Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, 26-27 Oktober 2017
PENGARUH PENAMBAHAN BAKTERI (BACILLUS SUBTILIS) PADA TANAH
Bio-Mediated Soil Improvement : Cementation of Unsaturated Sample(David Jason Dejong, 2006). Penelitian ini menggunakan Bio-Mediated Calcit Precipitation. Sebagai bahan perbaikan tanah. Selanjunya penelitian Eksperimental proses biogrouting menggunakan bakteri jenis Bacillus Subtilis, spesies bakteri yang mengandung sejumlah besar enzim urease. Biogrouting Stabilization on Marine Sandy Clay Soil (T. Harianto. 2013). Van Passen (2009). hasil menujukkan bahwa urease yang mengkatalisasi konversi urea menjadi amonium dan karbonat dihasilkan presipitat dengan kalsium sebagai kristal kalsium karbonat. Kristal ini membentuk ikatan antara butiran pasir dapat meningkatkan kekuatan. Peningkatan kekuatan kolom pasir mencapai tingkat yang wajar homogenitas tanpa pembentukan kerak dipermukaan. Wijngaarden (2009). Hasil menunjukkan Biogrout mempengaruhi sifat beberapa lapisan tanah tersebut. Hasilnya adalah pengendapan kalsium karbonat padat dapat menurunkan porositas dan permeabilitas. Akiyama (2010). Hasil menunjukkan penggunaan ekstrak tanah dari tanah asam, hasil biogrouting kalsium senyawa fosfat (CPC) didapatkan hasil pengujian uji kuat tekan bebas lebih besar dibandingkan dengan biogrouting tanpa sumber amonia. Keykha (2011). Hasil menunjukkan cara membuat curah hujan karbonat diinduksi (CaCO3) untuk memperbaiki tanah sehingga dapat digunakan pada tanah berbutir halus seperti tanah liat, lumpur dan gambut. Lisdayanti (2011) . Hasil menunjukkan bahwa didapatkan jenis bacteri Bacillus subtilis menunjukkan bahwa bakteri yang dapat berkembang biak dengan suhu di indonesia serta menghasilkan kalsit/kristal terbanyak berasal dari wilayah Papua. Pada penelitian ini menyajikan sebuah aplikasi yang digunakan untuk meningkatkan daya dukung tanah dengan cara bio stabilisasi. Dalam penulisan ini Perbaikan tanah lunak dengan bakteri aktivasi ,untuk menganalisa digunakan percobaan kuat tekan bebas, Pemadatan tanah , dan CBR . Cara perbaikan tanah diperkenalkan dalam studi ini untuk meningkatkan daya dukung tanah sebagai stabilisasi tanah dengan aman dan ramah akan lingkungan.
Bakteri merupakan organisme mikroskopis rata-rata berdiameter 1,25mikrometer (μm). (mikrometer = 1/1000000 meter). Bakteri yang terkecil adalah Dialister pneumosintes dengan panjang tubuh 0,15 – 0,30 μm,sedangkan bakteri terbesar adalah Spirillum voluntans, panjang tubuh 13 – 15μm. , Ukuran bakteri adalah mikroskopis artinya dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop. Bakteri aktif bergerak pada kondisi lembab. Pada keadaan kekurangan air, bakteri akan tidak aktif bahkan dapat menyebabkan kematian. Amonium klorida tersisa diekstraksi dan dibuang Cheng (2012). Hasil menunjukkan bakteri dapat bergerak di kolom lebih dari 1 m panjang pada tingkat isolasi yang tinggi dengan menerapkan lapisan bergantian beberapa suspensi bakteri dan solusi fiksasi diikuti dengan inkubasi. Mikro organisme dikembangbiakkan dengan menginokulasikan mikroorganisme kedalam suatu medium baru, Teknik inokulasi yang digunakan adalah teknik gores, dengan sebelumnya dilakukan pengenceran terlebih dahulu agar hasil koloni yang didapat berupa biakan murni. Setelah diinkubasi dalam keadaan aerob selama 24 jam. Medium kultur yang digunakan terdiri dari agar nutrien dan kaldu nutrisi atau nutrien broth (NB). Peran bakteri dalam menstabilkan tanah tersebut pada saat proses presipitasi kalsium karbonat. aktivitas sel bakteri, ion Ca2+ dari senyawa CaCl2 yang ditarik oleh bakteri dari lingkungan dan terdepositkan pada permukaan sel, dan enzim urease yang mengambil urea ke dalam bakteri yang mendekomposisinya dengan ammonia NH3 dan carbondioksida (CO2).
