1 / 80

Handout: BIOREMEDIASI SENYAWA PENCEMAR

Handout: BIOREMEDIASI SENYAWA PENCEMAR. Bahan Kuliah Sudrajat FMIPA Unmul Samarinda. APA SAJA SENYAWA-SENYAWA PENCEMAR LINGKUNGAN?. Pencemar Senyawa-senyawa yang secara alami ditemukan di alam tetapi jumlahnya (konsentrasinya) sangat tinggi tidak alami. Contoh:

harry
Download Presentation

Handout: BIOREMEDIASI SENYAWA PENCEMAR

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Handout:BIOREMEDIASI SENYAWA PENCEMAR Bahan Kuliah Sudrajat FMIPA Unmul Samarinda

  2. 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

  3. REMEDIASI LINGKUNGAN • Remediasi: Proses perbaikan. • Proses perbaikan lingkungan yang tercemar. • Pendekatan-pendekatan yang dilakukan untuk menghilangkan pencemar dari lingkungan.

  4. TEKNOLOGI YANG UMUM DIGUNAKAN UNTUK MENGHILANGKAN SENYAWA PENCEMAR • Ekstraksi uap tanah • Tekanan udara • Serapan panas • Pencucian tanah • Dehalogenasi kimiawi • Ekstraksi tanah • Penggelontoran tanah in situ • Bioremediasi

  5. BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK: • Proses mengubah senyawa pencemar organik yang berbahaya menjadi senyawa lain yang lebih aman dengan memanfaatkan organisme.  • Melibatkan proses degradasi molekular melalui aktifitas biologis. • Campur tangan manusia untuk mempercepat degradasi senyawa pencemar yang berbahaya agar turun konsentrasinya atau menjadi senyawa lain yang lebih tidak berbahaya melalui rekayasa proses alami atau proses mikrobiologis dalam tanah, air dan udara.

  6. KEUNGGULAN BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK • Proses alami. • Mengubah molekul senyawa pencemar organik, bukan hanya memindahkan.  • Beaya paling murah dibandingkan cara yang lain. • Hasil akhir degradasi adalah gas karbon dioksida, air, dan senyawa-senyawa sederhana yang ramah lingkungan.

  7. ALASAN PENGGUNAAN PERLAKUAN BIOLOGIS Murah, karena: • Dapat digunakan in-situ sehingga mengurangi beaya pengangkutan dan gangguan lingkungan. • Mikroba alami dapat digunakan.

  8. PELAKU UTAMA: • Mikroorganisme : Bakteria, Sianobakteria, dan fungi > Remediasi olehmikrobia • Tanaman > Fitoremediasi • Mikroorganisme dan tanaman

  9. PENERAPAN BIOREMEDIASI • Situs-situs yang sulit dijangkau • Lingkungan di bawah permukaan tanah • Air berminyak • Limbah Nuklir

  10. BIDANG ILMU YANG DIBUTUHKAN UNTUK KEBERHASILAN BIOREMEDIASI • Ilmu tanah • Geokimia organik dan anorganik • Geofisika • Hidrologi • Rekayasa bioproses • Modeling komputer • Mikrobiologi dan/atau botani

  11. KEUNTUNGAN MENGGUNAKAN MIKROBIA UNTUK MENDEGRADASI SENYAWA PENCEMAR ORGANIK: • Jumlahnya banyak dan ada dimana-mana • Jalur metabolisme dalam aktivitas hidupnya dapat dimanfaatkan untuk mendegradasi senyawa pencemar organik dan mengubahnya menjadi senyawa yang lebih tidak berbahaya

  12. PERTIMBANGAN KIMIA DAN MIKROBIOLOGIS YANG PERLU DIPERTIMBANGKAN: • Apakah kontaminannya dapat terdegradasi secara biologis? • hidrokarbon minyak bumi sederhana • hidrokarbon aromatik (hingga 3 cincin)‏ • amina sederhana • ester • keton • eter

  13. Mudah didegradasi Sedikit terdegradasi Sulit terdegradasi Umumnya tidak terdegradasi _____________ _____________ ____________ _____________ BBM, kreosot, tars batubara Pelarut terkorinasi (TCE) Dioxins Minyak tanah Bifenil terpoliklorinasi (PCB) keton dan Pentakoro-fenol (PCP) Beberapa pestisida dan herbisida alkohol Aromatik monosiklik Aromatik bisiklik (naftalena) SENYAWA PENCEMAR ORGANIK YANG SECARA POTENSIAL DAPAT DIBIOREMEDIASI

  14. BIOREMEDIASI SENYAWA ORGANIK PADA SKALA MIKROSKOPIS Nutrien pembatas Sumber karbon/energi bagi bakteria

  15. PENGOLAHAN BIOLOGIS LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK Pengolahan lahan tercemar senyawa organik dapat dikelompokkan ke dalam: • Ex situ – pengolahan dilakukan di tempat lain sehingga perlu pemindahan. • In situ – pengolahan dilakukan di tempat pencemaran tanpa pemindahan.

  16. BIOREMEDIASI EX-SITU Tanah terkontaminasi diangkat ke dan diperlakukan di permukaan

  17. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA EX SITU (1) • 1.Slurry Phase : Bejana besar digunakan sebagai “bio-reactor” yang mengandung tanah, air, nutrisi dan udara untuk membuat mikroba aktif mendegradasi senyawa pencemar.

  18. Uap keluar Tanah terkontaminasi Pengaduk Pengatur suhu Cairan terkontaminasi Nutrien Saluran keluar cairan Saluran keluar tanah Udara masuk BIOREAKTOR

  19. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA EX SITU (2) 2.Composting: Limbah dicampur dengan jerami atau bahan lain untuk mempermudah masuknya air, udara, dan nutrisi. Tiga tipe pengomposan: * Dalam Lubang * Mechanically agitated in-vessel * Tumpukan

  20. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA EX SITU (3) • 3.Biopile: tanah tercemar tidak dipindahkan namun diangkat ke permukaan, ditumpuk, dan diberi perlakuan penambahan air, udara, dan nutrien.

  21. BIOFILES Nutrien/ air LapisanGravel Tanah terkontaminasi Lapisan Kedap Air Penampungan Leachate

  22. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK SECARA EX SITU (4) • 4.Landfarming:Tanah terkontaminasi dipindahkan dan disebar di permukaan lapangan kemudian diperlakukan dengan penambahan bakteri, air, udara, dan nutrisi. Cara ini yang paling sering digunakan.

  23. LANDFARMING Tanah terkontaminasi Saringan/ Pompa Udara Tangki Lapisan Gravel

  24. 2.INSITU BIOREMEDIATION

  25. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK IN SITU (1) • Bio-venting: • pemompaanudaradannutrisimelaluisumurinjeksi. • Air Sparging: • pemompaanudarauntukmeningkatkanaktifitasdegradasiolehmikroba.

  26. 2.1.Biostimulation Biosparging

  27. AIR SPARGING

  28. CONTOH PENGOLAHAN TANAH TERCEMAR SENYAWA ORGANIK IN SITU (2)‏ • Injeksi Hidrogen Peroksida: menggunakan sprinkler atau pemipaan. • Sumur Ekstraksi: Untuk mengeluarkan air tanah yang kemudian ditambah nutrisi dan oksigen dan dimasukkan kembali ke dalam tanah melalui sumur injeksi.

  29. Sumur Injeksi Sumur Recovery Penambahan Nutrien/ Oksigen Pengolahan Air Permukaan air tanah yang baru Zona terkontaminasi Permukaan air tanah yang lama

  30. 3.KOMBINASI BIOREMEDIASI EX-SITU DAN IN-SITU Unsaturated zone Aquifer Dalam cara ini aktifitas mikrobia penghuni tanah ditingkatkan

  31. OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK (1) • Untuk mengoptimalkan dan mempercepat biodegradasi senyawa pencemar yang ada di dalam air dan tanah dapat digunakan mikroba yang telah beradaptasi dan digabungkan dengan: • Menjamin ketersediaan air (kadar air antara 30-80%)‏. • Menambahkan nutrisi (nitrogen, fosfor, sulfur)‏.

  32. OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK (2) • Menjamin ketersediaan oksigen. (jika tipe degradasi aerobik) 2-3 kg oksigen per kg hidrokarbon yang didegradasi. • Menjamin pHmoderat – Tidak terlalu masam maupun basa, antara 6-9. • Menjamin suhu yang moderat - 10o to 40oC.

  33. OPTIMASI BIOREMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ORGANIK (3) • Penambahan enzim, katalis kimia untuk mendegradasi senyawa-senyawa limbah. • Penambahan surfaktan (detergen).

  34. KELEMAHAN PERLAKUAN BIOLOGIS • Kadang-kadang tidak efektif di beberapa lokasi karena toksisitas pencemar: • Logam • Senyawa organik berkhlor • Garam-garam anorganik

  35. WAKTU YANG DIPERLUKAN • in situ perlu waktu bervariasi antara 1 - 6 tahun. • ex situ antara 1-7 bulan.

  36. REMEDIASI LAHAN TERCEMAR SENYAWA ANORGANIK (LOGAM)

  37. INTERAKSI LOGAM-MIKROBIA

  38. LOGAM BERAT YANG DAPAT DIPERLAKUKAN Logam beracun • Uranium • Kromium • Selenium • Timbal (Pb)‏ • Teknetium • Raksa Logam lainnya • Vanadium • Molibdenum • Tembaga • Emas • Perak

  39. BIOLEACHING • Mekanisme mobilisasi logam • Produksi 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

  40. BIOSORPSI • Biosorpsi merupakan salah satu mekanisme imobilisasi logam • Logam terserap di permukaan sel oleh interaksi anion-kation

  41. OVERVIEW FITOREMEDIASI

  42. Phytoremediation can be applied as long as the concentration of the pollutant is within an appropriate concentration range, which shall not be too high, since it may cause phytotoxicity to the plant

  43. Phytoremediation can be performed following different methods: • Phytoextraction: Uptake and concentration of pollutants from the environment into the plant biomass. • Phytostabilization: Reduction of the mobility of the contaminants in the environment. • Phytotransformation: Chemical modification of the environmental substances as a direct result of the plant metabolism.

  44. FITOEKSTRAKSI Absorpsi logam berat oleh akar tanaman dan translokasinya dalam tanaman

  45. FITOSTABILISASI Imobilisasi logam dalam tanah oleh penjerapan, pengendapan dan kompleksasi.

More Related