BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Latar Belakan Belakang g
Pada masa ini, bioteknologi berkembang sangat maju. Kemajuan ini ditandai dengan ditemukannya produk bioteknologi di berbagai bidang. Bioteknologi bisa diartikan sebagai cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (Bakteri,fungi,virus dan lainlain) lain) maupun maupun produk produk dari dari makhlu makhluk k hidup hidup (enim (enim,al ,alkoh kohol) ol) dalam dalam proses proses produk produksi si untuk untuk menghasilka menghasilkan n barang dan jasa. Bioteknolo Bioteknologi gi secara umum berarti meningkatkan meningkatkan kualitas suatu organisme melalui aplikasi teknologi. !plikasi teknologi tersebut dapat memodifikasi fung fungsi si biol biolog ogis is suat suatu u orga organi nism smee deng dengan an menam menamba bahk hkan an gen gen dari dari orga organi nism smee lain lain atau atau merekayasa gen pada organisme tersebut. Bioteknologi dikembangkan melalui pendekatan multid multidisip isiplin liner er dalam dalam "acana "acana moleku molekuler ler.. #lmu-i #lmu-ilmu lmu dasar dasar merupa merupakan kan tongga tonggak k utama utama pengembangan bioteknologi maupun maupun industri bioteknologi. Penerapan Penerapan bioteknolo bioteknologi gi dilakukan dilakukan dengan dengan tujuan memenuhi kebutuhan kebutuhan manusia. manusia. Beberapa penerapan bioteknologi diberbagai bidang antara lain$ rekayasa genetika, kultur jaringan, dan kloning . %i bidang pangan, dengan menggunakan teknologi re kayasa genetika, kultur jaringan dan %&! rekombinan, dapat dihasilkan tanaman dengan sifat dan produk unggul unggul karena mengandun mengandung g at gii yang lebih jika dibandingk dibandingkan an tanaman biasa, serta juga lebih tahan terhadap terhadap hama maupun tekanan lingkunga lingkungan. n. Penerapan Penerapan bioteknologi bioteknologi pada masa ini juga dapat dijumpai pada pelestarian lingkungan hidup hidup dari polusi .'ebagai contoh, pada pada penguraian minyak bumi yang tertumpah ke laut oleh bakteri, dan penguraian at-at yang bersifat toksik (racun) di sungai atau laut dengan menggunakan bakteri jenis baru. Biotek Bioteknol nologi ogi pengel pengelola olahan han limbah limbah mengha menghasilk silkan an produk produk biogas biogas dan kompos kompos %i bidang bidang medis, medis, penerap penerapan an biotek bioteknol nologi ogi pada pada masa masa lalu lalu dibukt dibuktika ikan n antara antara lain lain dengan dengan penemu penemuan an vaksin vaksin,, antibi antibioti otik, k, dan insuli insulin. n. Biotek Bioteknol nologi ogi dapat dapat mengha menghasil silkan kan bahan bahan bakar bakar dengan dengan pengelolahan biommasa menjadi etanol (cair) dan metana (gas). Bioteknologi di bidang industri dapat menghasilkan makanan dan minuman, antara lain pembuatan roti, nata decoco, brem dan sebagainya. &amun sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi, banyak dampak yang ditimbulkannya terutama bagi lingkungan. Bioteknologi juga dapat digunakan untuk mengatasi permasalahan yang terjadi dalam lingkungan yang diakibatkan oleh aktivitas manusia tersebut.leh karena itu, dalam makalah 1
ini kami kami akan akan membah membahas as tentan tentang g biotek bioteknol nologi ogi khususn khususnya ya dibida dibidang ng lingku lingkunga ngan, n, tentan tentang g bioteknologi untuk meningkatkan kualitas lingkungan dalam arti menciptakan produk ramah lingkungan maupun bioteknologi untuk mengurangi permasalahan lingkungan seperti limbah.
1.2 Rumusan Rumusan Masalah Masalah . !pakah pengertian pengertian dan jenis- jenis Bioteknolog Bioteknologi* i* +. !pasajakah !pasajakah produk produk bioteknolog bioteknologii dalam bidang bidang lingkung lingkungan* an* . Bagaimanakah Bagaimanakah produk produk biotekn bioteknolog ologii dibidang dibidang lingkung lingkungan an tersebut tersebut tercipta * . Bagaimanakah Bagaimanakah biotekn bioteknologi ologi berperan berperan dalam dalam mengatasi mengatasi permasalahan permasalahan lingku lingkungan* ngan* 1.3 Tu Tujuan juan ujuan penyusunan penyusunan makalah ini antara lain $ . /endeskripsi /endeskripsikan kan pengert pengertian ian dan dan jenis-jeni jenis-jeniss biotekno bioteknologi. logi. +. /endeskripsi /endeskripsikan kan produk produk bioteknolo bioteknologi gi dalam bidang bidang lingkung lingkungan an . /endeskripsi /endeskripsikan kan cara kerja kerja produk produk biotekn bioteknologi ologi dalam dalam bidang bidang lingkun lingkungan gan . /endeskripsi /endeskripsikan kan peran peran bioteknolo bioteknologi gi dalam mengatas mengatasii permasalahan permasalahan lingku lingkungan ngan 1. Man!aa Man!aatt Penulisan makalah ini diharapkan dapat memberikan manfaat, antara lain$ . %apa %apatt memb memberi erika kan n peng penget etah ahua uan n tentan tentang g prod produk uk biot biotek ekno nolo logi gi dala dalam m bida bidang ng
lingkungan dan penerapannya dalam kehidupan sehari-hari sehingga kita dapat memanfaatkan produk bioteknologi untuk meningkatkan kesejahteraan manusia. +. %apat %apat memberi memberikan kan penget pengetahu ahuan an tentang tentang penanggu penanggulan langan gan dampak dampak biotek bioteknol nologi ogi sehingga dapat meningkatkan kualitas lingkungan.
