Tugas
(TL – 5204-02)
Transport dan Transformasi Polutan di Lingkungan
TNT (Triitro Toluene)
Disusun oleh:
|
|
AGUNG WASKITO
|
25314307
|
PROGRAM
PASCA SARJANA
PROGRAM
STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS
TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
INSTITUSI
TEKNOLOGI BANDUNG
2015
TNT (Trinitro Toluene)
Agung Waskito
25314307
Program Studi
Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi
Bandung
Jalan Ganesha
No.10 Bandung 40132, Telp 022-2500989
E-mail : Agungwaskitost@gmail.com
PENDAHULUAN
Perkembangan pembangunan dewasa ini
semakin cepat dengan didukungnya era globalissasi,semakin menuntut manusia
untuk lebih pandai memanfaatkan sumberdaya alam.dalam mengelola SDA, manusiapun
harus lebih berhati –hati, karena jika tidak di pikirkan dengan baik maka tidak
akan mendapatkan hasil maksimal dan tak jarang dapat menimbulkan hasil yang
merugikan banyak orang.sebagai contoh, dalam pembangunan suatu pabrik maka
harus di pikirkan terlebih dahulu tentang efek yang di timbulkan dari pabrik
tersebut. Hal ini tidak lain yaitu untuk menghindari kerugian, misalnya
pencemaran lingkungan.
Populasi manusia yang terus
bertambah mengakibatkan kebutuhan manusia semakin bertambah pula, terutama
kebutuhan dasar manusia seperti makanan, sandang dan perumahan. Bahan-bahan
untuk kebutuhan itu semakin banyak yang diambil dari lingkungan. Disamping itu
perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) memacu proses
industrialisasi, baik di negara maju ataupun negara berkembang. Untuk memenuhi
kebutahan populasi yang terus meningkatkan, harus diproduksi bahan-bahan
kebutuhan dalam jumlah yang besar melalui industri. Kian hari
kebutuhan-kebutuhan itu harus dipenuhi.
Tanah merupakan salah satu komponen
terpenting dalam keberlangsungan hidup manusia sama halnya dengan air dan
udara, bayangkan saja jika struktur dan kualitas tanah rusak tentu saja
mempengaruhi tingkat kadar air dalam tanah. Selain berkaitan dengan air,
kualitas tanah juga faktor terpenting hidupnya tumbuh-tumbuhan sementara itu
tumbuh-tumbuhan adalah salah satu mata rantai makanan yang mempengaruhi mata
rantai makanan di atasnya.
Industry TNT merupakan salah satu
yang sangat berpotensi dalam pencemaran tanah, karena kandungan TNT dapat
menakibatkan tanah menjadi tercemar oleh senyawa senyawa yang terkandung di
dalamnya, Akibat selanjutnya lingkungan semakin rusak dan mengalami pencemaran.
Bioremediasi adalah proses pembersihan pencemaran tanah
dengan menggunakan mikroorganisme (jamur, bakteri). Bioremediasi bertujuan
untuk memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun
atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).
Ketika
suatu zat berbahaya/beracun telah mencemari permukaan tanah, maka ia dapat
menguap, tersapu air hujan dan atau masuk ke dalam tanah. Pencemaran yang masuk
ke dalam tanah kemudian terendap sebagai zat kimia beracun di tanah. Zat
beracun di tanah tersebut dapat berdampak langsung kepada manusia ketika
bersentuhan atau dapat mencemari air tanah dan udara di atasnya.
Dampak pencemaran tanah terhadap kesehatan tergantung
pada tipe polutan, jalur masuk ke dalam tubuh dan kerentanan populasi yang
terkena sangat berbahaya.
TINJAUAN PUSTAKA
Pencemaran tanah adalah keadaan di mana bahan kimia (buatan
manusia) masuk dan merubah lingkungan tanah alami.
