ULASAN ULASAN Pro
Proses ses BioBiologlogis is PerPerbaibaikan kan TTananah ah di di daldalam am TTekeknik nik SipSipil: il: SebSebuah uah UlaUlasan san MurMurtala tala UmaUmar,r, Khairul Anuar Kassim, Kenny Tiong Ping Chiet.
Khairul Anuar Kassim, Kenny Tiong Ping Chiet. epartemen !eoteknik
epartemen !eoteknik dan Teknik Trdan Teknik Transportasi, "akultas ansportasi, "akultas TeTeknik Sipil, knik Sipil, Uni#ersitas TeknologUni#ersitas Teknologii Malaysia, $ohor, %&'&( UTM, Melayu.
Malaysia, $ohor, %&'&( UTM, Melayu. ABSTRAK
ABSTRAK
Konsep menggunakan proses biologis di dalam perbaikan tanah yang dikenal sebagai teknik Konsep menggunakan proses biologis di dalam perbaikan tanah yang dikenal sebagai teknik perbaikan
perbaikan tanah tanah bio)mediasi bio)mediasi telah telah menun*ukkan menun*ukkan potensi potensi yang yang lebih lebih besar besar dalam dalam aplikasiaplikasi geoteknik dalam hal kiner*a dan kelestarian lingkungan. Makalah ini menya*ikan ulasan geoteknik dalam hal kiner*a dan kelestarian lingkungan. Makalah ini menya*ikan ulasan mengenai mikroorganisme tanah yang bertanggung *a+ab untuk proses ini, dan aktor)aktor mengenai mikroorganisme tanah yang bertanggung *a+ab untuk proses ini, dan aktor)aktor ya
yang ng mmemempepengngararuhuhi i akaktiti#i#itatas s memetatabobolilismsme e memerereka ka dadan n kokommpapatitibibililitatas s gegeomometetririss dengan ukuran
dengan ukuran partikel tanah. partikel tanah. ua mekanisme biomua mekanisme biomineralisasi, yaitu biologis dineralisasi, yaitu biologis dikontrol danikontrol dan biologis diinduksi mineralisasi,
biologis diinduksi mineralisasi, *uga dibahas. *uga dibahas. -ingkungan dan aktor lainnya -ingkungan dan aktor lainnya yang mungkinyang mungkin d
diitteemmuui i ddi i llookkaassi i sseellaammaa mimicrcrobobiaialllly y ininduduceced d cacalclcitite e prprececipipititatatioionn MM/C/CP0 P0 dadann mempengaruhi proses
mempengaruhi proses yang diidentiikasi yang diidentiikasi dan disa*ikan. dan disa*ikan. Perbaikan siat teknis Perbaikan siat teknis tanah sepertitanah seperti kekua
kekuatan1ketan1kekakuakakuan n dan dan permepermeabilitaabilitas s die#adie#aluasi dalam luasi dalam beberabeberapa pa studi eksplorasistudi eksplorasi. . ProsesProses aplika
aplikasi si yang potensiayang potensial l dalam rekayasa geoteknik dan dalam rekayasa geoteknik dan tantantantangan bidang aplikasi dari gan bidang aplikasi dari proseprosess yang diidentiikasi.
yang diidentiikasi. 1. PENDAHULUAN 1. PENDAHULUAN St
Stududi i tetentntanang g apaplilikaskasi i dadari ri memetotode de peperbrbaiaikakan n tatananah h bibio)o)memedidiasasi i teltelah ah memembmbukuktitikakann kelangsungan hidup
kelangsungan hidup pendekatan untuk kiner*a ypendekatan untuk kiner*a yang eekti dan kelestarian lingkungan. ang eekti dan kelestarian lingkungan. 2asil2asil men
men*an**an*ikaikan n dardari i stustudi di ini ini telatelah h menmenun*un*ukkukkan an potpotensensi i yanyang g leblebih ih besbesar ar dardari i menmen*el*ela*aha*ahii aplikasi teknis yang lebih luas di dalam geoteknik. Metode perbaikan tanah bio)mediasi telah aplikasi teknis yang lebih luas di dalam geoteknik. Metode perbaikan tanah bio)mediasi telah dianggap sebagai pendekatan in#enti dan baru di dalam geoteknik yang dapat dimanaatkan dianggap sebagai pendekatan in#enti dan baru di dalam geoteknik yang dapat dimanaatkan untuk men3egah pen3airan dan longsor di pasir lepas yang biasanya menghasilkan deormasi untuk men3egah pen3airan dan longsor di pasir lepas yang biasanya menghasilkan deormasi pondasi dan1atau kegagalan Al#arado, 4((50.
pondasi dan1atau kegagalan Al#arado, 4((50.
Besar *an*i penggunaan biologis pera+atan telah dibuktikan dalam banyak aplikasi, seperti Besar *an*i penggunaan biologis pera+atan telah dibuktikan dalam banyak aplikasi, seperti meningkatkan kekuatan geser dan penurunan permeabilitas kemampuan tanah 6hiin et al., meningkatkan kekuatan geser dan penurunan permeabilitas kemampuan tanah 6hiin et al., 4((78 /#ano# dan Chu, 4((%8 2arkes et al, 4(&(.8 #an Paassen 4(&&0, Peningkatan kekuatan 4((78 /#ano# dan Chu, 4((%8 2arkes et al, 4(&(.8 #an Paassen 4(&&0, Peningkatan kekuatan dan daya tahan beton dan
dan daya tahan beton dan mortar, remediasi retak mortar, remediasi retak temuan di gedung 9ian temuan di gedung 9ian et al, 4(&(.8 Aet al, 4(&(.8 A3hal3hal et al., 4(&'0, Peningkatan Siat teknik tanah, dan sementasi kolom pasir A3hal et al, 4((5a.8 et al., 4(&'0, Peningkatan Siat teknik tanah, dan sementasi kolom pasir A3hal et al, 4((5a.8 hami et al., 4(&'0.
hami et al., 4(&'0.
