STUDI EFEKTIVITAS PENURUNAN PERMEABILITAS DAN PENINGKATAN KUAT GESER TANAH PASIR PANTAI DENGAN MENGGUNAKAN BIOPOLIMER EKSOPOLISAKARIDA Maytri Handayani1, Emma Yuliani2, Runi Asmaranto2 Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya 2 Dosen Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya 1
[email protected]
1
ABSTRAK Nilai permeabilitas dan kuat geser memiliki keterkaitan yang sangat erat dengan stabilitas tanah. Jika di Indonesia pada umumnya bahan yang digunakan untuk material peningkatan stabilitas tanah adalah bahan kimia, namun pada penelitian ini penulis akan mencoba menganalisa penambahan mikrobakteri penghasil eksopolisakarida pada tanah pasir sebagai alternatif bahan tersebut. Dimana diharapkan penambahan mikrobakteri ini dapat menambah stabilitas tanah dengan cara mereduksi nilai permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanahnya. Selama tiga puluh hari inokulasi mikrobakteri ke dalam sampel tanah pasir pantai, mikrobakteri menghasilkan sintesis biopolimer eksopolisakarida. Biopolimer eksopolisakarida, yang disekresi oleh komunal mikrobakteri dalam sampel, dapat menyumbat dan merekatkan struktur sampel melalui pori butiran tanah pasir tersebut. Melalui penyumbatan dan perekatan yang terjadi, kemampuan sampel untuk meloloskan rembesan cairan diharapkan dapat berkurang. Dan sebaliknya, kemampuan sampel dalam menahan gaya/beban yang menyebabkan pergeseran diharapkan dapat bertambah. Pada proses inokulasi mikrobakteri ini dilakukan lima variasi jenis mikrobakteri (Lactobacillus sakei, Agrobacterium tumefaciens, Pseudomonas sp., Bacillus subtilis, dan Nitrobacter sp.) untuk mengetahui mikrobakteri yang paling efektif mereduksi nilai permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanah setelah proses inokulasi selesai. Berdasarkan hasil pengujian permeabilitas dengan uji tinggi tekan konstan didapatkan prosentase reduksi nilai permeabilitas terendah yaitu sampel hasil inokulasi Bacillus subtilis sebesar 74,425% terhadap sampel natural sebagai kontrol. Disamping itu, melalui pegujian kuat geser dengan uji geser langsung maka didapatkan prosentase peningkatan nilai kuat geser tertinggi yaitu sampel hasil inokulasi Lactobasillus sakei sebesar 58,913% terhadap sampel natural sebagai kontrol. Namun dalam kasus inokulasi mikrobakteri ini, korelasi antara nilai permeabilitas dan nilai kuat geser memiliki keterkaitan yang lemah sehingga apabila kuat geser suatu sampel tinggi maka belum tentu permeabilitasnya turun juga seiring peningkatan kuat gesernya. Kata kunci : Permeabilitas, Kuat geser, Inokulasi, Biopolimer eksopolisakarida. ABSTRACT Permeability and shear strength values have a very close relationship with the stability of soil. Generally in Indonesia, the materials used to increase stability of soil are chemicals, but in this research the authors will try to analyze the addition of mycrobacterial producer of exopolysaccharide on sandy soil for that alternative materials. Where the expected the addition of mycrobacterial can add soil stability by reducing its permeability and increase its shear strength. For thirty days process of inoculation of mycrobacteria into the beach sand soil samples, mycrobateria produce biopolymer exopolysaccharide synthesis. Biopolymer exopolysaccharides, that secreted by communal of mycrobacteria in sample, can clog and glue the structure of sample through the pore of that sandy soil. Through that blockage and adhesion occurs, the ability of sample to pass fluid seepage is expected to diminish. And conversely, the ability of sample to withstand the force/load that causes a shift is expected to increase. In this process of mycrobacterial inoculatiom was conducted five mycrobaterial species variation (Lactobacillus sakei, Agrobacterium tumefaciens, Pseudomonas sp., Bacillus subtilis, dan Nitrobacter sp.) to determine the most effective mycrobacteria for reduce permeabilty and increase soil shear strength after inoculation process. Based on the test results permeability use constant head, the lowest percentage reduction of permeability value is sample of Bacillus subtilis inoculation amount 74,425% from natural sample as a control. Besides that, through the test results shear strength use direct shear, the highest percentage increase of shear strength value is sample of Lactobacillus sakei inoculation amount 58,913% from natural sample as a control. But in this case of mycrobacterial inoculation, the correlation between permeability and shear strength has a weak link so when a shear strength value of sample is high that not definitely the permeability value go down as well as that shear strength increase. Keywords : Permeability, Shear strength, Inoculation, Biopolymer exopolysaccharide.
A. PENDAHULUAN Dalam suatu pekerjaan konstruksi, struktur tanah mendapat posisi yang sangat penting karena merupakan faktor utama di dalam fungsi tanah sebagai media yang dapat mendukung stabilitas segala bangunan yang berdiri diatasnya. Struktur tanah yang baik memiliki kemantapan agregat yang diperlukan untuk meningkatkan usaha pendukung kestabilan tersebut. Hingga kini, tidak ada bendungan yang dibangun tanpa penilaian rekayasa geoteknik pada struktur tanah sebagai tapak dari berdirinya bendungan tersebut. Salah satu penilaian dari rekayasa geoteknik tersebut juga tertuju pada koefisien permeabilitas (rembesan) dan kekuatan geser suatu tanah. Untuk peningkatan stabilitas tanah, upaya penurunan permeabilitas dan peningkatan kekuatan geser merupakan salah satu cara yang sangat penting karena dapat dilaksanakan untuk semua jenis pondasi baik yang terdiri dari satu jenis batuan maupun lebih. Beberapa tahun terakhir ini telah banyak dilakukan riset dan penelitian bagaimana meningkatkan stabilitas tanah. Salah satu penelitian yang paling menarik adalah meningkatkan stabilitas suatu tanah dengan cara penambahan mikrobakteri penghasil eksopolisakarida ke dalam tanah. Penelitian ini telah diuji coba di beberapa negara namun hanya terbatas pada beberapa jenis tanah pada negara tersebut saja. Jika di Indonesia pada umumnya bahan yang digunakan untuk material penurunan permeabilitas dan peningkatan kuat geser tanah adalah bahan-bahan kimia, namun pada penelitian ini penulis akan mencoba menganalisa penambahan mikrobakteri penghasil eksopolisakarida pada tanah pasir sebagai alternatif bahan tersebut. Dimana diharapkan penambahan mikrobakteri ini dapat menambah stabilitas tapak bendungan dengan cara mereduksi nilai
permeabilitas dan meningkatkan nilai kuat geser tanahnya. B. TAHAPAN PENELITIAN 1. Persiapan Pada tahapan persiapan ini, sampel tanah pasir pantai yang ada dianalisa: a. Gradasi butiran tanah b. Berat jenis tanah c. Kadar air tanah d. Permeabilitas tanah e. Kekuatan geser tanah Hasil dari analisa permeabilitas dan kekuatan geser tanah ini nantinya akan menjadi kontrol yang bersifat sebagai pembanding sampel tanah lain yang nantinya akan diinokulasikan dengan mikrobakteri. 2. Proses pembuatan media pertumbuhan dan perkembangan bakteri a. Siapkan alat dan bahan, seperti: pemanas, labu ukur 5buah, label nama, aluminium foil, biang bakteri (setiap jenis @25ml), air mineral murni 1 liter; CaCl2 0,25 gram; MgSO4 0,25 gram; K2HPO4 2,5 gram; Sukrosa 25 gram. b. Campur air mineral murni dengan CaCl2, MgSO4, K2HPO4, Sukrosa. Aduk hingga rata. c. Hasil campuran dibagi dan dimasukkan ke dalam 5 buah labu ukur. Masing-masing labu ukur berisi 200ml. d. Tutup labu dengan aluminium foil. Panaskan dalam pemanas. e. Setelah dipanaskan selama +1jam, keluarkan labu dari pemanas. Tunggu hingga labu dingin dengan sendirinya. f. Setelah labu benar-benar dingin, masukkan biang bakteri. Beri label nama setiap labu untuk setiap jenis bakteri. g. Taruh labu pada tempat yang tidak terlalu banyak terkena sinar cahaya matahari. Tempatkan pada suhu ruangan, dan tunggu hingga beberapa hari.
3. Inokulasi Mikrobakteri a. Sampel tanah yang diperoleh diayak terlebih dahulu dengan ayakan 2 mm (saringan no.10). b. Tanah yang lolos ayakan 2 mm tadi kemudian dioven kurang lebih 1 jam. c. Selanjutnya sampel tanah yang telah dioven didiamkan terlebih dahulu dalam suhu ruangan selama beberapa waktu hingga suhunya turun. Sampel tanah kemudian dibagi menjadi 6 bagian masing – masing seberat 2500 gram dalam plastik polybag. 5 bagian tanah akan diinokulasikan dengan 5 macam mikrobakteri yang berbeda sedang 1 bagian sebagai kontrol. d. Masing – masing bagian dicampur dengan media pertumbuhan mikrobakteri, dicampur hingga rata dan didiamkan kurang lebih 1 jam. e. Sampel tanah yang sudah tercampur dengan media pertumbuhan kemudian diinokulasikan dengan koloni mikrobakteri sejumlah 25 ml dengan konsentrasi 109 x CFU, kemudian ditutup rapat dan dibiarkan dalam suhu ruangan selama kurang lebih 30 hari. f. Sampel tanah dijaga kelembapannya dengan membasahinya dengan air mineral murni pada waktu tertentu. 4. Analisa permeabilitas dengan uji constant head Sampel tanah yang telah diinokulasi dengan mikrobakteri diuji nilai permeabilitasnya dengan menggunakan constant head permeameter. Kemudian, hasil uji nilai permeabilitas sampel tanah yang telah diinokulasi dengan mikrobakteri dianalisa efektivitasnya dengan hasil uji nilai permeabilitas sampel natural sebagai kontrol.
5. Analisa kuat geser dengan uji direct shear Disamping pengujian terhadap permeabilitas, tanah hasil inokulasi mikrobakteri juga diuji kuat gesernya dengan pengujian direct shear. Kemudian, hasil uji nilai kuat geser sampel tanah yang telah diinokulasi dengan mikrobakteri dianalisa efektivitasnya dengan hasil uji nilai kuat geser sampel natural sebagai kontrol. 6. Uji SEM (Scanning Electron Microscope) Untuk mengetahui potensi mikrobakteri dalam mengisi pori tanah, sampel tanah inokulasi mikrobakteri yang memiliki nilai permeabilitas terendah dan nilai kuat geser tertinggi dianalisa dengan menggunakan uji scanning electron microscope. C. ANALISA DAN PEMBAHASAN Hasil-hasil penelitian diperoleh dari pengujian sampel natural sebagai kontrol dan sampel yang telah diinokulasi mikrobakteri. Pengujian meliputi pengujian gradasi butiran, berat jenis, kadar air, tinggi konstan, dan geser langsung. Hasil-hasil penelitian dapat dilihat pada bahasan selanjutnya. 1.
2.
Hasil Analisa Ayakan Pengujian Gradasi Butiran (Grain Size) Tujuan dari pengujian ini yaitu untuk menentukan pembagian butir (gradasi) pada sampel tanah pasir pantai, juga untuk menentukan kadar lanau dan lempungnya. Hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 1 yang terletak di halaman selanjutnya. Hasil Pengujian Berat Jenis (Specific Gravity) Berat jenis tanah adalah perbandingan antara berat butir tanah dan berat air suling dengan isi yang sama pada suhu tertentu. Harga berat jenis tanah sering dibutuhkan dalam berbagai keperluan perhitungan
dalam bidang mekanika tanah. Dari hasil pengujian, didapat nilai Gs = 2,949.
