PAPER Bioremediasi Limbah Cair PT Petrokimia Gresik dengan Bakteri Indigenus Mohammad Muhibbul Ibad (1509 100 009) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013 Abstrak Teknologi pengolahan limbah yang ramah lingkungan secara biologis adalah dengan metode bioremediasi. Bioremediasi dapat didefinisikan sebagai upaya pemulihan kondisi lingkungan dengan menggunakan aktivitas biologis mikroba untuk mendegradasi dan/atau menurunkan toksisitas dari berbagai senyawa pencemar. Selama ini limbah cair PT Petrokimia Gresik bersifat asam, oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk mencari bakteri indigenous dari limbah cair PT Petrokimia Gresik yang berpotensi dalam menaikkan pH dan mengetahui kemampuan bakteri indegenus tersebut dalam menetralkan pH baik secara individu maupun konsorsium dalam kondisi aerasi maupun non aerasi. Dari hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terdapat bakteri indigenous pada limbah cair PT Petrokimia Gresik yang berpotensi dalam menaikkan pH yaitu: isolat bakteri X1 (pemfiksasi Nitrogen), isolat bakteri X2 (pelarut fosfat), isolat bakteri X3 dan X4 (menaikkan pH). Aktivitas bakteri tersebut menunjukkan dapat menaikkan pH lebih efektif dalam kondisi aerasi dari pada dalam kondisi non aerasi. Isolat yang terdeteksi unggul dari ke-4 isolat yang diperoleh adalah isolat X2 yang mampu meningkatkan pH dari 3,38 menjadi 7,01 setelah 12 jam masa inkubasi pada kondisi aerasi. Kemampuan tersebut stabil hingga 72 jam masa inkubasi. Sedangkan kemampuan X2 pada kondisi non aerasi hanya mampu meningkatkan nilai pH hingga 5,50 setelah 72 jam masa inkubasi. Kata Kunci: Bakteri Indigenous, Bioremediasi, Limbah Cair, Aerasi, dan pH. Abstract The waste processing technology that friendly used though biological approchment is by using bioremediation method. Bioremediation can be defined as an effort for environmental recovery by the usage of biological activity of microbe in term to degrade on decrease the pollutant toxicity. Liquid waste of Petrokimia Gresik Company are acid, there fore the aims of this experiment was to obtain several indigenous bacteria that could potentially raise and neutralizing the pH whether individually or consortium with aeration and non aeration condition. The result of this experiment show that there are bacterium indigenous on liquid waste Petrokimia Gresik Company potentially in raising the pH as follows: Isolates bacteria X1 (Nitrifying Bacteria), isolates bacteria X2 ( phosphate solubilizing bacteria ), and isolates bacteria X3 and X4 ( raise the pH ). The bacteria activity shows that those bacteria can raise the pH better in aeration condition compared in non aeration condition. X2 isolate were detected to be the most promising bacteria that can raise the pH from 3,38 to 7,01 after 12 hours of incubation in aeration condition. Those ability were stabil until 72 hours of incubation. On the other hand the X2 isolate wase able to raise the pH only up to 5,5 after 72 hours incubation. Keywords: Indigenous Bacteria, Bioremediation, waste liquid, Aeration, and pH. PENDAHULUAN Kegiatan industri dan teknologi yang ada saat ini senantiasa menghasilkan limbah yang menimbulkan masalah bagi lingkungan. Pencemaran ini dapat berupa pengeluaran bahan buangan cair, padat, gas, suara dan panas yang berlangsung selama proses produksi. Dari kelima
jenis limbah industri tersebut, limbah cair merupakan jenis limbah yang perlu mendapat perhatian, karena volume yang sangat besar dan kuantitas polutannya yang beragam sehingga sangat berpotensi dalam membahayakan lingkungan perairan bila dibuang ke badan perairan tanpa perlakuan pengolahan1.