Metode bio)mediasi perbaikan tanah umumnya menga3u pada reaksi biokimia yang ter*adi di Metode bio)mediasi perbaikan tanah umumnya menga3u pada reaksi biokimia yang ter*adi di dalam massa tanah untuk menghasilkan kalsit endapan untuk memodiikasi beberapa siat dalam massa tanah untuk menghasilkan kalsit endapan untuk memodiikasi beberapa siat rekayasa tanah e$ong et al., 4(&(0. Sementara itu, memanaatkan bidang pengetahuan rekayasa tanah e$ong et al., 4(&(0. Sementara itu, memanaatkan bidang pengetahuan teknik sipil, kimia dan mi3robiology untuk mengubah siat teknis tanah di ba+ah permukaan teknik sipil, kimia dan mi3robiology untuk mengubah siat teknis tanah di ba+ah permukaan mun3ul baru)baru ini 6hiin et al., 4((78 /#ano# dan Chu, 4((%8 Mit3hell dan Santamarina, mun3ul baru)baru ini 6hiin et al., 4((78 /#ano# dan Chu, 4((%8 Mit3hell dan Santamarina, 4((8 e$ong et al., 4(&(0. Teknik yang menggunakan proses mikroba tanah, yang se3ara 4((8 e$ong et al., 4(&(0. Teknik yang menggunakan proses mikroba tanah, yang se3ara
teknis disebut sebagai mikroba yang disebabkan kalsit presipitasi M/CP0, untuk mengendapkan kalsium karbonat ke dalam matriks tanah. Kalsium karbonat diproduksi mengikat partikel tanah bersama)sama dengan demikian penyemenan dan menyumbat tanah0, dan karenanya meningkatkan kekuatan dan mengurangi kondukti#itas hidrolik tanah. M/CP bisa men*adi praktis alternati untuk meningkatkan tanah)mendukung kedua baru dan yang sudah ada Struktur dan telah digunakan dalam berbagai aplikasi teknik sipil seperti 3airan deposito pasir mampu, kemiringan stabilisasi, dan tanah dasar penguatan e$ong et al., 4((;8 Cheng et al., 4(&'0.
2al itu terungkap bah+a mikroorganisme dalam pengaruh pembentukan i ne)grained tanah dan mengubah perilaku tanah kasar seperti kekuatan dan kondukti#itas hidrolik. Mereka *uga memasilitasi reaksi kimia dalam massa tanah, mempromosikan pelapukan dan mengubah siat kimia dan mekanik dari spesimen setelah 3ontoh. <leh karena itu, eek dari mikroorganisme ini pada me3han) Siat i3al tanah masih belum sepenuhnya ditemukan di geoteknik teknik lapangan Mit3hell dan Santamarina 4((0. Meskipun itu dipahami bah+a ada lebih banyak mikroorganisme di ba+ah permukaan.
dari pada tanah, dan studi bertahun)tahun telah membuktikan rele#ansi akti#itas biologi di dalamperilaku tanah, kurang peker*aan telah dilakukan dalam mengeksplorasi pentingnya, rele#ansi, digunakan)kepenuhan dan penerapan biologi dalam rekayasa geoteknik. Sementara itu, diharapkan pemahaman yang *elas tentang dampak mikroorganisme dan akti#itas biologis terhadap perilaku tanah dapat menyebabkan untuk karakterisasi tanah yang tepat dan 1 atau klasiikasi kation dan bahkan alternati solusi geoteknik. ulasan makalah ini konsep biominerali=ation dan aplikasi dalam meningkatkan siat teknis tanah.
4. Mikroorganisme tanah
Tanah mengandung lebih genera dan spesies mikroorganisme dari habitat mikroba lainnya. 2al ini mungkin disebabkan oleh kenyataan bah+a ia mengandung banyak nutrisi dan biasanya mempertahankan beberapa 3airan dalam pori spasi. Beberapa spesies mikroorganisme ini hadir dalam *umlah besar nomor sementara beberapa yang lain tidak, mungkin karena aktor yang diperlukan untuk kelangsungan hidup dan pertumbuhan mi3roor) ini ganisms tidak merata se3ara alami di kedalaman litoser. Mikroorganisme sangat mudah beradaptasi dengan berbagai kondisi baik genetik dan isiologis, karena mereka memiliki
telah ada selama lebih dari ', miliar tahun Stot=ky &5570.
