bambang p blk makalah bakteri dari perairan tercemar

Kolokium Hasil Penelitian dan Pengembangan Sumber Daya Air

Pusat Litbang Sumber Daya Air

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI DARI PERAIRAN TERCEMAR UNTUK MENUNJANG UPAYA BIOREMEDIASI BADAN AIR

Bambang Priadie *), Rebiet Rimba Rinjani **), Zastya Marisa Arifin **)

*) Peneliti Bidang Teknik Lingkungan SDA **) Calon Peneliti Bidang Teknik Lingkungan SDA

Pusat Litbang Sumber Daya Air, Jl. Ir. H. Juanda No.193 – Bandung

Abstract Masih banyak badan air seperti sungai, danau, dan waduk dalam keadaan tercemar walaupun telah dilakukan pengoperasian IPAL dan peraturan perundangan tentang pengolahan air limbah sudah diberlakukan. Namun, pengolahan air limbah pada IPAL dengan menggunakan metode kimia yang disebut end pipe process seperti melaui proses koagulasi-flokulasi dirasakan kurang efektif dan juga relatif mahal. Diperlukan alternatif lain dalam hal pengendalian pencemaran air yang berupa upaya bioremediasi dengan memanfaatkan bakteri. Jumlah isolat bakteri lokal (indigenous bacteria) yang berasal dari Sungai Cimuka, IPAL industri gabungan Cisirung, IPAL penduduk Bojongsoang, dan air limbah peternakan sapi berjumlah 35 isolat . Berdasarkan uji degradasi bahan pencemar organik dari 35 isolat didapatkan 8 isolat yang mempunyai efektivitas lebih tinggi sehingga dapat dipergunakan untuk menunjang bioremediasi badan air. Kelompok bakteri 8 isolat tersebut meliputi genus: Bacillus, Propionibacterium, Enterobacteria, dan Actinomyce. Tipologi bakteri tersebut berdasarkan kebutuhan oksigen, temperatur, dan nilai pH termasuk kelompok bakteri aerob dan anaerob, psikrofil dan mesofil, mesofil dan alkalifil. Kata kunci: isolasi bakteri, uji degradasi, kelompok bakteri

Abstract There are many water bodies such as rivers, lakes, and reservoirs have been polluted although WWTP operation and regulation of wastewater treatment has been applied. However, wastewater treatment at the WWTP using a chemical method called end-pipe process such as coagulation-flocculation processes is less effective and relatively expensive. It is necessary to use another way as alternative for water pollution control efforts by utilizing bacterial bioremediation. 35 bacteria have been isolated from local bacterial (indigenous bacteria) derived from the Cimuka River, Cisirung industrial-cluster WWTP, Bojongsoang domestic WWTP, and livestocks wastewater. Based on the degradation test of organic pollutants , 8 of 35 isolates have a higher effectiveness and they can be used to support the bioremediation of water bodies. Groups of those bacterial isolates includes genera: Bacillus, Propionibacterium, Enterobacteria, and Actinomyce. That typology is based on the needs of oxygen, temperature, and pH values, those bacteria belongs to the aerobic and anaerobic bacteria, psychrophyll and mesophyll, mesophyll and alkaliphyll. Keywords: bacterial isolation, degradation test, bacterium genera PENDAHULUAN Latar Belakang

Telah terjadi kontaminasi bahan pencemar pada badan air seperti sungai, danau, dan waduk sebagai akibat dari berbagai industri, pertanian, peternakan, maupun kegiatan rumah tangga yang mengakibatkan terjadinya pencemaran air seperti eutrofikasi (algal bloom) maupun sedimentasi. Untuk mengantisipasi hal tersebut diperlukan upaya pengelolaan kualitas air serta pengendalian pencemaran air sehingga sumber daya air yang ada dapat dimanfaatkan secara efisien dan berkelanjutan. Hal tersebut tertuang pada UU No:7/2004 tentang sumber daya air pasal 20 ayat 1 dan 2 yang menyatakan bahwa konservasi SDA dilakukan untuk menjaga daya tampung dan fungsi SDA yang diantaranya melalui kegiatan pengendalian pencemaran air. Dalam Peraturan Pemerintah RI Nomor 82 tahun 2001 disebutkan juga bahwa Pengendalian Pencemaran Air melalui upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air untuk menjamin agar kualitas air sesuai dengan baku mutu air. Usaha pencegahan dan penanggulangan pencemaran serta pemulihan kualitas air ini dapat dilakukan dengan mengolah air limbah sebelum masuk ke badan sungai ataupun mengendalikan dan memperbaiki kualitas air badan air tercemar. Permasalahan

Pada umumnya, pengolahan air limbah dilakukan sebelum air limbah masuk ke dalam badan air. Air limbah tersebut diolah dalam instalasi pengolahan air limbah (IPAL) dengan menggunakan metode kimia yang disebut end pipe process seperti melaui proses koagulasi-flokulasi. Proses tersebut saat ini dirasakan kurang efektif dan juga relatif mahal serta diindikasikan dapat merusak lingkungan. Permasalahannya, walaupun telah dilakukan pengoperasian IPAL dan peraturan perundangan tentang pengolahan air limbah sudah diterbitkan tetapi kenyataan di lapangan menunjukkan lain. Masih banyak badan air seperti sungai, danau, dan waduk dalam keadaan tercemar, Status Lingkungan Hidup Indonesia (KLH, 2010) melaporkan bahwa sekitar 74% sungai-sungai besar di Indonesia tidak memenuhi Kriteria Air Kelas II. Selain



