Peran Tanaman dan Mikroba dalam Bioremediasi Tanah Terkontaminasi Hidrokarbon Minyak Bumi
ANALISIS JURNAL INTERNASIONAL
Identitas Jurnal
: Ite, Aniefiok E and Udo J. Ibok.
2019. Role of Plants and Microbes in Bioremediation of Petroleum
Hydrocarbons Contaminated Soils. International Journal of Environmental
Bioremediation & Biodegradation. Vol.
7(1): 1-19
Peran Tanaman dan Mikroba dalam
Bioremediasi Tanah Terkontaminasi Hidrokarbon Minyak Bumi
Hidrokarbon minyak bumi yang
terkontaminasi tanah, sedimen dan lingkungan laut terkait dengan pembuangan
limbah kimiawi yang berasal dari minyak bumi secara tidak sengaja dan
hidrokarbon minyak bumi yang terkait dengan tumpahan dan sumber lain ke
lingkungan sering menimbulkan efek berbahaya bagi kesehatan manusia dan
lingkungan alam , dan memiliki dampak sosial-ekonomi yang negatif di masyarakat
tuan rumah penghasil minyak. Dalam praktiknya, tumbuhan dan mikroba telah
memainkan peran utama dalam transformasi mikroba dan mineralisasi terkait
pertumbuhan dari hidrokarbon minyak bumi di tanah dan / atau sedimen yang
terkontaminasi selama beberapa tahun terakhir. Strategi bioremediasi telah
diakui sebagai alternatif yang ramah lingkungan dan hemat biaya dibandingkan
dengan pendekatan fisika-kimia tradisional untuk restorasi dan reklamasi situs
yang terkontaminasi. Keberhasilan setiap strategi remediasi nabati bergantung
pada interaksi tumbuhan dengan populasi mikroba rizosfer di media tanah
sekitarnya dan kontaminan organik. Pemahaman yang efektif tentang nasib dan
perilaku kontaminan organik di dalam tanah dapat membantu menentukan
persistensi kontaminan di lingkungan darat, mendorong keberhasilan pendekatan
bioremediasi dan membantu mengembangkan strategi mitigasi risiko tingkat
tinggi. Dalam artikel jurnal ini, memberikan wawasan yang jelas tentang peran
tumbuhan dan mikroba dalam degradasi mikroba hidrokarbon minyak bumi di tanah
yang terkontaminasi yang muncul dari tubuh tumbuh penelitian bioremediasi dan
penerapannya dalam praktik. Selain itu, interaksi tumbuhan-mikroba telah
dibahas sehubungan dengan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan ini dapat memberikan
pemahaman yang lebih baik tentang beberapa faktor penting yang diperlukan untuk
pengembangan in situ strategi bioremediasi untuk mitigasi risiko di
tanah yang terkontaminasi hidrokarbon minyak bumi.
Hidrokarbon minyak bumi
kontaminasi tanah, sedimen dan lingkungan laut adalah salah satu bahaya
lingkungan global yang signifikan terkait dengan eksplorasi, pengeboran,
pengembangan dan produksi minyak mentah dan gas alam. Pembuangan yang tidak
disengaja dari limbah kimia yang berasal dari minyak bumi dan hidrokarbon
minyak bumi yang terkait dengan tumpahan ke lingkungan, yang merupakan penyebab
utama pencemaran air dan tanah yang terkendali di daerah penghasil minyak,
sering menimbulkan efek berbahaya bagi kesehatan manusia dan alam. lingkungan,
dan memiliki dampak sosial-ekonomi negatif di masyarakat tuan rumah penghasil
minyak.
Faktor Terkait untuk
biodegradasi minyak bumi yang optimal hidrokarbon di tanah:
1.
Mikroorganisme
(Aerobik atau anaerobic)
2.
Proses
biologis alami mikroorganisme (Katabolisme dan anabolisme)
3.
pH
(5,5 - 8,8)
4.
Suhu
(° C) (15 - 45 (mesofilik))
5.
Jenis
tanah (Kandungan tanah liat atau lanau rendah)
6.
Kelembaban
tanah (25 - 28% dari kapasitas menahan air)
7.
Oksigen
(Metabolisme aerobik:> 0,2 mg / L oksigen
terlarut dan ruang pori terisi udara minimal 10% dari total volume)
8.
Nutrisi
(Karbon, nitrogen dan fosfor (C : N: P = 120: 10: 1
rasio molar) untuk pertumbuhan mikroba)
9.
Konsetrasi Hidrokarbon (5 - 10% berat kering tanah)
10. Potensial redoks (Aerob
dan anaerob fakultatif: Eh> 50 mV dan anaerob: Eh <50 mV)
11. Logam berat (Kandungan
total 2.000 ppm)
12. Parameter mikroba (Jumlah
sel mikroba yang memadai dan aktivitas metabolic)
Mikroba
pendegradasi hidrokarbon yang dominan di lingkungan tanah yang tercemar minyak
hidrokarbon
|
Bacteri |
|
|
|
|
Gram-Negative
bacteria |
Gram-Positive
bacteria |
Yeast |
Fungi |
|
Pseudomonas spp. |
Nocardia spp. |
Aureobasidium |
Trichoderma |
|
Acinetobacter spp. |
Mycobacterium spp. |
Candida |
Mortiecerella |
|
Alcaligenes sp. |
Corynebacterium spp. |
Rhodotorula spp |
Penicillium |
|
Flavobacterium/ Cytophaga group |
Arthrobacter spp. |
Sporobolomyces Exophiala |
Aspergillus Fusarium spp. |
|
Xanthomonas spp. |
Bacillus spp. |
Trichosporon spp. |
|
Biodegradasi hidrokarbon minyak
bumi di tanah dapat dibatasi oleh faktor-faktor seperti adsorpsi, perpindahan
massa, ketersediaan hayati dan bioaksesibilitas serta nasib dan perilaku
hidrokarbon, sementara kombinasi sistem tumbuhan-mikroba dapat menyebabkan
mineralisasi terkait pertumbuhan yang lebih efisien dari kontaminan organik
yang menjadi perhatian di zona akar atau rizosfer. Diketahui bahwa tanaman
sering membentuk asosiasi dengan tanaman tetangga, mikroflora, dan mikro-fauna,
dan sebagian besar asosiasi ini difasilitasi oleh pertukaran sinyal kimiawi
antara inang dan simbion. Meskipun interaksi tumbuhan-mikroba yang merugikan
dan menguntungkan dipengaruhi oleh perubahan lingkungan fisik dan komposisi
ekosistem, pemanfaatan sinergi antara tumbuhan dan mikroba rizosfer memiliki
potensi besar untuk menangani hidrokarbon minyak bumi dalam proses remediasi
tanah yang efektif. Tanaman
dan mikroba rizosfer yang terkait berinteraksi satu sama lain dan dalam banyak
kasus, tanaman sering memasok populasi mikroba asli dengan sumber karbon khusus
yang merangsang mineralisasi mikroba dari kontaminan organik oleh populasi
mikroba asli di lingkungan tanah.
Bioremediasi adalah proses di
mana proses degradasi biologis digunakan untuk menghilangkan, melemahkan, atau
mengubah kontaminan dan polutan organik menjadi terutama karbon dioksida, air,
dan biomassa untuk mengurangi risiko. Fungsi bioremediasi melalui pemanfaatan
beragam kemampuan metabolisme mikroba untuk mendetoksifikasi atau menghilangkan
kontaminan organik. Selama bertahun-tahun, biodegradasi dan / atau bioremediasi
telah menjadi strategi remediasi yang disukai untuk pembersihan tanah yang
terkontaminasi oleh minyak bumi yang terkontaminasi hidrokarbon mengingat
metode tersebut tidak mahal dan berkelanjutan secara lingkungan, dan dapat
mempercepat proses biodegradasi yang terjadi secara alami melalui optimalisasi
faktor pembatas. Diketahui secara luas bahwa teknologi bioremediasi menggunakan
kapasitas katabolik tumbuhan dan mikroba untuk mendekontaminasi atau mengurangi
konsentrasi kontaminan berbahaya lingkungan di tanah ke tingkat risiko yang
dapat diterima oleh pemilik situs dan / atau badan pengatur. Pilihan teknologi
bioremediasi yang paling efektif di antara berbagai strategi remediasi yang
dikembangkan untuk mengobati xenobiotik organik bergantung pada tiga prinsip
dasar - ketersediaan hayati kontaminan, kontaminan bioaksesibilitas kontaminan
dan optimasi aktivitas biologis yang tidak terkendali. Strategi remediasi
biologis dapat dikategorikan ke dalam remediasi mikroba (melibatkan komunitas
mikroba) dan fito– / rhizo– remediasi (melibatkan tumbuhan dan komunitas mikroba
rizosfer terkait). Diketahui bahwa strategi remediasi mikroba dapat
ditingkatkan (misalnya bioaugmentasi,
biosparging, bioventing, fitoremediasi dan rhizoremediasi), sedangkan strategi
lain dapat dilakukan tanpa bentuk peningkatan apa pun (misalnya bioremediasi
intrinsik atau atenuasi alami). Dalam praktiknya, strategi remediasi mikroba
untuk media yang terkontaminasi (misalnya tanah dan air) dapat dilakukan in
situ (di lokasi) atau ex situ (media
yang terkontaminasi dapat digali atau dipompa keluar dari lokasi aslinya) dalam
aerobik atau kondisi anaerobik.
Tanaman dan
mikroba telah memainkan peran utama dalam bioremediasi tanah yang
terkontaminasi hidrokarbon minyak bumi selama bertahun-tahun dan bioremediasi
telah diakui sebagai alternatif untuk pendekatan fisika-kimia tradisional untuk
memulihkan situs yang terkontaminasi. Temuan dari studi laboratorium dan skala
lapangan telah menunjukkan bahwa banyak komunitas mikroba memiliki kemampuan
yang melekat untuk mengubah atau memanfaatkan kontaminan organik (misalnya
hidrokarbon minyak bumi) sebagai sumber karbon dan energi. Agar berhasil
memulihkan tanah yang terkontaminasi hidrokarbon minyak bumi, beberapa faktor
biokimia dan fisik yang mempengaruhi biodegradasi harus dikontrol dengan benar
untuk mengoptimalkan kondisi lingkungan komunitas mikroba pengurai kontaminan.
Keberhasilan strategi biodegradasi untuk tanah yang terkontaminasi hidrokarbon
minyak bumi bergantung pada kondisi lingkungan yang signifikan, struktur kimia
pencemar, ketersediaan hayati pencemar, keberadaan mikroba yang aktif secara
katabolik; dan interaksi matriks-polutan organik. Meskipun ada banyak strategi
bioremediasi ex situ dan in situ untuk pengolahan tanah yang tercemar
hidrokarbon minyak bumi, pemahaman yang lebih dalam tentang ekologi mikroba
dari situs yang terkontaminasi perlu dilakukan sehingga strategi bioremediasi
dapat ditingkatkan karena setiap lokasi yang terkontaminasi akan berbeda. .
Pengetahuan tentang nasib dan perilaku hidrokarbon minyak bumi di tanah yang
terkena dampak dapat membantu menentukan persistensi dan penguraian kontaminan
organik di lingkungan dan selanjutnya, keberhasilan metode remediasi apa pun.
Pemahaman yang lebih baik tentang interaksi tumbuhan-mikroba dapat dimanfaatkan
untuk mengembangkan lebih lanjut fitoteknologi untuk pembersihan situs dan
penerapan strategi bioremediasi untuk tanah yang terkontaminasi hidrokarbon
minyak bumi melalui serangkaian transformasi metabolik, proses biologis,
kimiawi dan fisik.
Komentar
Posting Komentar