bab ii bio tan lin

22
BAB II TINJAUAN PUSTAKA & PEMBAHASAN 2.1 Contoh / aplikasi Bioteknologi Tanah 2.1.1 Teknologi Kompos Bioaktif Proses pengkomposan alami memakan waktu yang sangat lama, berkisar antara enam bulan hingga setahun sampai bahan organik tersebut benar-benar tersedia bagi tanaman. Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan mikroba penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi. Penggunaan mikroba dapat mempersingkat proses dekomposisi dari beberapa bulan menjadi beberapa minggu saja. Di pasaran saat ini banyak tersedia produk-produk biodekomposer untuk mempercepat proses pengomposan, misalnya: SuperDec, OrgaDec, EM4, EM Lestari, Starbio, Degra Simba, Stardec, dan lain- lain. Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan mikroba lignoselulolitik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan berperan sebagai agensia hayati pengendali penyakit tanaman. SuperDec dan OrgaDec, biodekomposer yang dikembangkan oleh Balai Penelitian Bioteknologi 6

Upload: ahmad-aonillah

Post on 08-Dec-2014

15 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

hhk

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II bio tan lin

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

&

PEMBAHASAN

2.1 Contoh / aplikasi Bioteknologi Tanah

2.1.1 Teknologi Kompos Bioaktif

Proses pengkomposan alami memakan waktu yang sangat lama,

berkisar antara enam bulan hingga setahun sampai bahan organik tersebut

benar-benar tersedia bagi tanaman.

Proses pengomposan dapat dipercepat dengan menggunakan

mikroba penghancur (dekomposer) yang berkemampuan tinggi.

Penggunaan mikroba dapat mempersingkat proses dekomposisi dari

beberapa bulan menjadi beberapa minggu saja. Di pasaran saat ini banyak

tersedia produk-produk biodekomposer untuk mempercepat proses

pengomposan, misalnya: SuperDec, OrgaDec, EM4, EM Lestari, Starbio,

Degra Simba, Stardec, dan lain-lain.

Kompos bioaktif adalah kompos yang diproduksi dengan bantuan

mikroba lignoselulolitik unggul yang tetap bertahan di dalam kompos dan

berperan sebagai agensia hayati pengendali penyakit tanaman. SuperDec

dan OrgaDec, biodekomposer yang dikembangkan oleh Balai Penelitian

Bioteknologi Perkebunan Indonesia (BPBPI), dikembangkan berdasarkan

filosofi tersebut. Mikroba biodekomposer unggul yang digunakan adalah

Trichoderma pseudokoningii , Cytopaga sp, dan fungi pelapuk putih.

Mikroba tersebut mampu mempercepat proses pengomposan menjadi

sekitar 2-3 minggu. Mikroba akan tetap hidup dan aktif di dalam kompos.

Ketika kompos tersebut diberikan ke tanah, mikroba akan berperan untuk

mengendalikan organisme patogen penyebab penyakit tanaman.

6

Page 2: BAB II bio tan lin

2.1.2 Biofertilizer

Mikroba-mikroba tanah banyak yang berperan di dalam

penyediaan maupun penyerapan unsur hara bagi tanaman. Tiga unsur hara penting

tanaman, yaitu Nitrogen (N), fosfat (P), dan kalium (K) seluruhnya melibatkan

aktivitas mikroba. Hara N tersedia melimpah di udara. Kurang lebih 74%

kandungan udara adalah N. Namun, N udara tidak dapat langsung dimanfaatkan

tanaman. N harus ditambat oleh mikroba dan diubah bentuknya menjadi tersedia

bagi tanaman.

Mikroba penambat N ada yang bersimbiosis dan ada pula yang hidup

bebas. Mikroba penambat N simbiotik antara lain : Rhizobium sp yang hidup di

dalam bintil akar tanaman kacang-kacangan ( leguminose ). Mikroba penambat N

non-simbiotik misalnya: Azospirillum sp dan Azotobacter sp. Mikroba penambat

N simbiotik hanya bisa digunakan untuk tanaman leguminose saja, sedangkan

mikroba penambat N non-simbiotik dapat digunakan untuk semua jenis tanaman.

Mikroba tanah lain yang berperan di dalam penyediaan unsur hara adalah

mikroba pelarut fosfat (P) dan kalium (K). Tanah pertanian kita umumnya

memiliki kandungan P cukup tinggi (jenuh). Namun, hara P ini sedikit/tidak

tersedia bagi tanaman, karena terikat pada mineral liat tanah. Di sinilah peranan

mikroba pelarut P. Mikroba ini akan melepaskan ikatan P dari mineral liat dan

menyediakannya bagi tanaman. Banyak sekali mikroba yang mampu melarutkan

P, antara lain: Aspergillus sp, Penicillium sp, Pseudomonas sp dan Bacillus

megatherium. Mikroba yang berkemampuan tinggi melarutkan P, umumnya juga

berkemampuan tinggi dalam melarutkan K.

Kelompok mikroba lain yang juga berperan dalam penyerapan unsur P

adalah Mikoriza yang bersimbiosis pada akar tanaman. Setidaknya ada dua jenis

mikoriza yang sering dipakai untuk biofertilizer, yaitu: ektomikoriza dan

endomikoriza. Mikoriza berperan dalam melarutkan P dan membantu penyerapan

hara P oleh tanaman. Selain itu tanaman yang bermikoriza umumnya juga lebih

tahan terhadap kekeringan. Contoh mikoriza yang sering dimanfaatkan adalah

Glomus sp dan Gigaspora sp.

Beberapa mikroba tanah mampu menghasilkan hormon tanaman yang

dapat merangsang pertumbuhan tanaman. Hormon yang dihasilkan oleh mikroba

7

Page 3: BAB II bio tan lin

akan diserap oleh tanaman sehingga tanaman akan tumbuh lebih cepat atau lebih

besar. Kelompok mikroba yang mampu menghasilkan hormon tanaman, antara

lain: Pseudomonas sp dan Azotobacter sp.

Mikroba-mikroba bermanfaat tersebut diformulasikan dalam bahan pembawa

khusus dan digunakan sebagai biofertilizer. Hasil penelitian yang dilakukan oleh

BPBPI mendapatkan bahwa biofertilizer setidaknya dapat mensuplai lebih dari

setengah kebutuhan hara tanaman. Biofertilizer yang tersedia di pasaran antara

lain: Emas, Rhiphosant, Kamizae, OST dan Simbionriza

2.2 Contoh / aplikasi Bioteknologi Lingkungan

2.2.1 BIOGAS

Biogas adalah gas yang dihasilkan dari proses penguraian bahan-bahan

organik oleh mikroorganisme pada kondisi langka oksigen (anaerob).

Komponen biogas antara lain sebagai berikut : ± 60 % CH4 (metana), ± 38 %

CO2 (karbon dioksida) dan ± 2 % N2, O2, H2, & H2S.

Pembuatan Biogas:

Biogas dibuat dengan memanfaatkan kotoran ternak, karena itu

dapat mengurangi pencemaran oleh kotoran ternak, dan sisa-sisa

biogas dapat dimanfaatkan untuk pupuk

Prinsip pembuatan biogas adalah adanya dekomposisi bahan

organik secara anaerobik (tertutup dari udara bebas) untuk

menghasilkan gas yang sebagian besar adalah berupa gas metan

(yang memiliki sifat mudah terbakar) dan karbon dioksida, gas

inilah yang disebut biogas.

Bakteri yang membantu

pembentukan biogas :

a) Bakteri

fermentative

b) Bakteri asetogenik

c) Bakteri metana

8

Page 4: BAB II bio tan lin

2.2.2 Mikroorganisme Pengolah Limbah

Mikroorganisme dapat dimanfaatkan oleh kalangan industri untuk

mengolah limbah sebelum limbahnya dibuang ke lingkungan. Misalnya,

industri yang limbahnya mengandung lemak dapat memanfaatkan

mikroorganisme pencerna lemak sebelum membuang limbah ke sungai.

Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang

memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan

material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme yang

digunakan umumnya bakteri aerob.

Proses pengolahan air limbah

a) Pengumpulan

b) Pemilahan

c) Pengaliran limbah

d) Pengendapan

e) Proses aerob

f) Kucuran air

g) Proses anaerob

h) Sumber energy

i) Pembuangan sampah

2.2.3 Cacing Tanah

Cacing tanah termasuk hewan tingkat rendah karena tidak mempunyai

tulang belakang (invertebrata). Cacing tanah termasuk kelas Oligochaeta.

Di Indonesia, cacing tanah telah banyak diternakkan. Sentra peternakan

cacing terbesar terdapat di Jawa Barat khususnya Bandung-Sumedang dan

sekitarnya.

Manfaat Cacing Tanah

Mengurangi pencemaran sampah organic

Menyuburkan Tanah

Memperbaiki aerasi dan struktur tanah

Meningkatkan ketersediaan air tanah

9

Page 5: BAB II bio tan lin

Makanan manusia

2.2.4 Agen Biokontrol

Di alam terdapat mikroba yang dapat mengendalikan organisme

pathogen dan hama. Organisme patogen akan merugikan tanaman ketika

terjadi ketidakseimbangan populasi antara organisme patogen dengan

mikroba pengendalinya, di mana jumlah organisme patogen lebih banyak

daripada jumlah mikroba pengendalinya. Apabila kita dapat

menyeimbangakan populasi kedua jenis organisme ini, maka hama dan

penyakit tanaman dapat dihindari.

Mikroba yang dapat mengendalikan hama tanaman antara lain: Bacillus

thurigiensis (BT), Bauveria bassiana , Paecilomyces fumosoroseus, dan

Metharizium anisopliae . Mikroba ini mampu menyerang dan membunuh

berbagai serangga hama. Mikroba yang dapat mengendalikan penyakit

tanaman misalnya: Trichoderma sp yang mampu mengendalikan penyakit

tanaman yang disebabkan oleh Gonoderma sp, JAP (jamur akar putih),

dan Phytoptora sp. Beberapa biokontrol yang tersedia di pasaran antara

lain: Greemi-G, Bio-Meteor, NirAma, Marfu-P dan Hamago.

2.2.5 Penggunaan bakteri untuk mengatasi limbah logam berat

Limbah pabrik  yang banyak mengandung logam berat dapat

dibersihkan oleh mikroorganisme yang dapat menggunkan logam berat

sebagai nutrien atau hanya menjerab (imobilisasi) logam berat. 

Mikrooganisme yang dapat digunakan dianatranya adalah Thiobacillus

ferroxidans dan Bacillus subtilis. Thiobacillus ferrooxidans mendapatkan

energi dari senyawa anorganik seperti besi sulfida dan menggunkan energi

untuk membentuk bahan bahan yang berguba seperti asam fumarat dan

besi sulfat (Budiyanto,MAK.2003).

10

Page 6: BAB II bio tan lin

Thiobacillus ferrooxidans

Klasifikasi ilmiah

Kingdom         : Eubacteria

Filum               : Proteobacteria

Kelas               : Gammaproteobacteria

Ordo                : Acidithiobacillales

Famili             : Acidithiobacillaceae

Genus              : Acidithiobacillus

Spesies            : Acidithiobacillus ferroxidans

11

Page 7: BAB II bio tan lin

Morfologi

Bakteri Thiobacillus ferrooxidans adalah Bakteri gram negatif aerobik

khemolitotrofik Bakteri berbentuk batang. Merupakan bakteri saprofit, yaitu

bakteri yang hidupnya dari sisa-sisa organisme mati atau sampah, Thiobacillus

adalah warna, dengan kutub flagella bakteri. Mereka memiliki sebuah besi oxida,

yang memungkinkan mereka untuk memetabolisme ion besi.

