By: Nimas Mayang Sabrina S., STP, MP, MSc

(1)

By:

(2)

-> Sejarah

Outline

-> Mikroba Lingkungan -> Bioremediasi

(3)

2800 SM India, Kepulauan Orkney (Scotland), Pulau Crete dan Lembah Eufrat telah membuat saluran pembuangan limbah cair rumah tangga.

Awal Masehi Roma membangun tandon air bersih dengan saluran dari pipa timah.

Awal abad 4M Roma telah didirikan jamban umum di pusat-pusat aktivitas penduduk.

Abad 6 M Kertas toilet (tisu) sudah digunakan di Cina.

2500 SM Pipa berbahan logam digunakan di Mesir dan 2000 SM di istana Knossos Crete.

(4)

• 1665 _{Robert Hooke} menggunakan lensa sederhana untuk melihat sel mati dari tutup botol (gabus).

• 1676 _{Anthony van Leuwenhoeck} mampu melihat benda menggunakan mikroskop sederhana hingga perbesaran

~300-500.

• 1841 _{Ignaz Semmelweis} (Austria) memulai karir untuk dokter rumah sakit bersalin, dan menyadari kematian ibu dan anak setelah persalinan 18% berasal dari infeksi darah oleh streptococcus. ---pelopor sanitasi.

• 1859 _{Louis Pasteur} menggunakan tabung gelas leher angsa yang menghubungkan udara luar dengan bejana berisi kaldu yang sudah direbus.

(5)

1970-an, dikenalkan mikrobiologi lingkungan dengan pokok tinjauan pada kesehatan masyarakat dan lingkungan dan terus berkembang hingga mencakup bidang yang luas dan berkait dengan bidang ilmu lainnya. Hurst et al. (1997) mendefinisikan bahwa _mikrobiologi

lingkungan merupakan studi tentang keberadaan mikroba pada lingkungan alami maupun buatan.

Maier et al. (1999) mikrobiologi lingkungan didefinisikan

sebagai ilmu yang mempelajari pengaruh penerapan mikroba pada lingkungan, aktivitas, kesehatan dan kesejahteraan

(6)

Ekologi Mikroba

•

Bidang yang erat terkait dan seringkali dipersepsikan sama dengan mikrobiologi lingkungan yaitu: EKOLOGI MIKROBA

Ekologi mikroba yaitu ilmu yang mempelajari interrelasi atau interaksi antara mikroba dengan lingkungannya baik lingkungan biotik maupun abiotik.

(7)

-> Sejarah

Outline

(8)

Mikroba yang paling banyak berperan dalam

(9)

Mikroba Lingkungan

1. Archaea

merupakan bakteri yang dapat hidup pada

kondisi yang ekstrim

A. Mikroba Termofilik

• Organisme prokariot (bakteri, alga hijau-biru)

lebih toleran terhadap temperatur tinggi

dibanding eukariot

• Termofil: organisme yg tumbuh pd >55

o

_C

• Termofil ekstrim : Tumbuh di atas 75

o

_C

(10)

Mikroba Lingkungan

B. Mikroba Barofilik

 Lingk tekanan hidrostatik tinggi umumnya ditemukan di

perairan dalam dan di pengeboran sumur dalam

 Di lingkungan _akuatik, tekanan meningkat _{+1 atm} untuk

setiap 10 m kedalaman

 Pd bbrp sumur minyak bumi, tekanan mencapai 400 atm dan

temp 60 – 105o _C

 Mikroba barofilik : mikroba yg hidup di lingk dgn tekanan tinggi

* tekanan 400 – 500 atm : _barofilik

* tekanan 1 - < 400 atm : _{eurybaric / baroduric} (barotolerant)

 _{Pseudomonas bathycetes} mampu mentoleransi tekanan 1.000 atm

(11)

Mikroba Lingkungan

C. Mikroba Xerofilik

• Mikroba : bakteri, yeast, fungi, alga selain mikroba

halofilik ekstrim

• Laju pertumb mikroba xerofilik biasanya lebih

lambat dan waktu germinasi spora lebih pendek

drpd mikroba non-xerofilik

• Torulopsis halonitratophila

yg diisolasi dr fermentasi

kecap mrpk yeast halofilik , obligat pd 30

o

_C

_tetapi

dia

juga ditemukan halotolerant pd 20

o

_C

• Jadi sifat2 mikroba spt ini bervariasi dlm temp dan

aw

(12)

