Mikrojadi

  • 1,613 views
Uploaded on

 

  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
1,613
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
43
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. BAB I PENDAHULUAN1.1 LATAR BELAKANG Pencemaran atau polusi bukanlah merupakan hal baru, bahkan tidak sedikitdari kita yang sudah memahami pengaruh yang ditimbulkan oleh pencemaran/polusilingkungan terhadap kelangsungan dan keseimbangan ekosistem.Polusi didefinisikansebagai kontaminasi suatu lingkungan oleh bahan-bahan yang dapat mengganggukesehatan manusia, kualitas kehidupan, dan juga fungsi alami dari ekosistem. Minyak bumi merupakan sumber energi utama yang digunakan baik padarumah tangga, industri maupun transportasi.Hal ini menyebabkan meningkatnyakegiatan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan transportasi produksi minyak bumiuntuk memenuhi kebutuhan manusia sehingga semakin besar pula kecenderungannyauntuk mencemari lingkungan, terutama di wilayah pesisir. Pencemaran tersebutberasal dari buangan limbah kilang minyak, hasil sampingan dari proses produksi,distribusi maupun transportasi. Limbah yang dihasilkan dari kilang minyak berupa limbah cair dan limbahpadat. Produksi kilang minyak bumi sebanyak 1000 barrel per hari akanmenghasilkan limbah padat (lumpur minyak) lebih dari 2.6 barrel sedangkan diIndonesia, produksi kilang menghasilkan minyak bumi sekitar 1,2 juta barrel per hariyang berarti menghasilkan limbah padat sebanyak 3120 barrel per hari dan dalamwaktu satu tahun menghasilkan limbah sebanyak 1.3 juta barrel, yang 285000 barreldiantaranya adalah limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). 1|Page
  • 2. Pencemaran lingkungan oleh hidrokarbon minyak bumi terus mengalamipeningkatan dan telah menimbulkan dampak yang berarti bagi makhlukhidup.Bioremediasi salah satu upaya untuk mengurangi polutan tersebut denganbantuan organisme.Bioremediasi adalah proses bioteknologi yang memanfaatkanmakhluk hidup khususnya mikroorganisme (jamur, bakteri) untuk menurunkankonsentrasi atau daya racun. Bioremediasi bertujuan untuk memecah ataumendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun(karbon dioksida dan air).Biodegradasi senyawa hidrokarbon dari minyak bumi inidapat dilakukan oleh mikroorganisme, salah satunya adalah bakteri Arthrobacter sp. Bioremediasi merupakan pengembangan dari suatu bidang bioteknologilingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemarandengan mengurangi senyawa organik dan bahan beracun baik yang berasal darilimbah rumah tangga maupun dari industri (Anonymous, 2009). Ini didasarkan pada kenyataan bahwa dekomposisi komponen minyak bumi dilingkungan laut ditentukan oleh proses transformasi dan degradasi melalui aktivitasmikrobial. Lebih dari ratusan spesies bakteri menggunakan komponen kimia dariminyak bumi untuk menunjang pertumbuhan dan metabolismenya.Jumlah bakteriyang mampu mendegradasi minyak bumi, terutama senyawa hidrokarbon(selanjutnya disebut bakteri hidrokarbonuklastik) (Pavlova, 2006).1.2 TUJUAN Untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Mikrobiologi Laut Untuk menambah pengetahuan tentang bakteri hidrokarbonoklastik Untuk menambah pengetahuan tentang bakteri Arthrobacter sp. 2|Page
  • 3. BAB II PEMBAHASAN2.1 Pencemaran Minyak di Laut Pencemaran minyak terus menjadi masalah di daratan, tetapi masalah inimenjadi jauh lebih buruk bila terjadi di laut.Sebenarnya pencemaran ini telah menjadimasalah yang paling parah di dunia, karena dapat mengakibatkan kematian danmasalah reproduksi dalam jangka panjang bagi banyak biota di laut. Pencemaran itutidak semata-mata disebabkan oleh tumpahan minyak yang terjadi sekali-sekali, tetapijuga dari ratusan juta galon minyak yang bermuara di laut secara diam-diam yangterjadi sepanjang tahun, kebanyakan dari sumber yang bukan disebabkan olehkecelakaan, tetapi