Isolasi dan seleksi bakteri penitrifikasi dari sampel tanah di sekitar

3
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Semakin pesatnya pertumbuhan penduduk di Indonesia merupakan salah
satu faktor yang memicu perkembangan industri. Perkembangan sektor industri
ini diharapkan mampu meningkatkan kesejahteraan masyarakat. Namun, tidak
dapat dipungkiri bahwa pesatnya pertumbuhan penduduk dan perkembangan
industri menimbulkan masalah pencemaran akibat limbah yang dihasilkan.
Peningkatan populasi penduduk dapat menimbulkan limbah domestik, yaitu
limbah hasil kegiatan manusia, seperti limbah rumah tangga, limbah sanitasi, serta
limbah pasar. Kegiatan sektor industri menimbulkan limbah industri, yaitu hasil
akhir dari kegiatan industri itu sendiri, khususnya berupa limbah cair.
Limbah domestik maupun limbah cair industri ini mengandung berbagai
unsur kimiawi. Salah satu unsur yang terkandung di dalamnya adalah amonia
(NH3). Pada pH rendah, amonia berubah menjadi amonium (NH4+), amonia
sendiri berada dalam keadaan tereduksi. Umumnya, limbah-limbah tersebut
dikeluarkan ke kawasan perairan, sehingga akan terjadi akumulasi amonium di
kawasan ini. Amonium merupakan senyawa nitrogen yang pada kadar tinggi
bersifat racun, sehingga dapat menurunkan kualitas air yang merupakan sumber
kehidupan bagi makhluk hidup, khususnya biota air. Salah satu metode yang
digunakan untuk mengatasi akumulasi amonium yang terkandung di dalam limbah
yaitu proses nitrifikasi. Proses nitrifikasi ini dilakukan dengan menggunakan
bantuan aktivitas bakteri-bakteri pengoksidasi amonium dan nitrit atau disebut
juga bakteri penitrifikasi. Bakteri penitrifikasi yang umum digunakan adalah
bakteri penitrifikasi yang berasal dari Genus Nitrosomonas sp. dan Nitrobacter sp.
Secara morfologis, Nitrosomonas sp. berbentuk ellipsoid, batang pendek,
Gram negatif, bersifat motil atau non motil, dan tumbuh dengan baik pada suhu
sekitar 30oC serta pH 5.8-8.5. Bakteri dari genus Nitrosomonas sp. merupakan
bakteri yang mampu mengoksidasi amonium menjadi nitrit. Nitrobacter sp. selnya
berbentuk batang pendek, pleomorfik, seringkali berbentuk pears, Gram negatif,
dan biasanya non motil. Nitrobacter sp. diketahui mampu mengoksidasi nitrit
menjadi nitrat. Habitat kedua genus bakteri ini tersebar pada tanah, air tawar, dan
4
air laut (Holt et al., 1994). Dengan demikian, diduga bahwa isolat yang digunakan
dalam penelitian ini merupakan isolat Nitrosomonas sp. dan Nitrobacter sp.
karena sumber isolat yang digunakan berupa tanah yang berada di sekitar kandang
ternak, namun masih diperlukan identifikasi lebih lanjut.
Salah satu contoh penggunaan metode nitrifikasi yaitu pada sistem
pengolahan limbah cair industri tekstil. Pengolahan dilakukan secara biologis
secara nitrifikasi dengan menambahkan kultur bakteri Nitrosomonas sp. dan
Nitrobacter sp. ke dalam lumpur aktif (activated sludge). Dari 52 perlakuan,
dengan kandungan amoniak awal antara 26.12-27.40 ppm, 30.77% tidak
memenuhi baku mutu dan 69.23% dapat mereduksi kandungan amoniak hingga
mencapai mencapai baku mutu (< 8 ppm). Pada perlakuan seeding 8% waktu
tinggal 12 jam, pada 3 jam pertama terjadi penurunan sebesar 48.82% atau dari
26.24 ppm menjadi 12.81 ppm (http://limbah.org/reduksi-amoniak-limbah-cairindustri.html, 2009).
Penghilangan amonium secara biologis melalui proses nitrifikasi
merupakan salah satu metode yang dapat dianggap ekonomis dan efisien. Melihat
hal tersebut maka dibutuhkan sumber-sumber isolat bakteri penitrifikasi,
khususnya Nitrosomonas sp. dan Nitrobacter sp. untuk menanggulangi masalah
akumulasi amonium di kawasan perairan ini (Paungfoo et al., 2006). Salah satu
sumber isolat bakteri penitrifikasi adalah tanah-tanah di sekitar kandang ternak,
seperti sapi, kerbau, kambing, dan ayam. Tanah-tanah di lokasi tersebut diduga
memiliki kandungan nitrat yang tinggi karena merupakan salah satu komponen
yang terkandung di dalam dari kotoran ternak. Adanya kandungan nitrat dan
bahan organik dalam tanah merupakan habitat yang baik bagi bakteri penitrifikasi.
1.2. Tujuan Penelitian
1. Melakukan isolasi dan seleksi terhadap “Nitrosomonas” dan “Nitrobacter” dari
sampel tanah di sekitar kandang ternak (sapi, kerbau, kambing, dan ayam);
2. Mengukur penurunan konsentrasi amonium akibat aktivitas “Nitrosomonas” dan
peningkatan konsentrasi nitrat akibat aktivitas “Nitrobacter” pada enrichment culture;
3. Menguji pasangan antara isolat “Nitrosomonas” dan “Nitrobacter” yang mampu
melakukan nitrifikasi secara efektif.
5
1.3. Hipotesis Penelitian
1. Pada tanah di sekitar kandang ternak (sapi, kerbu, kambing, dan ayam) hidup bakteri
“Nitrosomonas” dan “Nitrobacter” .
2. “Nitrosomonas” menurunkan konsentrasi amonium dan “Nitrobacter” meningkatkan
konsentrasi nitrat;
3. Pasangan isolat “Nitrosomonas” dan “Nitrobacter” mempunyai kemampuan yang
berbeda dalam melakukan proses nitrifikasi.