Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
-
Upload
umam-al-maududy -
Category
Documents
-
view
231 -
download
0
Transcript of Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
1/36
1
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk,
bertambah pula kebutuhan manusia terhadap barang keperluan
sehari – hari termasuk diantaranya kertas. Kertas diperlukan
tidak hanya sebagai alat tulis dan buku atau majalah tetapi juga
sebagai tissu, pembungkus rokok, pembungkus makanan dan
minuman dan sebagainya.
Peningkatan kebutuhan kertas ini terlihat dari peningkatan
konsumsi kertas di Indonesia. Pada tahun 1996 konsumsi kertas
di Indonesia sebesar 3.119.9! ton per tahun, meningkat terus
menjadi ",3 juta ton per tahun pada tahun #!!# dengan produksi
sebesar ,6 juta ton per tahun. Permintaan kertas yang paling
besar adalah jenis kertas $%S atau kertas tulis, dibanding kertas
lainnya, yaitu sekitar 6! & dari produksi kertas. 'Kompas, #!!#(.
Pabrik kertas )ahaya *ali +embrana merupakan pabrik
kertas satusatunya yang beroprasi di kabupaten +embrana
propinsi *ali. Pabrik ini beroprasi mulai tahun #!!3. Produksi
kertas yang dihasilkan utamanya merupakan produk kertas
pembungkus makanan. Pabrik ini elah mampu memenuhi
kebutuhan produksi untuk sekala lo-al, regional dan nasional.
engan tenaga pekerja yang diambil dari masyarakat sekitar,
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
2/36
#
sehingga memberikan lapangan pekerjaan kepada masyarakat di
sekitar pabrik.
/kan tetapi pendirian industri pulp dan kertas ternyata
tidak saja memba0a keuntungan nansial yang sangat besar
tetapi memba0a dampak negati2 yaitu berupa limbah industri
yang semakin banyak. Industri pulp dan kertas dianggap sebagai
salah satu industri yang paling polusi di dunia 'hompson et al,
#!!14. Sumathi 5 $ung, #!!6(. imbah industry pulp dan kertas
dapat berupa gas, -air maupun padat. imbah tersebut se-ara
langsung atau tidak berdampak negati2 terhadap organisme
terutama manusia.
/ir limbah yang dihasilkan dari proses produksi industri ini
termasuk tinggi konsentrasi bahan kimia seperti natrium
hidroksida, natrium karbonat, natrium sulda,bisultes klorin,
unsur atau klorin dioksida, oksida kalsium, asam klorida, dll
'Sumathi 5 $ung, #!!6(. Pada setiap tahap pemerosesannya
dimulai dari tahap kra2t, serpihan kayu akan dimasak dalam
-airan natrium hidroksida '7a8$( dan sodium sulda '7aS#(.
Pada proses sulda -ampuran asam belerang '$#S83( dan
bisulde ion '$S83( digunakan. Sedangkan selama pengolahan
pulp, sekitar "1!& dari limbah berasal dari lignin, selulosa dan
hemi selulosa, sebagai bahan baku yang tidak dapat dihapus
yang bertanggung ja0ab dalam pe0arnaan produk kertas.
Pemutihan kertas putih 'pulp blea-hing( meliputi enam lima atau
I
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
3/36
3
opsional dengan penggunaan bahan kimia se-ara berurutan
meliputi klorin ')1(, alkali '1(, hipoklorit opsional '$( tahap,
klorin dioksida '1(, alkali '#(, dan klorin dioksida '#(.
*eberapa senya0a yang digunakan dalam pemerosesan kertas
tersebut akan terlepas sebagai limbah dan berpotensi merusak
pada lingkungan.
/pabila limbah -air tersebut dibuang ke perairan akan
mengakibatkan kematian ikan, biota air serta tanaman di
sekitarnya. Selain itu limbah -air industri kertas menimbulkan
bau busuk, sedangkan bahan kimia yang terikut dalam limbah
-air tersebut menimbulkan gangguan perna2asan bagi penduduk
yang tinggal di sekitar saluran pembuangan limbah, bahkan
ter-ium sampai beratus – ratus meter dari tempat tersebut ':ini,
#!!#(.
Industri kertas dapat dikategorikan sebagai salah satu
penyebab kerusakan lingkungan karena karakteristik limbahnya
yang memiliki nilai *8; )8 'kebutuhan oksigen dalam
menguraikan senya0a biologi dan kimia( yang sangat tinggi.
engan angka 1!! juta kg polutan bera-un dilepaskan setiap
tahunnya dari industri di seluruh dunia ')heremisino< 5
:osen2eld, #!1!(.
