BIOREMOVAL LOGAM TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN MIKROORGANISME Saccharomyces cerevisie SERTA UJI TOKSISITAS DENGAN METODE BRINE SHRIMP LETHALITY TEST (BSLT)

BIOREMOVAL LOGAM TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN MIKROORGANISME Saccharomyces cerevisie SERTA UJI TOKSISITAS DENGAN METODE BRINE SHRIMP LETHALITY TEST (BSLT) Lilis Siti Aisyah, dan Taryono Darusman

ABSTRAK Telah dilakukan penelitian bioremoval mengenai limbah industri yang mengandung logam tembaga (Cu) dengan menggunakan metode Active Uptake dan Passive Uptake, melalui penambahan mikroorganisme Saccharomyces cerevisie, dari hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk pengamatan organoleptis metode Passive Uptake dengan mikroorganisme Saccharomyces cerevisie dapat menghilangkan warna, bau, dan konsentrasi logam tembaga (Cu). Pada hasil penentuan berat mikroorganisme secara Passive Uptake sampel yang menggunakan pengawet didapat Saccharomyces cerevisie kurang menyerap logam tembaga (Cu), juga berlaku pada sampel tanpa menggunakan pengawet. Sedangkan kondisi optimum penyerapan logam tembaga (Cu) pada sampel baik yang menggunakan pengawet maupun tidak secara Active Uptake didapat bahwa untuk Saccharomyces cerevisie ada pada kondisi pH 7, suhu 25 0C, dan konsentrasi 0,01 ppm. Pada hasil penentuan konsentrasi logam tembaga (Cu) untuk sampel baik yang menggunakan pengawet maupun yang tidak secara Passive dan Active Uptake didapat bahwa, Saccharomyces cerevisie kurang menyerap logam tembaga (Cu) yang terkandung dalam sampel. Kondisi optimum penyerapan logam ada pada pH 7, suhu 25 0C, dan konsentrasi 0,01 ppm. Kata Kunci : Saccharomyces cerevisie, Passive Uptake, Active Uptake PENDAHULUAN Sejak kasus kecelakaan merkuri (Hg) di Minamata, Jepang pada tahun 1953, isu pencemaran logam berat dalam berbagai aktivitas industri dan pertambangan meningkat. Sejalan dengan pengembangan berbagai penelitian yang mulai diarahkan pada berbagai aplikasi teknologi untuk menangani polusi lingkungan yang disebabkan oleh logam berat. Kecemasan terhadap hadirnya logam berat di lingkungan dikarenakan tingkat keracunan yang sangat tinggi dalam seluruh aspek

kehidupan makhluk hidup. Beberapa logam berat seperti arsenik (As), timbal (Pb), kadmium (Cd), tembaga (Cu) dan merkuri (Hg) pada kenyataannya sangat berbahaya bagi kesehatan manusia dan kelangsungan kehidupan di lingkungan. Seperti halnya sumber-sumber polusi lingkungan lainnya, logam berat tersebut diatas dapat berpotensi mengganggu kehidupan biota lingkungan dan berpengaruh terhadap kesehatan makhluk hidup terutama manusia.

ARISTOTELES VOL. 4 NO. 1, OKTOBER 2006 : 12 – 20

12

Berdasarkan pada bahaya terhadap resiko polusi lingkungan dan manusia oleh logam berat, kita harus memperbaiki kembali perhatian kita terhadap sistem pengolahan limbah logam-logam berat tersebut. Salah satunya adalah proses pengolahan dengan menggunakan mikroorganisme, pendekatan ini dapat mengacu pada proses bioremediasi. Proses bioremoval berpotensi tinggi untuk mengurangi kadar logam berat pada level konsentrasi yang sangat rendah. Metode bioremoval lebih efektif dibanding dengan resin penukar ion dan Reverse Osmosis dalam kaitannnya dengan sensitivitas kehadiran padatan terlarut (suspended solid), zat organik dan logam berat lainnya serta kemampuan merangsang perubahan pH dan konsentrasi logam beratnya. TINJAUAN PUSTAKA Saccharomyces berasal dari bahasa Yunani, yang berarti “cetakan gula”, sedangkan cerevisie datang dari bahasa Latin, yang berarti “bir”.(8) Ragi ini biasanya digunakan dalam pembuatan bir, roti dan alkohol. Ragi Saccharomyces cerevisie mempunyai kemampuan untuk membantu proses fermentasi alkohol dimana glukosa diubah menjadi alkohol dan karbondioksida.(8) Saccharomyces cerevisie dapat bereproduksi secara generatif dan vegetatif serta mempunyai bentuk tubuh lonjong dan bulat dengan diameter ± 5-10 µm.(8) Adapun klasifikasi jamur (27) Saccharomyces cerevisie adalah : Dunia Divisi Kelas Ordo Famili Genus Spesies