BAB II PEMBAHA"AN 2.1
Pengert#an B#$tekn$l$g#
#stilah bioteknologi bioteknologi pertama kali dikemukakan dikemukakan oleh %arl Ere seorang insinyur insinyur Erekt& kt&'' seorang 0ongaria pada tahun 12 untuk mendeskripsikan produksi babi dalam skala besar dengan 2
menggunakan bit gula sebagai sumber pakan. Pada perkembangannya sampai pada tahun 123 bioteknologi selalu berasosiasi dengan rekayasa biokimia (biochemical engineering). %efinisi bioteknologi apabila dapat dilihatdari akar katanya berasal dari 4 (#$5 dan 4tekn$l$g#5 maka kalau digabung pengertiannya adalah penggunaan organisme atau system hidup untuk memecahkan suatu masalah atau untuk menghasilkanproduk yang berguna. Pada tahun 16, 7ederasi Bioteknologi 8ropa mendefinisikan bioteknologi sebagai berikut, bioteknologi adalah aplikasi terpadu biokimia, mikrobiologi, dan rekayasa kimia dengan tujuan untuk mendapatkan aplikasi teknologi dengan kapasitas biakan mikroba, sel, atau
jaringan
di
bidang
industri,
kesehatan,
dan
pertanian.
'edangkan
menurut "ar)j$k$ (11), boteknologi didefinisikan sebagai proses-proses biologi oleh mikroorganisme yang dimanfaatkan oleh dan untuk kepentingan manusia. %efinisi bioteknologi yang lebih luas dinyatakan oleh Bul'et'al' (16+), yaitu penerapan prinsip-prinsip ilmiah dan rekayasa pengolahan bahan oleh agen-agen biologi seperti makroorganisme, sel tumbuhan, sel he"an, manusia, dan enim untuk menghasilkan barang dan jasa.
2.2 *en#s + *en#s B#$tekn$l$g#
Bioteknologi dibedakan menjadi dua, yaitu $ ) Bioteknologi Konvensional Bioteknologi konvensional adalah paraktik bioteknologi yang dilakukan dengan cara dan peralatan yang sederhana. 9ontoh produknya bir, "ine, tuak, sake, yoghurt, roti, keju, tempe,dan lain-lain. +) Bioteknologi /odern Bioteknologi modern merupakan bioteknologi yang didasarkan pada manipulasi atau rekayasa %&!, selain memanfaatkan dasar /ikrobiologi dan Biokimia. Penerapan bioteknologi modern juga mencakup berbagai aspek kehidupan. Bioteknologi modern antara lain berupa kultur jaringan, rekayasa genetika dan lain-lain.
'edangkan menurutcabang ilmu bioteknologi diantaranya diasosiasikan dengan "arna, yaitu$ ) Bioteknologi /erah (red biotechnology) /erupakan cabang ilmu bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi dibidang medis. 9akupannya meliputi seluruh spektrum pengobatan manusia, mulai dari tahap
3
preventif, diagnosis dan pengobatan. 9ontohnya adalah pemanfaatan organisme untuk menghasilkan obat dan vaksin. +) Bioteknologi Putih: !bu-abu (white/ grey biotechnology) !dalah bioteknologi yang diaplikasikan dalam bidang industri seperti pertambangan dan produksi senya"a baru serta pembuatan sumber energi terbarukan. %engan memanipulasi mikroorganisme seperti bakteri dan khamir atau ragi , enim-enim dan organisme yang lebiuh baik telah tercipta untuk memudahkan proses produksi dan pengolahan limbah industri. ) Bioteknologi 0ijau ( green biotechnology) /erupakan bioteknologi yang mempelajari aplikasi bioteknologi dibidang pertanian dan peternakan. ) Bioteknologi Biru (blue biotechnology) Bioteknologi ini disebut juga bioteknologi akuatik atau perairan yang mengendalikan proses-proses yang terjadi di lingkungan akuatik. 9ontohnya adalah akuakultura dan salmon transgenik. 2.3 B#$tekn$l$g# )alam (#)ang l#ngkungan 2.3.1 P$h$n Ber,aha&a
/araknya gerakan hemat energi membuat desainer asal Belanda, %aan ;oosegaarde, tertarik menciptakan sumber pencahayaan tanpa menggunakan listrik. Bekerja sama dengan para ilmu"an di 'tate pohon bercahaya> yang terinspirasi dari bioluminescent ubur-ubur dan kunang-kunang. !khirnya dia berkerjasama dengan !le?ander Krichevsky, yang telah menciptakan rekayasa genetik tanaman menyala dalam gelap dan telah dipasarkan. %r. Krichevsky membuatnya dengan cara mengombinasikan gen dari bakteri bercahaya dengan klorofil tanaman dalam pot untuk menciptakan @'tarlight !vatar@. #ni bisa memancarkan cahaya mirip yang dihasilkan kunang-kunang.
4
Starlight Avatar, tanaman pot pertama yang bisa memancarkan cahaya. 'ejauh ini proyek tanaman bercahaya masih dalam tahap uji coaba, jikasukses dalam ujicoba pada saatnya nanti keberadaan lampu jalan akan bisa digantikan oleh pohon-pohon yang memancarkan cahayanya. 2.3.2 B#$massa
Biomassa adalah material yang berasal dari organisma hidup yang meliputi tumbuhtumbuhan, he"an dan produk sampingnya seperti sampah kebun, hasil panen dan sebagainya. idak seperti sumber-sumber alamiah lain seperti petroleum, batubara dan bahan bakar nuklir,
biomassa
adalah
sumber
energi
terbarukan
yang
berbasis
pada
siklus
karbon.Biomassa bisa digunakan secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan bakar. Briket arang, briket sekam padi, briket ranting dan daun kering adalah contoh bahan bakar biomassa yang dapat digunakan secara langsung sebagai bahan bakar pemanas atau sumber tenaga. &ilai kalor bakar biomassa bervariasi tergantung kepada sumbernya. Pemakaian biomassa dapat memberi kontribusi yang signifikan kepada managemen sampah, ketahanan bahan bakar dan perubahan iklim. %i pedesaan, utamanya di negara-negara berkembang, biomassa dari kayu, daun, sekam padi dan jerami merupakan bahan bakar utama untuk pemanasan dan memasak. 9atatan dari International Energy Agency menunjukkan bah"a energi biomassa menyediakan 3A dari suplai energi utama di beberapa berkembang. %e"asa ini lebih dari + juta penduduk dunia masih tergantung kepada bahan bakar biomassa sebagai sumber energi primer. Pemakaian biomassa secara langsung dapat menghemat bahan bakar fosil, akan tetapi disisi lain jika dipakai dalam ruang tanpa ventilasi yang memadai bahan bakar biomassa yang digunakan secara langsung dapat membahayakan kesehatan. aporan International Energy Agency dalam World energy utlook !""# menyebutkan 5
bah"a . juta orang di seluruh dunia meninggal karena pemakaian biomassa secara langsung. 'elain pennggunaan secara langsung sebagai bahan bakar padat, biomassa dapat diolah menjadi berbagai jenis biofuel cair dan gas. a-
B#$!uel Biofuel merupakan bahan bakar terbarukan yang cukup menjanjikan. Biofuel dapat
secara luas didefinisikan sebagai padatan, cairan atau gas bakar yang mengandung atau diturunkan dari biomassa. %efinisi yang lebih sempit mendefinisikan biofuel sebagai cairan atau gas yang berfungsi sebagai bahan bakar transportasi yang berasal dari biomasssa. Biofuel dipandang sebagai bahan bakar alternatif yang penting karena dapat mengurangi emisi gas dan meningkatkan ketahanan energi. Penggunaan minyak nabati (BB&) sebagai bahan biofuel sebenaranya sudah dimulai pada tahun 61C saat %r. ;udolf 9hristian Karl %iesel mengembangkan mesin motor yang dijalankan dengan BB&. BB& saat itu adalah minyak yang didapatkan langsung dari pemerasan biji sumber minyak, yang kemudian disaring dan dikeringkan. Bahan bakar minyak nabati mentah yang digunakan pada mesin diesel buatan %r. ;udolf 9hristian Karl %iesel tersebut berasal dari minyak sayur. &amun karena pada saat itu produksi minyak bumi berlimpah dan murah, maka BB& untuk mesin diesel tersebut secara perlahan-lahan diganti dengan minyak solar dari minyak bumi. 'elain itu BB& yang didominasi oleh trigliserida memiliki viskositas dinamik yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan solar. Diskositas bahan bakar yang tinggi akan menyulitkan pengaliran bahan bakar ke ruang bakar sehingga dapat menurunkan kualitas pembakaran dan daya mesin. leh karena itu, untuk penggunaan BB& secara langsung mesin diesel harus dimodifikasi terlebih dahulu, misalnya dengan penambahan pemanas BB& untuk menurunkan viskositas. Pemanas dipasang sebelum sistem pompa dan injektor bahan bakar. 'aat ini biofuel telah digunakan di berbagai negara, industri biofuel tersebar di 8ropa, !merika dan !sia. #ndia, misalnya mengembangkan biodiesel dari tanaman jarak pagar (Eatropha). Kebanyakan biofuel dipakai untuk transportasi otomotif. #ndia mentargetkan penggunaan CA bioetanol sebagai bahan bakar transportasi, sementara cina sebagai prodesen utama etanol di !sia mentargetkan CA bioetanol sebagai bahan bakar transportasinya pada tahun +33. Biofuel dapat diproduksi dari sumber-sumber karbon dan dapat diproduksi dengan cepat
dari biomassa. 'ebagai
&egara agraris
#ndonesia sangat potensial
mengembangkan industri biofuel nya sendiri. Pertama, bahan baku berupa tanaman energi tersebar di seluruh "ilayah #ndonesia dari 'abang sampai /erauke. Produksi tanaman energi
6
dari tahun ke tahun juga cenderung meningkat sehingga kita tidak perlu ka"atir kekurangan sumber energi nabati ini. 'ebagai contoh luas perkebunan tebu dan ubi kayu dari tahu ketahun meningkat dengan tajam. Kedua jenis tanaman tersebut merupakan bahan baku pembuatan bioetanol. abel . Potensi 8B (Biofuel) di #ndonesia (diolah dari Blue Print Pengelolaan 8nergi &asional +33CF+3+C, ampiran B, Eakarta, +33C)