Disisi lain pembangunan sektor industri Indonesia saat ini dituntut untuk mengembangkan industri yang ramah lingkungan dan memperhatikan keberlanjutannya atau yang dikenal dengan istilah industri hijau (green industry). Gerakan green industry merupakan industri yang berwawasan lingkungan, menselaraskan pembangunan dengan kelestarian fungsi lingkungan hidup, serta mengutamakan efisiensi dan efektivitas penggunaan sumber daya secara berkelanjutan3. Sejalan dengan kriteria yang ada mengenai pengembangan konsep industri hijau, kualitas air menjadi isu penting yang terkait dengan pengelolaan sumberdaya air. Dengan bertambahnya kepadatan penduduk serta industri yang semakin berkembang, menyebabkan penurunan kualitas air yang selanjutnya akan menurunkan ketersediaan air yang layak. Untuk memenuhi kesenjangan antara persediaan dan kebutuhan tersebut, diperlukan upaya dalam pencegahan pencemaran air. Industri pupuk termasuk dalam jenis industri yang dapat memberi kontribusi dalam pencemaran air. Limbah cair industri pupuk berasal dari unit amonia, unit urea dan unit utilitas. Limbah tersebut mengandung senyawa nitrogen dalam bentuk garam amonium, amonia bebas, nitrit, nitrat, asam fosfat dan senyawa-senyawa organik lainnya3. Amonia dalam keadaan tidak terdisosiasi akan lebih berbahaya untuk biota perairan, juga dapat menimbulkan eutrofikasi. Daya racun amonia sangat berhubungan dengan pH dan gas CO 2 bebas. Peningkatan pH dan CO 2 di perairan akan meningkatkan daya racun amonia4. Eutrofikasi merupakan suatu ledakan pertumbuhan dari tanaman air maupun alga akibat masuknya nutrien berupa nitrogen dan fosfat dalam jumlah berlebihan ke dalam badan perairan5. Beberapa dampak negatif akibat eutrofikasi antara lain munculnya bau dan rasa, penurunan kadar oksigen terlarut pada malam hari, penetrasi cahaya dalam air berkurang, kematian ikan dan efek keracunan terhadap hewan dan manusia3. PT Petrokimia Gresik adalah perusahaan pupuk nasional yang memproduksi berbagai jenis pupuk anorganik seperti ZA, UREA, dan NPK. Dalam proses produksinya dibutuhkan berbagai bahan kimia serta material pertambangan seperti asam amonia, asam fosfat, dan asam sulfat yang memiliki resiko tinggi pada pencemaran lingkungan hidup. Saat ini pengolahan limbah cair PT Petrokimia Gresik menggunakan 2 (dua)
tahapan pengolahan. Tahapan pertama yaitu dengan cara penambahan CaCO3 pada limbah yang akan dialirkan menuju kolam pengolahan dan pada tahapan kedua dengan cara melakukan penambahan NaOH cair pada outlet kolam equalizer. Penambahan CaCO3 dan NaOH tersebut bertujuan untuk meningkatkan nilai pH limbah selama proses pengolahan agar tingkat keasamannya tidak tinggi dan meningkatkan nilai pH limbah mendekati pH netral sesuai dengan ketentuan baku mutu limbah cair untuk industri pupuk urea (pH 6-9). Pengolahan tersebut dilakukan agar lingkungan yang akan dilalui limbah tidak tercemar, seperti ekosistem mangroove di sekitar lokasi pengaliran akhir limbah6. Namun, metode tersebut kurang efisien karena menghasilkan secondary pollutant berupa endapan sendimen pada kolam, dan diperlukan biaya untuk mengangkat endapan tersebut dalam interval waktu tertentu. Masalah utama dalam limbah cair PT Petrkomia Gresik adalah nilai fluktuatif pH yang relatif rendah (kisaran pH 4). Kondisi tersebut berdampak negatif pada biota pada badan perairan penerima limbah cair tersebut. Dampak nyata dari limbah tersebut terlihat dari vegetasi mangrove yang ada di pesisir lokasi limbah tersebut dibuang. PT Petrokimia Gresik secara berkala melakukan revegetasi pada lahan tersebut. Menurut data statistik, setiap melakukan revegetasi hanya sekitar 38% mangrove yang dapat tumbuh6. Padahal, secara ekologis mangrove dapat menjadi penahan abrasi, gelombang angin kencang, pengendali intrusi air laut dan tempat habitat berbagai jenis fauna7. Selain itu, nilai pH yang rendah memiliki sifat korosifitas yang tinggi. Selanjutnya PT Petrokimia Gresik ingin menggunakan teknik bioremediasi dengan bakteri indigenous. Teknologi pengolahan limbah yang ramah lingkungan secara biologis dengan metode bioremediasi. Bioremediasi ini merupakan salah satu aplikasi dari Green Industry. Bioremediasi dapat didefinisikan sebagai upaya pemulihan kondisi lingkungan dengan menggunakan aktivitas biologis mikroba untuk mendegradasi dan/atau menurunkan toksisitas dari berbagai senyawa pencemar8. Secara umum, tujuan bioremediasi adalah menstimulasi pertumbuhan mikroba, baik indigenous maupun non-indigenous dan menciptakan kondisi lingkungan yang sesuai untuk meningkatkan intensitas kontak langsung antara mikroba dengan senyawa kontaminan di lingkungan baik yang terlarut maupun yang terikat
oleh partikel untuk mengalami biotransformasi, biodegradasi, hingga biomineralisasi8. Dengan kondisi tersebut diatas maka penelitian ini merupakan studi awal untuk menerapkan teknik bioremediasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri indigenous limbah cair PT Petrokimia Gresik dan menguji potensinya dalam menetralkan keasaman pH limbah cair tersebut (pH ±7). METODE PENELITIAN Alat, Bahan, dan Prosedur kerja Pengambilan Limbah Cair Limbah cair PT Petrokimia gresik adalah sumber inokulum bakteri indigenous. Limbah cair diambil menggunakan botol jurigen 5 liter dengan cara menenggelamkan botol kedalam penampungan limbah. Setelah penuh botol ditutup dengan penutup dalam posisi botol tenggelam di penampungan limbah cair. Isolasi dan Purifikasi Bakteri Indigenous Limbah Cair Sebelum mengisolasi bakteri, semua alat dan media harus disterilkan terlebih dahulu dengan autoklaf pada suhu 121º C, tekanan 1 atm selama 15 menit. Bakteri indigenous dari limbah cair diisolasi dengan dua cara yakni secara langsung dan tidak langsung. Limbah cair PT Petrokimia Gresik sebelum diisolasi dilakukan pengenceran 10-1 sampai dengan 10-6 terlebih dahulu dengan metode pengenceran bertingkat. Pertama-tama air limbah diambil dengan pipet mikro 1 ml kemudian diteteskan pada tabung reaksi yang berisi 9 ml aquades steril pegenceran ini disebut pengenceran 10-1. Kemudian dihomogenkan dengan vorteks mixer. Setelah itu diambil lagi 1 ml dari pengenceran 10-1 dengan pipet mikro, diteteskan pada tabung kedua yang berisi 9 ml aquades steril, pengenceran yang kedua ini disebut pengenceran 10-2. Pengenceran ini dilakukan sampai mendapat pengenceran 10-6. Isolasi dilakukan dengan menggunakan media Nutrient Agar (NA) dengan pH 3 terlebih dahulu untuk mendapatkan semua bakteri indigenous yang tahan asam. Isolasi dimulai dengan mengambil 1 ml hasil pengenceran kemudian diteteskan dengan metode pour plate pada media NA pH 3, dan diinkubasi selama kurang lebih 48 jam sampai
tumbuh koloni bakteri. Karena tingkat keasaman yang sangat rendah, ada kemungkinan bakteri yang muncul sedikit. Namun, bakteri tersebut diasumsikan bakteri yang tahan terhadap kondisi asam. Koloni yang sudah tumbuh pada media NA pH 3 dimurnikan (purifikasi) dengan metode streak plate pada media NA, setelah 48 jam koloni bakteri yang tumbuh kemudian di uji pada media Jensen’s Nitrogen Free Broth (JNFB) dengan menggunakan jarum ose untuk mendapatkan bakteri penambat Nitrogen dan pada media Pikovskaya untuk mendapatkan bakteri pelarut Fosfat, serta pada Media Nutrient Broth pH 3 yang telah dimodifikasi untuk mendapatkan bakteri yang dapat menaikkan nilai pH. Setelah itu dilakukan pengamatan mikroskopis sel dan koloni. Dari hasil isolasi dan purifikasi, keempat isolat yang didapatkan dikultur dengan cara diinokulasikan pada media Nutrient Broth pH 3 yang dimodifikasi sebanyak 30 ml pada Enlenmeyer 100 ml. Setelah diinkubasi selama 3 hari kemudian dipindah pada media Nutrient Broth pH 3 yang dimodifikasi sebanyak 250 ml pada Enlenmeyer 500 ml. Setelah diinkubasi selama 3 hari kemudian dipindah pada media Nutrient Broth pH 3 yang dimodifikasi sebanyak 1000 ml pada Enlenmeyer 2000 ml. Selama proses inkubasi Enlenmeyer diletakkan pada orbital shaker. Pembuatan Konsorsium Penelitian ini selain menggunakan mikroba indigenous juga di ujicobakan dalam bentuk konsorsium. Mikroorganisme diperlakukan dalam bentuk konsorsium. Konsorsium mikroba dipilih karena suatu konsorsium mikroba lebih tahan terhadap guncangan lingkungan, dan dapat lebih bersaing dan bertahan di lingkungan dibandingkan dengan mikroorganisme tunggal. Konsorsium mikroba mampu menangani berbagai macam limbah kompleks9. Sebelum dicampur menjadi konsorsium bakteri, terlebih dahulu masing-masing isolat dilakukan uji antagonis dengan dua metode, yaitu pertama menggunakan metode bioassay menggunakan media NA pH 3. Prosesnya dimulai dengan cara mengambil Paper disk yang sudah disterilkan dengan autoklaf, kemudian dicelupkan pada kultur bakteri pada media NB selama ± 1 menit menggunakan pinset setelah itu ditiriskan
kemudian diletakkan pada media NA pH 3 yang ada dicawan petri, dan dibuat tiga kali ulangan. Metode yang kedua yaitu menggunakan metode streak plate. Pengamatan dimulai setelah 48 jam dengan melihat zona hambat pada tiap koloni bakteri. Jika zona hambat tiap-tiap bakteri mempengaruhi pertumbuhan dari bakteri lain maka tidak dijadikan ke dalam konsorsium karena tidak bisa hidup dalam satu tempat atau media secara bersamaan. Sedangkan jika zona hambat yang tumbuh tidak mempengaruhi bakteri lain maka diasumsikan bahwa bakteri tersebut tidak patogen dengan bakteri lain dan bisa hidup secara bersamaan dalam satu tempat atau media. Setelah dilakukan uji antagonis dan didapatkan hasil bahwa tiap bakteri bisa hidup secara dalam satu media. Maka, dilakukan pembuatan konsorsium dengan cara mengambil 30 ml pada tiap kultur bakteri kemudian diinokulasikan pada media Nutrient Broth pH 3. Proses Aplikasi Bioremediasi Tiga isolat tunggal bakteri yang berpotensi sebagai bioremediator diberi nama dengan label X1, X2, X3, dan X4. Sediakan 36 Erlenmeyer dengan ukuran 1 liter, serta diberi label sesuai dengan perlakuan pada Tabel 1. Semua Erlenmeyer diisi dengan limbah cair PT Petrokimia Gresik sebanyak 675 ml, kemudian isolat tunggal dan konsorsium dimasukkan 10% dari volume Erlenmeyer. Pada 18 Erlenmeyer ditutup dengan karet tanpa aerasi, sedangkan 18 Erlenmeyer lain ditutup dengan karet yang dimodifikasi untuk saluran aerasi. Setelah semua proses selesai dilakukan pengamatan derajat keasaman (pH) tiap 12 jam selama tiga hari. Rancangan Penelitian Penelitian dilakukan untuk menguji efektivitas aerasi dan non aerasi terhadap mikroba indigenous secara individu dalam menaikan/menetralkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik, yang dibandingkan dengan mikroba konsorsium. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap Faktorial dengan 6 (enam) perlakuan yang diulang 3 (tiga) kali dengan susunan sebagai berikut: a. Air limbah + Mikroba indegenous X1 b. Air limbah + Mikroba indegenous X2
c. Air limbah d. Air limbah e. Air limbah f. Air limbah
