Pemeliharaan bakteri pendegradasi hidrokarbon dilakukan dengan menumbuhkan kembali spesies bakteri menggunakan media minimal cair serta ditambahkan 5% minyak diesel (v/v).
(a) Salipiger sp. PR55-4 (b) Bacillus altitudinis (c) Ochrobactrum anthropi
Pemeliharaan ini bertujuan untuk meningkatkan kemampuan dan jumlah spesies bakteri tersebut. Pengamatan dilakukan terhadap kekeruhan setiap hari, pada saat tingkat kekeruhan pada media lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol maka memperlihatkan adanya pertumbuhan spesies. Spesies yang tumbuh tersebut ditumbuhkan kembali pada media yang sama dengan jumlah minyak diesel yang sama pula, kemudian ditumbuhkan juga pada media marine agar untuk mengetahui secara pasti pertumbuhan spesies bakteri tersebut. Pertumbuhan ketiga spesies bakteri pada media marine agar dapat dilihat pada Gambar 5.1. Pada pengamatan yang dilakukan terhadap perubahan kekeruhan, adanya perubahan kekeruhan pada media minimal yang ditambah 5% minyak diesel mengindikasikan adanya pertumbuhan bakteri. Walaupun dalam minyak diesel banyak senyawa yang bersifat toksik seperti hidrokarbon rantai pendek
Gambar 5.1 Pertumbuhan (a) Salipiger sp. PR55-4 (b) Bacillus altitudinis (c) Ochrobactrum anthropi pada media minimal dengan menggunakan minyak diesel 5% (v/v)
(Citroreksoko 1996) dan BTEX (benzena, toluena, etilbenzenaa, xilena) (Rosenberg dan Ron 1998; Goudar dan Strevett 1998). Ketiga spesies tersebut terbukti mampu memanfaatkan minyak diesel sebagai sumber karbonnya dengan cara memproduksi enzim oksidase.
Senyawa-senyawa toksik tersebut terkandung dalam konsentrasi relatif tinggi, hal ini mengakibatkan spesies bakteri membutuhkan waktu yang relatif lama untuk dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan disekitarnya. Daubaras dan Chakrabarty (1992) menyatakan bahwa perubahan kondisi lingkungan juga akan mempengaruhi aktivitas mikroba di dalamnya. Aktivitas tersebut meningkat karena adanya ekspresi gen-gen tertentu untuk memproduksi enzim-enzim yang sesuai. Dengan demikian, pada degradasi minyak bumi dimana 90 persen komponennya tersusun atas hidrokarbon, maka enzim yang berperan adalah enzim-enzim oksigenase.
Ada dua macam enzim oksigenase yaitu monooksigenase dan dioksigenase. Monooksigenase sangat berperan dalam degradasi hidrokarbon alifatik, sedangkan dioksigenase pada hidrokarbon alisiklik. Keduanya berfungsi pada tahap awal degradasi, yaitu pada saat insersi molekul oksigen ke dalam struktur hidrokarbon. Pada n-alkana, insersi tersebut bisa terjadi pada gugus metil terminal maupun pada gugus metil subterminal. N-alkana dioksigenasi menjadi alkohol, kemudian menjadi asam karboksilat. Apabila suatu senyawa organik telah terdegradasi sampai ke bentuk asamnya, reaksi degradasi selanjutnya berlangsung melalui pemisahan dua unit karbon secara berkesinambungan. Reaksi tersebut merupakan reaksi yang umum pada metabolisme sel hidup dan dikenal dengan sekuen beta oksidasi. Disebut demikian karena oksidasi terjadi pada gugus metil beta dalam n-alkana menjadi keton. Reaksi degradasi senyawa hidrokarbon lain seperti alkena, hidrokarbon dengan rantai bercabang, alisiklik dan aromatik pada prinsipnya sama. Perbedaannya terletak pada preferensi mikroba selama proses biodegradasi berlangsung begitu pula dengan jalur biokimia dan enzim-enzim spesifik yang terlibat didalamnya (Cookson 1995).
