1 Universitas Indonesia BIOREMEDIASI TANAH YANG TERKONTAMINASI MINYAK BUMI DENGAN METODE BIOVENTING TERHADAP PENURUNAN KADAR TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON DAN BTEX Marsya Dyasthi Putri, Firdaus Ali, dan Zulkifliani Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok [email protected]ABSTRAK Kegiatan industri pertambangan minyak bumi di Indonesia telah menimbulkan banyak kasus pencemaran limbah berbahaya dan beracun (B3). Kasus tersebut dapat menimbulkan dampak buruk bagi kualitas lingkungan. Pada KepMenLH No. 128 Tahun 2003, disebutkan bahwa pemulihan lahan tercemar oleh minyak bumi dapat dilakukan secara biologis, dengan menggunakan kapasitas kemampuan mikroorganisme. Salah satu teknik penerapan pemulihan tersebut adalah dengan menggunakan teknik Bioventing. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh injeksi udara dan mikroorganisme yang berperan dalam proses remediasi dan faktor- faktor yang mempengaruhi kinerjanya bioventing. Minyak bumi yang digunakan merupakan crude oil yang berasal dari PPPTMGB Lemigas. Selama 5 minggu penelitian, didapatkan penyisihan konsentrasi TPH terbesar yaitu sebesar 82% yang terdapat pada sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v. Sedangkan pada sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 15% v/v, dan tanpa penambahan bakteri (bakteri indigenous) 1 dan 2 secara berurut adalah 67,1%, 54,24%, dan 68,12%. Penyisihan konsentrasi BTEX terbesar, yaitu sebesar 66,65% pada kontrol 2. Sedangkan sampel dengan kontrol 1, konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v, dan bakteri Bacillus Subtilis 15% v/v secara berurut adalah 23,39%, 34,41%, dan 37,69%. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v dan Kontrol 2 yang paling baik dalam mendukung efektivitas proses degradasi minyak bumi. Kata kunci : Bioremediasi; Bacillus; Bioventing; Total Petroleum Hydrocarbon; BTEX ABSTRACT Oil mining industry in Indonesia has generated many cases of very hazardous waste pollution. Those cases could adversely affect the quality of environment. Ministry of Environment through the Ministry of Environment Decree No. 128/2003, stated that the recovery of oil contaminated area can be purified by using microbial activity, called bioremediation. On of the most preferred methods for the remediation process of oil contaminated soil is bioventing. The main objective of this study was to determine the effect of air injection and microorganisms that play a role in the remediation process and the factors that affect performance bioventing. Oil used in this study was crude oil which was derived from PPTMGB Lemigas. The purpose of this study. During the 5 weeks of the study, obtained the largest TPH concentrations allowance that is equal to 82% were found in the sample with the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v/v. While the sample with the concentration of bacteria Bacillus Subtilis 15% v/v, and without the addition of bacteria (indigenous) 1 and 2 in sequence is 67.1%, 54.24%, and 68.12%. Provision largest concentration of BTEX, amounting to 66.65% in the control 2. Whereas the control 1, the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v / v, and the bacteria Bacillus Subtilis 15% v / v in the order are 23.39%, 34.41%, and 37.69%. From this study it can be concluded that the sample with the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v / v and Control 2 is best in support of the effectiveness of oil degradation process. Key words : Bioremediation; Bacillus; Bioventing; Total Petroleum Hydrocarbon; BTEX Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
20
Embed
BIOREMEDIASI TANAH YANG TERKONTAMINASI MINYAK BUMI …
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1 Universitas Indonesia
BIOREMEDIASI TANAH YANG TERKONTAMINASI MINYAK BUMI DENGAN METODE BIOVENTING TERHADAP PENURUNAN KADAR
TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON DAN BTEX
Marsya Dyasthi Putri, Firdaus Ali, dan Zulkifliani
Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Indonesia Depok
