Tabel 8 Hasil Analisis kandungan Poly Aromatik Hidrokarbon PAH pada sampel
No. Polynuclear Aromatic Hydrocarbons mg Kg
1. Naphthalene
372 2.
Acenaphthalene 0.5
3. Acenaphthene
228 4.
Fluorene 204
5. Phenanthrene
1240 6.
Anthracene 225
7. Fluoranthrene
91 8.
Pyrene 1080
9. Benzaanthracene
291 10. Chrysene
463 11. Benzob k fluoranthene
75 12. Benzoapyrene
242 13. Indeno1,2,3-cdpyrene
18 14. Dibenza,hacridine
0.5 15. Benzog,h,iperylene
164 Method reference : USEPA 8270C
4.2. Persiapan starter bakteri yang digunakan
Sebelum digunakan dalam proses biodegradasi HOW, dilakukan persiapan starter bakteri yaitu penyegaran isolat, kultivasi dan adaptasi. Gambar 7
menunjukkan hasil penyegaran bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus Altitudinis MY12 yang siap di propagasi pada media nutrient agar dan penambahan garam
mineral dari media air laut.
Gambar 7 Penyegaran isolat bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12.
Pada Gambar 8 bakteri di berikan HOW sebagai fase adaptasi dalam melakukan proses biodegradasi tanah yang tercemar HOW. Masa adaptasi dilakukan pada
media minimum dan media kaya selama 7 hari dan penumbuhan bakteri pada media minimal dilakukan sebanyak 3 kali hingga siap diaplikasikan pada tanah
tercemar. Dengan metode TPC diperoleh jumlah bakteri yang tumbuh berkisar antara 2,1x10
7
– 5x10
8
CFUml.
Gambar 8 Propagasi dan adaptasi bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12. a. Propagasi bakteri, b. Adaptasi dengan
penambahan HOW, c. Adaptasi setelah 7 hari
Isolat bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 mengalami fase pertumbuhan yang cepat hingga hari ke 7 kemudian pertumbuhan mulai
perlahan hingga hari ke 14. Setelah itu pertumbuhan mikroba mengalami penurunan secara perlahan hingga hari ke 21. Menurut Charlena 2010 bakteri
Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 mulai mengalami penurunan jumlah sel pada hari ke 21 dan 28. Penurunan jumlah sel ini disebabkan oleh
a b
c
jumlah nutrisi yang tidak lagi mencukupi bagi pertumbuhan mikroba dan telah melewati fase stasioner menuju fase kematiannya. Adapun grafik pertumbuhan
isolat Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 dapat dilihat pada Gambar 9.
2 4
6 8
10
7 14
21
W a ktu ha ri lo
g T
P C
c fu
m l
L og TP C c fuml S alipiger s p. MY 7
log TP C c fuml B ac illus altitudinis
MY 12
4.3. Penelitian Skala Laboratorium
Penelitian skala laboratorium dilakukan selama 14 hari. Penelitian biodegradasi HOW dengan menggunakan starter campuran Salipiger sp. MY7 dan
Bacillus altitudinis MY12 pada skala lab 500ml volume kerja 200ml dengan perlakuan kombinasi persen padatan dan cemaran Tabel 6 dalam metoda.
Pengamatan yang dilakukan adalah TPH, TPC, suhu, dan pH. Pemilihan waktu 14 hari didasarkan kepada penelitian Charlena 2010 yang
melakukan penelitian bioremediasi heavy oil waste HOW dengan menggunakan bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altutidinis MY12, dimana didapatkan
waktu terbaik dalam proses bioremediasi HOW adalah 14 hari. Gambar 9 Grafik pertumbuhan isolat Salipiger sp. MY7 dan Bacillus
altitudinis MY12
4.3.1. Pengaruh Tingkat Cemaran dalam Tanah dan Persen Padatan terhadap Degradasi Hidrokarbon
Tingkat degradasi Total Petroleum Hidrokarbon TPH merupakan salah satu parameter dalam menentukan keberhasilan proses bioremediasi limbah
hidrokarbon minyak bumi beserta turunannya dalam hal ini heavy oil waste HOW.
Pengujian data pengamatan degradasi TPH skala laboratorium dengan rancangan Respon Permukaan memberikan persamaan 1. sebagai berikut :
Y
1
= 26,537 – 15,817X
1
+ 3,246X
2
– 0,112X
1 2
– 4,761X
2 2
– 8,452X
1
X
2
R
2
Keterangan : Y
= 55,3
1
= Respon terhadap degradasi TPH X
1
= Pesen Padatan X
2
1
degr adasi
25
X2
50
- 1 - 1
1
X1
Surface Plot of degradasi vs X2 , X1
= Tingkat Cemaran dalam tanah
Gambar 10 Permukaan respon degradasi TPH
Dari persamaan di atas terlihat belum tercapai titik optimum bagi degradasi HOW dengan teknik bioslurry. Hal ini diduga karena proses biodegrdasi
memerlukan waktu yang lebih lama, komposisi nutrisi dan perbandingan CNP
yang tepat serta kemampuan bakteri dalam mendegradasi rantai-rantai hidrokarbon.
Namun dari penelitian skala laboratorium didapatkan persen degradasi tertinggi yaitu sebesar 80,16 pada perlakuan campuran 15 TPH dan 10
padatan seperti yang terlihat pada Gambar 11.
20 40
60 80
100
10,5 10,15
40,5 40,15
X 1, X 2 K ombinas i P adatan dan T P H
D e
g ra
d a
s i T
P H
Gambar 11 Persentase degradasi TPH setelah 14 hari dalam proses biodegradasi HOW skala laboratorium
Tabel 9 Perlakuan persen padatan dan tingkat cemaran pada kombinasi perlakuan +1- 1
No. X1 padatan X2 cemaran
degradasi -1 10,5
-1 48.84
-1 10,15 1
80.16 1 40,5
-1 29.19
1 40,15 1
4.37
Penelitian Eris 2006 mendapatkan terjadi degradasi TPH optimum minyak diesel sebesar 85,29 dari kombinasi perlakuan sebesar 32,62 padatan dan
9,09 cemaran. Heavy oil waste mempunyai kandungan PAH yang cukup tinggi sehingga
diduga bakteri belum mendapatkan kondisi yang optimal dalam mendegradasi
hidrokarbon rantai panjang dan rantai karbon struktur cincin. Bakteri diduga juga kesulitan mendegradasi rantai-rantai hidrokarbon secara monokultur atau hanya
dua species saja. Diduga dalam proses biodegaradasi HOW dibutuhkan konsorsium bakteri lain untuk membantu proses biodegrasi HOW lebih baik.
Hasil penelitian Charlena 2010 mendapatkan bahwa campuran 3 species bakteri mampu mendegradasi HOW lebih baik dari pada campuran 2 jenis species
bakteri. Selain itu perlu penambahan substrat lain seperti serbuk gergaji dan pupuk untuk meningkatkan kinerja bakteri dalam mendegradasi HOW terutama
fraksi aromatik dan alifatik. Hidrokarbon dengan struktur cincin lebih sulit didegradasi oleh mikroba dari
pada hidrokarbon rantai lurus. HOW mempunyai kandungan PAH yang tinggi yang didominasi oleh pyrene sebesar 1.080 mgkg dan phenanthrene sebesar
1.240 mgkg. Struktur kimia pyrene dan phenanthrene yang mempunyai rantai carbón struktur cincin seperti yang disajikan pada Gambar 12.
Pyrene C16H10 Phenanthrene C14H10
Gambar 12 Struktur Kimia Pyrene dan Phenanthrene
4.3.2. Pengaruh Tingkat Cemaran dalam Tanah dan Persen Padatan terhadap Pertumbuhan Populasi Bakteri
Proses biodegradasi memerlukan adanya aktivitas mikroba yang merupakan organisme yang potensial digunakan untuk mendegradasi limbah minyak bumi,
termasuk HOW. Beberapa mikroba, termasuk bakteri, telah lama diketahui mempunyai kemampuan dalam mendegradasi limbah minyak bumi. Dalam proses
biodegradasi, mikroba akan memanfaatkan karbon dari HOW sebagai sumber energinya.
2 4
6 8
10
10,5 10,15
40,5 40,15
X1,X2 Kombinasi padatan dan TPH log T
P C
cf u
m l
Gambar 13 Pertumbuhan mikroba setelah 14 hari dalam proses biodegradasi HOW skala laboratorium
Dari semua perlakuan perbandingan persentase tingkat cemaran dan padatan, dengan metode TPC, populasi bakteri yang tumbuh berkisar antara
4,1x10
7
-1,6x10
9
CFUml. Kombinasi persentasi bahan pencemar dan padatan dengan nilai degradasi tertinggi, yaitu perlakuan 15 bahan pencemar dan 10
padatan memiliki pertumbuhan populasi bakteri 3,8x10
8
CFUml. Pada HOW didapatkan PAH yang tinggi sehingga menyebabkan bakteri
sulit mendegradasi hidrokarbon dengan rantai cincin apalagi PAH yang dominan didominasi oleh hidrokarbon dengan jumlah cincin 3 atau lebih. Senyawa PAH ini
dapat bersifat toksik bagi bakteri. Namun dari penelitian Charlena 2010 diketahui bahwa bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12
mempunyai kemampuan untuk tumbuh dan mendegradasi PAH hidrokarbon cincin.
4.3.3. Pengaruh Tingkat Cemaran dalam Tanah dan Persen Padatan terhadap Perubahan pH
Biodegradasi limbah minyak bumi dipengaruhi oleh berbagai faktor lingkungan yang sangat penting dalam mengoptimalkan pertumbuhan mikroba
dan kemampuannya dalam mendegradasi limbah hidrokarbon. Salah satu faktor yang mempengaruhi tersebut adalah pH.
Pada penelitian skala laboratorium, pH masing masing perlakuan berkisar pH 6-7. Selama proses biodegradasi berlangsung pH berada pada selang pH
normal. Bakteri pada umumnya dapat tumbuh baik pada pH normal 6-8 yang
merupakan selang pH yang kondusif bagi pertumbuhan bakteri dan proses metabolismenya dalam memanfaatkan HOW sebagai sumber karbonnya.
Biodegradasi minyak bumi dipengaruhi oleh nilai pH yang terjadi pada lingkungan tersebut. Mayoritas mikroorganisme tanah akan tumbuh dengan subur
pada pH antara 6 sampai 8. Ekstrimnya nilai pH pada beberapa tanah dapat memperlambat kemampuan mikroorganisme dalam mendegradasi hidrokarbon
Leahy dan Colwell, 1990. Tingkat keasaman pH merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi
laju pertumbuhan bakteri, kemampuan bakteri dalam membangun sel, transportasi melalui mebran sel dan keseimbangan reaksi katalis Cookson, 1995. Tingkat
keasaman pH dapat berubah selama pertumbuhan mikroba. Peningkatan pH dapat terjadi jika adanya proses reduksi nitrat membentuk ammonia atau gas
nitrogen, sedangkan penurunan pH terjadi bila terbentuknya asam-asam organik sebagai hasil proses fermentasi Tanner, 1997.
Dari pembahasan hasil penelitian skala laboratorium diatas didapatkan kondisi terbaik proses degradasi HOW dengan teknik bioslurry menggunakan
bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 yaitu pada kombinasi tingkat cemaran 15 dan 10 padatan dengan nilai degradasi HOW terbaik
sebesar 80,16 yang diterapkan pada penelitian dengan skala yang lebih besar yaitu skala 32 Liter.
4.4. Penelitian Skala 32 Liter
