Reduksi Sulfat Menggunakan Bakteri Campuran Anaerob

REDUKSI SULFAT MENGGUNAN
BAKTERI CAMPUN ANAEROB

SIPSI

OLEH
RAHAWATI LESTININGSIH
F03497042

2003
JURUSAN TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

REDUKSI SULFAT MENGGUNAKAN
BAKTERI CAMPURAN ANAEROB

SKRIPSI
Sebagai syarat memperoleh gelar:
SARIANA TEKNOLOGJ PERTANIAN

Pada Jun Teknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

Oleb
RAHMAWATI LESTARININGSIH

F03497042

2003
FAKULTAS TENOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR

FAKliLTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITlIT PERTANIAN BOGOR

REDllKSI SliLFAT MENGGliNAKAN
BAKTERI CAMPliRAN ANAEROB


SKRJPSJ
Scbagai syarat memeroleh gelar:

SAUANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Juruan Tcknologi Industri Pertanian
Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor

OJeh
RAHMAWATJ LESTARINJNGSIH

F03497042

Dilahirkan ada tanggaJ J 3 Juni 1979
Di Brches
TanggaJ lulus:

16 Janri 2003

Dr. If. Erliza Noor


Dr. Ir. Linawatj Hardjito. MSc

oen Pembimbing I

Dosen Pembimbing II

Rahmawati Lestainlngslh.

F09742. Sulphate Reduction Using Anaerobic Mixed­

Culture Bacteria. SueNised by Ea Nor and Llnawati Hardjto.

SUMMARY

Recently, environmental problems ome more omplex in the world. It is
indicated by the increased rate of ollutons. Sulphur dioxide is one of ollutant in the
atmosphere. Emission of 502 primarily leads o deposition of acid substances. This acid
rain or dry acid deposition disturbs several sensitive eosystems. Additionaly, exessive
levels of 502 in the atmosphere assciate with a sharp increase in acute and chronic

respiratory diseases. In
ton, and

81%

1990,

502 toal emission in Asia has reached aout

38

million

of this come from fossil fuels usage. Air ollution caused by 802 emission,

esecially prdue by mining, manuaturing and rafic acivities. The reduction effort
was by Flue Gas Desulphurization (FGO). FGD that was applied at present is usage of
solid-throwaway adsorbents, reovey prcess and combination f chemial-biolgical
prcesses. It still has disadvantages.
Nowadays, other technolgy s an altenative is eing developed. This is based

on biological processes, called as bidesulfurization.

It involves o press conditions,

aerob and anaerob. In the aerobic ondition, SO2 is conveted to H2S04. Whereas in the
anaerobic condition, sulphuric acid is onveted o H2S, Thereater in anaerobic condition,
hydrogen

sulfide

(Chlorobium)

is

converted

o elemental sulphur by green sulphur bacteria

or violet sulphur bacteria


(Chromatium).

Convertion of sulphuric acid to

hydrogen sulfide, is done by Sulphate Reducing Bacteria (5RB), as pure culture or mixed
culture. Mixedculture bacteria are available abundantly in nature, therefore it is potential
to develop biodesulfurization.
The aim of this research is to enriched mixedculture of SRB from nature,
determine soure of culture bacteria and media that gives the best growth, and study
sulphate reduction rate of chosen mixed-culture.

Rahmawatl Lestarlnlngslh.

F097042. Sulphate Rdution Using Anaeobic Mixed­

Culture Bacteria. Suevised by Erlza oor and Linawatl Hardjlto.

SUMMARY

Recently, environmental problems become more omplex in the world. It is

indicated by the increased rate of ollutions. Sulphur dioxide is one of ollutant in the
atmosphere. Emission of S02 primarily leads to deposition of acid substances. This acid
rain or dry acid deosition distubs several sensitive ecosystems. Additionaly, excessive
levels of $02 in the atmosphere assciate with a sharp increase in acute and chronic
respiratory diseases. In
ton, and

81%

1990,

$02 total emission in Asia has reached about

38

million

of this come rm fossil fuels usage. Air ollution caused by 502 emiSion,

especially prduce by mining, manufaturing and ac acviies. Te reducon eort

was by Flue Gas Desulphurization (FGD). FGD that was applied at present is usage of
solid-throwaway adsorbents, rovery prcess and mbination f chemial-biolgical
presses. It still has disadvanages.
Nowadays, other technology as an altenative is eing develoed. This is based
on biological processes, called as bidesulfurization.

It involves o proess conditions,

aerob and anaerob. In the aerobic ondition, 502 is converted to H2S04. Whereas in the
anaerobic condition, sulphurc acid is onverted to H2$. Thereater in anaerobic ondition,
hydrogen

sulfide

(Chforobium)

is

onverted


to

elemental

or violet sulphur bacteria

sulphur

(Chromatium).

by

green

sulphur

bacteria

Convertion of sulphuric acid o


hydrogen sulfide, is done by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), as pure culture or mixed
culture. Mixed-culture bacteria are available abundantly in nature, theefore it is potential
to develop biodesulfurization.
The aim of this research is to enriched mixed-culture of SRB from nature,
determine soure of culture bacteria and media that gives the est growth, and study
sulphate reduction rate of chosen mixed-culture.

Rahmawati Lestanningsih.

F03497042,

Rduksi Sulat Menggunakan Baden Campuran

Anaerob. Di bawah bimbingan Erliza Noor dan Linawai Hardjito.

RINGKASAN

Permasalahan lingkungan di dunia aat ini emakin kompleks yang antara lain
ditandai dengan semakin tingginya tingkat enemaran. Sulfur dioksida merupakan salah
satu komponen oluan di atmosfer. Jumlah S02 berlebih di amosfer menyebabkan

hujan asam dan peningkatan jumlah endenta penyakit emafasan akut dan kronis.

Pada tahun 1990, total emisi S02 di Asia diperkirakan mencapai sekitar 38 juta ton.
Sebesar 81% di antaranya bersumer dari enggunaan bahan bakar fosil. Pencemaran
oleh emisi S02 terutama terjadi di area pertambangan dan industri. Salah satu upaya

penanganan telah dilakukan yaitu dengan penerapan FGD (Flue Gas Desulfurization).
Teknologi FGD yang sudah diterapkan adalah enggunaan adsorben padat, proses

eoey dan perpaduan proses kimiawi-biolgis. Masing-masing teknologi tersebut

masih memiliki beberapa kelemahan.
Dewasa ini sedang diupayakan penanganan seara biologis sebagai alternatif
yang disebut biodesulfurisasi. Bidesulfuriasi melibatkan konveri pada kondisi aerob
dan anaerob. Pada kondisi aerob, S02 dikonversi menjli sulfat dan pada kondisi
anaerob, sulfat diubah menjadi hidrgen sulida. Selanjutnya pada kondisi anaerob, H2S
oleh bakteri sulfur hijau (Chlobium) atau lembayung (Chomatium) diubah menjadi
sulfur elemen. Konversi sulfat menjadi H2S dilakukan oleh bakteri ereduksi sulfat,
erupa kultur mumi maupun campuran. Kultur ampuran tersedia secara luas di alam
sehingga potensial untuk dikembangkan dalam s bidesulfurisasi.
Penelitian ini etujuan untuk mempekaya kultur bakteri ampuran ereduksi
sulfat dari alam, menentukan sumber mikrorganisme dan jenis mdia yang memerikan
ertumbuhan terbaik dan mengkaji tingkat rduksi suat oleh kultur ampuran terpilih.
Dalam penelitian ini digunakan kultur baderi ampuran yang erasal dari 3 sumer
alam, yaitu ertambangan emas Gunung Pongkor-Jawa Barat (kultur I), buangan
domestik (kultur II) dan kolam IPB di daerah Balumbang Jaya (kultur III). Dari ketiga
sumer tersebut dikaji etumbuhan mikrorganisme dalam mdia selektif untuk bakteri
pereduksi sulfat yang dikemukakan oeh Saner at a/. (1958) (media I), Reis at sf. (1992)
(media II) dan Hadioetomo (1988) (media III). Pengkajian pada tahap pendahuluan
meliputi erubahan pH, densitas optikal dan boot kering.
Pada tahap penelitian utama dilakukan engkajian tingkat endegradasian sulfat
oleh kultur bakteri campuran terpilih pada tahap pendahuluan. Dan pengkajian tersebut
ditunjukkan bahwa reduksi sulfat terjadi ersamaan dengan fase pertumbuhan bakteri
pereduksi sulfat. Kultur bakten I mempunyai tingkat pertumbuhan terbaik, dengan J
1
l
sebesar 0,006: 0,004 jam, pada media I dan 0,010: 0,01 jam· pada media III. Media
terbaik untuk tujuan bidegradasi sulfat adalah media I dengan nilai konstanta reduksi
1
1
sulfat spesifik (�s) sebesar 0,019 : 0,014 9 sulat.jam- .g ser dan 0,017 : 0,001 9
l
sUlfat.jam' .g ser untuk kultur bakteri I dan kultur baderi III.
Hasil analisa kadar sulfat menunjukkan bahwa kulur bakteri I mampu mereduksi
l
sulfat lebih cepat (qs = 0,019 . 0 014 9 sulfat.jam-1.g ser ) dengan kemampuan sel
1
mereduksi sulfat sebesar 1,972: 1,417 9 sulfat.g ser pada media I.
,

Oari hasil tersebut maka dapat disarankan enggunaan kultur bakteri campuran I
pada media I untuk proses bidesulfurisasi. Sementara u untuk menghindari reoksidasi
hidrgen sulfida menjadi sulfat pada proses bidesulfurisasi, perlu dilakukan kontrol
terutama terhadap oksigen terlarut.

BIODATA PENULIS

Penulis dilahirkan i Brebes pada tanggal13 Ji 1979 n pasangan S.
Wannanto, BA n Aisyah Sujiati lrfan, BA, sebagai k kedua dari 4
bersaudara.

Menyelesaikan endidikan r di SDN 3 Brebes dan pendidikan

lanjutan di SMPN 2 Brees dan SMUN 1 Brebes. Setamat SMU di tabun 1997,
penulis melanjutkan pendidikan kesarjanaan (81) di jurusan Teknologi Industri
Pertanian (TIN), Fatela, IPB melalui jalur USMI.
Pada bulan Februari-April 2001 enulis erkesempatan melaksanakan
praktek lapang di Pusat Pengkajian n Penerapan Bioteknologi (PPP-Biotek),
Serpong

dengan

topi<

"Mempelajari

Asek

Teknologi

Proses

Produksi

Eriromisin di Pusat Pengkajian dan Penerapan Bioteknologi (pPP-Biotek), Balai
Pengkajian dan Penerapan Teknoloi (BPPT)".
Selama i IPB, penulis atif lm erapa kegiatan.

Di antaranya

dalah: staf embina Departemen BIRENA (pembinaan Remaja dan nk), DKM
Al Hurriyyah-IPB (1997-1998); saf Biro BDD, BIRENA, DKM Al Hurriyyah­
IPB (1998 - 2001); asisten PAI-IPB (1999-2001);
Yayasao

Halalao

Thoyyiban

founder n engurus harlan

(2001-sekarang);

dan

saf

Departemen

Pemberdayaao DPRa-DPC Dannaga PK (2002-sekarang) serta berbagai kegiatan
kepanitiaan.

UCAPAN TEA ASm

Alhamdulillahi rabbil 'alamin, seala puji dan syukur hanyalab bagi Allah
SWT alas ralunat dan ertolongan-Nya keada enulis ehinga karya kecil ini
daat diseleaikan. Raa terima kasih yang mendalam ditujukan pula kepada
mereka yang telah memerikan bantuan dan dukungan serta semangat keada
enulis:


Tina, Mila dan Titin aas keean di kala senang dan susah;



Tini, Endah, Art alas bantuan dan semangat yang dieikan di saat-saat
genting;



Santi, Luluk, Ummi, mbak IIa aas taushiyah yang dierikan�



Mbak Nanik, Yuni, Ice, Nelly, Teh ewi, Novi, Uwie, mbak Rolunab,
Hanung,



ai, Arif yang menemani selama sidang;

lseu, Ida, Uun, Dini, Herly, o, Diah, Yuni, Avi,

n, Risris, Greiche,

Rani, Rohmah, VIiI. Mus, mak Hestin, Susi, Heni, Eva, lin, Popie, Ani,
Nia, Euis, n alas dukunan dan semangat yang dierikan;


Euis, Emi, Lislis, Nur, lis dan Rani yang menjadi motivasi;



Dedi, Farid M., Lilik, Maya, Didit, kak Dwin, k Dedi, k Hera, Rozi,
Syahrir,

An,

Engkun,

Farid

A.,

Inna,

Luanan, yang

memberikan

motivasi;


