LAPORAN AKHIR PKMP

PENURUNAN KONSENTRASI TOTAL PETROLEUM HYDROCARBON PADA

TANAH YANG TERKONTAMINASI MINYAK BUMI MENGGUNAKAN

ACTIVATED SLUDGE DENGAN METODE BIOREMEDIASI

Oleh:

Sasqia Orina Safitri (H1D109015)Angkatan 2009

Chandra Deasy Kusuma W. (H1D109012)Angkatan 2009

Aditya Poetra Pratama (H1D110051)Angkatan 2010

Fradita Wanda Sri (H1D111035)Angkatan 2011

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARBARU

2013

I. PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah

Berbagai kasus pencemaran limbah berbahaya dan beracun (B3) dari kegiatan

penambangan minyak bumi yang terjadi di Indonesia memerlukan perhatian yang lebih

serius. Setiap tahun kebutuhan minyak bumi terus mengalami peningkatan seiring dengan

tingginya kebutuhan energi sebagai akibat kemajuan teknologi dan kebutuhan hidup

manusia, sehingga potensi pencemaran oleh minyak bumi juga meningkat (Budianto,

2009).

Selain itu, pemanfaatan berbagai produk akhir atau produk-produk turunan

minyak bumi juga semakin meningkat sehingga peningkatan akan permintaan minyak

bumi di seluruh dunia telah mengakibatkan pertumbuhan dan ekspansi pada kegiatan

eksplorasi dan pengolahan minyak mentah di berbagai negara, termasuk Indonesia.

Namun demikian, kita selalu dihadapkan pada dilema antara peningkatan produksi

dengan pelestarian sumber daya alam lingkungan serta dampak yang ditimbulkan dari

proses produksi tersebut. Hal ini berarti perkembangan industri baik pengolahan minyak

bumi maupun industri yang menggunakan minyak bumi, ternyata merupakan salah satu

sumber pencemar lingkungan (Astri. N, 2006).

Tanah yang terkontaminasi minyak tersebut dapat merusak lingkungan serta

menurunkan estetika. Limbah minyak bumi yang dihasilkan usaha atau kegiatan minyak,

gas dan panas bumi atau kegiatan lain yang menghasilkan limbah minyak bumi

merupakan limbah bahan berbahaya dan beracun yang memiliki potensi menimbulkan

pencemaran dan atau kerusakan lingkungan oleh karena itu perlu dilakukan pengelolaan

dengan baik (KeMen LH 128, 2003).

Banyak senyawa-senyawa organik yang terbentuk di alam dapat didegradasi

oleh mikroorganisme bila kondisi lingkungan menunjamg proses degradasi tersebut.

Artinya, pencemaran lingkungan oleh polutan-polutan organik dapat dengan sendirinya

dipulihkan. Namun pada beberapa lokasi terdapat senyawa organik alami yang resistan

terhadap biodegradasi segingga senyawa tersebut akan terakumulasi di dalam perut bumi

(Atlas, R.M., 1981).

Berdasarkan permasalahan yang ditimbulkan akibat dampak pencemaran

minyak bumi ini, maka untuk mengatasi pencemaran tumpahan minyak ini, dilakukan

dengan pendekatan metode bioremediasi, yang mana memainkan peranan penting pada

pemulihan lingkungan dengan memanfaatkan mikroorganisme.

Perumusan Masalah

Telah banyak upaya yang dilakukan untuk menangani pencemaran tersebut, baik

secara fisik maupun kimia, namun hasilnya masih di atas standar baku mutu yang

dikeluarkan oleh Pemerintah. Oleh karena itu diupayakan penanganan secara hayati

dengan menggunakan activated sludge untuk menurunkan limbah minyak bumi tersebut.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Mengetahui efek activated sludge terhadap penurunan konsentrasi TPH

pada tanah yang tercemar minyak bumi dengan proses bioremediasi.

Luaran Yang Diharapkan

Luaran yang dapat diharapakan pada penelitian ini adalah dapat memberikan

alternatif teknologi pengolahan limbah yang memanfaatkan activated sludge sebagai

pereduksi bahan berbahaya yang terkandung dalam minyak bumi. Merupakan peran

nyata mahasiswa bagi lingkungan, masyarakat, akademis, instansi, dan industri.

Kegunaan Program

Kegunaan yang diharapkan pada penelitian ini, semoga memberikan memberikan

informasi dibidang pengelolaan lingkungan dengan penerapan teknik bioremediasi serta

rujukan seorang mahasiswa dalam mengembangkan penelitian yang serupa yang

berlandaskan proses bioremediasi.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 ACTIVATED SLUDGE (MIXED CULTURE)

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi

yang pertama kali dilakukan di Ingris pada awal abad 19. Sejak itu proses ini diadopsi

seluruh dunia sebagai pengolah air limbah domestik sekunder secara biologi. Proses ini

pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik

menjadi CO2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa baru. Udara disalurkan melalui pompa

blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan

mengendap di tangki penjernihan (Bitton, 1994).

