PAPER Bioremediasi Limbah Cair PT Petrokimia Gresik

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.