Pengaruh Hardnes Pada Baja Yang Terendam Dalam Air Laut Yang Mengandung Bakteri Pereduksi Sulfat (Srb)

Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005

PENGARUH HARDNES PADA BAJA YANG TERENDAM DALAM AIR LAUT
YANG MENGANDUNG BAKTERI PEREDUKSI SULFAT (SRB)
Jalaluddin

Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Malikussaleh

Baja adalah bahan kontruksi yang paling banyak digunakan, tetapi rawan terhadap lingkungan,
terutama bakteri pereduksi sulfat (SRB), dapat mereduksi sulfat menjadi sulfida dan menyebabkan kualitas baja
menjadi menurun akibat berinteraksi dengan lingkungan. Inhibitor merupakan salah satu metoda yang efektif
untuk mengendalikan kekerasan baja akibat dipengaruhi oleh SRB. Inhibitor-inhibitor yang diharapkan
efektif untuk mengendalikan kekerasan baja dalam lingkungan yang mengandung SRB adalah Glutaraldehid,
yang sudah dikenal sebagai inhibitor yang dapat menginhibisi baja dalam lingkungan asam dan mampu
menghambat metabolisme bakteri, dipilih sebagai inhibitor yang diuji dalam penelitian ini.
Hasil analisa XRD pada produk baja yang terbentuk di permukaan spesimen, menunjukkan bahwa besi
sulfida telah terbentuk, ini membuktikan bahwa reaksi baja dipengaruhi oleh metabolisme SRB, sehingga
mempengaruhi kekuatan baja. Glutaraldehid cukup efektif sebagai biosida untuk SRB, dan dapat mengendalikan
kekerasan baja.
Keywords : Hardness,Glutaraldehid, SRB
LATAR BELAKANG

Kekerasan baja sangat dipengaruhi oleh
kerusakan atau kegagalan material yang disebabkan
oleh reaksi material tersebut dengan lingkungan .
Baja adalah bahan kontruksi yang paling rawan
dalam lingkungan atmosfer , air, air laut, dalam tanah
yang tidak atau mengandung bakteri. Kekerasan baja
yang dipercepat oleh bakteri dapat terjadi pada dasar
tangki timbun BBM, dasar dan dinding bak air laut
sebagai media pendingin , dan pada struktur yang
terlapisi biofilm. Salah satu jenis bakteri yang sudah
dikenal dapat meningkatkan kerusakan logam oleh
lingkungan adalah bakteri pereduksi sulfat (sulphate
reducing bacteria).
Proses perusakan
baja akibat bakteri
pereduksi sulfat merupakan proses secara tidak
langsung, karena SRB dengan bantuan hidrogen
22mereduksi ion sulfat (SO4 ) menjadi ion sulfida (S
), yang kemudian akan bereaksi dengan ion besi
2+

(Fe ) menghasilkan besi sulfida yang berwarna
hitam. Senyawa FeS merupakan produk yang tidak
bersifat pelindung atau protektif. Jika hidrogen yang
digunakan pada reaksi metabolisme SRB berasal dari
reaksi katodik baja, maka dapat diperkirakan bahwa
laju kerusakan baja akan dipercepat oleh aktivitas
metabolisme
bakteri
pereduksi
sulfat.
Karena metabolisme SRB yang dapat meningkatkan
laju kerusakan baja sehingga kekerasan baja menjadi
menurun, melibatkan atom-atom H, maka kerusakan
baja oleh SRB dapat dihambat dengan penambahan
inhibitor yang mampu menghambat reaksi katodik
yang menghasilkan Hadsorp . Untuk mengenalikan
kekerasan baja oleh SRB, maka laju pertumbuhan
dan populasi SRB juga harus dikurangi. Pada
umumnya, biosida yang mampu membunuh atau
menghambat pertumbuhan bakteri terdiri dari

118

senyawa organik.
Berdasarkan pertimbangan diatas, maka jenis
inhibitor organik yang dipilih pada penelitian ini
adalah glutaraldehid , salah satu jenis biosida yang
larut dalam air dan dapat menghambat pertumbuhan
SRB, serta sudah dikenal sebagai inhibitor yang
ampuh
baja dalam lingkungan asam. Untuk
mengetahui pengaruh
glutaraldehid terhadap
kekerasan baja maupun sebagai biosida terhadap
SRB dalam lingkungan air laut,
maka perlu
dilakukan penelitian tentang hal tersebut.
Tujuan Penelitian Pengaruh hardness baja yang
terendam dalam air laut yang mengandung SRB
TINJAUAN PUSTAKA
Bakteri Pereduksi Sulfat (SRB)

