BAB I Pendahuluan

1
1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Karbon merupakan salah satu unsur yang dapat berbentuk padat, cair, maupun
gas, yang terdapat di dalam perut bumi, di dalam batang pohon, ataupun di udara
(atmosfer). Sumber karbon yang berada di udara dapat berasal dari pembakaran
minyak dan gas dari kendaraan industri, pembakaran hutan, asap yang keluar dari
letusan gunung berapi, kayu yang dibakar, ataupun proses pelapukan tumbuhtumbuhan (wikipedia.com).
Karbondioksida (CO2) dihasilkan oleh makhluk hidup pada proses respirasi, dan
digunakan oleh tumbuhan pada proses fotosintesis.
Oleh karena itu, CO2
merupakan komponen penting dalam siklus karbon. Namun, konsentrasi karbon
yang berlebihan di udara bukanlah merupakan suatu hal yang baik bagi kondisi
lingkungan kita, karena peningkatan CO2 yang terlepas ke udara secara berlebihan
dapat mengakibatkan peningkatan suhu bumi atau yang dikenal dengan istilah
global warming dan dapat menyebabkan perubahan iklim (Kanjupur 2010).
Banyak aktivitas manusia yang dapat menyebabkan peningkatan suhu bumi,
salah satunya adalah kegiatan industri yang banyak menggunakan bahan bakar fosil.
Jeong et al. (2003) menyebutkan bahwa kegiatan industri umumnya menghasilkan
10-12% komposisi karbondioksida (CO2) dari penggunaan bahan bakar gas.
Penggunaan bahan bakar fossil atau batu bara akan dapat menghasilkan
pembuangan karbondioksida (CO2) sampai 20% atau lebih.
Tumbuhan mampu mengurangi kadar karbondioksida di atmosfer dengan
melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai asimilasi karbon. Proses tersebut
menggunakan energi cahaya untuk memproduksi materi organik melalui kombinasi
karbondioksida dengan air. Fotosintesis juga menghasilkan sebagian besar oksigen
yang terdapat di atmosfer bumi. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi
karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari udara diikat (difiksasi) menjadi
glukosa (gula) sebagai molekul penyimpan energi (Puspaningrum 2009).
Salah satu tumbuhan yang potensial dalam menyerap karbondioksida (CO2)
2
adalah ganggang atau alga. Alga merupakan tumbuhan yang tidak memiiki akar,
batang, dan daun yang sebenarnya, namun sudah memiliki klorofil sehingga dapat
melakukan forosintesis.
Dalam prosesnya, alga akan menambat CO2 dan
menghasilkan oksigen. Alga merupakan produsen primer bahan organik sekaligus
dasar dari rantai makanan akuatik karena aktivitas fotosintesisnya tersebut (Pelczar
dan Chan 2007).
Sebagai produsen primer, alga dalam pertumbuhannya
memerlukan cahaya sebagai sumber energinya dan bahan anorganik yaitu
karbondioksida dan mineral (nitrat, fosfat, sulfat, dsb) (Pruvost 2009). Alga
merupakan mikroorganisme yang dapat tumbuh cepat. Produktivitas alga dalam
menghasilkan bahan organik dapat lebih tinggi dari tumbuhan darat (Grognard
2010). Alga efektif dalam mengubah nutrisi dan CO2 dari air dengan bantuan sinar
matahari hingga menjadi energi. Penyerapan nutrisi CO2 dan sinar matahari pada
alga berlangsung lebih mudah dan cepat daripada proses serupa yang terjadi pada
tanaman tingkat tinggi.
Mikroalga dapat diaplikasikan dalam penyerapan CO2 karena alga
memerlukan karbondioksida untuk pertumbuhan. Di Indonesia, teknologi kultur
mikroalga dengan fotobioreaktor sudah dikembangkan sejak 2008 untuk
mengurangi konsentrasi karbondioksida (CO2) yang dilakukan oleh Badan
Pengkajian dan Penelitian Teknologi (BPPT) (Mardiani 2010). Dengan teknologi
fotobioreaktor ini, tingkat produktifitas alga dapat ditingkatkan menjadi 2 hingga 5
kali lebih tinggi dari kondisi normalnya (Setiawan et al. 2008). Mikroalga berperan
untuk menangkap CO2 apabila gas yang mengandung CO2 dialirkan ke dalam tabung
fotobioreaktor. CO2 yang dimasukkan ke dalam tabung fotobioreaktor akan diserap
dan selanjutnya digunakan untuk pertumbuhan mikroalga tersebut. Apabila
biomassa fitoplankton dapat ditingkatkan (scale up), maka dapat diasumsikan
bahwa jumlah CO2 yang dapat diserap juga akan meningkat dan hasil biomassa alga
juga akan meningkat. Dengan demikian alga dapat digunakan dalam upaya untuk
menyerap karbondioksida dan dapat dijadikan sebagai salah satu sumber bahan
bakar nabati yang sangat potensial untuk dikembangkan sebagai upaya diversifikasi
bahan penghasil biodiesel.
3
1.2. Perumusan Masalah
Karbondioksida (CO2) merupakan komponen yang penting dalam kehidupan
karena karbondioksida merupakan bahan dasar untuk pembentukan bahan
makanan. Pada saat ini, karbondioksida merupakan masalah besar karena telah
mengakibatkan peningkatan suhu bumi atau yang dikenal dengan istilah global
warming. Sumber utama peningkatan kadar karbondioksida ini dapat berasal dari
kegiatan industri. Salah satu cara untuk menanggulangi masalah ini yaitu dengan
mengurangi pengeluaran CO2 dan menyerap CO2 hasil buangan kegiatan industri
dengan menggunakan teknologi fotobioreaktor yaitu wadah untuk kultur
fitoplankton. Salah satu fitoplankton yang potensial untuk penyerapan karbon dan
menghasilkan biomassa adalah Chlorella sp.
Chlorella sp. yang merupakan
produsen primer memerlukan karbondioksida dan mampu mengurangi kadar
karbondioksida dengan melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai asimilasi
karbon, yang menggunakan energi cahaya untuk memproduksi bahan organik.
Chlorella sp. berperan untuk menangkap CO2 apabila gas buang industri yang
mengandung CO2 dialirkan ke dalam tabung fotobioreaktor. CO2 yang dimasukkan
ke dalam tabung fotobioreaktor akan diserap dan selanjutnya digunakan untuk
pertumbuhan Chlorella sp. tersebut. Dengan perlakuan tertentu, bahan organik
yang terkandung pada biomassa alga tersebut terutama minyak alga, dapat
diekstrak dan dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti
selulosa dan dapat pula digunakan sebagai biodisel. Oleh sebab itu perlu diketahui
tingkat penyerapan karbon dan kandungan minyak alga dari hasil fotosintesis yang
dilakukan oleh Chlorella sp.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji tingkat penyerapan karbon
oleh Chlorella sp. dan kandungan minyak alga dari hasil fotosintesis yang dilakukan
oleh Chlorella sp. pada fotobioreaktor.
4
1.4. Manfaat
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat mengenai potensi
Chlorella sp. dalam menyerap karbon dalam upaya asimilasi karbon dan
menghasilkan minyak alga serta dapat menjadi informasi dan rujukan bagi
penelitian selanjutnya.