ANALISIS PENENTUAN PARAMETER KINETIKA BIODEGRADASI BAKTERI DENGAN MENGGUNAKAN METODE TIDAK LANGSUNG MELALUI PENGUKURAN TURBIDITASANALYSIS OF BACTERIAL BIODEGRADATION KINETICS PARAMETERS DETERMINATION USING THE INDIRECT METHOD BY MEASUREMENT OF TURBIDITYYoga Armando1 ,Nurul Hidayati2Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga Bogor, 16680armandoyoga@yahoo.co.id1, idanurulh10@gmail.com2 Abstrak: Biodegradasi adalah reaksi biologis, baik aerobik maupun anaerobik yang mengubah senyawa organik pencemar menjadi karbondioksida ataupun substansi lain yang tidak lagi berbahaya. Bakteri merupakan salah satu mikroorganisme yang dapat mendegradasi bahan-bahan seperti tanah dan air yang berbahaya akibat tercemar. Analisis praktikum kali ini bertujuan untuk membuat kurva pertumbuhan bakteri petrofilik dan menentukan nilai kinetik biodegradasi untuk melihat efektivitas bakteri dalam remediasi tanah dengan persamaan Monod dan contois pada aplikasi Microsoft Excel. Persamaan Monod ini mempunyai tiga metode plotting, yaitu Lineweaver-Burk Plotting, Edie-Hofstee plotting, dan Langmuir Plotting. Nilai maks untuk persamaan lineweaver-Burk, Eadie-Hofstee, Lagmuir, dan Contois berturut-turut didapat yaitu 1.128413, 3.271217, 0.461958. dan 1.21462 sedangkan nilai Ks berturu-turut yaitu 0.016926, 0.0315846, 0.002679, dan 8.5024x10-5. Peningkatan konsentrasi substrat akan membantu meningkatkan jumlah bakteri hingga mencapai maksimum. Maka biodegradasi oleh bakteri yang meningkat pada tanah akan berlangsung semakin cepat.Kata kunci : Biodegradasi, Edie-Hofstee plotting, Langmuir Plotting, dan Lineweaver-Burk PlottingAbstract: Biodegradation is the biological reactions, both aerobic and anaerobic that transforms organic compounds into carbon dioxide polluters or other substance that is no longer dangerous. The bacteria is one of the microorganisms that can degrade materials materials such as soil and water are polluted by harmful. Analysis of practical work, this time aiming to make petrofilic and bacterial growth curve determines the value of kinetic biodegradation to see the effectiveness of bacteria in soil remediation with the Monod equation and contois equation in Microsoft Excel applications. Monod equation has three methods of plotting, Plotting the Lineweaver-Burk, Edie-Hofstee plotting, and Langmuir Plotting. Value max to lineweaver-Burk , the Eadie-Hofstee, Lagmuir and consecutive Contois equation was that 1.128413, 3.271217, 0.461958. and 1.21462 while the value of Ks was that 0.016926, 0.0315846, 0.002679, and 8.5024 x 10-5. An increase in the concentration of the substrate will help increase the number of bacteria to reach the maximum. Then biodegradation by bacteria that grew on the land will go faster.Keywords : Biodegradation, Edie-Hofstee plotting, Plotting, and Langmuir Lineweaver-Burk PlottingPENDAHULUAN Kegiatan eksploitasi, eksplorasi, transportasi, dan konsumsi minyak bumi memungkinkan terjadinya tumpahan dan pembuangan yang memicu pelepasan polutan hidrokarbon kea lam yang menyebabkan permasalahan lingkungan (Oluwelo et al 2005). Poluan minyak tidak hanya bersifat toksik, namun juga bersifat karsinogenik terhadap komponen biologi yang ada di lingkungan. Lingkungan yang tercemari sebenarnya mempunyai kemampuan self purification dalam menangani masalah pencemaran minyak bumi tersebut, namun kegiatan eksplorasi yang terus berlanjut setiap saat membuat jumlah minyak yang mencemari lingkungan terus bertambah hingga menumpuk pada lapisan tanah. Peningkatan jumlah dan ikatan karbon yang panjang pada minyak bumi menyebabkan lingkungan membutuhkan waktu yang cukup lama dalam mendegradasi minyak bumi tersebut. Metode pengolahan secara fisik dan kimia untuk mereduksi polutan hidrokarbon sangat mahal, membutuhkan waktu yang lama dan tidak ramah lingkungan (Mandri dan Lin 2007).

Biodegradasi merupakan hal yang dapat dilakukan untuk mempercepat proses pendegradasian ikatan karbon pada minyak bumi yang mencemari lingkungan melalui proses remediasi. Dengan memanfaatkan sifat indigenous ataupun extraneous mikroba seperti Bacillus sp atau bakteri petrofilik lainnya, biodegradasi mampu mengatasi pencemaran hidrokarbon sekaligus ramah lingkungan dan mampu mereduksi komponen pencemar yang berbahaya (Liu et al 2011). Pemilihan bakteri dalam proses biodegradasi dilakukan melalui proses seleksi dengan melihat kinerja bakteri dalam mengatasi senyawa hidrokarbon tersebut. Tingkat pertumbuhan dan laju penguraian senyawa hidrokarbon yang tinggi merupakan ciri bakteri yang sangat baik untuk digunakan pada proses remediasi tanah. Keputusan pemerintah tentang kadar TPH yang harus kurang dari 1% untuk daerah penambangan membuat para perusahaan penambangan harus mendapatkan bakteri yang tepat dalam melakukan proses biodegradasi dalam remediasi tanah. Analisis yang dilakukan pada kali ini bertujuan untuk membuat kurva pertumbuhan bakteri petrofilik dan menentukan koefisien kinetika biodegradasi untuk melihat efektivitas bakteri dalam proses remediasi tanah.

TINJAUAN PUSTAKA Biodegradasi adalah reaksi biologis, baik aerobik maupun anaerobik yang mengubah senyawa organik pencemar menjadi karbondioksida ataupun substansi lain yang tidak lagi berbahaya. Proses biodegradasi dapat berlangsung secara efektif jika tersedia lingkungan yang sesuai untuk kehidupan mikroorganisme (Benefield and Randall 1980). Kadang-kadang proses degradasi alamiah terjadi di lingkungan tercemar tanpa membutuhkan intervensi manusia, namun terkadang dibutuhkan proses untuk menstimulasi biodegradasi (Alvarez dan Ilman 2006). Salah satu kegiatan manusia dalam proses menstimulasi proses biodegradasi adalah dengan memasukkan udara atau air kaya oksigen kedalam badan air sehingga bakteri/mikroba yang digunakan dalam proses biodegradasi tidak mengalami kekurangan oksigen.

Pada kondisi awal pencemaran, jumlah bakteri yang mampu melepaskan ikatan hidrokarbon sangat sedikit sehingga perlu dilakukan proses isolasi untuk meningkatkan jumlah bakteri. Proses isolasi dilakukan untuk melihat jenis bakteri yang cocok dalam mendegradasi senyawa hidrokarbon. Pemilihan bakteri dilihat melalui tingkat pertumbuhan bakteri pada kondisi tanah yang tercemar. Kondisi ketersediaan nutrient menyebabkan pertumbuhan bakteri menjadi empat fase yang berbeda yaitu fase lag (lag phase), fase pertumbuhan eksponensial, fase stasioner, dan fase kematian(death phase).

