PRESENTASI BIOLOGI

BIOHIDROMETALOGI XII IPA 6

Anggota Kelompok

1. Sri Wahyuni (34)

2. Suhendro Masuki (35)

3. Sylvia Sari (36)

4. Vanessa (37)

5. Vincent (38)

6. Weiliem Abubakar (39)

Bioremediasi

“Penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan.”

Contoh polutan: logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida.

Tahapan Bioremediasi

Biotransformasi: enzim-enzim yang diproduksi memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan.

Biodegradasi: proses dimana polutan beracun terdegradasi dan strukturnya menjadi tidak kompleks.

Terbentuk metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

Jenis Bioremediasi

• Nutrien dan oksigen (cair atau gas) ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi.

Biostimulasi

• Membantu membersihkan kontaminan ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat.

Bioaugmentasi

• Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.Bioremediasi Intrinsik

Macam Bioremediasi

1. In situ : dapat dilakukan langsung di lokasi tanah tercemar 2. Ex situ : tanah tercemar digali dan dipindahkan ke dalam penampungan yang lebih terkontrol. Lalu diberi perlakuan khusus dengan memakai mikroba

Bioremediasi ex-situ bisa lebih cepat dan mudah dikontrol. Dibanding in-situ, ia pun mampu me-remediasi jenis kontaminan

dan jenis tanah yang lebih beragam

Bioremediasi in-situ

Bioremediasi ex-situ

Kombinasi Bioremediasi In-situ dan Ex-situ

Teknik Bioremediasi

• Stimulasi aktivitas mikroorganisme asli (di lokasi tercemar) dengan penambahan nutrien, pengaturan kondisi redoks, optimasi pH

• Inokulasi (penanaman) mikroorganisme di lokasi tercemar, yaitu mikroorganisme yang memiliki kemampuan biotransformasi khusus

• Penerapan immobilized enzymes• Penggunaan tanaman (phytoremediation) untuk

menghilangkan atau mengubah pencemar

Kunci Sukses Bioremediasi

1. Dilakukan karakterisasi lahan– sifat dan struktur geologis lapisan tanah,– lokasi sumber pencemar– perkiraan banyaknya hidrokarbon yang terlepas dalam tanah.– sifat-sifat lingkungan tanah– mengetahui keberadaan dan jenis mikroba di dalam tanah

2. Treatability study– faktor perubahan karakteristik yang dialami di dalam tanah– Rekayasa genetika– Reaksi dapat berlangsung secara aerobik atau anaerobik

Bidang Ilmu yang Dibutuhkan untuk Keberhasilan Bioremediasi

Ilmu tanah Geokimia organik dan anorganik Geofisika Hidrologi

Rekayasa bioproses

Modeling komputer Mikrobiologi dan/atau botani

APA SAJA SENYAWA-SENYAWA PENCEMAR LINGKUNGAN?

Pencemar Senyawa-senyawa yang secara alami ditemukan di

alam Contoh : minyak tanah, minyak hasil penyulingan,

fosfat, dan logam berat Senyawa xenobiotik

Senyawa kimia hasil rekayasa manusia yang sebelumnya tidak pernah ditemukan di alam.

Contoh : pestistida, herbisida, plastik, serat sintesis

Teknologi Menghilangkan Senyawa Pencemar

Ekstraksi uap tanahTekanan udaraSerapan panasPencucian tanahDehalogenasi kimiawiEkstraksi tanahPenggelontoran tanah in situBioremediasi

Contoh Bioremediasi

• Bioremediasi Limbah Rumah Tangga dengan Sistem Simulasi Tanaman Air

• Pemanfaatan Bakteri Pereduksi Sulfat untuk Bioremediasi Tanah Bekas Tambang Batubara

• Bioremediasi Lumpur Minyak Bumi secara Pengomposan Menggunakan Kultur Bakteri Hasil Seleksi

• Bioremediasi Senyawa Organik

Bioremediasi Limbah Rumah Tangga dengan Sistem Simulasi

Tanaman Air

Kemampuan tanaman air menjernihkan limbah banyak mendapat perhatian.

Tanaman air memiliki kemampuan untuk menetralisir komponen-komponen tertentu di dalam perairan, dan hal

tersebut sangat bermanfaat dalam proses pengolahan limbah cair

Metode Penelitian

Tanaman air ditanam dan disimulasikan pada kolam buatan dengan empat komposisi, yakni tanpa tanaman air, 2 jenis tanaman air, 3 jenis tanaman air, dan 4 jenis tanaman air. Tanaman tersebut dipelihara hingga mencapai kondisi segar dan siap untuk diberi perlakuan. Limbah cair rumah tangga dicampur dan diencerkan dalam 4 konsentrasi, yaitu 100%, 50%, 25% dan 12.5%. Hasilnya dianalisis untuk mengetahui kualitas fisik, kimia dan mikrobiologisnya setelah bioremediasi

Hasil Penelitian

a. Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Fisik Limbah

b. Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Kimia Limbah

c. Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Mikrobiologi Limbah

Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Fisik Limbah

Efek bioremediasi terhadap suhu limbah menunjukkan bahwa penurunan suhu terjadi pada komposisi dua sampai komposisi empat. Penurunan kekeruhan dan padatan tersuspensi terjadi mulai pada komposisi dua sampai komposisi empat. Hasil tersebut lebih baik jika dibandingkan dengan hasil pengolahan limbah dengan kolam tanpa tanaman air

Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Kimia Limbah

Kenaikan pH limbah terjadi pada komposisi dua, tiga dan empat. Efek bioremediasi terhadap oksigen terlarut menunjukkan bahwa peningkatan oksigen terlarut terjadi pada komposisi dua, tiga dan empat. Efek bioremediasi terhadap penurunan BOD dan COD terjadi pada komposisi dua, tiga dan empat. Efek bioremediasi terhadap penurunan CO2 terjadi pada komposisi dua, tiga dan empat

Efek Bioremediasi Terhadap Kualitas Mikrobiologi Limbah

Kandungan Coliform pada limbah rumah tangga mengalami penurunan pada komposisi dua, tiga dan empat Penurunan kandungan Coliform pada proses bioremediasi tidak terjadi secara langsung melalui proses penyerapan oleh tanaman air, melainkan melalui proses penguraian kemudian diikuti proses penyerapan. Efek bioremediasi terhadap kandungan E.coli terjadi pada komposisi satu, dua, tiga dan empat

Pemanfaatan Bakteri Pereduksi Sulfat untuk Bioremediasi Tanah Bekas Tambang

Batubara

Permasalahan akibat penambangan terbuka adalah terjadinya fenomena acid mine drainage (AMD) atau acid rock drainage (ARD) akibat teroksidasinya mineral bersulfur. Cara mengendalikan AMD adalah memperbaiki kondisi tanah, yaitu bioremediasi(menggunakan mikroorganisme, fungi, tanaman hijau atau enzim yang dihasilkan untuk mengembalikan kondisi lingkungan dengan cara mengeliminasi kontaminan)

Metode Penelitian

Bakteri pereduksi sulfat (BPS) diisolasi dari limbah industri kertas dan tanah bekas tambang batubara. Bakteri diisolasi pada media Postgate yang mengandung (g/l) Na laktat (3,5), MgSO4 (2,0), NH4Cl (0,2), KH2PO4 (0,5), FeSO4. 7 H2O (0,5) dan Agar (16,0) dan pH 4 kemudian disterilkan pada suhu 121○C tekanan 1 atmosfir selama 15 menit. Pertumbuhan BPS ditandai dengan timbulnya koloni berwarna coklat tua sampai hitam pada dasar tabung

Bioremediasi Lumpur Minyak Bumi secara Pengomposan Menggunakan Kultur Bakteri Hasil

Seleksi

Lumpur minyak bumi merupakan produk yang tidak mungkin dihindari oleh setiap penambangan minyak bumi dan menyebabkan pencemaran lingkungan. Bioremediasi merupakan teknologi yang membuat lumpur minyak bumi aman bagi lingkungan denagn biaya relatif murah. Mikrobia yang digunakan untuk bioremediasi dapat mendegradasi hidrokarbon menjadi karbondioksida dan air sebagai hasil akhir

Metode Penelitian

Metode yang digunakan adalah eksperimen dengan rancang acak lengkap pola faktorial 3x3 dengan 3 kali ulang. Faktor pertama adalah L1 konsentrasi lumpur minyak bumi 15%. L2 konsentrasi lumpur minyak bumi 20%. L3 konsentrasi lumpur minyak bumi 25% yang ditambah pasir, tanah, dan kascing. Faktor yang kedua adalah K0 tanpa penambahan kultur bakteri. K1 penambahan 4 jenis kultur bakteri. K2 penambahan 5 jenis kultur bakteri

