Anita Yulianti: BIOREMEDIASI (INOVASI BIOTEKNOLGI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH)

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan zaman dan lonjakan penduduk yang pesat, permasalahan limbah tidak terelakkan lagi. Hal ini disebabkan oleh banyaknya aktivitas-aktivitas yang dilakukkan baik oleh perseorangan ataupun suatu kelompok demi pemenuhan kebutuhan barang dan jasa.

Kendati demikian, sebagai manusia yang dianugerahi akal dan pikiran yang sehat, maka sudah sepantasnya kita tetap menjaga kelestarian dan keseimbangan alam ini agar termasuk hamba Alloh yang senantiasa bersyukur. Salah satu tindakan yang mengarah pada hal tersebut adalah dengan pengolahan limbah dengan baik, yang tentuuya menjadi ramah lingkungan.

1.2. Tujuan

a. Untuk mengetahui peran bioteknologi dalam penanggulangan Limbah

b. Untuk mengetahui manfaat salah satu inovasi bioteknologi dalam pengolahan limbah (bioremediasi)

c. Untuk mengetahui teknik-teknik pengolahan limbah dengan bioremediasi

1.3. Rumusan Masalah

a. Bagaimanakah peran bioteknologi dalam penanggulangan limbah?

b. Bagaimanakah manfaat bioteknologi dalam penanggulangan limbah?

c. Bagaimanakah teknik-teknik pengolahan limbah dengan bioremediasi?

1.4.

PEMBAHASAN

BIOREMEDIASI (INOVASI BIOTEKNOLGI DALAM PENGOLAHAN LIMBAH)

A. PENGERTIAN BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi adalah cabang ilmu yang memanfaatkan makhluk hidup (bakteri, fungsi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Bioteknologi tidak hanya didasari pada hanya didasari pada biologi semata, tetapi juga pada ilmu-ilmu terapan dan murni lain. Seperti biokimia, computer, biologi molekuler, mikrobiologi, genetika, kimia, matematika dan lain sebagainya. Dengan kata lain bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

B. PENGERTIAN BIOREMEDIASI

Bioremediasi berasal dari kata bio dan remediasi atau "remediate" yang artinya menyelesaikan masalah. Secara umum bioremediasi dimaksudkan sebagai penggunaan mikroba untuk menyelesaikan masalah-masalah lingkungan atau untuk menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dari tanah, lumpur, air tanah atau air permukaan sehingga lingkungan tersebut kembali bersih dan alamiah.

Bioremeiasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi mikroorganisme memodifikasi polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pasa banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradai dimana polutan beracun terdegradasi strukturnya menjadi tidak kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun.

Mikroba yang hidup di tanah dan di air tanah dapat “memakan” bahan kimia berbahaya tertentu, misalnya berbagai jenis minyak. Mikroba mengubah bahan kimia ini menjadi air dan gas yang tidak berbahaya misalnya CO2. Bakteri yang secara spesifik menggunakan karbon dari hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber makanannya disebut sebagai bakteri petrofilik. Bakteri inilah yang memegang peranan penting dalam bioremediasi lingkungan yang tercemar limbah minyak bumi.

Aplikasi bioremediasi di Indonesia mengacu pada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 128 Tahun 2003 (KepMen LH no. 128/2003) mengatur tentang tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis.

C. MANFAAT BIOREMEDIASI

Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada :

1. Bidang Lingkungan, yakni, 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, yakni 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, karena 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.

D. PROSES PENGURAIAN LIMBAH DENGAN CARA BIOREMEDIASI

1. Komponen dalam Bioremediasi

Mikroorganisme

Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri"pemakan minyak".

Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

Tanah
Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzim-enzim mikrobial dan air. Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil kasar sehingga disp.ersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di dalam tanah.

Temperatur
Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron adalah 30-40^oC.. Suhu sangat berpengaruh terhadap lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi.

Oksigen
Langkah awal katabolisme senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan katalis enzim oksidase, dengan demikian tersedianya oksigen merupakan syarat keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon minyak.

Nutrien
Mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energi dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan pertumbuhannya meningkat.

Interaksi antar Polusi

Fenomena lain yang juga perlu mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikroorganisme untuk bioremediasi adalah interaksi antara beberapa galur mikroorganisme di lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kometabolisme. Kometabolisme merupakan proses ransformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energi yang dihasilkan.

