Pengendapan Sulfida Merkuri, Timbal dan

I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada saat ini masyarakat modem tengah menghadapi banyak masalah
lingkungan dan pendekatan secara biologi mulai banyak dilakukan untuk
mengatasi masalah lingkungan tersebut. Menurut Citroreksono (1996) serta Said
dan Fauzi (1996), bioteknologi lingkungan merupakan salah satu cara pemulihan
komponen lingkungan secara biologis (bioremediasi) yang dapat dimanfaatkan
untuk mengendalikan masalah lingkungan. Salah satu masalah lingkungan yang
dapat diminimalkan melalui pendekatan bioteknologi adalah pencemaran
lingkungan yang disebabkan oleh logam berat.
Secara alamiah, unsur logam berat terdapat di alam namun dengan kadar
yang sangat rendah. Kadar logarn berat akan meningkat bila limbah perkotaan,
pertambangan, pertanian dan perindustrian yang banyak mengandung logam berat
masuk ke lingkungan laut. Logam berat memasuki lingkungan perairan alami
melalui saluran pernbuangan dan hanya sebagian kecil yang dibuang ke perairan
setelah melalui perlakuan. Logam berat yang sangat toksik ini sangat sukar
terurai dan banyak terdapat di lingkungan. Logam berat tersebut antara lain adalah
merkuri (Hg), timah hitam atau timbal (Pb) dan kadmium (Cd) (Connel &
Miller,1995). Menurut Manahan (1994), logarn berat : Hg, Pb dan Cd mampu
berikatan dengan senyawa sulfur dalam enzim dan pada akhimya merusak fungsi
serta kerja enzim.
Pada saat ini telah banyak mikroorganisme yang dimanfaatkan untuk
mendekontaminasi efluen yang mengandung logam berat. Mikroorganisme yang
digunakan dapat berbentuk kultur murni maupun campuran dan mampu bekerja
sebaik tanaman lebih tinggi (Kauffman et al., 1986) Salah satu contoh
pemanfaatan bioteknologi lingkungan untuk mengatasi pencemaran oleh logam
Hg telah dilaporkan oleh Canstein et al., (1999). Mereka mengisolasi strain
bakteri resistan merkuri (Pseudomonas putida Spi 3) dari sedimen sungai
tercemar dengan efisiensi retensi 90-98 %. Penemuan ini menjadi biological
treatment bagi limbah pabrik elektrolisis klor akali.
Bakteri pereduksi sulfat (SRB) adalah bakteri yang pada kondisi tertentu
mampu mereduksi senyawa sulfat menjadi sulfida. Menurut Brierley dan Brierley
(1997), kelompok bakteri pereduksi sulfat banyak digunakan dalam pengendalian
sulfat dan logam berat. Bakteri pereduksi sulfat yang termasuk dalam genus
Desulfovibrio dan Desulfotomaculurn mengoksidasi senyawa organik maupun Hz
menggunakan sulfat sebagai akseptor elektron menghasilkan H2S dan bikarbonat
(Reaksi 1 dan 2). Sulfida yang dihasilkan pada reaksi 1 dan 2, kemudian bereaksi
dengan ion logam berat untuk selanjutnya membentuk logam sulfida yang
mengendap dan sukar larut (Reaksi 3).
Berdasarkan nilai tetapan kelarutan tersebut maka dapat diketahui bahwa
ketiga senyawa sulfida logam tersebut relatif stabil dan sukar larut. Lebih jauh
Brierley dan Brierley (1997) menjelaskan proses pembentukan H2S dan
pengendapan logam sulfida melalui reaksi kimia berikut ini :
2 CHzO + ~0.4'-
+ H2S + 2 HCOF
(Reaksi 1)
-+ H2S + 4 H20 + 2e
(Reaksi 2)
-+
(Reaksi 3)
Bahan organik
5 HZ +
M2+ +
~04'-
s2-
MS&
Secara umum, keberadaan kelompok bakteri pereduksi sulfat pada
lingkungan anoksik dapat diketahui dari pembentukan sedimen yang berwama
hitam dan bau khas dari gas hidrogen sulfida. Untuk mengetahui laju reduksi
sulfat dapat dilakukan dengan cara mengukur penyusutan konsentrasi sulfat
maupun akumulasi sulfida yang terbentuk (Suflita et al. 1997).
Penelitian ini mengkaji upaya pengendapan sulfida Hg, Pb dan Cd dengan
memanfaatkan kemampuan kelompok bakteri sulfat dalam mereduksi sulfat
menjadi sulfida.
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.
Mengisolasi kelompok bakteri pereduksi sulfat dari ekosistem laut yang
tercemar, Muara Angke di Jakarta serta sumber air panas Cisolok,
Sukabumi.
2.
Mendapatkan informasi mengenai pengaruh suhu dan lama inkubasi
terhadap pembentukan sulfida logam Hg, Pb dan Cd menggunakan H2S
yang dihasilkan oleh kelompok bakteri pereduksi sulfat.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat mernberikan informasi dalam
pengelolaan limbah yang mengandung Hg, Pb dan Cd secara biologis.
1.3. Hipotesis
Pada kondisi yang sesuai, kelompok bakteri pereduksi sulfat
dapat
menghasilkan gas hidrogen sulfida yang dapat mengendapkan logam-logam
tertentu. Serangkaian uji efektifitas yang dilakukan terhadap kelompok bakteri
tersebut akan dapat memberikan informasi tentang kondisi optimal dalam
pengendapan logam yang dikehendaki.
1.4. Perumusan Masalah dan Kerangka Pemikiran
Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang penelitian, dapat dibuat rumusan masalah sebagai
berikut : bagaimana mengisolasi dan mengoptimasi kondisi kelompok bakteri
pereduksi sulfat untuk mengendapkan Hg, Pb dan Cd sebagai garam sulfidanya.
Kerangka Pemikiran.
Semakin bertambahnya kegiatan industri telah menyebabkan semakin
banyaknya jumlah limbah yang dihasilkan. Limbah industri ini menimbulkan
masalah-masalah yang serius bagi ekosistem perairan karena menurunkan kualitas
air. Pada umumnya industri memanfaatkan sungai sebagai tempat pembuangan
limbah dan akhimya limbah tersebut akan sarnpai ke laut. Kegiatan-kegiatan
tertentu telah menghasilkan limbah logam berat, khususnya Hg, Pb dan Cd.
Limbah logam berat yang tidak diolah masuk perairan laut dan mengalami
pengendapan, pengenceran, dispersi dan metilasi oleh aktivitas mikroba dan
selanjutnya akan diserap oleh organisme di perairan tersebut. Organisme laut
akan mengalami biomagnifikasi dalam rantai makanan dan akhimya mencemari
manusia. Kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
9Rn
Imobilisasi merkuri oleh
0
Manusia
Mencemari sungai
dan laut
Keterangan :
SRB = Sulfate reducer bacteria (Bakteri pereduksi sulfat)
= Logam
M
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian