EFEKTIVITAS BAKTERI PENDEGRADASI HIDROKARBON MINYAK BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI
RICKY TRINANDA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Efektivitas Bakteri Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Desember 2015 Ricky Trinanda NIM A154130021
RINGKASAN RICKY TRINANDA. Efektivitas Bakteri Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi. Dibimbing oleh DWI ANDREAS SANTOSA dan UNTUNG SUDADI. Minyak bumi sampai saat ini masih merupakan sumber energi utama untuk berbagai kebutuhan manusia dan posisinya belum bisa tergantikan oleh sumber energi lain. Minyak bumi konvensional yang banyak diolah sebagai bahan bakar dan bahan baku berbagai produk merupakan golongan minyak ringan dan minyak medium. Saat ini, kedua jenis minyak bumi tersebut mulai mengalami penurunan produksi karena cadangannya di alam semakin menipis. Oleh karena itu, sebagai pengganti minyak bumi konvensional saat ini mulai dilakukan pengolahan minyak berat yang merupakan salah satu future relevant hydrocarbon source. Cadangan alami minyak berat cukup besar, yaitu sedikitnya seperempat dari total cadangan minyak bumi di dunia. Keadaan tersebut menyebabkan industri pertambangan minyak berat meningkat meliputi kegiatan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan transportasi. Selain memberikan dampak positif yaitu terpenuhinya kebutuhan minyak bumi, hal tersebut juga menyebabkan dampak negatif yaitu meningkatnya kecenderungan terjadinya kasus pencemaran lingkungan. Minyak berat sulit didegradasi karena dicirikan oleh sifat tidak mudah mengalir akibat densitas, viskositas dan titik didih yang tinggi serta mengandung banyak senyawa resin dan aspal. Pencemaran yang disebabkan minyak berat akan menurunkan kualitas, fungsi dan estetika lingkungan terrestrial dan akuatik sehingga keseimbangan ekologis terganggu. Salah satu metode yang dianggap aman, ramah lingkungan, efektif, dan efisien untuk menanggulangi permasalahan tersebut adalah bioremediasi. Bioremediasi merupakan metode pemulihan lingkungan tercemar dengan memanfaatkan mahluk hidup sebagai agen biologis yang mampu menghilangkan, mengurangi, dan mengubah polutan sehingga tidak berbahaya bagi lingkungan dan komponen di dalamnya. Mahluk hidup yang paling efisien untuk digunakan sebagai agen bioremediasi adalah bakteri. Bakteri pendegradasi minyak berat secara efisien mampu memanfaatkan karbon dari minyak berat sebagai sumber energi untuk aktivitas metabolisme kemudian mengubahnya menjadi senyawa-senyawa yang lebih aman terhadap lingkungan seperti CO2, H2O dan biomassa. Bakteri pendegradasi minyak berat dapat diisolasi dari Ekosistem Air Hitam (EAH). EAH merupakan salah satu lingkungan alami dan unik di Indonesia yang antara lain terdapat di pulau Sumatera dan Kalimantan. Lingkungan EAH secara makro sangat dipengaruhi oleh air dari sistem sungai, rawa, dan danau dengan karakteristik air berwarna hitam, tidak berbau, dan kaya bahan organik di kawasan lahan hutan rawa gambut yang terbentuk pada kondisi dan melalui proses alamiah selama ribuan tahun. EAH merupakan lingkungan yang ekstrim untuk menunjang kehidupan karena diduga mengandung berbagai senyawa toksik hasil proses dekomposisi bahan organik secara tidak sempurna. Lingkungan ini memiliki air dan sedimen dengan pH rendah sehingga bakteri adaptif yang terkandung di dalamnya diduga sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai agen biologis dalam proses bioremediasi.
Studi ini mengelaborasi hasil penelitian eksploratif di EAH Kabupaten Tanjung Jabung Timur, Jambi dan penelitian eksperimental di laboratorium dengan dua tujuan. Tujuan pertama untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi bakteri yang berpotensi sebagai pendegradasi minyak berat dan tujuan kedua menguji efektivitas isolat bakteri terpilih dalam biodegradasi minyak berat pada media cair dan padat. Dari isolasi 150 sampel sedimen asal EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi berhasil diperoleh 10 isolat tunggal bakteri potensial pendegradasi minyak berat. Dari seleksi lebih lanjut diperoleh 3 isolat tunggal dengan kode MND2-29B, MSB1-25A, dan MSB1-25E yang memiliki kapasitas paling tinggi dalam mendegradasi minyak berat dan bukan patogen bagi hewan dan tumbuhan. Berdasarkan karakterisasi morfologi dan biokimia, ketiga isolat bakteri tersebut merupakan bakteri Gram positif, katalase positif dan mampu memfermentasikan sukrosa. Karakterisasi secara molekular berdasarkan sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat MND2-29B dengan nomor aksesi LN907823 dan MSB1-25A dengan nomor aksesi LN907824 masing-masing memiliki tingkat homologi 96.8% dan 95.0% dengan Rhodococcus equi BS26, sedangkan bakteri MSB1-25E dengan nomor aksesi LN907825 memiliki tingkat homologi 98.0% dengan Bacillus sp. SGE39. Berdasarkan tingkat homologi tersebut bakteri MND2-29B dan MSB1-25A diduga merupakan genus baru, sedangkan MSB1-25E merupakan spesies baru dari genus Bacillus. Hasil pengujian efektivitas ketiga isolat bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal dengan penambahan surfaktan sebagai media cair dan tanah sebagai media padat diketahui bahwa kultur campuran isolat bakteri MSB1-25A dan MSB1-25E paling efektif dalam menurunkan kadar TPH (b/b) pada media cair dari 20% menjadi 12.16% dalam waktu 15 hari dan pada media padat dari TPH 10% menjadi 0.5% dalam waktu 8 minggu. Proses bioremediasi pada percobaan ini berlangsung pada kondisi pH rendah dan nutrisi minimal, sehingga pemanfaatan bakteri dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi sebagai agen biologis sangat berpotensi untuk dikembangkan sebagai teknologi bioremediasi minyak berat yang efektif dan efisien. Kata Kunci : Bacillus, bioremediasi, ekosistem air hitam, Jambi, minyak berat, Rhodococcus, Total Petroleum Hidrokarbon.
SUMMARY RICKY TRINANDA. Effectiveness of Heavy Oil Degrading Bacteria Isolated from Black Water Ecosystem of East Tanjung Jabung, Jambi. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA and UNTUNG SUDADI. Petroleum is still the main energy source for a variety of human needs that can not be replaced by other energy sources. Conventional petroleum commonly used as fuels and raw materials of various products belongs to the light and medium oils. Production of both oil types is now starting to experience a decline due to dwindling of their reserves in nature. Therefore, as replacement for this conventional petroleum, it is now begun the era to process heavy oil which is considered as one of the relevant futures hydrocarbon sources. Its natural reserves are large enough, at least one-quarter of the total oil reserves in the world. This situation will inevitably increase heavy oil mining industry including exploration, exploitation, processing and transportation activities. Apart from providing a positive impact in term of fulfilling needs for petroleum, increase in heavy oil mining industry will in turn increase trend of environmental contamination cases. Heavy oil is very difficult to degrade owing to the characteristics of low flow rate, high density, viscosity, and boiling point, as well as containing various resin and asphalt substances. Environmental pollution caused by heavy oil reduces the quality, functionality and aesthetics of the terrestrial and aquatic environments which in turns disrupts the ecological balance. A method that is considered safe, environmentally friendly, effective, and efficient to overcome this problem is bioremediation. Bioremediation is a method to recover polluted environment by utilizing organisms as biological agents capable for removing, reducing, and converting pollutants to become harmless to the environment and the components therein. Bacteria are the most efficient organism utilized as bioremediation agent. Heavy oil degrading bacteria are efficiently capable to utilize heavy oil carbon as energy source for metabolic activities which then convert it into safer compounds for the environment such as CO2, H2O and biomass. Heavy oil degrading bacteria can be isolated from Black Water Ecosystem (BWE). BWE is one of the unique natural environments in Indonesia that can be found among others in Sumatera and Kalimantan islands. This environment is mostly influenced by river, swamp, and lake systems characterized by black, odorless, and organic matter-rich water in peat swamp forested lands formed under natural condition and processes that lasted thousands of years. BWE is an extreme environment to support life because it is thought to contain a variety of toxic compounds generated from the imperfect decomposition process of organic matter. It is characterized by water and sediment with low pH so that adaptive bacteria therein are predicted to have potential to be utilized in biotechnology, especially bioremediation. This study elaborated results of an exploratory research conducted in the BWE of East Tanjung Jabung, Jambi and of laboratory experimental research with two objectives. The first was aimed to isolate and characterize bacteria that have utilization potential as heavy oil degrading bacteria and the second aimed to determine effectiveness of the chosen isolated bacteria to degrade heavy oil in liquid and solid medium.
From the isolation of 150 sediment samples of the BWE of East Tanjung Jabung, Jambi it was successfully obtained 10 single isolates of bacteria with potential to degrade heavy oil. Further selection obtained 3 single isolates encoded MND2-29B, MSB1-25A, and MSB1-25E which had the highest capacity to degrade heavy oil and proven to be non-pathogenic for plant and animal. The results of morphological and biochemical characterization showed that these three bacteria isolates were Gram positive, catalase positive, and enable to ferment sucrose. Molecular characterization based on 16S rRNA gene sequence revealed that isolate MND2-29B with accession number of LN907823 and MSB125A with accession number of LN907824 had similarity of respectively 96.8% and 95.0% to Rhodococcus equi BS26, while isolate MSB1-25E with accession number of LN907825 had 98.0% similarity to Bacillus sp. SGE39. Based on these homology levels, bacteria MND2-29B and MSB1-25A were most probably a new genus in the bacterial Kingdom, while MSB1-25E was proposed as a new member in the genus of Bacillus. The results of effectiveness test of the three bacteria isolates to degrade heavy oil in minimal medium with addition of surfactant as liquid medium and in soil as solid medium revealed that the mixed culture of bacteria isolates of MSB125E and MSB1-25A was the most effective in decreasing TPH concentration (w/w) in liquid medium from 20% to 12.16% within 15 days and in solid medium from 10% to 0.5% within eight weeks. Bioremediation process in this experiment occurred at low pH condition and minimum nutrition; thereby utilization of these bacteria as biological agents would be very potential to be developed as an effective and efficient bioremediation technology of heavy oil. Keywords: Bacillus, bioremediation, black water ecosystem, Jambi, heavy oil, Rhodococcus, Total Petroleum Hydrocarbon
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015 Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
i
EFEKTIVITAS BAKTERI PENDEGRADASI HIDROKARBON MINYAK BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI
RICKY TRINANDA
Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
ii
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr Ir Mohammad Yani, MEng
iv
v
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Juli 2014 sampai April 2015 dengan judul “Efektivitas Bakteri Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi”. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dwi Andreas Santosa, MS dan Bapak Dr Ir Untung Sudadi, MSc selaku Komisi Pembimbing. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB) beserta laboran dan staf yang telah memberikan bantuan dan fasilitas selama penulis melakukan penelitian. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Muhammad Ramadhan Audirizki yang telah membantu selama kegiatan sampling di lapang, Lukman Amir yang membantu selama kegiatan penelitian di laboratorium, rekan-rekan di Program Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan IPB, dan rekan-rekan Ikatan Mahasiswa Bumi Sriwijaya (IKAMUSI) Pascasarjana IPB. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Desember 2015 Ricky Trinanda
v
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
viii
DAFTAR LAMPIRAN
ix
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Struktur Tesis
1 2 3 3 3
2 TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Minyak Bumi Definisi Minyak Berat Lingkungan Terkontaminasi Minyak Bumi Biodegradasi dan Bioremediasi Mikrob Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi
4 5 6 7 9 10
3 ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM DI TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI Abstrak Pendahuluan Metodologi Waktu dan tempat Sampling dan isolasi bakteri Uji patogenesitas Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA Karakterisasi morfologi dan biokimia Hasil dan Pembahasan Isolasi, seleksi dan pemurnian konsorsium bakteri Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA Perbandingan karakter morfologi dan biokimia isolat terhadap kerabat terdekat Analisis filogenetik Simpulan 4 EFEKTIVITAS BAKTERI YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI UNTUK BIODEGRADASI MINYAK BERAT PADA MEDIA CAIR DAN PADAT Abstrak Pendahuluan Metodologi Waktu dan tempat Bahan Identifikasi dan uji kompatibilitas bakteri
12 12 13 13 13 14 14 15 15 15 16 17 18 19
20 20 21 21 22 22
vi
Penentuan kurva standar dan kurva pertumbuhan bakteri Uji efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan dan media tanah Analisis data Hasil dan Pembahasan Identifikasi dan uji kompatibilitas bakteri Kurva standard dan kurva pertumbuhan bakteri Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media tanah Evolusi pH selama waktu inkubasi Produksi CO2 tanah selama waktu inkubasi Simpulan
22 23 23 23 23 23 25 25 26 27 28
5 PEMBAHASAN UMUM
29
6 SIMPULAN DAN SARAN
33
DAFTAR PUSTAKA
34
LAMPIRAN
40
RIWAYAT PENULIS
58
DAFTAR TABEL 1. 2. 3. 4. 5.
Seleksi isolat tunggal bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi Hasil identifikasi berdasarkan sekuen gen 16S rRNA tiga bakteri terpilih pendegradasi minyak berat serta spesies padanan Karakteristik morfologi dan biokimia tiga isolat bakteri terpilih Efektivitas bakteri terhadap TPH, pH dan OD610 pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan selama 15 hari inkubasi Efektivitas bakteri terhadap penurunan kadar TPH pada tanah tercemar minyak berat selama 8 minggu inkubasi
16 17 18 25 26
DAFTAR GAMBAR 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Jalur oksidasi monoterminal pada proses katabolisme hidrokarbon dalam sel mikrob Amplifikasi PCR berdasarkan urutan gen 16S rRNA Analisis filogenetik bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat berdasarkan sekuen gen 16S rRNA dengan metode Maximum Likelihood Kurva standar bakteri pendegradasi minyak berat Kurva pertumbuhan bakteri selama 48 jam waktu inkubasi Evolusi pH tanah selama 8 minggu waktu inkubasi. Produksi CO2 selama 8 minggu waktu inkubasi
8 17 19 24 24 26 27
vii
DAFTAR LAMPIRAN Area pengambilan sampel sedimen di Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi 2. Keterangan lokasi dan sampel sedimen Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi 3. Hasil analisis sifat kimia dan fisik sedimen asal Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi dan tanah uji bioremediasi 4. Hasil isolasi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat berdasarkan perubahan minyak pada media minimal cair 5. Komposisi dan dosis media tumbuh 6. Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri 7. Rata-rata hasil pengukuran TPH (%) selama 8 minggu inkubasi 8. Rata-rata hasil pengukuran pH selama 8 minggu inkubasi 9. Rata-rata hasil pengukuran CO2 (mg/kg/hari) selama 8 minggu inkubasi 10. Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan selama 15 hari inkubasi 11. Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media tanah selama 8 minggu inkubasi 1.