dari ceceran minyak di daratan dan limbah dari pemukimanmaupun industri. Limbah yang dihasilkan dari kilang minyak berupa limbah cair dan limbahpadat. Produksi kilang minyak bumi sebanyak 1000 barrel per hari akanmenghasilkan limbah padat (lumpur minyak) lebih dari 2.6 barrel sedangkan diIndonesia, produksi kilang menghasilkan minyak bumi sekitar 1,2 juta barrel per hariyang berarti menghasilkan limbah padat sebanyak 3120 barrel per hari dan dalamwaktu satu tahun menghasilkan limbah sebanyak 1.3 juta barrel, yang 285.000 barreldiantaranya adalah limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Limbah lumpur minyak bumi berpengaruh pada ekosistem pesisir baikterumbu karang, mangrove maupun biota air, baik yang bersifat lethal (mematikan)maupun sublethal (menghambat pertumbuhan, reproduksi dan proses fisiologislainnya). Hal ini karena adanya senyawa hidrokarbon yang terkandung di dalamminyak bumi, yang memiliki komponen senyawa kompleks, termasuk didalamnya 3|Page
  • 4. Benzena, Toluena, Ethilbenzena dan isomer Xylena (BTEX), merupakan senyawaaromatik dalam jumlah kecil dalam hidrokarbon, namun pengaruhnya sangat besarterhadap pencemaran, perairan. Kasus yang terjadi, minyak di Guilt of Eilat (RedSea) telah merusak gonad Stylophora pistillata, menurunkan survival rate koloni-koloni karang dan menurunkan jumlah produksi planula serta tumpahan minyakdiesel dan minyak "Bunker C" Witwater di daerah Panama 1968 menyebabkan benih-benih Avicennia dan Rhizophora sp. serta berbagai invertebrata, penyu, burung danalga yang hidup di daerah intertidal mangrove mati, serta banyak kasus lain sepertitumpahan minyak bahan bakar pembangkit listrik tenaga gas uap (PLTGU) yangbersumber dari kapal tongkang pengangkut minyak (Kompas, 21 Februari 2004).Semua itu berpengaruh buruk bagi lingkungan perairan khususnya biota yang adadidalamnya, sehingga menyebabkan turunnya produktivitas sumberdayaperikanan.Oleh karena itu, upaya penanggulangannya mutlak harus dilakukan.2.2 Sejarah Penemuan Bakteri Arthrobacter sp Pembersihan atas pencemaran itu telah menimbulkan masalah yang luas danmahal bagi lingkungan.Namun, Profesor Eugene Rosenberg dari Universitas TelAviv di Israel telah menemukan suatu larutan organik yang efektif.Di dalam risetnyabeliau menemukan suatu jasad renik bersel tunggal dalam jumlah besar yangdinamakan bakteri arthobactor yang dapat menguraikan dan membersihkan minyak,dan hanya menyisakan air yang jernih sebagai hasil akhirnya. Larutan pembersihminyak yang diproduksi oleh perusahaannya, BioPetroClean, dapat menangani airdan tanah yang tercemar, tempat penimbunan minyak, serta kapal tangki pembawaminyak. Larutan itu dirancang untuk dapat memenuhi standar lingkungan saat inimaupun yang akan datang dengan biaya rendah, delapan kali lebih murah daripadapembersihan dengan perangkat mekanis. 4|Page
  • 5. Sebagai pelopor dalam penggunaan bakteri untuk tujuan pembersihanpencemaran minyak pada kapal tangki minyak, pipa saluran, serta di pantai-pantai,Profesor Rosenberg mendapatkan Penghargaan Proctor and Gamble bidangMikorbiologi Terapan dan Lingkungan dari American Society of Microbiology padatahun 2003. Pengabdiannya terhadap pekerjaannya telah membantu mengatasi sebuahpersoalan lingkungan yang serius serta memberi sumbangan yang sangat berhargabagi pemulihan planet kita yang cantik. Para ilmuwan bereksperimen untuk menciptakan mikrobakteri yang dapat“melahap” minyak.Masih dibutuhkan penelitian lebih lanjut, tapi bila bakteri telahberhasil dikembangbiakkan, maka bakteri tersebut bisa dimanfaatkan untukmembersihkan tumpahan minyak mentah di sepanjang lepas pantai tanpa ada risikomembahayakan lingkungan. “Kami tengah menggali semua kemungkinan untuk mengoptimalkanbakteri.Pengelolaan tumpahan minyak ini bergantung pada tempat minyakberada.Sebab di Teluk Meksiko, di Alaska, atau di tempat-tempat lain, temperaturdan tingkat salinitas berbeda,” Som Somasundaran, ilmuwan dari UniversitasColumbia, menjabarkan. Bakteri pun akan berguna untuk yang tersebar area di tanah rawa. “Untukminyak yang tumpah di lahan berawa-rawa, harus diatasi dengan teknik khusus.Takdapat dibakar.Tak dapat dibom, karena kita tidak ingin merusak rawa,” kata Som lagi. Menurut Kyriakos Papadopouls, Profesor Kimia dan Teknik Biomolekulerdari Tulane, yang menjadi pertanyaan juga adalah bagaimana kita mengatur supayaminyak bisa dibuang. (Sumber: National Geographic News) 5|Page