Gambar 1. bagian-bagian struktur bakteri
2. MATERIAL DAN METODE
Material yang digunakan dalam Penelitian ini adalah tanah lunak dengan pengambilan sampel tanah secara konvensional menggunakan linggis dan sekop, selanjutnya contoh tanah ditempatkan dalam karung sampel dan dibungkus dengan plastik untuk menjaga kondisi kadar air asli, Beberapa tahapan yang akan dilakukan adalah sebagai berikut; pertama, melakukan kajian literatur dan survey pendahuluan untuk mengidentifikasi masalah dan
identifikasi lokasi pengambilan sampel; kedua, melakukan uji pendahuluan terhadap sampel yang telah diambil untuk mengetahui karakteristik tanah lunak. Uji labratorium untuk mengatahui sifat-sifat fisik yang meliputi kadar air, batas-batas konsistensi, dan spesifik grafiti, sedangkan uji sifat mekanis meliputi uji pemadatan, uji kuat tekan, dan uji daya dukung.
Tabel 1. Standar Metode Pengujian Sifat Fisis Tanah
Pengujian Standard Metode
Pengujian Kadar Air ASTM D 2216-71
Pengujian Berat Jenis Tanah SNI 03-1964-2008 Pengujian Batas Cair SNI 03-1967-1990 Pengujian Batas Plastis SNI 03-1966-1990 Pengujian Analisa Saringan SNI 03-1968-1990 Pengujian Pemadatan SNI 03-1742-1989 Pengujian Kuat Tekan Bebas SNI 03-6887-2002 Pengujian Hidrometer SNI 03-3423-1994
Uji pertumbuhan
Uji pertumbuhan dilakukan untuk mengetahui sifat pertumbuhan suatu jenis bakteri melalui kurva pertumbuhan yang ditandai dengan kekeruhan pada media cair dengan bantuan alat penggoyang (shaker) dan inkubator.
Bakteri aktivasi bacillus subtilis pada medium (air sebanyak 1 liter yang dicampur dengan urea 20g. Nutrien Broth 3g ,NaHCO3 2,12g , CaCl2.2H2O 4,1g, NH4CI 10g, Dan H2O (Gambar 2a). Setelah itu dimasukan kedalam alat Autoclave dengan suhu 121ºC dengan waktu 15 menit tekanan 1 ATM pada Gambar 2b. setelah medium dingin dilakukan proses inokulasi bakteri yaitu pencampuran isolat bakteri kedalam medium dan ditumbuhkan diruang shaker selama 6 hari untuk digunakan pada tanah lunak
Gambar 2. a.Bahan Nutritif. b.Alat Autoclave dan c.isolat bakteri
Uji sifat fisis tanah
Gambar 3. Tahapan pelaksanaan pengujian: a) pencampuran tanah dengan bakteri , b) pembuatan benda uji c) proses pemeraman, d) pengujian kuat tekan (UCS test )
Pengukuran kuat tekan dalam penelitian ini dilakukan dengan mencampur tanah lunak dengan air yang sesuai kadar air optimum dari hasil pemadatan proctor dan dicampur dengan larutan konsentrasi bakteri bacillus subtilis
a b c
a b c d
sebanyak 2%, 4%, 6%, 8% dan 10%, untuk pengujian 3, 7, 14 dan 28 hari . Ukuran sampel diameter 4,50 cm dan tinggi 9,15 cm
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Uji sifat fisik tanah lunak
Hasil pengamatan secara visual, tanah lempung lunak memiliki warna abu2 kehitaman, bertekstur keras sehingga tidak mudah diremas pada kondisi kering, sedangkan jika terkena air, tanah menjadi licin dan lengket ditangan, mudah dibentuk dan terkesan plastis. Dari hasil penelitian di laboratorium sebagai berikut, Kadar air awal 78,12%.
Hasil uji pemadatan standard Proctor diperoleh kadar air optimum 26,5% dengan berat volume kering (d) 1,48 gr/cm3. Berat jenis tanah lunak 2,68 gr/cm3. Berdasarkan pengujian batas Atterberg batas cair sebesar 67,89 %, batas plastis 37,08 %, batas cair yang lebih besar dari 50 % merupakan salah satu ciri umum yang dimiliki oleh tanah lunak .
Hasil pengujian distribusi ukuran butiran tanah, diketahi bahwa 95,76% lolos saringan No.200 dengan indeks plastisitas 37,08%, sehingga disimpulkan menurut sistem klasifikasi USCS ,digolongkan tanah berbutir halus dan diklasifikasikan ke dalam jenis CH yaitu lempung dengan plastisitas tinggi. Menurut sistem klasifikasi AASHTO sampel tanah termasuk dalam kelompok A-7-5 yaitu merupakan tanah berlempung dengan penilaian sedang sampai buruk, karena butiran sampel tanah lolos saringan No.200 35% dan indeks plastis 30%
Tabel 2. Hasil pengujian sifat fisik pada tanah lunak
Pengujian Hasil
Kadar Air (%) 78,12
Berat jenis 2,68
Batas cair (%) 67,89
Batas Plastis (%) 30,8
Indeks Plastisitas (%) 37,08
AASTHO soil classification A-7-5
USCS Soil classification CH
Pasir (%) 4,2
Lanau (%) 35,21
Lempung (%) 60,55
Optimum moisture conten (%) 26,5
Maximum dry density (ton/m 1,48