Didalam mixed culture hasil proses metabolis dari satu spesies dapat didegradasi

oleh spesies lainnya didalam culture berturut-turut hingga mixed culture itu dapat

mendegradasi hidrokarbon. Spesies mikroba yang mendegradasi terdistribusi luas di alam

dan tidak terpaku pada satu jenis saja. Beberapa jenis dari bakteri yang dapat

mendegradasi hidrokarbon adalah: Pseudomonas, Brevundimonas, Sphingomonas,

Acinetobacter, Rhodococcus, Arthrobacter, Corynebacterium, Bacillus, Ochrobacterium,

Stenotrophomonas, Burkholderia, Xanthomonas dan Hyphomicrobium. Sedangkan untuk

jamur adalah Aspergillus, Penicillium, Beauveria, Acremonium, Cladosporium,

Fusarium, Trichordema, Amorphoteca, Neosartorya, Paecylomyces, Talaromyces dan

Graphium, serta lainnya lagi (Morais et al, 2009).

Menurut Anna dan Malte 1994, proses lumpur aktif dalam pengolahan air limbah

tergantung pada pembentukan flok lumpur aktif yang terbentuk oleh mikroorganisme

(terutama bakteri), partikel inorganik, dan polimer exoselular. Selama pengendapan flok,

material yang terdispersi, seperti sel bakteri dan flok kecil, menempel pada permukaan

flok. Pembentukan flok lumpur aktif dan penjernihan dengan pengendapan flok akibat

agregasi bakteri dan mekanisme adesi. Selanjutnya dinyatakan pula bahwa flokulasi dan

sedimentasi flok tergantung pada hypobisitas internal dan eksternal dari flok dan material

exopolimer dalam flok, dan tegangan permukaan larutan mempengaruhi hydropobisitas

lumpur granular dari reaktor lumpur anaerobik.

MLSS dan MLVSS, keduanya digunakan untuk mengukur konsentrasi

mikroorganisme didalam sistem lumpur aktif. MLSS terkandung padatan volatil dan inert

didalam campuran larutan. MLVSS lebih dikenal dengan bagian biologis yang aktif

dalam padatan didalam larutan campuran, seperti materi selular mikroba yang organik

dan menguap atau terbakar pada 5500C. Total Suspended Solid (TSS) dan Volatil

Suspended Solid (VSS) yang ditentukan melalui dengan metode standar 2540 D dan E

yang dilakukan berturut-turut. SVI dianalisis sebelum reaksi berakhir dengan mengukur

volume dalam mililiter yang berada dalam 1 gr suspensi setelah 30 menit waktu

pengendapan (Malakahmad et al , 2011).

mg total solids/L = 1000

,

dimana A adalah berat residu kering ditambah cawan (mg) dan B adalah berat cawan

(mg) (Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater).

2.2 MINYAK BUMI

Menurut Okoh 2006, minyak bumi didefinisikan sebagai campuran dari gas alami,

kondensat dan minyak mentah. Minyak mentah biasanya adalah campuran heterogen

yang terdiri dari hampir keseluruhannya adalah hidrokarbon yaitu dimana elemen

penyusunnya yaitu hidrogen dan karbon dengan rasio 2 atom hidrogen dengan 1 atom

karbon. Minyak mentah ini juga mengandung elemen seperti nitrogen, sulfur dan oksigen,

semua penyusun itu kurang dari 3% (v/v). Untuk ini juga ditemukan penyusun yang

sama, dengan perbandingan kurang dari .1% (v/v), mengandung posfor dan logam berat

seperti vanadium dan nikel. Minyak mentah dapat diklasifikasikan menurut residu

distilasi berturut-turut adalah adalah parafin, naftalen atau aromatis dan berdasarkan berat

molekul penyusunnya, yaitu ringan sedang atau berat.

Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) adalah istilah yang digunakan untuk

menggambarkan beberapa ratus senyawa kimia yang awalnya berasal dari minyak

mentah. Dalam pengertian ini TPH merupakan benar-benar campuran bahan kimia. TPH

ini disebut hidrokarbon karena hampir semua penyusunnya adalah merupakan hidrogen

dan karbon. Kandungan bahan kimia yang terdapat didalam minyak mentah adalah

bervariasi, dan begitu pula kandungan minyak bumi yang awalnya juga merupakan

bagian dari minyak mentah. Sebagian besar produk yang mengandung TPH akan

terbakar. Beberapa cairan bening atau berwarna terang yang mudah menguap, dan lain-

lain yang tebal, cairan gelap atau semi-padat yang tidak menguap. Banyak dari produk ini

memiliki karakteristik dari bensin, minyak tanah, atau bau berminyak. Karena masyarakat

modern menggunakan begitu banyak produk berbasis minyak bumi (misalnya, bensin,

minyak tanah, bahan bakar minyak, minyak mineral, dan aspal), kontaminasi lingkungan

oleh TPH berpotensi semakin meluas. Kontaminasi yang disebabkan oleh produk minyak

bumi berisi berbagai hidrokarbon ini. Karena ada begitu banyak, biasanya tidak praktis

untuk mengukur masing-masing komponen. Namun, hal ini berguna untuk mengukur

jumlah total dari semua hidrokarbon ditemukan bersama-sama dalam suatu sampel

tertentu tanah, air, atau udara (Leahy et al, 1990).