Keluarga besar YHT, DPC PK Kc. Dramaga, Al Hurriyyab dan LBA T
Alif atas segala semangat yang dierikan;



Keluarga besar Al Iah, Palma dan Botia atas semangat yang diberikan;



Semua yang telah membantu dan memerikan suatu motivasi bagi enulis_

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahi rabbil 'alamin, segala puji n syukur banyalab bagi Allab
SWT ea atas ralunat n pertolongan-Nya enulis dapat menyeleaikan tugas
akhir skripsi i.
Tulisan i merupakan laoran i enelitian yang penulis ln di
laoratorin jn Tenologi lndusri Pertanian (TIN), Fatela, IPB selama
kurang lebih 6 bulan sejak Septemer 2001 sampai Fei 2002. Penelitian
beIjudul "Reduksi Sulfat

Menggunakan

Bakteri Campuran

Anaeroh" ini

merupakan salah satu bentuk upaya mengatasi pennasalahan lingkungan akibat
pencemaran sulur dioksida (S02) i a. Diharapkan siI enelitian ini dapat
dikembangkan Iebih lanjut dalam proses biodesulisasi.
Dalam

elaksanaan

peneiitian

maupun

penulisan

skripsi.

enulis

menyadari adanya dukungan dari erbagai pihak. Oleh karena iu penulis
menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1.

Bapak, lbu, Firiani Sulistianingsih, Nur Aulia Imaningsih, Rabmat lbnu
Wiowo, n Simbab alas segala dukungan, doa dan bantuan;

2.

Dr. Ir. Erliza Noor se1aku dosen embimbing I aas kesabaran, bimbingan,

n dan bantuan selama enelitian n embuatan sripsi
3. r. Ir. Linawati Hardjito, MSc. selaku embimbing II alas bimbingan, araban

n bantuan yang diberikan
4.

Dr. Ir. Mohmmad Yani, MEng. selaku dosen enguji atas n dan masukan
yang diberikan

5.

Astrina Yulianti, Mila Herwina, Santi Rukminita, Supriadi atas segala
bantuannya hingga laporan ini selesai

6. Bapak Edi, Ibu Sri, Ibu Ega, Bapak Wagimin, Ibu Rini, Ibu Kasiyati, Bapak
Gunawan dan seluruh laboran jn TIN
Penulis mengharap kritik dan n yang membangun dari embaca. Akhir
kata, semoga usaha ini mendapat keridhoan dari Allah dan bennanfaat bai yang
membutuhkan.

Bogor, Januari 2003

penulis

iv

DAFfARISI

Halaman
KATA PENGANTAR......................................................................................

IV

DAFTAR GABAR..................................................................................... ..

Vll

DAFTAR TABEL ............................................................................................

IX

DAFfAR LAMPlRAN ....................................................................................

X

I.

1

.

PENDAHULUAN.....................................................................................
A. LATAR BELAKANG PENELlTIAN.................................................
B. TUJUAN PENELlTIAN......................................................................

3

C. RUANG LINGKUP PENELITIAN ....................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................

4

A. Senyawa Sulfur Dan Dampak Bagi Lingkungan.................................

4

B. Disimilasi Rduksi Sulfat ............................................................... ....

6

C. Kultur Campuran Mikroba...................................................................

8

D. Bakteri Perduksi Sulfa!......................................................................

9

E.

Mdium Pertumbuban.........................................................................

12

F.

Pertumbuhan Miroorganisme............................................................

14

G. Penangn Lanjutan Hidrogen Sulida..............................................

15

III. BAHAN DAN METODOLOGI PENELlTIAN .......................................

17

A. Babao Dan Alat ...................................................................................

17

1. Mikroorganisme ............................................ ........ ........................

17

2. Baban Kimia..................................................................................

18

3. Alat ................................................................................................

19

Metode Penelitian ...............................................................................

19

1. Persiapan Kultur Dan Inokulum .......... ...................... .... ...... ... ... ....

19

2. Persiapan Media Dan Kultivasi .....................................................

20

3. Penentuan Sumber Mikroorganisme Dan Media Terbaik .............

20

4. Metode Analisa..............................................................................

21

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ......................... ......... ... ...... ... ........ .. ..

23

A. Penelitian Pendahuluan............................................................. ... ... .....

23

II.

B.

.

v

.

.

.

.

.

.