hasil degradasi diazinon oleh SMC namun senyawa ini belum dapat diindentifikasi dengan jelas.
Secara umum diazinon mempunyai rute degradasi mencakup pemutusan ikatan P – O – pirimidin oleh aktivitas NADPH-dependent oksidase. Komponen
heterosiklik diazinon dapat diaktivasi oleh enzim monooksidase yang membentuk derivatif P = O menghasilkan diazoxon tetapi senyawa ini dapat terhidrolisis
membentuk 2-isopropil-4-metil-6-hidroksipirimidin IMHP, asam tiofosfonat dan etanol. Proses reaksi transformasi enzimatik oleh mikroba terhadap diazinon
terjadi melalui reaksi primernya yaitu reaksi hidrolisis yang diikuti oleh reaksi pemecahan rantai cincin diazinon menjadi 2-isopropil-4-metil-6-pirimidinol
IMP dan tiofosfonat. Hasil metabolisme mikroba tersebut diidentifikasi sebagai senyawa yang mempunyai sifat toksik yang lebih kecil dari pada diazinon Bollag,
1974. Di alam, pada kondisi asam atau alkali diazinon dapat terdegradasi dengan
cepat, tetapi lambat pada kondisi netral McEwen and Stephenson 1979. Proses degradasi dalam penelitian ini berlangsung dalam keadaan pH netral pH 7-8
sehingga secara alami diazinon akan lambat terdegradasi tetapi dengan bantuan aktivitas bakteri ataupun mikroba lainnya yang terdapat dalam SMC, maka
diazinon tersebut dapat terdegradasi secara mikrobial melalui proses hidrolisis. Selain degradasi secara mikrobial, diazinon juga terdegradasi secara kimiawi
melalui reaksi hidrolisis dengan adanya sejumlah air sehingga hal ini mengakibatkan diazinon mengalami proses degradasi dengan cepat.
4.1.2. Analisis Penurunan Konsentrasi Diazinon dengan Spektrofotometer
Analisis diazinon secara kualitatif juga dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer, yang bertujuan untuk mengetahui effisiensi penurunan
konsentrasi diazinon dan waktu terbaik yang akan digunakan untuk bioremediasi yang efektif. Pengambilan sampel untuk analisis diazinon dilakukan pada hari ke-
0, 7, 14, 21, dan 28. Hasil analisis hari ke-7 Lampiran 2 membentuk persamaan respon permukaan seperti berikut
Y
7
= 29.069 – 0.032Dz + 0.728Kp + 0 + 0.009Kp
2
+ 0.0002DzKp ……………4
Dimana: Y
7
= Respon terhadap degradasi diazinon pada hari ke-7 Dz = Konsentrasi diazinon
Kp = Rasio kompos Berdasarkan persamaan 4 diperoleh bentuk permukaan respon interaksi
antara konsentrasi diazinon dengan rasio kompos dalam tanah terhadap penurunan konsentrasi diazinon Gambar 6. Dari Gambar tersebut terlihat bahwa rasio
kompos berpengaruh positif secara linear terhadap penurunan konsentrasi diazinon dimana semakin banyak kompos dalam tanah maka penurunan
konsentrasi diazinon juga semakin besar, hal ini disebabkan karena jumlah mikroba yang berperan dalam proses degradasi juga semakin banyak. Sedangkan
konsentrasi diazinon memberikan pengaruh negatif terhadap penurunan konsentrasi diazinon dimana semakin tinggi konsentrasi diazinon maka sifat
toksik semakin besar sehingga menyebabkan diazinon mengalami penurunan konsentrasi makin kecil.
Gambar 6 Grafik permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-7 Penurunan konsentrasi diazinon pada hari ke-7 pada kombinasi konsentrasi
diazinon 1000 ppm dengan rasio kompos 20 hanya mencapai 32.1. Hal ini
disebabkan karena mikroorganisme dalam SMC belum pernah berhubungan langsung dengan senyawa diazinon sehingga mikroorganisme tersebut belum
memiliki enzim yang dapat melakukan perombakan terhadap senyawa diazinon. Oleh karena itu mikroorganisme tersebut masih membutuhkan waktu untuk
menyesuaikan diri beradaptasi. Lambat laun mikroorganisme-mikroorganisme tersebut akan beradaptasi dan melakukan perombakan terhadap senyawa diazinon
karena dalam proses adaptasi tersebut terjadi sintesis enzim dan plasmid yang dibutuhkan untuk mendegradasi diazinon
dengan mendetoksifikasi menjadi zat yang kurang atau tidak beracun.
Analisis keragaman penurunan konsentrasi diazinon Lampiran 2 menunjukkan ketidaksesuaian model yang dikembangkan, dimana nilai P total
model sebesar 0.58 lebih besar dari taraf signifikan 0.05. Interaksi antara konsentrasi diazinon Dz dengan rasio kompos Kp memberi pengaruh positif
terhadap penurunan diazinon dengan nilai signifikan sebesar 92.8. Ini berarti bahwa semakin banyak kompos yang ditambahkan maka akan semakin besar
penurunan konsentrasi yang terjadi. Hasil uji kenormalan galat menggunakan Kolmogorov-Smirnov Normality
Test menunjukkan bahwa galat model telah terdistribusi secara normal dan saling
bebas dengan keragaman relatif homogen dengan nilai P 0.15. Plot kenormalan
seperti ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Probabilitas normal hasil degradasi diazinon hari ke-7
Hasil analisis hari ke-14 Lampiran 3 membentuk persamaan respon permukaan seperti berikut
Y
14
= 82.757 + 0.022 Dz – 0.313 Kp – 0 – 0.005 Kp
2
+ 0.001 Dz Kp ..............5 Persamaan 5 memberikan informasi bahwa semakin tinggi konsentrasi
diazinon memberikan pengaruh negatif terhadap penurunan konsentrasi diazinon, ini berarti bahwa semakin besar konsentrasi diazinon akan menghambat proses
degradasi dan menyebabkan penurunan konsentrasi diazinon yang terjadi juga kecil. Hal ini disebabkan karena konsentrasi diazinon yang tinggi memiliki sifat
toksik yang tinggi terhadap mikroorganisme sehingga menghambat mikroorganisme untuk menguraikan senyawa diazinon. Rasio kompos
memberikan pengaruh positif terhadap penurunan konsentrasi diazinon karena jumlah mikroorganisme yang berperan dalam proses degradasi diazinon semakin
banyak. Sehingga dengan penambahan kompos akan meningkatkan laju degradasi diazinon. Mikroorganisme dalam SMC mampu tumbuh dan
berkembang biak dengan menggunakan sellulosa, lignosellulosa ataupun lignin dalam kompos sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya sehingga jumlah
populasi mikroba semakin meningkat dan menyebabkan aktivitas mikroba juga mengalami peningkatan.
Pada Gambar 8 terlihat bahwa nilai optimum pada hari ke-14 diperoleh pada kombinasi konsentrasi diazinon 1000 ppm dengan kompos dalam tanah 30
yang dapat menurunkan konsentrasi diazinon sebesar 88. Pada kombinasi konsentrasi diazinon 1000 ppm dengan rasio kompos 20 penurunan konsentrasi
diazinon sebesar 80.8.
Gambar 8 Grafik permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-14
Dari hasil analisis keragaman penurunan konsentrasi diazinon Lampiran 3 menunjukkan bahwa secara linear dan kuadratik rasio kompos berpengaruh nyata
terhadap penurunan konsentrasi diazinon. Hasil analisis tersebut juga menunjukkan adanya kesesuaian model yang dikembangkan dimana nilai P total
model sebesar 0.029 kurang dari taraf signifikan 0.05. Nilai P interaksi kedua faktor sebesar 0.405 tidak menunjukkan pengaruh yang nyata pada taraf 95.
Nilai koefisien korelasi berganda R sebesar 0.79 menunjukkan relatif tingginya korelasi antara nilai-nilai observasi dan nilai dugaan. Nilai koefisien determinasi
R
2
sebesar 62.8 yang menunjukkan bahwa ada 37.0 dari total keragaman yang tidak terjelaskan oleh model.