2.3 BIOREMEDIASI

Menurut Ireri et al (2008), proses bioremediasi dapat diklasifikasikan menjadi tiga

bagian besar berdasarkan tempat dan penanganan tanah/pengkondisian yaitu in situ, ad

situ dan ex situ. Bagian kedua dan ketiga dari proses tersebut adalah paling berguna untuk

remediasi dalam bentuk sludge, tanah atau sedimen yang tercemar dengan konsentrasi

tinggi dari kontaminasi yang berat, misalnya senyawa aromatis hidrokarbon polinuklear,

diesel, bahan-bahan yang mudah meledak, pestisida dan polutan klorinasi organik,

lumpur minyak dari industri petrokimia, tingkatan tanah yang liat dan dengan

konduktivitas hidraulik yang rendah dan disertai dengan komponen organik yang tinggi,

dan tanah di bagian atau wilayah dimana kondisinya merugikan untuk proses biological,

sebagai contoh, temparatur rendah yang menyebabkan pengaruh negatif terhadap tingkat

biodegradasi serta situs yang terkontaminasi yang memerlukan remediasi waku singkat.

3 METODE PENDEKATAN

3.1 Variabel Penelitian

3.1.1 Kondisi Operasi

Suhu operasi yang digunakan pada penelitian ini antara 28oC 32oC dengan pH 6

9, rasio C : N : P (100 : 10 : 1), kecepatan agitasi 90 rpm, proses aerasi memenuhi DO

(dissolved oxygen) di atas 2 mg/l.

3.1.2 Variabel

Konsentrasi activated sludge (mix culture): (15%, 20%)(v/v)

3.2 Analisa hasil

3.2.1 Analisa MLSS

Analisa dilakukan pada sampel feed, starter serta sampel dari operasi yang

terakhir. Proses analisa diawali dengan memanaskan cawan ke dalam oven pada suhu

110oC sampai konstan kemudian mendinginkannya selama 15 menit dalam desikator,

menimbang cawan tersebut (B1), memasukkan sejumlah sampel ke dalam cawan,

memasukkan cawan + sampel ke dalam oven sampai suhu 105oC cawan + abu (B2)

selama 1 jam, kemudian mengeluarkan dan mendinginkannya selama 15 menit dalam

desikator, menimbang cawan + abu (B2), menghitung MLSS dengan persamaan:

MLSS (g/l) = 21 1000

.

3.2.2 Analisa MLVSS

Setelah analisa MLSS, memasukkan kembali cawan + abu ke dalam furnace

pada suhu 550oC selama 10 20 menit, memindahkannya ke dalam oven dengan suhu

105oC selama 30 menit sebelum mendinginkannya dalam desikator selama 15 menit,

kemudian menimbangnya (B3), menghitung MLVSS dengan persamaan:

MLVSS (g/l) = 23 1000

.

3.2.3 Analisa TPH (Total Petroleum Hidrokarbom)

Analisa TPH menggunakan metode gravimetri U.S EPA Method 1664 dengan

prosedur mengekstrak 10 gram tanah dengan 100 ml n-hexane, kemudian di shaker

selama 1 jam, menyaring hasil ekstrak tersebut dengan penyaring Buchner,

menambahkan 10 gram Na2SO4 anhidrat ke dalam ekstrak untuk menghilangkan

kandungan airnya dan selanjutnya dipisahkan dengan menggunakan corong pemisah,

lapisan atas yang merupakan campuran minyak dan n-hexane diuapkan/didestilasi untuk

memisahkan pelarut dari fasa organiknya pada suhu 85oC selama 45 menit, residu yang

tertinggal dipanasi pada suhu 100oC selama 10 menit, dan setelahnya didinginkan dalam

desikator, melakukan penimbangan sampai beratnya konstan, berat yang terukur

merupakan total hidrokarbon minyak bumi.

Berat minyak dihitung dengan persamaan :

(BM) = x y

Dimana:

BM = Berat Minyak (gr)

x = Berat porselin + berat minyak bumi (gr)

y = Berat Porselin (gr)

TPH dihitung dengan persamaan :

% TPH =

x 100%

Dimana: C = Berat tanah terkontaminasi mula-mula (gr)

Tanah tercemar minyak bumi

(Campuran air dan tanah dengan rasio 20:80)

Proses Bioremediasi

Analisa pH, DO, MLSS, MLVSS, TPH

Udara Starter nutrient + Suspensi activated

Pemisahan tanah dan air

(dengan vacuum filter)

Analisa hasil

(TPH, MLVSS, MLSS)

Gambar 1. Skema Prosedur Penelitian

Teknik Pengumpulan Data

Teknik Pengumpulan data yang digunakan dalam proses penulisan proposal ini

adalah melalui studi literatur(literatute research). Penulisan melakukaan telaah pustaka

yang berupa buku-buku teks, jurnal-jurnal ilmiah, artikel-artikel di internet, dan sumber-

sumber lain yang berkaitan dengan rumusan masalah yang akan dibahas.

Analisis Data

Metode analisis data yang digunakan pada penulisan proposal ini adalah metode

analisis deskriptif kualitatif, dimana analisis deskriptif kualitatif merupakan suatu metode

yang digunakan untuk mengumpulkan, mengolah, dan menyajikan data ke dalam bentuk

penyajian yang sesuai.

4 PELAKSANAAN PROGRAM

Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Waktu dan tempat pelaksanaanpada bulan Desember 2012 - Mei 2013 dan bertempat di

laboratorium Operasi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Lambung Mangkurat.

Tanah yang tercemar minyak bumi diambil dari PT. Pertamina UBEP Tanjung dan

Activated Sludge diambil dari PT. Bridgestone Kalimantan Plantation Bati-Bati.