ABSTRAK Kegiatan industri pertambangan minyak bumi di Indonesia telah menimbulkan banyak kasus pencemaran limbah berbahaya dan beracun (B3). Kasus tersebut dapat menimbulkan dampak buruk bagi kualitas lingkungan. Pada KepMenLH No. 128 Tahun 2003, disebutkan bahwa pemulihan lahan tercemar oleh minyak bumi dapat dilakukan secara biologis, dengan menggunakan kapasitas kemampuan mikroorganisme. Salah satu teknik penerapan pemulihan tersebut adalah dengan menggunakan teknik Bioventing. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh injeksi udara dan mikroorganisme yang berperan dalam proses remediasi dan faktor-faktor yang mempengaruhi kinerjanya bioventing. Minyak bumi yang digunakan merupakan crude oil yang berasal dari PPPTMGB Lemigas. Selama 5 minggu penelitian, didapatkan penyisihan konsentrasi TPH terbesar yaitu sebesar 82% yang terdapat pada sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v. Sedangkan pada sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 15% v/v, dan tanpa penambahan bakteri (bakteri indigenous) 1 dan 2 secara berurut adalah 67,1%, 54,24%, dan 68,12%. Penyisihan konsentrasi BTEX terbesar, yaitu sebesar 66,65% pada kontrol 2. Sedangkan sampel dengan kontrol 1, konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v, dan bakteri Bacillus Subtilis 15% v/v secara berurut adalah 23,39%, 34,41%, dan 37,69%. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa sampel dengan konsentrasi bakteri Bacillus Subtilis 10% v/v dan Kontrol 2 yang paling baik dalam mendukung efektivitas proses degradasi minyak bumi. Kata kunci : Bioremediasi; Bacillus; Bioventing; Total Petroleum Hydrocarbon; BTEX
ABSTRACT
Oil mining industry in Indonesia has generated many cases of very hazardous waste pollution. Those cases could adversely affect the quality of environment. Ministry of Environment through the Ministry of Environment Decree No. 128/2003, stated that the recovery of oil contaminated area can be purified by using microbial activity, called bioremediation. On of the most preferred methods for the remediation process of oil contaminated soil is bioventing. The main objective of this study was to determine the effect of air injection and microorganisms that play a role in the remediation process and the factors that affect performance bioventing. Oil used in this study was crude oil which was derived from PPTMGB Lemigas. The purpose of this study. During the 5 weeks of the study, obtained the largest TPH concentrations allowance that is equal to 82% were found in the sample with the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v/v. While the sample with the concentration of bacteria Bacillus Subtilis 15% v/v, and without the addition of bacteria (indigenous) 1 and 2 in sequence is 67.1%, 54.24%, and 68.12%. Provision largest concentration of BTEX, amounting to 66.65% in the control 2. Whereas the control 1, the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v / v, and the bacteria Bacillus Subtilis 15% v / v in the order are 23.39%, 34.41%, and 37.69%. From this study it can be concluded that the sample with the concentration of the bacteria Bacillus Subtilis 10% v / v and Control 2 is best in support of the effectiveness of oil degradation process. Key words : Bioremediation; Bacillus; Bioventing; Total Petroleum Hydrocarbon; BTEX
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
2 Universitas Indonesia
PENDAHULUAN
Minyak bumi merupakan salah satu sumber daya alam penting di Indonesia. Minyak bumi
memiliki bermacam manfaat bagi kehidupan manusia, akan tetapi bila tumpah atau terbuang
ke lingkungan, minyak bumi tersebut akan menjadi pencemar yang berbahaya. Selama
kegiatan industri perminyakan umumnya terjadi tumpahan maupun ceceran minyak bumi dan
produk-produknya, sehingga menyebabkan terjadinya pencemaran. Meningkatnya frekuensi
pencemaran akan mengancam kebersihan lingkungan baik di daratan maupun di perairan.
Lingkungan darat yaitu tanah merupakan salah satu komponen utama bagi pertumbuhan
tanaman yang sangat dibutuhkan oleh manusia dan hewan. Kondisi tanah yang subur dan
bebas pencemar sangatlah diperlukan. Adanya kontaminasi senyawa organik maupun
senyawa kimia lainnya yang sulit didegradasi dan bersifat toksik di tanah menjadi
pengganggu pertumbuhan tanaman dan organisme lain yang hidup di dalamnya. Dengan kata
lain pencemaran pada lingkungan akan mengurangi kualitas dan daya dukung lingkungan
terhadap makhluk hidup.
