Pengaruh Air Sabun terhadap Komunitas Ba

LAPORAN
STUDI LAPANG (BIO 301)

Pengaruh Air Sabun Terhadap Komunitas Bakteri pada Bendungan Mata Air
Spring Hutan Pendidikan Gunung Walat

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014

1

RINGKASAN
NIEDYA OCTAFYANNA, DWI EGGA PRASETYO RICARDI, dan WARSIH.
Pengaruh Air Sabun Terhadap Komunitas Bakteri pada Bendungan Mata Air Spring Hutan
Pendidikan Gunung Walat. Dibimbing oleh PROF. DR. IR. ANTONIUS SUWANTO,
M.SC.
Indonesia dengan luas wilayah yang terdiri dari 70% lautan merupakan negara
kepulauan dengan luas perairan diperkirakan mencapai 5,8 juta km2. Namun saat ini,
sangat banyak terjadi pencemaran air. Pencemaran tersebut bisa berasal dari limbah pabrik,

pertanian, atau limbah air rumah tangga. Limbah tersebut dapat mempengaruhi komunitas
bakteri yang menjaga stabilitas ekosistem perairan karena komunitas bakteri tersebut dapat
mendegradasi gas H2S yang berbahaya bagi ekosistem perairan. Gas H2S terbentuk dari
penguraian asam sulfat natural yang terdapat pada lumpur sedimen dari suatu perairan
seperti danau. Oleh karena itu, percobaan ini bertujuan untuk mempelajari dampak dari
pengaruh air sabun terhadap komunitas bakteri dengan menggunakan kolom Winogradsky.
Pengambilan sampel lumpur sedimen untuk melakukan percobaan ini dilaksanakan
pada tanggal 24 juni 2014 di Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW) Sukabumi. Hutan
Pendidikan Gunung Walat (HPGW) merupakan hutan yang dikelola oleh Fakultas
Kehutanan IPB sebagai Hutan Pendidikan. HPGW tidak terdapat danau akan tetapi
terdapat beberapa bendungan air. Oleh karena itu, percobaan ini mengambil sampel lumpur
sedimen dari salah satu bendungan air HPGW, yaitu Bendungan Spring. Lumpur sedimen
tersebut akan dimasukan kedalam kolom Winogradsky dengan melakukan beberapa
perlakuan. Perlakuan dibagi menjadi dua set, yaitu set pertama dilakukan dengan perlakuan
air sabun dan set kedua dilakukan tanpa perlakuan air sabun. Masing-masing set akan
diberi empat perlakuan, yaitu penambahan selulosa, penambahan sulfur, penambahan
selulosa+sulfur, dan kontrol (tidak diberi penambahan).
Hasil percobaan menunjukan bahwa kolom Winogradsky yang diberi perlakuan
menggunakan air sabun akan memiliki populasi bakteri yang lebih sedikit daripada kolom
Winogradsky yang tidak menggunakan air sabun dilihat dari jumlah lapisan dan kepekatan

warna lapisan. Pada perlakuan yang menggunakan air sabun kontrol memiliki 2 lapisan
(hitam dan orange), selulosa memiliki 2 lapisan (hitam dan merah bata), sulfur 3 lapisan
(hitam, abu-abu, merah), selulosa+sulfur 3 lapisan (hitam, abu-abu, dan merah). Pada
perlakuan yang tidak menggunakan air sabun kontrol memiliki 3 lapisan (hitam, merah,
dan bening), selulosa 3 lapisan (hitam, orange, dan merah), sulfur 3 lapisan (hitam, ungu,
dan merah), selulosa+sulfur 4 lapisan (hitam, ungu, abu-abu, dan merah). Warna tersebut
dapat terjadi karena reaksi dari metabolisme bakteri dengan sumber nutrien yang terdapat
pada kolom Winogradsky.

