HALAMAN JUDUL - PENGARUH Glomus aggregatum Schenk & Smith emend. Koske YANG DIINOKULASIKAN PADA VETIVER (Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) DALAMMENURUNKAN TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON - ITS Repository

HALAMAN JUDUL

  TUGAS AKHIR – SB 091358

PENGARUH Glomus aggregatum Schenk &

Smith emend. Koske YANG DIINOKULASIKAN

PADA VETIVER (Chrysopogon zizanioides (L.)

Roberty) DALAM MENURUNKAN

TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON

  INDRAWAN TAUCHID NRP. 1507100004 DOSEN PEMBIMBING Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si.

  Dr. Ir. Budhi Priyanto, M.Sc.

JURUSAN BIOLOGI

  Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

HALAMAN JUDUL

  FINAL PROJECT - SB 091358

EFFECT OF Glomus aggregatum Schenk &

Smith emend. Koske

  INOCULATED

TO VETIVER (Chrysopogon zizanioides (L.)

Roberty) FOR DEGRADING

TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON

  INDRAWAN TAUCHID NRP. 1507100004 ADVISOR LECTURERS Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si.

  Dr. Ir. Budhi Priyanto, M.Sc.

DEPARTMENT OF BIOLOGY

  Faculty of Mathematics and Natural Sciences Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

  

DAFTAR ISI

Halaman

  LEMBAR PENGESAHAN ...........................................................i KATA PENGANTAR................................................................. ii ABSTRAK ..................................................................................iv ABSTRACT ................................................................................. v DAFTAR TABEL ........................................................................ x DAFTAR GAMBAR ..................................................................xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................ xiii

  BAB I PENDAHULUAN ............................................................ 1

  1.1. Latar Belakang................................................................. 1

  1.2. Permasalahan ................................................................... 2

  1.3. Batasan Masalah .............................................................. 3

  1.4. Tujuan ............................................................................. 3

  1.5. Manfaat............................................................................ 3

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................. 5

  2.1. Petroleum Hydrocarbon (PHC) ....................................... 5

  2.2.1. Alifatik ..................................................................... 7

  2.2.2. Aromatik .................................................................. 7

  2.2.3. Komponen Hidrokarbon yang Lain .......................... 8

  2.2. Sifat Dari PHC ................................................................. 8

  2.3. Dampak Lingkungan Akibat Kontaminasi PHC .............. 9

  2.4. Parameter Pengolahan Limbah PHC.............................. 11

  2.5. Fitoremediasi ................................................................. 12

  2.6. Respon Tanaman pada Tanah yang Tekontaminasi PHC ............................................................................... 14

  2.6.1. Daun....................................................................... 15

  2.6.2. Akar ....................................................................... 15

  2.7. Tanaman Vetiver (Chrysopogon Zizanioides (L.) Roberty) ......................................................................... 16

  2.8. Tanah ............................................................................. 19

  2.10. Interaksi CMA Terhadap Kontaminasi PHC pada Tanah ............................................................................. 21

  2.11. Glomus Aggregatum Schenk & Smith Emend. Koske ... 24

  BAB III METODOLOGI ........................................................... 27

  3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ........................................ 27

  3.2. Alat dan Bahan .............................................................. 27

  3.2.1. Alat ........................................................................ 27

  3.2.2. Bahan ..................................................................... 27

  3.3. Cara Kerja ..................................................................... 27

  3.3.1. Tahap Persiapan ..................................................... 27

  A. Uji Viabilitas Mikoriza ..................................... 27

  B. Penyiapan Tanaman .......................................... 28

  C. Penyiapan Media Tanam ................................... 29

  D. Penentuan Water-Holding Capacity .................. 29

  E. Perbanyakan Bakteri Hidrokarbonoklastik ........ 30

  3.3.2. Pembuatan Bioreaktor dan Perawatan Tanaman .... 30

  A. Pembuatan Bioreaktor ....................................... 30

  B. Pengairan dan Pemupukan ................................ 31

  3.3.3. Pengukuran ............................................................ 31

  A. Kelembaban Tanah ........................................... 31

  B. Analisis pH ....................................................... 32

  C. Suhu Tanah ....................................................... 32

  D. Perhitungan Biomassa ....................................... 32

  E. Perhitungan Jumlah Bakteri dengan Total

  Plate Count ....................................................... 32

  F. Perhitungan Infeksi Akar In Vitro ..................... 33

  G. Analisis Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) . 34

  3.3.4. Rancangan Penelitian ............................................. 35

  BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN .................. 37

  4.1. Analisis Data ................................................................. 37

  4.1.1. Parameter Lingkungan ........................................... 37

  4.1.2. Penurunan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) Setelah Fitoremediasi ............................................. 38

  4.1.3. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Biomassa

  C. zizanioides ......................................................... 40

  4.1.4. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Jumlah Tunas C. zizanioides .............................................. 44

  4.1.5. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Panjang Tajuk C. zizanioides ............................................... 45

  4.1.6. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Panjang Akar C. zizanioides ................................................ 49

  4.1.7. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Jumlah Bakteri Bulk Soil dan Rizosfer C. zizanioides ........ 52

  4.1.8. Pengaruh Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Persentasi Infeksi Mikoriza pada C. zizanioides ..................... 55

  4.2. Pembahasan ................................................................... 56 4.2.1. Efek Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G.

