BIOREMEDIASI
ACH. KHUMAIDI (136080100111005)Pasca Sarjana Fakultas Ilmu
Perikanan dan KelautanUniversitas Brawijaya
1. PENDAHULUAN
Seiring dengan semakin bertambahnya pencemaran yang terjadi di
biosfer, maka kebutuhan untuk mengaplikasikan teknologi
bioremediasi juga semakin bertambah. Bioremediasi merupakan
pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan
memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran.
Bioremediasi bukanlah konsep baru dalam mikrobiologi terapan,
karena mikroba telah banyak digunakan selama bertahun-tahun dalam
mengurangi senyawa organik dan bahan beracun baik yang berasal dari
limbah rumah tangga maupun dari industri. Hal yang baru adalah
bahwa teknik bioremediasi terbukti sangat efektif dan murah dari
sisi ekonomi untuk membersihkan tanah dan air yang trekontaminasi
oleh senyawa-senyawa kimia toksik atau beracun. Mikroba yang sering
digunakan dalam proses bioremediasi adalah bakteri, jamur, yis, dan
alga. Degradasi senyawa kimia oleh mikroba di lingkungan merupakan
proses yang sangat penting untuk mengurangi kadar bahan-bahan
berbahaya di lingkungan, yang berlangsung melalui suatu seri reaksi
kimia yang cukup kompleks. Dalam proses degradasinya, mikroba
menggunakan senyawa kimia tersebut untuk pertumbuhan dan
reproduksinya melalui berbagai proses oksidasi. Kemampuan bakteri
dalam menyerap atau menurunkan kandungan logam berat dari
lingkungan, baik dari tanah maupun dari perairan juga telah banyak
dipelajari. Beberapa bakteri seperti Pseudomonas aeruginosa,
Acinetobacter calcoaceticus, Arthrobacter sp., Streptomyces
viridans, dan lain-lain menghasilkan senyawa biosurfaktan /
bioemulsi yang dapat menyerap berbagai jenis logam berat seperti
Cd, Cr, Pb, Cu dan Zn dari tanah yang terkontaminasi. Desulfovibrio
desulfuricans dapat mengendapkan uranium melalui proses reduksi.
Berbagai jenis Baccillus yang membentuk biofilm pada permukaan
perairan dapat menyerap Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, dan Zn dari dalam air.
Mikroba yang membentuk film dalam ekosistem perairan juga memiliki
peranan yang penting dalam bioremediasi logam.Saccharomyces
cerevisiae dan Candida sp. Dapat mengakumulasi Pb dari dalam
perairan, Citrobacter dan Rhizopus arrhizus memiliki kemampuan
menyerap uranium (Roane et al .1998). Secara ekonomi dan fungsi,
penggunaan teknik bioremediasi harus dapat berkompetisi dalam
teknologi remediasi lainnya, seperti pembakaran (insinerasi) atau
perlakuan kimia. Sebelum suatu teknikbioremediasi diaplikasikan,
informasi tentang keadaan lokasi dan potensi mikroorganisme harus
sudah diketahui. Untuk itu perlu dilakukan uji laboratoriumuntuk
mengetahui kecepatan degradasi pada suatu fungsi lingkungan
tertentu seperti pH, konsentrasi oksigen, nutrien, komposisi
mikroba, ukuran partikel tanah, dan juga suhu.Masalah utama yang
sering dijumpai dalam aplikasi mikroorganisme untuk bioremediasi
adalah menurun atau hilangnya potensi mikroba. Walaupun dalam
percobaan laboratorium mikroba menunjukkan aktivitas degradasi yang
tinggi, ternyata tidak menunjukkan hasil yang menggembirakan dalam
percobaan di lapangan (in situ).Untuk meningkatkan keefektifan
penggunaan mikroorganisme dalam bioremediasi dapat dilakukan dengan
melakukan dua strategi berikut. Pertama; Biostimulan yaitu suatu
teknik menambahkan nutrien tertantu dengan tujuan merangsang
aktivitas mikroba-mikroba tempatan (indigenous). Atlas dan Berta
(1992), teknik biostimulasi ini telah sukses dalam mengendalikan
tumpahan minyak di perairan dan kontaminasi senyawa hidrokarbon
(PAH) di tanah. Lieberg and Cutright (1999), nutrien yang sering
ditambahkan adalah fosfor dan nitrogen. Kedua; Bioaugmentasi yaitu
dengan mengintroduksi mikroba tertentu pada daerah yang akan
diremediasi. Di samping masalah di atas, lambatnya kecepatan
degradasi polutan di lingkungan disebabkan oleh beberapa faktor
sebagai berikut: enzim-enzim degradatif yang dihasilkan oleh
mikroba tidak mampu mengkatalis reaksi degradasi polutan yang tidak
alami, kelarutan polutan dalam air sangat rendah, dan polutan
terikat kuat dengan partikel-partikel organik atau partikel tanah.
