I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada saat ini masyarakat modem tengah menghadapi banyak masalah lingkungan dan pendekatan secara biologi mulai banyak dilakukan untuk mengatasi masalah lingkungan tersebut. Menurut Citroreksono (1996) serta Said dan Fauzi (1996), bioteknologi lingkungan merupakan salah satu cara pemulihan komponen lingkungan secara biologis (bioremediasi) yang dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan masalah lingkungan. Salah satu masalah lingkungan yang dapat diminimalkan melalui pendekatan bioteknologi adalah pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh logam berat. Secara alamiah, unsur logam berat terdapat di alam namun dengan kadar yang sangat rendah. Kadar logarn berat akan meningkat bila limbah perkotaan, pertambangan, pertanian dan perindustrian yang banyak mengandung logam berat masuk ke lingkungan laut. Logam berat memasuki lingkungan perairan alami melalui saluran pernbuangan dan hanya sebagian kecil yang dibuang ke perairan setelah melalui perlakuan. Logam berat yang sangat toksik ini sangat sukar terurai dan banyak terdapat di lingkungan. Logam berat tersebut antara lain adalah merkuri (Hg), timah hitam atau timbal (Pb) dan kadmium (Cd) (Connel & Miller,1995). Menurut Manahan (1994), logarn berat : Hg, Pb dan Cd mampu berikatan dengan senyawa sulfur dalam enzim dan pada akhimya merusak fungsi serta kerja enzim.
Pada saat ini telah banyak mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk mendekontaminasi efluen yang mengandung logam berat. Mikroorganisme yang digunakan dapat berbentuk kultur murni maupun campuran dan mampu bekerja sebaik tanaman lebih tinggi (Kauffman et al., 1986) Salah satu contoh pemanfaatan bioteknologi lingkungan untuk mengatasi pencemaran oleh logam Hg telah dilaporkan oleh Canstein et al., (1999). Mereka mengisolasi strain bakteri resistan merkuri (Pseudomonas putida Spi 3) dari sedimen sungai tercemar dengan efisiensi retensi 90-98 %. Penemuan ini menjadi biological treatment bagi limbah pabrik elektrolisis klor akali.
Bakteri pereduksi sulfat (SRB) adalah bakteri yang pada kondisi tertentu mampu mereduksi senyawa sulfat menjadi sulfida. Menurut Brierley dan Brierley (1997), kelompok bakteri pereduksi sulfat banyak digunakan dalam pengendalian sulfat dan logam berat. Bakteri pereduksi sulfat yang termasuk dalam genus Desulfovibrio dan Desulfotomaculurn mengoksidasi senyawa organik maupun Hz
menggunakan sulfat sebagai akseptor elektron menghasilkan H2S dan bikarbonat (Reaksi 1 dan 2). Sulfida yang dihasilkan pada reaksi 1 dan 2, kemudian bereaksi dengan ion logam berat untuk selanjutnya membentuk logam sulfida yang mengendap dan sukar larut (Reaksi 3). Berdasarkan nilai tetapan kelarutan tersebut maka dapat diketahui bahwa ketiga senyawa sulfida logam tersebut relatif stabil dan sukar larut. Lebih jauh Brierley dan Brierley (1997) menjelaskan proses pembentukan H2S dan pengendapan logam sulfida melalui reaksi kimia berikut ini :
2 CHzO + ~0.4'-
+ H2S + 2 HCOF
(Reaksi 1)
-+ H2S + 4 H20 + 2e
(Reaksi 2)
-+
(Reaksi 3)
Bahan organik
5 HZ + M2+ +
~04'-
s2-
MS&
Secara umum, keberadaan kelompok bakteri pereduksi sulfat pada lingkungan anoksik dapat diketahui dari pembentukan sedimen yang berwama hitam dan bau khas dari gas hidrogen sulfida. Untuk mengetahui laju reduksi sulfat dapat dilakukan dengan cara mengukur penyusutan konsentrasi sulfat maupun akumulasi sulfida yang terbentuk (Suflita et al. 1997). Penelitian ini mengkaji upaya pengendapan sulfida Hg, Pb dan Cd dengan memanfaatkan kemampuan kelompok bakteri sulfat dalam mereduksi sulfat menjadi sulfida.
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
Mengisolasi kelompok bakteri pereduksi sulfat dari ekosistem laut yang tercemar, Muara Angke di Jakarta serta sumber air panas Cisolok, Sukabumi.
2.
Mendapatkan informasi mengenai pengaruh suhu dan lama inkubasi terhadap pembentukan sulfida logam Hg, Pb dan Cd menggunakan H2S yang dihasilkan oleh kelompok bakteri pereduksi sulfat.
Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapkan dapat mernberikan informasi dalam pengelolaan limbah yang mengandung Hg, Pb dan Cd secara biologis.
1.3. Hipotesis
Pada kondisi yang sesuai, kelompok bakteri pereduksi sulfat
dapat
menghasilkan gas hidrogen sulfida yang dapat mengendapkan logam-logam tertentu. Serangkaian uji efektifitas yang dilakukan terhadap kelompok bakteri tersebut akan dapat memberikan informasi tentang kondisi optimal dalam pengendapan logam yang dikehendaki.
1.4. Perumusan Masalah dan Kerangka Pemikiran
Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang penelitian, dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut : bagaimana mengisolasi dan mengoptimasi kondisi kelompok bakteri pereduksi sulfat untuk mengendapkan Hg, Pb dan Cd sebagai garam sulfidanya. Kerangka Pemikiran. Semakin bertambahnya kegiatan industri telah menyebabkan semakin banyaknya jumlah limbah yang dihasilkan. Limbah industri ini menimbulkan masalah-masalah yang serius bagi ekosistem perairan karena menurunkan kualitas air. Pada umumnya industri memanfaatkan sungai sebagai tempat pembuangan limbah dan akhimya limbah tersebut akan sarnpai ke laut. Kegiatan-kegiatan tertentu telah menghasilkan limbah logam berat, khususnya Hg, Pb dan Cd. Limbah logam berat yang tidak diolah masuk perairan laut dan mengalami
pengendapan, pengenceran, dispersi dan metilasi oleh aktivitas mikroba dan selanjutnya akan diserap oleh organisme di perairan tersebut. Organisme laut akan mengalami biomagnifikasi dalam rantai makanan dan akhimya mencemari manusia. Kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
9Rn Imobilisasi merkuri oleh
0 Manusia
Mencemari sungai dan laut
Keterangan : SRB = Sulfate reducer bacteria (Bakteri pereduksi sulfat) = Logam M
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian
