Remediasi Pencemaran Tumpahan Minyak Pada Perairan

REMEDIASI PENCEMARAN TUMPAHAN MINYAK PADA PERAIRAN NOVELIA DEWI SAFITRI

(13515087)

NOVA ISVA TUSANIA

(15513063)

KHUSWATUN KHASANAH

(15513197)

LAMTING GRIYANDARI MULYASMARA (15513199)

SALSABILA MEIKE ISYUKRILLA

(15513222)

KASUS

KARAKTERISTIK PENCEMAR • Benzena, toluena, xilena (BTX), dan etilbenzena adalah hidrokarbon aromatik dengan pemakaian sangat luas untuk produksi bahan petrokimia. Namun, hidrokarbon aromatik dapat bereaksi substitusi dengan bantuan katalis. Hidrokarbon aromatik umumnya non-polar. Hidrokarbon ini tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut organik seperti heksana, dietil eter, dan karbon tetraklorida. • Senyawa aromatik ada yang dengan mudah didegradasi, ada pula yang resisten,dan juga dalam transformasinya dapat menghasilkan produk intermediet yang tidak diinginkan. Proses penguraian senyawa aromatik dan aromatik polisiklik pada dasarnya mengikuti jalur yang sama, tetapi monoaromatik atau diaromatik akan lebih mudah terdegradasi daripada hidrokarbon aromatik polisiklik karena jumlah cincin aromatiknya yang lebih sedikit. Monoaromatik paling sederhana adalah benzen • Senyawa organik volatil ini paling berpotensi berbahaya, terutama benzen, karena bersifat toksik dan karsinogenik

ALTERNATIF REMEDIASI Dua pendekatan yang dapat digunakan dalam bioremediasi tumpahan minyak adalah bioaugmentasi yaitu mikroorganisme pengurai ditambahkan untuk melengkapi populasi mikroba yang telah ada, dan biostimulasi yaitu pertumbuhan pengurai hidrokarbon asli dirangsang dengan cara menambahkan nutrien dan/atau mengubah habitat (Venosa & Zhu, 2003)

BIOAUGMENTASI • Bioaugmentasi yaitu penambahan atau introduksi satu jenis atau lebih mikroorganisme baik yang alami maupun yang sudah mengalami perbaikan sifat, di mana mikroorganisme pengurai ditambahkan untuk melengkapi populasi mikroba yang telah ada. • In – situ • Penambahan mikroorganisme exogenous ke dalam lokasi yang terjadi pencemaran. • Lokasi kontaminan di perairan • Efisiensi pengurangan kontaminan tinggi. • Kemampuan remediasi tergantung ketersediaan mikroba.

BIOSTIMULASI • Penambahan nutrien dan oksigen ke bakteri asli atau indegenous pendegradasi minyak. • Keberadaan nutrisi menjadi salah satu faktor pembatas terjadinya proses biodegradasi • dalam metode biostimulasi ini, kondisi dan komposisi penambahan nutrien yang paling optimal masih belum ditemukan. Kebanyakan mereka menyatakan bahwa jenis dan konsentrasi nutrien optimal sangat bervariasi tergantung properti minyak dan kondisi lingkungan. • Penelitianmengenai jenis nutrien yang paling tepat untuk ditambahkan pada proses biostimulasi masih belum banyak dilakukan, • dan usaha untuk melihat kemungkinan sumber nutrient dari kompos sejauh ini belum ditemukan dalam literatur. Makalah ini menyajikan hasil studi tentang bioremediasi dengan metode biostimulasi nutrien organik, khususnya yang bersumber dari kompos.

BIOAUGMENTASI • Perlakuan biologis dimana menggunakan mikroorganisme perombak pemulih lingkungan tercemar yang ditambahkan untuk melengkapi populasi mikroba yang telah ada. Metode bioaugmentasi ini mikroba yang dikulturkan diisolasi secara khusus, pada umumnya dari lingkungan yang sama dan di tumbuhkan dalam jumlah yang besar dalam suatu reaktor.

• Lokasi remediasi tidak berada di permukaan air • Beberapa contoh fungi yang digunakan dalam biodegradasi minyak bumi adalah fungi dari genus Penicillium, Candida, Fusarium, Hansenula, Rhodoturula, dan Torulopsis. • Bakteri yang umum digunakan antara lain : Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas stutzeri, dan Pseudomonas diminuta.

