Mengenal Definisi Bioremediasi dan Pengaplikasiannya Di Ranah Budidaya

Berbagai penelitian dalam bidang bioremidiasi telah dilakukan dan telah berhasil mengembangkan suatu konsorsia mikroorganisme yang mampu menghilangkan zat pencemar secara efisien. Dalam penerapan bioremidiasi pada aquaculture harus diperhatikan kondisi lingkungan yang harus dibuat sedemikian rupa sehingga sesuai untuk pertumbuhan mikroorganisme tersebut. Proses bioremidiasi oleh mikroorganisme ini merupakan suatu proses degradasi zat oleh enzim ekstraselular yang dihasilkan oleh mikroorganisme tersebut. Tingginya kadar nitrogen dalam pakan dan feses akan menyebabkan menurunnya nilai C/N ratio tanah. Maka diperlukan suatu mikroorganisme yang membawa pada laju peningkatan respirasi.

Bioremediasi didefinisikan sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi terkendali. Penguraian senyawa kontaminan ini umumnya melibatkan mikroorganisme (khamir, fungi, dan bakteri). Pendekatan umum yang dilakukan untuk meningkatkan biodegradasi adalah dengan cara: (i) menggunakan mikroba indigenous (bioremediasi instrinsik), (ii) memodifikasi lingkungan dengan penambahan nutrisi dan aerasi (biostimulasi), (iii) penambahan mikroorganisme (bioaugmentasi)

Bioremidiasi adalah pemanfaatan organisma untuk membersihkan senyawa pencemar darilingkungan. Pada proses ini terjadi biotransformasi atau biodetoksifikasi senyawa toksik menjadi senyawa yang kurang toksik atau tidak toksik. Proses utama pada bioremidiasi adalah biodegradasi, biotransformasi dan biokatalis. Didefinisikan sebagai proses penggunaan organisme hidup, terutama mikroorganisme, untuk mendegradasi bahan pencemar (toksikan) lingkungan yang merugikan ketingkat atau bentuk yang lebih aman dalam hal memperbaiki / mengembalikan kondisi suatu lingkungan yang telah mengalami penurunan kualitas menjadi seperti semula sesuai dengan fungsinya masing-masing. Bioremediasi dapat memanfaatkan aktivitas metabolisme konsorsium bakteri agen bioremediasi yang terdiri dari bakteri nitrifikasi, denitrifikasi dan fotosintetik anoksigenik.

Pada teknologi bioremediasi ini bakteri nitrifikasi akan mendegradasi amonia menjadi nitrit, dan nitrat, bakteri denitrifikasi akan mendegradasi nitrat atau nitrit menjadi gas nitrogen, sedangkan bakteri fotosintetik anoksigenik akan mendegradasi senyawa hidrogen sulfida menjadi unsur sulfur Salah satu yang sering digunakan adalah bakteri. Bakteri digunakan dalam banyak sistem bioremediasi karena sifatnya yang fagositosis, ukuran kecil, tidak berbentuk hifa. Dalam aplikasi remediasi sedimen tambak digunakan jenis bakteri. Berbagai jenis bakteri yang dapat digunakan adalah bakteri nitrifikasi dan denitrifikasi (Nitosomonos, Nitrosococcus, Nitrosospira, Nitrosovibrio, dan Nitrosolobus, Pseudomonas, Rhodospirillum rubrum, Rhizobium leguminosarum), bakteri heterotrofik (Clostridium) bakteri fermentative (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Streptococcus lactis, Lactobacillus sp., Lactobacillus sp., Pediococcus cerevisiae,) maupun bakteri fotosintetik anoksigenik (Rhodobakter, bakteri Bacillus).

Selama ini dalam budidaya tambak atau aquaculture, pengendalian penyakit masih mengandalkan antibiotik dan disinfektan. Penggunaan antibiotik semacam ini termasuk tidak bijaksana, Karena selain dapat menyebabkan resistensi pada bakteri yang merugikan, juga pada umumnya antibiotik menimbulkan residu yang nantinya akan mencemari tambak itu sendiri. Hal ini disebabkan karena penggunaan dalam dosis tinggi, jenis yang sangat beragam, penggunaan dalam jangka waktu lama dan penggunaan jenis yang tidak dapat diurai secara biologis (non biodegradable).

Sekarang telah ditemukan probiotik untuk pengendalian penyakit pada aquaculture. Sebenarnya Probiotik sudah ada sejak tahun 1950-an, namun belum dikenal dengan sebutan probiotik. Definisi probiotik yaitu makanan tambahan (suplemen) berupa sel-sel mikroorganisme hidup, yang memiliki pengaruh menguntungkan bagi hewan inang yang mengkonsumsinya Probiotik untuk akuakultur dapat diberikan melalui pakan, air maupun melalui perantaraan pakan hidup seperti rotifera atau artemia. Pada akuakultur mikroorganisme probiotik yang digunakan lebih beragam, diantaranya kelompok bakteri asam laktat, Vibrio alginolyticus, Aeromonas sobria, Pseudomonas fluorescens, Bacillus toyoi, Enterococcus faecium; dan yeast seperti Saccharomyces cerevisiae. Usaha meningkatkan derajat tetas (hatching rate) telur dan survivalitas larvae telah dilakukan melalui manipulasi status mikrobiologi telur maupun lingkungannya dengan memasukkan kultur probiotik ke dalam bak inkubator atau hatching tank.

