Apa yang dimaksud dengan remediasi in-situ dan remediasi ex-situ

Cari soal sekolah lainnya

KOMPAS.com - Seiring dengan berkembangnya peradaban manusia, kegiatan manusia menjadi semakin banyak dan semakin canggih.

Kegiatan manusia mulai dari rumah tangga, industri, serta eksplorasi sumber daya alam menghasilkan polutan berupa sampah ataupun limbah yang di lepaskan ke lingkungan. Diperkirakan setiap tahunnya 1,3 miliar ton sampah dibuang ke laut.

Hal tersebut mengakibatkan pencemaran lingkungan yang berakibat buruk bagi keseluruhan makhluk hidup.

Dilansir dari World Health Organization, 7 juta orang terbunuh setiap tahunnya akibat udara tercemar yang mereka hirup. Pencemaran lingkungan tersebut harus ditanggulangi dan salah satu cara menanganinya dengan bioremediasi.

Bioremediasi berasal dari kata bio dan remediasi. Bio berarti kehidupan, sedangkan remediasi berarti tindakan atau proses penyembuhan. Sehingga bioremediasi bisa dimaknai sebagai tindakan penyembuhan lingkungan menggunakan makhluk hidup.

Baca juga: Pencemaran Lingkungan: Macam, Penyebabnya, dan Dampaknya

Vidali dalam bukuBioremediation an Overview Pure and Applied Chemistry [2011] menyebutkan bahwa bioremediasi adalah proses penguraian limbah organik maupun anorganik polutan dari sampah dengan menggunakan organisme [bakteri, jamur, tumbuhan, atau enzimnya] dalam mengendalikan pencemaran pada kondisi terkontrol untuk mereduksi pencemar dari lingkungan.

Secara lebih spesifik, bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk membersihkan pencemaran yang disebabkan oleh limbah minyak. 

Jenis bioremediasi

Berdasarkan wilayah remediasinya, bioremediasi dibedakan menjadi dua yaitu bioremediasi ex-situ dan bioremediasi in-situ. Berikut penjelasannya: 

Bioremediasi ex-situ adalah usaha pemulihan lingkungan dengan melakukan penggalian dan membawa unsur yang tercemar tersebut untuk dipulihkan di tempat lain.

Dilansir dari National Center for Biotechnology Information, ada empat cara untuk melakukan bioremediasi ex-situ yaitu:

1. Biopile yaitu penimbunan di atas galian tanah yang tercemar, diikuti dengan penambahan nutrisi, dan aerasi untuk meningkatkan aktivitas mikroba. Dalam biopile juga dapat dilakukan sistem pemanas agar diodegradasi berjalan dengan lebih cepat.
2. Windrow merupakan teknik bioremediasi yang dilakukan dengan pembalikan tumpukan tanah yang tercemar secara berkala. Pembalikan tanah ini dibarengi dengan peningkatan aerasi dan juga nutrisi yang akan mempercepat biodegradasi oleh mikroba.
3. Bioreaktor ialah teknik bioremediasi yang dilakukan dalam sebuah tanki besar. Tanki besar tersebut memiliki kondisi yang terkendali bagi mikroba untuk bertahan hidup, sehingga biodegradasi bisa berjalan dengan cepat.
4. Land farming adalah teknik bioremediasi ex-situ yang paling sederhana. Dalam land farming, tanah yang tercemar akan diambil dan dicampur dengan nutrisi seperti nitrogen, fosfor, dan kalium untuk merangsang aktivitas mikroorganisme. Tanag tersebut kemudian dicampurkan ke tanah lain yang belum terkontaminasi.

Baca juga: Pencemaran Udara: Dampak dan Solusi

Bioremediasi in-situ adalah teknik pemulihan lingkungan yang dilakukan secara langsing di lokasi pencemarannya. Dilansir dari Bioclear Earth, beberapa jenis bioremediasi in-situ adalah:

1. Biostimulasi adalah teknik bioremediasi yang merangsang aktivitas mikroba asli. Biostimulasi dilakukan dengan cara menambahkan nutrisi, meningkatkan kelembaban, dan mengatur suhu untuk merangsang pertumbuhan mikroba.
2. Biosparging yaitu teknik bioremediasi dengan cara menyuntikan oksigen ke dalam tanah untuk meningkatkan aktivitas bakteri aerob. Biosparging biasa digunakan untuk membersihkan minyak dan senyawa aromatic seperti benzene, toluene, dan naftalena dalam tanah.
3. Fitoremediasi merupakan bioremediasi in-situ yang menggunakan tanaman untuk memulihkan lingkungan dari polutan. Akar tumbuhan dapat menyerap polutan dan mengeluarkannya dari lingkungan. Tumbuhan yang digunakan dalam fitoremediasi disesuaikan dengan zat kontaminan yang akan dibersihkan.

Cari soal sekolah lainnya

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. Bioremediasi juga dapat dikatakan sebagai suatu proses alami untuk membersihkan bahan-bahan kimia berbahaya. Ketika mikroba mendegradasi bahan berbahaya tersebut,akan dihasilkan air dan gas tidak berbahaya seperti CO2 [Bijalwan dan Vandana, 2016].

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]. Laju degradasi mikroba terhadap logam berat tergantung pada beberapa faktor, yaitu aktivitas mikroba, nutrisi, derajat keasaman dan faktor lingkungan [Donlon, 2006].

Menurut Vidali [2001], Teknologi bioremediasi ada dua jenis, yaitu ex-situ dan in situ:

Bioremediasi In Situ adalah proses pembersihan bahan pencemar tanpa melalui pemindahan bahan ke lokasi lain. Tahapan in-situ terdiri atas pembersihan lokasi, penambahan mikrobia pendegradasi melalui proses injeksi [penyuntikan], serta proses bioremediasi oleh mikrobia. Dalam hal ini, mikrobia akan mengeluarkan sekret yang kemudian berikatan dengan senyawa racun tersebut.

Bioremediasi in-situ memiliki keuntungan lebih mudah dan murah, terutama bagi daerah-daerahyang tidak terjangkau oleh alat-alat berat untuk menggali lokasi yang tercemar. Akan tetapi, terdapat pula kelemahan teknologi ini. Proses remediasi sangat tergantung pada kemampuan hidup mikroorganisme. Dengan demikian, degradasi dan pembersihan bahan pencemar dapat berlangsung lebih lama. Dalam bioremediasi in-situ, penambahan nutrisi dan oksigen harus terus dilakukan agar mikroorganisme tetap dapat hidup.

Bioremediasi tanah yang terkontaminasi minyak bumi dengan metode bioventing terhadap penurunan kadar total petroleum hydrocarbon dan btex yang dilakukan oleh Marsya Dyasthi Putri, Firdaus Ali, dan Zulkifliani dari Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Mikroba yang digunakan yaitu Bacillus subtilis. Metode yang digunakan adalah bioventing. Bioventing merupakan aplikasi dari bioremediasi in situ yang dilakukan pada zona tidak jenuh yang memiliki permeabilitas gas yang bagus. Bioventing dilakukan pada pengolahan kontaminan volatil yang sukar dibiodegradasi. Bioventing cocok untuk kontaminan yang didegradasi melalui metabolisme aerobik dan memiliki tekanan uap kurang dari 1 atm. Pada bioventing digunakan gerakan udara yang diinjeksi melalui tanah yang tidak jenuh atau tanpa penambahan nutrien, untuk menstimulasi mikroorganisme tanah dalam mengubah kontaminan organik seperti hidrokarbon uapnya lebih besar dari 760 mmHg, maka penguapan akan berjalan dengan lebih cepat.

Penelitian ini sendiri dilakukan untuk mengetahui efisiensi kinerja dari bakteri sebagai biodegradator dan juga asupan oksigen dari sumur injeksi tersebut terhadap penurunan kadar TPH dan BTEX pada tanah yang terkontaminasi minyak bumi. Dimana penggunaan metode bioventing untuk pemulihan tanah yang terkontaminasi dengan menggunakan mikroorganisme dan oksigen sebagai asupan mikroorganisme tersebut atau biasa disebut dengan bioremediasi ini dilakukan untuk mengecek parameter-parameter kualitas tanah yang akan diteliti dalam hal ini adalah total petroleum hidrokarbon [TPH] dan BTEX. Pilot plan alat ini secara garis besar terdiri dari reaktor kaca berukuran 50 x 50 x 20 cm sebanyak 2 buah, 8 blower, tanah yang terkontaminasi minyak, pipa, lubang monitor. Peralatan yang digunakan untuk uji mikrobiologi adalah botols ample, cawan petri, buret, pipet, test tube, Erlenmeyer, shake water bath, gelas ukur, autoclave, incubator, timbangan analitis, kertas saring, gelas beker.

