An insight into potential phosphate bioremediation and renewable energy from agricultural waste via integrated wastewater treatment systems in Indonesia

Resumo

A Indonésia é renomada como uma potência agrícola, ocupando o primeiro lugar globalmente na produção de óleo de palma (dendê). Esta proeminência na agricultura leva à geração consistente de resíduos agroindustriais, notadamente o Efluente da Extração do Óleo de Palma (POME, sigla para Palm Oil Mill Effluent). Abordar efetivamente estas preocupações com resíduos é importante devido aos seus impactos adversos nos ecossistemas aquáticos e na saúde e economia da nação. Águas residuais antrópicas com conteúdo excessivo de fósforo podem desencadear eutrofização e florações de algas tóxicas, representando riscos ambientais e potencialmente precipitando uma futura crise de água limpa. Assim, uma abordagem abrangente é necessária para restaurar o ambiente e os ciclos biogeoquímicos. Os esforços de tratamento envolvendo agentes de biorremediação visam reciclar poluentes orgânicos e inorgânicos no ambiente. Organismos fotossintéticos como plantas e microalgas servem como agentes de biorremediação eficazes, capazes de absorver o excesso de fósforo. Eles podem utilizar fosfato como uma fonte de energia para impulsionar a biomassa. A integração desses agentes de biorremediação com a tecnologia de bioengenharia otimiza a eficácia do tratamento, enquanto simultaneamente produz biomassa valiosa para produtos e bioenergia. Este artigo de revisão explora o papel multifuncional dos organismos fotossintéticos como agentes de biorremediação de fósforo para o tratamento de águas residuais, minimizando os impactos de poluentes ambientais e fornecendo biomassa para fertilizantes, polímeros, bioplásticos e energia renovável. Além disso, este estudo revela oportunidades para futuros avanços tecnológicos neste campo.

Abstract

Indonesia is renowned as an agricultural powerhouse, ranking first globally in oil palm production. This prominence in agriculture leads to the consistent generation of agro-industrial waste, notably Palm Oil Mill Effluent (POME). Effectively addressing these waste concerns is important due to their adverse impacts on aquatic ecosystems and the nation’s health and economy. Anthropogenic wastewater with excessive phosphorus content can trigger eutrophication and toxic algal blooms, posing environmental risks and potentially precipitating a future clean water crisis. Thus, a comprehensive approach is necessary to restore the environment and biogeochemical cycles. Treatment efforts involving bioremediation agents aim to recycle organic and inorganic pollutants in the environment. Photosynthetic organisms like plants and microalgae serve as effective bioremediation agents, capable of absorbing excess phosphorus. They can utilize phosphate as an energy source to boost biomass. Integrating these bioremediation agents with bioengineering technology optimizes the treatment efficacy while simultaneously producing valuable biomass for products and bioenergy. This review article explores photosynthetic organisms’ multifunctional role as phosphorus bioremediation agents for wastewater treatment, minimizing environmental pollutant impacts, and providing biomass for fertilizers, polymers, bioplastics, and renewable energy. Furthermore, this study unveils opportunities for future technological advancements in this field.