BAKTERI PENGKOMPLEKS LOGAM Pb DAN Cd DAR

Marina Chimica Acta, April 2005, hal. 25-28
Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Hasanuddin

Vol. 6 No.1
ISSN 1411-2132

BAKTERI PENGKOMPLEKS LOGAM Pb DAN Cd DARI LIMBAH CAIR
PT. KAWASAN INDUSTRI MAKASSAR
Dirayah R. Husain dan Irna Haemi Muchtar

Jurusan Biologi Fakultas MIPA Universitas Hasanuddin
Jl. Perintis Kemerdekaan KM. 10 Makassar, Sulawesi Selatan
ABSTRACT

The research was aimed to isolate bacteria that could reduce lead (Pb) and cadmium(Cd) from the
wastewater of PT Kawasan Industri Makassar (PT KIMA). It is found 8 isolates, 2 isolates (A and B) could
reduce lead and cadmium, otherwise only isolate F could reduce cadmium. Isolate A shows highest reduction
for lead (94,23 %) while 99,66 % for cadmium by isolate F at 1 ppm for each metal after 96 hours incubation.
Key words : bacteria, wastewater, reduce, lead, cadmium

konsentrasi hingga 1000 ppm. Sedangkan pada media

yang mengandung CdSO4, isolat bakteri tersebut
dapat tumbuh hingga konsentrasi 50 ppm.

PENDAHULUAN
Limbah cair industri atau pabrik seringkali
dibuang atau dialirkan melalui badan air seperti
sungan dan saluran air ke daerah pesisir pantai.
Limbah tersebut umumnya mengandung logam berat
yang dapat mencemari lingkungan perairan.Logam
berat yang terkandung dalam limbah tersebut dapat
berupa Zn, Pb, Hg dan Ni (Hellawell, 1986).
Sebagian besar logam berat (seperti Pb, Cd, Cr dan
Hg) berpengaruh besar terhadap lingkungan karena
toksisitasnya (Bishop, 2000),. Timbal (Pb) dan
kadmium (Cd) merupakan 2 jenis logam berat yang
sangat berbahaya setelah merkuri (Hg). Kedua jenis
logam ini merusak sistem jaringan dan syaraf
manusia. Selain itu, logam berat dapat terakumulasi
di dalam jaringan organisme (bioakumulatif) (Lu,
1995).

PT. Kawasan Industri Makassar (PT. KIMA)
menampung berbagai macam industri yang
berpotensi menghasilkan limbah (padat, gas dan cair)
khususnya limbah cair yang dapat mengandung
logam Pb dan Cd. Selain itu, limbah cair dap[at
menjadi habitat dari berbagai jenis mikroba antara
lain : Enterobacter, Achromonas,Flavobacterium,
dan Pseudomonas yang termasuk dalam kelompok
bakteri Gram negatif (Boyle, 1993).
Pengolahan limbah cair industri yang
mengandung logam berat secara biologi dapat
dilakukan
dengan
memanfaatkan
aktivitas
metabolisme mikroorganisme (Atlas dan Bartha,
1981). Oleh Hughes dan Poole (1989) menyatakan
bahwa mikroorganisme dapat menghilangkan logam
berat melalui proses adsorpsi, produksi senyawa
ekstraseluler atau sintesis enzimatis. Demikian pula

Bewtra dan Biswar (1990) melaporkan bahwa
berbagai mikroorganisme memiliki kemampuan
dalam mentoleransi logam pada konsentrasi yang
lebih tinggi setelah aklimatisasi.
Penelitian lebih spesifik dilakukan oleh
Immamuddin dan Sunarko (1996) yang menunjukkan
bahwa bakteri dari sungai yang tercemar oleh logam
berat dalam konsentrasi tinggi dapat tumbuh pada
media yang mengandung Pb(C2H3O2)6 dengan