41 42 42 43 44 44 46 46 47
47 48
1
1 PENDAHULUAN Latar Belakang Minyak bumi merupakan sumber energi utama bagi kehidupan manusia di dunia. Selain sebagai sumber energi, minyak bumi juga merupakan bahan baku untuk berbagai kegiatan seperti industri minyak pelumas mesin, pelarut, plastik, fiber, deterjen, farmasi dan kosmetik (Bartha dan Bossert 1984). Meningkatnya kebutuhan manusia akan minyak bumi menyebabkan konsumsi minyak dunia meningkat dari 88.3 juta barel perhari pada tahun 2010 menjadi 91.2 juta barel perhari pada tahun 2013 (IEA 2014). Berdasarkan skenario dasar International Energy Agency (IEA) permintaan dunia untuk sumber energi primer yaitu minyak bumi meningkat 20% pada tahun 2010 dan 66% pada 2030 (Saniere et al. 2004). Keadaan tersebut menyebabkan cadangan minyak bumi ringan dan medium yang merupakan minyak bumi konvensional menipis di seluruh dunia dan eksploitasi minyak berat sebagai sumber hidrokarbon yang paling relevan meningkat untuk menutupi peningkatan kebutuhan dunia (Saniere et al. 2004). Kandungan minyak berat adalah sebesar 25% dari cadangan minyak dunia dan merupakan porsi yang besar dari total cadangan hidrokarbon yang diketahui (Muraza dan Galadima 2015). Minyak berat diketahui memiliki kandungan senyawa organik berat seperti resin dan aspalten serta memiliki paling sedikit 60 atom karbon (Huang et al. 2005; Hao dan Lu 2009; Muraza dan Galadima 2015). Karakteristik tersebut menyebabkan minyak berat memiliki densitas, viskositas dan titik didih (boiling point) yang tinggi. Berdasarkan sifat densitasnya, U.S. Department of Energy mendefinisikan minyak berat dengan nilai API gravity antara 10o – 22.3o (Nehring et al. 1983). API (American Petroleum Institute) gravity adalah derajat nilai yang menunjukkan klasifikasi minyak bumi berdasarkan densitas, semakin tinggi densitas maka derajat API gravity akan semakin rendah (Conaway 1999). Dengan potensi yang dimiliki minyak berat sebagai pengganti minyak bumi konvensional, maka produksi minyak berat yang meliputi kegiatan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan transportasi akan semakin meningkat. Keadaan tersebut memberikan dampak positif yaitu permasalahan terkait sumber energi teratasi. Akan tetapi, keadaan tersebut akan menyebabkan kecenderungan pencemaran lingkungan semakin meningkat, baik di lingkungan terestrial maupun akuatik yang dapat berasal dari kegiatan dan sisa pembersihan tangki penampungan, kebocoran pipa dan tumpahan selama proses transportasi (Ebuehi et al. 2005). Karakteristik fisika dan kimia yang dimiliki menyebabkan minyak berat sulit untuk didegradasi sehingga sangat berpotensi menurunkan kualitas, fungsi dan estetika lingkungan yang tercemar dan pada akhirnya keseimbangan ekologis menjadi terganggu. Pencemaran yang disebabkan oleh tumpahan atau ceceran minyak berat di lingkungan dapat dipulihkan dengan berbagai cara. Salah satunya melalui pendekatan biologi yang relatif murah, efektif, efisien dan ramah lingkungan. Metode ini disebut bioremediasi, yang memanfaatkan mahluk hidup sebagai agen biologis untuk pemulihan lingkungan tercemar. Secara spesifik metode ini dilakukan secara mikrobiologis yaitu memanfaatkan mikrob khususnya bakteri yang memiliki kemampuan dalam memanfaatkan minyak berat sebagai sumber karbon dan energi untuk aktivitas metabolisme sel yang selanjutnya diubah menjadi CO2, H2O dan biomassa. Sistem bioremediasi saat ini hanya mengandalkan mikrob setempat pada lokasi yang
2
terkontaminasi dan meningkatkan kinerjanya melalui suplai nutrisi secara optimal untuk keperluan metabolisme. Oleh karena itu, perlu dilakukan investigasi untuk menambahkan mikrob non-native pada lokasi yang terkontaminasi untuk mendegradasi kontaminan (Das dan Dash 2014). Berdasarkan ketersedian hidrokarbon secara universal di alam sebagai hasil dekomposisi tumbuhan dan pelepasan minyak bumi secara alamiah melalui rekahan geologi maka bakteri yang berpotensi untuk digunakan sebagai agen bioremediasi lingkungan tercemar minyak bumi dapat diisolasi dari berbagai jenis lingkungan, tidak hanya lingkungan yang telah terkontaminasi minyak bumi yang berasal dari aktivitas industri (Pritchard 1993). Salah satu ekosistem unik yang dimiliki Indonesia dengan beranekaragam mikrob di dalamnya yang memiliki potensi sangat besar untuk dikembangkan dalam industri bioteknologi lingkungan khususnya bioremediasi adalah Ekosistem Air Hitam (EAH) (Santosa et al. 2000). EAH merupakan ekosistem perairan meliputi sungai, danau dan rawa yang memiliki warna air hitam, tidak berbau, terbentuk melalui proses alamiah yang berlangsung selama ribuan tahun, kaya akan bahan organik dan dipengaruhi oleh lahan gambut. EAH antara lain terdapat di Kalimantan Tengah dan Jambi. Penelitian terkait keanekaragaman dan potensi mikrob di EAH di Kalimantan Tengah telah dilakukan sebelumnya antara lain isolasi Streptomyces penghasil xylanase (Zulfarina 1999), bakteri perombak minyak solar dan minyak bumi (Saidi 1999), bakteri perombak fenol (Djamsari 2000), bakteri penghasil selulase ekstremofilik (Fikrinda 2000), bakteri asidofilik pengoksidasi besi dan sulfur (Nurseha 2000), Actinomycetes yang mampu menghambat Staphylococcus aureus dan E. coli KCCM 11823 (Indriasari 2000), bakteri penghasil α-lactam (Neneng 2000) dan konsorsium bakteri perombak hidrokarbon minyak bumi (Listiyawati 2004). Oleh karena, karakteristik EAH di kedua area tersebut berbeda maka perlu dilakukan eksplorasi bakteri di EAH Jambi tepatnya di Tanjung Jabung Timur serta pemanfaatannya khususnya untuk biodegradasi minyak berat. Penelitian eksploratif ini meliputi isolasi, karakterisasi dan pengujian efektivitas bakteri dalam mendegradasi minyak berat pada media cair dan padat Perumusan Masalah Minyak berat memiliki karakteristik fisik dan kimia spesifik yang menyebabkannya sulit didegradasi sehingga pencemaran yang disebabkan tumpahan atau ceceran minyak berat di lingkungan terrestrial dan akuatik akan mengganggu keseimbangan ekologis di lingkungan tersebut. Pendekatan secara biologis yaitu bioremediasi merupakan metode yang paling tepat untuk menangani permasalahan lingkungan terkait pencemaran yang disebabkan minyak berat. Oleh karena itu perlu dilakukan eksplorasi bakteri yang memiliki potensi dan kapasitas dalam mendegradasi minyak berat sehingga pada akhirnya dapat digunakan sebagai agen bioremediasi. EAH di Tanjung Jabung Timur, Jambi merupakan lingkungan yang tepat untuk dieksplorasi karena diduga memiliki kandungan mikrob unik yang dapat dikembangkan untuk kegiatan bioremediasi. Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan permasalahannya sebagai berikut: 1. Bagaimana karakteristik bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat dari EAH di Tanjung Jabung Timur, Jambi? 2. Bagaimana efektivitas bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi dalam mendegradasi minyak berat?
3
Tujuan Penelitian Tujuan Umum Secara umum tujuan penelitian ini adalah: 1. Melakukan isolasi bakteri dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi yang berpotensi untuk digunakan dalam biodegradasi minyak berat. 2. Melakukan uji efektivitas bakteri terpilih dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi untuk biodegradasi minyak berat. Tujuan Khusus Tujuan khusus dari penelitian ini adalah: 1. Mengisolasi dan mengidentifikasi secara molekuler serta mengkarakterisasi morfologi dan biokimia bakteri pendegradasi minyak berat dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi. 2. Melakukan uji efektivitas bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi untuk biodegradasi minyak berat pada media cair dan padat. Manfaat Penelitian Melalui penelitian ini diharapkan diperoleh bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat dan mengetahui metode pengembangannya sebagai agen bioremediasi untuk tahap aplikasi serta memperkaya pengetahuan akan keanekaragaman hayati yang bermanfaat untuk menanggulangi pencemaran lingkungan. Struktur Tesis Tesis ini terdiri atas enam bab. Setelah Bab 1 Pendahuluan dan Bab 2 Tinjauan Pustaka, pada Bab 3 dan 4 disajikan hasil penelitian dalam bentuk paper. Paper pertama pada Bab 3 telah diajukan untuk dipublikasikan pada Journal of Biotropia dengan judul “Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Pendegradasi Minyak Berat yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi” yang diterjemahkan dalam bahasa Inggris. Paper kedua pada Bab 4 dengan judul “Efektivitas Bakteri yang Diisolasi dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi untuk Biodegradasi Minyak Berat pada Media Cair dan Padat” akan diajukan dan diterjemahkan dalam bahasa Inggris untuk dipublikasikan pada CLEAN-Soil Air Water Journal. Selanjutnya pada Bab 5 disajikan Pembahasan Umum dan Bab 6 adalah Simpulan dan Saran.
4
2 TINJAUAN PUSTAKA Karakteristik Minyak Bumi Minyak bumi merupakan suatu senyawa organik yang berasal dari sisa sisa organisme tumbuhan dan hewan yang tertimbun selama berjuta-juta tahun. Umumnya minyak bumi berupa cairan dan gas yang tepat disebut sebagai minyak mentah dan gas alam. Beberapa komponen yang menyusun minyak bumi diketahui bersifat racun terhadap mahluk hidup, tergantung dari struktur dan berat molekulnya. Komponen hidrokarbon jenuh yang mempunyai titik didih rendah diketahui dapat menyebabkan anastesi dan narkosis pada berbagai hewan tingkat rendah, dan bila terdapat pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan kematian (Fitriana 1999). Minyak bumi kasar (baru keluar dari sumur eksplorasi) mengandung ribuan macam zat kimia baik dalam bentuk gas, cair maupun padatan. Bahan utama yang terkandung di dalam minyak bumi adalah hidrokarbon alifatik dan aromatik. Minyak bumi mengandung senyawa nitrogen antara 0 - 0.5%, belerang 0 – 6%, dan oksigen 0 - 3.5%. Terdapat sedikitnya empat seri hidrokarbon yang terkandung di dalam minyak bumi, yaitu seri n-parafin (n-alkana) yang terdiri atas metana (CH4) sampai aspal yang memiliki atom karbon (C) lebih dari 25 pada rantainya, seri iso-parafin (isoalkana) yang terdapat hanya sedikit dalam minyak bumi, seri neptana (sikloalkana) yang merupakan komponen kedua terbanyak setelah n-alkana, dan seri aromatik (benzenoid). Sifat Fisik Minyak Bumi 1. Bobot jenis 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. 2. Titik didih 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. 3. Titik nyala 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. 4. Nilai Kalori 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.
5
Sifat Kimia Minyak Bumi Minyak bumi tersusun dari senyawa hidrokarbon (> 90%) dan senyawa bukan hidrokarbon (Udiharto 1996). Berdasarkan struktur molekulnya persenyawaan hidrokarbon digolongkan atas 4 jenis, yaitu paraffin, olefin, naftalen dan aromatik (Kontawa 1993). Senyawa non-hidrokarbon minyak bumi disusun oleh senyawa organik yang mengandung belerang, nitrogen, oksigen dan logam organik yang konsentrasi dalam minyak fraksi berat dan residu (Udiharto 1996). Menurut Kadarwati et al. (1994) hidrokarbon parafinik dan alifatik adalah senyawa hidrokarbon yang mempunyai rantai karbon dengan ikatan jenuh dan terbuka. Hidrokarbon neptana atau sikloparafin adalah senyawa hidrokarbon dengan ikatan jenuh yang mempunyai rantai tertutup dan 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 hidrokarbon yang terdapat di dalamnya atau perbedaan susunan unsur-unsur karbon dan hidrokarbon di dalam molekul-molekul persenyawaan tersebut (Kontawa 1993). Definisi Minyak Berat Minyak berat secara umum didefinisikan berdasarkan API gravity dan tingkat viskositasnya. API gravity ditetapkan sebagai cara untuk menyeragamankan karakteristik densitas dan specific gravity minyak bumi oleh American Petroleum Insitute (API). Tingkat API gravity yang lebih tinggi merefleksikan jenis minyak bumi yang lebih ringan. Batasan-batasan antara klasifikasi minyak bumi (ringan, medium, berat, ekstra berat) secara umum cenderung sama, tetapi secara khusus lembaga/organisasi yang berbeda memiliki kategori tersendiri yang sedikit berbeda terhadap nilai API gravity untuk pengklasifikasian minyak bumi. Veil dan Quinn (2008) telah merangkum beberapa kategori tersebut sebagai berikut : Energi Information Administration (EIA) membuat kategori minyak berat sebagai berikut : 1. Minyak ringan memiliki API gravity lebih dari 38o. 2. Minyak medium memiliki kisaran API gravity antara 22o-38o. 3. Minyak berat memiliki API gravity kurang dari 22o. U.S. Geological Survey (USGS) mendefinisikan minyak berat berdasarkan Meyer et al (2003) sebagai berikut : 1. Minyak ringan atau minyak bumi konvensional adalah minyak yang memilliki API gravity lebih dari 22o dan viskositas kurang dari 100 centipoise (cP). 2. Minyak berat adalah minyak yang bersifat aspaltik, tebal, dan kental, dengan API gravity kurang dari 22o dan viskositas 100 cP. 3. Minyak berat-ekstra adalah bagian dari minyak sangat berat (very heavy oil) dengan API gravity kurang dari 10o. 4. Natural bitumen merupakan bagian dari minyak berat yang sangat tebal dan sangat kental dimana viskositasnya lebih dari 10,000 cP. Berdasarkan The Canadian Centre for Energy Information, industri minyak dan gas Kanada mendefinisikan minyak berat sebagai berikut: 1. Minyak ringan memiliki API gravity lebih dari 31.1o.
6
2. Minyak medium memiliki API gravity antara 31.1o – 22.3o. 3. Minyak berat memiliki API gravity antara 22.3o – 10o. 4. Minyak ekstra berat (bitumen) memiliki API gravity kurang dari 10o. Berdasarkan The Canadian Centre for Energy Information, pemerintah Kanada membuat dua jenis klasifikasi minyak bumi yaitu: 1. Minyak ringan yang memiliki API gravity lebih dari 25.7o. 2. Minyak berat yang memiliki API gravity kurang dari 25.7o. Lingkungan Terkontaminasi Minyak Bumi Pengaruh Pencemaran Minyak Bumi Terhadap Tumbuhan Tanah yang terkontaminasi oleh tumpahan minyak bumi akibat kecelakaan diklasifikasikan sebagai pencemar yang berbahaya jika jumlah tanah yang terkontaminasi besar (Churcilll et al. 1995). Eksplorasi dan eksploitasi produksi minyak bumi melibatkan juga aspek kegiatan yang berisiko menumpahkan minyak antara lain: distribusi/pengangkutan minyak bumi dengan menggunakan moda transportasi air, transportasi darat, marine terminal/pelabuhan khusus minyak bumi, perpipaan dan eksplorasi dan eksploitasi migas (Citroreksoko 2006). Tanah yang terkontaminasi minyak bumi dapat merusak lingkungan serta menurunkan estetika. Lebih dari itu tanah yang terkontaminasi limbah minyak dikategorikan sebagai limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) sesuai dengan Kepmen LH 128 Tahun 2003 tentang tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis. Oleh karena itu perlu dilakukan pengelolaan dan pengolahan terhadap tanah yang terkontaminasi minyak. Hal ini dilakukan untuk mencegah penyebaran dan penyerapan minyak kedalam tanah. 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 system syaraf pusat. Sifat toksik yang kronik dapat mempengaruhi kerusakan sel sumsum tulang dan menyebabkan penyakit kanker. 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 mikrob 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 dan 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 mikrob pendegradasi hidrokarbon dan mendorong terbentuknya kondisi anaerobik sehingga dihasilkan senyawa fitotoksik
7
seperti H2S. Selain itu, minyak dengan sifatnya yang hidrofobik dapat menyebabkan struktur tanah menjadi buruk sehingga membatasi kemampuannya dalam menyerap air dan udara (Bossert dan 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 rizoma 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 dan 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 dan 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). Biodegradasi dan Bioremediasi Biodegradasi secara garis besar didefenisikan sebagai pemecahan senyawa organik oleh mikrob membentuk biomassa dan senyawa yang lebih sederhana yang akhirnya menjadi air, karbondioksida atau metana (Alexander 1994). Biodegradasi hidrokarbon didefinisikan sebagai suatu proses yang memanfaatkan aktifitas mikrob untuk mengubah senyawa hidrokarbon yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan hasil akhir berupa karbondioksida, air, dan energi. Reaksi sebagai berikut: mikrob CnHn + O2
CO2 + H2O + Energi
8
Proses degradasi limbah oleh mikrob memerlukan kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan mikrob. Secara umum mikrob memerlukan energi untuk membentuk sel baru, untuk mikrob pendegradasi hidrokarbon dibutuhkan oksigen untuk proses degradasi. Selanjutnya dijelaskan bahwa beberapa kasus pencemaran air tanah dapat disebabkan oleh senyawa organik beracun misalnya hidrokarbon dalam bentuk total petroleum hidrokarbon. Rossenberg dan Ron (1996) mengemukakan bahwa degradasi hidrokarbon minyak bumi terjadi bila mikrob menempel di permukaan butiran-butiran minyak karena enzim oksigenase yang dibutuhkan untuk memecah rantai karbon terikat pada membrane sel. Proses penguraian hidrokarbon oleh mikrob dimulai dengan terjadinya pelekatan mikrob pada globula minyak, yang dilanjutkan dengan pelarutan hidrokarbon oleh surfaktan. Hidrokarbon yang telah teremulsi selanjutnya diserap ke dalam sel dan diurai melalui proses katabolisme (Gambar 1). Proses katabolisme diawali dengan proses hidroksilasi n-alkana yang menghasilkan alkohol primer, yang selanjutnya dioksidasi oleh enzim dehidrogenase dan menghasilkan asam lemak. Jika sistem oksidasi mikrob pengurai hidrokarbon berjalan secara optimal, maka asam lemak yang terbentuk ini akan diurai sempurna menjadi energi, H2O dan CO2 melalui proses beta oksidasi (β-oksidasi) (Godfrey 1986). Alkana O2 NAD + H2O
Sistem Alkohol Primer Alkohol Dehidrogenase
Teroksidasi Aldehid H2O NAD(P)H
Alkohol Dehidrogenase Asam Lemak β-oksidasi
Teroksidasi Energi, H2O, CO2