Salah satu kontaminan yang relatif sulit didegradasi ialah senyawa hidrokarbon yang berasal
dari minyak bumi atau lumpur minyak bumi. Penanganan kondisi lingkungan yang tercemar
minyak bumi dapat dilakukan dengan metode fisika, kimia, dan biologi. Penanganan secara
kimia dan fisika merupakan cara penanganan cemaran minyak bumi yang membutuhkan
waktu relatif singkat, tetapi metode ini relatif tidak ramah lingkungan. Penanganan metode
biologi relatif tidak merusak lingkungan dibandingkan dengan metode kimia dan fisika.
Penanganan ini menggunakan teknik bioremediasi dengan memanfaatkan mikroba (kapang
dan bakteri) untuk menghilangkan cemaran dari lingkungan. Bioremediasi merupakan proses
detoksifikasi dan degradasi limbah minyak. Penanggulangan limbah minyak bumi secara
hayati cukup efektif, efisien, ekonomis, dan lebih ramah lingkungan (Anggraeni,2003).
Salah satu alternatif yang dapat digunakan untuk menanggulangi tanah yang terkontaminasi
oleh minyak bumi adalah teknik bioremediasi. Bioremediasi merupakan proses pengolahan
limbah minyak bumi yang sudah lama atau tumpah/ceceran minyak pada lahan yang
terkontaminasi dengan memanfaatkan makhluk hidup termasuk mikroorganisme, untuk
mengurangi konsentrasi atau menghilangkan daya racun bahan pencemar.
Teknik bioremediasi yang digunakan adalah bioventing dengan Bioventing adalah teknologi
remediasi in-situ atau ex-situ yang menggunakan mikroorganisme lokal untuk menguraikan
kontaminan organik yang terabsorbsi ke tanah di zona tak jenuh. Tanah di zona capillary
fringe dan zona jenuh tidak terpengaruh oleh proses ini. Dalam bioventing, aktivitas bakteri
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
3 Universitas Indonesia
secara alami ditingkatkan dengan injeksi udara (atau oksigen) ke zona tak jenuh
(menggunakan sumur ekstraksi atau injeksi) dan jika perlu dengan menambahkan nutrisi
(EPA, 2004). Bioventing merupakan metode bioremediasi menggunakan mikroba indigenous
dalam mendegradasi konstituen organik yang diadsorbsi oleh tanah pada lapisan tidak jenuh
(vadoze) dengan menambahkan laju udara untuk menyediakan oksigen agar proses
biodegradasi meningkat. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan penjabaran
permasalahan yang akan ditinjau dalam penelitian sehingga mendapatkan jawaban yang
ilmiah dan sesuai dengan kondisi di lapangan. Menganalisis hasil pengaruh injeksi udara dan
mikroorganisme yang berperan dalam proses remediasi dan faktor-faktor yang mempengaruhi
kinerjanya sesuai dengan baku mutu lingkungan atau dibawah baku mutu lingkungan.
Menganalisis pengurangan kadar polutan (TPH dan BTEX) pada tanah yang terkontaminasi
minyak bumi.
