Bioremediasi Minyak Bumi Dengan Mikroorg

8/17/2019 Bioremediasi Minyak Bumi Dengan Mikroorg

1/31

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak bumi merupakan sumber energi utama untuk memenuhi kebutuhan

masyarakat pada saat ini maupun pada masa yang akan datang. Permintaan terhadap

minyak bumi semakin besar sejalan dengan kebutuhan manusia yang semakin

meningkat yaitu sebesar 35.000 juta ton per tahun. Untuk memenuhi kebutuhan ini akan

meningkatkan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan, pengangkutan serta penyimpanan.

Indonesia sebagai salah satu negara penghasil minyak bumi memproduksi

9.000 barrel per hari pada tahun !00 untuk memenuhi permintaan minyak dunia

"Priyono !009#. $emakin besar produksi minyak bumi, semakin berpotensi untuk

men%emari lingkungan bila minyak bumi tumpah atau terbuang ke lingkungan. Minyak

bumi tersebut akan menjadi limbah yang dapat menjadi pen%emar yang berbahaya dan

bera%un dan akan berpengaruh terhadap kehidupan tanaman, he&an maupun manusia

"'harlena !010#.

(anyak %ara yang dapat dilakukan untuk menanggulangi tumpahan minyak

bumi. se%ara garis besar dapat dilakukan penanganan dengan %ara )isik, kimia, dan

biologi "Udiharto 199*#. Penanganan biologi salah satunya dapat dilakukan se%ara

mikrobiologi yang dikenal dengan istilah bioremediasi. (ioremediasi merupakan

teknologi ramah lingkungan, %ukup e)ekti), e)isien dan ekonomis.

+alam melaksanakan penanganan pen%emaran yang disebabkan hidrokarbon

minyak bumi se%ara mikrobiologi diperlukan mikrob yang se%ara akti) mampu

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Untuk itu, perlu dilakukan pen%arian mikrob

yang mampu mendegradasi minyak bumi dan mengkondisikan kehidupan mikroba

tersebut di lingkungan minyak bumi.

Mikroba yang banyak hidup dan berperan di lingkungan hidrokarbon sebagian

besar adalah bakteri "adar&ati et al. 199*# dan kapang "-uliar 1995#. (akteri yang

dominan dalam mendegradasi hidrokarbon aromatik seperti )enol adalah spesies

Pseudomonas, Mycobacterium, Acinobacter, Arthobacter, Bacillus "le/ander 19#.

Menurut hasil penelitian dari lapangan minyak 'epu, 'irebon, antau dan Prabumulih

diperoleh isolat unggul yaitu Pseudomonas aeruginosa dan Bacillus coagulans

"nonim 1995#. (iodegradasi minyak bumi dipengaruhi oleh nutrien, oksigen, p2,

temperatur dan karakteristik tanah "Margesin dan $%hinner 199#.


2/31

!

ingkungan se%ara alamiah mengandung beraneka ma%am mikroorganisme yang

dapat diman)aatkan dalam penanganan pen%emaran lingkungan. menurut $%hlegel 4

$%hmidt "199*#, bakteri pendegradasi minyak bumi tersebar luas, tidak hanya di

lingkungan yang bersinggungan langsung dengan minyak bumi, tetapi bakteri ini dapat

diisolasi juga dari semua tanah hutan, lading, dan rerumputan.

$ehubungan dengan permasalahan tersebut, maka dalam praktikum bioteknologi

lingkungan ini dilakukan penelitian untuk memperoleh jenis mikrob dari kelompok

bakteri yang se%ara akti) dan potensial mendegradasi hidrokarbon minyak berat dan oli

bekas dengan mengkondisikan kehidupan mikroorganisme tersebut pada lingkungan

yang mengandung minyak bumi.

Tujuan Praktikum

1. Mengisolasi bakteri yang mampu mendegradasi minyak bumi jenis minyak berat dan

oli bekas dari berbagai ma%am lingkungan

!. Menguji bakteri terpilih dalam mendegradasi minyak bumi jenis minyak berat dan oli

bekas.


3/31

3

TINJAUAN PUSTAKA

Karakteristik Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan salah satu sumber daya alam yang banyak dimiliki di

Indonesia. $eiring dengan letak geogra)is Indonesia yang merupakan negara kepulauan,

maka tidak mengherankan jika ariasi dalam jumlah dan jenisnya pun akan %ukup

banyak. Pada proses penambangan minyak dari dalam perut bumi, membutuhkan

teknologi dan ilmu pengetahuan yang memadai. Pengelolaan kegiatan tambang minyak

bumi harus diren%anakan sejak dibuatnya ren%ana kegiatan pertambangan hingga

kegiatan pas%a tambang yang dilakukan dalam rangka pengembalian )ungsi lahan.

Pada proses penambangan minyak bumi, kegiatan pengolahan minyak mentah

hingga menjadi minyak yang siap pakan merupakan hal yang %ukup komples. Masalah

berat yang harus di)ikirkan adalah limbah dari proses pengolahan limbah tersebut.

Minyak bumi yang dihasilkan dari kegiatan penambangan seringkali memberikan

dampak yang berbahaya bagi lingkungan disekitarnya sehingga dilakukan penga&asan

atas kegiatan tersebut terutama pada saat dihasilkannya limbah minyak bumi.

Industri tambang minyak di Indonesia memiliki banyak peranan bahkan menjadi

penyumbang pendapatan negra terbesar, oleh sebab itu perlu dilakukan pengolahan yang

baik sehingga eksploitasinya tidak memberikan dampak yang berbahaya bagi

lingkungan dan masyarakat sekitar. $alah satu limbah yang dihasilkan pada saat proses

pengolahan minyak adalah oil sludge. imbah ini dikategorikan kedalam golongan

limbah bahan berbahaya dan bera%un "(3# sehingga perlu dilakukan pengolahan yang

baik. $i)at dan konsentrasi dari limbah kategori ini memiliki dampak yang

men%emarkan lingkungan sehingga akan menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan

terhadap manusia dan makhluk hidup lainnya baik langsung maupun tidak langsung

" http.majarmaga6ine.%om7!00701 #.

Minyak bumi mengandung 5089 komponen hidrokarbon dan non hidrokarbon.

andungannya berariasi tergantung pada sumber minyak. Minyak bumi mengandung

senya&a karbon 3,98:,, hidrogen 11,*81*, belerang 0,0:8,0, nitrogen 0,118

1, dan oksigen 0,5 dan logam ";e, 'u,


4/31

*

minyak bumi, seri neptena "sikloalkana# yang merupakan komponen kedua terbanyak

setelah n8alkana, dan seri aromatik. omposisi senya&a hidrokarbon pada minyak bumi

berbeda bergantung pada sumber penghasil minyak bumi tersebut "Pertamina !009#.

Minyak bumi dipisahkan menjadi )raksi8)raksi dengan %ara destilasi yang

dipisahkan berdasarkan titik didih. ;raksi dengan titik didih lebih rendah akan naik

lebih %epat dan lebih tinggi. $edangkan )raksi dengan titik didih lebih tinggi akan naik

lebih lama dan lebih rendah "2art 1991#. ;raksi8)raksi umum minyak bumi yang

dipisahkan berdasarkan titik didih diterangkan pada tabel diba&ah ini sebagai berikut>

=abel 1 ;raksi umum minyak bumi berdasarkan titik didih.

$elang titik

didih?'


5/31

5

Mikro Pen!egra!asi Minyak Bumi

Mikrob memiliki kemampuan dalam menguraikan komponen minyak bumi

karena dapat mengoksidasi hidrokarbon dan menjadikannya sebagai donor elektronnya.

Mikrob ini berpartisipasi dalam pembersihan tumpahan minyak dengan mengoksidasi

minyak bumi menjadi gas karbon dioksida "'C!#, bakteri pendegradasi minyak bumi

akan menghasilkan bioproduk seperti asam lemak, gas, sur)aktan, dan biopolimer yang

dapat meningkatkan porositas dan permeabilitas batuan reseroir )ormasi klastik dan

karbonat apabila bakteri ini menguraikan minyak bumi.

Mikrob yang telah dikenal memiliki kemampuan yang tinggi dalam

mendegradasi minyak bumi adalah dari jenis bakteri. (akteri pendegradasi minyak

bumi dapat diisolasi dari lingkungan yang terkontaminasi minyak bumi, misalnya tanah

dan laut yang ter%emar ";edorak et al . 193, 2arayama et al . 1995#.(akteri

pendegradasi )raksi minyak yang lebih sulit didegradasi, akan tumbuh lebih lambat dan

jumlahnya lebih sedikit karena kalah bersaing dengan bakteri pendegradasi substrat

alkana yang merupakan )raksi dalam jumlah yang lebih besar, sehingga bakteri ini sulit

terisolasi "2oro&it6 et al . !005#. +alam ekosistem terdapat mikrob yang mampu

melakukan biodegradasi sehingga kondisi lingkungan akan lebih baik "'apelli et al .

!001#. 2idrokarbon petroleum dapat didegradasikan oleh mikrob seperti bakteri, jamur,

yeast, dan alga mikro "(undy et al . !00*#.

Mikrob tersebut diisolasi berdasarkan kemampuan mereka untuk

memetabolisme berbagai sumber karbon, seperti komponen ali)atik dan aromatik. +ari

sejumlah besar penelitian dilaporkan bah&a alkana dengan berat molekul rendah lebih

%epat didegradasi oleh kultur %ampuran lebih %epat melakukan degradasi daripada

biakan murni "@ha6ali et al . !00*#. da beberapa keuntungan yang didapat dari mikrob

pendegradasi minyak, antara lain populasi alami sudah beradaptasi dan berkembangdengan baik di lingkungannya dan kemampuan untuk menggunakan hidrokarbon telah

disebarkan dalam populasi mikrob, populasi ini terbentuk se%ara alamiah dan di daerah

ter%emar yang jumlah mikrob %ukup tidak perlu lagi ditambahkan mikrob untuk

mendegradasi "@ha6ali et al . !00*#.


6/31

:

eberhasilan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi tergantung kepada

aktiitas mikrob dan kondisi lingkungannya. Menurut adar&ati et al "199*#

mikrob yang banyak hidup dan berperan di lingkungan hidrokarbon minyak bumi

sebagian besar adalah bakteri. (akteri yang sesuai harus mempunyai kemampuan

)isiologi dan metabolik untuk mendegradasi bahan pen%emar "Udiharto et al .

!000#. Menurut Miller "1995# bakteri mampu beradaptasi pada lingkungan

hidrokarbon melalui beberapa %ara, yaitu> "i# pembentukan bagian hidro)obik pada

dinding sel sehingga meningkatkan a)initas sel terhadap hidrokarbon, "ii#

dihasilkannya sur)aktan ektraselular yang dapat meningkatkan kelarutan

hidrokarbon dan "iii# modi)ikasi intraselular membran sitoplasmik yang dapat

mengurangi toksisitas hidrokarbon terhadap bakteri.

tlas "191# melaporkan sejumlah mikrob pendegradasi hidrokarbon minyak

bumi, yaitu> "i# (akteri> Pseudomonas, Achromobacter, Arthrobacter, Michrococcus,

Nocardia, Vibrio, Acinetobacter, Brevibacterium, Corynebacterium, Flavobacterium,

Leucothrix, hi!obium, "#irillum,Alcaligenes, $anthomonas, Cyto#haga,

%hermomicrobium dan &lebbsiella' "ii# hamir> Candida, hodotorulla,

Aurobasidium, hodos#oridium, "accharomyces, "#orobolomyces, %richos#oron dan

Clados#rium' (iii) Fungi* Penicillium, Cunninghamella, Verticillium s##.,

As#ergillus, Mucoterales, Monilales, +ra#hium, Fusarium, %richoderma,

Acremonium, Mortierella, +liocladium dan "#haero#sidales' "i# lgae> Proto#heca

dan "# 'yanoba%teria> Mierocoleus s#., Anabaena s##., Agmenellum s#.,

Coccochloris s#., Nostoc s#., Chlorella s##., unaalella s#., -lva s#., Am#hora s#.,

Chlamydomonas s#., Cylindretheca dan Petalonia.

Mikrob, terutama bakteri yang mampu mendegradasi senya&a yang terdapat di

dalam petroleum hidrokarbon dikenal sebagai bakteri hidrokarbonoklastik. (akteri inimemiliki karakteristik yang tidak dimiliki oleh mikrob lain yaitu kemampuannya

mengekspresikan en6im 8hidroksilase, yaitu en6im pengoksidasi hidrokarbon,Ѡ

sehingga bakteri ini mampu mendegradasi senya&a hidrokarbon minyak bumi dengan

%ara memotong rantai hidrokarbon menjadi lebih pendek.

Degra!asi Aero

Mikrob aerob %epat dan paling e)isien dalam mendegradasi karena reaksi aerob

memerlukan lebih sedikit energi bebas untuk inisiasi dan menghasilkan lebih banyak


7/31

energi. 2idrokarbon akan didegradasi se%ara beruntun oleh sejumlah en6im, oksigen

bertindak sebagai akseptor eksternal. dapun tahap degradasi alkana melibatkan

pembentukan alkohol, aldehid dan asamlemak. sam lemak dipe%ah, 'C! dilepaskan

dan membentuk asam lemak baru yang merupakan ! unit karbon yang lebih pendek dari

molekul induk, proses ini dikenal sebagai beta oksidasi "2amme et al . !003#.

Degra!asi Anaero

=erdapat mikrob yang mampu mendegradasikan hidrokarbon pada kondisi

anaerob pada tahun 190, yang mekanisme biokimianya berbeda dari metabolisme

hidrokarbon aerob "iser8obert 199!#. (iodegradasi anaerob lebih mudah didapatkan,

karena mikrob ini bersi)at insitu yang dapat digunakan untuk dekontaminasi tanah,

sedimen dan air tanah yang terkontaminasi hidrokarbon petroleum. Proses peme%ahan

senya&a hidrokarbon se%ara aerob belum sepenuhnya diteliti. +iketahui bah&a

ben6ena, toluene, etil ben6ena, dan /ylen "(=DE# dapat didegradasi tanpa C! di air

tanah yang terkontaminasi "Aohnson et al . !003#. $enya&a ini bersi)at karsinogenik dan

mutagenik pada manusia sehingga dapat berbahaya bagi kesehatan. $enya&a

hidrokarbon ini juga dapat menganggu )ungsi organ organ tubuh manusia seperti otak,

sistem sara), hati dan jantung. $enya&a ini juga bersi)at rekalsitran, artinya sulit untuk

mengalami perombakan di alam, baik di darat maupun di air, sehingga dapat

membahayakan biota laut ";ahruddin !00*#.

Bio!egra!asi Lima" Minyak Bumi

Pesatnya perkembangan sektor industri minyak bumi telah memberikan banyak

man)aat bagi masyarakat. Peningkatan kesejahteraan dan leel gaya hidup banyak

disokong oleh sektor industri minyak bumi hal tersebut salah satunya adalah peranan

minyak bumi sebagai bahan bakar berbagai jenis kendaraan bermotor. Peningkatan

kesejahteraan manusia akibat dari pesatnya perkembangan tambang minyak bumi di

Indonesia ternyata juga memberikan dampak buruk bagi lingkungan dan hal tersebut

akan menjadi berbahaya bagi manusia dan makhluk hidup disekitarnya "2aris !003#.

Minyak bumi dan limbahnya merupakan suatu hasil pen%ampuran senya&a

organik yang bersi)at hidrokarbon dan non hidrokarbon dan sangat kompleks. Udiharto

"199:# mengatakan bah&a kandungan minyak bumi 90 berupa senya&a hidrokarbon

dan sisanya adalah non hidrokarbon. edua senya&a tersebut mengandung banyak


8/31

bahan berbahaya yang dapat mengan%am kesehatan manusia, sehingga penanganan

limbah pertambangan minyak yang mengandung hidrokarbon harus serius dilakukan.

$alah satu teknik yang dapat diterapkan dalam penanganan limbah minyak bumi

atau oil sludge adalah dengan teknik bioremediasi. (ioremediasi merupakan suatu

rangkaian proses biologi yang dapat merubah atau menghilangkan senya&a to/i% dalam

suatu bahan. (ioremediasi merupakan teknik aplikasi dari prinsip8prinsip segala proses

biologi untuk mengolah air tanah, tanah dan lumpur yang terkontaminasi oleh 6at86at

berbahaya %ontohnya minyak. =ujuan utama dari akhir bioremediasi ini adalah

mengurangi atau meminimalisasi kontaminan, yaitu mengubah senya&a kimia

berbahaya menjadi berkurang dampaknya seperti karbon dioksida atau beberapa gas

lain, senya&a anorganik, air dan materi yang dibutuhkan "D&eis et al . 199 dalam

Muna&ar et al . !00#


9/31

9

biodegradasi hidrokarbon dipengaruhi oleh si)at8si)at )isika dan kimia limbah minyak

bumi serta populasi bakteri yang terdapat di lingkungan tersebut. emampuan bakteri

mengubah senya&a hidrokarbon menjadi senya&a lain yang tidak toksik tergantung dari

en6im yang diproduksinya "-udhono !011#. $uthersan "1999# menyatakan agar bakteri

dapat terus tumbuh dan berkembang dengan baik serta meningkat kemampuan

degradasinya, maka ada beberapa )aktor yang mempengaruhinya seperti ketersedian

nutrisi, suplai oksigen, serta )aktor )isika dan kimia seperti p2, temperatur dan kadar air

yang terdapat dalam limbah itu sendiri.

%& Keterse!iaan Nutrisi

;aktor nutrisi yang diperlukan antara lain karbon, dimana sumber karbon ini

didapatkan dari hidrokarbon minyak bumi "Udiharto 199#. arbon yang tersedia pada

hidrokarbon minyak bumi diman)aatkan oleh bakteri sebagai sumber energi bagi

pertumbuhan dan perkembangan selnya. $elain karbon, untuk pertumbuhannya bakteri

juga memerlukan unsur lain yaitu, nitrogen, )os)or, belerang, kalium, magnesium dan

besi. +ari deretan unsur tersebut, nitrogen dan )os)or merupakan unsur esensial untuk

mendukung biodegradasi hidrokarbon minyak bumi "=a)uri 199*#.

