ANALISIS PERAN MIKROORGANISME :

STUDI KASUS BAKTERI KARANG PENDEGRADASI SENYAWA

HERBISIDA MCPA DI PERAIRAN PANTAI UTARA JAWA

DOSEN PEMBIMBING :

NOPI STIYATI P., S.Si, M.T

OLEH :

M. SADIQUL IMAN H1E108059

PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena

berkat rahmat dan petunjuk yang dicurahkan-Nya saya dapat menyelesaikan

penulisan ini.

Penulisan Analisis Peran Mikroorganisme: Studi Kasus Bakteri Karang

Pendegradasi Senyawa Herbisida MCPA ini merupakan tugas yang diberikan

oleh ibu Nopi Stiyati P., S.Si, M.T, yang mana tujuan yang saya ambil dari

kegiatan penulisan ini adalah untuk memberikan gambaran tentang peran

mikroorganisme dalam kehidupan sehari-hari serta mengembangkan daya

kreativitas remaja khususnya mahasiswa dalam mengembangkan daya cipta untuk

melakukan suatu perubahan dalam upaya sumbangan pikiran untuk pengetahuan

yang berguna dan bermanfaat bagi masyarakat.

Penulisan laporan ini dapat diselesaikan karena berkat bimbingan secara

terpadu oleh ibu Nopi Stiyati P., S.Si, M.T,dan dukungan dari semua pihak. Untuk

itu dalam kesempatan kali ini saya mengucapkan terima kasih yang sedalam-

dalamnya. Dan akhirnya diharapkan agar penulisan laporan ini dapat berguna bagi

kita semua serta kemajuan ilmu pengetahuan. Penulisan ini tentunya tidak lepas

dari kritik dan saran yang besifat membangun.

Banjarbaru, Februari 2010

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR................................................................................. i

DAFTAR ISI................................................................................................ ii

BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1

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

1.2 Tujuan dan Manfaat......................................................................... 1

1.3 Metode Penulisan............................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................. 2

2.1 Pencemaran Laut......................................................................... 3

2.2 Dampak Pencemaran Laut.......................................................... 6

2.3 Pengertian Mikrobiologi............................................................. 9

2.4 Peran Mikroorganisme................................................................ 9

BAB III PEMBAHASAN.............................................................................. 13

3.1 Studi Kasus.................................................................................. 13

3.2 Isolasi Bakteri Karang................................................................. 13

3.3 Proses Uji Degradasi oleh Bakteri Karang.................................. 14

3.4 Faktor yang Mempengaruhi......................................................... 15

BAB IV PENUTUP....................................................................................... 16

4.1 Kesimpulan.................................................................................. 16

4.2 Saran............................................................................................. 16

DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 17

LAMPIRAN................................................................................................. 18

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Akhir-akhir ini pencemaran laut telah menjadi suatu masalah yang perlu

ditangani secara sungguh-sungguh. Hal ini berkaitan dengan semakin

meningkatnya kegiatan manusia dalam usaha memenuhi kebutuhan hidupnya. Di

samping menghasilkan produk-produk yang diperlukan bagi kehidupannya,

kegiatan manusia menghasilkan pula produk sisa (limbah) yang dapat menjadi

bahan pencemar (polutan). Cepat atau lambat polutan itu sebagian akan sampai di

laut. Hal ini perlu dicegah atau setidak-tidaknya dibatasi hingga sekecil mungkin.

Di Indonesia, teknologi untuk mengolah berbagai polutan dengan

menggunakan bahan-bahan kimia masih sangat mahal. Oleh karena itu diperlukan

suatu sistem bioteknologi yang cukup selektif dan ekonomis untuk

menghilangkan polutan ini. Bioteknologi merupakan salah satu cara pengolahan

yang sekarang sedang marak digunakan. Dimana dalam hal ini menggunakan

peran mikroorganisme dalam mendegradasi atau menguraikan bahan pencemar

(polutan) dalam perairan.

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan yang hendak dicapai dari penulisan ini adalah :

1. Mengetahui peran mikroorganisme, khususnya bakteri karang

dalam mendegradasi senyawa MCPA, yang merupakan bahan polutan di

perairan Pantai Utara Jawa,

2. Bagaimana proses penguraian senyawa MCPA oleh bakteri karang

terjadi, serta

3. Faktor apa saja yang mempengaruhi proses degradasi senyawa

MCPA tersebut.

Sedangkan manfaat dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan

pengetahuan tentang peran mikroorganime dalam penggunaannya di bidang

bioteknologi.

