No: 63/ Tahun XXXII Desember 2019 ISSN 0251-5168
Total Page:16
File Type:pdf, Size:1020Kb
No: 63/ Tahun XXXII Desember 2019 ISSN 0251-5168 PUSAT PENELITIAN LIMNOLOGI-LIPI Warta Limnologi – No. 63/Tahun XXXII Desember 2019 1 DAFTAR ISI Warta Limnologi – No. 63/Tahun XXXII Desember 2019 WL Artikel Utama: Proses Biosorpsi untuk Dekontaminasi Logam Berat dalam Dewan Redaksi: Air Limbah: Mekanisme dan Prospek Aplikasinya di Masa Mendatang (Surat Keputusan Deputi IPK LIPI No. 33 /E/DK/2018) (Awalina Satya) …………………. 1 Banjir di DAS Batanghari dari Hadiid Agita Rustini Perspektif Limnologi (Hadiid Agita M. Suhaemi Syawal Rustini) ….…………………….… 10 Riky Kurniawan Yovita Lambang Isti Reverse Osmosis sebagai Alternatif Pengolahan Air Payau Menjadi Air Bersih (Eka Prihatinningtyas) …… 13 Alamat Redaksi: Puslit Limnologi-LIPI Peran Loka Alih Teknologi Cibinong Science Center Penyehatan Danau dalam Upaya Jl. Raya Jakarta Bogor Km 46 Meningkatkan Kesadaran Cibinong 16911-Bogor Lingkungan Masyarakat Danau Jawa Barat-Indonesia Maninjau (Tri Suryonoi) ………... 16 Telp. 021-8757071/ Fax. 021-8757076 Aplikasi DNA Barcode dalam E-mail: [email protected] Bioasesmen (Aiman Ibrahim) ….... 19 Penerbit: Bioremediasi dalam Akuakultur dan Puslit Limnologi-LIPI Peran Mikroba dalam Prosesnya (Dwi Febriyanti dan Tri Widyanto) …………………………………. 23 WARTA LIMNOLOGI : Warta Limnologi, ISSN 0251-5168, terbit 6 (enam) bulan sekali, Pemanfaatan Serangga Akuatik memuat makalah yang bersifat ilmiah semi populer, ulasan atau komentar, ringkasan hasil dalam Investigasi Forensik (Jojok penelitian mutakhir, informasi tentang Sudarso) ………………………... 28 Keteranganpenelitian, buku, Gambar majalah,/Cover seminar, :pelatihan, yang telah/akan dilakukan baik didalam Gambar cover : D. Tempe (M. S. Sekilas Warta …………..……....... 34 lingkungan P2L maupun diluar P2L, nasional danSyawal internasional.) MAKALAHLayout : Makalah : M. S. diketik Syawal dengan Microsoft Word, Times News Roman, Fonts 12, ukuran kertas A4, tepi kiri dan atas 4 cm, kanan dan bawah 3 cm, dengan jarak 1 spasi, dalam bahasa Indonesia sesuai dengan EYD. Untuk makalah ilmiah semi populer, minimum 1,5 halaman dan maksimum 3 halaman. Untuk ringkasan maksimum 1,5 halaman. Dari Redaksi Assalaamu’alaikum, Pembaca yang budiman, Alhamdulillaahi robbil'aalamiin, Warta Limnologi dapat kembali menjumpai para pembaca melalui edisi No. 63 Tahun XXXII. Artikel utama kali ini mengetengahkan suatu teknologi penyisihan ion logam dari air limbah yang dinilai setara dengan pengolahan yang mapan namun berbiaya tinggi. Pembaca dapat menyimak deskripsi singkat dan menarik mengenai biosorpsi dengan membaca artikel Dr. Awalina yang berjudul 'Proses Biosorpsi untuk Dekontaminasi Logam Berat dalam Air Limbah: Mekanisme dan Prospek Aplikasinya di Masa Mendatang'. Artikel selanjutnya Saudari Hadiid Agita Rustini mengenai 'Banjir di DAS Batanghari dari Perspektif Limnologi' mengangkat isu banjir yang bermanfaat bagi ekosistemnya. Artikel Saudari Eka Prihatinningtyas yang berjudul 'Reverse Osmosis sebagai Alternatif Pengolahan Air Payau Menjadi Air Bersih' memberikan informasi metode pengolahan air dengan kontaminan minimal. Saudara Tri Suryono, alumnus Loka Alih Teknologi Penyehatan