itu, data hasil pemantauan 29 sungai di Jakarta menunjukkan bahwa 24 sungai telah mempunyai nilai Indeks Kualitas Air (IKA) yang buruk, dan hanya 5 sungai mempunyai nilai IKA sedang (BPLHD DKI Jakarta, 2002). Kondisi yang sama juga ditunjukkan dari hasil pemantauan 40 situ di Jakarta dimana didapatkan 83% situ di DKI Jakarta juga mempunyai nilai IKA yang buruk (Hendrawan Diana 2005). Oleh karena itu diperlukan alternatif lain dalam hal pengendalian pencemaran air yang berupa upaya bioremediasi. Bioremediasi dengan memanfaatkan mikroba seperti bakteri, jamur, dan protozoa pada air limbah dan badan air bukan hal baru namun telah memainkan peran sentral dalam pengolahan limbah konvensional sejak tahun 1900-an dengan hasil yang memuaskan (Mara Duncan and Horan, 2003; Michael H.Gerardi.,2006). Bahkan saat ini, bioremediasi telah berkembang pada pengolahan air limbah yang mengandung senyawa-senyawa kimia yang sulit untuk didegradasi dan biasanya dihubungkan dengan kegiatan industri, antara lain logam-l.ogam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida (Gerard J. Tortora , et al, 2010), maupun nutrisi dalam air seperti nitrogen dan fosfat pada perairan tergenang (Great Lakes Bio Systems. Inc. Co Orb-3.com/). Tujuan dan Sasaran Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik bakteri dari beberapa perairan tercemar yang dapat diterapkan untuk pengendalian dan perbaikan kualitas air sungai tercemar dan air limbah. Sasaran Sasaran pada penelitian ini adalah untuk mendapatkan isolat bakteri yang efektif dalam menguraikan zat pencemar organik dan melakukan seleksi berdasarkan kemampuan degradasi dari isolat-isolat yang didapat. Lingkup Kegiatan Meliputi: pengambilan sampel air, isolasi bakteri, uji degradasi bahan pencemar organik, dan identifikasi bakteri METODE PENELITIAN Pengambilan contoh air dan sedimen Contoh air dan contoh lumpur diambil dari empat tempat:

1) Sungai Cimuka yang diduga menerima buangan limbah industri dari Cimahi dan Leuwigajah, Desa Sukabirus Kecamatan Margaasih, Kabupaten Bandung

2) IPAL industri Cisirung, Kabupaten Bandung 3) IPAL penduduk Bojong Soang, Kabupaten Bandung, dan 4) Limbah peternakan sapi di Kampung Panyindangan, Desa Margamulya, Kecamatan Pangalengan, Kabupaten

Bandung Semua contoh bakteri dari ke empat lokasi tersebut diambil dari air dan lumpurnya kecuali di IPAL industri Cisirung yang diambil hanya contoh air saja karena lumpurnya sudah tercampur pada lumpur aktif IPAL.

Metode pengambilan contoh

a. Metode pengambilan contoh air dan lumpur berdasarkan SNI 06-2412-1991, b. Contoh air dan lumpur untuk isolasi bakteri disimpan dalam tempat (erlenmeyer) yang sudah distrerilisasi

(Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater 21st, 2005).

Isolasi bakteri dan pembuatan kultur murni. o Metode untuk isolasi bakteri berdasarkan (Barrow, G.I. and Feltham, ed, 2003, dan Gerard J. Tortora .,

2010). Karakteristik isolat bakteri mengacu Standard Methods (2005). o Sampel dari setiap lokasi diambil sebanyak 500 ml, kemudian dimasukkan ke dalam kotak es dan dibawa ke

laboratorium o Media yang digunakan untuk isolasi dan kultur bakteri adalah Nutrient Agar (NA) dengan komposisi sebagai

berikut: peptone 5.0 g/l, meat extract 3.0 g/l, yeast extract 2.0 g/l, NaCl 0.5 g/l, dan agar 15 g/l. Media disterilisasi dengan menggunakan autoklaf pada suhu 121°C selama 30 menit

o Sampel diencerkan berdasarkan seri pengenceran 10-1 hingga 10-5 dengan air akuades steril. Sampel sebanyak 1 ml dimasukkan ke dalam 9 ml air steril (pengenceran 10 kali), kemudian divortex agar larutan sampel menjadi homogen. Dari seri pengenceran 10-3 hingga 10-5 dipipet 0.1 ml kemudian dipindahkan di atas media NA dalam cawan petri. Sampel disebar merata di atas media agar dengan menggunakan tongkat gelas. Setelah itu sampel diinkubasi selama 2-3 hari dalam inkubator pada suhu 28°C.

o Koloni yang tumbuh di media NA dan yang seragam dalam hal bentuk, warna dan jenis permukaannya dipilih, kemudian dipindahkan (subkultur) ke media NA baru dengan menggunakan jarum ose. Selanjutnya media kultur diinkubasi kembali dalam inkubator. Subkultur dilakukan selama 3 kali atau hingga didapatkan isolat murni. Isolat



yang didapat kemudian disimpan di atas media agar miring pada suhu ruang dan di dalam media gliserol 50% pada suhu 0°C.

Uji kinerja bakteri Persiapan isolat bakteri Masing-masing isolat dikultur selama 2 hari di media agar NA. Setelah itu satu koloni yang tumbuh dipindahkan ke dalam 30 ml media NB dalam tabung erlenmeyer dengan menggunakan jarum ose (Gambar 1a). Media kultur diinkubasi di atas shaker selama 24 jam pada suhu ruang. Setelah itu, sel bakteri pada masing-masing kultur dipanen dengan cara disentrifugasi pada kecepatan 2000 rpm selama 10 menit (Gambar 1b). Setelah supernatan dibuang, pelet bakteri disuspensikan dengan menggunakan 6 ml larutan fisiologis steril. Tingkat kekeruhan bakteri dalam suspensi yang dinyatakan dengan nilai optical density (OD) diukur dengan menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm. (a)

(a) (b)

