2. 5. Landasan Teori
Istilah bioabsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioadsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan
sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau polutan dalam suatu perairan oleh material biologi tersebut dapat merecovery polutan
sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Sedangkan berdasarkan kemampuannya untuk membentuk ikatan antara logam berat dengan
mikroorganisme maka bioadsorpsi merupakan kemampuan material biologi untuk mengakumulasikan logam berat melaui media metabolisme atau jalur psiko –
kimia. Proses bioadsorpsi ini dapat terjadi karena adanya material biologi yang disebut biosorben dan adanya larutan yang mengandung logam berat dengan
afinitas yang tinggi sehingga mudah terikat pada biosorben.
2.5.1. Mekanisme Bioremoval
Menurut Veglio et al, salah satu jenis bakteri yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi logam berat berasal dari jenis bakteri Pseudomonas dengan
beberapa proses reaksi salah satunya dengan cara memindahkan logam berat kedalam selaput sel dan entrapment kedalam extracellular kapsule, yang
menyebabkan terjadinya complexation dan oxidation-reduction reaksi Hussein et al., 2003
Istilah bioadsorpsi tidak dapat dilepaskan dari istilah bioremoval karena bioabsorpsi merupakan bagian dari bioremoval. Bioremoval dapat diartikan
sebagai terkonsentrasi dan terakumulasinya bahan penyebab polusi atau pollutan dalam suatu perairan oleh material biologi, yang mana material biologi tersebut
dapat merecovery pollutan sehingga dapat dibuang dan ramah terhadap lingkungan. Proses bioremoval ion logam berat umunya terdiri dari dua
mekanisme yang melibatkan proses active uptake dan passive uptake. Passive uptake dikenal dengan istilah proses bioabsorpsi. Proses ini terjadi
ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara berbeda, yang pertama adalah pertukaran ion dimana ion monovalent dan divalent seperti Na,
Mg, dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion - ion logam berat ; dan yang kedua adalah fomasi kompleks antara ion – ion logam berat dengan functional
group seperti carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy – carboxyl yang berada pada dinding sel.
Aktif uptake dapat terjadi pada berbagai tipe sel hidup. Mekanisme ini secara simultan terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan
mikroorganisme atau dan akumulasi intraselular ion logam tersebut. Logam berat dapat juga diendapkan pada proses metabolisme dan ekresi pada tingkat ke dua.
Proses ini tergantung dari energi yang terkandung dan sensitifitasnya terhadap parameter – parameter yang berada seperti pH, suhu, kekuatan ikatan ionik,
cahaya, dan lain – lain. Suhendrayatna, 2001
2.5.2. Konsep Dasar Proses Bioremoval
Untuk mendesain suatu proses pengolahan limbah ion logam berat yang melibatkan mikroorganisme, dapat menggunakan metoda bioremoval. Metode
bioremoval merupakan metoda yang sangat simpel, yaitu dengan cara menumbuhkan mikroorganisme pilihan, dan selanjutnya dikontakkan dengan air
yang tercemar ion – ion logam berat. Proses pengontakan dilakukan dalam jangka waktu tertentu yang ditujukan agar biomassa berinteraksi dengan ion – ion logam
berat, selanjutnya biomass dipisahkan dari cairan. Biomass yang terikat logam berat dapat diregenerasi untuk digunakan kembali atau kemudian dibuang
kelingkungan kembali. Menurut Widle,dkk,. Bahwa ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mendisain dan mengoperasikan proses bioremoval dalam
melibatkan mikroorganisme, seperti dijelaskan berikut ini :
a. Seleksi dan pemilihan biomassa yang sesuai serta treatment awalnya
b. Waktu tinggal dan waktu kontak proses
c. Proses pemisahan dan recovery biomassa
d. Pembuangan biomassa yang telah digunakan
e. Pertimbangan ekonomi proses.
Pada beberapa kasus, sangat terbatas studi yang melakukan studi banding terhadap beberapa jenis mikroorganisme, di mana hasilnya selalu memiliki
banyak perbedaan dalam efisiensi ikatan antara logam berat dengan spesies mikroorganisme. Bahkan perbedaan ini dapat terjadi pada strain dari species
tunggal dengan kondisi physiochemical yang sama. Waktu tinggal dan waktu kontak juga merupakan variable yang sangat berpengaruh terhadap desain proses
bioremoval, termasuk ke dalamnya immobilisasi sel, pH dan konsentrasi biomasa. Penggunaan sel hidup menawarkan sejumlah kelebihan, sementara itu secara
praktis biomassa dikemas dalam bentuk powder atau dikulturisasikan pada operasi
terpisah sebelum digunakan. Dengan kondisi ini pemilihan penggunaan metode immobilisasi dinilai lebih menguntungkan. Augusto da Cocta dkk [25]
melaporkan Pseudomonas Fluorescent yang diimobilisasikan menghasilkan sistem yang baik untuk mereduksi kadmium dan seng dari suatu perairan yang
tercemar. Dengan inisial konsentrasi logam beratnya berkisar 20-27 ppm, Cd dan Zn dapat direduksi sebesar 99 dalam jangka waktu 60 menit dan 90 tereduksi
setelah 30 menit. Suhendrayatna, 2001
Gambar 2.2 Mekanisme Proses Bioremoval
2.5.3. Keuntungan dan Kerugian Bioremoval
Kategori