+ Mikroba indegenous X3 + Mikroba indegenous X4 + Konsorsium Mikroba indegenous (kontrol)
Analisa Data Data penelitian dianalisa dengan menggunakan Anova untuk mengetahui efektivitas bakteri dalam menaikkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik baik secara aerasi dan non aerasi. Jika terdapat perbedaan nyata antara perlakuan maka dilanjutkan dengan uji Tukey. HASIL DAN DISKUSI Limbah cair PT Petrokimia Gresik yang bersifat asam memungkinkan bakteri teradaptasi dengan lingkungan tersebut. Kondisi asam merupakan lingkungan ekstrim bagi bakteri, sehingga bakteri yang berhasil beradaptasi dan tumbuh di lingkungan tersebut hanya bakteri yang memiliki kemampuan untuk mengubah tingkat keasaman menjadi sesuai dengan kebutuhan bakteri tersebut, dan menjadikan senyawa dalam lingkungan tersebut menjadi sumber energi8. Dalam penelitian ini, isolasi bakteri dari limbah cair PT Petrokimia Gresik dibagi dalam tiga kriteria, sesuai dengan fungsinya dalam mendegradasi senyawa limbah cair, yaitu; isolasi bakteri pemfiksasi Nitrogen (diuji menggunakan medium Jensen’s Nitrogen Free Broth semi solid), isolasi bakteri pelarut fosfat (diuji menggunakan medium pikovskaya), dan isolasi bakteri yang dapat meningkatkan nilai pH menggunakan medium Nutrien Broth pH 3. Hasil isolasi, purifikasi serta uji fungi bakteri indigenous limbah cair PT Petrokimia Gresik diperoleh 4 (empat) bakteri tunggul yang berpotesi sebagai agen bioremediasi, yaitu: a. Bakteri pemfiksasi Nitrogen dengan kode X1, ditandai terbentuknya cincin berwarna putih keruh saat ditumbuhkan pada media Jensen’s Nitrogen Free Broth. b. Bakteri pelarut fosfat dengan kode X2, ditandai terbentuknya zona bening yang pada saat isolat bakteri ditumbuhkan pada media Pikovskaya. c. Bakteri yang mampu meningkatkan nilai pH dengan kode X3 dan X4, ditandai ketika ditumbuhkan pada media Nutrient Broth pH 3 dengan meningkatnya pH media tersebut menjadi netral kisaran 6,5 sampai dengan 7.
Dimana bakteri X1 (bakteri penambat nitrogen) merupakan bakteri indigenous yang diperoleh dari hasil isolasi limbah cair yang diambil dari Pabrik I PT Petrokimia Gresik. Sedangkan bakteri X2 (bakteri pelarut fosfat), X3 dan X4 (bakteri yang mampu meningkatkan nilai pH) merupakan bakteri indigenous yang didapatkan dari hasil isolasi limbah cair yang diambil dari aliran limbah cair PT Petrokimia Gresik yang menuju ke dalam kolam equalizer (diluar kolam equalizer). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa terjadi perubahan nilai pH selama masa inkubasi (Gambar 1 dan Gambar 2). Baik yang menggunakan metode aerasi maupun yang menggunakan metode non aerasi.
Gambar 1. Grafik rata-rata nilai pH limbah cair PT Petrokimia Gresik dalam kondisi aerasi. Tabel 1. Data pengamatan pH dalam kondisi aerasi 0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
48 Jam
60 Jam
72 Jam
3,38
5,23d
7,34a
7,84a
7,88bc
7,97b
7,98b
X2
3,38
7,01
a
a
a
X3
3,38
5,88bc
X4
3,38
Konsorsium Kontrol
Perlakuan X1
8,05
8,15
8,18
8,20a
6,95a
7,60a
8,06ab
8,15ab
8,17ab
6,36b
7,42a
7,55a
7,87c
8,17ab
8,21a
3,38
5,48cd
7,56a
8,11a
8,13a
8,22a
8,23a
3,38
3,39e
3,39b
3,39b
3,40d
3,40c
3,41c
7,83
a
ab
Keterangan: notasi bilangan pada tabel ditulis berdasarkan hasil uji tukey. Berdasarkan hasil pengamatan pH dalam kondisi aerasi (Gambar 1), menunjukkan bahwa pada titik awal pengamatan pH untuk semua perlakuan adalah sama yaitu 3,38. Pada 12 jam pertama nilai pH mengalami perbedaan, hal ini menunjukkan perbedaan kemampuan isolat bakteri dalam menaikkan nilai pH. Perbedaan paling
