BIOREMEDIASI SEDIMEN PANTAI TERCEMAR MINYAKBUMI MENGGUNAKAN BAKTERI SINGLE STRAIN (Alcanivorax sp. TE-9) DAN PUPUK OSMOCOTE DI PESISIR INDRAMAYU

5/23/2018 BIOREMEDIASI SEDIMEN PANTAI TERCEMAR MINYAKBUMI MENGGUNAKAN BAKTERI SINGLE STRAIN (A...

http:///reader/full/bioremediasi-sedimen-pantai-tercemar-minyakbumi-menggunakan-b

SKRIPSI

BIOREMEDIASI SEDIMEN PANTAI TERCEMAR MINYAKBUMIMENGGUNAKAN BAKTERI SINGLE STRAIN (Alcanivorax sp.TE-9)

DAN PUPUK OSMOCOTE DI PESISIR INDRAMAYU

dilaksanakan dan disusun guna memperoleh gelar Sarjana Perikanan diUniversitas Jenderal Soedirman

oleh:Reska Nespandela

NIM. J1A006019

JURUSAN PERIKANAN DAN KELAUTANFAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANPURWOKERTO

2010



Skripsi

BIOREMEDIASI SEDIMEN PANTAI TERCEMAR MINYAKBUMIMENGGUNAKAN BAKTERI SINGLE STRAIN (Alcanivorax sp.TE-9)

DAN PUPUK OSMOCOTE DI PESISIR INDRAMAYU

oleh:

Reska NespandelaNIM. J1A006019

disetujui tanggalNovember 2010

Pembimbing Utama Pembimbing Anggota

Drs. Asrul Sahri Siregar, MSi. Prof. Drs. Ruyitno Nuchsin, M.Sc.

NIP. 196008111988031001 NIP. 194903111979031001

MengetahuiKetua Jurusan Perikanan dan Kelautan

Fakultas Sains dan Teknik

Dr. Ir. Isdy Sulistyo, DEA.NIP. 196003071986011003



DAFTAR ISI

halamanDAFTAR ISI iDAFTAR TABEL iiDAFTAR GAMBAR.. iiiDAFTAR LAMPIRAN.. iv

KATA PENGANTAR 1RINGKASAN. 2SUMMARY. 3

I. PENDAHULUAN.. 41. 1. Latar Belakang 41. 2. Perumusan Masalah.. 71. 3. Tujuan.. 81. 4. Hipotesis.. 91.5. Manfaat.. 9

II. TINJAUAN PUSTAKA 102. 1. Minyak Bumi 102. 2. Bioremediasi 23

III. MATERI DAN METODE.. 333. 1. Materi Penelitian 333. 2. Metode Penelitian 343. 3. Prosedur Penelitian.. 353. 4. Waktu dan Tempat 433. 5. Analisis Data.. 43

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 454. 1. Kondisi Lingkungan Media Percobaan. 45



4. 2. Degradasi Hidrokarbon Minyak Bumi 524. 3. Nilai Ambang Batas. 61

V. KESIMPULAN DAN SARAN 635. 1. Kesimpulan 635. 2. Saran 63

DAFTAR PUSTAKA. 64LAMPIRAN 66UCAPAN TERIMA KASIH. 82RIWAYAT HIDUP SINGKAT 84



DAFTAR TABEL

Tabel halaman1. Tanggapan Biota Laut Terhadap Hidrokarbon Aromatik yang Larut. 202. Komposisi Nutrien Pupuk Lepas Lambat Osmocote ... 323. Perlakuan yang diujikan dengan isolat bakteri single strain, pupuk, dan

kombinasi isolat bakteri single straindengan pupuk... 344. Parameter Lingkungan dan Alat Pengukurnya.... 435. Total Sel Bakteri di Sedimen (sel/gr) .. 576. Kepadatan Bakteri Pendegradasi Minyak di Sedimen (MPN/gr) 597. Kandungan Total Petroleum HydrocarbonDalam Setiap Mesokosm 61



DAFTAR GAMBAR

Gambar halaman1. Limbah minyak bumi oleh kelompok mikroba hidrokarbonoklastik

dapat diubah menjadi senyawa yang ramah lingkungan. 262. Rancangan mesokosm.............................. 383. Petak Percobaan (Mesokosm) yang dilakukan di Pesisir Indramayu 394. potential Hydrogen(pH) dalam Air Pori.................................... 455. Oksigen Terlarut (mg/L) dalam Air Pori................................ 476. Temperatur Air Pada Seluruh Mesokosm (C) ........................... 487. Salinitas Air Pori (ppt) ........................................................... 498. Nitrogen Total Air Pori (mg/L) 50

9. Fosfor Total Air Pori (mg/L) 5110. Persentase Penurunan Total Petroleum Hydrocarbon. 5211. Hasil Uji F dan Uji Beda Nyata Terkecil (BNT) Antar Perlakuan... 60



DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran halaman1. Data Penurunan Total Petroleum Hydrocarbon(%) (Transformasi

Arcsin). 662. Data Penurunan Total Petroleum Hydrocarbon(%) menurut Teknik

Bioremediasi x Waktu Bioremediasi . 673. Hasil Analisis Variansi Pengaruh Perlakuan dan Interaksi Waktu

dan Perlakuan terhadap Penurunan Total Petroleum Hydrocarbon..... 674. Hasil Uji BNT Pengaruh Utama dan Interaksi Waktu Bioremediasi

dengan Teknik Bioremediasi pada Penurunan Total PetroleumHydrocarbon(%). 69

5. Persamaan Regresi Mesokosm A. 716. Persamaan Regresi Mesokosm B. 717. Persamaan Regresi Mesokosm C. 728. Persamaan Regresi Mesokosm D. 729. Korelasi antara penurunan minyak dengan Hydrocarbon bacteriadan

jumlah total sel. 7310. Korelasi antara jumlah total sel dan Hydrocarbon bacteria dengan

kondisi lingkungan. 7311. Konsentrasi kandungan hidrokarbon minyak bumi. 7412. Persentase penurunan Total Petroleum Hidrocarbon 74

13. Kepadatan Bakteri Pendegradasi Minyak di Sedimen (MPN/gr)... 7514. Total Sel Bakteri di Sedimen (sel/gr) . 7515. Oksigen Terlarut (mg/L) dalam Air Pori.. 7616. Derajat Keasaman (pH) dalam Air Pori. 7617. Temperatur Air Pada Seluruh Mesokosm (C).. 7718. Salinitas Air Pori (ppt) 7719. Nitrogen Total (mg/L) 7820. Fosfor Total (mg/L) . 7821. Foto Mesokosm dan Alat Pengambil Air Pori 7922. Foto Pengambilan Sampel Air Pori... 79

23. Foto Pengambilan Sampel Sedimen.. 8024. Foto Pengerjaan MPN......................... 8025. Foto Pengukuran Kualitas Air Pori... 8126. Foto Pengukuran Nirat dan Fosfor... 81


http:///reader/full/bioremediasi-sedimen-pantai-tercemar-minyakbumi-menggunakan-

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas

Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang

berjudulBioremediasi Sedimen Pantai yang Tercemar Minyak Bumi

Menggunakan Bakteri Single Strain (Alcanivorax sp. TE-9) dan Pupuk Osmocote di

Pesisir Indramayu.Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui teknik bioremediasi

manakah yang lebih efektif untuk diterapkan dalam menurunkan kadar

hidrokarbon minyak bumi pada sedimen pantai tercemar minyak bumi di Pesisir

Indramayu. Berdasarkan hasil dari penelitian ini, diharapkan dapat dijadikan

acuan dalam menangani pencemaran minyak, khususnya yang terjadi di Pesisir

Indramayu.

Penulis menyadari dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini masih

banyak terdapat kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu,

penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran dari para pembaca. Semoga

skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi yang membacanya. Amien.

Purwokerto, November 2010

Penulis



RINGKASAN

Penelitian mengenai Bioremediasi Sedimen Pantai Tercemar Minyak BumiMenggunakan Bakteri Single Strain (Alcanivoraxsp. TE-9) dan Pupuk Osmocote diPesisir Indramayu dilaksanakan pada bulan Juni-September 2010. Terdapat 4perlakuan yang diberikan pada penelitian ini, yaitu pada mesokosm A diberikanminyak (kontrol), mesokosm B diberikan 10 liter bakteri Alcanivorax sp. TE-9dengan kepadatan 108, mesokosm C diberikan pupuk Osmocote sebanyak 3,63 kg,dan mesokosm D diberikan pupuk Osmocote 3,49 kg dan 5 liter bakteri Alcanivoraxsp. TE-9 dengan kepadatan 108. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruhperlakuan dalam menurunkan kadar minyak dan perlakuan manakah yang terbaikdalam menurunkan kadar minyak di sedimen. Berdasarkan hasil penelitian, semua

perlakuan dapat menurunkan kadar hidrokarbon minyak dengan mesokosm Byang mampu menurunkan kadar minyak tertinggi sampai dengan 60,91%. Haltersebut dikarenakan Hydrocarbon bacteriapad mesokosm B lebih tinggidibandingkan mesokosm lainnya terutama di awal perlakuan. Akan tetapipenurunan yang terjadi pada setiap perlakuan belum memenuhi persyaratankandungan nilai hidrokarbon total di dalam sedimen yang tidak tercemar karenanilainya masih berada diatas 100 ppm. Hal tersebut dikarenakan waktu penelitianpada penelitian ini hanya 90 hari, dan berdasarkan analisis persamaan regresidiprediksi membutuhkan waktu 138-224 hari untuk membuat kandunganhidrokarbon minyak bumi habis pada perlakuan yang diuji cobakan.

Kata kunci: bioremediasi, bakteri Alcanivorax sp. TE-9, Pupuk Osmocote,hidrokarbon minyak bumi, dan pencemaran minyak


http:///reader/full/bioremediasi-sedimen-pantai-tercemar-minyakbumi-menggunakan-ba

SUMMARY

The research on Bioremediation of Beach Sediment is Polluted Oil UseSingle Strain Bacteria(Alcanivoraxsp. TE-9)and Osmocote Fertilizer on IndramayuCoastal, has been done in June-September 2010. There are 4 treatment on thisresearch, on mesokosm A is polluted oil (control), on mesokosm B 10literAlcanivoraxsp. TE-9 bacteria in population density 108, on mesokosm C 3,63 kgOsmocote fertilizer, and on mesokosm D 3,49 kg Osmocote fertilizer with 5 literAlcanivorax sp. TE-9 bacteria in population density 108. This research to evaluateeffectiveness the treatment and the treatment is effectively to reduce thehydrocarbon oil on sediment. Based on research, all the treatment capable toreduce the hidrocarbon of oil, and mesokosm B capable to reduce hidrocarbon of

oil until 60,91% highly than other mesokosm. Thats because Hydrocarbon bacteriaon mesokosm B is highly than other mesokosm, especially on beginning treatment.But reduce of hidrocarbon of oil on this research did not suitable on value ofconditional hidrocarbon oil on sediment is not polluted, because the value ofreduce is more than 100 ppm. Thats because time of research just 90 days, andbased on regression equation analysis need 138-224 days to reduce thehydrocarbon oil until it all down on the treatment on the research.

