Mikrobiologi Perairan “TEKNIK BIOREMEDIASI SEBAGAI ALTERNATIF DALAM UPAYA PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR”

Mikrobiologi Perairan

“TEKNIK  BIOREMEDIASI SEBAGAI ALTERNATIF DALAM UPAYA PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR”

Untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi Perairan

Dosen : Andi Kurniawan, S.Pi., M.Eng., D.Sc.

Kelas M03

Disusun oleh:

Hoki Agustinus Ong Wijaya                          185080100111004

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga tugas Mikrobiologi Perairan tentang Ide aplikasi pemanfaatan mikroba dalam memonitor kualitas lingkungan perairan ini dapat disusun dengan baik. Harapan saya semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan bagi para pembaca,

 Tidak lupa saya mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari berbagai pihak yang telah berkontibusi dan memberikan bantuan sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini.

Saya menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi materi, susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Malang, 5 Desember 2019

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kontaminasi bahan pencemar yang berasal dari aktivitas industri, pertanian, peternakan, maupun kegiatan rumah tangga telah menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air yang signifikan pada badan air seperti sungai, danau dan waduk. Walaupun saat ini telah diberlakukan berbagai macam kebijakan dan peraturan terkait dengan pengendalian pencemaran air, diantaranya: PP No. 82 tahun 2001 dan Permen LH No. 13 Tahun 2010, namun lemahnya praktek pengawasan dan penegakan hukum menyebabkan penurunan kualitas air di badan air terus berlangsung. Saat ini upaya pengendalian pencemaran air pada umumnya dilakukan melalui teknologi pencegahan dan penanggulangan pencemaran air dengan pemilihan teknologi yang mempertimbangkan karakteristik air limbah dan standar kualitas efluen-nya. Teknologi yang dipilih diharapkan mampu mengubah kualitas efluen (effluent-standard) sehingga dapat memenuhi standar kualitas badan air penerima (stream-standard) yang dapat diaplikasikan secara maksimal agar dapat melindungi lingkungan serta memberikan toleransi bagi pembangunan industri. 

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana deskripsi dari pemanfaatan teknologi bioremediasi?

Apa keunggulan dan kelemahan dari teknologi bioremediasi ?

Bagaimana arah pengembangan dari teknologi pemanfaatannya?

1.3          Tujuan

Untuk mengetahui deskripsi dari pemanfaatan bioremediasi.

Untuk mengetahui keunggulan dan kekurangan dari bioremediasi.

Untuk mengetahui arah pengembangan dari teknologi pemanfaatan bioremediasi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Deskripsi Teknologi

Bioremediasi merupakan penggunaan mikroorganisme yang telah dipilih untuk ditumbuhkan pada polutan tertentu sebagai upaya untuk menurunkan kadar polutan tersebut. Pada saat proses bioremediasi berlangsung, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi struktur polutan beracun menjadi tidak kompleks sehingga menjadi metabolit yang tidak beracun dan berbahaya. Pengolahan air tercemar secara biologi pada prinsipnya adalah meniru proses alami self purification di sungai dalam mendegradasi polutan melalui peranan mikroorganisma. Peranan mikroorganisma pada proses self purification ini pada prinsipnya ada dua (Gambar 1) yaitu: pertumbuhan mikroorganisma menempel dan tersuspensi.    

a. Pertumbuhan mikroorganisma

menempel Mikroorganisme ini keberadaannya menempel pada suatu permukaan misalnya pada batuan ataupun tanaman air. Selanjutnya diaplikasikan pada Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPA) misalnya dengan sistem trickling filter. Selama pengolahan aerobik air limbah domestik, genus bakteri yang sering ditemukan berupa Gram-negatif berbentuk batang heterotrofik organisme, termasuk Zooglea, Pseudomonas, Chromobacter, Achromobacter, Alcaligenes dan Flavobacterium. Filamentous bakteri seperti genera Beggiatoa, Thiotrix dan Sphaerotilus juga ditemukan dalam biofilm, sebagaimana organisme seperti Nitrosomonas dan nitrifikasi Nitrobacter.

b. Pertumbuhan mikroorganisma yang tersuspesi

Mikroorganisme ini keberadaannya dalam bentuk suspensi di dalam air yang tercemar. Selanjutnya diaplikasikan pada IPAL dengan sistem lumpur aktif konvensional menggunakan bak aerasi maupun sistem SBR (Sequence Batch Reactor). Berbeda dengan mikroorganisma yang menempel, sistem pertumbuhan mikroorganisma yang tersuspensi terdiri dari agregat mikroorganisma yang pada umumnya tumbuh sebagai flocs dalam kontak dengan air limbah pada waktu pengolahan. Agregat atau flocs, yang terdiri dari berbagai spesies mikroba, berperan dalam penurunan polutan. Umumnya spesies mikroba ini terdiri dari bakteri, protozoa dan metazoa. Pada sistem kolam stabilisasi, organisme phototrophic, yang memanfaatkan berbagai akseptor elektron, dapat dimanfaatkan untuk mencapai pengolahan yang baik dengan mengabaikan masukan energi. Kumpulan paper yang menceritakan berbagai metoda pengolahan air limbah yang menggunakan mikroorganisma serta permasalahannya dielaborasi dalam Mara, Duncan and Horan (2003). Pengembangan penerapan kedua proses tersebut dalam teknologi pengolahan air limbah dapat digabungkan berupa hybrid reactor (Gambar 2). Pada akhirnya, peniruan proses alami self purification di sungai dalam mengdegradasi polutan baik melalui mikroorganisma yang menempel maupun mikroorganisma yang tersuspensi untuk bioremediasi air tercemar memerlukan beberapa tahapan. Tahapan tersebut meliputi: isolasi bakteri, pengujian bakteri dalam mengdegradasi zat pencemar, identifikasi, dan perbanyakan bakteri. Bagi pengggunaan bakteri indigenous, seperti yang dipersyaratkan oleh Kep Men LH No.128 (2003), tahap isolasi bakteri merupakan langkah awal yang harus diperhatikan.

2.2 Keunggulan dan Kelemahan

Bioremediasi dapat didefinisikan sebagai proses pemulihan secara biologi. Pendekatan secara bioteknologi dengan menggunakan mikroorganisme merupakan alternatif yang dapat dilakukan untuk mengolah polutan. Proses biologi merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengolah polutan berat yang terdapat di lingkungan perairan. Keuntungan dari penanganan polutan secara biologi, antara lain biaya proses serta pemeliharaan yang rendah. Adapun kekurangannya yaitu seringkali beban pencemaran di lingkungan lebih besar dibandingkan dengan kecepatan proses degradasi zat pencemar tersebut secara alami. Akibatnya, zat pencemar akan lebih cepat terakumulasi di lingkungan.

2.3 Arah Pengembangan

Pengembangan IPTEK dalam bioremediasi untuk detoksifikasi atau menurunkan polutan dalam pengendalian pencemaran air telah menjadikan metoda ini menjadi lebih menguntungkan dibandingkan dengan metode yang menggunakan bahan kimia. Bahkan, saat ini, flokulan umum yang berbahan baku Alum untuk menurunkan bahan pencemar air sungai telah bisa digantikan dengan bioflokulan yang mikroorganismanya diisolasi dari proses lumpur aktif dan diketahui dapat menurunkan turbiditi sebesar 84-94% (Buthelezi et al, 2009). Selain itu, kehandalan mikroba termasuk diantaranya bakteri, jamur, dan protozoa dalam pengolahan air limbah dan peranannya dalam menjaga keseimbangan ekologis perairan sudah banyak dielaborasi (Gerardi., 2006).

Dalam teknologi ini organisme hidup yang paling banyak digunakan selain tumbuhan adalah mikroorganisme, yang digunakan untuk pemecahan atau degradasi bahan pencemar lingkungan menjadi bentuk yang lebih sederhana dan aman bagi lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran atau polutan. Yang termasuk dalam polutan antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain. Bioremediasi mempunyai potensi menjadi salah satu teknologi lingkungan yang bersih, alami, dan paling murah untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.

Sehubungan dengan bioremediasi, Pemerintah Indonesia telah mempunyai payung hukum yang mengatur standar baku kegiatan Bioremediasi dalam mengatasi permasalahan lingkungan akibat kegiatan pertambangan dan perminyakan serta bentuk pencemaran lainnya (logam berat dan pestisida) melalui Kementerian Lingkungan Hidup, Kep Men LH No.128 tahun 2003, tentang tatacara dan persyaratan teknis dan pengelolaan limbah minyak bumi dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis (Bioremediasi) yang juga mencantumkan bahwa bioremediasi dilakukan dengan menggunakan mikroba lokal.

BAB III

PENUTUP

 Kesimpulan

Teknologi bioremediasi dalam pengendalian badan air tercemar dapat dilakukan melalui proses: isolasi, pengujian bakteri dalam mengdegradasi zat pencemar, identifikasi bakteri, dan perbanyakan bakteri. Isolat bakteri tersebut dapat berasal dari bakteri “indigenous” atau dari “commercial product”. Baik bakteri “indigenous” maupun commercial product” dapat mereduksi bahan pencemar logam Pb, nitrat, nitrit, bahan organik (COD), sulfida, kekeruhan, dan amonia di sungai maupun danau. Perbanyakan bakteri indigenous dilakukan melalui tahapan: pembuatan kultur stok, pemeliharaan kultur, perbanyakan kultur tahap I, perbanyakan kultur tahap II, dan pembuatan kultur produksi. Sedangkan perbanyakan bakteri yang berasal dari commercial product tinggal mengencerkan produk dengan dosis yang telah ditetapkan pada kemasannya

DAFTAR PUSTAKA

Bovio, E., Giorgio, O., Valerie, P., Federica, S., Renata, D., Michail, Y., Rosario, C., Francesca, C dan Giovanna, C, V. 2017. The culturable mycobiota of a Mediterranean marine site after an oil spill: Isolation, identification and potential application in bioremediation. ELSEVIER. 576: 310-318.

Priadie, B. 2012. Teknik bioremediasi sebagai alternatif dalam upaya pengendalian pencemaran air. Jurnal Ilmu Lingkungan. 10 (1): 38-48.

MAKALAH MIKROBIOLOGI PERAIRAN “Aplikasi Pemanfaatan Mikroba dalam Biomonitoring Perairan”

MAKALAH MIKROBIOLOGI PERAIRAN

“Aplikasi Pemanfaatan Mikroba dalam Biomonitoring Perairan”

Dosen Pembimbing Mata Kuliah Mikrobiologi Perairan M03 : Andi Kurniawan, S.Pi., M.Eng., D.Sc.

Oleh :

Hana Surya Amanah P. A.                             (185080100111045)

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2019

KATA PENGANTAR

                Puji syukur kami panjatkan atas kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Aplikasi Pemanfaatan Mikroba dalam Biomonitoring Perairan” dalam mata kuliah Mikrobiologi Perairan.