Gambar 1 Jalur oksidasi monoterminal pada proses katabolisme hidrokarbon dalam sel mikrob Biodegradasi minyak merupakan suatu proses yang kompleks dan tergantung komunitas mikrobnya, kondisi lingkungan dan kandungan minyak yang akan didegradasi. Dalam proses tersebut akan terjadi penguraian hidrokarbon oleh mikrob yang telah beradaptasi dengan baik di lingkungan tersebut. Menurut Citroreksoko (1996) bahwa kemampuan biodegradasi terhadap beberapa senyawa berbeda-beda. Secara umum bioremediasi limbah hidrokarbon dilakukan pada skala pilot dan laboratorium dan waktu bioremediasi pada kisaran 3 bulan (90 hari) sampai 168 hari, dan minyak yang terdegradasi 48% sampai dengan 99.7%. Laju biodegradasi hidrokarbon tergantung dari beberapa parameter fisika, kimia dan biologi. Kemampuan bakteri mengubah senyawa hidrokarbon menjadi senyawa lain yang tidak membahayakan tergantung dari enzim yang diproduksinya (Churcill et al
9
1995). Hasil biodegradasi dari limbah minyak bumi berupa karbon dioksida, asam organik sederhana dan biomassa sel (Zhou dan Crawford 1995). Menurut Churcill et al (1995) selama proses bioremediasi terjadi pembebasan senyawa kimia organik volatil yang sulit dibedakan dengan kehilangan senyawa hidrokarbon akibat degradasi mikrob. Bulking agent mengurangi volatilisasi minyak mentah dari tanah, namun pengurangan yang disebabkan oleh penambahan bulking agent umumnya kurang dari 10% jika dibandingkan pengurangan tanpa bulking agent. Oleh karena itu penambahan bulking agent bukan suatu cara yang praktis untuk mengurangi kehilangan hidrokarbon akibat proses volatilisasi. Bila bulking agent akan digunakan pada proses bioremediasi, maka bulking agent perlu diaplikasikan segera setelah tumpahan minyak terjadi untuk mengurangi volatilisasi (Rhykerd et al. 1998). Mikrob Pendegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi Mikrob yang dapat hidup dan berperan dalam penguraian hidrokarbon adalah bakteri. Dalam aktivitasnya, bakteri memerlukan molekul karbon sebagai salah satu sumber nutrisi dan energi untuk melakukan metabolisme dan perkembangbiakannya sedangkan senyawa nonhidrokarbon merupakan nutrisi pelengkap yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya. Bakteri yang memiliki kemampuan mendegradasi senyawa hidrokarbon untuk keperluan metabolime dan perkembangbiakannya disebut kelompok bakteri hidrokarbonoklastik (Atlas 1981). Fraksi hidrokarbon yang digunakan oleh bakteri sebagai sumber karbon dan energi dapat berasal dari fraksi hasil pemecahan hidrokarbon oleh dirinya sendiri maupun fraksi hasil pemecahan hidrokarbon oleh jenis lainnya. Beberapa jenis bakteri dapat memecah hidrokarbon tetapi tidak dapat menggunakan fraksi hasil pemecahannya sebagai sumber karbon dan energi. Untuk mempertahankan hidupnya jenis bakteri tersebut menggunakan fraksi yang dihasilkan oleh jenis mikrob lain sebagai sumber karbon dan energinya. Pada komunitas mikrob bisa terjadi proses kometabolisme antar jenis yang ada. Jenis mikrob tertentu memecah hidrokarbon menjadi fraksi tertentu yang akan digunakan oleh jenis mikrob yang lain, sedangkan dirinya sendiri menggunakan fraksi hasil pemecahan yang dilakukan oleh jenis lainnya (Alexander 1977) Atlas (1981) melaporkan sejumlah mikrob 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. Alexander (1977) melaporkan jenis mikrob yang sudah diketahui dapat memecah hidrokarbon dengan berat molekul rendah seperti etana, propane dan butane antara lain Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces, Pseudomonas, Flavobacterium, kelompok bakteri cocci dan beberapa kapang berfilamen. Senyawa hidrokarbon dengan
10
berat molekul tinggi dapat didegradasi oleh berbagai kelompok bakteri Mycobacterium, Nocardia, Pseudomonas, Streptomyces, Corynebacterium, Acinetobacter, Bacillus, kelompok khamir Candida, Rhodotorula dan beberapa kelompok kapang. Adapun kelompok mikrob khususnya bakteri yang dapat mendegradasi hidrokarbon aromatik seperti fenol, naftalena dan antrasena, yang berisi satu, dua dan tiga cincin benzena adalah Pseudomonas, Mycobacterium, Arthrobacter, Bacillus dan Nocardia. Yudono et al. (2013) mengisolasi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak bumi dari lingkungan PT. Pertamina UBEB Limau Muara Enim dengan sampel yang berupa air, sludge dan tanah yang diambil dari lokasi penampungan limbah. Hasil penelitian ini diperoleh 10 isolat bakteri indigen yang mampu mendegradasi limbah minyak bumi, berdasarkan hasil identifikasi, 4 isolat bakteri tersebut termasuk ke dalam genera Pseudomonas, 4 isolat termasuk dalam genera Bacillus, 1 isolat termasuk genus Micrococcus dan 1 isolat masuk dalam genus Flavobacterium. Mashito (1999), melakukan isolasi bakteri dari ekosistem mangrove di Cikeong, Karawang, Jawa barat yang belum tercemar minyak bumi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada ekosistem mangrove terdapat bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak bumi dan dalam percobaannya ditemukan tiga isolat bakteri yaitu: Bacillus sp., Acinetobacter sp.1, dan Acinetobacter sp.2. Saidi et al. (1999) mengisolasi bakteri perombak minyak bumi dan solar dari EAH 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 CO2C serta biodegradasi minyak bumi. Dari hasil penelitian yang dikemukakan oleh Bosser dan Bartha (1984), telah ditemukan mikrob yang hidup di lingkungan minyak bumi, yaitu antara lain dari genera Alcaligenes, Arthrobacter, Acinetobacter, Nocardia, Achromobacter, Bacillus, Flavobacterium, dan Pseudomonas. Oetomo (1997) menemukan jenis mikrob yang mampu mendegradasi minyak bumi yaitu; Pseudomonas sp., Bacillus sp., Nocardia sp., Mycobacterium. Penelitian lain menemukan beberapa isolat mikrob dari tanah yang terkontaminasi limbah oli teridentifikasi beberapa jenis yaitu: Bacillus megaterium, Pseudomonas diminuta, Gluconobacter cerenius, Pasteurella caballi (Suortti et al. 2000). Komar dan Irianto (2000) melakukan bioremediasi dengan penambahan Bacillus sp., mampu mendegradasi tanah tercemar toluena; Wijayaratih (2001) melakukan bioremediasi dengan mikrob Pseudomonas sp., mampu mendegradasi senyawa hidrokarbon naftalena; Hardjito (2003) melakukan degradasi minyak bumi dengan mikrob Arthrobacter simplex, dan Pseudomonas aeruginosa. Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi Istilah Ekosistem Air Hitam (Black Water Ecosystem) merupakan pengembangan istilah yang sudah dikenal yaitu sungai air hitam yang memiliki warna hitam jernih juga beberapa danau dan rawa yang memiliki air hitam, tidak berbau,
11
terbentuk melalui proses alamiah yang berlangsung ribuan tahun, kaya akan bahan organik, dan dipengaruhi baik langsung maupun tidak langsung oleh lahan gambut. Ekosistem ini tidak hanya penting karena jenis flora dan faunanya juga dari segi bioteknologi sangat penting untuk dikembangkan. Diduga berbagai kelompok mikrob yang mampu hidup dalam kondisi ekstrim baik pada pH rendah (asidofilik), pH tinggi (alkalofilik), suhu rendah (mesofilik) dan suhu tinggi (termofilik), serta mikrob lain yang memiliki potensi untuk dikembangkan dalam industri bioteknologi dapat ditemukan dalam lingkungan tersebut. Selain potensi yang terkait erat dengan industri bioteknologi, lingkungan semacam ini menyimpan potensi mikrob yang dapat digunakan untuk bioremediasi. Kandungan fenol dan senyawa turunannya yang tinggi mengisyaratkan terdapat bakteri-bakteri yang mampu mendegradasi polutan berfenol ataupun senyawa-senyawa hidrokarbon lain sebagai pencemar lingkungan (Santosa 2000). Potensi gambut terbesar di Tanjung Jabung Timur, Jambi tersebar di dua area yaitu Mendahara dan Dendang. Dari hasil penelitian diketahui kandungan kalori gambut di area tersebut berkisar antara 4,000 – 5,500 kalori/Gram dengan tebal maksimum berkisar antara 5 – 13 meter. Kandungan abu berkisar antara 2.13 - 4.19 %, sedangkan kandungan sulfur berkisar antara 0.27 - 0.63 %. Penyebaran tanah di kawasan Tanjung Jabung Timur, Jambi secara makro pada umumnya adalah tanah yang selalu dipengaruhi oleh air, yaitu tanah-tanah yang berumur muda dan tanah organik atau tanah gambut.
12
3 ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI PENDEGRADASI MINYAK BERAT YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI Abstrak Ekosistem Air Hitam (EAH) Tanjung Jabung Timur, Jambi merupakan salah satu lingkungan alami unik di hutan rawa gambut tropis Indonesia yang memiliki potensi menyediakan berbagai mikrob yang bermanfaat untuk digunakan dan dikembangkan sebagai agen bioremediasi lingkungan tercemar minyak bumi. Dari lingkungan ini, sampel sedimen diambil untuk memperoleh bakteri pendegradasi minyak berat melalui proses isolasi, uji patogenesitas, dan karakterisasi morfologi, biokimia dan molekuler. Isolasi bakteri dilakukan dengan mengkultivasi suspensi sedimen di dalam media minimal cair dengan penambahan 1% (b/v) minyak berat. Secara keseluruhan, diperoleh 10 bakteri kultur tunggal yang berpotensi mampu mendegradasi minyak berat. Dari hasil seleksi lebih jauh, diperoleh 3 bakteri kultur tunggal dengan kapasitas degradasi tertinggi dan terbukti tidak bersifat patogen terhadap hewan dan tumbuhan. Karakteristik secara molekuler berdasarkan urutan gen 16S rRNA menunjukkan, MND2-29B dan MSB1-25 memiliki tingkat kemiripan sebesar 96.8% dan 95.0% terhadap Rhodococcus equi BS26 dan diduga merupakan genus baru, sedangkan MSB1-25E memiliki tingkat kemiripan sebesar 98.0% terhadap Bacillus sp SGE39 dan diduga merupakan spesies baru dari genus Bacillus. Karakterisasi secara morfologi dan biokimia menunjukkan isolat bakteri MND2-29B, MSB1-25A, dan MSB1-25E merupakan bakteri Gram positif, katalase positif dan mampu menfermentasi sukrosa. Karakteristik secara morfologi dan biokimia isolat menunjukkan bakteri MND2-29B dan MSB1-25A memiliki tingkat kimiripan sebesar 60% dan 45% terhadap Rhodococcus equi, sedangkan MSB1-25E memilliki tingkat kemiripan sebesar 72.2% terhadap Bacillus sp. Pendahuluan Meningkatnya kebutuhan manusia akan sumber energi utama yaitu minyak bumi untuk berbagai aktivitas menyebabkan meningkatnya kegiatan eksplorasi, eksploitasi dan transportasi produk minyak bumi. keadaan ini meningkatkan kecenderungan pencemaran lingkungan yang disebabkan minyak bumi melalui pembersihan tanki penyimpanan, kerusakan pipa dan tumpahan minyak selama transportasi (Ebuehi et al. 2005). Minyak berat dari industri minyak bumi adalah salah satu kontaminan organik yang persisten dan sangat resisten dari degradasi, dan metode untuk menangani permasalahan tersebut sampai saat ini yaitu melalui penimbunan (Huang et al. 2005). Jika mencemari lingkungan jenis minyak bumi ini akan memiliki tingkat akumulasi yang sangat tinggi di lingkungan tanah dan sedimen dibanding di lingkungan perairan (Karthikeyan dan Bhandari 2001). Banyak cara yang dapat digunakan untuk mengatasi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh minyak bumi khususnya minyak berat. Salah satu pendekatan yang paling baik untuk meremediasi lingkungan tersebut, khususnya tanah, adalah dengan menggunakan mikrob yang mampu mendegradasi senyawa toksik dari minyak berat melalui proses bioremediasi (Bento et al. 2005). Teknologi menggunakan mikrob terseleksi yang memiliki kapasitas untuk mendegradasi hidrokarbon minyak berat.
13
Di lingkungan alami, banyak bakteri dengan kapasitas tinggi yang belum dieksplorasi khususnya dari ekosistem tropis untuk digunakan dalam mendegradasi minyak berat atau senyawa dengan sifat yang sama. Bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat menggunakan senyawa-senyawa tersebut sebagai nutrisi dan sumber energi untuk metabolisme dan reproduksi. Bakteri pendegradasi minyak berat dapat diisolasi dari berbagai macam jenis lingkungan, tidak terbatas di lingkungan yang telah tersemar minyak berat. Keberadaan bakteri ini sangat berhubungan dengan ketersediaan hidrokarbon secara universal di alam sebagai hasil dekomposisi tumbuhan dan pelepasan minyak secara alami melalui rekahan cadangan geologi. Ekosistem Air Hitam (EAH) di hutan rawa gambut Indonesia adalah salah satu lingkungan alami yang unik dengan potensi keberadaan mikrob yang dapat mendegradasi minyak bumi (Santosa et al. 2000). Berdasarkan eksplorasi di EAH Kalimantan Tengah, Saidi (1999) berhasil mengisolasi dan menguji kapasitas spesies bakteri yang berpotensi dalam mendegradasi minyak bumi, yaitu Bacillus circulans, Pesudomonas stutzeri, Bacillus panthotenticus, Pseudomonas diminuta, dan Klebsiella edwardsii. Namun, literatur yang melaporkan penelitian terkait isolasi dan karakterisasi bakteri dengan kapasitas mendegradasi limbah minyak berat dan lingkungan yang terkontaminasi minyak berat masih terbatas. Penelitian ini difokuskan kepada isolasi, seleksi, uji patogenesitas dan karakterisasi morfologi, biokimia dan molekuler terhadap bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat dari EAH di Tanjung Jabung Timur, Jambi. Metodologi Waktu dan tempat Percobaan dalam penelitian ini dilakukan mulai Juli 2014 sampai Januari 2015. Sampling sedimen dilakukan di area EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi (Lampiran 1). Isolasi, seleksi, uji patogenesitas, dan karakterisasi secara morfologi, biokimia dan molekuler dilakukan di Environmental Biotechnology Laboratory (EBL), Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB), Bogor, Indonesia. Sampling dan isolasi bakteri Pengambilan sampel sedimen dilakukan di empat area EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi yang dibagi menjadi beberapa sub area, dimana setiap area pengambilan sampel diukur pH dan suhu air. Sampel sedimen di EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi diambil dari sedimen lapisan atas dengan tingkat kedalaman yang relatif dangkal (< 1 m). Sampel sedimen diambil sejumlah 50 g dari setiap titik pengambilan sampel, kemudian sampel dimasukan ke dalam kantung plastik zip lock steril dan disimpan di dalam cool box dengan suhu 4oC untuk persiapan isolasi bakteri di dalam laboratorium. Isolasi bakteri dilakukan di Environmental Biotechnology Laboratory (EBL), ICBB, Bogor, dimana 1 g sampel sedimen diencerkan ke dalam 9 mL larutan fisiologis kemudian 0.1 mL suspensi diinokulasikan ke dalam media minimal cair dengan kandungan 1% (b/v) minyak berat dan diinkubasi pada suhu ruang selama 14 hari. Minyak berat yang digunakan diperoleh dari Gathering Station Batang, PT Chevron Pacific Indonesia, Riau, Indonesia dengan API gravity 21.93o. Konsorsium bakteri pendegradasi minyak berat selanjutnya dipurifikasi di media Nutrient Agar (NA).
14
Selanjutnya isolat murni bakteri yang diperoleh diuji kemampuannya dalam mendegradasi minyak berat. Uji patogenesitas Dua pengujian yang berbeda digunakan untuk menguji potensi patogen dari isolatisolat yang diseleksi. Patogenesitas terhadap manusia dan hewan diuji dengan menggunakan uji hemolisis (Zimbro et al. 2009), dan untuk tumbuhan pengujian dilakukan dengan uji respon hipersensitif (Schaad et al. 2001). Uji hemolisis didasarkan pada kapasitas bakteri dalam mendegradasi darah pada media agar darah melalui pembentukan zona bening di sekeliling koloni bakteri. Untuk respon hipersensitif, daun tembakau digunakan sebagai media percobaan (Klement 1982). Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA Karakteristik molekuler didasarkan pada pengurutan gen 16S rRNA untuk mengidentifikasi isolat-isolat yang terpilih. DNA bakteri diisolasi dengan metode Atashpaz et al. (2010). Kultur isolat dipanen dengan proses sentrifugasi sehingga dicapai pelet sebanyak 50 – 100 mg. Pelet diresuspensi dengan 800 µL buffer lysis (CTAB, Tris HCl, NaCl, PVP, dan NA2EDTA) selanjutnya dinkubasi pada suhu 65oC selama 30 menit (Gram negatif) atau 120 menit (Gram positif) dan dibolak-balik setiap 10 menit. Supernatan diperoleh setelah sentrifugasi kembali. Ekstraksi DNA dengan menambahkan kloroform-isoamilalkohol (24:1 v/v) ke dalam supernatan, selanjutnya disentrifugasi 12,000 rpm (8870.4x g) pada suhu 4oC selama 10 menit. Supernatan ditambahkan 100 µL natrium asetat 5 M dan selanjutnya ditambahkan isopropanol (volume ekuivalen) yang telah didinginkan -20oC. Sampel disentrifugasi 14,000 rpm (12073.6x g) pada suhu 4oC selama 10 menit. Supernatan dibuang dan pelet dicuci dengan 500 µL etanol 96% kemudian sentrifugasi 12,000 rpm pada suhu 4oC selama 5 menit. Pelet dicuci untuk yang kedua kali dengan 500 µL etanol 70% kemudian sentrifugasi 12,000 rpm pada suhu 4oC selama 5 menit. Selanjutnya pelet dikeringkan dan dilarutkan dengan 50 µL nuclease-free water. Selanjutnya sampel DNA yang berhasil diisolasi disimpan pada suhu -20oC. DNA yang berhasil diisolasi selanjutnya diamplifikasi dengan menggunakan mesin Polymerase Chain Reaction (PCR, mini dice TAKARA). Primer yang digunakan merupakan primer universal 16F27 5'AGA GTT TGG TGA TCM CTC AG3 ', R1492 5'TAC GGY TAC CTT GTT ACG ACTT-3' (Santosa 2001). PCR master mix disiapkan dengan volume 50 mL dengan kandungan 25 mL PCR master mix, 5 mL forward primer, 5 mL reverse primer, dan 1 mL ekstrak DNA. Program PCR terdiri dari denaturasi awal pada suhu 95°C selama 3 menit, penempelan primer pada suhu 48oC selama 30 detik, dan pemanjangan pada suhu 72oC selama 2 menit, setelah 30 siklus dengan pemanjangan akhir pada suhu 72oC selama 15 menit. produk PCR kemudian dijalankan pada 1.5% agarose di dalam larutan TAE buffer 1x yang mengandung 10 mg/mL etidium bromida. Produk PCR selanjutnya disekuen dengan ABI PRISM 3730xl DNA Analyzer yang dikembangkan oleh Applied Biosystems. Hasil dari sekuen kemudian dibandingkan dengan sekuen-sekuen gen yang ada pada pusat data di European Molecular Biology Laboratory (EMBL) pada situs www.ebi.ac.uk. Selanjutnya hasil sekuensing didaftarkan di European Nucleotide Archive (ENA) untuk mendapatkan nomor aksesi. Berdasarkan hasil karakterisasi secara molekuler, pohon filogenetik dikonstruksi dengan menggunakan perangkat lunak MEGA 6.0.