*erdasarkan 0a0an-ara peneliti dengan masyarakat
sekitar, biasanya pabrik membuang -airan limbah ke areal
persa0ahan dan kali ke-il serta saluran air di sekitar pemukiman
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
4/36
=
0arga. /dapun -airan yang dibuang menurut keterangan 0arga
yakni -airan ber0arna putih dengan aroma yang menyengat,
terlebih ketika musim hujan.
ari 0a0an-ara yang dilakukan oleh peneliti kepada tenaga
pabrik yang bersangkutan, diperoleh in2ormasi bah0a pihak
perusahaan telah melakukan manajemen limbah, yakni dengan
daur ulang limbah -air pada bak penampungan, untuk
diman2aatkan kembali air tersebut pada prduksi produk lainnya.
/kan tetapi pada bak penampungan akhir masih belum
diupayakan se-ara maksimal untuk mengurangi kadar pen-emar
yang ada pada limbah -air tersebut agar aman apabila dibuang
ke luar pabrik.
eknik bioremediasi merupakan pengembangan dari
bioteknologi lingkungan yang menggunaan agen hayati baik
tanaman, jamur, maupun mikroorganisme untuk membersihkan
limbah pada lingkungan yang telah terkontaminasi.
>ikrorganisme seperti bakteri hidup se-ara alami di lingkungan.
*ioremediasi merangsang pertumbuhan mikroba tertentu yang
menggunakan limbah atau kontaminan sebagai sumber pangan
dan energy, dalam hal ini yakni senya0a selulose pada limbah
-air. eknik bioremediasi ini tergolong aman, karena
menggunakan mikroorganisme indigenous yakni mikroorganisme
yang memang hidup dan diambil dari limbah -air tersebut. aju
pengolahan limbah pun dapat diper-epat agar lebih e2ekti2 dan
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
5/36
"
esien dengan memanipulasi lingkungan bakteri indigenous yang
menunjang pertumbuhannya, sehingga metabolisme yang
dilakukan dalam mendegradasi polutan dapat terjadi dengan
optimal dalam jangka 0aktu yang lebih singkat.
engan menggunakan teknik bioremediasi yang
menggunakan bakteri indigenous sebagai agen pelaksana, maka
pengendalian limbah akan dirasakan lebih e2ekti2 dan esien,
baik dari segi 0aktu, biaya serta tingkat keamanan bagi
lingkungan sekitar.
*erdasarkan hal tersebut peneliti melakukan penelitian
untuk menguji apakah limbah -air produksi kertas P )ahaya *ali
terdapat bakteri indigenous yang bersi2at selulotik sehingga
ber2ungsi dalam menanggulangi pen-emaran dari limbah -air
yang dihasilkan.
Komik merupakan serangkaian gambar yang memuat suatu
-erita atau kejadian yang disertai oleh keterangan kalimat.
>engetahui beberapa keunggulan komik yakni menarik dan
komunikati2 membuat banyak pihak yang mulai melirik komik
sebagai media komunikasi yang e2ekti2. Komik dalam
perkembangannya saat ini tidak hanya sebagai media hiburan
dan ksi semata. Saat ini banyak beredar komik yang
mengkomunikasikan sains, sosial, dan beberapa in2ormasi serta
pemberitaan lainnya. Komik edukasi sendiri merupakan komik
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
6/36
6
yang mem?isualisasikan sejumlah 2akta edukasi atau langsung
kepada konten materi pembelajaran.
*eberapa penelitian menunjukkan bah0a komik mampu
memberikan hasil yang maksimal dalam penggunaannya sebagai
media pembelajaran bagi sis0a 'Jumariyati, 2008(. >engetahui
kee2ekti2an komik sebagai media komunikasi dan edukasi,
peneliti men-oba mengembangkan hasil penelitian ini nantinya
dalam bentuk media komik ilmiah. engan harapan bah0a komik
yang akan dikembangkan selain memberikan in2ormasi terkini
terkait penelitian kepada masyarakat pada umumnya.
Peran-angan komik ilmiah ini juga dimaksudkan untuk dapat
menjelaskan beberapa aspek sains se-ara kontekstual dan
aplikati2 terkait mata pelajaran yang sedang dipelajari oleh sis0a
'*ab mikrobiologi dan *ioteknologi lingkungan(.
