Teknik Pengolahan Limbah

Bioremediasi

Oleh :Nama : Hilya Fithri Nim : 061230401040

Pengertian • Bioremediasi merupakan penggunaan

mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim -enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi . Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

Sejarah

• Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakan mikroorganisme untuk mengolah air pada saluran air. Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat dll.

Prinsip Bioremediasi

• Bioremediasi merupakan proses yang memanfaatkan makhluk hidup terutama mikroorganisme. Mikroorganisme yang umumnya digunakan sebagai agen bioremediasi adalah bakteri, jamur, atau tanaman. Mikroorganisme yang digunakan dapat berupa indigenus mikroorganisme yang berasal dari daerah yang terkontaminasi yang kemudian dikembangkan sebagai biostimulasi atau bioaugmentasi.

Nilai strategis bioremediasi limbah cair menggunakan biofilm adalah

(a) mikrob lebih resisten terhadap perubahan lingkungan yang ekstrim,

(b) Lebih efisien nutrisi, (c) Washout bakteri dapat diminimalkan

bilamana menggunakan konsorsium bakteri dan

(d) Reaktor dapat digunakan secara berulang-ulang sehingga low cost dan dapat digunakan secara berkelanjutan.

Kelebihan Bioremediasi:

1.Lebih murah dibandingkan metode remediasi laiinya

2.Dapat dikombinasikan dengan tekologi laiinya3.Tidak menghasilkan waste product

Kekurangan Bioremediasi :1. Tidak bisa mendegradasi senyawa organik

terklorinasi 2. Hidrokarbon aromatik dalam jumlah tinggi.

Faktor-Faktor Bioremediation

• faktor mikrobial,• temperatur, nutrien, • tipe tanah, • pH, • kadar air/kelembaban, • dan potensial redoks.

Mikroba untuk Proses Bioremediasi 1. Aerobik misalnya Pseudomonas, Alcaligenes,

Sphingomonas, Mikroba ini dapat mendegradasi pestisida, hidrokarbon, alkana dan senyawa poliaromatik.

2. Anaerobik digunakan untuk mendegradasi Polychorinated biphenyls (PCBs).

3. Jamur Ligninolitik,Umumnya digunakan untuk meremediasi polutan yang bersifat toksik dan presisten. Misalnya: Phanaerochaete chrysosporium

4. Metilotrop, Merupakan bakteri aerobik yang mengunakan metan sebagai sumber karbon dengan menggunakan enzim methane monooxygenase.

Strategi Bioremediasi

a. Bioremediasi In Situ

o Merupakan metode dimana mikroorganisme diaplikasikan langsung pada tanah atau air dengan kerusakan yang minimal. Bioremediasi (In situ bioremidiation) juga terbagi atas:

o Biostimulasi/Bioventing: dengan penambahan nutrient (N, P) dan aseptor elektron (O2) pada lingkungan pertumbuhan mikroorganisme untuk menstimulasi pertumbuhannya.

o Bioaugmentasi: dengan menambahkan organisme dari luar (exogenus microorganism) pada subpermukaan yang dapat mendegradasi kontaminan spesifik.

o Biosparging: dengan menambahkan injeksi udara dibawah tekanan ke dalam air sehingga dapat meningkatkan konsentrasi oksigen dan kecepatan degradasi.

b. Bioremediasi Ex Situ

o Merupakan metode dimana mikroorganisme diaplikasikan pada tanah atau air terkontaminasi yang telah dipindahkan dari tempat asalnya. Teknik ek situ terdiri atas:

o Landfarming: teknik dimana tanah yang terkontaminasi digali dan dipindahkan pada lahan khusus yang secara periodik diamati sampai polutan terdegradasi.

o Composting: teknik yang melakukan kombinasi antara tanah terkontaminasi dengan tanah yang mengandung pupuk atau senyawa organik yang dapat meningkatkan populasi mikroorganisme.

o Biopiles: merupakan perpaduan antara landfarming dan composting.

o Bioreactor: dengan menngunakan aquaeous reaktor pada tanah atau air yang terkontaminasi.

Aplikasi Bioremediasia. Degradasi Plastik

Beberapa usaha mengurangi polusi akibat plastik tersebut dengan:

Photobiodegradable plastics. Polimer yang berubah strukturnya ketika diberi perlakuan dengan radiasi UV membentuk material yang biodegradable

Starch-linked biodegradable plastics. Pati yang digabungkan pada struktur plastik sehingga dapat didegradasi oleh mikroba

Bacterial plastics. Sejumlah mikroba yang secara natural memproduksi polimer biodegradable yang sesuai untuk industri plastik. Misalnya bakteri Alcaligenes eutrophus memproduksi polyester poly-beta-hydroxybutyrate (PHB) sebagai simpanan sisa karbon.

GMO yang memproduksi plastik. Dengan memasukkan gen dari bakteri penghasil PHB ke tanaman sehingga diharapkan menghasilkan tanaman transgenik penghasil plastik.

b. Degradasi Hidrokarbon AlifatikHidrokarbon alifatik didegradasi secara aerobik

oleh bakteri, fungi atau yeast. Reaksi degradasinya meliputi oksidasi pada ujung metil: alkana → alkohol → asam lemak → keton → CO2 dan H2O. Hidrokarbon rantai pendek, hidrokarbon dengan rantai cabang atau berbentuk cincin lebih sulit untuk didegradasi.

c. Degradasi Hidrokarbon Aromatik Mikroorganisme mampu mendegradasi hidrokarbon aromatis cincin tunggal secara aerobik. Hidrokarbon aromatik dengan dua atau tiga cincin seperti naphthalene, anthracene, dan phenanthrene dapat didegradasi secara lambat ketika terdapat oksigen. Sedangkan hidrokarbon aromatik dengan emat cicin sulit didegradasi da bersifat presistent.

d. Degradasi Hidrokarbon Alifatik TerklorinasiDegradasi dapat berlangsung secara

kimiawi atau biologis. Degradasi dengan menggunakan mikroorganisme hanya menghasilkan degradasi parsial. Hanya sedikit karbon terklorinasi yang dapat digunakan sebagai substrat primer untuk sumber energi dan pertumbuhan.

Thanks