Setelah pengamatan visual selama satu minggu terlihat adanya perubahan warna pada larutan media. Larutan media minimal untuk minyak bumi yang
147
bening lama-kelamaan menjadi keruh. Sementara itu, minyak diesel yang semula menyatu dan membentuk lapisan tersendiri dipermukaan larutan media lama-kelamaan terpecah menjadi butiran-butiran yang lebih kecil. Terbentuknya butiran-butiran kecil itu disebabkan oleh kerja surfaktan yang ditambahkan dan biosurfaktan yang dihasilkan oleh bakteri. Pemeliharaan tersebut dilakukan secara terus menerus dengan maksud untuk menjaga kemampuan spesies tersebut agar tetap menghasilkan enzim oksigenase yang diperlukan untuk mendegradasi minyak bumi
Pengujian Spesies Bakteri
Pada biodegradasi limbah minyak bumi spesies tersebut diuji dengan ditumbuhkan pada beberapa substrat minyak bumi (diesel, crude oil, pelumas, minyak tanah dan bensin) pada cawan petri. Pengujian dilakukan dengan menggunakan media marine agar (Gambar 5.2).
Gambar 5.2 Pengujian ketiga spesies (a) Ochrobactrum anthropi
(b) Salipiger sp. PR55-4(c) Bacillus altitudinis pada berbagai minyak (MG=minyak goreng; PX=pertamax; MT=minyak tanah; HOK=LMB kasar; O=oli;HOT=LMB hasil ekstrak S=solar)
(a) (b)
Hasil Pengujian Spesies bakteri terlihat pada Tabel 5.2 berikut ini.
Tabel 5.2 Hasil pengujian daya hambat 3 spesies unggul terhadap berbagai jenis minyak
Spesies MG PX MT HOK O HOT S
Salipiger sp. PR55-4 + - + - + + +
Ochrobactrum anthropi - - - + +
Bacillus altitudinis + - + - - + +
Keterangan : MG=minyak goreng; PX=pertamax; MT=minyak tanah; HOK=LMB kasar; O=oli; HOT= TPH dan S=solar
Pengamatan dilakukan pada daerah sekitar bulatan kertas saring yang berisi substrat minyak. Apabila spesies bakteri dapat tumbuh di sekitar bulatan atau bahkan dapat tumbuh di atas bulatan kertas saring menandakan bahwa bakteri tersebut dapat menggunakan atau mendegradasi substrat minyak bumi.
Pertumbuhan spesies bakteri di sekitar bulatan tersebut dapat diartikan sebagai perbesaran maupun perbanyakan bakteri. Dikatakan perbesaran apabila terjadi perbesaran volume sel, sedangkan perbanyakan terjadi pada saat sel membelah diri. Sejak diinokulasikan ketiga spesies bakteri tersebut tumbuh secara cepat dengan mengkonsumsi sumber karbon yang dikandung oleh media tersebut sebelum memanfaatkan sumber karbon berupa butiran-butiran kertas saring yang mengandung minyak sampai hari ke tiga spesies bakteri tumbuh. Setelah sumber karbon pada media berkurang maka ketiga spesies bakteri menggunakan substrat minyak sebagai sumber karbonnya. Ketiga spesies bakteri tersebut mampu tumbuh pada minyak bumi fraksi berat (HOT) dan solar (S).
Pada pengujian dengan mempergunakan media minimal spesies bakteri ditumbuhkan dengan ditambahkan 5 persen minyak diesel, kemudian dibandingkan dengan kontrol substrat tanpa bakteri, hal ini untuk mengetahui pertumbuhan spesies dalam mendegradasi minyak diesel. Kecepatan pelarutan minyak dalam media dan adanya oksidasi minyak oleh bakteri diamati secara fisikokimia yaitu terlihat adanya perubahan pada kekeruhan media dan pH.
149
Dari hasil pengujian diketahui bahwa kelarutan minyak pada media cair semakin meningkat setelah 72 jam terutama pada Bacillus altitudinis dibandingkan dengan Salipiger sp PR55-4 dan Ochrobactrum anthropi. Peningkatan kelarutan tersebut diduga oleh enzim membrane-bound oxygenase yang dikeluarkan oleh bakteri untuk meningkatkan kontak secara langsung antara minyak dengan bakteri, sehingga bakteri dapat memanfaatkan minyak tersebut sebagai sumber karbon.