Penggunaan kimia dalam kebudayaan manusia sudah dimulai sejak zaman dahulu. Kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan
alam, yang berkaitan dengan composting isi materi, termasuk juga perubahan yang terjadi di dalamnya, baik secara alamiah maupun sintetis. Senyawa - senyawa kimia sintetis
inilah yang banyak dihasilkan oleh
peradaban modern, namun materi ini
pulalah yang dapat menimbulkan
pencemaran lingkungan yang berbahaya.
Dengan mengetahui composting isi dan
memahami bagaimana perubahan terjadi,
manusia dapat mengontrol dan
memanfaatkannya untuk kesejahteraan manusia
Kontaminan tanah juga disebut sebgai
limbah berbahaya atau pencemar (pollutant) tanah, terdiri atas berbagai macam
bahan kimia (Alexander, 1994 dalam Hairiah, 2009) termasuk :
- Larutan mengandung klor, sepeti triklorotilena (TCE) dan tetracloroetilena (PCE)
- Bahan peledak, seperti 2,4,6-trinitrotoluena (TNT)
- Logam seperti kromium dan timbal
- Radionukleida seperti plutonium
- Pestisida, seperti atrazin, benlat dan mathion.
- BTEX (benzene, toluene, ethyl benzene, xylema)
- PAH (polycyclic aromatic hydrocarbon) seperti kreosol.
- PCB (polychlorinated biphenyl), seperti campuran aroclor
TNT adalah kependekan
dari Trinitrotoluene. Memiliki nama UIPAC 2-metil-1,3,5-trinitrobenzena.
Memiliki rumus kimia C6H2(NO2)3CH3
dan tumus molekul C7H5N3O6, TNT
biasanya digunakan sebagai bahan baku peledak. TNT memiliki mencair pada
suhu 80 °C, jauh dibawah suhu dimana dia akan meledak secara spontan
sehingga bisa dicampur dengan bahan peledak lain dengan aman. TNT memiliki
kekuatan ledakan sekitar 4,7 megajoule per kg. Kekuatan ledakan ini dijadikan
patokan untuk mengukur kekuatan bahan peledak lain.
Trinitrotoluena (TNT) adalah bahan
kimia peledak. Jika tidak disimpan dan ditangani dengan baik, hal ini dapat
menimbulkan ancaman serius terhadap kesehatan dan keselamatan personil
laboratorium, tanggap darurat dan penangan limbah kimia. Oleh karena itu,
penting untuk mengikuti protokol keamanan untuk menangani bahan kimia ini.
Tnt mengandung sifat berbahaya
yaitu:
·
TNT
adalah senyawa yang sangat beracun (quite oxic).
·
TNT
juga dapat diserap melalui kulit.
·
Menyebabkan
iritasi dan noda kuning terang.
·
Orang
yang terkena TNT selama periode tertentu cenderung mengalami anemia dan
kelainan fungsi hati.
·
Memberikan
efek yang buruk pada darah dan hati, pembesaran limpa dan efek berbahaya
lainnya pada sistem imunitas juga ditemukan pada hewan yang tertelan atau
terkontaminasi Trinitrotoluena.
·
TNT
juga diduga memiliki efek merugikan bagi fertilitas laki-laki dan juga bersifat
karsinogen.
·
TNT
yang mencemari lingkungan perairan biasa disebut “red water", yang
mungkin sulit dan mahal untuk penanganannya.
