Logam berat umumnya ditemukan di Bumi dan secara luas diakui sebagai metaloid dan logam dalam tabel periodik. Sifat logam berat dengan berat atom dan densitas yang tinggi menjadikannya kandidat yang baik untuk menghantarkan listrik. Industri pengolahan logam berat semakin meningkat seiring dengan pemanfaatan logam berat dalam kehidupan sehari-hari. Meningkatnya pemanfaatan logam berat menyebabkan meningkatnya kasus pencemaran logam berat yang sangat berbahaya bagi lingkungan dan kehidupan manusia.
Bioaugmentasi adalah pendekatan yang dikenal luas untuk memulihkan logam berat dari lingkungan yang terkontaminasi dengan menambahkan mikroorganisme asli dan eksogen yang dapat menahan dan mengurangi toksisitas logam berat. Mikroorganisme asli diisolasi dari tanah yang terkontaminasi dan diinokulasi kembali ke tanah yang terkontaminasi. Sebaliknya, mikroorganisme eksogen diisolasi di luar area yang terkontaminasi dan dimasukkan ke dalam area terkontaminasi yang diinginkan. Beberapa proses yang terlibat dalam remediasi logam berat menggunakan mikroba adalah biosorpsi, bioakumulasi, bio khelasi, biodestruksi, biomineralisasi, dan biotransformasi.
Beberapa penelitian mengklaim keberhasilan bioaugmentasi dalam merawat tanah yang terkontaminasi logam berat. Namun, sebagian besar perlakuan dilakukan dalam skala laboratorium menggunakan tanah tercemar buatan dalam kondisi terkendali. Pertanyaan yang terkait dengan penerapan metode ini di tanah yang terkontaminasi skala nyata, terutama dalam hal pemisahan logam yang diendapkan dari tanah, untuk mendapatkan media bersih yang diremediasi bebas dari logam berat beracun meningkat. Bahkan jika logam beracun diendapkan sebagai endapan kompleks yang stabil di dalam tanah, logam berat yang stabil dapat berubah kembali menjadi fase mobilisasi karena perubahan iklim atau cuaca yang tidak terkendali.
Review ini menyoroti beberapa kekhawatiran terkait dengan penerapan bioaugmentasi dalam merawat tanah yang terkontaminasi, dengan fokus pada kegagalan pemisahan tanah dengan logam setelah perawatan. Artikel review ini mengidentifikasi mekanisme bakteri dalam detoksifikasi logam berat yang berkorelasi dengan mekanisme penghilangan yang terjadi selama bioaugmentasi dalam merawat tanah yang terkontaminasi logam berat. Fitoremediasi disarankan sebagai solusi alternatif untuk masalah tersebut, sedangkan pengenalan rhizobakteri pemacu pertumbuhan tanaman di dalam sistem fitoremediasi tanah yang terkontaminasi logam berat akan meringankan proses penyisihan. Tinjauan ini diharapkan dapat menjelaskan penerapan skala rendah dari bioaugmentasi untuk mengobati tanah yang terkontaminasi logam berat sambil juga memberikan aplikasi fitoremediasi sebagai pendekatan yang menjanjikan untuk mengobati tanah yang terkontaminasi logam berat.
Bioaugmentasi mikroorganisme dalam mengolah tanah tercemar logam berat
Mikroorganisme dipilih berdasarkan dua kriteria utama: kemampuan untuk mendegradasi polutan yang ditargetkan dan kemampuan untuk bertahan dan bertahan di berbagai lingkungan. Beberapa mikroorganisme seperti bakteri, jamur, ragi, actinomycetes, dan alga dapat bertahan dan bertahan di berbagai lingkungan, termasuk kemampuan untuk menghilangkan logam berat dari area yang terkontaminasi. Kemampuan ini sebagian besar berasal dari dinding sel mikroba yang terdiri dari polisakarida, lipid, dan protein yang berperan penting dalam mengikat ion logam dengan gugus karboksilat, hidroksil, serta amino dan fosfat sehingga menghasilkan senyawa kompleks yang tidak beracun.
Sebagian besar mikroorganisme diisolasi dari tempat yang terkontaminasi logam berat (indigenous) karena lebih mudah beradaptasi dengan lingkungan dibandingkan dengan mikroorganisme eksogen. Sebaliknya, mikroorganisme eksogen menghadapi tantangan untuk menjajah dan mempertahankan efek imobilisasi di tanah yang terkontaminasi karena mereka harus bersaing dengan mikroorganisme asli. Kontaminasi logam berat menggunakan mikroorganisme (baik asli atau eksogen) dapat diobati dengan menggunakan kultur tunggal atau konsorsium. Konsorsium bakteri dan actinomyces menunjukkan penurunan logam berat yang lebih tinggi pada kisaran 50%-86% dibandingkan dengan kultur tunggal. Namun, beberapa kultur tunggal lebih efektif daripada kultur konsorsium dalam menghilangkan logam berat dari tanah yang terkontaminasi. S. paucimobilis 20006FA, Pannonibacter phragmitetus BB, dan Staphylococcus aureus masing-masing berhasil mereduksi 90% Cr(VI), 99% Cr(VI), dan 89,5% Pb.
Setiap mikroba memiliki potensi dan efektivitas yang berbeda dalam mereduksi logam berat dari tanah yang terkontaminasi pada berbagai konsentrasi. Mikroorganisme yang digunakan dalam remediasi berbagai jenis logam berat adalah sebagai berikut: Cr oleh Aspergillus niger dan Bacillus sp. MNU16, Hg oleh Pseudomonas aeruginosa, dan Vibrio parahaemolyticus PG02, nikel (Ni) dan Cd oleh Bacillus megaterium dan Rhizopus stolonifera, serta tembaga (Cu) dan Pb oleh Micrococcus luteus DE2008.
Penulis: Muhammad Fauzul Imron, S.T., M.T.
Artikel dapat dilihat pada:
