Bioremediasi: Solusi Ramah Lingkungan untuk Mengatasi Tumpahan Minyak Mentah di Perairan Indonesia

Bioremediasi: solusi ramah lingkungan untuk mengatasi tumpahan minyak mentah di perairan Indonesia

Gambar 1. Tumpahan minyak di pesisir pantai

Berdasarkan data dari BP Statistical Review 2022, Indonesia menempati urutan ke-24 sebagai negara penghasil minyak bumi terbesar di dunia dengan total 692 ribu barel per hari atau berkontribusi terhadap 0,8% produksi minyak dunia.

Minyak bumi dijuluki sebagai ibu dari berbagai komoditas. Pasalnya, minyak bumi memiliki peranan yang besar dan penting dalam keberlangsungan hidup manusia. Namun, proses penambangan minyak bumi ini memberikan tantangan yang cukup serius terhadap keberlanjutan lingkungan yang berkaitan dengan tumpahan minyak di perairan laut.

Dalam beberapa waktu terakhir, Indonesia telah menjadi sorotan karena beberapa kejadian tumpahan minyak yang ada di perairan laut, yang mana hal tersebut memerlukan respon cepat dan inovatif dari pemerintah setempat, mulai dari Laut Jawa hingga Selat Malaka. Tumpahan minyak ini menimbulkan dampak serius pada keanekaragaman hayati dan juga mengancam kehidupan nelayan lokal.

Penanganan atas tumpahan minyak tersebut banyak dilakukan menggunakan pendekatan fisika dan kimia, yang mana hal tersebut memiliki dampak jangka panjang terhadap ekosistem. Padahal terdapat cara alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk mengatasi pencemaran tumpahan minyak (oil spill) yaitu dengan menggunakan bioremediasi.

Bioremediasi adalah pemanfaatan mikroorganisme perombak polutan yang digunakan untuk mengurai pencemaran minyak mentah sehingga pencemaran tersebut tidak lagi berbahaya terhadap lingkungan. Bioremediasi memanfaatkan metabolisme mikroba sebagai pendegradasi hidrokarbon untuk mengubah polutan menjadi senyawa yang tidak berbahaya, sehingga bioremediasi dapat menjadi solusi efektif untuk membersihkan perairan laut dari tumpahan minyak.

Bakteri yang memiliki kemampuan mengurai senyawa hidrokarbon yang terkandung pada minyak bumi disebut dengan bakteri hidrokarbonoklastik. Menurut Desai dan Vyas (2006), bakteri pendegradasi hidrokarbon pada minyak bumi dikategorikan dalam bentuk hidrokarbon, meliputi hidrokarbon jenuh, hidrokarbon monosiklik aromatik, hidrokarbon aromatik polisiklik, dan resin.

Mikroba yang memiliki kemampuan mendegradasi hidrokarbon diantaranya adalah Pseudomonas, Alcanivorax sp., Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus, Flavobacterium, Achromobacter, Klebsiella, Actinomycetes, Acetobacter, dan Rhodococcus. Bakteri ini memanfaatkan senyawa hidrokarbon minyak bumi sebagai substrat dan mengubahnya menjadi senyawa yang tidak toksik seperti CO2 dan H2O.

Sumber slideshare.net

Gambar 2.  Proses remediasi minyak oleh bakteri Pseudomonas aeruginosa menjadi unsur sederhana (CO2 dan H2O)

Berikut proses biodegradasi secara umum yang dapat digunakan untuk mendegradasi minyak mentah, yaitu :

1. Pada lingkungan yang tercemar minyak mentah secara alami akan memiliki persentase kandungan mikroba pendegradasi hidrokarbon (hidrokarbonoklastik).
2. Bakteri hidrokarbonoklastik memanfaatkan hidrokarbon sebagai sumber energi dan sumber karbon dan hidrogen.
3. Mikroba pendegradasi menghasilkan biosurfaktan yang melarutkan hidrokarbon dalam fase cair, mengurangi tegangan permukaan, meningkatkan aksesibilitas mikroorganisme pendegradasi terhadap butiran minyak. Pelepasan biosurfaktan ini tergantung dari substrat hidrokarbon yang ada.
4. Mikroba mentransfer hidrokarbon ke dalam sel mikroba dengan cara interaksi sel dengan hidrokarbon yang terlarut dalam fase air, melalui proses difusi atau transport aktif atau dengan interaksi sel dengan tetesan hidrokarbon yang teremulsi oleh sel bakteri.
5. Karakter, jumlah sel dan enzim yang terkandung dalam mikroba akan menentukan hasil degradasi hidrokarbon minyak bumi. Secara garis besar, hidrokarbon akan teroksidasi atau terpecah oleh bantuan enzim hingga menghasilkan aldehida dan asam sederhana yang dapat masuk yang ke dalam proses metabolisme seperti siklus krebs dan proses transpor elektron.
6. Siklus krebs akan menghasilkan ATP, NADH, FADH2, dan melepaskan CO2, sedangkan NADH dan FADH2 masuk kedalam proses transpor elektron menghasilkan H2O, dan sejumlah ATP.

