PENGARUH LOGAM BERAT
TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROORGANISME PENDEGRADASI MINYAK DIESEL
Oleh
RATNA MAHMUDAH KURNIASARI F34101044
2005
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH LOGAM BERAT
TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROORGANISME PENDEGRADASI MINYAK DIESEL
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Meraih Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada DepartemenTeknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
RATNA MAHMUDAH KURNIASARI F34101044
Dilahirkan pada tanggal 8 September 1983 Di Ambarawa
Tanggal Lulus : 14 Oktober 2005
Disetujui,
Bogor, November 2005
Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng. Pembimbing Akademik
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
PENGARUH LOGAM BERAT
TERHADAP PERTUMBUHAN MIKROORGANISME PENDEGRADASI MINYAK DIESEL
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Meraih Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada DepartemenTeknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
RATNA MAHMUDAH KURNIASARI F34101044
2005
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Surat Pernyataan
Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul:
“PENGARUH LOGAM BERAT TERHADAP PERTUMBUHAN
MIKROORGANISME PENDEGRADASI MINYAK DIESEL”
adalah karya asli saya sendiri dengan arahan dosen pembimbing akademik, kecuali yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya.
Bogor,
Yang membuat pernyataan
Nama : Ratna Mahmudah Kurniasari NRP : F34101044
RATNA MAHMUDAH KURNIASARI. F34101044. Pengaruh Logam Berat Terhadap Pertumbuhan Mikroorganisme Pendegradasi Minyak Diesel. Dibawah bimbingan Mohamad Yani. 2005.
RINGKASAN
Bahan bakar minyak merupakan sumber energi utama yang digunakan dalam rumah tangga, industri dan transportasi. Pencemaran minyak bumi dapat terjadi akibat penanganan yang tidak terkontrol, sehingga akan menjadi limbah yang berbahaya. Pencemaran minyak bumi ini sering diikuti dengan pencemaran logam berat. Pencemaran logam berat masuk ke atmosfer, tanah dan perairan melebihi kemampuan alamiah untuk memprosesnya. Bioremediasi merupakan salah satu proses pengolahan limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) dengan menggunakan mikroorganisme.
Pseudomonas pseudomallei (PP) dan Enterobacter agglomerans (EA) merupakan mikroorganisme yang mampu mendegradasi hidrokarbon minyak diesel, namun belum diketahui kemampuannya terhadap kehadiran logam berat. Penelitian ini bertujuan untuk mengukur pengaruh konsentrasi logam berat terhadap pertumbuhan kedua isolat tersebut pada media dengan sumber karbon minyak diesel.
Logam berat yang ditambahkan meliputi logam seng (Zn), timbal (Pb), besi (Fe) dan merkuri (Hg). Konsentrasi logam ditambahkan secara bertahap hingga isolat tidak mampu tumbuh lagi. Kecepatan proses degradasi minyak diesel dapat dilihat secara visual dengan terbentuknya butiran-butiran antara minyak diesel dengan air. Pengaruh interaksi antara dua logam berat, yaitu logam Zn dengan Pb, dilakukan pada kombinasi isolat PPEA dengan mengukur optical density (OD), jumlah sel, biomassa kering, kinetika pertumbuhan dan nilai pH.
Pseudomonas pseudomallei dan Enterobacter agglomerans biasanya
tumbuh hingga 1011 - 1012 cfu/ml pada media dengan penambahan minyak diesel 10%. Pada media dengan penambahan logam Zn 2000 ppm, logam Pb 3000 ppm, logam Fe 4000 ppm dan logam Hg 50 ppm, rata-rata jumlah sel yang mampu tumbuh mencapai 106 - 107 cfu/ml. Pada media yang mengandung logam Zn, Pb, Fe 8000 ppm dan logam Hg 150 ppm, isolat hanya mampu tumbuh 102 cfu/ml. Logam Hg merupakan logam yang paling toksik bagi pertumbuhan isolat, karena pada konsentrasi 200 ppm, isolat tidak mampu tumbuh. Pertumbuhan spesifik maksimal (µx-maks) cenderung menurun dengan kenaikan konsentrasi logam
berat.
