0216-3128-2006-3-041

7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

1/7

M. Yazid, dkk. ISSN 0216 - 3128 41

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERIA UNTUK

REMEDIASI RADIONUKLIDA URANIUM DI DALAM

LINGKUNGAN

M. Yazid, ai!"# A$i%i!Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERIA UNTUK REEDIASI RADIONUKLIDA URANIU DI DALA

LIN!KUN!AN" Telah dilakukan isolasi dan identi#ikasi $akteri dari li%$ah uraniu% akti&itas rendah 'ang

dihara(kan da(at digunakan se$agai agen re%ediasi radionuklida uraniu% di dala% lingkungan" Tu)uan

dari (enelitian ini untuk %enda(atkan isolat $akteri 'ang tu%$uh di lingkungan 'ang %engandung

uraniu%" Isolasi $akteri dilakukan se*ara selekti# %enggunakan %ediu% SBS agar 'ang %engandung +,

%gl uraniu% diinku$asikan (ada suhu ./ ,0" Koloni di(indahkan se*ara ase(tis ke %ediu% SBS agar"

Isolat 'ang di(eroleh di%urnikan dan diseleksi $erdasarkan ke%a%(uan tu%$uh (ada %ediu% SBS *air

dengan &ariasi konsentrasi uraniu% dengan (enggo)og $erke*e(atan +1, r(%" Isolat 'ang %e%iliki

konstanta (ertu%$uhan s(esi#ik 2 3 tinggi di(ilih untuk dilakukan karakterisasi dan diidenti#ikasi

%enggunakan %etode at*hing Pro#ile" 4asil (enelitian %enu)ukkan $ah5a tu)uh isolat $akteri da(at

diisolasi dari li%$ah uraniu% akti&itas rendah 2radioakti&itas 6 7 ,8,+ B9%l3" Dari hasil seleksi di(erolehtiga isolat 'ang %e%iliki tinggi dala% %ediu% SBS *air hingga konsentrasi +,, %gl uraniu%" 4asil

identi#ikasi %enun)ukkan $ah5a dua isolat diduga %eru(akan anggota genus Pseudo%onas dan satu isolat

anggota genus Ba*illus" Ketiga isolat ter(ilih %a%(u tu%$uh $aik 2harga : ; ,8,aste that e?(e*ted *an $e used #or the uraniu% re%ediation agent in the en&iron%ent ha&e $een

done" The o$)e*ti&es o# this resear*h 5as to o$tain indigenous uraniu% resistan*e $a*teria #ro% uraniu%

5aste" Isolation o# uraniu% resistan*e $a*teria 5as *arried out on the sele*ti&e %ediu% SBS *ontaining+, %gl uraniu%8 in*u$ated at ./ ,0 until the gro5th 5as &isi$le" Se(arated *olonies 5ell gro5n on the

%ediu% )ell' 5hen (i*ked o## and trans#erred into slant SBS )ell'" Sele*tion o# $inding uraniu% $a*teria

5as *arried out $ased on their a$ilit' to gro5 on li9uid %ediu% *ontaining &arious *on*entration o#

uraniu% that shaked 5ith +1, r(% s(eed" The highest s(e*i#i* gro5th rate *onstant 2 3 isolates 5ere

sele*ted #or *hara*teri@ation and identi#i*ation $' %at*hing (ro#ile %ethod" The result o# this resear*h

sho5ed that three sele*ted isolate that a$le to gro5 5ell on li9uid SBS %ediu% until +,, %gl uraniu%

*on*entration" The identi#i*ation results sho5ed that t5o isolate 5ere identi#ied $elong to the genus

Pseudo%onas and one isolate 5as $elong to the genus o# Ba*illus" Three sele*ted isolate 5ere a$le to

gro5th 5ell in the uraniu% solution 2: &alue ; ,8,

7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

2/7

42 ISSN 0216 - 3128 M. Yazid, dkk.

oleh organisme hidup. ersifat akumulatif yang

dalam jangka !aktu lama menyebabkan gangguan

metabolisme pada makhluk hidup."#$

%emampuan mikroba untuk hidup dan

berkembang biak di lingkungan yang mengandung

logam berat & radioaktif merupakan fenomena yang

sering dijumpai. Sebagian besar mikroba yaitu

jamur, bakteri dan khamir dapat diisolasi dari

lingkungan yang tercemar logam berat. 'ikroba ini

memiliki mekanisme detoksifikasi yang berfungsi

membantu untuk bertahan hidup dan berkembang

biak pada media toksik yang ditimbulkan oleh

keberadaan logam berat tersebut.