Salah satu contoh penerapan bioremediasi minyak mentah dapat dilakukan secara in situ. Berikut merupakan langkah-langkah bioremediasi secara in situ.

1. Ketika tumpahan minyak mentah terjadi.
2. Penanganan secara fisika dan kimia, sebagai langkah awal untuk melokalisir tumpahan minyak mentah dalam waktu singkat. Sehingga pencemaran minyak mentah tersebut tidak meluas;
3. Mengidentifikasi karakteristik awal pencemar seperti cek TPH (Total Petroleum Hydrocarbon) awal, memastikan apa saja mikroba indigenous yang hidup pada daerah tersebut dan memastikan tingkat salinitas dan rasio nutrien yang ada.
4. Melakukan screening untuk mengetahui apakah jenis mikroba yang ditambahkan dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang akan dilakukan bioremediasi;
5. Melakukan prosedur penanaman bakteri pada laboratorium;
6. Memastikan bakteri tersebut siap digunakan;
7. Memastikan rasio nutrien telah tercukupi pada area tercemar;
8. Melepaskan bakteri pada area tercemar;
9. Melakukan pengendalian dan pengecekan berkala untuk memastikan bioremediasi berjalan lancar.

Sumber pexels.com

Gambar 3. Ilustrasi, memastikan faktor yang mempengaruhi biodegradasi telah diatur secara optimal

Mengutip dari Garcia dan Oliveira (2013), prinsip utama dari degradasi aerobik hidrokarbon adalah mikroorganisme menggunakan oksigen untuk menguraikan hidrokarbon. Proses ini terjadi di lingkungan aerob yang memiliki cukup oksigen. Mikroorganisme aerobik menghasilkan enzim seperti oksigenase, yang mana mikroorganisme tersebut menggunakan oksigen (O2) untuk memecah hidrokarbon menjadi produk yang lebih aman. Proses ini meningkatkan oksidasi hidrokarbon dan membentuk senyawa yang lebih mudah terurai, seperti air (H2O) dan senyawa-senyawa lain yang kurang berbahaya.

Meskipun bioremediasi memiliki keunggulan dalam aspek ramah lingkungan, namun keberhasilan penerapannya dapat dipengaruhi oleh sejumlah faktor. 

Pertama adalah lingkungan, di mana kondisi lingkungan mendukung kelancaran enzim-enzim mikrobial dalam proses biodegradasi. 

Kedua, temperatur, di mana temperatur optimal untuk mendegradasi hidrokarbon berkisar 30-40oC. 

Ketiga, oksigen, di mana oksigen berfungsi sebagai pengaktif enzim oksigenase untuk mendegradasi senyawa hidrokarbon. 

Keempat, keberadaan zat nutrisi, di mana mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energi, dan keseimbangan metabolisme sel.

Olenya itu pendekatan bioremediasi memberikan solusi ramah lingkungan dan efektif untuk mengatasi tumpahan minyak di perairan Indonesia. Dengan memahami peran mikroorganisme dan memperhatikan faktor-faktor kunci, penerapan bioremediasi merupakan langkah penting menuju lingkungan laut yang bersih dan berkelanjutan.

Referensi 

Berpasir, B. 2020. Identifikasi Bakteri yang Berpotensi Mendegradasi Hidrokarbon dari Substrat Mangrove dengan Tekstur. Journal of Marine and Aquatic Sciences, 6 (2), 175-184.

Butar-Butar, I. H., Sayuti, I., & Nusrsal, N. 2016. Isolasi dan Identifikasi Bakteri Limbah Minyak Bumi dari Perairan Pelabuhan Sungai Duku Kota Pekanbaru sebagai Rancangan Modul Pembelajaran Biologi SMA (Doctoral dissertation, Riau University).

Garcia, I.N.S., and Oliveira, V.M.D. 2013. Microbial Hydrocarbon Degradation: Efforts to Understand Biodegradation in Petroleum Reservoirs. http://dx.doi.org/10.5772/55920

Statistical Review of World Energy. 2022. The 2022 bp Statistical Review of World Energy. https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/statistical-review-of-world-energy.html

Wardhani, W. K., dan Titah, H. S. 2021. Studi literatur alternatif penanganan tumpahan minyak mentah menggunakan Bacillus subtilis dan Pseudomonas putida (Studi Kasus: tumpahan minyak mentah sumur YYA-1). Jurnal Teknik ITS (SINTA: 4, IF: 1.1815), 9(2), F97-F102.

Tim Penyusun

Fianika Yuniasari1, Aprillia Tika Purwaningrum1, Affie Maghfira Nuzula1, Marwan Rajab1, Agnes Endang Sutariningsih Soetarto2

1Mahasiswa program studi magister ilmu lingkungan Universitas Gadja Mada

2Dosen program studi magister ilmu lingkungan Universitas Gadja Mada