2

LAPORAN KEGIATAN STUDI LAPANG (BIO 301) TAHUN 2014
Judul

: Pengaruh Air Sabun Terhadap Komunitas Bakteri pada Bendungan Mata
Air Spring Hutan Pendidikan Gunung Walat

Penyusun

: Niedya Octafyanna

G34120023

Dwi Egga Prasetyo Ricardi G34120026
Warsih

G34120065

Bogor, 15 Juli 2014
Menyetujui,

(Prof. Dr. Ir. Antonius Suwanto, M.Sc.)
Pembimbing

Mengetahui,

(Dr. Ir. Iman Rusmana)
Ketua Departemen

3

KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Allah SWT senantiasa penulis panjatkan karena berkat
rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan studi lapang yang berjudul
Pengaruh Air Sabun Terhadap Komunitas Bakteri pada Bendungan Mata Air Spring Hutan
Pendidikan Gunung Walat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Prof. Dr. Ir. Antonius Suwanto, M.Sc. sebagai pembimbing studi lapang yang
telah memberikan bimbingan dan arahan selama studi lapang.
2. Hutan Pendidikan Gunung Walat yang telah memberikan fasilitas demi
terlaksananya kegiatan studi lapang.
3. Bapak Sutisna sebagai pengelola rumah kaca yang telah memberikan tempat
pengamatan penelitian ini.
4. Keluarga penulis yang senantiasa memberikan doa dan dukungan kepada
penulis.
5. Berbagai pihak yang telah terlibat dalam penyusunan laporan studi lapang ini
yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini belum sempurna sehingga penulis
mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak guna perbaikan di masa mendatang.
Penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.

Bogor, 15 Juli 2014

Penulis

4

DAFTAR ISI
RINGKASAN ........................................................................................................................ 2
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................................... 3
KATA PENGANTAR ........................................................................................................... 4
DAFTAR ISI.......................................................................................................................... 5
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................. 6
PENDAHULUAN ................................................................................................................. 7
BAHAN DAN METODE ...................................................................................................... 8
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................................. 9
KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................... 13
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 14
LAMPIRAN......................................................................................................................... 15

5

DAFTAR GAMBAR
Gambar 1 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Gunung Walat perlakuan air keran........9
Gambar 2 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Gunung Walat perlakuan air sabun.......9
Gambar 3 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Danau LSI IPB air keran.....................11
Gambar 4 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Danau LSI IPB dengan air sabun........11
Gambar 5 Membran Sel.......................................................................................................12
Gambar 6 Lokasi Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW)............................................15
Gambar 7 Bendungan Mata Air Spring...............................................................................15

6

PENDAHULUAN
Hutan Pendidikan Gunung Walat (HPGW) terletak 2,4 km dari poros jalan
Sukabumi-Bogor (Desa Segong). HPGW memiliki luas 359 ha, yang secara geografis
terletak pada koordinat 6 ̊ 53’35” – 6 ̊ 55’10” LS dan 106 ̊ 47’50” – 106 ̊ 51’30” BT.
HPGW hanya dilewati beberapa anak sungai dan memiliki beberapa mata air, sehingga
sumber air yang tergenang hanyalah bendungan-bendungan dari mata air tersebut.
Pengamatan komunitas bakteri pada sedimen bendungan mata air HPGW akan dibuat