menonjol adalah isolat bakteri X2 (bakteri pelarut fosfat) yang mampu menaikkan dari pH awal 3,38 menjadi pH 7,01 dalam 12 jam. Setelah diuji dengan Anova (Tabel 1) menunjukkan bahwa pada 12 jam pertama kemampuan isolat bakteri X2 dalam menaikkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik berbeda secara nyata terhadap isolat bakteri lain. Setelah masa inkubasi 24 jam isolat bakteri X2 juga masih menunjukkan kemampuan yang tinggi dalam menaikkan pH yaitu dari pH 7,01 menjadi 7,83. Tetapi berdasarkan hasil uji Anova, ternyata kemampuan semua isolat bakteri tidak berbeda nyata dalam menaikkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik. Demikian pula setelah masa inkubasi 36 jam kemampuan semua isolat juga sama berdasarkan Anova (Tabel 1) dalam menaikkan pH. Dari hasil ini (Tabel 1) terlihat bahwa pada 0, 12, 24, dan 36 jam, semua isolat bakteri menunjukkan awal kenaikan pH yang berbeda pada saat 12 jam masa pertumbuhan. Dimana isolat bakteri X2 menunjukkan kemampuan yang tertinggi. Namun, ketika sudah mencapai 24 dan 36 jam masa inkubasi, kemampuan semua isolat bakteri menunjukkan kemampuan yang relatif sama dalam menaikkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik. Selanjutnya, pada 48 jam masa inkubasi isolat bakteri X1 dan X4 mempunyai nilai yang rendah dalam menaikkan pH dan berbeda nyata terhadap isolat bakteri lain. Kemudian pada 60 jam dan 72 jam masa inkubasi berikutnya kemampuan semua isolat bakteri X2, X3, X4, dan konsorsium berbeda nyata dalam menaikkan pH. Walaupun nilai pH yang dicapai semuanya sama, yaitu rata-rata pH 8. Dari hasil pengamatan tersebut menunjukkan bahwa isolat bakteri X2 mempunyai kemampuan yang lebih cepat dalam menaikkan pH dibuktikan dengan nilai pH yang tinggi dari 12 jam masa inkubasi hingga 72 jam masa inkubasi. Selanjutnya untuk mengetahui kemampuan bakteri indigenous dalam menaikkan pH dalam kondisi non-aerasi ditunjukkan oleh Gambar 2 dan Tabel 2. Secara umum pada kondisi nun aerasi kemampuan semua isolat bakteri menunjukkan pola yang sama dalam menaikkan pH limbah cari PT Petrokimia Gresik.
Gambar 2. Grafik rata-rata nilai pH limbah cair PT Petrokimia Gresik dalam kondisi non aerasi. Tabel 1. Data pengamatan pH dalam kondisi non aerasi Perlakuan
0 Jam
12 Jam
24 Jam
36 Jam
48 Jam
60 Jam
72 Jam
X1
3,38
3,44ab
3,53c
3,63b
3,92bc
3,99bc
4,06bc
X2
3,38
3,81a
4,13a
4,24a
5,38a
5,43a
5,50a
c
b
3,43
3,49
3,76
3,89
4,37bc
3,45ab
3,57c
3,78b
4,41ab
4,49ab
4,62ab
3,38
3,49ab
3,86b
4,23a
5,34a
5,46a
5,58a
3,38
3,38b
3,39c
3,39b
3,39c
3,39c
3,39c
X3
3,38
3,40
X4
3,38
Konsorsium Kontrol
ab
bc
bc
Keterangan: notasi bilangan pada tabel ditulis berdasarkan hasil uji tukey. Namun berdasarkan Gambar 1 dan Gambar 2 di atas, terlihat bahwa perlakuan aerasi memberikan perubahan kenaikkan pH yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan non aerasi. Dalam kondisi aerasi semua isolat bakteri indigenous mampu menaikkan nilai pH hingga 8,23. Sedangkan dalam kondisi non aerasi hanya menaikkan nilai pH sebesar 5,58 yang masih tergolong asam. Kondisi ini terjadi diduga karena isolat bakteri tersebut bersifat aerob dan fakultatif anaerob, sehingga ketersediaan oksigen yang mencukupi pada media pertumbuhan akan menentukan pertumbuhan dan aktivitas metabolisme bakteri tersebut. Peningkatan pH dalam penelitian ini bisa disebabkan oleh beberapa hal, yaitu: bakteri bisa menghasilkan senyawa yang bersifat basa, bakteri menghasilkan senyawa yang bersifat netral, serta bakteri tersebut dapat menggunakan atau
