Kajian Biosorpsi Logam Berat Kromium Heksavalen (CrVI) oleh Bakteri Indigenous dari Biofilm di Sungai Badek, Malang, Jawa Timur

Ulinuha, Devi and Prof. Dr. Ir. Sri Andayani,, M.S and Dr. Asus Maizar, S. H., S.Pi, MP and Dr. Yuni Kilawati,, S.Pi, M.Si (2021) Kajian Biosorpsi Logam Berat Kromium Heksavalen (CrVI) oleh Bakteri Indigenous dari Biofilm di Sungai Badek, Malang, Jawa Timur. Doctor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Pencemaran lingkungan perairan akibat dari cemaran logam berat menjadi salah satu isu krusial yang menjadi perhatian di Indonesia. Faktor yang menjadi penyebab terjadinya pencemaran perairan adalah semakin meningkatnya aktifitas manusia, seperti: kegiatan industri, pemukiman, rumah sakit, pertanian, dan lain sebagainya. Salah satu jenis logam berat non essensial yang berbahaya adalah Kromium heksavalen (CrVI) yang umum digunakan dalam industri penyamakan kulit. Sungai Badek yang terletak di Kelurahan Ciptomulyo, Kecamatan Sukun, Kota malang merupakan salah satu sungai yang mengalami pencemaran logam berat CrVI. Sungai ini dilimpasi oleh limbah dari dua industri penyamakan kulit yang terdapat di sekitar lokasi, dimana pada industri penyamakan kulit umumnya menggunakan Kromium sebagai bahan penyamak kulit. Sehingga dalam limbah produksi tersebut terdapat kandungan kromium yang cukup tinggi yang apabila tidak dilakukan pengolahan dengan baik sebelum dilakukan pembuangan maka dapat mencemari lingkungnan perairan tersebut. Salah satu metode yang dapat dikembangkan untuk menurunkan kandungan kromium limbah penyamakan kulit yaitu biosorpsi dengan menggunakan mikroorganisme sebagai biosorben. Bakteri yang berasal dari biofilm di sungai badek merupakan mikroorganisme yang mampu bertahan dengan kondisi lingkungan tersebut sehingga perlu dilakukan kajian biosorpsi logam berat Kromium Heksavalen (CrVI) Oleh Bakteri indigenous yang berasal dari sungai Badek. Penelitian ini terdiri dari 3 tahap penelitian dengan tujuan akhir yaitu mendapatkan jenis bakteri dari sampel biofilm Sungai Badek dengan kemampuan menurunkan kandungan CrVI di media yang tertinggi. Tahap pertama adalah pengamatan kondisi bioekologis sungai badek. Pada tahap ini, dilakukan pengukuran kualitas air (pH, DO, BOD5, COD, BOT, NH3, NO2, NO3, dan PO4), pengukuran properti sedimen (Karbon Organik Total, Nitrogen Total, rasio C/N, NH3, NO2, NO3, rasio NH3/NO3, PO4, pH, dan Electrical conductivity (EC)), dan pengukuran kandungan logam berat pada air, sedimen, dan biofilm. Tahap kedua yaitu analisis potensi bakteri dari biofilm sebagai kandidat biosorben logam berat kromium heksavalen (CrVI). Pada tahapan ini dilakukan beberapa penelitian, antara lain: isolasi bakteri dari sampel biofilm yang melekat pada permukan batu di Sungai Badek, Uji Ketahanan CrVI pada isolat bakteri pada konsentrasi 0 sampai 1000 ppm, pengujian kapasitas reduksi CrVI oleh isolat bakteri pada konsentrasi yang umum ada pada limbah penyamakan kulit (10, 50, dan 100 ppm), optimasi kondisi suhu dan pH bakteri dalam proses biosorpsi CrVI, pengamatan aktifitas gugus fungsi pada sel bakteri dengan menggunakan Fourier Transform xiii Infrared (FTIR) dan pengamatan morfologi dan komposisi material pada bakteri dengan menggunakan Scanning Electron Microscopy-Energy-Dispersive X-ray (SEM-EDX). Adapun langkah yang ketiga adalah identifikasi isolat bakteri secara biokimia dan secara molekuler. Hasil penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa telah terjadi pencemaran di sungai Badek. Hal ini dapat dilihat selain dari pengamatan fisik perairan juga dari beberapa pengukuran parameter kualitas air yang telah diamati diantaranya adalah nilai rasio COD/BOD yang cukup tinggi, ini mengindikasikan adanya material degradable dan non-degradable yang cukup tinggi di sungai badek. Selain itu terjadi ketidakseimbangan proses dekomposisi di sungai tersebut hal ini ditunjukkan dengan nilai rasio C/N yang cukup tinggi dan rendahnya rasio NH3/NO3. Hasil penelitian tahap kedua menunjukkan bahwa ditemukan 7 isolat bakteri yang toleran terhadap CrVI. Berdasarkan hasil uji ketahanan bakteri terhadap CrVI diketahui bahwa ada 4 isolat yang dapat digunakan sebagai kandidat biosorben CrVI (Isolat Bakteri 2, 3, 5, dan 6). Kemudian pada pengujian kapasitas biosorpsi CrVI oleh bakteri tersebut diketahui bahwa Isolat Bakteri 2 dan Isolat Bakteri 5 memiliki kemampuan biosorpsi CrVI yang tertinggi disbandingkan 2 isolat bakteri lainnya, hal ini dapat diketahui dari kemampuan Kedua bakteri tersebut menurunkan kandungan CrVI (10 ppm) di media hingga mencapai 98,1% (pada Isolat Bakteri 2) dan 92,2% (pada Isolat Bakteri 5) dengan masa inkubasi selama 120 jam. Selain itu dari hasil pengamatan SEM-EDX terjadi peningkatan kandungan CrVI dan pada pengamatan FTIR menunjukkan adanya peningkatan aktifitas gugus fungsional pada bakteri. Kemudian pada tahap ketiga, hasil identifikasi baik secara biokimia dan molekuler menunjukkan bahwa Isolat Bakteri 2 identik dengan jenis bakteri Bacillus licheniformis dan Isolat Bakteri 5 identik dengan jenis bakteri Proteus mirabilis.

English Abstract

Aquatic environmental pollution related to the Hexavalent Chromium (CrVI) polutant become one of the most important issue in Indonesia. The main factor causing this pollution is the increase of human activities, such as: industrial activities, human residence, hospital, and agricultural activities. One of the polluted aquatic environment is Badek River which is located at the Kelurahan Ciptomulyo, Kecamatan Sukun, Malang City. This river receives wastes from tannery industries around that area. This industries uses chromium as the tanning material during their processing. Various kind of methods have been developed to remediate the CrVI-polluted environment, but still not effective and efficient. Therefore, it necessary to explore another method to solve the problem, such as the utilization of bacteria from biofilm from Badek River to reduce the CrVI. This study consist of 3 research steps which was aiming to know the spesies of bacteria from biofilm having highest CrVI reduction capacity. The first step is observation of bioecelogical condition of Badek River. In this step, water sample was analyzed for pH, DO, BOD5, COD, TOM, NH3, NO2, NO3, and PO4. The sediment sample was analyzed for Total Organic Carbon, Total Nitrogen, C/N ratio, NH3, NO2, NO3, NH3/NO3 ratio, PO4, pH, and Electrical conductivity (EC). Measurement of heavy metals was also carried out in the water, sediment, and biofilm samples. The second step is analysis of potential bacteria from biofilm as CrVI reducer. In this step, bacteria from biofilm was isolated from the stone surface of Badek River. Then, a endurance test was carried out from 0 to 1000 ppm of CrVI concentration. The reduction capacity of CrVI by the bacteria was carried out at 10, 50, and 100 ppm as the concentration is the common concentration use in the tannery industry. Optimation of temperature and pH for the reduction of CrVI was also carried out in this study. In order to know the mechanism of reduction, the functional groups was observed by using Fourier Transform Infrared (FTIR), while bacterial morphology and material composition in the bacterial cell was observed using Scanning Electron Microscopy-Energy-Dispersive X-ray (SEM-EDX). The last step of this study was identification of bacteria by using biochemical test and molecular technique (on the basis of 16S r RNA gene). In the first step, result showed that water sample of Badek River showed high value of COD/BOD ratio. This indicate that there is high amount of non-biodegradable material beside the biodegradable material. In the second step, result showed that there were 7 bacterial isolates found from the biofilm samples that is tolerant to the CrVI. Based on the endurance test, it is known that there were 4 isolates that can be used as candidate of CrVI reducer (Isolate 2, 3, 5, and 6). Then, the reduction test showed that the highest capacity to reduce the CrVI was shown by Isolate 2 (98,1%) and Isolate 5 (92,2%). The last step showed that Isolate 2 was identical to Bacillus licheniformis, while Isolate 5 was identical to Proteus mirabilis.

Item Type: Thesis (Doctor)
Identification Number: 0621080003
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 639 Hunting, fishing & conservation
Divisions: S2/S3 > Doktor Ilmu Perikanan dan Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Depositing User: soegeng sugeng
Date Deposited: 09 Dec 2021 04:08
Last Modified: 24 Feb 2022 06:51
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/186919
[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO] Text (DALAM MASA EMBARGO)
- Devi Ulinuha.pdf
Restricted to Registered users only until 31 December 2023.

Download (11MB)

Actions (login required)

View Item View Item