1.3 Metode Penulisan

Metode penulisan yang digunakan adalah studi literatur dari buku-buku

maupun jurnal-jurnal yang berkaitan dengan peran mikroorganisme dalam

mendegradasi polutan pada perairan yang informasinya didapat dari internet.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Laut

Berdasarkan Peraturan Pemerintah No.19/1999, pencemaran laut diartikan

dengan masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau

komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia sehingga

kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan laut

tidak sesuai lagi dengan baku mutu dan/atau fungsinya (Pramudianto, 1999 dalam

Misran, 2002). Sedangkan Konvensi Hukum Laut III (United Nations Convention

on the Law of the Sea = UNCLOS III) memberikan pengertian bahwa pencemaran

laut adalah perubahan dalam lingkungan laut termasuk muara sungai (estuaries)

yang menimbulkan akibat yang buruk sehingga dapat merugikan terhadap sumber

daya laut hayati (marine living resources), bahaya terhadap kesehatan manusia,

gangguan terhadap kegiatan di laut termasuk perikanan dan penggunaan laut

secara wajar, memerosotkan kualitas air laut dan menurunkan mutu kegunaan dan

manfaatnya (Siahaan, 1989 dalam Misran, 2002).

2.1.1 Jenis-Jenis Polutan

Bahan-bahan pencemar yang dibuang ke laut dapat diklasifikasikan dalam

berbagai cara. Mannion dan Bowlby (1992) dalam Misran (2002)

menggolongkannya dari segi konservatif/non-konservatif :

a) Golongan non-konservatif terbagi dalam tiga bentuk yaitu :

• buangan yang dapat terurai (seperti sampah dan lumpur), buangan dari

industri pengolahan makanan, proses distilasi (penyulingan), industri-

industri kimia, dan tumpahan minyak;

• pupuk, umumnya dari industri pertanian;

• buangan dissipasi (berlebih), pada dasarnya adalah energi dalam bentuk

panas dari buangan air pendingin, termasuk juga asam dan alkali.

b) Golongan konservatif terbagi dalam dua bentuk yaitu :

• partikulat, seperti buangan dari penambangan (misalnya : tumpahan dari

tambang batubara, debu-debu halus), plastik-plastik inert;

• buangan yang terus-menerus (persistent waste) yang terbagi lagi dalam tiga

bentuk :

(I) logam-logam berat (merkuri, timbal, zinkum);

(ii) hidrokarbon terhalogenasi (DDT dan pestisida lain dari hidrokarbon

terklorinasi, dan PCBs atau polychlorinated biphenyl); dan

(iii) bahan-bahan radioaktif.

Seringkali polutan yang masuk ke laut berbentuk kompleks, dalam arti

dapat mengandung kedua golongan di atas yaitu konservatif dan non-konservatif.

Sebagai contoh adalah buangan yang berasal dari penduduk (limbah domestik)

yang umumnya mengandung buangan organik tetapi juga mengandung bahan

berlogam, minyak dan pelumas, deterjen, organoklorin, dan buangan industri

lainnya.

Sementara itu GESAMP (The Grooup of Experts on Scientific Aspects of

Marine Pollution) memberikan 8 klasifikasi polutan yakni hidrokarbon

terhalogenasi termasuk PCBs dan pestisida, misalnya DDT; minyak bumi dan

bahan-bahan yang dibuat dari minyak bumi; zat kimia organik seperti biotoksin

laut (marine biotoxin), deterjen; pupuk buatan (kimia) maupun alami termasuk

yang terdapat di dalam kotoran yang berasal dari pertanian; zat kimia anorganik,

terutama logam berat seperti merkuri dan timah hitam; benda-benda padat

(sampah) baik organik maupun anorganik; zat-zat radioaktif; dan buangan air

panas (thermal water) (Misran, 2002).

2.1.2 Sumber-Sumber Polutan

Menurut Alamsyah (1999) dalam Misran (2002), pencemaran lingkungan

pesisir dan laut dapat diakibatkan oleh limbah buangan kegiatan atau aktivitas di

daratan (land-based pollution) maupun kegiatan atau aktivitas di lautan (sea-

based pollution). Kontaminasi lingkungan laut akibat pencemaran dapat dibagi

atas kontaminasi secara fisik dan kimiawi. Secara umum, kegiatan atau aktivitas

di daratan (land-based pollution) yang berpotensi mencemari lingkungan pesisir

dan laut antara lain : penebangan hutan (deforestation), buangan limbah industri

(disposal of industrial wastes), buangan limbah pertanian (disposal of

agricultural wastes), buangan limbah cair domestik (sewage disposal), buangan

limbah padat (solid wastes disposal), konversi lahan mangrove dan lamun

(mangrove and swamp conversion), dan reklamasi di kawasan pesisir

(reclamation).