Dari latar belakang yang telah dijelaskan diatas, peneliti tertarik untuk
mengkaji permasalahan tersebut dengan judul @Daya Hidrolisis Selulosa oleh
Bakteri Indigenous Limbah Cair Pabrik ertas dalam Penyusunan omik
Ilmiah Berbasis Penelitian!
B. "u#uan Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan seperti berikut:
1. Mengetahui pesies bakteri indigen dari limbah !air p"rduksi kertas yang
berp"tensi memiliki si#at selul"tik
2. Mengetahui karakteristik dari bakteri selul"tik indigen yang ada pada
limbah !air pr"duksi kertas.
$. Mengetahui perbedaan kemampuan hidr"lisis selul"sa antar bakteri
indigen is"lat dari limbah !air pr"duksi kertas.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
7/36
%. Mengetahui pengaruh interaksi antar berbagai ma!am is"lat terhadap
kemampuan hidr"lisis bakteri selul"tik indigen pada limbah !air pr"duksi
kertas.&. Meran!ang k"mik ilmiah p"pular berbasis penelitian sebagai k"ntribusi
dari penelitian kepada khalayak umum dan dunia pendidikan.
C. egunaan Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan man2aat kepada
beberapa pihak yakni A
1. Kepada para akademisi dan intelektual yang mempelajari
disiplin ilmu mikrobiologi, bioteknologi, ekologi, serta ilmu
lingkungan yang berkaitan dengan upaya pengendalian
limbah melalui bioremediasi. Selain itu diharapkan akan
mkebijakan di daerah setempat untuk menentukan baku
mutu limbah,2. Kepada pihak perusahaan agar mengupayakan -ara
pengolahan limbah dengan meman2aatkan bakeri
indegenus pada limbah -air produksi kertas yang tentunya
memiliki keuntungan baik dari segi keamanan lingkungan
maupun segi biaya.$. >emberikan 0a0asan kepada masyarakat luas terkait
potensi yang masih terdapat pada limbah dalam
mendegradasi senya0a berbahaya pada limbah tersebut
yakni bakteri indigenous. Selain itu pengolahan limbah
dengan teknik bioremediasi tentunya memberikan
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
8/36
B
keuntungan seperti yang telah disebutkan pada poin ke
dua.%. Sebagai bahan kepada para peneliti lainnya dalam
melakukan penelitian yang lebih lanjut terkait
bioremediasi.&. Sebagai media in2ormasi kepada >asyarakat umum, Pro2esi
Pendidik, dan Peserta idik, terkait penelitian yang telah
dilakukan oleh peneliti dalam bentuk Komik Ilmiah Popular
*erbasis Penelitian.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
9/36
9
BAB II
A$IAN PUS"AA
A. a#ian %engenai ertas
a. Pengertian Kertas
Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan
dengan kompresi
serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya
adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa.
Sebelum ditemukan kertas, bangsabangsa dahulu
menggunakan tablet dari tanah lempung yang dibakar. $al ini
bisa dijumpai dari peradaban bangsa Sumeria, prasasti dari
batu, kayu, bambu, kulit atau tulang binatang, sutra, bahkan
daun lontar yang dirangkai seperti dijumpai pada naskah
naskah 7usantara beberapa abad lampau.
Peradaban >esir Kuno menyumbangkan papirus sebagai
media tulis menulis yaitu pada masa 0angsa Ciraun kemudian
menyebar ke seluruh imur
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
10/36
1!
engah sampai :oma0i di aut engah dan menyebar ke
seantero ropa,
meskipun penggunaan papirus masih dirasakan sangat mahal.
ari kata papyrus ' papyrus( itulah dikenal sebagai paper dalam
bahasa Inggris, papier dalam bahasa *elanda, bahasa +erman,
bahasa Peran-is misalnya atau papel dalam bahasa Spanyol
yang berarti kertas.
er-atat dalam sejarah adalah peradaban )hina yang
menyumbangkan kertas bagi dunia. /dalah sai un yang
menemukan kertas dari bahan bambu
yang mudah didapat di seantero )hina pada tahun 1!1
>asehi. Penemuan ini
akhirnya menyebar ke +epang dan Korea seiring menyebarnya
bangsabangsa
)hina ke timur dan berkembangnya peradaban di ka0asan
itu. Pada akhirnya,
teknik pembuatan kertas tersebut jatuh ke tangan orang
orang /rab pada masa
/bbasiyah terutama setelah kalahnya pasukan inasti ang
serta ke seluruh dunia.