mengubah senyawa yang dapat menyebabkan asam10. Pada bakteri X1 diduga dapat mengubah seperti senyawa N 2 dan NH 4 menjadi NH 4 OH yang bersifat basa (Kim And Gadd, 2008), karena dari hasil uji fungsi membuktikan bahwa bakteri ini merupakan bakteri penambat N serta menggunakanannya. Dari hasil uji fungsi menggunakan media Pikovskaya bakteri X2 terbukti melarutkan fosfat yang mana bakteri tersebut akan mengubah KH 2 PO 4 menjadi H 2 PO 4 yang dapat digunakan oleh organisme lain dalam proses metabolismenya11. Selain itu isolat ini juga ketika dilakukan uji fungsi pada media JNFB (bakteri penambat N) yang menyebutkan bahwa isolat tersebut juga mempunyai fungsi yang sama dengan isolat X1 tetapi pada saat uji fungsi dengan media tersebut isolat X1 lebih unggul dalam menambat N. Sedangkan pada isolat X3 dan X4 diduga merupakan bakteri pereduksi sulfat dimana bakteri ini merubah sulfat yang bersifat asam menjadi H 2 S, dimana hal ini juga akan mengurangi kondisi asam pada limbah cair. Dari hasil uji kemampuan tiap isolat terdapat perbedaan dalam menaikkan pH hal ini bisa disebabkan oleh faktor lingkungan yang mendukung untuk bakteri tersebut dalam melakukan metabolismenya11. Menurut judoamijoyo12 asam organik yang dihasilkan oleh bakteri pelarut fosfat dapat digunakan mikroorganisme untuk biosintesis, bila bahan organik digunakan untuk pertumbuhan bakteri maka pH cenderung meningkat karena bahan tersebut akan terdeaminasi. Deaminasi13 adalah proses mengkatalisasi pemindahan gugus amino (NH 2 ) dari asam amino dan molekul lainnya yang mengandung –NH. Selain itu, proses deaminasi menetralisasikan amin yang menghambat pertumbuhan. Bila mikroba mampu menggunakan sitrat, maka asam akan dihilangkan dari medium biakan (limbah), sehingga menyebabkan peningkatan pH. Hasil penelitian austin (1988)14 menyatakan bahwa terdapat bakteri yang bisa mendegradasi dan menggunakan asam organik dalam proses metabolisme yaitu Pseudomonas dan Bacillus yang memiliki kemampuan menghasilkan enzim tunggal maupun beberapa enzim untuk degradasi asam organik. Hasil penelitian tersebut memperoleh
bakteri yang memiliki kemampuan mendegradasi protein. Protein adalah polipeptida dengan struktur tertentu, suatu hetero-polimer dari asam amino. Enzim protease (poli-peptidase, oligopeptidase, dipeptidase) merombak protein menjadi peptida yang lebih sederhana atau asam amino. Selanjutnya asam amino mengalami transaminasi, deaminasi, dekarboksilasi, atau dehidrogenasi menjadi zat lain yang lebih sederhana. Secara umum pemecahan bahan organik diperlukan untuk pembentukan energi dan biosintesis sebab dapat menyediakan karbon untuk berbagai senyawa penting dalam sel. Pada mayoritas bakteri, asam glutamat adalah asam amino kunci yang dibentuk dari sumber amonia dan karbon. Banyak pula bakteri yang dapat mereaksikan amonia dengan asam fumarat membentuk aspartat. Sebagai pembanding Susanto (2011)15, mengisolasi bakteri indigenous dari limbah cair nanas. Bakteri tersebut dilaporkan dapat menaikkan nilai pH. Proses ini secara prinsip merupakan proses aerobik di mana senyawa organik dioksidasi menjadi CO 2 , H 2 O, NH 4 dan biomasa baru. Aktivitas bakteri asam memungkinkan terjadi kenaikan pH karena NH 4 + akan berikatan dengan air sehingga terbentuk NH 4 OH yang bersifat basa. Secara umum, hasil penelitian ini membuktikan bahwa teknik biormediasi mampu menaikkan pH. Dengan demikian, penggunaan kapur (CaCO 3 ) yang secara komersial dilakukan oleh PT Petrokimia Gresik (±50 ton per hari) dapat ditekan dengan substitusi metode bioremediasi ini, bahkan tidak digunakan sama sekali. Selain itu, keuntungan menerapkan teknologi bioremediasi antara lain; tidak adanya Secondary pollutant (produk samping yang timbul), dapat mengolah zat kimia organik yang sangat beracun, dan dapat mengolah zat kimia yang hampir tidak dapat diolah menggunakan cara konvensional karena mengandung gugus ikatan siklik dan aromatik yang kuat. Disamping itu pengembangan teknik bioremediasi selaras dengan definisi industri hijau sehingga dalam impelementasinya dapat berjalan secara sinergis. Hasil penelitian teknik bioremediasi limbah cair PT Petrokimia Gresik dengan bakteri indigenous pada sistem pengolahan air limbah dengan
penambahan bakteri indigenus dengan dosis 10% serta pemberian aerasi memberikan hasil yang efektif dan cepat mengolah air limbah. Pengolahan air limbah dengan metode tersebut berpotensi diaplikasikan dalam skala lapangan, dengan didukung oleh riset yang berkelanjutan sehingga didapatkan metode yang optimal. Oleh karena itu, pengolahan air limbah dengan metode tersebut layak diimplementasikan khususnya di disposal area equalizer PT Petrokimia Gresik dalam menuju Green Industry. KESIMPULAN Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah: 1. Terdapat bakteri indigenous pada limbah cair PT Petrokimia Gresik yang berpotensi dalam menaikkan pH yaitu: isolat bakteri X1 (pemfiksasi Nitrogen), isolat bakteri X2 (pelarut fosfat), isolat bakteri X3 dan X4 (menaikkan pH). 2. Bakteri yang paling unggul dalam menaikkan pH adalah bakteri X2 (pelarut fosfat), yang stabil dari 12 jam sampai dengan 72 jam masa inkubasi serta kemampuan tersebut terbukti lebih unggul dengan metode aerasi dibandingkan dengan metode non aerasi dalam menaikkan pH limbah cair PT Petrokimia Gresik. Pada kondisi aerasi bakteri X2 mampu menaikkan pH awal 3,38 hingga menjadi pH akhir 8,20. Sedangkan pada kondisi non aerasi hanya mencapai 5,50.
[1]
[2]
[3]
[4]
[5] [6]
DAFTAR PUSTAKA Middlebrooks, E.J. 1979. Industrial Pollution Control. volume I : Agroindustries Jhon Willey & Sons. New York. Sucofindo. 2011. Menteri perindustrian: Green Industry Tidak Mustahil Dilakukan. www.sucofindo.co.id. Diakses pada 07 september 2012. 18.53. Talahatu, A. 2004. Analisa Finansial Unit Pengolahan Limbah Cair PT Pupuk Kujang Dengan mikroalga Chlorella. Departemen Teknologi Hasil Perikanan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB. Bogor. Pescod, M. 1973. Investigation of Rational Effluent and Steam Standard for Tropical Countries. AIT. Bangkok. Masson, C, F. 1981. Biology of Fresh Water Pollution. Longman. New York. PT. Petrokimia Gresik. 2012. Data Perusahaan. Gresik.
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
Huda, N. 2008. Strategi Kebijakan Pengelolaan Mangrove Berkelanjutan di Wilayah Pesisir Kabupaten Tanjung Jabung Timur Jambi. Tesis. Program Pascasarjana. Universitas Diponegoro. Semarang. Madigan, M.T., Martinko, J.M., Dunlap, P.V. and Clark, D.P. 2009. Brock Biology of Microorganisms, 12th edition, Pearson Benjamin-Cummings, San Francisco. The Environmental Company. 2012. Wastewater Treatment Solutions. http://www.ebac2000.com/ebac.htm. Diakses pada 19 Oktober 2012. Fahrurrazi, Muhammad Ihwan. 2011. A Preliminary Study of Using The Bioremediation Technique for The Liquid Waste of PT Petrokimia Gresik. Biomanagement Program. Institut Teknologi Bandung. Kim, Byung Hong And Gadd, Geoffrey Michael. 2008. Bacteria Physiology and Metabolism. Cambridge University Press. New York. Judoamidjojo M, Darwis AA, dan Sa’id EG. 1990. Teknologi Fermentasi. PAU Bioteknologi. IPB. Rajawali Pers. Jakarta. Prescott, Harley. 2002. Laboratory Exercises in Micrrobiology. The McGraw-Hill Companies. New York. Austin, B. 1988. Methods in Aquatic Bacteriology. John Willey & Sons.Thomsosn Press (India) Ltd. New Delhi. Susanto, Agus. 2011. Potensi Penetralan pH Limbah Cair Nanas dengan Bioremediasi Oleh Bakteri Indigenous. Universitas Muhammadiyah Lampung.
