Materi-13 Bioremediasi
Materi-13 Bioremediasi
Materi-13 Bioremediasi
bioremediasi
pendahuluan
Senyawa inorganik dan organik beracun merupakan
penyebab utama lingkungan terkontaminasi yang
selanjutnya berakibat pada kesehatan dan tentunya
akan mempengaruhi populasi manusia. Jumlah
limbah beracun makin meningkat dan asal limbah
sangat beragam.
Sumber pencemar
. Limbah dapat berasal dari Hasil industri dan barang
komersial: i. Industri, ii. Kegiatan militer, iii. Kegiatan
perubatan, iv. Sumber radioaktif, v. Limbah rumah
tangga, vi. Kotoran manusia, vii. Industri ringan,
seperti pada dry cleaning dan viii. Kegiatan pertanian.
Kategori berdasar effek
. Berdasarkan efeknya maka bahan kimia dapat
dikategorikan atas 2 kelompok yaitu berbahaya
(hazardous): termasuk mudah meledak (explosive),
mudah terbakar (flammable), irritant, sensitizers,
asam, alkalin (caustic), dan beracun (toxins) yaitu
mampu membunuh sel (Cunningham and
Cunningham, 2002).
bioremediasi
Strategi atau proses yang menggunakan
mikroorganisme, tanaman maupun enzim dari
mikroba maupun tanaman untuk menetralkan sifat
beracun dari kontaminan (detoxify) di dalam tanah
maupun lingkungan lainnya disebut dengan
bioremediasi
biodegradasi
Bioremediasi berbeda artinya dengan biodegradasi,
dimana biodegradasi merupakan transformasi atau
detoksifikasi kontaminan seluruhnya maupun
sebagian dengan menggunakan mikroorganisme dan
tanaman melalui perombakan atau penguraian.
Kriteria bioremediasi
Adapun kriteria yang harus dipenuhi adalah :
1. Organisme harus memiliki aktivitas katabolisme yang
penting dalam merombak kontaminan pada kecepatan
yang layak untuk menjadikan pada tingkat yang sesuai
standar
2. Kontaminan target haruslah bersifat bioavailable
3. Daerah tempat kontaminan memiliki kondisi tanah
yang kondusive untuk berkembangnya mikroorganisme
dan tanaman atau aktivitas enzimatik
4. Biaya remediasi harus lebih rendah atau tidak lebih
tinggi dari teknologi lainnya yang dapat digunakan untuk
memindahkan kontaminan
Faktor-faktor yang mempengaruhi
bioremediasi
Jenis Polutan
Faktor yang mempengaruhi berlangsung atau jalannya
bioremediasi adalah : faktor bahan polutan, faktor
organisme yang terlibat dan faktor lingkungan.
Tabel 1. Kontaminan yang mampu dirombak atau diremediasi dengan cara bioremediasi.
Jenis kontaminan Contoh spesifik aerob anaerob Sumber potensial
Larutan ber-chlor Trichloroethylene + Drycleaner (bahan pembersih)
Ethylbenzene Airport
Xylene Pabrik cat
Fasilitas pelabuhan
Jalur kereta api
Pabrik kimia
Polyaromatic hydrocarbons (PAHs) Naphthalene + Tempat produksi minyak dan penyimpanan
Hara
Walaupun mikroorganisme yang ada pada tanah
terkontaminasi, tapi jumlahnya untuk melaksanakan
bioremediasi belum tentu mencukupi. Pertumbuhan dan
aktivitas dari mikroorganisme tersebut harus distimulasi.
Biostimulasi biasanya dengan menambahkan hara dan
oksigen untuk menolong mikroorganisme alami
berkembang biak dan beraktivitas. Hara-hara ini
merupakan bahan bangun dasar dari kehidupan dan
membuat mikroba menghasilkan enzim yang penting
untuk memecahkan kontaminan. Semua dari
mikroorganisme memerlukan N, P dan karbon
Tabel 3. Komposisi dari sel mikroba
Sumber Stainer et al,. (1986)
Kalium (K) 1
Kondisi Abiotik (lingkungan) yang
Diinginkan
Kondisi lingkungan yang optimum untuk
berlangsungnya degradasi kontaminan terlihat pada
Tabel 4. Namun perlu diketahui ada beberapa spesies
mikroorganisme yang menginginkan kondisi yang
berbeda dari yang tercantum pada Tabel 3, terutama
spesies yang hidup pada kondisi ekstrem.
Tabel 4. Kondisi lingkungan yang optimum untuk berlangsungnya degradasi kontaminan
Parameter Kondisi yang diinginkan oleh mikroba untuk Nilai optimum untuk degradasi minyak
beraktivitas
Kontaminan Tidak terlalu beracun Hidrokarbon 5-10% dari berat kering tanah
Landfarming
Composting
Biopiles
Bioreactors
Landfarming
. Aplikasi dan pencampuran kontaminan atau limbah
ke permukaan tanah yang tidak terkontaminan.
Daerah yang dipilih memiliki ciri tanah yang memiliki
lapisan liat yang dapat menghalangi pencucian yang
dapat menyebabkan pencemaran air minum/air dalam
tanah. Tanah tersebut dilakukan plowing dan disking
yang bertujuan untuk memecahkan bongkahan dan
mencampur supaya seragam sehingga kondisi
kelembaban dan aerasi menjadi baik. Selain itu
pengolahan tanah (plowing dan disking) dapat
mengakibatkan konsentrasi kontaminan menjadi
lebih rendah.
Composting
Composting merupakan teknik dengan
menggabungkan tanah terkontaminasi dengan bahan
organik yang tidak berbahaya seperti kotoran hewan
atau limbah pertanian. Kehadiran bahan organik ini
akan mendukung perkembangan dari mikroorganisme
dan menaikkan temperatur.
Biopiles
merupakan hybrid dari landfarming dan composting.
Pile tempat melaksanakan bioremediasi didesain
untuk melakukan pengomposan aerob. Biasanya
biopile digunakan untuk mengatasi kontaminasi
permukaan akibat hidrokarbon petroleum dan
merupakan versi landfarming yang lebih modern yang
bertujuan untuk mengontrol pencucian dan
volatilisasi dari limbah. Biopiles menyediakan
lingkungan yang sesuai untk mikroorganisme aerobik
dan anaerobik yang indigenous.
Bioreactors
. Reaktor slurry atau encer digunakan untuk
memperlakukan tanah dan air terkontaminan.
Bioremediation dalam reaktor melibatkan pemrosesan
bahan terkontaminasi yang padat (tanah, sedimen,
lumpur) atau air melalui sistem yang dibangun
terkurung.
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN MENGGUNAKAN
BIOREMEDIASI
Keuntungan
Ramah lingkungan (aman)
Tidak mahal
Tidak menghasilkan limbah yang baru (masalah baru)
Dapat bekerja pada senyawa organik dan inorganik
Dapat dilakukan in-situ maupun ex-situ
Mudah diimplementasikan dan dikelola
Kerugian
Kurang dapat diaplikasikan pada limbah yang bioavailability rendah
Polutan mungkin tidak berbahaya untuk salah satu spesies tetapi berbahaya untuk
spesies lain
Mikroorganisme perombak menginginkan kondisi lingkungan yang spesifik
Memakan waktu yang panjang untuk meremediasikan
Terbatas hanya pada daerah perakaran saja
Tanaman yang dipanen pada daerah diremediasi dikategorikan sebagai limbah
berbahaya
Mungkin dapat menjadi rantai makanan
Bahan dari: “biologi dan ekologi tanah”
Asmarlaili sahar hanafiah
t.Sabrina
Hardy guchi
2009