b. Proses Pembuatan Kertas
1. *ahan baku untuk pembuatan pulp*ahan baku untuk pembuatan pulp antara lain kayu pinus
merkusii,
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
11/36
11
bambu, jerami, bagase, kertas bekas dan lainlain. >enurut
:ini '#!!#(,
kayu sebagai bahan baku dalam industri kertas mengandung
beberapa komponen antara lain A
a( SelulosaSelulosa merupakan komponen yang paling dikehendaki
dalam pembuatan kertas karena bersi2at panjang dan kuat.
>enurut Stanley '#!!1( dalam kayu mengandung sekitar "!
& komponen selulosa.b( $emiselulosa$emiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya
dihilangkan dalam proses pulping .-( igninignin ber2ungsi merekatkan serat – serat selulosa sehingga
menjadi kaku. Pada proses pulping se-ara kimia dan proses
pemutihan akan menghilangkan komponen lignin tanpa
mengurangi serat selulosa. >enurut Stanley '#!!1( komponen
lignin dalam kayu adalah sekitar 3! &.d( *ahan ekstrakti2
Komponen ini meliputi hormon tumbuhan, resin, asam
lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat bera-un bagi
kehidupan perairan dan men-apai jumlah toksik akut dalam
limbah industri kertas. >enurut Stanley '#!!1(, jumlah
komponen hemiselulosa dan hidrokarbon dalam kayu adalah
sekitar #!&.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
12/36
1#
#. Proses produksi kertas terdiri dari beberapa tahap yang
pada intinya adalah sebagai berikut A
a( Pembuburan kayu ' pulping (
>enurut Stanley '#!!1(, proses pembuatan pulp ' pulping (
pada prinsipnya terbagi atas A
1. Proses Kimia
Proses pembuatan pulp se-ara kimia terdiri dari dua jenis
proses yaitu A
1(. Proses Sul2at 'kraft (
Proses ini merupakan proses industri pulp yang
dominan di dunia dengan menghasilkan kekuatan yang
tinggi, serat panjang, dan kandungan lignin dalam pulp
sangat rendah. Proses ini dilakukan dengan memasak
potongan kayu dalam sodium hidroksida; soda kaustik dan
-airan sodium 'disebut larutan putih 'white liquor ( yaitu
-ampuran sodium hidroksida dan sodium sulda(. engan
proses ini lignin dan resin kayu akan dilepaskan dari serat
selulosa pulp kemudian di-u-i dan diputihkan. Pada proses
ini umumnya dilakukan dengan proses tertutup sehingga
9" – 9B & bahan kimia yang digunakan dapat digunakan
kembali.
#( Proses Sult
Proses ini menggunakan peralatan yang serupa
dengan proses kraft tetapi menggunakan bahan kimia yang
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
13/36
13
berbeda. Karakteristik pulp yang dihasilkan adalah kuat,
lembut dan lebih terang 0arnanya daripada proses
kraft sehingga dapat mengurangi tahap pemutih. *ahan
kimia yang digunakan adalah asam sul2at atau hydrogen
sult untuk memasak bahan baku sehingga dihasilkan
asam sult atau pulp bisult. Dmumnya rata – rata recovery
bahan kimia tidak setinggi proses kraft .
#. Proses >ekanik
Proses pembuatan pulp se-ara kimia terdiri dari dua
jenis proses yaitu A
a( Penggilingan kayu
Proses ini merupakan proses yang paling dasar dari proses
pulping dan penggilingan kayu atau potongan kayu yang
bertujuan untuk memisahkan serat. Kualitas pulp pada
proses ini rendah karena masih mengandung
lignin sehingga kertas yang dihasilkan mudah robek dan
agak kusam. /kibatnya kertas tersebut banyak digunakan
untuk kertas koran dan kertas yang memerlukan sedikit
kekuatan sobek.
b( Proses thermomechanical atau chemo-thermomechanical
ua ?ariasi proses mekanik tersebut digunakan
se-ara luas di industri pulp untuk mengurangi konsumsi
energi. Pada proses thermomechanical hanya digunakan kayu
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
14/36
1=
lunak yang direbus sebelum digiling. Sedangkan pada
proses chemothermomechanical potongan kayu direndam
dengan bahan kimia berbasis sul2ur untuk mengekstrak
resin dan lignin.
>enurut Kompas '#!!3(, salah satu akibat proses ini
adalah menghasilkan gas berbau berupa senya0a hidrogen
sulda '$#S(, metil merkaptan, dimetilsuld, dimetil disuld
dan komponen gas sul2ur yang sangat berdampak negati2
terhadap kesehatan manusia.
-( Pen-u-ian 'washing (
$asil pemasakan merupakan serat yang masih
ber0arna -oklat dan mengandung sisa -airan pemasak.
Serat ini masih mengandung serat – serat yang tidak
dikehendaki. Proses pen-u-ian pulp dilakukan untuk
menghilangkan materi yang tidak diinginkan yang akan
mempengaruhi dosis Eat pemutih. $asil samping dari
proses ini berupa black liquor , debu
dan lignin. Setelah di-u-i pulp dihilangkan lignin yang
tersisa 'delignikasi( menggunkan oksigen dalam larutan
putih sehingga menghasilkan bubur kayu yang lebih putih.
Proses ini akan mengurangi jumlah klorin yang dibutuhkan
dalam proses pemutihan 'bleaching (.
d( Pemutihan 'bleaching (
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
15/36
1"
Proses ini bertujuan untuk menghilangkan lignin
tanpa merusak selulosa. Proses ini biasanya melibatkan
beberapa tahap. >enurut Kompas '#!!3(, proses
pemutihan menggunakan Eat kimia utamanya )l8# dan
-airan yang masih tertinggal berubah menjadi limbah
dengan kandungan berbagai bahan kimia berupa
organoklorin yang umumnya bera-un. >enurut P/ '199(,
udara yang keluar dari tangki bleaching mengandung
polutan berbahaya seperti kloro2orm, metanol, 2ormaldehid
dan metil etil keton. Sedangkan bahan kimia yang
menggunakan senya0a klorin organik sebagai bahan
bleaching dapat membentuk beberapa senya0a toksik
seperti dioksin, 2uran dan klorin organik 'kloro2orm(.
-. Pembentukan kertas
Pulp yang dihasilkan dari tahap sebelumnya
selanjutnya dilakukan penggilingan, pengempaan ' pressing (
untuk mengurangi kadar air dan diikuti dengan
pengeringan 'drying ( dengan menggunakan uap. Dntuk
mendapatkan permukaan yang halus 'pada kertas
-etak;tulis( dilakukan proses calendering sesudah
pengeringan, sedangkan untuk membuat permukaan yang
mengkilat dan ber0arna, sesudah calendering dilakukan
proses pelapisan 'coating ( untuk produk kertas -etak.
>enurut :ini '#!!#(, kadang kadang juga dilapisi dengan
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
16/36
16
kaolin untuk memutihkan permukaan atau diberi pengikat
yang mengandung 2ormaldehide, ammonia atau poli?inil
alkohol agar lebih kuat.
B. Pengertian Limbah Cair ertas
Pada proses pembuatan kertas terdapat Eat yang
berpotensi men-emari lingkungan. >enurut :ini '#!!#(, limbah
proses pembuatan kertas yang berpotensi men-emari lingkungan
tersebut dibagi menjadi = kelompok yaitu A
a. limbah -air, yang terdiri dari A
1( padatan tersuspensi yang mengandung partikel kayu, serat
dan pigmen,
#( senya0a organik koloid terlarut seperti hemiselulosa, gula,
alkohol, lignin, terpentin, Eat pengurai serat, perekat pati dan Eat
sintetis yang menghasilkan *8 ' Biological Oxygen Demand ( tinggi,
3( limbah -air ber0arna pekat yang berasal dari lignin dan
pe0arna kertas,
=( bahan anorganik seperti 7a8$, 7a#S8= dan klorin,
"( limbah panas,
6( mikroba seperti golongan bakteri koli2orm.
>enurut +>/I '1999(, industri pulp dan kertas mempunyai
karakteristik limbah -air yang mengandung *8, )8 'Chemical
Oxygen Demand (, padatan terlarut, 2enol, 0arna dan bau dalam
jumlah besar, namun biasanya tidak mengandung bahan toksik
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
17/36
1
'bera-un(. /kan tetapi menurut /risandi '#!!=(, selain memiliki
karakteristik tersebut, nilai *8; )8 yang sangat tinggi
mengakibatkan degradasi kualitas air yang ditandai dengan
matinya ikan dan biota air. Pada beberapa limbah -air industri
kertas didapatkan unsur Pb 'timbal( yang sangat berbahaya bagi
lingkungan. Sedangkan menurut Sunoko '#!!"(, limbah
pembuatan pulp dan kertas sebagian besar mengandung serat
dan padatan
tersuspensi, resin dan asam lemah, 2enol terklorinasi, asam
organi- terklorinasi dan senya0a terklorinasi netral.
ebih lanjut Sunoko '#!!"( mengatakan bah0a limbah pulp
juga mengandung logam seperti Fn 'seng(, )d 'kadmium(, )r
'kromium(, )u 'tembaga(, Pb 'timah hitam( dan $g 'air raksa(.
ari hasil analisis sampel limbah pulp dari *oat $arbour, Kanada
pada bulan 8ktober 199!, kandungan logam arsen total sebesar
!,13 mg;l, kadmium total sebesar !,!1 mg;l, kromium total
sebesar !,!1 mg;l, tembaga total sebesar !,!1 mg;l, Pb total
sebesar !,!# mg;l, $g total sebesar !,!!!1" mg;l, seng total
sebesar !,! mg;l, nikel total sebesar !,!1 mg;l dan kobalt
sebesar !,!1 mg;l
abel 1. *aku mutu limbah -air industri pulp dan kertas
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
18/36
1B
Sumber A a( >enteri ingkungan $idup '199"(
b( Keputusan Gubernur +a0a imur tanggal 1 +uni #!!#
Keterangan A
A tidak diatur
Pb A khusus untuk industri yang melakukan proses deinking
dalam
pembuatan pulp untuk memenuhi sebagian atau seluruh
kebutuhan
pulpnya
C. Selulosa
elul"sa adalah p"limer alam yang terdiri atas subunit'subunit D'gluk"sa yang
ditautkan satu sama lain dengan ikatan ('Dgluk"sa berbentuk seperti serabut, liat,
tidak larut dalam air, dan ditemukan dalam dinding sel pelindung tumbuhan, terutama
pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu jaringan tumbuhan )*engel +
egener 1-8-.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
19/36
19
elul"sa pada kayu umumnya berkisar %0'&0/, sedangkan pada kapas hampir
men!apai -8/. elul"sa terdiri atas rantai panjang unit'unit gluk"sa yang terikat
dengan ikatan 1' %b'gluk"sida.
truktur kimia p"limer yang paling melimpah di alam ini disajikan pada
ambar 1. elul"sa dalam tumbuhan terdiri atas bagian yang memiliki struktur
kristalin yang teratur, dan bagian dengan struktur am"r# yang tidak terlalu teratur
dengan baik. alur'galur selul"sa tergabung bersama dan membentuk #ibril'#ibril
selul"sa. entuk ini sebagian besar bebas dan berinteraksi satu sama lain melalui
ikatan hidr"gen )"bleter 1--%.
etiap tahunnya terkumpul sejumlah limbah selul"sa baik itu berupa limbah
pertanian, hutan, sampah "rganik, dan industri. )ehninger, 1-82: $23
4emiselul"sa adalah p"limer p"lisakarida heter"gen tersusun dari unit
Dgluk"sa, D'man"sa, 'arabi"sa dan D'5il"sa. 4emiselul"sa pada kayu berkisar
antara 20'$0/. Dilihat dari strukturnya, selul"sa dan hemiselul"sa mempunyai
p"tensi yang !ukup besar untuk dijadikan sebagai penjerap karena gugus 64 yang
terikat dapat berinteraksi dengan k"mp"nen ads"rbat. 7danya gugus 64, pada
selul"sa dan hemiselul"sa menyebabkan terjadinya si#at p"lar pada ads"rben tersebut.
Dengan demikian selul"sa dan hemiselul"sa lebih kuat menjerap at yang bersi#at
p"lar dari pada at yang kurang p"lar.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
20/36
#!
D. Bakteri Indigonous Limbah Cair
akteri selul"litik adalah bakteri yang memiliki kemampuan menguraikan
selul"sa menjadi m"n"mer gluk"sa dan menjadikannya sebagai sumber karb"n dan
sumber energi )4ardj" et al., 1--%: 1&. Peman#aatan bakteri selul"litik yaitu sebagai
penghasil enim selulase yang digunakan untuk menghidr"lisis selul"sa. Menurut
7nja Meryandini, et al. )200-: $%, setiap bakteri selul"litik menghasilkan k"mpleks
enim selulase berbeda, tergantung gen yang dimiliki dan sumber karb"n yang
digunakan. Peman#aatan bakteri sebagai penghasil enim dipilih karena mempunyai
beberapa keuntungan antara lain: biaya pr"duksi murah, dapat dipr"duksi dalam
9aktu singkat, mempunyai ke!epatan tumbuh tinggi serta mudah dik"ntr"l )*"rgaty
dan esh"##, 1-8$ dalam 7thitya, 200: 1'2.
akteri selul"litik diis"lasi dari k"lam penampungan akhir limbah !air kertas.
Is"lasi bakteri selul"litik dilakukan dengan !ara membuat serangkaian pengen!eran
sampel tanah dan disebar pada media agar'agar !arb"5ymethyl !ellul"se );M;.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
21/36
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
22/36
##
*ioremediasi adalah penggunaan mikroba untuk
membersihkan terkontaminasi tanah dan air tanah. >ikroba
sangat ke-il organisme, seperti bakteri, yang hidup se-ara alami
di lingkungan. *ioremediasi merangsang pertumbuhan mikroba
tertentu yang menggunakan kontaminan sebagai sumber pangan
dan energi. kontaminan diperlakukan menggunakan bioremediasi
meliputi minyak dan minyak bumi lainnya produk, pelarut, dan
pestisida.
*eberapa jenis mikroba makan dan men-erna kontaminan,
biasanya mengubah mereka menjadi sejumlah ke-il air dan
berbahaya gas seperti karbon dioksida dan etena. +ika tanah dan
air tanah tidak memiliki -ukup dari mikroba yang tepat, mereka
dapat ditambahkan dalam proses yang disebut
Hbioaugmentation.H Dntuk bioremediasi menjadi e2ekti2, suhu
yang tepat, nutrisi, dan makanan juga harus hadir. epat Kondisi
ini memungkinkan mikroba yang tepat untuk tumbuh dan biak
dan makankontaminan lainnya. +ika kondisi tidak benar, mikroba
tumbuh terlalu lambat atau mati, dan kontaminan tidak
dibersihkan.
*ioremediasi bergantung pada mikroba yang hidup se-ara
alami di dalam tanah dan air tanah. >ikroba ini tidak
menimbulkan an-aman bagi orangorang di situs atau di
masyarakat. >ikroba ditambahkan ke situs untuk
bioaugmentation biasanya mati setelah kontaminasi dan kondisi
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
23/36
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
24/36
#=
ter-emar banyak dan telah dipilih atau sedang digunakan di lebih
dari 1!! situs Super2und di seluruh negeri.
&. omik Ilmiah Berbasis Penelitian
elain sebagai media hiburan tekstual dan =isual k"mik merupakan
media yang e#ekti# sebagai sarana dalam penyampaian in#"rmasi. >lemen =isual
pada k"mik dapat ber#ungsi dalam memperkuat penjelasan dan in#"rmasi tekstual
yang disampaikan. ;erita yang dibuat dalam alur menarik serta karakter t"k"h
yang kuat dan memikat menjadikan k"mik sebagai media hiburan dan in#"rmasi
yang diminati para pelajar dari g"l"ngan anak'anak hingga de9asa.
Menurut ie )
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
25/36
#"
kenyataan di lingkungan sekitar sangat perlu dalam mempelajari berbagai
#en"mena alam yang berkaitan dengan hal'hal yang bersi#at s!ienti#i! dan ilmiah.
4al yang bersi#at ilmiah dan s!ienti#i! masih memiliki stigma yang
berkaitan langsung dengan materi pelajaran yang dirasa berat dan terpisah
dengan kehidupan di luar akademik sis9a dan masyarakat pada umumnya.
edangkan sains merupakan pr"ses dan #en"mena yang terjadi setiap hari dan
dekat dan lekat pada kehidupan sis9a dan masarakat. @ntuk itu sains harus di
kan kepada masyarakat sejak dini.
Memasyaraktkan hal yang bersi#at ilmiah memang kurang menarik bagi
masyarakat pada umumnya. 4al tersebut dapat diatasi dengan mengemas pesan
dan in#"rmasi s!ienti#i! dalam bentuk yang menarik dan ringan, akan tetapi tetap
berb"b"t pada k"nten materi. ehingga diharapkan dengan mudah dapat mem
kan dunia sains dalam kehidupan dan paradigma masyarakat sejak dini.