Mikroba Lingkungan

D. Mikroba Halofilik Ekstrim

 Contoh bakteri halofilik ekstrem yg tumbuh dalam NaCl jenuh adl archaebacteria Gram-- _{Halobacterium} _dan

Halococcus. Konsentrasi NaCl minimum 2,5 – 3.0 M dan optimal 4 – 5 M NaCl

 Kedua bakteri diatas _{tidak autolisis} meskipun pd medium dgn konsentrasi garam rendah atau dalam akuades. Struktur permukaan sel yang kaku dan tebal mengandung polisakarida dgn rasio 1/3 sampai ½ drpd struktur

 _{Polisakarida tersusun dr} asam uronat dari glukosamin dan galaktosamin, dan asam uronat diduga memiliki fungsi yg sama dengan asam muramat dalam dinding sel

(13)

Mikroba Lingkungan

2. Fungi

• _Cendawan

: organisma berfilamen, non-fotosintetik,

merupakan organisma heterotrofik, eukaryotik.

Struktur satuan selulernya berupa

_hifa

yang

merupakan bentukan seperti benang tubular,

tunggal.

• Dinding sel cendawan tersusun oleh khitin mikrofibril

semikristalin yang terpadu dengan mathriks amorf



-glukan, mungkin juga protein

• Secara umum talus cendawan terdiri dari 2 bagian

yaitu miselium dan spora. Sebagaimana diutarakan

di atas bahwa miselium tersusun oleh jalinan hifa.

(14)

(15)

(16)

(17)

Mikroba Lingkungan

3. Simbiosis antara:

Jamur

Bakteri

(18)

Interaksi bakteri-tumbuhan, infeksi

Agrobacterium tumefaciens (kiri), pembentukan bintil akar akibat interaksi Rhizobium-tumbuhan (tengah dan kanan).

(19)

Koloni mikroba dari

tanah pada perakaran

tumbuhan yang berbeda

(20)

(21)

(22)

(23)

-> Sejarah

Outline

(24)

(25)

Berbagai metode penanggulangan

limbah pencemar

• Secara fisik

• Secara kimiawi

• Secara biologi

–

Bioteknologi pengolahan limbah

pencemar

(Bioremediasi)

(26)

This Powerpoint is hosted on www.worldofteaching.com Please visit for 1000+ free powerpoints

Bioremidiasi



Bioremediasi merupakan suatu upaya

pemulihan kondisi lingkungan dengan

menggunakan aktivitas biologis untuk

mendegradasi dan/atau menurunkan toksisitas

dari berbagai senyawa pencemar.



Mikroorganisme dari kelompok bakteri,

khamir, dan kapang merupakan kelompok

utama yang berperan penting dalam

(27)

Bioremidiasi

 Teknologi bioremediasi oleh mikroba merupakan hasil

pemikiran yang sistematik dari integrasi berbagai bidang ilmu, antara lain mikrobiologi, ekologi, fisiologi, biokimia, dan genetika yang dipadukan dengan menggunakan

prinsip rekayasa untuk memaksimumkan reaksi metabolik mikroba yang diinginkan dalam pemulihan lingkungan

yang tercemar.

 Pemahaman tentang mikrobiologi dan lingkungannya

merupakan faktor penting dalam perkembangan teknologi biodegradasi.

