Sabtu, 08 Mei 2010

ANALISIS PERAN MIKROORGANISME, STUDI KASUS BAKTERI KARANG PENDEGRADASI SENYAWA HERBISIDA MCPA DI PERAIRAN PANTAI UTARA JAWA

ANALISIS PERAN MIKROORGANISME :
STUDI KASUS BAKTERI KARANG PENDEGRADASI SENYAWA HERBISIDA MCPA DI PERAIRAN PANTAI UTARA JAWA






DOSEN PEMBIMBING :
NOPI STIYATI P., S.Si, M.T


OLEH :
M. SADIQUL IMAN H1E108059



PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BANJARBARU

2010

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan petunjuk yang dicurahkan-Nya saya dapat menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan Analisis Peran Mikroorganisme: Studi Kasus Bakteri Karang Pendegradasi Senyawa Herbisida MCPA ini merupakan tugas yang diberikan oleh ibu Nopi Stiyati P., S.Si, M.T, yang mana tujuan yang saya ambil dari kegiatan penulisan ini adalah untuk memberikan gambaran tentang peran mikroorganisme dalam kehidupan sehari-hari serta mengembangkan daya kreativitas remaja khususnya mahasiswa dalam mengembangkan daya cipta untuk melakukan suatu perubahan dalam upaya sumbangan pikiran untuk pengetahuan yang berguna dan bermanfaat bagi masyarakat.
Penulisan laporan ini dapat diselesaikan karena berkat bimbingan secara terpadu oleh ibu Nopi Stiyati P., S.Si, M.T,dan dukungan dari semua pihak. Untuk itu dalam kesempatan kali ini saya mengucapkan terima kasih yang sedalam-dalamnya. Dan akhirnya diharapkan agar penulisan laporan ini dapat berguna bagi kita semua serta kemajuan ilmu pengetahuan. Penulisan ini tentunya tidak lepas dari kritik dan saran yang besifat membangun.


Banjarbaru, Februari 2010


Penulis

DAFTAR ISI

Halaman
KATA PENGANTAR................................................................................. i
DAFTAR ISI................................................................................................ ii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1
1.1 Latar Belakang................................................................................. 1
1.2 Tujuan dan Manfaat......................................................................... 1
1.3 Metode Penulisan............................................................................. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................. 2
2.1 Pencemaran Laut.............................................................................. 3
2.2 Dampak Pencemaran Laut................................................................ 6
2.3 Pengertian Mikrobiologi................................................................... 9
2.4 Peran Mikroorganisme...................................................................... 9
BAB III PEMBAHASAN............................................................................ 13
3.1 Studi Kasus....................................................................................... 13
3.2 Isolasi Bakteri Karang...................................................................... 13
3.3 Proses Uji Degradasi oleh Bakteri Karang....................................... 14
3.4 Faktor yang Mempengaruhi............................................................. 15
BAB IV PENUTUP....................................................................................... 16
4.1 Kesimpulan....................................................................................... 16
4.2 Saran................................................................................................. 16
DAFTAR PUSTAKA................................................................................... 17
LAMPIRAN................................................................................................. 18





BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Akhir-akhir ini pencemaran laut telah menjadi suatu masalah yang perlu ditangani secara sungguh-sungguh. Hal ini berkaitan dengan semakin meningkatnya kegiatan manusia dalam usaha memenuhi kebutuhan hidupnya. Di samping menghasilkan produk-produk yang diperlukan bagi kehidupannya, kegiatan manusia menghasilkan pula produk sisa (limbah) yang dapat menjadi bahan pencemar (polutan). Cepat atau lambat polutan itu sebagian akan sampai di laut. Hal ini perlu dicegah atau setidak-tidaknya dibatasi hingga sekecil mungkin.
Di Indonesia, teknologi untuk mengolah berbagai polutan dengan menggunakan bahan-bahan kimia masih sangat mahal. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem bioteknologi yang cukup selektif dan ekonomis untuk menghilangkan polutan ini. Bioteknologi merupakan salah satu cara pengolahan yang sekarang sedang marak digunakan. Dimana dalam hal ini menggunakan peran mikroorganisme dalam mendegradasi atau menguraikan bahan pencemar (polutan) dalam perairan.

1.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan yang hendak dicapai dari penulisan ini adalah :
1. Mengetahui peran mikroorganisme, khususnya bakteri karang dalam mendegradasi senyawa MCPA, yang merupakan bahan polutan di perairan Pantai Utara Jawa,
2. Bagaimana proses penguraian senyawa MCPA oleh bakteri karang terjadi, serta
3. Faktor apa saja yang mempengaruhi proses degradasi senyawa MCPA tersebut.
Sedangkan manfaat dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan pengetahuan tentang peran mikroorganime dalam penggunaannya di bidang bioteknologi.