Sedangkan kegiatan atau aktivitas di laut (sea-based pollution) yang

berpotensi mencemari lingkungan pesisir dan laut antara lain : perkapalan

(shipping), dumping di laut (ocean dumping), pertambangan (mining), eksplorasi

dan eksploitasi minyak (oil exploration and exploitation), budidaya laut

(mariculture), dan perikanan (fishing). Lebih jauh lagi, cara masuknya sumber-

sumber polutan ke laut diterangkan oleh Mannion dan Bowlby (1992). Ada

limbah yang dibuang ke laut secara langsung yaitu berupa hasil kegiatan di pantai

maupun lepas pantai, atau secara tidak langsung sebagai bahan yang terbawa

melalui aliran sungai; ada pula limbah yang dengan sengaja dibawa ke laut lepas

untuk ditimbun (dumping). Sumber polutan yang terpenting berasal dari kegiatan

di darat (sekitar 95%), yaitu berupa buangan industri yang dilepas secara reguler

juga berupa limbah cair domestik.

Sementara itu, sumber pencemaran akibat kegiatan di laut terutama berasal

dari buangan kapal-kapal baik karena kegiatan operasional rutin (sengaja) maupun

karena kecelakaan (tidak sengaja). Pencemaran akibat kecelakaan mengakibatkan

masuknya polutan dalam jumlah besar, seperti akibat kebocoran kapal supertanker

minyak yang menyebabkan laut tercemar. Yang lebih penting lagi adalah akibat

kegiatan rutin yang secara reguler membuang polutan ke lingkungan laut karena

hal ini nerupakan cara termurah untuk membuang limbah. Contohnya adalah

pembuangan limbah yang telah diolah sebagian atau belum diolah sama sekali,

limbah cair dan air pendingin dari industri, sludge, tumpahan dari penambangan

dan akibat pengerukan, mesiu yang tidak terpakai lagi, dan buangan radioaktif.

Khusus untuk radioaktif, buangannya bukan saja berasal dari pusat pembangkit

tenaga nuklir, pabrik pengolahan bahan bakar nuklir, dan kegiatan pengolahan

uranium; tetapi juga berasal dari kegiatan umum lainnya seperti pembakaran

batubara. Bila batubara dibakar maka akan memancarkan partikel-partikel

radioaktif ke atmosfer yang akan kembali lagi ke laut. Budidaya laut

(mariculture), yang membutuhkan air segar, dapat tercemar dengan sendirinya

akibat kelebihan pakan yang akhirnya mendorong terjadinya proses eutrofikasi;

dan pestisida yang digunakan agar ikan terhindar dari parasit dapat menyebabkan

matinya invertebrata lainnya.

Kegiatan rekreasi dan kepariwisataan telah menjadi aspek penting dalam

peningkatan ekonomi, khususnya bagi penduduk pesisir. Akan tetapi kegiatan ini

telah membawa dampak lingkungan yang tidak selalu positif. Buangan limbah

dari hotel dan restoran di sepanjang pantai, serta meningkatnya permintaan air

bersih dapat memberi ancaman berupa pencemaran dan kerusakan lingkungan

pesisir. Di sisi lain, tidak ada atau kurangnya titik/tempat tambatan kapal (ponton)

yang dipersiapkan pada kawasan taman wisata alam laut, menyebabkan jangkar

kapal sangat berpeluang merusak terumbu karang (Misran, 2002).

2.2 Dampak Pencemaran Laut

Dampak yang timbul akibat pencemaran oleh berbagai jenis polutan yang

telah disebutkan sebelumnya adalah sangat beragam. Ada beberapa polutan yang

dapat langsung meracuni kehidupan biologis. Ada pula polutan yang menyerap

banyak jumlah oksigen selama proses dekomposisi. Ada polutan yang mendorong

tumbuhnya jenis-jenis binatang tertentu. Dan ada pula polutan yang berakumulasi

di dalam jaringan makanan laut yang tidak dapat dihancurkan oleh sel-sel hidup

(bioaccumulation).

Masalah pencemaran yang paling besar di banyak tempat di Indonesia

adalah limbah cair domestik dan industri. Hal ini umumnya disebabkan tidak atau

kurang memadainya fasilitas untuk menangani dan mengelola limbah tersebut.