'ekanisme detoksifikasi yang dimiliki mikroba

antara lain :

#. 'ikroba memiliki bagian tubuh yang

mendukung untuk mampu beradaptasi di

lingkungan misalnya siderophore dan dinding

sel yang tebal.

(. 'emiliki en)im ekstraseluler yang berfungsi

sebagai pengikat kation logam dan sebagai

penghalang untuk mencegah masuknya ion

logam ke dalam sel.

*. akteri yang hidup di lingkungan yang tercemar

logam berat memiliki mekanisme detoksifikasi

yang berfungsi untuk tetap hidup dan berkem-

bang biak."($

+ari uraian diatas, mikroba mempunyai

peluang yang besar untuk dikembangkan sebagai

teknologi alternatif dalam remediasi radionuklida di

lingkungan perairan. ioremediasi adalah prosespembersihan kembali lingkungan dari bahan

pencemar dengan menggunakan agen biologi antara

lain tumbuhan dan mikrobia. %eunggulannya

antara lain periode hidupnya relatif singkat, dapat

diproduksi dalam jumlah yang besar dalam !aktu

yang singkat, aktivitas & kinerjanya dapat diatur;

hal ini disebabkan karena mikroba lebih sensitif

terhadap keberadaan ion logam berat di lingkungan.

Salah satu mikroba yang sering dimanfaat-

kan dalam bioremediasi perairan yang mengandung

logam berat adalah bakteri. enis bakteri tertentu

yang sudah beradaptasi di lingkungan yangmengandung logam berat akan mampu bertahan

hidup dan berkembang biak pada efek toksik yang

ditimbulkan oleh keberadaan jenis logam berat

yang sama. 'enurut tlas dan artha tahun #*,

bakteri yang resisten terhadap logam berat memiliki

mekanisme untuk bertahan hidup antara lain berupa

proses bioakumulasi, biopresipitasi, methylasi dan

bioreduksi. .

ioremediasi logam berat oleh mikroba

adalah proses pengubahan molekul atau ion logam

sehingga yang semula bersifat toksis menjadi

berkurang kadar toksisitasnya. +ari hasil

penelitian, terdapat beberapa jenis bakteri yang

memiliki mekanisme khusus untuk dapat bertahan

hidup di lingkungan yang mengandung uranium.

eberapa contoh mekanisme yang dimiliki oleh

bakteri yaitu dengan mereduksi uranium "/0$

menjadi uranium "0/$ oleh 0lostridiu% s("dan

Desul#o&i$rio s(""*$

akteri yang diisolasi dari lingkungan yang

mengandung logam berat memiliki peran penting

untuk digunakan sebagai agen bioremediasi di

lingkungan. enis bakteri ini lebih adaptif dan

toleran terhadap efek toksik yang ditimbulkan oleh

keberadaan logam berat tersebut.

erdasarkan uraian di atas, pembuatan isolat

bakteri yang dapat tumbuh baik di lingkungan yang

mengandung uranium dan mampu mengurangi&

menurunkan konsentrasi uranium dalam larutan

diharapkan dapat digunakan sebagai agen bio-

remediasi radionuklida tersebut di lingkungan.

Tujuan penelitian ini yaitu untuk men-

dapatkan isolat bakteri yang mempunyai konstanta

pertumbuhan yang relatif tinggi di lingkungan yang

mengandung uranium serta untuk melakukan

identifikasi jenis bakteri tersebut sehingga dapat

dipastikan kedudukan taksonominya.

TATA KER)A

Ba*a! Ya!+ Di$#"a!

ahan yang diperlukan antara lain

alumunium foil, alkohol, 1(2(, reagen oksidase,

kertas coklat, kapas dan spiritus. 'edia yang

digunakan: medium SS yang ditambah uranil

nitrat 32("42*$(.51(2, nutrient broth "o6oid$,

nutrien agar, medium uji fisiologis : glukosa,

laktosa, maltosa, mannitol, %42*, medium Sulfur

0ndol 'otility "S0'$, medium Simmon 7itrat agar,

medium Tripple Sugar 0ron "TS0$, medium 3rea

gar ase, gelatin, medium 'c 7onkay, medium

lood gar, medium 4itrat cair.

'$a#a/a! Ya!+ Di+"!aa!

lat yang digunakan dalam penelitian ini

antara lain tabung reaksi "Pyre6$, pipet ukur dengan

volume # ml, 8 ml, #9 ml "Pyre6$, propipet, ca!an

petri "Pyre6$, erlenmeyer "Pyre6$, gelas ukur

"Pyre6$, timbangan semi kasar "2haus$, kuvet, ose,

otoklaf "1irayana$, spektrofotometer "Spectronik$,

inkubator shaker "Stuart scientific$, sentrifuge,

inkubator "'emmert$, oven "'emmert$, vorte6

"Theirmolin$.