Gambar 1.1 Detail alat bioventing

Pengukuran penelitian dilakukan sebelum dan selama proses bioremediasi berlangsung. Pengukuran yang dilakukan sebelum proses berlangsung meliputi pengukuran kadar C, N dan P, serta nilai TPH dan BTEX awal. Pengukuran kadar C, N dan P berguna untuk mengetahui berapa banyak C, N dan P tambahan yang dibutuhkan untuk mengoptimalkan proses bioremediasi. Pengukuran TPH dan BTEX awal digunakan untuk melihat laju penurunan TPH dan BTEX selama proses bioremediasi.

Dimana hasilnya menunjukan bahwa Injeksi udara dan penambahan bakteri pada proses bioremediasi dapat menurunkan kadar kontaminan hidrokarbon aromatik berupa BTEX [senyawa yang ditemukan dalam minyak bumi produk] dengan kadar penurunan [% Biodegradasi] paling besar dari perlakuan Control 2 sebesar 66,65%, Konsentrasi Bakteri 15% v/v sebesar 37,69%, Konsentrasi Bakteri 10% v/v sebesar 34,41%, dan Control 1 sebesar 23,40%. Selain BTEX bioventing juga dapat menurunkan TPH [Total petroleum hydrocarbon [pengukuran konsentrasi pencemar hidrokarbon minyak bumi dalam tanah atau serta seluruh pencemar hidrokarbon minyak dalam suatu sampel tanah yang sering dinyatakan dalam satuan mg hidrokarbon/kg tanah] ] dari 5% sampai 0,5% selama 5 minggu untuk konsentrasi 10% v/v dan dari 5% sampai 1,21% selama 5 minggu untuk konsentrasi 15% v/v.

Ex-situ adalah pengelolaan yang meliputi pemindahan secara fisik bahan-bahan yang terkontaminasi ke suatu lokasi untuk penanganan lebih lanjut. Contoh: Penggunaan bioreaktor, pengolahan lahan [landfarming], pengkomposan dan beberapa bentuk perlakuan fase padatan lainnya.

Bioremediasi ex-situ, yaitu bioremediasi yang dilakukan dengan mengambil limbah di suatu lokasi lalu ditreatment di tempat lain, setelah itu baru dikembalikan ke tempat asal.  Kemudian diberi perlakuan khusus dengan memakai mikroba.  Bioremediasi ini bisa lebih cepat dan mudah dikontrol dibanding in-situ, ia pun mampu me-remediasi jenis kontaminan dan jenis tanah yang lebih beragam.

Bioremediasi Ex Situ Merupakan metode dimana mikroorganisme diaplikasikan pada tanah atau air terkontaminasi yang telah dipindahkan dari tempat asalnya. Teknik ek 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.

Pada Bioremediasi Ex Situ mikroorganisme diaplikasikan pada tanah atau air terkontaminasi yang telah dipindahkan dari tempat asalnya. Teknik ek situsendiri terdiri atas:  Landfarming, yaitu teknik dimana tanah yang terkontaminasi digali dan dipindahkan pada lahan khusus yang secara periodik diamati sampai polutan terdegradasi. Composting, merupakan 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, teknik dengan menggunakan aquaeous reaktor pada tanah atau air yang terkontaminasi.

Contoh Bioremediasi Ex Situ

1.         Bioremediasi Air Laut Terkontaminasi Minyak Bumi Dengan Menggunakan Bakteri Pseudomonas aeruginosa.

2.         Jenis bakteri untuk bioremediasi ex situ yaitu Pseudomonas aeruginosa.

3.         Unsur hara yang dibutuhkan yaitu urea dan KH2PO4.

Bijalwan, Arti dan Vandana Bijalwan. 2016. Application of green bioremediation technology for soil, water and air remediation. Journalijets. 3[5]: 95-103.

Donlon,  D.  L  dan  Bouder,  J. W.  2011.  Essay on  Bioremediation  of  Contaminated  Soil. Journal of Analytical Chemistry. 10[1]: 161-178.

Hardiani,  Teddy Kardiansyah dan Susi Sugesty.  2011.  Bioremediasi  Logam  Timbal  [Pb]  dalam  Tanah Terkontaminasi Limbah Sludge Industri Kertas Proses Deinking. Jurnal Selulosa. 1[1]: 31-41.

Vidali, M. 2001. Bioremediation An overview Pure Appl. Chem. 73[2]: 1163-1172.

Yulia, Riski, Lusiana., Marsa, Bindanetty., Dan Juliastuti, Rachmania, Sri. 2016. Bioremediasi Air Laut Terkontaminasi Minyak Bumi Dengan Menggunakan Bakteri Pseudomonas aeruginosa. Jurnal Himikan Unpad. 1[1] : 1-5.

Video yang berhubungan