Key words: bioremediation, Alcanivorax sp. bacteria, Osmocote fertilizer,hydrocarbon oil, and polluted oil.



I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Kasus pencemaran minyak di laut Indonesia sudah banyak terjadi dan

memiliki intensitas yang cukup tinggi. Wilayah perairan laut Indonesia

merupakan jalur pembawa tanker minyak dan sering sekali terjadikecelakaan,

disamping itu juga diperburuk dengan kebocoran pipa-pipapenyulingan di lepas

pantai. Selain itu, buangan dari aktivitas di darat, kecerobohan dalam aktivitas

eksplorasi, dan pecahnya pipa bawah laut juga menjadi penyebab utama

pencemaran minyak di laut Indonesia. Karena hal tersebut, berbagai macam zat

berbahaya yang terkandung dalam minyak terlepas ke lingkungan

perairan.Tumpahan minyak di laut telah berdampak pencemaran multidimensi

bagi makhluk hayati laut itu sendiri, usaha perikanan, usaha turisme, sampai

kepada tingkat kerusakan laut (Edwards and White,1999dalamMangkoedihardjo,

2005).

Pesisir Indramayu, merupakan salah satu daerah di Indonesia yang

memiliki kasus pencemaran oleh minyak. Pencemaran minyak tersebut berasal

dari kebocoran pipa penyaluran minyak mentah lepas pantai dari kapal tanker

menuju tangki darat di kilang Balongan (Kompas, 2008). Pantai Balongan terletak

di Kabupaten Indramayu yang berada di kawasan pengolahan minyak PT

(Persero) Pertamina UP VI Balongan. Kasus kebocoran minyak bumi dari Kilang

Balongan yang terjadi pada September 2008 telah menimbulkan pencemaran air,



tanah, dan pantai. Pencemaran terjadi sepanjang 40 km pantai Indramayu yang

terbentang dari pantai Balongan hingga pesisir Losarang.Hal tersebut

mengakibatkan ekosistem pantai dan ribuan pohon mangrove terancam, puluhan

hektar tambak gagal panen, dan puluhan perahu nelayan kecil tidak dapat

beroperasi (Bagus, 2008).

Minyak Bumi adalah hasil proses alami berupa hidrokarbon yang dalam

kondisi tekanan dan temperatur atmosfer berupa fasa cair atau padat, termasuk

aspal, lilin mineral, atau ozokerit, dan bitumin yang diperoleh dari proses

penambangan (Kepmen LH no. 128, 2003). Minyak bumi berupa cairan kental

berwarna kehitaman yang terdapat dalam cekungan-cekuangan kerak bumi dan

merupakan campuran sangat komplek dari senyawa-senyawahidrokarbon dan

non-hidrokarbon (Marsaoli, 2004). Minyak bumi tersusun oleh komponen

hidrokarbon dan non-hidrokarbon (sulfur, nitrogen, oksigen, dan beberapa logam

berat), dengan kandungan hidrokarbon relatif lebih besar dibanding non-

hidrokarbon. Minyak bumi mengandung ribuan zat kimia yg berbeda, baik dalam

bentuk gas, cair, maupun padatan, dengan komponen utamanya adalah

hidrokarbon alifatik dan aromatik.Komponen hidrokarbon aromatik bersifat

sangat toksik karena terdiri dari benzena, toluena, ethylbenzena&xylena (BTEX)

(Nugroho, 2006a).

Secara langsung,hidrokarbon minyak bumi akan menyebabkan kematian

pada ikan disebabkan kekurangan oksigen, keracunan karbon dioksida, dan



keracunan langsung oleh bahan berbahaya (Sumadhiharga, 1995 dalam Misran,

2002). Minyak di dalam laut dapat masuk ke tubuh biota-biota laut melalui

makanan. Sebagian senyawa minyak dapat dikeluarkan bersama-sama makanan,

sedang sebagian lagi dapat terakumulasi dalam senyawa lemak dan protein. Sifat

akumulasi ini dapat dipindahkan dari organisme satu ke organisme lain melalui

rantai makanan, atau biasa disebut biomagnifikasi. Akumulasi minyak di dalam

zooplankton dapat berpindah ke ikan pemangsanya,demikian seterusnya bila ikan

tersebut dimakan ikan yang lebih besar, hewan-hewan laut lainnya, dan bahkan

manusia (Sumadhiharga, 1995 dalamMisran, 2002).

Berdasarkan hal tersebut, perlu adanya suatu usaha penanggulangan untuk

menangani masalah tersebut. Limbah minyak bumi dapat diolah secara fisika

(pembakaran), kimia (reaksi kimiawi) dan biologis (bioremediasi). Kedua cara

pertama disamping relatif mahal, juga tidak memecahkan masalah sampai tuntas

karena masih menghasilkan limbah yang bahkan lebih pekat (concentrated). Cara

biologis (bioremediasi) dengan menggunakan agen hayati, diakui sebagai cara

yang paling baik disamping prosesnya relatif lebih murah juga bersifat ramah

lingkungan. Berbagai jenis mikroba telah dikembangkan sebagai agen

bioremediasi limbah minyak bumi (Syakti, 2004).

Terdapat beberapa pendekatan umum dalam teknik bioremediasi, yang

diantaranya adalah biostimulasi dan bioaugmentasi. Berdasarkan hasil penelitian

Darmayati (2009), menunjukkan bahwa bioaugmentasi dan biostimulasi mampu



meningkatkan proses biodegradasi minyak pada sedimen tercemar minyak di

Pulau Pari. Berdasarkan penelitian laboratorium, bioaugmentasi dengan kultur

tunggal Alcanivorax sp. strain TE-9 serta biostimulasi dengan pupuk Osmocote

menunjukkan hasil yang sangat baik dalam hal mendegradasi sedimen tercemar

hidrokarbon minyak bumi dari Pulau Pari. Berdasarkan hal tersebut, diharapkan

penggunaan bioaugmentasi dengan kultur tunggalAlcanivoraxsp. strain TE-9 serta

biostimulasi dengan pupuk Osmocote sama efektifnya dalam menanggulangi

pencemaran hidrokarbon minyak bumi di lokasi lainnya.

Berdasarkan hal tersebut, maka perlu adanya suatu studi mengenai

penerapan teknik bioremediasi khususnya di Pesisir Indramayu, yang tercemar

oleh minyak bumi. Penelitian ini merupakan aplikasi lanjutan dari penelitian yang

sebelumnya telah dilakukan di Pulau Pari dengan teknik yang sama.

1.2 Perumusan MasalahPencemaran minyak yang terjadi di Pesisir Pantai Indramayu, merugikan

masyarakat sekitar, khususnya yang bermata pencaharian dari sumber daya alam

laut. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu usaha pemulihan yang efisien, efektif dan

juga ramah lingkungan. Salah satu teknik yang dapat digunakan adalah dengan

cara bioremediasi. Berdasarkan studi terdahulu yang dilakukan di Pesisir Pantai

Pulau Pari, menunjukkan bahwa penggunaan bioaugmentasi dengan kultur

tunggal Alcanivorax sp. strain TE-9 serta biostimulasi dengan pupuk Osmocote

dapat memberikan hasil yang sangat baik dalam meningkatkan proses



biodegradasi hidrokarbon minyak bumi pada sedimen pantai tercemar minyak

bumi.

Berdasarkan uraian tersebut, maka dapat dirumuskan permasalahan

sebagai berikut:

1.) Bagaimanakah bioaugmentasi dengan menggunakan kultur tunggalAlcanivorax sp. strain TE-9, biostimulasi dengan menggunakan pupuk

Osmocote, dan kombinasi keduanya dapat menurunkan kadar hidrokarbon

minyak bumi pada sedimen pantai tercemar minyak bumi diPesisir

Indramayu?

2.) Manakah dari ketiga perlakuan tersebut yang paling baik dalam menurunkankadar hidrokarbon minyak bumi pada sedimen pantai tercemar minyak bumi

di Pesisir Indramayu?

3.) Apakah bioaugmentasi dengan menggunakan kultur tunggal Alcanivorax sp.strain TE-9, biostimulasi dengan menggunakan pupuk Osmocote, dan

kombinasi keduanya dapat memenuhi persyaratan kandungan nilai

hidrokarbon total di dalam sedimen yang tidak tercemar?

1.3 TujuanTujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui:

1.) Penurunan kadar hidrokarbon minyak bumi pada sedimen pantai tercemarminyak bumi dengan menggunakan kultur tunggalAlcanivoraxsp. strain TE-9,

pupuk Osmocote, dan kombinasi keduanya di PesisirIndramayu.



2.) Penurunan kadar hidrokarbon minyak bumi terbaik dari ketiga perlakuan

tersebut pada sedimen pantai tercemar minyak bumi di Pesisir Indramayu.

3.) Apakah penurunan kadar hidrokarbon minyak bumi yang terjadi memenuhipersyaratan kandungan nilai hidrokarbon total di dalam sedimen yang tidak

tercemar?

1.4 HipotesisHipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah:

1.) Bioaugmentasi dengan penggunaan kultur tunggal Alcanivoraxsp. strain TE-9,biostimulasi dengan penggunaan pupuk Osmocote, dan kombinasi dari

keduanya dapat menurunkan kadar hidrokarbon minyak bumi pada sedimen

pantai yang tercemar minyak bumi diPesisir Indramayu.

2.) Kombinasi dari penggunaan kultur tunggal Alcanivorax sp. strain TE-9 danpupuk Osmocote dapat menurunkan kadar hidrokarbon minyak bumi

terbaik pada sedimen pantai yang tercemar minyak bumi di Pesisir

Indramayu.

3.) Penurunan kadar hidrokarbon minyak bumi yang terjadi memenuhipersyaratan kandungan nilai hidrokarbon total di dalam sedimen yang tidak

tercemar.

1.5 ManfaatPenelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai teknik

bioremediasi yang paling baik dalam menurunkan kadar minyak pada sedimen



tercemar minyak di Pesisir Indramayu. Berdasarkanhasil dari penelitian ini,

diharapkan dapat dijadikan acuan dalam menangani pencemaran minyak,

khususnya yang terjadi di Pesisir Indramayu.



II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Minyak Bumi2.1.1 Karakteristik

Menurut teori pembentukan minyak bumi, khususnya teori binatang dan

tumbuh-tumbuhan, minyak bumi merupakan salah satu bahan bakar fosil. Semua

bahan bakar fosil dihasilkan oleh senyawa karbohidrat dengan rumus kimia

Cx(H2O) yang memfosil. Karbohidrat tersebut dihasilkan oleh tumbuhan dengan

mengubah energi matahari menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis.

Setelah tumbuhan mati, maka karbohidrat dapat berubah menjadi senyawa

hidrokarbon dengan rumus kimia CxHyakibat tekanan dan temperatur yang tingi

serta tidak tersedianya oksigen (anaerob) (Nugroho, 2006a).

Temperatur bawah tanah, yang semakin dalam semakin tinggi, merupakan

faktor penting dalampembentukan hidrokarbon.Hidrokarbon kebanyakan

ditemukan pada suhu moderat,dari 107 ke 177 oC.Deposit yang membentuk

batuan endapan umumnya tidak cukup mengandung oksigen

untukmendekomposisi material organik tadi secara komplit. Bakteri mengurai zat

ini, molekul demi molekul,menjadi material yang kaya hidrogen dan karbon.

Tekanan dan temperatur yang semakin tinggi darilapisan bebatuan di atasnya

kemudian mendistilasi sisa-sisa bahan organik, lalu pelan-pelanmengubahnya

menjadi minyak bumi dan gas alam (Samperuru, 2007).



Ada tiga faktor utama dalam pembentukan minyak, yaitu (Samperuru,

2007):

1) Pertama, ada bebatuanasal (source rock) yang secara geologis memungkinkanterjadinya pembentukan minyak bumi. (reservoir rock), umumnya sandstone

atau limestone yang berpori-pori (porous) dan ukurannya cukupuntuk

menampung hidrokarbon tersebut.

2) Kedua, adanya perpindahan (migrasi) hidrokarbon dari bebatuan asal menujuke bebatuan reservoir(reservoir rock), umumnya sandstone atau limestone yang

berpori-pori (porous) dan ukurannya cukupuntuk menampung hidrokarbon

tersebut.

3) Ketiga, adanya jebakan (entrapment) geologis. Struktur geologis kulit bumiyang tidak teratur bentuknya,akibat pergerakan dari bumi sendiri (misalnya

gempa bumi dan erupsi gunung api) dan erosi oleh airdan angin secara terus

menerus, dapat menciptakan suatu ruangan bawah tanah yang

menjadijebakan hidrokarbon. Kalau jebakan ini dilingkupi oleh lapisan yang

impermeable, maka hidrokarbontadi akan diam di tempat dan tidak bisa

bergerak kemana-mana lagi.

Minyak bumi terdiri dari minyak mentah dan minyak olahan.Minyak

mentah adalah senyawa kompleks hidrokarbon yangmempunyai ribuan variasi

senyawa. Keragaman senyawa minyak menghasilkankeragaman kualitas fisik dan

kimia.Minyak mentahmengandung senyawa hidrokarbon sekitar 5098 % dan



selebihnyasenyawa non-hidrokarbon (sulfur, nitrogen, oksigen, dan beberapa

logam berat). Variasi komposisi minyak mentah adalah berbeda di berbagai

tempat,itulah sebabnya teknologi remediasi bersifat site-specific. (Leahy

andColwell, 1995dalamMangkoedihardjo, 2005).

Minyak olahan seperti gasoline, kerosene, minyak jet, dan lubricant adalah

produkolahan minyak mentah melalui proses catalytic cracking dan fractional

distillation. Sebagaihasil olahan, minyak olahan mempunyai sifat fisik kimia

berbeda dengan minyak mentah.Minyak olahan mempunyai kandungan minyak

mentah dan senyawa hidrokarbon tak jenuhseperti olefins(alkenesdan cycloalkenes)

dari proses catalytic cracking(NAS, 1985dalamMangkoedihardjo, 2005).

Berdasarkan kelarutan dalam pelarutorganik, minyak diklasifikasikan yaitu:

1) Hidrokarbon jenuh. Termasuk dalam kelas ini adalah alkana denganstrukturCnH2n+2 (aliphatics) dan CnH2n (alicyclics), dimana n > 40. Hidrokarbon jenuh

inimerupakan kandungan terbanyak dalam minyak mentah.Umumnya n-

alkana siap untuk diuraikan mikroba menjadi alcohol, aldehydes, atau fatty

acid.Sedangkan, branched alkanes dan cycloalkanes adalah sulit diuraikan

mikroba (Atlas, 1995dalamMangkoedihardjo, 2005).

2) Hidrokarbon aromatik.Termasuk dalam kelas ini adalah monocyclic aromatics(BTEX) dan polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs: naphthalene, anthracene, dan

phenanthrene). PAHs bersifatkarsinogen, atau dapat ditransformasi oleh

mikroba menjadi senyawa karsinogen, sehinggamenjadi senyawa penting



dalam penjagaan kualitas lingkungan. Umumnya aromatik sulit terurai

biologis tetapi aromatik dengan berat molekul rendah (naphthalene) dapat

terurai biologis (Prince, 1993dalamMangkoedihardjo, 2005).

3) Resin. Termasuk disini adalah senyawa polar berkandungan nitrogen, sulfur,oksigen (pyridines dan thiophenes), sehingga disebut pula sebagai senyawa

NSO(Mangkoedihardjo, 2005).

4) Asphalt. Termasuk disini adalah senyawa dengan berat molekul besar danlogam berat nickel, vanadium, dan besi. Senyawa ini mempunyai struktur

kompleks dan sulit diuraikan secara biologis, tetapi dalam konsentrasi rendah

dapat terurai biologis secara cometabolisme (Leahy and Colwell, 1995dalam

Mangkoedihardjo, 2005).

Bentuk fisik minyak bumi di alam sangat beragam. Ada yang bersifat kasar,

padat, substansi lilin, semi padat agak kental (seperti lumpur), cairan kental, serta

berbentuk gas yang terkondensasi (Nugroho, 2006a). Sifat fisik minyak yang

mempengaruhi kelakuan minyak di laut dan pemulihannya, yang penting adalah

densitas, viskositas, titik ubah (pour point), dan kelarutan air (Mangkoedihardjo,

2005).

Densitas diekspresikan sebagai specific gravitydan American Petroleum

Institute (API) gravity.Specific gravity adalah rasio berat massa minyak dan berat

massa air pada temperatur tertentu (Mangkoedihardjo, 2005).Gravitasi API adalah

rasio berat minyak bumi terhadap berat akuades pada volume yang sama, pada



suhu 16oC dan tekanan 1 atm (Nugroho, 2006a). Minyak mentah (crude oil)

mempunyai specific gravity dalam rentang 0.79 -1.00. Densitas minyak adalah

penting untuk memprediksi kelakuan minyak di air (Mangkoedihardjo, 2005).

Viskositas adalah sifat yang menunjukkan ketahanan dalam perubahan

bentuk dan pergerakan. Viskositas rendah berarti mudah mengalir. Faktor

viskositas adalah komposisi minyak dan temperatur. Viskositas ini adalah penting

untuk memprediksi penyebaran minyak di air (Mangkoedihardjo, 2005).

Titik ubah adalah tingkat temperatur yang mengubah minyak menjadi

memadat atau berhenti mengalir. Titik ubah minyak mentah (crude oil) bervariasi

antara -57C sampai 32C. Titik ubah ini adalah penting untuk prediksi kelakuan

minyak di air dan penetapan strategi pembersihan dari lingkungan

(Mangkoedihardjo, 2005).

Kelarutan minyak dalam air adalah rendah sekitar 30 mg/L (NAS,

1985dalam Mangkoedihardjo, 2005) dan tergantung kepada komposisi kimia dan

temperatur. Besaran kelarutan itu dicapai oleh minyak aromatik dengan berat

molekul kecil seperti benzene, toluene, ethylbenzene, dan xylene (BTEX). Sifat

kelarutan ini adalah penting untuk prediksi kelakuan minyak di air, proses

bioremediasi, dan ekotoksisitas minyak (Mangkoedihardjo, 2005).

Saat minyak terpapar ke lingkungan laut, minyak akan segera berubah sifat-

sifat fisik, kimia, dan biologisnya. Beberapa faktor utama yang mempengaruhi

perubahan sifat minyak adalah (Syakti, 2008):



1) Karakteristik fisika minyak, khususnya gravitasi spesifik, viskositas dan

rentang didih;

2) Komposisi dan karakteristik kimiawi minyak;3) Kondisi meteorologi (sinar matahari (fotooksidasi), kondisi oceanography dan

temperatur udara); dan

4) Karakteristik air laut (pH, gravitasi spesifik, arus, temperatur, keberadaanbakteri, nutrien, dan oksigen terlaut sertapadatan tersuspensi).

Perubahan sifat ini akan mengubah/menentukan strategi remediasi.Proses

perubahan sifat fisik-kimia tersebut meliputi:

1) Perluasaan. Perluasan ini mungkinmerupakan proses terpenting selama awal

ekspose minyak dalam air, sepanjang titik ubah minyak adalah lebih rendah

dibanding temperatur sekitar. Proses ini akan memperluas sebaran minyak

sehingga meningkatkan perpindahan massa melalui proses

evaporasi,pelarutan dan biodegradasi (Mangkoedihardjo, 2005).

2) Evaporasi. Proses ini dapat diandalkan untuk menghilangkan fraksi minyak

dengan kandungan toksik dan berat molekul rendah. Faktor lingkungan yang

mempengaruh evaporasi adalah angin, gelombang air dantemperatur.

Evaporasi menyebabkan minyak tertinggal dalam air mengalami peningkatan

densitas dan viskositas (Mangkoedihardjo, 2005).

3) Pelarutan. Proses ini tidak signifikan dari sudut perpindahan massa tetapi

penting dalam proses biodegradasi. Aromatik dengan berat molekul kecil dan



bersifat paling toksik adalah paling larut air dibanding senyawa minyak

lainnya. Kecepatan pelarutan dipengaruhi oleh proses foto-oksidasi dan proses

biologis (NAS,1985 dalamMangkoedihardjo, 2005).

4) Foto-oksidasi. Dalam kondisi aerobik dan terpapar sinar matahari, minyak

aromatik dapat ditransformasi menjadi senyawa lebih sederhana. Senyawa

lebih sederhana ini(hydroperoxides, aldehydes, ketones, phenols, dan carboxylic

acids) bersifat lebih larut air sehingga meningkatkan laju biodegradasi tetapi

lebih toksik (Nicodem et al. 1997dalamMangkoedihardjo, 2005).

5) Dispersi. Penyebaran ini terjadi karena proses gradient konsentrasi dengan

membentuk formasi emulsi minyak-air (butiran minyak dalam kolom air)

sehingga memperluas permukaan butir minyak. Emulsi minyak-air dapat

terjaga dengan agitasi (angin dan gelombang adalah contoh agitasi alamiah),

atau dengan penambahan dispersan (Mangkoedihardjo, 2005).

6) Emulsifikasi. Emulsifikasi adalah proses perubahan status dari butiran minyak

dalam air menjadi butiran air dalam minyak (disebut juga chocolate mousse).

Bahan asphaltic dapatmeningkatkan emulsifikasi. Tetapi emulsifikasi akan

mempersulit pembersihan minyak (Mangkoedihardjo, 2005).

7) Lain-lain. Termasuk di sini adalah proses adsorpsi minyak pada zat padat air,

sedimentasi dan formasi butir tar (Mangkoedihardjo, 2005).

Berbeda dengan proses fisik-kimia sebagai perpindahan massa antar media

lingkungan,proses biodegradasi adalah proses perpindahan massa dari media



lingkungan ke dalam massa mikroba (menjadi bentuk terikat dalam massa

mikroba) sehingga minyak hilang dariair. Hasil proses biodegradasi adalah

umumnya karbondioksida dan metana yang kurang berbahaya dibanding minyak

pada besaran konsentrasi yang sama. Penting dipahami bahwa mikroba pengurai

minyak adalah tidak bekerja secara individu spesies tetapi konsorsium multi

spesies (Mangkoedihardjo, 2005).