 Kunci utama penentu keberhasilan pengolahan limbah

pencemar di lingkungan secara biologi adalah mengetahui faktor-faktor yang berinteraksi dalam biodegradasi itu

(28)

Advantages of bioremediation

• Can be done on site

• Keeps site disruption to a minimum

• Eliminates transportation cost and liabilities

• Eliminates waste permanently

• Eliminates long term liability

• Biological systems, often less expensive, are used

• Can be coupled with other treatment techniques

into a treatment train

(29)

Bioremediasi didasarkan pada suatu

pemahaman atas tiga prinsip utama yaitu:

(1) pengetahuan tentang fisiologi mikroba meliputi proses metabolisme yang mengarah pada detoksifikasi senyawa berbahaya dan pengendalian genetik mikroba yang

mengontrol fungsi-fungsi tersebut;

(2) pengetahuan tentang ekologi mikroba yang meliputi struktur dan fungsi dari komunitas mikroba di alam;

(3) pengetahun tentang kerekayasaan (engineering) yaitu cara-cara aplikasi proses-proses metabolisme mikroba di alam

(30)

Bioremediasi mempunyai dua tujuan yaitu

 menstimulasi pertumbuhan mikroba baik yang indigenus yaitu mikroba asli maupun non indigenus non indigenus atau mikroba yang sengaja dimasukkan dari luar ke daerah yang terkontaminasi, dan

 menciptakan kondisi lingkungan yang sesuai untuk

meningkatkan intensitas kontak langsung antara mikroba dengan senyawa kontaminan di lingkungan baik yang

terlarut maupun yang terikat oleh partikel untuk

mengalami biotransformasi, biodegradasi, bahkan sampai biomineralisasi.

(31)

Keberhasilan bioremediasi bergantung

pada banyak faktor diantaranya

• karakteristik substrat pencemar yang akan

didegradasi oleh mikroba.

• keanekaragaman mikroba indigenus dan non

indigenus potensial pendegradasi limbah pencemar,

• faktor biotik dan abiotik lingkungan yang

mempengaruhi aktivitas biodegradasi limbah

pencemar

(32)

Aplikasi kajian mikroba dalam bioremediasi

limbah pencemar di lingkungan meliputi :

• Eksplorasi mikroba potensial dari lingkungan alami terutama dari kawasan tercemar.

• Isolasi, karakterisasi, dan identifikasi mikroba potensial pendegradasi limbah pencemar.

• Uji aktivitas mikroba dalam mendegradasi limbah pencemar.

• Pengukuran faktor-faktor yang memengaruhi proses degradasi oleh mikroba

• Studi mekanisme interaksi mikroba dengan substrat pencemar

• Pencarian kondisi optimum yang dibutuhkan oleh mikroba dalam mendegradasi limbah pencemar.

(33)

Aplikasi kajian mikroba dalam bioremediasi

limbah pencemar di lingkungan meliputi :

• Deteksi hasil metabolisme dari proses biodegradasi.

• Eksplorasi gen-gen yang bertanggung jawab dalam proses biodegradasi.

• Pengembangan metode pembuatan konsorsium mikroba potensial pendegradasi limbah pencemar

• Pengembangan metode inokulasi mikroba potensial ke lingkungan tercemar.

• Monitoring viabilitas dan aktivitas mikroba (indigenus dan non indigenus) dalam mendegradasi limbah pencemar.

(34)

Hasil penelitian

Aplikasi metode bioremediasi dalam

penanggulangan pencemaran memberikan hasil

yang bervariasi

– Memacu

– Menghambat ???

– Tidak berpengaruh ???

Bioremediasi tetap merupakan alternatif yang paling aman meskipun membutuhkan biaya yang mahal

(35)

Bioremediation technologies can be

broadly classified as :

–

Ex situ technique

• Are those treatment modalities which involve the physical

removal of the contaminated material to another area (possibly within the site) for treatment

• Examples : Bioreactors, land farming, composting, some

form of solid phase treatment

–

In situ technique

• Involve treatment of the contaminated material in place

• Examples : Bioventing for the treatment of contaminated

soils and biostimulation of indigenous aquifer microorganism

(36)

Bioremediation treatment technologies

Treatments Definition

Bioaugmentation Addition of bacterial cultures to a

contaminated medium; frequently used in bioreactors and ex situ systems

Biofilters Use of microbial stripping columns to treat air emission

Biostimulation Stimulation of indigenous microbial

populations in soils and/ or ground water; may be done in situ or ex situ

Bioreactors Biodegradation in a container or reactor; may be used to treat liquids or slurries

Bioventing Methods of treating contaminated soils by drawing oxygen through the soil to