Prosiding PPI - PDIPTN 200

Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

3/7

M. Yazid, dkk. ISSN 0216 - 3128 43

&a$a K$a

Persiapan

Sterilisasi alat-alat gelas dan media : alat, bahan

dan media yang akan digunakan disterilisasi

terlebih dahulu dengan menggunakan 2toklaf

merk 1irayana pada tekanan # atm, temperatur#(#97 selama #8 menit.

Pembuatan medium untuk isolasi mikrobia :

medium yang digunakan adalah medium SS

cair ditambah uranil nitrat #9 mg&l, medium

SS agar ditambah uranil nitrat #9 mg&l,

auades steril.

Pembuatan medium untuk peremajaan kultur

mikrobia : medium yang digunakan untuk

penyimpanan kultur mikrobia adalah medium

nutrient agar yang ditambah uranil nitrat #9

mg&l.

Prosedur penelitian

a. I#ai i$4ia da$i #i4a* "$a!i" 5ai$

a/ii/a $!da*

Pengambilan sampel limbah uranium cair

dilakukan di aboratorium Pengelolaan imbah

T4

7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

4/7

44 ISSN 0216 - 3128 M. Yazid, dkk.

0solat bakteri yang digunakan pada

penelitian, diisolasi dari limbah uranium cair

aktivitas rendah yang berada di aboratorium

Pengolahan imbah Aadioaktif P*T'-T4,

yang mengandung 89 mg&l uranium. Tujuan

pengambilan isolat bakteri dari limbah ini adalah

untuk mendapatkan isolat yang dapat tumbuh baik

" adaptif $ di lingkungan yang mengandung

uranium. Pada !aktu isolasi bakteri dilakukan

pengamatan !arna, suhu, p1 dan aktifitas limbah

tersebut. +ari hasil pengamatan didapatkan data

sebagai berikut :

Ta4# 1. B4$aa 'a$a/$ Li4a* &ai$ Ya!+ Di""$.

'a$a/$ 7a!+ di""$ U#a!+a! 1 U#a!+a! 2

p1 ? ##

Farna ening ening

Suhu (? (

Aadioktivitas G H 9,9# &ml H 9,9# &ml

Ta4# 2. M$%#+i #!i, i%a/ !+5a/a! G$a da! 4!/" # i#a/ 4a/$i ada

di" SBS ada/ da! 10 +# "$a!i# !i/$a/.

MORFOLOGI

KOLONI

ISOLAT 1 ISOLAT

2

ISOLAT 3 ISOLAT 9 ISOLAT : ISOLAT 6 ISOLAT ;

entuk 7ircular 7ircular 7urled Eilamentous 7ircular 7ircular 7ircular

Tepi 7renate 3ndulate 3ndulate 7iliate 3ndulate 3ndulate 7renate

Struktur

dalam

Favy

interlaced

7oarsely

granular

Einely

granular

7oarsely

granular

Einely

granular

2paue 7oarsely

granular

Ilevasi o!

conve6

o!

confe6

Iffuse Iffuse o!

conve6

o!

conve6

o!

confe6

Farna %rem kuning putih Putih Putih %rem putih

Dram J btk

sel

"-$ batang

pendek

"-$ batang "-$ btg

pendek

"-$ berspora

batang

"K$ spora

batang

"K$ spora

batang

"-$ spora

batang

Pertumbuhan bakteri di medium SS cairditunjukkan dengan perubahan kekeruhan medium.

0solasi dilakukan dengan menginokulasi medium

SS cair pada medium SS padat yang

mengandung #9 mg&l uranil nitrat. 0solat bakteri

yang tumbuh adalah isolat yang adaptif terhadap

uranil nitrat. 0solat bakteri diamati bentuk

morfologi koloni, bentuk sel dan sifat pengecatangram. +ari hasil isolasi didapatkan > isolat bakteri.

Selain pengamatan morfologi koloni juga

dilakukan pengamatan pertumbuhan pada agar

tegak dan miring. dapun hasil pengamatannya

disajikan pada Tabel *.

Ta4# 3. '$/"4"*a! ada "#/"$ /+a da! "#/"$ i$i!+.