15
Karakterisasi morfologi dan biokimia Karakteristik morfologi didasarkan pada penampilan warna, ukuran dan pola dari perkembangan koloni. Karakteristik biokimia dilakukan melalui uji oksidatif dan uji fermentasi karbohidrat (Mac Faddin 1979). Selanjutnya hasil karakterisasi tersebut dibandingkan dengan spesies pembanding dengan kekerabatan terdekat dari hasil identifikasi secara molekuler. Hasil dan Pembahasan Isolasi, seleksi dan pemurnian konsorsium bakteri Lokasi pengambilan sampel di Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur dibagi menjadi empat area besar berdasarkan pembagian kecamatan dimana keempat area ini secara geografis berada di antara dua hutan lindung gambut terbesar di Provinsi Jambi. Keempat area ini yaitu Kecamatan Mendahara Ulu dengan sub area yaitu Simpang Mencolok, Sungai Toman, dan Pematang rahim, Kecamatan Geragai dengan sub area sungai Lagan, Kecamatan Muara Sabak dengan sub area Parit Culum, dan Kecamatan Dendang dengan sub area Catur Rahayu, Catur Rahayu II dan Sidomukti. Secara umum lokasi pengambilan sampel memiliki kondisi perairan dengan pH yang rendah yaitu berkisar antara 3.9 – 5.3 (Lampiran 2). Berdasarkan kegiatan pengambilan sampel di lapang diperoleh 150 sampel sedimen. Dari hasil isolasi bakteri terhadap 150 sampel sedimen yang dilakukan pada media minimal cair dengan kandungan 1% minyak berat diperoleh 15 konsorsium bakteri yang menunjukkan adanya kekeruhan media dikarenakan pertambahan biomassa sel bakteri dan terdispersinya minyak berat ke dalam media. Berdasarkan hasil seleksi lebih jauh diperoleh tiga konsorsium bakteri dengan kode MND2-29 mewakili area Mendahara Ulu, GRG1-20 dari Geragai dan MSB1-25 dari Muara Sabak yang menunjukkan tingkat kekeruhan media yang paling baik. Tiga konsorsium tersebut selanjutnya dipurifikasi untuk memperoleh kultur tunggal. Berdasarkan proses pemurnian dihasilkan 10 isolat bakteri tunggal yang selanjutnya dilakukan pengujian patogenesitas dan kemampuan untuk degradasi minyak berat (Tabel 1). Berdasarkan hasil uji patogenesitas, tiga dari sepuluh isolat menunjukkan gejala nekrosis atau reaksi pertahanan lokal dari jaringan daun tembakau yang diinfeksikan bakteri pada tiga hari setelah inokulasi. Uji hemolisis menunjukkan 50% dari kultur bakteri berpotensi patogen terhadap manusia dan hewan karena mampu membentuk zona bening disekitar koloni pada media agar darah. Kemungkinan jenis dari hemolisis tersebut adalah β-hemolysis (Difco 2009). Pengujian degradasi minyak berat dilakukan pada media minimal cair untuk mengamati kemampuan bakteri dalam mendispersi minyak berat ke dalam media sebagai indikasi terdegradasinya minyak berat. Hasil pengujian menunjukkan empat dari sepuluh isolat mampu memproduksi kekeruhan yang paling tinggi pada media yang mengindikasikan kemampuan dalam memanfaatkan minyak berat. Terdispersinya minyak berat ke dalam media minimal cair diduga adanya biosurfaktan yang dihasilkan oleh bakteri. Phale et al. (1995) melaporkan, banyak mikrob yang menghasilkan biosurfaktan selama pertumbuhan pada substrat yang mengandung alkana. Biosurfaktan mampu menurunkan teganan permukaan antara air dan minyak, sehingga membentuk emulsi minyak di dalam media cair (Beal dan Betts 2000). Proses seleksi terhadap sepuluh kultur tunggal menghasilkan tiga kultur tunggal yang paling baik dalam mendispersi minyak berat kedalam media minimal cair sehingga
16
ketiga isolat tunggal tersebut berpotensi digunakan dan dikembangkan untuk proses bioremediasi lingkungan yang tercemar minyak berat. Tabel 1 Seleksi isolat tunggal bakteri yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi Uji No
Kode*
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MND2-29A MND2-29B GRG1-20A GRG1-20B GRG1-20C MSB1-25A MSB1-25B MSB1-25C MSB1-25D MSB1-25E
Respon hipersensitif + + + -
Hemolisis + + + + + -
Degradasi minyak berat pada media minimal cair ** **** **** *** ** **** * * ** ****
(+) = positif, (-) = negatif (****) = sangat keruh, (***) = keruh, (**) = agak keruh, (*) = tidak keruh *kode bakteri yang dicetak tebal merupakan bakteri terpilih
Identifikasi molekuler isolat bakteri berdasarkan sekuen gen 16S rRNA Amplifikasi urutan gen 16S rRNA bakteri dengan ukuran sekitar 1500 bp ditunjukkan pada Gambar 2. Proses pengurutan gen menggunakan satu primer sehingga dihasilkan urutan parsial gen 16S rRNA dari isolat bakteri MND2-29B, MSB1-25A, dan MSB1-25E dengan panjang masing-masing sekitar 1130, 1270, dan 960 bp. Data hasil analisis sekuen gen berdasarkan 16S rRNA dengan menggunakan program FASTA 3 pada EBI (Tabel 3) menunjukkan bahwa isolat MND2-29B dan MSB1-25A memilliki tingkat homologi masing-masing sebesar 96.8% dan 95.0% terhadap Rhodococcus equi BS26. Kedua isolat tersebut adalah genus baru karena tingkat homologi gen 16S rRNA kurang dari 97% (Drancourt et al. 2000). Sedangkan isolat MSB1-25E memilliki tingkat homologi sebesar 98.0% terhadap Bacillus sp. SGE39 dan merupakan spesies baru dari genus Bacillus karena memiliki tingkat homologi diantara 97% dan 99% (Drancourt et al. 2000). Kelompok genus Rhodococcus adalah aerobik, Gram positif, dan beberapa anggotanya memiliki kapasitas untuk mendegradasi hidrokarbon, khususnya toluena (Juteau et al. 1999). Beberapa anggota dari genus Rhodococus ini juga memiliki kapasitas dalam memineralisasi beberapa jenis alkana (Whyte et al. 1998 ), dan mampu menghasilkan biosurfaktan (Yakimov et al. 2004). Kelompok Rhodococcus juga cukup banyak dan memiliki ketahanan hidup yang baik di lingkungan (Larkin et al. 1998). Isolat bakteri MSB1-25E termasuk ke dalam kelompok Bacillus. Genus Bacillus merupakan kelompok bakteri yang banyak digunakan sebagai agen bioremediasi lingkungan tercemar minyak bumi. Bacillus altitudinis menunjukkan kemampuan untuk mendegradasi senyawa Poli Aromatik Hidrokarbon (PAH) seperti penantren, dibenzotipen dan florin di dalam limbah minyak berat (Charlena 2010). Beberapa bakteri pendegradasi minyak bumi dari kelompok Bacillus juga berhasil diisolasi dari EAH di Kalimantan Tengah (Santosa 2004). Zarilla dan Perry (1987) berhasil
17
melakukan isolasi Bacillus thermoleovoran yang mampu mendegradasi senyawasenyawa aromatik.
Gambar 2 Amplifikasi PCR dari berdasarkan gen 16S rRNA. 1 kb marker DNA; 1 MND2-29B; 2 MSB1-25A; 3 MSB1-25E). Tabel 2 Identifikasi berdasarkan sekuen gen 16S rRNA tiga bakteri terpilih pendegradasi minyak berat serta spesies padanan kode MND2-29B MSB1-25A MSB1-25E
Nomor Aksesi* LN907823 LN907824 LN 907825
Spesies padanan Rhodococcus equi Rhodococcus equi Bacillus sp
Strain BS26 BS26 SGE39
Homologi 96.8% 95.0% 98.0%
Query cover 96.8% 95.0% 98.0%
*Nomor aksesi dikeluarkan oleh European Nucleotide Archieve (ENA), EMBL Nucleotide Sequence Database berdasarkan urutan gen 16S rRNA yang telah didaftarkan
Perbandingan karakter morfologi dan biokimia isolat terhadap kerabat terdekat Isolat bakteri MND2-29B, MSB1-25A, dan MSB1-25E dianalisis karakterisitik morfologi dan biokimia seperti yang ditampilkan pada Tabel 3. Karakterisasi morfologi dan biokimia bakteri terpilih dibandingkan dengan spesies padanannya masing-masing yang diperoleh dari hasil identifikasi secara molekuler. Berdasarkan pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (Holt et al. 1994) and The Prokaryotes (Grimont and Grimont 2006) menunjukkan MND2-29B dan MSB1-25A memiliki tingkat kemiripan sebesar 60% dan 45% terhadap Rhodococcus equi, sedangkan isolat MSB1-25E memiliki tingkat kemiripan sebesar 72.2% dengan Bacillus sp. Pengamatan morfologi menunjukkan ketiga bakteri memiliki perbedaan warna koloni dan ukuran sel tetapi memiliki persamaan pada bentuk, elavasi, pinggiran, tekstur dan permukaan koloni, serta persamaan bentuk sel dan Gram. Karakteristik biokimia menunjukkan ketiga bakteri terpilih memiliki enzim katalase yang mengindikasikan isolat-isolat tersebut dapat melakukan respirasi dengan oksigen sebagai terminal akseptor elektron. Pengujian fermentasi karbohidat menunjukkan ketiga kultur tunggal
18
memiliki kemampuan untuk menfermentasi glukosa, sukrosa dan selobiosa, dan hanya isolat MND2-29B yang mampu menfementasi sorbitol. Hasil tersebut mengindikasikan bahwa bakteri-bakteri tersebut mampu menfementasikan gula karena memiliki enzim spesifik yang bertanggung jawab untuk fermentasi gula dan memproduksi gas dan asam (Al-Allaf 2011). Table 3 Karakteristik morfologi dan biokimia tiga isolat bakteri terpilih. Karakteristik
MND2-29B
Isolat kultur tunggal terpilih dan spesies padanan Rhodococcus MSB1-25A MSB1-25E equi
Bacillus sp
1. Morfologi Koloni Warna Merah muda Putih Merah mudah Putih Abu-abu Bentuk Circular Circular Circular Circular Irregular Elevasi Convex Convex Convex Convex Convex Pinggiran Entire Entire irregular Entire rough Tekstur Halus Halus Halus Halus Halus permukaan mengkilap mengkilap mengkilap mengkilap mengkilap Motilitas + + + + 2. Morfologi sell Gram + + + + + Bentuk Coccus Coccus Coccus Rod Rod Ukuran (µm) 0.5 x 1 0.5 x 2 0.7-1 0.5 x 1 0.5-2.5 3. Biokimia KOH Oksidase + + K atalase + + + + + Glukosa +g+ +g+ + +g+ + Sukrosa + + + + + Manito + Iositol + Sorbitol + + Xilosa + + +/Selobiosa + + + Galaktosa + + Kemiripan 60% 45% 72.2% + = Positif, - = negatif, g+ = produksi gas, +/- = positif atau negatif untuk beberapa spesies
Analisis filogenetik Pohon filogenetik dikonstruksi untuk menentukan hubungan taksonomi bakteri dengan menggunakan perangkat lunak MEGA 6.0 melalui metode Maximum Likelihood (Tamura et al. 2011) dan 1000 bootstrap untuk tingkat kepercayaan. Hubungan filogenetik dari ketiga isolat tunggal bakteri terpilih dibandingkan dengan beberapa bakteri pendegradasi minyak bumi lain (Gambar 3). Pohon filogenetik menunjukkan bahwa isolat MND2-29B bercabangan dengan isolat MSB1-25A dengan bootstrap support sebesar 88%. Cluster yang terdiri dari MND2-29B dan MSB1-25A bercabangan dengan Rhodococcus equi BS26 dengan bootstrap support sebesar 74%. Isolat bakteri MSB1-25E bercabangan with Bacillus sp SGE39 dengan bootstrap support sebesar 100%.
19
MND2-29B LN907823 74 90
Rhodococcus equi BS26 MSB1-25A LN907824
100
Nocardia sp. FM 0981 Pimelobacter simplex KCTC 9106 Brevibacillus choshinensis DSM 8552 Bacillus circulans 7CCIP2
100
MSB1-25E LN907825
99 100
Bacillus sp. SGE39 Gluconobacter cerinus NBRC 3275
72
Ochrobactrum anthropi ACe07(3) Pasteurella caballi ATCC 49197
99
Pseudomonas stutzeri RD28
100
0.05
Gambar 3 Analisis filogenetik bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat berdasarkan sekuen gen 16S rRNA dengan menggunakan metode Maximum Likelihood Simpulan Tiga konsorsium bakteri yang mampu mendegradasi minyak berat berhasil diisolasi dari sampel sedimen yang berasal dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi. Seleksi lebih jauh melalui uji hemolisis, uji respon hipersensitif dan uji degradasi minyak berat pada media minimal cair menghasilkan tiga isolat tunggal bakteri dengan kapasitas yang paling tinggi dalam mendegradasi minyak berat. Hasil identifikasi molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rRNA menunjukkan isolat MND2-29B dan MSB1-25A memilliki tingkat homologi masing-masing sebesar 96.8% dan 95.0% terhadap Rhodococcus equi BS26, sehingga kedua isolat tersebut diduga merupakan genus baru. Isolat MSB1-25E memilik tingkat homologi sebesar 98.0% terhadap Bacillus sp SGE39 sehingga isolat tersebut diduga merupakan spesies baru dari genus Bacillus. Karakteristik morfologi dan biokimia menunjukkan isolat MND2-29B dan MSB1-25A memiliki kemiripan masing-masing sebesar 60% and 45% terhadap Rhodococcus equi, sedangakan isolat MSB1-25E memiliki kemiripan sebesar 72.2% terhadap Bacillus sp.
20
4 EFEKTIVITAS BAKTERI YANG DIISOLASI DARI EKOSISTEM AIR HITAM TANJUNG JABUNG TIMUR, JAMBI UNTUK BIODEGRADASI MINYAK BERAT PADA MEDIA CAIR DAN PADAT Abstrak Bakteri telah digunakan secara luas sebagai agen bioremediasi untuk mengatasi lingkungan yang tercemar minyak bumi. Namun, penggunaannya untuk minyak berat sebagai pembanding lingkungan yang tercemar minyak ringan dan medium belum banyak dilaporkan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan efektivitas bakteri yang diisolasi dari Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi sebagai agen bioremediasi pada media cair dan padat yang tercemar minyak berat. Isolat bakteri yang digunakan adalah isolat dengan kode MND2-29B dan MSB1-25A yang berdasarkan karakteristik molekuler dengan urutan gen 16S rRNA yang memiliki tingkat homologi masing-masing 96.8% dan 95.0% terhadap Rhodococcus equi BS26 dan isolat dengan kode MSB1-25E memiliki tingkat homologi 98.0% terhadap Bacillus sp SGE39. Media cair yang digunakan adalah media minimal cair dengan kandungan 20% Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) minyak berat dengan penambahan surfaktan Tween 80 dan media padat yang digunakan adalah tanah Ultisol dengan kandungan 10% TPH minyak berat. Kapasitas degradasi bakteri diuji secara kultur tunggal dan kultur campuran. Hasil terbaik diantara perlakuan kultur tunggal dan kultur campuran pada media cair ditunjukkan oleh kultur campuran yang terdiri dari isolat MSB1-25A dan MSB1-25E yang mampu menurunkan kadar TPH minyak berat dari 20% menjadi 12.16% dalam 15 hari inkubasi. Lebih lanjut, kultur campuran yang sama mampu menurunkan kadar TPH minyak berat pada tanah Ultisol dari 10% menjadi 0.5% dalam 8 minggu inkubasi. Pendahuluan Peningkatan kebutuhan energi minyak bumi yang merupakan bahan bakar fosil utama dan berkurangnya cadangan minyak bumi konvensional di alam memicu peningkatan produksi minyak berat di seluruh dunia (Muraza dan Galadima 2015). Untuk memenuhi kebutuhan yang bersifat kontinyu ini, maka kegiatan eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan transportasi produk minyak berat akan terus meningkat. Keadaan ini akan meningkatkan kasus pencemaran lingkungan oleh minyak berat yang dapat berasal dari kegiatan dan sisa pembersihan tangki penampungan, kebocoran pipa dan tumpahan selama proses transportasi (Ebuehi et al. 2005). Minyak berat memiliki viskositas dan densitas tinggi serta mengandung banyak senyawa organik yang lebih berat, seperti resin dan aspalten, daripada yang terkandung pada minyak medium dan minyak ringan (Huang et al. 2005; Hao dan Lu 2009; Muraza dan Galadima 2015). Karakteristik tersebut menyebabkan minyak berat lebih sulit didegradasi. Oleh karena itu, pencemaran lingkungan terestrial maupun akuatik yang disebabkan oleh minyak berat lebih berpotensi menurunkan kualitas dan fungsi lingkungan serta mengganggu keseimbangan ekologis daripada oleh minyak medium dan minyak ringan. Penerapan metode remediasi secara fisika dan kimia tidak menghilangkan cemaran minyak bumi secara permanen. Salah satu metode alternatif yang lebih efektif, efisien, dan ramah lingkungan adalah bioremediasi, yaitu teknologi penggunaan mahluk hidup khususnya bakteri sebagai agen biologis yang mampu memanfaatkan hidrokarbon
21
minyak bumi sebagai sumber karbon dan energi metabolisme yang kemudian diubah menjadi CO2, H2O dan biomassa (Andrews et al. 2004; Dhar et al. 2012). Bakteri pendegradasi minyak bumi dapat diisolasi dari berbagai jenis lingkungan, tidak hanya di lingkungan yang tercemar minyak bumi. Umumnya, lingkungan alami menyediakan berbagai mikrob yang mengindikasikan kemampuannya beradaptasi dan melindungi lingkungan habitatnya dari kerusakan dan pencemaran. Keberadaan bakteri yang mampu mendegradasi hidrokarbon berhubungan dengan ketersedian hidrokarbon secara universal di alam sebagai hasil dekomposisi tumbuhan dan pelepasan minyak bumi secara alamiah melalui rekahan cadangan geologi (Pritchard 1993). Ekosistem Air Hitam (EAH) merupakan salah satu ekosistem unik alami yang memungkinkan keberadaan beragam mikrob dengan potensi yang sangat besar untuk dikembangkan dalam industri bioteknologi termasuk bioremediasi (Santosa et al. 2000). EAH merupakan pengembangan istilah dari sungai, danau dan rawa yang memiliki warna air hitam, tidak berbau, terbentuk melalui proses alamiah yang berlangsung selama ribuan tahun, kaya akan bahan organik dan dipengaruhi oleh lahan gambut. Di Indonesia, EAH antara lain dijumpai di Jambi dan Kalimantan Tengah. Lahan gambut di Sumatera berkembang dari bahan induk biomassa rerumputan, sedangkan di Kalimantan dari biomassa kayu. Oleh karena itu, karakteristik EAH di kedua pulau tersebut, termasuk mikrob yang terkandung di dalamnya, diduga berbeda dan perlu dieksplorasi pemanfaatannya. Berdasarkan eksplorasi di EAH Kalimantan Tengah, Saidi (1999) berhasil mengisolasi dan menguji kapasitas spesies bakteri yang berpotensi dalam mendegradasi minyak bumi, yaitu Bacillus circulans, Pesudomonas stutzeri, Bacillus panthotenticus, Pseudomonas diminuta, dan Klebsiella edwardsii. Listiawati (2004) melaporkan kemampuan konsorsium bakteri yang diisolasi dari EAH Kalimantan Tengah dalam menurunkan kadar Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) limbah lumpur berminyak pada skala laboratorium dari 58,882 ppm menjadi 6,652 ppm dalam waktu 6 minggu inkubasi. Namun, minyak bumi yang didegradasi pada kedua penelitian terdahulu tersebut tidak terklasifikasikan sebagai minyak berat. Salah satu faktor penting yang mempengaruhi proses biodegradasi adalah sifat hidrofobik minyak yang dapat membatasi transfer molekul minyak berat ke permukaan sel bakteri. Permasalahan ini dapat diatasi dengan menambahkan surfaktan (surface active agent) (Guerin 2015). Aplikasi bakteri terseleksi yang dikombinasikan dengan penggunaan surfaktan dapat meningkatkan kapasitas biodegradasi melalui proses dispersi atau peningkatan kelarutan minyak dalam fase cairan, sehingga luas permukaan minyak yang dapat didegradasi bakteri bertambah (Qomarudin et al. 2015). Eksplorasi dan pengujian kapasitas bakteri dalam mendegradasi hidrokarbon minyak berat, khususnya yang berasal dari EAH di pulau Sumatera, belum banyak dilaporkan. Penelitian eksploratif ini dilakukan dengan tujuan menguji efektivitas bakteri terseleksi pendegradasi hidrokarbon dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi sebagai agen bioremediasi untuk mendegradasi minyak berat di media cair dengan penambahan surfaktan dan media padat. Metodologi Waktu dan Tempat Percobaan dalam penelitian ini dilakukan dari Januari sampai April 2015. Percobaan dan analisis laboratorium dilaksanakan di Environmental Biotechnology
22
Laboratory (EBL), Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology (ICBB), Bogor. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tiga isolat bakteri pendegradasi hidrokarbon terseleksi yang diisolasi dari EAH Tanjung Jabung Timur, Jambi dengan kode MND2-29B, MSB1-25A dan MSB1-25E; minyak berat yang diperoleh dari Gathering Station Batang, PT Chevron Pacific Indonesia, Riau dengan API gravity 21.93o; media minimal cair dengan penambahan surfaktan Tween 80 sebagai media cair; dan contoh tanah Ultisol Bogor, Jawa Barat sebagai media padat. Surfaktan nonionik Tween 80 yang digunakan dalam penelitian ini bersifat biodegradable, tidak toksik dan relatif murah (Kosswig dan Marl 2003). Identifikasi dan uji kompatibilitas bakteri Tiga isolat bakteri terseleksi diidentifikasi secara molekuler berdasarkan sekuen parsial gen 16s rRNA. Hasil sekuens dimasukkan ke dalam program FASTA untuk mengetahui kekerabatan terdekat. Selanjutnya dilakukan uji kompatibilitas untuk mengetahui pengaruh pertumbuhan satu bakteri terhadap bakteri lainnya. Koloni bakteri diambil menggunakan jarum ose dan digoreskan pada media Nutrient Agar (NA) dan diamati setelah 24-48 jam inkubasi. Pembentukan zona bening mengindikasikan adanya sifat antagonis antar bakteri sehingga tidak dapat digunakan sebagai kultur campuran dan sebaliknya. Penentuan kurva standar dan kurva pertumbuhan populasi bakteri Tiga isolat bakteri diambil menggunakan jarum ose dan ditumbuhkan pada media Nutrient Broth (NB). Setelah 48 jam inkubasi, suspensi bakteri dalam medium NB diencerkan berurut 1:1, 1:2, 1:4, 1:8, 1:16 kali dan diukur nilai kerapatan optisnya menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm (OD620). Pada waktu yang bersamaan, populasi bakteri dari setiap tingkat pengenceran ditentukan dengan metode hitungan cawan (plate counting). Persamaan regresi linier hubungan antara data populasi bakteri dan OD620 pada kurva standar digunakan untuk menentukan populasi bakteri. Untuk pembuatan kurva pertumbuhan, masing-masing bakteri diambil 1 ose, diinokulasikan ke 100 mL media NB dan dilakukan pengocokan. Kemudian dilakukan pengukuran kekeruhan media berdasarkan nilai OD620 pada jam ke: 0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, dan 48. Hasil pengukuran dibuat kurva dengan waktu pengamatan sebagi sumbu x dan nilai OD620 sebagai sumbu y. Berdasarkan kurva pertumbuhan ditentukan fase pertumbuhan dan kecepatan pertumbuhan tertinggi (µmax) dari masing-masing isolat bakteri sebagai dasar pembuatan kultur campuran (Munawar dan Elfita 2011). Kecepatan pertumbuhan bakteri ditentukan berdasarkan persamaan: µmax
= 2.3 (Log Nt – Log N0) / (t – t0)
dimana Nt: jumlah akhir bakteri (setelah waktu tertentu), N0: jumlah awal bakteri, t: waktu akhir (setelah waktu tertentu) dan t0: waktu awal.
23
Uji efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan dan media tanah Ketiga bakteri diujikan pada media cair dalam bentuk kultur tunggal, kultur campuran 2 bakteri dan 3 bakteri dengan kontrol sel bakteri mati dari setiap perlakuan. Pengujian dilakukan di dalam 50 mL media minimal cair non-steril dengan kadar TPH 20% (b/v) yang ditambahkan surfaktan Tween 80 pada dosis critical micelle concentration 0.015 mL/L yang telah didiamkan selama 24 jam untuk penstabilan. Pengujian dilakukan dengan pengocokan selama 15 hari. Pada akhir inkubasi dilakukan pengukuran kadar TPH (gravimetri), pH dan OD610 (spektofotometri). Pengujian selanjutnya dilakukan dengan menginokulasikan kultur tunggal atau campuran bakteri dengan kapasitas degradasi terbaik pada media non-steril dengan komposisi 1800 g tanah dan 200 g minyak berat (10% b/b) yang telah didiamkan selama 24 jam untuk penstabilan. Media dikondisikan optimum untuk pertumbuhan bakteri dengan mengatur kadar air pada kapasitas lapang dan aerasi melalui pengadukan setiap hari, serta penambahan 10 ppm N dalam bentuk Urea dan 3.6 ppm P2O5 dalam bentuk SP-36 setiap minggu selama waktu inkubasi. Pengukuran dilakukan terhadap kadar TPH (gravimetri), pH, dan kadar CO2 (titrimetri). Analisis data Data dianalisis secara deskriptif dan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. Uji kapasitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media cair dan padat didasarkan hasil analisis ragam dengan uji lanjut DMRT pada taraf 5%. Hasil dan Pembahasan Identifikasi dan kompatibilitas bakteri Hasil identifikasi menunjukkan bahwa isolat MND2-29B dengan nomor aksesi LN907823 memiliki tingkat homologi 96.8% dengan Rhodococcus equi BS26, MSB1-25A dengan nomor aksesi LN907824 memiliki tingkat homologi 95.0% dengan Rhodococcus equi BS26 dan MSB1-25E dengan nomor aksesi LN907825 memiliki tingkat homologi 98.0% dengan Bacillus sp. SGE39 (Bab 3). Hasil pengujian menunjukkan tidak ada zona bening yang terbentuk pada pertemuan goresan ketiga isolat bakteri di media NA. Hal ini mengindikasikan bahwa ketiga isolat dapat dikultivasi secara bersamaan di dalam suatu media tanpa adanya aktivitas saling menghambat sehingga dapat digunakan dalam pembuatan kultur campuran. Kurva standar dan kurva pertumbuhan populasi bakteri Kurva standar tiga isolat terseleksi bakteri pendegradasi minyak berat disajikan pada Gambar 4. Berdasarkan kurva pertumbuhan pada Gambar 5, ketiga isolat terseleksi mengalami fase adaptasi pada jam ke-0 sampai -4 dan memasuki fase eksponensial pada jam ke-8 secara bersamaan. Selama pertumbuhan, pada jam ke-40 isolat MND2-29B mulai menunjukkan fase penurunan pertumbuhan, sedangkan isolat MSB1-25A dan MSB1-25E mengalami fase penurunan pertumbuhan pada jam ke-44. Berdasarkan rerata kecepatan pertumbuhan maksimum (µmax), MSB1-25E mencapai µmax sebesar 0.118 pada jam ke-12, sedangkan MND2-29B dan MSB1-25A mencapai µmax masingmasing sebesar 0.214 dan 0.298 pada jam ke-16.
24
9,5
y = 1,8222x + 8,235 R² = 0,9064
Log Jumlah Sel Bakteri
Log Jumlah Sel Bakteri
Berdasarkan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai µmax masing-masing isolat, pembuatan kultur campuran dimulai dengan mengkultivasi MSB1-25A dan MND2-29B terlebih dahulu pada media NB, dan setelah 4 jam dilakukan kultivasi MSB1-25E. Setelah 16 jam, ketiga isolat bakteri mencapai µmax secara bersamaan sehingga dapat dibuat kultur campuran.
9,0 8,5 8,0 0
0,2
0,4 0,6 Absorbansi
9,5
y = 1,6992x + 8,1721 R² = 0,9591
9,0 8,5 8,0
0,8
0
0,2 0,4 Absorbansi
Log Jumlah Sel Bakteri
(a)
0,6
(b) 9,5
y = 1,5102x + 8,3047 R² = 0,9576
9,0 8,5 8,0 0
0,2
0,4 0,6 Absorbansi
0,8
(c) Gambar 4 Kurva standar bakteri pendegradasi minyak berat: (a) MND2-29B, (b) MSB1-25A dan (c) MSB1-25E. 1
OD620
0,8 0,6
MND2-29B MSB1-25A MSB1-25E
0,4 0,2 0 0
4
8
12
16
20
24 28 Jam
32
36
40
44
48
Gambar 5 Kurva pertumbuhan bakteri selama 48 jam inkubasi.
25
Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Tabel 4 menunjukkan kultur campuran MSB1-25A dan MSB1-25E, dengan kadar TPH dan pH pada akhir waktu inkubasi paling rendah dan berbeda nyata, memiliki kapasitas degradasi minyak berat paling tinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Namun, nilai OD610 pada perlakuan kultur campuran tiga bakteri lebih tinggi dibandingkan dengan kultur campuran MSB1-25A dan MSB1-25E. Hal ini diduga pada kultur campuran tiga bakteri terjadi kejenuhan media yang disebabkan penumpukan hasil metabolisme, sehingga proses degradasi pada perlakuan ini kurang optimal jika dibandingkan kultur campuran MSB1-25A dan MSB1-25E. Tabel 4 Efektivitas bakteri terhadap TPH, pH dan OD610 pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan selama 15 hari inkubasi Perlakuan MND2-29B MSB1-25A MSB1-25E MND2-29B + MSB1-25A MND2-29B + MSB1-25E MSB1-25A + MSB1-25E MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-25E
TPH (%)*
pH*
13.55c 13.56c 13.57c 12.55b 12.54b 12.16a 12.30ab
6.00bc 5.82b 6.22c 5.93bc 6.03bc 5.51a 5.90b
Kerapatan optik (λ = 610 nm)* 0.745b 0.812bc 0.755bc 0.853bc 0.839bc 0.846bc 0.911c
*Angka-angka yang diikuti huruf dan pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT 5%
Tabel 4 juga menunjukkan bahwa inokulasi kultur campuran MSB1-25A dan MSB1-25E dengan aplikasi surfaktan memiliki tingkat degradasi TPH minyak berat 39.2% dari kadar TPH awal dalam waktu 15 hari inkubasi. Laju degradasi ini tergolong tinggi karena kadar awal TPH yang diujikan adalah 20%. Berdasarkan hasil penelitian Herdiyantoro (2005), penambahan surfaktan dalam pengujian biodegradasi minyak bumi oleh isolat Bacillus sp. ICBB 7859 dan Bacillus sp. ICBB 7865 pada media minimal cair dapat mendegradasi minyak dengan kadar awal TPH 10% masing-masing 50.2% dan 47.5%. Chen et al. (2015) melaporkan bahwa penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar mampu mendegradasi polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) hingga 79%. Yanto dan Tachibana (2014) melaporkan bahwa penambahan surfaktan Tween 80 dengan keberadaan Mn2+ dan H2O2 berpengaruh signifikan terhadap bioremediasi lingkungan tercemar aspal dan minyak bumi melalui mekanisme peningkatan aktivitas lignilolitik, manganese peroksidase dan lakase. Efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media tanah Kadar TPH terendah pada media tanah terkontaminasi minyak berat dicapai pada perlakuan kultur campuran dua isolat MSB1-25A dan MSB1-25E pada minggu ke-8 inkubasi (Tabel 5). Penurunan kadar TPH juga terjadi pada perlakuan kontrol. Hal ini mengindikasikan terjadinya proses biodegradasi oleh bakteri indigen di dalam sistem bioremediasi walaupun dengan kapasitas rendah. Ketiga isolat dalam bentuk kultur tunggal dapat menurunkan kadar TPH tanah tercemar minyak berat, tetapi tidak lebih efektif dari kultur campuran. Menurut Dhar et al. (2012), penggunaan kultur campuran lebih efektif dalam mendegradasi pencemar petroleum daripada kultur tunggal. Kultur campuran mampu menghasilkan
26
efek sinergis antar anggota bakteri dalam memproduksi enzim yang secara efektif mampu mengurai dan memineralisasikan senyawa organik kompleks seperti hidrokarbon (Das dan Dash 2014; Kumar et al. 2014). Tabel 5 Efektivitas bakteri terhadap penurunan kadar TPH pada tanah tercemar minyak berat selama 8 minggu inkubasi TPH (%)* Awal Akhir Inkubasi Inkubasi 9.51a 1.81e 9.88a 1.39d 9.59a 1.75e 9.7a 1.09c 9.61a 1.28d 9.65a 0.5a 9.58a 0.72b
Perlakuan MND2-29B MSB1-25A MSB1-25E MND2-29B + MSB1-25A MND2-29B + MSB1-25E MSB1-25A + MSB1-25E MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-25E
*Angka-angka yang diikuti huruf dan pada kolom yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan DMRT 5%
Inokulasi kultur campuran dua isolat bakteri MSB1-25A dan MSB1-25E merupakan perlakuan yang paling efektif jika dibandingkan dengan perlakuan lain. Kultur campuran ini memiliki tingkat degradasi TPH minyak berat hingga 94.8% dari kadar TPH awal dalam 8 minggu waktu inkubasi. Hal ini dikarenakan MSB1-25A dan MSB1-25E merupakan bakteri yang diisolasi dari lokasi dan sampel yang sama, sehingga diduga memiliki tingkat kompatibilitas yang lebih baik dalam memanfaatkan sumber karbon dari tanah tercemar minyak berat. Evolusi pH tanah selama waktu inkubasi Gambar 6 menunjukkan perubahan pH tanah selama waktu inkubasi. Rerata nilai pH berkisar 4.77 - 6.89. Pada awal inkubasi, rerata nilai pH 5.08, kemudian meningkat drastis menjadi 6.62 pada minggu ke-3, menurun signifikan pada minggu ke-4 dan selanjutnya turun secara perlahan sampai akhir waktu inkubasi. Penurunan nilai pH tersebut terkait dengan produksi asam-asam organik selama proses biodegradasi minyak berat. MND2-29B (n=3, Stdev=0.10) MSB1-25A (n=3, Stdev=0.13) MSB1-25E (n=3, Stdev=0.15) MND2-29B + MSB1-25A (n=3, Stdev=0.17) MND2-29B + MSB1-25E (n=3, Stdev=0.14) MSB1-25A + MSB1-25E (n=3, Stdev=0.12) MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-25E (n=3, Stdev=0.19)
7
pH
6,5 6
5,5 5 3
4
5
6
7
8
Minggu Gambar 6 Perubahan pH tanah selama 8 minggu waktu inkubasi.
27
Nilai pH pada sistem tanah tercemar minyak berat pada penelitian ini lebih rendah daripada nilai pH optimal proses bioremediasi pada umumnya. Hal ini menunjukkan bahwa bakteri yang digunakan dalam penelitian ini memiliki tingkat toleransi tinggi terhadap kondisi asam karena diisolasi dari EAH yang secara alami memiliki kondisi lingkungan dengan pH rendah. Oleh karena itu, bakteri yang digunakan mampu mendegradasi minyak berat secara optimal pada kondisi lingkungan dengan pH rendah. Berdasarkan hasil penelitian Charlena (2010), bakteri pendegradasi limbah minyak berat memiliki pertumbuhan optimal pada selang nilai pH 6 – 8. Zam (2010) melaporkan bahwa laju biodegradasi TPH optimal, yaitu mencapai 73.24%, pada pH 7.5. Menurut Liu et al. (2015), mikrob yang toleran terhadap kondisi asam mampu mengembangkan mekanisme yang sangat efektif untuk bertahan hidup pada kondisi lingkungan dengan pH rendah. Mekanisme yang paling umum yaitu melalui pembentukan biofilm dan peningkatan kerapatan sel. Produksi CO2 tanah selama waktu inkubasi Produksi CO2 meningkat pada awal waktu pengujian sampai dengan minggu ke6 (Gambar 7). Hal ini menunjukkan bahwa bakteri yang diujikan memiliki adaptasi yang cepat dalam tanah yang terkontaminasi minyak berat atau mampu menggunakan minyak berat sebagai sumber energi utama. Pada minggu ke-6, kultur campuran MSB1-25A dan MSB1-25E menunjukkan produksi CO2 paling tinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Pada minggu ke-7, produksi CO2 cenderung menurun dikarenakan semakin berkurangnya kandungan minyak berat dalam tanah. Produksi CO2 juga dapat terhambat akibat terjadinya akumulasi zat-zat beracun hasil metabolisme sehingga menghambat aktivitas bakteri dalam biodegradasi (Dibble dan Bartha 1979). MND2-29 (n=3, stdev=0.39) MSB1-25A (n=3, stdev=0.58) MSB1-25E (n=3, stdev=0.45) MND2-29 + MSB1-25A (n=3, stdev=0.50) MND2-29 + MSB1-25E (n=3, stdev=0.49) MSB1-25A + MSB1-25E (n=3, stdev=0.34) MND2-29 + MSB1-25A + MSB1-25E (n=3, stdev=0.37)
CO2 (mg/kg/hari)
19 17 15 13 11 9 1
2
3
4
5
6
7
8
Minggu
Gambar 7 Produksi CO2 selama 8 minggu waktu inkubasi. Pengadukan setiap hari selama proses bioremediasi meningkatkan distribusikan O2 dalam media tanah sehingga bakteri dapat memanfaatkannya untuk mengoksidasi hidrokarbon dalam minyak berat menjadi CO2 dan H2O. Biodegradasi hidrokarbon minyak bumi membutuhkan oksigen sebagai akseptor elektron dan idealnya 1 g oksigen digunakan untuk mendegradasi 3.5 g minyak bumi (Zobell 1969; Cooney 1984).
28
Simpulan Kultur campuran dua isolat bakteri MSB1-25A dan MSB1-25E yang berasal dari Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi efektif dalam mendegradasi TPH minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan dari 20% menjadi 12.16% dalam 15 hari inkubasi dan pada media tanah dari 10% menjadi 0.5% dalam 8 minggu inkubasi.
29
5 PEMBAHASAN UMUM Minyak bumi sebagai sumber utama untuk bahan bakar dan bahan baku berbagai produk tentunya memberikan manfaat untuk kehidupan manusia di bumi. Salah satu jenis minyak bumi yang saat ini mulai dimanfaatkan untuk menggantikan minyak bumi konvensional adalah minyak berat. Kegiatan produksi minyak berat yang meliputi eksplorasi, eksploitasi, pengolahan dan transportasi berpotensi memberikan dampak negatif yaitu pencemaran lingkungan yang disebabkan tumpah atau tercecernya minyak berat di alam. Menurut Fingas dan Merv (2001), di Kanada dalam satu hari sekitar 4,000 liter minyak bumi tumpah yang berasal dari 12 jenis tumpahan, sedangkan di USA terdapat 25 jenis tumpahan minyak yang mencemari laut dan 75 jenis di darat. Sekitar 30 - 50% tumpahan tersebut terjadi karena human error dan 20 - 40% terjadi karena kerusakan alat (malfunction). Minyak berat adalah jenis minyak bumi dengan viskositas tinggi (resisten untuk mengalir), densitas yang tinggi (API Gravity berkisar antara 10o – 22o), mengandung lebih dari 50% aspalten, dan memiliki molekul hidrokarbon dengan tingkat berat molekuler yang sangat tinggi (Meyer et al. 2007). Berdasarkan karakteristik tersebut menyebabkan minyak berat sulit didegradasi dan memiliki ketahanan yang cukup lama di lingkungan khususnya lingkungan tanah, sehingga pencemaran yang disebabkan oleh minyak berat akan sangat berpotensi menurunkan fungsi dan kualitas termasuk nilai estetika lingkungan. Bioremediasi merupakan salah satu teknologi alternatif yang dapat diaplikasikan untuk mengatasi lingkungan yang tercemar minyak berat. Dalam hal ini, aplikasi bioremediasi dapat memanfaatkan bakteri sebagai agen biologis yang mampu mendegradasi minyak berat menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan tidak berbahaya bagi lingkungan dan komponen di dalamnya. Salah satu ekosistem yang dapat menyediakan bakteri sebagai agen bioremediasi adalah Ekosistem Air Hitam (EAH). Berdasarkan hasil isolasi bakteri di EAH di Tanjung Jabung Timur, Jambi diperoleh tiga konsorsium bakteri yang berpotensi sebagai pendegradasi minyak berat. Hasil pemurnian dari tiga konsorsium tersebut diperoleh sepuluh isolat tunggal bakteri. Berdasarkan seleksi yang meliputi pengujian kapasitas degradasi minyak berat dengan indikator perubahan pada media yang mengandung 1% minyak berat dan pengujian patogenesitas melalui uji hemolisis dan hipersensitif respon menghasilkan tiga isolat tunggal bakteri dengan kapasitas paling baik dalam mendegradasi minyak berat dan tidak bersifat patogen terhadap hewan dan tumbuhan sehingga berpotensi aman diaplikasikan sebagai agen bioremediasi. Ketiga isolat bakteri tersebut diberi kode berdasarkan asal lokasi diisolasinya yaitu MND2-29B (Mendahara Ulu), MSB1-25A (Muara Sabak) dan MSB1-25E (Muara Sabak). Identifikasi dilakukan secara molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rNA. Analisis molekuler yang dilakukan meliputi ekstraksi DNA, amplifikasi PCR, purifikasi produk PCR dan sequencing. Urutan gen yang diperoleh dari hasil proses sequencing dimasukkan ke dalam program FASTA 3 yang ada pada situs www.ebi.ac.uk untuk melihat kekerabatan terdekat dari ketiga bakteri tersebut. Berdasarkan analisis diketahui bakteri MND2-29B (nomor aksesi LN907823) dan MSB1-25 (nomor aksesi LN907824) memiliki kedekatan dengan Rhodococcus equi strain BS26 dengan tingkat homologi masing-masing 96.8% dan 95.0%, sedangkan bakteri MSB1-25E (nomor aksesi LN907825) memiliki kedekatan dengan Bacillus sp SGE39 dengan tingkat homologi
30
98.0%. Berdasarkan persentase tingkat homologi yang dikemukakan oleh Drancourt et al. (2000), bakteri dikatakan genus baru jika persentase homologi < 97%, spesies baru dengan persentase homologi berada diantara 97% - 99%, dan merupakan bakteri yang identik jika persentase homologi > 99%. Berdasarkan tingkat homologi ketiga bakteri, isolat MND2-29B dan MSB1-25 merupakan genus baru sedangkan isolat MSB1-25E merupakan spesies baru dari genus Bacillus. Melalui hasil karakterisasi secara molekuler ini dapat diprediksi bahwa masih banyak bakteri di alam khususnya di EAH yang belum diketahui identitasnya, sehingga melalui hasil penelitian ini diharapkan dapat menambah catatan keanekaragaman hayati di Indonesia khususnya di bidang mikrobiologi. Karakterisasi dilakukan berdasarkan sifat morfologi dan biokimia. Karakterisasi morfologi dan biokimia didasarkan pada Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology (Holt et al. 1994) dan The Prokaryotes (Grimont dan Grimont 2006). Observasi secara morfologi menunjukkan ketiga bakteri terseleksi memiliki pola koloni yang sama yaitu bundar, dengan pinggiran rata, elevasi cenderung cembung dan tekstur permukaan koloni yang mengkilap. Perbedaan morfologi ketiga bakteri terdapat pada warna koloni. MND2-29B berwarna merah muda sedangkan MSB1-25A dan MSB1-25E berwarna putih. Karakteristik secara biokimia menunjukkan bahwa ketiga isolat bakteri terpilih merupakan bakteri Gram positif, katalase positif dan mampu menfermentasi sukrosa. Ketiga bakteri tersebut selanjutnya diuji dalam bentuk kultur tunggal dan kultur campuran untuk mengetahui efektivitasnya dalam mendegradasi minyak berat. Pengujian dilakukan pada media cair dan media padat. Media cair yang digunakan adalah media minimal dengan penambahan surfaktan, sedangkan media padat yang digunakan adalah tanah Ultisol. Berdasarkan hasil pengujian, kultur campuran dengan komposisi bakteri MSB1-25A dan MSB1-25E menunjukkan efektivitas yang paling tinggi dalam mendegradasi minyak berat di kedua jenis media tersebut. Pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan kultur campuran tersebut efektif menurunkan kadar TPH dari 20% menjadi 12.16% dalam waktu 15 hari inkubasi (Tabel 4) atau dengan persen degradasi sebesar 39.2%. Pada media tanah Ultisol kultur campuran tersebut efektif menurunkan kadar TPH dari 10% menjadi 0.5% dalam waktu 8 minggu inkubasi (Tabel 5) atau dengan persen degradasi sebesar 94.8%. Berdasarkan pengujian efektivitas bakteri pada media tanah Ultisol, nilai TPH pada akhir bioremediasi telah mencapai angka < 1%. Berdasarkan regulasi Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 128 Tahun 2003 tentang Tatacara dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi Limbah Minyak Bumi secara Biologis maka proses bioremediasi dinyatakan selesai karena telah mencapai baku mutu yang dipersyaratkan. Pemanfaatan bakteri sebagai agen bioremediasi dalam bentuk kultur campuran merupakan metode yang paling baik dengan tingkat degradasi yang paling tinggi. Charlena (2010) melaporkan konsorsium bakteri yang terdiri dari Salipiger sp. PR55-4, Bacillus altitudinis dan Ochrobactrum anthropi memiliki persen degradasi yang paling tinggi dalam mendegradasi minyak berat melalui metode bioslurry yaitu sebesar 81.56% selama 21 hari inkubasi. Gao et al. (2015) melaporkan konsorsium bakteri indigen anggota α-proteobacteria dan γ-proteobacteria yang berasal dari sedimen laut dalam di South Mid-Atlantic Ridge mampu mendegradasi minyak bumi dengan tingkat degradasi masing-masing 63.4% dan 85.8% dalam waktu 20 hari. Munawar dan Zaidan (2013) melaporkan kultur campuran bakteri yang diisolasi dari sumber limbah minyak
31
bumi di kolam penyimpanan yang terdiri dari Pseudomonas sp. (PSP01), Pseudomonas sp. (PSP05), dan Bacillus sp. (PSP03) mampu mendegradasi minyak bumi dengan tingkat degradasi mencapai 91.04% dalam waktu 6 minggu dengan teknik biopile. Berdasarkan hasil-hasil penelitian tersebut, konsorsium atau kultur campuran akan memiliki kemampuan degradasi yang lebih baik karena gabungan mikrob memiliki profil enzimatik yang lebih luas untuk digunakan dalam proses biodegradasi polutan (Kanaly et al. 2002). Senyawa-senyawa yang terkandung di minyak bumi ada yang mudah didegradasi dan beberapa resisten terhadap degradasi sehingga biodegradasi pada senyawa-senyawa minyak bumi yang berbeda terjadi secara bersamaan tetapi pada tingkat yang berbeda karena bakteri dengan spesies yang berbeda akan mendegradasi senyawa yang berbeda pula (Mukred 2008). Salah satu faktor penting yang mempengaruhi proses biodegradasi adalah sifat hidrofobik minyak yang dapat membatasi transfer molekul minyak berat ke permukaan sel bakteri. Permasalahan ini dapat diatasi dengan menambahkan surfaktan (Guerin 2015). Surfaktan adalah senyawa organik yang memiliki gugus polar dan non-polar dalam satu molekulnya, sehingga dapat mengikat minyak yang bersifat non-polar dan mengikat air yang bersifat polar. Surfaktan dikarakterisasi berdasarkan kemampuannya untuk menurunkan tegangan permukaan dengan membentuk agregat atau misel. Penelitian ini menggunakan surfaktan non-ionik Tween 80 yang bersifat biodegradable, tidak toksik, relatif murah dan tidak mempengaruhi pH media (Kosswig dan Marl 2003; Siswanto 2007; Kingma 2015). Aplikasi bakteri terseleksi yang dikombinasikan dengan penggunaan surfaktan dapat meningkatkan kapasitas biodegradasi melalui proses dispersi atau peningkatan kelarutan minyak dalam fase cairan, sehingga luas permukaan minyak yang dapat didegradasi bakteri bertambah (Qomarudin et al. 2015). Berdasarkan hasil penelitian Herdiyantoro (2005), penambahan surfaktan Tween 80 dalam pengujian biodegradasi minyak bumi oleh isolat Bacillus sp. ICBB 7859 dan Bacillus sp. ICBB 7865 pada media minimal cair dapat mendegradasi minyak bumi dengan kadar awal TPH 10% masing-masing tingkat degradasi 50.2% dan 47.5%. Chen et al. (2015) melaporkan bahwa penambahan surfaktan Tween 80 pada tanah tercemar mampu mendegradasi polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) hingga 79%. Yanto dan Tachibana (2014) melaporkan bahwa penambahan surfaktan Tween 80 dengan penambahan Mn2+ dan H2O2 berpengaruh signifikan terhadap bioremediasi lingkungan tercemar aspal dan minyak bumi melalui mekanisme peningkatan aktivitas ligninolitic, manganese peroxidase dan laccase. Liu et al (2010) melaporkan penggunaan biosurfaktan monoramnolipid (monoRL) dan surfaktan kimia Tween 80 dapat meningkatkan efisiensi degradasi fenol oleh Candida tropicallis CICC 1463 dari 86.9% sampai 99.0% dalam waktu 30 hari. Pengujian biodegradasi minyak berat pada media tanah Ultisol selama proses inkubasi terjadi pada kondisi pH yang rendah dan keadaan tersebut berbeda dari proses bioremediasi tanah tercemar minyak bumi pada umumnya yang harus ditambahkan kapur karena bakteri atau agen bioremediasi yang digunakan bersifat neutrofilik atau alkalofilik. Tanah ultisol yang digunakan sebagai media padat pada penelitian ini secara alami memiliki pH yang rendah dan selama penelitian tidak ditambahkan kapur untuk meningkatkan pH tanah. Berdasarkan hasil analisis tanah (Lampiran 3), pH tanah Ultisol 3.50 pH H2O dan 3.14 pH KCl. Namun, dengan kondisi pH yang rendah proses biodegradasi minyak berat tetap berjalan dan menunjukkan hasil yang optimal. Hal ini menunjukkan bakteri yang digunakan pada penelitian ini adalah bakteri acid-tolerance.
32
Lingkungan EAH di Tanjung Jabung Timur, Jambi secara alamiah sedimen dan airnya ber-pH sangat rendah, sehingga bakteri yang diisolasi dari area ini memiliki tingkat toleransi yang baik terhadap lingkungan dengan pH rendah. Menurut Liu et al (2015), mikrob mampu mengembangkan berbagai mekanisme yang efektif untuk bertahan di lingkungan yang asam, diantaranya melalui pembentukan biofilm, peningkatan kerapatan sel, pompa proton F1-F0-ATPase, melindungi atau memperbaiki makromolekul dan memproduksi senyawa-senyawa yang bersifat alkali.
33
6 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Secara umum penelitian ini dapat disimpulkan bahwa : 1.
2.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan berhasil diisolasi tiga isolat bakteri dari Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi dengan kapasitas yang paling baik dalam mendegradasi minyak berat dan tidak bersifat patogen terhadap hewan dan tumbuhan. Berdasarkan analisis sekuen gen 16S rRNA ketiga bakteri tersebut yaitu bakteri MND2-29B (nomor aksesi LN907823) dan MSB1-25 (nomor aksesi LN907824) diduga merupakan genus baru karena memiliki tingkat homologi 96.8% dan 95.0% terhadap Rhodococcus equi strain BS26 dan bakteri MSB1-25E (nomor aksesi LN907825) juga diduga merupakan spesies baru di kelompok Bacillus karena memiliki tingkat homologi 98.0% terhadap Bacillus sp. SGE39. Berdasarkan hasil pengujian efektivitas bakteri yang berhasil diisolasi dari Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi, kultur campuran dengan komposisi bakteri MSB1-25A dan MSB1-25E menunjukkan efektivitas yang paling tinggi dalam mendegradasi minyak berat dengan tingkat degradasi yaitu 39.2% pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan dalam 15 hari inkubasi, sedangkan pada media tanah tingkat degradasi yaitu 94.8% dalam 8 minggu inkubasi. Saran
Bakteri yang berhasil diisolasi dari Ekosistem Air Hitam di Tanjung Jabung Timur, Jambi telah berhasil diketahui efektivitasnya dalam mendegradasi minyak berat pada media cair dan padat untuk skala laboratorium dan plot. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengembangan lebih lanjut terhadap bakteri tersebut dalam kaitannya sebagai agen bioremediasi. Berdasarkan hal tersebut, rekomendasi penelitian lanjutan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Melakukan pengujian biodegradasi terhadap komponen-komponen spesifik yang menyusun hidrokarbon minyak berat seperti parafin, naptalen, aspalten dan senyawa-senyawa aromatik seperti benzena, toluena, etilbenzena dan xilen (BTEX). 2. Melakukan penelitian terkait pengembangan metode bioremediasi lingkungan tercemar minyak berat, seperti stimulasi nutrisi dan oksigen yang sesuai untuk skala yang lebih besar atau skala SBF (Soil Bioremediation Facility). 3. Melakukan penelitian terkait valuasi ekonomi dalam bioremediasi lingkungan yang tercemar minyak berat, baik lingkungan terestrial maupun akuatik.