TINJAUAN TEORITIS
Definisi Minyak Bumi dan Komponennya
Mc.Millen (1998) menyatakan bahwa hidrokarbon yang terkontaminasi dalam lumpur minyak
yang merupakan limbah yang terjadi pada kegiatan pengolahan, penyaluran dan
penampungan minyak bumi merupakan sumber energi bagi mikroorganisme
pendegradasinya. Beberapa jenis hidrokarbon dapat dengan mudah diuraikan oleh
mikroorganisme. Hal ini akan lebih efektif apabila minyak bumi tersebut mempunyai
komponen pendukung lainnya. Minyak bumi terdiri atas senyawa hidrokarbon sebagai
penyusun utama dan senyawa ikatan. Hidrokarbon berdasarkan rantai karbonnya secara
umum terdiri atas tiga jenis yaitu hidrokarbon alifatik, siklik, dan aromatik. Hidrokarbon
siklik mempunyai molekul yang tersusun sebagai cincin berantai tunggal seperti siklo-
propana, siklo-heksana, dan siklo-heptana. Hidrokarbon aromatik mempunyai molekul yang
tersusun sebagai cincin berikatan ganda yang dikenal sebagai senyawa aromatik seperti
benzena, toluene, dan naphthalene (Irianto et al., 1999). Udiharto (1992) menyatakan bahwa
empat komponen utama hidrokarbon dalam minyak bumi adalah alkana (parafin), alkena
(olefin), siklo-alkana (naftena/siklo-parafin), dan hidrokarbon aromatik. Senyawa-senyawa
tersebut ada yang berupa fraksi ringan dan adapula sebagai fraksi berat. Banyak sedikitnya
senyawa tersebut bergantung pada tempat asal minyak bumi diambil. Banyak senyawa-
senyawa organik yang terbentuk di alam dapat didegradasi oleh mikroorganisme bila kondisi
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
4 Universitas Indonesia
lingkungan menunjang proses degradasi tersebut. Artinya, pencemaran lingkungan oleh
polutan-polutan organik dapat dengan sendirinya dipulihkan. Namun pada beberapa lokasi
terdapat senyawa organik alami yang resisten terhadap biodegradasi sehingga senyawa
tersebut akan terakumulasi di dalam perut bumi (Atlas, R.M., 1981). Hidrokarbon minyak
bumi merupakan kontaminan yang paling luas yang mencemari lingkungan.
Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) ialah merupakan pengukuran konsentrasi pencemar
hidrokarbon minyak bumi dalam tanah atau serta seluruh pencemar hidrokarbon minyak
dalam suatu sampel tanah yang sering dinyatakan dalam satuan mg hidrokarbon/kg tanah
(Nugroho, 2006). Jumlah TPH yang ditemukan dalam sampel dapat berguna sebagai indikator
umum dari kontaminasi minyak bumi di lokasi tersebut. Namun, pengukuran TPH atau angka
TPH tersebut hanya menceritakan sedikit tentang bagaimana petroleum hidrokarbon tertentu
dalam sampel dapat mempengaruhi manusia, hewan, dan tanaman. Dengan membagi TPH
kedalam kelompok hidrokarbon minyak bumi yang bertindak sama dalam tanah atau air, para
ilmuwan dapat lebih tahu apa yang terjadi kepada TPH tersebut. Kelompok- kelompok ini
disebut fraksi hidrokarbon minyak bumi (U.S. Department Of Health And Human Services,
1999).
BTEX adalah singkatan digunakan untuk empat senyawa yang ditemukan dalam minyak
bumi produk. Senyawa ini benzena, toluena, etilbenzena, dan xilena. Benzena, toluena, dan
xilena ditemukan secara alami dalam seperti produk minyak bumi seperti minyak mentah,
solar dan bensin. Etilbenzena adalah bensin dan aditif bahan bakar penerbangan. Mereka juga
digunakan secara luas dalam proses manufaktur. Benzene digunakan dalam produksi bahan
sintetis dan produk konsumen, seperti sintetis karet, plastik, nilon, insektisida dan cat.
Toluena digunakan sebagai pelarut untuk cat, pelapis, gusi, minyak, dan resin. etil-benzena
mungkin akan hadir dalam produk konsumen seperti cat, tinta, plastik, dan pestisida. Xilena
digunakan sebagai pelarut dalam pencetakan, karet, dan industri kulit. Para BTEX jangka
mencerminkan bahwa benzena, toluena, etilbenzena dan xilena sering ditemukan bersama-
sama di lokasi yang terkontaminasi (TOSC, 2012).