ISOLAT

1

ISOLAT

2

ISOLAT

3

ISOLAT

9

ISOLAT

:

ISOLAT

6

ISOLAT

;

Pertumbuhan pada

agar tegak beaded villous echinulate filliform Eilliform echinulate bead

Pertumbuhan pada

agar miring echinulate echinulate spreding echinulate echinulate filiform echinulate

0solat bakteri ditumbuhkan pada medium

SS cair dengan konsentrasi uranil nitrat bervariasi

" 9, (9 mg&l , =9 mg&l , ?9 mg&l dan #99 mg&l $

selama 5 jam. +ari pengukuran 2+ semua isolat

bakteri, dihitung rerata pertumbuhan eksponensial-

nya untuk mengetahui pertumbuhan bakteri di

konsentrasi uranil nitrat yang berbeda. +ari

penghitungan untuk semua isolat bakteri pada

konsentrasi uranil nitrat yang berbeda didapatkan

hasil seperti disajikan pada Dambar #.




7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

5/7

M. Yazid, dkk. ISSN 0216 - 3128 45

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

bul 1 bul2 bul3 bul4 bul5 bul6 bul7

Isolat !akteri

ra

ta-rata"ertu#!uhan

eks"onensial

0 mg/ l 20 mg/l 40 mg/l 80 mg /l 1 00 mg/l

Ga4a$ 1. G$a%i $$a/a $/"4"*a! i#a/

4a/$i d!+a! a$iai !!/$ai

"$a!i".

+ari gambar # dapat dilihat bah!a isolat

bakteri memiliki rerata pertumbuhan yang berbeda-

beda di medium dengan konsentrasi uranium yangbervariasi. Pertumbuhan isolat bakteri pada

a!alnya meningkat dengan penambahan uranium

hingga konsentrasi tertentu. 0solat #, ( dan * rata-

rata pertumbuhan bakteri akan meningkat dari

konsentrasi uranium 9, (9 hingga =9 mg&l

sedangkan isolat =, 8, 5 dan > rata-rata

pertumbuhan bakterinya meningkat hingga

konsentrasi uranium (9 mg&l. %eadaan ini dapat

terjadi karena isolat bakteri berasal dari limbah

radioaktif cair aktivitas rendah yang mengandung

uranium sehingga isolat tersebut telah beradaptasi

untuk tumbuh di dalam lingkungan yang

mengandung uranium.

+ari hasil penelitian tentang pengaruh

keberadaan logam berat di lingkungan terhadap sel

mikroba, dapat diketahui bah!a mikroba "khamir,

jamur, algae dan bakteri$ dapat melakukan reduksi

ion logam secara en)imatis !alaupun ion logam

tersebut tidak berperan sebagai aseptor elektron

terakhir. /akuola dari khamir, bakteri, jamur dan

algae memiliki gen polyphospatkinase yang

diaktifkan dengan keberadaan ion phosphat hasil

pemecahan TP menjadi +PK P. Den

polyphospatkinase yang aktif akan mengkode

pembentukan Polyphospat yang merupakan

senya!a dengan berat molekul rendah yang

terdapat pada granula bakteri. Polyphospat

didegradasi membentuk ion phosphat yang

digunakan untuk pengikatan logam berat. 0on

uranyl "32((K$ yang ada di dalam larutan akan

diikat oleh phosphat dari polyphospat dan direduksi

menjadi 32(1P. 1asil reduksi berupa komplek

uranyl phospat akan terikat dibagian luar sel "5$.

danya pembentukan komplek uranyl phospat

akan mengurangi keberadaan ion uranyl sehingga

toksisitas dalam larutan berkurang. 0ni akan

memungkinkan bakteri untuk tumbuh dan

berkembang biak di lingkungan tersebut.

+isamping itu, kristal uranil nitrat yang

digunakan untuk penelitian ini mengandung

pengotor antara lain 7a "9.= L$, Ee "9.#L$,%

"9.8L$, 4a"9.8L$ dan garam 3 "5L$. Penambahan

kristal uranil nitrat akan menambah keberadaan

unsur logam "7a, Ee, % dan 4a$ dalam medium.

%eempat unsur pengotor "7a, Ee, % dan 4a$

merupakan unsur logam yang terdapat dalam tubuh

organisme dan digunakan untuk metabolisme

organisme tersebut.

+ari grafik pada Dambar # dapat dilihat

bah!a pada konsentrasi uranium =9 dan ?9 mg&lisolat bakteri mengalami penurunan pertumbuhan

dan apabila konsentrasi uranium terus dinaikkan

hingga #99 mg&l akan terlihat penurunan

pertumbuhan bakteri dan beberapa isolat

menunjukkan terjadinya kematian. 1al ini

kemungkinan disebabkan karena uranium memiliki

efek toksis bagi mikroba antara lain dengan

kehadiran ion uranil sebagai logam berat dalam

larutan akan mengganggu metabolisme sitrat, reaksi

en)imatis dan jika konsentrasinya tinggi dapat

menyebabkan kematian sel mikrobia. "5$

0solat bakteri yang tumbuh di medium yangmengandung uranium adalah isolat yang resisten

terhadap unsur tersebut. Pemilihan isolat

didasarkan pada isolat bakteri yang memiliki rata-

rata pertumbuhan yang stabil di semua konsentrasi.

yaitu isolat #, * dan 5. %etiga isolat ini memiliki

rata-rata pertumbuhan yang bagus hingga

konsentrasi ?9 mg&l dan #99 mg&l dibandingkan

dengan isolat (, =, 8, > yang memiliki rata-rata

pertumbuhan bagus hingga konsentrasi (9 dan =9

mg&l saja.

Pendugaan genus isolat bakteri terpilih

dilakukan dengan melakukan pengujian sifat M sifatfisiologis bakteri dan pengecatan gram untuk

melihat sifat gram dan bentuk selnya. +ari hasil

pengujian sifat fisiologis, pengecatan gram dan

bentuk sel, pengelompokkan genus bakteri

dilakukan menggunakan metode %at*hing (ro#ile.




7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

6/7

46 ISSN 0216 - 3128 M. Yazid, dkk.

Ta4# 3. Ka$a/$iai I#a/ 4a/$i 1, 3, da! 6.

'ENGU)IAN SIFAT FISIOLOGI ISOLAT 1 ISOLAT 3 ISOLAT 6

A.F$!/ai a$4*id$a/

Dlukosa K K K 'annitol - - K

'altosa - - K

Saccharosa - - K

aktosa - - K

Dlukosa 2E - K

B. '!++"!aa! "4$ a$4!

Sitrat K K K

&. '!++"!aa! $/i!

Pembentukan indol - - -

1idrolisis gelatin K K K

1idrolisis 3rea K K -

D. Rd"i "4/$a/

4itrat K K -

%atalase K K K

E. (id$#ii a7#" K K K

F. '!+"ia! i/$ ida - K -

G. '!+"ia! $/"4"*a!

'edium 7 - - -

'edium nutrien egg yolk K - -

'edium 'c 7onkey K K -

(. M/i#i/a K K K

I. '4!/"a! (2S - - -

Denus Pseudomonas yang memiliki karakter

kunci bentuk selnya lurus atau batang bengkok, sifat

gram negatif, bersifat motil dengan satu atau

beberapa flagela yang terletak di ujung, bersifat

aerobik menggunakan 2( sebagai aseptor elektron

terakhir tetapi ada yang dapat mereduksi nitrat

sebagai aseptor elektron alternatif diba!ah kondisi

anaerob, kemampuan oksidasinya dapat positif atau

negatif dan katalase positif.

0solat # dan * memiliki karakteristik sifat

fisiologi yang hampir sama, keduanya mampumemfermentasi glukosa, bersifat motil yang

ditunjukkan dengan adanya perambatan pada

medium S0', dapat mereduksi nitrat dan

menghasilkan nitrit yang ditunjukkan dengan !arna

merah pada medium nitrat agar yang diberi larutan

dan larutan , fungsi katalisatornya bersifat positif

yang berarti dapat mengubah 1(2(manjadi 1(2 dan

2( dengan en)im katalase. $. +ari




7/25/2019 0216-3128-2006-3-041

7/7

M. Yazid, dkk. ISSN 0216 - 3128 47

hasil pengujian tersebut maka isolat 5 diduga

merupakan anggota genus acillus.

KESIM'ULAN

#. +ari limbah uranium cair aktivitas rendah

" radioaktivitas G H 9,9# &ml$ telah berhasil

diperoleh > isolat bakteri "dengan kode bul#

sampai dengan bul>$ yang mampu tumbuh dantoleran terhadap kondisi tersebut.

(. +ari ketujuh isolat yang didapatkan dapat dipilih

* isolat bakteri "bul#, bul* dan bul5$ yang

memiliki rerata pertumbuhan tertinggi "harga @

N 9,95$.

*. ardasarkan hasil identifikasi bakteri dengan

metode %at*hing (ro#ile dapat disimpulkan

bah!a bateri yang dijumpai tersebut dari genus

Pseudomonas dan acillus.

DAFTAR A&UAN

#. 071, 1 and S72TO%. pp #>?-#?8. "(99#$

5. 12T,D., et al., ergeys 'anual of

+eterminative acteriology, th ed, 0n Filliam,

A1 "eds$ Philadelphia : ippincott Flliams J

Filkins 3S pp *, 88 "(999$

>. 2/I

0216-3128-2006-3-041

Documents