Tahapan Pelaksanaan

1. Preparasi Pembuatan Slurry

Preparasi dilakukan dengan cara mencampur tanah terkontaminasi minyak bumi

dengan air (akuades) dengan perbandingan 2 : 8 kemudian diukur pH dan densitas slurry.

2. Persiapan Reaktor Bioslurry

Reaktor yang digunakan berjumlah dua buah yaitu reaktor A dan reaktor B.

Reaktor yang digunakan berupa drum silinder dengan volume 4 liter. Masing-masing

reaktor dilengkapi dengan motor pengaduk dan sistem aerasi (aerator dan sparger) untuk

proses bioremediasi dengan sistem bioslurry.

3. Proses Bioremediasi

Slurry yang berisi campuran tanah dan air dengan perbandingan 2:8

dimasukkan ke dalam reaktor bioslurry (A dan B). Kemudian dilakukan pengadukan

dengan kecepatan agitasi 90 rpm pada suhu ruang (28-320C) serta dilakukan

penambahan aerasi pada bioreaktor tersebut. Untuk bioreaktor A kedalamnya masing-

masing ditambahkan suspensi activated sludge dengan konsentrasi 15% (v/v), sedangkan

untuk bioreaktor B konsentrasi suspensi activated sludge yang ditambahkan sebesar 20%

(v/v). Secara periodik dilakukan pengukuran temperatur, pH, DO (Dissolved Oxygen),

MLSS, MLVSS dan TPH sesuai dengan ketentuan waktu pengukuran seperti tersebut

diatas. Setelah proses bioremediasi selesai maka dilakukan pemisahan antara tanah

dengan airnya untuk selanjutnya dilakukan analisa akhir dari hasil bioremediasi.

Instrumen Pelaksanaan

1. Alat

Alat-alat yang digunakan antara lain bioreaktor aerobik dilengkapi dengan motor

pengaduk dan sistem aerasi (aerator dan sparger), oven, neraca analitik, pH meter, DO

meter, cawan, penyaring buchner, aluminium foil, desikator, furnace, shaker, seperangkat

alat distilasi dan corong pemisah.

Rangkaian alat :

Gambar 2. Rangkaian Bioreaktor slurry

2. Bahan

Bahan-bahan yang digunakan antara lain tanah terkontaminasi minyak bumi,

activated sludge (mix culture), glukosa, KH2PO4, urea, n-Hexane dan akuades.

Rancangan dan Realisasi Biaya

Tabel 1. Bahan Habis Pakai

No. Item yang

Diperlukan

Satuan Harga per

item (Rp)

Jumlah Total Biaya

1. KH2PO4 Gram 400 300 gram 120.000

2. Urea Gram 1.300 300 gram 390.000

3. Glukosa Gram 800 300 gram 240.000

4. Na2SO4 Gram 300 50 gram 15.000

5. N- Hexane Liter 50.000 2 liter 100.000

6. Aquades Liter 500 20 liter 10.000

7. Kertas Saring Kotak 900.000 1 kotak 900.000

Total 1.765.000

Tabel 2. Peralatan

No. Komponen Harga

(Rp)

Lama

pemakaian Biaya (Rp)

1 Sewa laboratorium 150.000 35 hari 150.000

2 Sewa peralatan laboratorium 2.000.000 35 hari 2.000.000

3 Aerator 60.000 35 hari 60.000

4 Sparger 30.000 35 hari 30.000

Total 2.248.000

Tabel 3. Biaya Lain-Lain

No. Komponen Harga satuan (Rp) Jumlah Biaya (Rp)

1 Kertas HVS 40.000 3 120.000

2 Tinta Print 40.000 2 122.000

3 Dokumentasi 95.000 - 95.000

4 Penjilidan 15.000 10 150.000

Total 445.000

Tabel 4. Rekapitulasi

Komponen Biaya

Bahan Habis Pakai Rp 1.765.00

Peralatan Rp 2.248.000

Biaya Lain-Lain Rp 445.000

Total Rp 4.500.000

5 HASIL DAN PEMBAHASAN

Data Hasil Analisa Kadar Glukosa

Tabel 5. Pengamatan MLSS dan MLVSS variasi activated sludge 15%

No. Hari

ke-

Volume

sampel

(L)

Berat

cawan

(c1)

(g)

c1 +

sampel

dari oven

(g)

c1+sampel

dari

furnace

(g)

MLSS

(mg/L)

MLVSS

(mg/L)

1. 0 0.01 36.8 36.2 36.1242 990 2580

2. 3 0.01 30.7432 30.2753 30.1086 19900 1970

3. 6 0.01 31.7297 31.0693 31.0468 299000 2250

4. 9 0.01 31.814 31.148 31.1123 399000 3570

5 12 0.01 31.9034 31.2073 31.1708 499000 3650

6 15 0.01 31.7128 31.072 31.036 599000 3600

7 18 0.01 31.8039 31.1574 31.1207 699000 3670

8 21 0.01 31.4857 30.7949 30.7487 799000 4620

9 24 0.01 31.4715 30.6949 30.6394 899000 5550

10 27 0.01 31.6097 30.8169 30.7534 999000 6350

11 30 0.01 31.5956 30.7994 30.7562 1099000 4320

12 33 0.01 31.7512 31.0176 30.9736 1199000 4400

13 36 0.01 31.7815 30.9122 30.8671 1299000 4510

Tabel 6. Pengamatan MLSS dan MLVSS variasi activated sludge 20%

No. Hari Volume Berat c1 + c1+sampel MLSS MLVSS

ke- sampel

(L)

cawan

(c1)

