TL – Rekayasa dan Aplikasi Bioremediasi
(BIOREMEDIASI PADA TANAH TERKONTAMINASI
TNT)
Disusun oleh:
|
|
AGUNG WASKITO
|
25314307
|
PROGRAM
PASCA SARJANA
PROGRAM
STUDI TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS
TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
INSTITUSI
TEKNOLOGI BANDUNG
2015
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
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.
MAKSUD
DAN TUJUAN
Maksud dan tujuan pembuatan makalah ini antara
lain, yaitu:
1. Sebagai bahan kajian mengenai dampak pencemaran
terhadap lingkungan
2. Sebagai cara untuk mencari berbagai cara/langkah
untuk menanggulangi dampak pencemaran yang sedang dikaji
3. Sebagai metode pengumpulan
data tentang pencemaran lingkungan
BAB II
ISI
Pencemaran
Pencemaran
tanah adalah keadaan di mana bahan kimia (buatan manusia) masuk dan merubah
lingkungan tanah alami.
Penggunaan
bahan kimia dalam kebudayaan manusia
sudah dimulai sejak zaman dahulu. Bahan kimia merupakan salah satu ilmu pengetahuan alam,
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 komposisi dan memahami bagaimana perubahan terjadi, manusia dapat mengontrol dan memanfaatkannya untuk kesejahteraan manusia.
Kontaminan dalam tanah adalah bahan kimia yang dapat diakibatkan oleh
kegiatan manusia. Kontaminan dapat masuk ketanah secara sengaja dan tidak
disengaja. Kesengajaan seperti aplikasi pestisida, kegiatan pengeboran minyak
bumi baik secara modern maupun tradisional, serta contoh tidak sengajaan
seperti tumpahan minyak karena kecelakaan, kebocoran dll.
Kontaminan tanah juga disebut sebagai 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
Sejarah TNT
TNT pertama kali diproduksi pertama kali pada
tahun 1863 oleh kimiawan jerman bernama Joseph Wilbrand dan pada skala industri
tahun 1891 juga oleh Jerman, dan pada tahun 1901 diadopsi untuk kekuatan
militer. Selama Perang Dunia I produksi TNT terbatas karena jumlah toluena
sebagai produk sampingan dari industri kokas yang terbatas. Setelah 1940,
toluena tersedia lebih banyak sebagai hasil sampingan dari industri minyak bumi
dan selama Perang Dunia II TNT diproduksi secara luas.
TNT adalah kependekan dari Trinitrotoluene. Memiliki
nama UIPAC 2-metil-1,3,5-trinitrobenzena. Memiliki rumus kimia C6H2(NO2)3CH3
dan rumus molekul C7H5N3O6, TNT
biasanya digunakan
sebagai bahan baku peledak. 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
kadang-kadang digunakan sebagai pereaksi dalam sintesis kimia, tapi yang
terbaik adalah dikenal sebagai bahan peledak yang berguna dengan sifat
penanganan yang nyaman. Hasil ledakan TNT dianggap ukuran standar kekuatan bom
dan bahan peledak lainnya. TNT merupakan salah satu bahan peledak yang paling
umum digunakan untuk aplikasi militer dan industri. Hal ini dinilai sebagian
karena ketidakpekaan untuk shock dan gesekan, yang mengurangi risiko ledakan
disengaja, dibandingkan dengan bahan peledak tinggi lebih sensitif lainnya
seperti nitrogliserin. TNT meleleh pada 80 ° C (176 ° F), jauh di bawah suhu di
mana secara spontan akan meledak, memungkinkan untuk dituangkan serta
dikombinasikan dengan aman dengan bahan peledak lainnya. TNT tidak menyerap
atau larut dalam air, yang memungkinkan untuk digunakan secara efektif dalam
lingkungan basah. Selain itu, stabil dibandingkan dengan bahan peledak tinggi
lainnya.
Di
laboratorium, 2,4,6-trinitrotoluene diproduksi oleh proses dua langkah.
Campuran penitrasi dari nitrat pekat dan asam sulfat digunakan untuk toluena
nitrat untuk campuran mono dan di-nitrotoluena isomer, dengan pendinginan untuk
mempertahankan kontrol suhu hati. Para toluena ternitrasi dipisahkan, dicuci
dengan encer natrium bikarbonat untuk menghilangkan oksida nitrogen, dan
kemudian dengan hati-hati nitrasi dengan campuran asam nitrat dan asam sulfat.
Menjelang akhir nitrasi, campuran dipanaskan pada mandi uap. Trinitrotoluene
dipisahkan, dicuci dengan larutan encer natrium sulfit dan kemudian
direkristalisasi dari alkohol.