                Penulis bermaksud menulis makalah ini untuk menambah wawasan para pembaca akan mata kuliah Mikrobiologi Perairan, terutama pada materi ide pengaplikasian manfaat mikroba untuk memonitoring kualitas suatu perairan.

                Penulis ucapkan terima kasih kepada Dosen pembimbing mata kuliah Mikrobiologi Perairan, yang telah membantu menyiapkan dan memberi masukan dalam penyusunan makalah ini sehingga makalah ini dapat terselesaikan dengan baik dalam waktu yang telah disepakati.

                Penulis pun menyadari bahwa makalah ini masih memiliki banyak kekurangan, maka kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan demi kesempurnaan makalah ini. Semoga apa yang kami lakukan dapat menjadi hal yang membawa dampak baik bagi pembaca dan semoga makalah ini dapat digunakan sebagaimana fungsinya.

Malang,10 Desember 2019


Penyusun

BAB 1
PENDAHULUAN

Latar Belakang

Berubahnya kualitas suatu perairan sangat mempengaruhi kehidupan biota yang hidup di perairan tersebut. Perubahan kualitas suatu perairan dapat disebabkan salah satunya oleh masuknya bahan pencemar ke dalam perairan. Pencemaran air pada dasarnyadapat berasal dari sumber terpusat yang membawa bahan pencemar dari lokasi-lokasi khusus seperti pabrik, instalasi pengolah limbah dan tanker minyak. Pencemaran air juga disebabkan oleh sumber tak terpusat, yang ditimbulkan jika hujan mengalir melewati lahan dan menghanyutkan pencemar-pencemar diatasnya seperti pestisida dan pupuk, kemudian mengendapkan dan masuk ke lapisan air, baik air permukaan, air tanah dangkal bahkan air tanah dalam. Keadaan ini, tentunya akan berbahaya bagi seluruh kehidupan, karena tidak mungkin tidak butuh air untuk kehidupannya. Oleh karena hal tersebut, perlu dilakukan pemantauan kualitas air sungai dengan organisme yang hidup di perairan tersebut baik makroorganisme maupun mikroorganisme, sebagai bioindikator perairan.

Kualitas air harus dimonitoring secara berkala-kala dengan cara yang efektif dan tepat serta ekonomis untuk mengetahui pengaruh berbagai bahan pengotor spesies hidup di air, yang perubahannya bertanggungjawab atas ketidakseimbangan dalam ekosistem perairan. Salah satu cara untuk mengetahui kualitas perairan yang paling efektif dan ekonomis adalah dengan menggunankan mikroorganisme sebagai bioindikator dalam biomonitoring perairan. Contoh mikroorganisme yang dimanfaatkan adalah mikroba seperti Escherichia coli.

1.2          Manfaat

Penulisan ini diharapkan dapat menjadi masukan yang bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan menambah wawasan mengenai pengaplikasian mikroba dalam upaya memonitoring kualitas suatu perairan sehingga bermanfaat untuk proses pembelajaran selanjutnya.

1.3          Tujuan 

                Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk menambah wawasan tentang pengaplikasian mikroba dalam upaya memonitoring kualitas suatu perairan.

BAB 2

PEMBAHASAN

2.1          Biomonitoring

2.1.1      Pengertian Biomonitoring 

Biomonitoring perairan secara umum didefinisikan sebagai suatu upaya penggunaan respon organisma perairan secara sistematis untuk mengevaluasi perubahan-perubahan kualitas lingkungan perairan. Biomonitoring yang merupakan konsep pemanfaatan pengetahuan ekosistem dengan segala perubahannya sangat tepat untuk dikembangkan dan digunakan untuk program pengendalian kualitas perairan. Teknik ini diharapkan mampu memberikan indikasi atau gambaran bahwa suatu lingkungan perairan cocok untuk spesies tertentu, dimana keberadaanya menunjukkan kondisi ekosistem dan kualitas  lingkungan yang spesifik, sehingga pada akhirnya dapat disimpulkan bahwa keberadaan spesies tertentu menunjukkan kualitas lingkungan yang tertentu pula. Oleh karena itu, teknologi ini akan sangat berguna dalam melakukan evaluasi dampak pembangunan terhadap kehidupan perairan, mendapatkan gambaran perubahan struktur dan keanekaragaman biologis suatu perairan akibat terjadinya pencemaran di lahan perairan tersebut. Bahkan secara jangka panjang dapat dijadikan alat ukur barometer keberhasilan pengelolan lingkungan perairan.

2.1.2      Implementasi Biomonitoring

Sebagaimana diketahui bahwa biomonitoring bukan hanya merupakan pengukuran langsung dari efek biologis yang dihasilkan dengan adanya polutan. Namun bilamana efek polutan tersebut berlangsung lama pada suatu jenis mikroba maka akan dapat menimbulkan perubahan pada mikroba tersebut sehingga dapat disebut sebagai tanda atau indikasi adanya dampak negatif dari pemaparan suatu jenis polutan pada suatu kawasan perairan.Oleh karena itu, pada tahap kajian diperlukan pengukuran perubahan biologi disertai pengukuran kualitas air, sehingga dapat dibandingkan antar perubahan mikroba yang terjadi dengan parameter kualitas lingkungan yang diukur. Tersedianya database sumberdaya masing masing perairan, pilihan pilihan dalam implementasi teknik biomonitoring dapat direncanakan dengan baik.

2.2          Escherichia coli

2.2.1      Klasifikasi dan Morfologi Escherichia coli

                Escherichia coli adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Banyak industri kimia mengaplikasikan teknologi fermentasi yang memanfaatkan E. coli, misalnya dalam produksi obatobatan seperti insulin dan antiobiotik. Secara teoritis, ribuan jenis produk kimia bisa dihasilkan oleh bakteri ini dengan syarat genetikanya sudah direkayasa sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan jenis produk tertentu yang diinginkan. Mengingat besarnya peranan ilmu bioteknologi dalam aspek-aspek kehidupan manusia, maka tidak bisa dipungkiri juga betapa besar manfaat E. coli bagi kita.

Bakteri E. coli ditemukan pada tahun 1885 oleh Theodor Escherich dan diberi nama sesuai dengan nama penemunya. E. coli merupakan bakteri berbentuk batang dengan panjang sekitar 2 micrometer dan diamater 0.5 micrometer. Volume sel E. coli berkisar 0.6-0.7 m3. Bakteri ini dapat hidup pada rentang suhu 20-40 0C dengan suhu optimumnya pada 370 C dan tergolong bakteri gram negatif.

Domain  : Bacteria
Kingdom  : Eubacteria
Phylum  : Proteobacteria
Class  : Gammaproteobacteria
Order  : Enterobacteriales
Family  : Enterobacteriaceae
Genus  : Escherichia
Species  : Escherichia coli

Pada umumnya, bakteri ini dapat ditemukan dalam usus besar manusia. Kebanyakan E. coli tidak berbahaya, tetapi beberapa seperti E. coli tipe O157:H7 dapat mengakibatkan keracunan makanan yang serius pada manusia yaitu diare berdarah karena eksotoksin yang dihasilkan bernama verotoksin. Toksin ini bekerja dengan cara menghilangkan satu basa adenin dari unit 28S rRNA sehingga menghentikan sintesis protein. Sumber bakteri ini contohnya adalah daging yang belum masak, seperti daging hamburger yang belum matang.

2.2.2      Manfaat Escherichia coli

Dari sekian ratus strain E. coli yang teridentifikasi, hanya sebagian kecil bersifat patogen. Hampir semua rekayasa genetika di dunia bioteknologi selalu melibatkan E coli karena struktur genetikanya yang sederhana dan mudah untuk direkayasa. Riset E. coli menjadi model untuk aplikasi ke bakteri jenis lainnya. Bakteri ini juga merupakan media kloning yang paling sering dipakai. Teknik rekombinasi DNA tidak akan ada tanpa bantuan bakteri ini. Bakteri E. coli yang berada di dalam usus besar manusia berfungsi untuk menekan pertumbuhan bakteri jahat, dan berperan sebagai mikrobiota usus yang membantu proses pencernaan termasuk pembusukan sisa-sisa makanan dalam usus besar. Selain itu, bakteri ini juga membantu produksi vitamin K. Vitamin K berfungsi untuk pembekuan darah saat terjadi perdarahan seperti pada luka/mimisan. Bakteri E. coli banyak digunakan dalam teknologi rekayasa genetika. Penggunaannya adalah sebagai vektor untuk menyisipkan gen-gen tertentu yang diinginkan untuk dikembangkan. E. coli dipilih karena pertumbuhannya sangat cepat dan mudah dalam penanganannya. Oleh sebab itu, negara-negara di Eropa sekarang sangat mewaspadai penyebaran bakteri E. coli ini, dan bahkan melarang mengimpor sayuran dari luar karena dikhawatirkan dapat disalahgunakan dan menyebabkan kematian. Kebutuhan nutrisi E. coli tidak jauh berbeda dengan nutrisi manusia, yaitu gula, protein, dan lemak. E. coli memiliki kemampuan lebih karena dapat mencerna asam organik (asetat) dan garam anorganik (amonium sulfat) sebagai sumber nutrisi karbon dan nitrogen. Bakteri ini tidak mampu mengkonsumsi karbohidrat rantai panjang dan juga tidak dapat melakukan fotosintesis. Bakteri E. coli juga merupakan makhluk heterotrof yang tergantung pada molekul-molekul organik sederhana seperti gula, protein, dan asam organik. Dengan demikian, apabila E. coli bertahan hidup di tanah, maka diperlukan adanya molekulmolekul tersebut yang kemungkinan dihasilkan oleh mikroorganisme lain dalam tanah.

2.2.3      Bahaya Escherichia coli

Bakteri E. coli dalam jumlah yang berlebihan dapat mengakibatkan diare, dan bila bakteri ini menjalar ke sistem/organ tubuh yang lain, maka akan dapat menyebabkan infeksi. Jika bakteri E. coli sampai masuk ke saluran kencing maka dapat mengakibatkan infeksi pada saluran kemih/kencing (ISK). Jenis E. coli  berbahaya dapat bertahan hidup pada suhu yang sangat rendah dan asam. Salah satu contoh kasus adalah bakteri E. coli yang pernah mewabah di Jerman tahun 2013-2014, belum diketahui jenisnya. Selain di usus besar bakteri ini banyak terdapat di alam, sehingga memasak makanan hingga matang dan menjaga kebersihan merupakan upaya pencegahan dampak buruk dari E. coli.

