Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
ANA ALISIS BIOFILM KOROSI K O OLEH BA AKTERI DESULFO D OVIBRIO VULGAR RIS PADA A PERMU UKAAN BA AJA 316L L DALAM M LINGKU UNGAN A AIR LAUT N NATURA AL Johannnes Leonard Jurusan T Teknik Mesiin Universitaas Hasanudddin Kaampus Unhaas Tamalanreea, Makassaar 90225, Inddonesia Phone: +62-411-58 88400, FAX: +62-411-5888400, E-maail: johannessleonard55@ @yahoo.com
Ab bstrak Teknikk analisis peermukaan deengan metodde SEM dileengkapi denggan SDAX, menentukann modiffikasi film paasif yang melengket padda antarmukka baja 3166L dan lingkkungan, Duaa media a telah digunnakan sebagaai lingkungaan untuk mem mpelajari fennomena pengaruh waktuu perend daman padaa korosi sum muran denggan keberadaaan bakteri Desulfovibrrio vulgariss. Lingku ungan terseebut adalah h air laut natural n (AL LN) dan larrutan yang sama yangg disemaikan dan diinokulasi d deengan bakteri (ALN+DV V). Dapatt dikatakan bahwa air laut natural memicu pembentukann dan stabiliisasi lapisann pasif. Lapisan ini i kurang atau lebihh bersifat protetektif p ttergantung dari waktuu perend daman selam ma enam minggu. Tanppa keberadaa an bakteri ((biofilm), ressistansi bajaa terhad dap korosi hanya h disebabkan sifat--sifat metalu urginya. Dallam lingkun ngan air laut terokuulasi, terdappat efek bakkteri terhaddap biokorossi. Keberadaaan bakteri nampaknyaa menaiikkan karaktteristik proteektif film. Suatu modifikasi pada p antarm muka metal dan media diperoleh ddengan perendaman dann an inokulasi bakteri Dessulfovibrio vulgaris. v Sulffur yang dipproduksi bakkteri memicuu denga destab bilisasi film pasif. p Film yang y dijumppai diperkayya dengan suulfur dan jum mlah oksigenn yang ada berkurrang. Dala am air lautt natural, pasifitas p baj aja naik seeiring waktuu perend daman. Baja menjadi lebih l resistaan terhadap korosi sum muran. Dalam m linkungann sintetiik inokulasi dengan d baktteri, baja kurrang resistan n terhadap kkorosi umum m atau celah..
K Kata kunci : Biofilm, ko orosi sumuraan, bakteri Desulfovibrio vulgaris, paasifitas. P Pendahuluan n Air laut naturral merupakaan habitat baakteri yang A ku urang dalam nutrisi. Keberadaann biofilm dapat menghhindari kekuurangan malnutrisinya, karena kondisi lokal yangg terbentuk. Dalam air b laaut naturall yang bersirkulasi, kondisi an naerobik yang dibutuhkan untuk pengembangaan bakteri Desulfovibri D o vulgaris mpai. Keberaddaan suatu hampir tak peernah dijum
biofilm m melalui permukaaan metal dapat menim mbulkan konndisi yang favorabel f terrhadap pengeembangan tippe bakteri inni (1). Baja tahan t 316L karat riskann terhadap korosi k sumurran. Anaalisa perm mukaan untuk memp pelajari lapiisan pasif dan d keretakkannya telah banyak diggunakan dann memungkkinkan secara efektif. e memaahami mekaanismenya Kerussakan sumu muran serin ngkali dijellaskan
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐101
Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
dengan mod difikasi lokaal lapisan pasif p yang m memicu retak k lokal film ini i (2). Hasil dan Pembaahasan
