Pencemaran kromium (Cr) umumnya berasal dari kegiatan industri seperti industri metalurgi untuk mencegah korosi, industri kimia, pewarna dan cat, industri bahan penahan panas sebagai bahan pembuatan berbagai jenis baja, dan proses pembakaran batu bara. Pencemaran Cr dilaporkan terjadi di badan air dan juga di daratan. Suteja dkk. (2020) melaporkan bahwa pencemaran Cr mencapai 7 mg/L di wilayah pesisir Bali, Indonesia, dan hingga 24,6 mg/kg dalam sedimen. Menurut Bharagava dan Mishra (2018), polusi Cr berasal dari limbah penyamakan kulit di air permukaan dan mencapai 5,7 mg/L. Mohanty dkk. (2023) juga melaporkan pencemaran Cr pada air permukaan di Lembah Sukinda, India, dengan nilai 3,4 mg/L dan pada air tanah dengan konsentrasi 0,6 mg/L, sedangkan batas yang diperbolehkan adalah di bawah 0,05 mg/L.
Upaya penurunan kadar Cr dilakukan dengan berbagai metode, yaitu metode fisika, kimia, dan biologi. Umumnya pengolahan Cr dilakukan dengan menggunakan metode fisika dan kimia karena cepat dan dapat diandalkan. Meskipun cepat, ada beberapa kekurangan dari penggunaan metode ini, antara lain adanya sisa bahan kimia yang tertinggal sebagai limbah yang dapat mencemari lingkungan lebih lanjut. Metode biologis menawarkan pendekatan alternatif yang lebih ramah lingkungan untuk mengolah Cr. Metode biologis terbukti menunjukkan kinerja yang baik dengan lebih sedikit residu bahan kimia yang dapat mencemari lingkungan. Biosorpsi adalah salah satu proses biologis yang memanfaatkan mikroorganisme hidup dan/atau mati untuk menghilangkan logam berat. Berbagai mikroorganisme, seperti bakteri, ragi, ganggang, dan jamur, dapat digunakan sebagai biosorben. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses biosorpsi Cr adalah konsentrasi Cr awal, pH, waktu kontak, temperatur, karakteristik biosorben, dan keberadaan ion-ion lain.
Ramachandran dkk. (2022) melaporkan kinerja sel hidup Bacillus amyloliquefaciens yang mencapai penyisihan Cr hingga 79,90% setelah 60 menit waktu kontak. Dalam penelitian lain, Elahi dkk. (2022) menyebutkan bahwa sel hidup Bacillus cereus b-525k dapat menyisihkan Cr hingga 99% setelah 8 hari perlakuan. Sel hidup dan mati Bacillus sphaericus dilaporkan dapat menyerap Cr hingga 44,5% dan 22%. Sepengetahuan kami, penggunaan Bacillus nitratireducens untuk biosorpsi Cr saat ini masih terbatas. Perbandingan kinerja antara sel hidup dan sel mati dari spesies ini dalam biosorpsi Cr bahkan jarang dilaporkan. Untuk mengisi kesenjangan ini, penelitian ini bertujuan untuk membandingkan kinerja sel hidup dan mati B. nitratireducens dalam biosorpsi Cr, dengan fokus pada karakteristik fisikokimia biosorben yang berubah setelah perlakuan untuk mengungkapkan mekanisme yang mungkin terjadi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi pada pengetahuan biosorpsi logam serta memberikan pilihan alternatif untuk pengolahan air limbah yang mengandung Cr. Penelitian ini juga berkontribusi pada Tujuan Pembangunan Berkelanjutan (SDGs) 12 dan 14 untuk menciptakan konsumsi dan produksi yang bertanggung jawab dan menjaga kualitas kehidupan di bawah air.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa penyisihan Cr oleh sel mati B. nitratireducens pada 25, 50, dan 100 mg/L Cr masing-masing adalah 58,99 ± 0,7%, 69,8 ± 0,2%, dan 82,87 ± 0,11%, sedangkan penyisihan Cr oleh sel hidup B. nitratireducens adalah 73,08 ± 1,9%, 80,27 ± 6,33%, dan 86,17 ± 1,93%. Sel hidup menunjukkan kapasitas penyisihan dan adsorpsi Cr yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan sel mati. Pada semua konsentrasi, absorpsi memberikan kontribusi yang lebih besar dibandingkan dengan adsorpsi terhadap penyisihan Cr baik oleh sel hidup maupun sel mati. Absorpsi Cr terjadi karena mekanisme pasif pada sel mati dan melibatkan beberapa mekanisme aktif pada sel hidup. SEM-EDS mengkonfirmasi deteksi Cr pada permukaan sel, sementara FTIR mengungkapkan pergeseran beberapa puncak setelah uji biosorpsi, yang menunjukkan adanya interaksi antara Cr dan gugus fungsi. Analisis TEM lebih lanjut disarankan untuk dilakukan sebagai pendekatan di masa depan untuk mengungkapkan struktur dalam sel dan mengkonfirmasi keterlibatan mekanisme penyerapan.
Implikasi lingkungan dari penelitian penghilangan Cr dengan menggunakan biosorben sangat signifikan. Pengembangan penelitian biosorben untuk menghilangkan Cr dapat memberikan kontribusi yang besar terhadap perlindungan lingkungan akuatik dan kesehatan manusia. Sel-sel bakteri yang hidup dan mati dikategorikan sebagai penyerap hijau, yang dapat menjadi pilihan alternatif untuk penyerap yang tersedia secara komersial yang juga meninggalkan residu kimiawi setelah digunakan. Hasil yang disajikan dapat diimplementasikan dalam sistem pengolahan air limbah saat ini sebagai pengolahan tersier dengan adsorpsi atau kolom unggun tetap untuk mengurangi konsentrasi Cr sebelum pembuangan akhir ke badan air.
Penulis: Muhammad Fauzul Imron
Artikel dapat diakses pada: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045653524012827