2.3          Aplikasi Escherichia coli untuk Biomonitoring Perairan

Kepadatan bakteri indikator pencemaran E. coli di negara berkembang terutama negara tropik pada umumnya jauh lebih tinggi daripada di perairan subtropik. Konsentrasi bakteri bisa berkisar antara 2x102 MPN/100 ml sampai 19x103 MPN/100 ml.  Kuatnya pencemaran juga dipengaruhi oleh faktor musim dan intensitas limbah kegiatan di darat. Bakteri ‘fecal’ E. coli masuk ke perairan melalui aliran sungai serta limpasan air hujan sehingga kelimpahan bakteri akan semakin tinggi pada saat hujan. Keadaan yang demikian disebabkan oleh konsentrasi materi organik (Nitrogen dan Fosfor), perubahan salinitas dan suhu maupun intensitas cahaya yang meningkat.  Derajat kematian kelompok bakteri koliform seperti E.coli yang berada di lingkungan laut maupun estuari makin bertambah dengan naiknya salinitas, suhu maupun intensitas cahaya matahari. Ciri-ciri bakteri yang dijumpai di estuari antara lain bersifat aerob/anaerob fakultatif, termasuk ke dalam bakteri gram negatif, tidak membentuk spora, dan dapat memfermentasi laktosa untuk menghasilkan asam dan gas pada suhu 35°C-37°C. Stasiun yang terletak jauh dari daratan (yang berada di tengah laut atau dekat dengan pulau terluar), umumnya memiliki konsentrasi bakteri coliform yang sangat kecil atau bahkan nihil, sedangkan beberapa stasiun yang dekat dengan daratan, umumnya ditemukan bakteri coliform meskipun dalam jumlah yang kecil. Adanya bakteri coliform ini bisa menjadi indikasi masuknya kontaminan fekal di lingkungan. Kecilnya kepadatan bakteri coliform di air laut wilayah pesisir, bisa disebabkan karena sedikitnya limbah fekal yang masuk ke perairan melalui sungai-sungai yang ada atau bakteri colifom yang masuk ke air laut tidak bisa bertahan lama karena salinitas yang cukup tinggi (> 30‰). Pada salinitas ini, bakteri coliform hanya mampu bertahan beberapa jam saja. Pada penelitian pemanfaatan perairan kolong bekas penambangan timah untuk budidaya kepiting dan rajungan menunjukkan rendahnya kepadatan bakteri E.coli sehingga perairan kolong dapat dikatakan tidak tercemar dan dapat dimanfaatkan untuk budidaya. Sedangkan hasil penelitian pada perairan Pulau Pari menunjukkan kepadatan bakteri E. coli yang tinggi sehingga perairannya tidak dapat dimanfaatkan untuk budidaya.

BAB IV

PENUTUP

4.1          Kesimpulan

Biomonitoring perairan secara umum didefinisikan sebagai suatu upaya penggunaan respon organisma perairan secara sistematis untuk mengevaluasi perubahan-perubahan kualitas lingkungan perairan. Biomonitoring yang merupakan konsep pemanfaatan pengetahuan ekosistem dengan segala perubahannya sangat tepat untuk dikembangkan dan digunakan untuk program pengendalian kualitas perairan. Contoh mikroorganisme yang dimanfaatkan dalam biomonitoring adalah mikroba seperti Escherichia coli. Escherichia coli adalah salah satu jenis spesies utama bakteri gram negatif. Bakteri ini banyak memiliki manfaat maupun bahaya. Salah satu manfaat bakteri tersebut adalah dapat digunakan sebagai agen biologi dalam memonitoring kualitas suatu perairan. Apabila jumlah E. coli banyak di suatu perairan maka dapat disimpulkan bahwa perairan tersebut   memiliki tingkat pencemaran yang tinggi, dan sebaliknya apabila jumlah E. coli  sedikit maka perairan tersebut mengandung bahan ppencemar dengan jumlah relatif sedikit. Dengan kata lain, semakin tinggi tingkat populasi E. coli, maka semakin tinggi pula kadar pencemaran di suatu perairan.

DAFTAR PUSTAKA

Cylen, O. and A. Ugur. 2012. Biomonitoring of heavy metal resistance in Pseudomonas and  Pseudomonas related genus. Journal of Biology Enviromental Science. 6(18): 233-242.

Komarawidjaja, W. Dan Titiresmi. 2006. Teknik biomonitoring-sebagai alternatif “tool”  pemantauan kualitas lingkungan perairan. Jurnal Teknik Lingkungan. Edisi Khusus: 144-147.

Randolph, K., J. Wilson, L. Tedesco, L. Li, D. L. Pascual, and E. Soyeux. 2008. Hyperspectral remote sensing of cyanobacteria in turbid productive water using optically active pigments, chlorophyll a and phycocyanin. Remote Sensing of Enviromental. 112(2008): 4009-4019.

Sutiknowati, L. I. 2016. Bioindikator pencemar, bakteri Escherichia coli. Oseana. 41(4): 63-71.

Mikrobiologi Perairan “Pemanfaatan Bakteri (Morganella morganii) Dalam Mereduksi Limbah Merkuri Melalui Metode Bioremediasi”

Mikrobiologi Perairan

“Pemanfaatan Bakteri (Morganella morganii) Dalam Mereduksi Limbah Merkuri Melalui Metode Bioremediasi”

Untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi Perairan

Dosen : Andi Kurniawan, S.Pi., M.Eng., D.Sc.

Kelas M03

Disusun oleh:

Annesya Anggun Kinanti                               185080107111011

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga tugas Mikrobiologi Perairan tentang Ide aplikasi pemanfaatan mikroba dalam memonitor kualitas lingkungan perairan ini dapat disusun dengan baik. Harapan saya semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan bagi para pembaca,

 Tidak lupa saya mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari berbagai pihak yang telah berkontibusi dan memberikan bantuan sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini.