Bakteri pereduksi sulfat adalah bakteri yang
dapat memanfaatkan energi dari reduksi sulfat
menjadi sulfida. Mengingat sifatnya anaerob, maka
bakteri ini aktif terutama pada peralatan
yang
ditanam didalam tanah. Dalam lingkungan yang
mengandung oksigen juga dapat terjadi kondisi
anaerob, yaitu daerah yang terletak dibawah
endapan-endapan yang terbentuk selama proses
berlangsung. SRB adalah organisma yang obligat
anaerob, namun dapat bertahan hidup dalam waktu
yang cukup lama pada kondisi aerasi yang baik bila
tersedia nutrisi yang berlimpah. Keberadaannya
dapat diketahui dengan karakteristik baunya.
SRB termasuk mikro organisnma mesofilik
karena hidup
optimal
pada temperatur 25 –
o
40 C, meskipun beberapa spesies bakteri dapat

o
hidup dalam rentang temperatur 4–75 C. SRB dapat
berkembang dalam lingkungan dengan rentang pH
= 5,5 – 8,5 , namun SRB pada umumnya lebih suka
berada dalam lingkungan yang agak basa.

Pengaruh Hardnes pada Baja yang Terendam dalam Air Laut yang Mengandung Bakteri Pereduksi
Sulfat (SRB)
Jalaluddin

2.3 Mekanisme Kerusakan logam oleh bakteri
Oleh SRB
Proses perusakan baja oleh bakteri pereduksi
sulfat berlangsung dalam lingkungan anaerob.
Spesies SRB yang paling banyak ditemukan dalam
peristiwa mikrobiologi
ialah Desulfovibrio
Desulfuricans.
(27)
Menurut Kuhr dan Vlugt

mekanisme kerusakan
baja oleh SRB berlangsung dengan tahapan reaksi
sebagai berikut:
reaksi anodik 4 Fe

4 Fe

dissosiasi air 8 H2O

8H

+

reaksi katodik 8 H + 8 e
depolarisasi oleh SRB SO4
Fe

2+

3 Fe

2+

2+

2-

+ S

+ 8e

+

+ 8 OH

-

8H
2-

2-

+ 8H

S + 4 H2O

FeS

+ 6OH

-

3 Fe(OH)2

METODOLOGI PENELITIAN

Reaksi keseluruhan:
4 Fe + SO4

2-

+ 4H2O

-

3.1

3 Fe(OH)2 + FeS + 2 OH

2.4 Glutaraldehid
dapat menegendalikan
kekerasan baja
Glutaraldehid adalah suatu substansi yang
bila ditambahkan kedalam suatu lingkungan dalam

Persiapan
sampel

jumlah kecil, dapat menurunkan laju kekerasan
logam dalam lingkungan. Glutaraldehide adalah

salah satu bahan penghambat yang mudah larut
dalam air, alkohol dan benzene, tidak peka terhadap
sulfur dan compatible dengan bahan kimia lain,
toleran terhadap garam-garam
dan kesadahan.
Glutaraldehid ini dapat bereaksi dengan ammonia,
gugus amine primer, dan oxygen scavenger.
Glutaraldehide
mempunyai
rumus
kimia
OHC(CH2)3CHO atau disebut juga 1,5 – Pentanadial,
dengan berat molekul 100,13 g/mol
Glutaraldehid merupakan biosida yang
sangat penting, mempunyai dua gugus fungsional,
yang mampu bereaksi atau mengikat dua gugus
amin, yang terhubung dengan jembatan karbon.
Walaupun kemampuan glutaraldehid sebagai biosida
meningkatnya pH, namun stabilitas kimia dari larutan
glutaraldehide dalam lingkungan alkali kurang baik,

(1)
sehingga membatasi kemungkinan aplikasinya .

Langkah-langkah Pelaksanaan percobaan
Diagram alir penelitian Pengaruh hardness
baja yang terendam dalam air laut yang mengandung
SRB.
ditunjukkan
pada
gambar
3.1:

Pembiakan SRB

Perhitungan
SRB

Persiapan air laut

Populasi

Perendaman

Glutaraldehid

Pengukuran Hardnes

Penyusunan laporan

Gambar 3.1. Diagram Alir Percobaan

119

Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005

Kebutuhan Alat
Percobaan dilakukan menggunakan gelas kimia bertutup yang berisi air laut , SRB dan glutaraldehid
dalam konsentrasi yang divariasikan. Spesimen baja digantungkan di dalamnya. Skema alat uji perendaman
ditunjukkan pada Gambar 3.2 .
3.2

Keterangan:
A : Sampel
B : Penggantung terbuat
dari gelas
C : Gelas kimia

Gambar 3.2 Skema Susunan Alat Perendaman

HASIL PEMBAHASAN
4.1

Kurva Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan bakteri SRB dalam medium B. Postgate dengan perbandingan volume bahan makanan
terhadap volume inokulum 4:1 digambarkan sebagai fungsi waktu pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Pertumbuhan Bakteri Pereduksi Sulfat
Hari

