2.7. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Efisiensi Perombakan Limbah Tekstil Secara Biologi
Aktivitas mikroorganisme dalam merombak zat warna tekstil azo dipengaruhi oleh 3 faktor, yaitu 1 faktor yang berkaitan dengan jenis zat warna
yang digunakan, 2 faktor yang berhubungan dengan jenis dan ketersediaan mikroorgansime, dan 3 faktor lingkungan yang meliputi pH, kosubstrat dan
konsentrasi zat warna.
Jenis Zat Warna
Zat warna azo paling sedikit memiliki satu pasang ikatan N=N yang disebut monoazo, jika memiliki 2, 3 atau lebih pasang ikatan masing-masing disebut
dengan diazo, triazo dan poliazo. Gugus azo ini berfungsi sebagai kromofor dengan sistem elektron terdelokalisasi yang mempunyai ikatan ganda
terkonjugasi. Adanya sistem elektron yang terdelokalisasi ini meningkatkan stabilitas sehingga sulit terurai. Beberapa zat warna azo sulit dirombak oleh
bakteri. Zat warna yang mempunyai struktur sederhana dan berat molekul kecil lebih mudah dirombak dibandingkan dengan yang mempunyai struktur yang
kompleks dan berat molekul besar. Kemudahan perombakan zat warna juga dipengaruhi oleh jumlah ikatan azo yang terdapat pada zat warna. Zat warna
monoazo lebih mudah mengalami perombakan dibandingkan dengan zat warna diazo dan triazo maupun poliazo. Disamping itu, zat warna azo yang mempunyai
gugus hidroksi dan amino umumnya lebih mudah mengalami prombakan dibandingkan dengan zat warna yang mengikat gugus metoksi, metil, sulfo dan
nitro Pearce et al. 2003.
Jenis dan Ketersediaan Mikroorganisme
Dalam pengolahan limbah secara biologis, jenis dan ketersediaan populasi mikroorganisme yang memadai sangat dibutuhkan. Jenis bakteri yang digunakan
untuk pengolahan limbah pada umumnya disesuaikan dengan karakteristik bahan pencemar yang terkandung dalam limbah. Untuk limbah pertanian
biasanya menggunakan bakteri Achromobacter sp., Alcaligenes sp., Arthrobacter
sp. , Flavobacterium sp. dan Pseudomonas sp. Sedangkan limbah zat warna
menggunakan bakteri Aeromonas sp., Pseudomonas sp., Micrococcus.,
Klebsiella sp. dan Shigella sp. Cutright 2001. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah mikroorganisme yang dianggap memadai untuk
pengolahan limbah adalah 10
3
-10
8
cfuL limbah cair dan 10
4
-10
7
cfug limbah padat Cutright 2001.
Keasaman pH
Enzim bertanggung jawab terhadap aktivitas mikroorganisme. Dengan demikian pH berpengaruh terhadap translasi enzim pada mikroorganisme. Jika
pH meningkat atau menurun melebihi kondisi pH optimum maka aktivitas katalitik enzim akan menurun. pH dapat mempengaruhi fungsi sel, transport dalam
membran sel serta kesetimbangan dari reaksi yang dikatalisis enzim. Kebanyakan bakteri dapat hidup pada pH 5 sampai 9, tetapi optimalnya sekitar 7.
Namun, beberapa bakteri dapat hidup baik dalam lingkungan asam maupun basa, Bakteri
Thiobacillus thioxidans dapat hidup pada pH optimum sebesar 2,5 dan diklasifikasikan sebagai organisme
acidophilic. Dalam kajian yang dilakukan HeFang
et al. 2004, melaporkan bahwa pH sangat mempengaruhi persentase perombakan zat warna azo secara biologi. Perombakan zat warna azo
direct fast scarlet 4BS pada pH 3, efisiensi penurunan warna hanya sebesar 73, pada pH
4 mencapai 83, pada pH 7 penurunan warna mencapai 95 sedangkan pada pH 8 dan 10 masing-masing 90 dan 76.
Kosubstrat
Perombakan zat warna azo secara biologi merupakan reaksi reduksi oksidasi dengan bantuan enzim baik secara langsung
direct enzymatic maupun tidak langsung
indirect enzymatic. Zat warna azo sangat sulit dimetabolisme secara langsung sebagai sumber karbon dan energi oleh bakteri melainkan
memerlukan senyawa organik sebagai kosubstrat untuk proses perombakan. Kehadiran senyawa organik seperti glukosa, sukrosa, laktosa, manitol mampu
bertidak sebagai elektron donor pada proses reaksi redoks Ramya et al. 2007.
Jirasripongpun et al. 2007, melaporkan bahwa efisiensi perombakan zat warna
reactive red 195 menggunakan Enterobacter sp. dengan bantuan glukosa 5gL dan pepton 1gL sebagai kosubstrat mampu menghasilkan efisiensi perombakan
warna sebesar 91.
Konsentrasi Zat Warna
Umumnya laju reaksi enzimatik dipengaruhi oleh kadar substrat. Penambahan substrat sampai pada konsentrasi tertentu dengan enzim yang
tetap akan meningkatkan laju perombakan. Ramya et at. 2007, melaporkan
bahwa perombakan zat warna reaktif biru dengan konsentrasi 25 sampai 100 mgL memberikan efisiensi perombakan semakin meningkat. Sedangkan
Mutabanengwe 2006, melaporkan bahwa terjadinya penurunan efisiensi perombakan zat warna orange II sebesar 4 jika konsentrasi awal ditingkatkan
dari 100 menjadi 500 mgL dengan waktu inkubasi 24 jam dan penurunan efisiensi mencapai 36 pada konsentrasi 1000 mgL.
2.8. Toksisitas Zat Warna Tekstil
Kategori