(g)

sampel

dari oven

(g)

dari furnace

(g)

(mg/L) (mg/L)

1. 0 0.01 31.7 31 30.8928 990 5720

2. 3 0.01 36.0159 36.6282 36.599 19900 2920

3. 6 0.01 37.0757 36.389 36.355 299000 3400

4. 9 0.01 36.9572 36.2803 36.2425 399000 3780

5 12 0.01 36.9936 36.2991 36.2497 499000 4940

6 15 0.01 37.0361 36.3422 36.2935 599000 4870

7 18 0.01 36.9897 36.2924 36.2306 699000 6180

8 21 0.01 36.9973 36.2788 36.2151 799000 6370

9 24 0.01 37.0449 36.2981 36.2341 899000 6400

10 27 0.01 36.9838 36.1921 36.1253 999000 6680

11 30 0.01 36.9142 36.2574 36.2056 1099000 5180

12 33 0.01 36.9542 36.2399 36.1787 1199000 6120

13 36 0.01 36.9868 36.2545 36.1857 1299000 6880

Minggu

ke-0

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.1604 105.2603 0.999 9990

B 10 104.0924 104.2541 1.617 16170

Minggu

ke-1

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.1604 105.2434 0.83 8300

B 10 104.094 104.2364 1.424 14240

Minggu

ke-2

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.162 105.2397 0.777 7770

B 10 104.0923 104.1552 0.629 6290

Minggu

ke-3

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.1614 105.2297 0.683 6830

B 10 106.9078 106.9579 0.501 5010

Minggu

ke-4

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.1602 105.2017 0.415 4150

B 10 106.9046 106.9507 0.461 4610

Minggu

ke-5

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

Pembahasan

1. Pengaruh Waktu Terhadap Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon Pada

Variasi Konsentrasi Activated Sludge (Mixed Culture)

Total Petroleum Hydrocarbon merupakan suatu parameter pencemaran yang

sangat berbahaya pada ekosistim lingkungan disekitarnya. Lahan yang tercemar minyak

bumi juga berbahaya terhadap kualitas air tanah. Pada penelitian ini dilakukan

pengamatan terhadap konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon yang dilakukan proses

bioremediasi dengan variasi konsentrasi activated sludge 15% dan 20%, berikut adalah

grafik hubungan antara waktu dengan Total Petroleum Hydrocarbon:

Gambar 3. Hubungan Waktu dengan Total Petroleum Hydrocarbon

Dari gambar 3. Terlihat bahwa konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon di

dalam slurry berkurang seiring bertambahnya waktu. Pada penambahan konsentrasi

activated sludge 15% (v/v) terlihat bahwa konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon

mengalami penurunan pada minggu pertama sampai minggu ke dua (interval hari ke-0

sampai hari ke-14) cukup signifikan yaitu dari 9.990 g/g menjadi 4.150 g/g. Dan pada

minggu ke-6 konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon akhir olahan sebesar 2.870 g/g.

Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon pada konsentrasi activated sludge 20%

mengalami penurunan lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi activated sludge

100020003000400050006000700080009000

1000011000120001300014000150001600017000

0 7 14 21 28 35

TPH

(

g/g)

Waktu (hari)

15%

20%

ketentuan

A 10 105.1616 105.1945 0.329 3290

B 10 106.9085 106.9373 0.288 2880

Minggu

ke-6

Berat

tanah (g)

Berat labu

kosong (g)

Berat kering labu

kosong+minyak (g)

TPH

(%) TPH (g/g)

A 10 105.1626 105.1913 0.287 2870

B 10 106.901 106.9207 0.197 1970

15%, ini disebabkan mikroorganisme yang terkandung dalam activated sludge 20% lebih

banyak sehingga dapat lebih baik dalam mereduksi limbah minyak bumi pada lahan yang

tercemar. Terlihat penurunan secara signifikan pada hari ke-7 sebesar 14.247 g/g

menjadi 6.290 g/g dan pada hari ke-21 dari 4.610 g/g turun menjadi 2.880 g/g.

Proses ini menunjukan bahwa mikroorganisme yang terdapat dalam activated sludge

merombak struktur minyak bumi dengan cara memasukkan slurry yang mengandung

limbah minyak bumi ke dalam badan mikroorganisme itu sendiri. Limbah minyak bumi

tersebut akan dirombak oleh mikroorganisme dengan menggunakan proses metabolisme.

Didalam tubuh mikroorganisme terdapat enzim yang berperan sebagai perombak limbah

minyak bumi, kemudian minyak bumi di keluarkan lagi dari badan mikroorganisme

menjadi bentuk yang lebih tidak berbahaya. Dalam kondisi operasi yang dijaga, proses

perombakan Total Petroleum Hydrocarbon akan maksimal. Mikroorganisme yang hidup

didalam campuran akan dapat memaksimalkan kerja metabolisme dalam mendegradasi

limbah minyak bumi menjadi bentuk yang tidak berbahaya di alam sehingga tidak ada

pencemar lingkungan yang perlu ditangani dengan serius kembali.

Hasil degradasi Total Petroleum Hydrocarbon ini menunjukan bahwa proses

bioremediasi dengan memanfaatkan activated sludge sudah sesuai dengan persyaratan

baku mutu yang ditetapkan oleh pemerintah. Penurunan ini menunjukan bahwa

mikroorganisme yang terdapat di dalam activated sludge bekerja secara baik dalam

mereduksi tanah yang terkontaminasi minyak bumi.

2. Pengaruh Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon Terhadap Waktu untuk

Konsentrasi MLVSS dan Activated Sludge 15% (v/v)

Gambar 4. Hubungan antara Waktu Terhadap Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon

untuk Konsentrasi MLVSS dan Activated Sludge 15% (v/v)

0100020003000400050006000700080009000

10000

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36

TPH

(

g/g)

Waktu (hari)

MLV

SS(m

g/L)

MLV

SS(m

g/L)

Berdasarkan gambar 4. Terlihat bahwa konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon

menurun seiring dengan meningkatnya nilai MLVSS berarti meningkatnya jumlah

mikroorganisme di dalam activated sludge tersebut. Menurunnya konsentrasi Total

Petroleum Hydrocarbon ini disebabkan terdegradasinya komponen penyusun minyak

bumi tersebut menjadi bentuk yang lebih tidak berbahaya. Kemudian terlihat bahwa nilai

dari MLVSS mengalami fluktuasi. Pada hari ke-27 nilai MLVSS mengalami penurunan,

ini dikarenakan kondisi operasi yang terkadang berubah sehingga pertumbuhan

mikroorganisme di dalam activated sludge mengalami perubahan. Pertumbuhan

mikroorganisme tergantung pada kondisi dimana mikroorganisme tersebut hidup

(Herdiyantoro, 2005; Basharudin, 2008; Shukla, 2010; Ireri, 2008). Proses aerasi

dilakukan agar asupan oksigen untuk mikroorganisme terpenuhi sehingga proses

metabolisme menjadi lancar. Bakteri aerobik menggunakan oksigen untuk

metabolismenya. Enzim oksigenase dan monooksigenase diperlukan dalam mendegradasi

limbah minyak bumi. Dimana enzim monoksigenase mendegradasi rantai alkana menjadi

bentuk alkohol dan dioksidasi lanjut hingga terbentuk asam lemak. Terhambatnya

pertumbuhan mikroorganisme tersebut dikarenakan terganggunya asupan oksigen atau

nutrisi sehingga mikroorganisme memasuki fase lag yaitu fase dimana mikroorganisme

tidak berkembang biak karena mempertahankan kehidupannya. Jika kondisi operasi

kembali normal, mikroorganisme tersebut kembali melakukan proses metabolisme dan

berkembang biak dengan baik. Mikroorganisme menggunakan oksigen untuk

membantunya menggabungkan enzim-enzim yang ada di dalam mikroorganisme itu

sendiri untuk menghancurkan lapisan minyak.

Selain menjaga ketersediaan oksigen terlarut, temperatur operasi juga diperhatikan.

Umumnya proses bioremediasi berlangsung pada suhu kamar, yaitu sekitar 20-350C.

Dimana bakteri yang umumnya adalah golongan mesofilik bekerja optimal pada suhu

tersebut. Pada suhu yang rendah, viskositas minyak bumi meningkat dan volatilitas dari

alkana rantai pendek menurun sehingga menurunkan kemampuan mikroorganisme dalam

mendegradasi limbah minyak bumi walaupun ada pula bakteri yang bekerja pada kondisi

suhu rendah, namun akan lebih optimum pada suhu kamar. Begitupula jika suhu terlalu

tinggi, kemungkinan bakteri akan bermutasi atau bakteri mesofilik mati akan lebih besar

walaupun ada beberapa bakteri yang tahan hidup pada suhu tinggi. Pada suhu kamar,

bakteri mesofilik dapat berkembang biak dengan baik yang diindikasikan dengan

meningkatnya nilai MLVSS. Ketersediaan nutrisi juga berpengaruh terhadap konsentrasi

mikroorganisme, jika nutrisi yang tersedia mencukupi, mikrroganisme akan dapat

berkembang biak dengan baik sehingga akan lebih optimal dalam mendegradasi limbah

minyak bumi.

pH yang sesuai pada kondisi bioremediasi dengan suhu kamar adalah sekitar 6-9.

Jika range pH masih berada dicakupan nilai tersebut maka proses bioremediasi masih

dapat berjalan optimum. Pada hasil pengamatan nilai pH yang didapat sekitar 5-9 yang

mengindikasikan bahwa kondisi operasi masih cocok untuk lingkungan hidup bateri

mesofilik. Perubahan pH dimana semakin tinggi nilai MLVSS maka pH akan mengalami

penurunan. Bertambahnya nilai MLVSS yang berarti konsentrasi mikroorganisme

didalam activated sludge yang semakin meningkat menyebabkan proses degradasi Total

Petroleum Hydrocarbon akan semakin optimal karena banyaknya konsentrasi

mikroorganisme yang melakukan aktivitas metabolisme dalam merombak limbah minyak

bumi menjadi bentuk yang tidak berbahaya seperti asam lemak dan kemudian menjadi

asam asetat dan asam propionat. Terbentuknya asam asetat dan asam propionat hasil

degradasi alkana yang menyebabkan nilai pH medium menurun (Rosenberg, E.,

Legmann,R., Kushmaro, A., Taube, R., dan Ron, E.Z. 1992, Nugroho, 2006 didalam

Aliyanta, dkk, 2011).