Karakteristik TNT
TNT berbeda dengan dinamit. TNT adalah senyawa kimia yang spesifik,
sementara dinamit adalah suatu campuran nitrogliserin yang dikompresi menjadi
bentuk silinder dan dibungkus dengan kertas. Setelah ledakan, TNT terurai
sebagai berikut: 2C7H5N3O6
→ 3N2 + 5H2O + 7CO + 7C.
Gambar1. TNT
Reaksi ini eksotermik dengan
energi aktivasi yang tinggi. Adanya karbon pada produk, menyebabkan ledakan TNT
memiliki penampilan jelaga. Dan karena TNT memiliki kelebihan karbon, campuran
bahan peledak yang kaya dengan senyawa oksigen dapat menghasilkan lebih banyak
energi per kilogram dari TNT saja. Selama abad ke-20, amatol, campuran TNT
dengan ammonium nitrat adalah bahan peledak militer yang secara luas
digunakan.
TNT merupakan
salah satu bahan peledak konvensional dominan digunakan oleh pasukan militer
(Chaudry, 1994). Setelah 1940, toluena menjadi tersedia sebagai produk
sampingan dari industri minyak dan selama Perang Dunia II TNT diproduksi secara
luas (Kirk dan Othmer, 1951 dan Kirk dan Othmer, 1993). Ini produksi skala
besar dari TNT di banyak situs persenjataan pabrik Perang Dunia II telah
menyebabkan pencemaran oleh TNT dan produk sampingan yang (Fraunhaufer, 1999) Karena pembuangan
sampah dan air limbah yang dihasilkan selama produksi, pembakaran dan
peledakan, dan pembongkaran amunisi, kontaminasi yang serius telah terjadi di
banyak lokasi di seluruh dunia, termasuk Amerika Serikat dan Eropa (Chaudry,
1994 dan Funk et al., 1996)
Dalam industri, TNT diproduksi dalam proses tiga langkah. Pertama, toluena
nitrasi dengan campuran sulfat dan asam nitrat untuk menghasilkan
mononitrotoluene (MNT). The MNT dipisahkan dan kemudian renitrated ke
dinitrotoluene atau DNT. Pada tahap akhir, DNT tersebut nitrasi untuk
trinitrotoluene atau TNT menggunakan campuran anhidrat asam nitrat dan oleum.
Asam nitrat yang dikonsumsi oleh proses manufaktur, tetapi asam sulfat yang
encer dapat reconcentrated dan digunakan kembali. Setelah nitrasi, TNT distabilkan
dengan proses yang disebut sulfitasi, dimana TNT mentah diperlakukan dengan
larutan sulfit natrium berair untuk menghilangkan isomer kurang stabil dari TNT
dan produk reaksi yang tidak diinginkan lainnya. Bilasan air dari sulphitation
dikenal sebagai air merah dan merupakan polutan dan limbah produk yang signifikan
dari TNT manufaktur.
Pengendalian
oksida nitrogen dalam asam nitrat akan sangat penting karena nitrogen dioksida
bebas dapat menyebabkan oksidasi dari kelompok metil toluena. Reaksi ini sangat
eksotermik dan disertai dengan risiko reaksi pelarian menyebabkan ledakan.
Di
laboratorium, 2,4,6-trinitrotoluene diproduksi oleh proses dua langkah.
Campuran penitrasi dari nitrat pekat dan asam sulfat digunakan untuk toluena
nitrat untuk campuran mono dan di-nitrotoluena isomer, dengan pendinginan untuk
mempertahankan kontrol suhu hati. Para toluena ternitrasi kemudian dipisahkan,
dicuci dengan encer natrium bikarbonat untuk menghilangkan oksida nitrogen, dan
kemudian dengan hati-hati nitrasi dengan campuran asam nitrat dan asam sulfat.
Menjelang akhir nitrasi, campuran dipanaskan pada mandi uap. Trinitrotoluene
dipisahkan, dicuci dengan larutan encer natrium sulfit dan kemudian
direkristalisasi dari alkohol.
Sifat dari TNT
TNT paling umum digunakan untuk bahan peledak dan industri aplikasi
militer. Hal ini dinilai karena ketidakpekaannya terhadap shock dan gesekan,
yang mengurangi risiko ledakan disengaja.. TNT tidak menyerap atau larut dalam
air, yang memungkinkan untuk digunakan secara efektif dalam lingkungan basah.
Selain itu, cukup stabil bila dibandingkan bahan peledak tinggi lainnya.