Ada sekitar &(5)&(&4 organisme per kilogram dari tanah massal dekat dengan permukaan
tanah. i antara mikroorganisme hadir di tanah adalah bakteri, ar3haea dan eukariot. Beberapa karakteristik penting dari bakteri dan ar3haea termasuk sederhana struktur sel tanpa inti membran tertutup, lebih dari satu kromosom dan komposisi kimia yang berbeda yang lebih diu3apkan daripada struktur. iidentiikasii kation, karakterisasi dan klasiikasi mikroorganisme biasanya di3apai dengan menggunakan *enis dinding sel, bentuk, nutrisi, *enis trans biokimia pembentukan, dan >A dan ?>A urutan 6oese et al., &55(8@hrli3h,
&55%8 Chapelle, 4((&0.
bakteri. alam rangka untuk menahan kondisi lingkungan yang merugikan, beberapa bakteri membuat spora. Mereka memiliki diameter sel mulai dari (, mm to ' mm dan bentuk hampir bulat, batang seperti atau spiral.Madigan et al. 4((%0 mengungkapkan bah+a bakteri dapat bertahan hidup di lingkungan penerbangan ke keasaman tinggi dan 1 atau salinitas. Mereka *uga dapat bertahan hidup yang sangat rendah terhadap suhu tinggi mulai dari di ba+ah titik beku ke titik didih di atas dan menahan tekanan yang sangat tinggi. Sebagian besar sel bakteri memiliki negati muatan permukaan untuk tanah nilai p2 antara dan 7, yang khas untuk dekat permukaan tanah8 dan muatan permukaan negati menurun dengan meningkatnya konsentrasi dan #alensi ion di pori luid Chapelle, 4((&0.
Karena bakteri yang asli bumi, mereka mungkin tidak mungkin menyebabkan bahaya lingkungan di masa depan "rit=ges 4((0. S@BUA2 *umlah spesies bakteri mampu menghasilkan en=im urease dan digunakan dalam teknik perbaikan tanah bio)dimediasi, termasuk genera Basil. Sporosar3ina Spoloa3toba3ilus. Clos)tridium dan esulotoma3ulum Ku3harski et al., 4((;0.
Akti#itas mikroorganisme penghasil urease dapat dibagi men*adi dua kelas yang berbeda berdasarkan respon mereka terhadap kehadiran tinggi amonium. /tu Kelompok pertama
meliputi bakteri yang urease Kegiatan tidak ditekan karena konsentrasi amonium tinggi, ditun*ukkan dalam Tabel &. Sedangkan kelompok kedua termasuk Basil megaterium, Al3aligenes eutrophus, aerogenes Klebsiella dan pseudoeedrin omonas aeruginosa Kalt+asser et al, &574.8 "riedri3h dan Magasanik &5770, ang akti#itasnya urease ditekan oleh tinggi konsentrasi amonium. <leh karena itu, mikroorganisme yang Kegiatan urease tidak ditekan oleh tingginya kandungan amonium lebih disukai dalam perbaikan tanah bio) dimediasi se*ak konsentrasi tinggi 3entrations urea yang dihidrolisis dalam proses 6hiin 4((0.
<leh karena itu, semua mikroorganisme yang ditemukan untuk men*adi baik untuk biominer) aplikasi ali=ation karena akti#itas urease mereka8 mereka harus *uga aman bagi lingkungan selama dan setelah pera+atan proses. <leh karena itu, bakteri penghasil urease untuk bio) dimediasi aplikasi tidak harus patogen, yang se3ara genetik modiied atau melampirkan elemen tukar yang dapat meningkatkan patogenisitas mikroba lingkungan.
Menurut Burne dan Chen 4(((0, Urea hidrolisis umumnya mengikuti serangkaian reaksi kimia yang mengarah pada pembentukan amonia >2'0 an karbon dioksida C<40. ?eaksi kimia adalah disa*ikan dalam Persamaan. &0 . /on hidroksil <20 ang dihasilkan dari kon#ersi amonia men*adi hasil amonium dalam peningkatan lokal nilai p2 yang mengarah ke dekomposisi bikarbonat untuk mobil) ion Bonate Persamaan.400. Karbon dioksida 3epat terurai di Kehadiran air ke bikarbonat 2C<'0 an bereaksi denganion hidroksil membentuk ion karbonat pers.'0 dan 00. <leh karena itu, dalam kehadiran ion kalsium Ca4D0, Kalsit CaC<'0 Adalah pre3ipi)tated Persamaan.00 Castanier et al., &5558 Burne dan Chen, 4(((0. /tu Proses keseluruhan urea hidrolisis dan pembentukan kalsium mobil) Bonate disa*ikan dalam persamaan.;0.Ara. &menun*ukkan rin3ian urea ?eaksi hidrolisis
untuk pengendapan kalsium karbonat oleh Sporosar3ina pasteurii.
aktor lingkungan seperti suhu dan kelembaban mempengaruhi reaksi metabolisme dalam sel dan beberapa siat isik seperti #iskositas dan diusi. "aktor)aktor lain seperti ketersediaan mikroorganisme lainnya dapat membatasi ruang yang tersedia untuk bakteri pertumbuhan dan akti#itas, dan membatasi populasi bakteri. /tu nilai p2 tanah yang umumnya meningkatkan salinitas suatu lingkungan ment mempengaruhi adsorpsi, muatan permukaan dan pembubaran beberapa mineral dalam tanah egens dan 2arris, &5570. Meskipun mikroba yang layak
untuk bergerak bebas di dalam rongga agregat tanah, mereka gerakan dibatasi oleh ukuran pori sempit yang dibentuk oleh ine)tanah berbutir. ukuran bakteri berkisar antara (,mm dan 'mm, sebagai seperti mereka tidak mungkin untuk mele+ati ruang pori lebih ke3il dari (, mm. emikian *uga, *amur dan proto=oa membutuhkan pori ukuran lebih besar dari ; mm untuk lulus Castanier et al., 4(((0.Ara. 4 menun*ukkan perbandingan tanah ukuran partikel dan mikroorganisme. Sementara itu, di kasar)grained tanah, bakteri bisa bebas bergerak di antara partikel)partikel mineral tanah dan mungkin menempel pada permukaan mineral dan terbentuk mikrokoloni atau bioilms.
3. BIOMINERALIZATION
Proses yang organisme hidup menghasilkan mineral disebut sebagai biominerali=ation. Mineral ini mungkin mungkin silikat di ganggang dan diatom, karbonat dalam in#ertebrata organisme dan osat, kalsium dan karbonat di #ertebrata organisme -o+enstam dan 6einer, &5%50. Mineral disintesis ba+ah dua mekanisme: biologis dikontrol dan biologis mekanisme induksi. alam mineralisasi dikontrol se3ara biologis, yang organisme mengontrol independen proses lingkungan kondisi. Proses nukleasi dan pertumbuhan mineral sampai batas yang lebih besar dikontrol dalam atau pada sel organisme. Sementara dalam proses mineralisasi biologis diinduksi, akti#itas metabolisme ekstraseluler dari
mikroorganisme yang tergantung se3ara substansial pada kondisi lingkungan mengakibatkan pembentukan mineral hami et al., 4(&'0. engan demikian, bakteri pengendapan kalsium karbonat umumnya dianggap sebagai Proses induksi biologis yang tergantung pada *enis
bakteri yang terlibat, aktor abiotik seperti salinitas dan komposisi menengah, dan kondisi lingkungan lainnya Knorre dan Krumbein, 4(((8 ?i#adeneyra et al., 4((0.
proses biominerali=ation yang didokumentasikan dalam banyak studi dilaporkan oleh -ian et al. 4((;0 ditemukan untuk akti di hampir setiap lingkungan di Bumi, dengan banyak akti#itas mikroba yang dihasilkan dalam pembentukan mineral karbonat di dekat permukaan Bumi. Kegiatan mikroba telah dianggap memainkan peran penting dalam ormasi karbonat sebagai sedimen dan tanah deposito karbonat. Sehingga mikroba dari tanah dan beberapa berair media terutama bertanggung *a+ab atas bu*ukan kalsium karbonat endapan di kedua pengaturan alam dan laboratorium Pe3kmann et al., &5550. Mineral yang paling *elas yang dihasilkan dari Proses biominerali=ation adalah karbonat. mikroba diinduksi kalsium karbonat terutama dipertimbangkan untuk aplikasi relati mereka di ladang bioteknologi, geospasial dan teknik sipil hami et al., 4(&'0.
<leh karena itu, empat aktor umumnya dianggap terutama mengatur proses kimia yang mengarah ke pengendapan kalsium karbonat: konsentrasi kalsium, konsentrasi terlarut karbon anorganik /C0, nilai p2 dan ketersediaan nukleasisitus 2ammes dan Eerstraete, 4((40. Banyak spesies bakteri memiliki sebelumnya telah diidentiikasi dan diduga berhubungan dengan alam karbonat endapan dari lingkungan yang berbeda. utama "ungsi dari bakteri dalam proses presipitasi memiliki akibatnya dikaitkan dengan kemampuan mereka men3iptakan alkali lingkungan melalui peningkatan nilai p2 dan terlarut karbon anorganik selama kegiatan isiologis mereka 2ammes dan Eerstraete, 4((40.
Mikroba karbonat presipitasi MCP0 telah se3ara ekstensi bela*ar di ba+ah lingkungan alam dan laboratorium yang terkendali kondisi, tetapi mekanisme yang tepat dari karbonat 3urah hu*an dan peran organisme memper3epat dalam Proses dalam ekologi mikroba tetap diperdebatkan. engan demikian, Proses tampaknya diakui dalam tiga mekanisme terkait yang berbeda. Pertama, biominerali=ation ter*adi sebagai tidak diinginkan dan tidak disenga*a oleh)produk metabolisme mikroba Knorre dan Krumbein,4(((0. /ni adalah mekanisme yang paling diterima se3ara luas. Proses ini digambarkan dalam !ambar. '. nukleasi Kemudian
karbonat ter*adi pada dinding sel mikroorganisme karena pertukaran ion melalui sel membran, meskipun mekanisme masih kurang dikenal Castanier et al., 4(((0. Mekanisme ketiga melibatkan ekstraseluler yang makromolekul yang dikenal mampu men*ebak ion kalsium atau kadang)kadang berungsi sebagai ers pertumbuhan modi i untuk mengontrol kristalisasi Braissant et al., 4(('0.