Menurut Rosenberg dan Ron (1998) dua cara biologis yang dilakukan bakteri untuk meningkatkan kontak antara minyak dengan bakteri yaitu melalui mekanisme spesifik adhesi/adsorpsi yang disebabkan oleh interaksi hidrofobik dan mengemulsi minyak. Dalam melakukan adhesi bakteri memiliki lapisan hidrofobik pada bagian permukaan membran luar sel mengandung protein dan lemak yang menyebabkan terjadinya interaksi hidrophobik antara sel dengan minyak.
Minyak diesel yang mula-mula menyatu dan membentuk lapisan tersendiri dipermukaan larutan media lama-kelamaan terpecah menjadi butiran-butiran yang lebih kecil. Terbentuknya butiran-butiran minyak yang lebih kecil disebabkan oleh adanya produksi biosurfaktan oleh bakteri. Secara umum struktur dari biosurfaktan termasuk bagian dari hidrophilik yang terdiri dari asam amino atau peptida, anion atau kation, mono, di, atau polisakarida. (Georgiou et al. 1992 dalam Banat, 1994). Struktur biosurfaktan juga terdiri dari amophilik atau hidrophilik peptida (Morkes 1993 dalam Banat, 1994). Beberapa biosurfaktan juga dapat memproduksi senyawa seperti glukosa, sukrosa , gliserol atau etanol yang mampu larut dalam air (Banat 1994)
Menurut Udiharto (1996) minyak diesel terdiri atas hidrokarbon C12-C18 dari normal alkana (lebih ringan dari kerosin). Disamping itu juga mengandung sikloalkana, olefin, dan campuran aromatik dengan olefin (seperti stirena) dan BTEX (benzena, toluena, etilbenzena, dan xilena) (Rosenberg dan Ron 1998). Kehadiran senyawa-senyawa tersebut membuat bakteri membutuhkan waktu yang relatif lama untuk dapat beradaptasi dengan kondisi lingkungan sekitarnya.
Menurut Wubah et αl. (1994) dalamOetomo (1997), untuk bisa beradaptasi dengan kondisi lingkungan, mikroba memerlukan waktu untuk : (1) pertumbuhan awal populasi yang mendegradasi sampai menjadi ukuran yang cukup besar untuk mempengaruhi degradasi; (2) induksi, (3) perubahan genetik dalam populasi yang mendegradasi; dan (4) penggunaan substrat pengganti oleh mikroba yang mendegradasi.
Setelah dilakukan pengujian pada media cair minimal maka dilakukan kombinasi antar ketiga spesies bakteri tersebut. Kombinasi yang diperoleh antara lain adalah Salipiger sp. PR55-4 + Bacillus altitudinis (AB); Salipiger sp. PR55-4 + Ochrobactrum anthropi (AC), Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi (BC); Salipiger sp. PR55-4 + Bacillus altitudinis +Ochrobactrum anthropi (ABC).
Gambar 5.3. Pengujian biodegradasi ketiga spesies serta campurannya pada konsentrasi 5 persen minyak diesel 1. Blanko2. Salipiger sp. PR55-4; 3. Bacillus altitudini; 4. Ochrobactrum anthropi; 5. Salipiger sp. PR55-4 + Bacillus altitudinis; 6. Salipiger sp. PR55-4 + Ochrobactrum anthropi; 7. Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi; 8. Salipiger sp. PR55-4 + Bacillus altitudinis +Ochrobactrum anthropi
Adanya surfaktan dalam media terlihat dengan terjadinya perubahan pada lapisan antara minyak dengan media. Minyak diesel yang mula-mula membentuk lapisan tersendiri lama-kelamaan akan menyatu dengan media. Kemudian pada lapisan antara minyak diesel dengan media terbentuk butiran-butiran kecil yang disebabkan oleh adanya surfaktan (LAS) yang ditambahkan dan biosurfaktan yang dihasilkan oleh bakteri (Gambar 5.3).
151
Proses Biodegradasi Limbah Minyak Berat
Untuk mengetahui proses biodegradasi limbah minyak berat oleh ke 3 spesies yang digunakan baik secara tunggal maupun campuran dapat dipantau dengan beberapa parameter yaitu nilai dari TPH fasa padat, TPH fasa cair, COD, dan TPC selama proses biodegradasi berlangsung.
Pertumbuhan Bakteri dari Spesies Tunggal dan Campuran Selama Proses Biodegradasi
Pertumbuhan bakteri dari spesies tunggal dan campuran selama proses biodegradasi diamati dari populasi bakteri. TPC merupakan cara perhitungan jumlah koloni bakteri yang terdapat dalam suatu produk yang tumbuh pada media agar pada suhu dan waktu yang ditetapkan. Total mikroba yang aktif akan menentukan kemampuan mikroba untuk dapat mendegradasi polutan. Tingkat degradasi hidrokarbon dipengaruhi oleh jumlah populasi bakteri (MECHEA 1991).
Jumlah sel yang memungkinkannya untuk dapat mendegradasi senyawa hidrokarbon yaitu 1 x 106 cfu/ml sampai 1 x 108 cfu/ml dan jumlah sel optimum dalam mendegradasi hidrokarbon menurut Trinidade et al. (2002) adalah sebesar 1 x 108
Pada Gambar 5.4 terlihat bahwa dari ketiga spesies tunggal yang digunakan, Bacillus altitudinis memiliki jumlah koloni yang lebih besar dibandingkan dengan Salipiger sp. PR55-4 dan Ochrobactrum anthropi. Pertumbuhan Bacillus altitudinis lebih baik dibandingkan dengan 2 spesies lainnya, hal ini juga ditunjukkan dari tingkat kekeruhan yang dihasilkan pada Gambar 5.3. Bakteri Bacillus altitudinis lebih keruh dibandingkan dengan bakteri Salipiger sp. PR55-4 dan Ochrobactrum anthropi.
cfu/ml. Jumlah sel pada masing-masing spesies bakteri optimum pada waktu yang berbeda-beda (Gambar 5.1). Setiap spesies bakteri mengalami penaikan jumlah sel seiring dengan bertambahnya waktu. Baik spesies tunggal maupun campuran memiliki jumlah sel optimal pada hari ke-14, dan mengalami penurunan jumlah sel pada hari ke-21. Penurunan jumlah sel menandakan fase pertumbuhan spesies telah melewati fase stasioner menuju fase kematiannya (MECHEA 1991).
Gambar 5.4 Populasi bakteri dari spesies tunggal dan campuran
Jumlah koloni Salipiger sp. PR55-4 paling sedikit diantara ke 3 spesies tunggal, hal ini disebabkan sulitnya adaptasi diawal pertumbuhannya. Akan tetapi setelah melewati fasa lag bakteri dapat tumbuh dengan baik, artinya bakteri telah melewati masa adaptasi dan menggunakan hidrokarbon dari limbah minyak berat sebagai sumber energinya.
Kombinasi ke-3 spesies memberikan populasi bakteri yang lebih tinggi dibandingkan dengan kombinasi 2 spesies dan spesies tunggal, Pertumbuhan kombinasi spesies lebih cepat dibandingkan dengan spesies tunggal. Pada hari ke 15 terlihat kombinasi 3 spesies (Salipiger sp.PR55-4. Bacillus antitudinis dan Achrobactrum anthropi) memiliki pertumbuhan tertinggi diantara spesies dan kombinasi yang lain. Pada fase pertumbuhan, salah satu dari kedua spesies memproduksi senyawa antara yang diperlukan untuk pertumbuhan bakteri lain secara kometabolisme atau sinergisme (Yu et al.,2001). Asosiasi sinergis memberikan kemampuan pada kombinasi populasi mikroba untuk melakukan sintesa suatu produk yang tidak bisa dilakukan sendiri (Atlas dan Bartha 1998).
0 2 4 6 8 10 12 0 7 14 21 P o p u las i B ak teri ( lo g C F U /m l) Waktu (Hari) Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
153
Pertumbuhan ini menunjukkan bahwa kombinasi antara kedua spesies atau lebih memiliki kemampuan mendegradasi yang lebih baik dibandingkan dengan spesies tunggalnya. Seiring dengan tingginya persen degradasi yang dihasilkan dari kombinasi 3 spesies bakteri ini. Hal ini dibuktikan dengan penelitian-penelitian yang lain dimana Pseudomonas sp dan Arthrobacter sp dapat tumbuh dengan baik pada crude oil dibandingkan dengan spesies tunggalnya yang menunjukkan terjalinnya sinergisme (Yu et al. 2001). Kemampuan Degradasi hidrokarbon oleh Pseudomonas dan Enterobacter dapat dilihat pada Tabel 5.3.