PPEA mampu tumbuh pada media dengan penambahan dua logam yaitu logam Zn dan Pb. Pada media dengan penambahan logam Zn 2000 ppm + logam Pb 3000 ppm, isolat mampu tumbuh 107 - 108 cfu/ml. Pada media dengan penambahan logam Zn 586 ppm + logam Pb 3000 ppm, tercapai nilai µx-maks tertinggi 0.423 hari-1, sedangkan pada media dengan penambahan logam Zn 1000 ppm + Pb 1500 ppm tercapai pertumbuhan sel tertinggi 109 cfu/ml.
RATNA MAHMUDAH KURNIASARI. F34101044. Effect of Heavy Metals to Growth of Diesel Oil Degradating Microorganism. Supervised by Mohamad Yani. 2005.
SUMMARY
Peoples need oil as energy source for household, transportation and industries. In out of control situation, oil pollution can occur and may cause environmental contamination. Oil contamination often followed by heavy metals contamination. Heavy metals contamination release to atmosphere, territorial water and land. Bioremediation is the application of biological process to the treatment of ground water, soil and sludge contaminated with hazardous waste.
Pseudomonas pseudomallei (PP) and Enterobacter agglomerans (EA)
known as diesel oil degradating microorganism. The research objective is to assess the effect of heavy metals to both of these inoculant on medium with diesel oil as a carbon source.
Zinc, plumbum, iron and mercury as heavy metals were tested. These metals concentration have been tested step by step untill the inoculant unable to grow anymore. Degradation of diesel oil ca n be observed visually by globular forms between diesel oil and water. Effect of interaction between two heavy metal, zinc (Zn) and plumbum (Pb), have been observed using combination of PPEA by measuring optical density (OD), the number of cells, dried biomass, growth kinetics and pH value.
Pseudomonas pseudomallei and Enterobacter agglomerans usually grow
about 101 1-101 2 cfu/ml in media containing 10% diesel oil. If media containing 2000 ppm of Zn, 3000 ppm of Pb, 4000 ppm of Fe and 50 ppm of Hg, they can grow about 106-107 cfu/ml. If media containing 8000 ppm of Zn, Pb, Fe and 150 ppm of Hg, they can grow about 102 cfu/ml. The Hg is the most toxic metal for inoculant growth, because at 200 ppm concentration, the inoculant can not grow anymore. Maximum specific growth ( ìx-maks) tend to decrease with the increasing of heavy metals concentration in media.
PPEA can grow in media that contain of Zn and Pb. In media containing 2000 ppm of Zn + 3000 ppm of Pb, the inoculant can grow about 107 - 108 cfu/ml. In media containing 586 ppm of Zn + 3000 ppm of Pb, have the highest ìx-max value about 0.423 day-1, while in media containing 1000 ppm of Zn + 1500 ppm of Pb, the highest number of cell shows up to 109 cfu/ml.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 8 September 1983 di sebuah kota kecil Ambarawa. Pada tahun 1995, penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar dari SD Negeri Salatiga 06, kemudian melanjutkan pendidikan ke SMP Negeri 1 Salatiga. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Pertama pada tahun 1998.
Pada tahun yang sama, melanjutkan pendidikan ke SMU Negeri 1 Salatiga dan lulus pada tahun 2001. Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor pada Departemen Teknologi Industri Pertanian pada tahun 2001 melalui jalur USMI. Selama di IPB, penulis aktif dalam kegiatan kemahasiswaan terutama pada Himpunan Mahasiswa Teknologi Industri (Himalogin ). Tahun 2002, penulis menjadi pengurus Himalogin pada Departemen Agroindustri dan pada tahun 2003, penulis diberi amanah sebagai ketua Departemen Kewirausahaan. Selain itu, penulis juga aktif dalam kepengurusan Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM)
Zingiber (Komunitas Peduli Tanaman Obat) pada Departemen Public Relation.
Pada tahun 2004 dan 2005, penulis me mperoleh pendanaan dalam Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) yang diselenggarakan oleh DIKTI. Penulis juga pernah mengikuti lomba Inovasi Bisnis Pemuda yang diselenggarakan oleh DIKTI pada yahun 2003 dan 2004, mengikuti lomba penulisan karya ilmiah tentang pengelolaan lingkungan, yang diselenggaran oleh Bayer (2004), BRI (2004) dan Panasonic (2005). Selama tahun 2003 dan 2004 memperoleh beasiswa supersemar.