<leh karena itu, pemahaman baru tentang konsep ba3terially dimediasi presipitasi karbonat bergantung pada kenyataan bah+a karbonat endapan yang dihasilkan tidak memiliki spesiisitas 3 biologi ungsi yang mungkin se3ara genetik terkait dengan mikroorganisme yang terlibat dalam proses. /ni 3on i rms bah+a mikroba yang diinduksi mineralisasi untuk menghasilkan karbonat adalah proses yang paling berlaku Mann, 4((&0. >amun, keberadaan yang berbeda mungkin mekanisme sehubungan dengan peran mikroorganisme dalam presipitasi karbonat menggambarkan kompleksitas biominerali=ation yang proses dan
4. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES MICP
Mikroba yang disebabkan kalsium karbonat 3urah hu*an sebagai alami proses yang melibatkan akti#itas metabolisme dari mikroorganisme dan beberapa reaksi kimia umumnya diatur oleh beberapa lingkungan kondisi. Mortensen et al. 4(&&0 menilai eek beberapa aktor yang mungkin ditemui di lapangan selama M/CP pengobatan dan 3enderung mempengaruhi pertumbuhan bakteri, metabolisme dan 3urah hu*an yang disebabkan oleh bakteri menggunakan bakteri pasteurii Sporosar3ina. kolom tanah dan bets tes digunakan
untuk menilai aktor lingkungan mungkin ba+ah permukaan dalam pengobatan proses. pertumbuhan mikroba dan 3urah hu*an karbonat yang die#aluasi di air ta+ar dan laut sebagai lingkungan berair mungkin in situ. konsentrasi amonium, ketersediaan oksigen, mineralogi dan partikel tanah ukuran adalah bagian dari kondisi yang mungkin dalam kegiatan ureolyti3 pengaruh dari bakteri yang dinilai. Para penulis mengungkapkan bah+a pengobatan M/CP
dapat di3apai melalui berbagai *enis tanah, ukuran partikel, konsentrasi amonium klorida dan berbagai salinitas.
<k+adha dan -i 4(&(0 digunakan Sporosar3ina pasteurii pada konstan suhu untuk menge#aluasi eek dari kondisi lingkungan lainnya seperti konsentrasi sel bakteri, urea dan ion kalsium konsentrasi. 2asil penelitian menun*ukkan bah+a tingkat hidrolisis urea meningkat dengan peningkatan konsentrasi sel bakteri dan peningkatan luar biasa dalam kalsium karbonat endapan dari &((F adalah direkam ketika ion kalsium yang meningkat sepuluh kali. /tu penulis *uga melaporkan bah+a urease)katalis ureolysis adalah suhu) dependent seperti reaksi en=imatik lain, seperti kisaran suhu 4(Ce'7C tersedia yang eisien MCP tergantung pada kondisi lingkungan dan konsentrasi reaktan lain dalam sistem. >emati dan Eoordou+ 4(('0 dan "erris et al. 4((0 melaporkan bah+a tingkat ureolysis meningkat dua kali dan lima kali saat suhu meningkat dari &( C to& C dan &Cto4( M. Umar et al. 1 $urnal Mekanika ?o3k andC, masing)masing. /ni *elas menun*ukkan bah+a peningkatan suhu dalam kisaran optimum memper3epat tingkat ureolysis tergantung pada kondisi lain. Saya *uga dilaporkan oleh 6hi i n 4((0 bah+a akti#itas urease meningkat proporsional dengan suhu meningkat hingga 7(C.
Segera et al. 4(&0 meneliti eek dari beberapa aktor padaKiner*a spesies Ba3illus megaterium dalam mendorong kalsium karbonat endapan di tanah residual. "aktor)aktor yang dipertimbangkan dalam Penelitian yang konsentrasi bakteri, konsentrasi sementasi reagen, durasi pengobatan, dan tekanan o+ l dari reagen sementasi. 2asil penelitian menun*ukkan bah+a peningkatan yang substansial kekuatan geser dan penurunan kondukti#itas hidrolik ;5F dan 5(F, masing)masing0 di3atat setelah masa pengobatan % *am , M sementasi reagen dan & &(%3u 1 m- konsentrasi bakteri. Meskipun banyak aktor
memengaruhi ureolysis dari bakteri dan kalsium karbonat selan*utnya mengendap seperti suhu, konsentrasi sel bakteri, *enis bakteri, salinitas dan nilai p2 medium, konsentrasi ion kalsium, ketersediaan situs nukleasi, mineralogi dan partikel ukuran tanah dan masih banyak lagi, hanya beberapa aktor die#aluasi dalam sehubungan dengan karbonat bakteri mengendap kebanyakan di 3oarsegrained tanah, yaitu pasir. <leh karena itu, studi lebih lan*ut
diperlukan untuk menilai dampak dari aktor)aktor ini terutama di tanah residual untuk pelaksanaan bidang i proses.