Selain itu, pengaruh lingkungan seperti pH, temperatur, dan
kelembapan tanah juga sangat berperan dalam menentukan kesuksesan
proses bioremediasi.Oleh karena itu, seleksi, baik yang dilakukan
secara konvensional maupun melalui manipulasi genetika untuk
mendapatkan mikroba-mikroba yang potensial, merupakan agenda yang
sangat penting dalam mikrobiologi lingkungan. Di samping itu,
proses degradsi komplit di lingkungan umumnya dilakukan oleh
konsorsium mikroorganisme bukan oleh mikroorganisme sejenis.
2. POKOK DAN SUB POKOK BAHASAN
2.1 Pengertian BioremediasiBioremediasiberasal dari dua kata
yaitubiodanremediasiyang dapat diartikan sebagai proses dalam
menyelesaikan masalah. Menurut Munir (2006),bioremediasimerupakan
pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan
memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran. Menurut
Sunarko (2001),bioremediasimempunyai potensi untuk menjadi salah
satu teknologi lingkungan yang bersih, alami, dan paling murah
untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.Menurut
Ciroreksoko(1996), bioremediasi diartikan sebagai proses
pendegradasian bahan organik berbahaya secara biologis menjadi
senyawa lain seperti karbondioksida (CO2), metan, dan air.
Sedangkan menurut Craword (1996), bioremediasi merujuk pada
penggunaan secara produktif proses biodegradatif untuk
menghilangkan atau mendetoksi polutan (biasanya kontaminan tanah,
air dan sedimen) yang mencemari lingkungan dan mengancam kesehatan
masyarakat.Jadi bioremediasi adalah salah satu teknologi alternatif
untuk mengatasi masalah lingkungan dengan memanfaatkan bantuan
mikroorganisme. Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi
(mycoremediasi), yeast, alga dan bakteri yang berfungsi sebagai
agen bioremediator. Selain dengan memanfaatkan mikroorganisme,
bioremediasi juga dapat pula memanfaatkan tanaman air. Tanaman air
memiliki kemampuan secara umum untuk menetralisir komponen-komponen
tertentu di dalam perairan dan sangat bermanfaat dalam proses
pengolahan limbah cair ( misalnya menyingkirkan kelebihan nutrien,
logam dan bakteri patogen). Penggunaan tumbuhan ini biasa dikenal
dengan istilah fitoremediasi.Bioremediasi juga dapat dikatakan
sebagai proses penguraian limbah organik/anorganik polutan secara
biologi dalam kondisi terkendali.2.1.1 Tujuan
BioremediasiBioremediasi bertujuan untuk memecah atau mendegradasi
zat pencemar menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak beracun
(karbon dioksida dan air) ataudengan kata lain mengontrol,
mereduksi atau bahkan mereduksi bahan pencemar dari lingkungan.
2.1.2 Jenis-jenis Mikroorganisme yang berperan dalam
bioremediasiSeperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bioremediasi
adalah salah satu teknologi alternatif untuk mengatasi masalah
lingkungan dengan memanfaatkan bantuan mikroorganisme.
Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi (mycoremediasi),
yeast, alga dan bakteri. Mikroorganisme akan mendegradasi zat
pencemar atau polutan menjadi bahan yang kurang beracun atau tidak
beracun. Polutan dapat dibedakan menjadi dua yaitu bahan pencemar
organik dan sintetik (buatan). Bahan pencemar dapat dibedakan
berdasarkan kemampuan terdegradasinya di lingkungan yaitu :a. Bahan
pencemar yang mudah terdegradasi (biodegradable pollutant), yaitu
bahan yang mudah terdegradasi di lingkungan dan dapat diuraikan
atau didekomposisi, baik secara alamiah yang dilakukan oleh
dekomposer (bakteri dan jamur) ataupun yang disengaja oleh manusia,
contohnya adalah limbah rumah tangga. Jenis polutan ini akan
menimbulkan masalah lingkungan bila kecepatan produksinya lebih
cepat dari kecepatan degradasinya.b. Bahan pencemar yang sukar
terdegradasi atau lambat sekali terdegradasi (nondegradable
pollutant), dapat menimbulkan masalah lingkungan yang cukup serius.
Contohnya adalah jenis logam berat seperti timbal (Pb) dan
merkuri.Sedangkan senyawa-senyawa pencemar menurut keberadaannya
dapat dibedakan menjadi :a. Senyawa-senyawa yang secara alami
ditemukan di alam dan jumlahnya (konsentrasinya) sangat tinggi,
contohnya antara lain minyak mentah (hasil penyulingan), fosfat dan
logam berat.b. Senyawa xenobiotik yaitu senyawa kimia hasil
rekayasa manusia yang sebelumnya tidak pernah ditemukan di alam,
contohnya adalah pestisida, herbisida, plastik dan serat
sintesis.Dalam bioremediasi, lintasan biodegradasi berbagai senyawa
kimia yang berbahaya dapat dimengerti berdasarkan lintasan
mekanisme dari beberapa senyawa kimia alami seperti hidrokarbon,
lignin, selulosa, dan hemiselulosa. Sebagian besar dari prosesnya,
terutama tahap akhir metabolisme, umumnya berlangsung melalui
proses yang sama. Polimer alami yang mendapat perhatian karena
sukar terdegradasi di lingkungan adalah lignoselulosa (kayu)
terutama bagian ligninnya.
2.2 Pencemaran Tanah oleh ToluenaSenyawa aromatik merupakan
senyawa yang relatif sulit mengalami biodegradasi sehingga dikenal
sebagai senyawa rekalsitran Atlas & Bartha 1987, salah satunya
dijumpai path minyak bumi. Path awalnya mikroorganisme pendegradasi
minyak bumi dianggap hanya dijumpai pada daerah yang bersinggungan
dengan minyak bumi, tetapi bukti menunjukkan bahwa mikroorganisme
pendegradasi minyak tersebar luas di alam Schlegel 1993. Hingga
saat mi lebih dan 108 spesies bakteri marnpu mendegradasi
hidrokarbon, di antaranya yaitu: Akali genes, Bacillus,
Flavobacterium, Nocardia, Pseudonwnas, dan Vibrio Berry &
Francis 1987. Industri pengeboran minyak bumi serta industri
hilirnya sangat potensial menyebabkan air, tanah, dan udara
tercemar. Berbagai usaha untuk mengatasi pencemaran telah dilakukan
antara lain dengan melakukan perbaikan path sistem eksplorasi,
eksploatasi, pengolahan dan penyaluran minyak bumi, serta
pengelolaan limbab. Adapun penanganan pencemaran yang sejauh mi
telah dilakukan meliputi penanganan fisik, biologi, dan
kimiawi.Kehadiran mikroorganisme pendegradasi cemaran hidrokarbon
path habitatnya akan mampu melakukan remediasi atau pemulihan,
tetapi denganjumlah populasinya yang rendah dan suplemen nutrien
tertentu menyebabkan kemampuan remediasinya rendah. Keefektifan
bioremediasi sangat ditentukan oleh konsentrasi mikrob pendegradasi
cemaran, konsentrasi cemaran, faktor fisik seperti suhu dan pH
optimum, dan faktor kimia seperti ketersediaan oksigen dan nutrien
(Bouwer, 1992).
2.3 Pencemaran Minyak BumiMinyak bumi merupakan salah satu
sumber energi utama yang tidak pernah lepas dari kehidupan manusia.
Terlepas dari semua hal positif yang didapat dari penggunaan minyak
bumi sebagai sumber energi, ada beberapa hal negatif yang sebaiknya
dijadikan pertimbangan ketika menggunakan minyak bumi dalam
eksploitasi, pengolahan, maupun dalam pendistribusian. Oleh karena
itu, Pemanfaatan minyak bumi yang tidak memperhatikan kelestarian
lingkungan tentu akan merugikan manusia itu sendiri dan pada
akhirnya pencemaran lingkungan tersebut akan berdampak negatif
khususnya kepada kesehatan masyarakat. Fenomena tersebut memacu
upaya penanggulangan melalui berbagai proses kimia, fisik dan
biologi untuk menekan akumulasi senyawa organic toksik pada
lingkungan tanpa menimbulkan kerusakan ekosistem di kemudian
hari.
3.3 Pencemaran Pada Tanah Bekas Tambang Batu BaraIndonesia
merupakan negara penghasil timah peringkat ke-2, tembaga peringkat
ke-3, nikel peringkat ke-4 dan emas peringkat ke-8 dunia (Gautama,
2007). Namun demikian, pertambangan selalu mempunyai dua sisi yang
saling berlawanan, sebagai sumber kemakmuran sekaligus perusak
lingkungan yang sangat potensial. Sebagai sumber kemakmuran sudah
tidak diragukan lagi bahwa sektor ini merupakan salah satu tulang
punggung pendapatan negara selama bertahun-tahun. Sebagai perusak
lingkungan, praktek pertambangan terbuka (open pit mining) yang
paling banyak diterapkan pada penambangan batubara dapat mengubah
iklim mikro dan tanah akibat seluruh lapisan tanah di atas deposit
batubara disingkirkan.Permasalahan yang paling berat akibat
penambangan terbuka adalah terjadinya fenomena acid mine drainage
(AMD) atau acid rock drainage (ARD) akibat teroksidasinya mineral
bersulfur (Untung, 1993) dengan ditandai berubahnya warna air
menjadi merah jingga. AMD akan memberikan serangkaian dampak yang
saling berkaitan, yaitu menurunnya pH, ketersediaan dan
keseimbangan unsur hara dalam tanah terganggu, serta kelarutan
unsur-unsur mikro yang umumnya merupakan unsur logam meningkat
(Marschner, 1995; Havlin et al., 1999).
4 METODE PENULISAN
Metode penulisan yang digunakan dalam pembuatan makalah ini
adalah review jurnal yang memuat informasi tentang bioremediasi.
Bioremediasi tanah tercemar toluna dengan penambahan Bacillus sp.
Karakteristik dan penambahan konsorsum mikroba local dalam media
mengandung minyak bumi. Pamanfaatan bakteri pereduksi untuk
bioremediasi tanah bekas tambang batu bara.
