Mikroalgae Penyerap Logam Berat

<

Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaannya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek toksik. Contoh jenis pertama adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya, sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau toksik, yang keberadaannya dalam tubuh belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat toksik, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat dapat mempengaruhi efek kesehatan manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Berbagai bahan biologis mempunyai kemampuan mengikat logam dengan kapasitas sangat tinggi, yaitu alga laut, jamur dan kapang yang telah dilaporkan mampu mengakumulasi berbagai logam. Nama ”Spirulina” berasal dari kata latin “spiral”, yang artinya memiliki konfigurasi fisik organisme berbentuk melingkar, atau untaian mikroskopik atau helix. Spirulina sp. merupakan satu dari alga hijau-biru yang menghasilkan pigmen klorofil (hijau) dan fikosianin (biru) dalam struktur selular.

Spirulina sp. merupakan salah satu jenis alga dengan sel tunggal yang termasuk dalam kelas Cyanophyceae. Sel Spirulina sp. berbentuk silindris, memiliki dinding sel tipis yang mengandung murein dan tidak mempunyai inti sel sehingga menurut taksonomi dikelompokkan ke dalam jenis Eukaryota (Amini, 2004).
Alga mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mengikat ion-ion logam dari larutan, akan tetapi kemampuan ini sangat dibatasi oleh beberapa kendala, seperti ukurannya yang kecil, berat jenisnya rendah dan mudah rusak oleh degradasi mikroorganisme lain menjadi kelemahan dalam pemanfaatannya. Penanganan limbah dengan mikroorganisme atau mikroba disebut dengan bioremediasi menjadi alternatif yang dapat dilakukan untuk mengurangi tingkat keracunan elemen logam berat di lingkungan perairan tersebut. Bioremediasi menggunakan mikroba sebagai perantara reaksi kimia dan fisika melalui metabolisme baik di atas permukaan maupun di dalam tanah sangat diperlukan untuk menangani masalah lingkungan. Mikroba pengakumulasi logam berat dapat digunakan sebagai agen bioremediasi untuk perlindungan tanah dan air terhadap pencemaran logam berat.
Bioremediasi didefinisikan sebagai proses membersihkan (clean up) lingkungan dari bahan-bahan pencemar (pollutant) secara biologi atau dengan menggunakan organisme hidup. Bioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang toksik atau tidak toksik (karbon dioksida dan air). Keuntungan penggunaan mikroorganisme sebagai bioremediasi adalah biaya yang rendah, efisiensi yang tinggi, biosorbennya dapat diregenerasi, dan tidak perlu nutrisi tambahan.
Proses bioremediasi berpotensi tinggi dalam kontribusinya untuk mengurangi kadar logam berat pada level konsentrasi yang sangat rendah. Bioremediasi lebih efektif dibanding dengan pertukaran ion dan reverse osmosis. Proses bioremediasi ion logam berat umumnya terdiri dari dua mekanisme yang melibatkan proses pengambilan aktif dan pengambilan pasif. Pada saat ion logam berat tersebar pada permukaan sel, ion akan mengikat pada bagian permukaan sel berdasarkan kemampuan daya affinitas kimia yang dimilikinya. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa berbagai spesies alga baik dalam keadaan hidup (sel hidup) maupun dalam bentuk sel mati (biomassa) dan biomassa terimmobilisasi dapat digunakan untuk mengadsorpsi ion logam. Alga dapat dimanfaatkan sebagai bioindikator logam berat karena dalam proses pertumbuhannya, alga membutuhkan berbagai jenis logam sebagai nutrien alami, sedangkan ketersediaan logam di lingkungan sangat bervariasi. Suatu lingkungan yang memiliki tingkat kandungan logam berat yang melebihi jumlah yang diperlukan, dapat mengakibatkan pertumbuhan alga terhambat, sehingga dalam keadaan ini eksistensi logam dalam lingkungan adalah polutan bagi alga. Syarat utama suatu alga sebagai bioindikator adalah harus memiliki daya tahan tinggi terhadap toksisitas akut maupun toksisitas kronis. Persyaratan lain untuk pemanfaatan alga sebagai bioindikator adalah alga yang dipilih berasal dari lokasi setempat, hidup di lokasi tersebut, dan diketahui radius aktivitasnya, alga terdapat di mana-mana, supaya dapat dibandingkan terhadap alga yang berasal dari lokasi lain, komposisi makanannya diketahui, populasinya stabil, pengumpulan alga mudah dilakukan, relatif mudah dikenali di alam, masa hidupnya cukup lama, sehingga keberadaannya memungkinkan untuk merekam kualitas lingkungan di sekitarnya (Bachtiar, 2007). Secara umum, keuntungan pemanfaatan alga sebagai bioindikator dan biosorben adalah :
1. Alga mempunyai kemampuan yang cukup tinggi dalam mengadsorpsi logam berat karena di dalam alga terdapat gugus fungsi yang dapat melakukan pengikatan dengan ion logam. Gugus fungsi tersebut terutama gugus karboksil, hidroksil, amina, sulfudril imadazol, sulfat dan sulfonat yang terdapat dalam dinding sel dalam sitoplasma.
2. Bahan bakunya mudah didapat dan tersedia dalam jumlah banyak.
3. Biaya operasional yang rendah.
4. Sludge yang dihasilkan sangat minim.
5. Tidak perlu nutrisi tambahan.

/Helmy untuk Black In News/