2. Teknik Bioremediasi

Tenik Biopile

Teknik ini digunakan untuk mengatasi cemaran minyak, yaitu dengan memanfaatkan mikroba untuk menguraikan bahan-bahan pencemar (sebagai contoh yang diangkat disini hidrokarbon minyak) yang terkandung dalam tanah, lumpur, pasir dan sebagainya menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak berbahaya. Biopile juga dikenal seebagai biocells, bioheaps, biomounds dan compost pile. Teknologi ini dilakukan dengan menumpuk tanah-tanah yang terkontaminasi dan menstimulasi aktivitas mikroba dengan memperhatikan aerasinya, menambahkan nutrisi-nutrisi, menjaga kelembaban dan perlakuan lainnya untuk meningkatkan aktivitas mikrobba dalam mendegradasi senyawa-senyaawa pencemar hidrokarbon minyak.

Keunggulan Teknik Biopile

§ Waktu proses biodegradasi (untuk mencapai target 1%sesuai peraturan yang berlaku) lebih cepat disbanding beberapa teknik lain. Teknik biopile ini memerlukan waktu sekitar 1,-2 bulan (tergantung jenis miyak), lebih cepat dibandingkan beberapa teknik lain yang memerlukan waaktu rata-rata sampai 6 bulan.

§ Lahan yang diperlukan lebih sedikit, karena tanah tercemar, setelah dicampur dengan bahan-bahan l ain yang diperlukan, dapat ditumpuk setinggi 1,5-3 meter. Hal ini dimungkinkan karena dilengkapi system aerasi aktif. Sementara ketinggian maksimal tumpukan tanah pada teknik yang lain tanpa aerasi aktif hanya 30 cm.

§ Proses bioremediasi dengan teknik biopile dapat lebih terkontrol dibandingkan teknik lain.

Pre-Treatment untuk Meningkatkan Biodegradabilitas Senyawa-Senyawa Pencemar

Biodegradabilitas bahan pencemar berbeda-beda, untuk it diperlukan pre-treatment diperlukan untuk bahan-bahan pencemar yang tidak mudah terdegradasi secara biologis (ditandai oehh nilai BOD tinggi dan COD rendah).

Teknik Landfarming

Teknik ini berbeda dengan teknik koordinatnya, seperti teknik biopile dan composting. Berbeda dengan teknik biopile, teknik ini memerlukan system aerasi dengan blower dan pemipaan. Kebutuhan akan oksigen dipenuhi melalui udara yang mesuk melalui pipa pori-pori tanah secara berkala. Pengadukan dan pembalikan berkala ini dilakukan oleh para petani untuk menggemburkan tanh. Oleh karena iru, teknik yang meniru cara-cara perlakuan tanah oleh para petani ini disebut dengan teknik landfarming..

Keunggulan Teknik Landfarming

Beberapa keunggulan yang ditawarkan:

§ Tidak memerlukan system aerasi secara khusus

§ Praktis tidak memerlukan energi untuk aerasi

§ Kemudahan dalam penambahan nutrisi, mengatur keleembaban dan penambahan mikroba secara bertahap (bersamaan dengan pembalikan)

Teknik Komposting

Teknik komposting salah satunya adalah keranjang Takakura. Proses pengomposan ala takakura merupakan proses pengomposan aerob dimana udara dibutuhkan sebagai asupan penting dalam proses pertumbuhan mikroorganisme yang menguraikan sampah menjadi kompos. Bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut:

§ keranjang plastik berventilasi (tempat pakaian kotor). Ukuran besar atau sedang, lengkap dengan tutupnya.

§ kardus bekas seukuran keranjang plastik.

§ cetok.

§ gabah/ kulit beras dimasukkan ke dalam kantung dari kain vitrase (2 buah).

§ kompos jadi, dibeli di tempat penjualan bibit yang nantinya dicampur/ diaduk dengan sampah yang sudah dicacah (daun, sayuran, sisa buah).

§ kain tipis/ kain kasa warna hitam sebesar tutup keranjang.

Cara Pembuatan:

§ siapkan keranjang plastik berventilasi ukuran (min 30 x 40 x 50 cm).

