BAB I

PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG

Bahan-bahan kimia telah menjadi bagian yang tak terpisahkan dalam

kehidupan kita, menjadi bagian dari aktivitas kita, juga dipakai dalam tindakan

pencegahan dan pengendalian penyakit. Manfaatnya tak terhitung, tapi di sisi lain

bahan kimia juga dapat membahayakan kehidupan kita dan meracuni lingkungan

kita.

Salah satu bahan kimia yang berbahaya adalah merkuri (Hg) atau air raksa.

Merkuri merupakan unsur yang bermanfaat, seperti kegunaannya sebagai bahan

pengikat biji emas yang dipergunakan oleh penambang emas tradisional. Namun

sayangnya penggunakan merkuri dapat menyebabkan kerusakan lingkungan hidup

dan berbahaya bagi masyarakat. 1

Secara alamiah, pencemaran merkuri berasal dari gunung berapi atau

rembesan air tanah yang melewati deposit merkuri. Apabila masuk dalam

perairan, merkuri mudah berkaitan dengan klor membentuk merkuri anorganik

(HgCl). Dalam bentuk ini, merkuri dapat mudah masuk ke plankton dan bisa

berpindah ke biota laut lain. Merkuri anorganik (HgCl) akan berubah menjadi

merkuri organik (metil merkuri) oleh peran mikroorganisme yang terjadi pada

sedimen dasar perairan. Merkuri dapat juga bersenyawa dengan karbon

membentuk senyawa organo-merkuri. Senyawa organo-merkuri yang paling

umum adalah metil merkuri yang dihasilkan oleh mikroorganisme dalam air dan

tanah. Mikroorganisme kemudian termakan oleh ikan sehingga konsentrasi

- 1 -

merkuri dalam ikan meningkat. Metil merkuri memiliki kelarutan tinggi dalam

tubuh hewan air sehingga merkuri terakumulasi melalui proses bioakumulasi dan

biomagnifikasi dalam jaringan tubuh hewan air.2

Pencemaran logam berat merkuri pada tanah dan air sangat

membahayakan lingkungan dan kesehatan manusia. Senyawa merkuri dalam

bentuk Hg(II) dapat terikat pada residu sistein protein/enzim manusia/binatang

sehingga protein/enzim kehilangan aktivitasnya. Selain Hg(II), senyawa merkuri

paling berbahaya bagi kesehatan manusia adalah senyawa organomerkuri,

khususnya metilmerkuri dan fenilmerkuri. Senyawa ini bersifat sangat reaktif dan

mempunyai mobilitas tinggi dibanding dengan Hg(0) atau Hg(II). Hal ini

disebabkan  gastrointestine manusia dapat menyerap sekitar 95% senyawa

metilmerkuri, dan senyawa ini juga dapat menyerang syaraf manusia melalui

peredaran darah. 1

Kasus yang berkaitan dengan limbah merkuri diantaranya kasus Minamata

di Jepang pada tahun 1953, di mana muncul penyakit yang disebut penyakit

Minamata atau Minamata Syndrome. Penyakit ini disebabkan keracunan metil

merkuri lewat medium ikan di Teluk Minamata. Di mana terjadi kelainan fungsi

saraf dengan gejala seperti kesemutan pada kaki dan tangan, lemas, penyempitan

sudut pandang dan degradasi kemampuan berbicara dan pendengaran. Pada gejala

akut bisa terjadi kelumpuhan, gila, koma dan akhirnya mati. 3

Penelitian tentang kadar merkuri sudah banyak dilakukan di Indonesia dan

hasilnya banyak sungai yang mengandung merkuri di atas normal. Penelitian

mengenai kadar merkuri pada tanah bekas buangan limbah penambangan emas

rakyat di Sulawesi Utara sudah pernah dilakukan yaitu di desa Tanoyan Utara

- 2 -

Kabupaten Bolaang Mongondow dan ditemukan kadar merkuri di atas nilai

normal.3 Selain itu, penelitian mengenai bakteri resisten merkuri sudah banyak di

lakukan di berbagai daerah, salah satunya di Daerah Penambangan Emas di

Kalimantan Selatan, ditemukan 18 bakteri resisten merkuri spektrum sempit.1

Salah satu usaha untuk menurunkan daya toksik merkuri dapat dilakukan

menggunakan mikroorganisme resisten merkuri, misalnya bakteri resisten

merkuri. Penurunan daya toksik merkuri terjadi oleh bakteri ini memiliki gen yang

resisten, yaitu mer operon.

Dengan adanya gen mer operon ini, kelompok bakteri ini mampu

mengubah bentuk Hg2+ yang bersifat toksik menjadi bentuk Hg0 yang bersifat

volatile dan tidak toksik dibandingkan bentuk Hg2+. Adanya kemampuan bakteri

resisten merkuri untuk mengubah bentuk merkuri, maka untuk mendetoksifikasi

lingkungan perairan yang tercemar metilmerkuri, penting untuk mengisolasi

bakteri resisten terhadap metilmerkuri, karena bakteri ini mempunyai kemampuan

menurunkan toksisitas metilmerkuri.1

Dengan adanya bakteri-bakteri resisten terhadap merkuri yang dapat

menurunkan toksisitas merkuri, maka peneliti tertarik untuk melakukan

mengidentifikasi bakteri resisten merkuri pada media kultur awal yang

mengandung merkuri dan untuk mengetahui pengurangan daya toksik merkuri

pada isolat bakteri resisten merkuri dari tanah bekas buangan limbah

penambangan emas.

- 3 -

2. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas, maka dirumuskan masalah sebagai

berikut:

1. Bagaimana gambaran populasi bakteri dari sampel yg diambil?

2. Berapa besar kemampuan bakteri dalam mereduksi Hg?

3. TUJUAN PENELITIAN

1. Untuk mengetahui gambaran populasi bakteri yang terdapat

pada sampel yang diambil

2. Untuk mengetahui berapa besar kemampuan bakteri dalam

mereduksi Hg.

4. MANFAAT PENELITIAN

1. Untuk memanfaatkan kemampuan bakteri resisten merkuri

sebagai salah satu cara untuk menurunkan dan mencegah

bahaya toksik merkuri.

2. Dapat digunakan sebagai dasar penelitian lebih lanjut.

- 4 -

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1. Merkuri

1. Pengenalan Mengenai Merkuri

Merkuri atau hydrargyrum (bahasa Latin: Hydrargyrum, air/cairan

perak). Dalam bahasa Inggris adalah ‘Mercury’ yang berarti mudah menguap

dan disebut juga Quicksilver. Walaupun terjemahan hydragyrum ke bahasa

Indonesia adalah raksa, namun di kalangan masyarakat unsur ini lebih dikenal

dengan merkuri. Merkuri sangat beracun dan bila masuk ke dalam tubuh akan

terikat dalam jaringan dan bersifat sangat toksik serta tidak dapat diuraikan.3,4

Di Alam, raksa terdapat pada lapisan-lapisan batuan dalam bentuk

unsur murni dan bersatu dengan perak dalam jumlah sedikit, tetapi sering kali

ditemukan dalam biji cinnabar, yaitu mineral yang mengandung senyawa raksa

disulfida (HgS). Untuk memperoleh raksa dapat dilakukan dengan

memanaskan biji cinnabar tersebut.5

- 5 -

2. Kadar Merkuri

Beberapa kadar Hg yang diperbolehkan menurut peraturan yang ada di

Indonesia adalah sebagai berikut:6

kadar Hg dalam air minum menurut Permenkes no.907/2002 adalah

0,001mg/l

kadar Hg dalam air bersih menurut No.416/Menkes/Per/IX/1990 adalah

0,001mg/l

kadar Hg dalam udara tempat kerja menurut Kepmenkes :

216/Menkes/SK/II/1998 adalah 0,001mg/l

kadar Hg dalam makanan dan minuman menurut Keputusan Badan

Pengawas Obat dan Makanan : no.3725/B/SK/VII/89 adalah dalam

ikan segar 0,5mg/l ; dalam sayuran 0,3mg/l ; dalam biji-bijian 0,05mg/l

kadar Hg dalam air sungai menurut No. 02/MenKLH/1998 adalah

Golongan A (baku mutu air minum) 0,001mg/l ; Golongan B (untuk

perikanan) 0,001mg/l ; Golongan C (untuk pertanian) 0,001mg/l ;

Golongan D (yang tidak termasuk golongan A, B, dan C) 0,005mg/l

3. Sifat Kimia – Fisika Merkuri

Merkuri merupakan logam yang dalam keadaan normal berbentuk cairan

berwarna abu-abu, tidak berbau dengan berat molekul 200,59. Tidak larut

dalam air, alkohol, eter, asam hidroklorida, hidrogen bromida dan hidrogen

iodide; Larut dalam asam nitrat, asam sulfurik panas dan lipid. Tidak

tercampurkan dengan oksidator, halogen, bahan-bahan yang mudah terbakar,

logam, asam, logam carbide dan amine.