Danau yang telah kembali bertugas di Puslit Limnologi LIPI sejak 2019 menulis 'Peran Loka Alih Teknologi Penyehatan Danau dalam Upaya Meningkatkan Kesadaran Lingkungan Masyarakat Danau Maninjau', sementara Saudara Aiman Ibrahim menulis 'Aplikasi DNA Barcode dalam Bioasesmen'. Artikel selanjutnya berkenaan dengan limbah dan pengolahannya ditulis oleh Saudari Dwi Febriyanti dan Tri Widyanto dengan judul 'Bioremediasi dalam Akuakultur dan Peran Mikroba dalam Prosesnya'. Jojok Sudarso menyajikan artikel berjudul 'Pemanfaatan Serangga Akuatik dalam Investigasi Forensik'. Informasi diseminasi dan kerjasama penelitian Puslit Limnologi hingga akhir Desember 2019 disajikan secara apik oleh Dr. Luki Subehi, Saudara Aan Dianto, Saudari Imroatushshoolikhah dan Yovita Lambang Isti. Akhir kata, kami mengucapkan selamat membaca dan terima kasih atas partisipasi Bapak Ibu yang telah berkenan mengirim artikel untuk Warta Limnologi. Wassalaamu’alaikum. Dewan Redaksi PROSES BIOSORPSI UNTUK DEKONTAMINASI LOGAM BERAT DALAM AIR LIMBAH: MEKANISME DAN PROSPEK APLIKASINYA DI MASA MENDATANG ( Awalina Satya-Puslit Limnologi LIPI [email protected] 1. Pendahuluan nsur-unsur logam dan semi logam berperan penting dalam U keberlangsungan proses kehidupan mahluk hidup. Berbagai proses biokimia dalam sel mahluk hidup membutuhkan unsur-unsur logam esensial tersebut agar dapat berlangsung dengan semestinya. Akan tetapi keberadaan unsur-unsur logam esensial dalam jumlah yang berlebihan dalam sel justru akan berubah menjadi bersifat toksik bagi mahluk hidup. Toksisitas terjadi karena adanya pergantian ion-ion logam dari sisi pengikat alami (binding sites) pada permukaan membran sel melalui interaksi ligan (Bulgariu dan Gavrilescu, 2015; Pinto et al. 2011). Logam-logam masuk ke suatu lingkungan melalui berbagai jalur, salah satunya adalah dari kegiatan manusia. Kegiatan manusia menjadi faktor penyebab signifikan atas terjadinya peningkatan konsentrasi berbagai jenis logam di lingkungan. Sebagai contoh, air limbah dari berbagai jenis industri (yang berkaitan dengan logam) bila tidak terolah dengan baik akan sangat berbahaya bagi kesehatan manusia maupun mahluk hidup lainnya jika langsung dibuang ke perairan umum. Risiko gangguan kesehatan manusia akan meningkat jika perairan umum tersebut merupakan sumber bahan baku air minum, atau budidaya perikanan (Chojnacka, 2010; Pettinato et al. 2015). Beberapa teknik remediasi untuk menyisihkan ion-ion logam dari air limbah sudah banyak digunakan mulai dari yang paling tradisional (fisiko-kimia) hingga yang terkini, yaitu bioremediasi. Contoh proses fisiko-kimia adalah pengendapan secara kimia, reverse osmosis, oksidasi/reduksi, elektrokimia dan filtrasi (Wang dan Chen, 2009). Teknik bioremediasi meliputi bioakumulasi, biosorpsi dan fitoremediasi. Bioremediasi disebut sebagai teknik yang ramah lingkungan, bebas dari polusi sekunder, dan berbiaya murah, sehingga menarik minat berbagai pihak untuk diimplementasikan pada instalasi pengolahan air limbah. Biosorpsi diprediksi sebagai teknologi yang paling potensial karena dinilai setara dengan teknik pengolahan yang sudah mapan tetapi berbiaya mahal, yaitu teknik ion-exchange (Naja dan Volesky, 2014). 