miniaturnya dalam bentuk kolom Winogradsky.
Kolom Winogradsky adalah sebuah ekosistem mikroba buatan yang berfungsi
sebagai sumber kultur penyuburan dalam jangka panjang. Kolom Winogradsky merupakan
ide seorang ilmuan Rusia bernama Sergei Winogradsky yang digunakan pertama kali pada
abad ke -19 untuk mempelajari mikroorganisme tanah. Komunitas bakteri tersebut akan
kita pelajari fungsi sesuai ekologinya pada kolom Winogradsky dengan melihat adanya
lapisan warna-warna yang terbentuk. Kandungan sedimen juga mempengaruhi tumbuhnya
jenis bakteri sehingga warna lapisan yang terbentuk akan berbeda-beda. Kandungan dalam
tanah (sedimen) yang diperlukan oleh seluruh Sel diantaranya memerlukan karbon, dan
hampir seluruh prokariot membutuhkan bahan organik sebagai sumber karbonnya.
Penyusun sel bakteri sekitar 13%-nya adalah nitrogen yang diantaranya merupakan
penyusun dari asam nukleat, protein dan beberapa penyusun sel lainnya. Nitrogen yang
terdapat di alam dalam bentuk anorganik seperti amonia (NH3, nitrat (NO3-). Beberapa
makronutrien yang diperlukan diantaranya P, S, K, Mg, C, Na. Selain itu mikronutrien juga
diperlukan dalam pertumbuhan dan perkembangan bakteri, mikronutrien yang diperlukan
yaitu Fe beserta elemen besi lainnya (David et al. 2012).
Saat ini pencemaran lingkungan, seperti limbah air cucian dapat mengganggu
komunitas bakteri sehingga komunitas bakteri tersebut terganggu peran dan fungsinya
dalam menjaga stabilitas ekosistem perairan. Hal tersebut terjadi karena rusaknya siklus
dan fungsi komunitas bakteri yang disebabkan oleh limbah air cucian, karena sabun

mengandung antiseptik untuk membunuh kuman. Antiseptik tersebut memiliki kandungan
utama pembasmi mikroorganisme, yaitu alkohol. Alkohol bekerja sebagai antiseptik
dengan merusak dinding sel bakteri (McDonald et al. 2010). Oleh karena itu, peercobaan
ini bertujuan untuk mempelajari dampak dari pengaruh air sabun terhadap komunitas
bakteri dengan menggunakan kolom winogradsky.

7

BAHAN DAN METODE
Lokasi
Pengambilan sampel sedimen dilaksanakan pada tanggal 24 Juni 2014 pukul 16.00
di Bendungan Mata Air Spring pada ketinggian 570 m dengan posisi S 060 54,892’ dan E
1060 49,497’ Hutan Pendidikan Gunung Walat Sukabumi.
Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 1 buah sekop, 1 buah ember
berukuran sedang, timbangan, 1 pack plastik, 1 buah corong, 8 buah tabung botol plastik
ukuran 1,5 liter, 1 buah cutter, solatip, spidol, label, dan GPS. Bahan yang digunakan
dalam melakukan perlakuan adalah sampel sedimen, rendaman kertas koran 200 g, 4 buah
kuning telur, air keran, sabun, dan bubuk kapur 150 g.
Metode

Metode yang kita gunakan adalah kolom winogradsky. Sampel sedimen diambil
pada lokasi yang telah ditentukan di Hutan Pendidikan Gunung Walat. Setelah
ditemukannya lokasi yang tepat, GPS digunakan untuk mendapatkan data deskripsi lokasi
tersebut. Kemudian sampel sedimen diambil dari bendungan tersebut dengan
menggunakan sekop dan sampel ditaruh kedalam ember.
Kedelapan botol plastik dipotong bagian mulut tabung agar didapatkan permukaan
botol yang rata (Gambar). Kedelapan botol tersebut akan dijadikan 2 set perlakuan, yaitu 1
set diisi dengan air yang mengandung sabun dan 1 set diisi oleh air keran biasa. Pada satu
set terdapat empat buah botol. Botol pada setiap set diberikan label, yaitu kontrol, selulosa,
sulfur, dan selulosa+sulfur.
Kemudian seluruh sampel sedimen pada ember dicampur dengan bubuk kapur
150g. Pada set pertama, botol yang berlabel kontrol diisi dengan sedimen yang tercampur
bubuk kapur setinggi 8cm. Botol yang berlabel selulosa diisi dengan sedimen yang
tercampur bubuk kapur ditambahkan 50 g rendaman kertas koran setinggi 8 cm. Botol
yang berlabel sulfur diisi dengan sedimen yang tercampur bubuk kapur ditambahkan 1
butir kuning telur setinggi 8 cm. Botol yang berlabel selulosa+sulfur diisi dengan sedimen
yang tercampur bubuk kapur ditambahkan satu butir kuning telur dan 50 g rendaman kertas
koran setinggi 8 cm. Keempat botol tersebut diisi oleh air sabun setinggi 15 cm. Lakukan
hal tersebut pada set kedua namun hanya diisi oleh air keran. Lakukan pengamatan
dilakukan satu kali dalam seminggu. Amati dan catat perubahan yang terjadi.