Hasil uji kenormalan galat menggunakan Kolmogorov-Smirnov Normality Test
menunjukkan bahwa galat model telah terdistribusi secara normal dan saling bebas dengan keragaman relatif homogen dengan nilai P
0.15. Plot kenormalan seperti ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9 Probabilitas normal hasil degradasi diazinon hari ke-14 Hasil analisis hari ke-21 Lampiran 4 membentuk persamaan respon
permukaan seperti berikut Y
21
= 84.145 + 0.01Dz + 0.093Kp – 0 – 0.007Kp
2
+ 0.001DzKp ……….......6 Berdasarkan persamaan 6 diperoleh bentuk permukaan respon interaksi
antara konsentrasi diazinon dengan rasio kompos dalam tanah terhadap penurunan konsentrasi diazinon seperti ditunjukkan pada Gambar 10. Dari Gambar tersebut
dapat diketahui bahwa rasio kompos yang ditambahkan akan mempengaruhi penurunan konsentrasi diazinon.
Menurut Barker dan Bryson 2002 bahwa
degradasi kontaminan dalam tanah dapat dipercepat dengan penambahan kompos karena meningkatkan substrat untuk kometabolisme. Mikroorganisme juga dapat
mengakumulasikan racun hasil metabolisme dalam selnya sehingga terjadi penurunan konsentrasi.
Penurunan konsentrasi diazinon mencapai titik optimum pada kombinasi diazinon 1000 ppm dengan rasio kompos 25 yang dapat menurunkan
konsentrasi diazinon sebesar 91.8. Pada kombinasi konsentrasi diazinon 1000 ppm dengan rasio kompos 20 penurunan konsentrasi diazinon mencapai 89.6.
Gambar 10 Grafik permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-21 Dari hasil analisis keragaman penurunan konsentrasi diazinon pada hari ke-
21 Lampiran 4 secara linear dan kuadratik menunjukkan bahwa rasio kompos berpengaruh nyata terhadap penurunan konsentrasi diazinon. Hasil analisis juga
menunjukkan kesesuaian model yang kembangkan dimana nilai P total model kurang dari tarat signifikan 0.05. Nilai P interaksi kedua faktor sebesar 0.170
tidak menunjukkan pengaruh yang nyata pada taraf 95. Nilai koefisien korelasi berganda R sebesar 0.89 menunjukkan relatif tingginya korelasi antara nilai-nilai
observasi dan nilai dugaan. Nilai koefisien determinasi R
2
sebesar 80.0 menunjukkan bahwa ada 20 dari total keragaman yang tidak terjelaskan oleh
model.
Hasil uji kenormalan galat menggunakan Kolmogorov-Smirnov Normality Test
diperoleh nilai P0.15. Plot kenormalan dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Probabilitas normal hasil degradasi diazinon hari ke-21 Hasil analisis hari ke-28 Lampiran 5 membentuk persamaan respon
permukaan seperti berikut Y
28
= 85.507 – 0.002Dz + 0.499Kp – 0 – 0.008Kp
2
+ 0.0003DzKp …...……7 Berdasarkan persamaan 7 diperoleh bentuk permukaan respon pengaruh
interaksi kedua faktor terhadap penurunan konsentrasi diazinon seperti ditunjukkan pada Gambar 12. Dari Gambar tersebut dapat diketahui bahwa rasio
kompos sangat mempengaruhi penurunan konsentrasi diazinon dimana rasio kompos yang rendah memberikan efek penurunan konsentrasi diazinon juga
rendah. Penurunan konsentrasi diazinon mencapai titik optimum pada kombinasi diazinon 1000 ppm dengan rasio kompos 26 yang dapat menurunkan
konsentrasi diazinon mencapai 97.5. Pada kombinasi rasio kompos 20 dengan konsentrasi diazinon 1000 ppm mengalami penurunan konsentrasi diazinon
sebesar 92.6.