2.1.2 Pencemaran dan Sumber Pencemar Minyak BumiBerdasarkan Peraturan Pemerintah No.19/1999, pencemaran laut diartikan

dengan masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau

komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia sehingga

kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan laut

tidak sesuai lagi dengan baku mutu dan/atau fungsinya (Pramudianto, 1999dalam

Misran 2002). Salah satu pencemaran laut yang banyak terjadi saat ini adalah

disebabkan oleh limbah minyak bumi.Limbah minyak bumi adalah sisa atau

residu minyak yang terbentuk dari proses pengumpulan dan pengendapan

kontaminan minyak yang terdiri atas kontaminan yang sudah ada di dalam

minyak, maupun kontaminan yang terkumpul dan terbentuk dalam penanganan

suatu proses dan tidak dapat digunakan kembali dalam proses produksi(Kepmen

LH no. 128. Tahun 2003).

Pencemaran lingkungan laut oleh minyak bumi, antara lain bisa

disebabkanoleh tercecernya minyak bumi padaproses pengolahan, produksi,



distribusi, maupun penggunaannya sehingga komponen-komponen minyak bumi

terlepas ke dalam lingkungan (Supriyati, 2009). Selain itu, minyak bumi yang

berasal dari hasil proses penambangan, pengilangan, dan lain sebagainya, kadang-

kadang tertumpah ke laut. Hal tersebut dapat dikarenakan kecelakaan tanker,

kebocoran pipa, ledakan sumur minyak lepas pantai, dan lain sebagainya (Lestari,

2009).

Minyak bumi bersifat toksik dimana dalam perairan ditemukan dalam

bentuk minyak mengapung, minyak emulsi atau fraksi yang terlarut dalam air

(Lestari, 2009).Salah satu komponen tumpahan minyak bumi yang berbahaya bagi

ekosistem lingkungan laut adalah senyawa-senyawa Polycyclic Aromatic

Hydrocarbon (PAH), yang merupakan salah satu senyawa karsinogenik (Cerniglia,

1984 dalam Supriyati, 2009). Selain itu, n-alkana alifatik merupakan kelompok

hidrokarbon terbesar yang ada di minyak mentah maupun hasil penyulingan,

yaitu berkisar antara 20-50%. Senyawa n-alkana rantai panjang mampu

membentuk genangan dan selaput minyak di perairan, dan dalam waktu yang

lama akanmembentuk gumpalan yang dikenal dengan nama tarr ball (Leahy and

Colwell,1995dalam Mangkoedihardjo, 2005). Masuknya senyawa alkana dan

poliaromatik hidrokarbon (PAH) ke lingkungan akan menyebabkan polusi bagi

lingkungan (Head et al.,2006 dalamThontowi, 2008).



2.1.3 Dampak Pencemaran Minyak di Laut2.1.3.1 Lingkungan Perairan

Ekosistem pesisir dan laut (mangrove, delta sungai, estuari, padang lamun,

dan terumbu karang) memiliki fungsi danperan yang penting secara ekologis,

ekonomi dan juga sosial budaya. Secara ekologi, ekosistem tersebut merupakan

daerah perkembangbiakan, penyedia habitat dan makanan untuk organisme

dewasa serta mendukung jejaring makanan(ex. Input nutrient dari daun-daun

mati) bagi ekosistem ataupun habitat lain disekitarnya. Tekanan dari masuknya

limbah minyak bumi, akan mempengaruhi peruntukan sistem-sistem tersebut,

ditambah lagi vulnerabilitasdari ekosistem tersebut sangat tinggi terhadap bahan

beracun berbahaya (B3) disamping natural attenuation(dispertion and dilution) pada

beberapa ekosistem seperti mangrove, estuari, padang lamun dan daerah dangkal

di pantai relatif lebih lambat (Syakti, 2008).

Pencemaran minyak, secara langsung dapat mengganggu keadaan

lingkungan laut pada tempat-tempat rekreasi di pantai, selain itu juga dapat

mengganggu pemukiman penduduk sepanjang pantai serta menggangu

peternakan/binatang piaraan penduduk sepanjang pantai. Secara tidak langsung,

pencemaran laut akibat minyak mentah dengan susunannya yang kompleks dapat

membinasakan kekayaan laut dan mengganggu kesuburan lumpur di dasar laut.

Ikan yang hidup di sekeliling laut akan tercemar atau mati dan banyak pula yang

bermigrasi ke daerah lain. Minyak yang tergenang di atas permukaan laut akan



menghalangi sinar matahari masuk sampai ke lapisan air dimana ikan-ikan hidup.

Selain itu, pohon-pohon mangrove yang masih muda (berumur 4-5 tahun) juga

musnah akibat pencemaran minyak ini (Sumadhiharga, 1995 dalamMisran, 2002).

Batas toleransi minyak pada air laut berada antara 0,001 - 0,01 ppm, dan

apabila melewati batas tertinggi dari kadar tersebut maka bau minyak mulai

timbul. Selain menimbulkan bau, pencemaran minyak tersebut akan

mengakibatkan perubahan warna perairan menjadi keruh atau hitam dikarenakan

gumpalan minyak-minyak tersebut. Hal-hal tersebut akan berdampak buruk

terhadap nilai estetika lingkungan perairan dan pantai yang tercemar limbah bumi

(Sumadhiharga, 1995 dalamMisran, 2002).

2.1.3.2 BiotaDampak dari limbah dalam bentuk tumpahan minyak secara spesifik

menunjukan pengaruh negatif yang penting, terutama melalui kontak langsung

dengan organisme perairan. Hal tersebut tentu saja dapat menyebabkan efek

langsung terhadap organisme, baik secara lethal, sub-lethal, efek terhadap

plankton yang merupakan produsen di laut, dan efek terhadap migrasi ikan

(Syakti, 2008). Hal tersebut dikarenakan minyak bumi mengandung ribuan zat

kimia yang berbeda, baik dalam bentuk gas, cair, maupun padatan, dengan

komponen utamanya adalah hidrokarbon alifatik dan aromatik.Hidrokarbon

aromatik bersifat toksik karena terdiri dari benzena, toluena, ethylbenzena&xylena



(BTEX), sehingga berbahaya bagi biota yang terpapar oleh hidrokarbon minyak

bumi tersebut (Nugroho, 2006a).

Tabel 1.Tanggapan Biota Laut Terhadap Hidrokarbon Aromatik yang Larut

No Kadar (ppm) Respon1 0-9 Bioakumulasi

2 10-99 Pola perilaku

3 100-999 Pertumbuhan dan perkembangbiakan

4 1000-9999 Kematian (tingkat larva dan bayi)

5 10.000 Kematian (dewasa)

Dari tabel 1 dapat dilihat bahwa pada kadar>10 ppm kandungan senyawa

hidrokarbon aromatik dapat menyebabkan perubahan pola perilaku pada biota

laut, dan pada kadar >1000 ppm dapat menyebabkan kematian. (Marsaoli,

2004).Molekul-molekul hidrokarbon minyak bumi dapat merusak membran sel

yang berakibat pada keluarnya cairan sel dan berpenetrasinya bahan tersebut ke

dalam sel. Ikan-ikan yang hidup di lingkungan yang tercemar oleh minyak

dansenyawa hidrokarbon akan mengalami berbagai gangguan struktur dan fungsi

tubuh. Berbagai jenis udang dan ikan akanberaroma dan berbau minyak, sehingga

berkurang mutunya. Secara langsung minyak dapat menimbulkan kematianpada

ikan. Hal ini disebabkan oleh kekurangan oksigen, keracunan karbondioksida dan

keracunan langsung oleh bahan beracun yang terdapat dalam minyak (Marsaoli,

2004).

Akibat jangka panjang dari pencemaran minyak adalah terutama bagi biota

laut yang masih muda. Minyak di dalam laut dapat termakan oleh biota-biota laut.

Sebagian senyawa minyak dapat dikeluarkan bersama-sama makanan, sedang



sebagian lagi dapat terakumulasi dalam senyawa lemak dan protein. Sifat

akumulasi ini dapat dipindahkan dari organisme satu ke organisme lain melalui

rantai makanan. Jadi, akumulasi minyak di dalam zooplankton dapat berpindah

ke ikan pemangsanya. Demikian seterusnya bila ikan tersebut dimakan ikan yang

lebih besar, hewan-hewan laut lainnya, dan bahkan manusia (Sumadhiharga, 1995

dalamMisran, 2002).

2.1.4 Pengolahan Limbah Minyak BumiLimbah minyak bumi tersebut agar tidak mengakibatkan dampak yang

lebih luas, maka perlu dilakukan suatu uaha pengolahan minyak bumi tersebut.

Pengolahan limbah minyak bumi adalah proses untuk mengubah karakteristik dan

komposisi limbah minyak bumi untuk menghilangkan dan atau mengurangi sifat

bahaya dan atau sifat racun(Kepmen LH no. 128. Tahun 2003). Secara umum

penanganan tumpahan minyak dilakukan dengan salah satu atau ketiga metode

sebagai berikut : Penanganan secara fisika, kimia, dan biologi (Syakti, 2004).

Penanganan secara fisika, adalah perlakuan pertama dengan cara

melokalisasi tumpahan minyak menggunakan pelampung pembatas (oil booms),

yang kemudian akan ditransfer dengan perangkat pemompa (oil skimmers) ke

sebuah fasilitas penerima "reservoar" baik dalam bentuk tangki ataupun balon.

Teknik lain (secara fisika) yang lazim digunakan adalah pembakaran yang dari

sudut pandang ekologis hanya memindahkan masalah pencemaran ke

udara(Syakti, 2004).



Penanganan secara kimia, awalnya penggunaan metode ini kurang

dikehendaki, aplikasinya untuk menangani tumpahan minyak Torrey Canyon di

perairan Inggris tahun 1967 dianggap menimbulkan kerusakan lingkungan

terutama dikarenakan dispersan, nama agen kimia yang digunakan untuk

penanganan tumpahan minyak, maupun produk yang terbentuk dari

pencampuran minyak dan dispersan, bersifat racun yang lebih berbahaya dari

minyak mentah yang tersebar di perairan itu sendiri (Syakti, 2004).

Pengolahan limbah cair dengan metode biologi adalah metode yang

memanfaatkan mikroorganisme untuk menguraikan material yang terkandung di

dalam air limbah (Suyasa, 2008). Penanganan secara biologis, terutama dengan

menggunakan mikroba, dalam hal ini adalah bakteri, merupakan teknik yang

paling ramah lingkungan dan relatif lebih murah. Mikroba juga dapat

memanfaatkan kandungan yang terdapatpada limbah untuk keperluan mikroba

itu sendiri (Suyasa, 2008). Teknik ini dikenal dengan nama bioremediasi dan

digunakan untuk finishing touch setelah proses fisika dan kimia berjalan dengan

efektif(Syakti, 2004).