b)
B#$etan$l
Bioetanol saat ini merupakan biofuel yang paling banyak digunakan. %i <'! pada tahun +33 produksi etanol (termasuk bioetanol) mencapai sampai dengan billion gallons dan terus meningkat dari tahun ke tahun. Bioetanol adalah bahan bakar alternatif yang prospektif karena beberapa alasan seperti tidak member kontribusi pada pemanasan global, dapat dicampur dengan gasoline sampai 3A (83) dapat dibuat dari bahan-bahan alami (biomassa) yang dapat diperbaharui (renewable) seperti ubi kayu, jagung dan buah-buahan. 'ebagai pengganti /B8 (methyl tertiary butyl ether) yang potensial. /B8 adalah aditif bahan bakar ( $uel additive) yang bersifat toksik dan de"asa ini banyak digunakan di beberapa negara. Bioetanol pada prinsipnya adalah etanol yang diperoleh melalui proses fermentasi sehingga dinamakan bioetanol. Bioetanol dihasilkan dari distilasi bir hasil fermentasi. Bioetanol merupakan bahan bakar nabati yang relatif mudah dan murah diproduksi sehingga industri rumahan sederhana pun mampu membuatnya. Biasanya bioetanol dibuat dengan teknik fermentasi biomassa seperti umbi-umbian, jagung atau tebu dan dilanjutkan dengan destilasi. Bioetanol dapat digunakan secara langsung maupun tidak langsung sebagai bahan 7
bakar.
B#$)#esel
Biodiesel atau alkil ester bersifat sama dengan solar, bahkan
lebih
baik
nilai cetanenya. ;iset tentang biodiesel telah dilakukan di seluruh dunia khususnya di !ustria, Eerman, Perancis, dan !merika 'erikat. Bahan baku utamanya antara lain minyak kedelai, minyak rapeseed , dan minyak bunga matahari. %i 0a"aii biodiesel dibuat dari minyak goreng bekas dan di &agano, Eepang bahan baku dari restoran-restoran cepat saji telah dipakai sebagai bahan baku biodiesel. 'aat ini biodiesel telah merebut CA pangsa pasar !% (automotive diesel oil) di 8ropa. Pada tahun +33
8
industry) dan menghemat sumber energi yang tidak terbarukan (bahan bakar fosil) serta dapat mengurang biaya biaya kesehatan akibat pencemaran udara. Pemanfaatan sumber-sumber nabati seperti minyak kelapa dan 9P ( &rude 'alm il ) baik minyak segar maupun bekas (jelantah) sebagai bahan baku produksi biodiesel juga merupakan keuntungan karena dapat membuka peluang usaha bagi petani dan pelaku
B#$gas
Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi dari bahan bahan organik termasuk diantaranyaH kotoran manusia dan he"an, limbah domestik, sampah atau limbah biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan maupun untuk menghasilkan listrik. /etana yang terkandung di dalam biogas, bila terbakar akan relatif lebih bersih daripada batu bara, dan menghasilkan energi yang lebih besar dengan emisi karbon dioksida yang lebih sedikit. Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. 'aat ini, banyak negara maju mulai meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair, padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan limbah. Komposisi gas di dalam biogas yang dihasilkan bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. ;ata-rata biogas memiliki konsentrasi metana sekitar C3A, sedangkan sistem pengolahan limbah modern dapat menghasilkan biogas dengan kadar metana berkisar dari CC-2CA. B#$gas merupakan 8nergi terbarukan yang dapat dihasilkan dengan teknologi tepat
guna yang relatif lebih sederhana dan sesuai untuk daerah pedesaan. 8nergi biogas memproses limbah bio atau bio massa di dalam alat kedap udara yang disebut digester. Biomassa berupa limbah dapat berupa kotoran ternak bahkan tinja manusia, sisa-sisa panenan seperti jerami, sekam dan daun-daunan sortiran sayur dan sebagainya. Biogas adalah suatu gas methan yang terbentuk karena proses fermentasi secara anaerobik (tanpa udara) oleh bakteri methan atau /ethanobacterium disebut juga bakteri anaerobic.
9
Bakteri biogas yang mengurangi sampah-sampah yang banyak mengandung bahan organik (biomassa) sehingga terbentuk gas methan (90) yang apabila dibakar dapat menghasilkan energi panas.Gas methan sama dengan gas elpiji (liIuidified petroleum gas:PG), perbedaannya adalah gas methan mempunyai satu atom 9, sedangkan elpiji lebih banyak.
MEMBUAT IN"TALA"I BI/A" "EDERHANA
Bangunan utama dari instalasi biogas adalah %igester yang berfungsi untuk menampung gas metan hasil perombakan bahan bahan organik oleh bakteri. Eenis digester yang paling banyak digunakan adalah model continuous $eeding dimana pengisian bahan organiknya dilakukan secara kontinu setiap hari. Besar kecilnya digester tergantung pada kotoran ternak yamg dihasilkan dan banyaknyaJ biogas yang diinginkan. ahan yang diperlukan sekitar m+.
