Bioremediasi pada dasarnya adalah biodegradasi limbah beracun menggunakan mikroba. Pembersihan mikroba dari limbah beracun relatif baru; namun, penelitian telah menunjukkan keberhasilannya dalam memulai biodegradasi berbagai jenis limbah beracun, limbah kimia, termasuk tumpahan minyak, merkuri, limbah radioaktif, dan bahkan limbah listrik beracun, mengubah zat berbahaya ini menjadi senyawa yang lebih aman dengan penggunaan bakteri (Moore, 2021).
Salah satu peran alami utama mikroba adalah membantu dalam proses dekomposisi. Mikroba secara alami memfasilitasi penguraian bahan organik yang merupakan proses penting dalam siklus hidup. Karena fungsinya yang berevolusi secara alami, mikroba sangat baik dalam memfasilitasi dekomposisi (Moore, 2021).
Penelitian telah menunjukkan bahwa kehati-hatian harus dilakukan ketika mendekati limbah dengan bakteri, karena mikroba yang tidak beradaptasi dengan lingkungan mati saat diperkenalkan padanya, oleh karena itu, menyediakan sumber nutrisi untuk membantu bakteri asli berkembang. Mikroba ini dapat dibantu dalam pekerjaan alami mereka dengan menambahkan nutrisi ke air di dekat limbah untuk membantu menumbuhkan populasi mikroba spesifik ini (Moore, 2021).
Terdapat dua metode utama yang digunakan mikroorganisme saat mengurangi tingkat polutan dalam air limbah (NCH, 2017):
- Aerobik – Pencernaan aerobik adalah proses pengolahan air limbah utama, yang digunakan untuk pemurnian air limbah menjadi limbah yang lebih bermanfaat dan ramah lingkungan. Proses ini melibatkan triliunan bakteri yang bergantung pada oksigen untuk bertahan hidup dan berkembang biak. Mikroba mencerna sampah organik dengan menggunakan oksigennya, mengubah susunan kimiawi bahan menjadi bahan yang tidak terlalu merusak lingkungan.
- Anaerobik – Pencernaan anaerobik adalah fermentasi biologis bahan organik. Bahan organik diubah menjadi biogas, yang membantu mengurangi polutan dan kontaminan dari air. Perlakuan anaerobik digunakan untuk mengubah komposisi kimia bahan organik yang ditemukan dalam air limbah agar lebih ramah lingkungan (NCH, 2017).
Mikro-organisme seperti bakteri, jamur, dan actinomycetes bertanggung jawab untuk menguraikan bahan organik. Mereka adalah pengurai kimia karena mereka menggunakan bahan kimia dalam tubuh mereka untuk memecah bahan organik. Jenis pengurai kimia yang paling melimpah dalam tumpukan kompos adalah bakteri aerob. Ketika mereka memecah bahan organik, mereka mengeluarkan panas. Miliaran bakteri aerobik yang bekerja untuk menguraikan bahan organik dalam tumpukan kompos menyebabkan tumpukan menjadi hangat. Saat suhu naik, organisme yang berbeda berkembang. Bakteri psychrophilic paling aktif di sekitar 55oF. Bakteri mesofilik mengambil alih sekitar 21°C hingga 38 °C. Ketika suhu tumpukan kompos melebihi 38°C, bakteri termofilik yang menyukai panas mengambil alih. Bakteri termofilik lebih menyukai suhu antara 45°C dan 71°C. Jika lebih dari 71°C, bakteri mulai mati dan dekomposisi melambat. Saat bakteri termofilik kehabisan makanan, tumpukan akan mendingin dan susunan komunitas mikroba akan bergeser kembali ke bakteri bersuhu lebih dingin. Ini adalah saat jamur menjadi lebih aktif di tumpukan kompos. Jamur lebih menyukai kisaran suhu antara 21°C dan 24°C dan melakukan pekerjaan yang baik dalam memecah selulosa dan lignin, bahan kayu di tumpukan. Proses sulit untuk memecah bahan yang lebih kompleks ini bisa memakan waktu berminggu-minggu (NCH, 2017).
Berbagai jenis sampah organik dan tanaman, seperti kotoran hewan (kotoran sapi, kambing, kotoran ayam), sisa-sisa makanan dari restoran dan sampah organik dari berbagai tanaman dan buah-buahan juga dapat digunakan untuk produksi biogas. Produksi biogas anaerob tergantung pada berbagai faktor yaitu keanekaragaman dan kelimpahan mikroba yang dipengaruhi oleh komposisi komunitas mikroba, pengaruh fermentasi bahan, kondisi lingkungan, pH dan desain digester (NCH, 2017).
Dalam berbagai proses pencernaan anaerobik, senyawa organik dipecah oleh mikroorganisme tanpa adanya oksigen dan mencerna senyawa ini untuk menghilangkan biogas yang terutama terdiri dari metana dan karbon dioksida. Pencernaan anaerobik dianggap sebagai dua tahap proses yang melibatkan tindakan berurutan dari bakteri pembentuk asam dan pembentuk metana, tetapi sekarang dikenal sebagai proses fermentasi kompleks yang dilakukan oleh asosiasi simbiosis berbagai jenis bakteri. Produk yang dihasilkan oleh satu kelompok bakteri berfungsi sebagai substrat untuk kelompok berikutnya. Metabolisme primer reaksi dapat diklasifikasikan secara berurutan menjadi empat kelompok besar yang melibatkan reaksi: hidrolisis, acidogenesis, acetogenesis, metanogenesis (NCH, 2017).
Pada tahap awal proses fermentasi anaerob, hidrolisis berfungsi untuk mereduksi makromolekul (termasuk protein, lemak kompleks, dan polisakarida) menjadi penyusunnya, yaitu, asam amino, asam lemak rantai panjang, dan gula monosakarida. Bakteri lain, termasuk asidogenesis dan asetogenesis, selanjutnya akan menguraikannya menjadi senyawa antara yang lebih kecil (seperti asetat, karbon dioksida, dan hidrogen). Pada langkah berikutnya, metanogenesis, reaksi biologis di mana asetat diubah menjadi metana dan karbon dioksida, sementara hidrogen dikonsumsi. Oleh karena itu, pemahaman menyeluruh tentang komposisi, struktur, dan fungsi mikroba dalam reaktor anaerobik sangat penting untuk dikembangkan strategi fermentasi untuk meningkatkan hasil metana dari reaktor biogas yang ada maupun yang baru ide-ide desain (NCH, 2017).
Referensi
Moore, S. (2021). Microbial Biodegradation of Toxic Waste (Bioremediation). Manchester: AZoNetwork UK Limited. Diakses dari: https://www.newsmedical.net/life-sciences/Microbial-Biodegradation-of-Toxic-Waste- (Bioremediation).aspx
NCH. 2017. THE ROLE OF MICROORGANISMS IN WASTEWATER TREATMENT. Diakses dari: https://www.nchasia.com/en-id/nch-insights/industry-news/the-role-ofmicroorganisms-in-wastewater-treatment
Komentar
Posting Komentar