  • 6. 2.3 Arthrobacter sp Arthrobacter specie Arthrobacter chlorophenolicus Scientific classification Kingdom: Bacteria Phylum: Actinobacteria Order: Actinomycetales Family: Micrococcaceae Genus: Arthrobacter Conn & Dimmick, 1947 Arthrobacter (dari "tongkat jointed kecil", Yunani) adalah aerob obligatGram-positif yang batang selama pertumbuhan eksponensial dan cocci dalam fasediam mereka. 6|Page
  • 7. Koloni Arthrobacter memiliki pusat metalik kehijauan pada garam mineral pyridonekaldu diinkubasi pada 20 ° C (68 ° F).Genus ini khas karena kebiasaan yang tidakbiasa dari "divisi gertakan" di mana pecah dinding luar sel bakteri pada sendi (sesuainamanya).Mikrobiologi merujuk pada jenis pembelahan sel di mana batang masuk kecocci sebagai pengembalian.Di bawah mikroskop, sel-sel membagi muncul sebagaichevrons ("V" bentuk).Karakteristik penting lainnya adalah bahwa hal itu dapatmenggunakan pyridone sebagai sumber karbon sendiri, dan bahwa cocci yang tahanterhadap kekeringan dan kelaparan. Satu spesies, crystallopoieties A., telah terbukti mengurangi kadar kromiumheksavalen di tanah yang terkontaminasi, menunjukkan bahwa itu mungkin bergunadalam bioremediasi. Arthrobacter chlorophenolicus sp, spesies yang mampu menurunkankonsentrasi tinggi dari 4-klorofenol, mungkin juga berguna dalambioremediasi.Arthrobacter sp. ketegangan R1 telah terbukti tumbuh pada berbagaisenyawa aromatik, termasuk senyawa homocyclic, seperti hydroxybenzoates, serta N-heterocycles, termasuk piridin dan picoline. Arthrobacter sp H65-7 menghasilkan enzim inulase II yang mengubah inulinmenjadi anhidrida difructose (DFA).DFA adalah nutrisi yang menjanjikan untukmemerangi osteoporis, karena membantu penyerapan kalsium dalam usus.2.4 Pengolahan Limbah Minyak Bumi Pengolahan limbah minyak bumi dilakukan secara fisika, kimia dan biologi.Pengolahan secara fisika dilakukan untuk pengolahan awal yaitu dengan cara 7|Page
  • 8. melokalisasi tumpahan minyak menggunakan pelampung pembatas (oil booms), yangkemudian akan ditransfer dengan perangkat pemompa (oil skimmers) ke sebuahfasilitas penerima "reservoar" baik dalam bentuk tangki ataupun balon dandilanjutkan dengan pengolahan secara kimia, namun biayanya mahal dan dapatmenimbulkan pencemar baru. Pengolahan limbah secara biologi merupakan alternatifyang efektif dari segi biaya dan aman bagi lingkungan.Pengolahan dengan metodebiologis disebut jugabioremediasi, yaitu biotek-nologi yang memanfaatkan makhlukhidup khususnya mikroorganisme untuk menurunkan konsentrasi atau daya racunbahan pencemar (Kepmen LH No. 128, 2003). Mikroorganisme, terutama bakteri yang mampu mendegradasi senyawa yangterdapat di dalam hidrokarbon minyak bumi disebut bakterihidrokarbonoklastik.Bakteri ini mampu men-degradasi senyawa hidrokarbon denganmemanfaatkan senyawa tersebut sebagai sumber karbon dan energi yang diperlukanbagi pertumbuhannya.Mikroorga-nisme ini mampu menguraikan komponen minyakbumi karena kemampuannya mengoksidasi hidrokarbon dan menjadikan hidrokarbonsebagai donor elektronnya. Mikroorganisme ini berpartisipasi dalam pembersih-antumpahan minyak dengan mengoksidasi minyak bumi menjadi gas karbon dioksida(CO2), bakteri pendegradasi minyak bumi akan menghasilkan bioproduk seperti asamlemak, gas, surfaktan, dan biopolimer yang dapat meningkatkan porositas danpermeabilitas batuan reservoir formasi klastik dan karbonat apabila bakteri inimenguraikan minyak bumi. 2.4.1 Bioremediasi Bioremediasi merupakan pengembangan dari suatu bidang bioteknologilingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran 8|Page