8

HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengamatan kolom Winogradsky membutuhkan waktu minimal selama 8 minggu
dan akan lebih baik jika dilakukan dalam jangka waktu yang lebih lama. Namun,
pengamatan pada percobaan studi lapangan ini hanya dapat dilakukan selama 2 minggu
karena terbatasnya waktu. Berikut hasil pengamatannya:

(a)
(b)
(c)
Gambar 1 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Gunung Walat perlakuan air keran
(a) Kondisi minggu ke-0 (b) Kondisi minggu ke-1 (c) Kondisi minggu ke-2

(a)
(b)
(c)
Gambar 2 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Gunung Walat perlakuan air sabun
(a) Kondisi minggu ke-0 (b) Kondisi minggu ke-1 (c) Kondisi minggu ke-2

Hasil percobaan tersebut memperlihatkan adanya perubahan kondisi di dalam
kolom Winogradsky. Perubahan tersebut ditandai dengan terbentuknya warna hitam, abuabu, jingga, dan merah. Lapisan warna tersebut terbentuk karena hasil dari metabolisme
bakteri dengan sumber nutrisi yang terkandung di dalam sedimen lumpur. Kolom
Winogradsky terbagi menjadi tiga zona, yaitu zona anaerob yang terletak pada dasar
kolom, zona mikroaerofilik yang terdapat pada tengah kolom, dan zona aerob yang terletak
pada permukaan kolom. Ketiga zona tersebut terhubung dengan siklus aliran bioenergetik.
Pada zona anaerob terdapat komunitas bakteri pereduksi sulfat yang akan
mereduksi kandungan sulfat pada sedimen lumpur. Sulfat (SO42-) akan direduksi menjadi
hidrogen sulfida (H2S). Sulfat yang diubah oleh bakteri pereduksi tersebut menjadi sulfur
dan berikatan dengan unsur logam yang terkandung di dalam sedimen. Hal tersebutlah
yang membuat dasar kolom penuh dengan endapan hitam. Selain itu, dalam kondisi
anaerob terdapat juga komunitas bakteri yang mendegradasi komponen sulfur organik
dimetil sulfida (CH3—S—CH3) pada sedimen lumpur. Komunitas bakteri pereduksi