Fisiologi

Thiobacillus ferrooxidans adalah bakteri di udara. Termasuk bakteri

thermophilic, yaitu hidup pada suhu 45-50o C. Selain itu juga termasuk ke dalam

bakteri acidophilic, yang hidup pada pH dari 1,5 menjadi 2.5. Beberapa spesies,

hanya tumbuh pada pH netral.

Ekologi

Thiobacillus ferrooxidans yang paling umum adalah jenis bakteri tambang

di tumpukan sampah. Organisme ini adalah acidophilic (asam loving), dan

meningkatkan tingkat oksidasi pyrite Tailing tumpukan di tambang batu bara dan

deposito. Menurut Breemen (1993), kecepatan penurunan pH akibat oksidasi pirit

ditentukan oleh jumlah pirit, kecepatan oksidasi, kecepatan perubahan hasil

oksidasi, dan kapasitas netralisasi. Proses oksidasi yang dapat membahayakan,

karena memproduksi sulfuric acid, yang merupakan alat utama. Namun, juga

dapat bermanfaat dalam pemulihan bahan seperti tembaga dan uranium.

Ferrooxidans untuk membentuk sebuah hubungan simbiotik dengan anggota

bakteri jenis Acidiphilium, bakteri yang mampu pengurangan besi. Jenis lainnya

Thiobacillus tumbuh dalam air dan endapan; terdapat kedua jenis air tawar dan air

laut.

Peranannya dalam lingkungan

Salah satu jenis bahan bakar yang melimpah di dunia adalah batu bara.

Pembakaran batu bara merupakan metode pemanfaatan batu bara yang telah

sekian lama dilakukan. Masalah yang muncul sebagai akibat pembakaran

langsung batu bara adalah emisi gas sulfur dioksida. Sulfur yang terdapat dalam

batu bara perlu disingkirkan karena sulfur dapat menyebabkan sejumlah dampak

negatif bagi lingkungan.

12

Page 8: BAB II bio tan lin

Salah satu alternatif yang paling aman dan ramah terhadap lingkungan untuk

desulfurisasi batubara adalah secara mikrobiologi menggunakan bakteri

Thiobacillus ferrooxidans dan Thiobacillus thiooxidans. Penggunaan kombinasi

kedua bakteri ini ditujukan untuk lebih mengoptimalkan desulfurisasi.

Thiobacillus ferooxidans memiliki kemampuan untuk mengoksidasi besi dan

sulfur, sedangkan Thiobacillus thiooxidans tidak mampu mengoksidasi sulfur

dengan sendirinya, namun tumbuh pada sulfur yang dilepaskan setelah besi

teroksidasi.

Desulfurisasi batubara secara mikrobiologi dengan menggunakan kedua

bakteri tersebut memiliki beberapa kelebihan, dibandingkan desulfurisasi secara

kimiawi, yaitu lebih efisien, ekonomis dan ramah lingkungan. Selama ini,

memang telah dilakukan beberapa penelitian mengenai desulfurisasi batubara,

tetapi hasilnya masih kurang optimal. Diharapkan dengan adanya desulfurisasi

batubara, dapat mengurangi kadar sulfur batubara, dengan tujuan setidaknya dapat

mengurangi polutan sulfat di lingkungan, mengingat batubara sebagai energi

alternatif pengganti minyak bumi dimasa mendatang.