BAHAN DAN METODE

Bahan
Isolat bakteri diperoleh dengan mengambil limbah
cair dari instalasi pengolahan air limbah PT. KIMA.
Medium pertumbuhan yang digunakan adalah
medium nutrient agar (NA) dengan komposisi per
liter : pepton 5 g, ekstrak daging 3 g, agar 20 g dan
medium basal minima (MBM) dengan komposisi per
liter : Na2HPO4 6 g, KH2PO4 3 g, NaNO3 1 g, CaCO3

0,05 g, MnSO4 0,05 g, MgSO4 0,05 g, FeSO4. 7H2O
0,025 g, glukosa 1 g. Logam yang diuji adalah
Pb(C2H3O2)2.3H2O dan CdSO4 masing-masing dibuat
dalam konsentrasi (ppm) : 0,02; 0,05; 0,5; 1 dan 1,5.
Prosedur Kerja
Tahap prakultur
Sebanyak 10 ml limbah disuspensi ke dalam 90 ml
akuades steril 1 ml. Suspensi (1 ml) diinokulasikan
ke dalam 50 ml MBM. Diinkubasi pada penggojog
dengan kecepatan 150 rpm selama 2 X 24 jam pada
suhu kamar.
Tahap kultur
Prakultur (1 ml) diinokulasikan ke dalam 50 ml
MBM. Diinkubasi pada penggojog dengan kecepatan
150 rpm selama 2 x 24 jam pada suhu kamar.
Isolasi bakteri
Kultur (1 ml) diencerkan 10-6. Dengan metode tuang,
1 ml dari pengenceran 10-6 diinokulasikan pada NA
cawan. Diinkubasi 1 2 x 24 jam pada suhu 32oC.
Setiap

koloni
yang berbeda
morfologinya
dipindahkan pada NA miring sebagai stok isolat
bakteri uji. Kemudian dilakukan pengecatan Gram.
Uji resistensi
Isolat bakteri uji ditumbuhkan dalam 50 ml MBM
pada penggojog dengan kecepatan
150 rpm pada

25

Dirayah R. Husain dan Irna Haemi Muchtar

Mar.Chim. Acta

suhu kamar. Paper disk direndam dalam larutan
logam berat selama 5 menit. Penanaman secara
metode sebar dengan mengambil 0,1 ml kultur yang
diinokulasikan pada nutrien agar sebanyak 20 ml.

Paper disk yang mengandung logam diletakkan di
atas media. Diinkubasi 24 jam pada suhu 32 oC.
Pengamatan dilakukan dengan mengukur zona
bening (zona hambatan) yang terbentuk di sekitar
kertas cakram.

HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Isolasi bakteri
Hasil isolasi diperoleh 8 isolat dengan pemberian
nama isolat yaitu isolat A, B, C, D, E, F, G, dan H.
Ciri-ciri morfologi makroskopis dan mikroskopis ke8 isolat yang diperoleh disajikan berturut-turut pada
Tabel 1 dan Tabel 2.
Secara keseluruhan pertumbuhan isolat
bakteri memperlihatkan bentuk koloni yang sama
(Tabel 1) yaitu bulat, kecuali isolat G yang memiliki
koloni berbentuk tidak teratur. Isolat B, D, dan H
memiliki warna koloni putih sedang isolat lainnya
berwarna putih kekuningan. Isolat A, B, C, D dan H
memiliki tepi koloni rata sedang isolat E, F dan G
memiliki tepi koloni yang bergelombang. Struktur

dalam dari semua koloni isolat bakteri adalah opaque
(tidak tembus cahaya), kecuali isolat J yang memiliki
struktur koloni transparan.
Hasil pengecatan Gram menampakkan
bahwa semua isolat bakteri termasuk dalam
kelompok bakteri Gram negatif. Menurut Boyle
(1993), bakteri yang terdapat pada limbah cair
termasuk dalam kelompok bakteri Gram negatif.
Sedangkan Hughes dan Poole (1989) menyatakan
bahwa bakteri Gram negatif umumnya lebih toleran
terhadap pengaruh logam berat dibandingkan bakteri
Gram positif karena struktur dinding selnya yang
kompleks di mana dapat mengikat dan mengimobilisasi sebagian besar ion logam termasuk Pb2+ dan
Hg2+ . Logam-logam tersebut terikat pada gugus
karboksil pada rantai peptida dari peptidoglikan dan
gugus fosfat dari lipopolisakarida.