Pengolahan dengan metode biologis merupakan salah satu alternatif

teknologi pengelolaan limbah minyak bumi dengan memanfaatkan mahluk hidup

khususnya mikroorganisme untuk menurunkan konsentrasi atau daya racun

bahan pencemar. Salah satu teknik pengolahan metode biologis tersebut adalah

dengan teknik bioremediasi (Kepmen LH no. 128. Tahun 2003).Sebelum



melakukan pengolahan limbah minyak bumi dengan metode biologis, maka perlu

dilakukan analisis terhadap bahan yang diolah untuk mengetahui komposisi dan

karakteristik limbah yang terdiri dari kandungan minyak atau oil content (bila

kandungan minyak relatif besar) dan/atau Total Petroleum Hydrocarbon/TPH (bila

kandungan minyak relatif kecil) (Kepmen LH no. 128. Tahun 2003). Menurut NAS

(National Academyc Science) kandungan hidrokarbon di dalam sedimen yang tidak

tercemar oleh minyak bumi berkisar antara 1-100 ppm, sedang daerah yang

tercemar oleh minyak bumi dapat mencapai 12.000 ppm (Mulyono, 1988 dalam

Marsaoli, 2004).

2.2 Bioremediasi2.2.1 Karakteristik

Bioremediasi merupakan salah satu teknologi untuk merehabilitasi

lingkungan termasuk tanah yang terkontaminasi oleh limbah, termasuk

hidrokarbon (Saidi et al., 1999). Bioremediasi merupakan salah satu metode untuk

mengaplikasikan prinsip-prinsip biologi untuk menghilangkan bahan-bahan kimia

berbahaya dari air tanah, tanah, dan lumpur (Cookson Jr, 1995 dalam Nugroho,

2006a). Bioremediasi didefinisikan sebagai teknologi yang menggunakan mikroba

untuk mengolah pencemar melalui mekanisme biodegradasi alamiah (intrinsic

bioremediation) atau meningkatkan mekanisme biodegradasi alamiah dengan

menambahkan mikroba, nutrien, donor elektron dan atau akseptor elektron

(enhanced bioremediation) (USEPA, 2001dalamMangkoedihardjo, 2005).



Biodegradasi sendiri dapat diartikan sebagai proses penguraian oleh

aktivitas mikroba, yang mengakibatkan transformasi struktur suatu senyawa

sehingga terjadi perubahan integritas molekuler (Leisinger, 1981 ; Sheehan, 1997,

dalamNugroho, 2006a). Biodegradasi minyak bumi merupakan proses alami yang

melibatkan mikroba yang dapat mentransformasikan dan mendekomposisikan

hidrokarbon minyak bumi menjadi komponen-komponen lain yang lebih

sederhana. Bioremediasi merupakan optimasi dari proses biodegradasi (Gordon

and Ray, 1994 dalamNugroho, 2006a).

Mikroorganisme yang pada umumnya berkembang di lingkungan yang

terkontaminasi hidrokarbon, sebagian besar adalah bakteri (Kadarwati et al., 1994

dalam Saidi et al., 1999). Bakteri mempunyai kemampuan yang tinggi dalam

mendegradasi hidrokarbon minyak bumi sehingga sering digunakan untuk

menanggulangi polutan hidrokarbon (Bertrand et al., 1982 dalamSaidi et al., 1999).

Bakteri dapat menggunakan hidrokarbon dari minyak mentah dan fraksi-fraksinya

baik secara utuh maupun sebagian (Connell dan Miller, 1995 dalam Saidi et al.,

1999).

Bakteri dalam aktivitas hidupnya memerlukan molekul karbon sebagai

salah satu sumber nutrisi dan energi untuk melakukan metabolisme dan

perkembangbiakannya, sedangkan senyawa non-hidrokarbon merupakan nutrisi

pelengkap yang dibutuhkan untuk pertumbuhannya (Nugroho, 2006b). Atlas dan

Bartha (dalam Nugroho, 2006b) menyebutkan bahwa bakteri yang memiliki



kemampuan mendegradasi senyawa hidrokarbon untuk keperluan metabolisme

dan perkembangbiakannya disebut kelompok bakteri hidrokarbonoklastik.

Secara khusus bioremediasi pencemaran minyak bumi sangat

membutuhkan kehadiran mikroba hidrokarbonoklastik. Karakteristik mikroba

hidrokarbonoklastik yang tidak dimilki oleh mikroba lain adalah kemampuannya

mengekspresikan enzim -hidroksilase, yaitu enzim pengoksidasi hidrokarbon,

sehingga bakteri ini mampu mendegradasi senyawa hidrokarbon minyak bumi

dengan cara memotong rantai hidrokarbon tersebut menjadi lebih pendek. Selain

itu, mikroba hidrokarbonoklastik memiliki kemampuan untuk menempel pada

hidrokarbon, kesanggupan memproduksi emulsifier, serta memiliki mekanisme

untuk membebaskan diri (desorption) dari hidrokarbon (Nugroho, 2006a).

Gambar 1.Limbah minyak bumi oleh kelompok mikroba hidrokarbonoklastik dapat diubahmenjadi senyawa yang ramah lingkungan. (A) Ilustrasi penguraian komponen minyak bumi olehmikroba menjadi asam piruvat, (B) Foto mikroskopik sel-sel bakteri sedang mengeroyok minyak

bumi, (C) Indikasi biosurfaktan (memecahkan sel darah) yang dihasilkan oleh bakterihidrokarbonoklastik(sumber gambar: www.hayati.itb.ac.id).



Efektivitas bakteri dalam mengurai minyak didasarkan pada jumlah minyak

yang ada dalam larutan kultur dibandingkan dengan sesudah treatment bakteri,

dihitung seberapa besar minyak yang tertinggal dalam larutan, termasuk

bakterinya. Prosesnya adalah sebelum memakan minyak, bakteri menghasilkan

surfaktan, yaitu sejenis enzim yang dapat menyatukan minyak dengan air. Setelah

minyak dan air menyatu, mulailah bakteri memakan minyak. Hal tersebut

ditandai dengan terpecah-pecahnya gumpalan minyak menjadi kecil-kecil

(Haryadi, 2009).

Berbagai jenis bakteri pendegradasi minyak berada di lingkungan laut.

Mereka seringkali terisolasi sebagai bakteri pendegradasi alkana ataupun beberapa

senyawa hidrokarbon aromatik, seperti toluene, naftalen, dan fenantren. Salah satu

bakteri tersebut yang dominan diisolasi di Teluk Jakarta, adalah seperti genus

Alcanivorax(Thontowi, 2008). Minyak mentah sendiri terdiri dari empat jenis

senyawa, yaitusaturates/parafin, aromatik termasuk PAH (polycyclic aromatic

hydrocarbon), resin, dan aspalten(Haryadi, R. 2009). Alcanivorax tumbuh pada n-

alkana dan rantai alkana bercabang, tapi tidak bisa menggunakan glukosa atau

asam amino sebagai sumber karbonnya (Harayama et al., 2004).

Alcanivorax sp. merupakan bakteri laut yang mampu memanfaatkanminyak

sebagai sumber karbon dan energi. Alcanivorax merupakan bakteri pendegradasi

minyak yang sangat istimewa karena bakteri gram negatif ini tidak dapat

menggunakan sumber karbon lain seperti karbohidrat dan asam amino sebagai



substrat pertumbuhannya (Harayama et al., 1999 dalam Nugroho 2006a). Genus

Alcanivorax ini telah diketahui berpotensi untuk memproduksi biosurfaktan serta

biokatalis yang ramah lingkungan dalam proses industri (Golyshin et al.2003dalam

Thontowi, 2008).Bakteri ini menghasilkan biosurfaktan berupa lipid glukosa ketika

ditumbuhkan pada alkana. Jumlahnya mendominasi komunitas mikroba di air

laut yang mengandung minyak bumi (Harayama et al., 1999 dalam Nugroho

2006a). Sejak tahun 1998, laporan tentang terisolasinya Alcanivorax sp. dari

berbagai lingkungan laut di dunia terus meningkat (Yakimov et al.,1998dalam

Thontowi, 2008).

Berdasarkan hasil uji kemampuan degradasi bakteri dari Pulau Pari pada

senyawa alkana dan PAH, isolat 9, 31, dan 45 (teridentifikasi sebagai genus

Alcanivorax) memiliki kemampuan dalam mendegradasi senyawa alkana dan

PAH. Ketiga isolat ini mempunyai pertumbuhan sel lebih tinggi pada senyawa

parafin dan pristan bila dibandingkan isolat lainnya. Bahkan saat ditumbuhkan di

PAH, setelah 1 jam proses sublimasi ketiganya memberikan respon yang begitu

cepat dengan terbentuknya daerah bening di sekitar koloni. Dengan

kemampuannya tersebut, diduga isolat-isolat tersebut mempunyaienzim alkana

monooksigenase yang berperan dalam degradasi alkana, serta25 dioksigenase

untuk degradasi PAH. Walaupun beberapa laporan selama inimenyatakan bahwa

genus Alcanivorax dikenal hanya sebagai bakteri pendegradasi alkana dan tidak

mampu mendegradasi PAH. Dengan keunggulan-keunggulannya menjadikan



ketiga isolat tersebut merupakan bakteri potensial dalam mendegradasi senyawa

alkana dan PAH (Thontowi, 2008).

Berdasarkan penelitian yang dilakukan di Pesisir Pantai Pulau Pari,

menunjukkan bahwa penggunaan bioaugmentasi dengan kultur tunggal

Alcanivorax sp. strain TE-9, memberikan hasil yang sangat baik dalam

meningkatkan proses biodegradasi minyak pada sedimen tercemar (Darmayati et

al, 2009). BakteriAlcanivoraxsp. TE-9 mampu menggunakan berbagai jenis karbon

tunggal maupun PAH serta ALCO, kecuali Flourene.Alcanivorax sp. TE-9

merupakan bakteri yang berhasil diisolasi ari Teluk Jakarta oleh tim peneliti LIPI

Oseanografi (Darmayati et al, 2008).

2.2.2 Teknik Bioremediasi

Terdapat beberapa pendekatan umum dalam bioremediasi, diantaranya

adalah bioaugmentasi dan biostimulasi. Bioaugmentasi adalah penambahan

mikroba pendegradasi untuk membantu proses degradasi. Bioaugmentasi sendiri

dapat dilakukan dengan penambahan mikroorganisme indigenous dan atau

exogenous(Syakti, 2008). Bakteri yang dapat memanfaatkan hidrokarbon tersebar

luas di lingkungan dan mulai membelah diri ketika berada pada kondisi yang

sesuai. Proses pembelahan diri pada lingkungan alami ini memerlukan waktu.

Oleh karena itu, penambahan jumlah bakteri pada tumpahan minyak

mempercepat proses degradasi dari minyak bumi (Furlong et al., 1998 dalam

Nugroho, 2006a). Proses bioaugmentasi dilakukan dengan cara menebarkan



mikroorganisme potensial langsung ke tempat terjadinya cemaran. Proses ini

banyak dikembangkan untuk membersihkan tanah yang tercemar, tetapi belum

banyak dikembangkan untuk lingkungan laut (Thontowi, 2008).

Biostimulasi adalah penambahan nutrien untuk menstimulasikan

pertumbuhan mikroba (Venosa, 2002 dalam Nugroho, 2006a). Untuk memenuhi

kebutuhan nutriennya, maka dalam aplikasinya dilakukan penambahan manure

atau pupuk ke dalam tanah (Nugroho, 2006a). Penambahan manure atau pupuk

tersebut akan menyediakan seluruh kebutuhan mikroba, sehingga mikroba dapat

hidup dan melakukan proses biodegradasi (Molnaa et al., 2005 dalam Nugroho,

2006a).