: Fungi : Ascomycota : Saccharomycetes : Saccharomycetales : Saccharomycetaceae : Saccharomyces : Saccharomyces cerevisie

Gambar 2.5.2 Ragi Saccharomyces cerevisie METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Alat – alat 1. Termometer 2. Ose 3. Oven (Memmert) 4. Neraca Digital (Acculab ALC-210.4) 5. Kaca arloji 6. Beaker Glass 7. Erlenmeyer 8. Labu Ukur 9. Gelas Ukur 10. Pipet Ukur 11. Tabung Vial dan tutup 12. Corong 13. Batang Pengaduk 14. Autoklaf (Passed Hirayama HL 36 AE) 15. Pemanas Spirtus 16. Indikator pH Universal (Merck 9535) 17. Kawat Kassa 18. Kaki Tiga 19. Tabung Reaksi 20. Kertas Saring 21. Mikroplate (96 lubang) 22. Tabung Ependorf 23. Kain Kassa 24. Mikropipet 100-1000 µL (Socorex) 25. Tempat Plastik

Bioremoval Logam Tembaga (Cu) … (Taryono Darusman & Lilis Siti Aisyah)

13

3.2. Bahan bahan 3.2.1. Sampel Limbah Sampel limbah cair yang digunakan adalah limbah industri tekstil yang diambil dari Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Bandung. 3.2.2. Bahan Kimia 1. Akuades 2. Medium agar-agar Glukosa 3. Asam Nitrat (HNO3) 0,01 M 4. Natrium Klorida (NaCl) 0,01 M 5. Natrium Hidroksida (NaOH) 0,01 M 6. Dimetilsulfooksid (DMSO) C2H6SO 7. Garam laut (Sea salt) 3.2.3. Mikroorganisme Ragi Saccharomyces cerevisie 3.3. Cara Kerja 3.3.1. Pengumpulan Sampel Limbah Cair Sampel limbah cair yang digunakan adalah limbah tekstil yang diambil dari Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) Bandung 3.3.2. Penyiapan Media Benih Media agar agar glukosa sebanyak 10 mL dituangkan ke dalam tabung reaksi dan diberi tutp kasa kemudian disterilkan dalam autoklaf pada suhu 121oC selama 15 menit 3.3.3. Pembuatan dan Pengembangbiakan Ragir Ragi dibuat dan dikembangbiakan dalam medium (strain) agar agar glukosa pada suhu 300C selama 2 minggu 3.3.4. Proses Bioremoval secara Passive Uptake Sampel limbah cair diadsorpsi (Passive Aktive) dengan Saccharomyces cerevisie selama 24 jam, kemudian dihitung konsentrasi logam tembaga (Cu) yang dapat diserap (bioremoval) dalam satuan ppm.

3.3.5. Proses Bioremoval secara Active Uptake Sampel limbah tekstil dilakukan perlakuan dengan parameter uji pH, suhu, dan konsentrasi dengan Ragi Saccharomyces cerevisie selama 3 – 7 hari kemudian dihitung konsentrasi tembaga (Cu) yang terserap dalam satuan ppm. 3.3.6. Penentuan Berat Mikroorganisme Sampel yang sudah dicampur dengan suatu mikroorganisme lalu disaring, dikeringkan dalam oven pada suhu 250C, kemudian ditimbang berat keringnya. 3.3.7. Penentuan Berat dan Konsentrasi Logam Tembaga Sampel yang sudah disaring dan ditimbang beratnya, dihitung berat logam yang terkandung dalam sampel dengan menggunakan persamaan Langmuir kemudian dihitung konsentrasinya dalam ppm. 3.3.8. Uji Toksisitas dengan Metode BSLT a. Timbang 3,8 g garam laut, larutkan dalam 100 mL akuades lalu saring, larutan ini dianggap sebagai air laut b. Tambahkan telur Artemia salina Leach pada air laut yang telah dibuat pada tempat tertutup, atur pencahayaan pada sisi yang tidak tertutup. Biarkan selama 2 x 24 jam sampai menetas menjadi benur yang matang c. Timbang 1 mg sampel dalam tabung ependorff kemudian larutkan 100 µL DMSO d. Encerkan dengan 150 µL akuades hingga volume total menjadi 250 µL. Ambil 200 µL lalu encerkan dengan 600 µL akuades, volume total menjadi 800 µL. e. Pengenceran dalam mikroplate. Pada mikroplate baris A dan B diisi sampel


