Elimination of diazinon in synthetic liquid waste by spent mushroom compost biofilter

Abstract

Diazinon is a xenobiotic and recalcitrant compound that must be controlled seriously to protect humans and the environment from negative impacts. One method for removing diazinon from the environment is bioremediation with the use of a biofilter. The biofilter used in this study was spent mushroom compost (SMC). The research objectives were to analyze the effect of compost as a biofilter and the initial concentration of diazinon solution on a decreased of diazinon concentration, to analyze the optimum amount of compost and the initial concentration of diazinon solution that have produce a maximum decrease of diazinon concentration, and to identify the survival of bacteria in the high concentration of diazinon contaminated compost. The optimization method used was the response surface method (RSM). Different concentrations of diazinon solution were used, namely 500 ppm, 1000 ppm and 1500 ppm, added into the biofilter SMC, and then incubated for 9 days for the batch system and 4 days for the semi-continuous system. The compost used in the study ranged from 300-500 g. A decreased diazinon in the Batch systems was analyzed daily and in the semi-continuous system for hour/day. The results of the study indicated that in the optimum condition of the batch system with the amount of SMC compost of 499 g and the diazinon concentration of 685.68 ppm, a maximum decrease of 100% was reached for diazinon concentration at the 192th hour and in the semi-continuous system with the SMC compost of 493 g and the diazinon concentration of 562.72 ppm, the maximum decrease of 100% was obtained for the diazion concentration at the 75th hour. Bacteria that could survive in the SMC compost with a high concentration of diazinon (1707 ppm) were Pseudomonas stutzeri, Bacillus cereus, Bacillus brevis, Bacillus azotoformans and Micrococcus agalis sp. Further, the biofilter system with SMC is a good alternative for pesticide biodegradation.

Diazinon merupakan senyawa xenobiotik dan rekalsitran yang harus dikendalikan dengan sungguh-sungguh untuk melindungi manusia dan lingkungan dari dampak negatifnya. Salah satu metode untuk menghilangkan diazinon dari lingkungan adalah dengan bioremediasi menggunakan biofilter. Biofilter adalah teknologi inovatif untuk menangani air atau udara yang tercemar kontaminan melalui media filter untuk tempat hidup mikrooganisme pada reaktor, dan diharapkan kontaminan diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana dan tidak berbahaya yaitu H2O dan CO2 Biofilter yang digunakan dalam penelitian ini adalah spent mushroom compost (SMC). Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis pengaruh faktor jumlah kompos sebagai biofilter dan konsentrasi larutan diazinon awal terhadap penurunan konsentrasi diazinon, menganalisis kondisi optimum jumlah kompos dan konsentrasi larutan diazinon awal yang menghasilkan penurunan konsentrasi maksimum dan mengidentifikasi bakteri yang mampu bertahan pada kompos yang tercemar diazinon konsentrasi tinggi. Metode optimasi yang digunakan adalah metode permukaan respon (response surface method/RSM). Konsentrasi larutan diazinon yang digunakan 500 ppm, 1000 ppm and 1500 ppm, ditambahkan ke dalam biofilter SMC, kemudian diinkubasi selama 9 hari untuk sistem Batch dan 4 hari untuk sistem Semi-kontinyu. Kompos yang digunakan berkisar 300-600 g. Penurunan diazinon untuk sistem Batch dianalisis setiap hari dan untuk sistem semi kontinyu setiap jam setiap hari. Hasil penelitian, keadaan optimum sistem batch, pada jumlah kompos SMC 499 g dan konsentrasi diazinon 685.68 ppm, dicapai penurunan konsentrasi diazinon maksimum 100% pada hari ke-8 dan pada sistem semi-kontinyu, keadaan optimum pada jumlah kompos SMC 492 g dan konsentrasi diazinon 662.72 ppm dicapai penurunan konsentrasi diazinon maksimum 100% pada jam ke-75. Bakteri yang mampu bertahan pada kompos SMC dengan diazinon konsentrasi tinggi (1707 ppm) adalah Pseudomonas stutzeri, Bacillus cereus, Bacillus brevis, Bacillus azotoformans dan Micrococcus agalis sp. Proses biofilter sistem semi-kontinyu lebih efisien waktunya 60% dibandingkan biofilter sistem batch. Selanjutnya sistem biofilter dengan SMC ini merupakan alternatif baik untuk biodegradasi pestisida.