  aggregatum Terhadap Pertumbuhan C. zizanioides .............................................................. 56 4.2.2. Efek Penambahan G. aggregatum pada C. zizanioides dalam Cekaman Crude Oil .................. 59 4.2.3. Efek Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G. aggregatum Terhadap Jumlah Bakteri Bulk Soil

  dan Rizosfer C. zizanioides .................................... 61 4.2.4. Efek Konsentrasi Crude Oil dan Penambahan G.

  aggregatum Terhadap Fitoremediasi PHC oleh C. zizanioides .............................................................. 63

  BAB V KESIMPULAN ............................................................. 67

  5.1. Kesimpulan .................................................................... 67

  5.2. Saran .............................................................................. 67 DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 69

  LAMPIRAN................................................................................77 BIODATA PENULIS................................................................115

  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Parameter hasil bioremediasi tanah

  terkontaminasi ........................................................ 11

Tabel 3.1 Uji viabilitas mikoriza ............................................ 28Tabel 3.2 Rancangan percobaan dua faktor ........................... 35Tabel 4.1 Rerata pH perlakuan............................................... 37Tabel 4.2 Rerata kelembaban tanah perlakuan (skala 0-10) ... 38Tabel 4.3 Rerata suhu perlakuan (°C) .................................... 38 Tabel 4.4 Nilai TPH pada pekan ke-12 masa penanaman C.

  zizanioides (%) ....................................................... 39

Tabel 4.5 Penurunan TPH pada pekan ke-12 setelah

  penanaman C. zizanioides (%) ............................... 40

Tabel 4.6 Biomassa C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman (gram) ...................................... 41

Tabel 4.7 Biomassa tajuk C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman (gram) ...................................... 42

Tabel 4.8 Biomassa akar C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman (gram) ...................................... 43

Tabel 4.9 Rasio biomassa tajuk:akar C. zizanioides pada

  pekan ke-12 setelah penanaman ............................. 43

Tabel 4.10 Jumlah tunas C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman ................................................. 45

Tabel 4.11 Panjang tajuk C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman (cm) ......................................... 46

Tabel 4.12 Panjang akar C. zizanioides pada pekan ke-12

  setelah penanaman (cm) ......................................... 49

  6 Tabel 4.13 Jumlah bakteri bulk soil (x 10 CFU/gram tanah) ... 53

Tabel 4.14 Jumlah bakteri rizosfer C. zizanioides setelah

  8

  pekan ke-12 penanaman (x 10 CFU/gram akar) .... 53

Tabel 4.15 Infeksi mikoriza pada akar C. zizanioides pada

  pekan ke-12 setelah penanaman (%) ...................... 55

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 3.3 Bioreaktor berisi C. zizanioides ........................... 31

  penanaman ........................................................... 46

Gambar 4.6 Panjang tajuk C. zizanioides setelah 12 pekan

  penanaman ........................................................... 45

Gambar 4.5 Jumlah tunas C. zizanioides setelah 12 pekan

  penanaman ........................................................... 44

Gambar 4.4 Rasio biomassa tajuk:akar setelah 12 pekan

  pekan penanaman ................................................ 44

Gambar 4.3 Biomassa (a) tajuk dan (b) akar setelah 12

  penanaman. .......................................................... 41

Gambar 4.2 Biomassa C. zizanioides setelah 12 pekan

  C. zizanioides ...................................................... 40

Gambar 4.1 Nilai TPH pada pekan ke-12 masa penanamanGambar 3.4 Rangkaian Soxhlete apparatus ............................ 34Gambar 3.2 Isolat bakteri hidrokarbonoklastik ....................... 30Gambar 2.1 Klasifikasi senyawa TPH....................................... 6

  menggunakan sistem lapisan ............................... 29

Gambar 3.1 Ilustrasi inokulasi mikoriza denganGambar 2.8 Gambar hifa dan spora Glomus aggregatum ....... 24

  polutan organik .................................................... 23

Gambar 2.7 Kontrol rizosfer terhadap bioavailabilitas

  akar, dan (c) bunga berbentuk panikula ............... 17

Gambar 2.6 Tanaman vetiver (C. zizanioides). (a) tajuk, (b)

  degradasi kontaminan organik ............................. 14

Gambar 2.5 Proses biotik dan abiotik yang mempengaruhi

  kontaminan oleh tanaman .................................... 14

Gambar 2.4 Berbagai mekanisme skematis penghilanganGambar 2.3 Hidrokarbon jenis PAH ......................................... 8Gambar 2.2 Contoh jenis BTEX ............................................... 8Gambar 4.7 Panjang tajuk C. zizanioides tanpa penambahanGambar 4.8 Panjang tajuk C. zizanioides dengan

  penambahan G. aggregatum setelah 12 pekan penanaman ........................................................... 48

Gambar 4.9 Panjang akar C. zizanioides setelah 12 pekan

  penanaman ........................................................... 49 Gambar 4.10 Akar C. zizanioides tanpa penambahan G.

  aggregatum setelah 12 pekan penanaman ........... 50 Gambar 4.11 Akar C. zizanioides dengan penambahan G. aggregatum setelah 12 pekan penanaman ........... 51

Gambar 4.12 Jumlah bakteri bulk soil (CFU) dalam media

  tanam C. zizanioides ............................................ 54

Gambar 4.13 Perbandingan jumlah bakteri a) rizosfer dan b) bulk soil (CFU) setelah 12 pekan penanaman C.

  zizanioides . .......................................................... 54

Gambar 4.14 Persentasi infeksi mikoriza pada C. zizanioides

  setelah 12 minggu masa penanaman .................... 56

Gambar 4.15 Infeksi mikoriza a) vesikel dan b) hifa pada

  akar C. zizanioides (perbesaran 100x) ................. 56

KATA PENGANTAR

  Syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir. Sholawat serta salam terlimpahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW atas petunjuknya menuju ke jalan yang benar. dalam penulisan proposal tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak.

  Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. Ikbal, M. Eng, selaku kepala Balai Teknologi Lingkungan yang telah memberikan kami izin untuk melakukan penelitian di Balai Teknologi Lingkungan BPPT PUSPIPTEK Serpong, Tangerang Selatan; Bapak Dr. Ir. Budhi Priyanto, M.Sc. selaku dosen pembimbing tugas akhir yang membimbing kami dengan penuh kesabaran; Bapak Dr. Ing. Abdul Kholik, M.Sc. atas informasi dan sarannya, Ibu Nida Sopiah, M.Si. dan Bapak Ir. Dominikus H. Akhadi atas kesediaanya untuk mengizinkan kami mengerjakan tugas akhir ini di laboratorium kimia analitik dan mikrobiologi. Bapak Atang, Ibu Sati Suyati, Bang Yunus, Bang Hidayatullah, Mas Mulyono S.Si, serta Ibu Esi Lisyastuti, S.Si., M.Kes, atas bantuannya selama penelitian, serta seluruh karyawan BTL-BPPT.

  Terima kasih juga kami sampaikan kepada Ibu Dr. rer. nat. Ir. Maya Shovitri, M.Si selaku ketua Jurusan Biologi FMIPA

  ITS; Ibu Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing dari Biologi ITS; Bapak Mukhammad Muryono S.Si., M.Si. selaku koordinator tugas akhir; serta Bapak Mukhammad Muryono S.Si., M.Si. Ibu Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si., dan Ibu Dr. rer. nat. Ir. Maya Shovitri, M.Si. selaku dosen penguji proposal tugas akhir.

  Ucapan terima kasih sebesar-besarnya teruntuk Ibu Endang Sulistiowati dan Ayah Syaiful Chanan atas curahan kasih sayang, perhatian, dan dukungan yang selalu diberikan selama ini bantuannya; serta Ibu Dra. Nurlita Abdulgani, M.Si., selaku dosen wali penulis di Jurusan Biologi FMIPA ITS.

  Kepada Saudari Efi Indra Yani selaku rekan dalam penyusunan tugas akhir; Rekan-rekan mahasiswa Biologi ITS, khususnya angkatan 2007 (Israizal Faris Febrian, Bari Akbar, Syaikhul Mahmud, Dzulfikar Ali Sauwibi, Listy Anggraeni, Ni Ketut Dewi Indrayati, Liza Febby Kurnianti, Nur Ismi Fauziah, Siti Sundari, serta teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu per satu); mahasiswa-mahasiswa PKL dan Tugas Akhir di BTL- BPPT (Andang Mulya Sari, Zaki, Aiman, Andri, dan Irwan), atas bantuan, dukungan, dan informasinya; serta pihak-pihak lainnya, kami sampaikan terima kasih.

  Penulis menyadari bahwa dalam penulisan proposal tugas akhir ini terdapat banyak kekurangan, sehingga penulis mengharapkan adanya kritik dan saran membangun untuk perbaikan di masa mendatang. Semoga proposal tugas akhir ini dapat memberikan kontribusi ilmu pengetahuan, khususnya bagi para pembaca.

  Surabaya, 3 Februari 2012 Penulis

  

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Komposisi Media ................................................. 75

Lampiran 2. Skema Kerja ......................................................... 76

Lampiran 3. Dokumentasi ........................................................ 81

Lampiran 4. Hasil Two-Way Analysis of Variance ................... 82

  PENGARUH Glomus aggregatum Schenk & Smith emend.

  

Koske YANG DIINOKULASIKAN PADA VETIVER

(Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) DALAM

MENURUNKAN TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON

Nama Mahasiswa : Indrawan Tauchid

  NRP : 1507 100 004 Jurusan : Biologi Pembimbing : Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si. : Dr. Ir. Budhi Priyanto, M.Sc.

  

Abstrak

  Vetiver (Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) merupakan tanaman yang berpotensi untuk menurunkan Total Petroleum

  

Hydrocarbon (TPH) dalam tanah yang tercemar crude oil. C.

zizanioides mudah berasosiasi dengan mikoriza Glomus

aggregatum Schenk & Smith emend. Koske. Penelitian ini

  bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi crude oil dan penambahan cendawan mikoriza arbuskula G. aggregatum terhadap kemampuan C. zizanioides dalam melakukan fitoremediasi tanah terkontaminasi PHC. Bioreaktor dibuat dari

  

polybag yang diisi dengan campuran tanah dan pasir (2:3). Crude

oil diambil dari industri rakyat pengeboran minyak bumi di

  Bojonegoro, Jawa Timur. Parameter pertumbuhan, infeksi mikoriza, jumlah bakteri bulk soil dan rizosfer, serta TPH diukur setelah 3 bulan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa konsentrasi

  

crude oil berpengaruh terhadap kemampuan C. zizanioides dalam

menurunkan TPH dalam tanah. Namun, penambahan G.

aggregatum tidak mempengaruhi penurunan TPH. Nilai

  penurunan TPH tertinggi (54,587 %) terjadi pada perlakuan penambahan crude oil 3% tanpa inokulasi G. aggregatum. Penambahan G. aggregatum memperbesar biomassa akar.

  

EFFECT OF Glomus aggregatum Schenk & Smith emend.

  

Koske INOCULATED TO VETIVER (Chrysopogon

zizanioides (L.) Roberty) FOR DEGRADING

TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON

  Student Name : Indrawan Tauchid NRP. : 1507 100 004 Department : Biology Advisor Lecturers : Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si. : Dr. Ir. Budhi Priyanto, M.Sc.

  

Abstract

Vetiver (Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty) is a potential

plant for reducing Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) in

Petroleum Hydrocarbon (PHC) contaminated soil. C. zizanioides

is able to associate with Glomus aggregatum Schenk & Smith

emend. Koske. This research aimed to know the effect of crude oil

concentration and arbuscular mycorhizal fungi G. aggregatum on

C. zizanioides potency to remediate PHC contaminated soil.

Bioreactor were constructed using polybags filled with a mixture

of fine soil and sand (2:3). Crude oil was taken from small scale

crude oil drilling industry in Bojonegoro, East Java. Plant growth

parameters, mycorrhizal infection, bacterial populations in bulk

soils and rhizospheres, and TPH percentages were measured

after 3 months. Result shows that C. zizanioides was able to

reduce TPH concentration in the soil and this was affected by

crude oil concentration. The presence of G. aggregatum addition

had no effect on the reduction of TPH. Highest TPH reduction

(54,486%) was achieved in the 3% crude oil treatment without G.

aggregatum inoculation. However, root biomass of vetiver was

higher in the G. aggregatum inoculated treatment.

  

Keywords: Phytoremediation, crude oil, TPH, Chrysopogon

zizanioides, Glomus aggregatum .

DAFTAR PUSTAKA

  Alarcón, A. (2006). The Physiology of Mycorrhizal Lolium

  multiflorum in the Phytoremediation of Petroleum

  Hydrocarbon-Contaminated Soil. Tesis. Texas A&M University. Alkareji. (2008). Pemanfaatan Mycorrhizal Helper Bacterias

  (MHBs) dan Fungi Mikoriza Arbuskula (CMA) untuk Meningkatkan Pertumbuhan Sengon (Paraserianthes

  falcataria (L.) Nielsen) di Persemaian. Tugas Akhir, Institut Pertanian Bogor, Departemen Silvikultur, Bogor.

  Anonim. (2010). Glomus aggregatum N.C. Schenck & G.S. Sm.

  emend. Koske. Dipetik Desember 21, 2010,

  dari http://www.agro.ar.szczecin.pl Bagariang, E. N. (2008). Uji Kemampuan Kembang Kuning

  (Cassia surattensis) terhadap Degradasi Hidrokarbon Oil Spill Studi Kasus PT. Chevron Pacific Indonesia Riau.

  Tugas Akhir . Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Jurusan Teknik Lingkungan, Surabaya.

  Bianciotto, V., & Bonfante, P. (2002). Arbuscular mycorrhizal fungi: A specialised niche for rhizospheric and endocellular bacteria. Antonie van Leeuwenhoek,81, (1- 4), 365–371.

  Blakely, J., Neher, D., & Spongeberg, A. (2002). Soil invertebrate and microbial communities, and decomposition as indicators of polycyclic aromatic hydrocarbon contamination. Applied Soil Ecology (21), 71–88. Brandt, R. (2003). Potential of vetiver (Vetiveria zizanioides (l.) Nash) for the use in phytoremediation of petroleum hydrocarbon-contaminated soils in Venezuela. Tugas

  Akhir , Westfälische Wilhelms-Universität Münster, Institut für Landschaftsökologie, Münster.

  Cabello, M. N. (1997). Hydrocarbon pollution: its effect on native arbuscular mycorrhizal fungi (CMA). FEMS, Microbiol.

  Ecol. (22), 233-236.

  Chasanah, D. (2008). Studi Awal Pemanfaatan Lumpur Lapindo Sidoarjo sebagai Media Tanam Jarak Pagar (Jatropha

  curcas Linn.) yang Berasosiasi dengan Mikoriza

  Versikula Arbuskula (MVA) Glomus aggregatum. Tugas

  Akhir , Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Program Studi Biologi, Surabaya.

  Davis, L., Castro-Diaz, S., Zhang, Q., & Erickson, L. (2002).

  Benefits of vegetation for soils with organic contaminants. Critical Rev. Plant Sci. (21), 457-491. Eapen, S., & D'Souza, S. F. (2004). Prospects of genetic engineering of plants for phytoremediation of toxic metals. Biotechnology Advances (23), 97-114. Febriandita, C. S. (2008). Degradasi Hidrokarbon Petroleum pada

  Media Tumbuh Rumput Gajah (Pennisetum purpureum) dengan Mikoriza (Glomus aggregatum) Studi Kasus Lumpur Lapindo Sidoarjo. Tugas Akhir, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Jurusan Teknik Lingkungan, Surabaya.

  Gerhardt, K. E., Huang X. D., Glick, B. R., Greenberg, B. M. soil contaminants: Potential and challenges. Plant Science, 176, 20–30. Hart, M. M., & Reader, R. J. (2002). Taxonomic basis for variation in the colonization strategy of arbuscular mycorrhizal fungi. New Phytologist, 153, 335-344. Heinonsalo, J., Jorgensen, K. S., Haahtela, K., & Sen, R. (2000).

  Effects of Pinus sylvestris root growth and mycorrhizosphere development on bacterial carbon source utilization and hydrocarbon oxidation in forest and petroleum-contaminated soils. Can. J. Microbiol. ,

  46 , 451–464.

  Joner, E. J., & Leyval, C. (2001). Influence of arbuscular mycorrhiza on clover and ryegrass grown together in a soil spiked with polycyclic aromatic hydrocarbons.

  Mycorrhiza (10), 155-159.

  Joner, E. J., Leyval, C., & Colpaert, J. V. (2006).

  Ectomycorrhizas impede phytoremediation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) both within and beyond the rhizosphere. Environmental Pollution, 142, 34-38. Kamath, R., Rentz, J., Schnoor, J., & Alvarez, P. 2004.

  Phytoremediation of hydrocarbon-contaminated soil: principles and applications. dalam Vazquez-Duhalt, R. dan Quintero-Ramirez, R. (Penyunting). Studies in

Surface Science and Catalysis 151. Elsevier B.V.

  Kirk, J. L., Moutoglis, P., Klironomos, J., Lee, H., & Trevors, J. T.

  (2005). Toxicity of diesel fuel to germination, growth and colonization of Glomus intraradices in soil and in Kirk, J., Klironomos, J., Lee, H., & Trevors, J. (2002).

  Phytotoxicity assay to assess plant species for phytoremediation of petroleum-contaminated soil.

  Bioremed. J. (6), 57-63.

  Korade, D. L., dan Fulekar, M. H. (2008). Remediation of anthracene in mycorrhizospheric soil using ryegrass.

  African Journal of Environmental Science and Technology, 2 (9). 249-256.

  Leaungvutiviroj, C., Piriyaprin, S., Limtong, P., Sasaki, K. (2010).

  Relationships between soil microorganisms and nutrient contents of Vetiveria zizanioides (L.) Nash and

  Chrysopogon nemoralis (A.) Camus in some problem soils from Thailand. Applied Soil Ecology, (46), 95–102.

  Macinnis-Ng, C., & Ralph, P. (2003). In situ impact of petrochemicals on the photosynthesis of the seagrass

  Zostera capricorni . Mar. Pollut. Bull. (46), 1395-1407.

  Malallah, G., Afzal, M., Gulshan, S., Abraham, D., Kurgan, M., & Dhabi, M. S. (1996). Vicia faba as a bioindicator of oil pollution. Environ. Pollut. (92), 213-217.

  Mangkoediharjo, S. (2005). Remediation Technologies Selection for Oil-Polluted Marine Ecosystem. Makalah, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Jurusan Teknik Lingkungan, Surabaya.

  Martiyaningrum, D. D. (2009). Studi Penambahan Mikoriza pada Media Tanam Lumpur Sidoarjo-Pasir terhadap Pertumbuhan Tanaman dan Aktivitas Nitrat Reduktase

  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Program Studi Biologi, Surabaya. Merkl, N., Schultze-Kraft, R., & Infante, C. (2005).

  Phytoremediation in the tropics – influence of heavy

  crude oil on root morphological characteristics of graminoids. Environ. Pollut. , 138, 86-91.

  Nalwaya, V., Tangtayakom, V., Piumsomboon, P., & Fogler, S.

  (1999). Studies on asphaltenes through analysis of polar fractions. Industrial & Engineering Chemistry Research ,

  38 (3), 964-972.

  Ndimele, P. E. (2010). A review on the phytoremediation of petroleum hydrocarbon. Pakistan Journal of Biological

  Science , 13, (15), 715-722.

  NRC. (1993). Vetiver grass: a thin green line against erosion.

  Board on Science and Technology for International Development, National Research Council. Washington

  D.C.: National Academy Press. Parrish, Z., Banks, M., & Schwab, A. (2005). Assessment of contaminant lability during phytoremediation of polycyclic aromatic hydrocarbon impacted soil.

  Environmental Pollution , 137, 187–197.

  Pinthong, J., Impithuksa, S., Udomchoke, M., & Ramlee, A.

  (1996). The capability of vetiver hedgerows on decontamination of agrochemical residues: a case study on the production of cabbage at Nong Hoi Development Center Chiang Mai, Thailand. Proceedings of the First International Conference on Vetiver (ICV-1). Chiang Rai. Piriyaprin, S., Sunathapongsuk, V., Limtong, P., Leaungvutiviroj,

  C., & Pasda, N. (2002). Study on soil microbial biodiversity in rhizosphere of vetiver grass in degradating

  th soil. Presentation paper on 17 WCSS . Thailand.

  PPLI. (2010). IPOC and Senipah Waste Management Overview.

  Balikpapan. Punamiya, P., Datta, R., Sarkar, D., Barber, S., Patel, M., & Das,

  P. (2010). Symbiotic role of Glomus mosseae in phytoextraction of lead in vetiver grass [Chrysopogon

  zizanioides (L.)]. Journal of Hazardous Materials (177), 465–474.

  Robertson, S. J., McGill, W. B., Massicotte, H. B., & Rutherford, P. M. (2007). Petroleum hydrocarbon contamination in boreal forest soil: a mycorrhizal ecosystems perspective.

  Biological Reviews (82), 213-240.

  Salisbury, F. B., & Ross, C. W. (1992). Fisiologi Tumbuhan.

  Bandung: Penerbit ITB. Salzer, P., Corbiere, H., & Boller, T. (1999). Hydrogen peroxide accumulation in Medicago truncatula roots colonized by the arbuscular mycorhizal-forming fungus Glomus intraradices . Planta (208), 319–325.

  Sari, L. M. (2008). Keberadaan Mikoriza pada Areal Sistem Silvikultur Tebang Pilih Tanam Indonesia Intensif (Studi Kasus di Areal IUPHHK PT. Sari Bumi Kusuma Unit Sungai Seruyan Kalimantan Tengah). Tugas Akhir, Institut Pertanian Bogor, Departemen Silvikultur, Bogor. endophytic bacterial genotypes by plants in response to soil contamination. Appl. Environ. Microbiol. , 67, 2469- 2475. Siciliano, S., Germida, J., Banks, K., & Greer, C. (2003).

  Changes in microbial community composition and function during a polyaromatic hydrocarbon phytoremediation field trial. Applied and Environmental Microbiology ( 69), 483–489.

  Suleimanov, R., Gabbasova, I., & Sitdikov, R. (2005). Changes in the properties of oily gray forest soil during biological reclamation. Biological Bulletin (32), 109–115. Susarla, S., Medina, V. F., & McCutcheon, S. (2002).

  Phytoremediation: An ecological solution to organic chemical contamination. Ecol. Engineer. (18), 647-658. Susilorukmi, A., & Sriwuryandari, L. (2006). Study on application of vetiver grass and enriched culture of microorganisms for phytoremediation of oil sludge on land site. The 4th International Symposium on

  Sustainable Sanitation. Bandung: LIPI-JST.

  Tiquia, S., Lloyd, J., Herms, D., Hoitink, H., & Michel, F. (2002).

  Effects of mulching and fertilization on soil nutrients, microbial activity and rhizosphere bacterial community structure determined by analysis of TRFLPs of PCR- amplified 16S rRNA genes. Applied Soil Ecology , 21, 31–48. Torres, M., & Dangl, J. (2005). Functions of the respiratory burst oxidase in biotic interactions, abiotic stress and Trofimov, S., & Rozanova, M. (2003). Transformation of soil properties under the impact of oil pollution. Eurasian

  Soil Science , 36, S82–S87.

  Van Epps, A. 2006. Phytoremediation of Petroleum Hydrocarbon.

  U.S. Environmental Protection Agency, Washington DC. Van Hamme, J., Singh, A., & Ward, O. (2003). Recent advances in petroleum microbiology. Microbiol. Mol. Biol. Rev.

  (67), 503-549. Wenzel, W. W. (2008). Rhizosphere processes and management in plant-assisted bioremediation (phytoremediation) of soils. Plant Soil , 321, 385–408. Xia, H., Liu, S., & Ao, H. (2000). A study on purification and uptake of garbage leachate by vetiver grass. Proceedings

  of the Second International Vetiver Conference (IVC-2).

  Petchaburi.

  115

BIODATA PENULIS

  Penulis bernama lengkap Indrawan Tauchid lahir di Gresik, 5 Juli 1989 dari pasangan Syaiful Chanan dan Endang Sulistiowati. Penulis melewatkan masa kecil, seluruh pendidikan dasar, menengah di kota kelahirannya dan tercatat sebagai mahasiswa di Jurusan Biologi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya sejak tahun 2007 sampai 2012 dengan nomor registrasi pokok 1507100004. Selama masa kuliah, penulis berkesempatan untuk menjadi menjadi asisten praktikum pada beberapa mata kuliah. Kontak penulis di indrawan.tauchid@gmail.com.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Pertambangan petroleum baik berupa minyak bumi maupun gas alam merupakan salah satu usaha untuk memperoleh sumber energi dan turunannya. Pada proses pertambangan tersebut, tentunya ada hasil samping yang dapat menjadi polutan yang berbahaya bagi lingkungan, antara lain limbah hidrokarbon petroleum (petroleum hydrocarbon/PHC). Petroleum dan turunannya merupakan campuran dari hidrokarbon padat, cair, dan gas. Komponen yang secara alami terbentuk pada reservoir

  

crude oil disebut hidrokarbon petroleum. Substansi ini bersifat

  toksik pada organisme tingkat tinggi (manusia, flora, fauna) dan organisme tingkat rendah seperti mikroorganisme (Atlas, 1981 dalam Ambarukmi dan Sriwuryandari, 2006).

  Limbah PHC dapat ditanggulangi dengan bioremediasi. Bioremediasi adalah suatu teknik dengan menggunakan mikroorganisme atau tumbuhan untuk detoksifikasi kontaminan.

  Salah satu alternatif dalam proses bioremediasi adalah dengan menggunakan fitoremediasi. Fitoremediasi didefinisikan sebagai pencucian polutan yang dimediasi oleh tumbuhan, termasuk pohon, rumput-rumputan, dan tumbuhan air. Pencucian bisa berarti penghancuran, inaktivasi atau imobilisasi polutan ke bentuk yang tidak berbahaya (Alarcón, 2006; Robertson et al., 2007). Salah satu tanaman yang berpotensi sebagai tanaman untuk fitoremediasi adalah Chrysopogon zizanioides.

  C. zizanioides merupakan rumput-rumputan perenial,

  dengan helai daun yang padat, dikarakterisasikan dengan batang yang kuat dan tegak dengan helai daun mencapai panjang 75 cm dan lebar 8 cm (World Bank, 1993 dalam Brandt, 2003). C.

  

zizanioides memiliki kapabilitas spesifik dalam mereduksi

  material organik seperti COD, BOD, amonia, dan juga logam

  zizanioides merupakan tanaman C4, termasuk tanaman perenial

  yang berumur panjang (10 tahun) dan mampu tumbuh pada rentang suhu -9 sampai 45°C serta toleran terhadap pH 4,5-10,5 (Kong et al., 2000 dalam Ambarukmi dan Sriwuryandari, 2006).

  C. zizanioides memiliki kemampuan untuk mengurangi polutan

  hidrokarbon dalam tanah serta mampu bertahan hidup dan menumbuhkan tunas baru pada tanah yang telah tercemar hidrokarbon. C. zizanioides juga menetralisasi alkalinitas dari tanah dan mempertahankan air (Ambarukmi dan Sriwuryandari, 2006). Selain itu, C. zizanioides mempunyai kemampuan untuk bersimbiosis dengan mikroflora tanah, yaitu bakteri rizosfer dan cendawan mikoriza arbuskular (CMA) (Leaungvutiviroj et al., 2010).

  Mikoriza (akar-cendawan) merupakan gabungan simbiotik dan mutualistik antara cendawan bukan patogen atau patogen lemah dan sel akar hidup, terutama sel korteks dan sel epidermis (Robertson et al., 2007). Mikoriza diduga mampu meningkatkan ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang tercemar hidrokarbon dengan cara meningkatkan serapan nutrisi tanaman dan air pada tanah (Alarcón, 2006). Secara umum, fungi dianggap lebih toleran terhadap zat kimia polutan berkonsentrasi tinggi daripada bakteri, kemungkinan hal ini dikarenakan perbedaan struktur dinding selnya (Blakely et al. 2002, dalam Robertson, 2007). Salah satu contoh CMA adalah Glomus

  aggregatum yang memiliki adaptasi yang lebih baik daripada

  mikoriza lain terhadap tanah yang terkontaminasi minyak dan menunjukkan kapasitas kolonisasi yang tinggi (Cabello, 1997). Dengan penambahan G. aggregatum pada C. zizanioides diharapkan dapat meningkatkan sebaran akar sehingga diharapkan efek rizosfer bertambah.

1.2 Permasalahan

  Permasalahan pada penelitian ini adalah

1. Bagaimanakah pengaruh penambahan cendawan mikoriza

  dalam melakukan fitoremediasi crude oil pada tanah yang terkontaminasi oleh PHC.

  2. Bagaimanakah pengaruh penambahan crude oil terhadap kemampuan C. zizanioides dalam melakukan fitoremediasi

  crude oil pada tanah yang terkontaminasi oleh PHC.

3. Pada perlakuan manakah yang menunjukkan tingkat penurunan TPH yang paling banyak dalam masa pengamatan.

  1.3 Batasan Masalah

  Pengukuran efektivitas fitoremediasi dalam penelitian ini dibatasi pada pengukuran nilai penurunan TPH (Total Petroleum

  

Hydrocarbon ), parameter pertumbuhan C. zizanioides, jumlah

  bakteri bulk soil dan rizosfer C. zizanioides, serta persentasi infeksi mikoriza pada tanah yang terkontaminasi PHC dengan menggunakan agensia fitoremediasi C. zizanioides yang dimodifikasi dengan penambahan G. aggregatum selama 3 bulan.

  1.4 Tujuan

  Tujuan penelitian ini adalah

  1. Mengetahui pengaruh penambahan cendawan mikoriza arbuskula G. aggregatum terhadap kemampuan C. zizanioides dalam melakukan fitoremediasi tanah yang terkontaminasi oleh PHC.

  2. Mengetahui pengaruh penambahan crude oil terhadap kemampuan C. zizanioides dalam melakukan fitoremediasi tanah yang terkontaminasi oleh PHC.

3. Mengetahui perlakuan yang menunjukkan tingkat penurunan TPH yang paling banyak dalam masa pengamatan.

1.5 Manfaat

  Adanya informasi mengenai kemampuan fitoremediasi yang dilakukan oleh C. zizanioides dengan penambahan cendawan G. aggregatum dan modifikasi komposisi tanah yang terkontaminasi PHC dapat digunakan sebagai salah satu informasi

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1.

2.1 Petroleum Hydrocarbon (PHC)

  Petroleum dan turunannya merupakan campuran dari hidrokarbon padat, cair, dan gas. Komponen yang secara alami terbentuk pada reservoir minyak mentah disebut hidrokarbon petroleum. Deposit batuan sedimenter ini merupakan formasi baru yang berasal dari residu organik organisme kuno dan terbentuk di bawah panas, tekanan, dan kondisi anaerob tereduksi selama periode waktu geologis (Brandt, 2003). Petroleum merupakan senyawa kompleks, terdiri atas alkana, sikloalkana, dan hidrokarbon aromatik, juga hidrokarbon alifatik (Haramaya et al.

  , 1998; Dutta dan Harayana, 2001 da lam Ambarukmi dan Sriwuryandari, 2006). Senyawa ini mengandung persentase rendah pada senyawa sulfur, oksigen, dan nitrogen, dengan tambahan logam dan senyawa lain. Substansi ini bersifat toksik pada organisme tingkat tinggi (manusia, flora, fauna) dan organisme tingkat rendah seperti mikroorganisme (Atlas, 1981 dalam Ambarukmi dan Sriwuryandari, 2006). Pada tanah, toksisitas PHC (Petroleum Hydrocarbon) pada organisme tanah, termasuk tanaman, terjadi bersamaan dengan perubahan fisik dan kimia pada tanah akibat kontaminasi PHC (Trofimov dan Rozanova, 2003).

  Senyawa petroleum secara umum dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori komponen utama: hidrokarbon dan non- hidrokarbon. Hidrokarbon hampir meliputi semua komponen dalam produk petroleum dan merupakan senyawa yang utama (tetapi tidak selalu) diukur sebagai Total Petroleum Hydrocarbon (TPH). Komponen non-hidrokarbon (yang mengandung heteroatom sulfur, nitrogen, dan oksigen, sebagaimana karbon dan hidrogen pada molekul) dan relatif minor pada sebagian besar bahan bakar motor dan cenderung berkonsentrasi pada fraksi menjadi parafinik, aspaltik, dan campuran (Todd et al., 1999 dalam Brandt, 2003). Menurut Kamath et al. (2004), TPH dibagi menjadi dua kategori. Gasoline range organics (GRO) terdiri atas alkana berantai pendek (C6-C10) dengan titik didih rendah (60- 170°C) seperti isopentana, 2,3-dimetil butana, n-butana dan n- pentana, dan senyawa aromatik yang mudah menguap seperti hidrokarbon monoaromatik benzena, toluena, etilbenzena, dan xilena (BTEX). Diesel range organics (DRO) termasuk alkana berantai panjang (C10-C40) dan zat kimia hidrofobik seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (polycyclic aromatic

  hydrocarbons (PAH). Klasifikasi senyawa TPH dapat dilihat pada

  gambar berikut:

  HIDROKARBON PETROLEUM Aromatik Alifatik

Asetilena Monoaromatik

  Parafin Diaromatik (Alkuna) (Alkana) Hidrokarbon poliaromatik Olefin Naftena

  (Alkena) (Sikloalkana) Gambar 2.1

  Klasifikasi senyawa TPH (Potter dan Simmons, 1998 dalam Brandt, 2003 dengan perubahan)

  TPH dianggap polutan berbahaya dan mengandung senyawa yang bisa mengalami biokonsentrasi dan bioakumulasi dalam rantai makanan, merupakan toksik, dan beberapa fraksinya seperti benzena dan benzo[a]pirena diketahui sebagai mutagen dan karsinogen (Kamath, et al., 2004). Konstituen hidrokarbon dapat dikelompokkan menjadi hidrokarbon jenuh, hidrokarbon tak jenuh, dan senyawa aromatik.

  2.2.1 Alifatik

  Alifatik dibagi lagi menjadi 4 kelas: parafin (alkana), olefin (alkena), asetilen (alkuna) dan naftan (sikloalkana). Parafin, olefin, dan asetilen merupakan hidrokarbon yang dibentuk dari rantai lurus atau bercabang. Parafin bersifat jenuh, sementara olefin dan asetilen merupakan hidrokarbon tidak jenuh karena masing-masing memiliki ikatan rangkap dua dan tiga. Naftan merupakan hidrokarbon jenuh dengan satu cincin atau lebih yang bisa dikombinasikan dengan satu rantai sisi parafin atau lebih. Hanya alifatik jenuh seperti parafin dan naftan yang berperan penting dalam analisis kualitas minyak mentah (Reis, 1996 dalam Brandt, 2003). Senyawa alifatik umumnya kurang toksik daripada aromatik dan toksisitasnya bervariasi tergantung pada ukuran senyawa (Edwards et al., 1998 dalam Brandt, 2003).

  2.2.2 Aromatik

  Komponen struktural dari molekul hidrokarbon aromatik adalah satu atau lebih cincin enam karbon (benzena) yang menunjukkan stabilitas kimiawi yang tinggi akibat adanya ikatan rangkap dua. Cincinnya terkadang dihubungkan dengan cincin naftan yang tersubstitusi atau rantai sisi parafin. Hidrokarbon aromatik dibagi menjadi hidrokarbon monoaromatik, dikromatik, dan poliaromatik. Monoaromatik memiliki satu cincin seperti benzena, toluena, etilbenzena, dan xilena, yang dikenal sebagai BTEX. Diaromatik memiliki 2 cincin benzena yang berfusi. Hidrokarbon poliaromatik (polyaromatic hydrocarbon/PAH) merupakan struktur cincin aromatik terkondensasi dengan lebih dari dua cincin benzena berfusi. Hidrokarbon aromatik merupakan konstituen penting dalam analisis kualitas minyak mentah (Reis, 1996 dalam Brandt, 2003).

  Gambar 2.2 Contoh jenis BTEX (Kamath, et al., 2004)

  Gambar 2.3

Hidrokarbon jenis PAH (Kamath, et al., 2004)

2.2.3 Komponen Hidrokarbon yang Lain

  Lebih lanjut, aspal dan resin juga penting dalam analisis kualitas minyak mentah. Kedua senyawa tersebut didefinisikan sebagai fraksi polar petroleum (Diallo et al., 2000 dalam Brandt, 2003). Aspal merupakan hidrokarbon poliaromatik besar yang mengandung rantai alifatik pendek dan atom polar seperti sulfur, oksigen, nitrogen, dan berbagai macam logam (Nalwaya et al., 1999).