§ lapisi bagian dalam dengan karton bekas kardus.

§ letakkan bantal berventilasi berisi gabah di bagian dasar keranjang (bantal 1).

§ isi dengan kompos jadi + / – setinggi 25 cm.

§ letakkan bantal 2 berisi gabah di atas kompos jadi.

§ tutup dengan kain kasa hitam bersama dengan tutup keranjang.

Berikut gambar desain keranjang Takakura:

Cara pengomposan:

§ Sampah-sampah rumah tangga sisa makanan atau sisa dapur ditiriskan agar bebas dari air/ cairan dan bila ada bekas sayuran yang masih panjang-panjang dirajang terlebih dahulu.

§ Setelah dikumpulkan sampah rumah tangga tadi dimasukkan ke dalam keranjang takakura yang telah disiapkan dicampurkan dalam kompos jadi, dalam keranjang diaduk menggunakan cetok sampai rata. Kemudian letakkan kembali bantal gabah ii di atasnya dan tutup kembali keranjang.

§ Sampah-samaph rumah tangga sisa makanan dapur/ sampah organic dibuang setiap hari ke dalam keranjang takakura.

§ Setelah penuh dan cukup umur, kompos yang sudah matang dari takakura dikeluarkan untuk kemudian dijemur sampai kering kemudian diayak menjadi kompos jadi. Untuk calon kompos yang belum matang dikembalikan ke keranjang takakura. Digunakan untuk keperluan pemupukan tanaman di halaman rumah sendiri.

III

PENUTUP

1.1 Simpulan

Bioteknologi merupakan ilmu terapan yang menggabungkan berbagai cabang ilmu dalam proses produksi barang dan jasa.

Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada :

a. Bidang Lingkungan, yakni, pengolahan limbah yang ramah lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan.

b. Bidang Industri

c. Bidang Ekonomi

d. Bidang Pendidikan

e. Bidang Teknologi

f. Bidang Sosial

g. Bidang Kesehatan

h. Bidang Politik

Penguraian limbah dengan bioremediasi memperhatikasn beberapa aspek, yaitu:

§ Mikroorganisme

§ Tanah

§ Temperatur

§ Oksigen

§ Nutrien

§ Interaksi antar Polusi

Beberapa teknik yang digunakan dalam Bioremediasi:

§ Teknik Biopile

§ Teknik Landfarming

§ Teknik Komposing

3.2. Saran

Sebagai manusia yang dianugerahi akal oleh Alloh swt, kita harus selalu berusaha menyeimbangkan keadaan di alam ini. Salah satunya dengan menangani permasalahan limbah yang belakangan ini menjadi polemik yang kian hari kian serius apabila dibiarkan beitu saja dan tidak serius dalam penanganannya.

Seiring dengan kemajuan tekhnologi, kita tidak boleh menyia-nyiakan hal yang dapat mempermudah usaha kita sehingga menghasilkan produk yang semakin baik. Dengan adanya bioteknologi, kita harus memanfaatkannya untuk mengolah limbah-limbah yang ada menjadi ramah bahkan bermanfaat bagi lingkungan.

DAFTAR PUSTAKA

http://bioteknologiindonesia.blogspot.com/2009/02/pengertian-bioteknologi.html [akses 11 Agustus 2012]

http://id.wikipedia.org/wiki/Bioremediasi [akses 11 Agustus 2012]

http://watchann.wordpress.com/2009/09/26/peran-bioteknologi-dalam-bioremediasi- limbah-plastik-dan-styrofoam/ [akses 12 Agustus 2012]

http://bioremediasi.blogspot.com/ [akses 12 Agustus 2012]

www.google.co.id/webhp?source=search_app#hl=id&sclient=psy-ab&q=tahapan+bioremediasi&oq=tahapan+bioremediasi&gs_l=hp.3...89227.96210.1.97926.12.12.0.0.0.8.2482.11291.5-3j1j4j1j1.10.0...0.0...1c.b49vw0M9wzM&pbx=1&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_qf.&fp=508041ca2faf922c&biw=1366&bih=653 [akses 12 Agustus 2012]

http://www.balaitl.com/pmain.php?id_hal=39 [akses 12 Agustus 2012]

http://keranjangtakakura.blogspot.com/ [akses 12 Agustus 2012]