- 6 -

Dikenal 3 bentuk merkuri, yaitu:

1. Merkuri elemental (Hg): terdapat dalam gelas termometer, tensimeter air

raksa, amalgam gigi, alat elektrik, batu batere dan cat. Juga digunakan sebagai

katalisator dalam produksi soda kaustik dan desinfektan serta untuk produksi

klorin dari sodium klorida.

2. Merkuri inorganik: dalam bentuk Hg++ (Mercuric) dan Hg+

(Mercurous) Misalnya: - Merkuri klorida (HgCl2) termasuk bentuk Hg

inorganik yang sangat toksik, kaustik dan digunakan sebagai desinfektan

Mercurous chloride (HgCl) yang digunakan untuk teething powder dan

laksansia (calomel) - Mercurous fulminate yang bersifat mudah terbakar.

3. Merkuri organik: terdapat dalam beberapa bentuk, a.l. : - Metil merkuri

dan etil merkuri yang keduanya termasuk bentuk alkil rantai pendek

dijumpaisebagai kontaminan logam di lingkungan. Misalnya memakan ikan

yang tercemar zat tersebut, dapat menyebabkan gangguan neurologis dan

kongenital. - Merkuri dalam bentuk alkil dan aryl rantai panjang dijumpai

sebagai antiseptik dan fungisida.7

4. Merkuri dalam Lingkungan

Merkuri dan senyawa – senyawanya, seperti halnya dengan logam –

logam yang lain, tersebar luas di alam. Mulai dari batuan, air, udara dan

bahkan dalam tubuh organisme hidup. Penyebaran dari logam merkuri ini,

turut dipengaruhi oleh faktor geologi, fisika, kimia dan biologi.

Berdasarkan pada penelitian – penelitian yang telah dilakukan oleh

badan Survey Geologi di Amerika Serikat pada tahun 1974, dapat diketahui

- 7 -

konsentrasi merkuri di lingkungan sebagai berikut :

1. Dalam batuan

Pada struktur batuan di alam, logam merkuri ditemukan dalam kisaran 0,1

sampai 20 ppm. Pada penelitian tersebut ternyata 20% dari contoh

mengandung lebih dari 1 ppm merkuri

2. Dalam tanah

Pada lapisan tanah melalui penelitian yang telah dilakukan secara acak pada

tempat dan daerah serta wilayah yang berbeda, ditemukan bahwa logam

merkuri terkonsentrasi 0,1 ppm.

3. Dalam sungai

Dari penelitian yang dilakukan terhadap perairan ditemukan konsentrasi logam

merkuri dalam variasi yang sangat luas, yaitu :

- 65% contoh mengandung            < 10-4 ppm

- 5% contoh mengandung             < 10-3 ppm

4. Dalam udara

Ternyata kondisi dari lokasi pengambilan sampel udara untuk pengujian

kandungan merkuri ditemukan konsentrasi yang variatif.

▪ dekat penambagan Hg, didapatkan merkuri dengan kisaran

konsentrasi 9.10-5ppm

▪ dekat penambangan Cu, didapatkan merkuri dengan kisaran 4.10-

5ppm

▪ pada lokasi udara tidak mengandung deposit ditemukan merkuri

pada konsentrasi sekitar 10-5ppm.5

Dalam siklus biogeokimia, merkuri mengalami banyak transformasi

- 8 -

baik fisik maupun kimia, antara lain:

1. Dalam atmosfir elemen merkuri mengalami foto-oksidase menjadi ion

merkuri (Hg2+).

2. Hujan mengendapkan merkuri inorganik pada permukaan bumi, yang

mana nantinya akan dibuang terutama oleh mikroorganisme pada

sistem perairan.

3. Mengalami reduksi kembali menjadi bentuk elemen atau dimetilasi.

4. Elemen merkuri yang mengalami evaporasi menjadi udara dimana

akan terjadi siklus yang baru.

Sumber : Barkay et al., 2003

Gambar 1. Siklus biokimiawi merkuri

- 9 -

Dalam kehidupan terdapat empat proses utama di alam yang menghasilkan

emisi Hg, yaitu sebagai berikut.

1. Pembentukan gas dari endapan mineral

2. Emisi dari aktivitas gunung merapi

3. Foto-reduksi dari merkuri dalam sistem perairan

4. Formasi biologi dari elemen dan metil merkuri.8

5. Penggunaan Merkuri

Pemanfaatan logam merkuri pada saat ini sudah hampir mencakup

seluruh aspek kehidupan manusia dan lingkungan. Selama kurun waktu

beberapa tahun, merkuri telah banyak digunakan dalam bidang kedokteran,

pertanian, dan industri. Bidang kedokteran telah menggunakan merkuri sejak

abad ke-15 di mana merkuri (Hg) digunakan untuk pengobatan penyakit

kelamin (sifilis). Kalomel (HgCl) digunakan sebagai pembersih luka sampai

diketahui bahwa bahan tersebut beracun sehingga tidak digunakan lagi.

Komponen merkuri organik digunakan untuk obat diuretika sampai bertahun-

tahun dan juga digunakan sebagai bahan untuk kosmetik.

Dalam bidang pertanian, merkuri digunakan untuk membunuh jamur

sehingga baik digunakan untuk pengawet produk hasil pertanian. Merkuri

organik juga digunakan untuk pembasmi hama pada tanaman seperti buah

apel, tomat, kentang, dan juga digunakan sebagai pembasmi hama padi.

Dalam bidang industri, terbanyak adalah pabrik alat-alat listrik yang

menggunakan lampu-lampu merkuri untuk penerangan jalan raya. Merkuri

juga digunakan pada pembuatan baterai, karena baterai dengan bahan yang

- 10 -

mengandung merkuri dapat tahan lama dan tahan terhadap kelembapan yang

tinggi.

Selain itu, merkuri juga digunakan dalam industri pembuatan klor alkali

yang menghasilkan klorin (Cl2), di mana perusahaan air minum memanfaatkan

klorin untuk penjernihan air dan pembasmi kuman (proses klorinasi). Juga di

dalam pembuatan kaustik soda yang diproduksi dengan jalan elektrolisis dari

larutan garam NaCl. Merkuri juga digunakan dalam campuran cat yang

digunakan untuk mengecat pada daerah yang mempunyai kelembapan tinggi

sehingga dapat mencegah tumbuhnya jamur.

Industri lain yang menggunakan merkuri sebagai bahan katalis

terutama pada industri vinil-klorida yang mensintesis plastik (proses

pembuatan plastik).9

6. Toksisitas Merkuri

Merkuri secara luas digunakan pada termometer klinis sebelum

dilarang oleh Direksi Gabungan Eropa (European Council Directive

93/42EEC), dan juga ditemukan dalam beberapa obat serta masih tetap

digunakan dalam pengisian gigi. Meski demikian, toksisitasnya sudah dikenal

dan dicatat sejak dua milenia ini. Bentuk-bentuk berbeda dari merkuri

memiliki karakteristik yang berbeda terhadap toksisitasnya atas makhluk

hidup. Toksisitas dari merkuri reaktif yang sangat tinggi (Hg2+) dihubungkan

dengan pengikatannya dengan grup sulfhidril, sistein dari enzim esensial dan

protein yang mengganggu fungsi vital sel. Dalam tubuh, garam merkuri larut-

air tidak secara efisien diabsorbsi, malah mereka dieliminasi dari tubuh

- 11 -

melalui ginjal yang secara akut merusak sistem renal dan pencernaan. Bahaya

ini berasal dari merkuri elemental (Hg0) karena tekanan gasnya yang tinggi

memungkinkan untuk mudah terhirup. Diabsorpsi oleh paru memasuki darah

dan disirkulasi ke seluruh tubuh termasuk otak. Merkuri elemental

ditransformasikan di sel darah merah, liver dan sistem saraf pusat menjadi

Hg2+ dan metil merkuri. Paparan berulang maupun yang lama terutama

menyebabkan gangguan vasomotor, tremor dan gangguan perilaku.10 Senyawa

merkuri organik seperti mono atau dimetilmerkuri atau asetat fenilmerkuri

adalah larut lemak dan siap untuk di absorbsi ke dalam tubuh. Mereka

mempenetrasi membran dan melintas sawar otak darah.11 Sejumlah besar

merkuri organik ditransformasikan menjadi Hg2+ reaktif dan dapat merusak

sistem saraf pusat menyebabkan malfungsi neuromuskuler, dari anggota gerak

yang keram, gangguan penglihatan hingga paralisis bahkan kematian. Bukti-

bukti klinik dan epidemiologi memperlihatkan bahwa kehidupan prenatal lebih

sensitif terhadap efek toksik dari metilmerkuri dibandingkan dengan orang

dewasa yang menghasilkan perkembangan neural yang abnormal,

menyebabkan perubahan arsitektur dan ukuran otak. Oleh karena transformasi

menjadi Hg2+ berjalan perlahan, maka gejala keracunan merkuri dapat muncul

dalam beberapa minggu hingga bulan setelah keracunan awal. 10,11,12

Saat ini sumber utama dari paparan manusia terhadap merkuri adalah

konsumsi makanan laut. Senyawa adalah toksik akut pada mikroorganisme air

tawar. Kadar efek toksik yang tidak teramati (NOTEL) atas merkuri berkisar

antara 1-50ppb tergantung pada mikroorganisme , densitas dari kultur sel, dan

kondisi dari penelitian. Untuk merkuri organik, NOTELnya 10-100 kali lebih

- 12 -

rendah. Organomerkuri menyebabkan toksisitas pada konsentrasi 10-100 lebih

sedikit. Sangat penting bagi lingkungan dan kesehatan masyarakat untuk

menghindari kontaminasi pada ekosistem air tawar dan air laut. 13

7. Pencegahan Bahaya Merkuri

Suatu laporan yang dibuat oleh U.S. Environmental Protection Agency

memuat beberapa rekomendasi untuk mencegah terjadinya polusi merkuri di

lingkungan. Beberapa rekomendasi tersebut adalah sebagai berikut:

1. Pestisida alkil merkuri seharusnya tidak boleh digunakan lagi.

2. Penggunaan pestisida yang mengandung komponen merkuri lainnya

dibatasi untuk daerah-daerah tertentu.

3. Semua industri yang menggunakan merkuri harus membuang limbah

industrinya dengan terlebih dahulu mengurangi jumlah merkuri sampai

batas normal.

Pelaksanaan rekomendasi tersebut tidak seluruhnya dapat memecahkan

masalah polusi merkuri di lingkungan. Pencemaran merkuri tetap terjadi pada

lumpur di dasar sungai atau danau, dan menghasilkan CH3Hg+ yang dilepaskan

ke badan air di sekelilignya. Beberapa cara dekomentasi merkuri telah dicoba

dilakukan di Swedia, di antaranya adalah sebagai berikut:

1. Sedimen pada dasar sungai atau danau ditutupi dengan bahan-bahan

yang mempunyai kemampuan absorbsi tinggi.

2. Sedimen pada dasar sungai ditutupi dengan bahan anorganik yang

tidak bereaksi.

- 13 -

3. Sedimen yang mengandung merkuri dihilangkan dengan cara dikeruk

atau dipompa.14

2. Bakteri Secara Umum dan Bakteri Resisten Merkuri

1. Definisi, Karakteristik, dan Morfologi Bakteri

Bakteri, dari kata Latinbacterium (jamak, bacteria), adalah kelompok

besar Prokariota, selain Archaea, yang berukuran sangat kecil serta memiliki

peran besar dalam kehidupan di bumi. Bakteri sangatlah kecil (mikroskopik)

dan kebanyakan uniselular (bersel tunggal), dengan struktur sel yang relatif

sederhana15

Bakteri dapat ditemukan di hampir semua tempat: di tanah, air, udara,

dalam simbiosis dengan organisme lain maupun sebagai agen parasit

(patogen), bahkan dalam tubuh manusia. Pada umumnya, bakteri berukuran

0,5-5 μm. Mereka umumnya memiliki dinding sel, seperti sel tumbuhan dan

jamur, tetapi dengan bahan pembentuk sangat berbeda (peptidoglikan).

Beberapa jenis bakteri bersifat motil (mampu bergerak) dan mobilitasnya ini

disebabkan oleh flagel.

Pada umumnya, semua bakteri memiliki struktur sel yang relatif

sederhana. Struktur bakteri yang paling penting adalah dinding sel. Bakteri

dapat digolongkan menjadi dua kelompok yaitu Gram positif dan Gram

negatif didasarkan pada perbedaan struktur dinding sel. Bakteri Gram positif

memiliki dinding sel yang tersusun dari lapisan peptidoglikan yang tebal dan

asam teikoat. Sementara bakteri Gram negatif memiliki lapisan luar dari

lipopolisakarida: terdiri dari membran dan lapisan peptidoglikan yang tipis dan

- 14 -

terletak pada periplasma.16

Gambar 2. Struktur sel bakteri

Berdasarkan bentuknya, bakteri dibagi menjadi tiga golongan besar, yaitu:

1. Kokus (Coccus) dalah bakteri yang berbentuk bulat seperti bola,

2. Basil (Bacillus) adalah kelompok bakteri yang berbentuk batang

3. Spiril (Spirilum) adalah bakteri yang berbentuk lengkung.

Bentuk tubuh/morfologi bakteri dipengaruhi oleh keadaan lingkungan,

medium dan usia. Oleh karena itu untuk membandingkan bentuk serta ukuran

bakteri, kondisinya harus sama. Pada umumnya bakteri yang usianya lebih

muda ukurannya relatif lebih besar daripada yang sudah tua.16

2. Manfaat Bakteri Bagi Lingkungan

Bakteri pengurai

Bakteri saprofit menguraikan tumbuhan atau hewan yang mati, serta sisa-sisa

atau kotoran organisme. Bakteri tersebut menguraikan protein, karbohidrat dan

senyawa organik lain menjadi CO2, gas amoniak, dan senyawa-senyawa lain

yang lebih sederhana.

Bakteri nitrifikasi

- 15 -

Bakteri nitrifikasi adalah kelompok bakteri yang mampu menyusun senyawa

nitrat dari senyawa amonia yang pada umumnya berlangsung secara aerob di

dalam tanah. Kelompok bakteri ini bersifat kemolitotrof.

Reaksi nitratasi

Dalam bidang pertanian, nitrifikasi sangat menguntungkan karena

menghasilkan senyawa yang diperlukan oleh tanaman yaitu nitrat.

Bakteri nitrogen

Bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari

udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh

tumbuhan. Karena kemampuannya mengikat nitrogen di udara, bakteri-bakteri

tersebut berpengaruh terhadap nilai ekonomi tanah pertanian.

Bakteri usus

Bakteri Escherichia coli yang hidup di kolon (usus besar) manusia memiliki

peranan dalam membantu pencernaan dan menghasilkan beberapa jenis

vitamin, seperti vitamin B12 dan vitamin K, yang penting dalam proses

pembekuan darah.

Bakteri fermentasi

Beberapa makanan hasil fermentasi dan mikroorganisme yang berperan antara

lain : Lactobacillus bulgaricus dan Streptococcus thermophilus sebagai bahan

baku susu untuk pembuatan yoghurt, Streptococcus lactis utuk pembuatan

mentega, Lactobacillus sp. untuk terasi dan asinan buah-buahan, dan

Pediococcus cerevisiae untuk sosis.

Bakteri penghasil antibiotik

- 16 -

Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh mikroorganisme dan

mempunyai daya hambat terhadap kegiatan mikroorganisme lain.

3. Bakteri Resisten Merkuri

Bakteri resisten merkuri telah mengembangkan sebuah persiapan

sebagai mekanisme pertahanan dari efek toksik merkuri yang akan timbul.

Suatu kajian yang lebih luas mengenai sistem resistensi berdasarkan kluster

gen dalam suatu operon (misalnya mer) memberi peluang pada bakteri untuk

mendetoksifikasi Hg2+ ke bentuk Hg0 yang volatile melalui reduksi enzimatik.

Bakteri resisten merkuri adalah bakteri yang dapat hidup dalam kadar

merkuri (HgCl2) 10ppm pada media nutrient agar air laut (SWNA). Beberapa

dari bakteri ini mampu hidup di lingkungan yang mengandung merkuri

(HgCl2) dengan kadar 25ppm atau lebih, digolongkan dalam bakteri resistensi

tinggi merkuri .

Determinan resistensi merkuri ditemukan dalam sekumpulan besar

bakteri gram negatif dan gram positif yang diisolasi dari beberapa lingkungan

yang berbeda. Bakteri ini mengubah jumlah dan identitas gen yang

berhubungan dengan resistensi dan perubahan ini dikode oleh mer operon

yang berada dalam plasmid, kromosom, tranposom, dan integron. 8

4. Reduksi Merkuri oleh Bakteri Resisten Merkuri

Mengatasi pencemaran merkuri dengan bakteri juga dimungkinkan

karena diketahui ada bakteri yang dapat bertahan hidup dalam lingkungan

yang mengandung merkuri dalam jumlah yang tinggi.