2.2.3 Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Bioremediasi

Keefektifan bioremediasi ditentukan oleh kondisi lingkungan. Hal tersebut

dikarenakan selama proses berlangsungnya penguraian oleh bakteri (mikroba),

faktor-faktor seperti jumlah nutrien dan jumlah oksigen sangat berpengaruh

dalam prosesnya (Suriawiria, 1986dalam Suyasa, 2008). Selain faktor-faktor

tersebut, faktor-faktor yang mempengaruhi kondisi lingkungan yang terutama

adalah:

1) Temperatur. Pada temperatur rendah maka viskositas minyak meningkat danvolatilitas senyawa toksik menurun sehingga akan menghambat proses

bioremediasi (Atlas, 1995dalam Mangkoedihardjo, 2005). Hidrokarbon rantai



pendek alkana lebih mudah larut pada temperatur rendah. Pada temperatur

tinggi, aromatik lebih mudah larut (Focht and Westlake, 1987dalam

Mangkoedihardjo, 2005). Secara umum laju biodegradasi umumnya

meningkat dengan peningkatan temperatur sampai batas tertentu. Laju tinggi

biodegradasi minyak di laut dapat dicapai pada temperatur 15 - 20C (Bossert

and Bartha,1984 dalamMangkoedihardjo, 2005).

2) Oksigen. Ketersediaan oksigen adalah penting dalam proses biodegradasihidrokarbon jenuh dan aromatik (Cerniglia, 1992dalam Mangkoedihardjo,

2005), tetapi metabolisme hidrokarbon secara anaerobik dapat berhasil baik

untuk hidrokarbon aromatik (BTEX) (Head and Swannell,1999dalam

Mangkoedihardjo, 2005). PAHs dan alkana dapat didegradasi dalam kondisi

anaerobik (Caldwell et al.,1998 dalamMangkoedihardjo, 2005).

3) Nutrients. Saat minyak tumpah ke laut, suplai karbon ke dalam air lautmeningkat. Pada saat itu air laut terdapat ketimpangan komposisi nutrient (C

meningkat tajam sehingga C/N/P menjadi membesar melebihi komposisi

normal bagi kebutuhan mikroba). Untuk memanfaatkan mikroba maka

diperlukan penambahan nutrient N dan P pada tingkat proporsi C/N/P

sebelum tertumpah minyak. Xu dan Obbard (2003) dalam penelitiannya Effect

of Nutrient Amendments on Indigenous Hydrocarbon Biodegradation in Oil-

Contaminated Beach Sediments menggunakan rasio C:N:P yaitu 100:10:1.



4) Derajat keasaman (pH). Kebanyakan bakteri heterotrof dan fungi menyukai

pH netral dan fungi masih toleran terhadap pH rendah. Berbagai studi

menghasilkan fakta bahwa biodegradasi minyak akan lebih cepat dengan

peningkatan pH dan kecepatan optimum pada pH alkalin (Focht and

Westlake, 1987 dalamMangkoedihardjo, 2005).

5) Salinitas. Perubahan salinitas dapat mempengaruhi biodegradasi melaluiperubahan populasi mikroba, dan laju metabolisme hidrokarbon akan

menurun 3.3% sampai 28.4% dengan peningkatan salinitas (Focht and

Westlake, 1987 dalamMangkoedihardjo, 2005).

Pada biodegradasi minyak bumi yang berlapis-lapis dan berupa gumpalan

besar di lingkungan laut, nitrogen dan fosfor merupakan faktor pembatas karena

ketersediaan nutrien ini dalam area yang sama dengan hidrokarbon sangat sedikit.

Tersedianya nitrogen dan fosfor dapat terjadi secara alami melalui difusi menuju

gumpalan minyak tersebut atau dihantarkan oleh gerakan gelombang laut

(Nugroho, 2006a).

Beberapa penelitian menunjukkan bahwa lambatnya laju biodegradasi di

laut juga disebabkan sedikitnya konsentrasi nitrogen dan fosfor di laut. Oleh

karena itu, biodegradasi minyak bumi di lingkungan laut juga dapat dipercepat

dengan pengaturan rasio karbon/nitrogen/fosfor melalui penambahan nitrogen

dan fosfor dalam bentuk pupuk. Keterbatasan nitrogen dan fosfor dalam tanah



dapat diatasi melalui penambahan pupuk NPK, garam amonium dan garam fosfat

(Nugroho, 2006a).

Berdasarkan hasil penelitian Darmayati (2010) di Pulau Pari, menunjukkan

bahwa pupuk Osmocote mampu meningkatkan pertumbuhan bakteri, khususnya

bakteri hidrokarbonoklastik yang salah satunya adalah Alcanivorax sp. TE-9.

Pupuk lepas lambat (slow release) Osmocote dapat meningkatkan degradasi minyak

sejalan dengan peningkatan konsentrasi pupuknya. Adapun komposisi nutrien

yang terkandung dalam pupuk Osmocote tersebut adalah sebagai berikut

(Darmayati, 2010):

Tabel 2.Komposisi Nutrien Pupuk Lepas Lambat Osmocote 14-14-14

Component Quantity (%)

Total nitrogen 14.0

Ammoniacal nitrogen (NH3-N)Nitrate nitrogen (NO3-N)

8.25.8

Available phospate (P2O5) 14.0

Soluble potash (K2O) 14.0



III. MATERI DAN METODE3.1 Materi Penelitian3.1.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini, yaitu 4 buah mesokosm (200

cm x 200 cm x100 cm) yang terbuat dari terpal dengan rangka kayu, kayu dolken,

bambu, plastik cor, paku, tali ris, pore water sampler, sedimen trapper, length measure

tape, stainless scoop, data sheet, pipa paralon, wadah stainless steel, falcon tube, ice

box,membrane filter polycarbonate (0.2m; 47 mm), membrane filterselulosse aseta

t(0.45m; 47 mm) merck whatman, object glass,cover glass, becker glass, mikroskop

epifluoresens merck Nikon, tabung Screw cap,Falcon tube50 ml dan 15 ml, tabung

reaksi, spatula, pipet pasteur merck Fisherbrand, mikropipet merck Pipet Pal dan

pipet tip, cawan porselin, aluminium foil, timbangan analitik merck Sartorius,

bioclean bench merck Sanyo, miliporefiltration set merck Sartorius, vacuum pump dan

stavol 100V, roll cable, syringe 20 mL merck Terumo, syringe filterporositas 0,45 m

diameter 25 mm merck Millex-LH, spechtrophotometer ultraspec 3300 pro merck

Amersham Pharmacia Biotech, UV-Cuvette micro merckPlastibrand, orbital incubator

merckGallenkamp, autoclave merck Tomy SX-500, DO meter, pH meter, EC meter,

clean bench, microtube, incubator shaker, gelas preparat, magnetic stirrer, pH 4,7,9, dan

KCl standard solution, botol semprot, tissue gulung, botol sampel 50 ml (kaca), botol

sampel 100 ml (plastik), botol kaca 1 L, vortex mixturedan kabel penghubung, rak tabung,



sentrifuge tube 1.5 ml, mikroplate, hot plate stirer, multi channel pipet tray, pipet multi

channelotomatis 300l dan 50l, ice pack, tape, spidol marker,poly bag with zipper.

3.1.2 BahanBahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bakteri single

strainAlcanivorax sp. TE-9, pupukmerck Osmocote, sampel sedimen dan air,

DCM:n-heksan (1:1), bubuk Na2SO4, alkohol 70%, larutan sudan black, distilled water

(akuades), aquabideststeril, minyak imersi, dan larutan acridine orange (AO),Marine

Agar, INT (Iodonitrotetrazoliumviolet ), yeast extract, air laut steril, Arabian light crude

oil(ALCO), NH4NO3, K2HPO4, sabun cuci.

3.2 Metode Penelitian3.2.1 Rancangan Percobaan

Penelitian dilakukan menggunakan metode eksperimental di lapangan

(Pantai Karangsong, Indramayu) dengan rancangan petak terbagi (Split plot

design).Perlakuan yang diujicoba sebagai main plotdan waktu pengamatan sebagai

sub-plot.Perlakuan yang dicobakan adalah bakteri single strain, pupuk, dan

kombinasi single strain bakteri dengan pupuk yang dimasukkan ke dalam

mesokosm terdiri dari empat perlakuan dengan tiga kali ulangan, yaitu:



Tabel 3.Perlakuan yang diujikan dengan isolat bakteri single strain, pupuk, dankombinasi isolat bakteri single straindengan pupuk.

Mesokosm PerlakuanA Sedimen tercemar minyak (kontrol)

B Sedimen tercemar minyak + bakteri single strain (10 L dengankepadatan 108sel)

C Sedimen tercemar minyak + pupuk Osmocote (3.63 kg)

D Sedimen tercemar minyak + pupuk Osmocote (3.49kg) dan bakterisingle strain(5 L dengan kepadatan 108sel)

Pengamatan dan pengukuran dilakukan pada hari ke 0, 30, 60, dan 90. Hal

ini berdasarkan pada penelitian sebelumnya mengenai biostimulasi dan

bioaugmentasi dalam remediasi sedimen tercemar hidrokarbon minyak bumi yang

dilakukan di pantai selatan Pulau Pari (Darmayati et al., 2009).

3.2.2 Variabel dan ParameterVariabel yang diamati adalah kemampuan bakteri single strain, pupuk, dan

kombinasi keduanya dalam bioremediasi hidrokarbon minyak bumi di Pesisir

Indramayu. Parameter utamanya adalah total hidrokarbon minyak bumi,

sedangkan parameter pendukungnya jumlah total sel bakteri, kepadatan bakteri

pendegradasi hidrokarbon minyak bumi dalam sedimen, dan parameter

lingkungan (DO, pH, salinitas, kandungan N dan P, dan temperatur air).



3.3 Prosedur Penelitian3.3.1 Kultur Bakteri3.3.1.1 Penumbuhan Bakteri

Marine Agar(MA) sebagai media tumbuh untuk bakteriAlcanivoraxsp. TE-9

dipersiapkan.Marine Agar(MA) dibuat dengan cara melarutkan Peptonsebanyak 5

g, yeast ekstrak3 g, Ferri fosfat0.01 gr, dan agar powder15 g, kedalam air laut saring

sebanyak 1 liter pada becker glass. Setelah itu campuran tersebut dipanaskan dan

diaduk dengan menggunakan stirer pada alat pemanas selama 1.5 jam atau

sampai larut. Setelah larut, MA cair tersebut dituangkan ke dalam platedi dalam

clean beanch, untuk menghindari kontaminan dari bakteri lain. Setelah itu, MA cair

itu didiamkan dalam clean beanch sampai memadat. BakteriAlcanivorax sp. TE-9

hasil koleksi dari kelompok penelitian mikrobiologi P2O LIPI, ditumbuhkan pada

plateyang berisi MA. Penumbuhan dilakukan dengan metode goresan (streaking).

