Aplikasi Bioremediasi dan Fitoremediasi Terhadap Pengolahan Limbah Sludge Pertambangan Emas

Ahmad Masaro, Bagus Tri Prasetyo, Dina Karamani Pradipta, Rendi Yoga Darmawan, Sri Ajeng Prameswari, David Arthur Lawang

Mahasiswa Program Studi Teknik Lingkungan “Kebumian”, Fakultas Teknologi MineralUniversitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta

Dosen Pembimbing: Eni Muryani, S. Si., M. Sc.E-mail: karamanidina@gmail.com

AbstrakAktifitas pertambangan dianggap seperti uang logam yang memiliki dua sisi yang

saling berlawanan, yaitu sebagai sumber kemakmuran sekaligus perusak lingkungan yang sangat potensial. Sebagai sumber kemakmuran, sektor ini menyokong pendapatan negara selama bertahun-tahun. Sebagai perusak lingkungan, pertambangan terbuka (open pit mining) dapat mengubah secara total baik iklim dan tanah akibat seluruh lapisan tanah di atas deposit bahan tambang disingkirkan. Hilangnya vegetasi secara tidak langsung ikut menghilangkan fungsi hutan sebagai pengatur tata air, pengendalian erosi, banjir, penyerap karbon, pemasok oksigen dan pengatur suhu. Salah satu teknik dalam memperbaiki kualitas lingkungan pada kawasan pertambangan adalah dengan teknik bioremediasi. Bioremediasi merupakan teknik pemanfaatan mikroorganisme untuk mendegradasi, menstabilkan, atau memecah bahan pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun. Dalam paper ini dikemukakan beberapa hal tentang dampak pertambangan emas, bioremediasi dan fitoremediasi sebagai alternatif penanganan pencemaran akibat tambang emas khususnya limbah sludge dengan memanfaatkan beberapa mikroorganisme dan tanaman. Diharapkan makalah ini dapat memberikan informasi bagi kita semua, sehingga akan dapat mengurangi pencemaran akibat aktivitas pertambangan emas oleh limbah sludge dan memperbaiki kerusakan lingkungan yang telah terjadi di sekitar pertambangan.

Abstract

Keynote: Limbah Sludge, Bioremediasi, Fitoremediasi.

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangDunia semakin lama semakin

tercemar oleh limbah yang semakin lama membuat keadaan lingkungan seperti air, udara dan tanah ikut tercemar. Meskipun alam dapat memiliki kemamuan alami jika terjadi pencemaran dan dapat kembali seperti semula, tetapi jika terus-menerus tercemar maka air, udara dan tanah dapat kehilangan fungsinya dan rusak. Oksigen yang terkandung dalam udara tidak lagi bersih, air menjadi keruh dan tanah tidak menjadi subur lagi.

Dampak dari pembuangan dari hasil limbah yang tidak diolah sebelumnya atau hanya dibuang begitu saja membuat masyarakat yang tinggal disekitar pembuangan limbah menjadi khawatir. Eksplorasi pertambangan emas dan tembaga tidak hanya memperburuk kualitas sumber daya alam dan lingkungan hidup yang merugikan generasi masa kini tetapi juga kerugian bagi generasi yang akan datang. Oleh karena itu, pemerintah sebaiknya harus menanggapi dengan serius masalah pembuangan limbah pertambangan ini.

Limbah-limbah pertambangan jika dikelola dan diolah dengan baik akan mengurangi masalah pencemaran lingkungan. Dengan menggunakan metode pengolahan limbah yang tepat, selain terjadinya pencemaran lingkungan dapat dicegah, juga dapat diperoleh nilai tambah yang tinggi, karena limbah-limbah tersebut di dalamnya masih terkandung komponen-komponen berharga seperti Al, Cu, dan Fe yang masih memiliki nilai ekonomi

1.2 TujuanTujuan dari pembuatan paper ini

adalah sebagai berikut :

- Memenuhi tugas Tengah Semester Gasal Mata Kuliah Tata Ruang dan Lingkungan dimana ini merupakan bagian tidak terpisahkan dengan Materi penugasan I (pertama).