9

tersebut dapat mereduksi ikatan sulfur organik yang akan menghasilkan metana (CH4) dan
hidrogen sulfida (H2S), serta komunitas bakteri tersebut dapat mengubah komponen sulfur
organik agar dapat digunakan oleh bakteri lain sebagai donor elektron pada proses
metanogenesis, fotoautotrof bakteri ungu, kemoorganotrof, kemolitotrof dan respirasi
anaerobik. Metanogenesis merupakan pembentukan metana (CH4) yang dilakukan
sebagian besar komunitas bakteri arkaea secara anaerobik (David et. al 2012).
Kemudian pada zona kedua, yaitu mikroaerofilik biasanya terdapat komunitas
bakteri sulfur hijau dan bakteri sulfur ungu. Kedua bakteri tersebut dapat mengoksidasi gas
hidrogen sulfida (H2S) agar menjadi sulfur. Hal tersebut merupakan hal yang sangat
penting, karena hidrogen sulfida (H2S) adalah gas yang sangat berbahaya. Hidrogen
sulfida merupakan gas yang sangat beracun bagi sebagian besar makhluk hidup karena
dapat berikatan dengan besi (Fe) pada sitokrom yang akan menghalangi proses respirasi.
Jika dalam akumulasi yang besar hal tersebut menyebabkan kematian pada ekosistem
perairan. Selain itu, pada zona ini metana (CH4) juga dioksidasi menjadi karbon dioksida
(CO2) (Ginanjar 2009). Terakhir adalah zona ketiga, yaitu zona aerobik. Zona ini
mengubah karbon dioksida (CO2) menjadi oksigen (O2). Hal tersebut dilakukan oleh alga
dan cyanobacteria dengan melakukan proses fotosintesis.
Hasil pengamatan pada gambar 1 dan 2 menunjukan jumlah lapisan warna yang
berbeda pada setiap perlakuan. Gambar 1 menunjukan kolom kontrol menghasilkan lapisan
warna hitam, selapis warna merah, dan bening. Kolom dengan perlakuan selulosa
menghasilkan warna hitam dan cokelat kemerahan. Kolom dengan perlakuan sulfur
menghasilkan warna hitam, ungu, dan jingga pada permukaan air. Kolom perlakuan sulfur
dan selulosa menghasilkan warna hitam, abu-abu, merah, dan jingga. Gambar 2
menunjukan kolom kontrol menghasilkan lapisan warna hitam, dan air yang keruh. Kolom
dengan perlakuan selulosa menghasilkan warna hitam dan cokelat kemerahan. Kolom
dengan perlakuan sulfur menghasilkan warna hitam, abu-abu, dan jingga pada permukaan
air. Kolom perlakuan sulfur dan selulosa menghasilkan warna hitam, abu-abu, dan jingga
pada permukaan air.
Warna-warna lapisan tersebut mewakili keragaman komunitas bakteri dan warna
lapisan tersebut dihasilkan sesuai dengan kandungan nutrisi yang tersedia. Perlakuan
dengan penambahan selulosa dan sulfur bertujuan untuk melihat bagaimana keragaman
mikroorganisme pengurai selulosa dan sulfur berinteaksi. Penambahan sumber selulosa
dilakukan dengan menambahkan bubur kertas yang memiliki kandungan C organik sekitar
28,28 me/100g (Andriyetni 2006). Penambahan sulfur pada perlakuan dengan dilakukan
pemberian kuning telur ayam mentah. Kuning telur ayam memiliki kandungan asam amino
salah satunya dengan ikatan disulfida yang dapat digunakan sebagai sumber sulfur dalam
percobaan yang dilakukan (Panjaitan 1994).
Jika diamati dalam jangka waktu yang lebih lama maka akan terdapat lapisan warna
yang lebih beragam seperti warna hijau dan kuning. Lapisan warna yang beragam dapat
dilihat dari kolom Winogradsky yang telah dibuat menggunakan sampel sedimen Danau
LSI Institut Pertanian Bogor. Hasil berikut ini dapat dijadikan perbandingan.

10

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Gambar 3 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Danau LSI IPB air keran
(a) Kondisi minggu ke-0 (b) Kondisi minggu ke-1 (c) Kondisi minggu ke-2
(d) Kondisi minggu ke-3 (e) Kondisi minggu ke-4 (f) Kondisi minggu ke-5

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f)

Gambar 4 Hasil pengamatan kolom Winogradsky Danau LSI IPB dengan air sabun
(a) Kondisi minggu ke-0 (b) Kondisi minggu ke-1 (c) Kondisi minggu ke-2
(d) Kondisi minggu ke-3 (e) Kondisi minggu ke-4 (f) Kondisi minggu ke-5