3. Pengaruh Waktu Terhadap Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon dan

MLVSS untuk Konsentrasi Activated Sludge 20% (v/v)

Gambar 4.3 Hubungan Waktu Terhadap Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon untuk

Konsentrasi MLVSS dan Activated Sludge 20% (v/v)

Dari gambar 4.3 Terlihat bahwa konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon pada

konsentrasi activated sludge 20% juga menurun seiring dengan meningkatnya nilai

MLVSS seperti pada konsentrasi activated sludge 15%. Sama halnya seperti sebelumnya,

menurunnya kadar Total Petroleum Hydrocarbon ini juga dikarenakan terdegradasinya

komponen penyusun minyak bumi tersebut menjadi bentuk yang lebih tidak berbahaya.

100020003000400050006000700080009000

1000011000120001300014000150001600017000

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36

TPH

(

g/g)

Waktu (hari)

MLV

SS(m

g/L)

Dimana semakin banyak mikroorganisme yang terkandung didalam suatu campuran,

maka kemampuan dalam mendegradasi polutan minyak bumi juga akan semakin

maksimal. Konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon yang menurun drastis pada minggu

pertama menunjukkan keberhasilan activated sludge dalam mereduksi kandungan limbah

minyak bumi tersebut. Konsentrasi activated sludge sebesar 20% memberikan efek yang

lebih optimal dalam mendegradasi Total Petroleum Hydrocarbon. Lebih banyaknya

konsentrasi activated sludge didalam campuran menyebabkan Total Petroleum

Hydrocarbon yang terkandung didalam campuran juga lebih cepat terdegradasi sebab

mikroorganisme tersebut memaksimalkan kerja metabolismenya dalam mengolah limbah

minyak bumi tersebut.

Pada hari ke-27 nilai MLVSS mengalami penurunan, ini dikarenakan kondisi

operasi yang terkadang berubah sehingga pertumbuhan mikroorganisme di dalam

activated sludge mengalami fluktuasi. Pertumbuhan mikroorganisme sangat dipengaruhi

oleh keadaan lingkungan atau kondisi lingkungan dimana mikroorganisme tersebut hidup

(Herdiyantoro, 2005; Basharudin, 2008; Shukla, 2010; Ireri, 2008). Penurunan nilai

MLVSS disebabkan terganggunya asupan oksigen atau nutrisi sehingga pertumbuhan

mikroorganisme tersebut terhambat dan memasuki fase lag yaitu fase dimana

mikroorganisme tidak berkembang biak karena mempertahankan kehidupannya.

Mikroorganisme ini menggunakan oksigen untuk membantunya menggabungkan enzim-

enzim yang ada didalam mikroorganisme itu sendiri untuk menghancurkan lapisan

minyak. Pertumbuhan mikrorganisme yang semakin meningkat yang tidak dibarengi

dengan kontrol kondisi yang maksimal menyebabkan nilai MLVSS yang fluktuatif.

Mikroorganisme yang umumnya bakteri aerobik akan mempertahankan kehidupannya

dengan menggunakan oksigen terlarut yang tersedia. Semakin banyak mikroorganisme

yang terdapat didalam campuran, maka kebutuhan oksigen terlarut juga semakin

meningkat, yang jika tidak dipenuhi, maka mikroorganisme akan berusaha untuk

mempertahakan hidupnya saja tanpa berkembang bia. Kemungkinan sebagian bakteri

mengalami fase kematian juga tinggi sehingga nilai MLVSS menurun.

Selain asupan oksigen terlarut, asupan nutrisi juga berpengaruh terhadap

kelangsungan hidup mikroorganisme. Asupan nutrisi yang mengandung komponen yang

dibutuhkan oleh mikroorganisme dengan jumlah terbatas akan membatasi pula terhadap

perkembangbiakan mikroorganisme tersebut. Dimana senyawa-senyawa seperti karbon,

nitrogen dan posfor berfungsi terhadap perkembangbiakan mikroorganisme. Jika

jumlahnya terbatas maka kemampuan mikroorganisme dalam memperbanyak diri juga

menurun, sehingga diindikasikan dengan menurunnya nilai MLVSS. Semua kondisi

operasi berhubungan yang intinya jika tidak terkondisikan dengan baik sesuai dengan

kebutuhan mikroorganisme untuk berkembang biak dan bertahan hidup, maka konsentrasi

mikroorganisme didalam campuran dapat menurun. Jika kondisi operasi kembali normal,

mikroorganisme tersebut kembali melakukan metabolisme dan berkembang biak dengan

baik. Suhu dan pH juga merupakan kondisi operasi yang harus dijaga untuk proses

bioremediasi yang optimal.

Sama halnya dengan konsentrasi activated sludge 15%, bertambahnya nilai

MLVSS yang berarti konsentrasi mikroorganisme didalam activated sludge yang

semakin meningkat menyebabkan proses degradasi Total Petroleum Hydrocarbon akan

semakin optimal karena banyaknya konsentrasi mikroorganisme yang melakukan

aktivitas metabolisme dalam merombak limbah minyak bumi menjadi bentuk yang tidak

berbahaya seperti asam lemak dan kemudian menjadi asam asetat dan asam propionat.

Terbentuknya asam asetat dan asam propionat hasil degradasi alkana yang menyebabkan

nilai pH medium menurun (Rosenberg, E., Legmann,R., Kushmaro, A., Taube, R., dan

Ron, E.Z. 1992, Nugroho, 2006 didalam Aliyanta, dkk, 2011).

Terlihat bahwa penurunan konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon pada

konsentrasi activated sludge 20% lebih signifikan dibandingkan dengan konsentrasi

activated sludge 15%. Hal ini menunjukkan bahwa proses bioremediasi lebih optimum

dengan konsentrasi activated sludge 20% dimana nilai konsentrasi Total Petroleum

Hydrocarbon menurun lebih signifikan dengan lebih banyak konsentrasi mikroorganisme

yang ada didalam campuran untuk mengurai limbah minyak bumi menggunakan proses

metabolismenya.

6 KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Efek lumpur aktif dalam penurunan konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon

pada tanah yang tercemar minyak bumi dengan metode bioremediasi menunjukkan

penurunan yang signifikan, lumpur aktif mampu mereduksi limbah minyak bumi dengan

baik. Hasil konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon untuk variasi lumpur aktif 15%

dari 9.990 g/g turun hingga 2.870 g/g dan variasi lumpur aktif 20% dari 16.170 g/g

turun hingga 1.970 g/g.

Saran

Sebaiknya dilakukan penelitian lebih lanjut dengan variabel yang berbeda untuk

mengetahui perubahan yang lebih signifikan

7 DAFTAR PUSTAKA

Aliyanta, Barokah; Sumardin, La Ode; Mujab, Ahmad Saepul. 2011. Penggunaan

Biokompos dalam Bioremediasi Lahan Tercemar Limbah Minyak

Bumi. Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi Badan Tenaga

Nuklir Nasional: Jakarta Selatan.

Alloway, B. J and Ayres, D. C. 1993. Chemical Principles of Environmental

Pollution. University of London: UK.

Anna, Zitta and Malte, Hermansson. 1994. Effects of Ionic Strength on Bacterial

Adhesion and Stability of Flocs in a Wastewater Activated Sludge

System. America Society for biology: United State of America.

Astri, Nugroho. 2006. Biodegradasi Sludge Minyak Bumi dalam Skala

Mikrokosmos. Universitas Trisakti: Jakarta.

Atlas. M, Ronald. 1981. Bioremediation Of Pertroleum Pollutants. Department of

Biology, University of Louisville: USA .

Bitton, G. 1994. Wastewater Microbiology. Wiley-Liss Pub: New York.

Budianto, Hery. 2009. Perbaikan Lahan Terkontaminasi Minyak Bumi Secara

Bioremediasi. http://www.iec.co.id/artikel/perbaikan-lahanterkontaminasi

minyak-bumi-secara bioremediasi.

Herdiyantoro, Diyan. 2005. Biodegradasi Hidrokarbon Minyak Bumi oleh

Bacillus sp. Galur ICBB 7859 dan ICBB 7865 dari Ekosistem Air Hitam

Kalimantan Tengan dengan Penambahan Surfaktan. Institut Pertanian

Bogor: Bogor.

Ireri, V Robles-Gonzlez, Fabio Fava and Hctor M Poggi-Varaldo. 2008. A

Review On Slurry Bioreactor For Bioremediation Of Soil And Sediments.

Enviromental Biotechnology R&D group: Italy.

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.123. 2003.

Leahy, Joseph G and Colwell, Rita R. 1990. Microbial Degradation Of

Hydrocarbons In The Enviroment. Univesity of Maryland: Maryland.

Morais , Eduardo Beraldo de and Maria, Samia Tauk-Tornisielo. 2009.

Biodegradation Of Oil Refinery Residues Using Mixed Culture Of

Microorganisms Isolated From Landfarming. Estadual Paulista

University: Brasil.

Malakahmad, Amirhossein., Eisakhani, Amirhesam Hasani., Mahdieh, Isa,.

Mohamed Hasnain. 2011. Sequencing Batch Reactor (SBR) For

Removal Of Hg2+

And Cd 2+

From Synthetic Petrochemical Factory

Wastewater. Islamic Azad University: Iran.

Nano, G; Borroni, A; Rota, R. 2003. Combined Slurry and Solid-Phase

Bioremediation of Diesel Contaminated Soils. Politecnico Di Milano:

Italy.

Okoh, Anthony. 2006. Biodegradation Alternative In The Cleanup Of Petroleum

Hydrocarbon Pollutant. University of Port Hare : South Africa.

Peng, Jian and Xue, Gaogao. 2006. Mathematical Modeling of Hollow-fiber

Membrane System in Biological Wastewater Treatment. University of

Saskatchewan: Kanada.

Risk Reduction Engineering Laboratory. Pilot-Scale Demontration of a Slurry

Phase Biological Reactor for Creosote-Contaminated Soil. U.S

Enviromental Protection Agency: Ohio

Shukla, Khesav Prrasad., Singh, Nand Kumar., dan Sharma, Shives. 2010.

Bioremediation: Developments, Current Practices and Perspectives.

Motilal Nehru National Institute of Technology: India.

Wijhar Utami, Ayu Azhar. 2010. Pengelolaan Kualitas Lingkungan Bioremediasi

Minyak Bumi. Universitas Lambung Mangkurat: Banjarbaru.

8 LAMPIRAN

Pengambilan Sampel

Proses bioremediasi yang dilakukan

Hasil setelah dioven

Hasil setelah difurnace untuk mengetahui MLSS dan MLVSS

Hasil pengamatan konsentrasi TPH