Kelompok 2 - Presentasi Biokorosi pada lingkungan

Presentasi Biokorosi

1. MICROBIOLOGICALLY INFLUENCED CORROSION (MIC) KOROSI YANG DISEBABKAN OLEH MIKROBA MIC merupakan istilah dari proses korosi yang disebabkan oleh keberadaan serta aktivitas mikroorganisme 1 Bakteri Fungi Hilangnya logam pada peristiwa korosi , disebabkan adanya sel korosi , yang di dalamnya terdapat anoda dan katoda 2

2. MICROBIOLOGICALLY INFLUENCED CORROSION (MIC) KOROSI YANG DISEBABKAN OLEH MIKROBA Ditinjau dari aktivitas anoda dan katoda , terdapat dua jenis mekanisme korosi , yakni secara Generalisasi dan Lokalisasi 3 MIC merupakan mekanisme korosi secara lokalisasi 4

3. MICROBIOLOGICALLY INFLUENCED CORROSION (MIC) KOROSI YANG DISEBABKAN OLEH MIKROBA HUBUNGAN ERAT ANTARA MIC DENGAN BIOFILM 5 Biofilm memungkinkan MIC untuk : Membangun metabolisme sinergistik Menyediakan stabilitas dan proteksi secara fisik Meningkatkan akses nutrien Korosi oleh metabolisme MIC : Sulfate Reduction Sulfur Oxidation Iron / Manganese Oxidation Iron Reduction Organic Acid Production SRB

4. MICROBIOLOGICALLY INFLUENCED CORROSION (MIC) KOROSI YANG DISEBABKAN OLEH MIKROBA KEBERLANGSUNGAN MIC 6 S eiring dengan terbentuknya biofilm, polimer yang berada disekitar mikroba dapat menarik serpihan planktonic maupun hasil korosi yang digunakan untuk memperkuat struktur biofilm mereka

5. LATAR BELAKANG PENELITIAN Accelerated Corrosion of 2304 Duplex Stainless Steel by Marine Pseudomonas aeruginosa Biofilm MIC (Microbiologically Influenced Corrosion) merupakan penyebab korosi pada baja Pseudomonas aeruginosa berkontribusi dalam pengkorosian baja di lingkungan laut Berdampak negatif secara tidak langusng bagi manusia dan biota laut Contoh kasus : kebocoran pipa minyak di Alaska

6. LATAR BELAKANG PENELITIAN Accelerated Corrosion of 2304 Duplex Stainless Steel by Marine Pseudomonas aeruginosa Biofilm DSS 2304 ( Duplex Stainless Steel ) adalah salah satu jenis baja untuk keperluan komersial Aplikasi : trasnportasi , industri Pulp dan Kertas , Kimia dan Petrokimia , dan Air, Arsitektur , bangunan , konstruksi dan lainnya Masih kurang informasi mengenai corrosion behaviour DSS 2304 terhadap MIC di lingkungan laut

7. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 1 : PERSIAPAN MATERIAL Menggunakan 2304 Duplex Stainless Steels (DSS) 2304 DSS dipotong menjadi koin berbentuk kupon dengan diameter 10 mm dan tinggi 5 mm. Kupon digosok dengan kertas silikon karbida hingga 1200 grit, dan kemudian secara ultrasonik dibilas dengan air deionisasi diikuti dengan alkohol selama 15 menit , berturut-turut . Kupon yang digunakan dalam pengujian segera direndam dalam media kultur setelah sterilisasi alkohol dan dikeringkan di bawah radiasi ultraviolet selama 30 menit .

8. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 1 : PERSIAPAN MATERIAL Dalam studi ini , strain laut MCCC ( Marine Culture Collection of China ) 1A00099 P. aeruginosa digunakan . Menggunakan media kultur 2216E untuk pertumbuhan bakteri Setelah media kultur 2216E di autoklaf pada suhu 121 °C selama 20 menit dan didinginkan di dalam sungkup biosafety , media 2216E diinokulasi dengan P. aeruginosa pada suhu 37 °C.

9. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 2 : SURFACE ANALYSIS Teknik surface analysis meliputi Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM) dengan Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) , Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) digunakan untuk mengkarakterisasi biofilms. Produk korosi pada permukaan kupon setelah 14 hari dan kaldu P. aeruginosa dideteksi dengan menggunakan X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) Untuk mendapatkan kedalaman lubang profile , permukaan kupon dibersihkan sesuai dengan Chinese National Standards (CNS), kemudian diperiksa menggunakan CLSM.

10. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 3 : ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS Pengukuran elektrokimia ini dilakukan untuk mengetahui tingkat resistensi korosi dari besi 2304 DSS oleh Pseudomonas aeruginosa. Terdapat 3 metode pengukuran tingkat korosi yang dilakukan : Linear polarization resistance (LPR) Electrochemical frequency modulation (EFM) Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)

11. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 3 : ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS 1. LINEAR POLARIZATION RESISTANCE (LPR) Teknik ini digunakan untuk mengukur ketahanan polarisasi . Tahanan polarisasi merupakan ketahanan sampel terhadap oksidasi selama diberi potensial luar (Ihsan et al ., 2004). I corr = arus korosi (mA) R p = tahanan polarisasi β A = konstanta tafel anodik β c = konstanta tafel katodik Scan rate LPR sebesar 0.125 mV/s dan range potensinya -15 – 15mV.

12. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 3 : ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS 2. ELECTROCHEMICAL FREQUENCY MODULATION (EFM) Perhitungan EFM dilakukan dibawah frekuensi gangguan < 0.01 Hz 3. ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY (EIS) Impedansi elektrokimia diukur dengan memberikan sinyal potensi AC ( bolak-balik ) yang kecil pada antarmuka elktroda-larutan dan mengukur arus yang melalui sel tersebut ( Zulhan , 2000). Data EIS di test dengan gelombang sinus pada tegangan 5 mV Seluruh tes elektrokimia ini dilakukan ulang sebanyak 3 kali.

13. MATERI DAN METODE PENELITIAN L ANGKAH 4 : CHROMIUM IONS CONCENTRATION MEASUREMENT 10 kupon berbentuk koin berukuran 10 mm dan tinggi 1 mm diletakkan dalam botol 500 ml, berisi 350 ml media kultur Sampel diukur untuk mengetahui konsentrasi hexavalent ion kromium , menggunakan metode diphenycarbazide spectophotometric

14. HASIL PENELITIAN HASIL 1 : TOPOGRAFI PERMUKAAN P. aeruginosa menempel pada permukaan kupon secara bertahap hingga membentuk biofilm Sel P. aeruginosa berbentuk batang dengan panjan 1-3 μm Hasil analisis EDS menunjukan unsur abiotik tidak berubah secara signifikan setelah perendaman selama 14 hari dan film tetap stabil Unsur organik seperti C dan N di permukaan meningkat karena merupakan unsur elemen penting dalam biofilm Hasil Scanning Electron Microscop (SEM) dengan Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) Topografi permukaan setalah 7 hari terpapar Topografi permukaan setelah 14 hari terpapar Hasil EDS pada kupon matrix Hasil EDS pada biofilm P . aeruginosa

15. HASIL PENELITIAN HASIL 1 : TOPOGRAFI PERMUKAAN Morfologi biofilm setelah pewarnaan hidup / mati dibawah CLSM Setelah 7 hari perendaman , biofilm menjadi padat dan hidup ( hijau ) Permukaan bioilm P . aeruginosa menjadi keropos dan terdistribusi secara acak di seluruh permukaan Setelah 14 hari perendaman , biofilm menjadi jarang . Biofilm menjadi tipis dan sel mati yang meningkat karena berkurangnya nutrisi Hasil CLSM (Confocal Laser Scanning Microspe ) dari Biofil P . aeruginosa yang muncul pada kupon setelah 7 hari dan 14 hari setelah terpapar

16. HASIL PENELITIAN HASIL 2 : PRODUK KOROSI & MORFOLOGI PERMUKAAN Pada kurva di P. aeruginosa : Pada kurva Fe, FE_3 O_4 dan FE_2 O_3 terlihat jumlah Fe meningkat dari 9,5% menjadi 34,7% Spektrum XPS resolusi tinggi dari Cr 2_𝑝, Fe 2_𝑝 dan O 1_𝑠 untuk 2304 DSS kupon di media abiotic dan dalam kaldu P. aeruginosa setelah 14 hari perendaman

17. HASIL PENELITIAN HASIL 2 : PRODUK KOROSI & MORFOLOGI PERMUKAAN Kedalaman lubang terbesar di permukaan kupon mencapai 11,0 μ m dengan adanya P. aeruginosa, dibandingkan pengendalian abiotik dengan ukuran kedalaman 4,8 μ m. (a) setelah terpapar abiotik media kultur selama 14 hari dan (b) setelah terpapar kaldu P. aeruginosa selama 14 hari .

18. HASIL PENELITIAN HASIL 3 : PENGUKURAN LAJU KOROSI Gambar a menunjukkan Resistensi Polarisasi (RP) terhadap waktu pemaparan dalammedia kultur dengan dan tanpa P. aeruginosa Perubahan nilai RP karena kerusakan film pasif yang disebabkan oleh ion klorida di media kultur yang digunakan untuk simulasi lingkungan laut . Pada gambar b, kurva merah yang mewakili kupon biotik dan menunjukkan laju korosi yang lebih cepat .

19. HASIL PENELITIAN HASIL 3 : PENGUKURAN LAJU KOROSI Gambar menunjukkan diagram Bode dan Nyquist untuk hari yang berbeda dengan dan tanpa P. aeruginosa dalam media kultur. Gambar a menunjukkan kurva kontrol abiotik yang saling berdekatan satu sama lain kecuali kurva hari ke 1. Gambar a’ menunjukkan hari ke 4, 7 dan 14 mengalami peningkatan diameter kurva Gambar b’ menunjukkan peningkatan laju korosi

20. HASIL PENELITIAN HASIL 3 : PENGUKURAN LAJU KOROSI Resistensi pelarut dan resistensi film pasif sangat rendah dan sedikit berfluktuasi sehingga terjadi perubahan Resistentsi Transfer Muatan (RCT), yang itu menjadi fokus utama

21. HASIL PENELITIAN HASIL 4 : KURVA POLARISASI

22. PEMBAHASAN PENELITIAN BAHASAN 1 : TOPOGRAFI PERMUKAAN Keberadaan dari organisme P. aeruginosa pada substrat terbukti bersifat korosi dilihat dari penurunan kadar Fe , Cr dan Ni dari 69% - 23% - 4.85% menjadi 56% - 19.43% - 3.14% Pada CLSM terlihat jelas perbedaan antara 7 hari dan 14 hari dimana di 7 hari penuh dengan biofilm dan pada hari ke 14 penuh dengan sesile mati

23. PEMBAHASAN PENELITIAN BAHASAN 2 : PEMBUKTIAN ADANYA KOROSI pH yang ditemukan setelah 14 hari adalah 7,8 menjadi 8,5 yang menandakan bahwa korosi yang ada bukan dari korosi asam dari pH tinggi Penggunaan EFM sebagai teknik pendeteksi korosi secara realtime Penurunan Fe , Cr dan Ni merupakan bahan yang digunakan untuk pembentukan biofilm

24. PEMBAHASAN PENELITIAN BAHASAN 3 : TAHAP KOROSI Tahap pertama : P. aeruginosa membentuk biofilm dari bahan yang dibutuhkan selama 3 hari Tahap Kedua : Konsumsi elektron oleh biofilm matang dimana elektron ini berasal dari oksidasi elemen permukaan logam

25. KESIMPULAN PENELITIAN Adanya biofilm laut aerobik P. aeruginos pada permukaan 2304 DSS menjebabkan terjadinya korosi lubang . Perendaman dilakukan selama 14 hari pada larutan P. Aeruginosa yang menyebabkan kedalaman pit mencapai 11,0 µm dengan 4, 8 µm untuk kontrol abiotik . Data LPR, EFM dan EIS menunjukkan adanya kecepatan korosi . Pembentukan kromium heksavalen oleh katalis biofilm P. aeruginosa menyebabkan korosi pada 2304 DSS. Permukaan 2304 DSS rentang terhadap MIC yang disebabkan oleh biofilm laut aerobik P. aeruginosa . Accelerated Corrosion of 2304 Duplex Stainless Steel by Marine Pseudomonas aeruginosa Biofilm

26. DAFTAR PUSTAKA Accelerated Corrosion of 2304 Duplex Stainless Steel by Marine Pseudomonas aeruginosa Biofilm Ihsan, M., G. S. Sulistioso dan Komarudin . 2004. Analisis Korosi dari SS 400C pada Media Air Tawar dan Air Laut . Jurnal Sains Materi Indonesia., 6(1): 7-12. Li, H., Zhou, E., Ren, Y., Zhang, D., Xu, D., Yang, C., Feng, H., Jiang, Z., Li, X., Gu, T., Yang, K., 2016a. Investigation of microbiologically influenced corrosion of high nitrogen nickel-free stainless steel by Pseudomonas aeruginosa. Corros . Sci. 111, 811–821. Zulhan , Z. 2000. Studi Mekanisme Inhibisi Inhibitor Kalsium Nitrit dan Sika Ferrogard-901 dalam Larutan Pori Beton Artifisial yang Mengandung Ion Klorida dengan Electrochemical Impedance Spectroscopy. Tesis Magister. Bidang Khusus Rekayasa Korosi . Program Studi Rekayasa Petambangan . Program Pasca Sarjana . Institut Teknologi Bandung: Bandung. 174 hlm .