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Jumlah
bakteri
sel/ml

0,00

2,00E+
02

2,55E+
02

7,32E+
05

7,32E+
05

7,00E+
05

6,21E+
03

4,32E+
02

3,36E+0
2

Berdasarkan Tabel 4.1. di atas terlihat bahwa fasa tumbuh terjadi pada hari ke-2 sampai hari ke – 3, sedangkan
fasa exponensial terjadi pada hari ke- 3 sampai hari ke- 4. Fasa stasioner terjadi pada hari ke 4 hingga hari ke 5,
dilanjutkan dengan fasa kematian setelah hari ke 5. Oleh karena itu SRB yang ditanam kedalam medium air
laut yang digunakan dalam pengujian kekerasan (dengan cara perendaman) diambil dari inokulum pada hari
ke 3, dengan pertimbangan bahwa pertumbuhan bakteri tersebut masih dalam fasa eksponensial.
4.2

Pengaruh Konsentrasi SRB Terhadap Kekerasan Baja
Hubungan kekerasan baja waktu perendaman, tanpa dan dengan menggunakan glutaraldehid dapat kita
lihat pada Tabel 4.2 ;

120

Pengaruh Hardnes pada Baja yang Terendam dalam Air Laut yang Mengandung Bakteri Pereduksi
Sulfat (SRB)
Jalaluddin

Tabel 4.2. Hasil Uji kekerasan Baja

No

Media

Uji kekerasan
HRC

8

Air laut + 3,5x 10 SRB/100ml (3M)
8

2

Air laut + 3,5x 10

3

Air laut + 3,5x10

4

Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (3M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (6 M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid
(9M
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (3M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (6 M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (9 M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (3 M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (6 M)
8
Air laut + 3,5x10
Glutaraldehid (9 M)

8

SRB/100ml (6M)

79

SRB/100ml (9M)

78

8

5
6
7
8
9
10
11
12

82

SRB/100ml +50 ppm

86

SRB/100ml +50 ppm

86,5

SRB/100ml +50 ppm

87

SRB/100ml +100ppm

86.5

SRB/100ml +100 ppm

87

SRB/100ml +100 ppm

88

SRB/100ml +150 ppm

88,5

SRB/100ml +150 ppm

90

SRB/100ml +150 ppm

98

Tabel
4.2
memperlihatkan bahwa,
kekerasan
baja dalam air laut menurun apabila
waktu perendaman bertambah dengan konsentrasi
SRB dalam air laut. Pengendalian kekerasan baja
dapat
terjadi pada sistem yang ditambah
glutaraldehid untuk waktu perendaman > 3 minggu..
Mekanisme kekerasan baja dapat dijelaskan. Makin
besar konsentrasi glutaraldehid
makin cepat
membunuh bakteri sehingga populasi SRB dapat
diantisipasi. mengingat bahwa bentuk serangan baja
oleh SRB adalah sanagat kuat sehingga menebabakan
kehilangan berat semakin cepat sehingga dapat
mempengaruhi kekerasan baja tersebut. Kekerasan
baja dalam air laut ditambah SRB dengan dan tanpa
inhibitor, meningkat dengan waktu perendaman.
Dari hasil perhitungan MPN , diketahui
bahwa populasi SRB berkurang dengan waktu
perendaman. Dengan penambahan glutaraldehid ,
SRB hampir tereliminasi setelah waktu perendaman
3 minggu. Berdasarkan data-data tersebut, dapat
disimpulkan bahwa metabolisme SRB yang
dibiakkan dalam medium B. Postgate lebih banyak
menghasilkan H2S dari pada senyawa sulfida yang
lain, sehingga laju korosi baja meningkat walaupun
populasi SRB berkurang. Produk korosi baja oleh
H2S berupa endapan FeS yang kurang protektif
dilingkungan asam. sehingga proses korosi terus
berlanjut.

4.3.

Pengaruh Glutaraldehid terhadap Populasi
SRB
Pengaruh glutaraldehid terhadap populasi
bakteri dalam lingkungan air laut yang ditambah
SRB dapat dilihat pada Gambar 4.1.
100000000
Populasi SRB (SRB/m l)

1

10000000
1000000
100000
10000
1000
100
10
1
0

2

4
6
Waktu (m inggu)

8

10

0 ppm glutaraldehid + 3,5 X 10^6 SRB/ml
0 ppm glutaraldehid + 9,9 X 10^7 SRB/ml
50 ppm glutaraldehid + 3,5 x 10^6 SRB/ml
50 ppm glutaraldehid + 9,9 x 10^7 SRB/ml
100 ppm glutaraldehid + 3,5 x 10^6 SRB/ml
100 ppm glutaraldehid + 9,9 x 10^7 SRB/ml
150 ppm glutaraldehid + 3,5 x 10^6 SRB/ml
150 ppm glutaraldehid + 9,9 x 10^7 SRB/ml