34
7 DAFTAR PUSTAKA Al-Allaf MAA. 2011. Isolation of Bacillus spp. from some sources and study of its proteolytic activity. Tikrit J Pure Sci. 16(4):59-63 Alexander M. 1977. Introduction to Soil Microbiology. New York (US): John Willey and Sons. Alexander M. 1994. Bioremediation and Biodegradation. 2nd edition. Academic Press. Andrews JE, Brimblecombe P, Jickells TD, Liss PS, Reid B. 2004. An Introduction to Environmental Chemistry. 2nd edition. Oxford (UK): Blackwell. Atashpaz S, Khani S, Barzegari A, Barar J, Vahed SZ, Azarbaijani R, Omidi Y. 2010. A robust universal method for extraction of genomic DNA from bacterial species. Microbiol. 79(4):538-42. Atlas MR. 1981. Microbial degradation of petroleum hydrocarbons : An environmental perspective. Microbiol. Rev. 45:180 – 209. Bartha R, Bossert I. 1984. The treatment and disposal of petroleum wastes. Di dalam: Atlas RM, editor. Petroleum Microbiology. New York (US): Macmillan Publishing Co. hlm 553-577. Beal R, Betts WB. 2000. Role of rhamnolipid biosurfactants in the uptake and mineralization of hexadecane in Pseudomonas aeruginosa. J Appl Microbiol. 89(1):158–168. Bento FM, Camargo FA, Okeke BC, Frankenberger WT. 2005. Comparative bioremediation of soils contaminated with diesel oil by natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation. Bioresource Technol 96(9): 1049-1055. Charlena. 2010. Bioremediasi tanah tercemar limbah minyak berat menggunakan konsorsium bakteri [disertasi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Chen M, Xu P, Zeng G, Yang C, Huang D, Zhang J. 2015. Bioremediation of soils contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons, petroleum, pesticides, chlorophenols and heavy metals by composting: Applications, microbes and future needs. Biotechnol Adv. 5:1-11. Churcilll SA, Griffin RA, Jones LP, Churcilll PF. 1995. Biodegradation and bioremediation. J. Environ. 24: 19 – 28 Citroreksoko P. 1996. Pengantar Bioremediasi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan. Cibinong 24-28 Juni 1996. LIPI-BPPT-HSF. Conaway C. 1999. The Petroleum Industry: A Nontechnical Guide. Tulsa (US): Pennwell Publishing Co. Cooney JJ. 1984. The fate of petroleum pollutans in fresh water ecosystem. Di dalam: Atlas RM, editor. Petroleum Microbiology. New York (US): Macmillan Publishing. Co. hlm 400-433. Das S, Dash HR. 2014. Microbial Bioremediation: A Potential Tool for Restoration on Contaminated Areas. Odisha (IND): Elsevier Inc. Dhar K, Dutta S, Anwar MN. 2012. Biodegradation of petroleum hydrocarbon by two Aspergillus spp. and two Penicillium spp. isolated from the contaminated soil and water of ship breaking yard. Asian J Microbiol Biotech Env Sci. 14(1):143-48. Dibble JT, Bartha R. 1979. Effect of environmental parameters on the biodegradation of oil sludge. Appl Env Microbiol. 37(4):729-739. Djamsari W. 2000. Isolasi dan karakterisasi mikrob pendegradasi fenol dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
35
Drancourt M, Bollet C, Carlioz A, Martelin R, Gayral JP, Raolti D. 2000. 16 ribosomal DNA sequence analysis of a large collection of environmental and clinic unidentifiable bacterial isolates. J Clinic Microbiol. 38(10):3623-3630 Ebuehi OAT, Abibo IB, Shekwolo PD, Sigismund KI, Adoki A, Okoro IC. 2005. Remediation of crude oil contaminated soil by enhanced natural attenuation technique. J A Sci Env Man. 9(1):103-106. [EIA] Energy Information Administration. 2014. International Energy Statistic [internet]. [diunduh 2015 Okt 28]. Tersedia pada : http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/IEDIndex3. Fikrinda. 2000. Isolasi dan karakterisasi bakteri ekstremofilik penghasil selulase dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Fingas, Merv. 2001. The Basic of Oil Spill Cleanup. New York, Washington DC (US): Lewis Publisher. Fitriana L. 1999. Pengaruh komposisi ammonium dan phosphat terhadap degradasi minyak bumi oleh bakteri apyzim dan campuran bakteri Pseudomonas aeruginosa dan Arthrobacter simplex [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Gao X, Gao W, Cui Z, Han B, Yang P, Sun C, Zheng L. 2015. Biodiversity and degradation potential of oil-degrading bacteria isolated from deep-sea sediments of Sout Mid-Atalntic Ridge. Mar Poll Bull. 97:373.380. Godfrey T. 1986. Mineral Oils and Drilling Muds. New York (US): Stockton Press. Grimont F, Grimont PA. 2006. The Prokaryotes. New York (US): Springer. Guerin TF. 2015. A safe, efficient, and cost effective process for removing petroleum hydrocarbons from a highly heterogenous and relatively inaccessible shoreline. J Env Man. 162:190-98. Hao R, Lu A. 2009. Biodegradation of heavy oils by halophilic bacterium. Prog Nat Sci. 19:997-1001. Hardjito L. 2003. The treatment of petroleum industrial waste and bioremediation of contaminated site in Indonesia. Dalam Prosiding Seminar Bioremediasi dan Rehabilitasi Lahan Sekitar Pertambangan dan Perminyakan. Pusat Kajian Sumber Daya Pesisir dan Lautan. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Herdiyantoro D. 2005. Biodegradasi hidrokarbon minyak bumi oleh Bacillus sp. galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah dengan penambahan surfaktan [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Holt JG, Krieg NR, Sneath PHA, Staley JT, Williams ST. 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 9th Edition. USA: Lippicont Williams & Wilkins. Huang XD, El-Alawi Y, Gurska J, Glick BR, Greenberg BM. 2005. A multi-process phyto-remediation system for decontamination of persistent total petroleum hydrocarbons (TPHs) from Soils. Microchem J. 81(1): 139-47. Indriasari V. 2000. Eksplorasi Actinomycetes dari sedimen ekosistem air hitam serta daya uji hambatnya terhadap Staphylococcus aureus dan E. coli KCCM 11823 [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Juteau P, Charles T, Whyte LG, Greer CW. 2000. Polyphasic microbial community analysis of petroleum hydrocarbon-contaminated soils from two Northern Canadian communities. FEMS Microbiol Ecol. 33:241–249. Kadarwati S, Udiharto M, Legowo EA, Bagio E, Rahman M, Jasifi E. 1994. Aktivitas mikrob dalam transformasi substansi di lingkungan situs hidrokarbon. Lembaran Publikasi Lemigas. 2:28-38.
36
Kanaly RA, Bartha R, Watanabe K, Harayama S. 2002. Rapid Mineralization of Benzo[α] pyrene by microbial consortium growing on diesel fuel. Appl Env Microbiol. 66(10): 4205-4211 Karthikeyan R, Bhandari A. 2001. Anaerobic biotransformation of aromatic and polycyclic aromatic hydrocarbons in soil microcosms: A review. J Hazard Subst Research. 3(3):1-19. [KLH RI] Kementrian Lingkungan Hidup Republik Indonesia. 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 128 Tahun 2003 tentang Tatacara dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi Limbah Minyak Bumi secara Biologis. Jakarta: Departemen Lingkungan Hidup. Kingma AJ. 2015. Compatibility of nonionic surfactant with membranes materials and their cleaning performance. Food Bioprod Process. 93:304-309 Klement Z. 1982. Hypersensitivity in Pythopathogenic Prokaryotes. Volume 2. Mount MS, Lacy GH, editor. New York (US): Academic Press. Komar SM, Irianto A. 2000. Bioremediation in vitro tanah tercemar toluen dengan penambahan baccilus galur lokal. J Mikrobiol Indones. 5(2):43 -47. Kontawa A. 1993. Klasifikasi minyak bumi Indonesia. Lembaran Publikasi Lemigas. 2:21-26. Kosswig AG, Marl H. 2003. Surfactant. Di dalam: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Jerman: Wiley-VCH. Kumar AG, Vijayakumar L, Joshi G, Peter DM, Dharani G, Kirubagaran R. 2014. Biodegradation of complex hydrocarbons in spent engine oil by novel bacterial consortium isolated from deep sea sediment. Bioresour Technol. 170: 556-564. Larkin MJ, De Mot R, Kulakov LA, Nagy I. 1998. Applied aspects of Rhodococcus genetics. Antonie Van Leeuwenhoek. 74:133-153. Listiawati. 2004. Isolasi dan karakterisasi konsorsium mikrob perombak lumpur minyak dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Liu Y, Tang H, Lin Z, Xu P. 2015. Mechanisms of acid tolerance in bacteria and prospects in biotechnology and bioremediation. Biotechnol Adv. 6:1-9. Liu ZF, Zeng GM, Wang J, Zhong H, Ding Y, Yuan XZ. 2010. Effects of monorhamnolipid and Tween 80 on the degradation of phenol by Candida tropicalis. Process Biochem. 45:805-809. Mac Faddin JF. 1979. Biochemical Test for Identification of Medical Bacteria. Baltimore (US): The Williams and Wilkins Co. Masitho D. 1999. Biodegradasi minyak bumi oleh bakteri dari ekosistem mangrove [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Mason CF. 1996. Biology of Freshwater Pollution. 3rd Edition. Department of Biology University of Essex. Meyer RF, Attanasi ED, Freeman PA. 2007. Heavy oil and natural bitumen resources in geological basins of the world. U.S. Geological Survey Open-File Report 20071084. Reston, Virginia (US): U.S. Geological Survey. Mishra S, Jeevan J, Ramesh CK, Banwari L. 2001. Evaluation of inoculums addition to stimulate in situ bioremediation of oily-sludge-contaminated soil. Appl Env Microbiol. 67(4):1675-1681. Mukred AM, Hamid AA, Hamzah A, Yusoff WMW. 2008. Development of the three bacteria consortium for the bioremediation of crude petroleum-oil in contaminated water. Biologic Sci. 8(4):1608-4217.
37
Munawar, Elfita. 2011. Ketahanan hidup konsorsium bakteri petrofilik pada media pembawa tanah gambut selama masa penyimpanan. Prosiding Seminar Nasional Hasil Penelitian. 1-2 Desember 2011, Palembang, Indonesia. hlm 573-583. Munawar, Zaidan. 2013. Bioremediasi limbah minyak bumi dengan teknik biopile di lapangan Klamono, Papua. Sains dan Metematika. 1(2):41-47. Muraza O, Galadima A. 2015. Aquathermolysis of heavy oil: A review and perspective on catalyst development. Fuel. 157:219-231. Nehring R, Hess R, Kamionski M. 1983. The Heavy Oil Resources of the United States. US: R-2946-DOE. Neneng L. 2000. Karakterisasi antibiotik yang resisten terhadap α-lactam tipe TEM-1 dari isolat ICBB 1171 asal ekosistem air hitam Kalimantan Tengah [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Nurseha. 2000. Isolasi dan uji aktivitas bakteri asidofil pengoksidasi besi dan sulfur dari ekosistem air hitam [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Oetomo D. 1997. Studi awal biodegradasi minyak bumi oleh mikrob [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Phale PS, Savithri HS, Roa AN, Vaidyanathan CS. 1995. Production of biosurfactant `Biosur-PM' by Pseudomonas maltophila CSV89: Characterization and role in hydrocarbon uptake. Arch Microbiol. 163: 424-431. Pritchard PH, Mueller JQ, Lantz SE, Santavy DL. 1993. The potential importance of biodiversity in environmental biotechnology apllication: Bioremediation of PAHcontaminated soil and sediments. Di dalam: Alsopp D, Colwell RR, Hawksworth DC, editor. 1993. Microbial diversity and ecosystem function. Proceedings of the IUBS/IUMS workshop; 1993 August 10-13, Egham, UK. Egham (UK): CAB International in association with UNEP. Qomarudin H, Laksmono R, Kardena E. 2015. Bioremediation of aged petroleum oil contaminated soil: From laboratory scale to full scale application. Proc. Chem. 14:326-333. Rhyked LR, Sen D, Mc Innes KL, Weaver RW. 1998. Volatilization of crude oil from soil amended with bulking agent. Soil Sci. 163(2):87 – 92. Rossenberg E, Ron EZ. 1998. Bioremediation of stranded oil an arctic shoreline. Di dalam Crawford RL, Crawford DL, editor. 1996. Bioremediation Principles and Application. Cambridge (UK): Cambridge University Press. Saidi D. 1999. Eksplorasi bakteri dari ekosistem air hitam Kalimantan Tengah untuk mendegradasi hidrokarbon minyak bumi [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Saniere A, Henaut I, Argilier JF. 2004. Pipeline transportation of heavy oil, a strategic, economic and technological challenge. Oil Gas Sci Tech. 59(5):455-466. 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 [laporan penelitian]. Riset Unggulan Terpadu. Indonesia. V-Project Ministry for Research and Technology. Santosa DA. 2001. Rapid extraction and purification of environmental DNA for molecular cloning application and molecular diversity studies. Mol Biotechnol. 17: 59-64. Santosa DA, Listiawaty, Irawathi T, Herdiyantara D, Ananda WU, Adiwibowo S. 2004. Biotechnology for remediation of oil sludge and petroleum contaminated
38
ecosystem using bacteria isolated from Indonesia’s region [laporan kerja]. Bogor (ID): Environmental Research Center Bogor Agricultural University. Schaad NW, Jones JB, Chun W. 2001. Plant Patogenic Bacteria. 3rd Edition. Minnesota (US): American Physiopathology Society. Siswanto R. 2007. Tween 80 sebagai peningkat kinerja bakteri pendegradasi minyak bumi [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Suortti MA, Puustinen J, Jorgensen SK. 2000. Bioremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soil by composting in biopiles. Environ Poll. 107: 245 -254. Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S. 2011. Mega 5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol. 28(10):2731-2739. Udiharto M. 1996. Bioremediasi Minyak Bumi. Prosiding Pelatihan dan Lokakarya Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan; Cibinong, 24-28 Juni 1996. hlm 24-39. Udiharto M. 2000. Hubungan antara tingkat tosisitas dan hidrokarbon aromatic yang terkandung dalam lumpur pengeboran dan bahan dasarnya. Lembaran Publikasi Lemigas. 3:3-8. Veil JA, Quinn JJ. 2008. Water Issues Associated with Heavy Oil Production. Illnois (US): Argonne National Laboratory, U.S. Department of Energy. Whyte LG, Hawari J, Zhou E, Bourbonnie`re L, Inniss WE, Greer CW. 1998. Biodegradation of variable-chain-length alkenes at low temperatures by a psychrotrophic Rhodococcus sp. Appl Environ Microbiol. 64:2578–2584. Wijayaratih Y. 2001. Perombakan senyawa hidrokarbon aromatis polisiklik (naftalen) pada kadar tinggi oleh Pseudomonas NY-1. J Manusia Lingk. 8:130-141. Yakimov MM, Gentile G, Bruni V, Cappello S, D’Auria G, Golyshin PN, Giuliano L. 2004. Crude oil-induced structural shift of coastal bacterial communities of Rod Bay (Terra Nova Bay, Ross Sea, Antarctica) and characterization of cultured coldadapted hydrocarbonoclastic bacteria. FEMS Microbiol Ecol 49:419-432. Yanto DHY, Tachibana S. 2014. Enhanced biodegradation of asphalt in the presence of tween surfactant, Mn2+, H2O2 by Pestalotiopsis sp. in liquid medium and soil. Chemosphere. 103:105-113. Yudono B, Estuningsih SP, Said M, Sabaruddin, Napoleon A. 2013. Eksplorasi bakteri indigen pendegradasi limbah minyak bumi di wilayah PT Pertamina UBEB Limau Muara Enim. Prosiding Semirata FMIPA Universitas Lampung, 2013. 127-134 Zam SI. 2010. Optimasi konsentrasi inokulum, rasio C:N:P dan pH pada proses bioremediasi limbah pengilangan minyak bumi menggunakan kultur campuran. El Hayah 1(2): 23-34. Zarilla KA, Perry JJ. 1987. Bacillus thermoleovorans: A species of obligately thermophilic hydrocarbon utilizing endosporeforming bacteria. System App Microbiol. 9:247-55. Zhou E, Crawford RL. 1995. Effects of oxigen, nitrogen and temperature on gasoline biodegradation in soil. Biodegradation. 6:127 – 140 Zimbro MJ, Power DA, Miller SM, Wilson GE, Johson JA. 2009. DifcoTM and BBLTM Manual of Microbiological Culture Media. 2nd edition. Maryland (US): Becton, Dickinson and Company.
