degradasi plastik oleh bakteri
TRANSCRIPT
Degradasi plastik oleh bakteriHasib Habibie, 1208105033
Latar Belakang
Penggunaan plastik yang
meluas
Kurangnya kesadaran
masyarakat
Kurangnya penanganan
limbah plastik
Pencemaran Lingkungan oleh Plastik
Searah Jarum Jam : Penyu
yang tubuhnya abnormal,
Sungai Citarum, Penyu yang
memakan sampah platik,
Sungai Citarum.
Apa itu Plastik?
Plastik merupakan produk polimer
Polimer + aditif = plastik
Bahan aditif terdiri dari zat tambahan berupa fillers, colorants dan plasticizers.
Plastik dapat diklasifikasikan menjadi thermoplastik dan thermoset
Klasifikasi Plastik
Plastik
Thermoset- Tidak bisa didaur ulang
Thermoplastik- Bisa didaur ulang
Untuk memudahkan daur ulang . . .
Untuk memudahkan daur ulang ....
No. Kode Jenis Plastik Penggunaan
1 PET botol kemasan air mineral, botol minyak goreng, jus, botol
2 HDPE botol obat, botol susu cair, jerigen pelumas, dan botol kosmetik
3 PVC pipa selang air, pipa bangunan, mainan, botol shampo, dan botol sambal.
4 LDPE kantong kresek, tutup plastik, plastik pembungkus daging beku
5 PP cup plastik, tutup botol dari plastik, mainan anak, dan margarine
6 PSkotak CD, sendok dan garpu plastik, gelas plastik, atau tempat makanan dari
styrofoam,
7 Other (O),botol susu bayi, plastik kemasan, gallon air minum, suku cadang mobil, alat-
alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, sikat gigi
Jenis klasifikasi lain
• Biodegradabilitas
• Natural vs. Sintetis
• Kristalin vs. Amorf
Penanganan Limbah PlastikKimia Kontekstual
Penanganan Limbah Plastik
Limbah Plastik
•Daur Ulang
• Insinerasi
•Biodegradasi
Insinerasi
Pembakaran pada suhu tinggi. Pembakaran plastik seperti PVC menghasilkan gas HCl yang bersifat korosif. Pembakaran ban bekas menghasilkan asap hitamyang sangat pekat dan gas- gas yang bersifat korosif.
Daur Ulang
Proses daur ulang melalui tahap-tahap pengumpulan (sortir), pelelehan, dan pembentukanulang.
Tahapan paling sulit adalahpengumpulan dan pemisahan.
Plastik yang cukup banyak didaur ulang adalah jenis HDPE dan botol- botol plastik.
Degradasi Plastik
Material polimer dapat mengalami degradasi kimia, fisik maupun biologis dengan kehadiran uap, embun, udara, suhu, cahaya (fotodegradasi), radiasi energi tinggi (UV, radiasi gamma ) atau mikroorganisme (bakteri dan jamur).
Degradasi plastikKimia Kontekstual
Degradasi Polimer
Kimia
Oksidasi
Hidrolisis
Biologi
Fisika
Degradasi termal
Fotodegradasi
Degradasi Mekanik
Jenis degradasi(Arutchelvi, 2008)
Indikator biodegradasi (Arutchelvi, 2008)
Akumulasi biomassa
Laju pengambilan oksigen
Laju perubahan karbon dioksida
Produk reaksi
Perubahan permukaan
Perubahan sifat fisik dan mekanik
Faktor yang mempengaruhi biodegradibilitas (Arutchelvi, 2008)
Adanya gugus fungsi yang meningkatkan sifat hidrofilik
Ukuran, berat dan densitas molekul
Jumlah bagian kristalin dan amorf
Kompleksitas struktur
Adanya ikatan yang mudah putus
Komposisi molekular (blend)
Bentuk fisik asal polimer
Masuknya mikroorganisme
Pertumbuhan mikroorganisme
Degradasi awal
Degradasi akhir
Mekanisme Degradasioleh mikroorganisme
(Arutchelvi, 2008)
Prinsip degradasi
• Mikroorganisme dapat masuk jika permukaan polimer bersifat hidrofilik.
• Degradasi awal kimia dan fisik dapat memasukkan gugus hidrofilik.
• Pada degradasi primer, rantai utama terputus membentuk oligomer, dimer atau monomer.
• Pada degradasi aerobik, produknya CO2, H2O dan biomassa.
• Pada kondisi anaerobik, produknya CO2, H2O, biomassa, serta metana pada kondisi methanogenik dan H2S pada kondisi sulfidogenik.
Degradasi Plastik oleh Pseudomonas dan SphigomonasDaniel Burd, 2008
Daniel BurdSeorang pemuda kanada berusia 16 tahun yang berhasil mendapatkan juara pertama dalama Canada-Wide Science Fair pada tahun 2008.
Isolasi dan Uji degradasi
mikroorganism
Identifikasi Mikroba
Optimasi degradasi PE
Metode Penelitian
Sampel PE
• 3g PE + 3g NaCl digerus 10 menit.
• Dicuci dengan air destilat
• dikeringkan dalam oven 60C
Media pertumbuhan
• Terdiri dari 0.1%(NH4)2SO4, 0.1% NaNO3, 0.1% K2HPO4, 0.1% KCl, 0.02% MgSO4, dan 0.01 % ekstrak ragi 1L H2O.
Sampel Tanah
• 1g tanah ke dalam labu pengayaan pertama.
• 10 mL broth diambil dan diinokulasi ke dalam 100mL media pengayaan (FEC)
Isolasi dan uji proses degradasi mikroorganisme
Degradasi PE
• Degradasi PE dilakukan dalam labu ukur yang mengandung 50 mL medium pertumbuhan, 10 mL FEC, dan film PE.
• Degradasi PE ditentukan dengan mengukur berat yang hilang (%) dari film strip PE.
• Labu diinkubasi selama 6 minggu pada 30oC. Labu kontrol sebagai pembanding berisi 10 mL FEC yang telah dipanaskan, 50 mL media pertumbuhan dan Film PE.
Labu 1 2 3
% Weight loss 19.32 15.37 16.83
Analisis FEC
• FEC diencerkan dan diletakkan pada plate agar Luria-Bertani (LB)
Purification
• Koloni mikroba disuspensikan ke dalam 0.2ml NaCl 0,85%
• Setiap koloni diawetkan di LB agar.
Pengukuran degradasi
• Setiap koloni mikroba diujikan secara individu kemampuan degradasinya
Pengukuran degradasi
• Setiap koloni mikroba diujikan secara berkelompok kemampuan degradasinya
Identifikasi Mikroba
Degradasi bakteri
Koloni 1 2 3 4
% weight loss
4.8 0.62 21.6 2.57 1.2 0.69 2.3 1.03
Koloni 1 & 2 2 &3 2 & 4
% weight loss 32.2 2.67 22.5 1.41 21.2 2.23
Secara Individu
Secara berkelompok
Identifikasi mikroba
• Morfologi sel bakteri diamati di bawah mikroskop setelah pewarnaan Gram.
• Identifikasi lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan uji API 20NE, menurut produsen instruksi bioMerieux.
• Didapatkan koloni 2 adalah Sphigomonas dan Koloni 1 adalah Pseudomonas.
Optimasi degradasi PE
Efek temperatur.
• Degradasi PE berlangsung lebih baik pada suhu 30oC dibandingkan dengan 7oC.
Efek ukuran inokulasi.
• Degradasi PE lebih baik ketika ukuran inokulum bertambah namun berhenti pada ukuran inokulum di atas 2.0 mL.
Efek Natrium Asetat.
• Semakin besar kadar Natrium asetat maka degradasinya semakin lambat.
Metode Penguraian lainKimia Kontekstual
Sebelum Penguraian
• Perlakuan Abiotik. Prosedur termooksidasi dan fotodegradasi (Suresh et al., 2011).
• Karakteristik fisika-kimia medium (Okoh dan Ataunya , 2014) meliputi pH tanah, kadar pasir, kadar lempung, kadar karbon organik, nitrogen total kadar fosfor, kalsium, magnesium, natrium dan kalium.
• Penentuan hidrofobisitas bakteri (Pramila et al., 2012) menggunakan uji BATH atau bacterial adhesion to hydrocarbon.
Selama Penguraian
Pengukuran Indikator. Beberapa indikator yang dianalisis oleh Okoh dan Ataunya (2014) selama penguraian meliputi pH tanah, jumlah bakteri, jumlah jamur dan jumlah mikroba hidrokarbon setiap 4 minggu sekali dalam rentang waktu 24 minggu.
Setelah Penguraian
Suresh et al. (2011) melakukan beberapa pengukuran parameter biologis :
Protein sel total.
Uji kekuatan mekanis.
Modifikasi permukaan.
Sudut permukaan dan energi permukaan.
Analisis Morfologi.
Thankyou