emikian *uga, studi tentang pengaruh dera*at yang berbeda dari ke*enuhan pada siat geoteknik dari pasir bio)disemen dilakukan oleh Cheng et al. 4(&'0. mikroskop elektron S@M0 digunakan untuk sampel pasir diu*i. 2al itu terungkap bah+a distribusi endapan kalsit tergantung pada dera*at ke*enuhan sampel, dengan sampel sepenuhnya *enuh membentuk yang tersebar kristal pada permukaan butir, sedangkan sampel dengan rendah tingkat saturasi membentuk lapisan kalsit yang kuat di atas pasir butir yang obligasi mereka bersama)sama. Sebuah model matematika *uga 3on i rmed temuan)temuan dari penelitian ini, menun*ukkan hubungan positi antara dera*at ke*enuhan dan ukuran partikel tanah dengan kristalisasi eisiensi. The i Temuan dari Cheng et al. 4(&'0 mengungkapkan bah+a kekuatan yang lebih tinggi dapat diperoleh di de) rendah gree ke*enuhan dengan kurang bahan kimia, yang sesuai denganhasil 2orn dan Meike &550. Sementara itu, ditemukan bah+a akti#itas mikroba aerobik adalah optimum pada ;(F e%( dera*atF dari ke*enuhan.Sehingga melakukan pengobatan M/CP di tingkat yang lebih rendahsaturasi akan membuatnya lebih ekonomis dengan menggunakan lebih ke3il kuantitas reagen sementasi, bertentangan dengan M/CP lainnya Pera+atan dilakukan di ba+ah kondisi penuh *enuh. 5. PENINGKATAN SIFAT TEKNIS TANAH
Banyak penelitian telah dilakukan untuk menge#aluasi kekuatan 1 kekakuan dan permeabilitas tanah yang berbeda menggunakan presipitasi kalsit diinduksi oleh mikroba. Perubahan kekuatan, kekakuan,kompresibilitas dan permeabilitas tanah diperlakukan tergantung pada banyak aktor lingkungan dan lainnya yang mengatur mikroba reaksi dengan reagen yang dibutuhkan untuk menginduksi endapan kalsit. <leh karena itu, perbaikan siat tanah selalu diatur oleh beberapa siat isik tanah. era*at ke*enuhan tanah memiliki dampak yang 3ukup besar pada kekuatan yang dihasilkan dan kekakuan diperlakukan tanah. ilaporkan oleh Cheng et al. 4(&'0 bah+a ukuran partikel distribusi, mineralogi, bentuk, kepadatan dan tekstur mineral agregat mempengaruhi proses sementasi dalam pengobatan bio)dimediasiproses.
>amun, hasil yang sangat baik ditun*ukkan oleh teknik ini di penyegelan kebo3oran dalam struktur penahan air dan mengurangi permeabilitas beberapa tanah dengan 3ara bio3logging telah menyebabkan banyak penelitian yang menarik dan aplikasi dari biosealing di banyak tehnik sipil 6hi i n et al, 4((78. /#ano# dan Chu, 4((%8 #an Paassen, 4(&&0. Teknik menggunakan mikroorganisme untuk meningkatkan kekuatan tanah granular yang disebut sebagai bio3ementation dimulai pada tahun 4((& di Australia. Seperti dilansir Ku3harski et al. 4((;0, teknik ini diterima se3ara luas oleh para insinyur sipil setelah kantong pasir berubah men*adi kolom batu pasir berkapur ketika dira+at oleh kelompok riset Australia.
Bio3ementation dapat dideinisikan sebagai proses perbaikan tanah melalui produksi bahan partikel)mengikat melalui mikroba 3ara. 2al ini terutama digunakan dalam aplikasi geoteknik
Eoordou+, 4(('8 6hi i n et al., 4((70. Penelitian terkini oleh Soon et al. 4(&'0 mengungkapkan eekti#itas mikroba diinduksi 3urah hu*an kalsit dalam meningkatkan kekuatan geser dan mengurangi permeabilitas tanah residual tropis dan pasir. 2asil terbukti peningkatan yang sangat baik dalam kekuatan geser dari 5;F pada (, M konsentrasi reagen
sementasi. >amun, kekuatan Peningkatan itu menghambat pada konsentrasi yang lebih tinggi dari reagen aitu & M0 karena salinitas tinggi yang mengakibatkan eek penghambatan pada kegiatan mikroba. Temuan)temuan dalam per*an*ian dengan orang)orang dari e Muyn3k et al. 4(&(0 yang menemukan bah+a konsentrasi yang lebih tinggi dari reagen sementasi biasanya meningkatkan salinitas medium dengan demikian memperlambat akti#itas mikroba karena eek penghambatan, meskipun akti#itas beberapa mikroorganisme tidak benar)benar terpengaruh oleh salinitas tinggi lingkungan 6hi i n, 4((0. Beberapa ini organisme disa*ikan pada Tabel &.
Bio3logging dapat dideinisikan sebagai pengurangan 3on) hidrolik du3ti#ity tanah atau batuan berpori dengan bahan isian pore) dihasilkan oleh proses mikroba. Karbonat endapan yang dihasilkan mikroba bertanggung *a+ab untuk menyumbat ruang pori tanah, sehingga membatasi l o+o air dan penurunan permeabilitas tanah. 6hi i n et al. 4((70 melaporkan penurunan permeabilitas dari 44F 7F dari permeabilitas a+al tanah diperlakukan. asuhara
et al. 4(&40 *uga mengungkapkan penurunan permeabilitas ;(F @7(F dari sampel tanah ketika ekstrak en=im urease digunakan se3ara langsung untuk kalsit men*atuhkan hu*an diinduksi. Sementara itu, Soon et al. 4(&0 disa*ikan penurunan kondukti#itas hidrolik dari 5(F di sisa tanah setelah spesies ba3illus, Ba3illus megaterium, digunakan untuk memi3u kalsit 3urah hu*an dalam tanah.
<leh karena itu, peningkatan dalam un3on i ned tekan kekuatan dan pengurangan terbatas dalam permeabilitas sampel diperlakukan adalah kualitas dasar yang membuat pengobatan bio3ementation menarik 2arkes et al, 4(&(8. Cheng dan Cord)?u+is3h 4(&48 Segera et al., 4(&0. Sementara itu, pelestarian permeabilitas memungkinkan untuk beberapa pera+atan, penggunaan tekanan in*eksi rendah dan)kemungkinan bility mengobati #olume besar tanah. <leh karena itu, bio3ementation dapat digunakan dalam pengobatan insitu ba+ah tanpa mengganggu bangunan yang ada Karol, 4(('0. Mikroba kalsit endapan diinduksi di pasir dipela*ari dan berbagai teknik mikroskop digunakan untuk menilai bagaimana #olume ruang pori telah diubah oleh presipitasi kalsit. Kalsit endapan didistribusikan spasial dalam ruang pori pasir, sehingga mengurangi permeabilitas dan meningkatkan kekakuan sampel pasir
e$ong et al., 4(&(0.