Gambar 1. (a) bakteri yang dikulturkan dalam media NB, (b) bakteri dalam kultur NB dipindahkan ke tabung sentrifugasi. Inkubasi bakteri Air pengencer dalam botol Schott terlebih dahulu diaerasi selama 4 jam. Setelah itu nutrisi dari larutan stok sebanyak 1 ml/l ditambahkan ke dalam botol Schott yang berisi air pengencer. Masing-masing suspensi bakteri yang sudah diset OD-nya kemudian dimasukkan ke dalam botol Schott yang dipersiapkan secara terpisah dengan perbandingan OD 1,00 : 1 ml/L. Larutan di dalam botol Schot kemudian diaerasi kembali selama 4 jam. Larutan ini selanjutnya digunakan sebagai larutan seeding dalam pengukuran BOD sampel. Untuk menentukan volume sampel yang diperlukan dalam uji BOD, nilai COD dari sampel diukur terlebih dahulu dengan menggunakan metode dikromat. Setelah diketahui nilai COD dari masing-masing sampel, maka volume sampel yang diperlukan ditentukan berdasarkan perhitungan sebagai berikut: Volume sampel (ml) = (6-3) x 300 50% COD Misal : nilai COD untuk sampel 1 (air sungai Cimuka) adalah 93.1 mg/l, maka volume sampel 1 yang dibutuhkan untuk uji BOD adalah 900/0.5 x 93.1 = 19.3 ml. Setelah diketahui volume sampel yang diperlukan, maka sampel tersebut dimasukkan ke dalam botol BOD. Kemudian larutan seeding ditambahkan ke dalam botol BOD hingga penuh (Gambar 2a). Botol-botol BOD tersebut kemudian diinkubasi dalam inkubator pada suhu 25°C selama 5 hari (Gambar 2b). Nilai oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) pada hari dimulai percobaan (H0) dan pada hari kelima (H5) diukur dengan menggunakan DO-meter (Gambar 2c). . Selisih nilai OD pada H0 dan H5 menjadi dasar dalam penentuan nilai penurunan BOD.



(a) b) (c) Gambar 2. (a) Botol BOD yang berisi sampel dan mikroba, (b) Botol BOD diinkubasi dalam inkubator, (c) pengukuran

oksigen terlarut. TINJAUAN PUSTAKA Bioremediasi

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme yang telah dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut. Pada saat proses bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun menjadi kurang beracun dengan cara mengubah struktur kimia polutan tersebut yang disebut biotransformasi. Pada umumnya, biotransformasi dapat berujung pada biodegradasi, yaitu dedgradasi polutan beracun dimana strukturnya menjadi tidak kompleks dan menjadi metabolit yang tidak beracun dan berbahaya. Saat ini dikenal dua jenis bioremediasi: a) bioaugmentasi, dimana mikroorganisme yang terpilih dapat terjadi secara alami ataupun melalui rekayasa genetik kemudian ditambahkan untuk meningkatkan proses degradasi, dan b) biostimulasi, dimana nutrisi atau oksigen ditambahkan ke air untuk mempercepat pertumbuhan populasi mikroorganisma asli (indigenous). Dalam beberapa hal bioagugmentasi mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan teknik biostimulasi berupa tingkat degradasi yang lebih cepat dan lebih efektif.

Tahapan proses bioremediasi air tercemar menggunakan mikroba lokal meliputi: isolasi bakteri, pengujian bakteri dalam mengdegradasi zat pencemar, identifikasi bakteri, dan perbanyakan bakteri. Sehubungan dengan bioremediasi, Pemerintah Indonesia telah mempunyai payung hukum yang mengatur standar baku kegiatan Bioremediasi dalam mengatasi permasalahan lingkungan akibat kegiatan pertambangan dan perminyakan serta bentuk pencemaran lainnya (logam berat dan pestisida) melalui Kementerian Lingkungan Hidup, Kep Men LH No.128 tahun 2003, tentang tatacara dan persyaratan teknis dan pengelolaan limbah minyak bumi dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis (Bioremediasi) yang juga mencantumkan bahwa bioremediasi dilakukan dengan menggunakan mikroba lokal.

Isolasi Bakteri

Isolasi bakteri merupakan tahap awal untuk mendapatkan bakteri yang efektif untuk proses bioaugmentasi. Isolasi bakteri yang baik dan benar dapat menentukan bakteri yang cocok dalam proses remediasi air limbah yang diinginkan. Oleh karena itu prinsip pemilihan bakteri hasil isolasi dapat memberikan kinerja penurunan kadar polutan yang optimal (Thompson. I.P. et al, 2005). Karena secara alami jumlah bakteri yang diinginkan terdapat dalam jumlah sedikit, malah lebih banyak bakteri yang tidak diinginkan, maka diperlukan proses isolasi untuk memperbanyak bakteri yang dimaksud (Barrow, G.I. and Feltham R.K.A.; ed, 2003). Di alam, mikroorganisme jarang terdapat sebagai koloni spesies tunggal yang terisolasi seperti yang kita lihat pada cawan petri di laboratorium, tetapi hidup sebagai komunitas. Tujuan mengisolasi bakteri adalah untuk mendapatkan bakteri yang diinginkan dengan cara mengambil sampel mikroba dari lingkungan yang ingin diteliti. Dari sampel tersebut kemudian dikultur/dibiakkan dengan menggunakan media universal atau media selektif, tergantung tujuan yang ingin dicapai (Gerard J. Tortora, 2010). Beberapa bakteri dapat tumbuh dengan baik pada hampir semua media kultur; lainnya memerlukan media kultur khusus yang pada akhirnya akan ada suatu pertumbuhan yang disebut inokulum. Untuk tujuan tersebut diperlukan media yang diperkaya (enrichment culture) untuk memperbanyak bakteri yang dimaksud. Beragam media untuk isolasi jenis-jenis bakteri diuraikan secara detail pada Handbook of Media for Environmental Microbiology (Atlas, Ronald M., 2005), serta pekerjaan laboratorium dan peralatan yang dibutuhkan (Benson, 2001; Jürg P. Seiler, 2005).



Bakteri indigenous merupakan hasil isolasi bakteri yang berasal dari berbagai sedimen atau perairan lainnya dapat dilakukan oleh laboratorium yang bersangkutan. Misalnya, hasil isolasi bakteri yang berasal dari lumpur Sungai Siak didapatkan 6 isolat bakteri yang terdiri dari: Microccocus, Corynebacterium, Phenylobacterium, Enhydrobacter, Morrococcus, Flavobacterium. (Wulandari Sri, Nila Fitri Dewi, dan Suwondo, 2005). Selain dari sedimen, bakteri indigenous yang berasal dari Rumah Pemotongan Hewan (RPH) termasuk yang kaya dalam hal keanekaragamnnya. Hasil penelitian Suyasa, W.B. (2007) diperoleh 17 isolat bakteri yang berasal dari limbah RPH tersebut.. Selain dari lumpur sungai dan RPH tersebut, bakteri untuk bioremediasi air juga dapat diperoleh dari air dan sedimen danau dan tambak udang. Dengan melakukan isolasi dan seleksi bakteri yang berasal air dan lumpur Danau Maninjau didapatkan 2 isolat bakteri yang dapat mereduksi sulfida, dan 7 isolat bakteri untuk mereduksi amonia (Rusnam; Efrizal; Arifin Bustanul , 2009). Seperti juga di danau yang merupakan ekosistem perairan tergenang (lentic), kolam tambak udang juga mempunyai potensi bakteri remediasi. Dari Isolasi dan seleksi bakteri yang berasal dari tambak udang di daerah Karawang, Jawa Barat (Badjoeri Muhammad dan Tri Widiyanto, 2008) menyimpulkan bahwa bakteri yang berasal dari perairan tambak udang tersebut mampu menjaga kestabilan konsentrasi amonia dan nitrit, sehingga konsentrasinya masih berada pada batas aman untuk budidaya. Selain dari berbagai contoh, sedimen, dan RPH, ditemukan banyak isolat bakteri yang berasal dari IPAL penduduk yang meliputi: Bacillus subtilis, Exiguobacterium acetylicum, Klebsiella terrigena, Staphylococcus aureus, dan Pseudomonas pseudoalcaligenes (Buthelezi, et al, 2009) . Tabel 1 berikut adalah beberapa contoh isolat bakteri indigenous yang berasal dari berbagai sumber

Tabel 1. Beberapa contoh isolat bakteri indigenous yang berasal dari berbagai sumber

Identitas bioremediator Sumber Referensi

Microccocus, Corynebacterium, Phenylo- bacterium, Enhydro- bacter, Morrococcus, Flavobacterium

Sedimen Sungai Siak

Wulandari Sri, Nila Fitri Dewi, dan Suwondo, 2005

17 isolat dari Rumah Pemotongan Hewan (RPH)

Sedimen Perairan Tercemar dan Bak Pengolahan Limbah

Suyasa, I W.B. 2007,

bakteri nitrifikasi dan bakteri denitrifikasi

Perairan tambak udang

Badjoeri Muhammad dan Tri Widiyanto, 2008

2 isolat bakteri untuk mereduksi sulfida 7 isolat bakteri untuk mereduksi amonia >35 % (dari konsentrasi awal 500 mg/L)

air dan sediment danau Maninjau Rusnam; Efrizal; Arifin Bustanul , 2009

Bacillus subtilis Exiguobacterium acetylicum Klebsiella terrigena Staphylococcus aureus Pseudomonas pseudoalcaligenes Pseudomonas plecoglossicida

Activated sludge Buthelezi, et al, 2009

gram-positive bacillus (GPB), gram-positive cocci (GPC), gram-negative bacillus (GNB) and gram-negative cocci (GNC)

Sewage treatment plants

Jalal, K.C.A, et al, 2006

Uji degradasi bahan pencemar dan identifikasi bakteri Uji degradasi dilakukan untuk menentukan efektifitas isolat bakteri dalam mendegradasi bahan pencemar.

Beberapa contoh penelitian dan uji degradasi yang menggunakan isolat bakteri indigenous menunjukka hasil yang signifikan. Hasil Isolasi dan seleksi bakteri indigenous yang berasal dari lumpur Sungai Siak yang menghasilkan 6 isolat bakteri diketahui dapat mereduksi logam Pb. Bakteri tersebut terdiri dari: Microccocus, Corynebacterium, Phenylobacterium, Enhydrobacter, Morrococcus, Flavobacterium dengan jumlah total bakteri berkisar antara: 3,0 X 107 sampai 1,5 X 108 sel/ml (Wulandari Sri, Nila Fitri Dewi, dan Suwondo, 2005). Isolat bakteri indigenous yang berasal dari RPH juga mempunyai kemampuan untuk menurunkan pencemar organik, dimana, 17 isolat bakteri yang berasal dari RPH tersebut mempunyai kemampuan menurunkan COD 63% dengan waktu retensi 7 hari (Suyasa, W.B.2007). Isolasi dan seleksi bakteri yang berasal air dan lumpur Danau Maninjau didapatkan 2 isolat bakteri yang dapat mereduksi sulfida, dan 7 isolat bakteri untuk mereduksi amonia >35 % (Rusnam; Efrizal; Arifin Bustanul , 2009). Sedangkan isolasi dan seleksi bakteri yang berasal dari tambak udang di daerah Karawang, Jawa Barat (Badjoeri Muhammad dan Tri Widiyanto, 2008) diketahui mampu



menjaga kestabilan konsentrasi amonia dan nitrit, sehingga konsentrasinya masih berada pada batas aman untuk budidaya. Buthelezi, et al., (2009) juga mendapatkan isolat bakteri yang berasal dari IPAL penduduk dapat mereduksi turbidity mencapai 84-94%. Identifikasi bakteri

Identifikasi dilakukan dengan beberapa cara termasuk : Pengamatan morfologi sel, pewarnaan gram, dan uji biokimia. Selain itu berdasarkan morfolofi, bakteri juga dibedakan menjadi 3 bentuk meliputi: Bentuk bulat (kokus), Bentuk batang (basil), dan Bentuk spiral (Pelczar dan Chan, 2006; Bergley, 2005, Gerardi, Michael H.,2006). Beberapa contoh bentuk bakteri dan pewarnaan yang berasal dari sewage treatment di Malaysia dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3. Bentuk bakteri dan pewarnaan yang berasal dari sewage treatment di Malaysia Gram positif –kokus (kiri) dan

Gram positif- basil (kanan) Jalal, K.C.A, et al, 2006 HASIL PENELITIAN Isolasi Bakteri

Dari hasil isolasi bakteri ditemukan bahwa semua contoh air dan sedimen mengandung bakteri. Dari setiap contoh air masing-masing diambil sebanyak 5 isolat bakteri yang tumbuh dominan, sehingga diperoleh total 35 isolat bakteri. Ciri umum koloni dari isolat-isolat yang diperoleh adalah warna koloni putih, krem ataupun semitransparan, dan memliki tepi yang rata tidak rata. Ciri-ciri koloni dari masing-masing isolat sampel 1 sampai dengan 7 dapat dilihat pada Gambar 4.1 sampai 4.7 dan Tabel 3 (Puslitbang SDA, 2011).

Gambar 4.1 Isolat bakteri dari air Sungai Cimuka

Gambar 4.2 Isolat bakteri dari sedimen Sungai Cimuka



Gambar 4.3 Isolat bakteri dari sedimen limbah domestik sebelum IPAL Bojongsoang

Gambar 4.4 Isolat bakteri dari air limbah domestik sebelum IPAL Bojongsoang

Gambar 4.5 Isolat bakteri dari air limbah peternakan sapi

Gambar 4.6 Isolat bakteri dari air dan sedimen efektif dari IPAL industri Cisirung

Gambar 4.7 Isolat bakteri dari sedimen limbah peternakan sapi



Tabel 3. Hasil identifikasi koloni bakteri (Puslitbang SDA, 2011) No Ciri-ciri Koloni

Contoh Air/Sedimen Warna Pinggiran Koloni

Air Sungai Cimuka

1.1 Putih Tepi Rata 1.2 Putih Tepi Rata 1.3 Putih Tepi Rata, Raised 1.4 Putih Tepi Rata, Raised 1.5 Putih Tepi Rata

Sedimen Sungai Cimuka

2.2 Putih Tepi Rata 2.3 Putih Tepi Rata 2.4 Putih Tepi Rata 2.5 Putih Tepi Rata

Sedimen limbah domestik sebelum IPAL Bojong Soang

3.1 Putih Tepi Rata 3.2 Putih Tepi rata, raised 3.3 Putih Tepi rata 3.4 Krem Tepi rata 3.5 Krem Tepi rata

Air limbah domestik Bojong Soang

4.1 Putih Tepi rata 4.2 Putih Tepi rata 4.3 Krem Tepi rata 4.4 Putih Tepi rata 4.5 Putih Tepi rata, raised

Air limbah peternakan sapi

5.1 Transparan Tepi tidak beraturan 5.2 Putih Transparan Tepi tidak beraturan 5.3 Putih Transparan Tepi tidak beraturan 5.4 Putih Transparan Tepi tidak rata

Air dan sedimen dari IPAL industri Cisirung

6.1 Putih Tepi rata 6.2 Putih Tepi rata 6.3 Putih Tepi rata 6.4 Putih Tepi rata, raised

Sedimen limbah peternakan sapi

7.1 Krem Tidak rata 7.2 Krem Tidak rata 7.3 Putih transparan Tidak rata 7.4 Krem/putih Tidak rata, membentuk hifa pada kultur tua 7.5 Putih Tidak rata, membentuk hifa pada kultur tua

Kondisi kualitas air dan tipologi bakteri Lingkungan kualitas air terutama temperatur, pH, dan oksigen terlarut dapat yang mempengaruhi aktivitas bakteri untuk dapat hidup dan melakukan penguraian terhadap bahan pencemar khususnya zat organik. Kondisi kualitas air dari keempat lokasi pengambilan sampel air dan bakteri bakteri dapat dilihat pada Tabel 4.

Tabel 4. Tipologi bakteri dari lokasi penelitian

Faktor

Lokasi penelitian

Kelompok Air sungai Cimuka

Air limbah domestik

Air limbah peternakan sapi

Air dan sedimen efektif IPAL

industri Cisirung

Temperatur 26,8 28 22,1 30,3 Psikrofil Mesofil

pH 7,8 7,3 8,4 7,7 Mesofil Alkalifil

Oksigen Terlarut 0 0 0 1,31 Aerob Anaerob

Sumber: Puslitbang SDA, 2011



Uji Kinerja dan idetifikasi bakteri Dari 35 hasil isolat bakteri yang diperoleh (Tabel 3) selanjutnya dilakukan percobaan uji kinerja untuk mendapatkan isolat-isolat terbaik dalam mendegradasi bahan pencemar organik. Parameter yang dilihat adalah besaran nilai BOD/COD masing-masing isolat pada sampel air limbah yang sama. Mangkoedihardjo & Ganjar (2010), menjelaskan bahwa zat organik lebih mudah terurai secara mikrobiologis apabila mempunyai rasio BOD/COD mendekati 1, hal ini dapat berarti bahwa isolat yang paling baik dalam mendegradasi senyawa organik adalah isolat yang mempunyai besaran nilai BOD/COD yang tinggi. Dari hasil 3 kali ulangan didapatkan 8 isolat terbaik (Gambar 5) yaitu: isolat asal sungai Cimuka 1.1 dan 2.4 (rasio BOD/COD 88 dan 75%) , isolat asal sungai Cisirung 3.3 dan 3.4 (68 dan 66%), isolat asal air limbah penduduk IPAL Bojong Soang 6.3 dan 6.4 (66 – 62%), dan isolat asal limbah ternak 5.3 dan 7.5 (67 – 59%).

Gambar 5. Rasio BOD/COD dari isolat-isolat yang diperoleh dari contoh air dan sedimen Hasil identifikasi bakteri

Dari 35 isolat dominan didapatkan 8 isolat yang mempunyai kinerja yang cukup tinggi dalam menurunkan kadar pencemar organik (gambar 6). Identifikasi bakteri berdasarkan kimiafisik dan uji biokimia, ke delapan isolat tersebut terdiri dari 4 genus (Tabel 3) meliputi: Bacillus Propionibacterium, Enterobacteria, dan Actinomyces.

Tabel 3 Hasil identifikasi bakteri berdasarkan kimiafisik dan uji biokimia

Karakter isolat 1,1 2,4 3,3 3,4 5,3 6,3 6,4 7,5

bentuk sel batang batang batang batang, filamen batang batang batang

batang pendek, rantai

pewarnaam Gram + + + + - + + +

Pembentuka spora + + - + - + + +

Motilitas + + + + + - + + Hidrolosis pati - - - + + + + +

Hidrolisis kasein - + - - + - - - Hidrolisis gelatin + - - - - - - -

Fermentasi glukosa - - + - - - - -

Fermentasi sukrosa - - + - - - - -

Fermentasi laktosa - - + - - - - -

Produksi H2S - - + - - - - - Produksi indol - - - + - - - -

Produksi urease - - - - - - - -

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

2.1

2.2

2.3

2. 4

2.5

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

4.1

4.2

4.3

4.4

4.5

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

6.1

6. 2

6.3

6.4

6.5

7.1

7.2

7.3

7.4

7.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

strain

Ras

io B

OD

/CO

D (%

)



Katalase + + + + + + + + Uji TSI - - + - + - - -

Uji Simmon's sitrat - - + - - - - -

Reduksi Nitrat + - + + - - - + Uji Oksidase + - + + - - - -

Genus Bacillus Bacillus Propionibacterium Bacillus Enteroba

cteria Bacillus Bacillus Actinomyces

PEMBAHASAN

Isolasi bakteri merupakan langkah awal untuk mendapatkan konsorsium bakteri yang dapat digunakan untuk degradasi bahan pencemar tertentu (Thompson. I.P. et al, 2005). Temperatur air dari keempat sumber bakteri berkisar antara 22,1°C sampai 30,30 °C. Pada temperatur tersebut mikroba yang dapat hidup adalah kelompok Psikrofil dan Mesofil. Psikrofil adalah kelompok mikroba yang dapat tumbuh pada suhu 0-30°C dengan suhu optimum sekitar 15°C, sedangkan Mesofil tumbuh pada suhu minimum 15°C dengan suhu optimum 25-37°C. Dengan karakteristik yang dimiliki oleh keempat jenis contoh air, dapat dianalisa bahwa tipologi bakteri yang dapat tumbuh secara optimum adalah bakteri yang termasuk kelompok Mesofil. Berdasarkan nilai pH-nya mikroba dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu: 1. Mikroba asidofil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 2,0 - 5,0. 2. Mikroba mesofil (neutrofil), adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 5,5 - 8,0. 3. Mikroba alkalifil, adalah kelompok mikroba yang dapat hidup pada pH 8,4 - 9,5. Dari hasil pemeriksaan pada air sungai, air limbah industri dan air limbah domestik nilai pH berkisar 7,3 - 7,8, sehingga bakteri yang dapat tumbuh optimal adalah kelompok mikroba mesofil. Pada contoh air limbah ternak nilai pH adalah 8,4, sehingga bakteri yang dapat tumbuh optimal adalah kelompok mikroba alkalifil. Berdasarkan kebutuhan oksigennya bakteri terbagi menjadi dua jenis, yaitu bakteri aerobik dan anaerobik. Dari hasil analisa diketahui bahwa nilai oksigen terlarut (DO) untuk air IPAL industri adalah 1,31 mg/L, sehingga bakteri masih dapat memanfaatkan oksigen (aerob) yang ada untuk hidup. Sebaliknya pada contoh air air sungai, air limbah ternak dan air limbah domestik nilai DO adalah 0 mg/L, sehingga bakteri hidup tanpa oksigen (anaerob).

Dari contoh air dan sedimen yang berasal dari empat sumber: Sungai Cimuka, IPAL industri Cisirung, IPAL penduduk Bojong Soang, dan limbah peternakan diperoleh total 35 isolat bakteri. Hal ini dapat menunjukkan bahwa keempat lokasi tersebut berpotensi untuk dijadikan sumber bakteri indigenous. Dalam percobaan yang dilakukan dengan 3 kali ulangan berdasarkan uji efektifitas besaran nilai rasio BOD/COD, dari 35 isolat tersebut didapatkan 8 isolat terbaik, yaitu isolat asal sungai Cimuka 1.1 dan 2.4 (rasio BOD/COD 88 dan 75%) , isolat asal sungai Cisirung 3.3 dan 3.4 (rasio BOD/COD 68 dan 66%), isolat asal air limbah penduduk IPAL Bojong Soang 6.3 dan 6.4 (rasio BOD/COD 66 – 62%), dan isolat asal limbah ternak 5.3 dan 7.5 (rasio BOD/COD 67 – 59%). Isolat bakteri indigenous yang didapat dari keempat sumber tersebut berpotensi untuk remediasi berbagai bahan pencemar seperti bakteri indigenous lainnya di Indonesia. Berbagai sumber isolat bakter indigenous juga dapat ditemukan diberagai tempat, misalnya, isolasi dan seleksi bakteri yang berasal air dan lumpur Danau Maninjau didapatkan 2 isolat bakteri yang dapat mereduksi sulfida, dan 7 isolat bakteri untuk mereduksi amonia lebih besar dari 35 % (Rusnam, et al, 2009). Perairan tergenang lainnya yaitu kolam tambak udang juga mempunyai potensi bakteri untuk menurunkan kadar pencemar. Dari isolasi dan seleksi bakteri yang berasal dari tambak udang di daerah Karawang, Jawa Barat menyimpulkan bahwa bakteri yang berasal dari perairan tambak udang tersebut mampu menjaga kestabilan konsentrasi amonia dan nitrit, sehingga konsentrasinya masih berada pada batas aman untuk budidaya (Badjoeri M dan Tri Widiyanto, 2008). Selain perairan tergenang seperti danau dan kolam tambak, seleksi bakteri dari lumpur Sungai Siak juga menghasilkan 6 isolat bakteri yang dapat mereduksi logam Pb (Wulandari S, et al, 2005), dan dari efluen Rumah Pemotongan Hewan (RPH) juga dapat menurunkan kadar pencemar organik COD mencapai 63% (Suyasa, I W.B. 2007).

Dari hasil identifikasi 35 isolat bakteri berdasarkan uji kimiafisik dan uji biokimia dan mempunyai kinerja cukup tinggi dalam menurunkan kadar pencemar organik didapatkan 4 genus: Bacillus, Propionibacterium, Enterobacteria, dan Actinomyces. Anggota genus Bacillus termasuk ke dalam bakteri aerobik atau anaerobik fakultatif. Spesies ini tumbuh baik pada medium yang kaya akan berbagai sumber karbon. Sebagian besar spesies ini menghasilkan enzim hidrolitik ekstraseluler untuk memecah berbagai polimer kompleks seperti polisakarida, asam nukleat, dan lipid. Selain itu, Anggota genus Bacillus berperan besar dalam pengolahan air limbah penduduk (Buthelezi, et al, 2009, dan Dhall Purnima, et al, 2012). Genus Propionibacterium banyak ditemukan pada IPAL air limbah penduduk Bojongsoang, merupakan bakteri yang dapat menghasilkan asam propionat dalam jumlah besar. Bakteri ini termasuk bakteri gram positif, anaerob, melakukan fermentasi, karbohidrat, polihidroksi alkohol sehingga menghasilkan asam propionat, asam asetat. Kelompok bakteri ini berperan dalam reduksi bahan pencemar organik (Narihiro Takashi, 2009). Isolat dari Genus Enterobacter dan Actinomyces banyak ditemukan pada air limbah ternak sapi. Genus Enterobacter yang diisolasi dari lumpur limbah tekstil diketahui dapat menurunkan warna pada air limbah yang berasal dari industri tekstil (I Ketut Dewa Sastrawidana, 2011). Genus Actinomyces merupakan kelompok bakteri gram positif yang amat beragam. Ciri utamanya adalah sel-selnya mampu



membentuk filamen (hifa bercabang) seperti fungi. Bakteri ini non-motil, dan kebanyakan aerobik, hanya beberapa yang bersifat anaerobik, contohnya Actinomyces israelii. Genus Actinomyces diketahui bisa menurunkan kadar pencemar organic BOD, COD maupun logam berat dari air limbah (Hozzein Wael, et al, 2012) dan dapat mempercepat proses pengomposan limbah padat ternak (Hayashida Sihinsaku, et al, 1988)

KESIMPULAN DAN SARAN

Dari tahap isolasi didapatkan total 35 isolat bakteri dari yang berasal Sungai Cimuka, IPAL penduduk Bojongsoang, IPAL industry gabungan CIsirung, dan limbah peternakan sapi. Ditinjau dari nilai temperatur tipologi bakteri yang didapat termasuk kelompok psikrofil dan mesofil, dari segi nilai pH termasuk kelompok mesofil dan alkalifil, dan dari segi oksigen terlarut termasuk dalam kelompok bakteri aerob dan anaerob. Berdasarkan uji kimiafisik dan uji biokimia dari 8 isolat tersebut termasuk dalam 4 genus: Bacillus, Propionibacterium, Enterobacteria, dan Actinomyces. Berdasarkan uji efektifitas besaran nilai rasio BOD/COD, dari 35 isolat tersebut didapatkan 8 isolat terbaik, yaitu isolat asal sungai Cimuka 1.1 dan 2.4; isolat asal IPAL industri gabungan Cisirung 3.3 dan 3.4; isolat asal IPAL penduduk Bojongsoang 6.3 dan 6.4; dan isolat asal limbah peternakan sapi 5.3 dan 7.5. Sehingga disarankan untuk menguji konsorsium diantara kedelapan isolat tersebut untuk mendapatkan konsorsium bakteri yang paling efektif dalam menurunkan kadar pencemar organik DAFTAR PUSTAKA

AWWA, 2005, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st Edition ISBN: 0875530478, Washington DC

Atlas, Ronald M., 2005. Handbook of media for environmental microbiology, 2nd ed. ISBN 0-8493-3560-4. CRC Press Badjoeri, M, Tri Widiyanto. 2008. Penggunaan Bakteri Nitrifikasi untuk Bioremediasi dan Pengaruhnya terhadap

Konsentrasi Ammonia dan Nitrit di Tambak Udang. ISSN 0125-9830. Jurnal Oseanologi dan Limnologi Indonesia Vol. 34 (2) : 261-278.