Bioleaching

Bioleaching merupakan suatu proses untuk melepaskan (remove) atau

mengekstraksi logam dari mineral atau sedimen dengan bantuan organisme hidup

atau untuk mengubah mineral sulfida sukar larut menjadi bentuk yang larut dalam

air dengan memanfaatkan mikroorganisme (Brandl, 2001). Sementara Bosecker

(1987) mengungkapkan bahwa bioleaching merupakan suatu proses ekstraksi

logam yang dilakukan dengan bantuan bakteri yang mampu mengubah senyawa

logam yang tidak dapat larut menjadi senyawa logam sulfat yang dapat larut

dalarn air melalui reaksi biokirnia. Bioleaching logam berat dapat rnelalui

oksidasi dan reduksi logam oleh mikroba, pengendapan ion-ion logam pada

permukaan sel rnikroba dengan menggunakan enzim, serta menggunakan

biomassa mikroba untuk menyerap ion logam (Chen dan Wilson, 1997). Bakteri

yang digunakan dalam proses tersebut antara lain adalah bakteri Pseudomonas

fluorescens, Escherichia coil, Thiobacillus ferrooxidans dan Bacillus sp sebagai

13

Page 9: BAB II bio tan lin

bakteri leaching yang mampu melarutkan senyawa timbal sulfida sukar larut

menjadi senyawa timbal sulfat yang dapat larut melalui proses biokimia.

Tahapan dalam Bioleaching:

Pembakaran pirit (FeS2)

Pada langkah pertama, disulfide secara spontan dioksidasi menjadi tiosufat oleh

besi ferri (Fe3+), yang kemudian akan dikurangi untuk memeberikan besi ferrous

(Fe2+)

FeS2 +  6 Fe3+ + 3 H2- à 7 Fe 2- + S2O3 2- + 6 H-           (1) spontan

Besi ferrous ini kemudian dioksidasi oleh bakteri aerob :

4Fe2+  + O2 + 4H+ à 4Fe3- + 2H2O                            (2) Oksidasi besi

Tiosulfat juga dioksidasi oleh bakteri untuk memberikan sulfat ;

S2o32- + 2O2 + H2O à 2SO4 2- + 2H-                                   (3) oksidasi belerang.

Besi-besi dihasilkan dalam reaksi  2 sulfida teroksidasai lebih seperti pada reaksi

1, menutup siklus dan diberi reaksi bersih

2 FeS2 + 7O2 + 2H2O à 2Fe2+ + 4SO4 2- + 4H-                  (4)

14

Page 10: BAB II bio tan lin

Produk bersih reaksi yang larut yaitu ferro sulfat dan asam sulfat.

Proses oksidasi mikroba terjadi pada membrane sel bakteri. Bebrapa electron

masuk ke dalam sel yang digunakan dalam proses biokimia unutk menghasilkan

energy bagi bakteri sementara mengurangi oksigen ke air. Reaksi kritis adalah

oksidasi sulfide dengan besi besi. Peran utma dari bakteri adalah langkah

regenerasi reakttran ini. Proses untuk tembaga sangat mirip, namun efisiensi dan

kinetika tergantung pada mineral temabah. Mineral temabaga utama kalkopirit

(CuFeS2) jumlah melimpah dan sanagt efisien. Pencucian CuFeS2 terdiri dari 2

tahap yaitu menajdi teralrut dan kemudian lebih lanjur oksidasi, dengan Cu2+ ion

yang tertinggal dalam larutan (Novi hidayatullah, dkk.2011).

Pencucian kalkopirit ;

CuFeS2 + 4 Fe3+ à Cu2- + 5Fe2-  + 2 S          (1) spontan

4Fe2+ + O2 + 4 H+ à 4 Fe 3- + 2 H2O             (2) oksidaisi besi

2 S + 3O2 + 2H2O à 2 SO4 2- + 4 H-             (3) oksidasi belerang

CuFeS2 + 4 O2 à Cu2- + Fe 2- + 2 SO4 2-          (4) Reaksi berakhir

Secara umum, sulfide yang pertama dioksidsi menajdi sulfur elemental,

sedangkan sulfide yang teroksidasi untuk membentuk tiosulfat, dan proses ini

dapat diterapkan pada biji sulfide lain. Dalam hal ii tujuan tunggal langkah bakteri

adalah regenerasi Fe 3+ sulfidik bijih besi dapat ditambhakan untuk mempercepat

proses dan menyediakan sumber besi. (Novi hidayatullah, dkk.2011).

