Bioremediasi Lahan Terkontaminasi Minyak Bumi Dengan Menggunakan Bakteri Bacillus cereus Pada Slurry Bioreaktor Disusun oleh: Eko Yudie Setyawan 2308 100 512 Rizki Dwi Nanto 2308 100 543 Dosen Pembimbing : Ir. Nuniek Hendrianie, MT NIP. 195711111986012001 Dr. Ir. Sri Rachmania Juliastuti, M. Eng. NIP. 195907301986032001 LABORATORIUM PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Latar Belakang Indonesia adalah salah satu penghasil minyak bumi terbesar di dunia Dalam UU No. 23/1997 dan PP No. 18/1999 disebutkan bahwa limbah minyak bumi termasuk kategori bahan berbahaya dan beracun (B3) Usaha penanggulangan pencemaran akibat tumpahan minyak bumi secara konvensional hasilnya kurang memuaskan 1
Batasan Masalah Teknologi bioremidiasi yang digunakan adalah slurry bioreaktor Jenis mikroba yang digunakan dalam proses bioremediasi adalah Bacillus cereus Tanah tercemar tumpahan minyak bumi,berasal dari lokasi pengeboran minyak PT.PERTAMINA EP, Ledok Cepu Pengaruh aktivitas bakteri Bacillus cereus terhadap kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi 2
Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh mikroba Bacillus cereus terhadap proses bioremidiasi dalam mereduksi kadar TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) dan BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) sebagai kontaminan yang terkandung dalam tanah tercemar minyak bumi 3
Manfaat Penelitian Memberikan informasi untuk pemecahan masalah pencemaran lingkungan oleh minyak bumi dengan penerapan teknologi bioremediasi Mendapatkan alternatif teknologi pengolahan limbah dengan sistem Slurry Bioreaktor untuk mengatasi pencemaran lingkungan akibat tumpahan minyak bumi 4
Tinjauan Pustaka Minyak bumi merupakan hasil pelapukan fosil tumbuhan dan hewan yang terpendam jutaan tahun Sumber pencemaran lingkungan oleh minyak bumi : Rembesan limbah alam Rembesan dan tumpahan minyak bumi akibat kecelakaan Pembuangan limbah minyak bumi 5
Bioremediasi Remediasi : Proses perbaikan Bioremediasi suatu proses penguraian atau degradasi secara biologis suatu polutan yang beracun menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak beracun Kelebihan bioremediasi Dapat dilaksanakan di lokasi/di luar lokasi Sistem biologi adalah sistem yang murah Masyarakat dapat menerima dengan baik Ramah lingkungan Menghapus resiko jangka panjang Kelemahan bioremediasi Tidak semua bahan kimia dapat diolah secara bioremediasi Membutuhkan pemantauan yang intensif Membutuhkan lokasi tertentu Berpotensi menghasilkan produk yang tidak dikenal 6
Bioremediasi Konsep pengembangan perancangan bioremediasi dapat dilakukan dengan dua cara : Ex situ In situ 7
Bioremediasi Slurry Phase : Bejana besar digunakan sebagai bio-reactor yang mengandung tanah, air, nutrisi dan udara untuk membuat mikroba aktif guna mendegradasi senyawa pencemar. Landfarming : Tanah terkontaminasi dipindahkan dan disebar di permukaan lapangan kemudian diperlakukan dengan penambahan bakteri, air,dan nutrisi. 8
Slurry Bioreaktor Tanah terkontaminasi Gas keluar Pengaduk Nutrien mikroa Saluran keluar cairan Udara masuk Saluran keluar tanah 9
Bioremediasi Faktor-faktor yang mendukung proses Bioremediasi Temperatur Nutrien ph Oksigen Kadar air 10
Bioremediasi Beberapa jenis bakteri pendegradasi hidrokarbon yang efektif di lingkungan alami : Pseudomonas aeruginosa Pseudomonas putida Bacillus subtilis Bacillus cereus Bacillus laterospor 11
Biodegradasi Fraksi Aromatik Benzena Katekol O 2 Asam mukonat O 2 H 2 O Asam β - ketoadipat Asam suksinat H 2 O, koenzim A Asam trikarboksilat Degradasi Aerobik dari senyawa kimia BTEX 12
Bioremediasi Baku mutu hasil bioremediasi tanah tekontaminasi minyak bumi : Nilai akhir hasil Parameter Satuan olahan analisa limbah* ph - 6.0-9.0 TPH μg/g 10000 Benzene μg/g 1 Toluene μg/g 10 Ethylbenzene μg/g 10 Xylene μg/g 10 *) Hasil analisa, nilai konsentrasi (μg/g) ditentukan dalam berat kering 13
Metodologi Penelitian Variabel Penelitian : a. Kondisi Operasi Temperatur : 25 o C 45 o C PH : 6 9 Rasio (C : N : P) : (12 : 1 : 0,1) Agitasi : 100 rpm Aerasi : Memenuhi DO (dissolved oxygen) diatas 2 mg/l b. Variabel Konsentrasi mikroba: (5%, 10%, 15%)(v/v) dengan populasi bakteri (10 5 10 8 sel/ml) 14