- Melatih kapasitas mahasiswa dalam mengamati isu yang berkembang di suatu daerah.

- Mengetahui aplikasi bioremediasi dan fitoremediasi terhadap penanganan limbah sludge hasil tambang emas.

1.3 Rumusan MasalahBanyaknya potensi pertambangan

emas serta kecenderungan peningkatan harga dan kebutuhan ekonomi menyebabkan semakin maraknya penambangan emas. Namun selain memiliki nilai ekonomis yang tinggi, tambang emas juga memiliki dampak lain yaitu adanya limbah buangan seperti limbah sludge. Atas dasar inilah permasalahan yang akan dibahas adalah bagaimana mengatasi limbah sludge tambang emas dengan menggunakan teknik bioremediasi dan fitoremediasi.

1.4 Batasan MasalahPenelitian ini dilakukan dalam

lingkungan manajemen lingkungan dengan teknik bioremediasi dan fitoremediasi sehingga permasalahan dibatasi dengan aplikasi-aplikasi melalui teknik bioremediasi dan fitoremediasi.

1.5 MetodologiMetode penelitian dalam paper ini

menggunakan deskriptif analitik. Dalam hal ini, peneliti akan menjabarkan atau mendiskripsikan kondisi atau situasi dari objek yang diteliti. Untuk menjelaskan keadaan dari objek yang diteliti, penulis

2

melakukan pencarian terhadap uraian yang menunjukan teori dan konsep-konsep yang relevan dengan masalah yang dikaji, penulis juga mencari uraian mengenai pendapat-pendapat ahli terdahulu yang berkaitan dengan masalah dari buku-buku refrensi, media internet, media cetak, dan publikasi lainnya.

II. LANDASAN TEORI

2.1 Limbah SludgeLimbah Sludge adalah suatu

limbah hasil pertambangan yang terbentuk akibat dari adanya campuran dari tailing, tanah galian maupun air hujan yang mengangkut bahan-bahan tersebut hingga terbentuk limbah sludge. Kandungan yang terdapat dalam limbah sludge sangat tergantung dari komposisi tailing maupun kandungan yang terdapat pada tambang galian itu sendiri. Jika pada suatu wilayah tambang terdapat kandungan sulfida seperti dalam pirit (FeS2) maka akan ada kemungkinan limbah sludge mengandung air asam tambang yang selain mengandung H2SO4 juga memiliki kandungan Tembaga (Cu), Alumunium (Al), Besi (Fe), Timbal (Pb), dan Mangan (Mn). Beberapa contoh mineral sulfida, antara lain FeS2-pyrite, MoS2-molybdenite, FeS2-marcasite, NiS-millerite, FexSx-pyrrhotite, PbS-galena, Cu2S-chalcocite, ZnS-sphalerite, CuS-covellite, FeAsS-arsenopyrite, CuFeS2-chalcopyrite.

Sementara itu, tailing adalah limbah industri pertambangan, baik tambang emas, tembaga, perak maupun mineral lainnya. Kandungan dalam tailing tergantung dari cara suatu perusahaan mengolah bijih emas yang didapatkan. Jumlah tailing yang besar dapat merusak tanaman atau komunitas tanaman melalui proses penyumbatan, menghambat difusi

oksigen ke dalam akar tanaman dan menyebabkan tanaman tersebut mati. Limbah yang menyerupai lumpur, kental, pekat, asam, dan mengandung logam-logam berat yang berbahaya bagi makhluk hidup.

2.2 BioremediasiBioremediasi berasal dari dua kata

yaitu bio dan remediasi yang dapat diartikan sebagai proses dalam menyelesaikan masalah. Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran. Bioremediasi mempunyai potensi untuk menjadi salah satu teknologi lingkungan yang bersih, alami, dan paling murah untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.

Bioremediasi diartikan sebagai proses pendegradasian bahan organik berbahaya secara biologis menjadi senyawa lain seperti karbondioksida (CO2), metan, dan air. Bioremediasi merujuk pada penggunaan secara produktif proses biodegradatif untuk menghilangkan atau mendetoksi polutan (biasanya kontaminan tanah, air dan sedimen) yang mencemari lingkungan dan mengancam kesehatan masyarakat.

Jadi bioremediasi adalah salah satu teknologi alternatif untuk mengatasi masalah lingkungan dengan memanfaatkan bantuan mikroorganisme. Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi (mycoremediasi), yeast, alga dan bakteri yang berfungsi sebagai agen bioremediator. Selain dengan memanfaatkan mikroorganisme, bioremediasi juga dapat pula memanfaatkan tanaman air. Tanaman air memiliki kemampuan secara umum untuk

3

menetralisir komponen-komponen tertentu di dalam perairan dan sangat bermanfaat dalam proses pengolahan limbah cair ( misalnya menyingkirkan kelebihan nutrien, logam dan bakteri patogen). Penggunaan tumbuhan ini biasa dikenal dengan istilah fitoremediasi. Bioremediasi juga dapat dikatakan sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara biologi dalam kondisi terkendali. Bioremediasi pada tanah terkontaminasi dapat dilakukan dengan cara, yaitu:

1. Bioremediasi secara Insitu, adalah pemulihan kembali suatu media lingkungan atau pembersihan kontaminan dari media lingkungan yang dilakukan langsung di tempat yang terkena pencemaran. Seperti bioventing, biosparging dan lain-lain.

2. Bioremediasi secara Exsitu, adalah suatu tindakan pembersihan kontaminan dengan proses yang dilakukan dengan suatu “reaktor” atau dikerjakan di tempat lain di luar dari daerah yang terkena pencemaran. Seperti composting, landfarming, bioslurry dan lain-lain. Secara garis besar ada 3 faktor yang mempengaruhi bioremediasi, yaitu mikroorganisme, nutrien dan faktor lingkungan.

2.2.1 MikroorganismeTerdapat 2 pendekatan utama

dalam bioremediasi minyak bumi yaitu bioaugmentasi (penambahan mikroorganisme pendegradasi minyak bumi untuk membantu proses degradasi) dan biostimulasi (penambahan nutrien untuk menstimulasikan pertumbuhan mikroorganisme indigenous).

2.2.2 Kebutuhan Nutrisi Ketersediaan nutrien inorganik dan

komposisi rasio C/N dan C/P yang sesuai penting untuk pertumbuhan bakteri. Tumpahan minyak bumi menyebabkan berlimpahnya sumber C. Dengan demikian untuk memenuhi nilai rasio C/N dapat ditambahkan pupuk yang mengandung N dan P. Rasio C: N : P yang umumnya digunakan pada proses bioremediasi adalah sekitar 100: 5 : 1.

2.2.3 Faktor LingkunganFaktor lingkungan yang harus

diperhatikan selama proses bioremediasi adalah adanya ketersediaan Oksigen atau aseptor elektron, memperhatikan kondisi fisik (pH, kelembaban,temperatur,) kondisi fisik sangat penting karena dapat merangsang aktivitas bakteri. Kondisi pH yang baik untuk pertumbuhan bakteri pada proses degradasi petroleum ± 7, bila pH rendah dapat ditambahkan dengan dolomit atau sejenis lime lainnya. Temperatur yang baik sekitar 10-45ºC. Kandungan air atau kelembaban dijaga antara 40-60%.

2.4 BioreaktorBioreaktor adalah suatu unit alat

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Aplikasi Teknik BioremediasiBeberapa mekanisme mikroba

beradaptasi pada tanah bekas tambang yang tercemar logam-logam antara lain mikroba mampu menggunakan logam sebagai sumber energi, mempresipitasikan logam dalam bentuk garam – garam yang tidak larut, mengimobilisasi logam dalam dinding sel, mem- produksi agen pengkelat, mengubah per- meabilitas membran sel mikroba terhadap logam, dan

4

mereduksi logam menjadi bentuk yang tidak toksik

Untuk mendegradasikan logam berat merkuri (Hg) beberapa mikroba dikenal mempunyai enzim merkuri reduktase misalnya Pseudomonas putida, Geobacter metallire- ducens, Shewanella putrefaciens, Kedua spesies terakhir adalah kelompok bakteri pereduksi sulfat (BPS).

Penelitian menunjukkan bawa remediasi merkuri dengan mikroba jauh lebih baik dari pada secara kimia ka- rena metode secara kimia selain lebih mahal juga masih menghasilkan timbun- an lumpur yang mengandung Hg. Pada saat proses bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi struktur polutan beracun menjadi tidak kompleks sehingga menjadi metabolit yang tidak beracun dan berbahaya.

Proses biotransformasi merkuri secara umum terdiri dua proses. Pertama yaitu reduksi ion merkuri adalah Hg2+ menjadi Hg0 oleh enzim merkuri reduktase yang membutuhkan reduktan NADPH dan menghasilkan logam merkuri. Kedua yaitu merombak metilmerkuri dengan pemutusan ikatan antara C-Hg oleh enzim organomerkuriliase. Adapun reaksi pada proses tersebut adalah sebagai berikut:

1. Reduksi Hg2+ Hg2 Hg0 Merkuri reduktase

2. Demitilasi CH3Hg+ CH3Hg+ Hg2+ + CH4 Hg0 Organomerkuriliase Merkuri reduktase

3.2 Aplikasi Teknik Fitoremediasi

Dalam usaha penggunaan cara fitoremediasi untuk meremedi suatu lingkungan yang tercemar diperlukan pemahaman proses yang terjadi, pemilihan tanaman dan usaha yang harus dilakukan agar tanaman tumbuh. Fitoremediasi memerlukan komitmen sumber daya dan waktu, walau begitu memerlukan biaya yang relatif murah, ramah lingkungan dibandingkan dengan teknologi konvensional. Ada beberapa mekanisme fitoremediasi yaitu fitoekstraksi, fitotransformasi (fitodegradasi, rizodegradasi), fitostabilisasi dan fitofiltrasi.

Terdapat beberapa jenis tanaman yang dapat digunakan dalam teknik fitoremediasi, salah satu contohnya yaitu Tanaman Kangkung darat (ipomeareptana) dan tanaman akar wangi (vertiver zizanioides). Tanaman Kangkung darat (ipomeareptana) dan tanaman akar wangi (vertiver zizanioides) telah terbukti dapat mendegradasi merkuri dari tanah bekas penambangan emas tradisional di daerah Sanggar, Banyuwangi yang dilakukan secara ex situ. Caranya:

- Tanah yang tercemar dipindahkan ke tempat lain

- Ditanami tanaman kangkung darat

- Pengukuran kadar Hg dalam tanah dan tanaman kangkung dilakukan selama 8 minggu

- Destruksi Hg dilakukan dengan penambahan 5 ml HNO p.a. dan 1 ml HCl p.a.

- Lalu dishaker selama 24 jam- Ekstrak jernih disaring dan diukur

kadar HG menggunakan ICP-MS

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

V. DAFTAR PUSTAKA

5

https://zenithtaciaibanez.wordpress.com/2012/09/21/fitoremediasi-alternative-pelestarian-lingkungan/http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/39808/5/Chapter%20I.pdfhttp://karyailmiah.fp.ub.ac.id/tanah/jurnal-mahasiswa/volume-1-no-2-2013/bonauli/https://bioremediasil.wordpress.com/2014/12/31/38/http://e-journal.uajy.ac.id/5382/2/1BL01105.pdf

http://radyanprasetyo.blogspot.co.id/http://learnmine.blogspot.co.id/2013/06/air-asam-tambang-acid-mine-drainage.htmlhttp://miner-padang.blogspot.co.id/2011/12/air-asam-tambang.html

Desul- fovibrio desulfuricans, dan D. vulgaris.

6