Hasil streaking tersebut lalu ditaruh di dalam inkubator selama 3 hari (72 jam)

dalam inkubator pada temperatur 30 oC untuk tumbuh.

3.3.1.2 Pembuatan Media Cair

Media cair dibuat bertahap dengan ukuran 250 mL, 750 mL, 6 L, dan 18 L.

Hal tersebut dimaksudkan untuk pengayaan bakteri secara bertahap. Pembuatan

media cair untuk ukuran 250 mL dan 750mL dilakukan dengan cara melarutkan

0.1% yeast ekstractke dalam air laut saring steril. Setelah itu media dipanaskan dan

diaduk dengan menggunakan stirer di pemanas selama 15-30 menit atau sampai



terlarut. Setelah itu media dituangkan ke dalam erlenmeyerdan diberi 1% minyak

mentah (ALCO). Untuk media cair 6 L dan 18 L, selanjutnya hanya ditambahkan

4.5 L (untuk media 6 L) dan 12 L (untuk media 18 L) media baru yang berisi air

laut saring steril dan ditambahkan 1% minyak mentah (ALCO).

3.3.1.3 Pemanenan Bakteri

Hasil penumbuhan bakteri dalam plate yang telah disimpan dalam

inkubator selama 3 hari kemudian dipanen. Pemanenan dilakukan dengan cara:

1. Larutan salin steril diambil sebanyak 3 ml dengan mikropipet, laludimasukkan ke dalamplateyang berisi kultur bakteri.

2. Larutan salin steril tersebut diratakan dengan menggunakan ose ke seluruhpermukaan media, sehingga kultur bakteri terlepas dan larut.

3. Suspensi sel bakteri diambil dari permukaan media sebanyak 1 ml dandimasukkan ke dalamfalcon steril.

4. Larutan salin steril dimasukkan kembali sebanyak 2 ml ke permukaan media,lalu diratakan, dan diambil kembali sebanyak 2 ml suspensi sel untuk

dimasukkan kembali ke dalamfalcon steril.

5. Larutan salin steril dimasukkan kembali sebanyak 3 ml ke permukaan media,lalu diratakan, dan diambil kembali sebanyak 2 ml suspensi sel untuk

dimasukkan kembali ke dalam falcon steril. Sehingga didalam terdapat 5 ml

suspensi bakteri.



3.3.1.4 Pengayaan Bakteri

Pengayaan bakteri dilakukan dengan cara bertahap pada wadah dari

ukuran 250 ml, 750mL, 6 L, dan 18 L. Pengayaan bakteri dilakukan dengan cara

memasukkan suspensi bakteri yang telah dipanen ke dalam media cair 250 ml,

dengan kepadatan 108. Untuk mendapatkan kepadatan yang diinginkan tersebut

maka dilakukan penghitungan total sel terlebih dahulu dengan bantuan

mikroskop epifluoresens dengan 10 lapang pandang, lalu hasil perhitungan

dimasukkan ke dalam rumus:

Keterangan:V1= Volume yang akan dimasukkanV2= Volume pada wadah (250 ml) + Volume yang akan dimasukkann1= Kepadatan yang didapat pada penghitungan dibawah mikroskop

n2= Kepadatan yang diinginkan

Berdasarkan hasil perhitungan tersebut diambil sejumlah volume (V1) dan

dimasukkan ke dalam media cair 250 ml. Setelah itu, media tersebut diinkubasi

selama 1-2 minggu. Dalam jangka waktu tersebut, dilihat secara visual apakah

minyak terdegradasi atau belum. Setelah itu, dilakukan pengayaan bertahap

menjadi 750mL, 6 L, dan 18 L, dengan masa inkubasi tiap-tiap tahapan selama 1

minggu.

2211 .. nVnV =



3.3.2 Persiapan Pupuk OsmocotePupuk Oscmocote ditimbang terlebih dahulu di laboratorium sebelum

dimasukkan ke dalam mesokosm. Setelah ditimbang, pupuk tersebut dikemas

dalam plastic bag with zipper untuk selanjutnya dibawa ke lokasi mesokosm.

Kemudian pupuk ditebar dan diaduk dengan sedimen tercemar minyak di dalam

mesokosm. Pupuk yang diberikan pada perlakuan disesuaikan dengan rasio C:N:P

yaitu 100:10:1 (Xu and Obbard, 2003)

3.3.3 Persiapan MesokosmMesokosm dibuat dengan luas area 2 m x 2 m, dengan setiap jarak antar

mesokosm 10 m. Rancangan konstruksi dari mesokosm tersebut adalah sebagai

berikut (Gambar 2.):

Gambar 2.Rancangan mesokosm

Mesokosm diletakan di sekitar Pantai Karangsong, Indramayu yang telah

tercemar hidrokarbon minyak bumi. Jika lokasi tersebut tidak memungkinkan,

maka sedimen yang berada pada lokasi tersebut digantikan dengan sedimen yang

telah dicampur dengan sedimen tercemar minyak. Luasan sedimen yang

Anyamanbambu dilapisi

plastik cor

Pasir

KayuBambu

Permukaan pasir

(sedimen)

200 cm200 cm

100 cm

20 cm



digunakan adalah 20

masing mesokosm di

Gambar 3.Petak Pe

3.3.4 PengambilanSampel yang

(pore water) dan sedi

dan digunakan unt

ulangan pengambilan

lurus dengan pantai.

titik yang tegak lurus

dari permukaan sete

steelyang telah dister

minyak. Sedimen se

0 cm x 200 cm x 20 cm (Gambar 2).

erikan perlakuan yang berbeda eda (T

cobaan (Mesokosm) yang dilakukan di

ampel Air dan Sedimen

igunakan adalah air yang berasal dari

en. Pore waterdiambil dengan menggu

k analisa mikrobiologi. Sampel sedi

yang dilakukan pada tepi kiri, tengah,

Masing masing pengambilan merupa

pantai (Gambar 3). Pada setiap mesoko

al 5 cm. Sedimen diaduk sampai rata

lisasi, kemudian digunakan untuk anal

anyak 50 mL ditempatkan pada falc

etelah itu, masing

abel 3).

esisir Indramayu.

pori pori sedimen

akan sistem pompa

en diambil 3 kali

an tepi kanan tegak

kan komposit dari 3

sm diambil sedimen

ada wadah stainless

sis mikrobiologi dan

n tube steril untuk



analisis mikrobiologi dan untuk analisis minyak. Botol sampel disimpan dalam

suhu -200

C dan dalam keadaan gelap sampai uji selanjutnya dilakukan.

3.3.4 Pengukuran Parameter Penelitian3.3.4.1Analisis Total Hidrokarbon Minyak Bumi

Total hidrokarbon minyak bumi diukur dengan metode gravimetri. Sampel

air/sedimen kering dimasukkan ke dalam screw capsebanyak 5 mL untuk air atau

g untuk sedimen. Setelah itu diekstraksi dengan menambahkan DCM:n-heksan

sebanyak 5 mL (perbandingan sampel dengan DCM:n-heksan adalah 1:1) dan

dihomogenkan. Larutan yang berada di lapisan atas (pada sampel air) atau yang

terdapat di dalam screw cap (pada sampel sedimen kering) diambil dan disisakan

sedikit lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 1,5 g Na2SO4.

Selanjutnya DCM:n-heksan 7 mL dimasukkan lagi ke dalam screw capdalam dua

tahap ekstraksi (5 mL kemudian 2 mL). Setelah ekstraksi selesai, tabung reaksi

yang berisi hasil ekstrak ditutup dengan aluminium foil dan didiamkan selama 24

jam. Setelah itu hasil ekstrak dimasukkan ke dalam cawan porselin yang telah

ditimbang beratnya terlebih dahulu. Tutup cawan tersebut dengan aluminium foil

dan tunggu hingga hasil ekstrak menguap. Setelah kering, timbang kembali cawan

porselin tersebut. Nilai TPH (total petroleum hidrocarbon) diperoleh dari selisih berat

cawan porselin.

Nilai TPH = (Berat cawan + minyak)-berat cawan



3.3.4.2Penghitungan Jumlah Total Sel BakteriTotal sel dihitung dengan metode Acridine Orange Direct Count dengan

melakukan pengamatan di bawah mikroskop epifluorescens. Sebanyak 100 L

sampel dimasukkan ke dalam 900 L larutan acridine orange. Filter membran

polikarbonat miliporeberdiameter 25 mm dengan porositas 0,2 m direndam

dalam larutan sudan black selama24 jam. Filter tersebut lalu dibilas dengan

akuabides steril. Sebanyak 1 ml sampel diambil secara aseptis dan disaring

menggunakan filter membran.

Filter membran yang masih dalam keadaan lembab diambil dengan pinset

steril, kemudian diletakkan di atas gelas objek yang telah diolesi minyak emersi.

Minyak emersi juga diteteskan di permukaan filter membran dan ditutup dengan

gelas penutup. Pengamatan dilakukan di bawah mikroskop epifluoresens dengan

perbesaran 1000 kali. Sel bakteri diamati pada 10 bidang pandang secara acak.

Jumlah sel bakteri yang terdapat pada setiap bidang pandang yang diamati dipilih

antara 10-50 sel. Jumlah sel yang terlalu banyak dapat diencerkan dengan acridine

orange dan diulangi dari tahap awal. Selanjutnya, filter diamati di bawah

mikroskop epifluoresens dan dihitung sel bakterinya (Hobbie et al., 1985 dalam

Darmayati, 2009). Total sel bakteri dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Total sel = DFAv

Lv

vvn

+

3

2

2

21 785,0



Ket:

n = rata-rata penghitungan sel bakteriv1= volume larutan AODC (mL)v2= volume sampel dalam larutan AODC (mL)v3= volume larutan sampel yang disaring (mL)L = diameter filter selulose asetat (20 mm)A = Luas bidang pandang mikroskop(0,015386 mm2)DF = 1 / faktor pengenceran (dilution factor)

3.3.4.3Penghitungan Bakteri PendegradasiBakteri pendegradasi minyak dihitung menggunakan metode MPN (Most

Probable Number) (Darmayati, 2009). Pada awalnya 1 g sampel sedimen diencerkan

menggunakan 9 mL air laut steril, selanjutnya dihomogenkan dengan vortex

selama 5 menit. Ambil 100L sedimen tersebut lalu dimasukkan ke dalam

microtube yang berisi 900L air laut steril, pengenceran dilakukan hingga 10-8.

Metode MPN yang digunakan 3 seri pada tingkat pengenceran sampel 10 -1

hingga 10-8. Setelah sampel diencerkan, maka selanjutnya sebanyak 180 L air laut

steril yang diperkaya N (NH4NO3) dan P(K2HPO4) dimasukkan ke dalam sumuran

microplates. Setelah itu sumber hidrokarbon spesifik (dalam hal ini arabian light

crude oil) sebanyak 5 L ditambahkan juga dan diikuti dengan 20 L sampel.