Fase lag merupakan tahap awal dalam pertumbuhan bakteri, pada fase ini bakteri melakukan sintesa molekul-molekul yang dibutuhkan dalam proses pertumbuhan. Lamanya fase ini tergantung pada kondisi pertumbuhan bakteri. Selanjutnya bakteri akan mengalami proses pembelahan diri dengan laju yang sesuai dengan kemampuannya dalam nenyerap nutrisi dari lingkungan. Populasi bakteri bertambah dengan laju pertumbuhan maksimum dan berlipat ganda sebagai fungsi dari waktu generasinya, fase ini disebut fase pertumbuhan eksponensial. Karena kecepatan pembelahan diri relative konstan, maka tahap ini paling cocok untuk menetapkan kecepatan pembelahan diri atau disebut juga laju pertumbuhan. Fase selanjutnya dari pertumbuhan bakteri ialah fase stasioner. Fase ini ditandai dengan berhentinya pertumbuhan sel-sel. Kecepatan pertumbuhan tergantung dari kadar substrat, oleh karena itu menurunnya kecepatan pertumbuhan terjadi ketika kadar substrat berkurang. Peningkatan jumlah populasi dan berkurangnya kadar substrat menyebabkan banyaknya bakteri yang mati dan ketika substrat habis maka terjadi kematian seluruhnya. Fase ini disebut fase kematian (death phase).

Pertumbuhan bakteri dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain substrat, temperature, pH, dan oksigen. Bakteri memerlukan oksigen dalam mendegradasi senyawa hidrokarbon, bakteri yang hidup tanpa oksigen tidak akan mampu mendegradasi senyawa hidrokarbon. Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat pertumbuhan bakteri juga dapat mempengaruhi utilisasi substrat, sintesis protein, dan mengubah sintesis sitoplasma dan memodifikasi pelepasan intermediet (Lakshmi dan Velan 2011). Pemilihan parameter fisika kmia penting untuk kulturisasi bakteri yang sesuai untuk mendapatkan biodegradasi yang sempurna. Oleh karena itu, kondisi operasi harus ditentukan sebelumnya untuk mendapatkan proses biodegradasi yang baik.METODE PENELITIAN Praktikum kali ini adalah menganalisis penentu parameter kinetik biodegradasi. Penentuan ini digunakan untuk membuat kurva pertumbuhan bakteri petrofilik dan menentukan nilai kinetik biodegradasi untuk melihat efektivitas bakteri dalam remediasi tanah. Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum kali ini yaitu rotary shaker, pipet volumetric, botol vial, neraca analitik, bakteri Bacillus sp. dalam media cair, dan oli bekas.

Awal praktikum oli bekas sebagai substrat dengan konsentrasi 0,5%, 2% dan 3,5% dimasukan kedalam masing-masing botol vial. Selanjutnya Bacillus sp. dimasukan kedalam botol vial yang sudah dimasukan oli bekas sebelumnya sampai batas tera botol. Nilai optical density kultur tercampur bakteri Bacillus sp. dihitung menggunakan turbidimeter. Kemudian botol vial dikocok dengan alat rotary shaker selama 120 menit dan dihitung NTUnya setiap 10 menit masing-masing botol. Pencatatan nilai NTU diperoleh untuk membuat kurva pertumbuhan bakteri dan menentukan laju pertumbuhan bakteri (). Pencatatan tersebut dilakukan diaplikasi Microsoft Excel ditampilkan kurva pertumbuhannya .Nilai dipilih berdasarkan kondisi fase ekponensial saja. Nilai laju pertumbuhan spesifik atau max dan nilai Ks atau konstanta saturasi substrat pada saat diperoleh pada persamaan Monod dengan cara melinierisasikan persamaannya. Kemudian persamaan Monod ini mempunyai tiga metode plotting, yaitu Lineweaver-Burk Plotting, Edie-Hofstee plotting, persamaan Contois dan Langmuir Plotting. Lineweaver-Burk Plotting metode ini menggunakan prosedur linierisasi untuk memberikan plot garis lurus sehingga dan dapat ditentukan dan mempunyai persamaan

Persamaan Edie-Hofstee plotting mempunyai persamaan

dan persamaan Langmui Plotting mempunyai persamaan

Selain Persamaan Monod, ada beberapa pendekatan persamaan lain dalam memperhitungkan kinetika biodegradasi untuk mengamati pertumbuhan mikroorganisme yang dibatasi oleh substrat. Salah satu persamaan tersebut yaitu (Schuler, 2002) persamaan Contois

Keterangan persamaan:

= nilai laju pertumbuhan spesifikmax= nilai laju pertumbuhan spesifikKs= konstanta saturasi substrat

X= jumlah sel

S= konsentrasi substrat Setelah nilai-nilai max dan Ks didapat dari cara Lineweaver-Burk Plotting, Edie-Hofstee plotting, dan Langmuir Plotting, kemudian tentukan kecepatan kematian bakteri ketika substrat yang dibutuhkan tidak cukup digunakan untuk regenerasi sel (Kd) dengan cara melinierisasi dengan (max S)/(Ks+S) contoh persamaanya sebagai berikut = [(max S)/(Ks+S)]-KdKeterangan persamaan :

= nilai laju pertumbuhan spesifik

max= nilai laju pertumbuhan spesifik

Ks= konstanta saturasi substrat

Kd= regenerasi selS= konsentrasi substrat Dalam Persamaan Monod, tingkat pertumbuhan berkaitan dengan konsentrasi sebagai pembatas tunggal substrat pertumbuhan melalui parameter max dan Ks . Selain itu, Persamaan Monod juga terkait koefisien hasil produksi sintesis sel (Y) terhadap nilai spesifik pertumbuhan biomassa () dan nilai pemanfaatan (utilisasi) substrat (q) . Hubungan tersebut dapat dituliskan dalam bentuk persamaan berikut:

Keterangan persamaan

Y= koefisien hasil produksi sintesis sel

dX= turunan dari konsentrasi biomassadS= turunan dari konsentrasi substratKemudian nilai produksi sintesis sel (Y) didapat dengan membuat kurva hubungan antara konsentrasi substrat dengan kekeruhan maksimum (x maks). Sumbu X berasal dari nilai konsentrasi substrat (s) sedangkan sumbu Y berasal dari nilai X maks dilakukan regresi linear untuk mendapatkan persamaan grafik. Persamaan yang didapat dari hasil regresi linear kurva s dengan X maks. Selanjutnya perhitungan nilai q dilakukan dengan membandingkan nilai dari setiap konsentrasi substrat dengan nilai koefisien Y yang didapat dari persamaan sebelumnya. Begitu juga untuk nilai qmax, dilakukan perhitungan yang sama mencari nilai q dengan membandingkan nilai max dari setiap konsentrasi substrat

dengan nilai koefisien Y.

Keterangan persamaan :max= nilai laju pertumbuhan spesifik

Y= koefisien hasil produksi sintesis sel

Q= nilai pemanfaatan (utilisasi) substratHASIL DAN PEMBAHASAN Analisis penentuan kinetika biodegradasi kali ini dilakukan untuk membuat kurva pertumbuhan bakteri petrofilik dan menentukan nilai kinetika biodegradasi. Penentuan nilai kinetika biodegradasi dan pembuatan kurva pertumbuhan dilakukan terhadap bakteri Bacillus sp yang dimasukkan kedalam wadah dengan konsentrasi substrat yang berbeda yaitu 0.5%,2%,dan 3.5%. Pengukuran ini dilakukan selama dua jam dengan selang waktu 10 menit, hasil pengukuran yang didapat dari alat turbidity meter disajikan pada Tabel 1.

Tabel 1 Data hasil pengukuran menggunakan turbidity meter

Waktu (Menit)Tingkat kekeruhan (NTU)

0.50%2%3.50%

0206123195

10202152189

20188195187

30192202186

40194200205

50200195197

60201165190

70204198186

80202222239

90205198234

100209228228

110213215226

120208214228

Dari data yang disajikan pada Tabel 1, dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan tingkat kekeruhan yang menggambarkan tingkat pertumbuhan bakteri yang berada pada tabung percobaan. Jika data yang didapat ditampilkan dalam bentuk kurva, terlihat bahwa bakteri tidak selalu mengalami pertumbuhan secara langsung sejak dimasukkan kedalam tabung percobaan bahkan mengalami penurunan terlebih dahulu. Perbandingan tingkat pertumbuhan bakteri dapat dilihat melalui dengan menggunakan waktu sebagai sumbu X dan kekeruhan pada sumbu Y maka kurva dapat terbentuk seperti Gambar 1.

Gambar 1 Kurva Pertumbuhan Bakteri dari 3 Konsentrasi Substrat Berbeda

Kurva pertumbuhan yang didapat untuk setiap bakteri dengan konsentrasi substrat yang berbeda selalu mengalami fluktuasi dalam setiap fase nya. Hal ini disebabkan karena terjadi kematian pada bakteri sehingga terjadi penurunan kekeruhan pada turbidity meter, namun besarnya bakteri yang mati pada fase lag dan eksponensial tidak sebesesar laju pertumbuhan karena substrat masih banyak tersedia dan bakteri dapat tumbuh dengan maksimal. Pada bakteri yang terdapat dalam tabung percobaan dengan substrat 0.5%, pertumbuhan bakteri yang terjadi mengalami penurunan terlebih dahulu pada t=0 hingga t=20 menit. Fase yang terjadi pada selang waktu tersebut merupakan fase lag karena bakteri masih mencoba untuk mensintesis substrat hingga akhirnya mengalami peningkatan pertumbuhan pada menit t=30 menit hingga t=110 menit. Pada selang waktu t=30 menit hingga t=110 menit, bakteri mengalami peningkatan pertumbuhan secara cepat meskipun terjadi penurunan sedikit. Fase ini merupakan fase eksponensial yang akan digunakan untuk mencari laju pertumbuhan bakteri. Kurva pertumbuhan bakteri dengan substrat 0.5% dapat dilihat pada Gambar 2.

Gambar 2 Kurva Pertumbuhan Bakteri dengan Substrat 0.5%

Penentuan nilai kinetika biodegradasi dilakukan dengan melihat laju pertumbuhan bakteri yang terjadi pada fase eksponensial. Berdasarkan data yang didapat, fase eksponensial terjadi pada t=30 menit hingga t=110 menit dengan tingkat kekeruhan pada t=110 menit yaitu 213 NTU. Penentuan nilai kinetika biodegradasi dilakukan dengan menggunakan persamaan Monod dengan mencari garis lurus dari setiap titik hingga akhirnya didapat nilai yang akan digunakan untuk mencari nilai kinetika biodegradasi. Hasil regresi linear yang didapat dari kurva pertumbuhan bakteri dengan substrat 0.5% dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Regresi Linear Kurva Pertumbuhan Bakteri 0.5%

Berdasarkan grafik yang didapat, didapat bahwa nilai adalah 0.2473, nilai ini akan digunakan untuk mencari nilai maks dan Ks untuk biodegradasi bakteri. Sebelum mencari nilai maks dan Ks, terlebih dahulu dicari nilai yang terdapat pada bakteri yang berada pada tabung dengan substrat 2% dan 3.5%. Nilai untuk bakteri dengan substrat 2% didapat ketika terjadi fase eksponensial. Fase eksponensial untuk bakteri dengan substrat 2% dapat ditemukan pada gambar 4.

Gambar 4 Kurva Pertumbuhan Bakteri pada Substrat 2%

Dari kurva yang telah dibuat dapat dilihat bahwa pertumbuhan bakteri memasuki fase eksponensial dengan sangat cepat. Batas fase eksponensial terjadi hingga t=30 menit, setelah mendapatkan fase tersebut maka dilakukan regresi linear untuk mendapatkan nilai . Nilai yang didapat untuk bakteri dengan substrat 2% yaitu 2.8. Kurva fase eksponensial dan regresinya dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5 Fase eksponensial dan Regresi Linear untuk Bakteri dengan Substrat 2%

Selanjutnya dilakukan regresi linear untuk bakteri yang terdapat pada tabung dengan konsentrasi 3.5 %. Batas fase eksponensial untuk bakteri dengan substrat 3.5% terdapat pada hingga t=80 dengan tingkat kekeruhan 239 NTU (Gambar 6). Nilai yang didapat melalui persamaan Monod melalui regresi linear untuk bakteri pada kondisi ini yaitu 0.3067.