- 17 -

Ion merkuri (Hg2+) sangat beracun terhadap organisme-organisme

karena kemampuan mengikatnya dengan kelompok-kelompok thiol sistem

biologi. Jika Hg2+ direduksi pada elemen merkuri (Hg0), pengaruh toksisitas

terhindar sebagai akhir yang volatile, tidak larut dalam air dan secara praktis

tidak beracun. Enzim bakteri Mercuric Reductase mampu mengurangi Hg(II)

sampai Hg(0). Bagaimanapun, merkuri yang volatile Hg(0) dapat dioksidasi

kembali menjadi Hg2+ di atmosfer dengan adanya ozone, oksigen dan embun,

dan di dalam sel dengan enzim-enzim peroksidase seperti catalase.17

Hg2+ dapat dimetilasi oleh beberapa bakteri untuk menghasilkan

metilmerkuri dan dimetilmerkuri dengan inersi suatu ikatan kovalen antara

atom-atom karbon dan merkuri. Metilmerkuri dan dimetilmerkuri dapat

mengangkut ke dalam sel secara efisien melalui membran sel. Campuran-

campuran ini terakumulasi dalam sel-sel oleh bentukan yang kompleks dengan

beberapa proteinm enzim dan asam nukleat. Enzim bakteri organomerkuri

lyase dapat mengkonversi metilmerkuri ke dalam metana dan Hg2+. 17,18

Detoksifikasi oleh bakteri resisten merkuri terjadi karena bakteri

resisten merkuri memiliki gen resisten merkuri yang disebut Mer Operon

dengan gen-gen terkoordinat yang mengkode protein-protein dan enzim-enzim

untuk pembuangan merkuri. Mer Operon ada pada sebuah plasmid beserta

operon-operon yang memberikan resistensi antibiotik terhadap bakteri. Mer

Operon mengkode protein yang bertindak dalam detoksifikasi merkuri.

Struktur mer operon berbeda untuk tiap jenis merkuri. 17

Umumnya struktur mer operon terdiri dari gen metaloregulator (merR),

gen transpor merkuri (merT, merP, merC), gen merkuri reduktase (merA) dan

- 18 -

organomerkuri liase (merB). Model mekanisme resisten merkuri bakteri gram

negatip adalah sebagai berikut Hg(II) yang masuk periplasma terikat ke

pasangan residu sistein MerP. Selanjutnya MerP mentransfer Hg(II) ke residu

sistein MerT atau MerC. Akhirnya ion Hg menyeberang membran sitoplasma

melalui proses reaksi pertukaran ligan menuju sisi aktif flavin disulfida

oksidoreduktase, merkuri reduktase (MerA). Merkuri reduktase mengkatalisis

reduksi Hg(II) menjadi Hg(0) volatil dan sedikit reaktif. Akhirnya Hg(0)

berdifusi dilingkungan sel untuk selanjutnya dikeluarkan dari sel. 17

Bakteri yang hanya memiliki protein merkuri reduktase (MerA) disebut

dengan bakteri resisten merkuri spektrum sempit. Beberapa bakteri selain

memiliki protein merkuri reduktase (MerA) juga memiliki protein

organomerkuri liase (MerB). MerB berfungsi dalam mengkatalisis pemutusan

ikatan merkuri-karbon sehingga dihasilkan senyawa organik dan ion Hg yang

berupa garam tiol. Bakteri yang memiliki kedua protein merkuri reduktase

(MerA) dan organomerkuri liase (MerB) disebut dengan bakteri resisten

merkuri spektrum luas. 1

5. Bioremediasi

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk

mengurangi polutan di lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim

yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan

mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut

biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada

biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak

- 19 -

kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak

beracun.

Jenis-jenis bioremediasi adalah sebagai berikut:

Biostimulasi

Nutrien dan oksigen, dalam bentuk cair atau gas, ditambahkan ke dalam air

atau tanah yang tercemar untuk memperkuat pertumbuhan dan aktivitas

bakteri remediasi yang telah ada di dalam air atau tanah tersebut.

Bioaugmentasi

Mikroorganisme yang dapat membantu membersihkan kontaminan tertentu

ditambahkan ke dalam air atau tanah yang tercemar. Cara ini yang paling

sering digunakan dalam menghilangkan kontaminasi di suatu tempat.

Bioremediasi Intrinsik

Bioremediasi jenis ini terjadi secara alami di dalam air atau tanah yang

tercemar.19

- 20 -

BAB III

METODE PENELITIAN

1. Desain Penelitian

Penelitian ini bersifat longitudinal.

2. Waktu dan Tempat Penelitian

1. Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan pada bulan Juni-Agustus 2011

2. Tempat Penelitian

Pengambilan sampel dilakukan di daerah pertambangan emas Desa

TateluKecamatan Dimembe Kabupaten Minahasa Utara. Analisa sampel

dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas MIPA Universitas Sam

Ratulangi.

3. Populasi dan Sampel

1. Populasi

Bakteri resisten merkuri yang terdapat pada daerah pertambangan emas

rakyat di Desa Tatelu Kecamatan Dimembe Kabupaten Minahasa Utara.

2. Sampel

Dipilih 5 titik di daerah buangan limbah pertambangan emas rakyat.

4. Variabel Penelitian

a. Tingkat resistensi merkuri

b. Kemampuan detoksifikasi bakteri terhadap merkuri

- 21 -

5. Definisi Operasional

Untuk menjembatani antara teori dan praktik serta memperjelas istilah

penting dalam penelitian ini, maka diketengahkan definisi operasional

sebagai berikut :

a. Kadar merkuri adalah kandungan merkuri (Hg) yang terdapat pada

tanah atau sedimen pada daerah penambangan, diukur dengan

menggunakan AAS (Atomic Absorbent Spectometric).

b. Bakteri resisten merkuri adalah mikroorganisme yang dapat hidup

atau bertahan pada konsentrasi Hg melebihi 0,01ppm.

c. Identifikasi bakteri resisten merkuri adalah identifikasi koloni

bakteri yang terbentuk, sifat-sifat populasi bakteri tersebut, dan

tingkat resistensinya.

d. Sedimen tanah adalah media pada lingkungan berupa

tanah/sedimen (dimana menjadi tempat pembuangan merkuri) yang

terdapat kandungan merkuri dalam jumlah tertentu.

e. Penambangan rakyat adalah suatu kawasan/daerah dimana

sementara atau bekas aktifitas yang dijadikan tempat penambangan

emas tanpa izin (PETI).

- 22 -

6. Instrumen Penelitian

Instrumen penelitian mencakup alat dan bahan yang digunakan dalam

penelitian ini. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1. Botol sampel

2. Sekop

3. Sarung tangan steril

4. Object glass

5. Erlenmeyer

6. Lampu spiritus

7. Pemanas listrik dan pengatur suhu

8. Pipet

9. Labu ukur

10. Gelas ukur

11. Gelas piala

12. Tabung reaksi

13. Cawan petri

14. Sengkelit

15. AAS (Atomic Absorbent Spectometric)

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Sedimen yang diambil sebagai sample

2. Media agar

3. Buffer salin

- 23 -

4. Agar

5. Media dan reagen untuk uji morfologi, fisiologi dan biokimia

Instrumen Penelitian :

1. Izin pemerintah setempat

2. Izin Lurah

3. Dokumentasi lapangan

4. Mapping lapangan

5. Peta pengambilan sampel

7. Tatalaksana Penelitian

1. Pengambilan Sampel

Sampel diambil secukupnya dari tanah bekas buangan limbah

pertambangan emas secara aseptik dengan kedalaman 3cm. Sampel

diletakkan pada tabung steril dan diberi kode, kemudian dibawa ke

laboratorium.

2. Pemeriksaan Sampel

Sampel berupa sedimen tersebut dibawa ke Laboratorium

Bioteknologi Fakultas MIPA Universitas Samratulangi untuk dikultur dan di

uji resistensinya terhadap merkuri.

- 24 -

3. Prosedur Kerja

1. Isolasi Bakteri Resisten Merkuri

Sedimen yang diambil, diencerkan dengan H2O sebanyak 0,9gr, air

200mL dan NaCl. Kemudian sampel diambil sebanyak 1mL dan

dipindahkan ke media Nutrien Broth (9ml) yang mengandung HgCl2.

Kemudian sampel diinkubasi dengan 3 pantauan waktu yaitu 12 jam, 24 jam

dan 48 jam.

Bakteri yang hidup pada Nutrien Broth (NB) kemudian ditumbuhkan

pada medium Natrium Agar (NA) dengan metode tuang dengan tujuan

untuk mencari jenis bakteri yang resisten. Medium NA yang sudah

mengandung bakteri resisten merkuri diinkubasi selama 24jam. Setelah itu

bakteri yang sudah tumbuh dipindahkan pada medium selektif padat NA

dengan metode gores dan diinkubasi selama 24 jam untuk mendapatkan

bakteri murni. Setelah itu bakteri yang sudah tumbuh, diambil 1 koloni dan

dipindahkan ke medium miring NA untuk ditumbuhkaan dan digunakan

sebagai bahan untuk uji biokimiawi dan uji morfologi.

Juga dilakukan prosedur yang sama dengan menggunakan Fenil

merkuri. Kemudian diamati pertumbuhan bakteri pada 24 jam, 48 jam dan

96 jam.

2. Uji Morfologi dan Fisiologi

a. Uji Pewarnaan Gram.

- 25 -

Uji ini bertujuan untuk menentukan karakteristik mikroskop setiap

isolat uji, baik reaksinya terhadap pewarnaan, bentuk sel dan ukuran

sel. Pertama-tama siapkan kaca preparat bersih, bebas dari kotoran

terutama minyak. Kemudian dibuat tanda dengan spidol menyerupai

lingkaran dengan garis tengah 1,5cm pada sisi bawah kaca preparat.