Unsur < dibutuhkan untuk biosintesis asam amino yang merupakan monomer

protein, sedangkan P dibutuhkan untuk biosintesis


10/31

10

Pemberian oksigen pada suatu proses bioremediasi dimaksudkan sebagai

penambahan penerima elektron. Penambahan oksigen dapat dilakukan dengan

penambahan agen pengembang "buling agent # selain ber)ungsi sebagai )asilitas aerasi

bagi mikrob juga dapat memperluas bidang kontak antara bahan pen%emar dengan

mikrob. gen pengembang yang digunakan dapat berupa kayu apung, serutan kayu,

komponen tumbuhan yang berserat, kulit kayu dan sebagainya "-udono !00#.

)& Su"u

$uhu berperan penting dalam proses biodegradasi. (iodegradasi hidrokarbon

terjadi pada suhu yang rangenya luas dari 0o' sampai 0o', degradasi optimum terjadi

pada range menengah "+esai 4 Gyas !00:#. Menurut Falsh "1999# bah&a suhu

mempengaruhi kemampuan mikrob untuk bertahan hidup dan bereproduksi. Aika suhu

tinggi melebihi batas yang dii6inkan maka en6im akan mengalami denaturasi dan

menghambat reproduksi dan terjadi kematian. Aika suhu terlalu rendah, keberadaan

organisme akan berhenti. $uhu yang ideal untuk mikrob pada range yang ke%il

memungkinkan organisme ini bertahan hidup. Menurut eahy 4 'ol&ell "1990# bah&a

iklim dan musim akan diharapkan memilih populasi yang berbeda dari penggunaan

mikrob hidrokarbon yang beradaptasi pada suhu ambien.

*& $H

emampuan bakteri untuk mendegradasi hidrokarbon dipengaruhi oleh p2

lingkungannya. (akteri yang hidup di lingkungan hidrokarbon mempunyai kisaran p2

yang sempit untuk bertahan hidup. Aika p2 terlalu asam atau basa maka bakteri

pendegradasi hidrokarbon perlahan8lahan berkurang "Falsh 1999#. =ingkat keasaman

atau p2 yang optimum untuk pertumbuhan bakteri peme%ah hidrokarbon adalah antara

:,5 8 ,5. =ingkat keasaman atau p2 dapat mempengaruhi kerja en6im sehingga dalam

suatu kegiatan bioremediasi p2 selalu diatur pada kondisi : H 9, pengaturan dilakukan

dengan penambahan 6at kapur bila terlalu asam "l8na6i 199:#.

+& Kelemaan

+alam proses biodegradasi hidrokarbon, kandungan air sangat penting untuk

hidup, tumbuh dan aktiitas metabolism bakteri. =anpa air bakteri tidak dapat hidup

dalam limbah, karena kbakteri hidup akti) pada inter)ase antara minyak dan air. ir

yang ada dalam minyak mengandung substansi organik yang menambah ketebalan

minyak dan air serta membuatnya ber%ampur lebih baik sehingga menstimulasi aktiitas


11/31

11

mikrob peme%ah hidrokarbon. ir dibutuhkan untuk aktiitas metabolisme dan

pertumbuhan bakteri serta untuk melarutkan nutrient, karena untuk dapat memasuki

bakteri, nutrient harus dalam bentuk larutan "Pel%6ar 4 'han !005#.

MET(DE

Tem$at !an ,aktu Praktikum

Pelaksanaan praktikum (ioteknologi ingkungan dilaksanakan di aboratorium

(ioteknologi =anah, +epartemen Ilmu tanah dan $umberdaya ahan, Institut Pertanian

(ogor pada bulan ;ebruari !01* sampai dengan bulan Auni !01*.

Alat !an Ba"an

Ba"an

(ahan yang digunakan adalah %ontoh sumber isolat dari berbagai lingkungan

disekitar kampus IP( +ramaga, heavy oil , oli bekas, %ontoh tanah segar, larutan

)isiologis, alkohol 0, auadest, media minimal untuk seleksi isolat, media 1# Pengambilan %ontoh sumber isolatJ !# isolasi, seleksi,

karakterisasi dan identi)ikasi bakteriJ 3# Pengujian isolat bakteri terpilih.

Pelaksanaan Praktikum

Pengamilan -onto"

'ontoh digunakan adalah sumber isolat dari beberapa sampel tanah, sedimen

dan kotoran sapi yang diambil dari berbagai lokasi. dapun sampel yang digunakan

adalah 1# tanah sedimen air hitam kotabaru 6ona *, !# tanah diba&ah naungan bambu,

3# sedimen sungai daerah (abakan ebak, +ramaga, *# kotoran sapi basah, 5# kotoran

sapi kering yang masing8masing diambil di peternakan sapi IP(, :# tanah rhi6os)er

jagung diambil di daerah 'ikabayan, # tanah sedimen air hitam $ukamaju, # tanah


12/31

1!

perkebunan kopi, 9# tanah rhi6os)er keladi, 10# tanah perkebunan sa&it. $ampel , 9, 10

diambil di daerah 'ikabayan, IP(. $umber isolat diambil dengan menggunakan sekop

ke%il yang disterilisasi. (erat sumber isolat masing8masing diambil sebanyak 100 g dan

dimasukkan ke dalam plastik steril.

Isolasi Bakteri Pen!egra!asi Hi!rokaron Minyak Bumi

Isolasi bakteri dari %ontoh sumber isolat diambil masing8masing sebanyak 1 g,

dien%erkan dengan larutan )isiologis 9 m kemudian diambil suspensi 0,1 m

diinokulasikan medium minimal %air yang ditambahkan minyak berat "5 dan 10#

dan oli bekas "5 dan 10# dan diinkubasi pada temperatur 30o' selama hari. (akteri

yang tumbuh pada konsentrasi tertinggi selanjutnya dimurnikan dan dikoleksi di dalam

agar miring pada media minimal agar dan disimpan pada suhu *o' serta diberi kode.

Isolat diberi kode yang terdiri dari 3 digit. +igit pertama berupa huru) yang

menunjukkan media minimal dengan sumber karbon minyak berat atau oli bekas, digit

kedua berupa angka yang menunjukkan lokasi asal sumber isolat, dan digit ketiga

berupa konsentrasi "# yang menunjukan konsentrasi sumber karbon dimana bakteri

paling banyak tumbuh. 'ontoh C(585 adalah bakteri dari media minimal dengan

sumber karbon oli bekas yang diperoleh dari kotoran sapi yang tumbuh pada oli bekas

dengan konsentrasi 5.