Pada tahun 2004, penulis melaksanakan Praktek Lapang di PT Sido Muncul, dengan tema ‘Mempelajari Aspek Pengawasan Mutu Pada Industri Jamu’. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Laboratorium Bioproses dan menjadi anggota tim penyusunan studi kelayakan industri bioinsektisida yang diselenggarakan oleh HAKI IPB.
KATA PENGANTAR
Tiada kata yang terucap selain rasa syukur kepada Allah, dengan ucapan alhamdulillah, karena penulis yakin hanya dengan ijin Allah, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang disusun berdasarkan hasil penelitian laboratorium mengenai pengaruh logam berat terhadap pe rtumbuha n mikroorganisme. Skripsi ini berjudul “Pengaruh Logam Berat Terhadap Pertumbuhan Mikroorganisme Pendegradasi Minyak Diesel”.
Dapat diselesaikannya skripsi ini berkat bimbingan, dorongan, dan bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu penulis mengucapka n terima kasih yang tulus kepada
1. Dr. Ir. Mohamad Yani, M.Eng selaku pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan bimbingan dengan bijak.
2. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti dan Drs. Purwoko M.Si selaku dosen penguji, yang telah memberikan arahan, bimbin gan dan saran.
3. Seluruh staf laboratorium Tekonologi Industri Pertanian yang telah banyak membantu dengan sabar.
4. Bapak dan Ibu beserta seluruh keluarga atas doa dan dorongannya. 5. Semua teman-teman yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan
penelitian, terutama teman-teman di laboratorium bioindustri.
6. Teman-teman ‘TIN 38’, terima kasih untuk hari-hari yang telah kita lalui bersama, suka dan duka.
Ibarat pepatah, tiada gading yang tak retak, penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan dalam penyusunan dan penulisan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang bersifat membangun untuk sempurnanya laporan skripsi ini. Namun terlepas dari semua itu, penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak ya ng membutuhkan.
Bogor, Oktober 2005
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ……… vii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ………. xii
I. PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG... 1
B. TUJUAN ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA A. LOGAM BERAT... 4
1. Toksisitas Logam Berat … ... 5
2. Akumulasi Logam Berat Pada Mikroorganisme ... 6
B. MINYAK BUMI ... 7
1. Jenis Hidr okarbon Dalam Minyak Bumi . ... 8
2. Minyak Diesel . ... 9
C. BIOREMEDIASI ……… 10
1. Faktor Fisiko Kimia Dalam Bioremediasi ……….. 12
a. Kadar air ……….. 13 b. Temperatur ……….. 13 c. Oksigen ……… 13 d. Nutrien ………. …………14 e. Surfaktan ………. ………….14 f. pH ………. …………15
2. Degradasi Minyak Diesel ………... 15
D. MIKROORGANISME ……….. …………16
III. METODOLOGI A. BAHAN DAN ALAT ……… 17
B. METODOLOGI PENELITIAN ……… 17
1...Pe nyegaran Isolat ……….... 17
2...
Penambahan Logam Berat Dalam Berbagai Konsentrasi ...18
3... Pengaruh Interaksi Logam Antara Zn-Pb ...19
4... Pola Akumulasi Logam Berat ...20
IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. PEMELIHARAAN ISOLAT DAN DEGRADASI MINYAK DIESEL .22 B. PENGARUH LOGAM BERAT PADA PERTUMBUHAN BAKTERI .25 1. Pengaruh Logam Berat Seng (Zn) ... 27
2. Pengaruh Logam Berat Timbal (Pb) ... 28
3. Pengaruh Logam Besi (Fe) ...29
4. Pengaruh Logam Merkuri (Hg) ... 31
C. INTERAKSI ANTARA LOGAM SENG (Zn) DAN TIMBAL (Pb) ...33
1. Pertumbuhan Kombinasi Isolat PPEA ...33
2. Kinetika Pertumbuhan Sel ...34
3. Perubahan pH Media Selama Inkubasi ... 35
4. Akumulasi Logam Berat Pada Interaksi Zn-Pb ... 36
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. KESIMPULAN ... 38
B. SARAN ... 38
DAFTAR PUSTAKA...39
