Bioremediasi Merkuri

8/18/2019 Bioremediasi Merkuri

1/26

MAKALAH BIOTEKNOLOGI

BIOREMEDIASI LIMBAH MERKURI DENGAN

MEKANISME BIOLEACHING MENGGUNAKANBAKTERI Bacillus megaterium

OLEH :

NAMA : WAHDANIATI RAHMAH

NIM : 08041181320037

DOSEN PENGAMPU

Dr. Mar!"#a $!ra%a&'( M.S

)URUSAN BIOLOGI

*AKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNI$ERSITAS SRIWI)A+A

201,


2/26

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Karena atas

rahmat dan karunia-Nya lah penulis akhirnya dapat menyelesaikan makalah yang

berjudul “Bioremediasi imbah Merkuri !engan Mekanisme Biolea"hing

Menggunakan Bakteri Bacillus megaterium #.

Penulisan makalah ini merupakan salah satu tugas yang diberikan sebagai

pengganti $jian Tengah %emester &enap. !alam penulisan makalah ini penulis

merasa masih banyak kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi'

mengingat akan kurangnya kemampuan dan pengetahuan yang penulis miliki.

$ntuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi

penyempurnaan pembuatan makalah ini.

!an penulis juga berharap semoga makalah ini dapat berman(aat bagi

pemba"a dalam kehidupannya. )khir kata penulis mengu"apkan terimakasih.

*nderalaya' )pril +,

Penulis

i


3/26

DA*TAR ISI

CO$ER

Ka&a P!-a-&ar

Da/&ar I"

Ba 1 PENDAHULUAN................................................................................... 2

.. atar Belakang...................................................................................... +.+. /umusan Masalah................................................................................. 0.1. Tujuan.................................................................................................... 0.0. Man(aat................................................................................................. 0

Ba 2 PEMBAHASAN....................................................................................

+.. Pengertian ogam Merkuri..................................................................... 2+.. Karakteristik !ari Merkuri...........................................................

+..+ %iklus Merkuri !i !alam ingkungan......................................... 3+..1 Nilai )mbang Batas 4N)B5 !i !alam ingkungan Perairan....... 6+..0 !ampak Merkuri Bagi Kesehatan................................................. 6

+.+. Pengertian Bakteri ea"hing................................................................... ,+.1. Karakteristik Bakteri Bacillus Megaterium ............................................ ,+.0. /esistensi Bakteri Terhadap ogam Merkuri.......................................... +.2. /esistensi Bacillus Megaterium Terhadap ogam Merkuri....................++.. Proses Bioremediasi ogam Merkuri......................................................0

+.. Mekanisme Biolea"hing...............................................................7+.3. 8aktor Yang Mempengaruhi Proses Biolea"hing....................................6

Ba 3 KESIMPULAN......................................................................................21

Da/&ar P"&a#a...................................................................................................22

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1.La&ar B!a#a-


4/26

Pembangunan ka9asan industri di daerah-daerah pertanian dan sekitarnya

menyebabkan berkurangnya luas areal pertanian' pen"emaran tanah dan badan air

yang dapat menurunkan kualitas dan kuantitas hasil:produk pertanian'

terganggunya kenyamanan dan kesehatan manusia atau makhluk hidup lain.

Kerusakan akibat kegiatan pertambangan adalah berubah atau hilangnya bentuk

permukaan bumi 4lands"ape5' terutama pertambangan yang dilakukan se"ara

terbuka 4opened mining5 meninggalkan lubang-lubang besar di permukaan bumi.

ogam berat merupakan jenis polutan yang terdistribusi se"ara luas di

dalam tanah dan mendapat perhatian se"ara khusus karena si(atnya yang tidak

dapat terdegradasi serta dapat bertahan lama di dalam lingkungan. imbah padat

dan atau "air yang dihasilkan dari berbagai proses industri dan pertambangan

mengandung logam berat toksik 4Essa et.al' +,,+5. Termasuk logam berat yang

sering men"emari habitat lingkungan diantaranya yaitu ;r' ;d' )s Pb dan


5/26

Berbagai jenis mikroorganisme 4bakteri5 diketahui dapat mengakumulasi

logam berat dalam jumlah besar. Pendekatan inilah yang menjadi dasar untuk

pengembangan proses bioremediasi dengan meman(aatkan kemampuan akti?itas

biosorpsi melalui metabolisme bakteri. Peman(aatan bakteri sebagai agen

bioremoval ion logam berat dalam bioremediasi untuk sistem perairan ter"emar

perlu dikembangkan karena hal ini adalah salah satu alternati( pendekatan se"ara

biologis yang potensial' ekonomis dan ramah lingkungan untuk pengelolaan atau

pengendalian kualitas air suatu sistem perairan ter"emar logam berat.

Bakteri Bacillus di alam jumlahnya "ukup banyak dan keanekaragamannya

"ukup tinggi' Bacillus dapat disolasi dari lingkungan perairan ta9ar' perairan asin'

tanah' tanaman' he9an dan udara bahkan di lingkungan ekstrim. Pada lingkungan

ekstrim ter"emar merkuri' bakteri yang dapat hidup dinamakan Bakteri /esisten

Merkuri 4B/M5. Eksplorasi Bacillus yang merupakan B/M telah dilakukan di

perairan yang ter"emar merkuri seperti sungai di *ran' perairan pantai di *ndia.

%edangkan di *ndonesia' eksplorasi Bacillus telah dilakukan di sungai ;isadane

Banten' sungai %angon Kulonprogo Yogyakarta %ungai Kalimas %urabaya.

Bakteri yang diisolasi dari lingkungan yang ter"emar logam berat mempunyai

resistensi terhadap logam berat yang ada di sekitarnya 4;hojna"ka' +,,5.

Berdasarkan beberapa penelitian' isolasi' karakterisasi dan uji resistensi

terhadap bakteri indigenous asal %ungai ;isadane diketahui memiliki kemampuan

resistensi terhadap logam


6/26

3. Bagaimana %iklus merkuri di dalam lingkungan

4. Berapa nilai ambang batas 4N)B5 di dalam lingkungan perairan5. )pa dampak merkuri bagi kesehatan6. )pa pengertian Bakteri lea"hing7. Bagaimana karakteristik bakteri Bacillus megaterium?8. Bagaimana resistensi bakteri Terhadap logam merkuri9. Bagaimana resistensi Bacillus megaterium Terhadap logam merkuri10. Bagaimana proses bioremediasi bakteri dengan biolea"hing11. )pa sajakah (aktor yang mempengaruhi proses biolea"hing

1.3. T6a-

. $ntuk mengetahui kemampuan Bacillus megaterium dalam bioremediasi

tanah ter"emar merkuri.

+. $ntuk mengetahui proses bioremediasi merkuri oleh bakteri

Bacillus megaterium dengan mekanisme biolea"hing.

1.4. Ma-/aa&

. !apat mengatahui dampak pen"emaran lingkungan oleh limbah merkuri+. !apat mengetahui kemampuan Bacillus megaterium dalam bioremediasi

tanah ter"emar merkuri.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1.M!r#r

/aksa 4nama lamaA air raksa5 atau merkuri atau hyrargyrum 4atinA

!yrargyrum' air:"airan perak5 adalah unsur kimia pada tabel periodik dengan

simbol merkuri dan nomor atom 7, dengan berat atom +,,'26 g:mol' titik beku C

16,; dan titik didih 12',;.. $nsur golongan logam transisi ini ber9arna

0


7/26

keperakan dan merupakan satu dari lima unsur 4bersama "esium' (ransium'

galium' dan brom5 yang berbentuk "air dalam suhu kamar' serta mudah menguap.

Merkuri akan memadat pada tekanan 3.0, )tm. Merkuri akan larut dalam asam

sul(at atau asam nitrit tetapi tahan terhadap basa.

ogam merkuri 4


8/26

Merkuri mempunyai si(atA

a. Merupakan satu satunya logam yang berbentuk "air pada suhu kamar' dan

mempunyai titik beku terendah dari semua logam.

b. Mempunyai ?atalitas tinggi.

". Memiliki tahanan listrik terendah dari semua logam sehingga merupakan

konduktor terbaik.

d. Banyak logam dapat larut dalam merkuri membentuk komponen yang disebut

amalgam alloy5.

e. %emua komponennya mempunyai si(at ra"un terhadap semua mahluk hidup.

Merkuri 4


9/26

bersamaan dengan aliran air hujan di permukaan bumi 4runo((5 dan juga akibat

aliran air permukaan maupun air tanah yang mele9ati endapan sinnabar 4


10/26

Perubahan ini dalam terjadi dalam hitungan beberapa hari sampai beberapa

minggu' dan merkuri akan mengalami siklus perubahan dalam kedua bentuk ini

"ukup lama sebelum akhirnya akan mengalami bioakumulasi dalam ikan atau

hilang dari sistem sebagai 4epang


11/26

Gardoyo 4675 menyatakan perairan yang aman untuk budidaya ikan

mempunyai kadar 4konsentrasi5 merkuri sekitar ,',,+ mg:. Menurut E;!

46305 alam Budiono 4+,,+5' pen"emaran merkuri di perairan akibat kegiatan

alam mempunyai kisaran antara ,',,,, sampai ,',,+7 mg:' ke"uali pada

beberapa tempat seperti sungai-sungai di *talia dimana terdapat sumber endapan

logam merkuri alamiah' kadarnya dapat men"apai 1 ppb. %etelah

mengkonsumsi ikan ter"emar Meepang5.

2.1.4. Daa# M!r#r Ba K!"!5a&a-

Berdasarkan si(at kimia dan (isik' air raksa 4


12/26

Me


13/26

Berdasarkan hasil uji biokimia bakteri pada penelitian sebelumnya diketahui

jenis ini mempunyai en=im katalase 4katalase D5' mampu menghemolisis darah

pada suhu 02o; 4hemolisis D5' mem(ermentasikan senya9a arabinosa' glukosa

dan mannitol' membentuk asam dari glukosa' dan mampu meman(aatkan "itrat

sebagai sumber karbon 4"itrat D5 4Badjoeri' +,,35. Berikut ini diperlihat gambar

kultur murni Bacillus megaterium pada medium nutrien agar' inkubasi selama 3+

jam' pada suhu ruang.

&ambar +.2. Kultur Murni B. Megaterium Pada Permukaan Medium N)

2.4. R!""&!-" Ba#&!r T!r5aa M!r#r H9

/esistensi bakteri terhadap logam merkuri dapat melalui mekanisme

biosorbsi dan biakumulasi. Mekanisme biosorpsi merupakan proses pasi('

sehingga logam tidak mera"uni sel bakteri. %edangkan mekanisme bioakumulasi

merupakan proses akti( dimana logam berat dapat mera"uni sel bakteri

4;hojna"ka' +,, dalam sholikah dan Kus9ytasari5.

Bakteri resisten merkuri terdistribusi se"ara luas di alam yang terdiri dari

bakteri gram positi( dan gram negati(. Beberapa "ontoh bakteri resisten merkuri

gram negati( adalah %erattia mar"es"ens' Klebsiella %p.' Thioba""ilus

(erooJidans' )leabigenes euthropus' )"inetoba"terium er9ina dan bakteri gram

positi( yaitu A %taphylo"u""us aureus' &roup B strepto"o""us' %treptomy"es sp.'

Ba"illus sp.' dan My"oba"terium s"o(ula"eum. !iantara strain bakteri yang resiten

terhadap merkuri inorgani"' kurang lebih ,-1,F juga toleran terhadap senya9a

organomerkuri 4Barkay' 66+5.


14/26

Menurut iebert 666 4dalam No(iani dan &u=risal' +,,05 model

mekanisme resisten merkuri bakteri gram negati( adalah sebagai berikut


15/26

pertumbuhan sel lambat atau sel mati. Kedua' menginduksi sistem operon resisten

merkuri 4


16/26

&ambar +.. Penurunan Konsentrasi


17/26

ke"epatan pengambilan merkuri 4up take rate5 oleh organisme air lebih "epat

dibandingkan dengan proses ekskresi.

Kadar merkuri di dalam tanah sangat ber?ariasi dan tergantung tingkat

kedalaman khususnya pada tanah-tanah alami.


18/26

selular untuk ion enis bakteri yang resisten terhadap logam berat mungkin berada di dalam

tanah dan di lokasi tambang. )pabila bakteri tersebut dapat beradaptasi pada

lingkungan dengan tingkat kontaminasi logam berat yang tinggi' maka

diasumsikan bah9a penggunaan bakteri tersebut sangat e(ekti( dalam

meningkatkan reduksi logam berat. %ejumlah bakteri resisten terhadap merkuri

telah diisolasi dari berbagai jenis lingkungan. $mumnya bakteri tersebut termasuk

dalam kelompok baik bakteri &ram negati( maupun &ram positi( 4Nas"imento O

;hartone-%ou=a' +,,1 dalam %anti dan &oenadi' +,,65.

Beberapa bakteri aerobik dan (akultati( mengkatalisasi proses reduksi


19/26

reduktase 4Mer)5. Merkuri reduktase 4Mer)5 mengkatalisis reduksi


20/26

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme yang telah dipilih

untuk ditumbuhkan pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar

polutan tersebut. Pada saat proses bioremediasi berlangsung' en=im-en=im yang

diproduksi oleh mikroorganisme memodi(ikasi struktur polutan bera"un menjadi

tidak kompleks sehingga menjadi metabolit yang tidak bera"un dan berbahaya

4Priadie' +,+5.

Menurut 8ahrudin' 4+,,5 Proses biotrans(ormasi merkuri se"ara umum

terdiri dua proses. Pertama yaitu reduksi ion merkuri adalah


21/26

&ambar +.3. %kema Pemulihan ogam !engan Proses Blea"hing.

&ambar +.7. %kema Biolea"hing -.,erroo(ia%s

2.7. *a#&


22/26

medium dengan permukaan partikel. Menurut %eidel et al 4+,,5 bah9a pelekatan

bakteri pada permukaan partikel dipengaruhi 9aktu' dimana makin lama 9aktu

kontak bakteri dalam medium makin banyak bakteri yang melekat pada

permukaan partikel dan makin banyak bakteri yang dapat melakukan akti?itas

lea"hingnya. >enis bakteri juga berpengaruh pada pelepasan atau lea"hing

logam'dengan kata lain bah9a biolea"hing logam berat oleh setiap jenis bakteri

berbeda. Perbedaan ini diakibatkan oleh produk metabolik yang dihasilkan selama

proses berlangsung. %e"ara garis besar dapat dikatakan bah9a proses lea"hing

logam berat oleh bakteri bergantung pada beberapa (aktor yaituH jenis dan

komposisi logam berat dalam limbah' kemampuan bakteri untuk melakukan

lea"hing' dan (aktor lingkungan yang mempengaruhi akti?itas bakteri.

Kemampuan bakteri melakukan biolea"hing Pb dan senya9anya bergantung pada

bakteri untuk beradaptasi dengan lingkungannya.

BAB 3

KESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan dari makalah ini didapatkan beberapa kesimpulan

sebagai berikut A

. Pen"emaran limbah merkuri dapat berasal dari sisa limbah industri yang

sengaja dibuang didaerah perairan.

+,


23/26

+. %emua komponen merkuri mempunyai si(at ra"un terhadap semua mahluk

hidup.

1. Bakteri Ba"illus megaterium memiliki kemampuan sebagai agen bioremediasi

limbah merkuri.

0. Proses biolea"hing terjadi melalui dua tahap yakni /eduksi


24/26

)tlas' /. M. and /. Bartha. 661. Microbial cology. u%ame%tals a% $$licatio%s. 1 rd 4Ed.5. The Benjamin and ;ummings Publishing ;o.*n"' /ed9ood. 21 pp.

Ba"ho(en' /. 660. ;ell %tru"ture and Metabolism' and its /elation 9ith theEn?ironment. % *hemical a% Biological egulatio% o, uatic/ystems. >' Bu((le. !e itre././. e9is Publishers' Tokyo. p +1-+11.

Badjoeri' M. +,,3. uni +,,3.

pkl. +,.2 G*B.

Bro"k' T.! and M.T. Mandigan. 66. Biology o, Microorga%ism 4th Ed5.Prenti"e-' Bu((le. !eitre././. e9is Publishers' Tokyo. p -,.

;appu"ino' >.& and %herman' N. 66. Microbiology A 'aboratory Ma%ual .8ourth Edition. The Benjamin and ;umming Publishing ;ompany *n"';ali(ornia.

;heung' K.i-!ong &u. +,,2. ;hromate /edu"tion by Bacillusmegaterium TKG 1 *solated 8rom Marine %ediments. orl our%al o,

Microbiology a% Biotech%ology. + 415 A +1-+6.;ossi"h' E. %.' ;./.&. Ta?ares and T.M.K. /a?agnani. +,,+. Biosorption o( "hromium4***5 by /argassum s$. Biomass. 2 4+5.;suros' M. and ;suros' ;. +,,+ ;old apour ))% (or %olid and %emi %olids. %

%viro%me%tal /am$li%g a% %alysis ,or Metals. e9is Publishers'Tokyo. p 06.

!e' >aysankar. +,,0. Mer"ury-resistant Marine Ba"teria and Their /ole in

++


25/26

Bioremediation o( ;ertain ToJi"ants. -hesis. National *nstitute o( "eanography &oa $ni?ersity' *ndia.

!jarisma9ati. 66. Tinjauan Penelitian Kadar ogam Berat pada %ungai di !K*

>akarta. *ermi% u%ia )eo#tera%. 3,A 2-6.

!juangsih' N.' ).K. Benito' akarta!itinjau dari Tingkat Pen"emarannya. 8akultas Pas"asarjana' >urusanP%. *PB' Bogor.

%ya9al dan Yustia9ati. +,,0. Kajian Pen"emaran Merkuri )kibat PengolahanBiji Emas di %ungai ;ikaniki' %ub !as ;isadane' Bogor. 'a$ora% !asil

&e%elitia%. Pusat Penelitian imnologi *P* ;ibinong' Bogor.

Turnbull' P.;.B. 66. Ba"illus. % Barro%s Meical Microbiology 4Baron % et al'Eds.5 " 0th ed.' $ni?. o( TeJas Medi"al Bran"h.

$%&% 4$nited %tates &eologi"al %ur?ey5. 662. Mer"ury ;ontamination o( )Quati" E"osystems. act /heet 8%-+-62.

ou"k. 67. :e%eral *hemistry o, Metal. !a%boo# o% the -o(icology o, Metal.Elsi?ier. Ne9 York.

olk' ). Gesley. dan M.8. Gheeler. 67. Mi#robiologi asar. Edisi Kelima'

>ilid + alih bahasa %oenartono ). Penerbit Erlangga' >akarta.

+1


26/26

Gagner-!obler' *'

Documents

Bioremediasi Merkuri