Berikut adalah rekapitulasi hasil pengujian constant head. Tabel 3. Hasil Pengujian Constant Head
Tabel 1. Hasil Pengujian Gradasi Butiran
5.
3.
Hasil Pengujian Kadar Air (Water Content) Istilah yang digunakan untuk hubungan berat adalah kadar air (water content). Kadar air yang dimaksud yakni persentase perbandingan antara berat air yang terkandung dalam tanah dengan berat tanah yang diselidiki. Tabel 2. Hasil Pengujian Kadar Air
4.
Hasil Pengujian Tinggi Tekan Konstan (Constant Head) Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat maka pada pengujian constant head ini dilakukan 3 kali terhadap 1 sampel dengan waktu pengaliran yang sama. Rerata ketiga nilai permeabilitas inilah yang selanjutnya ditetapkan sebagai nilai permeabilitas sampel tersebut.
Hasil Pengujian Geser Langsung (Direct Shear) Dalam pengujian direct shear, sampel dicetak dalam ring dan akan mendapatkan pembebanan sebesar 400gr, 800gr dan 1200gr. Masingmasing sampel yang dicetak dalam ring memiliki berat isi yang sama, dimana berat isi ini disesuaikan dengan kondisi lapangan asal tanah pasir pantai tersebut. Berikut perhitungan berat isi untuk sampel pengujian geser langsung:
= = 2,95 (1 + 0,0523) x 0,989 1 + 0,70 = 1,822 gr/cm3
= w = .v w = . ( ..d2.h) w = 1,822 . ( ..62.1,7) w = 87,578 gr berat isi
sampel Berat isi sampel + berat ring = 150,778 gr Dari pengujian akan didapat hasil berupa nilai c yaitu kohesi tanah dan nilai sudut geser tanah yang kemudian diolah lebih lanjut untuk mendapatkan nilai kuat geser tanah. Berikut adalah rekapitulasi hasil pengujian direct shear.
Tabel 4. Hasil Pengujian Direct Shear
Pengaruh Inokulasi terhadap Struktur Sampel Selama 30 hari penginokulasian, mikrobakteri menghasilkan sintesis eksopolisakarida yang berbeda-beda komposisi sifat kimiawi dan fisikanya. Produksi eksopolisakarida ini dipengaruhi oleh fase pertumbuhan dan perkembangan mikrobakteri, nutrisi yang tersedia dalam media perkembanganya, juga pH dan temperatur. Proses sintesis ini adalah proses dimana terbentuknya polimer-polimer dan peptidoglycan pada dinding sel mikrobakteri. Kesatuan polimer-polimer dan peptidoglycan tersebut kemudian disebut sebagai eksopolisakarida. Eksopolisakaridaeksopolisakarida, yang disekresi oleh komunal mikrobakteri dalam sampel, dapat menyumbat dan merekatkan struktur sampel melalui pori butiran tanah pasir tersebut. Dalam proses inokulasi mikrobakteri dalam tanah pasir, maka akan terjadi 3 proses yaitu (Ivanov V and Chu J. 2008): a. Terjadi proses bioclogging yaitu proses dimana mikrobakteri akan menghasilkan material maupun massa sel mikrobakteri itu sendiri yang mampu yang mengisi rongga-rongga antar tanah pasir yang dapat mereduksi porositas dan angka permeabilitas tanah pasir tersebut. b. Terjadi proses biocementation yaitu proses dimana mikrobakteri menghasilkan material berupa slime ekstraselular polisakarida yang mampu meningkatkan kuat geser dan kekakuan tanah pasir. c. Terjadi proses yang menghasilkan biogas yaitu proses dimana dihasilkan
bubbles (udara) melalui aktivitas mikrobakteri yang dapat menurunkan resiko liquefaction potential tanah pasir. Akumulasi massa sel yang terjadi pada mikrobakteri, slime dan gas yang dihasilkan mikrobakteri yang berada pada tanah pasir akan membuat tanah pasir lebih impermeabel terhadap air (Ivanov V and Chu J. 2008). Hal ini terjadi karena ekstraselular polisakarida yang diprosuksi oleh mikrobakteri akan mengubah susunan struktur tanah pasir. Produksi dari ekstraselular polisakarida tersebut akan mengikat partikel-partikel tanah pasir dan mengisi rongga-rongga antar butiran tanah pasir. Berdasarkan Gambar 1, dapat dilihat bahwa dalam proses biocementation material yang dihasilkan oleh mikrobakteri akan mengikat partikel-partikel tanah pasir sehingga tanah pasir menjadi lebih padat dan kemampuan untuk menahan gaya gesernya akan meningkat. Disamping itu pada proses bioclogging terjadi clogging atau penyumbatan oleh material yang dihasilkan oleh mikrobakteri maupun oleh aktivitas mikrobakteri yang menyumbat atau mengisi rongga-rongga antar partikel tanah pasir sehingga dapat menghambat adanya aliran air saat melewati partikel tanah pasir dan menurunkan angka permeabilitas tanah pasir tersebut.