GESAMP telah bersepakat mempelajari beberapa polutan yang khusus yaitu

PCBs; pestisida organoklorin; logam berat seperti merkuri, timbal, arsen,

kadmium; deterjen; dan biotoksin laut. Zat-zat ini diberi prioritas yang tinggi

karena toksisitas, persistensi, dan sifatnya yang berakumulasi dalam organisme-

organisme yang hidup di laut dan pengaruhnya pada jaringan makanan laut

menunjukkan kadar yang tinggi. Mereka masuk melalui plankton dan kemudian

dimakan oleh berbagai binatang laut seperti binatang-binatang karang yang dapat

mengumpulkan konsentrasi dari pestisida yang sangat tinggi (Misran, 2002).

2.2.1 Limbah Industri Pertanian

Masalah pencemaran yang dikaitkan dengan pertanian adalah sedimentasi

pestisida dan pupuk. Aliran air hujan dari daerah pertanian juga mengandung

bahan makanan yang besar seperti senyawa nitrogen yang jika sampai ke laut

dapat menyebabkan masalah eutrofikasi. Pestisida digunakan dengan maksud

untuk pembasmian hama dalam pertanian. Hanya saja, sifat toksisitas pestisida

telah diketahui dapat menimbulkan kanker. Selain itu, bahaya utama yang telah

diketahui dari sisa pestisida adalah kemampuan untuk merusak biota laut

dikarenakan daya akumulasinya pada biota laut. Dalam konsentrasi yang rendah

(karena sudah terencerkan), pestisida biasanya memang tidak sampai mematikan

ikan, tetapi menghambat pertumbuhan. Tetapi untuk beberapa organisma laut,

terutama jenis crustacea seperti udang dan kepiting, senyawa-senyawa

organoklorin dan organofosfat telah bersifat letal sekalipun dalam dosis rendah

(Misran, 2002).

2. 2.2 Limbah Industri Minyak dan Gas (Migas)

Minyak bumi terbentuk sebagai hasil akhir dari penguraian bahan-bahan

organik (sel-sel dan jaringan hewan/tumbuhan laut) yang tertimbun selama berjuta

tahun di dalam tanah, baik di daerah daratan atau pun di daerah lepas pantai. Hal

ini menunjukkan bahwa minyak bumi merupakan sumber daya alam yang tidak

dapat diperbaharui. Terbentuknya minyak bumi sangat lambat, oleh karena itu

perlu penghematan dalam penggunaannya.

Minyak bumi kasar (baru keluar dari sumur eksplorasi) mengandung

ribuan macam zat kimia yang berbeda baik dalam bentuk gas, cair maupun

padatan. Bahan utama yang terkandung di dalam minyak bumi adalah

hidrokarbon alifatik dan aromatik. Minyak bumi mengandung senyawa nitrogen

antara 0-0,5%, belerang 0-6%, dan oksigen 0-3,5%. Terdapat sedikitnya empat

seri hidrokarbon yang terkandung di dalam minyak bumi, yaitu seri n-paraffin (n-

alkana) yang terdiri atas metana (CH4) sampai aspal yang memiliki atom karbon

(C) lebih dari 25 pada rantainya, seri iso-paraffin (isoalkana) yang terdapat hanya

sedikit dalam minyak bumi, seri neptena (sikloalkana) yang merupakan komponen

kedua terbanyak setelah n-alkana, dan seri aromatik (benzenoid). Komposisi

senyawa hidrokarbon pada minyak bumi tidak sama, bergantung pada sumber

penghasil minyak bumi tersebut. Minyak bumi berdasarkan titik didihnya dapat

dibagi menjadi sembilan fraksi. Pemisahan ini dilakukan melalui proses destilasi (

Hadi, 2003 dalam Puspitaningrom, 20 0 8 ).

Limbah padat yang dihasilkan industri minyak disebut dengan oil sludge.

Dimana minyak hasil penyulingan (refitnes) dari minyak mentah biasanya

disimpan dalam tangki penyimpanan. Oksidasi proses yangterjadi akibat kontak

antara minyak , udara dan air menimbulkan adanya sedimnetasi pada dasar tangki

penyimpanan, endapan ini adalah oil sludge. Oil sludge terdiri dari, minyak

(hidrocarbon), air , abu, karat tangki, pasir, dan bahan kimia lainnya. Kandungan

hidrocarbon pada oil sludge merupakan limbah B3 karena banyak mengandung

logam-logam berat yang dapat membahayakan. Sehingga dalam pengelolaannya

harus mengacu pada peraturan pemerintah no. 18 tahun 1999, dimana limbah B3

harus diproses untuk mengubah karakteristik dan komposisi limbah B3 menjadi

tidak beracun dan berbahaya.

Sebenarnya banyak teknik pengolahan limbah oil sludge yang dapat

diaplikasikan seperti, incenerasi (pembakaran), centrifugasi (pemisahan), steam

extraction (ekstraksi), dan bioremediation (mikrobiologi). Namun, kenyataannya

dilapangan menunjukkan bahwa teknologi tersebut masih jauh dari yang

diharapkan, ditambah lagi dengan biaya operasional yang masih sangat mahal.

Dewasa ini, teknologi plasma juga diterapkan dalam mengolah limbah oil sludge.

Plasma tidak hanya dapat mengolah oil sludge, tapi sekaligus dapat mendaur

ulang limbah yang umumnya mengandung sekitar 40% minyak. Dengan

mengolah oil sludge akan menghasilkan light oil seperti minyak diesel yang siap

pakai, dan residu dari proses pengolahan siap dan aman untuk dibuang (landfill)

ataupun dimanfaatkan menjadi bahan yang bernilai ekonomis seperti, sebagai

bahan pembuat keramik, batako atau paving blok, genteng (Sugiarto,2004 dalam

Puspitaningrom, 2008).

2.3 Pengertian Mikrobiologi

Mikrobiologi merupakan suatu istilah luas yang berarti studi tentang

organisme hidup yang terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang.

Mikrobiologi mencakup studi tentang bakteri (bakteriologi), virus (virologi),

khamir dan jamur (mikologi), protozoa (protozoologi), beberapa ganggang, dan

beberapa bentuk kehidupan yang tidak sesuai untuk dimasukkan ke dalam

kelompok tersebut di atas. Bentuk kehidupan yang kecil seperti itu disebut

mikroorganisme. Kadang-kadang disebut mikroba atau dalam bahasa sehari-hari,

kuman (Volk dan Wheeler, 1993).

2.4 Peran Mikroorganisme

Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat

kecil (Kusnadi, dkk, 2003 dalam Ali, 2008). Setiap sel tunggal mikroorganisme

memiliki kemampuan untuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat

dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi dengan

sendirinya. Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi

karena mikroorganisme ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri

yang besar sehingga apabila ada interaksi yang tinggi dengan lingkungan

menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan tetapi karena

ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim

yang telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan tidak akan

disimpan dalam bentuk persediaan enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk

perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah

ada.

Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tempat yang besar, mudah

ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relatif cepat

(Darkuni, 2001 dalam Ali, 2008). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap

mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan

maupun yang menguntungkan. Sekilas, makna praktis dari mikroorganisme

disadari terutama karena kerugian yang ditimbulkannya pada manusia, hewan,

dan tumbuh-tumbuhan. Misalnya dalam bidang mikrobiologi kedokteran dan

fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme yang pathogen yang

menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Walaupun di

bidang lain mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya yang

menguntungkan jauh lebih menonjol.

Mikroorganisme banyak dimanfaatkan untuk bahan bakar hayati (metanol

dan etanol), bioremediasi, dan pertambangan. Selain itu, mikroorganisme yang

ada di lingkungan berperan dalam perputaran/siklus materi dan energi terutama

dalam siklus biogeokimia dan berperan sebagai pengurai (dekomposer).

Mikroorganisme pada lingkungan alami juga dapat digunakan sebagai indikator

baik buruknya kualitas lingkungan, baik perairan ataupun terrestrial (Ali, 2008).

2.4.1 Bakteri Pengurai Senyawa Halogen

Studi mengenai biodegradasi komponen terhalogenasi dimulai pada awal

abad ke-20 terkait dengan banyaknya limbah dari senyawa terhalogenasi.

Senyawa terhalogenasi bersifat toksik (Slater; J.H; Bull, A.T.; & D.J. Hardman;

1995 dalam Nurhayati, 2008). Senyawa terhalogenasi berpotensi menyebabkan

keracunan, teratogenik serta karsinogenik. Metabolit yang dihasilkan dari hasil

biodegradasi senyawa organoklorin sering bersifat toksik karena menghambat

reaksi-reaksi kunci di metabolisme sel. Salah satu senyawa intermediate yang

toksik adalah floroasetat yang potensial sebagai inhibitor pada siklus asam

trikarboksilat, karena senyawa ini dapat menghambat akonitase yang berperan di

siklus asam sitrat (TCA) (Peters, 1952 dalam Nurhayati, 2008).