5 PEMBAHASAN
1. Bioremediasi Tanah Tercemar Toluena dengan Penambahan
Baccillus Galur LokalBakteri dan cendawan diketahui mampu
mendegradasi hidrokarbon (Swannell & Head 1994). Di antara
bakteri yang dikenal mampu mendegradasi hidrokarbon yaitu Bacillus.
Bacillus merupakan bakteri pembentuk spora yang bersifat kosmopolit
dan memerlukan syarat hidup yang sederhana, aerob dan fakultatif
anaerob, selnya berbentuk batang, memproduksi katalase, dan
bersifat gram positif (Claus & Barkley 1980). Irianto &
Anggorowati 1997 serta Irianto & Andriani 1998 berhasil
mendapatkan beberapa isolat Bacillus yang mampu mendegradasi
hidrokarbon alifatik, sildik, dan aromatik. Bahan-bahan yang
digunakan dalam penellitian ini, antara lain Bacillus UK41 dan
Bacillus UK44 diisolasi dan Taman Nasional Ujungkulon. Tanah yang
digunakan dalam penelitian ini berasal dan lokasi pengeboran minyak
Lemigas di Cepu. Tanah sebanyak 500 g ditambahi akuades steril
sehingga menjadi bubur dan ditempatkan dalam ember plastik tanpa
aerasi.Dalam penelitian ini disiapkan sebanyak 48 ember.
Masing-masing lumpur ditambahi 0.25% urea. Karakteristik unggul
antara lain tumbuh pada media kaldu nutrien pada pH 5.0-9.5 dan
suhu 15-50C, mampu menggunakan sumber karbon berbagai jenis KR
antara lain glukosa, laktosa galaktosa, xilosa, arabinosa, sukrosa
serta turunan hidrokarbon toluena, heksana, benzena, dan
nafthalena.Pengamatan dilakukan pada awal percobaan, akhir minggu
ke- 1, akhir minggu ke-2 dan akhir minggu ke-3. Beberapa peubah
yang diamnati yaitu kadar toluena sisa dengan GC Noegrohati 1983,
CO2 bebas APHA 1985, sel mikrob, nilai pH dengan pH meter Honba
F8-L, nilai oksigen terlarut (Alaerts & Santika 1987), kadar
COD (Alaerts & Santika 1987), dan BOD5 APHA 1985.Hasil
menunjukkan bahwa populasi mikrob terus meningkat dan awal
percobaan hingga akhir minggu ke-3. Peningkatan populasi yang
berarti umumnya terjadi pada minggu ke-1 hingga akhir minggu ke-2.
Peningkatan paling besar terjadi path perlakuan inokulasi canipuran
Bacillus UK41 dan U42, hal ini menunjukkan bahwa kerja kedua isolat
tersebut sinergis, baik di antara keduanya maupun dengan mikrob
endogen substrat tersebut. Sedangkan mikrob endogen path kontrol
baru menunjukkan peningkatan yang berarti setelah minggu ke-2, hal
ini menunjukkan bahwa penambahan nutrien berupa urea 0.25% terbukti
mampu meningkatkan kinerja mikrob endogen dalam bioremediasi tanah
yang tercemar hidrokarbon. Nilai pH substrat terus menurun sejalan
dengan berlangsungnya proses bioremediasi. Selama proses remediasi
berlangsung biodegradasi, senyawa hidrokarbon baik alifatik, siklik
maupun aromatik akan dipecah menjadi senyawa-senyawa yang lebih
sederhana sehingga terbentuk asetil-KoA dan selanjutnya masuk ke
sikius asam tnikarboksilat. Dan rangkaian reaksi tersebut
dihasilkan berbagai senyawa seperti asam-asam organik, metana, H20
dan CO2 (Madigan et al. 1997). Senyawa hasil degradasi hidrokarbon
yang bersifat asam berperan pada penurunan nilai pH substrat. Pada
pH tinggi urea akan berupa gas sehingga akan segera dibebaskan ke
udara dan hal ini berperan pula pada penurunan pH.Hasil pada akhir
percobaan masih menunjukkan kecenderungan penurunan pH, hal ini
diduga karena biodegradasi hidrokarbon masih terus berlangsung dan
belum semua proses telah mencapai fase akhir biodegradasi.
Penurunan pH yang terbesar terjadi pada kontrol yaitu dan pH 9.35
menjadi 7.54-7.83. Nilai BOD menunjukkan kecenderungan terus
menurun sejalan dengan berlangsungnya proses bioremediasi. Hasil
pengamatan menunjukkan bahwa inokulasi Bacillus UK41 dan UK44
ataupun campurannya berhasil menurunkan nilai COD, berarti bahwa
meskipun sebagian hidrokarbon yang ada pada substrat digolongkan
sebagai rekalsitran, tetapi terbukti bahwa mikrob yang ditambahkan
mampu melakukan biodegradasi terhadap senyawa rekalsitran tersebut.
Tidak semua senyawa rekalsitran yang ada dalam tanah yang tercemar
tersebut dapat didegradasi, hal ini dibuktikan dengan penurunan
nilai COD yang relatif rendah yaitu antara 39.93 pada kontrol
hingga 51 .67 pada perlakuan campuran Bacillus UK4 1 dan U K44.
