IMPLEMENTASI BIOREMEDIASI

gambar Alyssum murale

(salah satu tanaman hiperakumulator)

Bioremediasi merupakan proses pembersihan pencemaran dengan menggunakan mikroorganisme, fungi, dan tumbuhan. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun. Bioremediasi prinsipnya adalah membersihkan dari bahan pencemar dengan memanfaatkan kemampuan organisme atau menggunakan agen biologis. Proses utama pada bioremidiasi adalah biodegradasi, biotransformasi dan biokatalis.
Hal yang perlu diketahui dalam melakukan remediasi:
1. Jenis pencemar (organik atau anorganik),
2. terdegradasi/tidak, berbahaya/tidak,
3. Berapa banyak zat pencemar yang telah mencemari lingkungan tersebut,
4. Perbandingan karbon (C), nitrogen (N), dan Fosfat (P),
5. Jenis tanah,
6. Kondisi tanah (basah, kering),
7. Telah berapa lama zat pencemar terendapkan di lokasi tersebut,
8. Kondisi pencemaran (sangat penting untuk dibersihkan segera/bisa ditunda).
Pada saat bioremediasi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.
Pendekatan umum untuk meningkatkan kecepatan biotransformasi/ biodegradasi adalah dengan cara:
i. seeding, mengoptimalkan populasi dan aktivitas mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik) dan/atau penambahan mikroorganisme exogenous (bioaugmentasi)
ii. feeding, memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi (biostimulasi) dan aerasi (bioventing)
Jenis-jenis bioremediasi yaitu
a. Biostimulasi
Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.
b. Bioaugmentasi
Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.
c. Bioremediasi Intrinsik
Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.

Pada bioremediasi di lingkungan yang tercemar minyak bumi. Yang pertama dilakukan adalah mengaktifkan bakteri alami pengurai minyak bumi yang ada di dalam tanah yang mengalami pencemaran tersebut. Bakteri ini kemudian akan menguraikan limbah minyak bumi yang telah dikondisikan sedemikian rupa sehingga sesuai dengan kebutuhan hidup bakteri tersebut. Dalam waktu yang cukup singkat kandungan minyak akan berkurang dan akhirnya hilang, inilah yang disebut sistem bioremediasi.
Pada bioremediasi tanah melalui aplikasi fitoremediasi. Cara pembersihan zat pencemar organik lebih diarahkan melalui aplikasi tanaman (fitoremediasi). Fitoremediasi merupakan teknologi pembersihan, penghilangan atau pengurangan polutan berbahaya, seperti logam berat, pestisida, dan senyawa organik beracun dalam tanah atau air dengan menggunakan bantuan tanaman (hiperakumulator plant).
Tanaman yang digunakan menjadi lebih sering dikombinasikan dengan mikroba dalam menurunkan zat pencemar organik (jadi tidak semata mata tergantung mikroba). Akar tanaman/rhizosphere merupakan tempat yang secara alamiah menjadi rumah yang cocok bagi mikroba. Sehingga perbanyakan diri mikroba menjadi lebih terjamin pada perlakuan. Aplikasi ini pada lahan pencemaran terbuka sangat cocok. Selain sebagai rumah untuk perbanyakan mikroba, tanaman juga bertindak untuk mencegah terjadinya pencemaran air tanah. Perombakan dari organik menjadi anorganik-tidak jatuh ke air tanah, sehingga terjadi pencemaran air tanah. Contoh tanaman hiperakumulator antara lain :
Jenis Tanaman -- Unsur yang Diserap
Thlaspi caerulescens-- Zink (Zn) dan Kadmium (Cd)
Alyssum sp., Berkheya sp.,-- Sebertia acuminata Nikel (Ni)
Brassicacea sp.-- Sulfate
Pteris vittata, Pityrogramma calomelanos-- Arsenik (As)
Pteris vittata, Nicotiana tabacum, Liriodendron tulipifera.-- Mercuri (Hg)
Thlaspi caerulescens, Alyssum murale, Oryza sativa-- Senyawa organik (petroleum hydrocarbons, PCBs, PAHs, TCE juga TNT)
Brassica sp.-- Emas (Au)
Brassica juncea.-- Selenium (Se)

Proses Fitoremediasi ini adalah sebagai berikut:
1. Phytoacumulation : tumbuhan menarik zat kontaminan sehingga berakumulasi disekitar akar tumbuhan
2. Rhizofiltration : proses adsorpsi / pengendapan zat kontaminan oleh akar untuk menempel pada akar.
3. Phytostabilization : penempelan zat-zat contaminan tertentu pada akar yang tidak mungkin terserap kedalam batang tumbuhan.
4. Rhyzodegradetion : penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas microba
5. Phytodegradation : penguraian zat kontamin
6. Phytovolatization : transpirasi zat contaminan oleh tumbuhan dalam bentuk yang telah menjadi larutan terurai sebagai bahan yang tidak berbahaya