Meskipun TNT tersedia dalam berbagai ukuran (misalnya 250 g, 500 g,
1.000 g), namun lebih sering ditemui dalam campuran dengan bahan peledak
lain/ditambah bahan lainnya.
Toksisitas TNT
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
Boiremediasi
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).
Bioremediasi adalah
suatu teknik dengan menggunakan mikroorganisme atau tumbuhan untuk
detoksifikasi kontaminan (Melethia, 1996). Detoksifikasi kontaminan bisa dengan
cara transformasi senyawa dari senyawa toksik menjadi senyawa non toksik atau
dengan cara degradasi kontaminan menjadi karbon dioksida dan air. Proses
biologi yang terjadi merupakan proses pemulihan komponen lingkungan secara
biologis (Backer dan Herson, 1994) dengan cara mengekslopitasi kemampuan
katalitik sifat organisme untuk meningkatkan laju perombakan suatu polutan (
Sheehan, 1997). Dalam teknik bioremediasi ada dua tujuan utama dalam
penanggulangan lingkungan yang tercemar oleh senyawa hidrokarbon yaitu:
·
Transformasi
senyawa toksik menjadi senyawa non toksik
·
Membuat
akumulasi antrophogenik lebih cepat memasuki siklus biogeokimia alami.
Bioremediasi adalah proses
degradasi biologis dari sampah organik pada kondisi terkontrol menjadi suatu
bahan yang tidak berbahaya atau konsentrasinya di bawah batas yang ditentukan
oleh lembaga berwenang.
Sedangkan menurut United States
Environmental Protection Agency (dalam Surtikanti, 2011:143), bioremediasi
adalah suatu proses alami untuk membersihkan bahan-bahan kimia berbahaya.
Ketika mikroba mendegradasi bahan berbahaya tersebut,akan dihasilkan air dan
gas tidak berbahaya seperti CO2.
Bioremediasi merupakan
pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses
biologi dalam mengendalikan pencemaran dan cukup menarik. Selain hemat biaya,
dapat juga dilakukan secara in situ langsung di tempat dan prosesnya alamiah
(Hardiani, dkk. 2011:32). Laju degradasi mikroba terhadap logam berat
tergantung pada beberapa faktor, yaitu aktivitas mikroba, nutrisi, derajat
keasaman dan faktor lingkungan (Hardiani, dkk., 2011:32).
Teknik-Tenik
Bioremediasi
Teknologi yang
sering dipakai dalam proses bioremediasi ada dua jenis, yaitu ex-situ
dan in situ. in-situ adalah perlakuan yang langsung diterapkan pada bahan-bahan
kontaminan di lokasi tercemar (Vidali, 2001).
Bioremediasi (in situ bioremidiation) juga
terbagi atas:
·
Biostimulasi/Bioventing: dengan penambahan nutrient (N, P) dan aseptor
elektron (O2) pada lingkungan pertumbuhan mikroorganisme untuk menstimulasi
pertumbuhannya.
·
Bioaugmentasi: dengan menambahkan organisme dari luar (exogenus
microorganism) pada subpermukaan yang dapat mendegradasi kontaminan
spesifik.
·
Biosparging: dengan menambahkan injeksi udara dibawah tekanan ke
dalam air sehingga dapat meningkatkan konsentrasi oksigen dan kecepatan
degradasi.
Sementara bioremediasi ex situ dikenal sebagai
metode dimana mikroorganisme diaplikasikan pada tanah atau air terkontaminasi
yang telah dipindahkan dari tempat asalnya. Teknik ex situ terdiri atas:
·
Landfarming: teknik dimana tanah yang terkontaminasi digali dan
dipindahkan pada lahan khusus yang secara periodik diamati sampai polutan
terdegradasi.
·
Composting: teknik yang melakukan kombinasi antara tanah
terkontaminasi dengan tanah yang mengandung pupuk atau senyawa organik yang
dapat meningkatkan populasi mikroorganisme.
·
Biopiles: merupakan perpaduan antara landfarming dan composting.
·
Bioreactor: dengan menngunakan aquaeous reaktor pada tanah atau
air yang terkontaminasi.
Keuntungan Dalam Proses Bioremediasi
Bioremediasi telah memberikan
manfaat yang luar biasa pada berbagai bidang, yaitu
1) Bidang Lingkungan
Pengolahan limbah yang ramah
lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan. Contoh
bioremediasi dalam lingkungan yakni telah membantu mengurangi pencemaran dari
pabrik, misalnya saat 1979, supertanker Exxon Valdez di Alaska, lebih dari
11juta gallon oli mentah mengalir, tetapi bakteri pemakan oli membantu
mengurangi pencemaran laut yang lebih jauh lagi.
