POTENSI BAKTERI Enterobacteragglomerans SEBAGAI

BIOSORBEN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

SKRIPSI

Oleh:

NUR DIANA

NIM. 09620044

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI(UIN)

MAULANA MALIKIBRAHIMMALANG

2013

POTENSI BAKTERI Enterobacter agglomerans SEBAGAI BIOSORBEN

LOGAM BERAT TIMBAL (Pb)

SKRIPSI

Diajukan Kepada:

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan dalam

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh:

NUR DIANA

NIM. 09620044

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI MAULANA MALIK IBRAHIM

MALANG

2013

MOTTO

“karena Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan”

(Q.S Al-Insyirah: 5)

ING NGARSO SUNG TULODO

(DI DEPAN MEMBERIKAN CONTOH TELADAN YANG

BAIK)

ING MADYO MANGUN KARSO

(DI TENGAH MEMBANGKITKAN SEMANGAT)

TUT WURI HANDAYANI

(DARI BELAKANG MEMBERIKAN DORONGAN)

Semboyan Ki Hajar Dewantara

PERSEMBAHAN

Dengan ketulusan hati dan cinta kasih yang suci

kupersembahkan karya sederhana ini untuk orang yang

senantiasa bersemayam dalam hati dan yang ku cintai

sepanjang masa . .

Sepasang mutiara hati yang memancarkan sinar kasih yang

tak pernah usai yang telah mendidik, mengayomi dan

mengasihiku setulus hati dan sesuci do’a

penulis ucapkan terimakasih dan rasa hormat yang mendalam pada kedua orang tua Ayahanda Khairus Sholeh dan Ibunda Hamida yang selalu setia mendukung dan mendo’akan setiap aktivitas penulis untuk terus maju dan menyelesaikan semua

kewajiban dengan sebaik-baiknya.

Seluruh keluarga dan kerabat yang selalu memberikan motivasi.

Rasa terimakasih yang tulus kepada Azhar Effendi, S.Si atas segala kasih sayang, pengorbanan, kesabaran, motivasi dan

sumbangan pemikiran dalam menyelesaikan skripsi ini.

KATA PENGANTAR

Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat, taufiq, hidayah serta inayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

penulisan skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

(S.Si). Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan penulisan

skripsi ini telah mendapatkan banyak bantuan dan dorongan semangat dari

berbagai pihak, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis ingin

menyampaikan terimakasih sebesar-besarnya kepada:

1. Prof. Dr. H. Mudjia Rahardjo, M.Si, selaku Rektor Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang.

2. Dr. Hj. Bayyinatul M., drh., M.Si, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

3. Dr. Evika Sandi savitri, M.P selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

4. Dr. Retno Susilowati, M.Si, selaku dosen pembimbing skripsi yang telah

meluangkan waktunya dan memberikan banyak arahan kepada penulis

dengan tekun dan sabar sejak dimulainya penelitian hingga dalam

menyempurnakan skripsi ini. Semoga Allah SWT melimpahkan Rahmat-Nya

kepada beliau dan keluarga. Amin.

5. Dr. H. Munirul Abidin, M.A selaku dosen pembimbing agama yang telah

memberikan masukan dan meluangkan waktu untuk penulis. Semoga Allah

SWT selalu melimpahkan Rahmat-Nya kepada beliau dan keluarga. Amin.

6. Ir. Liliek Hariane, M.P selaku dosen wali yang telah membimbing selama

studi dan memberikan masukan kepada penulis hingga terselesaikannya

skripsi ini. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan Rahmat-Nya kepada

beliau dan keluarga. Amin.

7. Segenap Bapak/Ibu Dosen Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim

Malang yang telah memberikan bimbingan kepada penulis selama studi.

8. Ayahanda Khairus Sholeh dan Ibunda Hamidah tercinta yang telah

memberikan banyak dukungan baik moril maupun spiritual serta ketulusan

do’anya sehingga penulisan skripsi dapat terselesaikan.

9. Teman-teman Jurusan Biologi angkatan 2009 yang selalu ada untuk saran,

nasehat, motivasi dan bantuannya. Semoga kita semua menjadi Insan Kamil

yang bermanfaat bagi semua. Amin.

10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu atas do’a tulus yang

diberikan, dukungan dan bantuannya dalam menyelesaikan tugas akhir

(skripsi).

Dengan iringan do’a semoga Allah membalas semua kebaikan mereka.

Penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi pembaca dan khususnya bagi

penulis. Amin Ya Rabbal Alamin

Malang, September 2013

Penulis

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

HALAMAN PENGAJUAN

HALAMAN PERSETUJUAN

HALAMAN PENGESAHAN

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

HALAMAN MOTTO

HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR ................................................................................... viii

DAFTAR ISI ................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xiv

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xv

ABSTRAK ..................................................................................................... xvi

ABSTRACT .................................................................................................. xvii

xviii .............................................................................................................. الملخص

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................. 6

1.3 Tujuan Penelitian .................................................................. 6

1.4 Hipotesis ................................................................................ 6

1.5 Batasan Masalah..................................................................... 7

1.6 Manfaat Penelitian ................................................................. 7

BAB II KAJIAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Air ..................................................................... 8

2.1.1 Logam Berat di Perairan ............................................ 9

2.2 Logam Berat ......................................................................... 11

2.2.1 Timbal (Pb) ............................................................... 12

2.3 Biosorpsi ............................................................................... 15

2.4 Biosorpsi dengan Enterobacter agglomerans ....................... 17

2.5 Enterobacter agglomerans ..................................................... 19

2.5.1 Klasifikasi Enterobacter agglomerans ....................... 19

2.5.2 Deskripsi Enterobacter agglomerans ......................... 20

2.6 Struktur Sel Bakteri ............................................................... 20

2.7 Pertumbuhan Bakteri ............................................................. 23

2.7.1 Fase Pertumbuhan Bakteri ......................................... 23

2.8 Perhitungan Bakteri ............................................................... 25

2.8.1 Spektrofotometri ........................................................ 26

2.8.2 Cara Kerja Spektrofotometri ..................................... 29

2.9 Analisis Logam (Analisis Spektroskopi) .............................. 30

2.9.1 Spektroskopi Serapan Atom (SSA) ........................... 31

2.9.2 Prinsip Kerja Spektroskopi Serapan Atom (SSA) ..... 32

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Rancangan Penelitian ............................................................ 33

3.2 Variabel Penelitian ................................................................ 33

3.3 Waktu dan Tempat ............................................................... 34

3.4 Alat dan Bahan ...................................................................... 34

3.4.1 Alat .............................................................................. 34

3.4.2 Bahan .......................................................................... 34

3.5 Prosedur Penelitian ................................................................... 35

3.5.1 Sterilisasi Alat Dan Bahan ............................................ 35

3.5.2 Pembuatan Media Luria Bertani (LB) (Kurniasari, 2005) . 35

3.5.3 Pembuatan Inokulum Bakteri (Yani dan Kurniasari, 2008) 36

3.5.4 Pembuatan Kurva Standar Pertumbuhan Bakteri

(Awwalurrizki dan Surya, 2008) .................................... 36

3.5.5 Pengaruh Logam Berat Timbal (Pb) Terhadap

Pertumbuhan Enterobacter agglomerans (Kurniasari,

2005) .......................................................................... 37

3.5.6 Penentuan Kadar Logam Berat Timbal Yang Terserap

Oleh Enterobacter agglomerans (Husain dan Irna, 2005) 37

3.6 Analisis Data ........................................................................... 38

3.6.1 Kurva Standar Pertumbuhan ......................................... 38

3.6.2 Penentuan Kandungan Logam Berat Timbal (Pb) ........... 39

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kurva Standar Pertumbuhan ................................................. 41

4.2 Pengaruh Konsentrasi Logam Berat Timbal Terhadap

Pertumbuhan Bakteri Enterobacter agglomerans .................. 43

4.3 Biosorpsi Logam Pb Oleh Bakteri Enterobacter agglomerans 49

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan ........................................................................... 56

5.2 Saran ...................................................................................... 56

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 58

LAMPIRAN ................................................................................................... 62

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Sistem Kerja Spektrofotometer ..................................................... 30

Gambar 4.1 Kurva Standar Pertumbuhan Bakteri E. Agglomerans .................. 42

Gambar 4.2 Grafik Hubungan Jumlah Koloni Bakteri E. Agglomerans dengan

Waktu Pengamatan ....................................................................... 42

DAFTAR TABEL

Table 4.1 Hasil Pengukuran nilai OD dan Pengukuran Jumlah koloni (TPC) ... 42

Table 4.2 Data rata-rata nilai Optical Density (OD) bakteri E. Agglomerans . .. 44