Studi Literatur Bioremediasi
Bioremediasi merupakan proses degradasi secara biologis bahan organik menjadi senyawa
lain misalnya CO2, CH4, H2O, garam anorganik, biomassa, dan hasil samping yang sedikit
lebih sederhana dari senyawa semula. Proses ini didasarkan pada siklus karbon, sehingga
bentuk senyawa organik dan anorganik didaur ulang melalui reaksi oksidasi dan reduksi
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
5 Universitas Indonesia
(Citroreksoko, 1996). Menurut Sa'id dan Fauzi (1996) bioremediasi diartikan sebagai proses
penyehatan (remediasi) secara biologis terhadap komponen lingkungan yang telah tercemar.
Proses bioremediasi bergantung pada kemampuan organisme yang digunakan (mikroba,
tanaman, atau hewan) dan sistem yang dioperasikan pada jangka waktu tertentu. Proses
bioremediasi akan berlangsung optimal pada pH dan subu tertentu, serta hams tersedianya
cukup nutrisi dan oksigen bagi organisme yang memanfaatkan. Perlakuan teknologi
bioremediasi dapat dilakukan melalui beberapa proses antara lain: bioaugmentasi, biofilter,
biostimulasi, bioreaktor, bioventing, pengomposan, fitoremediasi, dan landfarming (Bacher
dan Herson, 1994 in Citroreksoko, 1996).
Kontrol dan optimisasi proses bioremediasi merupakan sistem yang kompleks dari banyak
faktor. Faktor tersebut antara lain dapat berupa: keberadaan populasi mikroba yang mampu
mendegradasi polutan; ketersediaan kontaminan ke populasi mikroba, faktor lingkungan
(jenis tanah, suhu, pH, adanya oksigen atau akseptor elektron lainnya, dan nutrisi) (Vidali,
2001).
Bioventing merupakan aplikasi dari bioremediasi in situ yang dilakukan pada zona tidak jenuh
yang memiliki permeabilitas gas yang bagus. Bioventing dilakukan pada pengolahan
kontaminan volatil yang sukar dibiodegradasi. Bioventing cocok untuk kontaminan yang
didegradasi melalui metabolisme aerobik dan memiliki tekanan uap kurang dari 1 atm. Pada
bioventing digunakan gerakan udara yang diinjeksi melalui tanah yang tidak jenuh atau tanpa
penambahan nutrien, untuk menstimulasi mikroorganisme tanah dalam mengubah
kontaminan organik seperti hidrokarbon uapnya lebih besar dari 760 mmHg, maka penguapan
akan berjalan dengan lebih cepat. Sementara, jika tekanan uapnya kurang dari 1 mmHg maka
kontaminan tersebut tidak akan menguap secara substansial (Bima Prakasa, 2011).
Efektifitas bioventing tergantung dari kemampuan mikroorganisme dalam menguraikan
kontaminan dan untuk mendistribusikan O2 dalam jumlah yang mencukupi pada sub-surface.
Permeabilitas juga mempengaruhi efektifitas bioventing. Permeabilitas udara tergantung dari
struktur tanah dan ukuran partikel tanah. Tanah dengan struktur dan ukuran partikel yang
seragam merupakan lapisan tanah yang permeabel sehingga memudahkan pengolahan
lahannya dalam proses bioventing. Sebaliknya, tanah dengan kandungan clay dan silt yang
tinggi akan lebih sulit diolah dengan bantuan proses bioventing. Kelembapan tanah yang
tinggi dapat menghambat permeabilitas dan potensial udara pada proses bioventing.
Permeabilitas udara yang lebih besar dari 10-9 cm2 akan memudahkan pengolahan tanah
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
6 Universitas Indonesia
terkontaminasi, sedangkan permeabilitas udara kurang dari 10-10 cm2 akan menyebabkan
aliran gas melewati retakan tanah atau material yang lebih permeabel (Bima Prakasa, 2011).