Saya menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi materi, susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Malang, 5 Desember 2019

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN
Latar Belakang

Limbah merkuri merupakan suatu limbah berbahaya yang sering digunakan sebagai proses amalgamasi dalam penambangan emas. Dampak dari merkuri akan semakin meningkat terlebih para penambang tidak pernah mengolah limbah merkuri tersebut sebelum dibuang ke lingkungan, sehingga diperlukan suatu metode untuk menjadikan limbah merkuri tersebut tidak beracun atau bahkan hilang. Salah satu metode yang dapat dilakukan yaitu melakukan proses bioremediasi.

Rumusan Masalah

Bagaimana deskripsi dari pemanfaatan teknologi bioremediasi?

Apa keunggulan dan kelemahan dari teknologi bioremediasi ?

Bagaimana arah pengembangan dari teknologi pemanfaatannya?

Tujuan

Untuk mengetahui deskripsi dari pemanfaatan bioremediasi.

Untuk mengetahui keunggulan dan kekurangan dari bioremediasi.

Untuk mengetahui arah pengembangan dari teknologi pemanfaatan bioremediasi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Deskripsi Teknologi

                Bioremediasi merupakan metode ramah lingkungan karena memanfaatkan bakteri. Bakteri dapat hidup di lingkungan dengan konsentrasi logam berat yang tinggi dan dapat mendegradasi limbah beracun dalam lingkungan. Namun untuk mendapatkan bakteri tersebut perlu dilakukan tahapan awal yaitu proses isolasi, seleksi, dan dilanjutkan dengan proses karakterisasi dan identifikasi. Bioremediasi juga dapat didefinisikan sebagai proses pemulihan secara biologi terhadap komponen lingkungan yang tercemar. Salah satu teknik bioremediasi adalah biodegradasi yaitu proses penguraian oleh aktivitas mikroba yang mengakibatkan transformasi struktur suatu senyawa sehingga terjadi perubahan integritas molekuler dan toksisitas senyawa tersebut berkurang atau menjadi tidak toksik sama sekali.

                Salah satu jenis bakteri yang mampu mereduksi adanya merkuri yaitu Morganella morganii. Morganella morganii merupakan bakteri berbentuk batang dan termasuk dalam Gram negatif yang pertama kali diisolasi oleh Morgan tahun 1907 dari kultur pediatric fecal. Bakteri ini diklasifikasikan sebagai Proteus morganii dan merupakan Genus Morganella. Bakteri ini biasanya banyak ditemukan tersebar di lingkungan. Ciri dari bakteri Morganella morganii adalah diameter koloni 1-2 mm, berwarna putih keabu-abuan, opaque (tidak tembus cahaya), bentuk lingkaran, convex (cembung), dan lembut, dengan tepian yang rata. Masa inkubasi dari bakteri ini adalah 24 jam dengan suhu optimal 22-35 °C. Bakteri ini bersifat motil (dapat bergerak) dengan alat gerak berupa flagella, namun beberapa strain tidak dapat membentuk flagella pada suhu di atas 30 °C

2.2 Keunggulan dan Kelemahan

Bioremediasi dapat didefinisikan sebagai proses pemulihan secara biologi. Pendekatan secara bioteknologi dengan menggunakan mikroorganisme merupakan alternatif yang dapat dilakukan untuk mengolah polutan. Proses biologi merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk mengolah polutan berat yang terdapat di lingkungan perairan. Keuntungan dari penanganan polutan secara biologi, antara lain biaya proses serta pemeliharaan yang rendah. Adapun kekurangannya yaitu seringkali beban pencemaran di lingkungan lebih besar dibandingkan dengan kecepatan proses degradasi zat pencemar tersebut secara alami. Akibatnya, zat pencemar akan lebih cepat terakumulasi di lingkungan.

2.3 Arah Pengembangan

Dari istilah bioremediasi tentunya kita dapat memahami bahwa bioremediasi berasal dari dua asal kata, yaitu bio (organisma hidup) dan remediasi (menyehatkan kembali), sehingga secara bersama diartikan bioremediasi menjadi suatu cara penggunaan organisme dalam upaya penyehatan kembali lingkungan yang sudah rusak atau tercemar. Dalam teknologi ini organisme hidup yang paling banyak digunakan selain tumbuhan adalah mikroorganisme, yang digunakan untuk pemecahan atau degradasi bahan pencemar lingkungan menjadi bentuk yang lebih sederhana dan aman bagi lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroorganisme memodifikasi polutan beracun dengan mengubah struktur kimia polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pada banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, dimana polutan beracun terdegradasi, strukturnya menjadi tidak kompleks, dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran atau polutan. Yang termasuk dalam polutan antara lain logam-logam berat, petroleum hidrokarbon, dan senyawa-senyawa organik terhalogenasi seperti pestisida, herbisida, dan lain-lain. Bioremediasi mempunyai potensi menjadi salah satu teknologi lingkungan yang bersih, alami, dan paling murah untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.

BAB III

PENUTUP

 Kesimpulan

Banyak aplikasi-aplikasi baru menggunakan mikroorganisme untuk mengurangi polutan yang sedang diujicobakan. Bidang bioremediasi saat ini telah didukung oleh pengetahuan yang lebih baik mengenai bagaimana polutan dapat didegradasi oleh mikroorganisme, identifikasi jenis-jenis mikroba yang baru dan bermanfaat, dan kemampuan untuk meningkatkan bioremediasi melalui berbagai teknologi. Teknologi bioremediasi dalam pengendalian badan air tercemar dapat dilakukan melalui proses: isolasi, pengujian bakteri dalam mengdegradasi zat pencemar, dan identifikasi bakteri.

DAFTAR PUSTAKA

Imanniar, D., I.W.B. Suyasa, I.W. Sudiarta. 2016. Bioakumulasi logam Pb dan Cr dalam sistem biofiltrasi vertikal dengan inokulum bakteri yang diisolasi dari beberapa perairan kawasan Denpasar Selatan. ECOTROPHIC. 10(2): 123-129.

Lutfi, S.R., Wignyanto, E. Kurniati. 2018. Bioremediasi merkuri menggunakan bakteri Indigenous dari limbah penambangan emas di Tumpang Pitu, Banyuwangi. Jurnal Teknologi Pertanian. 19(1): 15-24.

Nasikhin, R. dan M. Shovitri. 2013. Isolasi dan karakterisasi bakteri pendegradasi solar dan besin dari Perairan Pelabuhan Gresik. Jurnal Sains dan Seni Pomits. 2(2): 2337-3520.

Mikrobiologi Perairan “Bioremidiasi Sebagai Teknologi Alternatif Penghilang Limbah Minyak Bumi dengan Memanfaatkan Bakteri Hidrokarbonoklastik”

Mikrobiologi Perairan

“Bioremidiasi Sebagai Teknologi Alternatif Penghilang Limbah Minyak Bumi dengan Memanfaatkan Bakteri Hidrokarbonoklastik”

Untuk memenuhi tugas mata kuliah Mikrobiologi Perairan

Dosen : Andi Kurniawan, S.Pi., M.Eng., D.Sc.

Kelas M03

                                                         Disusun oleh:     

Alivia Salsabila Kusuma                  185080100111048

PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2019

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga tugas Mikrobiologi Perairan tentang Ide aplikasi pemanfaatan mikroba dalam memonitor kualitas lingkungan perairan ini dapat disusun dengan baik. Harapan saya semoga makalah ini dapat menambah pengetahuan bagi para pembaca,

 Tidak lupa saya mengucapkan banyak terimakasih atas bantuan dari berbagai pihak yang telah berkontibusi dan memberikan bantuan sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini.

Saya menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan baik dari segi materi, susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu saya mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan makalah ini.

Malang, 11 Desember 2019

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Kebutuhan bahan bakar minyak yang semakin meningkat mengakibatkan peningkatan eksplorasi dan pengolahannya. Eksplorasi dan pengolahan minyak bumi selain memberikan keuntungan juga memberikan dampak buruk bagi lingkungan berupa limbah (residu). Komposisi limbah hasil pengolahan minyak bumi berupa aspal, lilin, logam berat, lumpur bercampur minyak sisa, pembakaran atau secara kimia dengan menggunakan pengemulsi. Cara-cara tersebut cepat untuk menghilangkan limbah minyak bumi namun biayanya mahal dan tidak ramah lingkungan. Cara alternatif yang dapat digunakan yakni dengan menggunakan agen biologi yang disebut bioremidiasi. Bioremidiasi adalah proses pemulihan lingkungan yang tercemar limbah organik maupun anorganik dengan memanfaatkan organisme. Organisme yang telah diketahui memiliki kemampuan mendegradasi hidrokarbon adalah mikroorganisme seperti jamur, ragi, dan bakteri.

1.2  Rumusan Masalah

1.    Bagaimana deskripsi dari pemanfaatan teknologi bioremediasi?

2.    Apa keunggulan dan kelemahan dari teknologi bioremediasi ?

3.    Bagaimana arah pengembangan dari teknologi pemanfaatannya?

1.3  Tujuan

1.    Untuk mengetahui deskripsi dari pemanfaatan bioremediasi.

2.    Untuk mengetahui keunggulan dan kekurangan dari bioremediasi.

3.    Untuk mengetahui arah pengembangan dari teknologi pemanfaatan bioremediasi.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Deskripsi Teknologi

            Bakteri yang memiliki kemampuan untuk mendegradasi hidrokarbon disebut bakteri hidrokarbonoklastik. Secara alami, mikroorganisme ini memiliki kemampuan untuk mengikat, mengemulsi, mentranspor, dan mendegradasi hidrokarbon. Bakteri ini mendegradasi senyawa hidrokarbon dengan cara memotong rantai hidrokarbon tersebut menjadi lebih pendek dengan melibatkan berbagai enzim. Sintesis enzim-enzim tersebut dikode oleh kromosom atau plasmid, tergantung pada jenis bakterinya. Biodegradasi senyawa hidrokarbon yang terdapat pada limbah pengilangan minyak bumi dipengaruhi oleh faktor fisika, kimia dan biologi. Faktor fisika-kimia yang berpengaruh terhadap biodegradasi hidrokarbon antara lain komposisi dan struktur kimia hidrokarbon, konsentrasi hidrokarbon, suhu, oksigen, salinitas, pH, nutrisi, cahaya dan tekanan osmotik. Faktor biologis meliputi mikroorganisme yang ada, karakter, jumlah sel, serta enzim yang dimiliki oleh organisme tersebut.

