Peranan Mikroba Tanah pada kegiatan Rehabilitas Lahan Bekas Tambang dan Mekanisme Bioremediasi

Peranan Mikroba Tanah pada kegiatan Rehabilitas Lahan Bekas Tambang

Seperti yang sudah dijelaskan , banyak mikrobiologi yang bermanfaat bagi manusia, dan disini kami membahas mikrobiologi yang bermanfaat di bidang pertanian yang telah dilakukan di Lahan bekas tambang yang mempunyai kandungan logam-logam tinggi dapat dikoloni oleh mikroba tanah. Dengan pengelolaan yang tepat, bakteri-bakteri yang merugikan seperti bakteri pengoksidasi sulfur (BOS) dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan recovery logam-logam terutama besi, nikel, tembaga, emas, dan perak. Kegiatan rehabilitasi lahan bekas tambang dapat ditingkatkan dengan bantuan mikroba tanah. Melalui proses bioremediasi, mikroba tanah dapat menggunakan logam sebagai aktivator enzim atau aseptor elektron untuk pertumbuhannya sehingga logam menjadi tidak berbahaya di alam. Mikroba yang berperan pada proses bioremediasi tersebut membantu memberikan lingkungan tanah yang lebih baik untuk mendukung pertumbuhan tanaman. Mikroba tanah juga aktif berasosiasi dengan tanaman pada lahan tersebut sehingga tanaman menjadi lebih tahan tumbuh pada lahan bekas tambang yang mempunyai kandungan logam-logam tinggi. Dalam hal ini mikroba menghalangi tanaman menyerap logam dengan cara menahan logam di akar, mikroba menghasilkan enzim tertentu yang dapat mengurangi toksisitas logam atau mikroba bahkan membantu tanaman mengakumulasi logam dalam jumlah yang lebih besar tetapi tanaman tidak keracunan. Karena itu proses rehabilitasi areal bekas tambang dapat dipercepat dengan bantuan mikroba tanah.

Mekanisme  Bioremediasi

Pada proses ini terjadi biotransformasi atau biodetoksifikasi senyawa toksik menjadi senyawa yang kurang toksik atau tidak toksik. Saat bioremediasi terjadi, 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

1.  Seeding, mengoptimalkan populasi dan aktivitas mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik) dan/atau penambahan mikroorganisme exogenous (bioaugmentasi).
2. Feeding, memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi (biostimulasi) dan aerasi (bioventing).

Proses utama pada bioremediasi adalah biodegradasi, biotransformasi dan biokatalis. Salah satu mikroorganisme yang berfungsi sebagai bioremediasi adalah jamur vesikular arbuskular mikoriza (vam). Jamur vam dapat berperan langsung maupun tidak langsung dalam remediasi tanah. Berperan langsung, karena kemampuannya menyerap unsur logam dari dalam tanah dan berperan tidak langsung karena menstimulir pertumbuhan mikroorganisme bioremediasi lain seperti bakteri tertentu, jamur dan sebagainya.

Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakan mikroorganisme untuk mengolah air pada saluran air. Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain.

Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangi polutan yang sedang diujicobakan. Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikroba yang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui teknologi genetik. Teknologi genetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yang mengkode enzim yang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutan beracun menjadi tidak berbahaya.

Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri "pemakan minyak". Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

Pada bioremediasi microbial terdapat faktor-faktor utama yang menentukan: yaitu Populasi mikroba, Konsentrasi nutrien, Pasokan oksigen, Suhu dan kelembaban