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh beberapa peneliti diketahui

bahwa sejumlah mikrobia berhasil diisolasi dan diseleksi berdasarkan kemampuan

tumbuh pada komponen terhalogenasi misalnya genus Pseudomonas, Alcaligenes,

Rhodococcus, Hyphomicrobium (Slater, 1994 dalam Nurhayati, 2008). Beberapa

mikrobia yang memiliki kemampuan tumbuh dan melakukan biodegradasi

senyawa terhalogenasi karena memiliki enzim dehalogenase. Enzim yang

mengkatalisis reaksi dehalogenasi disebut dehalogenase (Jensen, 1960 dan Slater,

et al 1995 dalam Nurhayati, 2008). Mekanisme pemutusan halogen dari

komponen aromatik meliputi berlangsung secara oksidatif, hidrolitik dan reduktif.

Mekanisme biodegradasi pestisida oleh mikrobia secara oksidatif yaitu

proses terlepasnya halogen dari senyawa aromatik terhalogenasi dengan

melibatkan enzim dan oksigen. Dehalogenasi hidrolitik yaitu mekanisme

biodegradasi senyawa terhalogenasi dengan melibatkan enzim dan hidrogen

sedangkan proses dehalogenasi reduktif adalah proses terlepasnya halogen yang

merupakan gugus penentu toksisitas dari senyawa terhalogenasi dengan

melibatkan enzim dan proses reaksi reduksi (Nurhayati, 2008).

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Nurhayati (2008) diketahui

bahwa herbisida 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D) dapat segera terdegradasi di

tanah, sementara 2,4,5- Trikloroasam asetat (2,4,5-T) dan 4-klor-2- metilfenoksi

asetat (MCPA) lebih perisiten atau tahan. Degradasi MCPA oleh bakteri di dalam

tanah telah diteliti oleh berbagai peneliti dengan mengamati kemampuan melepas

klorida dari subtitusi klorida pada subtrat utama senyawa organoklorin baik dari

pestisida, fungisida dan herbisida (Loos, M.A.; 1975 dalam Nurhayati, 2008).

Pseudomonas sp. merupakan salah satu bakteri yang dapat menggunakan MCPA

sebagai sumber karbon satu-satunya ( Evans, et. al.; 1971 dalam Nurhayati, 2008),

mikrobia lain yang dapat menggunakan herbisida MCPA sebagai sumber karbon

untuk pertumbuhannya adalah Alcaligenes, Azotobacter, Pseudomonas,

Acinetobacter, Xanthobacter dan Flavobacterium ( Balajee & Mahadevan, 1990

dalam Nurhayati, 2008).

Biodegradasi MCPA oleh mikrobia diawali dengan pemutusan secara

oksidatif ikatan eter menghasilkan fenol. Reaksi berikutnya adalah terjadinya

hidrolisasi katekol diikuti dengan pemutusan cincin secara ortho pada isolat

Alcaligenes eutrophus JMP 134. Beberapa strain mikrobia memiliki plasmid yang

memiliki gen mengkode berbagai macam enzim yang dapat mendegradasi MCPA,

yang merupakan mikrobia dengan plasmid “broad range” dan dapat ditransfer

secara bebas antar mikroorganisme di dalam tanah ( Don, & Pemberton, 1981

dalam Nurhayati, 2008). Dari berbagai penelitian diketahui bahwa mikrobia

memiliki serangkaian enzim kunci dari yang memiliki organisasi dan regulasi gen

yang dapat mendegradasi haloaromatik. Adanya limbah terhalogenasi yang

berbahaya dan melimpahnya mikrobia yang memiliki kemampuan untuk

mengkatalisis proses biodegradasi senyawa terhalogenasi maka diharapkan

didapatkan mikrobia yang dapat digunakan sebagai agen pembersih tanah dan air

yang terkontaminasi komponen aromatik terhalogenasi (Nurhayati, 2008).

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Studi Kasus

Pencemaran di wilayah pesisir perairan Pantai Utara Jawa di sebabkan

oleh limbah industri dan peningkatan penggunaan bahan petisida dalam bidang

pertanian. Sebagian besar komposisi limbah industri berupa garam-garam dari

berbagai senyawa halogen seperti fluor, chlor, brom, iod dan astatin. Selain itu

senyawa herbisida juga menjadi bahan pencemar perairan Pantai Utara Jawa, yang

mana senyawa herbisida yang sering digunakan adalah 4-klor-2- metilfenoksi

asetat (MCPA).

Pencemaran ini tentunya menimbulkan dampak yang sangat besar bagi

ekosistem perairan Pantai Utara Jawa. Terumbu karang sebagai salah satu

ekosistem wilayah pesisir paling produktif juga mendapat ancaman pencemaran

ini, selain keberadaan makhluk laut lainnya. Untuk itu tentunya diperlukan suatu

pendekatan teknologi dan upaya pelestarian dalam menjaga keberadaan ekosistem

terumbu karang tersebut. Penggunaan bioteknologi, salah satunya bakteri karang

menjadi upaya yang tepat dalam mengurangi pencemaran yang diakibatkan oleh

senyawa MCPA.

Kemajuan ilmu dan teknologi telah berhasil mengembangkan suatu sistem

katalis biologi dalam mengelola limbah berbahaya untuk mendegradasi,

mendetoksifikasi atau mengakumulasikan polutan tersebut, contohnya

penggunaan bakteri karang. WSSA (1989) dalam Harpeni (2006) melaporkan

bahwa MCPA dapat didegradasi di perairan melalui proses biodegradasi dan

fotodegradasi. Sehingga keberadaan bakteri pendegradasi herbisida organoklorin

(MCPA) yang berasosiasi dengan karang dapat menjadi alternatif pemecahan

masalah pencemaran ini.

3.2 Isolasi Bakteri Karang

Metode yang digunakan dalam mengisolasi bakteri karang adalah metode

yang dilakukan oleh Chutiwan (1994) dalam Harpeni (2006). Karang yang diambil

dari lokasi sampling langsung ditempatkan di dalam plastik steril kemudian

jaringannya dikerok 1 gram menggunakan alat pengerok khusus dan dihomogenkan

dengan 9 ml air laut steril yang selanjutnya dilakukan seri pengenceran. Diambil 1 ml

suspensi homogen dari masing-masing karang, kemudian dimasukkan ke dalam

tabung reaksi yang berisi 9 ml air laut steril, dikocok hingga homogen dan diperoleh

pengenceran 10-1. Selanjutnya dari pengenceran 10-1 diambil 1 ml contoh air dengan

menggunakan pipet steril, yang kemudian dimasukkan ke dalam 9 ml air laut steril

dan diperoleh pengenceran 10-2. Masing-masing diambil 80 μl contoh air, dimasukkan

ke dalam masing-masing cawan petri steril yang berisi Zobell 2216E dan disebarkan

hingga merata. Cawan petri tersebut dibungkus dengan kertas pembungkus dan

diinkubasikan selama 2 x 24 jam pada suhu kamar. Koloni bakteri yang tumbuh pada

permukaan agar tersebut, kemudian dipisahkan dengan metode goresan (streak

method) sehingga diperoleh isolat bakteri pembentuk biofilm primer yang berupa

kultur murni (Harpeni, 2006).

Proses isolasi bakteri karang bertujuan untuk mendapatkan kultur murni

dari hasil pengambilan sampel karang dari lokasi sampling. Dimana hal ini

berguna untuk menyeleksi bakteri karang yang berasosiasi dengan karang, untuyk

mendapatkan isolat yang baik. Ini tentunya untuk memudahkan

pengembangbiakan bakteri karang, sehingga pendegradasian senyawa MCPA

menjadi maksimal.

3.3 Proses Uji Degradasi oleh Bakteri Karang

Terdapat 2 uji degradasi penggunaan isolat murni bakteri karang dalam

kemampuannya untuk mendegradasi senyawa MCPA. Yang pertama adalah uji

degradasi kualitatif bakteri karang pada media indikator, dimana isolat murni

dengan indikator media EMBA yang mengandung 200 mg MCPA, yang

kemudian dilarutkan dalam 1 liter air dengan pH 7,0. Isolat murni ditanam pada

media EMBA dan diinkubasi selama 24 jam dan hasilnya terjadi perubahan warna

koloni menjadi merah. Ini menunjukkan bahwa isolat mampu mendegradasi

senyawa MCPA.

Sedangkan yang kedua adalah uji degradasi pada media cair. Media yang

digunakan mengandung 2,5 gram bacto-peptone dan 0,5 gram yeast extract + 80

miligram/liter MCPA per 1 liter air laut. Media tersebut terlebih dahulu dilarutkan

sehingga menjadi homogen dengan cara dipanaskan pada magnetic stirrer hot

plane, dan didapatkan ph antara 7,5 – 7,6.