Tabel 5.3. Kemampuan Degradasi hidrokarbon oleh Pseudomonas dan Enterobacter
Nilai pH Spesies Tunggal dan Campuran
Kondisi pH mempengaruhi pertumbuhan bakteri serta kemampuan bakteri dalam mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Kondisi pH yang normal atau netral membuat pertumbuhan sel spesies optimum. Jumlah sel spesies yang optimum akan meningkatkan kemampuan spesies dalam degradasi senyawa hidrokarbon. Peningkatan tingkat degradasi diindikasikan dari penurunan nilai TPH setiap harinya. Kondisi optimum pH dalam tingkat degradasi TPH yang baik adalah pH 7-7,5 (Aditiawati 2007; Zam 2006). pH berperan dalam transpor
Spesies Tipe hidrokarbon yang
didegradasi Sumber
Pseudomonas aeruginosa LP602
Lelehan mentega dari susu hewan, minyak kastor, minyak kelapa, minyak zaitun, minyak kedelai, minyak ikan tuna, minyak beras.
Dharmsthiti dan Kuhasuntisuk, 1998
Pseudomonas putida F1 Benzen, toluen, xylen. Yu et αl., 2002 Pseudomonas putida B2 2-nitrofenol Folsom, 1997 Pseudomonas aeruginosa n-heksadekana dan metabolit
hidrokarbon
Chayabutra dan Ju, 2000
Enterobacter agglomerans gliserol Barbarito et αl., 1996
Enterobacter cloaceae Nitrofuran, nitroamidazola, turunan nitrobenzen, dan quinon.
Bryant dan Deluca (1991) dalam Funk et αl. (1995) Enterobacter aerogenes Diklorodifenil-trikloroetana
(DDT)
membran, fungsi sekuler, dan keseimbangan reaksi katalis di dalam sel (Zam 2006). Tingkat keasaman (pH) dapat berubah selama pertumbuhan mikroba. Oleh karena itu, kondisi pH perlu dikontrol ketika proses biodegrasi berlangsung.
Jika dalam proses biodegradasi terjadi kenaikan ataupun penurunan pH, pH dikontrol dengan menambahkan NaOH atau HCl sampai menjadi pH normal atau netral (pH 7). Peningkatan pH dapat terjadi jika adanya proses reduksi nitrat membentuk amonia atau gas nitrogen, sedangkan penurunan pH terjadi bila terbentuknya asam-asam organik sebagai hasil proses fermentasi (Tanner 1997).
Nilai pH spesies tunggal dan campuran berada pada rentang 6-8, dimana mayoritas mikrorganisme tanah akan tumbuh dengan subur pada pH antara 6 sampai 8. Selama proses biodegradasi berlangsung, nilai pH spesies tunggal dan campuran turun. Hal ini menandakan adanya degradasi senyawa hidrokarbon menghasilkan asam-asam organik sehingga terjadi penurunan pH. Adanya proses
0 2 4 6 8 10 0 7 14 21 pH Waktu (hari) Blanko Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis
Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi
Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Gambar 5.5 Perubahan pH media fermentasi dengan menggunakan spesies tunggal dan campuran selama proses bioremediasi
155
degradasi juga dapat dilihat dari penurunan TPH dan kenaikan persentase degradasinya seperti yang disajikan pada Gambar 5.5.
Nilai TPH Fasa Padat Spesies Tunggal dan Campuran
TPH atau Total Petroleum Hydrocarbon merupakan salah satu parameter keberhasilan proses bioremediasi limbah minyak bumi yang nilai akhirnya harus sesuai dengan nilai yang diperkenankan dalam peraturan perundang-undangan. TPH menggambarkan jumlah hidrokarbon dengan berbagai macam panjang rantai tanpa melihat jenisnya, yaitu alisiklik, aromatik atau alifatik.