Proses bioventing dapat dilakukan dengan injeksi (SUE). Sistem injeksi dapat dilakukan
dengan bantuan blower, pipa distribusi ataupun sumur penyuntikan. Sistem injeksi tersebut
lebih murah dari penerapan proses bioventing secara keseluruhan karena tidak menggunakan
pengolahan fase uap. Injeksi bertujuan untuk memberikan suplai O2 yang memadai untuk
menstimulasi biodegradasi tanpa menimbulkan emisi ke atmosfer. Injeksi akan lebih mudah
dilakukan jika ditunjang dengan kontaminan yang memiliki titik uap rendah. Injeksi yang
diberikan pada lapisan vadose dapat mengakibatkan permukaan air menurun, permebalitas
udara dalam tanah meningkat, volume tanah efektif yang tersedia akan bertambah, bahan
yang mudah menguap akan berpindah menuju ke fase gas dan selanjutnya berpindah ke
daerah yang tidak terkontaminasi, demikianlah yang disebut dengan proses biodegradasi
(Bima Prakasa, 2011).
Faktor-Faktor Pendukung pada Bioventing
Proses bioremediasi bergantung pada aktivitas mikroorganisme pendegradasi. Degradasi
material organik di lingkungan alami umumnya dilakukan oleh dua kelompok
mikroorganisme : bakteri dan jamur. Bakteri mewakili beragam jenis organisme prokariotik
yang banyak tersebar di biosfer. Bakteri dapat ditemukan di semua lingkungan di mana
terdapat organisme yang hidup. Namun hal ini tidak berarti bahwa semua strain bakteri ada di
seluruh alam (Baker dan Herson, 1994).
Bacillus merupakan bakteri yang memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi pada lingkungan
tempat tinggalnya. Bakteri ini mampu menggunakan komponen organik sebagai sumber
makanan. Berdasarkan kemampuannya tersebut, Bacillus digunakan dalam mendegradasi
senyawa kontaminan organik seperti styrene, trinitrotoluene, PAHs, serta senyawa organik
lainnya. Bacillus yang umum digunakan dalam degradasi hidrokarbon antara lain adalah
Bacillus substilis, Bacillus cereus dan Bacillus pumilis.
Secara umum bakteri Bacillus subtilis memeliki karakteristik sebagai berikut:
Salah satu kelompok bakteri gram positif dan berukuran 0,5-2,5 µm x 1,0-1,2 µm a.
Bacillus subtilis membentuk endospora yang protektif yang memberi kemampuan b.
bakteri tersebut mentolerir keadaan yang ekstrim
Merupakan jenis kelompok bankteri termofilik yang dapat tumbuh pada kisaran suhu c.
5oC – 55oC dan mempunyai pertumbuhan suhu optimum pada suhu 60oC – 80oC.
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
7 Universitas Indonesia
Faktor nutrisi yang diperlukan dalam proses bioremediasi antara lain karbon sebagai sumber
energi untuk aktivitas mikroorganisme. Sumber karbon didapatkan dari hidrokarbon minyak.
Nutrisi bagi mikroorganisme dapat juga berbentuk nitrogen dan fosfor (Udiharto, 1996).
METODE PENELITIAN
Pendetakan Penelitian
Penelitian yang akan dilakukan kali ini ialah berupa penelitian eksperimen bioremediasi tanah
yang digunakan sebagai pemeriksaan penurunan kadar TPH dan BTEX dari tanah yang
terkontaminasi minyak bumi dengan menggunakan metode bioventing. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui efisiensi kinerja dari bakteri sebagai biodegradator dan juga
asupan oksigen dari sumur injeksi tersebut terhadap penurunan kadar TPH dan BTEX pada
tanah yang terkontaminasi minyak bumi. Pada pendekatan eksperimen, peneliti memasukkan
unsur baru ke dalam sebuah situasi untuk mengetahui akibatnya. Tujuan penelitian
eksperimen adalah mengidentifikasi hubungan kausal atau sebab/akibat sesuatu terhadap
variabel lain. Beberapa variabel relevan merupakan variabel terkendali atau variabel konstan,
sedangkan variabel relevan lainnya dimanipulasi oleh peneliti. Dengan mengontrol beberapa
variabel dan memanipulasi variabel lainnya, peneliti eksperimen memasuki tahap prakiraan
atau prediksi (Basuki, 2006 dalam Aisyah, 2011). Pendekatan penelitian yang digunakan
adalah pendekatan kuantitatif dengan mengumpulkan data primer dan sekunder. Menurut
Basuki (2006) dalam Aisyah (2011), metode penelitian kuantitatif lebih memusatkan
perhatian pada hal lebih nyata yang dapat diukur dengan angka, berupaya memahami hal yang
diteliti dengan melakukan pengukuran.
Persiapan Penelitian
Persiapan penelitian menjadi dasar permulaan dilakukannya suatu penelitian. Agar penelitian
mempunyai kualitas data yang cukup tinggi, maka instrumen persiapan harus disusun secara
sistematis. Terdiri dari :
§ Penyiapan Sampel Tanah : Tanah yang digunakan berasal dari PPPTMGB Lemigas Jakarta
yang kemudian ditambahkan dengan crude oil sebanyak 5% b/b.
§ Isolat Bakteri dan Nutrisi : Peremajaan isolat bakteri Bacillus subtilis dilakukan pada
media cair, Nutrient Broth (NB) sebanyak 5 liter dengan persentase 10% v/v dan 15% v/v
untuk dicampurkan ke tanah sebagai perlakuan. Untuk meningkatkan pertumbuhan isolat
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
8 Universitas Indonesia
bakteri pemecah minyak, maka sample yang digunakan ditambahkan nutrisi. Oleh sebab
itu, dalam penelitian kali ini perlu ditambahkan urea dan NPK sebagai asupan nutrisi
mikroorganisme. Urea dan NPK merupakan jenis nutrisi yang dapat digunakan untuk
meningkatkan aktivitas mikroba dan bersifat biodegradable.
§ Material dan metode : Penggunaan metode bioventing untuk pemulihan tanah yang
terkontaminasi dengan menggunakan mikroorganisme dan oksigen sebagai asupan
mikroorganisme tersebut atau biasa disebut dengan bioremediasi ini dilakukan untuk
mengecek parameter-parameter kualitas tanah yang akan diteliti dalam hal ini adalah total
petroleum hidrokarbon (TPH) dan BTEX. Pilot plan alat ini secara garis besar terdiri dari
reaktor kaca berukuran 50 x 50 x 20 cm3 sebanyak 2 buah, 8 blower, tanah yang
terkontaminasi minyak, pipa, lubang monitor. Peralatan yang digunakan untuk uji
mikrobiologi adalah botols ample, cawan petri, buret, pipet, test tube, Erlenmeyer, shake
Gambar 1. Skema Alat Bioventing Sumber : Hasil Olahan (2012)
Gambar 2. Detail Alat Bioventing Sumber : Hasil Olahan (2012)
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
9 Universitas Indonesia
§ Tahap Pengukuran : Pengukuran dilakukan sebelum dan selama proses bioremediasi
berlangsung. Pengukuran yang dilakukan sebelum proses berlangsung meliputi
pengukuran kadar C, N dan P, serta nilai TPH dan BTEX awal. Pengukuran kadar C, N
dan P berguna untuk mengetahui berapa banyak C, N dan P tambahan yang dibutuhkan
untuk mengoptimalkan proses bioremediasi. Pengukuran TPH dan BTEX awal digunakan
untuk melihat laju penurunan TPH dan BTEX selama proses bioremediasi.
Tabel 1. Variabel dan Waktu Pengukuran
Variabel Waktu Pengukuran pH Satu kali sehari Temperatur Satu kali sehari TPH Satu kali dalam satu minggu BTEX Di awal dan diakhir penelitian
Sumber : Hasil Olahan (2012)
Tabel 2. Standar Pengujian dan Metoda Analisis
Variabel Standar Pengujian Metoda Analisis C JIS K 0102 : 1998 Pemeriksaan
Kualitas Total Nitrogen Metode spektrofotometri
N SNI 02-2803-2010 butir 6.1 Metode spektrofotometri P SNI 02-2803-2010 butir 6.2 Metode spektrofotometri pH SNI 06-6989.11-2004 pH-meter Temperatur SNI 06-6989.23-2005 Thermometer TPH USEPA Method 1664 Metode gravimetri BTEX Kromatografi Populasi Bakteri Total Plate Count (TPC)
Sumber : Hasil Olahan (2012)
Penyajian dan Analisis Data
§ Penyajian data : Penelitian ini menggunakan data berupa data primer dan sekunder untuk
menunjang analisis penelitian. Dilakukan beberapa metode sehingga kedua jenis data
tersebut dapat diperoleh, yakni sebagai berikut :
Tabel 3. Jenis dan Sumber Data yang Diperlukan
Data Jenis Data Sumber pH Primer Pengukuran Langsung Temperatur Primer Pengukuran Langsung TPH Primer Pengukuran Langsung BTEX Primer Pengujian Laboratorium Nutrisi (C:N:P) Primer Pengujian Laboratorium Sumber : Hasil Olahan (2012)
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
10 Universitas Indonesia
§ Analisis Data : Berupa pengukuran laboratorium dan perhitungan menggunakan data
primer.