1.3 Metode Penulisan
Metode penulisan yang digunakan adalah studi literatur dari buku-buku maupun jurnal-jurnal yang berkaitan dengan peran mikroorganisme dalam mendegradasi polutan pada perairan yang informasinya didapat dari internet.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Laut
Berdasarkan Peraturan Pemerintah No.19/1999, pencemaran laut diartikan dengan masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan laut tidak sesuai lagi dengan baku mutu dan/atau fungsinya (Pramudianto, 1999 dalam Misran, 2002). Sedangkan Konvensi Hukum Laut III (United Nations Convention on the Law of the Sea = UNCLOS III) memberikan pengertian bahwa pencemaran laut adalah perubahan dalam lingkungan laut termasuk muara sungai (estuaries) yang menimbulkan akibat yang buruk sehingga dapat merugikan terhadap sumber daya laut hayati (marine living resources), bahaya terhadap kesehatan manusia, gangguan terhadap kegiatan di laut termasuk perikanan dan penggunaan laut secara wajar, memerosotkan kualitas air laut dan menurunkan mutu kegunaan dan manfaatnya (Siahaan, 1989 dalam Misran, 2002).

2.1.1 Jenis-Jenis Polutan
Bahan-bahan pencemar yang dibuang ke laut dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara. Mannion dan Bowlby (1992) dalam Misran (2002) menggolongkannya dari segi konservatif/non-konservatif :
a) Golongan non-konservatif terbagi dalam tiga bentuk yaitu :
• buangan yang dapat terurai (seperti sampah dan lumpur), buangan dari industri pengolahan makanan, proses distilasi (penyulingan), industri-industri kimia, dan tumpahan minyak;
• pupuk, umumnya dari industri pertanian;
• buangan dissipasi (berlebih), pada dasarnya adalah energi dalam bentuk panas dari buangan air pendingin, termasuk juga asam dan alkali.
b) Golongan konservatif terbagi dalam dua bentuk yaitu :
• partikulat, seperti buangan dari penambangan (misalnya : tumpahan dari tambang batubara, debu-debu halus), plastik-plastik inert;
• buangan yang terus-menerus (persistent waste) yang terbagi lagi dalam tiga bentuk :
(I) logam-logam berat (merkuri, timbal, zinkum);
(ii) hidrokarbon terhalogenasi (DDT dan pestisida lain dari hidrokarbon terklorinasi, dan PCBs atau polychlorinated biphenyl); dan
(iii) bahan-bahan radioaktif.

Seringkali polutan yang masuk ke laut berbentuk kompleks, dalam arti dapat mengandung kedua golongan di atas yaitu konservatif dan non-konservatif. Sebagai contoh adalah buangan yang berasal dari penduduk (limbah domestik) yang umumnya mengandung buangan organik tetapi juga mengandung bahan berlogam, minyak dan pelumas, deterjen, organoklorin, dan buangan industri lainnya.
Sementara itu GESAMP (The Grooup of Experts on Scientific Aspects of Marine Pollution) memberikan 8 klasifikasi polutan yakni hidrokarbon terhalogenasi termasuk PCBs dan pestisida, misalnya DDT; minyak bumi dan bahan-bahan yang dibuat dari minyak bumi; zat kimia organik seperti biotoksin laut (marine biotoxin), deterjen; pupuk buatan (kimia) maupun alami termasuk yang terdapat di dalam kotoran yang berasal dari pertanian; zat kimia anorganik, terutama logam berat seperti merkuri dan timah hitam; benda-benda padat (sampah) baik organik maupun anorganik; zat-zat radioaktif; dan buangan air panas (thermal water) (Misran, 2002).

2.1.2 Sumber-Sumber Polutan
Menurut Alamsyah (1999) dalam Misran (2002), pencemaran lingkungan pesisir dan laut dapat diakibatkan oleh limbah buangan kegiatan atau aktivitas di daratan (land-based pollution) maupun kegiatan atau aktivitas di lautan (sea-based pollution). Kontaminasi lingkungan laut akibat pencemaran dapat dibagi atas kontaminasi secara fisik dan kimiawi. Secara umum, kegiatan atau aktivitas di daratan (land-based pollution) yang berpotensi mencemari lingkungan pesisir dan laut antara lain : penebangan hutan (deforestation), buangan limbah industri (disposal of industrial wastes), buangan limbah pertanian (disposal of agricultural wastes), buangan limbah cair domestik (sewage disposal), buangan limbah padat (solid wastes disposal), konversi lahan mangrove dan lamun (mangrove and swamp conversion), dan reklamasi di kawasan pesisir (reclamation).
Sedangkan kegiatan atau aktivitas di laut (sea-based pollution) yang berpotensi mencemari lingkungan pesisir dan laut antara lain : perkapalan (shipping), dumping di laut (ocean dumping), pertambangan (mining), eksplorasi dan eksploitasi minyak (oil exploration and exploitation), budidaya laut (mariculture), dan perikanan (fishing). Lebih jauh lagi, cara masuknya sumber-sumber polutan ke laut diterangkan oleh Mannion dan Bowlby (1992). Ada limbah yang dibuang ke laut secara langsung yaitu berupa hasil kegiatan di pantai maupun lepas pantai, atau secara tidak langsung sebagai bahan yang terbawa melalui aliran sungai; ada pula limbah yang dengan sengaja dibawa ke laut lepas untuk ditimbun (dumping). Sumber polutan yang terpenting berasal dari kegiatan di darat (sekitar 95%), yaitu berupa buangan industri yang dilepas secara reguler juga berupa limbah cair domestik.
Sementara itu, sumber pencemaran akibat kegiatan di laut terutama berasal dari buangan kapal-kapal baik karena kegiatan operasional rutin (sengaja) maupun karena kecelakaan (tidak sengaja). Pencemaran akibat kecelakaan mengakibatkan masuknya polutan dalam jumlah besar, seperti akibat kebocoran kapal supertanker minyak yang menyebabkan laut tercemar. Yang lebih penting lagi adalah akibat kegiatan rutin yang secara reguler membuang polutan ke lingkungan laut karena hal ini nerupakan cara termurah untuk membuang limbah. Contohnya adalah pembuangan limbah yang telah diolah sebagian atau belum diolah sama sekali, limbah cair dan air pendingin dari industri, sludge, tumpahan dari penambangan dan akibat pengerukan, mesiu yang tidak terpakai lagi, dan buangan radioaktif. Khusus untuk radioaktif, buangannya bukan saja berasal dari pusat pembangkit tenaga nuklir, pabrik pengolahan bahan bakar nuklir, dan kegiatan pengolahan uranium; tetapi juga berasal dari kegiatan umum lainnya seperti pembakaran batubara. Bila batubara dibakar maka akan memancarkan partikel-partikel radioaktif ke atmosfer yang akan kembali lagi ke laut. Budidaya laut (mariculture), yang membutuhkan air segar, dapat tercemar dengan sendirinya akibat kelebihan pakan yang akhirnya mendorong terjadinya proses eutrofikasi; dan pestisida yang digunakan agar ikan terhindar dari parasit dapat menyebabkan matinya invertebrata lainnya.
Kegiatan rekreasi dan kepariwisataan telah menjadi aspek penting dalam peningkatan ekonomi, khususnya bagi penduduk pesisir. Akan tetapi kegiatan ini telah membawa dampak lingkungan yang tidak selalu positif. Buangan limbah dari hotel dan restoran di sepanjang pantai, serta meningkatnya permintaan air bersih dapat memberi ancaman berupa pencemaran dan kerusakan lingkungan pesisir. Di sisi lain, tidak ada atau kurangnya titik/tempat tambatan kapal (ponton) yang dipersiapkan pada kawasan taman wisata alam laut, menyebabkan jangkar kapal sangat berpeluang merusak terumbu karang (Misran, 2002).

2.2 Dampak Pencemaran Laut
Dampak yang timbul akibat pencemaran oleh berbagai jenis polutan yang telah disebutkan sebelumnya adalah sangat beragam. Ada beberapa polutan yang dapat langsung meracuni kehidupan biologis. Ada pula polutan yang menyerap banyak jumlah oksigen selama proses dekomposisi. Ada polutan yang mendorong tumbuhnya jenis-jenis binatang tertentu. Dan ada pula polutan yang berakumulasi di dalam jaringan makanan laut yang tidak dapat dihancurkan oleh sel-sel hidup (bioaccumulation).
Masalah pencemaran yang paling besar di banyak tempat di Indonesia adalah limbah cair domestik dan industri. Hal ini umumnya disebabkan tidak atau kurang memadainya fasilitas untuk menangani dan mengelola limbah tersebut. GESAMP telah bersepakat mempelajari beberapa polutan yang khusus yaitu PCBs; pestisida organoklorin; logam berat seperti merkuri, timbal, arsen, kadmium; deterjen; dan biotoksin laut. Zat-zat ini diberi prioritas yang tinggi karena toksisitas, persistensi, dan sifatnya yang berakumulasi dalam organisme-organisme yang hidup di laut dan pengaruhnya pada jaringan makanan laut menunjukkan kadar yang tinggi. Mereka masuk melalui plankton dan kemudian dimakan oleh berbagai binatang laut seperti binatang-binatang karang yang dapat mengumpulkan konsentrasi dari pestisida yang sangat tinggi (Misran, 2002).