15

Page 11: BAB II bio tan lin

 

Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Bakteri Thiobacillus ferrooxidans

Keuntungan

- Kehadiran bakteri secara signifikan dapat meningkatkan kecepatan

proses pencucian secara keseluruhan

- Thiobacillus ferrooxidans akan mengoksidasi senyawa besi

belerang (besi sulfida) di sekelilingya. proses ini membebaskan

sejumlah energi yang akan digunakan untuk membentuk senyawa

yang diperlukan dan menghasilkan senyawa asam sulfat dan besi

sulfat. kedua senyawa ini akan menyerang bebatuan di sekitar

tembaga sehingga dapat lepas dari bijinya.

- Thiobacillus ferrooxidans akan mengubah tembaga sulfida yang

tidak larut dalam air menjadi tembaga sulfat yang larut dalam air. 

Ketika air mengalir melalui batuan, senyawa tembaga sulfat akan

ikut terbawa dan  lambat laut terkumpul dalam kolam berwarna

biru cemerlang

- Dalam lingkungan tanah, T.ferrooxidans berguna sebagai sumber

slow release fosfat dan sulfat untuk pemupukan tanah. (Kuenen, J.

Gijs, et al.1992)

16

Page 12: BAB II bio tan lin

- Thiobacillus ferroxidans merupakan bakteri kemolitotrof, dimana

bakteri kemo dapat mengambil dan mngumpulkan io-ion logam

beracun sehingga bermanfaat untuk memindahkan polutan dari air

limbah. usaha memperbaiki kualitas lahan termasuk tanah dan air

serta pencemaran dengan  menggunakan mikroorganisme disebut

bioremediasi (wujaya,jati.2008).

- Thiobacillus dapat membantu produsen logam menghemat energi,

mngurangi polusi dan demikian menekan biaya produksi(Majalah

Tempo,2010).

- Dalam hal tujuan tunggal langkah bakteri adalah regenerasi Fe 3+

sulfidik bijih besi dapat ditambhakan untuk mempercepat proses

dan menyediakan sumber besi

Kerugian

Bakteri Thiobacillus ferrooxidans pengoksidasi Fe (mengubah Fe3+

yang bersifat sebagai ion terlarut menjadi Fe (OH)3) yang bersifat tidak larut)

dapat menimbulkan korosi. Prose korosi secara mikrobiologis tidak berarti

logam tersebut dimakan oleh mikroorganisme tetapi akibat pertumbuhan

mikrobe tersebut yang mengahsilakn senyawa, Yang bersifat korosif misalnya

asam (Waluyo,Lud.2009). Produk sampingan lain dari metabolisme (asam

sulfat) bakteri T. ferrooxidans kadang-kadang berhubungan dengan korosi

oksidatif dari beton dan pipa. (Kuenen, J. Gijs, et al.1992). Hal ini disebabkan

karena mikroba tersebut mampu mendegradasi logam melalui reaksi redoks

untuk memperoleh energi bagi keberlangsungan hidupnya.

2.2.6 Dekomposisi Minyak Bumi

Degradasi minyak bumi dapat dilakukan dengan memanfaatkan

mikroorganisme seperti bakteri, beberapa khamir, jamur, sianobakteria,

dan alga biru. Mikroorganisme ini mampu menguraikan komponen

minyak bumi karena kemampuannya mengoksidasi hidrokarbon dan

menjadikan hidrokarbon sebagai donor elektronnya. Mikroorganisme ini

berpartisipasi dalam pembersihan tumpahan minyak dengan mengoksidasi

17

Page 13: BAB II bio tan lin

minyak bumi menjadi gas karbon dioksida (CO2). Sebagai contoh, bakteri

pendegradasi minyak bumi akan menghasilkan bioproduk seperti asam

lemak, gas, surfaktan, dan biopolimer yang dapat meningkatkan porositas

dan permeabilitas batuan reservoir formasi klastik dan karbonat apabila

bakteri ini menguraikan minyak bumi.

Di dalam minyak bumi terdapat dua macam komponen yang dibagi

berdasarkan kemampuan mikroorganisme menguraikannya, yaitu

komponen minyak bumi yang mudah diuraikan oleh mikroorganisme dan

komponen yang sulit didegradasi oleh mikroorganisme.

Komponen minyak bumi yang mudah didegradasi oleh bakteri

merupakan komponen terbesar dalam minyak bumi atau mendominasi,

yaitu alkana yang bersifat lebih mudah larut dalam air dan terdifusi ke

dalam membran sel bakteri. Jumlah bakteri yang mendegradasi komponen

ini relatif banyak karena substratnya yang melimpah di dalam minyak

bumi. Isolat bakteri pendegradasi komponen minyak bumi ini biasanya

merupakan pengoksidasi alkana normal.

Komponen minyak bumi yang sulit didegradasi merupakan komponen

yang jumlahnya lebih kecil dibanding komponen yang mudah didegradasi.

Hal ini menyebabkan bekteri pendegradasi komponen ini berjumlah lebih

sedikit dan tumbuh lebih lambat karena kalah bersaing dengan

pendegradasi alkana yang memiliki substrat lebih banyak. Isolasi bakteri

ini biasanya memanfaatkan komponen minyak bumi yang masih ada

setelah pertumbuhan lengkap bakteri pendegradasi komponen minyak

bumi yang mudah didegradasi.

Jenis Hidrokarbon yang Didegradasi Mikroba

a) Hidrokarbon Alifatik

Mikroorganisme pedegradasi hidrokarbon rantai lurus

dalam minyak bumi ini jumlahnya relatif kecil dibanding

mikroba pendegradasi hidrokarbon aromatik. Di antaranya

adalah Nocardia, Pseudomonas, Mycobacterium, khamir

tertentu, dan jamur. Mikroorganisme ini menggunakan

18

Page 14: BAB II bio tan lin

hidrokarbon tersebut untuk pertumbuhannya. Penggunaan

hidrokarbon alifatik jenuh merupakan proses aerobik

(menggunakan oksigen). Tanpa adanya O2, hidrokarbon ini

tidak didegradasi oleh mikroba (sebagai pengecualian

adalah bakteri pereduksi sulfat).

Gambar 1. Reaksi degradasi hidrokarbon alifatik

b) Hidrokarbon Aromatik

Banyak senyawa ini digunakan sebagai donor elektron

secara aerobik oleh mikroorganisme seperti bakteri dari

genus Pseudomonas. Metabolisme senyawa ini oleh bakteri

diawali dengan pembentukan Protocatechuate atau catechol

atau senyawa yang secara struktur berhubungan dengan

senyawa ini. Kedua senyawa ini selanjutnya didegradasi

menjadi senyawa yang dapat masuk ke dalam siklus Krebs

(siklus asam sitrat), yaitu suksinat, asetil KoA, dan piruvat.

19

Page 15: BAB II bio tan lin

Gambar 2. Reaksi degradasi hidrokarbon aromatik

Faktor Pembatas Biodegradasi

Kemampuan sel mikroorganisme untuk melanjutkan pertumbuhannya

sampai minyak bumi didegradasi secara sempurna bergantung pada suplai

oksigen yang mencukupi dan nitrogen sebagai sumber nutrien. Seorang

ilmuwan bernama Dr. D. R. Boone menemukan bahwa nitrogen tetap

merupakan nutrien yang paling penting untuk degradasi bahan bakar.

Selain itu keaktifan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon juga

dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti temperatur dan pH. Kondisi

lingkungan yang tidak sesuai menyebabkan mikroba ini tidak aktif bekerja

mendegradasi minyak bumi. Sebagai contoh, penambahan nutrien

anorganik seperti fosfor dan nitrogen untuk area tumpahan minyak

meningkatkan kecepatan bioremediasi secara signifikan.

20