Gambar 12 Grafik permukaan respon hasil degradasi diazinon hari ke-28 Dari hasil analisis keragaman penurunan konsentrasi diazinon pada hari ke-
28 Lampiran 5 menunjukkan bahwa secara kuadratik rasio kompos berpengaruh nyata terhadap penurunan konsentrasi diazinon. Hasil analisis juga menunjukkan
kesesuaian model yang dikembangkan dimana nilai P total model sebesar 0.001 kurang dari tarat signifikan 0.05. Nilai P interaksi kedua faktor tidak
menunjukkan pengaruh yang nyata pada taraf 95. Nilai koefisien korelasi berganda R sebesar 0.81 menunjukkan relatif tingginya korelasi antara nilai-nilai
observasi dan nilai dugaan. Nilai koefisien determinasi R
2
sebesar 65.8 ini
berarti bahwa ada 34.2 dari total keragaman yang tidak terjelaskan oleh model.
Hasil uji kenormalan galat menggunakan Kolmogorov-Smirnov Normality Test
menunjukkan bahwa galat model telah terdistribusi secara normal dan saling bebas dengan keragaman relatif homogen dengan nilai P
0.15. Plot kenormalan dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13 Probabilitas normal hasil degradasi diazinon hari ke-28
Diazinon adalah salah jenis pestisida golongan organofosfat yang paling stabil di dalam tanah. Waktu paruh diazinon adalah 30 hari Wauchope et al. 1992
dalam Leland 1998, dan menurut Rao 1994 keawetan diazinon dalam tanah
normal adalah 3 bulan. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa penurunan konsentrasi diazinon terjadi karena kometabolisme yang dilakukan bakteri dan
mikroba lainnya yang ada dalam SMC. Mikroba tersebut menggunakan bahan- bahan organik dalam kompos sebagai sumber karbon dan energi, sehingga terjadi
peningkatan jumlah populasi dan aktivitas mikroba. Selama pertumbuhan mikroorganisme tersebut secara terus menerus akan memproduksi enzim yang
dapat mendetoksifikasi diazinon. Jumlah populasi dan aktivitas mikroba serta hasil degradasi diazinon pada kombinasi konsentrasi diazinon 1000 ppm dengan
rasio kompos 20 seperti ditunjukkan pada Tabel 6. Tabel 6 Jumlah populasi dan aktivitas mikroba serta degradasi diazinon
Hari ke-
TPC cfug Aktivitas mikroba
FDAg Penurunan konsentrasi
diazinon 0 2.5x10
5
0.0320 7 4.5x10
5
0.0355 28.26
14 3.7x10
6
0.1090 87.88
21 4.5x10
6
0.2484 91.65
28 4.6x10
6
0.2299 93.15
Gambar 14 a dan b menunjukkan bahwa jumlah populasi dan aktivitas mikroba cenderung mengikuti pola kurva pertumbuhan mikroba. Pada hari ke-7
pertambahan jumlah populasi dan aktivitas mikroba masih relatif kecil karena mikroba dalam SMC tersebut masih dalam tahap pertumbuhan dan penyesuaian,
sehingga proses degradasi diazinon relatif lambat dan mengakibatkan penurunan konsentrasi diazinon jadi terhambat.
a
b Gambar 14 a Kurva jumlah populasi dan hasil degradasi diazinon, b Aktivitas
mikroba dan hasil degradasi diazinon
0.05 0.1
0.15 0.2
0.25 0.3
7 14
21 28
Hari ke - P
r o
duk F D
A
20 40
60 80
100
P e
nur una
n ko n
st r
di a
z ino
n
Aktivitas mikroba Penurunan konstr diazinon
1000000 2000000
3000000 4000000
5000000
7 14
21 28
Hari ke - T
P C
c fu
g
20 40
60 80
100
P e
nu r
un a
n k o
ns tr
d ia
z in
o n
TPC Penurunan konstr diazinon
Peningkatan jumlah populasi dan aktivitas mikroba terjadi karena didukung oleh faktor suhu dan pH yang optimum serta sumber karbon yang cukup untuk
pertumbuhan bagi mikroorganisme. Dalam proses bioremediasi temperatur sangat berpengaruh terhadap kecepatan reaksi kimiawi ataupun secara enzimatik. Suhu