SYARAT BERLANGSUNGNYA BIOREMEDIASI • Mikroorganisme merupakan kunci pada kegiatan bioremediasi. Sehingga organisme yang digunakan harus dapat merombak polutan secara lengkap dengan kecepatan yang reasonable sampai mencapai batas aman. • Mikroorganisme memerlukan tambahan sumber C dalam melakukan proses degradasi polutan. Sehingga, perlu dilakukan penambahan elektron aseptor yang sesuai, tergantung pada spesies mikroorganisme dan kondisi lingkungan setempat, misalnya O2 untuk polutan yang memerlukan kondisi aerob, nitrat, fumarat atau sulfat untuk yang memerlukan kondisi anaerob. • Kondisi lingkungan setempat sangat penting dalam aktivitas degradasi oleh mikroorganisme, hal ini meliputi ketersediaan oksigen, kelembaban, pH, bahan organik dan suhu. • Bioavailability polutan menjadi faktor yang lebih penting untuk keberhasilan atau kegagalan proses bioremediasi.

• Faktor ekologi bagi mikroorganisme sangat penting untuk diperhatikan, jangan sampai mikroorganisme perombak berada dalam kondisi stres secara ekologis atau berkompetisi dengan mikroorganismelain yang non degradatif.

PROSES

• Proses utama pada bioremediasi adalah biodegradasi, biotransformasi dan biokatalis. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut. Enzim mempercepat proses tersebut dengan cara menurunkan energi aktivasi, yaitu energi yang dibutuhkan untuk memulai suatu reaksi. Pada proses ini terjadi biotransformasi atau biodetoksifikasi senyawa toksik menjadi senyawa yang kurang toksik atau tidak toksik. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi.

TRANSPORT HIDROKARBON KE BAKTERI • Interaksi sel dengan hidrokarbon yang terlarut dalam fase air. Pada kasus ini, umumnya rata-rata kelarutan hidrokarbon oleh proses fisika sangat rendah sehingga tidak dapat mendukung. • Kontak langsung (perlekatan) sel dengan permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar daripada sel mikroba. Pada kasus yang kedua ini, perlekatan dapat terjadi karena sel bakteri bersifat hidrofobik. Sel mikroba melekat pada permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar daripada sel dan pengambilan substrat dilakukan dengan difusi atau transpor aktif. Perlekatan ini terjadi karena adanya biosurfaktan pada membrane sel bakteri Pseudomonas. • Interaksi sel dengan tetesan hidrokarbon yang telah teremulsi atau tersolubilisasi oleh bakteri. Pada kasus ini sel mikroba berinteraksi dengan partikel hidrokarbon yang lebih kecil daripada sel. Hidrokarbon dapat teremulsi dan tersolubilisasi dengan adanya biosurfaktan yang dilepaskan oleh bakteri pseudomonas ke dalam medium.

MEKANISME DEGRADASI HIDROKARBON DI DALAM SEL BAKTERI PSEUDOMONAS Hidrokarbon Aromatik Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron secara aerobik oleh bakteri Pseudomonas. Degradasi senyawa hidrokarbon aromatik disandikan dalam plasmid atau kromosom oleh gen xy/E. Gen ini berperan dalam produksi enzim katekol 2,3-dioksigenase. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi oleh enzim katekol 2,3-dioksigenase menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs (siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat.

BIAYA

• Biaya teknologi Bioremediasi di indonesia berada didalam kisaran 20-200 USD per ton bahan yang akan diolah (tergantung dari jumlah dan konsentrasi limbah awal serta metoda aplikasi), jauh lebih murah dari harga yang harus dikeluarkan dengan teknologi lain seperti incinerasi dan soil washing 150-600 USD • Pada kasus ini terdapat 4000 ton minyak yang tercemar • Sehingga, biaya yang dibutuhkan adalah (minimal) = USD 80.000

TERIMA KASIH 

PERTANYAAN

• Berapa efisiensi removal pseodomonas untuk meremediasi air tercemar minyak? Jawab : 70 % kemampuan removal dari bioaugmentasi untuk remediasi kontaminan minyak di sungai.