            Isolat bakteri yang dapat digunakan yakni Acinetobacter baumannii, Alcaligenes eutrophus, Bacillus sp1., Methylococcus capsulatus, Bacillus sp2., Morococcus sp., Pseudomonas diminuta, Xanthomonas albilineans, Bacillus cereus  dan  Flavobacterium branchiophiia. Medium pertumbuhan bakteri menggunakan “Stone Mineral Salt Solution” dibuat dengan melarutkan  lima g CaCO3; 2,5 g NH4NO3; satu g Na2HPO4.7H2O; 0,5 g KH2PO4; 0,5 g MgSO4.7H2O; dan 0,2 g MnCl2.7H2O ke dalam satu liter akuades, pH diatur tetap 6,5. Pengukuran menggunakan metode Dichromate Reflux Technique Standar.

1. Optimasi Konsentrasi Inokulum

Konsentrasi inokulum yang digunakan adalah 10%, 15%, dan 20% kultur campuran. Setiap tahapan isolasi ke dalam masing-masing labu Erlenmeyer yang berisi SMSSe ditambahkan 50% limbah minyak bumi dengan jumlah sel 106 sel/ml. Kemudian diinkubasikan pada suhu 28℃ selama 7 x 24 jam dengan agitasi 120 rpm. Setiap 24 jam sekali dilakukan enumerasi untuk pembuatan pola pertumbuhan bakteri dengan metode cawan tuang. Pada hari terakhir dilakukan pengukuran tingkat degradasi limbah minyak bumi dan penurunan COD.

2. Tingkat Degradasi

Pengukuran tingkat degradasi dilakukan dengan menggunakan metode Gravimetri. Metode ini dilakukan dengan mengekstraksi lima ml sampel dengan menggunakan benzene, pentana, dan dietileter dengan perbandingan 3:1:1 sebanyak lima ml. Minyak yang diperoleh lalu ditimbang untuk mengetahui jumlah minyak yang terkandung dalam sampel. Tingkat degradasi diukur dengan rumus :

% degradasi = (TPH awal – TPH akhir) / TPH awal x 100%

3. TPC (Total Plate Count)

Analisis TPC bertujuan untuk mengetahui pola pertumbuhan bakteri selama proses bioremediasi berlangsung. TPC dilakukan dengan metode cawan tuang.

2.2 Keunggulan dan Kelemahan

            Pengelolaan dengan menggunakan organisme merupakan alternatif penanggulangan limbah minyak bumi yang murah, efektif, ramah lingkungan dan menyebabkan terjadinya degradasi limbah yang menghasilkan senyawa akhir yang stabil dan tidak beracun, namun metode ini membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan cara fisika atau kimia. Selain itu pemberian mikroba pada suatu lingkungan perlu diperhatikan kadarnya, karena pemberian mikroba yang berlebihan akan mengakibatkan terganggunya pertumbuhan dan biodegradasi minyak bumi. Pemberian mikroba seperti bakteri yang berlebihan akan mengakibatkan terjadinya kompetisi antar bakteri sehingga pertumbuhan kultur menjadi kurang baik, karena pertambahan jumlah sel atau biomassa menjadi rendah.

2.3 Arah Pengembangan

            Bioremidiasi merupakan alternatif teknologi yang bermanfaat untuk kedepannya. Bioremidiasi dapat dikatakan sebagai teknologi yang fleksibel, karena dapat menggunakan makhluk hidup apa saja yang memiliki kemampuan adsorpsi bahan pencemar. Tidak hanya mikroorganisme saja yang dapat dimanfaatkan, namun tumbuhan juga dapat dimanfaatkan untuk penyerapan pencemaran yang ada di lingkungan. Pemanfaatan mikroorganisme dapat diikuti dengan pemanfaatan limbah tumbuhan seperti ampas tebu. Ampas tebu merupakan limbah sisa saat pembakaran ampas tebu yang apabila tidak digunakan justru akan mencemari lingkungan sekitar. Ampas tebu memiliki kandungan silika yang cukup tinggi. Silika adalah bahan utama dalam pembuatan silika gel dan biasanya digunakan sebagai adsorben untuk senyawa-senyawa polar. Dalam lingkungan perairan, ampas tebu dapat langsung dimanfaatkan dengan penambahan bakteri, atau ampas tebu dapat dijadikan arang terlebih dahulu sebelum digunakan untuk menjerp pencemaran.

           

BAB III

PENUTUP

3.1   Kesimpulan

Upaya untuk mengurangi pencemaran limbah minyak bumi dapat dilakukan secara fisika dan kimia. Langkah tersebut memberikan hasil yang cepat namun tidak ramah lingkungan serta biaya yang relative mahal. Maka, upaya secara biologis dapat dimanfaatkan salah satunya dengan menggunakan teknik bioremidiasi. Bioremidiasi merupakan upaya untuk mengurangi pencemaran baik organik maupun anorganik dengan memanfaatkan agen hayati. Bioremidiasi dapat menggunakan bakteri maupun jamur (fungi). Bakteri bekerja dengan memotong rantai hidrokarbin menjadi lebih sederhana dengan bantuan enzim-enzim. Untuk mendapatkan hasil yang optimal maka komposisi bakteri yang digunakan harus sesuai sehingga pertumbuhan tidak terhambat atau terjadi kompetesi antar bakteri.

DAFTAR PUSTAKA

Zam, S.I. 2010. Optimasi konsentrasi inokulum bakteri hidrokarbonoklastik pada bioremediasi limbah pengilangan minyak bumi di Sungai Pakning. Journal of Enviromental Selence. 2(4) : 117-127

Yusuf, M., D. Suhendar  dan E.P. Hadisantoso.2014. Studi karakteristik silika gel  hasil sintesis dari abu ampas tebu dengan variasi konsentrasi asam klorida. Edisi juli.8(1): 16-28.