2.2.1 Limbah Industri Pertanian
Masalah pencemaran yang dikaitkan dengan pertanian adalah sedimentasi pestisida dan pupuk. Aliran air hujan dari daerah pertanian juga mengandung bahan makanan yang besar seperti senyawa nitrogen yang jika sampai ke laut dapat menyebabkan masalah eutrofikasi. Pestisida digunakan dengan maksud untuk pembasmian hama dalam pertanian. Hanya saja, sifat toksisitas pestisida telah diketahui dapat menimbulkan kanker. Selain itu, bahaya utama yang telah diketahui dari sisa pestisida adalah kemampuan untuk merusak biota laut dikarenakan daya akumulasinya pada biota laut. Dalam konsentrasi yang rendah (karena sudah terencerkan), pestisida biasanya memang tidak sampai mematikan ikan, tetapi menghambat pertumbuhan. Tetapi untuk beberapa organisma laut, terutama jenis crustacea seperti udang dan kepiting, senyawa-senyawa organoklorin dan organofosfat telah bersifat letal sekalipun dalam dosis rendah (Misran, 2002).

2.2.2 Limbah Industri Minyak dan Gas (Migas)
Minyak bumi terbentuk sebagai hasil akhir dari penguraian bahan-bahan organik (sel-sel dan jaringan hewan/tumbuhan laut) yang tertimbun selama berjuta tahun di dalam tanah, baik di daerah daratan atau pun di daerah lepas pantai. Hal ini menunjukkan bahwa minyak bumi merupakan sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui. Terbentuknya minyak bumi sangat lambat, oleh karena itu perlu penghematan dalam penggunaannya.
Minyak bumi kasar (baru keluar dari sumur eksplorasi) mengandung ribuan macam zat kimia yang berbeda baik dalam bentuk gas, cair maupun padatan. Bahan utama yang terkandung di dalam minyak bumi adalah hidrokarbon alifatik dan aromatik. Minyak bumi mengandung senyawa nitrogen antara 0-0,5%, belerang 0-6%, dan oksigen 0-3,5%. Terdapat sedikitnya empat seri hidrokarbon yang terkandung di dalam minyak bumi, yaitu seri n-paraffin (n-alkana) yang terdiri atas metana (CH4) sampai aspal yang memiliki atom karbon (C) lebih dari 25 pada rantainya, seri iso-paraffin (isoalkana) yang terdapat hanya sedikit dalam minyak bumi, seri neptena (sikloalkana) yang merupakan komponen kedua terbanyak setelah n-alkana, dan seri aromatik (benzenoid). Komposisi senyawa hidrokarbon pada minyak bumi tidak sama, bergantung pada sumber penghasil minyak bumi tersebut. Minyak bumi berdasarkan titik didihnya dapat dibagi menjadi sembilan fraksi. Pemisahan ini dilakukan melalui proses destilasi ( Hadi, 2003 dalam Puspitaningrom, 2008).

Limbah padat yang dihasilkan industri minyak disebut dengan oil sludge. Dimana minyak hasil penyulingan (refitnes) dari minyak mentah biasanya disimpan dalam tangki penyimpanan. Oksidasi proses yangterjadi akibat kontak antara minyak , udara dan air menimbulkan adanya sedimnetasi pada dasar tangki penyimpanan, endapan ini adalah oil sludge. Oil sludge terdiri dari, minyak (hidrocarbon), air , abu, karat tangki, pasir, dan bahan kimia lainnya. Kandungan hidrocarbon pada oil sludge merupakan limbah B3 karena banyak mengandung logam-logam berat yang dapat membahayakan. Sehingga dalam pengelolaannya harus mengacu pada peraturan pemerintah no. 18 tahun 1999, dimana limbah B3 harus diproses untuk mengubah karakteristik dan komposisi limbah B3 menjadi tidak beracun dan berbahaya.
Sebenarnya banyak teknik pengolahan limbah oil sludge yang dapat diaplikasikan seperti, incenerasi (pembakaran), centrifugasi (pemisahan), steam extraction (ekstraksi), dan bioremediation (mikrobiologi). Namun, kenyataannya dilapangan menunjukkan bahwa teknologi tersebut masih jauh dari yang diharapkan, ditambah lagi dengan biaya operasional yang masih sangat mahal. Dewasa ini, teknologi plasma juga diterapkan dalam mengolah limbah oil sludge. Plasma tidak hanya dapat mengolah oil sludge, tapi sekaligus dapat mendaur ulang limbah yang umumnya mengandung sekitar 40% minyak. Dengan mengolah oil sludge akan menghasilkan light oil seperti minyak diesel yang siap pakai, dan residu dari proses pengolahan siap dan aman untuk dibuang (landfill) ataupun dimanfaatkan menjadi bahan yang bernilai ekonomis seperti, sebagai bahan pembuat keramik, batako atau paving blok, genteng (Sugiarto,2004 dalam Puspitaningrom, 2008).