2. Mekanisme dan Teknologi Biosorpsi Biosorpsi didefinisikan sebagai passive uptake bahan pencemar oleh material biologis yang sudah mati atau inactive melalui berbagai mekanisme fisiko-kimia. Mekanisme tersebut meliputi adsorpsi fisika, pertukaran ion, chelation, kompleksasi dan mikropresipitasi (Gambar 1). Proses tersebut berbeda karakteristiknya tergantung pada jenis biosorben yang digunakan. Jenis biosorben yang digunakan untuk proses penyisihan logam berupa padatan yang berasal dari makroalga, mikroalga, jamur, bakteri, limbah Warta Limnologi – No. 63/Tahun XXXII Desember 2019 1 pertanian, limbah industri, dan sebagainya. Biosorben-biosorben tersebut mampu secara efisien menyisihkan berbagai jenis logam. Umumnya publikasi internasional terkait biosorpsi hingga sepuluh tahun belakangan ini, masih membahas kapasitas penyisihan biosorben tertentu dalam sistem limbah cair sintetik yang terdiri atas logam tunggal (mono metallic) yang diamati pada kondisi laboratorium. Hal tersebut dilakukan untuk mengetahui karakteristik mendasar interaksi biosorben tertentu dengan logam yang spesifik, serta untuk kemudahan dalam memodelkan/simulasi proses perpindahan logam dari larutan menuju permukaan biosorben. Interaksi tersebut sangat dipengaruhi oleh pH, suhu, dan material terlarut lainnya. Gambar 1. Mekanisme bioakumulasi (kiri) dan biosorpsi (kanan) Sumber: Kumar et al. (2015). Keterangan : Me n+-ion logam, L-liquid (Me n++L adalah ion logam dalam larutan); Metal-ion transporters (yaitu NRAMP, CTR, ZIP dan FTR); Phytochelatin bio-synthesis pathway, PC complexes dan enzim yang terlibat dalam PC synthesis (GCS- glutamyl–cysteinyl synthase, GS- Glutathione synthase, PCS- phytochelatin synthase); AA-Amino Acids; OA-Organic Acids; LMW PC-MeC - Low Molecular Weight Phytochelatin Metal Ion Complexes; HMWPC-MeC-High MolecularWeight Phytochelatin Metal Ion Complexes; MTP - Metallothionein Protein; SA-surface adsorption; P- Precipitation; IE- Ion Exchange; CC- Complexation and Chelation dan PD- Passive diffusion Air limbah industri kemungkinan besar mengandung berbagai jenis logam, dengan demikian terjadi pula saling interaksi dan kompetisi antar logam untuk berikatan dengan sisi-sisi aktif pengikat logam pada permukaan biosorben. Penelitian biosorpsi terkait dengan sistem multi logam masih sangat jarang, apalagi yang terkait dengan air limbah sungguhan yang mengandung logam (real waste water). Hal ini tentu membuka peluang para peneliti untuk melaksanakannya agar diperoleh solusi inovatif dalam permasalahan kendala penyisihan logam dalam air limbah tersebut, terutama di Indonesia. Beberapa hasil penelitian dalam Tabel 1 menggunakan empat jenis biosorben dan reaktor biosorpsi batch maupun kolom fixed bed. Hasil yang diperoleh ternyata belum memuaskan, misalnya untuk menyisihkan Cr, Mn, Al, dan Fe yang terkandung dalam air limbah analisis logam-logam menggunakan instrumen Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry (ICP-OES). Akan tetapi secara umum biosorpsi tetap sangat prospektif untuk digunakan dalam penyisihan logam- logam berat, mengingat bahwa studi pada tahun 2004-2013 tersebut masih berfokus hanya pada penggalian potensi biosorben untuk menyisihkan logam-logam. Para peneliti tersebut