[Resume] Bioremediasi Timbal (Pb)

Reviewer : Prayoga Kusumah

Logam Pb merupakan logam berat yang sangat beracun dan tidak dibutuhkan oleh manusia, sehingga bila makanan tercemar oleh logam tersebut, tubuh akan mengeluarkannya. Di dalam tubuh manusia, logam Pb bisa menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin (Hb) dan sebagian kecil logam Pb dieksresikan lewat urin atau feses karena sebagian terikat oleh protein, sedangkan sebagian lagi terakumulasi dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut. Salah satu pilihan untuk mengatasi masalah kontaminasi oleh logam Pb adalah bioremediasi menggunakan mikroba. Tindakan remediasi perlu dilakukan agar lahan yang tercemar dapat digunakan kembali untuk berbagai kegiatan secara aman.

Bioremediasi merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan proses biologi dalam mengendalikan pencemaran dan cukup menarik. Selain hemat biaya, dapat juga dilakukan secara in situ langsung di tempat dan prosesnya alamiah. Laju degradasi mikroba terhadap logam berat tergantung pada beberapa faktor, yaitu aktivitas mikroba, nutrisi, derajat keasaman dan faktor lingkungan.

Alat dan Bahan

Tanah Percobaan, tanah terkontaminasi diambil dari lahan pembuangan limbah padat pabrik kertas proses deinking umur timbunan 3-5 tahun. Cara pengambilan contoh tanah dilakukan secara acak dengan memetak 2 x 2 m pada kedalaman sekitar 1 m. Selanjutnya dicampur dan dikeringkan secara alami, diserbuk dan disaring menggunakan saringan nylon 2 mm, serta di inkubasi selama 1 minggu agar tanah yang digunakan relatif stabil. Mikroba yang digunakan adalah mikroba konsorsium, campuran dari beberapa jenis bakteri pengakumulasi logam Pb yaitu PG 65-06 (A) : PG 97-02 (B); MR 1.12-05 (C) dan A1 (D) dengan perbandingan 1:1:1:1. Kultur tersebut diperoleh dari Balai Litbang Bioteknologi dan Sumberdaya Genetika Pertanian. Reaktor yang digunakan dalam percobaan ini terdiri dari rangkaian reaktor skala laboratorium dengan ukuran tinggi 30 cm x diameter 10 cm, yang dilengkapi dengan CO2 removal trap, tabung penangkap CO2.

Metode

Penelitian dilakukan di laboratorium yang meliputi, karakterisasi media tanah terkontaminasi limbah deinking ; pembuatan inokulum mikroba dan percobaan bioremediasi. Karakterisasi tanah terkontaminasi limbah deinking dan limbah sludge, meliputi parameter kandungan logam dalam tanah yang meliputi Cd, Cr, Cu, Pb, Ni dan Zn. Metode analisa mengacu Standard Methods for the Examination of Water & Wastewater, APHA, 21st Edition, 2005 diukur dengan Direct Air Acetylene Flame Method, AAS. Pembuatan inokulum mikroba. Mikroba konsorsium yang digunakan dalam penelitian dikultur pada medium Pepton glukosa ekstrak (PGE) cair, diaktivasi 3 kali dengan menggunakan medium yang sama selama 24 jam pada suhu 37°C dengan kecepatan pengadukan 150 rpm. Setiap inokulum kultur secara terpisah, satu ose biakan di inokulasi ke dalam 10 mL medium PGE, kemudian diinkubasi 1 hari dan dianalisis jumlah selnya. Inokulan campuran 2,5 mL dari masing-masing inokulan tunggal diinokulasikan ke dalam 2 liter medium PGE, kemudian diinokulasikan hingga mencapai minimum 109 sel/mL. Pembuatan inokulum hasil akhirnya adalah inokulum yang siap dipakai untuk kegiatan bioremediasi. Percobaan dilakukan dengan menggunakan tanah terkontaminasi limbah kertas proses deinking. Sebanyak 1,5 kg tanah kering udara ditimbang dan dimasukkan ke dalam reaktor bioremediasi yang dialiri udara untuk aerasi, kemudian diinokulasi dengan suspensi mikroba campuran dan diaduk secara merata. Pengamatan terhadap kadar air dilakukan setiap 3 hari sekali dan dilakukan pengadukan. Kadar air dijaga sekitar 60%, diatur dengan menambahkan air. Percobaan dilakukan dengan variasi perlakuan jumlah inokulum : kontrol; 5; 10 dan 15% (v/w) dan waktu inkubasi : 10; 20; 30; 40; 50; dan 60 hari. Percobaan dilakukan dalam ulangan 3 kali.

Hasil

Tanah terkontaminasi logam Pb dapat dipulihkan dengan proses bioremediasi. Hal ini ditunjukkan dari kemampuan mikroba untuk mengubah logam, terlihat dari penurunan koefisien distribusi fase tertukarkan dan peningkatan fase residual. Kondisi optimum diperoleh pada penambahan inokulum 10% (v/w) dengan waktu inkubasi 40 hari. Mikroba konsorsium dari campuran PG 65-06 (A) : PG 97-02 (B) : MR 1.12-05 (C) dan A1 (D) dengan perbandingan 1:1:1:1 mempunyai kemampuan untuk meremediasi tanah terkontaminasi logam berat Pb dari limbah padat industri kertas proses deinking. Keberhasilan proses bioremediasi ditunjukkan dengan adanya penurunan logam Pb pada fase tertukarkan seiring dengan meningkatnya logam Pb pada fase residu oleh adanya aktifitas mikroba, artinya mengubah sifat logam yang semula aktif menjadi tidak aktif, terlihat dari kandungan logam Pb dalam fase tertukarkan semula sebesar 19,36 mg/kg berkurang menjadi 15,91 mg/kg dan pada fase residual terjadi peningkatan kandungan logam Pb yang semula 7,77 mg/kg menjadi 17,00 mg/kg atau menurunnya koefisien distribusi sebesar 21% dalam fase tertukarkan dan meningkatnya koefisien distribusi sebesar 146% dalam fase residual. Nilai germination index (GI) pada kisaran 84,3 -136,7% berarti tanah yang telah diremediasi tidak lagi mengandung material yang bersifat toksik pada tanaman.