2.3 Pengertian Mikrobiologi
Mikrobiologi merupakan suatu istilah luas yang berarti studi tentang organisme hidup yang terlalu kecil untuk dapat dilihat dengan mata telanjang. Mikrobiologi mencakup studi tentang bakteri (bakteriologi), virus (virologi), khamir dan jamur (mikologi), protozoa (protozoologi), beberapa ganggang, dan beberapa bentuk kehidupan yang tidak sesuai untuk dimasukkan ke dalam kelompok tersebut di atas. Bentuk kehidupan yang kecil seperti itu disebut mikroorganisme. Kadang-kadang disebut mikroba atau dalam bahasa sehari-hari, kuman (Volk dan Wheeler, 1993).

2.4 Peran Mikroorganisme
Mikroorganisme merupakan jasad hidup yang mempunyai ukuran sangat kecil (Kusnadi, dkk, 2003 dalam Ali, 2008). Setiap sel tunggal mikroorganisme memiliki kemampuan untuk melangsungkan aktivitas kehidupan antara lain dapat dapat mengalami pertumbuhan, menghasilkan energi dan bereproduksi dengan sendirinya. Mikroorganisme memiliki fleksibilitas metabolisme yang tinggi karena mikroorganisme ini harus mempunyai kemampuan menyesuaikan diri yang besar sehingga apabila ada interaksi yang tinggi dengan lingkungan menyebabkan terjadinya konversi zat yang tinggi pula. Akan tetapi karena ukurannya yang kecil, maka tidak ada tempat untuk menyimpan enzim-enzim yang telah dihasilkan. Dengan demikian enzim yang tidak diperlukan tidak akan disimpan dalam bentuk persediaan enzim-enzim tertentu yang diperlukan untuk perngolahan bahan makanan akan diproduksi bila bahan makanan tersebut sudah ada.
Mikroorganisme ini juga tidak memerlukan tempat yang besar, mudah ditumbuhkan dalam media buatan, dan tingkat pembiakannya relatif cepat (Darkuni, 2001 dalam Ali, 2008). Oleh karena aktivitasnya tersebut, maka setiap mikroorganisme memiliki peranan dalam kehidupan, baik yang merugikan maupun yang menguntungkan. Sekilas, makna praktis dari mikroorganisme disadari terutama karena kerugian yang ditimbulkannya pada manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan. Misalnya dalam bidang mikrobiologi kedokteran dan fitopatologi banyak ditemukan mikroorganisme yang pathogen yang menyebabkan penyakit dengan sifat-sifat kehidupannya yang khas. Walaupun di bidang lain mikroorganisme tampil merugikan, tetapi perannya yang menguntungkan jauh lebih menonjol.
Mikroorganisme banyak dimanfaatkan untuk bahan bakar hayati (metanol dan etanol), bioremediasi, dan pertambangan. Selain itu, mikroorganisme yang ada di lingkungan berperan dalam perputaran/siklus materi dan energi terutama dalam siklus biogeokimia dan berperan sebagai pengurai (dekomposer). Mikroorganisme pada lingkungan alami juga dapat digunakan sebagai indikator baik buruknya kualitas lingkungan, baik perairan ataupun terrestrial (Ali, 2008).

2.4.1 Bakteri Pengurai Senyawa Halogen
Studi mengenai biodegradasi komponen terhalogenasi dimulai pada awal abad ke-20 terkait dengan banyaknya limbah dari senyawa terhalogenasi. Senyawa terhalogenasi bersifat toksik (Slater; J.H; Bull, A.T.; & D.J. Hardman; 1995 dalam Nurhayati, 2008). Senyawa terhalogenasi berpotensi menyebabkan keracunan, teratogenik serta karsinogenik. Metabolit yang dihasilkan dari hasil biodegradasi senyawa organoklorin sering bersifat toksik karena menghambat reaksi-reaksi kunci di metabolisme sel. Salah satu senyawa intermediate yang toksik adalah floroasetat yang potensial sebagai inhibitor pada siklus asam trikarboksilat, karena senyawa ini dapat menghambat akonitase yang berperan di siklus asam sitrat (TCA) (Peters, 1952 dalam Nurhayati, 2008).