Analisis reduksi logam
Sebanyak 1 ml isolat bakteri uji yang resisten
diinokulasikan pada 50 ml MBM dengan konsentrasi

masing-masing logam sebesar 1 ppm. Diinkubasi
pada penggojog dengan kecepatan 150 rpm selama
4 x 24 jam pada suhu kamar. Kultur disentrifugasi
pada kecepatan 5000 rpm selama 5 menit. Supernatan
dianalisis dengan Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS) Shimadzu AA-6200 untuk mengetahui
konsentrasi logam yang tereduksi. Daya reduksi (DR)
dari masing-masing isolat bakteri uji dihitung sesuai
Persamaan (1).

DR =

C(a) - C(b)
------------------ x 100 %
C(a)

(1)

Keterangan :
C(a) = Konsentrasi awal (ppm)
C(b) = Konsentrasi akhir (ppm)

Tabel 1.
Morfologi koloni isolat bakteri secara makroskopik
Isolat
Bentuk
Warna
A
Bulat
Putih kekuningan
B
Bulat
Putih
C
Bulat
Putih kekuningan
D
Bulat
Putih
E
Bulat

Putih kekuningan
F
Bulat
Putih kekuningan
G
Tidak teratur
Putih kekuningan
H
Bulat
Putih
Keterangan: Opaque = Tidak tembus cahaya

Isolat
A
B
C
D
E

F

G
H

Tepi
Rata
Rata
Rata
Rata
Bergelombang
Bergelombang
Bergelombang
Rata

Tabel 2.
Morfologi isolat bakteri secara mikroskopik
Bentuk

Gram

Bulat
Bulat
Spiral
Bulat
Bulat

Negatif
Negatif
Negatif
Negatif
Negatif

Bulat
Bulat
Bulat

Negatif
Negatif
Negatif

26

Struktur Dalam
Opaque
Opaque
Opaque
Opaque
Opaque
Opaque
Opaque
Transparan

Vol. 6 No. 1

Bakteri Pengkompleks Logam Pb dan Cd

Tabel 3.
Hasil pengukuran zona hambatan (mm) logam Pb dan Cd
terhadap pertumbuhan isolat bakteri
Isolat

0,02
0
0
0
0
0
0
0
0

A
B
C
D
E
F
G
H

0,05
0
6
0
0
0
0
0
0

Pb

0,5
0
0
7
0
0
0
0
0

Konsentrasi (ppm)
1
0
0
11
9
9
7
8
7

1,5
0
0
12
10
12
10
13
9

0,02
0
0
0
0
7
0
0
0

0,05
0
0
0
0
7
0
0
0

Cd

0,5
0
0
0
0
8
0
0
8

1
0
0
0
9
9,5
0
7
9

1,5
7
0
12
11
12
0
9
12,5

Tabel 4.
Pengukuran absorbansi logam Pb dan Cd
Isolat
A
B
A
B
F

Logam
Pb
Pb
Cd
Cd
Cd

Ulangan
I
II
0,0004
0,0003
0,0007
0,0006
0,0118
0,0107
0,0150
0,0115
0,0071
0,0064

Konsentrasi (ppm)
I
II
0,0577
0,0479
0,0871
0,0773
0,0226
0,0184
0,0347
0,0214
0,0047
0,0021

Konsentrasi ratarata
0,0528
0,0822
0,0205
0,0281
0,0034

Tabel 5.
Daya reduksi (DR) logam Pb dan Cd oleh beberapa isolat bakteri
Isolat
A
B
A
B
F

Logam
Pb
Pb
Cd
Cd
Cd

C(a)
(ppm)
1
1
1
1
1

C(b)
(ppm)
0,0577
0,0822
0,0205
0,0281
0,0034

3.

DR
(%)
94,23
91,78
97,95
97,19
99,66

Analisis reduksi logam Pb dan Cd oleh isolat
bakteri
Berdasarkan hasil pengukuran zona hambatan
yang terbentuk pada logam Pb dan Cd selanjutnya
dilakukan uji untuk mengetahui kemampuan reduksi
(pengurangan) logam Pb dan Cd oleh isolat bakteri
dalam media yang mengandung logam tersebut.
Hasil analisis reduksi logam Pb dan Cd
menunjukkan bahwa isolat A dan B memiliki daya
reduksi terhadap logam Pb masing-masing sebesar
94,23 % dan 91,78 %. Untuk logam Cd, isolat F, A
dan B memiliki daya reduksi masing-masing sebesar
99,66 %, 97,95 % dan 97,19 %. Hasil keseluruhan
dapat dilihat pada Tabel 5.
Isolat A dan B memiliki daya reduksi lebih
tinggi terhadap logam Cd dibandingkan logam Pb.
Perbedaan ini dapat disebabkan oleh perbedaan
metabolisme dan densitas sel dari masing-masing
isolat. Dalam penelitian ini, sampel yang dianalisis

2. Uji resistensi isolat bakteri terhadap logam
Tabel 3 menunjukkan dari 8 isolat bakteri
yang diuji hanya 3 isolat yang tidak memperlihatkan
adanya zona hambatan (resisten) hingga konsentrasi
1 ppm yaitu isolat A dan B untuk kedua jenis logam
dan isolat F untuk logam Cd.
Menurut Atlas (1981), mikroba yang hidup
pada air buangan industri mencerminkan kemampuan
mikroba tersebut untuk beradaptasi terhadap
lingkungan dengan kandungan logam berat yang
relatif tinggi. Selain itu, Gadd (1993) menyatakan
bahwa bakteri yang resisten (tahan) terhadap logam
berat disebabkan kemampuan untuk mendetoksifikasi
pengaruh logam berat dengan adanya protein atau
material granuler seperti polifospat di dalam sel yang
mampu mengikat Pb dan Cd. Demikian pula oleh
adanya plasmid pada bakteri menyebabkan bakteri
dapat resisten terhadap logam berat (Hughes dan
Poole, 1989).
27

Dirayah R. Husain dan Irna Haemi Muchtar
Acta

Mar.Chim.

mikroorganisme dalam medium yang mengandung
logam berat. Akibatnya proses absorpsi logam pada
dinding sel akan menjadi lebih efektif pada pH
tertentu. Collins (1992) menyatakan bahwa beberapa
jenis bakteri, Saccharomyces cerevisiae dan kaolinat
mengalami perubahan muatan pada pH medium di
bawah 5,0 yaitu negatif menjadi positif sebaliknya
pada pH yang lebih tinggi muatan menjadi negatif.
Hal tersebut disebabkan oleh adsorpsi logam bivalen
seperti Pb2+ dan Cd2+ apabila pH di bawah 5.
Sedangkan Sandrin (2000) menemukan bahwa
penambahan rhamnolipid sebesar 10 kali dari
konsentrasi Cd dalam medium kultur diketahui dapat
menurunkan konsentrasi Cd.

adalah cairan kultur yang sudah bebas dari sel bakteri
melalui sentrifugasi. Sehingga kemungkinan logam
yang tereduksi telah diakumulasi sebagai senyawa
kompleks di dalam sel bakteri (isolat). Densitas sel
yang tinggi memungkinkan reduksi logam dalam
cairan kultur lebih besar.
Selain akumulasi logam sebagai senyawa
kompleks di dalam sel bakteri, kemampuan bakteri
dalam mereduksi atau menghilangkan logam berat
dapat terjadi melalui pembentukan senyawa logam
yang mengandung presipitat melalui reaksi dengan
senyawa ekstraseluler atau anion seperti sulfida atau
fosfat dan volatilisasi logam melalui biotransformasi
(Hughes dan Poole, 1989). Penelitian oleh Wang
(1997) menunjukkan bahwa pembentukan senyawa
kadmium yang mengandung sulfat mengurangi
konsentrasi kadmium terlarut yang ditunjukkan oleh
adanya presipitat berwarna kuning terang pada
medium kultur.
Kemampuan mikroorganisme untuk mereduksi
logam berat dipengaruhi oleh jenis bakteri dan
metode kulturisasinya (Suhendrayatna, 2000).
Bakteri Gram negatif mengikat kurang lebih
sepersepuluh dari jumlah logam yang terikat pada
bakteri Gram positif (Hughes dan Poole, 1989).
Parameter lingkungan seperti pH, suhu, sumber
energi, dan kehadiran ion lain dapat mengendapkan
logam sebagai garam yang tidak larut di mana dapat
menyebabkan tidak optimumnya pertumbuhan

KESIMPULAN
Dari 8 isolat yang diperoleh hanya 2 isolat,
yaitu isolat A dan B, yang dapat mereduksi Pb dan
Cd sedang isolat F hanya dapat mereduksi Cd.
Isolat A memiliki daya reduksi paling tinggi
terhadap Pb yaitu sebesar 94,23 % sedang isolat F
memiliki daya reduksi 99,66 % pada konsentrasi 1
ppm untuk masing-masing logam dalam waktu
inkubasi 96 jam.

DAFTAR PUSTAKA
Atlas, R.M. dan R. Bartha, 1981. Microbial Ecology. Addison Wesley. Philippines: 439-442.

Bewtra, J.K. dan N. Biswar. 1990. Biological Process in Toxic Waste Treatment. Dalam R.D. Tyadi dan K. Vembu, ed.
Wastewater Treatment by Immobilized Cells. Academic Press, Florida.
Bishop, P.L. 2000. Pollution Prevention: Fundamental and Practise. Mc. Graw -Hill Inc., Singapore.

Boyle, M. 1993. Microbial Ecology of Sewage Treatment. Dalam T.E. Ford, ed. Aquatic Microbiology an Ecological Approach.
Blackwell Scientific Publication, Cambrigde.

Collins, Y.E. and G. Stotzky. 1992. Heavy Metals Alter the Electrokinetic Properties of Bacteria, Yeast and Clay Minerals.
Dalam Journal Applied and Environmental Microbiology. Vol. 58 No. 52: 1592-1600.

Gadd,G. M. 1992. Heavy Metal Pollutans : Environmental and Biotechnological Aspects. Dalam J. Lederberg, ed. Encyclopedia
of Microbiology. Vol. 2. Academic Press, USA, 355.
Hellawell, J.M. 1986. Biological Indicator Fresh Water: Pollution and Environmental Management, Elsevier Applied Science,
USA.
Hughes, M.N. and R.K. Poole, 1989. Metals and Microorganism, Chapman and Hall, New York: 253-339.

Imamuddin, H. dan B. Sunarko. 1996. Seleksi Biak-biak yang Mampu Tumbuh pada Media yang Mengandung Logam Berat.
Dalam Laporan Tehnik Proyek Litbang dan Pendayagunaan Biota Darat 1995/1996. LIPI. Bogor: 288-294.
Lu, F.C. 1995. Toksikologi Dasar: Asas, Organ Sasaran dan Penilaian Resiko. UI-Press. Jakarta: 358-361.
Sandrin, T.R., A.M. Chech and R.M. Maier, 2000. A Rhamnolipid Biosurfactan Reduces Cadmium Toxicity during Naphtalene
Biodegradation. Dalam Journal Applied and Environmental Microbiology, Vol. 66 No. 10 : 4585 4588.

Suhendrayatna, 2000. Bioremoval Logam Berat dengan Menggunakan Mikroorganisme : Suatu Kajian Kepustakaan. http: //
www. std.ryu.titech,ac.jp/~indonesia/zoa/pape/html/papersuhendrayatna (diakses September 2002).

Wang, C.L. et. all. 1997. Cadmium Removal by a New Strain of Pseudomonas aeruginosa in Aerobic Culture. Dalam Journal
Applied and Environmental Microbiology, Vol. 63 No. 10: 4075-4078.

28

Vol. 6 No. 1

Bakteri Pengkompleks Logam Pb dan Cd

29