Table 4.3 Data rata-rata pertumbuhan jumlah koloni bakteri E. agglomerans ... 44

Table 4.4 Penyerapan Logam Pb oleh bakteri E. agglomerans dengan AAS .... 49

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran I : Data Nilai Optical Density (OD) Bakteri Enterobacter

agglomerans ............................................................................. 62

Lampiran II : Hasil SPSS Analisis Regresi Kurva Standar Hubungan antara

Nilai OD dan TPC .................................................................... 65

Lampiran III : Pengamatan Media Secara Visual .......................................... 66

Lampiran IV : Pemurnian Pb Asetat Menjadi Pb Murni ............................... 67

Lampiran V : Gambar Pengamatan .............................................................. 69

ABSTRAK

Diana, Nur. 2013. Potensi Bakteri Enterobacter agglomerans Sebagai Biosorben

Logam Berat Timbal (Pb). Skripsi, Jurusan Biologi Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

Pembimbing: (I) Dr. Retno Susilowati, M. Si (II) Dr. H. Munirul Abidin, MA.

Kata Kunci: Logam Berat Timbal (Pb), Biosorben, Enterobacter agglomerans.

Limbah cair yang mengandung logam berat timbal (Pb) dapat menimbulkan

dampak negatif terhadap lingkungan, seperti pencemaran air. Solusi untuk mengatasi

pencemaran air yang mengandung logam berat adalah biosorpi. Biosorpsi merupakan

teknologi pemanfaatan penyerapan oleh mikroorganisme seperti bakteri. Salah satu

bakteri yang resisten dan mampu mengakumulasi logam berat adalah Enterobacter

agglomerans. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh logam berat

timbal (Pb) terhadap pertumbuhan E. agglomerans dan untuk mengetahui kemampuan E.

agglomerans dalam menurunkan konsentrasi logam berat timbal (Pb).

Jenis penelitian ini adalah penelitian eksperimental dengan menggunakan

rancangan penelitian Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 5 perlakuan dan 3

ulangan. Bakteri E. agglomerans dibiakkan dalam media LB dan dihitung kurva standar

pertumbuhan dengan metode TPC yang diregresikan dengan nilai OD pada panjang

gelombang 600 nm menggunakan persamaan y=ax+b. Pengamatan pertumbuhan bakteri

dengan konsentrasi logam berat timbal 0, 5, 10, 15 dan 20 ppm dihitung dengan melihat

nilai OD setiap 4 jam sampai 28 jam, pada puncak fase log data dianalisis dengan

ANOVA progam SPSS 16. Untuk mengetahui konsentrasi logam berat timbal yang

terserap, dilakukan uji Atomic Absorbtion Spektrofotometry (AAS) dengan pengambilan

data hasil pertumbuhan yang paling optimum selain kontrol.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri E. agglomerans berpotensi sebagai

biosorben logam berat timbal (Pb). Hal ini dibuktikan dengan adanya pengaruh timbal

terhadap pertumbuhan bakteri E. agglomerans. Pertumbuhan bakteri tertinggi pada 0

ppm dan yang terendah pada perlakuan 20 ppm. Bakteri E. agglomerans juga mampu

menurunkan konsentrasi logam berat timbal pada media cair sebesar 96 % pada perlakuan

5 ppm.

ABSTRACT

Diana, Nur . 2013. Potential bacteria Enterobacter agglomerans As Biosorben Heavy

Metal Lead ( Pb ) . Thesis , Department of Biology, Faculty of Science and

Technology of the State Islamic University of Maulana Malik Ibrahim Malang .

Supervisor : ( I) Dr . Retno Susilowati , M. Si ( II ) Dr . H. Munirul Abidin , MA .

Keywords : Heavy Metal Lead ( Pb ) , Biosorben , Enterobacter agglomerans .

Wastewater containing heavy metal lead ( Pb ) can have negative impacts on the

environment , such as water pollution . Solutions to address water pollution containing

heavy metals is biosorpi . Biosorption is the utilization of technology uptake by

microorganisms such as bacteria . One of the resistant bacteria and heavy metals are

capable of accumulating Enterobacter agglomerans . The purpose of this study was to

determine the effect of heavy metal lead ( Pb ) on the growth of E. agglomerans and to

determine the ability of E. agglomerans in reducing heavy metal concentrations of lead (

Pb ).

This research is an experimental study using a study design completely

randomized design ( CRD ) with 5 treatments and 3 replications . Bacteria E.

agglomerans cultured in LB medium and standard growth curves calculated with the TPC

method regressed with OD values at a wavelength of 600 nm using the equation y = ax +

b . Observation of bacterial growth with concentrations of heavy metals lead 0 , 5 , 10 ,

15 and 20 ppm calculated by looking at the value of OD every 4 hours to 28 hours , the

peak phase of the log data is analyzed with ANOVA SPSS 16 program . To determine the

concentration of heavy metals are absorbed lead , test Spektrofotometry Atomic

Absorption ( AAS ) with data capture growth in the most optimum outcome than controls.

The results showed that the bacterium E. agglomerans potential as biosorben

heavy metal lead ( Pb ) . This is evidenced by the effect of lead on the growth of the

bacteria E. agglomerans . Highest bacterial growth at 0 ppm and the lowest at 20 ppm

treatment . Bacteria E. agglomerans was also able to reduce heavy metal concentrations

of lead in liquid media by 96 % in the treatment of 5 ppm .

الملخص

انثقهت انشطبص يعذ Biosorben انبكخشب انحخهت األيعبئت انكخهت كب .٢٠١٣ .دبب، ىس

أطشوحت، قسى األحبء، كهت انعهىو وانخكىنىخب انخببعت ندبيعت والت يىالب ) انشطبص(

اإلساليت يبالح ابشاهى يبنك

.انذكبحىس يش انعببذ انبخسخش انحح (٢ ).انذكخىس سخى سىسهىاح انبخسخش (١): انسخشبس

، األيعبئت انكخهتBiosorben، )انشطبص( انثقهت انشطبص يعذ :كلمات البحث

إحذي انعهبث . انخهىد انبئ خدت نعىايم يخخهفت ه ا ف غبت انخطىسة عه طحت انبشش

انفببث انسبئهت انخ ك أ كى نهب أثش سهب عه انبئت هى يعذ ثقم، واحذة ي انشطبص يعذ ثقم

انخ biosorpiحبنب، واحذة ي انبذائم ف يعبندت انفببث انحخىت عه انعبد انثقهت ه . (سطبص)

واحذ ي . حسخخذو انكبئبث انذققت وخبطت انبكخشب قذسة ايخظبص اليخظبص انعبد انثقهت ف انب

وكب انغشع ي هز . انبكخشب ه يقبويت قبدسة عه حخشاكى انعبد انثقهت حخ هى األيعبئت انكخهت

انكخهت انكخهت ف خفغ . Eوقذسة . Eعه ى (انشطبص)انذساست نخحذذ حشكض انشطبص يعذ ثقم

وقذ أخشج انذساست ببسخخذاو انطشق انخدشبت يع . (انشطبص)حشكضاث انعبد انثقهت ي انشطبص

. يشاثRAL 3انعبيهت انشخشكت وانخكشسة

TPCيح انقبست خعهج يع أسهىة والحع LB انكخهت يثقف ف انخىسظ .E بكخشب

يشاقبت .ة +انفأط = y بىيخش ببسخخذاو انعبدنت 600ف طىل يىخت ي ODسخخذو حشاخعج يع انقى

خضء ف انهى يحسىة ي خالل انظش 0،5،10،15،20ى انبكخشب يع حشكضاث انعبد انثقهت ؤد

SPSS سبعت، ف رسوة بببث انسدم يشحهت غسم انكه يع بشبيح 28 سبعبث إن 4كم OD ف قت

16 ANOVA. أيب ببنسبت نعشفت konsenrtasi انشطبص يعذ ثقم خضSpektrofotometry

.يأخىرة ي يعظى انى األيثم ي عظش انخحكى (AAS) ببسخخذاو خهبص االيخظبص انزس

. (سطبص) انشطبص يعذ ثقم biosorbenإيكببث انكخهت كب . Eأظهشث انخبئح وانبكخشب

خضء ف انهى و 0أعه ى انبكخشب ف . انكخهت. Eوخده رنك ي حأثش انشطبص عه ى انبكخشب

كب األيعبئت انكخهت أضب قبدسة عه انحذ ي حشكض . خضء ف انهى انعالج20أد يسخىي عذ

. خضء ف انهى5٪ ف عالج 96.87انعبد انثقهت ف وسبئم اإلعالو انسبئم حؤد ف