Peledak militer dan industri karena mempunyai beberapa
keuntungan antara lain titik leleh rendah,
dapat digunakan sebagai bahan peledak senyawa tunggal atau tidak
membutuhkan bahan reduktor, relatif stabil dan tidak sensitif terhadap
benturan, gesekan, maupun suhu tinggi sehingga relatif aman untuk digunakan
sebagai bahan peledak . Namun demikian bahan peledak ini sangat peka terhadap
gelombang energi atau dengan kata lain apabila terhadap bahan peledak TNT
dilewatkan shock wave ( gelombang kejut) maka segera terjadi ledakan
TNT merupakan salah satu bahan peledak yang sangat
umum digunakan oleh pasukan militer di seluruh dunia. Dan saat
ini TNT
diproduksi secara luas ,
karena di setiap Negara memerlukan tnt untuk kebutuhan bahan peledak di militer
mereka masing masing. Dalam proses produksi nahan bahan militer yang
menggunakan bahan baku TNT, seperti halnya bom maka akan dihasilkan sampah dan air
limbah selama proses produksi, pembakaran dan peledakan, dan
pembongkaran amunisi, kontaminasi yang serius telah terjadi di banyak lokasi di
seluruh dunia). Kontaminasi sering juga terjadi pada pabrik di mana bahan peledak yang
diproduksi dan ditangani sesuai dengan praktik yang dianggap standar pada saat
itu dan tidak diketahui tidak memadai (USAEC, 1999). TNT telah dikenal memiliki
sifat toksisitas yang tinggi terhadap makhluk hidup. Paparan TNT diketahui
menyebabkan ruam, hemmorages kulit, dan lendir dan kelainan darah (termasuk
pansitopenia, gangguan jaringan pembentuk darah) (Chaudhry, 1994 dan Kirk,
1993).
Seperti diketahui bahwa Efek toksik dari TNT dapat
menyebabkan kerusakan hati
(hepetitis beracun) dan anemia seperti yang telah diketahui
bagi oleh pekerja yang terlibat
proses produksi TNT. Sebuah studi
yang dilakukan oleh A NATO CCMS (Committee on the Challenges to
Modern Society) pada tahun 1995 di temukan bahwa ada banyak negara
di mana bahan peledak sisa, terutama TNT, dan produk degradasi mereka masih ada
di dalam tanah. Meskipun berita tentang kontaminasi oleh TNT
ini diketahui secara luas,tetaapi sangat sedikit informasi tentang daerah daerah yang
terkontaminasi oleh TNT dalam literature di tingkat internasional. Beberapa daerah yang terdokumentasi dengan baik memang
ada di Jerman, dan saat ini sedang diselidiki (NATO, 1995). Di Australia,
organisasi Australia Industri Pertahanan (ADI) telah diberi tugas menutup dan
remediating mantan pabrik amunisi di sepanjang pantai timur, dan telah
identifing situs individu (McGee, 1995).
PEMBAHASAN
Pada
umumnya tanh yang terkontaminasi TNT ini telah dilakukan secara biasa dengan
teknik incenerasi tetapi teknik ini sangat mahal untuk dilakukan dan juga
faktanya bahwa abu dari proses pembkaran harus di olah sebagai limbah berbahaya
dank arena oleh itu maka perlu teknik lain yang lebih efisien dan lebih baik
dalam pemulihkan tanah teremar TNT ini. Problem dari teknik inceneratsi ini
telah ditemukan bahwa dengan pertumbuhan dari bakteri dan penelitian lebih auh
dari bioremediasi dapat mengatasi maslah ini, karena mioremediasi mengguakan
mikroorganisme dan tumbuhan untuk
mengubah materi dari zat berbahaya menjadi materi yang tidak berbahaya
Bioremediasi
merupakan teknologi yang kini banyak digunakan untuk
mengatasi permasalahan pencemaran lingkungan, terutama pencemaran air dan
tanah. Manusia mengaplikasikan proses biologis yang dapat dilakukan oleh
makhluk hidup untuk melakukan biotransformasi atau merubah struktur kimia
suatu zat yang berbahaya menjadi lebih ramahlingkungan, bahkan menjadi sama
sekali tidak berbahaya. Proses bioremediasi umumnya menggunakan makhluk hidup
berupa mikroorganisme seperti bakteri dan jamur
Salah
satu upaya secara biologis untuk mengatasi tanah tercemar TNT adalah dengan
melakukan bioremediasi. Bioremediasi merupakan alternatif yang dilakukan dimana
tanah yang tercemar dibersihkan dengan memanfaatkan kemampuan mikroorganisme
untuk mendegradasi kontaminan yang bersifat ramah terhadap lingkungan karena
tanah yang sudah tercemar umumnya tidak dapat ditanami (Nugroho, 2006).