Tabel 4 menun*ukkan beberapa kondisi reaksi yang dilaporkan dalam literatur untuk produksi kalsium karbonat melalui hidrolisis urea mikroba untuk bio3ementation, bio3logging dan aplikasi lainnya. Meskipun metode yang berbeda dari suntik reagen sementasi ke dalam tanah yang digunakan dalam proses pengolahan, substansial peningkatan kekuatan dan pengurangan kondukti#itas hidrolik tanah diperlakukan dilaporkan. Perhatian utama mengenai biasanya mengadopsi metode suntik reagen sementasi dari permukaan ba+ah adalah distribusi dierensial dari kalsit, dengan banyak yang disimpan di permukaan dibandingkan dengan yang di bagian ba+ah spesimen, seperti dilansir #an Paassen 4((50.
Chu et al. 4(&40 mengamati pengurangan substansial dalam hidrolik kondukti#itas dan peningkatan kekuatan geser baik di permukaan dan dalam sebagian besar tanah pada aplikasi dari bakteri ureolyti3 Sporosar3ina pasteurii diisolasi dari pasir pantai tropis. Mereka *uga mengungkapkan bah+a modulus pe3ahnya lapisan tipis kalsium karbonat yang terbentuk di permukaan tanah adalah ',5 MPa, yang sebanding dengan yang dari batu kapur. emikian *uga, "ilet et al. 4(&40 di*elaskan M/CP sebagai metode pengobatan yang kompetiti untuk
konsolidasi dari i tanah ne)grained. Temuan)temuan dari penelitian menun*ukkan bah+a #olume tanah diperlakukan berubah seperti batu pasir berkapur di beberapa hari tanpa 3ukup modi i kasi dari permeabilitas a+al tanah. <leh karena itu, karya ups3aling untuk aplikasi situs yang mengarah ke #alidasi konsep industri *uga disa*ikan. A pasir m Kolom dira+at menggunakan M/CP di ba+ah kondisi yang kembali proyek)lproses aplikasi lapangan i. Setelah pengobatan, pasir kolom menun*ukkan peningkatan yang 3ukup dalam kekuatan, kekakuan dan bantalan bebankapasitas tanpa membuat tanah kedap air 6hi i n et al.,4((70. Biominerali=ed kalsium karbonat telah membuktikan nya eisiensi di baik bio3logging dan bio3ementation tanah dan dapat digunakan dalam geoteknik untuk meningkatkan siat rekayasa tanah di situ /#ano# dan Chu, 4((%0. Para penulis lebih lan*ut menekankan bah+a metode ini dapat digunakan sebagai pengganti tradisional energi menuntut pemadatan mekanik dan kimia metode grouting yang mahal dan kadang)kadang berbahaya bagi lingkungan 2idup. >amun, penelitian kolaborati teknik sipil, ekologi dan mikro)biologi yang sangat mendasar untuk para pendatang yang eekti Metode pengobatan 3robial. >emati dan Eoordou+ 4(('0 dianggapeek dari berbagai konsentrasi en=im urease, reagen sementasi dan suhu pada permeabilitasMedia berpori dikonsolidasi. Mereka menemukan bah+a peningkatan konsentrasi en=im urease dari (,(& g 1 - sampai (,& g 1 - meningkat produksi CaC<, Sedangkan peningkatan urea dan kalsium klorida melampaui '; g 1 - dan 5( g 1 -, masing)masing, tidak meningkatkan *umlah kalsit yang diperoleh MCP. <leh karena itu, kisaran suhu dari 4(Ce(' C meningkatkan produksi CaC< pada konsentrasi rendah en=im. Meskipun eek suhu telah die#aluasi oleh beberapa penulis dalam kaitannya dengan 3urah hu*an karbonat mikroba, aktor lingkungan lain seperti kelembaban, dilarutkan kation, dera*at ke*enuhan tanah dan lebih banyak perlu men*adi die#aluasi.
asuhara et al. 4(&40 melaporkan potensi menggunakan urease en=im dari sumber lain yang berbeda dari bakteri untuk mengkatalisis hidrolisis urea di hadapan kalsium klorida untuk
mengendapkan kalsium karbonat untuk perbaikan siat rekayasa sampel pasir. Temuan dari penelitian ini menun*ukkan bah+a un3on i ned kuat tekan sampel diperlakukan eningkatkan *auh, dengan kondukti#itas hidrolik a+al sampel diperlakukan sedang menurun ;(F @7(F. <leh karena itu, se*ak en=im urease dapat diperoleh langsung dari beberapa tanaman seperti ka3ang pedang, men*ela*ahi ke alternati ini akan men*adi kontribusi besar terutama dalam aplikasi lapangan dari teknik ini. 2al ini karena bah+a penanganan bakteri dalam hal budidaya dan penyimpanan kebutuhan beberapa keahlian teknis, dan metabolisme mikroba yang kun3i aktor dalam M/CP mungkin tidak 3ukup mudah untuk dikendalikan. <leh karena itu, mungkin mustahil untuk membatasi kepunahan dan 1 ataugenerasi bakteri di lingkungan alam hidup.