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh beberapa peneliti diketahui bahwa sejumlah mikrobia berhasil diisolasi dan diseleksi berdasarkan kemampuan tumbuh pada komponen terhalogenasi misalnya genus Pseudomonas, Alcaligenes, Rhodococcus, Hyphomicrobium (Slater, 1994 dalam Nurhayati, 2008). Beberapa mikrobia yang memiliki kemampuan tumbuh dan melakukan biodegradasi senyawa terhalogenasi karena memiliki enzim dehalogenase. Enzim yang mengkatalisis reaksi dehalogenasi disebut dehalogenase (Jensen, 1960 dan Slater, et al 1995 dalam Nurhayati, 2008). Mekanisme pemutusan halogen dari komponen aromatik meliputi berlangsung secara oksidatif, hidrolitik dan reduktif.
Mekanisme biodegradasi pestisida oleh mikrobia secara oksidatif yaitu proses terlepasnya halogen dari senyawa aromatik terhalogenasi dengan melibatkan enzim dan oksigen. Dehalogenasi hidrolitik yaitu mekanisme biodegradasi senyawa terhalogenasi dengan melibatkan enzim dan hidrogen sedangkan proses dehalogenasi reduktif adalah proses terlepasnya halogen yang merupakan gugus penentu toksisitas dari senyawa terhalogenasi dengan melibatkan enzim dan proses reaksi reduksi (Nurhayati, 2008).

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Nurhayati (2008) diketahui bahwa herbisida 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D) dapat segera terdegradasi di tanah, sementara 2,4,5- Trikloroasam asetat (2,4,5-T) dan 4-klor-2- metilfenoksi asetat (MCPA) lebih perisiten atau tahan. Degradasi MCPA oleh bakteri di dalam tanah telah diteliti oleh berbagai peneliti dengan mengamati kemampuan melepas klorida dari subtitusi klorida pada subtrat utama senyawa organoklorin baik dari pestisida, fungisida dan herbisida (Loos, M.A.; 1975 dalam Nurhayati, 2008). Pseudomonas sp. merupakan salah satu bakteri yang dapat menggunakan MCPA sebagai sumber karbon satu-satunya ( Evans, et. al.; 1971 dalam Nurhayati, 2008), mikrobia lain yang dapat menggunakan herbisida MCPA sebagai sumber karbon untuk pertumbuhannya adalah Alcaligenes, Azotobacter, Pseudomonas, Acinetobacter, Xanthobacter dan Flavobacterium ( Balajee & Mahadevan, 1990 dalam Nurhayati, 2008).

Biodegradasi MCPA oleh mikrobia diawali dengan pemutusan secara oksidatif ikatan eter menghasilkan fenol. Reaksi berikutnya adalah terjadinya hidrolisasi katekol diikuti dengan pemutusan cincin secara ortho pada isolat Alcaligenes eutrophus JMP 134. Beberapa strain mikrobia memiliki plasmid yang memiliki gen mengkode berbagai macam enzim yang dapat mendegradasi MCPA, yang merupakan mikrobia dengan plasmid “broad range” dan dapat ditransfer secara bebas antar mikroorganisme di dalam tanah ( Don, & Pemberton, 1981 dalam Nurhayati, 2008). Dari berbagai penelitian diketahui bahwa mikrobia memiliki serangkaian enzim kunci dari yang memiliki organisasi dan regulasi gen yang dapat mendegradasi haloaromatik. Adanya limbah terhalogenasi yang berbahaya dan melimpahnya mikrobia yang memiliki kemampuan untuk mengkatalisis proses biodegradasi senyawa terhalogenasi maka diharapkan didapatkan mikrobia yang dapat digunakan sebagai agen pembersih tanah dan air yang terkontaminasi komponen aromatik terhalogenasi (Nurhayati, 2008).




