I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Minyak bumi merupakan bagian dari kehidupan yang sulit untuk dipisahkan.

Minyak bumi merupakan bahan yang sangat penting dalam kehidupan sebagai sumber energi.

Berbagai manfaat banyak diperoleh dari minyak bumi tapi disamping itu minyak bumi

banyak pula memberikan efek yang buruk diantaranya pencemaran lingkungan, baik itu

tanah, air dan udara. Minyak bumi yang merusak atau bisa juga disebut limbah minyak

bersumber dari hasil eksplorasi produksi minyak, pemeliharaan fasilitas produksi, fasilitas

penyimpanan, pemrosesan, dan tangki penyimpanan minyak pada kapal laut. Limbah minyak

bersifat mudah meledak, mudah terbakar, bersifat reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, dan

bersifat korosif. Limbah minyak merupakan bahan berbahaya dan beracun (B3), karena

sifatnya, konsentrasi maupun jumlahnya dapat mencemarkan dan membahayakan lingkungan

hidup, serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk hidup lainnya (Ginting, 2007).

Pencemaran tanah oleh minyak bumi banyak dijumpai pada areal pertambangan,

yang diakibatkan oleh proses pengilangan minyak bumi dan sisa-sisa limbah eksplorasi hasil

pengilangan. Limbah minyak bumi dapat menimbulkan bau, secara fisik mempunyai tekstur

liat, saling merekat dan merubah warna pada tanah. Tanah yang tercemar minyak bumi

berangsur-angsur akan kehilangan unsur-unsur hara sehingga merusak tanah. Pencemaran

tanah juga dapat memberikan dampak terhadap ekosistem.

Remediasi adalah proses perbaikan dan pemulihan kualitas lahan yang tercemar.

Secara umum, proses remediasi telah diatur, terutama remediasi tanah yang diatur melalui

Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 128 Tahun 2003. Remediasi yang dilakukan

difokuskan pada metode biologis, yang disebut Bioremediasi. Bioremediasi merupakan suatu

aplikasi biologi untuk mengolah tanah,lumpur dan air tanah yang terkontaminasi bahan-

bahan kimia berbahaya (Cookson, 1995). Metode biologi yang dimaksud adalah

menggunakan mikroorganisme yang mampu mendegradasi kontaminan dan zat pencemar,

terutama minyak bumi. Mikroorganisme yang dimanfaatkan adalah jenis Bakteri

(Pseudomonas sp., Rhodococcus sp.,  Bacillus sp. dsb), Fungi (Aspergillus niger, Neurospora

crassca, dsb), Cyanobacteria dan Alga ( Nostoc sp., Chlorella Sorokiana, dsb).

Dalam proses Bioremediasi dalam tanah, ditambahkan bulking agent yang bertujuan

untuk mengatur porositas, kelembaban, dan sebagai sumber nutrisi. Bioremediasi menjadi

efektif jika mikroorganisme harus kontak secara enzimatis pada polutan dan merubahnya

menjadi bahan yang didak berbahaya. Efektifitas bioremediasi tercapai jika kondisi

lingkungan mendukung pertumbuhan dan aktivitas mikroba. Beberapa teknik bioremediasi

untuk mengolah tanah yang tercemar dapat dilakukan baik secara in-situ maupun ex-situ,

salah satunya adalah teknik land farming. Teknik land farming merupakan teknik

bioremediasi yang dilakukan pada permukaan tanah dan prosesnya memerlukan kondisi

aerob dan dapat dilakukan secara in-situ maupun ex-situ

B. Tujuan

Mengetahui teknik bioremediasi tanah tercemar limbah minyak, menganalisis

kandungan hidrokarbon, dan menganalisis jumlah bakteri perombak minyak.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi menghasilkan produk yang berupa minyak

dan gas bumi juga menghasilkan limbah. Semakin meningkatnya kegiatan eksplorasi minyak

bumi dan gas bumi maka dampak yang akan ditimbulkan dari usaha ini harus dikelola secara

komprehensif, sehingga dampak negatif yang ditimbulkan akibat kegiatan tersebut terhadap

lingkungan dapat diminimalisasi serendah mungkin. Pada umumnya limbah yang dihasilkan

oleh kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi terdiri dari limbah cair maupun limbah padat.

Limbah cair merupakan hasil pemisahan crude oil dan air. Crude oil ditampung di dalam

tanki, sedangkan air yang telah dipisahkan dari minyak mentah melalui oil catcther dialirkan

ke pit-pit atau kolam penampungan tanpa mengalami pengolahan lebih lanjut dan langsung

dibuang ke lingkungan (perairan). Sedangkan limbah padat merupakan crude oil yang telah

tercampur dengan pengotor selama proses pengumpulan dan pengangkutan dari berbagai

lokasi ekplorasi. Limbah padat umumnya dikumpul dalam bak penampungan yang apabila

tidak mengalami pengolahan secara bijak dapat mengakibatkan pencemaran. Pencemaran

lingkungan yang diakibatkan oleh limbah minyak bumi kemungkinan akan selalu terjadi

selama kegiatan eksplorasi, oleh karena itu diusahakan penanggulangannya. Banyak cara

yang dapat digunakan untuk mengolah limbah tersebut, meliputi penanganan dengan cara

fisika, kimia, dan biologi (Suprihanto, N. 2005).

Berdasarkan hasil analisis laboratorium, limbah cair Kegiatan eksplorasi minyak dan

gas bumi yang diambil dari kegiatan eksplorasi minyak bumi di berbagai wilayah indonesia

mengandung senyawa antara lain hidrokarbon, fenol, ammonia, sulfida yang masih berada di

atas baku mutu limbah (BML). Bioremediasi adalah penggunaan agen biologis (tanaman,

mikroba) untuk melenyapkan polutan. Bioremediasi merupakan salah satu teknologi inovatif

yang efektif dalam mendegradasi komponen organik dan anorganik yang mencemari

lingkungan. Bioremediasi secara luas diaplikasikan pada tanah, sludge, pengolahan air, air

tanah dan air permukaan yang tercemar bahan kimia (Mangkoedihardjo, 2002).

Regulasi pengolahan limbah minyak bumi terdapat pada Surat Keputusan Menteri

Lingkungan Hidup No: 128 Tahun 2003 tentang tata cara dan persyaratan teknis pengolahan

limbah minyak bumi dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis. Pengolahan

limbah minyak bumi sebagaimana dimaksud pada ayat (1) dapat dilakukan dengan

menggunakan metoda biologis sebagai salah satu alternatif teknologi pengolahan yang

meliputi :

a. landfarming;

b. biopile;

c. composting ;

Tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah minyak bumi dan tanah

terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis dalam Lampiran II Keputusan ini

mencakup:

a. persyaratan teknis pengelolaan;

b. analisis terhadap proses pengolahan;

c. kriteria hasil akhir pengolahan;

d. penanganan hasil olahan;

e. pemantauan dan pengawasan terhadap hasil olahan.

Semua pengolahan limbah secara biologi memerlukan mengedepankan kajian skala

laboratorium (un front laboratory testing) sebagai bagian pendekatan untuk suksesnya

bioremediasi. Bioremediasi skala laboratorium umumnya meliputi studi awal mengenai

limbah cair kegiatan eksplorasi minyak dan gas bumi, pengambilan sampel awal untuk

mengetahui karakteristik limbah, isolasi, seleksi dan karakterisasi isolat mikroba yang

berpotensi dalam mendegradasi limbah minyak dan gas bumi. Menguji kemampuan isolat

bakteri yang didapat dalam mendegradasi komponen limbah cair dan optimalisasi aktivitas

mikroba indigen serta membuat permodelan scale up skala laboratorium. Bioremediasi skala

laboratorium sebagai dasar aplikasi pengolahan limbah skala lapangan, termasuk didalamnya

estimasi biaya dan performa dari bioremediasi yang akan dilakukan (Anonim, 2008).

Remediasi fisik kimia adalah efektif untuk tujuan jangka pendek/segera yaitu

melokalisasi dan mengambil semaksimal mungkin tumpahan minyak dari laut. Remediasi

fisik yang telah dipraktekkan secara umum adalah: 1) Booming and skimming. Booms

digunakan untuk melokalisasi dan mengendalikan pergerakan minyak. Skimmer digunakan

untuk mengambil minyak. 2) Wiping dengan absorben. Bahan hidrofobik digunakan untuk

menyeka minyak dari permukaan air. 3) Mekanis. Peralatan mekanis digunakan untuk

mengumpulkan dan pembuangan sediment tercemar minyak. Ini terutama dilakukan di

daerah pantai. 4) Pencucian. Pencucian menggunakan air dingin bertekanan rendah sampai

air panas bertekanan tinggi. 5) Relokasi sediment dan tilling. Pemindahan sediment tercemar

minyak ke tempat lain atau pencampuran dengan sediment lain. Cara ini analog dengan

pengenceran pencemar. 6) Pembakaran setempat. Pembakaran tempat tercemar minyak

biasanya dilakukan bersamaan dengan substrat mudah terbakar (tumbuhan kering, sampah

kering). Ini terutama untuk kawasan pesisir (Mangkoedihardjo, 2002).

Remediasi kimia yang telah dipraktekkan secara umum adalah: 1) Dispersants.

Kandungan surfaktan digunakan untuk mendispersi minyak menjadi butiran dalam air.

Butiran minyak mempunyai total luas permukaan butiran luas sehingga mempercepat proses

lanjutan. Cara ini dipakai secara rutin di banyak Negara, terutama jika menghadapi kendala

remediasi fisik 2) Demulsifiers. Bahan ini digunakan untuk memutus emulsi minyak-air guna

mempercepat disperse alamiah. 3) Solidifiers. Bahan ini digunakan untuk meningkatkan

polimerisasi minyak sehingga minyak menjadi stabil, meminimalkan penyebaran, dan

meningkatkan efektivitas remediasi fisik. 4) Surface film chemicals. Bahan pembentuk film

(Film-forming agents) digunakan untuk mencegah minyak tertarik ke substrat laut lepas, dan

untuk meningkatkan pembuangan minyak terikat pada permukaan alat pencuci bertekanan.

Remediasi fisik kimia bersifat remediasi jangka pendek dan tidak tuntas (perpindahan massa

antar media lingkungan), hanya sekitar 10 – 15 % pencemar dapat dipindahkan dari media

laut (Ginting, 2007).

Untuk penuntasan remediasi diperlukan penghilangan dari media secara biologis

(bioremediasi). Bioremediasi digunakan saat peristiwa tumpahan minyak Exxon Valdez yang

mencemari laut tahun 1989. Bioremediasi didefinisikan sebagai teknologi yang menggunakan

mikroba untuk mengolah pencemar melalui mekanisme biodegradasi alamiah (intrinsic

bioremediation) atau meningkatkan mekanisme biodegradasi alamiah dengan menambahkan

mikroba, nutrien, donor electron dan/atau akseptor elektron (enhanced bioremediation)

(Anonim, 2001). Nutrien terpenting adalah N dan P. Donor electron adalah methanol atau

asam laktat untuk proses anaerobic. Akseptor electron adalah oksigen, atau untuk anaerobic

adalah besi (3) dan nitrat (Imaduddin, 2011).

Perubahan fisik saat minyak terekspose ke lingkungan laut akan menentukan proses

bioremediasi, yang terutama adalah: 1) Evaporasi. Proses ini terutama untuk minyak volatile

seperti benzene and smaller n-alkanes. Evaporasi menghasilkan luas permukaan minyak dan

menguntungkan bagi mikroba untuk menghilangkan senyawa toksik tersebut. 2) Pelarutan.

Proses ini tidak signifikan dari sudut perpindahan massa tetapi penting dalam proses

biodegradasi. Mikroba berada dalam air lebih mudah kontak dengan minyak terlarut. 3)

Dispersi. Formasi emulsi minyak-air memperluas permukaan butir minyak sehingga

memudahkan mikroba untuk memproses minyak. Formasi emulsi ini merupakan proses

penting dalam penghilangan hidrokarbon oleh bacteria dan fungi (Singer and Finnerty, 1984).

Tetapi emulsi minyak-air dengan penambahan dispersan tidak efektif untuk proses

biodegradasi minyak, karena adanya tambahan zat organic dispersan. 4) Emulsifikasi.

Emulsifikasi pembentukan chocolate mousse akan mengurangi luas permukaan minyak

sehingga menurunkan proses biodegradasi. Butir tar sebagai agregat besar akan menghambat

akses mikroba (Anonim, 2008).

Keefektifan bioremediasi ditentukan oleh kondisi lingkungan. Kondisi lingkungan ini

digunakan untuk pengambilan keputusan tempat bioremediasi, baik di tempat (in-situ) atau di

luar tempat (ex-situ). Kondisi lingkungan yang terutama adalah: 1) Temperatur. Pada

temperature rendah maka viskositas minyak meningkat dan volatilitas senyawa toksik

menurun sehingga akan menghambat proses bioremediasi. Hidrokarbon rantai pendek

alkanes lebih mudah larut pada temperature rendah. Pada temperature tinggi, aromatic lebih

mudah larut Secara umum laju biodegradasi umumnya meningkat dengan peningkatan

temperature sampai batas tertentu. Laju tinggi biodegradasi minyak di laut dapat dicapai pada

temperature 15 - 20°C 2) Oksigen. Ketersediaan oksigen adalah penting dalam proses

biodegradasi hidrokarbon jenuh dan aromatic. Tetapi metabolisme hidrokarbon secara

anaerobic dapat berhasil baik untuk hidrokarbon aromatic (BTEX) PAHs dan alkanes dapat

didegradasi dalam kondisi anaerobic 3) Nutrients. Saat minyak tumpah ke laut, suplai karbon

ke dalam air laut meningkat. Pada saat itu air laut terdapat ketimpangan komposisi nutrient

(C meningkat tajam sehingga C/N/P menjadi membesar melebihi komposisi normal bagi

kebutuhan mikroba). Untuk memanfaatkan mikroba maka diperlukan penambahan nutrient N

dan P pada tingkat proporsi C/N/P sebelum tertumpah minyak. Secara teoretis 150 mg

nitrogen dan 30 mg phosphor diperlukan mikroba untuk konversi 1 g hidrokarbon menjadi sel

baru (Vik EA, et al, 2001) pH dan salinitas. Kebanyakan bacteria heterotrof dan fungi

menyukai pH netral dan fungi masih toleran terhadap pH rendah. Berbagai studi

menghasilkan fakta bahwa biodegradasi minyak akan lebih cepat dengan peningkatan pH dan

kecepatan optimum pada pH alkalin. Perubahan salinitas dapat mempengaruhi biodegradasi

melalui perubahan populasi mikroba dan laju metabolisme hidrokarbon akan menurun 3.3 to

28.4% dengan peningkatan salinitas (Anonim., 2001)

Salah satu proses pemulihan lingkungan tercemar dengan menggunakan tumbuhan

telah dikenal luas, yaitu fitoremediasi (phytoremediation). Fitoremediasi dapat dilakukan di

wilayah pesisir, terutama kejadian pencemaran minyak atau pembuangan residu minyak

berada di lahan basah pesisir.

Proses fitoremediasi secara umum dibedakan berdasarkan mekanisme fungsi dan

struktur tumbuhan secara umum membuat klasifikasi proses sebagai berikut: 1) Fitostabilisasi

(phytostabilization). Akar tumbuhan melakukan imobilisasi polutan dengan cara

mengakumulasi, mengadsorpsi pada permukaan akar dan mengendapkan presipitat polutan

dalam zone akar. Proses ini secara tipikal digunakan untuk dekontaminasi zat-zat anorganik

yang terkandung minyak yaitu sulfur, nitrogen, dan beberapa logam berat (sekitar 2 - 50 %

kandungan minyak (Suprihanto, 2005). 2) Fitoekstraksi / fitoakumulasi (phytoextraction /

phytoaccumulation). Akar tumbuhan menyerap polutan dan selanjutnya ditranslokasi ke

dalam organ tumbuhan. Proses ini adalah cocok digunakan untuk dekontaminasi zat-zat

anorganik seperti pada proses fitostabilisasi. 3) Rizofiltrasi (rhizofiltration). Akar tumbuhan

mengadsorpsi atau presipitasi pada zone akar atau mengabsorpsi larutan polutan sekitar akar

ke dalam akar. Proses ini digunakan untuk bahan larutan yang mengandung bahan organic

maupun anorganik (Mangkoedihardjo, 2002). 4) Fitodegradasi / fitotransformasi

(phytodegradation / phytotransformation). Organ tumbuhan menguraikan polutan yang

diserap melalui proses metabolisme tumbuhan atau secara enzimatik. 5) Rizodegradasi

(rhizodegradation / enhanced rhizosphere biodegradation / phytostimulation / plant-assisted

bioremediation / degradation). Polutan diuraikan oleh mikroba dalam tanah, yang

diperkuat/sinergis oleh ragi, fungi, dan zat-zat keluaran akar tumbuhan (eksudat) yaitu gula,

alcohol, asam. Eksudat itu merupakan makanan mikroba yang menguraikan polutan maupun

biota tanah lainnya. Proses ini adalah tepat untuk dekontaminasi zat organic. 6)

Fitovolatilisasi (Phytovolatilization). Penyerapan polutan oleh tumbuhan dan dikeluarkan

dalam bentuk uap cair ke atmosfer. Kontaminan bisa mengalami transformasi sebelum lepas

ke atmosfer. Kontaminan zat-zat organic adalah tepat menggunakan proses ini (Setiawan,

2011).

III. METODOLOGI

Praktikum acara II yang berjudul “Bioremediasi Tanah Tercemar Limbah Minyak

Bumi” dilaksanakan pada tanggal 24 April 2012 di Laboratorium Mikrobiologi Timur

Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Alat dan bahan yang digunakan

adalah lumpur minyak, tanah regosol, tanah grumusol, tanah latosol, pupuk urea dan SP.

Pertama-tama tanah ditimbang sebanyak 5kg dan lumpur minyak sebanyak 1 kg. Kemudian

dicampur hingga homogen lalu ditambahkan sampai kapasitas lapang. Lalu dibuat perlakuan

1 (control) lalu perlakuan 2 (dipupuk dengan urea). Lalu diinkubasikan selama 3 minggu

pada suhu kamar. Untuk analisis kandungan hidrokarbon, pertama-tama sampel tanah

sebanyak 2 g ditimbang. Lalu 2 gr NaSO4 anhidrat ditambahkan. Kemudian dimasukkan

kedalam labu ekstraktor soxhiet. Lalu air pengingin dialirkan melalui kondensor. Tabung

ektraksi dipsang pada alat destilasi soxhiet. Pelarut dieter-eter sebanyak 40 ml dimasukkan

kedalam ekstraktor. Lalu diekstrak kira-kira 2 jam. Kemudian timbang hidrokarbon yang

terekstrak. Untuk analisis jumlah bakteri perombak minyak, pertama-tama 11 gr contoh tanah

ditimbang lalu dimasukkan kedalam 99ml aquades steril dan digojog dengan vortex. Lalu 1

ml suspense diambil dan dimasukkan dalam 9 ml aquades steril dan gojog dengan vortex.

Lalu 1 ml pengenceran 10-4 – 10 -8 dan diinokulasikan secara aseptis kedalam 3 ml medium

minimal bushnel-hass, kemudian dinkubasikan dalam suhu kamar selama 3 minggu. Lalu

dipilih 3 seri pengenceran yang menunjukkan gradasi tabung positif, lalu dicocokkan dengan

table MPN untuk menentukan jumlah bakteri dalam tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2008. Bioremediasi Limbah Minyak Bumi. [Laporan Praktikum]. Bandung:

Uneversitas Padjajaran.

Anonim. 2001. United States Environmental Protection Agency (2001). Use of

Bioremediation at Superfund Sites. U.S. Environmental Protection Agency.

Cincinnati, OH 45268.

Ginting, Pedana, Ir. 2007. Sistem Pengelolaan Lingkungan dan Limbah Industri. Jakarta:

MS.CV YRAMA WIDYA.

Imaduddin, M. Fathul, 2011. Penentuan Konsentrasi Total Petroleum Hidrokarbon (TPH) di

bawah 1% Pada Tanah yang Tercemar Menggunakan Metode Gravimetri.

[Laporan Praktikum]. Bogor: Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Institut

Pertanian Bogor.

Mangkoedihardjo, Sarwoko. 2002. Waterhyacinth leaves indicate wastewater quality. J.

Biosains, 7 (1): 10-13.

Setiawan, Budi Indra. 2011. Teknik Remediasi Tanah dan Air Tanah. Bogor: Departemen

Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Pertanian Bogor.

Suprihanto Notodarmojo. 2005. Pencemaran tanah dan air tanah. Bandung : Penerbit ITB

Vik EA, Bardos P, Brogan J, Edwards D, Gondi F, Henrysson T, Jensen BK, Jorge C,

Marrioti C, Nathanail P, and Papassiopi N. (2001). Towards a framework for

selecting remediation technologies for contaminated sites. Land Cont & Reclam, 9,

1: 119-127.

LAPORAN RESMI

PRAKTIKUM MIKROBIOLOGI TANAH

ACARA II

BIOREMEDIASI TANAH TERCEMAR LIMBAH MINYAK BUMI

Disusun Oleh

Ngurah Kamandanu (11537)

LABORATORIUM MIKROBIOLOGI TANAH

PROGRAM STUDI MIKROBIOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA

2012