Transformasi kimia dari bahan pencemar TNT melalui proses
bioremediasi ini meliputi beberapa proses, yaitu
· Detoksikasi, yaitu
konversi dari molekul yang bersifat toksik menjadi produk yang tidak bersifat toksik.
· Degradasi, yaitu
transformasi dari substrat kompleks menjadi produk yang lebih sederhana.
· Konjugasi, yaitu
pembentukan senyawa kompleks, atau reaksi penambahan, dimana suatu organisme
dapat menghasilkan substrat yang lebih kompleks dan mengkombinasikannya dengan
TNT dengan sel metabolis. Konjugasi atau pembentukan senyawa pengkompleks dapat
dihasilkan dari organisme yang menghasilkan suatu asam amino, asam organik, methyl
atau senyawa lain yang bereaksi dengan polutan membentuk substrat lainnya. .
· Aktivasi, yaitu konversi
substrat yang nontoksik menjadi molekul toksik seperti bahan aktif awal .
Sebagai contoh, TNT ditransformasi dan
diaktivasi oleh mikroorganisme dalam tanah menghasilkan senyawa yang bersifat
toksik. Proses aktivasi ini lebih menekankan pada efisiensi TNT, atau aktivasi
residu.
· Proses defusi, yaitu
konversi molekul nontoksik berasal dari TNT yang sedang dalam proses aktivasi
secara enzimatik, menjadi produk nontoksik yang tidak lagi dalam proses
enzimatik.
Perubahan spektrum toksisitas. Contoh bioremediasi bagi lingkungan yang
tercemar TNT. Yang pertama dilakukan adalah mengaktifkan bakteri alami pengurai
TNT yang ada di
dalam tanah yang mengalami pencemaran tersebut. Bakteri ini kemudian akan
menguraikan limbah TNT yang telah dikondisikan sedemikian rupa sehingga sesuai
dengan kebutuhan hidup bakteri tersebut. Dalam waktu yang cukup singkat
kandungan TNT akan berkurang dan akhirnya hilang, inilah yang disebut sistem
bioremediasi.
Dalam kebanyakan kasus, dapat dikatakan bahwa
pendegradasian TNT menggunakan teknik composting merupakan alternatif yang
paling baik dan tepat.
Composting adalah teknologi lama yang sedang disempurnakan untuk
memaksimalkan degradasi bahan berbahaya seperti TNT. Pada teknik ini, bahan-bahan yang
tercemar dicampur dengan bahan organik padat yang relatif mudah terombak, dan
diletakkan membentuk suatu tumpukan. Bahan organik yang dicampurkan dapat
berupa limbah pertanian, sampah organik, atau limbah gergajian. Untuk memfasilitasi pertumbuhan
mikroba, bahan composting seperti serpihan kayu, jerami, alfalfa, pupuk
kandang, atau produk pertanian lainnya ditambahkan (Funk et al., 1996). Untuk mempercepat perombakan
kadang-kadang diberi pupuk N, P, atau nutrient anorganik lain. Bahan yang telah
dicampur sering ditumpuk membentuk barisan yang memanjang, yang disebut
“windrow”. Selain itu dapat juga ditempatkan dalam wadah yang besar atau luas
dan diberi aerasi, khusus untuk bahan yang tercemari bahan kimia berbahaya.
Aerasi diberikan melalui pengadukan secara mekanis atau menggunakan alat khusus
untuk memberikan aerasi. Kelembaban bahan campuran tetap dijaga. Setelah
diinkubasikan terjadi pertumbuhan mikroba, dan suhu tumpukan meningkat mencapai
50-600C. Meningkatnya suhu dapat meningkatkan perombakan bahan oleh mikroba.