6. KESIMPULAN DAN SARAN UNTUK STUDI LEBIH LANJUT
M/CP dapat dianggap sebagai teknik praktis yang dapat meningkatkan tanah)mendukung yang baru dan struktur yang ada dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi rekayasa geoteknik, seperti lereng stabilisasi dan penguatan tanah dasar. Proses ini telah menun*ukkan potensi yang lebih besar dalam banyak aplikasi teknik, tetapi banyak peker*aan telah
dilakukan untuk memba+a teknologi ini nyaman untuk i aplikasi lapangan. studi banding perlu dilakukan untuk menilai kelayakan M/CP dengan yang dari grouting tradisional, khususnya berkaitan dengan implikasi lingkungan dan ekonomi. Meskipun teknik ini telah direkomendasikan sebagai metode alternati perbaikan tanah, merendahkan dari endapan kalsit selama pemuatan seperti dilansir e$ong et al. 4(&(0 menimbulkan pertanyaan tentang daya tahan kekuatan yang disebabkan oleh 3urah hu*an kalsit. $uga, menggunakan konsentrasi yang lebih tinggi dari reagen sementasi akan menghasilkan lebih tinggi kekuatan tetapi mungkin membuat lingkungan lebih asin dan mempengaruhi beberapa pertumbuhan bakteri. <leh karena itu, lebih banyak studi pada kelayakan menggabungkan teknik ini dengan metode lain yang akan memberikan kekuatan *angka pan*ang dan daya tahan seperti kapur direkomendasikan.
mikroorganisme tanah memainkan peran penting dalam pembentukan i negrained tanah dan perubahan perilaku dari tanah kasar)grained. <leh karena itu, meskipun rele#ansinya di
dalam l uen3ing siat dan perilaku tanah, kurang peker*aan telah dilakukan dalam mengeksplorasi pentingnya, rele#ansi, kegunaan dan penerapan mikroorganisme ini dalam rekayasa geoteknik.
Meskipun MCP telah diteliti se3ara luas baik di alam lingkungan dan di ba+ah kondisi laboratorium dikontrol, Mekanisme yang tepat dari 3urah hu*an dan ungsi dari proses ini dalam ekologi mikroba organisme pen3etus tetap terselesaikan. engan demikian, keberadaan mekanisme yang mungkin berbeda berkenaan dengan peran mikroorganisme dalam 3urah hu*an karbonat menggambarkan kompleksitas proses biominerali=ation dan kebutuhan untuk men*ela*ahi lebih dalam proses.
Banyak aktor di ureolysis bakteri pengaruh dan selan*utnya kalsium karbonat 3urah hu*an. "aktor)aktor ini termasuk suhu, konsentrasi sel bakteri, *enis bakteri, salinitas, kelembaban, p2 nilai medium, konsentrasi ion kalsium, ketersediaan nukleasi, mineralogi dan partikel ukuran tanah dan banyak lebih. 2anya beberapa aktor ini die#aluasi dalam kaitannya dengan men*atuhkan hu*an karbonat bakteri terutama di tanah kasar)grained, yaitu pasir. <leh karena itu, lebih banyak penelitian harus dilakukan untuk menilai eek dari aktor)aktor ini terutama di tanah residual untuk implementasi lapangan dari proses.
Meskipun penelitian telah dilakukan untuk menge#aluasi kekuatan 1kekakuan dan permeabilitas tanah yang berbeda menggunakan presipitasi kalsit disebabkan oleh mikroba, banyak peker*aan yang harus dilakukan untuk menge#aluasi kompresibilitas dan penyelesaian properti tanah di alam mereka negara. Tantangan utama dalam keberhasilan
pendekatan ini adalah untuk mengatasi keterbatasan perpindahan massa dan eekti mengangkut reagen sementasi ke bagian yang lebih dalam dari daerah yang akan diobati. Karena sebagian besar penelitian yang dilakukan metode in*eksi yang digunakan untuk pompa reagen ke dalam tanah se3ara #ertikal baik di kontinyu atau aplikasi melangkah, studi
yang dilakukan menun*ukkan bah+a lebih kalsit diendapkan di bagian atas spesimen dari itu di bagian ba+ah, sehingga menyebabkan perbedaan dalam pembentukan kalsit dalam massa tanah. Meskipun langkah)langkah yang diusulkan oleh beberapa penulis berkaitan dengan tekanan 1 tingkat memompa berdasarkan *enis tanah di Untuk meminimalkan penyumbatan pada inlet dan memungkinkan lebih banyak penetrasi reagen ba+ah, kurang peker*aan telah dilakukan untuk l o+ lateralis dari reagen yang kemungkinan dapat ter*adi di
lapangan aplikasi untuk mengobati #olume besar tanah.
Meskipun potensi keuntungan dan penerapan proses telah diidentiikasi dalam studi, optimasi dan ups3aling proses, pendidikan 1 pelatihan dari peneliti 1 praktisi diidentiikasi sebagai tantangan di depan. <leh karena itu, diperlukan untuk menge#aluasi daya tahan *angka pan*ang kekuatan yang disebabkan oleh proses.
Kon!"# #$%$n&"n'(n
Para penulis ingin 3on i rm bah+a ada tidak ada dikenal konlik dari bunga terkait dengan publikasi ini dan belum ada signiikan dukungan keuangan tidak bisa i untuk peker*aan ini