Toluena sendiri terbukti mampu didegradasi dalam jumlah relatif
cukup tinggi. Penurunan kadar oksigen ter!arut jika terus berlanjut
akan berakibat pada kekurangan oksigen dan lingkungan akan menjadi
anaerob. Keadaan anaerob menyebabkan penurunan laju biodegradasi,
tetapi proses biodegradasi tidak akan terhenti. Bacillus UK4I
maupun UK44 serta beberapa mikrob endogen substrat memiliki sifat
fakultatif anaerob (Inianto & Komar 1998), hal ini berarti pada
kondisi anaerob proses biodegradasi akan tetap berlangsung meskipun
hanya terhadap senyawa-senyawa antara dan dengan laju yang Iebih
lambat.
2. Karakteristik dan Pertumbuhan Konsorsium Mikroba Lokal Dalam
Media Mengandung Minyak BumiTeknik ini dilakukan berdasarkan
optimasi proses biologi dalam mengurangi bahkan memulihkan dari
bahan pencemar. Inti dari bioremediasi lahan tercemar bahan organik
adalah upaya menghilangkan efek racun (detoks) atau dengan
menghidrolisis bahan penemar menjadi karbon dioksida (CO2)dan air
(H2O). Bahan-bahan yang digunakan antara lain minyak mentah (crude
oil) dari lapangan blok Cepu, akuades, media Bushnell-Haas (BH)
dengan komposisi MgSO4 0.2 g/L, KH2PO4 1 g/L, K2HPO4 1 g/L,
FeCl3.3H2O, 0.05 g/L, CaCl2.2H2O 0.02 g/L, yeast extract, 12 g/L,
NH4NO3 1 g/L. Selain itu juga digunakan media nutrien agar (NA)
yang terdiri atas pepton 15 g/L, yeast extract 3 g/L, NaCl 6 g/L,
Glukosa 1 g/L, dan agar 12 g/L.
Gambar . Isolat cepu yang digunakan dalam proses screening, a)
isolat 1; b) 2; c) kontrol.Isolat yang digunakan selama penelitian
merupakan hasil isolasi dari sampel minyak mentah (crude oil) dari
sumur minyak yang terdapat di blok cepu. Sampel setelah
dikembangbiakan dan diaklimatisasikan dalam media tumbuh mengandung
5% minyak mentah serta secara visual menunjukkan kemampuan dalam
mendegradasi minyak mentah, baru kemudian diuji kemampuannya dalam
memanfaatkan minyak mentah sebagai sumber nutrien untuk
pertumbuhannya. Pengambilan sampel dilakukan setiap 3-5 hari sekali
hingga pengambilan kelima dan seterusnya dilakukan pengambilan
sampel tiap satu minggu sekali.Parameter yang dianalisis antara
lain adalah pH, jumlah koloni (CFU/ml) dan pertumbuhan bakteri.
Sampel yang dianalisa berasal dari media perlakuan 1 dengan
pemberian konsorsium mikroba 1 kali, media perlakuan 2 dengan
pemberian konsorsium mikroba 2 kali, dan media kontrol. Jumlah
Koloni dan Kurva Standar. Jumlah koloni dihitung dengan menggunakan
teknik tandard plate count. Sebanyak 100 l bakteri pada faktor
pengenceran 10-5, 10-6, dan 10-7 disebar pada media NA kemudian
diinkubasi pada suhu 30 C selama 48 jam. Jumlah koloni yang tumbuh
kemudian dicatat dan diplotkan dengan nilai absorban pada panjang
gelombang 600 nm. Kurva standar didapat dari hubungan antara nilai
absorban dan jumlah koloni. Pertumbuhan Bakteri (Ciawi et al.).
Pertumbuhan bakteri diukur dengan nilai absorban pada panjang
gelombang 600 nm. Sampel diencerkan terlebih dahulu dengan NaCl
fisiologis (0.9%) sehingga dihasilkan nilai absorban sampel.
Gambar i Kultur hasil isolasi
Gambar ii. Performan kelima kultur mikroba di bawah
mikroskop
Dibuat kurva standar yang dihasilkan dari plot nilai absorban
terhadap jumlah koloni yang tumbuh pada cawan agar. Jumlah koloni
yang tumbuh dari sampling kedua hingga kelima diplotkan terhadap
nilai absorbannya pada panjang gelombang 600 nm, sehingga diperoleh
kurva standar dengan persamaan Y = 0,0002X + 0,3455, dimana nilai
R2 = 0,713 sebagai pendekatan dalam memperoleh jumlah kepadatan
pertumbuhan mikroba. Pola Pertumbuhan bakteri sampai dengan
pengambilan sampel VIII atau setelah sekitar 45 hari disajikan pada
grafik di bawah ini.
