by INBIO
Bioremediasi merupakan pendekatan berkelanjutan yang bertujuan untuk menghilangkan atau memusnahkan polutan berbahaya dari lingkungan dengan melibatkan organisme hidup terutama mikroorganisme dan tumbuhan. Sehingga sangat penting untuk memahami efek toksisitas polutan terhadap ekosistem, serta berbagai metode bioremediasi yang dapat diaplikasikan dalam mengatasi permasalahan tersebut.
Polutan adalah zat yang menyebabkan lingkungan menjadi tercemar dan dapat berasal dari berbagai sumber seperti limbah rumah tangga, limbah industri dan limbah pertanian. Selain menyebabkan ekosistem terganggu, toksisitas polutan dapat mengganggu kesehatan makhluk hidup. Contoh polutan termasuk logam berat seperti merkuri dan timbal, polutan udara seperti sulfur dioksida dan nitrogen oksida serta senyawa organik beracun seperti pestisida dan hidrokarbon. Paparan polutan tersebut dapat menyebabkan berbagai permasalahan kesehatan pada manusia seperti kerusakan organ, penyakit pernapasan dan gangguan sistem saraf. Pada hewan, polutan dapat mengganggu reproduksi, fungsi fisiologis dan perilaku hewan. Sedangkan pada tumbuhan dapat mengalami kerusakan jaringan dan fungsi fisiologisnya yang berdampak pada produktivitas pertanian dan keberlanjutan ekosistem.
Pemanfaatan organisme hidup seperti jamur, tumbuhan dan bakteri untuk menghilangkan atau menetralisasi polutan dari lingkungan disebut dengan Bioremediasi. Proses tersebut didasarkan pada kemampuan alami organisme untuk mengasimilasi, menguraikan atau mengubah polutan menajdi bentuk yang kurang berbahaya terhadap lingkungan. Bioremediasi memberikan proposisi pendekatan yang berkelanjutan dan ramah lingkungan dibandingkan dengan menggunakan metode fisik atau kimia dalam pengelolaan polutan terhadap lingkungan.
Bergantung pada jenis polutan dan kondisi lingkungan, terdapat beberapa pendekatan bioremediasi yang dapat diterapkan seperti:
Salah satu jenis bioremediasi yang disebut fitoridiasi menggunakan tumbuhan untuk menstabilkan, menghilangkan atau mendetoksifikasi polutan dari air dan tanah. Tumbuhan memiliki kapasistas untuk menyerap, memetabolisme dan mengakumulasi polutan melalui batang, akar dan daun. Tumbuhan yang sering digunakan dalam fitoridiasi seperti rumput vetiver, pohon poplar dan berbagai spesies tumbuhan hiperakumulator logam. Mikroorganisme seperti bakteri, alga dan jamur memiliki peranan penting dalam bioremediasi. Mikroorganisme memiliki enzim yang dapat mengubah polutan organik dan anorganik menjadi bahan yang sederhana dan kurang berbahaya. Selain itu, melalui proses bioaugmentasi dan biostimulasi, mikroorganisme dapat meningkatkan efisiensi bioremediasi terhadap lingkungan. Bioaugmentasi melibatkan penambahan mikroorganisme yang telah diisolasi dan dikarakterisasi untuk kemampuan mendegradasi polutan tertentu, sedangkan biostimulasi melibatkan penambahan nutrisi atua agen lain untuk mendorong pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme indigenous di lingkungan yang terkontaminasi.
Bioreaktor adalah sistem tertutup yang mengontrol kondisi lingkungan seperti suhu, pH dan konsentrasi O2 untuk mengoptimalisasi aktivitas mikroorganisme dalam penguraian polutan. Bioreaktor dapat dirancang untuk berbagai jenis bioremediasi seperti pengolahan air limbah, pengolahan gas buang dan pemulihan tanah terkontaminasi. Bioreaktor dapat mengontrol proses bioremediasi dan meningkatkan efisiensi degradasi polutan. Jenis-jenis bioreaktor seperti reaktor lumpur aktif, reaktor membran dan reaktor biofilm memiliki fungsi tertentu berdasarkan jenis polutan dan kondisi lingkungan. Senyawa permukaan aktif yang diproduksi oleh mikroorganisme dikenal dengan biosurfaktan. Biosurfaktan memiliki kapasitas untuk mengurangi tegangan permukaan dan antarmuka, meningkatkan kelarutan dan mobilitas polutan dalam air sehingga memudahkan mikroorganisme mengakses dan menguraikan polutan. Biosurfaktan dapat membantu proses desorpsi polutan dari partikel tanah dalam meningkatkan bioavailabilitas biosurfaktan untuk degradasi mikroba. Aplikasi biosurfaktan yang mencakup berbagai jenis bioremediasi seperti pengolahan air limbah, pembersihan tumpahan minyak dan pemulihan tanah yang terkontaminasi logam berat sangat ramah lingkungan dan dapat terurai secara hayati di lingkungan.
Studi materi genetik yang diambil langsung dari sampel lingkungan (Metagenomik) dapat menganalisis komunitas mikroba tanpa mengisolasi dan mengkulturkan mikroba terlebih dahulu sehingga memberikan pengetahuan yang mendalam mengenai keragaman mikroba, interaksi komunitas mikroba dan jalur metaboli dalam proses bioremediasi. Melalui implementasi pendekatan metagenomik, peneliti dapat mengidentifikasi mikroorganisme dan enzim baru yang berpotensi dalam degradasi polutan, serta mengoptimalkan kondisi bioremediasi berdasarkan komposisi dan fungsi komunitas mikroba. Pendekatan tersebut membuka peluang untuk meningkatkan efisiensi dan efektivitas proses bioremediasi.
Penerapan Metagenomik dalam Bioremediasi
Sumber:
AUTHOR
© Generasi Peneliti. All Rights Reserved.