Bioremediasi: Metode Rehabilitasi Tanah dengan Mikroorganisme

Terdapat berbagai macam metode pemulihan lingkungan tercemar dengan memanfaatkan mikroorganisme yang secara biologis mengembalikan kondisi tanah. Metode biologis ini dikenal sebagai bioremediasi. Pengaplikasian strategi bioremediasi ini memiliki tujuan untuk meningkatkan laju penguraian, menginaktivasi mikroba yang mampu bertahan dari keberadaan polutan beracun serta memanfaatkan mikroba tersebut untuk melakukan penguraian terhadap polutan sehingga menjadi unsur yang bermanfaat bagi lingkungan sekitar.

Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan yang mendukung penerapan strategi bioremediasi ini menjelaskan bahwa bioremediasi menjadi respon biologis menuju perbaikan substrat pada lingkungan yang telah rusak atau tercemar. Bioremediasi dapat berperan sebagai detoksifikasi dalam menurunkan tingkat racun polutan dalam tanah dengan menggunakan mikroorganisme, tanaman, atau enzim mikroba.

Konsep bioremediasi ini telah menjadi sebuah metode yang menawarkan proses pemulihan lahan tercemar menjadi normal dan aman kembali untuk kehidupan ekosistem sekitar. Selain itu, penerapan bioremediasi menjadi strategi yang efisien dalam memulihkan lahan tercemar dengan pengeluaran biaya yang dibutuhkan lebih minim dibandingkan dengan metode konvensional.

Proses bioremediasi sangat tergantung dengan keberadaan mikroba. Selanjutnya mikroba dikemas menjadi produk biostimulant yang akan diaplikasikan pada tanah sebagai pembenah tanah. Biostimulan merupakan produk berbasis organik dan diperkaya dengan mikroba yang dapat menstimulasi pembentukan topsoil pada tanah. Mikroba memanfaatkan proses metabolismenya untuk mengkonversi polutan menjadi produk yang menguntungkan melalui reaksi kimia organik yang membutuhkan energi aktivasi yang rendah.

Secara lebih rinci, bioremediasi logam berat oleh mikrooganisme ini dapat terjadi dengan berbagai macam mekanisme. Mekanisme tersebut meliputi biosorpsi, bioakumulasi, biotransformasi, dan biomineralisasi. Mekanisme-mekanisme ini termasuk upaya metabolisme mikroorganisme untuk memperoleh energi dan sebagai upaya pertahanan diri pada lingkungan toksik karena cekaman logam berat.

Biosorpsi merupakan proses dimana terbentuknya ikatan antara polutan logam berat dengan bagian permukaan mikroorganisme. Pengikatan ini dapat terjadi karena adanya proses terbentuknya kompleks tertentu antara permukaan sel dengan logam berat, interaksi elektrostatik, adsorpsi secara kimia maupun fisik, dan serangkaian proses lainnya (Zhang et al., 2020). Logam yang terikat pada permukaan sel ini tidak dapat diakses oleh organisme lain atau tidak terlarut sehingga toksisitas logam berat akan menurun.

Bioakumulasi adalah proses terakumulasinya logam berat pada sistem metabolisme sel. Logam berat dari lingkungan akan diserap ke dalam sitoplasma sel dan membentuk kompleks tertentu yang tidak toksik sehingga tidak menggangu proses metabolisme sel. Proses bioakumulasi ini dapat memengaruhi tingkatan trofik lainnya lewat proses makan memakan. Jika proses bioakumulasi ini terjadi pada tumbuhan atau hewan yang dikonsumsi manusia, maka akumulasi logam ini dapat berpindah ke manusia dan menyebabkan gangguan penyait yang fatal.

Biotransformasi adalah proses pengubahan bentuk logam berat menjadi bentuk yang kurang toksik oleh mikrooraganisme. Logam berat memiliki karakteristik yang tidak dapat didegradasi atau hanya dapat diubah kebentuk lain (Briffa et al., 2020). Proses ini banyak melibatkan enzim serta berbagai metabolit yang dihasilkan oleh mikroorganisme. Contoh proses ini adalah transformasi logam berat bervalensi tinggi dengan kelarutan tinggi menjadi logam berat bervalensi rendah dengan kelarutan yang rendah.

Biomineralisasi merupakan proses pengubahan bentuk terlarut logam berat menjadi logam solid yang tidak toksik bagi lingkungan. Proses ini dapat terjadi secara intraseluler dan ektraseluler. Proses biomineralisasi intraseluler melibatkan proses penyerapan dan pengembalian logam berat ke lingkungan dalam bentuk logam solid, sedangkan proses biomineralisasi ekstraseluler dapat difasilitasi oleh polimer ekstraseluler (EPS) yang dihasilkan oleh sel (Zhang et al., 2020).

Dalam mendukung strategi pemulihan lingkungan tercemar dengan bioremediasi ini, Pemerintah Indonesia telah membuat instrumen hukum yang mengatur standar kegiatan bioremediasi untuk mengatasi lingkungan tercemar akibat kegiatan pertambangan dan perminyakan serta bentuk pencemaran lainnya melalui Kementerian Lingkungan Hidup, Kep Men LH No.128 tahun 2003 tentang tatacara dan persyaratan teknis dan pengelolaan limbah minyak bumi dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis dan telah mencantumkan bahwa bioremediasi dilakukan dengan menggunakan mikroba lokal.

Metode bioremediasi ini juga telah diterapkan oleh Indmira dalam berbagai project di beberapa wilayah Indonesia. Salah satunya yaitu dalam menangani dan memulihkan lahan pasca tambang timah di Bangka Belitung, Kepulauan Riau, dan Sumatera Selatan. Dalam penanganannya, Indmira menerapkan biostimulan sebagai salah satu upaya bioremediasi terhadap lahan berpolutan setelah aktivitas pertambangan timah di daerah tersebut. Biostimulan yang dikembangkan Indmira telah diaplikasikan dalam berbagai jenis lahan tambang untuk meningkatkan kesuburan tanah.