Gambar$
10
'etelah pengerjaan digester selesai maka mulai dilakukan proses pembuatan biogas dengan langkah langkah sebagai berikut$ . /encampur kotoran sapi dengan air sampai terbentuk lumpur dengan perbandingan $ pada bak penampung sementara. Bentuk lumpur akan mempermudah pemasukan kedalam digester +. /engalirkan lumpur kedalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama kran gas yang ada diatas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada didalam digester terdesak keluar. Pada pengisian pertama ini dibutuhkan lumpur kotoran sapi dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh. . /elakukan penambahan starter (banyak dijual dipasaran) sebanyak liter dan isi rumen segar dari rumah potong he"an (;P0) sebanyak C karung untuk kapasitas digeste r ,C C,3 m+. 'etelah digester penuh, kran gas ditutup supaya terjadi proses fermentasi. . /embuang gas yang pertama dihasilkan pada hari ke- sampai ke-6 karena yang terbentuk adalah gas 9 +. 'edangkan pada hari ke-3 sampai hari ke- baru terbentuk gas metan (90) dan 9+ mulai menurun. Pada komposisi 90 CA dan 9 + +2A maka biogas akan menyala C. Pada hari ke- gas yang terbentuk dapat digunakan untuk menyalakan api pada kompor gas atau kebutuhan lainnya. /ulai hari ke- ini kita sudah bisa menghasilkan energi biogas yang selalu terbarukan. Biogas ini tidak berbau seperti bau kotoran sapi. 'elanjutnya, digester terus diisi lumpur kotoran sapi secara kontinu sehingga dihasilkan biogas yang optimal Pengolahan kotoran ternak menjadi biogas selain menghasilkan gas metan untuk memasak juga mengurangi pencemaran lingkungan, menghasilkan pupuk organik padat dan pupuk organik cair dan yang lebih penting lagi adalah mengurangi ketergantungan terhadap pemakaian bahan bakar minyak bumi yang tidak bisa diperbaharui. %engan teknologi tertentu, gas methan dapat dipergunakan untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan energi listrik, menjalankan kulkas, mesin tetas, traktor, dan mobil. 'ecara sederhana, gas methan dapat digunakan untuk keperluan memasak dan penerangan 2.3.3 B#$tekn$l$g# 0eng$lahan l#m(ah B#$reme)#as#-
Pada tahapan ini akan disampaikan beberapa proses bioremidiasi yang dilakukan untuk mengatasi limbah yang terjadi. a- B#$reme)#as# Tanah &ang Ter,emar L#m(ah Peng#langan M#n&ak Bum# 11
Peningkatan kebutuhan bahan bakar minyak mengakibatkan peningkatan eksplorasi dan pengolahannya. 8ksplorasi dan pengolahan minyak bumi selain memberikan keuntungan juga memberikan dampak yang buruk bagi lingkunganyaitu berupa limbah (residu). imbah hasil pengolaha minnyak bumi memiliki komposisi berupa aspal, lilin, logam berat, lumpur bercampur minyak sisa pengilangan (oil sludge) dan hidrokarbon.anah yang tercemar limbah hidrokarbon akan membahayakan organisme yang terdapat padanya. 0al ini dikarenakan senya"a hidrokarbon bersifat toksik dan karsinogenik sehingga dapat menyebabkan kematian terhadap organisme tersebut. Pada umumnya remediasi cemaran limbah minyak bumi dilakukan secara fisika dengan cara penyaringan, penyerapan, pembakaran atau secara kimia dengan menggunakan pengemulsi. 9ara-cara ini memang dapat menghilangkan limbah dengan cepat, akan tetapi biayanya mahal dan tidak ramah lingkungan. 'alah satu cara untuk pengelolaan dan pemanfaatan limbah dilakukan sengan mengunakan agen biologi yang disebut bioremediasi. Bioremediasi merupakan suatu prose pemulihan (remediasi) lahan yang tercemar limbah organik maupun limbah anorganik dengan pemanfaatan organisme. Bakteri umumnya digunakan dalam proses bioremediasi limbah pengilangan minyak bumi adalah bakteri hidrokarbonoklastik. 'ecara alami, mikroorganisem ini memiliki kemampua untuk mengikat, mengemulsi, mentranspor dan mendegradasi hidrokarbon. Bakteri ini mendegradasi senya"a hidrokarbon dengan memotong rantai hidrokarbon tersebut menjadi lebih pendek dengan melibatkan beberapa enim. Karakteristik mikroorganisme hidrokarbonoklastik sebagai berkut$ ) /enghasilkan enim oksigenase yang terikat membran +) /emiliki mekanisme untuk mengoptimumkan kontak antara permukaan sel ) ) C) ) 2) 6) 1)
mikroorganisme dengan hidrokarbon yang tidak larut dalam air. /ampu mendegradasi komponen minyak bumi 'tabil secara genetis /emiliki viabilitas yang tinggi selama penyimpanan /asih memiliki laju pertumbuhan yang tinggi selama penyimpanan /emiliki aktivitas enimatik dan pertumbuhan yang tinggi di lapangan idak bersifat patogen idak menghasilkan senya"a toksik. Biodegradasi senya"a hidrokarbon yang terdapat dalam limbah pengilangan
minyak bumi dipengaruhi oleh faktor fisika, kimia dan biologi. 7aktor fisika-kimia yang berpengaruh antara lain komposisi dan struktur kimia hidrokarbon, konsentrasi hidrokarbon, suhu, oksigen, salinitas, p0, nutrisi, cahaya dan tekananosmotik. 12
didapatkan bah"a p0 optimum untuk
proses bioremediasi sebesar 2,C dimana pada proses ini dapat berlangsung baik pada kondisi p0 ,C sampai 6. rganisme tersebut mampu mendegradasi P0 (-otal 'etroleum ydrocarbon) sebesar 2,+A dan 9% ( &hemycal ygen 0emand ) naik sebesar 6,+6A.
