BIODEGRADASI HIDROKARBON

Biodegradasi merupakan proses pengomposan (composing) . Tidak semua bahan di alam ini dapat terurai menjadi komponen kecil penyusunnya. Segala bahan yang dapat diuraikan menjadi komponen-komponen penyusunnya disebut bahan biodegradable. Pengurai atau pendegradasi umumnya adalah bakteri dan jamur.

Biodegradasi hidrokarbon oleh komunitas mikroba tergantung pada komposisi komunitas dan respon adaptif terhadap kehadiran hidrokarbon . Laju biodegradasi senyawa hidrokarbon kompleks dengan berat molekul besar seperti senyawa aromatik, resin, dan asfalten lebih lambat dibandingkan dengan senyawa dengan berat molekul rendah. Meski demikian beberapa studi menunjukkan bahwa degradasi pada kondisi optimum terhadap senyawa kompleks memiliki laju yang tinggi . Demikian juga dengan fenol dan klorofenol .

Proses biodegradasi memerlukan adanya aktivitas mikroba yang merupakan organisme yang potensial digunakan untuk mendegradasi limbah minyak bumi. Beberapa mikroba, termasuk bakteri, telah lama diketahui mempunyai kemampuan dalam mendegradasi limbah minyak bumi. Dalam proses biodegradasi, mikroba akan memanfaatkan karbon dari HOW sebagai sumber energinya.
Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi merupakan sumber karbon bagi pertumbuhan mikroorganisme, sehingga senyawa tersebut dapat didegradasi dengan baik. Biodegradasi hidrokarbon oleh suatu mikroba sangat tergantung pada  kumpulan  serta  keberadaan dari hidrokarbon itu sendiri. Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi berdasarkan kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu komponen minyak bumi yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme dan komponen yang sulit diuraikan oleh mikroorganisme. Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan terdifusi ke dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi komponen ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak bumi. Sedangkan untuk komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen yang jumlahnya lebih kecil.
Dalam degradasi minyak bumi ini, hidrokarbon yang terkandung didalam minyak bumi digunakan oleh mikroba sebagai subtrat. Dan sebelum digunakan sebagai sumber karbon harus dipecah terlebih dahulu melalui proses oksidasi yang melibatkan oksigen sebagai akseptor elektron. Oksigen ini berperan dalam metabolisme seluler yaitu sebagai reaktan pada proses anabolisme dan katabolisme. Enzim yang berperan dalam proses degradasi hidrokarbon adalah enzim oksigenase. Monooksigenase mengkatalis masuknya satu atom kedalam senyawa organik. Oksigen yang bergabung dengan dengan senyawa organik dalam   bentuk hidroksil (OH) dan satu atom oksigen lainnya membentuk molekul air. Aktivitas enzim monooksigenase sebagai katalis masuknya gugus OH dalam senyawa organik disebut juga enzim hidroksilase.

Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon (> 90%) dan senyawa non-hidrokarbon (Udiharto 1996a). Berdasarkan struktur molekulnya persenyawaan hidrokarbon digolongkan atas 4 jenis, yaitu parafin, olefin, naftalen dan aromatik (Kontawa 1993). Senyawa non-hidrokarbon minyak bumi

disusun oleh senyawa organik yang mengandung belerang, nitrogen, oksigen dan logam organik yang terkonsentrasi dalam minyak fraksi berat dan residu (Udiharto 1996a).

Menurut Kadarwati et al. (1994) hidrokarbon parafinik atau alifatik adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon dengan ikatan jenuh dan terbuka. Hidrokarbon naftenik atau sikloparafin adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan jenuh yang mempunyai rantai tertutup atau berbentuk cincin atau lingkar. Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa hidrokarbon dengan molekul berbentuk cincin yang terdiri atas 6 atom karbon dengan ikatan rangkap bergantian.

Suatu persenyawaan hidrokarbon berbeda dari persenyawaan hidrokarbon lainnya karena perbedaan perbandingan bobot unsur-unsur karbon dan hidrogen yang terdapat di dalamnya atau perbedaan susunan unsur-unsur karbon dan hidrogen di dalam molekul-molekul persenyawaan tersebut (Kontawa 1993).

Permasalahan :

Aktivitas bakteri dalam mendegradasi limbah minyak bumi tergantung kepada fisiologi bakteri dan kondisi beberapa parameter lingkungan setempat seperti pH, kelembaban, aerasi, oksigen, temperatur dan ketersediaan nutrisi. Pemilihan tempat yang sesuai dan menciptakan kondisi lingkungan yang optimal untuk bakteri dapat mempercepat proses biodegradasi sehingga memungkinkan terjadinya pengurangan konsentrasi hidrokarbon secara maksimal.

Permasalahannya, bila limbah miyak bumi tersebut mencemari tanah, bagaimanakah cara bakteri mendegradasi limbah tersebut jika salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi seperti oksigen yang berada didalam tanah jumlahnya terbatas ? adakah cara bakteri untuk mendapatkan oksigen bebas yang ada di udara, bila ada bagaimana mekanismenya ?