  • 9. dengan mengurangi senyawa organik dan bahan beracun baik yang berasal darilimbah rumah tangga maupun dari industri (Anonymous, 2009). Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untukmengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yangdiproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubahstruktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Padabanyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracunterdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnyamenjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakan mikroorganisme untukmengolah air pada saluran air.Saat ini, bioremediasi telah berkembang padaperawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untukdidegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasukdalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dansenyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain.Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangipolutan yang sedang diujicobakan.Bidang bioremediasi saat ini telah didukung olehpengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi olehmikroorganisme, identifikasi jenis-jenismikroba yang baru dan bermanfaat, dankemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui teknologi genetik.Teknologigenetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yangmengkode enzim yang terkait pada bioremediasi.Karakterisasi dari gen-gen yangbersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutanberacun menjadi tidak berbahaya. Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapatlebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yangdiciptakan dan pertama kali dipatenkan adalahbakteri "pemakan minyak".Bakteri inidapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak 9|Page
  • 10. bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lainyang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan.Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strainrekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yangterbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponenmolekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.2.4.1.1 Jenis-jenis bioremediasiJenis-jenis bioremediasi adalah sebagai berikut: Biostimulasi Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.  Bioaugmentasi Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar.Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal.Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.  Bioremediasi Intrinsik Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar. 10 | P a g e
  • 11. 2.4.2 Biodegradasi Biodegradasi adalah istilah yang digunakan dalam ekologi untukmenggambarkan proses biokimia yang cenderung membawa zat organik, yangdihasilkan secara langsung atau tidak langsung darifotosintesis dalam zat anorganik.Biodegradasi memainkan membalikkan dengan fotosintesis dan proses biosintesisberikutnya yang menimbulkan biomassa .Sementara fotosintesis menghasilkanmolekul organik dari molekul anorganik, mengurangi biodegradasi molekul organikyang kompleks menjadi sederhana konstituen secara bertahap untuk akhirnyamembawa mereka ke tahap anorganik. Fenomena biodegradasi sangat penting untuk lingkungan yang harus bebasdari sampah dan limbah untuk membuat jalan bagi kehidupan baru.Pohon-pohon,tanaman, alga, bahwa semua organisme fotosintetik, berkat matahari mampumenyerap karbon dioksida di atmosfer dan menggunakannya untuk mensintesis gula,molekul organik di dasar semua zat organik banyak di biosfer. Melalui rantaimakanan , aliran zat dan energi melewati dari tanaman ( produsen ) ke herbivora (konsumen primer ) dan dari ini ke karnivora ( konsumen sekunder ). Biodegradasi dilakukan oleh dekomposer , mikro-organisme( jamur , bakteri , protozoa ) yang tumbuh pada bahan organik mati, atau produklimbah dari ekosistem . Dari sudut pandang kimia, degradasi adalah oksidasisenyawa organik. Proses oksidasi yang paling penting adalah respirasi telepon yangmemungkinkan pelepasan karbon dioksida dan penutupan siklus biogeokimia karbon.2.5 Transpor Hidrokarbon Oleh Bakteri Terdapat 3 (tiga) cara transpor hidrokarbon ke dalam sel bakteri secara umumyaitu : 11 | P a g e
  • 12. 1. Interaksi sel dengan hidrokarbon yang terlarut dalam fase air. Pada kasus ini, umumnya rata-rata kelarutan hidrokarbon oleh proses fisika sangat rendah sehingga tidak dapat mendukung. 2. Kontak langsung sel dengan permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar dari pada sel mikroba. Pada kasus yang kedua ini, perlekatan dapat terjadi karena sel bakteri bersifat hidrofobik. Sel mikroba melekat pada permukaan tetesan hidrokarbon yang lebih besar dari pada sel dan pengambilan substrat dilakukan dengan difusi atau transpor aktif. Perlekatan ini terjadi karena adanya biosurfaktan pada membran sel bakteri Pseudomonas. 3. Interaksi sel dengan tetesan hidrokarbon yang telah teremulsi atau tersolubilisasi oleh bakteri. Pada kasus ini sel mikroba dapat berinteraksi dengan partikel hidrokarbon yang lebih kecil daripada sel. Hidrokarbon dapat teremulsi dan tersolubilisasi dengan adanya biosurfaktan yang dilepaskan oleh bakteri pseudomonas ke dalam medium (Pikoli, M. R., P. Aditiawati, & D. I. Astuti, 2000).2.6 Mekanisme Degradasi Hidrokarbon di Dalam Sel Bakteri Arthrobacter sp Berikut adalah reaksi degradasi Senyawa hidrokarbon fraksi aromatik olehbakteri yang diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol atausenyawa yang secara struktur berhubungan dengan senyawa ini. Kedua senyawa iniselanjutnya didegradasi menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs(siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat. 12 | P a g e
  • 13. BAB III PENUTUP3.1 Kesimpulan Pencemaran lingkungan oleh hidrokarbon minyak bumi terus mengalamipeningkatan dan telah menimbulkan dampak yang berarti bagi makhlukhidup.Bioremediasi salah satu upaya untuk mengurangi polutan tersebut denganbantuan organisme.Mikroorganisme, terutama bakteri yang mampu mendegradasisenyawa yang terdapat di dalam hidrokarbon minyak bumi disebut bakterihidrokarbonoklastik.Bakteri ini mampu men-degradasi senyawa hidrokarbon denganmemanfaatkan senyawa tersebut sebagai sumber karbon dan energi yang diperlukanbagi pertumbuhannya.Mikroorga-nisme ini mampu menguraikan komponen minyakbumi karena kemampuannya mengoksidasi hidrokarbon dan menjadikan hidrokarbonsebagai donor elektronnya. Mikroorganisme ini berpartisipasi dalam pembersih-an 13 | P a g e
  • 14. tumpahan minyak dengan mengoksidasi minyak bumi menjadi gas karbon dioksida(CO2), bakteri pendegradasi minyak bumi akan menghasilkan bioproduk seperti asamlemak, gas, surfaktan, dan biopolimer yang dapat meningkatkan porositas danpermeabilitas batuan reservoir formasi klastik dan karbonat apabila bakteri inimenguraikan minyak bumi.3.2 Saran Bakteri hidrokarbonoklastik diantaranya adalah Pseudomonas, Arthrobacter,Alcaligenes, Brevibacterium, Brevibacillus, dan Bacillus.Bakteri-bakteri tersebutbanyak tersebar di alam, termasuk dalam perairan atau sedimen yang tercemar olehminyak bumi atau hidrokarbon.Kita perlu melakukan penelitian tentang bakterihidrokarbonoklastik tersebut, apakah efektif dalam mengurangi polutan, dan apakahaman saat mikroorganisme itu dilepaskan ke lingkungan. Kemudian kita perlu mengisolasi bakteri hidrokarbonoklastik tersebut darialam dan mengkulturnya, selanjutnya kita bisa menggunakannya sebagai peng-olahlimbah minyak bumi yang efektif dan efisien, serta ramah lingkungan. 14 | P a g e