M Metode eksp perimental Dalam peneelitian ini digunakan D n sebagai m material uji adalah baaja tahan karat k tipe au ustenitik 3116L. Kompposisi kimiaa baja ini diketahui dann strukturnyaa telah diamati melalui m mikroskop optik o setelah h dipolis dan d dietsa kimia (Gbr.1)). Tiga media teelah digunakkan untuk mempelajari T m feenomena peengaruh wak ktu perendaaman pada korosi sumu uran dengann keberadaaan bakteri D Desulfovibrio o vulgaris dari d baja taahan karat 316L. Lingk kungan tersebut adalah h air laut (A ALN), air a laut natural natural disterilkan(ALNS), dan larutan yang sama d disterilkan seerta disemaaikan dan diinokulasi V). dengan bakteeri(ALN+DV u berbentuuk sirkularr dengan Spesimen uji dam dalam media m dan diameter 10 mm dirend w waktu yang berbeda seelama enam m minggu. L Lingkungan tersebut addalah air laaut natural (A ALN) dan air a laut naturral sterilisassi (ALNS), seerta lingkun ngan yang sama dengaan bakteri D Desulfovibrio o vulgaaris (A ALN+DV). P Perendaman dilakukan dalam d sel yang diatur dengan therm mostat sirkulasi air. Deaerasi dan d temperattur konstan stterilisasi dilaaksanakan dan diatur menuru ut kondisi lin ngkungan (G Gbr. 2-3). Pengamatan permukaaan dilakuk P kan pada sp pesimen yan ng diambil dari sel peerendaman pada mingggu ke enam. Penggunaaan metode pengamatan dengan Scanning Electron M Microscope yang dipasaangkan denngan suatu Spectroscopicc Dispersive Analysse X-ray. u analisiis permukaaan, sampelSelanjutnya untuk saampel terseebut mengaalami prosees fiksasi, dehidrasi, penngeringan, seerta metalisaasi.
Pengaamatan mikrroskopik deengan SEM telah dilaku ukan pada permukaan specimen yang direnddam selama enam mingggu dalam ssemua lingkuungan. Dapaat dilihat bahhwa depositt tidak homogen dan permukaann baja dalam NS tak men ngandung m materi lingkuungan ALN organik, sementarra dalam linggkungan AL LN dan S+DV, bajaa ini men ngandung bbanyak ALNS materi organic (33). Dapat diilihat pula bahwa b b pada antarmuka metal dan deposit, bakteri melekkat karena addanya lapisaan yang kenttal dan beningg (Gbr. 4-6). Bentuuk geometri sumuran yaang terjadi dalam semuaa lingkungaan kurang lebih berbbentuk melingkar. Mikrrografi yang terdapat pada N, dengan attau tanpa bakteri b lingkuungan ALN menunnjukkan zoona seranggan yang kecil tersenndiri sekeeliling suumuran. D Dalam lingkuungan tanpaa bakteri (ALNS), ( naampak bahwaa khlor terddapat pada antarmuka metal dan film, f sedanggkan dengann adanya bakteri b dalam m lingkungann (ALNS+D DV), menunjukkan adanyya kuantitas sulfur yangg rendah. Ioon-ion halogeen merupakaan ion-ion dalam d larutann yang memicu destabilisasi lokal laapisan pasiff (Gbr. 8-10).. Analissis permukkaan menu unjukkan bahwa b sulfurr yang dihaasilkan oleh h bakteri memicu m stabiliisasi film pasif dalam m air laut natural n dengaan monokuultur bakteeri Desulfoovibrio vulgarris. Kuantitaas sulfur yan ng ditemui adalah a sedikiit. Hasil yaang diperoleeh dalam aiir laut naturaal steril keemudian diiinokulasi ddengan bakterri (ALNS+D DV) tak mem mpunyai kesaamaan dengaan yang ditemukan dalaam air laut natural n (ALN N). Permukaaan baja daalam ALNS S+DV mengaandung bannyak materri organik yang diperllukan unntuk bakkteri anaeerobik berkem mbang, yang juga menaaikkan teball film.
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐102
Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
Kolonisasi bakteri kuurang padaat K liingkungan ALNS+DV A (G Gbr. 7).
dalam
Aktivitas bak A kteri pada awal a mingguu keempat, m merupakan w waktu stabiliisasi yang normal n dan bakteri anaerrobik melek kat dengan baik pada teempatnya. Hal H ini men nyebabkan terpicunya korosi sambiil memeroduuksi metabolit agresif, d menngomsumsi dan merusak film pasif dengan ydrogen atauu oksigen (4 4). hy
biofilm m yang terrbentuk meengandung sepsis kimia seperti polisakaridaa yang ddiduga batasi prosess korosi (5)). Nampak bahwa b memb fenom mena sehubuungan dengaan biokorosii, baja tahan karat mennampakkan suatu kom mpetisi antaraa sifat-sifat dua film : film pasiif dan lapisaan biologik. Lapisan L biollogik ini terbbentuk karenaa adanya m metabolism bakteri yanng ada dan mengomsums m si spesis yanng ada dalam m film pasif.
K Kesimpulan Dapat ditunjjukkan bah D hwa kenaikkan waktu perendaman dalam linggkungan lau ut natural ukup efekttif menaikkkan resistannsi korosi cu su umuran bajaa 316L, tetaapi dengan perubahan m mekanisme aksi. Seballiknya, dalaam media m mengandung bakteri ressistansi ini cenderung m menjadi stabiil. Sulfur yaang diprodukksi bakteri m memicu desttabilisasi film pasif. Film F yang dijumpai diperkaya denggan sulfur dan d jumlah mbentukan oksigen yang ada berkkurang. Pem seecara simulttan suatu laapisan pasiff dan film biologik, dim mana yang terakhir t ini memiliki dalam wakttu awal perendamann sebagai k karena peembentukan produk protektor m metabolit p polisakarida . Bakteri sulfatoreeduktris mem micu penam mpakan ion khlor k yang m menjadi sppesis agreesif secarra lokal seebagaimana ion khloor yang adda dalam liingkungan. Hal ini meemungkinkaan pemicu su uatu depasifasi lokal yang mennimbulkan pembentukan n sumuran. Perlu dicattat bahwa
Daftaar Pustaka 1.R.E. Tatnall, 19985, Proc. NACE-8 N int. conf. Biologgically Induuced Corrosioon, Gaithertsburg, NACE E, Houston, Texas. B C. Lemaitre, L F. Dabosi,1990, Les 2.B. Baroux, acierss inoxydables, Ed. Physique, Paris, Chapiitre 5. G 1990, Materiiaux et Technnique, 3.J. Guezennec, Decem mbre p. 3-8. M Dawsoon, B.A. Humphrey, H K.C. 4. M.P. Marshhall, 1981, Curr. Micro obiol., 6, p.. 195199. mance, 5. W. P. Iverson, 1984, Materrials Perform p. 28--30.
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐103
Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
G Gambar 1. Struktur S mik kro baja 3116L
Gambarr 4. Morfoloogi lapisan pasif p baja dalam d lingkung gan ALN
G Gambar 2. Bejana B Perendaman Sp pesimen
Gambar 5.. Morfologi lapisan passif baja dalaam lingkungan n ALNS
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐104
Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
G Gambar 3. Pemindahan P n Spesimen Anaerobik Gambar 6. Morfologgi lapisan pasif baja gan ALNS+ +DV dalaam lingkung
G Gambar 7. Morfologi M baakteri padaa permukaan n baja dalam lingkungan n ALNS+DV V
Gaambar 8. An nalisis korossi sumuran dalam lingk kungan ALN
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐105
Seminar Nasional Na Tahunan Teknik Mesin M (SNTTM M) ke-9 P Palembang, 13-15 1 Oktobeer 2010
Gambar 9. 9 Analisis korosi k sumu uran dalam lingkungan n ALNS
Gambar 10. Analisiss korosi sum muran dalam m lingkungaan ALNS+D DV
ISB BN : 978‐602‐‐97742‐0‐7 M MIV‐106