(- B#$reme)#as# Pera#ran Ak#(at L#m(ah Rumah Tangga /eningkatnya aktivitas manusia di lingkungan rumah tangga menyebabkan
semakin besarnya volume limbah yang dihasilkan dari "aktu ke "aktu. Dolume limbah rumah tangga meningkat C juta m pertahun dengan peningkatan kandungan sebesar C3A. Konsekuensinya adalah beban badan air yang dijadikan tempat pembuangan limbah rumah tangga menjadi semakin berat. Keadaan ini menyebabkan terjadinya pencemaran yang banyak menimbulkan kerugian bagi manusia dan lingkungan. Belum adanya teknik pengolahan, biaya mahal serta penerapan pengolahan limbah yang sulit membuat lingkungan merasakan dampaknya. 0al ini dikuatkan dengan asumsi dan pemikiran masyarakat bah"a membuang limbah rumah tangga langsung ke lingkungan tidak akan menimbulkan dampak yang serius. 'alah satu 13
pemikiran yang dapat dikembangkan adalah dengan memamfaatkan sumber daya alam yang telah diketahui memiliki kaitan erat dengan proses penjernihan limbah rumah tangga. 'alah satu contohnya adalah tanaman air yang tumbuh di kolam atau genangan air di sekitar pemukiman. !da jenis tanaman air dilihat dari sifat dan posisi hidupnya yaitu$ ) /arginal aIuatic plantH tanaman air yang hidup di bagian tepian peraian +) 7loating aIuatic plantH tanaman air yang hidup di bagian permukaan peraian ) 'ubmerge aIuatic plantH tanaman air yang hidup melayang di dalam peraian ) he deep aIuatic plantH tanaman air yang hidup di dasar peraian Kemampuan tanaman air untuk menjernihkan limbah cair akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian. Penataan tanaman air dalam suatu bedengan-bedengan kecil dalam kolam pengolahan dapat berfungsi sebagai saringan hidup bagi limbah cair yang dile"atkan pada bedengan. Proses yang terjadi adalahpenyerapan dan penyaringan oleh akar dan batang tanaman air, pross pertukaran dan penyerapan ion. anaman yang pernah dijadikan bahan penelitian dalam bioremediasi limbah cair rumah tangga adalah mendong 1Iris sibirica), eratai ( 2ymphaea $irecrest ), Kiambang 1Spirodella polyrrhi3a) dan 0idrilla 1ydrilla verticillata). Keadaan limbah cair rumah tangga setelah dialirkan pada kolam yang diberi tanaman air tadi memiliki efek dari segi fisik limbah yaitu terjadi penurunan kekeruhan sebesar +2,11 &< (kondisi normal kekeruhan perairan M+3 &<) dan penurunan padatan yang tersuspensi sebesar ,1CA, terjadi penurunan suhu sampai 3,2A. p0 a"al limbah rumah tangga kebanyakan bersifat asam, dengan menggunakan bioremediasi tanaman air ini dapat ditingkatkan sebesar +,C-2,A dari suhu limbah sebelumnya. Peningkatan p0 ini semakin membuat p0 limbah menuju p0 aman bagi lingkungan yang berkisar antara 1. 7aktor lain yang juga mengalami peningkatan adalah kandiungan oksigen terlarut yang semakin meningkat. %alam limbah rumah tangga biasanya terdapat mikroorganisme yang bernama &oli$orm yang jumlahnya dalam keadaan normal dalam perairan adalah +3.333 sel: 33 ml air. Bioremediasi dengan menggunakan tanaman air ini menyebabkan jumlah &oli$orm semakin sedikit dengan semakin banyaknya ragam tanaman air dalam kolam yang digunakan sebagai kolam penyaringan. ,- Pengurangan Dam0ak L#ngkungan Ak#(at Pest#s#)a Pertan#an Penggunaan yang berlebihan terhadap herbisida, pestisida, fungisida dan pupuk
pertanian menyebabkan bahaya bagi lingkungan yang menghasilkan semakin berkurangnya kemampuan biodegradasi. Penggunaan varietas tanaman dengan
14
modifikasi genetik yang resisten terhadap serangga atau penyakit memiliki pengaruh yang lebih besar daripada dengan menggunakan pestisida. Biopestisida (yang sering isebut dengan pestisida biologi) merupakan turunan dari bahan alami (he"an, tumbuhan, bakteri, mineral) dan mengandung sedikit racun dibandingkan
dengan
pestisida
konvensional.
/enurut
<'8P!
(+336),
ia
mengindikasikan bah"a pada akhir tahun +33 akan ada sekitar 1C biopestisida yang teregistrasi yang mengandung bahan aktif dan sebanyak 263 produk yang dihasilkan. /ereka mengklasifikasikannya kedalam kelompok sebagai berikut$ ) Pestisida mikrobial, mengandung mikroorganisme (bakteri, jamur, virus atau protooa) sebagai bahan aktifnya (Ta(el 1). +) anaman yang digabung dengan pelindung, yang berarti bah"a pestisida aktif diproduksi oleh tanaman dengan bahan genetik yang dimasukkan ke dalam tanaman. ) Pestisida biokimia,
mengandung
bahan
yang
mengontrol
hama
dengan
menggunakan mekanisme nontoksik. Ta(el 1. rganisme penyusun biopestisida beserta target kontrolnya (/9% +336) Target 'erangga
rgan#sme Bakteri
$nt$h (acillus thuringensis
(acillus sphaericus 'aenibacillus popiliae Serratia entomophila &uclear polyhedrosis viruses
Dirus
Granulosis viruses &on-occluded baculoviruses (eauveria spp.
Eamur
*ethari3ium Entomorphaga 4oopthora 'aecilomyces $umosoroseus 2ornuraea 5ecannicillium lecanii 2osema
Protooa
-helohania 6airimorpha Steinernema spp eterorhabditid spp
8ntomopathogenic &ematoda 15
ainnya
'heromones 'arasitoids 'redator *icrobial byproducts &olletotrichum gloeosporioides
Pengontrol Eamur tanaman saat menyiangi
Pengontrol penyakit tanaman
&hondrostereum purpureum &ylindrobasidium laeve +anthomonas campestris Ampelomyces 7uis7ualis
Eamur
&andida spp. &lonostachys rosea &oniothyrium minitans
#nokulan kompetitif
'seudo3yma $locculosa Kompos, tanah
-ricoderma spp. inokulan (acillum pumilus (acillus subtilis 'seudomonas spp. Streptomyces griseoviridis
&ematisida
&ematoda jamur
(urkholderia cepacia penangkap *yrothecium verrucaria 'aecilomyces lilacinus (acillus $irmus
Bakteri
'asteruria penetrans pemakan 'hasmarhabitis hermaphrodita
/olusca nematoda Biopestisida selalu efektif dalam jumlah sedikit dan selalu menjadi kompos dengan sangat cepat dan pencahayannnya sedikit, sehingga jika mereka digunakan dapat menghasilkan semakin berkurangnya resiko terhadap kesehatan manusia dan lingkungan. 'ementara itu, penggunaan tanaman yang memiliki modifikasi genetik resisten terhadap serangga atau penyakit dapat digunakan untuk mengurangi secara besar dari penggunaan pestisida. anaman yang dilindungi serangga (insect-protected crop) memberikan dampak penurunan nilai potensial yang didapat oleh petani dan air tanah terhadap residu kimia oleh pestisida tersebut. )- Peng$lahan L#m(ah Ikan menja)# B#$)#esel 9adangan bahan bakar yang berasal dari fosil semakin lama semakin berkurang
sementara itu jumlah konsumsinya semakin lama semakin meningkat, sehingga perlu 16
adanya alternatif bahan bakar pengganti dari bahan bakar yang terbarukan. 'alah satu alternatifnya adalah dengan adanya biodiesel untuk menggantikan solar. 'elama ini, pengolahan ikan hanya menimbulkan masalah limbah yang dapat mencemari lingkungan. Kegiatan pengolahan ikan ini hanya selalu menimbulkan limbah karena yang dimbil hanya berupa dagingnya saja, sementara kepala, isi perut dan kulitnya dibuang. Bagian ikan yang dibuang inilah yang disebut dengan limbah ikan. imbah ikan jika tidak dikelola dengan baik akan menimbulkan pencemaran terutama bau yang sangat menyengat dikarenakan terjadinya proses dekomposisi protein ikan. Proses penguraian protein ikan ini yang dilakukan oleh bakteri menghasilkan pecahan-pecahan protein sederhana dan berbau busuk seperti adanya gas 0+', amonia, indol, skatol dan lain-lain. Pada saat ikan mati, enim yang terkandung dalam tubuh ikan akan merombak bagian-bagian tubuh ikan dan mengakibatkan perubahan rasa, bau, rupa dan tekstur. 0al ini ditambah dengan perubahan secara kimia"i dengan terjadinya oksidasi lemak daging ikan oleh oksigen di udara sehingga menimbulkan bau tengik. 0al ini membuat bakteri pembusuk semakin cepat mengalami pertumbuhan. imbah pengolahan ikan masih banyak yang belum dimanfaatkan.
17
ahap berikutmya yaitu pembuatan biodiesel dari minyak ikan yang dihasilkan (D#agram 1)
Penggunaan katalis 9a9 pada reaksi alkoholis minyak atau lemak akan menghasilkan biodiesel yang baik. Pemisahan niodiesel dari produknya (gliserol) dapat dilakukan dengan teknik penyaringan. 0asil pengolahan limbah ikan menjadi biodiesel 18
ini memiliki karakteristik yang memenuhi standart karakteristik biodiesel yang ada seperti massa jenisnya sebesar 6C2 ('&# 6C3-613 kg:m), viscositas kinematik sebesar +, ('&# +,-,3 mm +:s), titik nyala 6o9 ('&# min 33 o9), kadar air 3,3A ('&# maksimal 3,3C), angka asam mg-K0 sebesar 3,36 g ('&# maksimal 3,3 g), angka #od sebesar ++,+ g:33 ('&# maksimal C g:33) dan angka 'etana sebesar C,+3 ('&# minimal C). e- B#$reme)#as# L#m(ah Peng$lahan Ikan /eningkatnya industrialisasi dan aktivitas manusia, khususnya dibidang
perikanan memebrikan dampak positif bagi perekonomian masyarakat dan memberikan peningkatan nilai sektor industri perikanan. %ampak negatif juga sering terjadi karena industri pengolahan ikan ini belum menerapkan prinsip pengelolaan lingkungan yang baik. 0al ini semakin menambah jumlah limbah yang masuk ke lingkungan khususnya perairan. Pada konsentrasi tertentu limbah ini memberikan dampak negatif bagi kualitas air dan kelangsungan hidup organisme yang ada di perairan tersebut. 'alah satu pengolahan limbah yang cukup murah dan aman adalah pengolahan secara biologi dengan memanfaatkan tanaman tertentu sebagai biofilter . tanaman memiliki kemampuan untuk mengikat unsur-unsur dari lingkungan sekitar dan sensitif terhadap perubahan habitat lingkungan baik fisik maupun kimia. anaman apu-apu ( 'istia sp.) merupakan tanaman air yang biasanya dianggap gulma oleh masyarakat. &amun tumbuhan tersebut dapat memebrikan keuntungan bagi perairan yang tercemar. anaman apu-apu merupakan jenis gulma air yang sangat cepat tumbuh dan mempunyai daya adaptasi terhadap lingkungan baru. tanaman pengganggu ini dapat digunakan untuk menyerap unsur-unsur toksik pada air limbah. anaman apu-apu yang digunakan sebagai bioremediator alami, akarnya akan semakin bertambah panjang dan semakin banyak jumlahnya. Perairan yang diberi tanaman ini akan mengalami perubahan "arna dari keruh menjadi jernih yang diduga dikarenakan semakin berkembangnya akar sehingga penyerapan limbah organik di perairan semakin tinggi. %engan semakin panjang dan banyaknya akar yang ada, tanaman ini juga mampu mencengkram lumpur dengan berkas-berkas akarnya sehingga perairan ini menjadi bersih. Kemampuan ini juga dapat dimanfaatkan sebagai pembersih sungai yang kotor. Kemampuan tanaman ini dalam pengikat limbah organik terlihat dari semakin jernihnya perairan dan juga semakin berkurangnya kandungan bahan organik dengan semakin banyaknya penutupan tang dilakukan terhadap perairan. Kemampuan ini merupakan hasil simbiosis antara tanaman apu-apu dengan bakteri riofera yang 19
terdapat di bagian akarnya. umbuhan ini memiliki mekanisme dalam bioremediasi yaitu $ ) 7itostabilisasi sebagai proses imobilisasi kontaminan dalam air disebabkan oleh terba"a aliran air tanah melalui pori kapiler. +) ;iofiltrasi yang berhubungan dengan absorbsi kontaminan yang ada di akar. ) ;iodegradasi dimana terjadi penguraian kontaminan dalam air oleh aktivitas mikroba pada perakaran tanaman air.
BAB III PENUTUP A. %es#m0ulan . Pemanfaatan bioteknologi yang tepat akan sangat menunjang pembangunan di segala
bidang, termasuk juga dalam hal penanganan masalh limbah. +. Pemanfaatan bioteknologi di bidang lingkungan antara lain dengan sudah dilakukannya bioremediasi terhadap limbah rumah tangga, limbah minyak bumi maupun limbah akibat pestisida pertanian. B. "aran Penerapan bioteknologi, sebaiknya tidak hanya dari segi menghasilkan suatu produk saja
namun juga perlu diperhatikan dampak yang akan terjadi dengan dihasilkannya produk tersebut sehingga limbah yang dihasilkan dapat dikelola dengan baik sehingga lingkungan dapat menjadi sehat.
20
Da!tar Pustaka.
Gavrilescu, /aria. +33. 8nviromental Biotechnology$ !chievements, pportunities and 9hallenges. 0ynamic (iochemistry, 'rocess (iotechnology and *olecular (iology. Dol () p. -. 0arahap, /,. 7,. hamrin dan Bahri, 'aiful. +3. 'engolahan 5imbah Ikan 'atin men8adi (iodiesel . Pusat Penelitian ingkungan 0idup
&iOma, &iniek dan ;us"ahyuni. +3. Kemampuan !pu-apu ( 'istia sp.) sebagai Bioremediator imbah Pabrik Pengolahan 0asil Perikanan ('kala aboratorium). 0iponegoro :ournal $ *a7uares. Dol. &o. p. +C2-+. =usuf, Guntur. +336. Bioremediasi imbah ;umah angga dengan 'istem 'imulasi anaman !ir. :urnal (umi 5estari. Dol. 6 no. + p. -. Lam, 'yukria. +3. Bioremediasi anah yang ercemar imbah Pengilangan /inyak Bumi secara #n Ditro pada Konsentrasi p0 Berbeda. :urnal Agroteknologi. Dol no. + p. -6 http$::""".anneahira.com:manfaat-bioteknologi.htm https://id.wikipedia.org/wiki/Bioteknologi
21