Gambar 5.6 Persen TPH fasa padat dari spesies tunggal dan campuran selama 21 hari
Diantara 3 spesies tunggal yang digunakan, terlihat bahwa spesies bakteri Salipiger sp. PR55-4 memiliki persen TPH fasa padat yang lebih rendah dibandingkan dengan 2 spesies tunggal lainnya. Hal ini disebabkan karena persen TPH awalnya juga lebih rendah, dan persen degradasinya sampai hari ke-21 juga lebih rendah (51.65%) dibandingkan dengan dari bakteri Bacillus altirudinis yang memiliki persen degradasi sebesar 54.26%. Pada Gambar 5.7 terlihat bahwa,
0 2 4 6 8 10 12 14 0 7 14 21 T P H fas a p ad at ( % ) Waktu (Hari) Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi Blanko
Bacillus altitudinis memiliki persen degradasi tertinggi diantara 2 spesies tunggal lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri Bacillus altitudinis memiliki kemampuan yang lebih baik dalam mendegradasi hidrokarbon yang terdapat pada limbah minyak berat dibandingkan Salipiger sp. PR55-4 dan Achrobactrum anthropi. Kemampuan degradasi yang lebih baik dari Bacillus altitudinis disebabkan oleh pertumbuhannya lebih baik dibandingkan dengan bakteri Salipiger sp. PR55-4 dan Achrobactrum anthropi. Sesuai dengan uji konfirmasi yang dilakukan, bakteri Bacillus altitudinis ini dapat mendegradasi PAH yaitu phenanthrene. Walaupun Salipiger sp. PR55-4 dapat mendegradasi 2 senyawa PAH yaitu dibenzotiofena dan fenantrena, akan tetapi karena jumlah koloninya lebih sedikit maka kemampuan mendegradasi menjadi lebih kecil dibandingkan dengan Bacillus antitudinis.
Gambar 5.7 Persen degradasi dari spesies tunggal dan campuran selama 21 hari Spesies campuran 3 jenis bakteri yaitu Salipiger sp. PR55-4, Bacillus antitudinis dan Achrobactrum anthropi memberikan persen degradasi tertinggi dibandingkan dengan campuran 2 jenis bakteri dan spesies bakteri tunggal. Persen degradasi yang dihasilkan oleh konsorsium 3 jenis bakteri (Salipiger sp. PR55-4,
0 20 40 60 80 100 0 7 14 21 P ers en D egr a d a si Waktu (hari) Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus anthropi Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
157
Bacillus antitudinis dan Achrobactrum anthropi) mencapai 81.52% dengan TPH akhir sebesar 2.33% (b/b) dari TPH awal sebesar 12.61%(b/b). Hal ini didukung oleh Hikmatulloh (2004), menyatakan bahwa kombinasi spesies bakteri lebih mampu mendegradasi suatu hidrokarbon dari minyak bumi dibandingkan spesies tunggal. Bakteri Salipiger sp. PR55-4, Bacillus antitudinis dan Achrobactrum anthropi bersinergis untuk mendegradasi dibenzotiofena, penantrena, dan fluorena.
Nilai TPH Fasa Cair Spesies Tunggal dan Campuran
Nilai TPH fasa cair sangat kecil dan mengalami fluktuasi (Gambar 5.8). Hal ini dikarenakan minyak yang terdispersi dari fase padat ke fase cair jumlahnya sedikit atau minyak yang terdispersi pada fase cair telah didegradasi oleh bakteri tersebut sehingga jumlah hidrokarbon pada fase cair sangatlah rendah. Biosurfaktan yang dihasilkan oleh spesies dan surfaktan yang ditambahkan akan membuat minyak yang terdapat pada padatan terdispersi ke fase cairnya. Sesuai dengan penelitian sebelumnya adanya penambahan surfaktan dapat meningkatkan kelarutan limbah minyak bumi dalam air.
Gambar 5.8 Persen TPH fasa cair dari spesies tunggal dan campuran selama 21 hari 0 1 2 3 4 5 6 0 7 14 21 T P H f ad a cai r ( % ) Waktu (hari) Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Nilai TPH fasa cair meningkat di hari ke-3 (Gambar 5.8) kemudian mengalami penurunan hingga hari ke-21. Hal ini dikarenakan pada hari ke-3 terjadi peningkatan kontak antara spesies dan minyak sehingga jumlah senyawa hidrokarbon mulai berkurang. Penurunan TPH fasa cair terbesar terjadi pada kombinasi tiga spesies, yaitu sebesar 1.68% (b/b) di hari ke-21.
Nilai COD Spesies Tunggal dan Campuran
Waktu inkubasi mempengaruhi nilai COD pada proses biodegradasi. Semakin lama waktu inkubasi dengan proses pengadukan maka nilai COD setiap spesies mengalami peningkatan (Gambar 5.9).
Gambar 5.9 Perubahan nilai COD dari spesies tunggal dan campuran Dalam kurun waktu 21 hari nilai COD mengalami peningkatan, dikarenakan selama kurun waktu tersebut terjadi proses biodegradasi yang menghasilkan asam-asam organik sehingga nilai COD meningkat. Hal ini juga didukung oleh penurunan pH yang terjadi selama kurun waktu tersebut.
0 100000 200000 300000 400000 0 7 14 21 CO D ( p p m) Waktu (hari) Salipiger sp PR55-4 Bacillus altitudinis Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis Salipiger sp PR55-4 + Ochrobactrum anthropi Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
Salipiger sp PR55-4 + Bacillus altitudinis + Ochrobactrum anthropi
159
Kombinasi tiga spesies memiliki nilai COD yang paling rendah, yaitu sebesar 246456 mg/L di hari ke-21. Nilai COD ini sebanding dengan nilai TPH fasa cair kombinasi tiga spesies yang lebih rendah dari spesies tunggal dan kombinasi dua spesies (Lampiran 5.3). Hal ini terjadi karena senyawa hidrokarbon yang ada di dalam cairan didegradasi oleh spesies bakteri, terutama kombinasi tiga spesies.
SIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan spesies tunggal Saipiger sp. PR55-4, Bacillus altitudinis, dan Ochrobactrum anthropi pada bioremediasi limbah minyak berat selama 21 hari menunjukkan % degradasi sebesar 51.65%, 54.26%, dan 46.76% sedangkan spesies kombinasi memiliki % degradasi sebesar 60.13% untuk kombinasi Salipiger sp. PR55-4 dan Bacillus altitudinis, 57.00% untuk kombinasi Salipiger sp. PR55-4 dan Ochrobactrum anthropi. Dibandingkan dengan spesies tunggal, spesies campuran memiliki % degradasi yang lebih baik. Kombinasi terbaik untuk mendegradasi limbah minyak berat adalah kombinasi bakteri Salipiger sp. PR55-4, Bacillus altitudinis, dan Ochrobactrum anthropi dengan % degradasi terbesar yaitu sebesar 81.52% pada hari ke 21.
DAFTAR PUSTAKA
Anggraeni D. 2003. Isolasi Bakteri dan Kapang Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Diesel dari Kotoran Hewan. [skripsi]. Bogor : Fakultas Teknologi Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Atlas MR, Bartha R. 1998. Microbial Ecology: Fundamentals And Applications. 4th
Barbarito, Fabien, Soucaille P, Bories A. 1996. Physiologic Mechanisms Involved in Accumulation of 3-Hydroxypropionaldehyde during Fermentation of Glycerol by Enterobacter angglomerans. Aplied and Enviromental Microbiology. Dec. 1996. 12 (62): 4405-4409.
edition. Benjamin/Cummings Publishing Company, Inc.
Chayabutra C, Ju LK. 2000. Degradation of n-Hexadecane and Its Intermediates by Pseudomonas aeruginosa under Microaerobic and Anaerobic Denitrifying Condotion. Aplied and Environmental Microbiology. Feb 2000. P.493-498
Citroreksoko P. 1996. Pengantar Bioremediasi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya “Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan”. Cibinong 24-28 Juni 1996. LIPI-BPPT-HSF.
Clesceri LC, Greenberg AE, Eaton AD. 2005. Standard Method for Examination of Water and Wastewater 21th
Cookson JT. 1995. Bioremediatian Engineering design and Application. New York: McGraw-Hill, Inc.
.5220.C- Clossed Reflux, Titrimetri Method. APHA, AWWA, WEF.
Daubaras D, Chakrabarty AM. 1992. The Environment, Microbes and Bioremediation: Microbial Activities Modulated by the Environment. J Biodegradation 3: 125-135. Kluwer Academic Publisher.