Seleksi Bakteri Pen!egra!asi Hi!rokaron Minyak Bumi

(akteri yang berhasil diisolasi dan dikoleksi selanjutnya diseleksi. $eleksi

bakteri dilakukan berdasarkan kemampuan bertahan hidup dan tumbuh pada medium

yang mengandung minyak bumi serta kemampuan untuk menggunakan minyak bumi

tersebut, $eleksi dilakukan dengan melihat langsung perubahan minyak bumi yang telah

dimasukkan ke dalam erlenmeyer bersama media minimal dan dipilih lima isolat

terbaik.

Karakterisasi Bakteri Pen!egra!asi Hi!rokaron Minyak Bumi

1. Pengamatan mor.ologi akteri

Pengamatan dilakukan dengan melihat ukuran, margin, bentuk, elaasi dari koloni

serta melihat pertumbuhan bakteri pada media agar tegak dan tipe gram.

Penge-atan /ram

0ara Kerja


13/31

13

Menurut $unatmo "!009# pembuatan Preparat dan Penge%atan >

• Cbjek glass diambil, lalu dibersihkan dan diberi label sesuai bakteri

• Cse diambil dan dipanaskan pada api (unsen

•mengambil masing8masing 1 ose suspensi bakteri " A!otobacter #, kemudian

meletakkannya di permukaan Cbjek glass.

• (akteri yang telah dioleskan dihapuskan7disebarkan dari dalam keluar

• Cbjek glass yang telah terisi bakteri di)iksasi

• Preparat yang telah siap di%at, digenangi dengan %at @ram I selama 1 menit

• 'at dibuang, lalu preparat di%u%i dengan auades

• Preparat digenangi @ram II selama 1 menit

• Preparat ditetesi dengan @ram III selama K menit.

• 'at dibuang, lalu preparat di%u%i dengan auades

•

Preparat digenangi dengan %at @ram IG selama K H 1 menit• $isa %at dibuang lalu preparat dikeringkan di udara

• Preparat siap diamati diba&ah mikroskop

Pengamatan Preparat >

• Mikroskop disiapkan diatas meja kerja yang rata dan kokoh

• Posisi duduk disesuaikan yang baik agar tidak mengganggu pemangamatan

• Mikroskop dihidupkan dengan menekan tombol Cn7C)) di mikroskop

• ampu dihidupkan lalu diatur sampai terlihat pada lensa okuler

• a%a objek diletakkan pada meja objek di mikroskop

• ensa objek diatur pada posisi pembesaran 10/.• Makrometer dinaikan )ull ke atas, lalu diturunkan perlahan sambil objek diamati

sampai menemukan lapang pandang

• $etelah menemukan lapang pandang )o%us mata kanan dan kiri diatur dengan

%in%in diopter pada lensa okuler

• ondensor dinaikan sampai mendekati meja objek

• Cbjek ditetesi minyak imersi sebanyak 1 tetes

• ensa objekti) diputar ke pembesaran 100/.

• Mi%rometer diatur sampai objek ditemukan dengan jelas.

• (akteri diidenti)ikasi> (akteri gram positi) ber&arna ungu dan gram negati)

ber&arna merah.

'& Karakteristik iokimia

arakteristik biokimia dengan melakukan pengujian )ermentasi dan pengujian

katalase.

a& Pengujian #ermentasi /ula 1/lukosa !an Sukrosa2


14/31

1*

Alat !an Ba"an

lat yang digunakan pada praktikum ini adalah > tabung durham, tabung reaksi

dan penutupnya, jarum ose, rak tabung, gelas ukur dan auto%lae. $edangkan bahan

yang digunakan yaitu > biakan bakteri A!otobacter , media


15/31

15

-& Pengujian Keutu"an (ksigen

Alat !an Ba"an

lat yang digunakan pada praktikum ini adalah > tabung reaksi dan kapas steril,

jarum ose, rak tabung, gelas ukur dan auto%lae. $edangkan bahan yang digunakan

yaitu > biakan bakteri A!otobacter , media jarum ose, pipet, dan %a&an

petri. $edangkan bahan yang digunakan yaitu > biakan bakteri A!otobacter dalam media

jarum ose, pipet, dan %a&an petri. $edangkan bahan yang digunakan yaitu > biakan bakteri A!otobacter dalam media


16/31

1:

)& Hypersensitive Response 1H32

(akteri dalam media %air disuntikkan ke daun tanaman tembakau

" Nicotiana tabacum .# menggunakan syringe 1 m "tanpa jarum# dan diamati

selama 1 minggu. Pengujian ini untuk mengetahui potensi bakteri sebagai pathogen

pada tanaman.

Pengujian Bakteri $a!a Bioreme!iasi Hi!rokaron Minyak Bumi

Untuk melihat kemampuan bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak bumi

dalam mendegradasi senya&a hidrokarbon dilakukan dengan membuat per%obaan

sederhana menggunakan tanah yang di%emari hidrokarbon minyak bumi masing8masing

minyak berat "10# dan oli bekas "10# kemudian diinokulasi lima bakteri terpilih, dan

diamati selama * minggu.

Perlakuan yang diujikan dalam praktikum ini yaitu pemberian bakteri terpilih

hasil isolasi dan seleksi yaitu sebagai berikut >

• tanpa inokulasi bakteri "%ontrol#

• ( inokulasi bakteri C(3810

• ' inokulasi bakteri C(5810

• + inokulasi bakteri C(9810

• D inokulasi bakteri M(585• ; inokulasi bakteri M(10810

$emua perlakuan tersebut diujikan pada media per%obaan dengan jenis kontaminan

yang berbeda sebagai berikut

• Minyak berat dengan konsentrasi 10

• Cli bekas dengan konsentrasi 10

$emua perlakuan diatas kemudian dinkubasi selama * minggu dengan setiap

minggunya dilakukan pengukuran total petroleum hidrokarbon "=P2#.

Pengukuran Total Petroleum Hi!rokaron 1TPH2

angkahHlangkah dalam pengukuran =P2 adalah sebagai berikut. (otol

berukuran 50 ml dipanaskan didalam oen selama 1 jam, kemudian didinginkan di

dalam desikator, kemudian ditimbang "#. 5 g sampel dari tiap per%obaan dimasukkan

ke dalam botol lain kemudian ditambahkan n8heksana sampai merendam sampel

tersebut dan ditutup rapat dengan aluminium )oil. (otol yang telah diisi tersebut

diko%ok selama 1,5 jam. emudian supernatan diambil dengan pipet dan dimasukkan ke


17/31

1

botol "#. (otol yang berisi supernatan dibiarkan menguap agar n8heksana habis.

Menimbang botol yang berisi residu ekstrak senya&a hidrokarbon hasil penguapan

diatas "(# dengan perhitungan sebagai berikut >

=P2 100

$edangkan D)isiensi degradasi dihitung dengan rumus >

=P2 100

eterangan >

berat botol yang telah dioen

( berat botol yang berisi ekstrak senya&a hidrokarbon

E =P2 pada t0

- =P2 pada akhir proses bioremediasi "tn#

HASIL DAN PEMBAHASAN


18/31

1

Isolasi !an Seleksi Bakteri Pen!egra!asi Minyak Berat !an (li Bekas

Medium yang digunakan dalam isolasi bakteri pendegradasi minyak berat dan oli

bekas adalah medium minimal "Mataloa !005# dengan sumber karbon minyak berat

dan oli bekas. Penggunaan media minimal ini bertujuan sebagai media selekti) agar

setelah inkubasi selama hari diharapkan bakteri yang tumbuh dalam medium adalah

bakteri pendegradasi minyak berat dan oli bekas yang menjadi sumber karbon terbesar

pada medium. $elanjutnya pada tahap pemurnian digunakan media minimal dengan

penambahan yeast extract "@urujeyalaksmi dan Cril 199#. $umber karbon utama pada

media minimal digantikan dengan yeast extract karena minyak berat dan oli bekas tidak

bisa digunakan pada medium padat. Minyak berat dan oli bekas memiliki kelarutan

yang rendah sehingga tidak bisa ber%ampur dengan substansi kimia yang lain di dalam

medium agar.

@ambar 1 $eleksi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat dan oli bekas "a#J

hasil seleksi "b#

(erdasarkan lokasi pengambilan sampel dan isolasi, maka didapatkan !0 isolat

bakteri pendegradasi Minyak (erat dan Cli (ekas !0 isolat tersebut masing8masing 10

isolat diisolasi dengan sumber ksrbon minyak berat dan 10 isolat dengan sumber karbon

oli bekas.

a& Pengamatan mor.ologi akteri

a b


19/31


20/31

!0

=abel * 2asil pengujian biokimia

ode (akteri

Pengujian

;ermentasiatalase @ram

$ukrosa @lukosaC(3810 8 8 N N

C(5810 8 8 N 8

C(9810 8 8 N N

M(585 8 8 N N

M(10810 N N N 8eterangan > "8# negati)

"N# positi)

Pada hasil )ermentasi glukosa, * isolat menunjukkan uji negati) yang ditandai

dengan tidak terbentuknya gelembung, sedangkan pada M(10810 menunjukkan hasil

positi). (egitu pun untukk uji sukrosa, hanya isolat M(10810 saja yang menunjukkan

hasil positi) dengan ditandai terbentuknya gelembung. Menurut 'appu%%ino 4 $herman

"199!# mikrob dapat menggunakan berbagai karbohidrat tergantung sistem en6im yang

dimiliki. (eberapa mikrob dapat mem)ermentasi gula seperti glukosa se%ara anaerob

atau aerob, sedangkan yang bersi)at anaerob )akultati) dapat menggunakan lintasan

aerob dan anaerob. Pada saat )ermentasi, substrat seperti karbohidrat dan alkohol akan

mengalami disimilasi anaerob dengan menghasilkan asam organik "seperti asam laktat,

asam )ormiat, atau asam asetat# yang diikuti gas 2 ! atau 'C!. Mikrob anaerob )akultati) biasanya pelaku )ermentasi karbohidrat. ;ermentasi dikaitkan dengan degradasi glukosa

melalui lintasan glikolisis. +egredasi )ermentasi dalam lingkungan anaerob berlangsung

dalam tabung reaksi berisi nutrient dan tabung durham dengan posisi terbalik untuk

menyimpan gas. Media untuk )ermentasi karbohidrat mengandung kaldu nutrient,

karbohidrat tertentu yang dapat digunakan oleh mikrob yang mampu. =idak

berlangsungnya )ermentasi karbohidrat tidak berarti mikrob tidak tumbuh karena

mikrob dapat menggunakan mikrob lain dalam media sebagai sumber energi.

2asil uji katalase menunjukkan semua isolat bereaksi positi) yang ditandai

dengan terbentuknya gelembung. (akteri yang menghasilkan en6im katalase atau

peroksidase mampu menguraikan 2!C! menjadi !2!C dan C!. ehadiran en6im ini

ditandai dengan terbentuknya gelembung yang artinya uji positi). 2adioetomo "199!#

kebanyakan bakteri aerob dan anaerob )akultati) yang menggunakan C! juga

menghasilkan 2!C! yang bersi)at ra%un bagi sistem en6imnya sendiri.


21/31

!1

anaerob obligat bila ada oksigen yang disebabkan karena tidak adanya pembentukan

en6im katalase sehingga 2!C! mera%uni bakteri itu sendiri.

2asil uji pe&arnaan @ram menunjukan dari 5 isolat yang diperoleh, terdapat 3

isolat bersi)at @ram positi) dan ! isolat bersi)at @ram negati). Menurut 'appu%%ino 4

$herman "199!# reaksi pe&arnaan didasarkan atas perbedaan komposisi kimia&i

dinding sel. $el @ram positi) mempunyai dinding dengan lapisan peptidoglikan yang

tebal sedangkan @ram negati) lebih tipis dan diliputi lapisan membran luar yang

tersusun dari lipid. Pe&arnaan @ram "pe&arnaan di)erensial# menggunakan tiga

substansi kimia yang diberikan pada olesan yang telah mengalami )iksasi panas.

