REKLAMASI LAHAN BEKAS TAMBANG DENGAN KEMASAMAN TINGGI (pH < 3)



pH Tanah < 3 - Tanaman Mati Gosong



PENDAHULUAN

Disalah satu tambang batu bara di Kalimantan Timur, kami mendapati lahan bekas tambangnya mempunyai pH < 3.  Tanaman pada gosong, tidak ada yang bisa tumbuh. Tantangan Environmental Manager pada perusahaan pertambangan itu, kami jawab dengan melakukan alaisa dan isolasi mikroorganisme yang terdapat di lahan tersebut. Hasilnya adalah, sejumlah total 15 jenis mikroorganisme yang dapat di isolasi dari tanah dan air drainase tambang.

PROSES TERBENTUKNYA AMD (ACID MINE DRAINAGE=AIR ASAM TAMBANG)

AMD terbentuk sebagai hasil oksidasi mineral sulfide tertentu (misalnya pirit, markasit, kalkopirit, dll) yang terkandung dalam batuan oleh oksigen di udara dalam lingkungan berair (Gautama, 2007). Oksidasi ini menghasilkan asam sulfat yang termasuk asam kuat dan melepaskan ion hidrogen, kedua senyawa inilah yang mengakibatkan meningkatnya kemasaman pada lingkungan tersebut. Reaksi oksidasi menurut Wilkipedia dapat diringkas:

2 FeS_2 (s) + 7 O_2 (g) + 2 H₂O _(l) → 2 Fe⁺⁺ _(aq) + 4 SO₄⁼ _(aq) + 4 H⁺ _(aq)

Selanjutnya ion Ferro sangat mudah teroksidasi menjadi ion Ferri, dengan reaksi sebagai berikut :

2 Fe ⁺²  + ½ O₂  + 2 H⁺  à 2 Fe⁺³  +  H₂O

Senyawa dengan Fe⁺³   ini, yang membuat air berwarna jingga kemerahan.  Dari reaksi tersebut dapat dilihat bahwa ion besi bisa terdapat di tahan maupun di air.  Disamping Fe, juga terdapat logam-logam berat lainnya, yang mudah berikatan dengan Sulfur, seperti Spalerit (ZnS), Galena (PbS), Milerit (NiS), Grinokit (CdS), Covelit (CuS), Kalkopirit (CuFeS), dan lain-lain.



Tambang Batubara, di wilayah Berau,
dilihat dari pesawat terbang



Pada tambang terbuka, top soil dan tanah lainnya disingkirkan dari permukaan.  Hal ini menyebabkan hilangnya bahan organik.  Kondisi tanpa bahan organik ini merupakan habitat paling baik bagi Bakteri Oksidasi Sulfat (BOS). Mereka akan berkembang biak dengan cepat, an proses oksidasi sulfur oleh bakteri ini akan berlangsung terus menerus.  Bakteri ini mendapatkan sumber C bagi kehidupannya dari bahan  an-organik. 

ISOLASI  BAKTERI ASLI 

Kami dari CV.MARROS LESTARI telah berhasil mengisolasi sebanyak 15 jenis mikroorganisme dari salah satu site lahan bekas tambang batubara di Kalimantan Timur.  Dari 15 jenis Bakteri, terdapat beberapa jenis yang mengindikasikan kemampuan menaikkan pH.  Bakteri ini akan merupakan primadona bagai lahan bekas tambang yang super masam.  Bakteri ini akan kami gunakan untuk memperkaya pupuk yang sudah lama kami produksi, yaitu MORGANIK-SR, sehingga nanti akan ada varian MORGANIK-SR AMD CONTRA, yang dapat menaikkan pH tanah lahan bekas tambang batubara yang sangat masam menjadi pH yang dapat di tanami, sehingga program revegetasi perusahaan pertambangan batu bara dapat berjalan sesuai rencana yang di tetapkan.

BIOREMEDIASI DENGAN MARROS BIO-DEGRA

DEFINISI

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun (Wikipedia, 2010).

Ada pula yang mendefinisikan Bioremediasi sebagai proses pembersihan pencemaran tanah dengan menggunakan mikroorganisme (jamur, bakteri).