Gambar 6 Fase eksponensial dan Regresi Linear pada Bakteri dengan Substrat 3.5%

Setelah mendapatkan tiga nilai dari bakteri yang berada pada tingkat konsentrasi substrat yang berbeda (0.5%,2%, dan 3.5%), dilakukan perhitungan untuk mencari nilai maks ( laju pertumbuhan spesifik maksimum) dan Ks (konstanta saturasi substrat) yang merupakan nilai penentuan kinetika biodegradasi dengan menggunakan persamaan Eadie-Hofstee plotting, Lineweaver-Burk plotting, Lagmuir plotting, dan Persamaan Contois. Pada Eadie-Hofstee plotting nilai /S digunakan pada sumbu Y sedangkan pada sumbu X menggunakan nilai . Nilai merupakan nilai laju pertumbuhan spesifik sedangkan nilai s merupakan konsentrasi substrat yang digunakan dalam pengukuran. Dengan memasukkan nilai yang telah didapat dan S yang telah diketahui, maka didapatkan kurva baru yang akan memberikan nilai 1/Ks dan maks/Ks. Kurva yang didapat dengan menggunakan Eadie-Hofstee plotting ditampilkan pada Gambar 7.

Gambar 7 Hasil Plotting dengan Menggunakan Eadie-Hofstee Dari kurva yang telah dibuat, diperoleh nilai 1/Ks ialah 31.661 sedangkan nilai maks/Ks adalah 103.57. Dengan menggunakan cara matematis, diperoleh nilai Ks untuk biodegradasi bakteri ini yaitu 0.031584599 dan nilai maks adalah 3.271217. Setelah mendapatkan nilai Ks dan maks, selanjutnya dihitung nilai parameter biodegradasi yang lainnya yaitu Kd (Kematian organisme) dengan menggunakan persamaan yang telah ditetapkan. Nilai Kd dicari berdasarkan jumlah bakteri yang terdapat pada 3 konsentrasi substrat yang berbeda. Nilai Kd yang didapat untuk substrat dengan konsentrasi 0.5%, 2%, dan 3.5% berturut-turut yaitu 0.199776, -1.53171, dan 1.308506.

Percobaan perhitungan nilai kinetika biodegradasi selanjutnya dilakukan dengan menggunakan Lineweaver-Burk plot. Pada cara Lineweaver-Burk plot ini nilai pada sumbu Y berasal dari nilai 1/ sedangkan sumbu X diambil dari nilai 1/S. Dengan memasukkan nilai dan S yang telah didapat sebelumnya maka diperoleh nilai 1/maks 0.8862 dan nilai Ks/maks 0.015. Nilai maks dan Ks didapat melalui perhitungan matematis, nilai untuk maks yaitu 1.128413 dan Ks 0.016926. Nilai kematian bakteri (Yd) didapat dari nilai maks dan Ks, hasilnya berturut-turut untuk konsentrasi 0.5%,2%, dan 3.5% yaitu 0.010021, -2.18883,0.349588. Nilai Kd untuk konsentrasi substrat 2% bernilai negatife karena dari data yang didapat bakteri langsung mengalami pertumbuhan yang cepat. Nilai hasil perhitungan dengan menggunakan persamaan Lineweaver-Burk ini terkadang tidak memberikan hasil yang akurat karena kesalahan yang terdapat pada linearisasi . Kurva dan hasil regresi linear persamaan Lineweaver-Burk plot dapat dilihat pada Gambar 8.

Gambar 8 Kurva hasil perhitungan Lineweaver-Burk plot

Perhitungan yang digunakan untuk mencari nilai kinetika biodegradasi selanjutnya yaitu Lagmuir plot. Pada persamaan ini, nilai sumbu Y berasal dari nilai s/ dan sumbu X berasal dari nilai . Kurva hasil pengukuran disajikan pada Gambar 9. Setelah melakukan regresi linear pada kurva yang didapat, diperoleh nilai 1/maks dan nilai Ks/maks dari persamaan yang didapat. Linearisasi data pada Lagmuir plot meminimalisasi tingkat distorsi kesalahan eksperimental. Nilai 1/maks dan nilai Ks/maks yang didapat yaitu 2.1647 dan 0.0058. Nilai Ks dan maks yang diperoleh yaitu 0.002679 dan 0.461958. Selanjutnya dicari nilai kematian organisme yang terjadi disetiap tabung dengan konsentrasi berbeda, nilai kematian organisme (Kd) untuk bakteri pada substrat 0.5%, 2%, dan 3.5% yaitu 0.053479, -2.39262, dan 0.018108.

Gambar 9 Kurva Hasil Perhitungan dengan Lagmuir plot Perhitungan nilai kinetika biodegradasi yang terakhir dihitung dengan menggunakan persamaan Contois. Pada persamaan ini, sumbu Y pada kurva diperoleh dari hasil 1/ dan sumbu X diperoleh dari nilai X/S. Nilai x merupakan nilai kekeruhan tertinggi yang didapat dari pengukuran pada tiap tabung dengan konsentrasi substrat yang berbeda. Nilai 1/maks dan nilai Ks/maks yang didapat berdasarkan persamaan kurva setelah melakukan regresi linear yaitu 0.8233 dan 0.00007, dari data ini diperoleh nilai maks yaitu 1.2146 dan nilai Ks 8.5023x10-5 . Nilai kematian organisme (Kd) yang didapat dari nilai maks dan Ks yang diperoleh dengan menggunakan persamaan Contois untuk substrat 0.5%, 2%, dan 3.5% yaitu 0.947015, -1.59052, dan 0.800681. Kurva hasil perhitungan dan regresi linear untuk persamaan Contois dapat dilihat pada Gambar 10

Gambar 10 Kurva Hasil Perhitungan Persamaan Contois

Dari semua perhitungan yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa nilai Kd untuk bakteri pada substrat 2% selalu bernilai negatif. Hal ini disebabkan karena bakteri pada konsentrasi substrat ini langsung mengalami pertumbuhan yang cepat tanpa mengalami kematian pada waktu-waktu awal. Selanjutnya nilai maks dan Ks berbeda untuk setiap persamaan yang digunakan, hal ini karena parameter yang digunakan dalam membuat kurva perhitungan kinetika biodegradasi tersebut berbeda untuk setiap persamaan. Selain menghitung nilai , maks, Ks, dan Kd dari kurva pertumbuhan bakteri, dihitung juga nilai koefisien produksi sintesis sel (Y) dan nilai laju utilisasi substrat spesifik dan laju utilisasi spesifik maksimum (q dan qmaks). Nilai produksi sintesis sel (Y) didapat dengan membuat kurva hubungan antara konsentrasi substrat dengan kekeruhan maksimum (X maks). Sumbu X berasal dari nilai konsentrasi substrat (S) sedangkan sumbu Y berasal dari nilai X maks. Dari tabel hubungan nilai S dengan X maks, dilakukan regresi linear untuk mendapatkan persamaan grafik. Persamaan yang didapa dari hasil regresi linear kurva S dengan X maks yaitu y= 866.67x +209.33. Nilai Y yang didapat dari persamaan itu adalah 866.67 . Perhitungan nilai q dilakukan dengan membandingkan nilai dari setiap konsentrasi substrat dengan nilai koefisien Y yang didapat. Nilai q untuk semua persamaan yang digunakan dalam mencari nilai kinetika biodegradasi sama untuk konsentrasi 0.5%, 2%, dan 3.5% yaitu 0.000285, 0.000474, dan 0.003231 tetapi nilai qmaks yang didapat berbeda untuk setiap persamaan karena nilai maks yang didapat dari setiap persamaan berbeda. Nilai qmaks yang didapat untuk persamaan Lineweaver-Burk, Eadie-Hofstee, Lagmuir, dan Contois berturut-turut yaitu 0.001302, 0.003774, 0.000533, dan 0.001401. Kurva hubungan nilai X maks dan S dapat dilihat pada Gambar 11.