14

f. g.

h. i.

j.

k.

masing masing 100 µL. Baris B sampai G ditambahkan 100 µL akuades. Dari baris B dipipet 100 µL masukkan ke baris C dan dari C dipipet 100 µL masukkan ke D dst. Terakhir dari G dipipet 100 µL dan masukkan ke H (akuades) Pipet 100 µL media udang yang sudah menetas (berisi sekitar 7 – 15 ekor) masukkan masing masing ke dalam lubang baris A – G pada mikropipet yang telah diisi sampel melalui pengenceran, inkubasi selama 24 jam. Setelah 24 jam, hitung jumlah udang yang mati dan hidup pada tiap lubang dalam mikroplate Data yang diperoleh dimasukkan ke dalam lembar pengamatan dan dimasukkan ke dalam program Billtes untuk mencari LC50.

HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Pengamatan Awal dan Pengamatan Organoleptis Sampel Pengamatan organoleptis adalah suatu pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan panca indera dalam hal ini pengamatan warna dan bau. Pengamatan pada sampel dilakukan selama 7 hari (1 minggu). Sebelum pengamatan didapat data awal sampel, yaitu : Jenis Sampel

Warna Awal

Suhu Awal

pH Awal

Konsentrasi Awal

Limbah tekstil tanpa menggunakan pengawet

Biru tua

25 0C

3

0,1 ppm

Hasil lain dapat dilihat dalam tabel pada halaman berikut ini :


15

A. Hasil Pengamatan Sampel menggunakan pengawet (HNO3 0,01 M) secara proses Active Uptake dengan mikroorganisme Aspergillus oryzae Hari ke

pH 3 7 1 Larutan Larutan berwarna berwarna kuning biru muda dan bau dan bau menye- menyengat ngat

Warna larutan tetap, bau mulai samar tercium, dan mikroorganisme mulai terlihat di permukaan Beaker Glass

V A R I A Suhu (oC) 9 25 35 Larutan Larutan Larutan berwarna berwarna berwarna kuning biru tua biru tua keruh dan kehitam- keruh dan bau hitaman bau memenye- dan bau nyengat ngat menyengat

S I

Warna Warna larutan larutan tetap, bau tetap, bau masih me- mulai nyengat, samar dan tercium, mikrodan organis- mikrome organisme mulai di perterlihat di mukaan seke-liling Beaker Beaker Glass Glass

2


Larutan ber-warna coklat muda, bau mulai samar tercium, dan mikroorganisme mulai terlihat di permukaan Beaker Glass

Larutan berwarna biru muda kehitamhitaman, bau menyengat mulai samar tercium, dan mikroorganisme terlihat di dasar Beaker Glass

Warna larutan tetap, bau menyengat, dan mikroorganisme terlihat di permukaan Beaker Glass

3

Larutan Belum Belum ada berada peperwarna rubahan ubahan bening, bau agak berkurang dan mikroorganisme agak berkembang (bertambah)

Larutan berwarna coklat muda agak bening dan mikroorganisme bertambah

Belum ada perubahan


50 Larutan berwarna biru tua dan bau menyengat

Konsentrasi (ppm) 0,01 0,05 0,1 Larutan Larutan Larutan berwarna berwarna berwarna biru muda biru muda biru muda keruh dan keruh dan keruh dan bau me- bau me- bau menyengat nyengat nyengat


Warna larutan tetap, bau mulai samar tercium, dan mikroorganisme mulai terlihat di dasar Beaker Glass

Belum Larutan Larutan Larutan ada per- berwarna berwarna berwarna ubahan agak bening coklat keruh muda bening

16

4

Tidak Tidak ada Tidak ada Belum ada perperperada perubahan ubahan ubahan ubahan

5

Larutan Larutan berberwarna warna bening, kuning tidak ada muda bau yang bening, tercium, tidak ada dan bau yang mikroorga tercium, nisme ada dan di mikro- sekeliling organis- Beaker me Glass mulai terlihat diatas permukaan Beaker Glass

6

Larutan Larutan Larutan berberwarna berwarna warna kuning tetap dan coklat muda mikromuda bening organisbening dan me berdan mikrotambah mikro- organisorganis- me berme bertambah tambah

7

Larutan berwarna bening dan mikroorganis me bertambah banyak di sekeliling Beaker Glass