Gambar 1. Pengaruh Inokulasi Mikrobakteri terhadap Struktur Sampel
Secara umum, faktor yang mempengaruhi produksi ekstraselular polisakarida yang dihasilkan mikrobakteri adalah medium pertumbuhan, kondisi lingkungan, dan pembentukkan dari reaksi samping. Medium yang digunakan untuk memproduksi senyawa polisakarida biasanya mengandung unsur karbon yang tinggi digunakan untuk membatasi perbandingan nutrisi dengan unsur nitrogen. Perubahan 60-80 % dari sumber karbon kompleks yang digunakan menjadi senyawa polimer yang sederhana (hidrolisis) didapatkan hasil yang tinggi dari proses fermentasi senyawa polisakarida tersebut. Langkah penting dalam pertumbuhan mikroorganisme dan pembentukan produk adalah formulasi medium yang baik. Medium pertumbuhan dan produksi yang baik sebaiknya mengandung unsur karbon, nitrogen, fosfor, sulfur, kalium, dan garam magnesium (Chawla et al. 2009). Disamping itu menurut DeJong et al. 2006, mikroorganisme seringkali berada pada sementasi sedimen yang mengandung kalsium, magnesium, besi, mangan dan aluminium yang berbentuk kristal karbonat, silica, fosfat, sulfide dan hidroksida, terutama besi hidroksida. Pada penelitian ini media yang digunakan berupa gula (sukrosa) dan garam mineral, yaitu berupa CaCl2, MgSO4, K2HPO4, dan sukrosa. Unsur karbon yang dibutuhkan dalam proses produksi ekstraselular polisakarida didapatkan dari sucrose (C11H22O11). Garam-garam yang dibutuhkan yaitu kalium didapat dari K2HPO4, magnesium didapat dari MgSO4, Kalsium didapat dari CaCl2. Kalsium (Ca) berfungsi sebagai bahan presipitasi dalam pembentukan calcite yang nantinya berpengaruh dalam proses bioclogging atau penurunan nilai permeabilitas. Magnesium (Mg) berfungsi dalam fermentasi anaerobic yang berperan dalam biocementation. Selain itu, terdapat pula zat Nitrogen (N2) yang didapat dari unsur tanah sampel.
Analisa Efektivitas Inokulasi Mikrobakteri terhadap Permeabilitas Mengacu pada Tabel 3, maka dapat dilihat perbedaan antara keenam sampel tersebut bahwa nilai permeabilitas antara sampel yang telah diinokulasi beberapa jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai kontrol menurun. Prosentase penurunan didapatkan dengan menghitung selisih antara besarnya permeabilitas sampel natural dan besarnya permeabilitas pasca inokulasi mikrobakteri. Prosentase penurunan yang didapat akan menentukan efektivitas penggunaan mikrobakteri tersebut dalam skala persen. Rekapitulasi prosentase penurunan permeabilitas sampel yang telah diinokulasi beberapa jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai kontrol dapat dilihat pada tabel berikut. Tabel 5. Tabel prosentase Penurunan Nilai Permeabilitas
Gambar 2. Grafik Nilai Permeabilitas Tanah Pasir Pantai Analisa Efektivitas Inokulasi Mikrobakteri terhadap Kuat Geser Mengacu pada Tabel 4, maka dapat dilihat perbedaan antara keenam sampel tersebut bahwa nilai kuat geser antara
sampel yang telah diinokulasi beberapa jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai kontrol meningkat. Prosentase peningkatan didapatkan dengan menghitung selisih antara besarnya besarnya permeabilitas pasca inokulasi mikrobakteri dan permeabilitas sampel natural. Prosentase peningkatan yang didapat akan menentukan efektivitas penggunaan mikrobakteri tersebut dalam skala persen. Rekapitulasi prosentase peningkatan kuat geser sampel yang telah diinokulasi beberapa jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai kontrol dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 6. Rekapitulasi Nilai Kuat Geser dan Permeabilitas
Tabel 7. Hasil Korelasi Data
Tabel 5. Tabel Prosentase Peningkatan Nilai Kuat Geser
Gambar 4. Hubungan Antara Kuat Geser dan Permeabilitas
Gambar 3. Grafik Nilai Kuat Geser Tanah Pasir Pantai Korelasi Antara Permeabilitas dan Kuat Geser Dalam penelitian ini, penulis juga meneliti hubungan keterkaitan antara permeabilitas dan kuat geser baik sampel natural sebagai kontrol maupun sampelsampel yang telah diinokulasi mikrobakteri. Dari analisa korelasi tersebut didapat hasil sebagai berikut:
Secara umum masing-masing sampel yang diinokulasi lima jenis mikrobakteri ini dapat menurunkan nilai permeabilitas dan nilai kuat geser, namun penulis juga mnghitung analisa perbandingan nilai permeabilitas dan nilai kuat gesernya secara kelompok. Dari korelasi tersebut, dapat disimpulkan bahwa koefisien korelasi (r) antara kuat geser dan permeabilitas adalah 0,241 memiliki keterkaitan yang lemah. Artinya, dalam kasus penginokulasian mikrobakteri ini apabila kuat geser suatu sampel tinggi maka belum tentu permeabilitasnya turun juga seiring peningkatan kuat gesernya.
6.
Hasil Pengujian SEM (Scanning Electron Microscope) Uji SEM adalah pengujian mikroskopis dengan perbesaran hingga lebih dari dua ribu kali perbesaran, yang dalam penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui adanya ekstraselular polisakarida yang terbentuk pada sampel yang telah diinokulasi dengan jenis mikrobakteri tertentu selama 30 hari. Pengujian ini dilakukan pada sampel tanah yang diinokulasikan dengan Bacillus subtilis, Agrobacterium tumefaciens, dan Lactobacillus sakei. Sampel tanah yang digunakan untuk uji SEM dipilih dengan pertimbangan yang memiliki nilai permeabilitas terendah dan nilai kuat geser tertinggi setelah proses inokulasi selesai. Pada pengujian tinggi konstan didapatkan tanah hasil inokulasi Bacillus subtilis dan Agrobacterium tumefaciens memiliki nilai permeabilitas terendah dan pada pengujian geser langsung didapatkan tanah hasil inokulasi Lactobacillus sakei memiliki nilai kuat geser tertinggi, sehingga sampel tersebut diuji lebih lanjut dengan uji SEM. Hasil uji SEM adalah berupa gambar dari sampel yang dilakukan pengujian.
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 6. Hasil Uji SEM Sampel Inokulasi Agrobacterium tumefaciens
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 7. Hasil Uji SEM Sampel Inokulasi Lactobacillus sakei
(a)
(b)
(c)
(d)
Gambar 5. Hasil Uji SEM Sampel Inokulasi Bacillus subtilis
Berdasarkan Gambar 5 (a) dan Gambar 6 (a), uji SEM tanah pasir pantai dengan perbesaran 50-70 kali pada pengujian SEM terhadap sampel tanah hasil inokulasi Bacillus subtilis dan Agrobacterium tumifaciens dapat dilihat bentuk tanah pasir pantai yang digunakan sebagai sampel adalah bersudut dan lepas. Pada Gambar 7 (a) dapat dilihat jelas bahwa Lactobacillus sakei sedang menghasilkan slime sebagai perekat antara partikel tanah satu dengan yang lain, hal inilah yang kemudian
dapat membuat kerapatan antar partikel tanah dan nilai kuat geser sampel ini meningkat. Sedangkan dari Gambar 5 (b), Gambar 6 (b), dan Gambar 7 (b) terlihat mineral berupa kristal-kristal garam pada tanah pasir pantai tersebut. Pengambilan sampel untuk pengujian SEM adalah random, yaitu sampel diambil secara acak. Sampel kemudian diletakkan di preparat lapis logam dengan ukuran kurang lebih 1cm x 1,5cm, dan dilakukan perbesaran hingga objek yang diinginkan terlihat seperti pada gambar. Kemudian dari Gambar 5 (c), Gambar 6 (c), dan Gambar 7 (c) dengan perbesaran 10.000 kali masing-masing dapat dilihat adanya mikrobakteri-mikrobakteri Bacillus subtilis, Agrobacterium tumifaciens, dan Lactobacillus sakei yang melekat pada dinding-dinding pasir yang hidup secara soliter. Hal ini membuktikan bahwa mikrobakteri yang dibiakkan atau diinokulasikan ke dalam sampel tanah pasir pantai dapat hidup, mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Dilanjutkan dengan hasil uji SEM Gambar 5 (d), Gambar 6 (d), dan Gambar 7 (d) terlihat pada dinding sampel tanah pasir pantai mulai terbentuk eksopolisakarida. Bacillus subtilis mampu menghasilkan enzim urease yang kemudian dapat menghasilkan eksopolisakarida senyawa kalsium karbonat sebagai perekat pori-pori sampel. Berbeda dengan Bacillus subtilis, Agrobacterium tumefaciens mengalami reaksi amonifikasi dan presipitasi karbonat untuk membentuk eksopolisakarida partikel penyumbat pori-pori sampel. Eksopolisakarida yang terbentuk menempel pada dinding partikel tanah pasir, yang nantinya akan mengisi dan menutup pori-pori diantara partikel tanah pasir dan melekatkan antar partikel pasir. Hasil uji SEM tersebut membuktikan
bahwa penelitian ini sesuai dengan yang diharapkan yaitu mikrobakteri menghasilkan eksopolisakarida. D. KESIMPULAN Dari hasil-hasil analisa tersebut, dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Pengaruh yang dihasilkan dari inokulasi bakteri terhadap struktur material tanah pasir pantai selama 30 hari adalah sebagai berikut: a. Bakteri menghasilkan sintesis polimer-polimer dan peptidoglycan pada dinding sel bakteri. Kesatuan polimer-polimer dan peptidoglycan tersebut kemudian disebut sebagai eksopolisakarida. b. Eksopolisakaridaeksopolisakarida, yang disekresi oleh komunal bakteri dalam sampel, dapat menyumbat dan merekatkan struktur sampel melalui pori butiran tanah pasir tersebut. c. Melalui penyumbatan dan perekatan yang terjadi, kemampuan sampel untuk meloloskan rembesan cairan dapat berkurang. Dan sebaliknya, kemampuan sampel dalam menahan gaya/beban yang menyebabkan pergeseran dapat bertambah. 2. Berdasarkan pengujian tinggi tekan konstan, maka dapat disimpulkan bahwa secara umum masing-masing jenis mikrobakteri dapat menurunkan nilai permeabilitas sampel. Penurunan ini adalah hasil perbandingan nilai permeabilitasnya dengan nilai permeabilitas sampel natural sebagai kontrol. Prosentase penurunan nilai permeabilitas sampel yang telah diinokulasi lima jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai control adalah sebagai berikut: Lactobacillus sakei 47,389%; Pseudomonas sp 43,292%;
Agrobacterium tumefaciens 62,791%; Bacillus subtilis 74,425%; Nitrobacter sp 57,131%. Dari pengamatan diatas maka dapat disimpulkan bahwa inokulasi Bacillus subtilis dan Agrobacterium tumefaciens memungkinkan untuk dijadikan sebagai materi biocementation. 3. Berdasarkan pengujian geser langsung, maka dapat disimpulkan bahwa secara umum masing-masing jenis mikrobakteri dapat meningkatkan nilai kuat geser sampel. Peningkatan ini adalah hasil perbandingan nilai kuat gesernya dengan nilai kuat geser sampel natural sebagai kontrol. Prosentase peningkatan nilai kuat geser sampel yang telah diinokulasi beberapa jenis mikrobakteri terhadap sampel natural sebagai kontrol adalah sebagai berikut: Lactobacillus sakei 58,913%; Pseudomonas sp 10,522%; Agrobacterium tumefaciens 25,565%; Bacillus subtilis 2,609%; Nitrobacter sp 28,174%. Dari pengamatan diatas maka dapat disimpulkan bahwa inokulasi Lactobacillus sakei memungkinkan untuk dijadikan sebagai materi bioclogging. 4. Berdasarkan hasil uji SEM dengan sebagian besar perbesaran 10.000 kali maka dapat dilihat adanya mikrobakteri-mikrobakteri yang melekat pada dinding-dinding pasir yang hidup secara soliter. Hal ini membuktikan bahwa mikrobakteri yang dibiakkan atau diinokulasikan ke dalam sampel pasir sungai dapat hidup, mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Selain itu, terlihat pada dinding sampel tanah pasir pantai mulai terbentuk eksopolisakarida. Eksopolisakarida yang terbentuk menempel pada dinding partikel tanah pasir yang nantinya akan mengisi dan menutup pori-pori diantara partikel tanah pasir
dan melekatkan antar partikel pasir. Hasil uji SEM tersebut membuktikan bahwa penelitian ini sesuai dengan yang diharapkan yaitu bakteri menghasilkan eksopolisakarida. E. SARAN Berdasarkan penelitian yang telah dilaksanakan tentang “Studi Efektivitas Penurunan Permeabilitas dan Peningkatan Kuat Geser Tanah Pasir Pantai dengan Menggunakan Biopolimer Eksopolisakarida”, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah: 1. Alat-alat yang digunakan untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan mikrobakteri harus dalam keadaan steril agar meminimalisir pertumbuhan organisme lain selain mikrobakteri tersebut. 2. Perlu diberikan kombinasi konsentrasi biomassa bakteri yang diberikan agar dapat diketahui konsentrasi paling baik yang dapat bekerja secara optimal 3. Pada pengujian geser langsung, sebaiknya dilakukan pemadatan merata terhadap semua sampel agar hasil pengujian lebih akurat. Dalam perhitungan berat isi, seharusnya kadar air yang digunakan disesuaikan dengan kadar air masing-masing sampel. 4. Perlu dilakukan kajian mendalam tentang efek bubbling pada pori tanah. DAFTAR PUSTAKA Das, Braja M. 1993. Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknik). Jakarta: Erlangga J.T. DeJong, M.B. Fritzges, and K. Nusslein. 2006. Microbially Induced Cementation To Control Sand Response To Undrained Shear. J. Geotech. Geoenviron. Eng
Sivakumar, Babu. 2008. Lecture 39, Emerging Aspect in Microbial Geotechnology and Ground Improvement Civil Engineering Departement Indian Institute of Sciense, Bangalore. India: Bangalore Sosrodarsono, Suyono & Kazuto N. 2000. Mekanika Tanah & Teknik Pondasi. Jakarta: Pradnya Paramita
Volodymyr, Ivanov & Jian C. 2008. Applications of Microorganisms to Geotechnical Engineering for Biclogging annd Biocementation of Soil in situ. Reviews in Enviromental Science and Biotechnology, 7: 139-153
