Degradasi Plastik oleh bakteri

Degradasi plastik oleh bakteriHasib Habibie, 1208105033

Latar Belakang

Penggunaan plastik yang

meluas

Kurangnya kesadaran

masyarakat

Kurangnya penanganan

limbah plastik

Pencemaran Lingkungan oleh Plastik

Searah Jarum Jam : Penyu

yang tubuhnya abnormal,

Sungai Citarum, Penyu yang

memakan sampah platik,

Sungai Citarum.

Apa itu Plastik?

Plastik merupakan produk polimer

Polimer + aditif = plastik

Bahan aditif terdiri dari zat tambahan berupa fillers, colorants dan plasticizers.

Plastik dapat diklasifikasikan menjadi thermoplastik dan thermoset

Klasifikasi Plastik

Plastik

Thermoset- Tidak bisa didaur ulang

Thermoplastik- Bisa didaur ulang

Untuk memudahkan daur ulang . . .

Untuk memudahkan daur ulang ....

No. Kode Jenis Plastik Penggunaan

1 PET botol kemasan air mineral, botol minyak goreng, jus, botol

2 HDPE botol obat, botol susu cair, jerigen pelumas, dan botol kosmetik

3 PVC pipa selang air, pipa bangunan, mainan, botol shampo, dan botol sambal.

4 LDPE kantong kresek, tutup plastik, plastik pembungkus daging beku

5 PP cup plastik, tutup botol dari plastik, mainan anak, dan margarine

6 PSkotak CD, sendok dan garpu plastik, gelas plastik, atau tempat makanan dari

styrofoam,

7 Other (O),botol susu bayi, plastik kemasan, gallon air minum, suku cadang mobil, alat-

alat rumah tangga, komputer, alat-alat elektronik, sikat gigi

Jenis klasifikasi lain

• Biodegradabilitas

• Natural vs. Sintetis

• Kristalin vs. Amorf

Penanganan Limbah PlastikKimia Kontekstual

Penanganan Limbah Plastik

Limbah Plastik

•Daur Ulang

• Insinerasi

•Biodegradasi

Insinerasi

Pembakaran pada suhu tinggi. Pembakaran plastik seperti PVC menghasilkan gas HCl yang bersifat korosif. Pembakaran ban bekas menghasilkan asap hitamyang sangat pekat dan gas- gas yang bersifat korosif.

Daur Ulang

Proses daur ulang melalui tahap-tahap pengumpulan (sortir), pelelehan, dan pembentukanulang.

Tahapan paling sulit adalahpengumpulan dan pemisahan.

Plastik yang cukup banyak didaur ulang adalah jenis HDPE dan botol- botol plastik.

Degradasi Plastik

Material polimer dapat mengalami degradasi kimia, fisik maupun biologis dengan kehadiran uap, embun, udara, suhu, cahaya (fotodegradasi), radiasi energi tinggi (UV, radiasi gamma ) atau mikroorganisme (bakteri dan jamur).

Degradasi plastikKimia Kontekstual

Degradasi Polimer

Kimia

Oksidasi

Hidrolisis

Biologi

Fisika

Degradasi termal

Fotodegradasi

Degradasi Mekanik

Jenis degradasi(Arutchelvi, 2008)

Indikator biodegradasi (Arutchelvi, 2008)

Akumulasi biomassa

Laju pengambilan oksigen

Laju perubahan karbon dioksida

Produk reaksi

Perubahan permukaan

Perubahan sifat fisik dan mekanik

Faktor yang mempengaruhi biodegradibilitas (Arutchelvi, 2008)

Adanya gugus fungsi yang meningkatkan sifat hidrofilik

Ukuran, berat dan densitas molekul

Jumlah bagian kristalin dan amorf

Kompleksitas struktur

Adanya ikatan yang mudah putus

Komposisi molekular (blend)

Bentuk fisik asal polimer

Masuknya mikroorganisme

Pertumbuhan mikroorganisme

Degradasi awal

Degradasi akhir

Mekanisme Degradasioleh mikroorganisme

(Arutchelvi, 2008)

Prinsip degradasi

• Mikroorganisme dapat masuk jika permukaan polimer bersifat hidrofilik.

• Degradasi awal kimia dan fisik dapat memasukkan gugus hidrofilik.

• Pada degradasi primer, rantai utama terputus membentuk oligomer, dimer atau monomer.

• Pada degradasi aerobik, produknya CO2, H2O dan biomassa.

• Pada kondisi anaerobik, produknya CO2, H2O, biomassa, serta metana pada kondisi methanogenik dan H2S pada kondisi sulfidogenik.

Degradasi Plastik oleh Pseudomonas dan SphigomonasDaniel Burd, 2008

Daniel BurdSeorang pemuda kanada berusia 16 tahun yang berhasil mendapatkan juara pertama dalama Canada-Wide Science Fair pada tahun 2008.

Isolasi dan Uji degradasi

mikroorganism

Identifikasi Mikroba

Optimasi degradasi PE

Metode Penelitian

Sampel PE

• 3g PE + 3g NaCl digerus 10 menit.

• Dicuci dengan air destilat

• dikeringkan dalam oven 60C

Media pertumbuhan

• Terdiri dari 0.1%(NH4)2SO4, 0.1% NaNO3, 0.1% K2HPO4, 0.1% KCl, 0.02% MgSO4, dan 0.01 % ekstrak ragi 1L H2O.

Sampel Tanah

• 1g tanah ke dalam labu pengayaan pertama.

• 10 mL broth diambil dan diinokulasi ke dalam 100mL media pengayaan (FEC)

Isolasi dan uji proses degradasi mikroorganisme

Degradasi PE

• Degradasi PE dilakukan dalam labu ukur yang mengandung 50 mL medium pertumbuhan, 10 mL FEC, dan film PE.

• Degradasi PE ditentukan dengan mengukur berat yang hilang (%) dari film strip PE.

• Labu diinkubasi selama 6 minggu pada 30oC. Labu kontrol sebagai pembanding berisi 10 mL FEC yang telah dipanaskan, 50 mL media pertumbuhan dan Film PE.

Labu 1 2 3

% Weight loss 19.32 15.37 16.83

Analisis FEC

• FEC diencerkan dan diletakkan pada plate agar Luria-Bertani (LB)

Purification

• Koloni mikroba disuspensikan ke dalam 0.2ml NaCl 0,85%

• Setiap koloni diawetkan di LB agar.

Pengukuran degradasi

• Setiap koloni mikroba diujikan secara individu kemampuan degradasinya

Pengukuran degradasi

• Setiap koloni mikroba diujikan secara berkelompok kemampuan degradasinya

Identifikasi Mikroba

Degradasi bakteri

Koloni 1 2 3 4

% weight loss

4.8 0.62 21.6 2.57 1.2 0.69 2.3 1.03

Koloni 1 & 2 2 &3 2 & 4

% weight loss 32.2 2.67 22.5 1.41 21.2 2.23

Secara Individu

Secara berkelompok

Identifikasi mikroba

• Morfologi sel bakteri diamati di bawah mikroskop setelah pewarnaan Gram.

• Identifikasi lebih lanjut dilakukan dengan menggunakan uji API 20NE, menurut produsen instruksi bioMerieux.

• Didapatkan koloni 2 adalah Sphigomonas dan Koloni 1 adalah Pseudomonas.

Optimasi degradasi PE

Efek temperatur.

• Degradasi PE berlangsung lebih baik pada suhu 30oC dibandingkan dengan 7oC.

Efek ukuran inokulasi.

• Degradasi PE lebih baik ketika ukuran inokulum bertambah namun berhenti pada ukuran inokulum di atas 2.0 mL.

Efek Natrium Asetat.

• Semakin besar kadar Natrium asetat maka degradasinya semakin lambat.

Metode Penguraian lainKimia Kontekstual

Sebelum Penguraian

• Perlakuan Abiotik. Prosedur termooksidasi dan fotodegradasi (Suresh et al., 2011).

• Karakteristik fisika-kimia medium (Okoh dan Ataunya , 2014) meliputi pH tanah, kadar pasir, kadar lempung, kadar karbon organik, nitrogen total kadar fosfor, kalsium, magnesium, natrium dan kalium.

• Penentuan hidrofobisitas bakteri (Pramila et al., 2012) menggunakan uji BATH atau bacterial adhesion to hydrocarbon.

Selama Penguraian

Pengukuran Indikator. Beberapa indikator yang dianalisis oleh Okoh dan Ataunya (2014) selama penguraian meliputi pH tanah, jumlah bakteri, jumlah jamur dan jumlah mikroba hidrokarbon setiap 4 minggu sekali dalam rentang waktu 24 minggu.

Setelah Penguraian

Suresh et al. (2011) melakukan beberapa pengukuran parameter biologis :

Protein sel total.

Uji kekuatan mekanis.

Modifikasi permukaan.

Sudut permukaan dan energi permukaan.

Analisis Morfologi.

Thankyou