Peranan nutrisi dalam metabolisme mikroba

Label: , , , ,




Pada tulisan ini, peranan nutrisi dalam metabolisme mikroba akan dikaji. Sumber nutrisi dalam air limbah, jenis air limbah yang memiliki defisiensi nutrisi dan jalan pada operator dapat menyelesaikan masalah yang disebabkan oleh defisiensi nutrisi akan didiskusikan. Pembersihan secara biologi terhadap nutrisi yang berlebihan dari air limbah juga akan disebutkan.
Setiap sel hidup mengandung nutrisi, beberapa di antarnya bersifat esensial bagi pertumbuhan sel. Nutrisi lain juga digunakan ketika ada tetapi tidak esensial. Karbon, oksigen, nitrogen, hidrogen, fosfor, sulfur, potassium, kalsium, magnesium, dan besi dibutuhkan dalam jumlah besar. Sodium dan klorin juga dibutuhkan dalam jumlah besar oleh beberapa organisme tetapi tidak semua organisme. Karbon, oksigen, nitrogen, hidrogen, fosfor, dan sulfur adalah konstituen utama pada sel. Nutrisi esensial lainnya menyediakan berbagai fungsi, termasuk bertindak sebagai aktivator enzim, transporter elektron, dan regulator tekanan osmotik.
Komposisi unsur pada sel beragam. Sel terdiri dari 70 – 90 % air dan 10 – 30 % material kering dengan berat. Pada material kering, 70 – 95 % adalah organik dan 5 hingga 30 % anorganik. Isi anorganik pada material kering membentuk bagian abu pada organisme yang diinsinerasi. Bagian abu pada lumpur aktif dari pengolahan besar tanaman bertipe antara 20 dan 35 % tetapi lebih dari 50 % tergantung pada karakteristik limbah air. Secara umum, lumpur aktif dibangun di limbah yang berisi fraksi protein yang lebih tinggi yang memiliki bagian nitrogen daripada pertumbuhan pada limbah yang berisi lebih banyak karbohidrat. Selain itu, pada komposisi unsur pada sel mikroba bervariasi dengan kondisi pertumbuhannya dan berpengaruh juga pada kebutuhan nutrisi. Oleh sebab itu, kita perlu merancang rumus empirik untuk menentukan kebutuhan nutrisi. 
Komposisi biokimia pada sel, khususnya pada bakteri berhubungan dengan nutrisi. Nutrisi dalam sel bakteri juga terjadi dalam molekul kecil seperti air, substansi organik dan ion anorganik dan biasanya terjadi pada molekul yang besar. Senyawa yang diambil sel dari lingkungan terdiri dari dua aktivitas metabolit dasar ; produksi energi/bioenergetik dan sintesis dari materi yang baru/biosintesis. Organisme dapat memproduksi energi dari cahaya, senyawa organik, dan anorganik. Senyawa anoraganik bisa dioksidasi dan energi dibebaskan selama sel untuk pemeliharaan sel, sintesis materi sel baru, dan untuk bergerak/motil.
Transpor nutrisi berperan dalam pengangkutan nutrisi agar bisa masuk ke dalam sel. Nutrisi bisa masuk ke dalam sel dengan melintasi membran sel sebelumnya. Jenis-jenis transpor nutrisi adalah transpor pasif, grup translokasi, dan transpor aktif. Transpor pasif terdiri dari difusi sederhana dan difusi terfasilitasi. Difusi sederhana terjadi saat melewati membran sel semipermeabel dari area berkonsentrasi tinggi ke area berkonsentrasi rendah. Difusi terfasilitasi dimediasi oleh protein membran spesifik (pembawa protein atau permeases). Pembawa protein mengikat nutrisi spesifik pada permukaan luar di membran sel. Pada grup translokasi, nutrisi diubah secara kimia selama proses transpor. Dalam proses transpor aktif, protein pembawa di sel membran bergabung dengan nutrisi. Proses ini membutuhkan energi untuk mengangkut nutrisi melawan gradien konsentrasi.
Sumber nutrisi dalam air limbah mencakup limbah domestik, komersial, industri, dan pertanian; persediaan air domestik; limpasan permukaan; dan resapan dari saluran pembuangan. Karbon, hidrogen, dan oksigen terjadi dalam variasi konstituen organik pada limbah seperti protein, karbohidrat, lemak, minyak, dan pelumas. Hal ini juga dapat ditemui dalam konstituen limbah anorganik. Karbon ditemukan dalam komponen alkalinitas, seperti bikarbonat, asam karbonat, dan karbonat. Oksigen dapat diperoleh dari oksigen bebas, air, dan bikarbonat. Hidrogen dapat diperoleh dari udara dan air.
Senyawa nitrogen terjadi di air limbah sebagai nitrogen organik dan anorganik. Nitrogen anorganik terdiri dari ammonia (NH3 ), nitrit (NO2), dan nitrat (NO3). Nitrogen organik terdapat pada urea. Kandungan nitrogen pada limbah industri bervariasi. Senyawa fosfor yang ditemukan dalam limbah cair terdiri dari ortofosfat, fosfat terkondensasi, dan fosfor organik. Mayoritas sumber fosfor di limbah air berasal dari kotoran manusia dan deterjen. Sulfur ditemukan pada beberapa jenis limbah dalam bentuk sulfat, sulfida, sulfit, dan sulfur organik. Nutrisi lain yang ditemukan dalam limbah air ada berbagai jenis. Di antaranya adalah potasium, magnesium, sodium, kalsium, besi, mangan, seng, klorida, tembaga, nikel, selenium, kobalt dan molibdenum yang terdapat di beberapa jenis limbah.
Nutrisi dibutuhkan dalam proporsi yang tepat untuk pengolahan yang efektif terhadap  limbah air. Hal ini juga diperlukan uuntuk mencapai pembersihan nutrisi dalam proses perlakuan biologi. Jika nutrisi esensial tidak ada, pertumbuhan mikroba tidak akan terjadi. Saat nutrisi tidak cukup, kemampuan menetap lumpur dan kualitas limbah dalam perlakuan tanaman memburuk hingga ke proses perusakan. Defisiensi nutrisi dapat menyebabkan sludge bulking dan sludge foaming. Sludge bulking terjadi saat organisme berfilamen melimpah dan mengaktivasi lumpur agar tidak menetap dan memadat dengan jelas dan menghasilkan proses yang terganggu.  Sludge foaming menyebabkan terjadinya busa pada lumpur. Keberadaan defisiensi nutrisi dapat ditentukan dari analisis influen atau komposisi sel. Jika defisiensi nutrisi dikonfirmasi, nutrisi dapat ditambahkan dalam rasio yang tepat untuk mengatasi masalahnya.
  Jika terjadi kelebihan nutrisi, maka nutrisi itu tidak dapat dibersihkan secara efektif dalam perlakuan tanaman dan bisa menyebabkan deteriorasi terhadap kualitas air yang diterima. Efek yang berbahaya dari nutrisi yang berlebihan dalam air yang diterima termasuk eutrofikasi, matinya ikan-ikan, dan membuat air tidak layak untuk berbagai kegunaan seperti persediaan air minum dan rekreasi. Ketika nutrisi berada dalam keadaan berlebih, maka nutrisi itu dapat dibersihkan dalam beberapa cara, termasuk proses fisika, kimia, dan biologi. Contoh zat-zat yang biasa dibersihkan adalah karbon, nitrogen, dan fosfor.

PUSTAKA :
Gerardi, Michael H. 1994. Wastewater Biology : The Life Processes. Alexandria (USA) : Water
Environment Federation. Page : 11 – 62.

0 komentar:

Poskan Komentar