BIOREMEDIASI BIOREMEDIASI SENYAWA PENCEMARSENYAWA PENCEMAR

APA SAJA SENYAWA-SENYAWA PENCEMAR LINGKUNGAN?

Pencemar Senyawa-senyawa yang

secara alami ditemukan di alam tetapi jumlahnya (konsentrasinya) sangat tinggi tidak alami.

Contoh: Minyak mentah,

minyak hasil penyulingan

Fosfat Logam berat

Senyawa xenobiotik Senyawa kimia hasil

rekayasa manusia yang sebelumnya tidak pernah ditemukan di alam.

Contoh: Pestisida Herbisida Plastik Serat sintetis

REMEDIASI LINGKUNGANREMEDIASI LINGKUNGAN

Remediasi:Remediasi: Proses perbaikan. Proses perbaikan. Proses perbaikan lingkungan yang Proses perbaikan lingkungan yang

tercemar.tercemar. Pendekatan-pendekatan yang dilakukan Pendekatan-pendekatan yang dilakukan

untuk menghilangkan pencemar dari untuk menghilangkan pencemar dari lingkungan.lingkungan.

TEKNOLOGI YANG DIGUNAKAN UNTUK MENGHILANGKAN

SENYAWA PENCEMAR ORGANIK

Ekstraksi uap tanahTekanan udaraSerapan panasPencucian tanahDehalogenasi kimiawiEkstraksi tanahPenggelontoran tanah in situBioremediasi

BIOREMEDIASI SENYAWA BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK:ORGANIK: Proses mengubah senyawa pencemar organik Proses mengubah senyawa pencemar organik

yang berbahaya menjadi senyawa lain yang yang berbahaya menjadi senyawa lain yang lebih aman dengan memanfaatkan organisme.  lebih aman dengan memanfaatkan organisme. 

Melibatkan proses degradasi molekular melalui Melibatkan proses degradasi molekular melalui aktifitas biologis.aktifitas biologis.

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

KEUNGGULAN BIOREMEDIASI KEUNGGULAN BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK SENYAWA ORGANIK

Proses alami. Proses alami. Mengubah molekul senyawa pencemar Mengubah molekul senyawa pencemar

organik, bukan hanya memindahkan.  organik, bukan hanya memindahkan.  Beaya paling murah dibandingkan cara Beaya paling murah dibandingkan cara

yang lain.yang lain. Hasil akhir degradasi adalah gas karbon Hasil akhir degradasi adalah gas karbon

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

ALASAN PENGGUNAAN ALASAN PENGGUNAAN PERLAKUAN BIOLOGISPERLAKUAN BIOLOGIS

MurahMurah, karena:, karena: Dapat digunakan Dapat digunakan in-situ in-situ sehingga sehingga

mengurangi beaya pengangkutan dan mengurangi beaya pengangkutan dan gangguan lingkungan.gangguan lingkungan.

Mikroba alami dapat digunakan.Mikroba alami dapat digunakan.

PELAKU UTAMA:PELAKU UTAMA:

Mikroorganisme : Bakteria, Mikroorganisme : Bakteria, Sianobakteria, dan fungi > Sianobakteria, dan fungi > Remediasi Remediasi oleholeh mikrobiamikrobia

Tanaman > Tanaman > FitoremediasiFitoremediasi Mikroorganisme dan tanaman Mikroorganisme dan tanaman

PENERAPAN PENERAPAN BIOREMEDIASIBIOREMEDIASI

Situs-situs yang sulit dijangkauSitus-situs yang sulit dijangkau Lingkungan di bawah permukaan Lingkungan di bawah permukaan

tanahtanah Air berminyak Air berminyak Limbah NuklirLimbah Nuklir

BIDANG ILMU YANG DIBUTUHKAN UNTUK KEBERHASILAN BIOREMEDIASI

Ilmu tanah Geokimia organik

dan anorganik Geofisika Hidrologi

Rekayasa bioproses

Modeling komputer Mikrobiologi

dan/atau botani

KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN MIKROBIA UNTUK MENDEGRADASI MIKROBIA UNTUK MENDEGRADASI SENYAWA PENCEMAR ORGANIK:SENYAWA PENCEMAR ORGANIK:

Jumlahnya banyak dan ada dimana-manaJumlahnya banyak dan ada dimana-mana Jalur metabolisme dalam aktivitas Jalur metabolisme dalam aktivitas

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

PERTIMBANGAN KIMIA DAN PERTIMBANGAN KIMIA DAN MIKROBIOLOGIS YANG PERLU MIKROBIOLOGIS YANG PERLU DIPERTIMBANGKAN:DIPERTIMBANGKAN:

• Apakah kontaminannya dapat Apakah kontaminannya dapat terdegradasi secara biologis?terdegradasi secara biologis?

– hidrokarbon minyak bumi sederhanahidrokarbon minyak bumi sederhana– hidrokarbon aromatik (hingga 3 cincin)hidrokarbon aromatik (hingga 3 cincin)– amina sederhanaamina sederhana– esterester– ketonketon– etereter

SENYAWA PENCEMAR ORGANIK SENYAWA PENCEMAR ORGANIK YANG SECARA POTENSIAL YANG SECARA POTENSIAL DAPAT DIBIOREMEDIASIDAPAT DIBIOREMEDIASI

Mudah didegradasi____________

Sedikit terdegradasi_____________

Sulit terdegradasi_____________

Umumnya tidak terdegradasi_____________

BBM,Minyak tanah

kreosot, tars batubara

Pelarut terkorinasi (TCE)

Dioxins

keton danalkohol

Pentakoro-fenol (PCP)

Beberapa pestisida dan herbisida

Bifenil terpoliklorinasi (PCB)

Aromatikmonosiklik

Aromatikbisiklik(naftalena)

BIOREMEDIASI SENYAWA BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK PADA SKALA ORGANIK PADA SKALA MIKROSKOPISMIKROSKOPIS

Nutrien pembatas

Sumber karbon/energibagi bakteria

Pengolahan lahan tercemar senyawa Pengolahan lahan tercemar senyawa organik dapat dikelompokkan ke organik dapat dikelompokkan ke dalam:dalam:

Ex situEx situ – – pengolahan dilakukan di pengolahan dilakukan di tempat lain sehingga perlu pemindahan.tempat lain sehingga perlu pemindahan.

In situIn situ – pengolahan dilakukan di – pengolahan dilakukan di tempat pencemaran tanpa pemindahan. tempat pencemaran tanpa pemindahan.

PENGOLAHAN BIOLOGIS LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK

BIOREMEDIATION

NATURAL ATTENUATION EX SITU IN SITU

LANDFARMING EX SITE REACTOR

BIOREMEDIASI EX-SITUTanah terkontaminasi diangkat ke dan diperlakukan di permukaan

CONTOH PENGOLAHAN TANAH CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA SECARA EX SITU EX SITU (1)(1)

Slurry PhaseSlurry Phase : : Bejana besar Bejana besar digunakan sebagai “digunakan sebagai “bio-reactorbio-reactor” yang ” yang mengandung tanah, air, nutrisi dan mengandung tanah, air, nutrisi dan udara untuk membuat mikroba aktif udara untuk membuat mikroba aktif mendegradasi senyawa pencemar. mendegradasi senyawa pencemar.

BIOREAKTORBIOREAKTOR

Cairan terkontaminasi

Tanah terkontaminasi

Saluran keluar tanah

Pengatur suhu

PengadukUap keluar

Udara masuk

Nutrien

Saluran keluar cairan

CONTOH PENGOLAHAN TANAH CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA SECARA EX SITU EX SITU (2)(2)Composting:Composting: Limbah dicampur dengan jerami atau bahan Limbah dicampur dengan jerami atau bahan lain untuk mempermudah masuknya air, lain untuk mempermudah masuknya air, udara, dan nutrisi. udara, dan nutrisi.

Tiga tipe pengomposan:Tiga tipe pengomposan:

* * Dalam Lubang Dalam Lubang

* Mechanically agitated in-vessel* Mechanically agitated in-vessel

* * TumpukanTumpukan

CONTOH PENGOLAHAN TANAH CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA ORGANIK SECARA EX SITU EX SITU (3)(3) BiopileBiopile:: tanah tercemar tidak dipindahkan tanah tercemar tidak dipindahkan

namun diangkat ke permukaan, ditumpuk, namun diangkat ke permukaan, ditumpuk, dan diberi perlakuan penambahan air, dan diberi perlakuan penambahan air, udara, dan nutrien. udara, dan nutrien.

BIOPILEBIOPILE

Tangki

Saringan/PompaUdara

Lapisan Gravel

Tanah terkontaminasi

CONTOH PENGOLAHAN TANAH CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA SECARA EX SITU EX SITU (4)(4)

Landfarming:Landfarming: Tanah terkontaminasi Tanah terkontaminasi dipindahkan dan disebar di permukaan dipindahkan dan disebar di permukaan lapangan kemudian diperlakukan dengan lapangan kemudian diperlakukan dengan penambahan bakteri, air, udara, dan penambahan bakteri, air, udara, dan nutrisi. Cara ini yang paling sering nutrisi. Cara ini yang paling sering digunakan.digunakan.

LANDFARMINGLANDFARMING

Nutrien/airLapisan

Gravel

Penampungan Leachate

Lapisan Kedap Air

Tanah terkontaminasi

BIOREMEDIATION

NATURAL ATTENUATION IN SITU EX SITU

BIOSTIMULATION BIOAUGMENTATION

CONTOH PENGOLAHAN TANAH CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK IN SITU IN SITU (1)(1)

Bio-ventingBio-venting:: pemompaan udara dan pemompaan udara dan nutrisi melalui sumur injeksi.nutrisi melalui sumur injeksi.

Air SpargingAir Sparging:: pemompaan udara pemompaan udara untuk meningkatkan aktifitas untuk meningkatkan aktifitas degradasi oleh mikroba.degradasi oleh mikroba.

AIR SPARGINGAIR SPARGING

CONTOH PENGOLAHAN CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK ORGANIK IN SITU IN SITU (2)(2)

Injeksi Hidrogen PeroksidaInjeksi Hidrogen Peroksida :: menggunakan sprinkler atau menggunakan sprinkler atau pemipaan.pemipaan.

Sumur EkstraksiSumur Ekstraksi :: Untuk Untuk mengeluarkan air tanah yang mengeluarkan air tanah yang kemudian ditambah nutrisi dan oksigen kemudian ditambah nutrisi dan oksigen dan dimasukkan kembali ke dalam dan dimasukkan kembali ke dalam tanah melalui sumur injeksi. tanah melalui sumur injeksi.

Zona terkontaminasi

Permukaan air tanah

yang lama

Permukaan air tanah yang

baru

Pengolahan Air

Penambahan Nutrien/ Oksigen

Sumur Recovery

Sumur Injeksi

KOMBINASI BIOREMEDIASI KOMBINASI BIOREMEDIASI EX-SITUEX-SITU DAN DAN IN-SITUIN-SITU

Unsaturatedzone

Dalam cara ini aktifitas mikrobia penghuni tanah ditingkatkan

Aquifer

DIAGRAM BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIKSENYAWA ORGANIK

Penambahan Oksigen

•Bioventing•Biosparging

Penambahan Oksigen

dan Nutrien

Biostimulation

Penambahan Oksigen, Nutrien

dan Bakteria

Bioaugmentation

Terekayasa Apa adanya

in situ

Landfarming Bioreactor

ex situ

Bioremediasi

OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK (1)(1)

Untuk mengoptimalkan dan Untuk mengoptimalkan dan mempercepat biodegradasi senyawa mempercepat biodegradasi senyawa pencemar yang ada di dalam air dan pencemar yang ada di dalam air dan tanah dapat digunakan mikroba yang tanah dapat digunakan mikroba yang telah beradaptasi dan digabungkan telah beradaptasi dan digabungkan dengan:dengan: Menjamin ketersediaan airMenjamin ketersediaan air (kadar air (kadar air

antara 30-80%)antara 30-80%).. Menambahkan nutrisiMenambahkan nutrisi (nitrogen, (nitrogen,

fosfor, sulfur)fosfor, sulfur)..

OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK TERCEMAR SENYAWA ORGANIK (2)(2)

Menjamin ketersediaan oksigenMenjamin ketersediaan oksigen..

(jika tipe degradasi aerobik) (jika tipe degradasi aerobik) 2-3 kg oksigen 2-3 kg oksigen per kg hidrokarbon yang didegradasi.per kg hidrokarbon yang didegradasi.

Menjamin pHMenjamin pH moderatmoderat – Tidak terlalu – Tidak terlalu masam maupun basa, antara 6-9.masam maupun basa, antara 6-9.

Menjamin suhu yang moderatMenjamin suhu yang moderat - 10 - 10oo to to 4040ooC.C.

OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIKTERCEMAR SENYAWA ORGANIK (3)(3)

Penambahan Penambahan enzimenzim, katalis , katalis kimia untuk mendegradasi kimia untuk mendegradasi senyawa-senyawa limbah.senyawa-senyawa limbah.

Penambahan surfaktanPenambahan surfaktan (detergen).(detergen).

KELEMAHAN PERLAKUAN KELEMAHAN PERLAKUAN BIOLOGISBIOLOGIS

Kadang-kadang tidak efektif di Kadang-kadang tidak efektif di beberapa lokasi karena beberapa lokasi karena toksisitas pencemar:toksisitas pencemar: LogamLogam Senyawa organik berkhlorSenyawa organik berkhlor Garam-garam anorganikGaram-garam anorganik

WAKTU YANG DIPERLUKANWAKTU YANG DIPERLUKAN

in situin situ perlu waktu bervariasi perlu waktu bervariasi antara 1 - 6 tahun.antara 1 - 6 tahun.

ex situex situ antara 1-7 bulan. antara 1-7 bulan.

REMEDIASI LAHAN TERCEMAR REMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ANORGANIK (LOGAM)SENYAWA ANORGANIK (LOGAM)

INTERAKSI LOGAM-MIKROBIA

LOGAM BERAT YANG DAPAT LOGAM BERAT YANG DAPAT DIPERLAKUKAN DIPERLAKUKAN

Logam beracunLogam beracun UraniumUranium KromiumKromium SeleniumSelenium Timbal (Pb)Timbal (Pb) TeknetiumTeknetium RaksaRaksa

Logam lainnyaLogam lainnya VanadiumVanadium MolibdenumMolibdenum TembagaTembaga EmasEmas PerakPerak

BIOLEACHING

Mekanisme mobilisasi logamProduksi asam organik atau asam sulfat yang

dapat membentuk khelat logam Mikrobia heterotropik = asam organik Thiobacillus spp. = asam sulfat

Meleaching logam dari padatan limbah kota Zn, Cu, Cr, Pb, Ni, Al

Ada hubungan antara efisiensi penghilangan dengan pH

BIOSORPSI

Biosorpsi merupakan salah satu Biosorpsi merupakan salah satu mekanisme imobilisasi logammekanisme imobilisasi logam

Logam terserap di permukaan sel Logam terserap di permukaan sel oleh interaksi anion-kationoleh interaksi anion-kation

OVERVIEW FITOREMEDIASIOVERVIEW FITOREMEDIASI

FITOREMEDIASIFITOREMEDIASI

Phyto-extraction

Rhizo-filtration

Phyto-stabilization

Rhizo-degradation

Phyto-degradation

FITOREMEDIASIFITOREMEDIASI

Phyto-volatilization

HydraulicControl

Vegetative Cover

Riparian Corridors

FITOEKSTRAKSIFITOEKSTRAKSI

Absorpsi logam berat oleh akar tanaman dan translokasinya dalam tanaman

RHIZOFILTRASIRHIZOFILTRASI

Penghilangan logam dari lingkungan perairan

FITOSTABILISASIFITOSTABILISASI

Imobilisasi logam dalam tanah oleh penjerapan, pengendapan dan kompleksasi.

Terima kasih Terima kasih