limbah m bumi vs biosurfaktan

BIODEGRADASI HIDROKARBON MINYAK BUMI OLEH Bacillus sp. GALUR ICBB 7859 DAN ICBB 7865 DARI

EKOSISTEM AIR HITAM KALIMANTAN TENGAH DENGAN PENAMBAHAN SURFAKTAN

DIYAN HERDIYANTORO

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2005

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi oleh Bacillus sp. Galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah dengan Penambahan Surfaktan adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Juni 2005

Diyan Herdiyantoro NIM A225010091

ABSTRAK

DIYAN HERDIYANTORO. Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi oleh Bacillus sp. Galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah dengan Penambahan Surfaktan. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan ANI SURYANI. Minyak dan gas bumi merupakan sumber energi utama untuk industri, transportasi dan rumah tangga. Selain manfaat yang diperoleh, kegiatan industri perminyakan dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Bioremediasi merupakan teknologi yang didasarkan kepada aktivitas mikroorganisme yang dapat mengurangi polutan-polutan yang mencemari lingkungan. Penggunaan surfaktan bersama dengan inokulasi bakteri terpilih telah diketahui dapat meningkatkan proses biodegradasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk menguji kemampuan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah dengan penambahan surfaktan dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi pada media minimal cair dan tanah yang tercemar minyak bumi. Pada 100 ml media minimal cair masing-masing isolat diinokulasikan hingga mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106 sel/ml, sedangkan pada 200 g campuran tanah dan minyak bumi (10% b/b) non-steril sejumlah 1.00 x 106 sel/g. Surfaktan Tween 80 digunakan pada dosis critical micelle concentration-nya, yaitu 0.015 ml/l.

Perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865 disertai dengan penambahan surfaktan pada media minimal cair dapat meningkatkan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi.

Perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865 pada tanah yang tercemar minyak bumi memberikan nilai total petroleum hydrocarbon (TPH) dan pH lebih rendah serta biodegradasi dan CO2-C lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa inokulasi bakteri. Perlakuan penambahan surfaktan memberikan nilai CO2-C lebih rendah dibandingkan dengan tanpa penambahan surfaktan pada hari ke-28 inkubasi. Interaksi perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan tanpa penambahan surfaktan (B1S0), inokulasi ICBB 7865 dan penambahan surfaktan (B2S1), inokulasi ICBB 7859 dan penambahan surfaktan (B1S1) dan inokulasi ICBB 7865 dan tanpa penambahan surfaktan (B2S0) memberikan nilai CO2-C lebih tinggi dibandingkan dengan interaksi perlakuan tanpa inokulasi bakteri dan penambahan surfaktan (B0S1) dan tanpa inokulasi bakteri dan tanpa penambahan surfaktan (B0S0) pada hari ke-21 inkubasi.

ABSTRACT

DIYAN HERDIYANTORO. Crude Oil Biodegradation by Bacillus sp. Strain ICBB 7859 and ICBB 7865 from Black Water Ecosystem of Central Kalimantan and The Addition of Surfactant. Under supervision of DWI ANDREAS SANTOSA and ANI SURYANI. Petroleum is the source of energy for industrial, transportation and domestic activities. As an energy resource, it has many advantages but also can cause environmental pollution. Bioremediation is a technology based on microbial activities which can degrade environmental contaminants. Addition of surfactants along with bacterial inoculation have been reported to enhance the degradation process. The purpose of this research was to determine the effect of Bacillus sp. strain ICBB 7859 and ICBB 7865 and the addition of surfactant on the biodegradation of crude oil in liquid minimum medium and non-sterile oil contaminated soil.

In 100 ml of liquid minimum medium the inoculants were inoculated at the population density of 1.00 x 106 cells/ml while in 200 g of unsterilized soil and crude oil mixtured (10% wt/wt) 1.00 x 106 cells/g. The dosage of surfactant Tween 80 was at its critical micelle concentration, i.e. 0.015 ml/l.

Inoculation treatments with Bacillus sp. strain ICBB 7859 and ICBB 7865 in liquid minimum medium along with addition of surfactant enhanced crude oil biodegradation.

Inoculation treatments with Bacillus sp. strain ICBB 7859 and ICBB 7865 on oil contaminated soil resulted lower total petroleum hydrocarbon (TPH) and pH, and higher biodegradation and CO2-C production than without bacteria inoculation. However, addition of surfactant treatment resulted lower CO2-C production than without addition of surfactant at 28th day of incubation. Interaction treatments with Bacillus sp. strain ICBB 7859 and without addition of surfactant (B1S0), ICBB 7865 and addition of surfactant (B2S1), ICBB 7859 and addition of surfactant (B1S1) and ICBB 7865 and without addition of surfactant (B2S0) resulted higher CO2-C production than without bacteria inoculation and addition of surfactant (B0S1) and without bacteria inoculation and without addition of surfactant (B0S0) at 21st day of incubation.

© Hak cipta milik Diyan Herdiyantoro, tahun 2005 Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotocopi,

mikrofilm dan sebagainya

BIODEGRADASI HIDROKARBON MINYAK BUMI OLEH Bacillus sp. GALUR ICBB 7859 DAN ICBB 7865 DARI

EKOSISTEM AIR HITAM KALIMANTAN TENGAH DENGAN PENAMBAHAN SURFAKTAN

DIYAN HERDIYANTORO

Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains pada Departemen Tanah

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2005

Judul Tesis : Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi oleh Bacillus sp. Galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah dengan Penambahan Surfaktan

Nama : Diyan Herdiyantoro NIM : A225010091

Disetujui

Komisi Pembimbing Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S. Dr. Ir. Ani Suryani, D.E.A. Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Ilmu Tanah Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Komaruddin Idris, M.S. Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc. Tanggal Ujian: 19 Mei 2005 Tanggal Lulus:

” Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain. Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap ”. (Q.S. Alam Nasyrah 94:6-8)

Kupersembahkan karya kecil ini kepada ayahanda Syafri Andi Pilliang dan ibunda Sri Hastuti serta seseorang yang telah hadir dalam hati yang mudah-mudahan dijanjikan Allah SWT untukku.

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan

karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan

tesis ini dengan judul Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi oleh Bacillus sp.

Galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah

dengan Penambahan Surfaktan.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Dwi Andreas

Santosa, M.S. dan Ibu Dr. Ir. Ani Suryani, D.E.A. selaku pembimbing atas arahan

dan motivasi yang diberikan selama pelaksanaan penelitian sampai penulisan

tesis ini. Ucapan terima kasih disampaikan kepada Ibu Dr. Dra. Rahayu

Widyastuti, M.Sc. selaku dosen penguji. Penghargaan penulis sampaikan kepada

Bapak Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, M.S. selaku direktur Indonesian Center for

Biodiversity and Biotechnology (ICBB) yang telah memberikan dukungan dana

dan fasilitas selama penelitian berlangsung. Isolat yang digunakan dalam

penelitian ini merupakan koleksi dari ICBB-Culture Collection of Microorganisms,

http://www.icbb.org. Selain itu, ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada

kepala dan staf Laboratorium Biologi Tanah yang telah memberikan izin dalam

penggunaan laboratorium dan fasilitasnya dan membantu pelaksanaan

penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayahanda Syafri

Andi Pilliang, ibunda Sri Hastuti, adinda Rio Andrianto dan seluruh keluarga atas

segala do’a dan kasih sayangnya serta sahabat penulis Budi Eko Cahyono, S.P.

dan drh. Hellyne Rosalina yang selalu mendampingi penulis saat suka maupun

duka. Ungkapan terima kasih diucapkan kepada Khairani Rahman, S.P. yang

telah memberikan dukungan moril maupun materil yang tulus kepada penulis.

Kepada Zumi Saidah, S.P., M.Si., kehadiranmu dalam hati mampu memberikan

api semangat penulis dalam menyelesaikan pendidikan di sekolah pascasarjana

ini.

Semoga tulisan ini bermanfaat.

Bogor, Juni 2005

Diyan Herdiyantoro

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Tanjung Karang pada tanggal 24 Oktober 1977 dari

ayah Syafri Andi Pilliang dan ibu Sri Hastuti. Penulis merupakan putra pertama

dari dua bersaudara.

Pendidikan dasar ditempuh di SDN Sukamaju I Cimahi dan lulus pada

tahun 1990. Kemudian penulis melanjutkan pendidikan ke SMPN 3 Cimahi dan

lulus pada tahun 1993. Setelah itu penulis meneruskan ke SMAN 2 Cimahi dan

lulus pada tahun 1996.

Pendidikan sarjana ditempuh di Program Studi Ilmu Tanah, Jurusan

Tanah, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi

Masuk IPB (USMI) dan lulus pada tahun 2001. Selama mengikuti perkuliahan,

penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Dasar-Dasar Ilmu Tanah pada

tahun ajaran 1999/2000 dan 2000/2001. Kemudian pada tahun yang sama

penulis melanjutkan program S2 di Program Studi Ilmu Tanah, Sekolah

Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Karya ilmiah berjudul Pengaruh Inokulasi

Bakteri Perombak Hidrokarbon Minyak Bumi dan Penambahan Pupuk N dan P

dalam Biodegradasi Limbah Minyak telah disajikan dalam Seminar Nasional di

Jakarta pada bulan Juli 2003. Sebuah artikel telah diterbitkan dengan judul Effect

of Inoculation of Hydrocarbon Degrading Bacteria and Addition of Nitrogen and

Phosphor Inorganic Fertilizers on Crude Oil Waste Biodegradation pada Jurnal

Ilmiah Pertanian GAKURYOKU Vol IX, No. 2, Th. 2003.

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR TABEL ………………………………………………………….. xiv

DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………. xv

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………….. xvii

PENDAHULUAN ………………………………………………………….. 1

Latar Belakang ………………………………………………………. 1 Tujuan Penelitian …………………………………….….................. 3 Hipotesis Penelitian ………………………………………………… 3 Manfaat Penelitian …………………………………………………... 3

TINJAUAN PUSTAKA ……………………………………...................... 4

Karakteristik Minyak Bumi …………………………….................. 4 Minyak Bumi dan Pengilangan Minyak Bumi …………………. 4 Sifat Fisik Minyak Bumi …………………………….................... 4 Sifat Kimia Minyak Bumi ………………………………............... 5

Pencemaran Tanah oleh Minyak Bumi ……….………............... 6 Rembesan Limbah Alam …………………………….................. 6 Rembesan dan Tumpahan Minyak Bumi Akibat Kecelakaan .. 6 Pembuangan Limbah Minyak Bumi ......................................... 6

Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Manusia, Tumbuhan dan Hewan ……………………………………….......... 7

Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Manusia …… 7 Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Tumbuhan … 7 Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Hewan …….. 8

Dinamika Tumpahan Minyak Bumi di Tanah …………………... 9 Penyebaran ……………………………………………………….. 9 Penguapan …………………………………….…....................... 9 Pencucian …………………………………………………………. 10 Degradasi Secara Fotooksidasi ……………….….…................ 10

Bioremediasi Minyak Bumi ………………………………………... 10 Mikroorganisme Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi ..... 12 Mekanisme Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi .............. 14 Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi …………………………….................. 16

Kadar Air …………………………………………….................... 16 Suhu ……………………………………………………………….. 16 Oksigen ……………………………………………………………. 17 pH Tanah …………………………………………….................... 17 Ketersediaan Nutrisi …………………….……………………….. 17

Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah ................................. 18 Surfaktan ...................................................................................... 19

Sifat dan Karakteristik Surfaktan ............................................. 19

Penggunaan Surfaktan dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi ............................................................................

20

BAHAN DAN METODE …………………………………........................ 22

Waktu dan Tempat Penelitian …………………………………….. 22 Bahan dan Alat ………………………………………………………. 22 Pelaksanaan Penelitian …………………………………………….. 22

Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Nutrient Broth ........................................................................................

22

Penentuan Kurva Standar Populasi Bakteri ............................ 23 Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi di Berbagai Konsentrasi Minyak Bumi pada Media Minimal Cair ............................................................................. 23 Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Minimal Cair .......................................................................................... 24 Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair ........................................ 24 Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi pada Media Minimal Cair ...............................

24

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair ...........................................................................

25 Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dan Penambahan Surfaktan pada Tanah Tercemar Minyak Bumi ............................................................................ 25 Pengukuran Bobot Minyak Bumi (TPH) ................................... 26 Pengukuran pH Tanah ………………………………................. 28 Pengukuran CO2-C ………..………………………………… …... 28

HASIL DAN PEMBAHASAN ……………………………………………. 29

Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Nutrient Broth ......... 29 Kurva Standar Populasi Bakteri ................................................. 29 Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi di Berbagai Konsentrasi Minyak Bumi pada Media Minimal Cair …………………………………………………..

30 Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Minimal Cair ............ 31 Kurva Pertumbuhan Bakteri dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair .............................................................

33

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi pada Media Minimal Cair .....................................

34

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair .................................................................................

34 Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dan Penambahan Surfaktan pada Tanah Tercemar Minyak Bumi ...............................................................

35 Pengaruh Bakteri Terhadap Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) .......................................................................................

35

Pengaruh Bakteri Terhadap Biodegradasi .............................. 37 Pengaruh Bakteri Terhadap pH ............................................... 37 Pengaruh Bakteri Terhadap CO2-C ......................................... 38 Pengaruh Surfaktan Terhadap CO2-C ..................................... 39

Pengaruh Interaksi Bakteri dan Surfaktan Terhadap CO2-C ... 40 KESIMPULAN DAN SARAN ……………………………………………. 41

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 42

LAMPIRAN .......................................................................................... 48

DAFTAR TABEL

Halaman 1 Hasil pengolahan minyak bumi dan kegunaannya .................... 4 2 Sifat fisik minyak bumi ............................................................... 5 3 Jenis-jenis teknologi bioremediasi ............................................. 11 4 Biaya pengolahan oil sludge pada berbagai metode

bioremediasi ............................................................................... 12 5 Total petroleum hydrocarbon (TPH), biodegradasi, kerapatan

optik dan pH di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair karena pengaruh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 selama 15 hari inkubasi …… ……………………

30 6 Pengaruh bakteri terhadap bobot minyak bumi, biodegradasi,

pH dan kerapatan optik pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ............................................................................... 34

7 Pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap bobot minyak bumi, biodegradasi, pH dan kerapatan optik pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ...................................................................................... 35

DAFTAR GAMBAR

Halaman 1 Penyebaran tumpahan minyak di permukaan tanah ................. 9 2 Penggunaan hidrokarbon minyak bumi oleh bakteri: (A)

penggunaan hidrokarbon terlarut, (B) kontak langsung bakteri dengan hidrokarbon pada antar muka air-minyak, (C) kontak langsung bakteri dengan butiran-butiran hidrokarbon yang terdispersi dalam larutan dan (D) peningkatan kelarutan hidrokarbon karena dihasilkan biosurfaktan .............................. 15

3 Kepala hidrofilik surfaktan yang terikat air ................................. 19 4 Jenis-jenis surfaktan .................................................................. 20 5 Surfaktan meningkatkan bioavailabilitas minyak terhadap

bakteri: (A) laju biodegradasi terbatas karena minyak tidak larut dan (B) peningkatan kelarutan minyak dan laju biodegradasi karena adanya misel surfaktan ............................ 21

6 Penetapan kurva standar populasi bakteri ................................. 23 7 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB

7865 pada media nutrient broth ………………………………….. 29 8 Kurva standar populasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB

7865 ………………………………………..................................... 29 9 Uji aktivitas Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ………………………………………………………… 30

10 Total petroleum hydrocarbon (TPH) akhir karena pengaruh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ………………………………………………………… 31

11 Penentuan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada media minimal cair ………….................... 31

12 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ………. 32

13 Penentuan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair …………………………….......... .......... 33

14 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ……………………………. 33

15 Biodegradasi minyak bumi oleh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dan dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi ..................... 35

16 Pengaruh bakteri terhadap TPH pada tanah tercemar minyak bumi ........................................................................................... 36

17 Pengaruh bakteri terhadap biodegradasi pada tanah tercemar minyak bumi ………………………………………………….......... 37

18 Pengaruh bakteri terhadap pH pada tanah tercemar minyak bumi ........................................................................................... 38

19 Pengaruh bakteri terhadap CO2-C pada tanah tercemar minyak bumi ............................................................................... 38

20 Pengaruh surfaktan terhadap CO2-C pada tanah tercemar minyak bumi ............................................................................... 39

21 Pengaruh interaksi bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari ke-21 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi .................... 40

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1 Ciri morfologi dan fisiologi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 .................................................................................. 49

2 Sifat fisik dan kimia Sangatta crude oil ...................................... 50 3 Komposisi media tumbuh bakteri dan surfaktan ........................ 51 4 Data bobot minyak bumi yang dapat diekstrak dari media

minimal cair dan media tanah .................................................... 52 5 Data penetapan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB

7859 dan ICBB 7865 pada media nutrient broth ........................ 53 6 Hasil perhitungan populasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan

ICBB 7865 untuk kurva standar ................................................. 54 7 Data aktivitas bakteri di berbagai konsentrasi minyak bumi

pada media minimal cair ............................................................ 55 8 Data kurva pertumbuhan bakteri pada media minimal cair ........ 56 9 Data kurva pertumbuhan bakteri pada media minimal cair

dengan penambahan surfaktan Tween 80 ................................ 57 10 Data uji aktivitas bakteri pada media minimal cair ..................... 58 11 Data uji aktivitas bakteri pada media minimal cair dengan

penambahan surfaktan Tween 80 ............................................. 59 12 Data bobot minyak bumi hasil uji aktivitas bakteri dalam

biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi ............ 60

13 Data biodegradasi hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi ........................................ 61

14 Data pH hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi ........................................ 62

15 Data CO2-C hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi ........................................ 63

16 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap bobot minyak bumi pada media minimal cair setelah inkubasi 15 hari ..................... 64

17 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap biodegradasi minyak bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi .................................................................................................... 64

18 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap pH pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi ......................................... 64

19 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap kerapatan optik pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi ..................... 64

20 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap bobot minyak bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi ......................................... 65

21 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap biodegradasi minyak bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi ..............................

65 22 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan

surfaktan Tween 80 terhadap pH pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi .............................................................

65

23 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap kerapatan optik pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi ......................................... 65

24 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap bobot minyak bumi hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi ........................................................................................... 66




28 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap biodegradasi minyak bumi hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi ................................................................ 67




32 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap pH hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi ............... 68

33 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap pH hari ke-14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi ............. 68



36 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi ............ 69

37 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari ke-14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi .......... 69



PENDAHULUAN

Latar Belakang

Minyak dan gas bumi merupakan sumber energi utama untuk industri,

transportasi dan rumah tangga. Ekspor komoditi ini menyumbangkan devisa bagi

negara (Kadarwati et al. 1996). Indonesia adalah salah satu penghasil minyak

bumi terbesar (urutan ke-8 dari negara penghasil minyak dunia) dengan produksi

sebesar 1.27 juta barel per hari pada tahun 2003 (Sabur 2003).

Aktivitas industri perminyakan (pengeboran, pengilangan, proses produksi

dan transportasi) umumnya menghasilkan limbah minyak dan terjadi tumpahan

baik di tanah maupun perairan (Udiharto 1996a). Limbah dan tumpahan tersebut

akan semakin meningkat sejalan dengan meningkatnya aktivitas industri

perminyakan di lapangan. Penanganan yang tidak tepat dapat menyebabkan

pencemaran lingkungan dan berbahaya bagi makhluk hidup (Dibble & Bartha

1979; Bartha & Bossert 1984; Bossert & Bartha 1984; Mishra et al. 2001;

Santosa 2003).

Dalam UU No. 23/1997 dan PP No. 18/1999 disebutkan bahwa limbah

minyak bumi termasuk kategori bahan berbahaya dan beracun (B3). Produsen

dilarang menyimpannya terlalu lama tanpa pengolahan. Selain itu, produsen

diwajibkan segera mengolahnya menjadi komponen-komponen yang tidak

berbahaya dalam waktu 90 hari sejak limbah dihasilkan (Mursida 2002; Santosa

2003).

Usaha penanggulangan pencemaran minyak bumi secara konvensional

hasilnya kurang memuaskan. Membuang bahan pencemar dengan

membenamkannya ke dalam tanah tidak menanggulangi masalah. Bahan

tersebut dapat meresap ke air tanah dan mencemari perairan. Demikian juga

dengan usaha pembakaran yang dapat mengakibatkan pencemaran udara

(Kadarwati et al. 1996).

Alternatif lain yang dapat digunakan dalam penanggulangan pencemaran

minyak bumi adalah teknologi bioremediasi yaitu menggunakan bakteri yang

dalam aktivitasnya mampu memanfaatkan hidrokarbon minyak bumi sebagai

sumber karbon dan energi kemudian mengubahnya menjadi CO2, H2O dan

biomassa sel. Teknologi ini ramah lingkungan, efektif dan ekonomis.

Penerapannya pada lingkungan yang tercemar minyak bumi diharapkan dapat

mengurangi konsentrasi limbah minyak yang ada dan membantu usaha

penormalan kembali lingkungan tersebut (Dibble & Bartha 1979; Atlas 1981;

Bossert & Bartha 1984; Udiharto et al. 1995; Udiharto et al. 2000; Yani et al.

2003). Dalam Kepmen No. 04/1995 disebutkan bahwa pengolahan limbah

minyak bumi secara biologi harus dapat menurunkan konsentrasi hidrokarbon

hingga mencapai ambang batas yang disyaratkan aman bagi lingkungan, yaitu

10 000 ppm (Edvantoro 2003).

Aktivitas bakteri dalam mendegradasi limbah minyak bumi tergantung

kepada fisiologi bakteri dan kondisi beberapa parameter lingkungan setempat

seperti pH, kelembaban, aerasi, temperatur dan ketersediaan nutrisi. Pemilihan

inokulan yang sesuai dan menciptakan kondisi lingkungan yang optimal untuk

bakteri dapat mempercepat proses biodegradasi sehingga memungkinkan

terjadinya pengurangan konsentrasi hidrokarbon secara maksimal (Atlas 1981;

Kadarwati et al. 1994; Udiharto 1996a; Udiharto et al. 2000).

Bioremediasi dapat dilakukan dengan menggunakan bakteri indigenous

maupun menginokulasikan bakteri terpilih dari tempat lain (Udiharto et al. 2000;

Mishra et al. 2001; Santosa 2003). Santosa et al. (2000) menyatakan bahwa

ekosistem air hitam Kalimantan Tengah menyimpan potensi bakteri yang dapat

digunakan untuk bioremediasi. Ekosistem air hitam tidak hanya penting karena

jenis flora dan faunanya tetapi juga mikroorganismenya penting untuk

dikembangkan karena berbagai kelompok bakteri mampu hidup pada kondisi

ekstrim lingkungan tersebut.

Listiyawati (2004) dapat mengisolasi konsorsium bakteri perombak

hidrokarbon minyak bumi dari ekositem air hitam Kalimantan Tengah. Hasil

pengujian menggunakan konsorsium DNH-U 3877 pada skala laboratorium

dalam penanganan limbah lumpur berminyak menunjukkan penurunan total

petroleum hydrocarbon (TPH) dari 58 882 ppm menjadi 6 652 ppm dalam waktu

6 minggu. Dalam konsorsium tersebut terdapat 2 koloni bakteri yang dominan,

yaitu Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865.

Karakteristik minyak bumi yang tidak larut dalam air dan terjerap pada

partikel tanah dapat mengurangi bioavailabilitasnya terhadap bakteri sehingga

menjadi faktor pembatas laju biodegradasi karena di lain pihak aktivitas bakteri

dalam biodegradasi berlangsung pada antar muka air-minyak dalam larutan

tanah (Atlas 1981; Volkering et al. 1995; Tiehm & Stieber 2001; Wick et al. 2001).

Salah satu cara untuk mengatasi hal tersebut dengan mengaplikasikan surfaktan,

molekul yang mempunyai bagian hidrofilik dan hidrofobik yang mampu

menurunkan tegangan antar muka air dan minyak (Volkering et al. 1995; Tiehm &

Stieber 2001). Penggunaan surfaktan bersama dengan inokulasi bakteri terpilih

telah diketahui dapat meningkatkan proses biodegradasi. Surfaktan, melalui

proses dispersi, dapat meningkatkan kelarutan minyak dalam fase cairan

sehingga permukaan minyak yang dapat didegradasi oleh bakteri bertambah

(Van Dyke et al. 1991; Tiehm 1994; Liu et al. 1995; Udiharto et al. 1995; Thibault

et al. 1996; Sabagh & Atta 1999).

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menguji kemampuan Bacillus sp. galur

ICBB 7859 dan ICBB 7865 yang diisolasi dari ekosistem air hitam Kalimantan

Tengah dengan penambahan surfaktan dalam mendegradasi hidrokarbon

minyak bumi.

Hipotesis Penelitian

Hipotesis dalam penelitian ini adalah inokulasi Bacillus sp. galur ICBB

7859 dan ICBB 7865 yang diisolasi dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah

dengan penambahan surfaktan dapat meningkatkan biodegradasi hidrokarbon

minyak bumi.

Manfaat Penelitian

Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 serta penambahan surfaktan

dapat dimanfaatkan dalam penanganan limbah dan rehabilitasi lingkungan yang

tercemar hidrokarbon minyak bumi.

TINJAUAN PUSTAKA

Karakteristik Minyak Bumi Minyak Bumi dan Pengilangan Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan campuran kompleks hidrokarbon padat, cair dan

gas yang merupakan hasil akhir penguraian bahan-bahan hewani dan nabati

yang telah terpendam dalam kerak bumi dalam waktu lama dan mengandung

sedikit senyawa nitrogen dan belerang (Atlas & Bartha 1981; Keenan et al.

1993). Minyak bumi yang dihasilkan di Indonesia bervariasi jenisnya dari ringan

encer yang berwarna kecoklatan dan mengandung bagian-bagian ringan yang

mudah disuling sampai pada jenis kental yang merupakan substansi setengah

padat berwarna kehitaman dengan sedikit mengandung bagian ringan (Kontawa

1993).

Menurut Keenan et al. (1993) pengilangan minyak bumi merupakan

pemisahan senyawa organik seperti adanya di alam dan pengolahan beberapa

diantaranya menjadi senyawa organik lain melalui pemisahan minyak kasar

dengan penyulingan bertingkat menjadi kelompok-kelompok dengan interval titik

didih yang berlainan. Hasil pengolahan minyak bumi dan kegunaannya disajikan

pada Tabel 1.

Tabel 1 Hasil pengolahan minyak bumi dan kegunaannya

No. Hasil Interval Ukuran Molekul

Interval Titik Didih (ºC) Penggunaan

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Gas Eter petroleum Bensin Minyak tanah Minyak diesel Minyak pelumas Lilin parafin Aspal

C1-C5

C5-C7

C5-C12

C12-C16

C15-C18

> C16 > C20

-

-164-30 30-90

30-200 175-275 250-400

> 350 52-57

Residu

Bahan bakar gas Pelarut; binatu kimia (dry cleaning) Bahan bakar motor Minyak lampu; minyak kompor Bahan bakar mesin diesel Pelumasan Lilin; korek api Pelapis jalan

Sumber: Keenan et al. (1993). Sifat Fisik Minyak Bumi

Hidrokarbon minyak bumi tidak larut atau hanya sedikit sekali larut dalam

air tetapi sangat larut dalam pelarut non-polar (Keenan et al. 1993). Menurut

Koesoemadinata (1980) dan Speight (1980) secara umum sifat-sifat fisik minyak

bumi terdiri atas bobot jenis, titik didih, titik nyala dan nilai kalori (Tabel 2).

Tabel 2 Sifat fisik minyak bumi

No. Sifat Fisik Keterangan 1.

2.

3.

4.

Bobot jenis

Titik didih

Titik nyala

Nilai kalori

Bobot jenis (specific gravity) adalah sifat fisik minyak bumi yang penting dan mempunyai nilai dalam perdagangan. Bobot jenis minyak bumi dinyatakan dalam derajat API (American Petroleum Institute) atau API gravity yang menunjukkan kualitas minyak bumi tersebut. Semakin kecil bobot jenisnya atau semakin tinggi derajat API maka minyak bumi itu memiliki nilai jual tinggi karena banyak mengandung bensin. Bobot jenis minyak bumi tergantung pada suhu dimana semakin tinggi suhu maka semakin rendah bobot jenisnya.

Titik didih (boiling point) minyak bumi berbeda-beda sesuai dengan derajat API-nya. Jika derajat API rendah maka titik didihnya tinggi karena minyak bumi tersebut banyak mengandung fraksi berat. Jika derajat API tinggi maka titik didihnya rendah dan lebih banyak mengandung fraksi ringan (bensin). Titik didih mempunyai arti penting untuk transportasi minyak bumi sehingga proses pembekuan dapat dicegah.

Titik nyala (flash point) adalah suhu dimana minyak bumi dapat terbakar karena suatu percikan api. Semakin tinggi derajat API maka titik didih dan titik nyalanya semakin rendah sehingga mudah terbakar karena percikan api. Titik nyala mempunyai arti sangat penting karena semakin rendah akan semakin berbahaya.

Nilai kalori (heat of combustion) adalah jumlah kalori yang ditimbulkan oleh 1 g minyak bumi yaitu dengan meningkatkan suhu 1 g air dari 3.5 °C sampai 4.5 °C. Terdapat hubungan antara bobot jenis dan nilai kalori yaitu bobot jenis minyak bumi antara 0.9 sampai 0.95 memberikan nilai kalori sebesar 10 000-10 500 kal/g. Pada umumnya minyak bumi mempunyai nilai kalori 10 000-10 800 kal/g.

Sumber: Koesoemadinata (1980) dan Speight (1980). Sifat Kimia Minyak Bumi

Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon (> 90%) dan senyawa

non-hidrokarbon (Udiharto 1996a). Berdasarkan struktur molekulnya

persenyawaan hidrokarbon digolongkan atas 4 jenis, yaitu parafin, olefin,

naftalen dan aromatik (Kontawa 1993). Senyawa non-hidrokarbon minyak bumi

disusun oleh senyawa organik yang mengandung belerang, nitrogen, oksigen

dan logam organik yang terkonsentrasi dalam minyak fraksi berat dan residu

(Udiharto 1996a).

Menurut Kadarwati et al. (1994) hidrokarbon parafinik atau alifatik adalah

senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon dengan ikatan jenuh dan

terbuka. Hidrokarbon naftenik atau sikloparafin adalah senyawa hidrokarbon

dengan ikatan jenuh yang mempunyai rantai tertutup atau berbentuk cincin atau

lingkar. Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa hidrokarbon dengan molekul

berbentuk cincin yang terdiri atas 6 atom karbon dengan ikatan rangkap

bergantian.

Suatu persenyawaan hidrokarbon berbeda dari persenyawaan

hidrokarbon lainnya karena perbedaan perbandingan bobot unsur-unsur karbon

dan hidrogen yang terdapat di dalamnya atau perbedaan susunan unsur-unsur

karbon dan hidrogen di dalam molekul-molekul persenyawaan tersebut (Kontawa

1993).

Pencemaran Tanah oleh Minyak Bumi

Menurut Bossert dan Bartha (1984) jenis dan asal pencemaran minyak

bumi di tanah dapat terjadi melalui beberapa hal berikut, yaitu rembesan limbah

alam berupa minyak dan gas bumi, kecelakaan yang mengakibatkan rembesan

atau tumpahan minyak dan pembuangan limbah minyak. Rembesan Limbah Alam

Pelengkungan formasi geologi dapat menyebabkan minyak bumi

meresap melalui celah-celah bebatuan menuju ke permukaan bumi walaupun

tanpa proses pengeboran. Jumlahnya diperkirakan 600 000 ton per tahun akan

masuk ke perairan dan pada lingkungan terestrial sekitar 245 000 ton minyak

bumi tersebut akan terombak oleh aktivitas mikroorganisme. Selain itu,

perombakan juga terjadi pada reservoir di dalam tanah dimana oksigen dan

nutrisi mineral tersedia melalui infiltrasi. Melalui proses tersebut diperkirakan 10%

deposit minyak hancur. Rembesan dan Tumpahan Minyak Bumi Akibat Kecelakaan

Pada skala besar kecelakaan terjadi pada sumur-sumur bor minyak bumi

dan pecahnya pipa-pipa pengangkutan minyak sedangkan pada skala kecil

sering terjadi pada proses pengangkutan dengan mobil-mobil tanker dan

bocornya katup atau kran-kran kilang minyak. Pembuangan Limbah Minyak Bumi

Pembuangan limbah minyak dari pabrik pemurnian minyak bumi, dasar

tanki penyimpanan dan operasi pembersihan tumpahan minyak akan

menghasilkan lumpur berminyak (oil sludge) dimana faktor teknologi dan

ekonomi sering menjadi kendala dalam penanganannya. Selain itu, pemanfaatan

limbah minyak melalui penyemprotan ke jalan untuk menahan debu dan

mengokohkan konstruksi pinggiran jalan dari erosi dengan cara mencampur

aspal dan jerami dapat menyebabkan pencemaran air tanah karena terjadi

rembesan minyak.

Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Manusia, Tumbuhan dan Hewan

Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Manusia

Menurut Udiharto (2000) tingkat toksisitas hidrokarbon minyak bumi dapat

bersifat akut atau kronik. Toksisitas akut terjadi dalam jangka waktu yang relatif

pendek dengan bahan yang berkontak di lingkungan cukup tinggi sedangkan

toksisitas kronik terjadi dalam jangka waktu lama dengan bahan yang berkontak

relatif lebih rendah. Pengaruh toksik akut pada umumnya menyerang sistem

syaraf pusat. Sifat toksik yang kronik dapat mempengaruhi kerusakan sel

sumsum tulang dan menyebabkan penyakit kanker. Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Tumbuhan

Menurut Bossert dan Bartha (1984) tumpahan minyak bumi di permukaan

tanah memberikan pengaruh negatif terhadap tumbuhan, yaitu toksisitas akibat

kontak langsung atau tidak langsung karena adanya interaksi minyak dengan

komponen abiotik dan mikroorganisme tanah.

Toksisitas kontak terjadi karena hidrokarbon melarutkan struktur

membran lipid sel. Walaupun komponen minyak bumi bertitik didih rendah cepat

hilang melalui evaporasi dan pencucian (pada tanah dengan kondisi lembab dan

beraerasi baik), tetapi menyebabkan toksisitas kontak yang tinggi terhadap akar

dan daun. Tingkatan toksisitas sebagai berikut: monoaromatik > olefin dan

naftalen > parafin dimana setiap tingkatan berbanding lurus dengan peningkatan

polaritas dan berbanding terbalik dengan penambahan bobot molekul (Bossert &

Bartha 1984). Mason (1996) menyebutkan tumpahan minyak dapat menghambat

laju fotosintesis karena mempengaruhi permeabilitas membran sel dan

mengurangi penyerapan cahaya matahari oleh kloroplas.

Pengaruh tidak langsung terjadi karena adanya kompetisi penggunaan

nutrisi mineral dan oksigen antara akar tumbuhan dan mikroorganisme

pendegradasi hidrokarbon dan mendorong terbentuknya kondisi anaerobik

sehingga dihasilkan senyawa fitotoksik seperti H2S. Selain itu, minyak dengan

sifatnya yang hidrofobik dapat menyebabkan struktur tanah menjadi buruk

sehingga membatasi kemampuannya dalam menyerap air dan udara (Bossert &

Bartha 1984).

Kontaminasi hidrokarbon minyak bumi di permukaan tanah menyebabkan

terhambatnya perkembangan tumbuhan. Mishra et al. (2001) melaporkan di

lokasi kilang minyak Mathura-India yang tercemar limbah minyak tidak ada

vegetasi yang tumbuh. Bossert dan Bartha (1984) menyebutkan bahwa tanaman

umbi-umbian seperti ubi jalar dan singkong sangat sensitif terhadap hidrokarbon

minyak bumi sedangkan mangga, pisang dan tanaman yang mempunyai rhizoma

lebih mampu beradaptasi.

Konsentrasi hidrokarbon minyak bumi dalam jumlah sedang (1-5%) di

atas permukaan tanah umumnya kurang merusak terhadap tumbuhan.

Konsentrasi yang rendah (< 1%) kadang-kadang meningkatkan perkembangan

tumbuhan. Hal ini mungkin disebabkan adanya bagian dari komponen

hidrokarbon minyak bumi yang berfungsi sebagai hormon tumbuh (Bossert &

Bartha 1984). Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Hewan

Inverterbrata tanah mempunyai kandungan lipid yang tinggi dan laju

metabolisme yang cepat sehingga sangat sensitif terhadap toksisitas kontak dari

minyak bertitik didih rendah. Hidrokarbon dengan titik didih yang lebih tinggi dan

kurang fitotoksisitasnya dapat menyumbat stomata mikroartropoda sehingga

menghambat proses respirasi. Hal tersebut dijadikan dasar dalam

mengendalikan larva nyamuk dengan menggunakan minyak (Bossert & Bartha

1984).

Amfibi lebih mudah terkena dampak negatif dari minyak karena kulitnya

yang permeabel. Pada percobaan dengan menggunakan beberapa konsentrasi

minyak, telur dapat menetas menjadi berudu tanpa dipengaruhi oleh konsentrasi

minyak. Tetapi, perkembangan berudu terhambat pada konsentrasi minyak yang

tinggi bahkan pada konsentrasi > 100 mg/l tidak ada berudu yang mengalami

metamorfosa menjadi katak dewasa (Mason 1996).

Tumpahan minyak bumi menyebabkan terganggunya perkembangbiakan

burung karena lingkungan menjadi tidak sesuai untuk penetasan telur dan

terdapatnya unsur beracun. Beberapa percobaan menunjukkan bahwa minyak

yang diberikan pada kulit telur mallard (Anas platyrhynchos) menyebabkan telur

tidak menetas karena terdapat komponen aromatik yang toksik bagi telur. Pada

dosis 10 µl, embrio menjadi abnormal yang ditandai dengan berubahnya bentuk

paruh, susunan tulang dan bulu burung yang tidak lengkap (Mason 1996).

Dinamika Tumpahan Minyak Bumi di Tanah Penyebaran

Penyebaran tumpahan minyak bumi di permukaan tanah ditentukan oleh

beberapa faktor utama diantaranya volume tumpahan, kekentalan minyak, kontur

lahan dan porositas tanah sedangkan beberapa faktor lain seperti tanaman

penutup dan keadaan cuaca juga ikut menentukan penyebarannya. Penyebaran

minyak secara horizontal menambah luasan lahan yang tercemar sedangkan

pergerakan secara vertikal menyebabkan terkontaminasinya air tanah (Gambar

1) (Raisbeck & Mohtadi 1974; Somers 1974; MacKay & Mohtadi 1975; Van

Loocke et al. 1975; McGill et al. 1981).

Gambar 1 Penyebaran tumpahan minyak di permukaan tanah (Bossert & Bartha 1984).

Penguapan

Menurut McGill et al. (1981) sebesar 20-40% minyak bumi akan

mengalami proses penguapan dari tanah tercemar. Besarnya penguapan

tergantung dari suhu, permukaan yang impermeabel dan vegetasi. Penguapan

tertinggi terjadi bila kondisi kelembaban tanah rendah dan suhu lingkungan

tinggi.

Penguapan terjadi pada senyawa-senyawa hidrokarbon dengan bobot

molekul rendah. Penguapan tidak berlangsung terus-menerus karena dalam

minyak bumi terdapat senyawa hidrokarbon yang mempunyai bobot molekul

lebih tinggi. Hidrokarbon dengan bobot molekul kurang dari C15 (titik didih < 250

°C) lebih mudah menguap, antara C15-C25 (titik didih 250-400 °C) menguap lebih

lambat sedangkan lebih besar dari C25 sulit menguap (Mulyono 1989).

Pencucian

Pencucian hidrokarbon minyak bumi pada permukaan dan air tanah

ditentukan oleh kelarutan minyak dalam fase cairan, tekstur tanah dan kuantitas-

intensitas air hujan. Francke dan Clark (1974) melaporkan hanya 1.6% minyak

hilang karena pencucian setelah hujan lebat pada minggu pertama percobaan. Degradasi Secara Fotooksidasi

Tumpahan minyak bumi di atas permukaan impermeabel atau bebatuan

akan mengalami degradasi secara fotooksidasi. Senyawa logam organik

bertindak sebagai katalisator sedangkan senyawa mengandung sulfur

menghambat proses tersebut. Proses fotooksidasi berjalan efektif oleh cahaya

ultraviolet pada panjang gelombang < 400 nm (Clark & MacLeod 1977). Atlas

dan Bartha (1981) menyebutkan tumpahan minyak yang terpapar sinar matahari

selama 8 jam terdegradasi 0.2 ton per km2. Menurut Floodgate (1984) produk

yang dihasilkan melalui fotooksidasi lebih mudah larut dan peka terhadap

serangan mikroorganisme tetapi jika terjadi reaksi polimerasi akan terbentuk

senyawa rekalsitran yang lebih tahan.

Bioremediasi Minyak Bumi

Bioremediasi merupakan bagian dari bioteknologi lingkungan yang

memanfaatkan proses alami biodegradasi dengan menggunakan aktivitas

mikroorganisme yang dapat memulihkan tanah, air dan sedimen dari kontaminasi

terutama senyawa organik (Yani et al. 2003). Jenis-jenis teknologi bioremediasi

disajikan pada Tabel 3.

Teknologi bioremediasi pada umumnya dapat dibedakan menjadi

teknologi ex situ dan in situ. Teknologi ex situ adalah pengolahan yang

mencakup pemindahan bahan yang terkontaminasi atau buangan limbah ke

tempat lain untuk diolah lebih lanjut. Sebaliknya teknologi in situ mencakup

pengolahan bahan yang terkontaminasi atau buangan limbah yang dilakukan

tanpa memindahkan bahan-bahan tersebut ke tempat lain (Kadarwati et al.

1996).

Bioremediasi dapat mengatasi masalah-masalah yang tidak teratasi

dengan cara-cara konvensional seperti secara mekanik, fisika dan proses kimia.

Bioremediasi diharapkan dapat membersihkan lingkungan yang terkontaminasi

oleh campuran kompleks dari senyawa-senyawa organik seperti limbah kilang

minyak (Kadarwati et al. 1996).

Tabel 3. Jenis-jenis teknologi bioremediasi

No. Jenis Proses 1. Biostimulasi Penggunaan nutrien atau substrat seperti pupuk dan suplemen

pertumbuhan untuk menstimulasi mikroorganisme yang dapat melakukan bioremediasi.

2. Bioaugmentasi Penambahan kultur bakteri atau enzim pada media yang terkontaminasi.

3. Biofilter Memisahkan gas organik dengan melewatkan udara melalui kompos atau tanah yang mengandung mikroorganisme yang mampu mendegradasi gas. Teknik ini digunakan untuk memisahkan komponen volatil (VOC’s) dari udara.

4. Bioreaktor Penanganan terhadap bahan yang terkontaminasi pada tanki besar yang mengandung organisme atau enzim.

5. Bioventing Teknik yang mirip dengan biostimulasi. Teknik ini dilakukan dengan menyemburkan oksigen ke dalam tanah untuk menstimulasi pertumbuhan mikroorganisme.

6. Pengomposan Teknik ini dilakukan dengan mencampur bahan terkontaminasi dengan kompos yang mengandung mikroorganisme bioremediasi. Campuran diinkubasi pada kondisi aerobik dan hangat.

7. Landfarming Penggunaan teknik farming tilling dan soil amandement untuk mendorong pertumbuhan mikroorganisme bioremediasi di lokasi terkontaminasi.

Sumber: Yani et al. (2003). Ide yang mendasari bioremediasi adalah semua mikroorganisme mampu

mengkonsumsi substrat dari alam untuk pertumbuhan dan metabolismenya.

Bakteri, protista dan jamur sangat baik digunakan untuk mendegradasi molekul

kompleks dengan memasukkan bahan tersebut ke dalam metabolismenya.

Kemampuan untuk mendegradasi tergantung pada enzim yang diproduksi oleh

mikroorganisme. Minyak bumi dapat didegradasi oleh mikroorganisme karena

kemampuannya menghasilkan enzim yang selektif terhadap minyak sebagai

substratnya (Yani et al. 2003).

Menurut Wisjnuprapto (1996) bioremediasi mempunyai keuntungan dan

kerugian yang harus dipertimbangkan. Dua keuntungan utama adalah biaya

investasi yang rendah (Tabel 4) dan efektif dalam mengolah polutan sampai

pada tingkat yang dapat diterima oleh lingkungan. Kerugiannya adalah dalam hal

perancangan dan operasi karena dengan bioremediasi sistemnya harus dikelola

dengan sangat baik. Tetapi hal ini seimbang dengan biaya investasi yang

rendah. Masalah lain adalah kemungkinan adanya hasil samping yang tidak

dikenal yang dapat tersebar tanpa terdeteksi selama proses bioremediasi.

Pemantauan lapangan, adanya pengetahuan tentang produk degradasi dan studi

tentang pengolahan yang cukup memadai akan memberikan informasi untuk

mencegah penyebaran hasil samping yang tidak diinginkan.

Tabel 4. Biaya pengolahan oil sludge pada berbagai metode bioremediasi

Biaya/m3 Metode Pound Sterling US Dollar

Landfill Inggris Amerika Serikat

25-120 100-200

35-171 143-286

Thermal Ex situ In situ

100-500 75-300

143-715 107-429

Soil washing 35-100 50-72 Bioremediation 5-75 7-107

Sumber: Mursida (2002).

Penerapan bioremediasi sebagai teknik pengolahan limbah sudah

semakin berkembang terutama karena alasan biaya operasional yang relatif

murah dibandingkan dengan teknologi lain. PT Caltex Pacific Indonesia, Exxon

Mobil Oil, Unocol, Vico dan Total telah menerapkan teknologi ini (Edvantoro

2003). Di PT Caltex Pacific Indonesia, bioremediasi dengan mengoptimalkan

kondisi tanah untuk pertumbuhan bakteri indigenous menghasilkan konsentrasi

TPH • 1% dalam waktu 4 bulan (PT Caltex Pacific Indonesia 2003). Menurut

Edvantoro (2003) pengolahan limbah menggunakan teknik bioremediasi pada

prinsipnya dapat diterapkan di Indonesia selama pelaksanaan kegiatan

pengolahannya memenuhi persyaratan teknis dan aman bagi lingkungan.

Konsentrasi TPH akhir yang diperkenankan pada pengolahan limbah minyak

bumi melalui teknik bioremediasi adalah 10 000 ppm.

Mikroorganisme Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi

Keberhasilan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi tergantung kepada

aktivitas mikroorganisme dan kondisi lingkungannya. Menurut Kadarwati et al.

(1994) mikroorganisme yang banyak hidup dan berperan di lingkungan

hidrokarbon minyak bumi sebagian besar adalah bakteri. Bakteri yang sesuai

harus mempunyai kemampuan fisiologi dan metabolik untuk mendegradasi

bahan pencemar (Udiharto et al. 2000). Menurut Miller (1995) bakteri mampu

beradaptasi pada lingkungan hidrokarbon melalui beberapa cara, yaitu: (i)

pembentukan bagian hidrofobik pada dinding sel sehingga meningkatkan afinitas

sel terhadap hidrokarbon, (ii) dihasilkannya surfaktan ektraselular yang dapat

meningkatkan kelarutan hidrokarbon dan (iii) modifikasi intraselular membran

sitoplasmik yang dapat mengurangi toksisitas hidrokarbon terhadap bakteri.

Dalam beberapa hal, lingkungan yang akan dilakukan bioremediasi sudah

terdapat bakteri indigenous tetapi untuk mendapatkan hasil yang lebih baik perlu

ditambahkan bakteri eksogenous yang lebih sesuai (Noegroho 1999). Mishra et

al. (2001) menyatakan jika jumlah bakteri indigenous kurang dari 105 SPK/g

tanah maka biodegradasi tidak berjalan maksimal sehingga perlu dilakukan

penambahan bakteri eksogenous.

Atlas (1981) melaporkan sejumlah mikroorganisme pendegradasi

hidrokarbon minyak bumi, yaitu: (i) Bakteri: Pseudomonas, Achromobacter,

Arthrobacter, Michrococcus, Nocardia, Vibrio, Acinetobacter, Brevibacterium,

Corynebacterium, Flavobacterium, Leucothrix, Rhizobium, Spirillum, Alcaligenes,

Xanthomonas, Cytophaga, Thermomicrobium dan Klebbsiella; (ii) Khamir:

Candida, Rhodotorulla, Aurobasidium, Rhodosporidium, Saccharomyces,

Sporobolomyces, Trichosporon dan Cladosprium; (iii) Fungi: Penicillium,

Cunninghamella, Verticillium spp., Aspergillus, Mucoterales, Monilales,

Graphium, Fusarium, Trichoderma, Acremonium, Mortierella, Gliocladium dan

Sphaeropsidales; (iv) Algae: Protopheca dan (v) Cyanobacteria: Mierocoleus sp.,

Anabaena spp., Agmenellum sp., Coccochloris sp., Nostoc sp., Chlorella spp.,

Dunaalella sp., Ulva sp., Amphora sp., Chlamydomonas sp., Cylindretheca dan

Petalonia.

Walker et al. (1975) melaporkan kemampuan alga (Protopheca zopfii)

dalam mendegradasi minyak. Pada minyak motor senyawa aromatik

terdegradasi lebih besar daripada senyawa hidrokarbon jenuh sedangkan pada

minyak mentah senyawa hidrokarbon jenuh terdegradasi lebih besar daripada

aromatik.

Oetomo (1997) mengisolasi bakteri perombak hidrokarbon minyak bumi

dari lingkungan laut Tanjung Priok yang tercemar minyak, yaitu Pseudomonas

sp., Bacillus sp., Nocardia sp., Staphylocuccus sp., Vibrio sp. dan Mycobacterium

sp. Pseudomonas sp. mempunyai kemampuan tertinggi dalam mendegradasi

minyak bumi baik pada media air laut maupun air tawar.

Masitho (1999) mengisolasi Bacillus sp., Acinetobacter sp. 1 dan

Acinetobacter sp. 2 dari ekosistem mangrove. Acinetobacter sp. 1 dapat

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi lebih baik dari kedua isolat lainnya.

Saidi et al. (1999) mengisolasi bakteri perombak minyak bumi dan solar

dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah, yaitu Brevibacillus thuringiensis

(Ah41-Ms1), Bacillus fusiformis (Pr61-Ms1), Bacillus fusiformis (Si201-Ms1),

Klebsiella planticola (Bb171-Mb2), Bacillus thrungiensis (Si191-Mb1) dan

Brevibacillus chossihinensis (Nn311-Mb2). Hasil pengujian bakteri terpilih pada

media minimal cair setelah 10 hari inkubasi dapat meningkatkan produksi CO2-C

dan biodegradasi minyak serta menurunkan pH dan bobot minyak dimana nilai

tertinggi ditunjukkan Bacillus fusiformis (Si201-Ms1) dan Bacillus fusiformis

(Pr61-Ms1). Hasil pengujian bakteri terpilih pada tanah entisol yang ditambahkan

minyak bumi dan solar dapat menurunkan pH, bobot minyak dan konsentrasi

fenol dan meningkatkan produksi CO2-C serta biodegradasi minyak bumi.

Mishra et al. (2001) melaporkan pengaruh inokulasi bakteri dalam proses

bioremediasi in situ tanah terkontaminasi oil sludge dimana populasi bakteri

indigenous rendah (103-104 SPK/g tanah). Plot A dan B diberi perlakuan inokulasi

bakteri dan nutrisi. Hasilnya terjadi perombakan TPH sebesar 92% dan 82.7%

selama 1 tahun sedangkan plot C sebagai kontrol hanya 14%. Pada akhir

percobaan terjadi peningkatan daya memegang air dari 59 ± 4% menjadi 71 ±

3% karena telah terjadi penurunan konsentrasi minyak di dalam tanah. Tidak ada

vegetasi yang tumbuh pada lahan tersebut tetapi 3 bulan setelah inokulasi mulai

terlihat adanya vegetasi sejalan dengan meningkatnya kemampuan tanah

memegang air.

Mekanisme Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi

Bakteri menggunakan hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber karbon

dan energi (Atlas 1981; Udiharto 1996a). Proses biodegradasi hidrokarbon

minyak bumi akan menghasilkan CO2, H2O dan biomassa sel (Bossert & Bartha

1984).

Menurut Udiharto et al. (1995) selama aktivitas berlangsung bakteri

mengeluarkan metabolit-metabolit ke dalam media berupa asam, surfaktan dan

gas yang dapat mempengaruhi lingkungannya diantaranya asam menurunkan

pH dan surfaktan menurunkan tegangan antar muka media. Penurunan tegangan

antar muka media menyebabkan minyak terdispersi dan memperbesar kontak

permukaan antara bakteri dan minyak sehingga akan terjadi peningkatan

biodegradasi hidrokarbon minyak bumi. Selain itu, biomassa yang dihasilkan

merupakan akumulasi massa sel yang sebagian besar tersusun oleh protein.

Protein dapat meningkatkan kesuburan tanah tercemar karena merupakan

sumber pupuk nitrogen bagi lahan yang mendapatkannya.

Sebelum biodegradasi berlangsung, hidrokarbon minyak bumi akan

masuk ke dalam sitoplasma bakteri. Ada dua teori mekanisme masuknya

hidrokarbon ke dalam sitoplasma. Pertama, hidrokarbon menjadi mudah larut

dan yang kedua terjadi adhesi antara butiran hidrokarbon dengan cairan dalam

sel (Higgins & Gillbert 1977).

Proses selanjutnya, bakteri memproduksi enzim yang dapat

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Enzim mendegradasi senyawa tersebut

dengan cara mengeksploitasi kebutuhan bakteri akan energi (Wisjnuprapto

1996). Menurut Kadarwati et al. (1994) dalam pertumbuhannya bakteri akan

mengeluarkan enzim yang akan bergabung dengan substansi membentuk

senyawa kompleks enzim-substansi, kemudian terurai menjadi produk lain.

Enzim tidak habis dalam reaksi tersebut tetapi dilepaskan kembali untuk reaksi

selanjutnya dengan substansi lainnya. Proses ini terjadi berulang-ulang sampai

semua substansi yang tersedia terpakai.

Bentuk-bentuk penggunaan hidrokarbon minyak bumi oleh bakteri

disajikan dalam Gambar 2.

Gambar 2 Penggunaan hidrokarbon minyak bumi oleh bakteri: (A) penggunaan

hidrokarbon terlarut, (B) kontak langsung bakteri dengan hidrokarbon pada antar muka air-minyak, (C) kontak langsung bakteri dengan butiran-butiran hidrokarbon yang terdispersi dalam larutan dan (D) peningkatan kelarutan hidrokarbon karena dihasilkan biosurfaktan (Miller 1995).

Tingkat kemudahan hidrokarbon minyak bumi didegradasi oleh bakteri

tergantung kepada struktur dan bobot molekulnya (Atlas 1989). Secara umum

kemampuan biodegradasi naik dengan kenaikan panjang rantai (Kadarwati et al.

1996). Selama proses biodegradasi terjadi perombakan fraksi parafinik, naftenik

dan aromatik. Parafinik merupakan fraksi yang paling mudah didegradasi

sedangkan naftenik dan aromatik lebih sulit (Leahly & Colwell 1990).

Menurut Udiharto (1996a) kemampuan bakteri mendegradasi hidrokarbon

minyak bumi berbeda-beda. Panjang rantai optimum untuk didegradasi antara

10-20 rantai karbon. Hidrokarbon dengan panjang rantai kurang dari 9 sulit

didegradasi karena senyawa ini bersifat toksik tetapi beberapa bakteri tertentu

(methanotrop) dapat mendegradasinya. Beberapa hasil percobaan menunjukkan

bahwa: (i) hidrokarbon alifatik umumnya mudah didegradasi daripada aromatik,

(ii) hidrokarbon alifatik rantai lurus umumnya lebih mudah terdegradasi daripada

rantai cabang. Introduksi cabang ke molekul hidrokarbon menghambat proses

biodegradasi, (iii) hidrokarbon jenuh lebih mudah terdegradasi daripada yang

tidak jenuh. Adanya ikatan dobel atau tripel antar karbon menghambat proses

biodegradasi dan (iv) hidrokarbon alifatik rantai panjang lebih mudah didegradasi

daripada rantai pendek.

Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Biodegradasi Hidrokarbon Minyak

Bumi Biodegradasi hidrokarbon minyak bumi merupakan proses yang kompleks

dan tergantung kepada karakteristik minyak, komunitas mikroorganisme dan

kondisi lingkungan (Rahayu & Noegroho 1999). Faktor-faktor lingkungan yang

mempengaruhi biodegradasi hidrokarbon minyak bumi yaitu: kadar air, suhu,

oksigen, pH dan nutrisi yang tersedia (Atlas 1981; Cooney 1984; Skladany &

Metting 1993; Kadarwati et al. 1994; Udiharto 1996a; Wisjnuprapto 1996). Kadar Air

Kadar air sangat penting untuk proses metabolik bakteri pada limbah

minyak karena bakteri hidup aktif pada antar muka minyak-air (Atlas 1981;

Udiharto 1996a). Menurut Dibble dan Bartha (1979) kelembaban optimum untuk

biodegradasi minyak di lingkungan tanah adalah 30-90% kapasitas penyangga

air. Kelembaban yang terlalu rendah menyebabkan tanah menjadi kering

sedangkan terlalu tinggi akan mengurangi penyediaan oksigen. Suhu

Suhu lingkungan mempengaruhi kemampuan bakteri dalam

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi (Atlas 1975). Skladany dan Metting

(1993) menyatakan bahwa suhu mempengaruhi reaksi-reaksi biokimia. Menurut

Atlas (1981) biodegradasi minyak bumi berlangsung pada kisaran suhu yang luas

tetapi tidak selalu menjadi faktor utama yang membatasi biodegradasi jika faktor

lingkungan lain baik. Menurut Udiharto (1996a) berdasarkan suhu lingkungannya

bakteri dapat digolongkan menjadi 3 kelompok, yaitu: (i) psikrofilik memerlukan

suhu optimum antara 5-15 °C, (ii) mesofilik memerlukan suhu optimum antara 25-

40 °C dan (iii) thermofilik memerlukan suhu optimum antara 45-60 °C.

Proses bioremediasi umumnya menggunakan bakteri mesofilik

sedangkan kelompok lain dapat digunakan pada kondisi khusus seperti

Corynebacterium yang diisolasi dari tanah di antartika yang tercemar minyak

dapat aktif mendegradasi pada suhu 1 °C. Bacillus stearothermophillus dapat

tumbuh dan berkembang biak dalam medium thermofil (55 °C) dengan minyak

bumi sebagai sumber karbonnya (Udiharto 1993).

Suhu optimum untuk mendapatkan laju biodegradasi yang tinggi antara

30-40 °C (Huddleston & Cresswell 1976). Zo Bell (1969) mengemukakan bahwa

laju biodegradasi lebih tinggi terjadi pada suhu 25 °C daripada 5 °C. Hasil

penelitian Atlas (1975) menunjukkan bahwa senyawa parafin bercabang seperti

pristan dapat didegradasi oleh bakteri pada suhu 10 °C dan 20 °C. Oksigen

Biodegradasi hidrokarbon minyak bumi membutuhkan oksigen sebagai

akseptor elektron karena dasar proses biodegradasi adalah oksidasi (Cooney

1984). Kekurangan oksigen menyebabkan biodegradasi menurun tajam. Idealnya

1 g oksigen digunakan untuk mendegradasi 3.5 g minyak bumi (Zo Bell 1969;

Floodgate 1979).

Oksigen dapat disuplai melalui pengadukan tanah secara berkala atau

dialirkan melalui pipa-pipa (Bewley 1996). Selain itu, Atlas (1981) menyatakan

bahwa bioturbasi tanah oleh cacing dapat meningkatkan laju biodegradasi

melalui penambahan ruang pori udara. pH Tanah

pH tanah mempengaruhi laju biodegradasi baik secara langsung atau

tidak langsung. Bakteri umumnya tumbuh dengan baik pada pH 6.0-8.0 (Udiharto

1996a). Secara tidak langsung mempengaruhi naik atau turunnya ketersediaan

nutrisi khususnya fosfor (Bewley 1996).

Menurut Dibble dan Bartha (1979) pH optimum untuk biodegradasi

hidrokarbon minyak bumi oleh bakteri adalah 7.5-7.8 sedangkan fungi umumnya

lebih toleran terhadap kondisi asam. Verstraete et al. (1976) melaporkan bahwa

peningkatan pH dari 4.5 menjadi 7.4 pada tanah podsolik masam dapat

meningkatkan biodegradasi senyawa alkana dan aromatik. Ketersediaan Nutrisi

Minyak bumi sebagian besar terdiri atas campuran karbon dan hidrogen.

Tumpahan minyak bumi menyebabkan terjadinya ketidakseimbangan rasio C:N

pada area tumpahan. Menurut Koren et al. (2003) biodegradasi hidrokarbon

minyak bumi pada umumnya dibatasi oleh ketersediaan nitrogen. Jobson et al.

(1974) menyatakan agar pertumbuhan bakteri tidak terhambat diperlukan sekitar

10 bagian karbon untuk setiap satu bagian nitrogen. Jika rasio C:N besar,

misalnya 100:1 atau 1000:1, maka pertumbuhan bakteri dan pemanfaatan

karbon akan terhambat. Adanya defesiensi nitrogen di areal tumpahan minyak

akan diikuti oleh defesiensi fosfor yang juga merupakan faktor pembatas laju

degradasi. Untuk memperbaiki ketidakseimbangan nutrisi yang disebabkan oleh

jumlah karbon yang melimpah maka penambahan pupuk yang mengandung

nitrogen dan fosfor perlu dilakukan.

Menurut Bragg et al. (1993) nitrogen merupakan unsur pokok protein dan

asam nukleat yang berperan dalam pertumbuhan, perbanyakan dan

pembentukan dinding sel. Fosfor merupakan komponen utama asam nukleat dan

lemak sel membran yang berperan dalam proses pemindahan energi secara

biologi.

Dibble dan Bartha (1979) melaporkan C:N rasio 60:1 dan C:P rasio 800:1

merupakan rasio optimal kebutuhan bakteri dalam mendegradasi hidrokarbon

minyak bumi. API (1980) merekomendasikan jumlah pupuk N dan P yang

digunakan sebesar 500 kg N dan 50 kg P per 100 ton hidrokarbon minyak bumi

dengan mempertimbangkan biaya dan keamanan lingkungan dari pengaruh

penggunaan dosis pupuk tinggi yang dapat mencemari air tanah. Jobson et al.

(1974) melaporkan penambahan 600 kg N per ha tidak hanya meningkatkan

jumlah kultur campuran Flavobacterium dan Cytophaga sp. tetapi juga

meningkatkan laju biodegradasi minyak.

Ekosistem Air Hitam Kalimantan Tengah

Santosa et al. (2000) menyatakan bahwa ekosistem air hitam Kalimantan

Tengah menyimpan potensi bakteri yang dapat digunakan untuk bioremediasi.

Ekosistem ini merupakan pengembangan istilah dari sungai, danau dan rawa

yang memiliki warna air hitam jernih, tidak berbau, terbentuk melalui proses

alamiah yang berlangsung selama ribuan tahun, kaya akan bahan organik dan

dipengaruhi baik langsung maupun tidak langsung oleh lahan gambut. Ekosistem

air hitam tidak hanya penting karena jenis flora dan faunanya tetapi juga

mikroorganismenya penting untuk dikembangkan karena berbagai kelompok

bakteri mampu hidup pada kondisi ekstrim lingkungan tersebut.

Menurut Tim Amdal IPB (1996) ciri-ciri ekosistem air hitam Kalimantan

Tengah adalah sebagai berikut: pH air atau sedimen 3-4, kandungan senyawa

sulfida (H2S) dan fenol 1 000 kali dan 300 kali di atas baku mutu air, BOD rendah

dengan COD yang tinggi sebesar 40-100 mg/l, mengandung minyak dan lemak

sebesar 8.5-12.98 mg/l.

Eksplorasi dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah telah berhasil

diisolasi Streptomyces penghasil xylanase (Zulfarina 1999), bakteri perombak

minyak solar dan minyak bumi (Saidi et al. 1999), bakteri perombak fenol

(Djamsari 2000), bakteri penghasil selulase ekstremofilik (Fikrinda 2000), bakteri

asidofilik pengoksidasi besi dan sulfur (Nurseha 2000), Actinomycetes yang

tahan terhadap Staphylococcus aureus dan E. coli KCCM 11823 (Indriasari

2000), bakteri penghasil â-lactam (Neneng 2000) dan konsorsium bakteri

perombak hidrokarbon minyak bumi (Listiyawati 2004).

Surfaktan

Sifat dan Karakteristik Surfaktan

Surfaktan (dari kata surface active agent) adalah senyawa yang dapat

menurunkan tegangan permukaan air. Umumnya molekul surfaktan mengandung

ujung ekor hidrofobik yang terdiri atas satu rantai hidrokarbon atau lebih (group

alifatik atau aromatik) dan kepala hidrofilik (sulfonate, sulfate, amine atau

polyoxyethylene). Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air dengan cara

mematahkan ikatan-ikatan hidrogen melalui peletakan kepala-kepala hidrofiliknya

pada permukaan air sedangkan ekor-ekor hidrofobiknya terentang menjauhi

permukaan air (Gambar 3) (EPA 1983; Fessenden & Fessenden 1989).

Gambar 3 Kepala hidrofilik surfaktan yang terikat air (Fessenden & Fessenden 1989).

Jumlah minimal surfaktan yang dibutuhkan untuk menurunkan tegangan

permukaan disebut dengan critical micelle concentration (CMC). Pada

konsentrasi ini akan terbentuk misel yang terdiri atas 10-200 molekul surfaktan

(Volkering et al. 1995). Efektivitas surfaktan ditentukan dengan nilai CMC-nya.

Suatu surfaktan dikatakan efektif bila dapat menurunkan tegangan permukaan air

dari 72 dyne/cm menjadi sekitar 35 dyne/cm (Santosa 1995).

Berdasarkan sifat gugus hidrofiliknya maka surfaktan dikelompokkan

menjadi anionik, kationik dan netral (Gambar 4). Sabun dengan gugus

karboksilatnya adalah contoh surfaktan anionik. Benzalkonium klorida yang

bersifat anti bakteri adalah surfaktan kationik. Surfaktan netral mengandung

suatu gugus ion-ion seperti suatu karbohidrat yang dapat berikatan hidrogen

dengan air (Fessenden & Fessenden 1989).

Gambar 4 Jenis-jenis surfaktan (Fessenden & Fessenden 1989).

Penggunaan Surfaktan dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi

Salah satu faktor yang membatasi laju biodegradasi hidrokarbon minyak

bumi di tanah adalah karakteristik minyak yang tidak larut dalam air dan terjerap

pada partikel tanah sehingga mengurangi bioavailabilitas polutan terhadap

bakteri karena di lain pihak aktivitas bakteri dalam biodegradasi berlangsung

pada antar muka air-minyak dalam larutan tanah (Atlas 1981; Volkering et al.

1995; Tiehm & Stieber 2001; Wick et al. 2001).

Salah satu cara untuk mengatasi hal tersebut adalah dengan

mengaplikasikan surfaktan, molekul yang mempunyai bagian hidrofilik dan

hidrofobik yang mampu menurunkan tegangan permukaan air dan minyak

melalui pengikatan bagian hidrofilik surfaktan dengan air dan bagian hidrofobik

dengan minyak (Volkering et al. 1995; Tiehm & Stieber 2001). Surfaktan, melalui

proses dispersi, dapat meningkatkan kelarutan minyak dalam fase cairan

sehingga permukaan minyak yang dapat didegradasi oleh bakteri bertambah

(Gambar 5) (Van Dyke et al. 1991; Tiehm 1994; Liu et al. 1995; Udiharto et al.

1995; Thibault et al. 1996; Sabagh & Atta 1999).

Volkering et al. (1995) menyatakan 3 mekanisme yang menyebabkan

surfaktan dapat meningkatkan bioavailabilitas minyak terhadap bakteri, yaitu: (i)

terjadi dispersi minyak dalam larutan karena penurunan tegangan antar muka air-

minyak sehingga meningkatkan kontak area antara minyak dan bakteri, (ii) terjadi

peningkatan kelarutan minyak ke dalam sel bakteri karena terbentuknya misel

dan (iii) memfasilitasi pergerakan minyak dari pori-pori tanah ke larutan dengan

cara menurunkan tegangan antar muka air di dalam pori-pori tanah.

Gambar 5 Surfaktan meningkatkan bioavailabilitas minyak terhadap bakteri: (A) laju

biodegradasi terbatas karena minyak tidak larut dan (B) peningkatan kelarutan minyak dan laju biodegradasi karena adanya misel surfaktan (Tiehm & Stieber 2001).

Hal yang harus dipertimbangkan dalam penggunaan surfaktan adalah

jenisnya harus mudah diurai oleh mikroorganisme, tidak toksik bagi lingkungan

dan dalam hal meningkatkan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi maka

surfaktan tidak digunakan bakteri sebagai sumber karbon dan energi (Phillips &

Stewart 1974; Atlas 1981; Bewley 1996; Tiehm & Stieber 2001; Edvantoro 2003).

Thibault et al. (1996) melaporkan bahwa inokulasi bakteri dan pemberian

surfaktan Witconol SN70 pada tanah dengan kadar air kapasitas lapang dapat

mendegradasi pyrene sebesar 80%. Selain itu, Yani et al. (2003) melaporkan

bahwa inokulasi bakteri dan penambahan surfaktan menghasilkan laju

biodegradasi tertinggi daripada biostimulasi atau bioaugmentasi sebesar 1.38 g

minyak/kg tanah/hari.

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan dari Februari 2004 sampai Januari 2005 di

Laboratorium Biologi Tanah, Departemen Tanah, Fakultas Pertanian, Institut

Pertanian Bogor.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan adalah isolat bakteri dari ekosistem air hitam

Kalimantan Tengah, yaitu Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 koleksi

Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB) (Lampiran 1),

minyak bumi (Sangatta crude oil) dari Pusat Penelitian dan Pengembangan

Teknologi Minyak dan Gas Bumi (PPPTMGB) LEMIGAS Jakarta (Lampiran 2),

surfaktan Tween 80, larutan fisiologis, nutrient broth, media minimal (Lampiran

3), KOH, HCl, penolptalin, metil oranye, heksan, toluena, metanol, akuades,

pupuk urea dan SP-36 dan contoh tanah pasir.

Alat yang digunakan adalah autoklaf, laminar flow, inkubator, mesin

pengocok, vortex, spektrofotometer, spatula, jarum ose, pipet, erlenmeyer,

cawan petri, tabung reaksi, pH meter, hot plate, corong pemisah, kertas saring,

pinggan porselin, oven, timbangan, toples kedap udara dan bak plastik.

Pelaksanaan Penelitian

Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Nutrient Broth

Kurva pertumbuhan isolat pada media nutrient broth ditentukan dengan

mengukur kerapatan optik (620 nm) pada waktu tertentu. Bacillus sp. galur ICBB

7859 dan ICBB 7865 masing-masing diambil 1 ose kemudian dimasukkan ke

dalam 100 ml media nutrient broth dan dilakukan pengocokan. Kerapatan optik

diukur pada jam ke: 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24 dan 48. Hasil pengukuran dibuat

kurva dengan sumbu x adalah waktu inkubasi dan sumbu y adalah nilai

kerapatan optik.

Penentuan Kurva Standar Populasi Bakteri

Kurva standar populasi menggambarkan hubungan antara nilai kerapatan

optik suspensi bakteri (sumbu x) dengan jumlah satuan pembentuk koloni (SPK)

bakteri per ml biakan (sumbu y). Kurva ini ditentukan dengan metode

turbidimetrik (Gambar 6) (Hadioetomo 1993). Kurva standar yang diperoleh

digunakan untuk menentukan jumlah bakteri sejenis untuk keperluan inokulasi

pada suatu percobaan dengan populasi yang seragam. 1 ose 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml 3 ml blanko 3 ml nutrient broth 1:1 1:2 1:4 1:8 1:16 kerapatan optik setiap pengenceran diukur 3 ml 100 ml 3 ml nutrient broth 3 ml 3 ml 3 ml kocok 24 jam 3 ml nutrient broth 1:1 1:2 1:4 1:8 1:16 0.5 ml

s e r i p e n g e n c e r a n seri pengenceran 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml 0.5 ml

10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6

4.5 ml garam fisiologis 0.1 ml 0.1 ml nutrient broth agar plate count

Gambar 6 Penetapan kurva standar populasi bakteri. Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi di Berbagai Konsentrasi Minyak Bumi pada Media Minimal Cair Pengujian dilakukan untuk mengetahui kemampuan tumbuh bakteri dan

kemampuan biodegradasi di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media

minimal cair. Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 ditumbuhkan dalam

nutrient broth selama 24 jam dengan pengocokan kemudian diukur kerapatan

optiknya. Setelah diketahui jumlah bakteri/ml biakan, kemudian masing-masing

isolat diinokulasikan ke dalam 30 ml media minimal cair hingga mencapai

kepadatan populasi 1.00 x 106 SPK/ml.

Media minimal cair mengandung 10 000 ppm, 50 000 ppm dan 100 000

ppm minyak bumi. Pengujian dilakukan dengan pengocokan selama 15 hari.

Pada akhir inkubasi dilakukan pengukuran pH, kerapatan optik, bobot minyak

bumi (total petroleum hydrocarbon/TPH) dan persentase biodegradasi.

Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Minimal Cair

Kurva pertumbuhan bakteri pada media minimal cair ditentukan dengan

mengukur kerapatan optik (550 nm) pada waktu tertentu. Bacillus sp. galur ICBB

7859 dan ICBB 7865 ditumbuhkan dalam nutrient broth selama 24 jam dengan

pengocokan kemudian diukur kerapatan optiknya. Setelah diketahui jumlah

bakteri/ml biakan, kemudian masing-masing isolat diinokulasikan ke dalam 100

ml media minimal cair hingga mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106 SPK/ml.

Kerapatan optik diukur pada hari ke: 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 dan 15. Selanjutnya

dibuat kurva dengan sumbu x adalah waktu inkubasi dan sumbu y adalah nilai

kerapatan optik. Selain itu juga dilakukan pengukuran pH media. Penentuan Kurva Pertumbuhan Bakteri dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair

Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 masing-masing diambil 1

ose, ditumbuhkan dalam nutrient broth selama 24 jam dengan pengocokan

kemudian diukur kerapatan optiknya. Setelah diketahui jumlah bakteri/ml biakan,

kemudian masing-masing isolat diinokulasikan ke dalam 100 ml media minimal

cair yang ditambahkan surfaktan Tween 80 pada dosis critical micelle

concentration-nya (0.015 ml/l) hingga mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106

SPK/ml. Kerapatan optik diukur pada hari ke: 0, 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 dan 15.

Selanjutnya dibuat kurva dengan sumbu x adalah waktu inkubasi dan sumbu y

adalah nilai kerapatan optik. Selain itu juga dilakukan pengukuran pH media. Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi pada Media Minimal Cair Pengujian dilakukan berdasarkan rancangan acak lengkap 1 faktor dan 5

kali ulangan. Perlakuan yang diujikan adalah B0 = tanpa inokulasi bakteri, B1 =

inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan B2 = inokulasi Bacillus sp. galur ICBB

7865.

Model linear aditif dari perancangan percobaan sebagai berikut:

Yij = µµ + Bi + εεij

Dimana: Yij nilai pengamatan pada inokulasi bakteri ke-i dan ulangan ke-j, µ merupakan rataan, sedangkan εij merupakan pengaruh acak pada inokulasi bakteri ke-i ulangan ke-j.





cair hingga mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106 SPK/ml.

Pengujian dilakukan dengan pengocokan selama 15 hari. Pada akhir

inkubasi dilakukan pengukuran pH, kerapatan optik, bobot minyak bumi (TPH)

dan persentase biodegradasi. Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair

Pengujian dilakukan berdasarkan rancangan acak lengkap 1 faktor dan 5

kali ulangan. Perlakuan yang diujikan adalah B0 = tanpa inokulasi bakteri, B1 =

inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan B2 = inokulasi Bacillus sp. galur ICBB

7865.


Yij = µµ + Bi + εεij

Dimana: Yij nilai pengamatan pada inokulasi bakteri ke-i dan ulangan ke-j, µ merupakan rataan, sedangkan εij merupakan pengaruh acak pada inokulasi bakteri ke-i ulangan ke-j.





cair yang ditambahkan surfaktan Tween 80 pada dosis critical micelle

concentration-nya (0.015 ml/l) hingga mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106

SPK/ml.

Pengujian dilakukan dengan pengocokan selama 15 hari. Pada akhir

inkubasi dilakukan pengukuran pH, kerapatan optik, bobot minyak bumi (TPH)

dan persentase biodegradasi. Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dan Penambahan Surfaktan pada Tanah Tercemar Minyak Bumi Pengujian dilakukan berdasarkan rancangan acak lengkap 2 faktor dan 3

kali ulangan. Untuk faktor yang berpengaruh nyata dilakukan uji lanjut Duncan

(Mattjik & Sumertajaya 2002). Kedua faktor tersebut adalah:

1. Faktor bakteri (B) terdiri dari 3 taraf, yaitu: (i) B0 = tanpa inokulasi bakteri, (ii)

B1 = inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan (iii) B2 = inokulasi Bacillus

sp. galur ICBB 7865.

2. Faktor surfaktan (S) terdiri dari 2 taraf, yaitu: (i) S0 = tanpa penambahan

surfaktan dan (ii) S1 = penambahan surfaktan.


Yijk = µµ + ái + âj + (áâ)ij + εεijk

Dimana: Yijk nilai pengamatan pada faktor inokulasi bakteri taraf ke-i, faktor surfaktan taraf ke-j dan ulangan ke-k, µ merupakan rataan, ái pengaruh utama faktor inokulas i bakteri, âj pengaruh utama faktor surfaktan, (áâ)ij merupakan komponen interaksi dari faktor inokulasi bakteri dan surfaktan sedangkan εijk merupakan pengaruh acak yang menyebar normal.

Sebelum diinokulasikan ke media tanah, Bacillus sp. galur ICBB 7859

dan ICBB 7865 ditumbuhkan dalam 250 ml nutrient broth selama 24 jam dengan

pengocokan. Kemudian diukur nilai kerapatan optiknya untuk menetapkan jumlah

per ml biakan bakteri dengan menggunakan kurva standar. Selanjutnya masing-

masing isolat diinokulasikan ke dalam tanah tercemar minyak bumi hingga

mencapai kepadatan populasi 1.00 x 106 sel/g tanah. Surfaktan Tween 80

digunakan dengan dosis pada critical micelle concentration-nya (0.015 ml/l) pada

kadar air kapasitas lapang.

Media yang digunakan adalah tanah tercemar minyak bumi non-steril

sebesar 200 g yang merupakan campuran 180 g BKM tanah dan 20 g minyak

bumi (10% b/b). Tanah dikondisikan optimum untuk pertumbuhan bakteri, yaitu

dengan mengatur kadar air kapasitas lapang dan memberikan aerasi melalui

pengadukan tanah 2 kali seminggu. Selain itu, ditambahkan pupuk urea dan SP-

36 masing-masing 500 kg N dan 50 kg P per 100 ton hidrokarbon minyak bumi

(API 1980).

Parameter yang diukur adalah bobot minyak bumi (TPH) dan persentase

biodegradasi, CO2-C dan pH tanah pada hari ke: 7, 14, 21 dan 28 inkubasi. Pengukuran Bobot Minyak Bumi (TPH)

Pengukuran bobot minyak bumi didasarkan pada kelarutannya dalam

pengekstrak heksan atau kloroform. Setelah ekstraksi, pelarut diuapkan dan

bobot minyak bumi ditentukan secara gravimetri (Greenberg et al. 1992, diacu

dalam Udiharto 1996b).

Tahap pengukuran bobot minyak bumi dalam tanah sebagai berikut:

- Contoh tanah 5 g + 2.5 ml akuades + 5 ml metanol + 0.15 g KOH + 2.5 ml

toluena.

- Campuran direfluks selama 45 menit kemudian didinginkan dan disaring.

Hasil saringan dimasukkan ke dalam corong pemisah.

- Diekstrak dengan n-heksan.

- Dikocok perlahan sampai larutan terpisah menjadi 2 bagian.

- Bagian bawah yang berupa air dikeluarkan sedangkan bagian atas

ditampung dalam pinggan porselin.

- Ekstrak dalam pinggan porselin diuapkan dari pelarutnya pada suhu 70 ºC

selama 1 jam.

- Disimpan dalam eksikator dan ditimbang sampai bobotnya konstan.

Tahap pengukuran bobot minyak bumi dalam media cair sebagai berikut:

- Ditambahkan 10% v/v kloroform ke dalam tabung perlakuan kemudian

dimasukkan ke dalam corong pemisah dan dikocok perlahan selama 15

menit sampai larutan terpisah dua bagian.

- Bagian atas yang berupa air dikeluarkan sedangkan bagian bawah

ditampung dalam pinggan porselin.

- Ekstrak dalam pinggan porselin tersebut dimasukkan ke dalam inkubator

pada suhu 100 ºC selama 15 menit.

- Disimpan dalam eksikator selama 30 menit kemudian ditimbang sampai

bobotnya konstan.

Bobot minyak bumi dihitung dengan menggunakan rumus:

BM = x – y Dimana: BM = bobot minyak bumi (g), x = bobot pinggan porselin + bobot minyak bumi (g) dan y = bobot pinggan porselin (g).

Total petroleum hydrocarbon (TPH) dihitung dengan menggunakan

rumus:

CBM

TPH =

Dimana: TPH = total petroleum hydrocarbon (ppm), BM = bobot minyak bumi (mg atau µl) dan C = bobot campuran minyak bumi dan media (kg atau l).

Persentase biodegradasi minyak bumi dihitung dengan menggunakan

rumus:

( )100% ×−=

BMoBMnBMo

B

Dimana: %B = persen biodegradasi, BMo = bobot minyak bumi awal (g) dan BMn = bobot minyak bumi akhir (g).

Sebelum dilakuan pengukuran bobot minyak bumi pada masing-masing

unit percobaan, terlebih dahulu dilakukan penentuan bobot minyak bumi yang

dapat diekstrak dari suatu unit percobaan (Lampiran 4). Pada media minimal cair

ditentukan dengan mengukur bobot minyak bumi yang dapat diekstrak dari 1 g

minyak bumi yang terkandung dalam 10 ml media minimal cair. Sedangkan pada

media tanah ditentukan dengan mengukur 0.5 g minyak bumi yang terkandung

dalam 5 g campuran minyak bumi dan tanah. Selanjutnya persentase minyak

bumi yang dapat diekstrak dijadikan faktor pengali untuk bobot minyak bumi yang

didapatkan dari masing-masing unit percobaan. Pengukuran pH Tanah

Pengukuran pH tanah bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri

dalam menghasilkan metabolit berupa asam.

Sebanyak 10 g tanah ditambahkan akuades dengan perbandingan 1:1

kemudian dikocok selama 30 menit. Selanjutnya pH tanah diukur dengan

menggunakan pH meter. Pengukuran CO2-C

Pengukuran CO2-C bertujuan untuk mengetahui tingkat aktivitas bakteri

dalam menurunkan bobot minyak bumi.

Tanah dimasukkan ke dalam toples kemudian diberi 2 tabung film berisi 5

ml 0.2 N KOH dan 10 ml air dan ditutup sampai kedap udara. Selanjutnya

diinkubasi selama 3 hari pada hari ke: 7, 14, 21 dan 28 pada suhu ruang di

tempat gelap. Hal yang sama dilakukan pada kontrol, yaitu toples tanpa tanah.

Pada akhir inkubasi ditambahkan 2 tetes penolptalin ke dalam tabung film

KOH kemudian dititrasi dengan HCl sampai warna merah hilang dan dicatat

volume HCl yang diperlukan. Selanjutnya ditambahkan 2 tetes metil oranye dan

dititrasi lagi dengan HCl sampai warna kuning berubah menjadi pink lalu volume

HCl yang diperlukan dicatat.

Menurut Anas (1989) jumlah CO2-C yang dihasilkan per kg tanah lembab

per hari dihitung dengan rumus:

( )n

BKMtba

r

100012 ×××−

=

Dimana: a = HCl contoh tanah (ml), b = HCl kontrol (ml), t = normalitas HCl (N), n = jumlah hari inkubasi dan BKM = bobot kering tanah (g).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Nutrient Broth

Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada

media nutrient broth disajikan pada Gambar 7. Data selengkapnya disajikan pada

Lampiran 5.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 2 4 6 8 10 12 24 48

Waktu Inkubasi (jam)

Ker

apat

an O

pti

k

Bacillus sp. galurICBB 7859Bacillus sp. galurICBB 7865

Gambar 7 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada media

nutrient broth.

Gambar 7 memperlihatkan bahwa pada selang waktu 0-4 jam Bacillus sp.

galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 mengalami fase adaptasi. Kedua isolat

mengalami fase pertumbuhan eksponensial pada selang waktu 4-24 jam dan

mengalami fase pertumbuhan stasioner pada selang waktu 24-48 jam.

Kurva Standar Populasi Bakteri

Kurva standar populasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

disajikan pada Gambar 8, yaitu memperlihatkan persamaan regresi linear antara

satuan pembentuk koloni (SPK) dan kerapatan optiknya. Data selengkapnya

disajikan pada Lampiran 6.

y = 9E+07x - 363693

0.00E+00

1.00E+07

2.00E+07

3.00E+07

4.00E+07

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Kerapatan Optik

SP

K/m

l

y = 4E+08x - 6E+06

0.00E+00

5.00E+07

1.00E+08

1.50E+08

2.00E+08

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Kerapatan Optik

SP

K/m

l

Gambar 8 Kurva standar populasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865.

Bacillus sp. galur ICBB 7859 Bacillus sp. galur ICBB 7865

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi di Berbagai Konsentrasi Minyak Bumi pada Media Minimal Cair

Kemampuan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dalam

biodegradasi hidrokarbon minyak bumi di berbagai konsentrasi minyak bumi

pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi disajikan pada Gambar 9 dan

Tabel 5. Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 7.

Gambar 9 Uji aktivitas Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi.

Tabel 5 Total petroleum hydrocarbon (TPH), biodegradasi, kerapatan optik dan pH di

berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair karena pengaruh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 selama 15 hari inkubasi

Konsentrasi Minyak Bumi

10 000 ppm 50 000 ppm 100 000 ppm Isolat Parameter Kondisi

Awal Kondisi Akhir

Kondisi Awal

Kondisi Akhir

Kondisi Awal

Kondisi Akhir

Bacillus sp. galur ICBB 7859

TPH (ppm) Biodegradasi (%) Kerapatan Optik pH

10 000 0.0

0.000 7.00

4 900 51.0

0.020 6.70

50 000 0.0

0.000 7.00

29 050 41.9

0.024 6.73

100 000 0.0

0.000 7.00

67 883 32.1

0.057 6.70


TPH (ppm) Biodegradasi (%) Kerapatan Optik pH

10 000 0.0

0.000 7.00

5 033 49.7

0.011 6.67

50 000 0.0

0.000 7.00

29 400 41.2

0.012 6.70

100 000 0.0

0.000 7.00

71 650 28.4

0.086 6.66

Gambar 9 dan Tabel 5 memperlihatkan bahwa Bacillus sp. galur ICBB

7859 dan ICBB 7865 mampu untuk tumbuh pada berbagai konsentrasi minyak

bumi. Hal ini ditunjukkan oleh TPH dan pH media yang mengalami penurunan

serta biodegradasi dan kerapatan optik yang mengalami kenaikan di akhir waktu

inkubasi.

Menurunnya TPH dan meningkatnya kerapatan optik berarti telah terjadi

biodegradasi dimana kedua isolat bakteri menggunakan minyak bumi sebagai

satu-satunya sumber karbon untuk menghasilkan energi dan pertumbuhannya.

Sedangkan penurunan pH media disebabkan oleh asam-asam organik yang

dihasilkan selama proses biodegradasi.

0 10 000 50 000 100 000 ppm ppm ppm ppm


0 10 000 50 000 100 000 ppm ppm ppm ppm

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

Bacillus sp. ICBB 7859 Bacillus sp. 7865

TP

H (

pp

m)

TPH Aw al

TPH Akhir

Gambar 10 memperlihatkan bahwa pada umumnya Bacillus sp. galur

ICBB 7859 memiliki kemampuan yang lebih baik dalam biodegradasi hidrokarbon

minyak bumi. Hal ini terlihat dari TPH akhir yang lebih rendah jika dibandingkan

dengan Bacillus sp. galur ICBB 7865. Total petroleum hydrocarbon (TPH) akhir

dengan perlakuan Bacillus sp. galur ICBB 7859 pada konsentrasi minyak bumi

10 000 ppm, 50 000 ppm dan 100 000 ppm masing-masing adalah 4 900 ppm,

29 050 ppm dan 67 883 ppm, sedangkan Bacillus sp. galur ICBB 7865 5 033

ppm, 29 400 ppm dan 71 650 ppm.

Gambar 10 Total petroleum hydrocarbon (TPH) akhir karena pengaruh Bacillus sp. galur

ICBB 7859 dan ICBB 7865 di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi.

Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Media Minimal Cair

Kurva pertumbuhan Bacillus sp. ICBB 7859 dan Bacillus sp. ICBB 7865

pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi disajikan pada Gambar 11 dan

Gambar 12. Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 8.

Gambar 11 Penentuan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

pada media minimal cair.

Gambar 12 memperlihatkan bahwa pada hari ke-3 kedua isolat mencapai

pertumbuhan maksimal pada fase eksponensial. Pertumbuhan Bacillus sp. galur

ICBB 7859 pada selang waktu 3-7 hari mengalami penurunan kemudian naik

kembali sampai hari ke-15. Sedangkan Bacillus sp. galur ICBB 7865 mengalami

Tanpa Bakteri Bacillus sp. galur Bacillus sp. galur ICBB 7859 ICBB 7865

Bacillus sp. galur Bacillus sp. galur ICBB 7859 ICBB 7865

penurunan sampai hari ke-9 kemudian naik pada hari ke-11 dan turun kembali

sampai hari ke-15. Pada umumnya pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859

dan ICBB 7865 pada media minimal cair tersebut diikuti oleh penurunan pH

medianya.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0 1 3 5 7 9 11 13 15

Waktu Inkubasi (hari)

Ker

apat

an O

pti

k

6.4

6.6

6.8

7

7.2

7.4

pH

Kerapatan Optik Bacillussp. galur ICBB 7859Kerapatan Optik BacilIussp. galur ICBB 7865pH Bacillus sp. galur ICBB7859pH Bacillus sp. galur ICBB7865

Gambar 12 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada media

minimal cair selama 15 hari inkubasi. Pada Gambar 12 terlihat adanya fase pertumbuhan naik setelah fase

pertumbuhan turun. Hal ini menunjukkan bahwa pada awal terjadinya

biodegradasi minyak bumi bakteri menggunakan fraksi minyak yang paling

mudah untuk didegradasi sehingga mencapai pertumbuhan yang maksimal.

Setelah fraksi minyak tersebut habis maka akan terjadi penurunan pertumbuhan.

Bakteri memulai kembali pertumbuhannya dengan menggunakan fraksi minyak

bumi yang lebih sulit untuk didegradasi. Menurut Leahly dan Colwell (1990)

dalam proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi akan terjadi penguraian

fraksi parafinik, naftenik dan aromatik. Parafinik merupakan fraksi yang paling

mudah didegradasi oleh bakteri sedangkan naftenik dan aromatik lebih sulit

untuk didegradasi.

Gambar 12 memperlihatkan bahwa pada awal biodegradasi terjadi

kenaikan pH media. Hal ini memperkuat hasil penelitian Rahayu dan Noegroho

(1999) mengenai pengaruh mikroorganisme pada bioproses limbah cair kilang

minyak dimana terjadi kenaikan pH media yang berkisar dari 6.3 sampai 7.5

setelah 3 hari inkubasi. Menurut Dwidjoseputro (2003) penguraian senyawa-

senyawa yang mengandung nitrogen akan membentuk amonium karbonat.

Selanjutnya amonium karbonat mudah terurai menjadi amoniak, karbondioksida

dan air. Amoniak bereaksi dengan air menjadi NH4OH dan dapat menaikkan pH

media.

Kurva Pertumbuhan Bakteri dengan Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair

Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dengan

penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair selama 15 hari

inkubasi disajikan pada Gambar 13 dan Gambar 14. Data selengkapnya

disajikan pada Lampiran 9.

Gambar 13 Penentuan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair.

Gambar 14 memperlihatkan bahwa pada hari ke-3 kedua isolat mencapai

pertumbuhan maksimal pada fase eksponensial dengan pertumbuhan tertinggi

pada Bacillus sp. galur ICBB 7859. Pertumbuhan kedua isolat pada selang waktu

3-15 hari mengalami penurunan dan tidak mengalami fase kenaikan lagi. Dengan

penambahan surfaktan akan terjadi peningkatan bioavailabilitas minyak bumi

terhadap bakteri baik fraksi yang mudah atau yang sulit didegradasi sehingga

dengan cepat bakteri mampu menggunakan minyak bumi untuk

pertumbuhannya. Pada umumnya pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859

dan ICBB 7865 dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal

cair diikuti oleh penurunan pH medianya.

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0 1 3 5 7 9 11 13 15


Ker

apat

an O

ptik

6.66.76.86.977.17.27.3

pH

Kerapatan Optik Bacillus sp.galur ICBB 7859Kerapatan Optik Bacillus sp.galur ICBB 7865pH Bacillus sp. galur ICBB7859pH Bacillus sp. galur ICBB7865

Gambar 14 Kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dengan

penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi.

Tanpa Bakteri Bacillus sp. galur Bacillus sp. galur + Tween 80 ICBB 7859 ICBB 7865 + Tween 80 + Tween 80

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi pada Media Minimal Cair


biodegradasi hidrokarbon minyak bumi selama 15 hari inkubasi pada media

minimal cair disajikan pada Tabel 6. Data selengkapnya disajikan pada Lampiran

10. Hasil analisis ragam (Lampiran 16-19) menunjukkan bahwa perlakuan bakteri

berpengaruh nyata terhadap bobot minyak bumi, biodegradasi, pH dan kerapatan

optik.

Tabel 6 memperlihatkan bahwa perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur

ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865 dapat mendegradasi hidrokarbon minyak

bumi pada media minimal cair lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa inokulasi

bakteri. Hal ini terlihat dari bobot minyak bumi dan pH yang lebih rendah dan

kerapatan optik yang lebih tinggi di akhir waktu inkubasi. Pada umumnya Bacillus

sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 mempunyai kemampuan yang sama dalam

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi. Tabel 6 Pengaruh bakteri terhadap bobot minyak bumi, biodegradasi, pH dan kerapatan

optik pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi

Perlakuan Bobot Minyak Bumi (g)

Biodegradasi (%) pH Kerapatan

Optik Tanpa Bakteri Bacillus sp. ICBB 7859 Bacillus sp. ICBB 7865

0.9967 a 0.5427 b 0.5759 b

0.3 b 45.7 a 42.4 a

6.97 a 6.74 b 6.70 b

0.000 c 0.170 a 0.058 b

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT) Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dengan

Penambahan Surfaktan pada Media Minimal Cair


biodegradasi hidrokarbon minyak bumi selama 15 hari inkubasi pada media

minimal cair yang ditambahkan surfaktan Tween 80 disajikan pada Tabel 7. Data

selengkapnya disajikan pada Lampiran 11. Hasil analisis ragam (Lampiran 20-

23) menunjukkan bahwa perlakuan bakteri berpengaruh nyata terhadap bobot

minyak bumi, biodegradasi, pH dan kerapatan optik.

Tabel 7 memperlihatkan bahwa perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur

ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865 dapat mendegradasi hidrokarbon minyak

bumi lebih tinggi dibandingkan dengan tanpa inokulasi bakteri. Hal ini terlihat dari

bobot minyak bumi dan pH yang lebih rendah dan kerapatan optik yang lebih

tinggi di akhir waktu inkubasi.

Tabel 7 Pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap bobot minyak bumi, biodegradasi, pH dan kerapatan optik pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi



Optik Tanpa Bakteri + Surfaktan Bacillus sp. ICBB 7859 + Surfaktan Bacillus sp. ICBB 7865 + Surfaktan

0.9962 a

0.4981 b

0.5246 b

0.4 b

50.2 a

47.5 a

6.93 a

6.58 b

6.64 b

0.000 c

0.056 b

0.097 a Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)

Hasil pengujian aktivitas isolat dalam biodegradasi hidrokarbon minyak

bumi pada media minimal cair dan pada media cair yang ditambahkan surfaktan

menunjukkan bahwa penambahan surfaktan Tween 80 dapat meningkatkan

biodegradasi hidrokarbon minyak bumi (Gambar 15). Hal ini disebabkan oleh

peningkatan kelarutan minyak bumi pada media melalui proses dispersi sehingga

luas permukaan minyak untuk didegradasi oleh bakteri semakin meningkat.

Menurut Sabagh dan Atta (1999) peningkatan luas permukaan minyak melalui

proses dispersi dapat meningkatkan populasi bakteri dan meningkatkan proses

biodegradasi karena terjadi peningkatan bioavailabilitas minyak terhadap bakteri.

0

10

20

30

40

50

60

70

1

Bio

deg

rad

asi (

%)

Gambar 15 Biodegradasi minyak bumi oleh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

dan dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair selama 15 hari inkubasi.

Uji Aktivitas Bakteri dalam Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi dan

Penambahan Surfaktan pada Tanah Tercemar Minyak Bumi Pengaruh Bakteri Terhadap Total Petroleum Hydrocarbon (TPH)

Pengaruh bakteri terhadap TPH disajikan pada Gambar 16. Data

selengkapnya disajikan pada Lampiran 12. Hasil analisis ragam disajikan pada

Lampiran 24-27. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan bakteri

Bacillus sp. Bacillus sp. Bacillus sp. Bacillus sp. galur ICBB galur ICBB galur ICBB galur ICBB 7859 7859 7865 7865 +Tween 80 +Tween 80

berpengaruh nyata terhadap bobot minyak bumi hari ke: 7, 14, 21 dan 28

inkubasi.

100000100000100000

80040

6372057100

43860

43120

2456015760 9620

29860

9880

46840

18740

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

0 7 14 21 28


TP

H (

pp

m)

Tanpa Bakteri

Bacillus sp. galur ICBB 7859Bacillus sp. galur ICBB 7865

Gambar 16 Pengaruh bakteri terhadap TPH pada tanah tercemar minyak bumi.

Perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB

7865 mampu menurunkan bobot minyak bumi masing-masing hingga mencapai

konsentrasi TPH 9 620 ppm dan 9 880 ppm pada akhir waktu inkubasi

sedangkan tanpa inokulasi bakteri 43 860 ppm. Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan

ICBB 7865 mempunyai kemampuan yang sama dalam menurunkan TPH

(Gambar 16). Penurunan tersebut disebabkan karena bakteri menggunakan

hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber karbon dan energi untuk aktivitas dan

pertumbuhannya (Atlas 1981; Udiharto 1996a).

Penelitian terdahulu oleh Listiyawati (2004) dengan menggunakan

konsorsium bakteri DNH-U 3877 dalam mendegradasi limbah lumpur berminyak

menunjukkan penurunan TPH dari 58 882 ppm menjadi 6 652 ppm dalam waktu

6 minggu. Dalam konsorsium tersebut terdapat 2 koloni bakteri yang dominan

yaitu Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865.

Pada Gambar 16 terlihat bahwa penurunan TPH tercepat terjadi pada hari

ke-7 inkubasi. Dengan semakin bertambahnya waktu inkubasi penurunan TPH

berlangsung lebih lambat. Hal ini disebabkan karena pada awal waktu inkubasi

terjadi proses biodegradasi oleh bakteri dengan menggunakan hidrokarbon

minyak bumi yang lebih mudah untuk didegradasi. Menurut Leahly dan Colwell

(1990) dalam proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi akan terjadi

penguraian fraksi parafinik, naftenik dan aromatik dimana parafinik merupakan

fraksi yang paling mudah didegradasi sedangkan naftenik dan aromatik lebih sulit

untuk didegradasi. Hal tersebut berkaitan dengan perbedaan perbandingan

bobot unsur-unsur karbon dan hidrogen yang terdapat di dalamnya atau

perbedaan susunan unsur-unsur karbon dan hidrogen di dalam molekul-molekul

persenyawaan tersebut (Atlas 1989; Kontawa 1993). Pengaruh Bakteri Terhadap Biodegradasi

Pengaruh bakteri terhadap biodegradasi disajikan pada Gambar 17. Data



berpengaruh nyata terhadap biodegradasi hari ke: 7, 14, 21 dan 28 inkubasi.

Biodegradasi oleh perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan

inokulasi ICBB 7865 lebih tinggi daripada tanpa inokulasi bakteri yaitu masing-

masing 90.39%, 90.13% dan 56.14% pada akhir waktu inkubasi. Bacillus sp.

galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 mempunyai kemampuan yang sama dalam

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi (Gambar 17). Hal ini mungkin

disebabkan karena kedua isolat berasal dari genus yang sama.

0

20

40

60

80

100

7 14 21 28


Bio

deg

rad

asi (

%)

Tanpa Bakteri



Gambar 17 Pengaruh bakteri terhadap biodegradasi pada tanah tercemar minyak bumi.

Saidi et al. (1999) melaporkan pada media tanah entisol isolat bakteri

kultur tunggal Bacillus fusiformis (Pr61-Ms1), Bacillus thrungiensis (Si191-Mb1),

Klebsiella planticola (Bb171-Mb2) dan Bacillus fusiformis (Si201-Ms1) mampu

mendegradasi minyak bumi dan solar masing-masing sebesar 63.64%, 62.93%,

60.85% dan 58.19% setelah 28 hari inkubasi. Pengaruh Bakteri Terhadap pH

Pengaruh bakteri terhadap pH disajikan pada Gambar 18. Data



berpengaruh nyata terhadap pH hari ke: 14, 21 dan 28 inkubasi sedangkan hari

ke-7 tidak berpengaruh nyata.

6

6.5

7

7.5

8

8.5

7 14 21 28


pH

Tanpa Bakteri



Gambar 18 Pengaruh bakteri terhadap pH pada tanah tercemar minyak bumi.

Gambar 18 memperlihatkan bahwa selama 28 hari inkubasi terjadi

penurunan pH pada tanah tercemar minyak bumi. Nilai pH oleh perlakuan

inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865 lebih rendah

daripada tanpa inokulasi bakteri yaitu masing-masing 6.91, 6.99 dan 7.40 pada

akhir waktu inkubasi. Penurunan pH tersebut disebabkan oleh senyawa-senyawa

asam organik yang dihasilkan selama proses biodegradasi (Udiharto et al. 2000). Pengaruh Bakteri Terhadap CO2-C

Pengaruh bakteri terhadap CO2-C disajikan pada Gambar 19. Data



berpengaruh nyata terhadap CO2-C hari ke: 7, 14, 21 dan 28 inkubasi.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

7 14 21 28


CO

2-C

(m

g/k

g/h

ari)

Tanpa Bakteri



Gambar 19 Pengaruh bakteri terhadap CO2-C pada tanah tercemar minyak bumi.

Gambar 19 memperlihatkan bahwa CO2-C yang dihasilkan oleh

perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 pada umumnya lebih tinggi

daripada inokulasi ICBB 7865 dan tanpa inokulasi bakteri. Hal ini disebabkan

karena aktivitas Bacillus sp. galur ICBB 7859 dalam biodegradasi lebih tinggi

daripada ICBB 7865 dan tanpa inokulasi bakteri. Menurut Bossert dan Bartha

(1984) proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi akan menghasilkan CO2,

H2O dan biomassa sel.

Karbondioksida (CO2-C) yang dihasilkan memperlihatkan penurunan

dengan semakin bertambahnya waktu inkubasi. Hal ini disebabkan karena telah

berkurangnya hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber karbon dan energi atau

terjadi penumpukan zat-zat beracun hasil dari metabolisme bakteri sehingga

menghambat aktivitasnya dalam biodegradasi. Menurut Dibble dan Bartha (1979)

terjadinya akumulasi hasil metabolisme bakteri yang bersifat toksik selama

proses biodegradasi akan menyebabkan berkurangnya CO2 yang dihasilkan. Pengaruh Surfaktan Terhadap CO2-C

Pengaruh surfaktan terhadap CO2-C disajikan pada Gambar 20. Data


Lampiran 36-39. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan surfaktan

berpengaruh nyata terhadap CO2-C hari ke-28 inkubasi sedangkan hari ke: 7, 14

dan 21 tidak berpengaruh nyata.

0

5

10

15

20

25

7 14 21 28


CO

2-C

(m

g/k

g/h

ari)

Tanpa Surfaktan

Penambahan Surfaktan

Gambar 20 Pengaruh surfaktan terhadap CO2-C pada tanah tercemar minyak bumi.

Gambar 20 memperlihatkan bahwa CO2-C yang dihasilkan oleh

perlakuan penambahan surfaktan Tween 80 lebih rendah dibandingkan dengan

tanpa penambahan surfaktan pada hari ke-28 inkubasi. Hal ini mungkin

disebabkan karena fraksi minyak bumi yang mudah untuk didegradasi sudah

berkurang jumlahnya sehingga bakteri menggunakan surfaktan sebagai alternatif

sumber karbon dan energi. Hal ini dapat dibandingkan dengan hasil penelitian

Phillips dan Stewart (1974) yang menunjukkan bahwa penambahan surfaktan

menghambat proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi karena bakteri

menggunakannya sebagai alternatif sumber karbon dan energi.

Pengaruh Interaksi Bakteri dan Surfaktan Terhadap CO2-C

Pengaruh interaksi bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C disajikan pada

Gambar 21. Data selengkapnya disajikan pada Lampiran 15. Hasil analisis

ragam disajikan pada Lampiran 36-39. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa

interaksi bakteri dan surfaktan berpengaruh nyata terhadap CO2-C hari ke-21

inkubasi.

c

a

b

cab

ab

0123456789

B0=TanpaBakteri

B1=Bacillus sp.galur ICBB 7859

B2=Bacillus sp.galur ICBB 7865

Faktor Bakteri

CO

2-C

(m

g/k

g/h

ari)

S0=Tanpa Surfaktan

S1=Penambahan Surfaktan

Gambar 21 Pengaruh interaksi bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari ke-21 inkubasi

pada tanah tercemar minyak bumi. Gambar 21 memperlihatkan bahwa interaksi perlakuan inokulasi Bacillus

sp. galur ICBB 7859 dan tanpa penambahan surfaktan (B1S0), inokulasi ICBB

7865 dan penambahan surfaktan (B2S1), inokulasi ICBB 7859 dan penambahan

surfaktan (B1S1) dan inokulasi ICBB 7865 dan tanpa penambahan surfaktan

(B2S0) menghasilkan CO2-C lebih tinggi dan berbeda nyata dibandingkan

dengan interaksi perlakuan tanpa inokulasi bakteri dan penambahan surfaktan

(B0S1) dan tanpa inokulasi bakteri dan tanpa penambahan surfaktan (B0S0).

Antara interaksi perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan tanpa

penambahan surfaktan (B1S0) dan inokulasi ICBB 7859 dan penambahan

surfaktan (B1S1) tidak berbeda nyata demikian juga dengan interaksi perlakuan

inokulasi ICBB 7865 dan tanpa penambahan surfaktan (B2S0) dan inokulasi

ICBB 7865 dan penambahan surfaktan (B2S1). Selain itu, interaksi perlakuan

inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan tanpa penambahan surfaktan (B1S0)

menghasilkan CO2-C lebih tinggi dan berbeda nyata dibandingkan dengan

interaksi perlakuan inokulasi ICBB 7865 dan tanpa penambahan surfaktan

(B2S0).

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865

disertai dengan penambahan surfaktan Tween 80 pada media minimal cair

dapat meningkatkan biodegradasi hidrokarbon minyak bumi.

2. Perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan inokulasi ICBB 7865

pada tanah yang tercemar minyak bumi memberikan nilai total petroleum

hydrocarbon (TPH) dan pH lebih rendah serta biodegradasi dan CO2-C lebih

tinggi dibandingkan dengan tanpa inokulasi bakteri.

3. Perlakuan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah yang tercemar

minyak bumi memberikan nilai CO2-C lebih rendah dibandingkan dengan

tanpa penambahan surfaktan pada hari ke-28 inkubasi.

4. Interaksi perlakuan inokulasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan tanpa

penambahan surfaktan (B1S0), inokulasi ICBB 7865 dan penambahan

surfaktan (B2S1), inokulasi ICBB 7859 dan penambahan surfaktan (B1S1)

dan inokulasi ICBB 7865 dan tanpa penambahan surfaktan (B2S0)

memberikan nilai CO2-C lebih tinggi dibandingkan dengan interaksi perlakuan

tanpa inokulasi bakteri dan penambahan surfaktan (B0S1) dan tanpa

inokulasi bakteri dan tanpa penambahan surfaktan (B0S0) pada hari ke-21

inkubasi.

Saran

Dalam hal pemilihan jenis surfaktan yang digunakan untuk meningkatkan

proses biodegradasi hidrokarbon minyak bumi maka dipilih surfaktan yang tidak

digunakan oleh bakteri sebagai sumber karbon dan energi.

DAFTAR PUSTAKA

[API] American Petroleum Institute. 1980. Manual on Disposal of Refinery Wastes. Washington DC: API.

Anas I. 1989. Biologi Tanah dalam Praktek. Bogor: Departemen Pendidikan dan

Kebudayaan, Dirjen Perguruan Tinggi, PAU, IPB. Atlas RM. 1975. Effects of temperature and crude oil composition on petroleum

biodegradation. Appl Environ Microbiol 30(3):396-403. Atlas RM. 1981. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: an

environmental perspective. Microbiol Rev 45(1):180-209. Atlas RM. 1989. Microbiology: Fundamentals and Applications. New York:

Macmillan Publishing Co. Atlas RM, Bartha R. 1981. Microbial Ecology: Fundamentals and Applications.

London: Addison Wesley Publishing Company. Bartha R, Bossert I. 1984. The treatment and disposal of petroleum wastes. Di

dalam: Atlas RM, editor. Petroleum Microbiology. New York: Macmillan Publishing Co. hlm 553-577.

Bewley JF. 1996. Field implementation of in situ bioremediation: key

physicochemical and biological factor. Di dalam: Stozky G, Bollay JM, editors. Soil Biochemistry. New York: Marcel Dekker Inc. hlm 475-555.

Bossert I, Bartha R. 1984. The fate of petroleum in soil ecosystems. Di dalam:

Atlas RM, editor. Petroleum Microbiology. New York: Macmillan Publishing Co. hlm 435-473.

Bragg JR, Prince RC, Wilkinson JB, Atlas RM. 1993. Bioremediation for

Shoreline Clean Up Following The 1989 Alaskan Oil Spill. Washington DC: Office of Research and Development, United States Environmental Protection Agency.

Clark RC, MacLeod WD. 1977. Imputs, transport mechanism and observed

concentrations of petroleum in the marine environment. Di dalam: Effects of Petroleum on Artic and Sub Artic Marine Environments and Organism. Malins DC, editor. London: Academic Press. hlm 91-223.

Cooney JJ. 1984. The fate of petroleum pollutans in fresh water ecosystem. Di

dalam: Atlas RM, editor. Petroleum Microbiology. New York: Macmillan Publishing Co. hlm 400-433.

Dibble JT, Bartha R. 1979. Effect of environmental parameters on the

biodegradation of oil sludge. Appl Environ Microbiol 37(4):729-739. Djamsari W. 2000. Isolasi dan karakterisasi mikroba pendegradasi fenol dari

ekosistem air hitam Kalimantan Tengah [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

Dwidjoseputro D. 2003. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan.

Edvantoro BB. 2003. Implementasi peraturan tentang pengelolaan limbah B3 dan bioremediasi di Indonesia. Di dalam: Prosiding Seminar Bioremediasi dan Rehabilitasi Lahan Sekitar Perminyakan dan Pertambangan; Bogor, 20 Februari 2003. Bogor: Forum Bioremediasi IPB.

[EPA] Environmental Protection Agency. 1983. Hazardous Waste Land

Treatment. Washington DC: Office of Research and Development, United States Environmental Protection Agency.

Fessenden RJ, Fessenden JS. 1989. Kimia Organik. Terjemahan. Ed ke-3. Jilid

ke-2. Jakarta: Erlangga. Fikrinda. 2000. Isolasi dan karakterisasi bakteri ekstremofilik penghasil selulase

dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

Floodgate GD. 1979. Nutrient limitation. Di dalam: Bourquin AW, Pritchard PH,

editors. Proceedings of Workshop Microbial Degradation of Pollutants in Marine Environments. Gulf Breeze: Environmental Research Laboratory. hlm 107-118.

Floodgate GD. 1984. The fate of petroleum in marine ecosystem. Di dalam: Atlas

RM, editor. Petroleum Microbiology. New York: Macmillan Publishing Co. hlm 355-397.

Francke HC, Clark FE. 1974. Disposal of Oil Wastes by Microbial Assimilation.

Washington DC: United States Atomic Energy Commision. Gurujeyalakshmi G, Oriel P. 1989. Isolation of phenol-degrading Bacillus

strearothemophilus and partial characterization of the phenol hydroxylase. Appl Environ Microbiol 55(2):500-502.

Hadioetomo RS. 1993. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek. Jakarta: Gramedia. Higgins IJ, Gilbert PD. 1977. The biodegradation of hydrocarbon the oil industry

and microbial ecosystem. Di dalam: Proceedings of Meeting Organized by The Institute of Petroleum and Held; England, September. The University of Warwick.

Huddelston RL, Cresswell LW. 1976. Environmental and nutritional constraints of

microbial hydrocarbon utilization in the soil. Di dalam: The Role of Microorganism in The Recovery of Oil. Proceedings of 1975 Engineering Foundations Conference; Washington. hlm 71-72.

Indriasari V. 2000. Eksplorasi Actinomycetes dari sedimen ekosistem air hitam

serta daya uji hambatnya terhadap Staphylococcus aureus dan E. coli KCCM 11823 [skripsi]. Bogor: Institut Pertanian Bogor.

Jobson A, McLaughlin M, Cook FD, Westlake DWS. 1974. Effect of

amandements on the microbial utilization of oil applied to soil. Appl Environ Microbiol 27(1):166-171.

Kadarwati S et al. 1994. Aktivitas mikroba dalam transformasi substansi di

lingkungan situs hidrokarbon. Lembaran Publikasi Lemigas 2:28-38.

Kadarwati S, Noegroho H, Udiharto M. 1996. Bioproses untuk penanganan limbah kilang migas. Di dalam: Proceedings Temu Karya Pengolahan 1996; Jakarta. hlm 1-13.

Keenan, Kleinfelter, Wood. 1993. Kimia untuk Universitas. Pudjaatmaka AH,

penerjemah. Jilid ke-2. Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: General College Chemistry.

Koesoemadinata RP. 1980. Geologi Minyak dan Gas Bumi. Bandung: ITB. Kontawa A. 1993. Klasifikasi minyak bumi Indonesia. Lembaran Publikasi

Lemigas 2:21-26. Koren O, Knezevic, Ron EZ, Rosenberg E. 2003. Petroleum pollution

bioremediation using water-insoluble uric acid as the nitrogen source. Appl Environ Microbiol 69(10):6337-6339.

Leahly JG, Colwell RR. 1990. Microbial degradation of hydrocarbon: in the

environmental. Microbiol Rev 305-315. Listiyawati. 2004. Isolasi dan karakterisasi konsorsium mikroba perombak lumpur

minyak dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

Liu Z, Jacobson AM, Luthy RG. 1995. Biodegradation of naphthalene in aqueous

nonionic surfactant system. Appl Environ Microbiol 61(1):145-151. MacKay D, Mohtadi MF. 1975. The area affected by oil spills on land. Can J

Chem Eng 53:140-143. Masitho D. 1999. Biodegradasi minyak bumi oleh bakteri dari ekosistem

mangrove [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana. Mason CF. 1996. Biology of Freshwater Pollution. Ed ke-3. Department of

Biology University of Essex. Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2002. Perancangan Percobaan. Bogor: IPB Press. McGill WB, Rowell MJ, Westlake DWS. 1981. Biochemistry, ecology, and

microbiology of petroleum components in soil. Di dalam: Paul EA, Ladd JN, editors. Soil Biochemistry. New York: Marcel Dekker. hlm 229-296.

Miller RM. 1995. Surfactant enhanced bioavailability of slighty soluble organic

compounds. Di dalam: Skipper HD, Turco RF, editors. Bioremediation: Science and Applications. SSSA Special Publication 43. hlm 33-54.

Mishra S, Jyot J, Kuhad RC, Lal B. 2001. Evaluation of inoculum addition to

stimulate in situ bioremediation of oily-sludge-contaminated soil. Appl Environ Microbiol 4:1675-1681.

Mulyono M. 1989. Hidrokarbon di lingkungan perairan. Jakarta: PPPTMGB

Lemigas. Mursida L. 2002. Konsorsium mikroorganisme vs oil sludge. OILplus:15 April-14

Mei. hlm 48-51.

Neneng L. 2000. Karakterisas i antibiotik yang res is ten terhadap â-lactam tipe TEM-1 dari isolat ICBB 1171 asal ekosistem air hitam Kalimantan Tengah [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

Noegroho H. 1999. Pengaruh aerasi pada bioproses limbah kilang minyak.

Lembaran Publikasi Lemigas 2:20-24. Nurseha. 2000. Isolasi dan uji aktivitas bakteri asidofil pengoksidasi besi dan

sulfur dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

Oetomo D. 1997. Studi awal biodegradasi minyak bumi oleh mikroorganisme

[tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana. Phillips GJM, Stewart JE. 1974. Effect of four dispersants on biodegradation and

growth of bacteria on crude oil. Appl Microbiol 28(4):547-552. PT Caltex Pacific Indonesia. 2003. Pengolahan tanah terkontaminasi minyak

dengan teknik bioremediasi di lapangan Minas, PT Caltex Pacific Indonesia. Di dalam: Prosiding Seminar Bioremediasi dan Rehabilitasi Lahan Sekitar Perminyakan dan Pertambangan; Bogor, 20 Februari 2003. Bogor: Forum Bioremediasi IPB.

Rahayu A, Noegroho H. 1999. Pengaruh mikroba pada bioproses limbah cair

kilang minyak. Lembaran Publikasi Lemigas 4:43-48. Raisbeck JM, Mohtadi MF. 1974. The environmental impacts of oil spill on land in

the artic regions. Water Air Soil Pollut 3:195-208. Reisfeld AE, Rosenberg, Gutnick D. 1972. Microbial degradation of crude oil:

factor affecting the dispersion in sea water by mixed and pure culture. Appl Environ Microbiol 24(3):363-368.

Sabagh A, Atta AM. 1999. Water-based non-ionic polymeric surfactants as oil

spill dispersants. J Chem Technol Biotechnol 74:1075-1081. Sabur A. 2003. Atlas Pertambangan. Surabaya: PT Karya Pembina Swajaya. Saidi D, Anas I, Hadi N, Santosa DA. 1999. Kemampuan bakteri dari ekosistem

air hitam kalimantan tengah dalam merombak minyak bumi dan solar. J Tnh Ling 2(2):1-7.

Santosa DA. 1995. Bioteknologi Penambangan Minyak Bumi. Laboratorium

Biologi Tanah Jurusan Tanah Faperta IPB. Santosa DA. 2003. Environmental biotechnology: biotechnology for degradation

of oil sludge, remediation of acid rock drainage and detoxification of mercury. Di dalam: Prosiding Seminar Bioremediasi dan Rehabilitasi Lahan Sekitar Perminyakan dan Pertambangan; Bogor, 20 Februari 2003. Bogor: Forum Bioremediasi IPB.

Santosa DA. Suhartono MT, Saraswati R, Suwanto A. 2000. Black Water

Ecosystem: Macro and Micro Biodiversity, In Situ DNA Isolation and Cloning of Gene Encoding Extremozymes. Research Report. Riset Unggulan Terpadu V. Ministry for Research and Technology, Republic Indonesia.

Skladany GJ, Metting FB. 1993. Bioremediation of contaminated soil. Di dalam: Metting FB, editor. Soil Microbial Ecology (Applications in Agricultural and Environmental Management). New York: Marcel Dekker Inc. hlm 483-513.

Somers JA. 1974. The fate of spilled oil in the soil. Hydrolog Sci Bull 19:501-521. Speight JG. 1980. The Chemistry and Technology of Petroleum. New York:

Marcel Dekker Inc. Swisher RD. 1970. Surfactant Biodegradation. Ed ke-2. New York and Basel:

Marcel Dekker Inc. Thibault SL, Anderson M, Frankenberger WT. 1996. Influence of surfactants on

pyrene desorption and degradation in soils. Appl Environ Microbiol 62(1):283-287.

Tiehm A. 1994. Degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in the presence

of synthetic surfactants. Appl Environ Microbiol 60(1):258-263. Tiehm A, Stieber M. 2001. Strategies to improve PAH bioavailability: addition of

surfactants, ozonation and application of ultrasound. Di dalam: Stegmann R, Brunner G, Calmano W, Matz G, editors. Treatment of Contaminated Soil. Berlin, Heidelberg, New York, Barcelona, Hongkong, London, Milan, Paris, Singapore, Tokyo: Springer. hlm 299-323.

Tim Amdal IPB. 1996. Studi Analisis Dampak Lingkungan Pembangunan

Jaringan Perairan dan Pencetakan Sawah Lahan Gambut Daerah Kerja A Seluas 222 100 Ha di Kabupaten Kapuas dan Barito Selatan, Provinsi Kalimantan Tengah. Dirjen DPU RI.

Udiharto M. 1993. Pengaruh aktivitas Basillus stearothermophillus terhadap

tegangan permukaan crude oil. Lembaran Publikasi Lemigas 1:31-35. Udiharto M. 1996a. Bioremediasi minyak bumi. Di dalam: Prosiding Pelatihan dan

Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni 1996. hlm 24-39.

Udiharto M. 1996b. Pengujian biodegradasi limbah minyak bumi dalam air. Di

dalam: Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni 1996. hlm 251-258.

Udiharto M. 2000. Hubungan antara tingkat tosisitas dan hidrokarbon aromatik

yang terkandung dalam lumpur pengeboran dan bahan dasarnya. Lembaran Publikasi Lemigas 3:3-8.

Udiharto M, Rahayu SA, Haris A, Zulkifliani. 1995. Peran bakteri dalam degradasi

minyak dan pemanfaatannya dalam penanggulangan minyak buangan. Di dalam: Prosiding Diskusi Ilmiah VIII PPPTMGB; Jakarta, 13-14 Juni 1995. hlm 235-239.

Udiharto M, Yusuf A, Syafrizal. 2000. The hydrocarbon losses on oil

contaminated soil by landfarming bioremediation: a laboratory study. Lemigas Scientific Contributions 2:23-28.

Van Dyke MI, Lee H, Jack TT. 1991. Application of microbial surfactant.

Biotechnol Adv 9(2):165-183.

Van Loocke R, DeBorger R, Voets JP, Verstraete W. 1975. Soil and ground water contamination by oil spills: problems and remedies. Int J Environ Studies 8:99-111.

Verstraete W, Van Loocke, DeBorger R, Verlinde A. 1976. Modelling of the

breakdown and mobilization of hydrocarbons in unsaturated soil layers. Di dalam: Sharpley JM, Kaplan AM, editors. Proceedings of Third International Biodegradation Symposium. London: Applied Science Publishers. hlm 99-122.

Volkering F, Breure AM, Andel JG, Rulkens WH. 1995. Influence of nonionic

surfactants on bioavailability and biodegradation of policyclic aromatic hydrocarbons. Appl Environ Microbiol 61(5):1699-1705.