Pengomposan
dapat mengubah bahan-bahan kimia organik dan mengikat logam melalui beberapa mekanisme
yang berbeda, Proses composting secara biologi adalah sebagai berikut :
- Degradasi biologis adalah proses di mana mikroorganisme menguraikan bahan kimia yang larut dalam air dengan enzim dalam larutan, enzim tersebut digunakan untuk metabolisme. Dua proses yang dapat mengubah struktur kimia organik supaya lebih larut dalam air adalah hidrolisis (menambahkan air untuk memecahkan ikatan kimia) dan oksidasi.
- Dekomposisi ekstraselular adalah proses di mana mikroorganisme mengeluarkan enzim untuk memecah molekul-molekul organik besar ke dalam bentuk yang lebih kecil untuk memudahkan penyerapan ke dalam mikroorganisme. Ini adalah bagaimana selulosa, hemiselulosa dan lignin yang terdegradasi dalam kompos. Jamur merupakan sumber enzim ekstraselular.
- Dekomposisi intraselular terjadi setelah bahan kimia telah diserap oleh mikroorganisme. Mineralisasi, proses konversi bahan organik menjadi karbon dioksida dan air, adalah proses utama di tempat kerja dalam mikroorganisme.
- Adsorpsi adalah proses elektrokimia di mana ion positif atau negatif mengikat ion muatan berlawanan dari bahan organik maupun dari tanah liat,
- Penguapan adalah proses fisik yang berubah material dari satu keadaan fisik yang lain (misalnya dari fase cair ke fase gas). Pencampuran tanah yang terkontaminasi merupakan sumber utama penguapan (hingga 30 persen dari komponen kimia organik bisa hilang dengan cara ini). Penguapan sangat bergantung pada suhu (temperatur yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak penguapan). Uap air dapat menghambat penguapan oleh udara dengan cara menyumbat saluran dengan air atau dapat meningkatkan dengan membebaskan bahan kimia yang teradsorbsi lemah.
Metode composting telah digunakan
misalnya untuk mengatasi tanah yang terkontaminasi klorofenol. Pada skala
lapangan menunjukkan bahwa dengan metode ini dapat menurunkan konsentrasi bahan
peledak TNT.
KESIMPULAN
Berdasarkan
data data dari literaur dan percobaan percobaan yang telah dilakukan bioremediasi adalah metode yang sangat
baik untuk degradasi TNT dan produk
degradasi terkait. Bila dibandingkan dengan pembakaran, metode sebelumnya yang
paling umum dari biodegradasi, bioremediasi adalah baik lebih murah dan tidak
berbahaya lingkungan. Insinerasi dapat menghasilkan abu yang harus ditangani
dan dibuang residu berbahaya, tetapi composting menghasilkan produk yang kaya
nutrisi.
REFERENSI
(1). Backer, C dan Herson,D. 1994. Bioremediation.USA. Mcgraw Hill.Inc
(2). Chaudhry, G. R.
1994. Biological Degradation and Bioremediation of Toxic Chemicals.
Dioscorides Press, Portland, Oregon
(3). Funk, S. B., D. L.
Crawford, R. L. Crawford. 1996. Bioremediation of nitroaromatic
compounds. Don L. Crawford and Ronald L.
Crawford (ed.) Bioremediation Principles and
Applications. Cambridge University
Press, Cambridge. 1996. pp. 195-205.
(4).
Fraunhofer IGB. Bioremediation of TNT-contaminated soil by a two-stage
anaerobic/aerobic
process. <http://www.igb.fhg.de/Uwbio/en/TNT.en.html>
4/15/99. (diakses tgl 30 maret 2015
(5).
Hairiah. 2009. Biologi Tanah Landasan Pengelolaan Tanah Sehat.
Yogyakarta: Pustaka Adipura
(6). McGee, K. 1995.
The Greening of Urban Wastelands. Green & Gold, Issue 1, Apec Centre
of Environmental Technology Exchange
Notes
(7).
Nugroho, A. 2003. Bioremidiasi Hidrokarbon Minyak Bumi. Jakarta: Bumi
Aksara