3.3.1 Proses Penguraian

Biodegradasi MCPA oleh mikrobia, contohnya bakteri karang diawali

dengan pemutusan secara oksidatif ikatan eter menghasilkan fenol. Reaksi

berikutnya adalah terjadinya hidrolisasi katekol diikuti dengan pemutusan cincin

secara ortho pada isolat. Beberapa strain mikrobia memiliki plasmid yang

memiliki gen mengkode berbagai macam enzim yang dapat mendegradasi MCPA,

yang merupakan mikrobia dengan plasmid “broad range” dan dapat ditransfer

secara bebas antar mikroorganisme di dalam tanah ( Don, & Pemberton, 1981

dalam Nurhayati, 2008). Dari berbagai penelitian diketahui bahwa mikrobia

memiliki serangkaian enzim kunci dari yang memiliki organisasi dan regulasi gen

yang dapat mendegradasi haloaromatik. Adanya limbah terhalogenasi yang

berbahaya dan melimpahnya mikrobia yang memiliki kemampuan untuk

mengkatalisis proses biodegradasi senyawa terhalogenasi maka diharapkan

didapatkan mikrobia yang dapat digunakan sebagai agen pembersih tanah dan air

yang terkontaminasi komponen aromatik terhalogenasi.

3.4 Faktor yang Mempengaruhi

Keberadaan pencemaran di laut yang diakibatkan oleh pencemaran

penggunaan bahan herbisida MCPA, menjadi salah satu faktor yang

mempengaruhi dalam proses penguaraian/pendegradasian oleh bakteri karang.

Proses penguraian yang terjadi pada senyawa herbisida MCPA dengan

bakteri karang dipengaruhi oleh kemampuan degradasi yang tinggi dan

sensitivitas yang rendah terhadap MCPA. Hal ini sebelumnya dilakukan

penyeleksian isolat bakteri, gunanya untuk mendapatkan isolat yang memiliki

karakter yang paling baik. Selain itu MCPA merupakan sumber karbon satu-

satunya, sehingga bakteri karang dapat menggunakannya sebagai sumber

makanannya.

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari penulisan analisis ini adalah :

1. Berdasarkan Peraturan Pemerintah No.19/1999, pencemaran laut diartikan

dengan masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi,

dan/atau komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia

sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan

lingkungan laut tidak sesuai lagi dengan baku mutu dan/atau fungsinya.

2. Masalah pencemaran yang paling besar di banyak tempat di Indonesia

adalah limbah cair domestik dan industri.

3. Salah satu solusi yang sekarang sedang marak digunakan adalah

penggunaan mikoorganisme sebagai pengurai senyawa berbahaya dalam

limbah industri, khususnya pencemaran perairan.

4. Bakteri karang yang berasosiasi dengan terumbu karang diyakini dapat

mendegradasi senyawa herbisida MCPA, hal ini berdasarkan penelitian

yang menunjukkan bahwa kemampuan bakteri karang yang memiliki daya

degradasi tinggi dan sensitivitas yang rendah terhadap senyawa herbisida

MCPA.

4.2 Saran

Peran mikroorganisme dalam mendegradasi limbah tentunya harus diawasi

penggunaannya, agar keberadaan mikroorganisme tersebut tidak mengakibatkan

kerusakan lingkungan dan organisme hidup lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Puspitaningrom, Alvie. 2008. Pemanfaatan Limbah Activated Alumina dan Sand

Blasting PT. PERTAMINA UP IV Cilacap Sebagai Bahan Pembuatan

Souvenir Dengan Teknik Solidifikasi.

http://lemlit.unila.ac.id/file/Prosiding/ProsidingI2006.pdf

Diakses tanggal 27 Februari 2010

Volk, Wesley A., dan Wheeler, Margaret F. 1993. Mikrobiologi Dasar Jilid 1.

Jakarta : Penerbit Erlangga.

Misran, Erni. 2002. Aplikasi Teknologi Berbasiskan Membran Dalam Bidang

Bioteknologi Kelautan: Pengendalian Pencemaran.

http://www.pdfqueen.com/html/aHR0cDovL2xpYnJhcnkudXN1LmFjLml

kL2Rvd25sb2FkL2Z0L2tpbWlhLWVybmkucGRm

Diakses tanggal 28 Februari 2010

Ali, Iqbal. 2008. Peran Mikroorganisme dalam Kehidupan.

http://iqbalali.com/2008/02/18/peran-mikroorganisme-dlm-kehidupan/

Diakses tanggal 28 Februari 2010

Nurhayati. 2008. Uji Ketahanan Bakteri Dehalogenasi pada Subtrat Herbisida

KMCPA Formula.

http://eprints.undip.ac.id/1985/1/Bioma_Nurhayati_Juni_08.pdf

Diakses tanggal 28 Februari 2010