Mikroba probiotik sendiri terdiri dari campuran bakteri fotosintetik, bakteri fiksasi, bakteri lakta dan ragi. Aplikasi pada media tanah atau air atau pada limbah organic akan menghasilkan proses regenerasi terus – menerus dan meningkatkan proses oksidasi serta mampu mengintensifkan berbagai bentuk energi yang diperlukan untuk pertumbuhan. Peran probiotik bisa bersifat imunologik, penghambatan kolonisasi patogen melalui produksi senyawa-senyawa antimikroorganisma dan peningkatan nilai nutrisi seperti produksi vitamin-vitamin dan asam-asam amino, detoksikasi bahan pakan, serta melalui aktivitas enzim pencernaan.

Berbeda dengan probiotik, biofilter juga dapat diterapkan dalam aquaculture dalam upaya meningkatkan kualitas air tambak. Seperti yang telah saya terapkan pada tambak di daerah Pati, yang mana menggunakan enceng gondok, rumput laut dan kerang darah sebagai biofilter pada tambak bandeng. Enceng gondok sendiri berfungsi untuk menyaring logam berat pada permukaan perairan, sedangkan rumput laut berfungsi untuk memfilter pada kolom air dan kerang darah pada dasar perairan terbukti mampu memperbaiki kualitas lingkungan tambak tersebut.

Beberapa keuntungan dengan menggunakan teknologi ini adalah : 

• Mampu memperbaiki kondisi kualitas air. Secara spesifik parameter kualitas air yang dapat dikendalikan dengan menggunakan teknologi bioremedasi ini adalah senyawa ammonia, nitrit, nitrat dan hidrogen sulfida 
• Menjaga udang menjadi lebih sehat. Dengan rendahnya senyawa toksik di air tambak membuat kondisi udang menjadi lebih sehat selama periode pemeliharaan 
• Ketiga. Meningkatkan nafsu makan udang. Udang yang sehat dan kondisi kualitas air yang baik akan meningkatkan nafsu makan udang sehingga udang dapat tumbuh dengan baik Mampu menjaga keseimbangan populasi plankton. Keseimbangan populasi plankton dengan diaplikasikannya bakteri bioremediasi dapat dikontrol dengan kecerahan antara 15-40 cm (secchi disk) 
• Mampu menjaga keseimbangan populasi bakteri heterotrofik. Bakteri bioremediasi akan menekan laju pertumbuhan bakteri heterotrofik yang dapat menyebabkan penyakit bakterial pada udang, sehingga udang dapat terbebas dari serangan bakteri patogen Mudah memproduksi dan mengaplikasikannya. Konsorsium bakteri bioremediasi dikultur dalam media cair sehingga aplikasikannya dengan menebarkan bakteri di permukaan air tambak atau di sedimen (tanah) apabila tambak masih dalam tahap persiapan. Untuk memproduksi bakteri agen bioremediasi memerlukan waktu inkubasi selama 4 hari dengan menggunakan galon-galon air meneral steril atau menggunakan bioreaktor (dilaboratorium).

Keberadaan bakteri pengurai sangat berpengaruh terhadap persediaan oksigen yang secara alami terlarut dalam air tambak, sehingga penambahan mikroba pengurai kedalam kolam tentu akan mengakibakan fluktuasi konsentrasi oksigen terlarut di setiap kolam. Bakteri autotrof yang berperan dalam proses nitrifikasi dalam media yang sama sangat lambat pertumbuhannya dibanding dengan pertumbuhan bakteri heterotrof. Hal tersebut disebabkan karena kepekaannya terhadap perubahan temperatur serta perubahan pH. Oleh karena itu mempertahankan keberadaan mikroba tersebut pada proses nitrifikasi selama mungkin menjadi penting artinya. Kecepatan pertumbuhan bakteri akan sangat menentukan bagi proses nitrifikasi. Seperti pada gambar sebelumnya yang memperlihatkan kecepatan pengubahan ammonia yang besar diberikan perlakuan penambahan mikoba, maka kecepatan perkembangan bakteri pun mendukung hal itu. Keberadaan bakteri pengurai yang semakin stabil dalam sistem dapat terlihat dari pola-pola puncak parameter nitrifikasi yang terbentuk.

Aplikasi bioremidasi pada aquaculture sangat beragam diantaranya dapat dilakukan dengan Bioaugmentasi, penggunaan probiotik dan juga biofilter. Organisme yang dapat digunakan pun sangat beragam, sehingga kita dapat memilah yang sesuai dengan kondisi tambak. 

Sumber dokumen makalah academia.edu "Bioremediasi Dalam Perikanan"