Hasil Penelitian

Setelah 3 bulan dilakukan pengomposan, menunjukkan bahwa bakteri telah mendegradasi semua senyawa poliaromatik menjadi senyawa-senyawa antara dan kemungkinan sebagian besar telah terdegradasi secara sempurna menjadi karbondioksida dan air

Bioremediasi Senyawa Organik

Proses mengubah senyawa pencemar organik yang berbahaya menjadi senyawa lain yang lebih aman dengan memanfaatkan organisme

Melibatkan proses degradasi molekular melalui aktifitas biologis

Campur tangan manusia untuk mempercepat degradasi senyawa pencemar yang berbahaya agar turun konsentrasinya atau menjadi senyawa lain yang lebih tidak berbahaya melalui rekayasa proses alami atau proses mikrobiologis dalam tanah, air dan udara

Keunggulan Bioremediasi Senyawa Organik

Proses alamiMengubah molekul senyawa pencemar

organik, bukan hanya memindahkan Biaya paling murah dibandingkan cara yang

lainHasil akhir degradasi adalah gas karbon

dioksida, air, dan senyawa-senyawa sederhana yang ramah lingkungan

Alasan Penggunaan Perlakuan Biologis

Murah, karena: Dapat digunakan in-situ sehingga

mengurangi beaya pengangkutan dan gangguan lingkungan

Mikroba alami dapat digunakan

PELAKU UTAMA

Mikroorganisme : Bakteria, Sianobakteria, dan fungi > Remediasi oleh mikrobia

Tanaman > Fitoremediasi

Penerapan Bioremediasi

Situs-situs yang sulit dijangkau Lingkungan di bawah permukaan tanah Air berminyak Limbah Nuklir

Keuntungan Menggunakan Mikrobia untuk Mendegradasi Senyawa Pencemar

Organik

Jumlahnya banyak dan ada dimana-manaJalur metabolisme dalam aktivitas hidupnya

dapat dimanfaatkan untuk mendegradasi senyawa pencemar organik dan mengubahnya menjadi senyawa yang lebih tidak berbahaya

BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK PADA SKALA MIKROSKOPIS

Bioremediasi Cemaran Minyak dengan Teknik Biopile

Bioremediasi cemaran minyak antara lain dilakukan dengan teknik biopile, yaitu dengan memanfaatkan mikroba untuk menguraikan bahan-bahan pencemar (hidrokarbon minyak) yang terkandung di dalam tanah, lumpur, pasir, dan sebagainya, menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak berbahaya

Pelaksanaan Biopile

Menumpuk tanah-tanah yang terkontaminasi dan menstimulasi aktivitas mikroba dengan memperhatikan aerasinya, menambahkan nutrisi-nutrisi, menjaga kelembaban, dan perlakukan-perlakuan yang lain untuk meningkatkan aktivitas mikroba dalam mendegradasi senyawa-senyawa pencemar hidrokarbon dari minyak

Keunggulan Teknik Biopile

1. Waktu proses biodegradasi lebih cepat dibanding beberapa teknik yang lain. Teknik biopile memerlukan waktu sekitar 1,5 – 2 bulan,sedangkan teknik lain yang memerlukan waktu 6 bulan

2. Lahan yang diperlukan lebih sedikit. Hal ini karena tanah tercemar, dapat ditumpuk setinggi 1,5-3 meter. Sementara, ketinggian maksimal tumpukan tanah pada teknik hanya 30 cm

3. Proses bioremediasi dengan teknik biopile dapat lebih terkontrol dibanding beberapa teknik bioremediasi yang lain

Penerapan Teknik Biopile

Teknik biopile untuk bioremediasi cemaran minyak telah diaplikasikan dengan sukses menampung dan mengolah tanah atau bahan padat lain yangterkontaminasi hidrokarbon (minyak). Tanah yang diolah dengan teknik ini adalah tanah, pasir, atau lumpur yang mengandung minyak yang berasal dari berbagai sumber, dari proses pengeboran (drilling mud dan cutting), tumpahan minyak, sludge minyak

© 2010 Biology Presentation