11

Namun, memberi perlakuan air sabun dapat mengganggu stabilitas komunitas
bakteri. Hal tersebut dapat kita amati bahwa kolom Winogradsky yang mengandung air
sabun memiliki jenis ragam komunitas bakteri yang lebih sedikit ditandai dengan jumlah
lapisan yang lebih sedikit daripada kolom Winogradsky yang tidak memakai air sabun.
Warna kepekatan lapisan pada kolom Winogradsky yang diberi air sabun juga tidak
sepekat kolom Winogradsky yang tidak diberi air sabun. Hal tersebut membuktikan bahwa
adanya interaksi antara senyawa yang terkandung di dalam sabun dengan komunitas
bakteri.
Bakteri memiliki membran sel yang terdiri dari fosfolipid bilayer. Kandungan lipid
pada membran sel tersebut dirusak oleh air sabun sehingga fungsi dari metabolisme bakteri
tersebut akan terganggu dan dapat menyebabkan kematian pada sel bakteri. Kerusakan
pada sel bakteri dapat terjadi karena rusaknya permeabilitas membran sehingga
menimbulkan kebocoran pada komponen intarseluler seperti natrium glutamat, natrium
hidrogen sulfat, nukleotida, kalium dan fosfat organik (Nychas&Tassou 2000). Ketika sifat
semipermeabel membran mengalami perubahan seperti terjadinya pembesaran pada pori
membran maka molekul besar akan dapat keluar dari membran sel, hal tersebut dapat
dikarenakan karena adanya perubahan fosfolipida. Kebocoran pada membran sel bakteri
disebabkan karena permeabilitas membran mengalami gangguan (Davidson&Branen
1994).Kerusakan permeabilitas membran disebabkan oleh surfaktan yang terkandung di
dalam sabun.

Gambar 5 Membran sel
Sumber: Brock Biology Of Microorganisms 2012

12

KESIMPULAN DAN SARAN
Pengaruh air sabun berdampak pada berkurangnya ragam populasi bakteri yang
tercermin dari lebih sedikitnya jenis lapisan yang terbentuk pada kolom Winogradsky. Hal
tersebut disebabkan sabun mengandung surfaktan sehingga dapat menurunkan tegangan
permukaan yang berakibat merusak membran sel dengan cara merusak kandungan lipid di
dalam membran sel. Oleh sebab itu, kita harus menjaga lingkungan dan tidak boleh
melakukan pencemaran air karena dapat berakibat fatal bagi komunitas bakteri yang
menjaga stabilitas ekosistem perairan.

13

DAFTAR PUSTAKA
Andriyetni N. 2006. Dinamika populasi mikrob dalam campuran tanah bekas tambang
batubara dengan sludge selama proses bioremediasi [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Ginanjar T. 2009. Penghilangan gas H2S dan NH3 dengan teknik biofilter pada ruang
produksi pabrik karet PTPN VIII Cikumpay, Purwakarta [skripsi]. Bogor (ID):
Institut Pertanian Bogor.
Davidson PM, Branen AL. 1993. Antimicrobial in Food. New York (US) : Merckel
Dekker
David AS, David PC, John MM, Michael TM. 2012. Brock Biology Of Microorganisms.
San francisco (CA): Pearson Education, Inc.
McDonald E, Slavin N, Bailie R, Schobban Y. No germ on me : A social marketing
campaign to promote hand washing with soap in remote Australian Aboriginal
communities. Global Health Promotion 2011;18(1):62-5.
Nychas GJE and Tassou CC. 2000. Traditional preservative – oils and spices. Di dalam :
Robinson RK, Batt CA, Patel PD (Ed). Encyclopedia of Food Micobiology
Volume.2. London (UK): Academy Press.
Panjaitan RJ. 1994. Penentuan komposisi protein putih telur dari beberapa galur ayam
dengan cara elektroforesis SDS Gel bioremediasi [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.

14

LAMPIRAN

Gambar 6 Lokasi Hutan Pendidikan Gunung Walat

Gambar 7 Bendungan Mata Air Spring

15