optimum untuk proses bioremediasi adalah 10-42
o
C. Suhu yang terlalu tinggi dan pH yang terlalu asam akan menyebabkan aktivitas mikroorganisme terhambat.
Dalam penelitian ini proses degradasi pada pH 7-8 dengan kadar air 30-50 dan suhu 28-32
o
C. Dimana kondisi ini merupakan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan bagi mikroorganisme sehingga mendukung terjadinya peningkatan
jumlah populasi dan aktivitas mikroba. Mikroorganisme dapat tumbuh dan berkembang biak dengan baik pada kondisi pH netral karena pada kondisi tersebut
zat-zat makanan bagi mikroorganisme mudah larut dalam air yang ada dalam tanah dan kerja enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisme menjadi maksimal.
Dalam pertumbuhannya, mikroba tersebut diharapkan dapat memproduksi enzim yang mampu melakukan perombakan mendetoksifikasi senyawa diazinon
secara sempurna sehingga membentuk suatu produk senyawa turunan yang mempunyai sifat toksik yang rendah dari senyawa asalnya diazinon. Mekanisme
transformasi dan degradasi pestisida yang tidak sempurna kadang terdapat gangguan mikrobial misalnya transformasi kometabolik, reaksi konjugasi, dan
akumulasi pestisida di dalam sel mikroba itu sendiri, hal ini dapat menyebabkan terbentuknya senyawa baru yang lebih berbahaya dari pestisida asalnya Bollag
1974; Ku et al. 1998.
Pada hari ke-28 pertambahan jumlah populasi relatif kecil dan aktivitas mikroba mengalami penurunan karena berada pada tahap kematian death phase.
Oleh karena itu laju degradasi menurun sehingga menghambat penurunan konsentrasi diazinon. Akan tetapi penurunan konsentrasi diazinon yang terjadi
hari ke-7 sampai hari ke-28 masih mengalami peningkatan, karena selain terjadi proses degradasi secara enzimatik, proses degradasi juga terjadi secara fisik dan
kimiawi melalui reaksi hidrolisis, oksidasi dan penguapan. Pengadukan yang dilakukan setiap minggu memungkinkan terjadinya proses oksidasi dan
penguapan. Sehingga hal ini dapat membantu laju degradasi dan menyebabkan penurunan konsentrasi diazinon yang terjadi semakin besar.
Penurunan konsentrasi diazinon semakin besar karena selain dipengaruhi oleh faktor lingkungan suhu, pH, kadar air yang optimum, waktu juga sangat
berpengaruh terhadap penurunan konsentrasi diazinon, dimana semakin lama waktu remediasi maka penurunan konsentrasi diazinon juga semakin besar.
Hasil analisis pengaruh interaksi antara tiga faktor waktu, rasio kompos, dan konsentrasi diazinon Lampiran 6 diperoleh persamaan dan permukaan
respon sebagai berikut Y = -44.295 – 0.015Dz + 1.333Kp + 11.591t – 0 – 0.012Kp
2
– 0.250t
2
+ 0.0004DzKp + 0.0006Dz t - 0.036 Kpt …..……………………………8
Dimana: Y = Respon terhadap degradasi diazinon
Dz = Konsentrasi diazinon ppm Kp = Rasio kompos
t = Waktu hari ke-
Bentuk permukaan respon dari pengaruh interaksi ketiga faktor terhadap
penurunan konsentrasi diazinon seperti ditunjukkan pada Gambar 15. Dari Gambar tersebut diketahui bahwa dengan bertambahnya waktu dan rasio kompos
yang optimal akan mempengaruhi penurunan konsentrasi diazinon dimana semakin lama waktu remediasi maka penurunan konsentrasi diazinon juga
semakin besar, akan tetapi konsentrasi awal diazinon juga merupakan salah satu faktor yang berpengaruh dalam proses dekomposisi.
Interaksi antar waktu dengan rasio kompos mencapai titik optimum penurunan konsentrasi diazinon setelah hari ke-14 dengan rasio kompos antara
16-39 pada konsentrasi diazinon 1000 ppm. Penurunan konsentrasi diazinon dapat mencapai 89.5. Plot permukaan respon seperti ditunjukkan pada Gambar
15.