Secara aseptic, kultur murni bakteri diambil dengan jarum ose dan

dioleskan pada kaca preparat, diberi setetes air steril untuk membantu

menyebarkan sel secara merata pada kaca preparat. Olesan bakteri

dibiarkan mongering kemudian diikuti dengan fiksasi di atas lampu

spiritus sampai olesan bakteri benar-benar kering. Kemudian Kristal

ungu diteteskan di atas olesan bakteri sampai semua olesan terendam

dan biarkan selama satu menit. Setelah satu menit, olesan dicuci dengan

menggunakan aquades lalu tambahkan lugol dan biarkan terendam

selama satu menit, kemudian dicuci dengan air dan dilanjutkan dengan

alcohol (90%) dan keringkan dengan kertas tissu. Setelah itu safranin

diteteskan pada preparat dan biarkan terendam selama 30-45 detik

selanjutnya dicuci dengan aquades dan keringkan. Preparat kemudian

diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 1000x.

b. Uji Motilitas.

Uji ini bertujuan untuk melihat pergerakan bakteri. Pertama-tama dibuat

media Motility Test Medium, kemudian masukkan ke dalam tabung

reaksi sebanyak 5mL. Setelah itu media disterilkan pada suhu 121C

dalam autoclaf selama 15menit lalu dinginkan. Setelah media dingin,

- 26 -

kultur murni diinokulasi ke dalam tabung reaksi dengan menggunakan

jarum inokulasi sampai kedalaman ¾ bagian dari permukaan media dan

diinkubasi selama 24-48 jam pada suhu 35C. setelah diinkubasi,

diamati pertumbuhannya. Jika pertumbuhannya lurus maka uji

dinyatakan negatif, sedangkan jika pertumbuhannya melebar maka

dinyatakan positif.

3. Uji Biokimiawi

a. Uji Indol.

Uji ini bertujuan untuk menentukan kemampuan isolat uji dalam

mendegradasi triptofan. Untuk uji ini menggunakan media semi padat

yang kaya akan triptofan. Biakan bakteri yang digunakan untuk uji

motiliti ditambahkan Reagen Kovac’s sebanyak 2-3 tetes. Uji akan

bersifat positif jika terbentuk warna merah seperti lingkaran cincin

sebagai akibat pembentukan indol

b. Uji H2S.

Uji ini bertujuan untuk menentukan kemampuan isolat uji dalam

memproduksi H2S melalui reduksi thiosulfat. Uji ini menggunakan

Triple Sugar Iron Agar (TSIA) yang dimasukkan ke dalam tabung

reaksi sebanyak 6mL. setelah itu media disterilkan pada suhu 121C

selama 15 menit lalu diletakkan pada posisi miring sampai media

dingin. Setelah media menjadi dingin, secara aseptik isolat uji bakteri

diinokulasi dengan jarum inokulasi lurus dengan cara ditusuk pada

- 27 -

bagian tengah sampai kedalaman ¾ bagian dari permukaan media dan

setelah itu digores pada bagian miring (slant) dari media kemudian

diinkubasi selama 18-48jam pada 35C. Jika terbentuk endapan

berwarna hitam pada bagian bawah (butt) media berarti bakteri dapat

membentuk H2S, maka uji dinyatakan positif.

c. Uji Fermentasi Karbohidrat.

Uji ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam

mendegradasi atau memfermentasikan karbohidrat tertentu dengan

memproduksi suatu asam dan gas. Pengujian ini menggunakan tiga

macam media fermentasi karbohidrat yang meliputi phenol red-glukosa

broth, phenol red-laktosa broth, dan phenol red-maltosa broth dengan

cara masing-masing gula ditimbang 0,5g dan ditambahkan dengan

komposisi media fermentasi karbohidrat lainnya. Setiap media

dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi tabung Durham masing

6mL. seluruh media disterilkan pada suhu 121C selama 15menit.

Kemudian isolat uji diinkokulasi secara aseptic ke setiap media yang

ada dalam tabung-tabung tersebut dan diinkubasi selama 24 jam pada

37C. adanya fermentasi karbohidrat dapat dilihat dengan adanya

pembentukan asam dan pembentukan gas. Pembentukan asam terlihat

dengan adanya perubahan warna substrat karbohidrat dari warna merah

menjadi kuning sedangkan pembentukan gas terlihat dalam tabung

Durham.

- 28 -

d. Uji Katalase.

Uji ini bertujuan untuk menentukan kemampuan bakteri untuk

mendegradasi hydrogen peroksida melalui produksi enzim katalase.

Pertama-tama media Nutrien Broth dimasukkan ke dalam tabung reaksi

sebanyak 5mL kemudian isolat uji diinokulasi ke dalam tabung yang

berisi media Nutrien Broth. Setelah itu diinkubasi pada suhu 37C

selama 24-48 jam. Kemudian tambahkan 3-4 tetes hydrogen peroksida

3% ke dalam kultur. Hasil pengamatan dicatat berdasarkan

pembentukan gelembung udara di dalam tabung reaksi. Bila terjadi

pembentukan gelembung udara maka uji ini bersifat positif.

e. Uji sitrat.

Uji ini bertujuan menentukan kemampuan bakteri dalam menggunakan

sitrat sebagai sumber karbon dan energi. Uji ini menggunakan

Simmons’s Citrate Agar yang disiapkan dalam tabung dengan kondisi

miring. Isolat uji secara aseptic diinokulasi dengan cara penggoresan ke

dalam tabung media Simmons’s Citrate Agar. Setelah itu diinkubasi

selama 24-48 jam pada suhu 37C. Bila terjadi perubahan warna pada

media dari hijau tua menjadi warna biru maka pengujian bersifar

positif.

- 29 -

f. Uji Lysine Dekarboksilasi.

Uji ini digunakan untuk melihat kemampuan bakteri melakukan

dekarboksilase dalam asam amino berupa lisin melalui produksi enzim

dekarboksilasi. Proses dekarboksilasi lisin sering digunakan bakteri

untuk menetralisasikan lingkungan asam menjadi basa. Pengujian ini

menggunakan media Lysin Iron Sugar yang dimasukkan ke dalam

tabung reaksi sebanyak 6mL. Media disterilkan pada suhu 121C

selama 15 menit setelah itu dibuat menjadi agar miring. Kemudian

isolat uji diinokulasi ke dalam media Lysin Iron Agar dengan cara

ditusuk dan digores setelah itu diinkubasi pada suhu 37C selama 24-48

jam. Pengujian bersifat positif jika adanya perubahan warna pada media

menjadi warna violet sedangkan reaksi negatif ditandai dengan warna

kuning pada media.

8. Pengumpulan Data

Data yang dikumpulkan adalah sebagai berikut :

1. Data primer, yang diperoleh dari hasil pengamatan populasi bakteri

yang dilakukan kultur. Data ini merupakan data hasil pemeriksaan

Laboratorium Biotek Fakultas MIPA Universitas Samratulangi.

2. Data sekunder, yang diperoleh dari Badan Pusat Statistik tentang

kontribusi pertambangan terhadap ekonomi di Indonesia serta data

- 30 -

dari institusi lainnya tentang daerah penelitian serta data yang terkait

dengan objek yang diteliti.

9. Pengolahan dan Analisa Data

Data yang diperoleh dari hasil penelitian laboratorium dapat berupa

hasil pengujian morfologi, fisiologi, aktifitas biokimia, dan identifikasi

jenis akan dipaparkan secara deskriptif. Di samping itu data tersebut juga

akan diolah dan disajikan dalam bentuk tabel.

- 31 -

BAB IV

HASIL PENELITIAN

1. Gambaran Pertambangan Emas Rakyat Desa Tatelu

Pertambangan emas rakyat Tatelu dimulai sejak tahun 1998, dengan luas

lokasi pertambangan 60 Ha dan jumlah penambang di wilayah penelitian 1700

penambang adalah penduduk asli dan 350 adalah pendatang. Wilayah ini memiliki

90 unit pengolahan dan terdiri dari masing-masing 12 tromol setiap unit

pengolahan. Setiap harinya, masing-masing unit pengolahan rata-rata melakukan

2 kali pemrosesan, dimana hal ini ditentukan oleh jumlah batuan yang dihasilkan

dari kegiatan penambangan dan kadar emasnya.

2. Hasil Isolasi Bakteri Resisten Merkuri

Sampel diambil dari 5 titik di daerah pertambangan emas rakyat Desa

Tatelu. Tiap sampel yang diambil di berikan kode yaitu : isolat 1, isolat 2, isolat 3,

isolat 4 dan isolat 5. Setelah itu sampel yang sudah diambil dibawa ke

laboratorium bioteknologi Universitas Samratulangi untuk diuji resistensi dan

diidentifikasi.

Dilakukan isolasi bakteri resisten merkuri dengan mencampurkan sampel

yang sudah diencerkan dengan H2O dan NaCl ke dalam tabung reaksi berisi

Nutrien Broth yang mengandung merkuri HgCl2. Kemudian sampel diinkubasi

dengan 3 pantauan waktu yaitu 12 jam, 24 jam dan 48 jam.

- 32 -

Sampel yang sudah diencerkan juga dicampurkan ke dalam tabung reaksi

berisi Nutrien Broth yang mengandung Fenil Merkuri. Kemudian diinkubasi dan

diamati pertumbuhan bakteri pada 24 jam, 48 jam dan 96 jam.

Dari hasil isolasi yang dilakukan masih ditemukan bakteri yang resisten dan

bertahan hidup pada pemberian HgCl2 hingga 48 jam, dan pada Fenil Merkuri

bakteri resisten merkuri dapat bertahan hidup hingga 96 jam. Kemudian, bakteri

yang bertahan pada konsentrasi HgCl2 dan Phenil Merkuri tersebut ditumbuhkan

untuk diindentifikasi jenis bakteri. Sampel yang diberikan HgCl2 diberikan kode

A, dan sampel yang diberikan Phenil Merkuri diberikan kode B.

3. Hasil Identifikasi Bakteri

1. Uji Morfologi dan Fisiologi

a. Pewarnaan Gram

Hasil yang didapatkan pada pewarnaan gram adalah :

Kode Isolat Bentuk Bakteri Gram

2B1 Kokus Gram Positif

2B2 Kokus Gram Positif

3A1 Basil Gram Negatif

3A2 Basil Gram Positif

3B1 Basil Gram Positif

3B2 Kokus Gram Positif

- 33 -

b. Uji Motilitas.

Hasil pengujian pada ke tujuh isolat, 2 isolat (2B2 dan 3B2) menunjukkan

hasil yang positif yaitu bakteri menunjukkan pertumbuhan menyebar baik di

sekitar tempat penusukan sampai ke permukaan media. Koloni yang

terbentuk pada media agar datar adalah berwarna putih keruh dan menyebar

sampai ke permukaan media. Empat isolat lainnya (2B1, 3A1, 3A2, 3B1)

menunjukkan hasil negatif dimana bakteri tidak menunjukkan pertumbuhan

yang menyebar dan hanya bertumbuh lurus di daerah penusukan.

2. Uji Biokimia

a. Uji Indol

Hasil yang didapatkan pada uji indol menunjukkan bahwa semua isolat (6

isolat) memberikan hasil yang negatif, yaitu tidak terbentuk cincin berwarna

merah di permukaan media setelah diberikan 5 tetes reagen kovac’s dan

dibiarkan selama 10 menit. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri tidak

mengandung enzim triptofanase yang merupakan katalis pengurai gugus

indol yang terkandung dalam asam amino triptofan.

b. Uji H2S

Pada uji H2S dengan menggunakan media TSIA ( Triple Sugar Iron Agar),

didapatkan hasil negatif pada semua isolat dimana tidak terbentuk endapan

berwarna hitam pada dasar (butt) dari media.

- 34 -

c. Uji Fermentasi Karbohidrat

Uji fermentasi karbohidrat dilakukan pada media TSIA bersama-sama

dengan uji pembentukan H2S. Pada uji fermentasi didapatkan hasil sebagai

berikut:

- isolat 2B1 dan 3B2 media yang berwarna merah tidak berubah menjadi

kuning pada bagian dasar (butt) menjadi kuning dan pada bagian miring

(slant) juga tetap berwarna merah. Tidak ada pembentukan gas pada

dasar media. Sehingga dapat disimpulkan bahwa bakteri pada isolat ini

tidak dapat memfermentasikan glukosa, laktosa dan surkosa.

- Isolat 2B2, 3A1, 3A2, dan 3B1 media yang sebelumnya berwarna

merah berubah pada bagian dasar (butt) menjadi warna kuning

sedangkan pada bagian miring (slant) tetap berwarna merah. Tidak ada

pembentukan gas pada dasar media. Sehingga dapat disimpulkan bahwa

bakteri pada isolat ini hanya dapat memfermentasikan glukosa,

sedangkan untuk laktosa dan surkosa tidak dapat difermentasikan.

Kode

Isolat Uji

Fermentasi Karbohidrat Gas H2S

Glukosa Laktosa Surkosa

2B1 - - - - -

2B2 + - - - -

3A1 + - - - -

3A2 + - - - -

3B1 + - - - -

3B2 - - - - -

- 35 -

d. Uji Katalase

Hasil uji katalase yang dilakukan pada semua isolat yang ditumbuhkan pada

media Nutrien Broth menunjukkan:

- isolat 2B1, 2B2, dan 3A2 menunjukkan hasil positif, dimana terdapat

pembentukan gelembung gas. Hal ini menunjukkan bakteri memiliki

enzim Katalase yang berfungsi menguraikan H2O2 yang ditambahkan

ke koloni bakteri menjadi H2O dan O2.

- Isolat 3A1, 3B1, dan 3B2menunjukkan hasil negatif, dimana tidak

terdapat pembentukan gelembung gas. Hal ini menunjukkan bakteri

tidak memiliki enzim Katalase yang berfungsi menguraikan H2O2

yang ditambahkan ke koloni bakteri menjadi H2O dan O2.

e. Uji Sitrat

Uji Sitrat ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam

menguraikan sitrat. Dari ke 6 isolat yang diuji, semuanya menunjukkan

hasil negatif dimana tidak terjadi perubahan warna media dari hijau menjadi

biru.

f. Uji Lysin Dekarboksilase

Hasil uji lysine dekarboksilase adalah semua isolat (2B1, 2B2, 3A1, 3A2,

3B1, dan 3B2) menunjukkan hasil yang positif dimana media yang

berwarna kuning berubah warna menjadi lembayung (ungu).

- 36 -

Selanjutnya setelah hasil dari identifikasi bakteri yang meliputi uji

morfologi, fisiologi dan biokimia diperoleh, semua hasil ini digabungkan dan

digunakan untuk menentukan bakteri yang terkandung pada masing-masing isolat.

Penentuan bakteri dilakukan dengan membandingkan hasil uji yang

diperoleh dengan data-data yang terdapat di dalam Bergey’s Manual

Determinative of Bacteriology.

Isolat 2B1 menunjukkan gambaran bakteri kokus Gram positif. Pada uji

motilitas bakteri tidak dapat bergerak, merupakan bakteri aerob fakultatif yang

terbukti dengan terbentuknya gelembung pada uji katalase, tidak memiliki enzim

triptofanase yang dibuktikan dengan tes indol negatif, pembentukan hidrogen

disulfida negatif, tidak dapat memfermentasikan glukosa, laktosa maupun sukrosa

serta tidak menghasilkan gas, tidak dapat membentuk sitrat dan uji lysine

dekarboksilase positif. Dari semua hasil yang telah diuji, maka disimpulkan

bakteri pada isolat 2B1 ini adalah Staphylococcus aureus.

Isolat 2B2 menunjukkan gambaran bakteri kokus Gram positif. Pada uji

motilitas didapatkan bakteri ini motil, merupakan bakteri aerob fakultatif yang

terbukti dengan terbentuknya gelembung pada uji katalase, tidak memiliki enzim

triptofanase yang dibuktikan dengan tes indol negatif, pembentukan hydrogen

disulfida negatif, hanya dapat memfermentasikan glukosa tapi tidak menghasilkan

gas, tidak dapat membentuk sitrat dan uji lysine dekarboksilase positif. Maka

disimpulkan bakteri pada isolat 2B2 ini adalah Staphylococcus aureus.

Isolat 3A1 menunjukkan gambaran bakteri basil Gram negatif. Pada uji motilitas

didapatkan bakteri ini tidak dapat bergerak, merupakan bakteri anaerob fakultatif

yang terbukti dengan tidak terbentuknya gelembung pada uji katalase, tidak

- 37 -

memiliki enzim triptofanase yang dibuktikan dengan tes indol negatif,

pembentukan hydrogen disulfida negatif, hanya dapat memfermentasikan glukosa

dan tidak menghasilkan gas, tidak dapat membentuk sitrat dan uji lysine

dekarboksilase positif. Maka disimpulkan bakteri pada isolat 3A1 ini adalah

Bacillus .sp

Isolat 3A2 menunjukkan gambaran bakteri basil Gram positif. Pada uji

motilitas didapatkan bakteri ini tidak dapat bergerak, merupakan bakteri aerob

fakultatif yang terbukti dengan terbentuknya gelembung pada uji katalase, tidak

memiliki enzim triptofanase yang dibuktikan dengan tes indol negatif,

pembentukan hydrogen disulfida negatif, hanya dapat memfermentasikan glukosa

dan tidak menghasilkan gas, tidak dapat membentuk sitrat dan uji lysine

dekarboksilase positif. Maka disimpulkan bakteri pada isolat 3A2 ini adalah

Bacillus .sp

Isolat 3B1 menunjukkan gambaran bakteri basil Gram positif. Pada uji

motilitas didapatkan bakteri ini motil, merupakan bakteri anaerob fakultatif yang

terbukti dengan tidak terbentuknya gelembung pada uji katalase, tidak memiliki

enzim triptofanase yang dibuktikan dengan tes indol negatif, pembentukan

hydrogen disulfida negatif, hanya dapat memfermentasikan glukosa dan tidak

menghasilkan gas, tidak dapat membentuk sitrat dan uji lysine dekarboksilase

positif. Maka disimpulkan bakteri pada isolat 3B1 ini adalah Clostridum sp

Isolat 3B2 menunjukkan gambaran kokus Gram positif, motil, uji indol

menunjukkan hasil negatif dan uji katalase negatif. Pada isolat 3B2 tidak

menggunakan sitrat sebagai sumber energi yang terbentuk dengan hasil uji sitrat

- 38 -

yang negatif, dan untuk uji lysin dekarboksilase positif. Sehingga dapat

disimpulkan bakteri pada isolat 3B2 adalah Aerococcus, sp

- 39 -

- 40 -

4. Hasil Uji Resistensi Bakteri terhadap Merkuri

Pada pemberian HgCl2

Semua isolat tumbuh dengan baik padapemberian HgCl2 hingga 48 jam

Pada pemberian Fenil Merkuri

Semua isolat tumbuh dengan baik pada pemberian Fenil merkuri hingga 96

jam.

Kemudian isolat yang tumbuh pada HgCl20jam, 12 jam, 24 jam dan 48 jam

serta Fenil Merkuri 0 jam, 24 jam, 48 jam, dan 96 jam. dilakukan pengujian

analisa logam merkuri dengan menggunakan AAS(Atomic Absorbent

Spectometric) untuk mengetahui penurunan kadar merkuri.

Tabel 2: hasil pengukuran kadar Fenil Merkuri pada sampel 2B

Sampel No. 0 jam 24 Jam 48 Jam 96 Jam

Sampel 2B 118.431 ppm 56.895 ppm 40.693 ppm 39.414 ppm

Kurva pertumbuhan bakteri pada media yang mengandung Fenil Merkuri

0 jam 24 jam 48 jam 96 jam0

20

40

60

80

100

120

140

Sampel 2B

Sampel 2B

- 41 -

Tabel 3 : hasil pengukuran kadar HgCl2pada sampel 3A

Sampel No. 0 jam 12 jam 24 jam 48 jam

Sampel 3A 5.20956 ppm 0.00009 ppm 0.01038 ppm 0.00012 ppm

Kurva pertumbuhan bakteri pada media yang mengandung Fenil Merkuri

0 jam 12 jam 24 jam 48 jam0

1

2

3

4

5

6

Sampel 3A

Sampel 3A

Tabel 4: hasil pengukuran kadar Fenil Merkuri pada sampel 3B

Sampel No. 0 jam 24 jam 48jam 96jam

Sampel 3B 118.431 ppm 38.561ppm 30.887 ppm 39.988 ppm

Kurva pertumbuhan bakteri pada media yang mengandung Fenil Merkuri

0 jam 24 jam 48 jam 96 jam0

20

40

60

80

100

120

140

Sampel 3B

Sampel 3B

- 42 -

Kemudian dilakukan perhitungan persentasi penurunan jumlah merkuri.

Dengan cara, untuk HgCl2: (kadar merkuri 0 jam – kadar merkuri 48 jam) / kadar

merkuri 0 jam x 100%. Untuk fenil merkuri : (kadar merkuri 0 jam – kadar

merkuri 96 jam) / kadar merkuri 0 jam x 100%.

Dari tabel diatas dapat terlihat kemampuan bakteri dalam mereduksi

merkuri baik HgCl2 maupun Fenil Merkuri. Pada isolat 2B setelah diinkubasi

hingga 96 jam kadar merkuri telah berkurang hingga 66,7%. Pada isolat 3A

setelah diinkubasi hingga 48 jam kadar merkuri telah berkurang sebesar 99,8%.

Demikian juga dengan isolat 3B yang diberikan Fenil Merkuri, kadar merkuri

pada pemeriksaan awal masih tinggi, setelah diinkubasi hingga 96 jam jumlah

merkuri telah jauh berkurang yaitu sebesar 66%. Hal ini dimungkinkan karena

bakteri yang diuji memiliki gen resisten merkuri yang mampu mendetoksifikasi

merkuri.

- 43 -

BAB V

PEMBAHASAN

Penelitian yang dilakukan pada 5 titik daerah buangan limbah

pertambangan emas rakyat Desa Tatelu Kecamatan Dimembe Kabupaten

Minahasa Utara, ditemukan adanya bakteri resisten merkuri pada sampel tersebut.

Hal ini dimungkinkan karena pada lokasi pengambilan sampel telah menggunakan

merkuri sebagai salah satu bahan pembuatan emas sejak 10 tahun lalu.

Kemudian hasil uji resistensi bakteri terhadap merkuri menunjukkan

semua isolat tumbuh dengan baik pada pemberian HgCl2 dan diinkubasi hingga 48

jam serta pada pemberian Fenil Merkuri yang kemudian diinkubasi hingga 96

jam.

Hasil pengukuran kadar merkuri dengan menggunakan AAS (Atomic

Absorbent Spectometric), terjadi penurunan kadar merkurisebesar 66,7% pada

isolat 2B yang diberikan Fenil Merkuri dan diinkubasi hingga 96 jam. Pada isolat

3A yang diberikan HgCl2dan diinkubasi hingga 48 jam terjadi penurunan kadar

merkuri hingga 99,8%. Sedangkan pada isolat 3B yang diberikan Fenil Merkuri

dan diinkubasi selama 96 jam terjadi penurunan kadar merkuri sebesar 66%.

Penurunan kadar merkuri oleh bakteri resisten merkuri dimungkinkan

karena bakteri resisten merkuri mampu mereduksi Hg2+menjadi Hg0. Hg0 bersifat

volatil, tidak larut dalam air dan tidak beracun serta mudah menguap, sehingga

dalam pemeriksaan, kadar merkuri telah banyak berkurang. Reaksi reduksi

merkuri terjadi dengan persamaan sebagai berikut : Hg(II)+[H2] Hg(0)+2H-

- 44 -

Demikian juga pada HgCl2 dan Fenil merkuri, dimana bakteri resisten merkuri

memutuskan ikatan merkuri sehingga terbentuk Hg0 yang mudah menguap dan

tidak beracun.

Setelah dilakukan uji resistensi bakteri terhadap merkuri, tahap selanjutnya

yang dilakukan adalah isolasi dan identifikasi bakteri resisten merkuri yang

meliputi uji morfologi, uji fisiologi dan uji biokimia. Setelah bakteri diisolasi

dalam 6 isolat yang terdiri dari 4 isolat diberikan Fenil Merkuri dan 2 isolat

diberikan HgCl2, maka segera dilakukan identifikasi terhadap bakteri di tiap isolat

tersebut.

Isolat 2B1 dan 2B2 menunjukkan gambaran bakteri Staphylococcus

aureus. Bakteri ini merupakan bakteri gram positif. Berukuran 0,5-1,5, tumbuh

berpasangan atau berkelompok seperti anggur, bisa motil, tapi ada beberapa juga

yang non-motil. Koloni yang terbentuk pada agar miring berwarna krem atau

putih, dan kadang berwarna kuning hingga oranye. Pada nutrien Broth terlihat

keruh, sedimen banyak terkumpul di dasar dan berwarna keabuan. Staphylococcus

aureus bersifat fakultatif anaerob dan terkadang menunjukkan hasil positif pada

uji katalase, biasanya menunjukkan hasil negatif pada uji oksidase. Uji indol

negatif, H2S negatif. Memfermentasikan glukosa. Dapat mereduksi nitrat menjadi

nitrit. Bakteri ini tumbuh pada NaCl 10% dan media tumbuh optimum pada suhu

30-37C.21

Isolat 3A1 dan 3A2 menunjukkan gambaran yang sesuai dengan

Bacillus .sp yang merupakan bakteri batang Gram Positif. Motil tapi ada beberapa

yang non motil. Pada agar miring, koloni yang terbentuk berwarna keputihan,

- 45 -

berbentuk opaque dan menyebar. Pada nutrien Broth tampak berat, terkumpul di

dasar dan keruh. Dapat membentuk asam tapi tidak membentuk gas terutama dari

glukosa, glycerol dan salisin. Memproduksi nitrit. Bersifat aerobik tapi juga dapat

bersifat fakultatif anaerobik. Memerlukan asam amino untuk pertumbuhannya.

Bisa hidup pada suhu 30C dan maksimum 37-48C. habitatnya banyak tersebar di

debu, susu dan permukaan tanah.21

Isolat 3B1 menunjukkan gambaran bakteri Clostridium. sp, bakteri ini

merupakan bakteri aerobik Gram positif berbentuk batang, bergerak pada uji

motilitas, tapi ada juga yang non motil, bakteri ini tumbuh optimum pada agar

darah merupakan bakteri anaerob fakultatif. Gambaran koloni pada agar datar

biasanya terbentuk koloni yang kecil. Pada nutrien Broth terlihat keruh. Bakteri

ini dapat ditemukan terutama pada habitat yang mengandung senyawa organik

seperti minyak, sedimen air, dan saluran pencernaan hewan. Clostridium mampu

memfermentasikan berbagai jenis senyawa organik, dan dapat menghasilkan

berbagai produk akhir seperti asam butirat, asam asetat, butanol, asetone, dan gas

dalam jumlah yang banyak selama fermentasi glukosa. Bakteri ini dapat hidup

pada suhu 30-37C.21

Isolat 3B2 menunjukkan gambaran bakteri Aerococcus sp.Aerococcus

merupakan bakteri gram positif, berbentuk bulat, non motil, berukuran 1-2

dalam diameter, tersusun berpasangan atau berkelompok, berwarna semi

transparan, putih atau kuning. Bakteri ini tumbuh optimal terutama pada nutrien

agar. Negatif pada uji katalase dan uji indol. Tidak memiliki sitokrom. Pada agar

miring koloni yang terbentuk berwarna putih, pada nutrien Broth terlihat keruh.

Tidak memfermentasikan glukosa, laktosa dan sukrosa, serta tidak menghasilkan

- 46 -

gas. Hidup pada suhu 30-37C. Dapat bersifat patogenik. Terdapat pada bahan

makanan atau hewan yang difermentasikan, juga pada saluran pencernaan dan

luka pada hewan berdarah panas juga manusia. 21

Hasil identifikasi terhadap ke tujuh isolat, didapatkan 4 jenis bakteri yang

berbeda yaitu, Staphylococcus aureus, Bacullis sp, Clostridium sp, dan

Aerococcus sp. Hasil ini didapatkan setelah dicocokkan dengan buku Bergey’s

Manual Determinative of Bacteriology

Hasil yang didapatkan pada penelitian ini berbeda dengan hasil yang

didapatkan oleh Noviani dan Guzrial pada penelitian yang dilakukan di daerah

penambangan Emas di Kalimantan Barat, dimana dari 18 isolat yang diuji hanya

ditemukan 2 spesies bakteri yaitu Enterobacter hafniae dan Enterobacter

cloacae.1

Suatu bakteri digolongkan bakteri resisten merkuri apabila bakteri tersebut

dapat bertahan pada konsentrasi merkuri 0,01ppm atau lebih. Hal ini dapat terjadi

karena sampel diambil dari daerah pertambangan emas rakyat yang telah

menggunakan merkuri sebagai salah satu bahan pengikat biji emas selama 10

tahun, sehingga dapat disimpulkan bahwa bakteri ini memiliki gen resisten

merkuri.

Tingginya tingkat resistensi merkuri dapat disebabkan oleh berbagai

macam faktor, salah satunya adalah kadar merkuri pada lokasi pengambilan

sampel. Keberadaan gen resisten merkuri pada sampel diduga berhubungan

langsung dengan lamanya kandungan Hg pada lokasi penambangan. Tingginya

kontaminasi pada daerah tersebut akan menginduksi sel bakteri untuk menerima

- 47 -

gen resisten merkuri dari lingkungan. Pada penelitian di Desa Tatelu, sampel

diambil dari daerah bekas buangan limbah penambangan emas rakyat yang telah

menggunakan merkuri cukup lama.

Penelitian bakteri resisten merkuri ini penting terutama dalam upaya

kesehatan masyarakat khusunya untuk dapat memutuskan rantai mekanisme

keracunan merkuri. Penelitian ini bertujuan untuk mengurangi atau

menghilangkan merkuri di lingkungan sebagai upaya detoksifikasi merkuri.

- 48 -

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

1. Hasil identifikasi bakteri yang dilakukan pada 6 isolat bakteri

didapatkan empat jenis bakteri resisten merkuri yang berbeda yaitu

Staphylococcus aureus, Bacullis sp, Clostridium sp, dan Aerococcus sp.

2. Berdasarkan hasil pengukuran kadar merkuri dengan menggunakan

AAS (Atomic Absorbent Spectometric), terjadi penurunan kadar

merkuri sebesar 66,7% pada isolat 2B yang diberikan Fenil Merkuri dan

diinkubasi hingga 96 jam. Pada isolat 3A yang diberikan HgCl2 dan

diinkubasi hingga 48 jam terjadi penurunan kadar merkuri hingga

99,8%. Sedangkan pada isolat 3B yang diberikan Fenil Merkuri dan

diinkubasi selama 96 jam terjadi penurunan kadar merkuri sebesar 66%.

2. Saran

1. Perlu adanya sosialisasi pada masyarakat tentang bahaya merkuri bila

penggunaannya berlebihan dan lama.

2. Sebelum air limbah dari proses pemisahan emas dibuang ke lingkungan

maka harus dilakukan rangkaian proses pengolahan sederhana yang

dilakukan untuk menurunkan kadar merkuri.

3. Sebaiknya dilakukan penelitian secara berkala di daerah pertambangan

emas yang menggunakan merkuri untuk terus menemukan adanya bakteri

- 49 -

resisten merkuri lainnya yang tidak sempat teridentifikasi dalam

penelitian ini.

4. Sebaiknya penelitian terhadap bakteri resisten merkuri ini dilanjutkan

pada tingkat molekuler untuk dapat menyelesaikan masalah pencemaran

merkuri di alam melalui upaya detoksifikasi.

- 50 -

DAFTAR PUSTAKA

1. Risa Nofiani, Gusrizal. (2004). Bakteri Resisten Merkuri Spektrum Sempit dari Daerah Bekas Penambangan Emas Tanpa Izin (PETI) Mandor, Kalimantan Barat. Jurusan Kimia, FMIPA (Persiapan), Universitas Tanjungpura, Pontianak.

2. Rompas R.J. (1995). Kemampuan Tumbuhan Air Tumpe (Monochoria Vaginalis) Menyerap Logam Berat Hg dan Zn.

3. Waworoentoe, A.S. (2001). Minamata dan Minahasa Keduanya Heboh Air Raksa dalam Sikap Opini Telegram.

4. Herlambang A. (1995). Pengaruh Logam Berat Terhadap Lingkungan. MKI

5. Palar. H. (2008). Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Rhineka Cipta. Jakarta.

6. Trilianty, L. (2010). Faktor-faktor yang berhubungan dengan keracunan merjuru (Hg) pada penambang emas tanpa ijin (PETI) di Kecamatan Kurun, Kabupaten Gunung Mas, Kalimantan Tengah. Thesus untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Sarjana S-2 Magister Kesehatan Lingkungan. Program Pasca Sarjana Universitas Diponegoro Semarang.

7. Inswiasri. Jurnal Ekologi Kesehatan Vol.7 No.2 Paradigma Kejadian Penyakit Pajanan Merkuri (Hg). Agustus 2008. Diunduh 13 Juni 2011.

8. Jaysankar, De (2004), Mercury Resistan Marine Bacteria and They Role in Bioremediation of Certain Toxicant, Thesis pada National Institute of Ocheanograpyhy Dona Paule, Goa, India.

9. Alfian. Z. (2006). Merkuri : Antara Manfaat dan Efek Penggunaannya bagi Kesehatan Manusia dan Lingkungan. Universitas Sumatera Utara Medan.www.usu.ac.id/id/files/pidato/ppgb/.../ppgb_2006_zul_alfian.pdf, diakses 10 juni 2011.

10. Schelert James, Divixt Vidula, Hoang Viet, Simbaha Jessica, Drozda Melissa and Blum Paul. (October 20, 2003). Occurrence and characterization of Mercury Resistance in the Hyperthermophilic Archeon Sulfolobulus Sulfavtoricus by Use Gene Desruption. Available from : www.jbacteriol.com.

- 51 -

11. Puwarna, R. Kompas Cyber Media. (2005). Merkuri, Kian Ancam Kehidupan Bumi. Available : http://www.compas.com.

12. Langford, N. and Ferner, R. (1999). Toxicity of Mercury. Available from : www.funpecrp.com.

13. Barkay, T. Miller, S.M, and A.O. Summers. (2003). Bacterial Mercury Resistance from Atoms to Ecosystems. Available from : www.jbacteriol.com.

14. Srikandi Fardiaz. (2010). Polusi Air Dan Udara.

15. Madigan MT (2009). Brock Biology of Microorganisms Twelfth Edition.

16. http://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri .

17. Silver, S and Phung, L.T. (1996). Bacterial Heavy Metal Resistance : New Surprises. Annu. Rev. Microbial.

18. Sant’ana, Y.X, Cartone-souza, E. and Fereira, M.D. (1989). Drug resitance of colicinogeny of Salmonella typhymurium strains isolated from sewage-contaminated surface water and humans in Belo Horizonte, Brazil. Microbiol 20:41-49.

19. Brooker et al. (2008). Biology. McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-110200-1

20. Lay, B. M. 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. PT. Raja Grafindo Persada : Jakarta.

21. Breed,R, Murray,E, Smith,N, et al. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 7th edition. The William and witkins company: 1957.

- 52 -