Gambar iii. Profil pertumbuhan bakteri pada tiap perlakuan
Pertumbuhan bakteri biasanya dipengaruhi oleh banyak faktor,
diantaranya adalah nilai pH, suhu, nutrien, ketersediaan oksigen,
dan faktor-faktor lainnya. Dari grafik profil pertumbuhan bakteri
di atas, teramati bahwa pertumbuhan bakteri diantara perlakuan 1x
dan 2x berbeda dengan blanko. Titik tertinggi pertama pertumbuhan
mikroba terjadi pada pengambilan sampel III atau setelah masa
inkubasi 9 hari. Perbedaan pertumbuhan tersebut diduga terjadi
karena adanya perbedaan produksi biosurfaktan yang dihasilkan oleh
konsorsium bakteri pada masing-msing perlakuan.Biosurfaktan
berperan dalam pembentukan emulsi minyak-media yang dapat
dimanfaatkan oleh bakteri sebagai sumber karbon. Data tersebut
didukung oleh hasil penelitian yang menyatakan bahwa nilai indeks
emulsi (IE24) tercapai maksimal setelah inkubasi selama 5-10 hari.
Selanjutnya titik tertinggi kedua tercapai pada pengambilan sampel
VIII untuk perlakuan 1x dan 2x. Dengan semakin bertambahnya nilai
absorban diharapkan sebagai indikasi pertambahan kepadatan mikroba
semakin meningkat atau dengan kata lain konsorsium mikroba telah
mampu memanfaatkan minyak mentah sebagai sumber karbon dalam
melipat gandakan kepadatan sel dalam media uji tersebut. Rahman et
al. Dalam penelitiannya yang menggunakan konsorsium dari lima
bakteri menyatakan bahwa populasi bakteri tertinggi tercapai
setelah 60 hari inkubasi. Hasil tersebut didapat dari nilai
absorban pada panjang gelombang 595 nm. Waktu inkubasi selama
penelitian sekitar 45 hari.Pertumbuhan bakteri yang optimal
merupakan salah satu indikasi bahwa bakteri dapat bertahan hidup
dalam media garam minimal (media BH) yang disuplementasi oleh
minyak mentah.Pertumbuhan mikroba yang baik tersebut didukung oleh
perubahan nilai pH selama penelitian berada pada kisaran 7.0 - 8.5
mengingat kondisi pH merupakan salah satu faktor yang berpengaruh
terhadap pertumbuhan bakteri. Nilai pH yang optimal berkaitan erat
dengan kerja enzim bakteri, karena degradasi minyak dilakukan oleh
serangkaian enzim yang terdapat pada bakteri. Pada nilai pH sekitar
5.5-8.0 bakteri yang mendegradasi hidrokarbon masih melakukan
aktivitasnya. Meskipun demikian nilai pH optimum berada pada
kisaran pH netral dan sedikit basa (slight base).Apabila
dihubungkan dengan grafik profil pertumbuhan bakteri, nilai
absorban tertinggi tercapai pada nilai pH 7.6 yaitu pada
pengambilan sampel VIII.
3. Pemanfaatan Bakteri Pereduksi Sulfat (BPS) untuk Bioremediasi
Tanah Bekas Tambang BatubaraHasil penelitian Widyati (2006)
menunjukkan bahwa kandungan sulfat pada tanah bekas tambang
batubara PT. Bukit Asam di Sumatera Selatan mencapai 60.000 ppm, pH
2,8 dan kandungan logam-logam jauh di atas ambang batas untuk air
bersih. Permasalahan yang paling berat akibat penambangan terbuka
adalah terjadinya fenomena acid mine drainage (AMD) atau acid rock
drainage (ARD) akibat teroksidasinya mineral bersulfur (Untung,
1993) dengan ditandai berubahnya warna air menjadi merah jingga.
AMD akan memberikan serangkaian dampak yang saling berkaitan, yaitu
menurunnya pH, ketersediaan dan keseimbangan unsur hara dalam tanah
terganggu, serta kelarutan unsur-unsur mikro yang umumnya merupakan
unsur logam meningkat (Marschner, 1995; Havlin et al., 1999).
Kualitas lingkungan perairan yang demikian dapat mengganggu
kesehatan manusia dan kehidupan lainnya. Disamping itu, kondisi
tanah yang demikian degraded, mengakibatkan kegiatan revegetasi
memerlukan biaya yang mahal.Dengan demikian masalah yang harus
diatasi terlebih dahulu dalam mengendalikan AMD adalah memperbaiki
kondisi tanah. Salah satu metode yang ramah lingkungan adalah
bioremediasi (pemanfaatan mikroba). Kelompok mikroba yang dapat
dimanfaatkan untuk memperbaiki kualitas tanah bekas tambang
batubara adalah bakteri pereduksi sulfat (BPS). Dalam aktivitas
metabolismenya BPS dapat mereduksi sulfat menjadi H2S. Bahan-bahan
yang digunakan antara lain Bakteri pereduksi sulfat (BPS) diisolasi
dari limbah industri kertas (sludge) PT. Indah Kiat Pulp and Paper
di Riau sedangkan tanah bekas tambang batubara diambil dari PT.