Pereaksi pertama disebut pe&arna primer yang ber)ungsi me&arna seluruh sel. Untuk

memperoleh kontras maka pereaksi kedua ialah 6at pemu%at. (erdasarkan komposisi

kimia&i komponen selular maka 6at pemu%at dapat atau tidak dapat menyingkirkan

pe&arna primer atau pertama dari seluruh atau sebagian struktur sel tertentu. Pe&arna

terakhir atau pe&arna tandingan memberi &arna kontras terhadap pe&arna pertama.

$etelah proses pemu%atan, apabila pe&arna pertama tidak dapat disingkirkan maka

pe&arna tandingan tidak dapat menembus sel dan komponen sel akan mempertahankan

&arna pe&arna pertama. =etapi bila pe&arna pertama tersingkirkan maka komponen sel

yang pu%at akan menerima pe&arna tandingan. Pe&arna pertama adalah ungu kristal

akan me&arna semua sel menjadi ungu. Mordan> iodium @ram bersi)at mordan, suatu

substansi yang meningkatkan a)initas sel terhadap 6at &arna dengan %ara membentuk

ikatan kompleks dengan pe&arna pertama yaitu kompleks ungu8kristal iodium sehingga

&arna sel menjadi ungu kehitaman. Bat pemu%at> etanol 95 yang mempunyai dua

)ungsi sebagai pelarut lipid dan agen dehidrasi protein. 2al ini ditentukan oleh dua

)aktor yaitu konsentrasi lipid dan tebal lapisan peptidoglikan. Pada sel gram negati)

alkohol meningkatkan porositas dinding sel dengan melarutkan lipid pada membran luar sehingga kompleks ungu8kristal iodium akan segera tersingkirkan pada dinding sel yang

tipis dan tidak banyak berikatan silang. lkohol akan melepaskan ungu8kristal iodium

yang longgar dan sel menjadi tidak ber&arna. Pada sel @ram positi) dengan lapisan

peptidoglikan yang tebal akan tetap menahan kompleks ungu8kristal iodium dan pori

pun menjadi lebih ke%il karena si)at dehidrasi alkohol sehingga sel tetap ber&arna ungu.

Pe&arna tandingan> sa)ranin akan me&arna sel menjadi merah yang telah mengalami

pemu%atan dan tidak ber&arna.


22/31

!!

-& Uji $atogenitas

Uji patogenitas adalah uji yang dilakukan untuk mengetahui potensi

patogenesitas suatu mikrob "kemampuan mikrob dalam menyebabkan penyakit#

"Mukaromah !013#. =eknik pengujian ini dilakukan dengan %ara menginokulasikan

suspensi patogen pada tanaman sukulen muda kemudian menginkubasikan tanaman

tersebut dalam suhu yang sesuai "$%haad et al !000#. $us&anto et al "199:#

menggunakan tanaman tembakau sebagai tanaman indikator untuk uji patogenitas.

+alam uji ini, respon patogenitas ditunjukkan dengan terjadinya pen%oklatan daun pada

daerah yang diinokulasi bakteri yang diakibatkan kematian lokal jaringan daun

"nekrosis#.

@ambar ! Uji patogenitas pada daun tembakau

2asil uji patogenitas terhadap daun tembakau seperti yang diperlihatkan pada

@ambar ! menunjukkan semua isolat tidak bersi)at patogen.

Uji Bakteri $a!a Bioreme!iasi Tana" Terkontaminasi Minyak Bumi

ima bakteri terpilih hasil isolasi dan seleksi diuji pada media per%obaan dengan

jenis kontaminan yang berbeda yaitu minyak berat "10# dan oli bekas "10#. Media

per%obaan yang digunakan yaitu seperti pada @ambar3 berikut >

@ambar 3 Media per%obaan uji bakteri pada bioremediasi minyak bumi


23/31

!3

Pengujian akteri $a!a ioreme!iasi tana" terkontaminasi minyak erat

Pengaruh bakteri terhadap penurunan =P2 pada tanah ter%emar minyak berat

disajikan pada @ambar * sebagai berikut >

. " , o n t r o l #

( C ( 3 8 1 0

' C ( 5 8 1 0

+ C ( 9 8 1 0

D M ( 5 8 5

; M ( 1 0 8 1 0 0 1 2 3 4 5

F a k t u " M i n g g u #

7 , 0

7 , 5

8 , 0

8 , 5

9 , 0

9 , 5

1 0 , 0

1 0 , 5

= P 2 " 9 #

@ambar * Pengaruh bakteri terhadap penurunan =P2 pada tanah ter%emar minyak berat

Perlakuan ; inokulasi bakteri dengan kode M(585 mampu menurunkan kadar

=P2 pada tanah ter%emar minyak berat hingga men%apai ,! dari konsentrasi a&al

10 pada minggu keempat. emampuan bakteri M(585pada perlakuan ; lebih baik

jika dibandingkan dengan isolat lain dan kontrol dalam mendegradasi minyak berat

karena menunjukkan penurunan kadar =P2 yang lebih besar, &alaupun belum mampu

mendegradasi minyak berat pada tanah sampai kadar =P2 O 1 dan masih jauh di atas

ambang batas yang telah ditetapkan sesuai epMen2


24/31

!*

as#haltenes, heavy metal , sul)ur dan nitrogen yang tinggi sehingga sangat sulit

didegradasi.

Penurunan kadar =P2 yang kurang baik pada proses bioremediasi tanah

terkontaminasi minyak berat selain karena sulitnya minyak berat didegradasi dugaan

lain yang mungkin terjadi adalah kurangnya nutrisi dalam media per%obaan. Menurut

@ordon "199*# bah&a salah satu )aktor penting yang diperlukan bakteri dalam

mendegradasi hidrokarbon adalah nutrisi. ;aktor nutrisi yang diperlukan antara lain

karbon, dimana sumber karbon ini didapatkan dari hidrokarbon minyak bumi "Udiharto

199#. Cleh karena itu, bakteri yang hidup dilingkungan hidrokarbon minyak bumi

tetapi tidak mampu meme%ah hidrokarbon minyak bumi maka tidak akan memperoleh

karbon sebagi sumber energinya dan tidak mampu bertahan hidup sehingga proses

degradasi minyak bumi akan berjalan sangat lambat. $elain karbon, untuk

pertumbuhannya bakteri juga memerlukan unsur lain yaitu, nitrogen, )os)or, belerang,

kalium, magnesium dan besi. +ari deretan unsur tersebut, nitrogen dan )os)or

merupakan unsur esensial untuk mendukung biodegradasi hidrokarbon minyak bumi

"=a)uri 199*#.