BPLHD DKI Jakarta, 2002. Data Pemantauan Kualitas Air Sungai di Propinsi DKI Jakarta, Jakarta, 2002. Barrow, G.I. and Feltham R.K.A.; ed, 2003, Cowan and Steel's manual for identification of medical bacteria -3rd ed. /

edited and rev. Buthelezi, S. P., Olaniran, A. O. and Pillay, B., 2009, Turbidity and microbial load removal from river water using

bioflocculants from indigenous bacteria isolated from wastewater in South Africa, African Journal of Biotechnology Vol. 8 (14), pp. 3261-3266, 20 July, 2009. ISSN 1684–5315 © 2009 Academic Journals

Benson, 2001, Microbiological Applications Lab Manual,Eighth Edition, The McGraw-Hill Companies. Barrow, G.I. and. Feltham, R.K.A; ed, 2003, Cowan and Steel's manual for identification of medical bacteria 3rd ed.

CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS. BERGEY’S MANUAL OF Systematic Bacteriology, 2005, 2nd ed, ISBN-10: 0-387-24145-0ISBN-13: 978-0387-24145-6,

Springer Dhall Purnima, Rita Kumar, and Anil Kumar, 2012, Biodegradation of Sewage Wastewater Using Autochthonous Bacteria ,

The Scientific World Journal Volume 2012 Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case. - 10th ed, 2010, Microbiology: an introduction. Great Lakes Bio Systems. Inc. .co Orb-3.com/LakeAndPond Orb-3 Professional Enzymes & Bacteria are the total solution. Gerardi, M.H. 2006. Wastewater Bacteria. New Jersey. John Willey. Hendrawan Diana 2005. Kualitas Air Sungai dan Situ di DKI Jakarta, Makara, Teknologi, Vol. 9, No.1, April 2005:13-19 Hozzein Wael N, Mohammed Bastawy Ahmed and Marzouka Shaban Abdel Tawab, 2012, Efficiency of some

actinomycete isolates in biological treatment and removal of heavy metals from wastewater, African Journal of Biotechnology Vol. 11(5), pp. 1163-1168, 16 January, 2012

I Ketut Dewa Sastrawidana, 2011, STUDI PEROMBAKAN ZAT WARNA TEKSTIL REMAZOL RED RB SECARA AEROB MENGGUNAKAN BAKTERI ENTEROBACTER AEROGENESYANG DIISOLASI DARI LUMPUR LIMBAH TEKSTIL. JURNAL KIMIA 5 (2), JULI 2011 : 117-124

Jalal, K.C.A.,; Zahangir Alam, Md.; Suleyman A; Muyibi and Jamal P.; 2006, Isolation and Purification of Bacterial Strains from Treatment Plants for Effective and Efficient Bioconversion of Domestic Wastewater Sludge. American Journal of Environmental Sciences 2 (1): 1-5, 2006 ISSN 1553-345X

Jürg P. Seiler, 2005, Good Laboratory Practice – the Why and the How, ISBN 3-540-25348-3 Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York.

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 128 Tahun 2003. Tata Cara dan Persyaratan Teknis dan Pengelolaan Limbah Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi oleh Minyak Bumi secara Biologis (Bioremediasi).

Kementerian Lingkungan Hidup, 2010, Status Lingkungan Hidup Indonesia, Jakarta Mara, Duncan and Horan,N.J, 2003 Handbook of water and wastewater microbiology, ISBN 0-12-470100-0. Elsevier Mangkoedihardjo, S., dan Ganjar, S. 2010. Fitoteknologi Terapan. Yogyakarta : Penerbit Graha Ilmu.



Narihiro Takashi, Takeshi Terada, Kae Kikuchi, Akinori Iguchi, Mizuyo Ikeda, Toshihiro Yamauchi, Koji Shiraishi, Yoichi Kamagata, Kazunori Nakamura and Yuji Sekiguchi, 2009, Comparative Analysis of Bacterial and Archaeal Communities in Methanogenic Sludge Granules from Upflow Anaerobic Sludge Blanket Reactors Treating Various Food-Processing, High-Strength Organic Wastewaters. Microbes and Environments. Vol. 24 (2009) , No. 2 pp.88-96

Pusat Litbang Sumber Daya Air, 2011, Teknologi Pengendalian Kualitas Air Sungai Tercemar dan Air Limbah, Laporan Akhir

Peraturan Pemerintah No. 82 Th. 2001, tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air Pelczar, Michael J dan Chan, E.C.S. 2006. Dasar-Dasar Mikrobiologi Jilid 1. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia. Rusnam, Efrizal, Arifin Bustanul. 2009. Teknik Bioremediasi Pengendalian Pencemaran Air Danau Maninjau Sumatera

Barat. Penelitian Hibah Strategis Nasional. Universitas Andalas. Suyasa, W.B. 2007. Isolasi Bakteri Pendegradasi Minyak/Lemak dari Beberapa Sedimen Perariran Tercemar dan Bak

Pengolahan Limbah. Jurnal Bumi Lestari Vol. 7 (2) : 39-42. SNI 06-2412-1991, ”Metoda Pengambilan Contoh Uji Kualitas Air” Badan Litbang Pekerjaan Umum Thompson Ian P.; Christopher J. van der Gast, Lena Ciric and Andrew C. Singer., 2005. Bioaugmentation for

bioremediation: the challenge of strain selection, Environmental Microbiology (2005) 7(7), 909–915). Undang-undang No:7/2004, tentang Sumber Daya Air Wulandari Sri, Nila Fitri Dewi, dan Suwondo, 2005, IDENTIFIKASI BAKTERI PENGIKAT TIMBAL (Pb) PADA SEDIMEN DI

PERAIRAN SUNGAI SIAK, Jurnal Biogenesis Vol. 1(2):62-65, 2005 © Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Riau ISSN : 1829-5460

bambang p blk makalah bakteri dari perairan tercemar

Documents