Pembentukan Biofilm TINJAUAN PUSTAKA

29 aliran yang lebih tinggi Hrenovic et al., 2005. Kondisi ini yang memungkinkan bahwa teknologi biofilm mampu meningkatkan efisiensi bioremediasi. Masak et al. 2003 membuktikan bahwa dengan menggunakan teknik biofilm laju penghilangan meningkat secara signifikan. Melihat keunggulan biofilm, teknologi ini telah banyak diterapkan pada pengendalian pencemaran lingkungan, terutama untuk menguraikan senyawa organik menjadi senyawa anorganik, seperti penguraian pentan dengan menggunakan Arthrobacter sp. Ionata et al., 2005, penguraian limbah toluen Di Lorenzo et al., 2005, remediasi limbah merkuri von Canstein et al., 2001, serta dalam pencemaran lingkungan lainnya.

2.5. Pembentukan Biofilm

Pada kondisi yang memungkinkan, secara alami mikroorganisme akan membentuk biofilm. Lingkungan yang ideal untuk membentuk biofilm adalah jika ada kontak antara permukaan benda padat dengan cairan. Menurut Donian 2002, pembentukan biofilm diawali dengan pengkondisian permukaan padatan, yakni dengan penempelan molekul bahan organik pada permukaan padatan. Hal ini terjadi segera setelah terjadi kontak antara permukaan benda padat dengan cairan. Pada tahapan berikutnya, sel bakteri akan melekat ke permukaan dengan adanya daya tarik elektrostatis dan fisik. Sel bakteri tersebut selanjutnya menempel pada permukaan padatan dengan adanya extracellular polymeric substances EPS. O’Toole 2003 mengemukakan bahwa EPS tersebut tidak hanya berfungsi sebagai bahan pengikat antara sel dengan permukaan padatan, tetapi berperan dalam sistem pertukaran ion untuk mengikat nutrisi dalam air yang dibutuhkan untuk pertumbuhan sel. Pada saat ketersediaan nutrisi mencukupi, sel bakteri berkembang dan sel baru membentuk EPS tersendiri. Perkembangan semacam ini terus berlanjut, sehingga membentuk kelompok koloni yang saling terkait. Kecepatan pelekatan bakteri pada permukaan padatan pertama ditentukan oleh karakteristik sel bakteri. Hidrofobisitas permukaan sel, keberadaan fimbriae dan flagela, serta produksi EPS, merupakan beberapa karakteristik bakteri yang menentukan kecepatan pelekatan bakteri Donian, 2002. Hidrofobisitas 30 permukaan sel sangat mempengaruhi proses adhesi karena permukaan yang hidrofobik meningkatkan interaksi dengan permukaan padatan. Keberadaan fimbirae dan flagela juga mempengaruhi kecepatan pelekatan sel ke permukaan dengan cara mengurangi pengaruh daya tolak yang terjadi antar permukan. Proses pembentukan biofilm juga dipengaruh oleh faktor lingkunga n, diantaranya adalah permukaan bahan padatan, luas area permukaan, kecepatan laju alir dan ketersediaan nutrisi. Karakteristik permukaan bahan padatan menjadi faktor kunci yang menentukan proses penempelan sel bakteri Donian, 2002. Penempelan koloni bakteri lebih mudah terjadi pada permukaan yang kasar. Hal ini dikarenakan pada permukaan yang kasar, pemukaan padatan semakin luas. Karakateristik fisiko-kimia permukaan juga sangat menentukan laju penempelan. Sel bakteri lebih cepat menempel pada permukaan hidrofobik dan non polar dari permukaan yang bersifat hidrofilik. Bakteri pada umumnya mempunyai muatan negatif, tetapi masih mempunyai komponen permukaan hidrofobik. Cordas et al. 2008 karakteristik tersebut akan menentukan elektroaktif permukaan sehingga menentukan kecepatan penempelan sel bakteri pereduksi sulfat pada permukaan padatan. 31

III. METODE PENELITIAN

3.1. Metode Penelitian

Penelitian ini terdiri dari 4 kegiatan. Kegiatan 1 dilaksanakan dengan menggunakan metode deskriptif, kegiatan 2 sampai 4 menggunakan metode eksperimen di laboratorium.

3.1.1. Tahapan Kegiatan Penelitian

Kegiatan penelitian dilaksanakan dalam empat tahapan seperti pada bagan berikut : Gambar 7. Bagan pelaksanaan kegiatan penelitian

3.1.2. Lokasi dan Waktu Penelitian

Pelaksanaan kegiatan penelitian dilakukan di beberapa laboratorium. Kegiatan isolasi bakteri pereduksi sulfat sampai pengolahan air asam tambang pada reaktor biofilm dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Lingkungan, Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology ICBB, Bogor. Identifikasi bakteri hasil isolasi dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Kegiatan Pertama Eksplorasi dan identifikasi bakteri pereduksi sulfat Kegiatan Kedua Pertumbuhan bakteri pereduksi sulfat pada berbagai kondisi lingkungan Kegiatan Ketiga Pengolahan air asam tambang dengan reaktor anaerob bakteri pereduksi sulfat tersuspensi Kegiatan Keempat Pengolahan air asam tambang dengan reaktor biofilm bakteri pereduksi sulfat