Bakteri Air Limbah Mengurai Sampah Mikroplastik

Para peneliti telah lama mengetahui keluarga bakteri lingkungan yang disebut Comamonadaceae tumbuh subur di sungai-sungai perkotaan dan sistem air limbah tempat sampah plastik melimpah. Namun, apa yang sebenarnya dilakukan oleh bakteri ini terhadap plastik masih belum jelas sampai sekarang.\xd\xd

Oleh Slamet Samsoerizal

Sebuah penelitian terbaru yang dipimpin oleh Northwestern University telah menemukan bagaimana sel-sel bakteri Comamonas mengurai plastik untuk digunakan sebagai makanan. Para peneliti menemukan bahwa bakteri pertama-tama mengunyah plastik menjadi potongan-potongan kecil, yang disebut nanoplastik. Kemudian, mereka mengeluarkan enzim khusus yang selanjutnya memecah plastik. Akhirnya, bakteri memakan atom karbon dari plastik, menggunakannya sebagai sumber makanan.

Penemuan ini membuka kemungkinan baru yang menarik untuk menciptakan solusi berbasis bakteri untuk mengatasi masalah limbah plastik yang terus meningkat, yang mencemari air minum dan menjadi ancaman serius bagi satwa liar.

Bakteri air limbah mengurai plastik

Penulis utama studi ini, Ludmilla Aristilde, adalah seorang profesor teknik lingkungan di Northwestern.

"Kami secara sistematis telah menunjukkan, untuk pertama kalinya, bahwa bakteri air limbah dapat mengambil bahan awal plastik, merusaknya, memecahnya, menguraikannya, dan menggunakannya sebagai sumber karbon," kata Aristilde.

Apa yang terjadi? Menurut Aristilde sebagai=Imana dikutip dari earth.com menyatakan, sungguh menakjubkan bahwa bakteri ini dapat melakukan seluruh proses tersebut. Identifikasi enzim kunci yang bertanggung jawab untuk mengurai bahan plastik. Hal ini dapat dioptimalkan dan dieksploitasi untuk membantu menyingkirkan plastik di lingkungan."

Memperluas penelitian sebelumnya Aristilde, seorang ahli dalam dinamika organik dalam proses lingkungan, memimpin penelitian ini bersama timnya, termasuk penulis pertama Rebecca Wilkes dan Nanqing Zhou. Beberapa peneliti pascasarjana dan sarjana dari laboratorium Aristilde juga berkontribusi dalam penelitian ini.

Penelitian baru ini dikembangkan dari penelitian sebelumnya oleh kelompok Aristilde, yang mengeksplorasi bagaimana Comamonas testosteroni memetabolisme karbon sederhana dari tanaman dan plastik yang terurai.Bakteri dan plastik PET. Dalam penelitian ini, tim kembali berfokus pada C. testosteroni, yang diketahui tumbuh di atas polietilena tereftalat (PET) - jenis plastik yang biasa ditemukan dalam kemasan makanan dan botol minuman.

PET terkenal karena sulit terurai dan merupakan kontributor utama polusi plastik di seluruh dunia. "Penting untuk dicatat bahwa plastik PET mewakili 12% dari total penggunaan plastik global dan menyumbang hingga 50% mikroplastik dalam air limbah,”  kata Aristilde.

Untuk lebih memahami bagaimana C. testosteroni berinteraksi dengan dan memakan plastik, tim Aristilde menggunakan berbagai pendekatan eksperimental dan teoretis. Pertama, mereka menumbuhkan bakteri yang diisolasi dari air limbah pada film dan pelet PET. Dengan menggunakan mikroskop canggih, mereka mengamati bagaimana permukaan plastik berubah dari waktu ke waktu.

Kedua, tim juga memeriksa air di sekitarnya untuk mendeteksi plastik yang terurai menjadi partikel nano yang lebih kecil. Ketiga, para peneliti menyelidiki bakteri tersebut untuk mengidentifikasi alat yang mereka gunakan untuk mengurai plastik. Mengubah plastik menjadi sumber karbon

"Dengan adanya bakteri tersebut, mikroplastik diuraikan menjadi partikel nano kecil dari plastik," jelas Aristilde."

Tim menemukan bahwa bakteri air limbah memiliki kemampuan bawaan untuk mengurai plastik hingga ke monomer - blok bangunan kecil yang bergabung bersama untuk membentuk polimer. Unit-unit kecil ini merupakan sumber karbon yang tersedia secara hayati yang dapat digunakan bakteri untuk pertumbuhannya."

Setelah tim mengonfirmasi bahwa C. testosteroni memang dapat mengurai plastik, mereka mempelajari lebih dalam tentang bagaimana proses ini terjadi. Dengan menggunakan teknik omics untuk mengukur semua enzim di dalam sel bakteri, mereka mengidentifikasi enzim spesifik yang diekspresikan ketika bakteri terpapar plastik PET. Para kolaborator di Oak Ridge National Laboratory di Tennessee kemudian menyiapkan sel bakteri yang tidak memiliki kemampuan untuk mengekspresikan enzim ini. Hebatnya, bakteri tanpa enzim ini kehilangan atau secara signifikan mengurangi kemampuan mereka untuk mengurai plastik.

Meskipun penemuan ini berpotensi mengarah pada teknologi pembersihan lingkungan yang baru, Aristilde juga menekankan bahwa penelitian ini memberikan wawasan yang berharga tentang bagaimana plastik berubah selama pengolahan air limbah. Aristilde mencatat bahwa air limbah merupakan reservoir mikroplastik dan nanoplastik yang sangat besar.

"Sebagian besar orang mengira bahwa nanoplastik masuk ke dalam instalasi pengolahan air limbah sebagai plastik nano. Namun, kami menunjukkan bahwa nanoplastik dapat terbentuk selama pengolahan air limbah melalui aktivitas mikroba," kata Aristilde.

"Itu adalah sesuatu yang perlu kita perhatikan ketika masyarakat kita mencoba memahami perilaku plastik di sepanjang perjalanannya dari air limbah hingga sampai ke sungai dan danau."

 Temuan tim menyoroti pentingnya memperhatikan lebih dekat bagaimana plastik berperilaku dan bertransformasi dalam sistem lingkungan, dengan potensi strategi baru untuk memitigasi polusi plastik yang ada di depan mata.

Studi yang menarik ini diterbitkan dalam jurnal Environmental Science & Technology.***