Gambar
4.6
Kurva
hubungan
konsentrasi
glutaraldehid terhadap populasi SRB dalam media air
laut + 3,5 x 10 6 SRB/ml dan 9,9 x 10 7 SRB/ml

121

Jurnal Sistem Teknik Industri Volume 6, No. 3 Juli 2005

Dari hasil perhitungan MPN SRB
terlihat
bahwa populasi SRB dalam air laut berkurang secara
signifikan dengan waktu perendaman. Penambahan
glutaraldehid dalam sistem dapat mengurangi
populasi SRB dengan waktu perendaman.
Glutaraldehid sebagai biosida dicapai pada
konsentrasi 150 ppm, dimana SRB dapat dieliminasi
seluruhnya dalam waktu perendaman 3 minggu,
6
untuk konsentrasi awal SRB
3,5 x 10 /ml .
Penurunan populasi SRB dalam air laut tanpa
Glutaraldehid menunjukkan bahwa SRB telah
mencapai fasa kematian pada waktu perendaman 3
minggu. Nutrien yang ada dalam air laut alami serta
sampel baja karbon yang direndam, ternyata tidak
mampu memperpanjang masa kehidupan SRB.
Penambahan glutaraldehid (yang ternyata efektif
sebagai biosida ) telah mempercepat kematian SRB.
4.4

Pengaruh Kekerasan Baja
Sampel baja karbon yang telah direndam
dalam air laut mengandung SRB, setelah dikeringkan
tampak seluruhnya tertutup oleh produk berwarna
coklat. Jika lapisan ini dihilangkan, pada lapisan
bawah terdapat padatan yang berwarna hitam . Pada
permukaan spesimen yang direndam dalam air laut +
SRB dapat merusak baja secara merata dan sumuran.
Pada permukaan spesimen yang direndam dalam air
laut + SRB + glutaraldehid 150 ppm , kerusakan
baja terlihat mulai menurun.Fenomena ini
menunjukkan bahwa konsentrasi glutaraldehid 150
ppm belum mencukupi.
5. KESIMPULAN
1. Glutaraldehid
mampu
mengendalikan
kekerasan baja dengan cara menginhibisi
baja pada waktu perendaman 3 Minggu dan
dosis glutaraldehid 150 ppm dan konsentrasi
awal SRB 3,5 x 10^6/ml.
2. Kekerasan
baja dalam air laut lebih
dipengaruhi oleh aktivitas bakteri, karena
reaksi dapat berlangsung secara kontinyu.
3. Kekerasan baja dapat diantisipasi dengan
menggunakan glutaraldehid sebagai biosida
terhadap SRB.
DAFTAR PUSTAKA
1. Bessems, E. (1983), Biological Aspect of the
Assesment of Biocides ,The Metals Society,
London.

2.

Herbert, B.N., F. D. J. Stott (1980), The Effects
of Pressure and Temperature on Bacteria in
Oilfield Water Injection Systems, The Metals
Society, London

3.

Clubley , B.G. (1988), Chemical Inhibitors for
Corrosion Control, Ciba –Geigy Industrial
Chemicals, Royal Society
of Chemistry,
Manchester.

122

4.

Douglas, B., Mellwaine, John Diemer (1998),
The Efficacy of Glutaraldehyde Against
Legionella
Harboring
Protozoa,
Journal
Corrosion

5.

Grainger,J.M.,
Lynch,
J.M.
(1983),
Microbiological & Methods for Environmental
Biotechnology, Academic Press, Inxc, Florida.

6.

Hamilton, W.A. (1983) The Sulphate Reducing
Bacteria : Their Phisiology and Consequent
Ecology, The Metals Society, London.

7.

P. Bos , J.G. Kuenen (1983), Microbiology of
Sulfur – Oxidizing Bacteria., The Metals
Society, London.

8.

R.C.Tapper ., J.R.Smith , I.B.Beech (1997), The
Effect of Glutaraldehyde on The Development
Of Marine Bioflms Formed on Surfaces AIASI
304 Stainless Steel, Journal Corrosion.

9.

R.G. Eagar, J. Leder, J.P. Stanley, A.B. Theis
(1998), The Use of Glutaraldehyde for
Microbiological Control in Waterflood Systems.,
Material Perfomance.

10. Storer, Roberta A. (1997), Annual Book of
ASTM Standards, Metal Test Methods and
Analytical Procedures, Volume 03.02, Wear and
Erosion; Metal Corrosion , ASTM 100 Barr
Harbor Drive, West Conshohocken, PA 19428.

11. Winarno FG, Fardiaz Sukandi (1980), Pengantar
Teknologi Pangan, PT.Gramedia, Jakarta.