BAB III
PEMBAHASAN

3.1 Studi Kasus
Pencemaran di wilayah pesisir perairan Pantai Utara Jawa di sebabkan oleh limbah industri dan peningkatan penggunaan bahan petisida dalam bidang pertanian. Sebagian besar komposisi limbah industri berupa garam-garam dari berbagai senyawa halogen seperti fluor, chlor, brom, iod dan astatin. Selain itu senyawa herbisida juga menjadi bahan pencemar perairan Pantai Utara Jawa, yang mana senyawa herbisida yang sering digunakan adalah 4-klor-2- metilfenoksi asetat (MCPA).
Pencemaran ini tentunya menimbulkan dampak yang sangat besar bagi ekosistem perairan Pantai Utara Jawa. Terumbu karang sebagai salah satu ekosistem wilayah pesisir paling produktif juga mendapat ancaman pencemaran ini, selain keberadaan makhluk laut lainnya. Untuk itu tentunya diperlukan suatu pendekatan teknologi dan upaya pelestarian dalam menjaga keberadaan ekosistem terumbu karang tersebut. Penggunaan bioteknologi, salah satunya bakteri karang menjadi upaya yang tepat dalam mengurangi pencemaran yang diakibatkan oleh senyawa MCPA.
Kemajuan ilmu dan teknologi telah berhasil mengembangkan suatu sistem katalis biologi dalam mengelola limbah berbahaya untuk mendegradasi, mendetoksifikasi atau mengakumulasikan polutan tersebut, contohnya penggunaan bakteri karang. WSSA (1989) dalam Harpeni (2006) melaporkan bahwa MCPA dapat didegradasi di perairan melalui proses biodegradasi dan fotodegradasi. Sehingga keberadaan bakteri pendegradasi herbisida organoklorin (MCPA) yang berasosiasi dengan karang dapat menjadi alternatif pemecahan masalah pencemaran ini.

3.2 Isolasi Bakteri Karang
Metode yang digunakan dalam mengisolasi bakteri karang adalah metode yang dilakukan oleh Chutiwan (1994) dalam Harpeni (2006). Karang yang diambil dari lokasi sampling langsung ditempatkan di dalam plastik steril kemudian jaringannya dikerok 1 gram menggunakan alat pengerok khusus dan dihomogenkan dengan 9 ml air laut steril yang selanjutnya dilakukan seri pengenceran. Diambil 1 ml suspensi homogen dari masing-masing karang, kemudian dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 9 ml air laut steril, dikocok hingga homogen dan diperoleh pengenceran 10-1. Selanjutnya dari pengenceran 10-1 diambil 1 ml contoh air dengan menggunakan pipet steril, yang kemudian dimasukkan ke dalam 9 ml air laut steril dan diperoleh pengenceran 10-2. Masing-masing diambil 80 μl contoh air, dimasukkan ke dalam masing-masing cawan petri steril yang berisi Zobell 2216E dan disebarkan hingga merata. Cawan petri tersebut dibungkus dengan kertas pembungkus dan diinkubasikan selama 2 x 24 jam pada suhu kamar. Koloni bakteri yang tumbuh pada permukaan agar tersebut, kemudian dipisahkan dengan metode goresan (streak method) sehingga diperoleh isolat bakteri pembentuk biofilm primer yang berupa kultur murni (Harpeni, 2006).

Proses isolasi bakteri karang bertujuan untuk mendapatkan kultur murni dari hasil pengambilan sampel karang dari lokasi sampling. Dimana hal ini berguna untuk menyeleksi bakteri karang yang berasosiasi dengan karang, untuyk mendapatkan isolat yang baik. Ini tentunya untuk memudahkan pengembangbiakan bakteri karang, sehingga pendegradasian senyawa MCPA menjadi maksimal.

3.3 Proses Uji Degradasi oleh Bakteri Karang
Terdapat 2 uji degradasi penggunaan isolat murni bakteri karang dalam kemampuannya untuk mendegradasi senyawa MCPA. Yang pertama adalah uji degradasi kualitatif bakteri karang pada media indikator, dimana isolat murni dengan indikator media EMBA yang mengandung 200 mg MCPA, yang kemudian dilarutkan dalam 1 liter air dengan pH 7,0. Isolat murni ditanam pada media EMBA dan diinkubasi selama 24 jam dan hasilnya terjadi perubahan warna koloni menjadi merah. Ini menunjukkan bahwa isolat mampu mendegradasi senyawa MCPA.
Sedangkan yang kedua adalah uji degradasi pada media cair. Media yang digunakan mengandung 2,5 gram bacto-peptone dan 0,5 gram yeast extract + 80 miligram/liter MCPA per 1 liter air laut. Media tersebut terlebih dahulu dilarutkan sehingga menjadi homogen dengan cara dipanaskan pada magnetic stirrer hot plane, dan didapatkan ph antara 7,5 – 7,6.

3.3.1 Proses Penguraian
Biodegradasi MCPA oleh mikrobia, contohnya bakteri karang diawali dengan pemutusan secara oksidatif ikatan eter menghasilkan fenol. Reaksi berikutnya adalah terjadinya hidrolisasi katekol diikuti dengan pemutusan cincin secara ortho pada isolat. Beberapa strain mikrobia memiliki plasmid yang memiliki gen mengkode berbagai macam enzim yang dapat mendegradasi MCPA, yang merupakan mikrobia dengan plasmid “broad range” dan dapat ditransfer secara bebas antar mikroorganisme di dalam tanah ( Don, & Pemberton, 1981 dalam Nurhayati, 2008). Dari berbagai penelitian diketahui bahwa mikrobia memiliki serangkaian enzim kunci dari yang memiliki organisasi dan regulasi gen yang dapat mendegradasi haloaromatik. Adanya limbah terhalogenasi yang berbahaya dan melimpahnya mikrobia yang memiliki kemampuan untuk mengkatalisis proses biodegradasi senyawa terhalogenasi maka diharapkan didapatkan mikrobia yang dapat digunakan sebagai agen pembersih tanah dan air yang terkontaminasi komponen aromatik terhalogenasi.

3.4 Faktor yang Mempengaruhi
Keberadaan pencemaran di laut yang diakibatkan oleh pencemaran penggunaan bahan herbisida MCPA, menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi dalam proses penguaraian/pendegradasian oleh bakteri karang.
Proses penguraian yang terjadi pada senyawa herbisida MCPA dengan bakteri karang dipengaruhi oleh kemampuan degradasi yang tinggi dan sensitivitas yang rendah terhadap MCPA. Hal ini sebelumnya dilakukan penyeleksian isolat bakteri, gunanya untuk mendapatkan isolat yang memiliki karakter yang paling baik. Selain itu MCPA merupakan sumber karbon satu-satunya, sehingga bakteri karang dapat menggunakannya sebagai sumber makanannya.

BAB IV
PENUTUP

4.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang didapat dari penulisan analisis ini adalah :
1. Berdasarkan Peraturan Pemerintah No.19/1999, pencemaran laut diartikan dengan masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan/atau komponen lain ke dalam lingkungan laut oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan laut tidak sesuai lagi dengan baku mutu dan/atau fungsinya.
2. Masalah pencemaran yang paling besar di banyak tempat di Indonesia adalah limbah cair domestik dan industri.
3. Salah satu solusi yang sekarang sedang marak digunakan adalah penggunaan mikoorganisme sebagai pengurai senyawa berbahaya dalam limbah industri, khususnya pencemaran perairan.
4. Bakteri karang yang berasosiasi dengan terumbu karang diyakini dapat mendegradasi senyawa herbisida MCPA, hal ini berdasarkan penelitian yang menunjukkan bahwa kemampuan bakteri karang yang memiliki daya degradasi tinggi dan sensitivitas yang rendah terhadap senyawa herbisida MCPA.

4.2 Saran
Peran mikroorganisme dalam mendegradasi limbah tentunya harus diawasi penggunaannya, agar keberadaan mikroorganisme tersebut tidak mengakibatkan kerusakan lingkungan dan organisme hidup lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Puspitaningrom, Alvie. 2008. Pemanfaatan Limbah Activated Alumina dan Sand Blasting PT. PERTAMINA UP IV Cilacap Sebagai Bahan Pembuatan Souvenir Dengan Teknik Solidifikasi.
http://lemlit.unila.ac.id/file/Prosiding/ProsidingI2006.pdf
Diakses tanggal 27 Februari 2010

Volk, Wesley A., dan Wheeler, Margaret F. 1993. Mikrobiologi Dasar Jilid 1. Jakarta : Penerbit Erlangga.

Misran, Erni. 2002. Aplikasi Teknologi Berbasiskan Membran Dalam Bidang Bioteknologi Kelautan: Pengendalian Pencemaran.
http://www.pdfqueen.com/html/aHR0cDovL2xpYnJhcnkudXN1LmFjLmlkL2Rvd25sb2FkL2Z0L2tpbWlhLWVybmkucGRm
Diakses tanggal 28 Februari 2010

Ali, Iqbal. 2008. Peran Mikroorganisme dalam Kehidupan.
http://iqbalali.com/2008/02/18/peran-mikroorganisme-dlm-kehidupan/
Diakses tanggal 28 Februari 2010

Nurhayati. 2008. Uji Ketahanan Bakteri Dehalogenasi pada Subtrat Herbisida KMCPA Formula.
http://eprints.undip.ac.id/1985/1/Bioma_Nurhayati_Juni_08.pdf
Diakses tanggal 28 Februari 2010













LAMPIRAN

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar