Masalah lingkungan yang serius berhubungan langsung dengan peningkatan populasi manusia, industrialisasi, dan urbanisasi di seluruh dunia. Berbagai polutan yang dihasilkan berdampak buruk terhadap stabilitas ekosistem. Bahan pencemar tersebut terutama berasal dari berbagai industri, seperti industri peralatan listrik, kayu, kulit, kertas, plastik, pestisida, dan kilang minyak, yang umumnya membuang limbah ke badan air. Kontaminan yang paling melimpah dalam air limbah adalah logam berat. Unsur hara mikro seperti kobalt (Co), nikel (Ni), mangan (Mn), besi (Fe), tembaga (Cu), molibdenum (Mo), dan seng (Zn), termasuk dalam kategori logam berat dan dibutuhkan untuk pertumbuhan dan metabolisme mikroalga. Komponen non-esensial lainnya juga dianggap sangat berbahaya bahkan pada konsentrasi rendah, seperti merkuri (Hg), timbal (Pb), kromium (Cr), perak (Ag), arsenik (As), dan kadmium (Cd).

Namun, salah satu logam berat yang paling berbahaya dan beracun di lingkungan perairan adalah merkuri. Hal ini karena merkuri dapat diubah menjadi neurotoksin metil-merkuri (Megha), yang dapat melewati sawar darah-otak, mengganggu penyerapan logam penting, dan memecah ikatan protein dan logam tiolat. Oleh karena itu, air limbah yang mengandung merkuri atau logam berat lainnya dapat menjadi sumber pencemaran lingkungan perairan yang paling serius dan harus segera diatasi demi keberlanjutan planet kita. Bahkan menurut Goswami et al. (2021), keberadaan logam berat dalam sistem perairan dapat merugikan manusia dan tanaman. Manusia dapat mengalami penyakit parah dan keracunan jika terdapat logam berat dalam air minumnya. United States Environmental Protection Agency (US EPA) (2023) menyatakan bahwa jumlah maksimum kontaminasi logam berat yang dapat ditemukan dalam air minum adalah sebagai berikut: Hg (0,002 mg∙L⁻¹), Cd (0,005 mg∙L⁻¹), Pb (0,015 mg∙L⁻¹), Zn dan Ni (0,04 mg∙L⁻¹), Cr (0,1 mg∙L⁻¹), dan Cu (1,3 mg∙L⁻¹). Kadar logam berat yang berlebihan dapat membahayakan ekosistem perairan, manusia, dan kesuburan tanah.

Penghilangan logam berat dari air limbah bukanlah fenomena yang sederhana. Zat beracun harus dihilangkan dengan menggunakan metode fisikokimia dan biologi. Ada berbagai metode fisikokimia untuk pengolahan air limbah, antara lain evaporasi, pertukaran ion, filtrasi membran, pengendapan kimia, osmosis balik, adsorpsi, dan pendekatan elektrokimia. Namun, industri memerlukan metode yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk menghilangkan logam berat, terutama merkuri. Oleh karena itu, metode biologis dengan menggunakan mikroalga, bakteri, dan jamur cocok diterapkan karena dapat meningkatkan kinerja penyisihan dan mengurangi biaya pemrosesan.

Mikroalga yang digunakan dalam pengolahan air limbah bermanfaat dalam menghilangkan logam berat. Nutrisi dan energi yang ditemukan dalam polutan seperti logam berat dapat meningkatkan perkembangan mikroalga. Mikroalga merupakan salah satu tumbuhan yang paling efektif dalam mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Mikroalga memiliki kebutuhan nutrisi yang berbeda dengan jamur dan bakteri. Mikroalga mempunyai laju perkembangan yang cepat, produktivitas yang tinggi bahkan dengan bahan yang terbatas, dan kemampuan untuk mengakumulasi asam lemak dalam jumlah yang sangat besar. Selain itu, mikroalga memiliki kapasitas adaptasi yang luar biasa, secara efisien menyerap fosfor (P) dan nitrogen (N) dari air limbah, menahan oksigen terlarut, dan membantu menghilangkan bakteri dan patogen tinja.

Oleh karena itu, sangat penting untuk menciptakan ekoteknologi ramah lingkungan yang dapat menjernihkan air limbah. Saat ini, penggunaan biomassa untuk menghasilkan energi dan produk kimia kurang diprioritaskan dalam pengolahan air limbah yang dimediasi mikroalga. Oleh karena itu, sangat menarik untuk mempelajari proses yang menggunakan mikroalga untuk membersihkan air limbah dan menghasilkan biomassa yang bermanfaat. Oleh karena itu, kajian ini bertujuan untuk mengkaji potensi mikroalga Chlorella vulgaris terhadap penghilangan merkuri dalam air limbah melalui proses bioakumulasi dan biosorpsi serta potensi biomassa mikroalga untuk produksi dan katalis biodiesel.

Penulis: Dr. Handoko Darmokoesoemo, Drs., DEA

Kusuma, H.S., Illiyanasafa, N., Jaya, D.E.C., Darmokoesoemo, H., Putra, N.R., 2024, Utilization of the microalga Chlorella vulgaris for mercury bioremediation from wastewater and biomass production, Sustainable Chemistry and Pharmacy,37, 101346, https://doi.org/10.1016/j.scp.2023.101346

Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352554123003807