Pencemaran air merupakan proses dari suatu zat atau unsur lain karena hasil kegiatan manusia yang menyebabkan penurunan kualitas air hingga ke tingkat tertentu sehingga menyebabkan air tidak berfungsi sesuai manfaatnya. Pencemaran perairan dapat disebabkan oleh banyak hal yaitu, limbah industri, limbah cair pemukiman, limbah rumah tangga, limbah cair perkotaan, perikanan budidaya dan pertanian yang akan terakumulasi dalam suatu perairan. Pencemaran perairan dapat diukur melalui berbagai metode dan alat dengan melihat baku mutu sebagai patokan.
Baku mutu lingkungan hidup merupakan suatu batasan unsur yang harus ada atau unsur yang keberadaannya dalam suatu sumber daya tertentu sebagai unsur lingkungan hidup. Baku mutu juga bisa didefinisikan sebagai tolak ukur dalam menilai apakah telah jadi pencemaran pada suatu lingkungan hidup. Akumulasi limbah yang dapat menyebabkan timbulnya pencemaran yang dapat memperburuk perairan. Bahan pencemar yang terkandung dari buangan limbah dapat berupa unsur hara (nutrien), sedimen, pestisida, organisme patogen, sampah dan logam berat.
Logam berat merupakan suatu pencemar yang berbahaya karena memiliki sifat toksik jika memiliki nilai yang berlebihan serta mempengaruhi berbagai sistem yang ada di perairan, baik secara biologi ataupun ekologis. Logam berat terdiri dari elemen esensial dan elemen non esensial. Elemen esensial adalah elemen yang dibutuhkan didalam tubuh karena sel tidak mampu menghasilkan elemen esensial itu sendiri, namun elemen esensial yang terakumulasi tertalu tinggi kedalam sel dapat menyebabkan racun. Elemen non esensial adalah elemen yang tidak dibutuhkan didalam sel karena sel dapat memproduksi elemen non esensial, namun elemen ini bersifat dapat digantikan dengan elemen lain.
Elemen esensial terdiri dari elemen makro esensial dan elemen mikro esensial. Elemen makro esensial adalah elemen yang dibutuhkan oleh sel dalam jumlah tinggi. Elemen mikro esensial adalah elemen yang dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah yang rendah. Elemen makro esensial dan mikro esensial dibutuhkan oleh sel didalam tubuh agar sel dapat berfungsi secara normal. Kandungan elemen yang melebihi ambang batas dapat menyebabkan toksis atau gangguan fisiologis didalam tubuh. Logam berat seperti merkuri (Hg), kobalt (Co), tembaga (Cu), kromium (Cr), besi (Fe), arsenik (As), nikel (Ni) dan seng (Zn) dibutuhkan sebagai nutient esensial serta memegang peranan penting bagi proses kehidupan organisme.
Salah satu mikroorganisme yang berperan penting dalam bioremediasi logam berat adalah mikroalga. Mikroalga merupakan bioremediator yang baik yang berpotensi untuk memindahkan beberapa zat beracun seperti logam berat dengan mengakumulasi, menyerap atau memetabolisme ke tingkat substansial. Bioremediasi menggunakan mikroalga memiliki banyak kelebihan, beberapa diantaranya yaitu dapat digunakan sebagai pupuk setelah proses remediasi atau biofuel, biaya rendah, sederhana dan fleksibel dalam pengaplikasian, serta pemeliharaannya mudah. Pemanfaatan mikroalga sebagai bioremediator memiliki beberapa kekurangan seperti keterbatasan kemampuan mikroalga dalam meremediasi polutan yang sangat toksik, sehingga perlu diketahui terlebih dahulu berapa kadar bahan pencemar dan berapa kadar tertinggi bahan pencemar yang masih dapat ditoleransi mikroalga untuk bertahan hidup. Selain itu, kesesuaian media tempat mikroalga hidup mempengaruhi kemampuan remediasi, sehingga perlu dilakukan penyesuaian parameter lingkungan, karena setiap jenis mikroalga memiliki karakter yang berbeda.
Mekanisme bioremediasi logam berat oleh mikroalga terdiri dari dua proses yang berhubungan, proses pertama yaitu passive uptake atau biosorpsi dan active uptake. Kedua proses tersebut dapat disebut dengan proses bioakumulasi. Passive uptake terjadi secara non-metabolik, cepat, dan essentially reversible. Ion logam berat yang bermuatan positif pada proses ini akan teradsorpsi oleh gugus fungsi bermuatan negatif yang ada di permukaan sel dan berinteraksi secara elektrostatik. Secara partikel, dinding sel mikroalga sebagai first barriers pada penyerapan kation logam. Gugus amino dan karboksil, imidazole dari histidin, nitrogen dan oksigen pada ikatan peptide memudahkan pengikatan koordinasi karakteristik dengan ion logam. Proses kedua adalah active uptake yang terjadi di dalam sel dan bergantung pada proses metabolisme. Proses ini termasuk transport ion logam melewati membran sel yang dimediasi elemen makro dan kemudian terakumulasi dalam sel yang melibatkan proses passive uptake. Active uptake terjadi secara lambat dan irreversible.
Penulis: Luthfiana Aprilianita Sari
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di: https://content.iospress.com/articles/asian-journal-of-water-environment-and-pollution/ajw200029