BIOTEKNOLOGI

Bioteknologi memiliki potensi untuk membantu dan memecahkan berbagai persoalan di dunia pertambangan baik minyak dan gas serta batubara dan mineral. Bioteknologi dapat digunakan untuk meningkatkan perolehan minyak bumi dengan memanfaatkan bakteri dan/atau enzim yang dikenal dengan MEOR (microbial enhanced oil recovery) atau EEOR (enzyme enhanced oil recovery). Teknik penambangan minyak bumi konvensional masih menyisakan sekitar 70% minyak di dalam reservoir. Minyak tersebut berupa “minyak berat” (heavy oil/viscous crude) yang sulit diangkat dengan pemompaan serta minyak yang terjerap di pori-pori batuan. Penggunaan bioteknologi tersebut dalam skala lapang mampu meningkatkan produksi 60% hingga lebih dari 100% pada sumur-sumur tua (Moon, 2008).
Bioteknologi juga telah mulai diterapkan pada pertambangan batu-bara dan mineral. Microbial desulfurization dapat dimanfaatkan untuk menurunkan kandungan sulfur pada batubara. Dengan menggunakan bakteri, kandungan sulfur dapat diturunkan sebanyak 63% hanya dalam waktu 24 jam (Setiawan dan Santosa, 2009). 



Tantangan itu.......



Dalam hal reklamasi lahan bekas tambang, perusahaan pertambangan seringkali mengalami kesulitan karena lahan bekas tambangnya bersifat sangat masam.  Disalah satu pertamangan batubara yang kami survey pada bulan Oktober 2011 yang lalu, kami dapatkan lahan bekas tambang dengan pH <3.  Jelas tidak ada tanaman yang bisa tumbuh dengan pH serendah itu. 

Sehubungan dengan itu, CV. MARROS LESTARI, telah berhasil mengisolasi dan memproduksi mikroorganisme yang dapat digunakan untuk "menjinakkan" pH ekstra rendah ini.  Bakteri yang berhasil diisolasi ini akan bekerja secara doubel, yaoitu mereduksi sulfur  sekaligus mengikat logam berat, sehingga tidak bisa bereaksi dengan sulfur tersebut.   Produk ini belum kami beri nama.  Keberhasilan produk ini sudah kami presentasikan di salah satu Perusahan pertambangan batubara di Kalimantan Timur.

Melalui bioteknologi ERM (enhanced recovery of metals) bahan tambang logam dapat ditingkatkan perolehannya terutama dari deposit yang kandungan bahan tambangnya rendah. Salah satu teknologi dalam katagori tersebut yang dapat digunakan adalah biohydrometallurgy atau bioleaching. Bioleaching menggunakan bakteri untuk mengubah sifat fisik dan kimia bahan tambang sehingga logam dapat diekstraksi dengan cara yang lebih ekonomis. Dalam percobaan laboratorium, 97% tembaga asal bahan tambang kualitas rendah dapat diekstrak. Proses tersebut saat ini digunakan dalam skala komersial untuk menambang tembaga dan uranium. Teknologi bioleaching dapat juga digunakan di pertambangan Ni, Zn, Co, Sn, Cd, Mb, Pb, Sb, Sb, As dan Se. Teknologi yang berkebalikan dengan bioleaching yaitu biooxidation dapat digunakan untuk meningkatkan perolehan logam mulia. Dengan menggunakan teknologi biooksidasi perolehan emas dapat ditingkatkan dari hanya 30% menjadi sekitar 98% (Brierley and Brierley, 1997). Afrika Selatan telah menerapkan teknologi tersebut untuk mengekstrak emas. Selain bioleaching dan biooksidasi, beberapa mikroorganisme termasuk fungi mampu mengakumulasi logam dalam sel dalam konsentrasi yang jauh lebih tinggi dibanding di lingkungan sekitarnya. Teknologi bio-konsentrasi tersebut potensial untuk mengekstrak logam mulia (emas, perak) dari bahan tambang berkonsentrasi rendah. Teoritis, mikroorganisme bahkan dapat digunakan untuk mengekstrak emas dari laut.
Selain membantu meningkatkan kinerja pertambangan, bioteknologi telah banyak digunakan untuk mengatasi pencemaran lingkungan. Dengan menggunakan mikroorganisme asli Indonesia, berbagai upaya untuk mengatasi pencemaran lingkungan berhasil dikembangkan. Melalui pendekatan bioteknologi lingkungan, misalnya teknologi bioremediasi, limbah minyak bumi, air asam tambang, limbah mengandung merkuri dan fenol dapat dibersihkan.
Teknologi bioremediasi dengan mengandalkan aktivitas mikroorganisme Indonesia mampu membersihkan limbah minyak bumi 4 kali lebih cepat di bandingkan teknologi bioremediasi yang umum digunakan saat ini (Santosa et al., 2007. Paten). Teknologi tersebut mampu menghemat biaya antara 25 hingga 50 persen dibanding teknologi bioremediasi yang diterapkan saat ini oleh perusahaan-perusahaan minyak. Pengembangan teknologi bioremediasi lainnya adalah teknologi untuk membersihkan limbah mengandung merkuri. Teknologi dikembangkan dengan memanfaatkan bakteri untuk menghilangkan senyawa merkuri beracun yang terlarut dalam air limbah. Teknologi ini sangat cost effective dengan biaya hanya 1/400 dari teknologi detoksifikasi (penghilangan racun) merkuri konvensional yang menggunakan resin. Dengan menggunakan bioteknologi tersebut, merkuri dalam limbah dapat diturunkan 98,5 persen hanya dalam waktu 30 menit (Barus dan Santosa, 2007, unpublished).
Teknologi bioremediasi dapat juga digunakan untuk mengatasi air asam tambang dan logam berat terlarut terutama dari pertambangan batu bara. Setelah reaksi belangsung pH  (keasaman) air asam tambang yang mula-mula berkisar dari 2 – 3 dapat meningkat mendekati netral (6-7) tanpa penambahan senyawa kimia penetral pH. Sementara logam berat yang terdapat air asam tambang mengendap. Bioteknologi yang sama dapat digunakan menurunkan konsentrasi berbagai logam berat diantaranya Cr, Pb dan Cd. Teknologi ini efisien, karena hanya membutuhkan biaya 1/10 dari biaya penanganan air asam tambang konvensional. Selain berbagai aspek tersebut di atas, bioteknologi juga potensial untuk diterapkan dalam upaya membersihkan limbah dari fenol, menurunkan berbagai parameter yang tidak dikehendaki dalam air limbah, misalnya BOD₅, COD, NH₄, H₂S dan senyawa pencemar lainnya serta as-gas berbahaya (teknik biofilter). Bioteknologi juga potensial untuk diterapkan dalam lingkup yang sederhana misalnya mempercepat pengomposan hingga yang lebih kompleks misalnya produksi biofuels dari ganggang mikro hingga bio-baterai (microbial fuel cell).
PROSES MIKROBIOLOGI
Proses yang terpenting dari bioremediasi adalah memecah atau mendegradasi zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun (karbon dioksida dan air).
Bioremediasi pada lahan terkontaminasi logam berat didefinisikan sebagai proses membersihkan (clean up) lahan dari bahan-bahan pencemar (pollutant) secara biologi atau dengan menggunakan organisme hidup, baik mikroorganisme (mikrofauna dan mikroflora) maupun makroorganisme (tumbuhan) (Onrizal, 2005).

Sejak tahun 1900an, orang-orang sudah menggunakan mikroorganisme untuk mengolah air pada saluran air. Saat ini, bioremediasi telah berkembang pada perawatan limbah buangan yang berbahaya (senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi), yang biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri. Yang termasuk dalam polutan-polutan ini antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain. Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangi polutan yang sedang diujicobakan. Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikroba yang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui teknologi genetik. Teknologi genetik molekular sangat penting untuk mengidentifikasi gen-gen yang mengkode enzim yang terkait pada bioremediasi. Karakterisasi dari gen-gen yang bersangkutan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana mikroba-mikroba memodifikasi polutan beracun menjadi tidak berbahaya.

MIKROORGANISME PADA BIOREMEDIASI
Strain atau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalah bakteri “pemakan minyak”. Bakteri ini dapat mengoksidasi senyawa hidrokarbon yang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

JENIS-JENIS BIOREMEDIASI

Jenis-jenis bioremediasi adalah sebagai berikut:

·         Biostimulasi

Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.

·         Bioaugmentasi

Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat. Namun ada beberapa hambatan yang ditemui ketika cara ini digunakan. Sangat sulit untuk mengontrol kondisi situs yang tercemar agar mikroorganisme dapat berkembang dengan optimal. Para ilmuwan belum sepenuhnya mengerti seluruh mekanisme yang terkait dalam bioremediasi, dan mikroorganisme yang dilepaskan ke lingkungan yang asing kemungkinan sulit untuk beradaptasi.

·         Bioremediasi Intrinsik

Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang tercemar.

MARROS BIO-DEGRA

Kami telah memformulasikan konsorsium mikroorganisme yang dapat diapplikasikan untuk melakukan biodegradasi terhadap bahan pencemar.  Produk ini berbentuk cair dan padat, diapplikasikan dengan jalan injeksi maupun di tabur pada lahan tercemar minyak bumi. MARROS Bio-Degra juga dapat diapplikasikan untuk menurunkan kandungan N yang tinggi pada air buangan industri.  Hal ini sudah dibuktikan berdasarkan penelitian pada salah satu industri kimia di daerah Cileungsi, Kab.Bogor, Jawa Barat.