Microplates yang telah diuji tersebut selanjutnya disimpan pada temperatur

ruangan (26-270C). Setelah 2 minggu diteteskan dengan larutan INT

(iodonitrotetrazoliumviolet ) sebanyak 50 L kemudian diinkubasi kembali selama 1

minggu untuk selanjutnya diamati perubahan warna yang terjadi. Hasil positif

ditunjukkan dengan perubahan warna menjadi merah keunguan, sedangkan hasil



negatif ditunjukkan dengan tidak adanya perubahan warna. Jumlah bakteri

pendegradasi hidrokarbon minyak bumi dihitung dengan MPN computer program

(versi 4.04 byKlee, 1993).

3.3.4.4Parameter LingkunganParameter lingkungan yang diukur meliputi oksigen (O2) terlarut, pH,

salinitas, dan temperatur air (Tabel 4).

Tabel 4.Parameter Lingkungan dan Alat Pengukurnya

No. ParameterLingkungan

Satuan Metode Alat Pengukur

1. Oksigen terlarut (DO) mg/L electrimetri DO metermerck SI

2. pH - electrimetri HORIBA

3. Salinitas ppt Konduktometri Handrefraktometer

4. Temperatur Air 0C electrimetri DO metermerckYSI

5. N mg/L HACHAnalysis HACH

6. P mg/L HACHAnalysis HACH

3.4 Waktu dan Tempat PenelitianPenelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret - Oktober 2010. Tempat

penelitian dilaksanakan adalah di Pantai Karangsong, Indramayu.Pengamatan,

analisis, serta pengukuran sampel dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Pusat

Penelitian Oseanografi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.

3.5 Analisis DataData jumlah total sel bakteri, Hydrocarbon bacteria(MPN), total hidrokarbon

minyak bumi, dan parameter lingkungan yang diperoleh dianalisis secara

deskriptif dengan histogram antar perlakuan. Selain itu juga dianalisis hubungan

korelasi antara jumlah total sel dan Hydrocarbon bacteria dengan menggunakan



software SPSS versi 16.0. Analisis secara statistik dilakukan pada data total

hidrokarbon minyak bumi dengan Anova (uji F) antar perlakuan, jika terdapat

perbedaan maka dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (uji BNT) untuk

mengetahui perlakuan yang paling baik dalam mendegradasi minyak. Selain itu

juga dilakukan analisis persamaan regresi terhadap data total hidrokarbon minyak

bumi untuk memprediksi waktu habisnya total hidrokarbon minyak bumi pada

perlakuan yang diuji cobakan, dengan menggunakan softwareSPSS versi 16.0.



IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Lingkungan Media Percobaan

Secara khusus bioremediasi pencemaran minyak bumi sangat

membutuhkan kehadiran bakteri hidrokarbonoklastik, akan tetapi keefektifan

bioremediasi ditentukan juga oleh kondisi lingkungan. Hal tersebut dikarenakan

selama proses berlangsungnya penguraian oleh bakteri, faktor-faktor seperti

jumlah nutrien dan jumlah oksigen sangat berpengaruh dalam prosesnya

(Suriawiria, 1986dalam Suyasa, 2008). Faktor lingkungan yang diukur dalam

penelitian ini adalah pH, oksigen terlarut, temperatur, salinitas, kadar N, dan

kadar P.

Gambar 4.potential Hydrogen(pH) dalam Air Pori.

Nilai pH pada mesokosm A berkisar antara 6,8-7,5 dengan nilai pH rata-rata

adalah 7,120,11, pada mesokosm B berkisar antara 7,0-7,4 dengan nilai pH rata-

rata adalah 7,240,09, pada mesokosm C berkisar antara 6,9-7,5 dengan nilai pH

rata-rata adalah 7,220,05, dan pada mesokosm D berkisar antara 7,0-7,5 dengan



nilai pH rata-rata adalah 7,270,03. Gambar 4 menunjukkan secara umum terjadi

peningkatan nilai pH pada setiap perlakuan.

Berbagai studi menghasilkan fakta bahwa biodegradasi minyak akan lebih

cepat dengan peningkatan pH dan kecepatan optimum pada pH alkalin (Focht dan

Westlake, 1987dalamMangkoedihardjo, 2005). Berdasarkan hasil penelitian Nievas

et al. (2005), yang melakukan percobaan untuk melihat efek modifikasi nilai pH

terhadap kemampuan biodegradasi dan emulsifikasi komunitas mikroba,

didapatkan hasil optimum untuk aktifitas emulsifikasi adalah pada pH 6,5-7,5.

Berdasarkan nilai pH yang didapat dari hasil penelitian ini (gambar 4), nilai pH

pada masing-masing perlakuan masih berada pada kisaran yang optimum dalam

melakukan aktifitas emulsifikasi. Aktifitas emulsifikasi sendiri merupakan proses

yang penting dalam biodegradasi minyak bumi, yaitu proses yang mendispersi

larutan ke dalam bentuk partikel yang lebih kecil atau proses perubahan dari

butiran minyak dalam air menjadi butiran air dalam minyak untuk selanjutnya

didegradasi oleh mikroba (Nugroho, 2006a). Menurut Chator dan Somerville

(dalamNugroho 2006b) terjadinya peningkatan pH diduga disebabkan oleh adanya

kemampuan bakteri dalam melakukan respon toleransi asam dengan mekanisme

pompa hidrogen. Beberapa bakteri memiliki kemampuan untuk melakukan upaya

homeostatis terhadap keasaman lingkungan sebatas masih dalam toleransi

adaptasinya. Caranya dengan melakukan pertukaran kation K+ dari dalam sel dan



menukarnya dengan H+ yang banyak terdapat di lingkungannya, sehingga

keasaman lingkungan dapat dikurangi.

Gambar 5. Oksigen Terlarut (mg/L) dalam Air Pori.

Oksigen terlarut pada mesokosm A berkisar antara 0,23-0,99 mg/L dengan

nilai oksigen terlarut rata-rata adalah 0,540,20 mg/L, pada mesokosm B berkisar

antara 0,24-0,69 mg/L dengan nilai oksigen terlarut rata-rata adalah 0,430,05

mg/L, pada mesokosm C berkisar antara 0,26-0,99 mg/L dengan nilai oksigen

terlarut rata-rata adalah 0,540,09 mg/L, dan pada mesokosm D berkisar antara

0,21-1,05 mg/L dengan nilai oksigen terlarut rata-rata adalah 0,520,14 mg/L.

Berdasarkan gambar 5, oksigen terlarut pada setiap mesokosm cenderung

mengalami penurunan. Penurunan jumlah oksigen tersebut menunjukkan bahwa

mikroba yang terdapat pada setiap mesokosm memanfaatkan oksigen terlarut

untuk proses metabolismenya.

Ketersediaan oksigen adalah penting dalam proses biodegradasi

hidrokarbon jenuh dan aromatik (Cerniglia, 1992dalam Mangkoedihardjo, 2005),



hal tersebut dikarenakan biodegradasi sangat dipengaruhi oleh oksidasi. Enzim-

enzim bakteri akan mengkatalisis oksigen ke dalam molekul hidrokarbon sehingga

dapat digunakan untuk metabolisme sel. Sebelum digunakan sebagai sumber

karbon, mikroba harus memecahnya melalui proses oksidasi. Proses oksidasi

hidrokarbon tersebut melibatkan oksigen sebagai akseptor elektron (Harayama et

al.1999). Peran oksigen ini terutama terjadi pada metabolisme seluler dan berperan

langsung sebagai reaktan pada proses anabolisme dan katabolisme. Oksigenase

ialah enzim yang berperan dalam reaksi masuknya atom oksigen ke dalam

senyawa kimia (Thontowi, 2008).

Gambar 6. TemperaturAir Pada Seluruh Mesokosm (C).

Temperatur pada mesokosm A berkisar antara 27-33 oC dengan temperatur

rata-rata 28,950,36o

C, pada mesokosm B berkisar antara 27-35o

C dengan

temperatur rata-rata 29,510,34 oC, pada mesokosm C berkisar antara 27-32 oC

dengan temperatur rata-rata 29,770,40 oC, pada mesokosm D berkisar antara 28-

33 oC dengan temperatur rata-rata 30,60,44 oC. Berdasarkan gambar 6, kondisi

C



temperatur pada setiap mesokosm cenderung stabil. Nilai temperatur pada setiap

mesokosm berada pada kisaran 27-35o

C. Kisaran temperatur tersebut masih

berada pada kisaran optimum bakteri dalam melakukan aktifitas kimiawi. Subhas

(1998 dalam Schacht dan Ajibo, 2002) menyatakan kisaran optimum bakteri dalam

melakukan aktifitas kimiawi adalah pada temperatur 30-40 oC. Meningkatnya

temperatur sampai temperatur tertentu, akan meningkatkan aktivitas metabolisme

mikroba, sehingga pertumbuhannya pun akan meningkat. Akan tetapi jika

temperatur terlalu tinggi akan menyebabkan kerusakan membran sel dan juga

menghancurkan protein (Subhas 1998, dalam Schacht dan Ajibo, 2002).

Gambar 7. Salinitas Air Pori (ppt).

Salinitas pada mesokosm A berkisar antara 17-29 ppt dengan nilai salinitas

rata-rata 22,330,15 ppt, pada mesokosm B berkisar antara 17-28 ppt dengan nilai

salinitas rata-rata 22,420,15 ppt, pada mesokosm C berkisar antara 22-31 ppt

dengan nilai salinitas rata-rata 26,170,15 ppt, dan pada mesokosm D berkisar

antara 20-32 ppt dengan nilai salinitas rata-rata 27,250,00 ppt. Salinitas pada tiap



perlakuan memiliki nilai kisaran 17-32 ppt (gambar 7). Rentang kisaran yang jauh

tersebut disebabkan dan tergantung oleh kondisi pasang surut air laut yang

menggenangi petakan percobaan (mesokosm). Selain itu faktor cuaca juga turut

mempengaruhi nilai salinitas, seperti turunnya hujan. Rendahnya salinitas pada

hari ke 30 dan 60 dikarenakan pengambilan sampel dilakukan pada saat setelah

turun hujan. Berdasarkan gambar 7 secara umum salinitas air pori berada pada

kisaran 17-32 ppt, kisaran nilai salinitas tersebut masih berada dalam kisaran yang

baik untuk pertumbuhan Alcanivoraxsp TE-9 yang merupakan jenis bakteri yang

dapat tumbuh dengan baik pada kisaran salinitas 10-34 ppt (Darmayati et al.,

2008).

Gambar 8. Nitrogen Total Air Pori (mg/L).

Kadar N pada mesokosm A memiliki nilai kisaran 2,1-9,0 mg/L dengan

nilai rata-rata 5,960,73 mg/L, pada mesokosm B memiliki nilai kisaran 2,6-11,4

mg/L dengan nilai rata-rata 6,741,65 mg/L, pada mesokosm C memiliki nilai

kisaran 4,05,8 mg/L dengan nilai rata-rata 4,681,08 mg/L, dan pada mesokosm



D memiliki nilai kisaran 3,7-7,9 mg/L dengan nilai rata-rata 6,211,22 mg/L.

Berdasarkan gambar 8 dapat dilihat secara umum kad

Documents

BIOREMEDIASI SEDIMEN PANTAI TERCEMAR MINYAKBUMI MENGGUNAKAN BAKTERI SINGLE STRAIN (Alcanivorax sp. TE-9) DAN PUPUK OSMOCOTE DI PESISIR INDRAMAYU