Perhitungan Kandungan TPH
Untuk mendapatkan nilai kandungan TPH dalam tanah yang terkontaminasi, menggunakan
persamaan sebagai berikut :
!"#$% !"# = ! − !
!"#$% !"#$%&×100%
Dimana :
A = Berat labu didih kering oven sebelum diekstraksi, gr.
B = Berat labu didih kering oven setelah diekstraksi, gr.
Perhitungan Kandungan BTEX
Untuk mendapatkan nilai kandungan BTEX dalam tanah yang terkontaminasi,
menggunakan persamaan sebagai berikut :
%!"#$%&'($()" = !"! − !"!
!"!×100%
Dimana :
Bz0 = nilai konsentrasi awal
Bzn = nilai konsentrasi akhir
Perhitungan Populasi Bakteri
Untuk mendapatkan jumlah populasi bakteri dalam tanah yang terkontaminasi,
menggunakan persamaan sebagai berikut:
!"# !"# !" =
!"#!"#$%×!"#$%& !"#$"#%"&'#
!"#$%& !"#$%&'(! (!")
HASIL PENELITIAN
Kualitas Sampel Tanah Awal
Sebelum proses bioremediasi berjalan, dilakukan pengukuran pH, temperatur,
kandungan TPH, dan kandungan BTEX tersebut untuk mengetahui data awal. Dari data awal
tersebut, dapat diketahui parameter-parameter yang dapat disesuaikan dengan parameter-
parameter acuan untuk mendapatkan kondisi lingkungan yang optimum untuk proses
bioremediasi.
Tabel 4. Data Kualitas Sampel Awal
Biromediasi tanah ..., Marsya Dyasthi Putri, FT UI, 2013
11 Universitas Indonesia
Parameter Nilai Satuan Temperatur 29 oC pH 6,3 - TPH 4,61 % C:N:P 100:10:1 -
Sumber : Hasil Olahan (2013)
Proses Biodegradasi
Pengamatan TPC (Total Plate Count) dilakukan dua kali yaitu pada awal dan akhir penelitian.
Hal ini dimaksudkan agar dapat dilihat jumlah mikroorganisme pada sampel tanah sebelum
dilakukan perlakuan dan setelah dilakukan perlakuan. Hasil pengamatan jumlah koloni pada
setiap cawan untuk sampel awal, yaitu berupa tanah yang terkontaminasi minyak bumi
ditambahkan kultur bakteri Bacillus subtilis adalah sebagai berikut :
Gambar 3. Data Enumerasi Mikroorganisme
Sumber : Hasil Olahan (2013)
Hasil akhir penelitian bioremediasi dengan metode bioventing skala laboratorium ini
ditunjukkan dalam bentuk data persen kandungan Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) dalam
setiap perlakuan dengan konsentrasi awal sebesar 4,61%. Berikut adalah tabel data % Total
Petroleum Hydrocarbon (TPH) sebagai hasil proses bioremediasi selama 5 minggu dengan 4
perlakuan yang berbeda yaitu, kontrol 1 dan 2 tanpa penambahan bakteri atau pemanfaatan
bakteri indigenous, penambahan konsentrasi bakteri Bacillus subtilus 10% v/v, dan