Bukit Asam di Sumatra Selatan. Bakteri diisolasi pada media
Postgate (Atlas and Park, 1993) yang mengandung (g/l) Na laktat
(3,5), Mg.SO4 (2,0), NH4Cl (0,2), KH2PO4 (0,5), FeSO4. 7 H2O (0,5)
dan Agar (16,0) dan pH 4 kemudian disterilkan pada suhu 121C
tekanan 1 atmosfir selama 15 menit. Pertumbuhan BPS ditandai dengan
timbulnya koloni berwarna coklat tua sampai hitam pada dasar
tabung.Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada perlakuan yang tidak
diinokulasi dengan BPS konsentrasi sulfat dalam larutan tersebut
relatif tidak mengalami perubahan. Sedangkan pada perlakuan yang
diinokulasi dengan BPS terjadi penurunan dari konsentrasi sulfat
sebesar 48.400 ppm pada hari ke-0 menjadi 9.300 ppm pada hari ke-20
setelah inkubasi. Pada percobaan ini BPS mulai menurunkan sulfat
setelah hari ke-5 inkubasi. Dalam melakukan reduksi sulfat, BPS
menggunakan sulfat sebagai sumber energi yaitu sebagai akseptor
elektron dan menggunakan bahan organik sebagai sumber karbon (C).
Karbon tersebut berperan selain sebagai donor elekton dalam
metabolisme juga merupakan bahan penyusun selnya (Groudev et al.,
2001). Sedangkan menurut Djurle (2004) BPS menggunakan donor
elektron H2 dan sumber C (CO2) yang dapat diperoleh dari bahan
organik. Reaksi reduksi sulfat oleh BPS menurut Van Houten (2003)
dalam Djurle (2004) adalah sebagai berikut:SO4 2- + H2 + 2 H+ H2S +
4H2OMenurut Alexander (1977) BPS terdiri dari 2 genus, yaitu
Desulfovibrio dan Desulfotomaculum. Desulfovibrio hidup pada
kisaran pH 6 sampai netral, sedangkan Desulfotomaculum merupakan
kelompok BPS yang termofil (menyukai suhu yang tinggi).Dari hasil
penelitian lingkungan tanah bekas tambang batubara setelah diberi
perlakuan bioremediasi mempunyai pH sekitar 6 dan suhunya berkisar
pada suhu ruangan (25C 30C) tidak termofil (>55C) sehingga kuat
dugaan bahwa BPS yang ditemukan sangat dekat sifat-sifatnya dengan
genus Desulfovibrio. Sedangkan menurut Feio et al. (1998) media
Postgate yang digunakan merupakan media selektif yang paling cocok
untuk mengisolasi BPS dari genus Desulfovibrio.
4. KESIMPULAN
Dari hasil analisis ketiga jurnal nasional yang terakreditasi
(ISSN), dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: Dari analisis
jurnal Bioremediasi In Vitro Tanah Tercemar Toluena dengan
Penambahan Baccillus Galur Lokal diperoleh, Inokulasi campuran
isolat lokal Bacillus UK41 dan UK44 terbukti mampu meningkatkan
biodegradasi hidrokarbon dengan penurunan oksigen terlarut sebesar
83.93%. Meskipun mengalami penurunan kadar oksigen (keadaan
anaerob), proses biodegradasi tetap berlangsung walaupun dengan
laju yang lebih lambat. Dari pengamatan sampel mikroba dari
lapangan minyak cepu, diperoleh konsorsium untuk dikembangkan
menjadi kelompok mikroba pendegaradasi minyak yang menunjukkan
peningkatan yang cukup baik, meskipun belum diikuti dengan
pengukuran pemanfaatan minyak yang digunakan oleh mikroba sebagai
sumber karbon. Dari pengamatan pemanfaatan BPS untuk bioremediasi
tanah bekas batubara, diperoleh Bakteri pereduksi sulfat (BPS)
efektif digunakan dalam proses bioremediasi tanah bekas tambang
batubara dengan waktu inkubasi 20 hari. Aktivitas BPS mampu
menurunkan konsentrasi sulfat pada tanah bekas tambang batubara
dengan efisiensi 89,76% dalam waktu inkubasi 20 hari. Penurunan
sulfat tersebut dapat meningkatkan pH tanah bekas tambang batubara
dari 4,15 menjadi 6,66 dalam waktu yang sama. Dan penelitian ini
menyempurnakan penelitian yang sebelumnya, yaitu sudah memanfaatkan
bahan organik (minyak) sebagai sumber karbon.
DAFTAR PUSTAKA
Alaerts. C. & S.S. Santika. 1987. Metoda Penelitian Air.
Surahaya: PT tsaha Nasional. Dalam jurnal Agus Irianto dan Syamsul
Komar. 2000. PurwokertoAlexander, M. 1977. Introduction to Soil
Microbiology. 2nd ed. John Willey & Son. New York. Dalam Jurnal
Enny Widyati. 2007. BogorAtlas, R.M and Berta, R. 1992. Hydocarbon
biodegradationand oil spill bioremediation, Adv. Microbial Ecol. 12
: 287-338. Dalam Erman Munir. 2006. Pemanfaatan Mikroba dalam
Bioremediasi: suatu Teknologi Alternatif untuk Pelestarian
Lingkungan. MedanClaus, fl & R.C.W. Barkley. 1980. Genus
Bacillus Cohn 1872. hIm.174. Di dalam: T.H.A. Sneath, N.S. Mair,
M.E. Sharpe & JO. Holt.ed. Bergey `s. Manual of Systematic
acteriology. Vol. 2. London:Williams and Wilkins. Dalam jurnal Agus
Irianto dan Syamsul Komar. 2000. Purwokerto Ciawi Y et al. The
degradation of diesel oil by consortium of bacteria in shakeflask
cultures. Dalam Jurnal Wage Komarawidjaja. 2009. JakartaDjurle, C.
2004. Development of a Model for Simulation of Biological Sulphate
Reduction with Hidrogen as Energy Source. Master Thesis. Department
of Chemical Engineering. Lund Institute of Technology. The
Netherlands. Dalam Jurnal Enny Widyati. 2007. BogorFeio, M.J., H.B.
Beech, M. Carepo, J.M. Lopes, C.W.S. Cheung, R. Franco,
J.Guezennec,J.R. Smith, J.I. Mitchell, J.J.G. Moura and A.R. Lino.
1998. Isolation and haracterization of a novel sulphate-reducing
bacterium of the Desulfovibrio genus. Anaerobe (4): 117 130. Dalam
Jurnal Enny Widyati. 2007. BogorGroudev, S.N., K. Komnitsas, I.I.
Spasova and I. Paspaliaris. 2001. Treatment of AMD by a natural
wetland. Minerals Engineering 12: 261-270. Dalam Jurnal Enny
Widyati. 2007. BogorHavlin, J.L., J.B. Beaton, S.L. Tisdale SL and
W.L. Nelson. 1999. Soil Fertility and fertilizers. An Introduction
to Nutrient Management. Prentice Hall. New Jersey. Dalam Jurnal
Enny Widyati. 2007. BogorIrianto, A. & R. Andriani. 1998.
Isolasi dan identifikasi Bacillus pendegradasi hidrokarbon dan
perairan Nusakambangan, Cilacap. Laporan Pcnelitian. Purwokerto:
Fakultas Biologi Unsoed. Dalam jurnal Agus Irianto dan Syamsul
Komar. 2000. PurwokertoIrianto, A. & D.E. Anggorowati. 1997.
Isolasi dan identifikasi Baccillus pendegradasi toluen dari Sungal
Donan, Cilacap, Laporan Penelitian. Purwokerto: Fakultas Biologi
ijusoed. Dalam jurnal Agus Irianto dan Syamsul Komar. 2000.
Purwokerto Levine, M. A. And Gealt, M. A. 1993. Biotreatmentof
Industrial and Hazardous Easte McGraw Hill. Newyork. P.4. Dalam
Erman Munir. 2006. Pemanfaatan Mikroba dalam Bioremediasi: suatu
Teknologi Alternatif untuk Pelestarian Lingkungan. MedanLieberg, E.
W. And Cutright, T. J. 1999. The Investigation of Enhanced
Bioremediation Through the Addition of Macro and Micro Nutrients in
PAHs Contaminated Soil, Inter. Biodet. Biodegrad. 44: 55-64. Dalam
Erman Munir. 2006. Pemanfaatan Mikroba dalam Bioremediasi: suatu
Teknologi Alternatif untuk Pelestarian Lingkungan. MedanLitchfield,
C. D. 1991. Practices, potensial and pitfall in the application of
Biotechnology to Environmental Problem. In : Environmental
Biotechnology For Waste Treatment, ed. G. Saylor et. Al., Plenum
Press, Newyork, pp. 147-157. Dalam Erman Munir. 2006. Pemanfaatan
Mikroba dalam Bioremediasi: suatu Teknologi Alternatif untuk
Pelestarian Lingkungan. MedanMadigan, M.T., J.M. Martinko & J.
Parker. 1997. Brock's Biology of Microorganisms. Ed. ke-8.
Englewood Cliffs: Prentice Hall. Dalam jurnal Agus Irianto dan
Syamsul Komar. 2000. PurwokertoMarschner, H. 1995. Mineral
Nutrition of Higher Plants. 2nd ed. Academic Press. London. Dalam
Jurnal Enny Widyati. 2007. BogorSwannell, RA'.J. & LM. Head.
1994. Oil spills, bioremediation comes of age Nature 368:396-397.
Dalam jurnal Agus Irianto dan Syamsul Komar. 2000.
PurwokertoWidyati, E. 2006. Bioremediasi Tanah Bekas tambang
Batubara dengan Sludge Industri Kertas untuk Memacu Revegetasi
Lahan. Disertasi Doktor. Sekolah Pascasarjana IPB. Bogor. Dalam
Jurnal Enny Widyati. 2007.
Bogorwww.wilkipedia.com.thefreeencyclopedia/bioremediation.htm.
Bioremediation. [18 Juni 2006]. Dalam Jurnal Enny Widyati. 2007.
Bogor
Lampiran 1.
Lampiran 2.
Lampiran 3.
1