Walker JD, Colwell RR, Petrakis L. 1975. Degradation of petroleum by an alga,

Prototheca zopfii. Appl Environ Microbiol 30(1):79-81. Wick LY, Springael D, Harms H. 2001. Bacterial strategies to improve the

bioavailability of hydrophobic organic pollutants. Di dalam: Stegmann R, Brunner G, Calmano W, Matz G, editors. Treatment of Contaminated Soil. Berlin, Heidelberg, New York, Barcelona, Hongkong, London, Milan, Paris, Singapore, Tokyo: Springer. hlm 204-217.

Wisjnuprapto. 1996. Bioremediasi, manfaat dan pengembangannya. Di dalam:

Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni 1996. hlm 173-185.

Yani M, Fauzi AM, Aribowo F. 2003. Bioremediasi lahan terkontaminasi senyawa

hidrokarbon. Di dalam: Prosiding Seminar Bioremediasi dan Rehabilitasi Lahan Sekitar Perminyakan dan Pertambangan; Bogor, 20 Februari 2003. Bogor: Forum Bioremediasi IPB.

Zhang Y, Miller RM. 1995. Effect of rhamnolopid (biosurfactant) structure on

solubilization and biodegradation of n-alkanes. Appl Environ Microbiol 61(6):2247-2251.

Zo Bell CE. 1969. Microbial modification of crude oil in the sea. Di dalam:

Proceedings of Joint Conference on Prevention and Control of Oil Spills. Washington: API. hlm 317-326.

Zulfarina. 1999. Isolasi dan kloning shotgun gen xylanase dari Streptomyces

1145-1 [tesis]. Bogor: Institut Pertanian Bogor, Program Pascasarjana.

LAMPIRAN

Lampiran 1 Ciri morfologi dan fisiologi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865

Parameter Bacillus sp. galur ICBB 7859


Warna koloni Putih Krem Bentuk Bundar Bundar Tepian Licin Berombak Elevasi Cembung Datar Gram + + Dekomposisi casein - - Oxidase - - Motility Motil Motil Nitrate - - Lysine - - Ornithine - - H2S - - Glucose + - Mannitol + + Xylose + + O. N. P. G. + + Indole - + Urease - - U. P. - - Citrate - - T. D. A. - -

Lampiran 2 Sifat fisik dan kimia Sangatta crude oil

Sifat fisik dan kimia Satuan Nilai Specific gravity at 60 °F API gravity at 60 °F Kinematic viscosity at 100 °F

at 122 °F at 140 °F

cSt cSt cSt

0.8476 35.4 2.920 2.342 2.002

Pour point °C 21 Flash point “ABEL” °C below 0 Reid vapour pressure at 100 °F psi 1.85 Water content vol% trace Gross heat of combustion MJ/kg 45.195 Ashpaltenest content wt% 0.434 Wax content wt% 9.1704 Condradson carbon residue wt% 0.721 Ash content wt% 0.001

Lampiran 3 Komposisi media tumbuh bakteri dan surfaktan

No. Media Komposisi Dosis 1.

2.

3.

4.

5.

6.

Nutrient Agar Nutrient Broth Larutan fisiologis Media minimum (Gurujeyalakhsmi & Oriel 1989) Modifikasi media minimum Surfaktan Tween 80/Polyoxyethylene sorbitan monooleate (Sigma Chemical Co.)

Ekstrak daging Pepton Agar Akuades Ekstrak daging Pepton Akuades NaCl Akuades K2HPO4 NH4Cl MgSO4.7H2O Yeast ekstrak Casamino acid Trace element Agar K2HPO4 NH4Cl MgSO4.7H2O Yeast ekstrak Casamino acid Trace element Minyak bumi Akuades

3.0 g 5.0 g 15.0 g 1000 ml 3.0 g 5.0 g 1000 ml 8.5 g 1000 ml 0.5 g 1 g 20 mg 0.2 g 0.1 g 1 ml 20 g 0.5 g 1 g 20 mg 0.2 g 0.1 g 1 ml 1%-10% (b/v) 1000 ml 0.015 ml/l (critical micelle concentration)

Lampiran 4 Data bobot minyak bumi yang dapat diekstrak dari media minimal cair dan media tanah

Media Minimal Cair Media Tanah No. Bobot Minyak Bumi (g) No. Bobot Minyak Bumi (g) 1. 0.9108 1. 0.3787 2. 0.8895 2. 0.4211 3. 0.8671 3. 0.3598 4. 0.9407 4. 0.4123 5. 0.8729 5. 0.3996 6. 0.8455 6. 0.4089 7. 0.9253 7. 0.4112 8. 0.8898 8. 0.3889 9. 0.9164 9. 0.4018

10. 0.9322 10. 0.3695 11. 0.9213 11. 0.4251 12. 0.8909 12. 0.3830 Rata-rata: 0.9002 g Rata-rata: 0.3967 g Minyak bumi dapat diekstrak: 90.02% Minyak bumi dapat diekstrak: 79.34%

Lampiran 5 Data penetapan kurva pertumbuhan Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 pada media nutrient broth

Bacillus sp. galur ICBB 7859 Bacillus sp. galur ICBB 7865 Jam Kerapatan Optik Jam Kerapatan Optik

0 0.000 0 0.000 2 0.004 2 0.003 4 0.011 4 0.009 6 0.146 6 0.124 8 0.238 8 0.226

10 0.317 10 0.301 12 0.429 12 0.431 24 0.466 24 0.474 48 0.481 48 0.478

Lampiran 6 Hasil perhitungan populasi Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 untuk kurva standar

Bakteri Parameter 1:1 1:2 1:4 1:8 1:16 Persamaan Regresi


Transmitan (%) Kerapatan Optik (X) SPK/ml (Y)

43.0 0.367 3.40E+07

64.0 0.194 1.70E+07

79.8 0.098 0.85E+07

89.6 0.048 0.43E+07

94.8 0.023 0.21E+07

SPK/ml = 9E+07 OD-363693


Transmitan (%) Kerapatan Optik (X) SPK/ml (Y)

37.6 0.425 16E+07

58.4 0.243 8E+07

75.0 0.125 4E+07

86.4 0.063 2E+07

91.8 0.037 1E+07

SPK/ml = 4E+08 OD-6E+06

Lampiran 7 Data aktivitas bakteri di berbagai konsentrasi minyak bumi pada media minimal cair

Bakteri Kadar Minyak Bumi

Kerapatan Optik pH Bobot Minyak

Bumi (g) Biodegradasi

(%) 0.018 6.72 0.138 54.00 1% 0.020 6.68 0.156 48.00 0.025 6.76 0.875 41.67 5% 0.023 6.70 0.868 42.13 0.060 6.70 2.030 32.33

Bacillus sp. galur ICBB 7859 10%

0.053 6.69 2.043 31.90 0.013 6.65 0.159 47.00 1% 0.009 6.68 0.143 52.33 0.010 6.69 0.894 40.40 5% 0.013 6.71 0.870 42.00 0.092 6.69 2.146 28.47

Bacillus sp. galur ICBB 7865 10%

0.080 6.62 2.153 28.23

Lampiran 8 Data kurva pertumbuhan bakteri pada media minimal cair


Hari Kerapatan Optik pH Hari Kerapatan

Optik pH

0.000 7.00 0.000 7.00 0 0.000 7.00 0 0.000 7.00 0.127 7.23 0.113 7.07 1 0.123 7.24 1 0.120 7.03 0.168 7.27 0.169 7.21 3 0.179 7.25 3 0.177 7.19 0.110 7.23 0.090 7.18 5 0.126 7.20 5 0.110 7.11 0.090 7.10 0.075 7.01 7 0.101 7.16 7 0.088 7.05 0.125 7.10 0.072 6.99 9 0.115 7.13 9 0.060 7.03 0.133 7.01 0.084 6.90 11 0.130 7.05 11 0.090 6.87 0.128 6.95 0.050 6.81 13 0.132 7.02 13 0.057 6.85 0.170 6.87 0.053 6.76 15 0.163 6.95 15 0.055 6.70

Lampiran 9 Data kurva pertumbuhan bakteri pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Tween 80


Hari Kerapatan Optik pH Hari Kerapatan

Optik pH

0.000 7.00 0.000 7.00 0 0.000 7.00 0 0.000 7.00 0.209 7.25 0.180 7.06 1 0.223 7.23 1 0.188 7.10 0.262 7.25 0.214 7.26 3 0.273 7.22 3 0.212 7.20 0.205 7.15 0.169 7.21 5 0.193 7.17 5 0.185 7.17 0.170 7.13 0.152 7.18 7 0.175 7.15 7 0.165 7.13 0.112 7.12 0.134 7.15 9 0.120 7.15 9 0.140 7.09 0.078 6.98 0.128 7.01 11 0.080 7.04 11 0.125 7.03 0.057 6.93 0.090 6.96 13 0.063 6.99 13 0.104 6.93 0.059 6.83 0.089 6.84 15 0.055 6.86 15 0.101 6.88

Lampiran 10 Data uji aktivitas bakteri pada media minimal cair



Optik 0.9980 0.20 6.97 0.000 0.9947 0.53 7.00 0.000 0.9946 0.54 6.89 0.000 0.9986 0.14 6.98 0.000

Tanpa Bakteri

0.9977 0.23 7.00 0.000 0.6625 33.75 6.87 0.164 0.5432 45.68 6.71 0.171 0.5568 44.32 6.80 0.166 0.5262 47.38 6.70 0.173


0.4246 57.54 6.64 0.177 0.6908 30.92 6.80 0.052 0.5713 42.87 6.70 0.057 0.4658 53.42 6.61 0.065 0.5852 41.48 6.76 0.055


0.5662 43.38 6.65 0.060

Lampiran 11 Data uji aktivitas bakteri pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Tween 80



Optik 0.9954 0.46 6.84 0.000 0.9992 0.08 6.96 0.000 0.9967 0.33 7.00 0.000 0.9951 0.49 6.96 0.000

Tanpa Bakteri

0.9946 0.54 6.91 0.000 0.5120 48.80 6.67 0.053 0.4985 50.15 6.62 0.057 0.6153 38.47 6.78 0.049 0.4828 51.72 6.58 0.059


0.3819 61.81 6.26 0.060 0.5288 47.12 6.75 0.092 0.6405 35.95 6.77 0.084 0.5263 47.37 6.69 0.095 0.4045 59.55 6.48 0.108


0.5231 47.69 6.52 0.106

Lampiran 12 Data bobot minyak bumi hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi

Bobot Minyak Bumi (g) Perlakuan hari ke-7 hari ke-14 hari ke-21 hari ke-28

B0S0 0.4179 0.2826 0.2687 0.2191 B0S0 0.4192 0.3659 0.2928 0.2611 B0S0 0.3741 0.3374 0.3036 0.1796 B0S1 0.3958 0.3179 0.2983 0.2121 B0S1 0.4191 0.3396 0.2728 0.2388 B0S1 0.3750 0.2683 0.2770 0.2052 B1S0 0.2504 0.1307 0.0734 0.0414 B1S0 0.1756 0.1191 0.0769 0.0487 B1S0 0.2424 0.1293 0.0715 0.0461 B1S1 0.2048 0.1104 0.0770 0.0478 B1S1 0.2259 0.1201 0.0886 0.0522 B1S1 0.1947 0.1273 0.0857 0.0522 B2S0 0.2440 0.1447 0.0799 0.0423 B2S0 0.2706 0.1647 0.1250 0.0399 B2S0 0.2383 0.1564 0.0969 0.0382 B2S1 0.2066 0.1153 0.0834 0.0612 B2S1 0.1910 0.1664 0.0905 0.0546 B2S1 0.2547 0.1482 0.0866 0.0600

Lampiran 13 Data biodegradasi hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi

Biodegradasi (%) Perlakuan hari ke-7 hari ke-14 hari ke-21 hari ke-28


Lampiran 14 Data pH hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi

pH Perlakuan hari ke-7 hari ke-14 hari ke-21 hari ke-28


Lampiran 15 Data CO2-C hasil uji aktivitas bakteri dalam biodegradasi hidrokarbon minyak bumi dan penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar minyak bumi

CO2-C (mg/kg/hari) Perlakuan hari ke-7 hari ke-14 hari ke-21 hari ke-28


Lampiran 16 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap bobot minyak bumi pada media minimal cair setelah inkubasi 15 hari

Sumber

Keragaman DB Jumlah Kuadrat

Kuadrat Tengah F-Hitung P-Value

Perlakuan Galat

2 12

0.6407 0.0543

0.3203 0.0045

70.78 0.0001*

Total 14 0.6950 Lampiran 17 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap biodegradasi minyak

bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi

Sumber Keragaman DB Jumlah

Kuadrat Kuadrat Tengah F-Hitung P-Value

Perlakuan Galat

2 12

6406.5977 543.1141

3203.2989 45.2595

70.78 0.0001*

Total 14 6949.7118 Lampiran 18 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap pH pada media minimal

cair setelah 15 hari inkubasi



Perlakuan Galat

2 12

0.2025 0.0653

0.1012 0.0054

18.60 0.0002*

Total 14 0.2678 Lampiran 19 Analisis ragam pengaruh bakteri terhadap kerapatan optik pada

media minimal cair setelah 15 hari inkubasi



Perlakuan Galat

2 12

0.0749 0.0002

0.03745 0.00002

2144.21 0.0001*

Total 14 0.0751

Lampiran 20 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan Tween 80 terhadap bobot minyak bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi

Sumber



Perlakuan Galat

2 12

0.7853 0.0556

0.3926 0.0046

84.81 0.0001*

Total 14 0.8409 Lampiran 21 Analisis ragam pengaruh bakteri dengan penambahan surfaktan

Tween 80 terhadap biodegradasi minyak bumi pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi

Sumber



Perlakuan Galat

2 12

7852.9469 555.5899

3926.4735 46.2992

84.81 0.0001*


Tween 80 terhadap pH pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi

Sumber



Perlakuan Galat

2 12

0.3546 0.2387

0.1773 0.0199

8.91 0.0042*


Tween 80 terhadap kerapatan optik pada media minimal cair setelah 15 hari inkubasi

Sumber



Perlakuan Galat

2 12

0.0237 0.0005

0.01185 0.00004

294.17 0.0001*

Total 14 0.0242

Lampiran 24 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap bobot minyak bumi hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi

Sumber



Bakteri Surfaktan Bakteri*Surfaktan Galat

2 1 2 12

0.1239 0.0015 0.0006 0.0090

0.0620 0.0015 0.0003 0.0007

82.87 2.02 0.37

0.0001* 0.1806 0.6954

Total 17 0.1349 Lampiran 25 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap bobot

minyak bumi hari ke-14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi




2 1 2 12

0.1354 0.0008 0.0001 0.0080

0.0677 0.0008 0.0001 0.0007

101.27 1.14 0.10

0.0001* 0.3060 0.9094






2 1 2 12

0.1595 0.0000 0.0004 0.0022

0.0797 0.0000 0.0002 0.0002

442.33 0.26 1.20

0.0001* 0.6223 0.3358






2 1 2 12

0.1164 0.0003 0.0003 0.0040

0.0582 0.0003 0.0002 0.0003

173.53 0.76 0.45

0.0001* 0.4007 0.6480

Total 17 0.1210

Lampiran 28 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap biodegradasi minyak bumi hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi

Sumber




2 1 2

12

4956.3 60.4 22.4 358.9

2478.2 60.4 11.2 29.9

82.87 2.02 0.37

0.0001* 0.1806 0.6954

Total 17 5398.0 Lampiran 29 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap

biodegradasi minyak bumi hari ke-14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi

Sumber




2 1 2 12

5417.0 30.6 5.1 321.0

2708.5 30.6 2.6 26.7

101.27 1.14 0.10

0.0001* 0.3060 0.9094



Sumber




2 1 2 12

6378.6 1.8 17.3 86.5

3189.3 1.8 8.6 7.2

442.33 0.26 1.20

0.0001* 0.6223 0.3358



Sumber




2 1 2 12

4656.9 10.2 12.1 161.0

2328.5 10.2 6.0 13.4

173.53 0.76 0.45

0.0001* 0.4007 0.6480

Total 17 4840.2

Lampiran 32 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap pH hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi

Sumber




2 1 2

12

0.0627 0.0050 0.0031 0.5606

0.0314 0.0050 0.0015 0.0467

0.67 0.11 0.03

0.5291 0.7492 0.9675

Total 17 0.6314 Lampiran 33 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap pH hari ke-

14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi




2 1 2

12

0.5299 0.0612 0.0500 0.5283

0.2650 0.0612 0.0250 0.0440

6.02 1.39 0.57

0.0155* 0.2610 0.5810






2 1 2

12

0.8910 0.0072 0.0990 0.2975

0.4455 0.0072 0.0495 0.0248

17.97 0.29 2.00

0.0002* 0.5998 0.1784






2 1 2

12

0.8325 0.1043 0.2487 1.2069

0.4163 0.1043 0.1244 0.1006

4.14 1.04 1.24

0.0430* 0.3287 0.3249

Total 17 2.3924

Lampiran 36 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari ke-7 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi

Sumber




2 1 2

12

215.2500 6.8450 0.0720 19.5260

107.6250 6.8450 0.0360 1.6270

66.14 4.21 0.02

0.0001* 0.0628 0.9783

Total 17 241.6930 Lampiran 37 Analisis ragam pengaruh bakteri dan surfaktan terhadap CO2-C hari

ke-14 inkubasi pada tanah tercemar minyak bumi




2 1 2

12

180.8800 4.8260 2.8320 13.7820

90.4400 4.8260 1.4160 1.1490

78.74 4.20 1.23

0.0001* 0.0629 0.3259






2 1 2

12

42.1321 0.4640 6.2843 6.9002

21.0661 0.4640 3.1422 0.5750

36.64 0.81 5.46

0.0001* 0.3867

0.0205*






2 1 2

12

36.5459 5.0562 2.5681 8.6925

18.2729 5.0562 1.2840 0.7244

25.23 6.98 1.77

0.0001* 0.0215* 0.2116

Total 17 52.8626

limbah m bumi vs biosurfaktan

Documents