BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kebutuhan terhadap energi listrik sebagai penggerak utama pembangunan terus meningkat. Kebutuhan energi listrik Indonesia meningkat sebesar 18% rata-rata setiap tahun. Namun, pasokan bahan bakar yang dapat menghasilkan energi listrik tidak sepadan dengan peningkatan kebutuhan terhadap energi listrik saat ini. Banyak negara yang telah memanfaatkan energi nuklir sebagai sumber pembangkit listrik. Berdasarkan penelitian, energi nuklir dipercaya mampu menghasilkan energi sebesar 200 MeV sehingga nuklir sangat efektif dalam menyelesaikan permasalahan krisis energi(Arthuria,2009). Tetapi ada dampak negatif dari penggunaan nuklir yakni hasil pembuangannya berupa limbah radioaktif. Munculnya efek radiasi nuklir yang membuat kepanikan bagi negara-negara industri pengguna pembangkit listrik tenaga nuklir yang memberikan dampak negatif untuk lngkungan (pencemaran lingkungan) baik unsur abiotik dan biotik yang ada disekitar sumber nuklir. Pencemaran ini dinamakan pencemaran zat radioaktif. Proses penyebaran partikel radioaktif terjadi bisa lewat udara, air dan tanah. Secara umum jenis radiasi yang terpancar dari bahan radioaktif baik pada fasilitas PLTN atau yang berhubungan dengan fasilitas nuklir lainnya dan keluar kelingkungan terdiri dua tipe, paparan eksternal dan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kebutuhan terhadap energi listrik sebagai penggerak utama pembangunan terus
meningkat. Kebutuhan energi listrik Indonesia meningkat sebesar 18% rata-rata setiap
tahun. Namun, pasokan bahan bakar yang dapat menghasilkan energi listrik tidak sepadan
dengan peningkatan kebutuhan terhadap energi listrik saat ini. Banyak negara yang telah
memanfaatkan energi nuklir sebagai sumber pembangkit listrik. Berdasarkan penelitian,
energi nuklir dipercaya mampu menghasilkan energi sebesar 200 MeV sehingga nuklir
sangat efektif dalam menyelesaikan permasalahan krisis energi(Arthuria,2009).
Tetapi ada dampak negatif dari penggunaan nuklir yakni hasil pembuangannya
berupa limbah radioaktif. Munculnya efek radiasi nuklir yang membuat kepanikan bagi
negara-negara industri pengguna pembangkit listrik tenaga nuklir yang memberikan
dampak negatif untuk lngkungan (pencemaran lingkungan) baik unsur abiotik dan biotik
yang ada disekitar sumber nuklir. Pencemaran ini dinamakan pencemaran zat radioaktif.
Proses penyebaran partikel radioaktif terjadi bisa lewat udara, air dan tanah. Secara
umum jenis radiasi yang terpancar dari bahan radioaktif baik pada fasilitas PLTN atau
yang berhubungan dengan fasilitas nuklir lainnya dan keluar kelingkungan terdiri dua tipe,
paparan eksternal dan paparan internal. Tipe paparan radiasi yang pertama adalah paparan
luar (eksternal) atau paparan langsung yang terjadi melalui kontak dengan tubuh kita dari
luar tubuh. Tipe radiasi kedua adalah paparan dalam (internal) yaitu paparan yang terjadi
di dalam tubuh akibat zat atau partikel radioaktif terserap atau masuk kedalam tubuh baik
lewat aktifitas pernafasan, makan atau minum keluar dari reaktor(Mulhari,2011).
Peristiwa Chernobyl dan Fukushima yang menghasilkan radiasi radioaktif akibat
ledakan yang terjadi pada PLTN membuat keresahan yang terjadi di kalangan masyarakat
dunia. Melihat kondisi ini banyak peneliti dan ilmuwan yang mencari cara untuk
mengatasi radiasi radioaktif dari nuklir. Salah satunya melalui pemanfaatan agen biologis
seperti bakteri Deinococcus radiodurans yang resisten terhadap radiasi untuk
bioremediasi. Dengan pemanfaatan D.radiodurans negara pengguna PLTN sebagai
sumber listrik akan dibantu dalam penanganan pengurangan radiasi yang muncul. Selain
itu, lingkungan akan kembali sehat serta penyakit yang disebabkan radiasi nuklir akan
terminimalisir
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah dampak pencemaran lingkungan oleh radiasi radioaktif?
2. Bagaimanakah potensi bakteri Deinococcus radiodurans sebagai agen biologis dalam
upaya bioremediasi?
1.3 Tujuan
1. Untuk mengetahui dampak pencemaran lingkungan oleh radiasi radioaktif
2. Untuk mengetahui potensi bakteri Deinococcus radiodurans sebagai agen biologis
dalam upaya bioremediasi.
1.4 Manfaat
1. Dapat mengatahui dampak pencemaran lingkungan oleh radiasi radioaktif
2. Dapat mengetahui potensi bakteri Deinococcus radiodurans sebagai agen biologis
dalam upaya bioremediasi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Radioaktif
Zat radio aktif adalah zat yang memancarkan radiasi pengion dengan aktivitas jenis
lebih besar daripada 70 kBq/kg atau 2 nCi/g (tujuh puluh kilobecquerel per kilogram atau
dua nanocurie per gram). Angka 70 kBq/kg (2 nCi/g) tersebut merupakan patokan dasar
untuk suatu zat dapat disebut zat radioaktif pada umum-nya yang ditetapkan berdasarkan
ketentuan dari Badan Tenaga Atom Internasional (International Atomic Energy Agency).
Pencemaran zat radioaktif adalah suatu pencemaran lingkungan yang disebabkan
oleh debu radioaktif akibat terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom serta bom atom.
Limbah radioaktif adalah zat radioaktif dan bahan serta peralatan yang telah terkena zat
radioaktif atau menjadi radioaktif karena pengoperasian instalasi nuklir yang tidak dapat
digunakan lagi (Mulhari, 2011).
2.2 Dampak radiasi radioaktif
Ada beberapa dampak radioaktif terhadap kesehatan antara lain:
a. Rambut
Efek paparan radioaktif membuat rambut akan menghilang dengan cepat bila terkena
radiasi di 200 Rems atau lebih. Rems merupakan satuan dari kekuatan radioaktif.
b. Otak
Sel-sel otak tidak akan rusak secara langsung kecuali terkena radiasi berkekuatan 5000
Rems atau lebih. Seperti halnya jantung, radiasi membunuh sel-sel saraf dan pembuluh
darah dan dapat menyebabkan kejang dan kematian mendadak.
c. Kelenjar Gondok
Kelenjar tiroid sangat rentan terhadap yodium radioaktif. Dalam jumlah tertentu,
yodium radioaktif dapat menghancurkan sebagian atau seluruh bagian tiroid.
d. Sistim Peredaran Darah.
Ketika seseorang terkena radiasi sekitar 100 Rems, jumlah limfosit darah akan
berkurang, sehingga korban lebih rentan terhadap infeksi. Gejala awal mirip seperti
penyakit flu.enurut data saat terjadi ledakan Nagasaki dan Hiroshima, menunjukan
gejala dapat bertahan selama sepuluh tahun dan mungkin memiliki risiko jangka
panjang seperti leukimia dan limfoma.
e. Jantung
Jika seseorang terkena radiasi berkekuatan 1000 sampai 5000 Rems akan
mengakibatkan kerusakan langsung pada pembuluh darah dan dapat menyebabkan
gagal jantung dan kematian mendadak.
f. Saluran Pencernaan
Radiasi dengan kekuatan 200 Rems akan menyebabkan kerusakan pada lapisan
saluran usus dan dapat menyebabkan mual, muntah dan diare berdarah.
g. Saluran Reproduksi
Radiasi akan merusak saluran reproduksi cukup dengan kekuatan di bawah 200 Rems.
Dalam jangka panjang, korban radiasi akan mengalami kemandulan.
2.3 Sejarah dan klasifikasi bakteri Deinococcus radiodurans
D. radiodurans pertama kali dideteksi oleh Anderson et al. pada tahun 1956 di
dalam daging kalengan yang disterilisasi dengan radiasi sinar X dan yang tidak diradiasi.
Akan tetapi, meski telah disterilisasi tetapi tetap terjadi pembusukan pada daging sehingga
disimpulkan ada aktivitas mikroorganisme di dalamnya. D. radiodurans sebelumnya
dimasukan ke dalam genus Micrococcus kemudian Brooks et al. pada tahun 1980 berhasil
menunjukkan adanya perbedaan dengan genus Micrococcus berdasarkan uji terhadap
sekuen gen penyandi 16S rRNA( gambar.1) spesies tersebut yaitu Deinococcus memiliki
ketahanan terhadap panas dan radiasi, maka dimasukkan ke dalam filum Deinococcus-
Thermus. Deinococcus merupakan satu-satunya genus dalam ordo Deinococcales. Semua
spesies dalam genus ini memilki ketahanan terhadap radiasi. Selain sekuen gen, bukti
diperkuat dengan hasil analisis terhadap homologi DNA, komposisi asam lemak, dan
dinding sel beserta komposisinya. Pada tahun 1981, Brooks dan Murray mengajukan
penggantian nama spesies yang Micrococcus radiodurans menjadi Deinococcus
radiodurans. Berdasarkan etimologinya nama spesies D. radiodurans berasal dari bahasa
Latin. Deinos: aneh atau tidak biasa, coccus: semacam biji gandum atau buah beri,
radioatio: radiasi, dan durans: pertahanan sehingga Deinococcus berarti kokus yang tidak
biasa dan radiodurans berarti menahan radiasi. Brooks dalam jurnal International Journal
of Systematic Bacteriology mempertahankan nama penunjuk spesies radiodurans karena
1. D. radiodurans dimodifikasi secara genetik: gen merA dari bakteri Escherichia coli jenis BL308 disisipkan ke dalam materi genetik bakteri D. radiodurans.
2. Gen merA ini mengode 6 protein pada E. coli yang memberi bakteri tersebut resistensi terhadap Hg(II).
3. Mereduksi Hg2+ yang sangat beracun menjadi Hg0 yang mudah menguap (volatile) dan tidak beracun.
4. Memutus ikatan antara atom raksa (Hg) dan atom karbon (C) di dalam senyawa berbahaya yang mengandung Hg seperti metilmerkuri klorida.
5. Bakteri D. radiodurans akan memiliki resistensi terhadap Hg(II) juga jika disisipkan gen merA dari E. coli.
Langkah Pemanfaatan Deinococcus radiodurans dengan Sistem Bioreaktor Basah In Situ dan RBC (Reaktor Biologis Putar)
Biorekator Basah In Situ
Pembangunan bioreaktor difungsikan sebagai bejana bioremediasi. Konteks
bioreaktor dalam hal penangan limbah di dalam tanah dan air berhubungan dengan
sebuah bejana raksasa sebagai tempat pendegradasian limbah Sr90 yang sudah disolasi
dan dikontrol. Bioreaktor dalam hal ini akan memisahkan kontaminan berbahaya di
dalam tanah untuk dimasukkan ke dalam tangki penampungan tahap dua yang keadaan
lingkungannya yang bisa diawasi dan dikontrol keadaanya. Mekanisme perlakuan
yang paling penting dalam bioreaktor ini adalah degradasi alami dari populasi bakteri
Deinococcus radiodurans. Bioreaktor ini telah terbukti sangat efektif dalam
meremediasi limbah di dalam tanah, dan juga beberapa kasus limbah di dalam air.
Selain itu bioreaktor ini juga telah mampu menyelesaikan permasalahan polusi oleh
bahan bakar hidrokarbon (minyak, bensin, dan diesel) (Fall, 1996 dalam
Arthuria,2011).
Bioreaktor untuk penangan limbah cair ini biasanya berupa lapisan atau sebuah
bentukan dari endapan reaktor teraktivasi. Endapan reaktor teraktivasi merupakan
sebuah bejana yang akan menjadi tempat bercampurnya mikroba dan nutriennya
dengan limbah Sr90. Bioreaktor ini dapat dioperasikan dalam pada tempat yang
menjadi aliran dari limbah tersebut. Sistem bioreaktor dapat diamati pada gambar di
bawah ini,
Gambar 6 Sistem Bioreaktor Basah
Langkah pengaplikasian:
1. Absorsi limbah (kontaminasi) menuju permukaan melalui interceptor wall
2. Pengaliran limbah ke bejana Metan dan Air
3. Penguraian limbah oleh fermentor (Deinococcus radiodurans) (Tempat dibiaknya
bakteri)
4. Pengeluaran berupa senyawa-senyawa yang ramah lingkungan
1. Biakan D.radiodurans di media piringan (disk) sehingga terbentuk lapisan biofilm
2. Posisikan aliran air limbah sesuai gambar diatas
3. Putaran poros akan mempengaruhi kinerja bakteri D.radiodurans
4. D.radiodurans akan menguraikan senyawa-senyawa yang ada dalam limbah
5. Hasil penguraian dapat berupa gas dan endapan yang ramah lingkungan
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
1 Radiasi radioaktif merusak lingkungan dan keseimbangan ekosistem didalamnya serta
sangat berbahaya bagi kesehatan karena dapat menyebabkan mutasi.
2 Bakteri deinococcus radiodurans memiliki potensi yang besar sebagai agen biologis
dalam proses bioremediasi yang disebabkan oleh limbah radio aktif karena bakteri ini
memeliki kemampuan yang resisten terhadap radiasi hingga 15.000 Grays (Gy) (1
Gy=100 rad) bahakn dapat terus tumbuh samapi 69Gy/jam dimana bakteri lain seperti
E.coli semua selnya mati pada paparan radiasi 60 Gy dan manusia akan mati jika
terpapar radiasi sebesar 10 Gy, dan memiliki kemampuan merepair DNA dengan cepat.
DAFTAR PUSTAKA
Anderson, A. W., Nordan, H. C., Cain, R. F., Parrish, G. and Duggan, D., Studies on a radioresistant Micrococcus: isolation, morphology, cultural characteristics, and resistance to gamma radiation. Food Technol., 1956, 10, 575–577.
Arthuria,2009. Pemanfaatan bakteri Deinococcus radiodurans sebagai bioremediasi pencemaran limbah radioaktif Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir.[ serial online] http://senyumarthuria.multiply.com/journal/item/4/Pemanfaatan_bakteri_Deinococcus_radiodurans_sebagai_bioremediasi_pencemaran_limbah_radioaktif_Pembangkit_Listrik_Tenaga_Nuklir_The_summary?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem
Brooks, B. W. and Murray, R. G. E., Nomenclature for Micrococcus radiodurans and other radiation-resistant cocci: Deinococcaceae fam. nov. and Deinococcus gen. nov., including five species. Int. J. Syst. Bacteriol., 1981, 31, 353–360.
Englander, J., Klein, E., Brumfeld, V., Sharma, A. K., Doherty, A. J. and Minsky, A., DNA toroids: framework for DNA repair in Deinococcus radiodurans and in germinating bacterial spores. J. Bacteriol., 2004, 186, 5973–5977.
Daly, M. J. et al., Accumulation of Mn(II) in Deinococcus radiodurans facilitates gamma-radiation resistance. Science, 2004, 306, 1025–1028.
Eltsov, M. and Dubochet, J., Fine structure of the Deinococcus radiodurans nucleoid revealed by cryoelectron microscopy of vitreous sections. J. Bacteriol., 2005, 187, 8047–8054.
Giewekemeyer, K., Thibault, P., Kalbfleisch, S., Beerlink, A., Kewish, C. M., Dierolf, M., Pfeiffer, F. and Salditt, T., Quantitative biological imaging by ptychographic X-ray diffraction microscopy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2009, 107, 529–534.
Makarova, K. S., Aravind, L., Wolf, Y. I., Tatusov, R. L., Minton, K. W., Koonin, E. V. and Daly, M. J., Genome of the extremely radiation-resistant bacterium Deinococcus radiodurans viewed from the perspective of comparative genomics. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2001, 65, 44–79.
Mirsa, H. S., Y. S. Rajpurohit and Swathi Kota. Physiological and molecular basis of extremeradioresistance in Deinococcus radioduran. Current Science, vol. 104, no. 2, 25 January 2013, 196 – 197.
Mulhari, Abdul. 2011. Belajar Dari Bencana Jepang. Institute for Science and Technology Studies (ISTECS), AMSTEC-2011
Obiero J, Bonderoff SA, Goertzen MM, Sanders DA. Expression, purification, crystallization and preliminary X-ray crystallographic studies of Deinococcus radiodurans thioredoxin reductase. Acta Crystallographica, Section F Structural Biology Crystallization Communications. 2006 Aug 1;62(Pt 8):757-60.
Thompson, B. G. and Murray, R. G. E., The association of the surface array and the outer membrane of Deinococcus radiodurans. Can. J. Microbiol., 1982, 28, 1081–1088.
White, O. et al., Genome sequence of the radioresistant bacterium Deinococcus radiodurans R1. Science, 1999, 286, 1571–1577.