Gambar 11 Kurva Hubungan Nilai X maks dan s

KESIMPULAN

Kurva pertumbuhan bakteri pada tiap konsentrasi substrat yang berbeda mengalami berfluktuasi pada setiap fasenya disebabkan adanya kematian yang terjadi pada bakteri. Pada perhitungan nilai kinetika biodegradasi, nilai maks dan Ks yang didapat berbeda untuk setiap persamaan yang digunakan begitu pula dengan nilai kematian organisme yang terjadi. Perbedaan ini disebabkan penggunaan parameter yang berbeda dalam membuat kurva untuk mencari nilai maks dan Ks, nilai maks untuk persamaan lineweaver-Burk, Eadie-Hofstee, Lagmuir, dan Contois berturut-turut yaitu 1.128413, 3.271217, 0.461958. dan 1.21462 sedangkan nilai Ks berturu-turut yaitu 0.016926, 0.0315846, 0.002679, dan 8.5024x10-5. Nilai kematian organisme pada substrat 2% selalu bernilai negatif, hal ini disebabkan karena bakteri tidak mengalami kematian hingga terjadi fase eksponensial.

Nilai koefisien produksi sintesis sel yang didapat pada analisis ini yaitu 866.67, nilai ini digunakan untuk mencari nilai laju utilisasi substrat (q dan qmaks). Nilai q yang didapat untuk konsentrasi substrat 0.5%, 2%, dan 3.5% yaitu 0.000285, 0.000474, dan 0.003231. Sedangkan nilai qmaks yang didapat untuk persamaan Lineweaver-Burk, Eadie-Hofstee, Lagmuir, dan Contois berturut-turut yaitu 0.001302, 0.003774, 0.000533, dan 0.001401.SARAN

Bioremediasi adalah metode yang terbukti aman, ramah lingkungan, efektif, dan murah dalam mengelola tanah yang tercemar tumpahan minyak tanah dan minyak lainnya dari sisa pengolahan industri dengan menggunakan mikroorganisme bakteri. Bioremediasi disarankan untuk diterapkan dalam berbagai industri di Indonesia, seperti fasilitas petrokimia, perkapalan, rel kereta api dan lain-lain. Dalam analisis kinetika biodegradasi bakteri sebaiknya dilakukan dalam jangka waktu yang lebih lama sehingga didapatkan hasil yang benar-benar akurat untuk fase pertumbuhan eksponensial bakteri.

Daftar Pustaka

Alvarez, P.J.J., dan Illman, W.A. 2006. Bioremediation and natural Attenuation: Process Fundamental and Mathematical Models. New Jersey: John Wiley and Sons, Inc.

Benefield, L.D., and Randal, C.W. 1980. Biological Process Design for Wastemater Treatment. New York: Prentice-Hall, Inc.

Lakshmi, M.B. dan M. Velan. 2011. Biodegradation of the Toxic Polycyclic Aromatic Hydrocarbon, Phenanthrene by an Indigenously Isolated Alcaligenes Faecalis MVMBI Strain. 2nd International Conference on Enviromental Science and Technology. Singapore, IACSIT Press. 6

Liu, P.W.G, T.C. Chang, et al. 2011. Bioremediation of petroleum hydrocarbon contaminated soil: Effects of strategied and microbial community shift. International Biodeterioration & Biodegradation 65: 1119-1127.Mandri T., Lin J. 2007. Isolation and characterization of engine oil degrading indigenous microorganism in Kwazulu-Natal, South Africa. African Journal of Biotechnology Vol 6(1), pp. 023-027.

Obayori, O.S. 2009. Degradation of hydrocarbons and biosurfactant production by Pseudomonas sp. Strain LP1. Microbiol Biotechnol 25:1615-1623.

LAMPIRAN

Gambar 1. Pemberian bakteri ke dalam botol vial

Gambar 2. Alat Turbiditymetet