Belum ada perubahan

Belum ada perubahan

Larutan Belum Warna Belum berwarna ada per- larutan ada percoklat ubahan sama ubahan muda tetapi agak mikroorga bening, nisme tidak ada mulai bau yang terlihat tercium, berdan kembang mikroorga biak nisme ada di dasar Beaker Glass

Larutan Larutan berwarna berwarna lebih agak bening keruh dan dan mikromikro- organisme organisme bertambah bertambah agak lebih banyak di banyak di sekeliling sekeliling Beaker Beaker Glass Glass

Belum ada perubahan

Belum Belum ada ada perperubahan ubahan

Larutan Larutan Larutan berwarna berwarna berwarna bening, coklat bening, bau sudah muda bau sudah tidak bening, tidak tercium bau sudah tercium dan tidak dan mikroorga tercium, mikroorga nisme berdan nisme tambah mikroorga bertambah nsime berdan tak tambah lagi menggumpal

Belum Warna Larutan Warna Warna Larutan ada per- larutan berwarna larutan larutan berwarna ubahan sama, bau bening, tetap dan tetap dan agak sudah bau sudah mikroorga mikroorgn keruh hilang dan hilang dan nisme ber- isme bermikro- mikroorga tambah tambah organisnisme me mulai terlihat di terlihat sekeliling berBeaker kembang Glass Larutan Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada Tidak ada berwarna perubahan perubahan perubahan perubahan perubahan coklat muda lebih bening dan mikroorganisme mengumpul di dasar Beaker Glass


17

B. Hasil Pengamatan Sampel menggunakan pengawet (HNO3 0,01 M) secara proses Pasive Uptake dengan mikroorganisme Aspergillus oryzae Har i Ke

Data Pengamatan

1

Larutan berwarna coklat tua kehitam-hitaman pekat dan bau yang amat menyengat

2

Larutan berwarna coklat tua kehitam-hitaman namun kepekatan berkurang dan bau masih tercium menyengat

3

Larutan berwarna abu-abu pekat, bau samar-samar tercium, dan mikroorganisme terdapat di dasar Beaker Glass dengan warna hitam

4

Larutan berwarna abu-abu, bau tidak lagi tercium, dan mikroorganisme mulai bertambah

5

Larutan berwarna coklat muda agak keruh dan mikroorganisme bertambah

6

Larutan berwarna coklat muda bening dan mikroorganisme terlihat di sekeliling Beaker Glass

7

Larutan berwarna coklat muda lebih bening dan mikroorganisme ada di sekeliling Beaker Glass

Pada pengamatan organoleptis diatas, dapat terlihat bahwa Aspergillus oryzae lebih cepat menghilangkan warna dan bau sampel yang pekat dan berbahaya serta konsentrasi logam tembaga (Cu) yang terkandung di dalam sampel, hal ini dikarenakan Aspergillus oryzae merupakan suatu jamur yang bersifat kemotropik dan dapat mengadsorpsi seca a aktif yang kemudian diambil ke dalam sel melalui transpor aktif dan terjadi pertukaran ion-ion yang ada dalam sel-sel jamur dengan ion logam tembaga (Cu). Dinding-dinding sel pada Aspergillus oryzae sebagian besar terbentuk oleh lapisan karbohidrat, rantai-rantai panjang polisakarida, glikoprotein, dan lipid. Polisakarida pada dinding sel tersebut dapat mengadsorpsi suatu senyawa asing dan ion-ion logam berat. Perbandingan hasil bioremoval secara Active Uptake antara sampel yang menggunakan pengawet dan tanpa pengawet dapat terlihat diatas bahwa hasil yang lebih baik ada pada pH 7, suhu 25 0C, dan konsentrasi 0,01 ppm. Hal ini dibuktikan bahwa pada variasi tersebut sampel mempunyai warna yang lebih bening dan bau yang tidak lagi tercium sehingga tidak berbahaya bagi manusia dan lingkungan. 4.2. Hasil Pengujian Berat Mikroorganisme A. Sampel Memakai Pengawet (HNO3 0,01 M) secara proses Passive Uptake dengan mikroorganisme Aspergillus oryzae Berat Kertas Saring Kering (gram)

Berat Kertas Saring dan Mikroorganisme (gram)

Berat Kering Mikroorganisme (gram)

0,5436

1,3455

0,8019


18

B. Sampel Memakai Pengawet (HNO3 0,01 M) secara proses Passive Uptake dengan mikroorganisme Aspergillus oryzae VARIASI

Mikroorganis me

Berat (gram)

Asperg illus

Berat Kertas Saring Kering

0,5585 0,4906 0,5012 0,5510 0,5648 0,5670 0,5681 0,5051 0,5087

oryzae

Berat Kertas Saring dan Mikroorga nisme

1,500 13,460 0,8033 1.502 15,647 15,485 12,946 0,7167 0,8600

pH 3

Suhu (0C)

Konsentrasi (ppm)

7

9

0,01

0,05

0,1

25

35

50

Berat Kering 0,9415 0,8554 0,3021 0,9510 0,9999 0,9815 0,7265 0,2116 0,3513 Mikroorga nisme

4.3. Hasil Pengujian Konsentrasi (ppm) Logam Tembaga (Cu) dalam Sampel dengan mikroorganisme Aspergillus oryzae A. Proses Passive Uptake Konsentrasi (ppm) Sampel Memakai Pengawet (HNO3 0,01 M)

Sampel Tanpa Memakai Pengawet

16038

15992

B. Proses Active Uptake Variasi Perlakuan Konsentrasi (ppm) Sampel Memakai Pengawet (HNO3 0,01 M) Sampel Tanpa Memakai Pengawet

3

Konsentrasi (ppm) 7

9

0,01

0,05

0,1

25

35

50

8550

7770

2740

941

4760

8920

6604

3190

1920

8590

7740

6640

782

3780

6520

7220

6790

8140

pH

Suhu (0C)


19

4.4. Hasil Pengujian Toksisitas (LC50) Pada Sampel Pada hasil pengujian toksisitas sampel menggunakan metode Brine Shrimp Lethality Test (BSLT) terlihat dari grafik dan perhitungan LC50 didapat bahwa, hasil yang paling baik ada pada kondisi pH 7, suhu 25 0C dan konsentrasi 0,01 ppm baik untuk Saccharomyces cerevisie dengan sampel tanpa menggunakan pengawet. Sedangkan untuk sampel tanpa menggunakan pengawet secara Passive Uptake, Saccharomyces cere mempunyai nilai LC50 yang toksik. KESIMPULAN Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk pengamatan organoleptis metode Passive Uptake dengan mikroorganisme Saccaromyce cerevisie kurang dapat menghilangkan warna, bau, dan konsentrasi logam tembaga (Cu). Pada hasil penentuan berat mikroorganisme secara Passive Uptake sampel yang menggunakan pengawet didapat Saccharomyces cerevisie kurang menyerap logam tembaga (Cu), juga berlaku pada sampel tanpa menggunakan pengawet. Sedangkan kondisi optimum penyerapan logam tembaga (Cu) pada sampel baik yang menggunakan pengawet maupun tidak secara Active Uptake didapat bahwa untuk Saccharomyces cerevisie ada pada kondisi pH 7, suhu 25 0C, dan konsentrasi 0,01 ppm. Pada hasil penentuan konsentrasi logam tembaga (Cu) untuk sampel baik yang menggunakan pengawet maupun yang tidak secara Passive dan Active Uptake didapat bahwa, Saccharomyces cerevisie kurang banyak menyerap logam tembaga (Cu) yang terkandung dalam sampel.

Kondisi optimum penyerapan logam ada pada pH 7, suhu 25 0C, dan konsentrasi 0,01 ppm. DAFTAR PUSTAKA [1.] Darmono, 1995, Logam dalam Sistem Biologis Mahluk Hidup, Penerbit UI, Jakarta, Halaman 1 – 2 [2.] Faison, B.D., 1992, Hazardous Waste Treatmen, Microbial Technologies dalam Encyclopedia of Microbiology, Academis [3.] Gardea, J, L.,-Torresdey dkk., 1996, Biosorption of Cuprum, Cadmium, Chromium Lead and Zinc by biomass, Department of Chemisry, The University of Texas, El Paso, Halaman 1 [4.] Meyer, B.N., 1982, “Brine Shrimp, A: Convenient General Bioassay for active Plant Constituen”, Planta Medica [5.] SNI 06-2517-1991, Cara Uji Kadar Tembaga dalam Air, BAPEDAL BIODATA PENULIS : Lilis Siti Aisyah, S.Si., M.Si. Taryono Darusman, S.Si., M.Si. Adalah Dosen Biasa di Program Studi Kimia Fakultas MIPA – Universitas Jenderal Achmad Yani (UNJANI)


--------- oo0oo ---------

20

BIOREMOVAL LOGAM TEMBAGA (Cu) MENGGUNAKAN MIKROORGANISME Saccharomyces cerevisie SERTA UJI TOKSISITAS DENGAN METODE BRINE SHRIMP LETHALITY TEST (BSLT)

Recommend Documents