2) Bidang Industri
Bioremediasi telah memberikan
suatu inovasi baru yang membangkitkan semangat industri sehingga terbentuklah
suatu perusahaan yang khusus bergerak dibidang bioremediasi, contohnya adalah
Regenesis Bioremediation Products, Inc., di San Clemente, Calif.
3) Bidang Ekonomi
Bioremediasi menggunakan bahan
bahan alami yang hasilnya ramah lingkungan, sedangkan mesin-mesin yang
digunakan dalam pengolahan limbah memerlukan modal dan biaya yang jauh lebih,
sehingga bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang lebih baik.
4) Bidang Pendidikan
Penggunaan microorganisme dalam
bioremediasi, dapat membantu penelitian terhadap mikroorganisme yang masih
belum diketahui secara jelas.Pengetahuan ini akan memberikan sumbangan yang
besar bagi dunia pendidikan sains.
5) Bidang Teknologi
Bioremediasi memberikan
tantangan baru bagi teknologi untuk terus memberikan inovasi yang lebih baik
bagi lingkungan.
6) Bidang Sosial
Bioremediasi memberikan solusi
ekonomi yang mudah dijangkau dan mudah dilakukan baik bagi rumah tangga dan
industri. Dengan begini, limbah rumah tangga dapat dikelola jauh lebih baik.
7) Bidang Kesehatan
Dengan pengelolaan limbah yang
baik, pencemaran dapat diminimalisir sehingga kualitas hidup manusia jauh
meningkat.
8) Bidang Politik
Isu lingkungan dapat lebih
ditekan sehingga para petinggi dapat memfokuskan masalah ke lingkup lain,
Bahkan bioremediasi dapat membantu memperbaiki masalah yang berkesinambungan didalamnya.
Keunggulan Proses Biomeremediasi
• Meminimalisasi terinfeksinya pekerja lapangan
• Perlindungan kesehatan masyarakat yang
berjangka panjang
• Proses pelaksanaan dapat dilakukan langsung di
daerah tersebut dengan lahan yang sempit sekalipun.
• Menghilangkan zat-zat berbahaya
• Menggunakan proses yang bersifat alami
• Mengubah polutan bukan hanya memindahkannya
• Proses degradasi dapat dilaksanakan dalam
jangka waktu yang cepat
Pengolahan
dengan Bioremediasi terhadap pencemar TNT
Limbah harus diolah
terlebih dahulu sebelum dibuang jika mengandung bahan pencemar yang
mengakibatkan rusaknya lingkungan, atau paling tidak berpotensi menciptakan
pencemaran. Dalam suatu proses pengolahan limbah, harus dibuat perkiraan
terlebih dahulu dengan mengidentifikasi sumber pencemaran, fungsi dan jenis
bahan, sistem pengolahan kualitas dan jenis buangan, serta fungsi B3. Dengan
mengacu pada prakiraan tersebut, maka dibuat program pengendalian dan
penanggulangan pencemaran mengingat limbah, baik dalam jumlah besar maupun
kecil, dalam jangka panjang ataupun pendek akan mengakibatkan terjadinya
perubahan pada lingkungan (Kristanto, 2002).
Pencemaran tanah
adalah keadaan dimana bahan kimia buatan manusia masuk dan mengubah lingkungan
tanah alami. Pencemaran ini biasanya terjadi karena: kebocoran limbah cair atau
bahan kimia industri atau fasilitas komersial; penggunaan pestisida; masuknya
air permukaan tanah tercemar ke dalam lapisan sub-permukaan; kecelakaan
kendaraaan pengangkut minyak, zat kimia, atau limbah; air limbah dari tempat
penimbunan sampah serta limbah industri yang langsung dibuang ke tanah secara
tidak memenuhi syarat (illegal dumping).
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 bahan 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).
Pada umumnya tanah 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 pembakaran harus di olah sebagai limbah
berbahaya karena itu maka perlu teknik lain yang lebih efisien dan lebih baik
dalam pemulihkan tanah teremar TNT ini. Problem dari teknik incenerasi ini
telah ditemukan bahwa dengan pertumbuhan dari bakteri dan penelitian lebih jauh
dari bioremediasi dapat mengatasi masalah ini, karena bioremediasi mengguakan
mikroorganisme dan tumbuhan untuk
mengubah materi dari zat berbahaya menjadi materi yang tidak berbahaya
Proses Bioremediasi dalam Pendegradasi TNT
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.
Bioremediasi
merupakan proses biologi secara alami yang aplikasinya merupakan proses
mikrobilogi yang menyebabkan terjadinya terjadinya pemutusan senyawa dari
senyawa komplek menjadi senyawa sederhana dan mengakibatkan perubahan sifat
polutan dari bersifat toksik menjadi non toksik. Pada proses bioremediasi ada
beberapa persyaratan supaya bioremediasi dapat berjalan dengan sukses, adapun
kriteria menurut Steven and Marc, 1996 adalah:
a.
Adanya populasi mikroba, yaitu mikroba yang dapat mendegradasi polutan
b.
Terdapatnya sumber energi dan sumber karbon yang bisa digunakan sebagai sumber
energi
dengan melepaskan elektron selama
transformasi dan juga digunakan oleh sel mikroba tersebut.
c.
Adanya elektron aseptor, elektron lepas dikarenakan adanya transformasi karbon.
d.
Adanya nutrisi, Pertumbuhan bakteri memerlukan nutrisi antara lain: nitrogen,
phospor,
calcium, potasium, magnesium, besi dan
lain-lain.
e.
Kondisi lingkungan yang mendukung seperti temperatur, pH, salinitas, tekanan,
konsentrasi polutan dan kehadiran inhibito
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.
Proses Composting.
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.
BAB
III
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.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim
Pencegahan-Dan-Penanggulangan-Dampak-Pencemaran-Tanah
http://www.bangazul.com/pencegahan-dan-penanggulangan-dampak-pencemaran-tanah/ diakses tgl 2 maret 2015
Anonim
Anonim
Tnt-Sebagai-Bahan-Peledak-Eksplosive.
http://endiferrysblog.blogspot.com/2012/04/tnt-sebagai-bahan-peledak-eksplosive.html
diakses
tgl 30 maret 2015
Anonim,
Memulihkan Lingkungan
Tercemar dengan Bioremediasi
http://www.academia.edu/4264713/Memulihkan_Lingkungan_Tercemar_dengan_Bioremediasi
diakses tgl 30
maret 2015
Anonim
http://tegarhakim.blogspot.com/2012/04/bioremediasi.html diakses tgl 30 maret 2015
Backer,
C dan Herson,D. 1994. Bioremediation.USA.
Mcgraw Hill.Inc
Chaudhry, G. R. 1994. Biological Degradation and
Bioremediation of Toxic Chemicals. Dioscorides Press, Portland, Oregon
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.
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
Hairiah. 2009. Biologi Tanah
Landasan Pengelolaan Tanah Sehat. Yogyakarta: Pustaka Adipura
Hardiani,
dkk. 2011: Bioremediasi Logam Timbal (Pb)
dalam TanahTerkontaminasi Limbah Sludge Industri Kertas Proses Deinking.
Jurnal Selulosa, Vol. 1, No. 1, Juni 2011 : 31 –41. diakses 8 febuari 2015
Kirk, R.E. and P.F. Othmer. 1951. Encyclopedia of Chemical
Technology. Interscience Encyclopedia, Incorperated, New York. 6: 43-48.
Kirk, R.E. and P.F. Othmer. 1993. Encyclopedia of Chemical
Technology, Fourth Edition. John Wiley & Sons, New York. 10: 34-39.
McGee, K. 1995. The Greening of Urban Wastelands. Green &
Gold, Issue 1, Apec Centre of Environmental Technology Exchange Notes
Melithia,C.
L.A. Jhonson, dan W. Amber. 1996. Ground
Water Polution: In situ Biodegradation.
USAEC (US Army Environmental Center).
Cleanup Technology: Bioremediation of Explosives-Contaminated Soil
Sheehan,
D. 1997. Bioremediation Protocol.
Humana Press. Totowa. New Jersey
Surtikanti,
H.K. 2011. Toksikologi Lingkungan Dan
Metode Uji Hayati. Rizqi Press : Bandung
Steven, B dan Marc, K. 1996. In situ Bioremediation
Of Petroleum Aromatic Hydrocarbon. Ground Water Polution
Kristianto, P. 2002. Ekologi Industri. Jakarta: Penerbit Andi
Nugroho, A. 2003.
Bioremidiasi Hidrokarbon Minyak
Bumi. Jakarta: Bumi Aksara
Vidali,
M. 2001. Bioremediation. An overview.
Pure Appl. Chem., Vol. 73
produk kami bisa membantu untuk proses Bioremediasi tanah dengan mudah
BalasHapus