39
Zobell CE. 1969. Microbial modification of crude oil in the sea. International oil spill conference proceedings; December 1969. Washington DC (US): American Petroleum Institute. hlm 317-326. Zulfarina. 1999. Isolasi dan kloning shotgun gen xylanase dari Streptomyces 1145-1 [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
40
LAMPIRAN
41
Lampiran 1 Area pengambilan sampel sedimen di Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi
area sampling
42
Lampiran 2 Keterangan lokasi dan sampel sedimen Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi. Nomor urut sampel 1 – 25 1 – 49 1 – 17
pH
Suhu
Koordinat
Simpang mencolok Sungai toman Pematang Rahim
Kode lokasi MND 1 MND 2 MND 3
5.3 4.9 4.5
30.4 30.0 30.5
E : 0337954 S : 9861830 E : 0338559 S : 9861602 E : 0348379 S : 9863201
Geragai
Sungai Lagan
GRG 1
1 – 22
4.6
31.1
E : 0359041 S : 9863010
Muara Sabak
Parit culum
MSB 1
1 – 29
4.7
30.5
E : 0372026 S : 9861608
Dendang
Catur Rahayu Catur Rahayu 2 Sidomukti
DND 1 DND 2 DND 3
1 - 34 1-8 1 – 27
4.6 4.7 3.9
28.5 30.5 31.5
E : 0377935 S : 9861651 E : 0377708 S : 9861716 E : 0376795 S : 9863666
Kecamatan
Lokasi sampling
Mendahara Ulu
Keterangan : pH dan Suhu diukur menggunakan pH meter digital
Lampiran 3 Hasil analisis sifat kimia dan sifat fisik sedimen asal Ekosistem Air Hitam Tanjung Jabung Timur, Jambi dan tanah uji bioremediasi. Paramater pH H2O pH KCl C-organik N-total P Ca Mg K Na KTK Kejenuhan Basa Al Fe Cu Zn Mn Tekstur : Pasir Debu Liat
Satuan % % ppm me/100g me/100g me/100g me/100g me/100g % me/100g ppm ppm ppm ppm
DND 4.10 2.36 20.90 0.42 20.50 1.91 1.86 0.14 0.27 60.37 6.92 9.82 -
GRG 3.80 3.57 10.77 0.49 31.20 1.31 1.25 0.11 0.40 50.50 6.08 10.57 -
% % %
24.47 45.68 29.85
12.48 48.68 39.07
Contoh Sedimen MND MSB 3.90 4.10 2.16 3.15 7.18 5.66 0.42 0.39 33.70 18.10 1.42 1.45 1.72 1.38 0.22 0.14 0.30 0.39 28.25 44.70 12.96 7.52 7.36 1.13 90.71 190.4 0.44 0.41 5.00 12.38 17.35 15.69 12.04 40.86 47.10
21.76 41.37 36.87
Tanah ultisol 3.50 3.14 1.07 0.14 14.80 3.77 0.75 0.38 0.53 8.90 61.01 11.14 6.03 17.58 76.39
Keterangan : DND = Dendang, GRG = Geragai, MND = Mendahara Ulu, MSB = Muara Sabak
43
Lampiran 4 Hasil isolasi bakteri pendegradasi hidrokarbon minyak berat yang tumbuh pada media minimal berdasarkan perubahan minyak pada media. No
Kode Lokasi
1
MND 1
2
MND 2
3
4
5
MND 3
GRG 1
MSB 1
6
DND 1
7
DND 2
8
DND 3
1 6 11 16 21 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 1 6 11 16 1 6 11 16 21 1 6 11 16 21 26 1 6 11 16 21 26 31 1 6 1 6 11 16 21 26
Konsorsium yang ditemukan pada sampel ke2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 23 24 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 23 24 27 28 29 32 33 34 37 38 39 42 43 44 47 48 49 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 23 24 27 28 29 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 23 24 27 28 29 32 33 34 2 3 4 7 8 2 3 4 7 8 9 12 13 14 17 18 19 22 23 24 27
*angka yang diberi warna hijau merupakan nomor sampel yang terdapat konsorsium bakteri
5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 10 15 5 10 15 20 5 10 15 20 25 5 10 15 20 25 30 5 5 10 15 20 25
44
Lampiran 5 Komposisi dan dosis media tumbuh Nama Media NA
Komposisi Pepton Beef extract Nacl Agar
Dosis/liter aquades 10 g 10 g 5g 15 g
NB
Pepton Beef extract Nacl
10 g 10 g 5g
Minimal
K2HPO4 NH4Cl MgSO4.7H2O Yeast extract Casamino acid Trace element Minyak berat
0.5 g 1g 20 mg 0.2 g 0.1 g 1 mL 1%
Lampiran 6 Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri 6a Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri MND2-29B Kode bakteri MND2-29B
Jam ke-
abs
log cfu/mL
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
0.048 0.092 0.124 0.295 0.499 0.612 0.64 0.666 0.698 0.783 0.795 0.758 0.755
7.021456 7.101624 7.159928 7.47149 7.843178 8.049064 8.10008 8.147452 8.205756 8.360626 8.38249 8.315076 8.30961
45
6b Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri MSB1-25A Kode bakteri MSB1-25A
Jam ke0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
abs 0.05 0.12 0.145 0.303 0.534 0.588 0.645 0.673 0.701 0.734 0.873 0.903 0.882
log cfu/mL 7.0003 7.15752 7.21367 7.568538 8.087364 8.208648 8.33667 8.399558 8.462446 8.536564 8.848758 8.916138 8.868972
6c Hasil pengukuran kurva pertumbuhan bakteri MSB1-25E Kode bakteri MSB1-25E
Jam ke0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48
abs 0.052 0.104 0.157 0.35 0.39 0.516 0.57 0.626 0.633 0.677 0.679 0.753 0.748
log cfu/mL 7.004224 7.059448 7.115734 7.3207 7.36318 7.496992 7.55434 7.613812 7.621246 7.667974 7.670098 7.748686 7.743376
46
Lampiran 7 Rata-rata hasil pengukuran Total Petroleum Hydrocarbon (%) selama 8 minggu proses bioremediasi Waktu (Minggu) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
A 9.51 8 7.03 6.52 5.69 4.52 3.34 2.52 1.81
B 9.88 7.66 6.75 5.82 4.77 4.29 3.51 2.63 1.39
C 9.59 7.87 704 5.95 4.46 3.79 3.27 2.63 1.75
Perlakuan AB 9,7 8,01 6.9 5.85 4.22 3.33 3.1 2.35 1.09
AC 9,61 7,79 7.19 6.13 4.44 3.61 3.04 2.44 1.28
BC 9,65 7,38 6.51 5.37 4.02 3.03 2.29 1.96 0.5
ABC 9,58 8,09 6.98 6.04 4.13 3.21 2.68 2.2 0.72
Keterangan : A = MND2-29B B = MSB1-25A C = MSB1-25E AB = MND2-29B + MSB1-25A AC = MND2-29B + MSB1-25E BC = MSB1-25A + MSB1-25E ABC = MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-25E
Lampiran 8 Rata-rata hasil pengukuran pH selama 8 minggu proses bioremediasi Waktu (Minggu) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
A 5.17 5.47 5.31 6.65 5.6 5.55 5.55 5.55 5.49
B 4.93 5.54 5.89 6.58 5.71 5.94 5.57 5.57 5.52
C 5.32 6.45 6.77 6.63 5.78 5.63 5.57 5.52 5.5
Perlakuan AB 4.89 6.31 6.17 6.45 5.72 5.52 5.41 5.43 5.41
Keterangan : A = MND2-29B B = MSB1-25A C = MSB1-25E AB = MND2-29B + MSB1-25A AC = MND2-29B + MSB1-25E BC = MSB1-25A + MSB1-25E ABC = MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-25E
AC 4.77 5.92 6.45 6.69 5.88 5.75 5.65 5.57 5.53
BC 5.1 6.33 6.69 6.66 5.59 5.46 5.47 5.48 5.43
ABC 5.36 6.04 6.49 6.66 5.76 5.45 5.51 5.49 5.13
47
Lampiran 9 Rata-rata hasil pengukuran CO2 (mg/kg/hari) selama 8 minggu inkubasi Waktu (Minggu) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
A 7.79 10.45 10.88 11.25 11.73 13.12 17.44 17.33 14.45
B 7.63 10.88 11.47 11.2 11.57 12.91 17.28 17.01 13.81
C 6.67 10.61 10.51 11.31 12.21 12.61 17.49 16.43 14.88
Perlakuan AB 7.2 10.19 11.75 11.36 12.11 12.59 18.29 16.64 14.72
AC 7.25 11.31 10.32 11.36 12.11 12.69 18.56 17.33 14.77
BC 9.33 11.47 11.31 11.51 12.91 13.97 19.95 18.35 15.57
ABC 10.55 10.93 11.41 11.31 12.11 13.44 19.68 18.4 15.36
Keterangan : A = MND2-29B B = MSB1-25A C = MSB1-15E AB = MND2-29B + MSB1-25A AC = MND2-29B + MSB1-15E BC = MSB1-25A + MSB1-15E ABC = MND2-29B + MSB1-25A + MSB1-15E
Lampiran 10 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan selama 15 hari inkubasi 10a Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) selama 15 hari inkubasi dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 7.399 0.105 0.444 7.949
Kuadrat Tengah 1.233 0.053 0.037
F-hitung
p-Value
33.30 1.42
0.000001 0.278784
10b Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH selama 15 hari inkubasi dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.8697 0.1969 0.2834 1.3499
Kuadrat Tengah 0.1449 0.0984 0.0236
F-hitung
p-Value
6.14 4.17
0.003851 0.042219
48
10c Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 inkubasi selama 15 hari inkubasi dalam biodegradasi minyak berat pada media minimal cair dengan penambahan surfaktan Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.06056 0.01321 0.07734 0.15111
Kuadrat Tengah 0.01009 0.00660 0.00644
F-hitung
p-Value
1.566 1.025
0.239095 0.388248
Lampiran 11 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri dalam biodegradasi minyak berat pada media tanah selama 8 minggu inkubasi. 11a Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-0 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.264 0.025 0.687 0.976
Kuadrat Tengah 0.044 0.013 0.057
F-hitung
p-Value
0.77 0.22
0.608271 0.805148
11b Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-0 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.8966 0.1046 0.9681 1.9693
Kuadrat Tengah 0.1494 0.0523 0.0807
F-hitung
p-Value
1.852 0.648
0.171135 0.540374
11c Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-0 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 43.224 0.173 33.654 77.051
Kuadrat Tengah 7.204 0.087 2.804
F-hitung
p-Value
2.5687 0.0309
0.077493 0.969660
49
11d Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-0 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 9.51a 9.88a 9.59a 9.70a 9.61a 9.65a 9.58a
pH 5.17ab 4.93ab 5.32ab 4.89ab 4.77a 5.10ab 5.36b
CO2 (mg/kg/hari) 7.79ab 7.63ab 6.67a 7.20a 7.25a 9.33b 9.55b
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11e Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-1 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Derajat Jumlah Kuadrat F-hitung p-Value Keragaman Bebas Kuadrat Tengah Perlakuan 6 1.088 0.181 0.890 0.531582 Ulangan 2 0.000 0.000 0.000 0.999790 Galat 12 2.446 0.204 Total 20 3.534 11f Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-1 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 2.5768 0.2394 1.2413 4.0575
Kuadrat Tengah 0.4295 0.1197 0.1034
F-hitung
p-Value
4.152 1.157
0.017259 0.347112
11g Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-1 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 3.745 0.205 1.843 5.793
Kuadrat Tengah 0.624 0.102 0.154
F-hitung
p-Value
4.06 0.67
0.018611 0.531441
50
11h Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-1 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 8.00a 7.66a 7.87a 8.02a 7.80a 7.38a 8.09a
pH 5.47b 5.54bc 6.45a 6.31a 6.25a 6.12ac 6.04abc
CO2 (mg/kg/hari) 10.45a 10.88abc 10.61ab 10.19a 11.31bc 11.47c 10.93abc
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11i Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-2 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.915 0.029 1.162 2.107
Kuadrat Tengah 0.152 0.015 0.097
F-hitung
p-Value
1.57 0.15
0.236868 0.860413
10j Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-2 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 5.4566 0.8281 3.1906 9.4753
Kuadrat Tengah 0.9094 0.4140 0.2659
F-hitung
p-Value
3.420 1.557
0.033180 0.250460
11k Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-2 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 5.054 0.191 2.288 7.532
Kuadrat Tengah 0.842 0.095 0.191
F-hitung
p-Value
4.42 0.50
0.013821 0.618473
51
11l Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-2 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 7.03ab 6.75ab 7.04ab 6.90ab 7.20b 6.51a 6.98ab
pH 5.31c 5.89ac 6.77ab 6.17abc 6.45ab 6.91b 6.49ab
CO2 (mg/kg/hari) 10.88acd 11.47ab 10.51cd 11.73b 10.32c 11.31abd 11.41ab
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11m Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-3 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 2.1916 0.0398 0.2879 2.5193
Kuadrat Tengah 0.3653 0.0199 0.0240
F-hitung
p-Value
15.23 0.83
0.000056 0.459785
10n Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-3 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.1207 0.0114 0.1827 0.3149
Kuadrat Tengah 0.0201 0.0057 0.0152
F-hitung
p-Value
1.32 0.38
0.319805 0.694645
11o Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-3 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 34.597 5.499 66.472 106.567
Kuadrat Tengah 5.766 2.749 5.539
F-hitung
p-Value
1.0410 0.4963
0.446304 0.620731
52
11p Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-3 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 6.52d 5.82a 5.94ab 5.86ab 6.13b 5.36c 6.04ab
pH 6.65a 6.58a 6.63a 6.45a 6.69a 6.66a 6.66a
CO2 (mg/kg/hari) 11.25a 11.20a 11.31a 8.03a 11.36a 12.51a 11.31a
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
10q Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-4 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 5.7642 0.0052 0.1025 5.8719
Kuadrat Tengah 0.9607 0.0026 0.0085
F-hitung
p-Value
112.48 0.30
0.000000 0.744277
11r Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-4 pada biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.1845 0.0083 0.1199 0.3127
Kuadrat Tengah 0.0307 0.0041 0.0100
F-hitung
p-Value
3.08 0.42
0.046137 0.669407
11s Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-4 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 3.263 0.371 1.767 5.401
Kuadrat Tengah 0.544 0.186 0.147
F-hitung
p-Value
3.69 1.26
0.025828 0.318437
53
11t Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-4 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 5.69e 4.77d 4.46c 4.22b 4.44c 4.03a 4.14ab
pH 5.6a 5.71ab 5.78ab 5.72ab 5.88b 5.59a 5.76ab
CO2 (mg/kg/hari) 11.73a 11.57a 12.21a 12.11a 12.11a 12.91b 11.99a
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11u Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-5 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 5.6358 0.0029 0.1945 5.8331
Kuadrat Tengah 0.9393 0.0014 0.0162
F-hitung
p-Value
57.96 0.09
0.000000 0.915943
11v Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-5 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.5599 0.2072 0.5466 1.3137
Kuadrat Tengah 0.0933 0.1036 0.0455
F-hitung
p-Value
2.05 2.27
0.136782 0.145357
11w Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-5 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 4.688 3.040 5.711 13.439
Kuadrat Tengah 0.781 1.520 0.476
F-hitung
p-Value
1.642 3.193
0.218773 0.077278
54
11x Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-5 biodegradasi minyak berat pada media tanah No Perlakuan TPH (%) pH CO2 (mg/kg/hari) 1 A 4.52e 5.55ab 13.12ab 2 B 4.29d 5.94b 12.91ab 3 C 3.79c 5.63ab 12.61a 4 AB 3.32b 5.52a 12.59a 5 AC 3.61c 5.75ab 12.69ab 6 BC 3.03a 5.46a 13.97b 7 ABC 3.21a 5.45a 13.44ab Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT) 11y Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-6 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 1.4004 0.0085 0.1551 1.5640
Kuadrat Tengah 0.2334 0.0042 0.0129
F-hitung
p-Value
18.05 0.33
0.000023 0.726994
11z Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-6 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.1117 0.0046 0.0246 0.1409
Kuadrat Tengah 0.0186 0.0023 0.0021
F-hitung
p-Value
9.1 1.1
0.000694 0.359195
11a.1 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-6 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 20.181 0.643 1.939 22.763
Kuadrat Tengah 3.363 0.321 0.162
F-hitung
p-Value
20.81 1.99
0.000011 0.179527
55
11b.2 Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-5 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 3.34cd 2.51d 3.27bc 3.10ab 3.04a 2.68e 2.92a
pH 5.55ac 5.57a 5.57a 5.41b 5.65d 5.48bc 5.49abc
CO2 (mg/kg/hari) 17.44a 17.28a 17.48a 18.29b 18.56b 19.86c 19.65c
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11c.3 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-7 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 1.0695 0.0006 0.0693 1.1395
Kuadrat Tengah 0.1783 0.0003 0.0058
F-hitung
p-Value
30.85 0.05
0.000001 0.949614
11d.4 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-7 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.0477 0.0061 0.0323 0.0861
Kuadrat Tengah 0.0080 0.0031 0.0027
F-hitung
p-Value
3.0 1.1
0.051980 0.352619
11e.5 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-7 pada biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 10.698 0.507 1.882 13.088
Kuadrat Tengah 1.783 0.254 0.157
F-hitung
p-Value
11.37 1.62
0.000239 0.238972
56
11f.6 Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-7 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 2.52a 2.63a 2.63a 2.34b 2.44bc 1.96d 2.20e
pH 5.55a 5.57a 5.52ab 5.43b 5.57a 5.48ab 5.49ab
CO2 (mg/kg/hari) 17.33a 17.01ab 16.43b 16.64ab 17.33a 18.35c 18.40c
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
11g.7 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%) minggu ke-8 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 4.36466 0.05574 0.06906 4.48946
Kuadrat Tengah 0.72744 0.02787 0.00575
F-hitung
p-Value
126.407 4.843
0.000000 0.028705
11h.8 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap pH minggu ke-8 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 0.0361 0.0002 0.0297 0.0661
Kuadrat Tengah 0.0060 0.0001 0.0025
F-hitung
p-Value
2.4 0.0
0.089854 0.960575
11i.9 Hasil analisis ragam efektivitas bakteri terhadap produksi CO2 minggu ke-8 biodegradasi minyak berat pada media tanah Sumber Keragaman Perlakuan Ulangan Galat Total
Derajat Bebas 6 2 12 20
Jumlah Kuadrat 6.056 1.509 2.860 10.425
Kuadrat Tengah 1.009 0.755 0.238
F-hitung
p-Value
4.24 3.17
0.016079 0.078661
57
11j.10 Efektivitas bakteri terhadap kadar TPH (%). pH dan CO2 minggu ke-8 biodegradasi minyak berat pada media tanah No 1 2 3 4 5 6 7
Perlakuan A B C AB AC BC ABC
TPH (%) 1.81b 1.39a 1.75b 1.09e 1.28a 0.5c 0.72d
pH 5.49abc 5.52bc 5.50abc 5.41a 5.53c 5.43ab 5.46abc
CO2 (mg/kg/hari) 14.45bc 13.81c 14.88ab 14.72ab 14.77ab 15.57b 15.36ab
Keterangan : angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT)
58
RIWAYAT PENULIS Penulis dilahirkan di Palembang. Sumatera Selatan pada tanggal 11 Mei 1990 dari pasangan ayah Sutomo dan ibu Susiwi. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Negeri 13 Palembang. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan di Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sriwijaya dan menyelesaikan S-1 pada tahun 2012. Setelah lulus S-1, penulis bekerja sebagai staf di Pusat Penelitian Lingkungan Hidup (PPLH) Universitas Sriwijaya dan mengundurkan diri pada tahun 2013. Pada tahun yang sama, penulis menerima Beasiswa Pascasarjana Pendidikan Dalam Negeri (BPPDN) dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI), Kementerian Riset, Teknologi dan Pendidikan Tinggi dan diterima di Program Studi Bioteknologi Tanah dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