Pengujian akteri $a!a ioreme!iasi tana" terkontaminasi oli ekas

Pengaruh bakteri terhadap penurunan =P2 pada tanah ter%emar oli bekas disajikan

pada @ambar 5 sebagai berikut >

. " , o n t r o l #

( C ( 3 8 1 0

' C ( 5 8 1 0

+ C ( 9 8 1 0

D M ( 5 8 5

; M ( 1 0 8 1 0 0 1 2 3 4 5

F a k t u " M i n g g u #

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

= P 2 " 9 #

@ambar 5 Pengaruh bakteri terhadap penurunan =P2 pada tanah ter%emar oli bekas


25/31

!5

Pada pengujian bioremediasi tanah ter%emar oli bekas perlakuan ' yaitu inokulasi

bakteri dengan kode C(9810 menunjukkan kemampuannya menurunkan kadar =P2

pada tanah ter%emar oli bekas hingga men%apai konsentrasi 3 dari konsentrasi 10.

emampuan bakteri C(9810 pada perlakuan ' lebih baik jika dibandingkan dengan

isolat lain dan kontrol dalam mendegradasi oli bekas karena menunjukkan penurunan

kadar =P2 yang lebih besar. Falaupun belum mampu mendegradasi oli bekas pada

tanah sampai kadar =P2 O 1 dan masih di atas ambang batas yang telah ditetapkan

sesuai epMen2


26/31

!:

KESIMPULAN

(erdasarkan hasil praktikum yang diperoleh, dapat disimpulkan sebagai berikut >

1. 2asil isolasi dan seleksi bakteri yang berpotensi mendegradasi minyak bumi dari

jenis minyak berat dan oli bekas diperoleh 5 isolat terpilih yaitu isolat C(3810

yang diperoleh dari sedimen sungai di daerah (abakan ebak, C(5810 dan M(58

5 yang diperoleh dari kotoran sapi kering, C(9810 yang diperoleh dari tanah

rhi6os)er keladi, dan M(10810 yang diperoleh dari tanah disekitar perkebunan

sa&it.

!. (erdasarkan hasil pengujian 5 isolat terpilih pada bioremediasi tanah ter%emar

minyak bumi, diperoleh isolat bakteri M(585 yang memiliki kemampuan paling

baik dalam menurunkan =P2 pada tanah ter%emar minyak berat dan diperoleh

isolat bakteri C(9810 yang memiliki kemampuan paling baik dalam menurunkan

=P2 pada tanah ter%emar oli bekas.


27/31

!

DA#TA3 PUSTAKA

le/ander M. 19. 0ntroduction to "oil Microbiology. Aohn Filley and $ons. Institut Pertanian (ogor.

Margesin , $%hinner ;. !001. (ioremediation "


28/31

!

Muna&ar, Mukhtasor, $urtiningsieh =. !00. (ioremediasi =umpahan Minyak Mentah

dengan Metode (iostimulasi U.$. @oerment Printing C))i%e.

Priyono . !00. =arget !00 ter%apai, !0! sumur ekplorasi dibor tahun !009. Buletin

BPM0+A" No 4>. 2al 564.

$u&anto ., ( ;riska, dan I $udirman. 199:. arakterisasi Pseudomonas /luorescens

(!9 dan (39J Pro)il + Prosiding Pelatihan dan

okakarya Peranan (ioremediasi dalam Pengelolaan ingkungan 'ibinong, !*8

! Auni 199:. hlm !*839.

Fong 2', im '2, Folem @'. 199. esign o/ emediation "ystem. e&is Publisher,


29/31

!9

LAMPI3AN

ampiran 1 +osis dan komposisi media tumbuh

Nama Me!ia Kom$osisi Dosis4liter


30/31

30

ampiran ! +ata Uji aktiitas bakteri pada tanah terkontaminasi minyak berat

Faktu Perlakuan (erat botol a&al (erat botol akhir gr =P2 =P2

Minggu kedua a 5,*: 5,93 0,* 9,* b 93,1! 93,5! 0,*

% 13,19 13,:! 0,*3 ,:

d 135,3: 135,1 0,*5 9

e 105,9 10:,39 0,*! ,*

) 11! 11!,* 0,*

Minggu etiga a 5,: :,1* 0,* 9,*

b 135,!5 135,:* 0,39 ,

% 5,5! 5,9! 0,*

d 5,3 5,1 0,*3 ,:

e :,05 :,** 0,39 ,) 5,:5 :,01 0,3: ,!

Minggu eempat a 5,!! 5,: 0,*: 9,!

b 5, :,1 0,3 ,*

% 10:,95 10,3! 0,3 ,*

d 10!, 103,19 0,*! ,*

e 10*,11 10*,5 0,39 ,

) *,: *,9: 0,3: ,!


31/31

31

ampiran 3 +ata Uji aktiitas bakteri pada tanah terkontaminasi oli bekas

Faktu Perlakuan (erat botol a&al (erat botol akhir gr =P2 =P2

Minggu kedua a 5,5 5,99 0,*! ,*

b 5, :,0 0,3 ,*% 5,3 :,0 0,35

d 10*,: 105,1* 0,3 ,:

e 10:,93 10,!9 0,3: ,!

) 10!,3 103,1 0,35

Minggu etiga a 10*, 105,09 0,39 ,

b 5,:5 5,9: 0,31 :,!

% 5,:9 5,9 0,!9 5,

d 111,9* 11!,3 0,3: ,!

e 10:,9 10,1: 0,! 5,*

) 10!, 103,09 0,3! :,*Minggu eempat a 11! 11!,3 0,3 :

b 93,1! 93,39 0,! 5,*

% 5,*: 5,:1 0,15 3

d 111,: 111,: 0,!: 5,!

e :,05 :,!! 0,1 3,*

) 111,9* 11!,1! 0,1 3,:

Documents

Bioremediasi Minyak Bumi Dengan Mikroorg