Gambar 15 Grafik interaksi tiga faktor terhadap hasil degradasi diazinon
Analisis keragaman penurunan konsentrasi diazinon akibat interaksi ketiga faktor waktu, rasio kompos, dan konsentrasi diazinon Lampiran 6.
Menunjukkan bahwa secara kuadratik rasio kompos berpengaruh nyata terhadap penurunan konsentrasi diazinon. Dari hasil analisis menunjukkan kesesuaian
model yang dikembangkan dimana nilai P total model sebesar 0.001 kurang dari tarat signifikan 0.05. Nilai P interaksi ketiga faktor tidak menunjukkan pengaruh
yang nyata pada taraf 95. Nilai koefisien korelasi berganda R sebesar 0.93 menunjukkan relatif tingginya korelasi antara nilai-nilai observasi dan nilai
dugaan. Nilai koefisien determinasi R
2
sebesar 86.5 menunjukkan kesesuaian model dimana hanya 13.5 dari total keragaman yang tidak terjelaskan oleh model.
Hasil uji kenormalan galat menggunakan Kolmogorov-Smimov Normality Test
menunjukkan bahwa galat model telah terdistribusi secara normal dan saling bebas dengan keragaman relatif homogen dengan nilai P
0.15. Plot kenormalan dapat dilihat
pada Gambar 16.
Gambar 16 Probabilitas normal degradasi diazinon dengan tiga faktor Interaksi rasio kompos dengan waktu degradasi terhadap aktivitas mikroba
pada konsentrasi diazinon 1000 ppm seperti ditunjukkan pada Gambar 17. Pada hari ke-7 merupakan tahap adaptasi dan pertumbuhan sehingga aktivitas mikroba
masih terhambat. Aktivitas mikroba mencapai titik optimal setelah hari ke-14 dengan rasio kompos 15-30, pada kondisi ini lebih optimal sebagai sumber
karbon terhadap pertumbuhan mikroba. Rasio kompos yang tinggi akan menghambat pertumbuhan mikroba sehingga aktivitasnya dapat terhambat.
Menurut Judoamidjojo et al. 1989 dalam Suherman 2000 bahwa suplai karbon merupakan faktor yang berpengaruh pada pertumbuhan optimal, tetapi apabila
sumber karbon melewati kebutuhan mikroba maka akan menimbulkan efek penghambatan terhadap pertumbuhan. Selain faktor ketersediaan sumber karbon,
dalam proses degradasi ini berlangsung pada suhu 28-32
o
C dan pH 7-8 yang merupakan kondisi yang optimum untuk pertumbuhan mikroba dan melakukan
aktivitas. Proses perombakan kontaminan oleh mikroba dapat terjadi melalui proses
metabolisme secara internal maupun melalui komponen yang berpengaruh seperti enzim yang diproduksi oleh mikroba tersebut selama proses adaptasi. Proses
degradasi diazinon dapat terjadi melalui reaksi hidrolisis dimana yang berperanan adalah enzim hidrolase yang dihasilkan selama proses adaptasi misalnya
karboksilesterase, fosfatase dan esterase tipe A. Enzim-enzim tersebut dapat mengikat dan mentransfor xenobiotik, serta meningkatkan jumlah dan aktivitas
enzim biodegradatif yang akan mendukung terjadinya proses dekontaminasi.
Gambar 17 Grafik interaksi rasio kompos dengan waktu degradasi terhadap aktivitas mikroba
Secara kimiawi dan biologis diazinon dapat mengalami oksidasi yang akan menghasilkan diazoxon tetapi dengan adanya sejumlah air diazoxon dapat
terhidrolisa dan akan menghasilkan IMHP 2-isopropyl-4-methyl-6- hydroxipyrimidine, dan asam tiofosforik serta etanol. Metabolik IMHP ini akan
terkonjugasi dalam binatang dan tanaman, serta terdegradasi menjadi CO
2
dalam tanaman dan tanah.
4.2. Isolasi dan Identifikasi Bakteri dari SMC