Metodologi Penelitian Prosedur Penelitian : Tahap Persiapan ~ Pengembangan Kultur ~ Peremajaan Bakteri ~ Preparasi Tanah Proses Bioremediasi Tahap Analisa Hasil Bioremediasi ~ Analisa Temperatur, ph, DO (dissolved oxygen) ~ Analisa kadar C, N, P total ~ Analisa MLVSS ~ Analisa TPH (Total Petroleum Hidrokarbon) ~ Analisa BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl Benzene, Xylene) 15
Skema Tahap Penelitian Ukur kadar C- org, N, P, TPH, BTEX Tanah kontaminan Screening Inokulum Ukur ph, Temperatur, DO, Populasi bakteri, TPH, MLSS, MLVSS, BTEX Mixing Bioremediasi Pemisahan Air (Aquadest) Nutrien Udara Tanah hasil bioremidiasi Analisa Hasil Ukur kadar TPH, BTEX 16
Proses Bioremediasi Mixing Tanah Kontaminan Screening 8 mesh Inokulum Slurry Bioreaktor 17
Hasil Penelitian Dan Pembahasan Grafik IV.1 Perbandingan nilai TPH pada penambahan bakteri Bacillus cereus Grafik IV.2 Perbandingan % Biodegradasi TPH dengan penambahan bakteri Bacillus cereus Grafik IV.3 % Biodegradasi TPH pada akhir proses bioremediasi 18
Hasil Penelitian Dan Pembahasan 80000 12000 TPH (ug/g) 60000 40000 20000 y = -793.7x + 60336 y = 690.4x + 1142. 9000 6000 3000 MLVSS BC (mg/l) 0 0 7 14 21 Waktu (hari) TPH "A" MLVSS "A" Linear (MLVSS "A") Linear (TPH "A") 0 Grafik IV.4 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan Bacillus cereus 5% (v/v) Grafik IV.5 Hubungan TPH 5% (v/v) (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus 5% (v/v) (mg/l) terhadap waktu (hari) pada fase log 19
Hasil Penelitian Dan Pembahasan 80000 16000 TPH (ug/g) 60000 40000 20000 y = -1986.x + 60514 y = 750x + 5428. 12000 8000 4000 MLVSS BC (mg/l) 0 0 7 14 Waktu (hari) 0 TPH "B" MLVSS "B" Linear (MLVSS "B") Linear (TPH "B") Grafik IV.6 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan Bacillus cereus 10% (v/v) Grafik IV.7 Hubungan TPH 10% (v/v) (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus 10% (v/v) (mg/l) terhadap waktu (hari) pada fase log 20
Hasil Penelitian Dan Pembahasan 80000 24000 TPH (ug/g) 60000 40000 20000 y = -1778x + 55600 y = 1071.x + 8142. 18000 12000 6000 MLVSS BC (mg/l) 0 0 7 14 Waktu (hari) 0 TPH "C" MLVSS "C" Linear (MLVSS "C") Linear (TPH "C") Grafik IV.8 Perbandingan nilai (MLVSS Bacillus cereus dan TPH) vs waktu pada penambahan Bacillus cereus 15% (v/v) Grafik IV.9 Hubungan TPH 15% (v/v) (ug/g) dan MLVSS Bacillus cereus 15% (v/v) (mg/l) terhadap waktu (hari) pada fase log 21
Hasil Penelitian Dan Pembahasan 40 Benzene (ug/g) 30 20 10 0 0 32 63 Waktu (hari) 0% (v/v) 5% (v/v) 10% (v/v) 15% (v/v) Grafik IV.10 Konsentrasi benzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus Grafik IV.11 Konsentrasi toluene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus 22
Hasil Penelitian Dan Pembahasan Grafik IV.12 Konsentrasi ethylbenzene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus Grafik IV.13 Konsentrasi xylene vs waktu pada tiap variabel penambahan Bacillus cereus 23
Hasil Penelitian Dan Pembahasan Grafik IV.14 Perbandingan % Biodegradasi BTEX dengan penambahan bakteri Bacillus cereus 24
Kesimpulan Bioremediasi dengan metode Slurry Bioreaktor dapat dimanfaatkan untuk mendegradasi senyawa hidrokarbon minyak bumi Semakin besar penambahan konsentrasi bakteri Bacillus cereus maka nilai MLVSS, % biodegradasi TPH, % biodegradasi BTEX semakin meningkat Dari segi mereduksi TPH, yang terbaik adalah bioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu sebesar 84,82% Dari segi % biodegradasi BTEX, yang terbaik adalah bioreaktor dengan penambahan Bacillus cereus 15% (v/v), yaitu berturut-turut sebesar 97,86%; 79,34%; 75,03%; 59,25% 25
Saran Pengaduk pada reaktor harus selalu dikontrol agar selalu stabil, karena pengadukan yang terlalu cepat menyebabkan bakteri kesulitan untuk mendapatkan suplai oksigen yang merata Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai aktivitas mikroorganisme, karakteristik dan interaksi antar mikroorganisme untuk mengetahui pengaruhnya terhadap degradasi senyawa hidrokarbon pada proses bioremediasi dengan menggunakan Slurry Bioreaktor 26