Dengan menggunakan k"mik sebagai media in#"rmasi yang memiliki
kelebihan seperti yang disebutkan sebelumnya akan membantu sis9a dan
masyarakat yang mengk"nsumsinya untuk memahami pesan serta k"nsep materi
yang disampaikan dengan lebih baik dan menarik.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
26/36
#6
'. Asumsi
elul"sa merupakan salah satu senya9a yang terdapat pada limbah !air
kertas dan sulit untuk terdegradasi dan membutuhkan 9aktu yang lama melalui
reaksi #isika dan kimia se!ara alami di alam. Melalui identi#ikasi pada is"lat
bakteri yang diambil dari limbah !air pr"duksi kertas akan diper"leh beberapa
bakteri indigen yang mampu mendegradasikan selul"sa se!ara enimatis pada
medium perlakuan. Dari beberapa is"lat tersebut nantinya akan dibandingkan
kualitasnya dalam mendegradasi selul"sa, sehingga diper"leh spesies bakteri yang
memiliki si#at dan kemampuan yang terbaik.
H. erangka Ber(ikir
I. )umusan %asalah
1. agaimanakah pesies bakteri indigen dari limbah !air p"rduksi kertas yang
berp"tensi memiliki si#at selul"tikA
2. agaimanakah karakteristik dari bakteri selul"tik indigen yang ada pada
limbah !air pr"duksi kertasA
$. agaimanakah perbedaan kemampuan hidr"lisis selul"sa antar bakteri
indigen is"lat dari limbah !air pr"duksi kertasA
%. agaimanakah pengaruh interaksi antar berbagai ma!am is"lat terhadap
kemampuan hidr"lisis bakteri selul"tik indigen pada limbah !air pr"duksi
kertasA&. agaimana k"ntribusi dari penelitian sehingga dapat dijadikan k"mik ilmiah
p"pular berbasis penelitianA
$. De(inisi *+rasional ,ariabel
a. imbah !air
7dalah at sisa atau residu dari pr"ses peng"lahan industry kertas yang
kemudian dibuang dalam bentuk substrat !air.
b. akteri Indigen"us
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
27/36
#
>ikroorganisme indigenous yakni mikroorganisme yang
memang hidup dan diambil dari limbah -air tersebut.
!. elul"saelul"sa adalah p"limer alam yang terdiri atas subunit'subunit D'gluk"sa
yang ditautkan satu sama lain dengan ikatan ('Dgluk"sa berbentuk seperti
serabut, liat, tidak larut dalam air, dan ditemukan dalam dinding sel pelindung
tumbuhan, terutama pada tangkai, batang, dahan, dan semua bagian berkayu
jaringan tumbuhan.
d. akteri elul"tik akteri selul"litik adalah bakteri yang memiliki kemampuan menguraikan
selul"sa menjadi m"n"mer gluk"sa dan menjadikannya sebagai sumber
karb"n dan sumber energy
e. i"remediasi
eknik bioremediasi merupakan pengembangan dari
bioteknologi lingkungan yang menggunaan agen hayati
baik tanaman, jamur, maupun mikroorganisme untuk
membersihkan limbah pada lingkungan yang telah
terkontaminasi.
#. */$ )/I: P:8DKSI
K:/S
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
28/36
#B
BAB III
%E"*DE PENELI"IAN
F/F/ P7)>/: */K:I I7IG78DS
SDI :G://SI
IS8/ */K:I
>enimblkan masalah
ingkungan danP7GD+I/7 SIC/
SD8IK
*/K:I SD8IK
:*/IK
I7ICIK/SI SPSIS
*I8:>I/SI Komik ilmiah
Popular
*erbasis
Penelitian
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
29/36
#9
A. )an-angan Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian deskripti# k"mparati# dengan teknik
"bser=asi. Penelitian ini mendeskripsikan !iri m"r"#l"gi setiap bakteri yang
ditemukan pada is"lat. Pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah
eksperimental untuk mengetahui perbedaan ="lume biakan bakteri selul"tik
terhadap kemampuan hidr"lisis selul"se, selain itu untuk mengetahi jenis bakteri
yang memiliki kemampuan selul"tik terbaik dari is"lat, serta interaksi antar
berbagai ma!am is"lat terhadap kemampuan hidr"lisis bakteri selul"tik indigen
pada limbah !air pr"duksi kertas. 7dapun ran!angan penelitian yang digunakan
adalah ran!angan a!ak lengkap dengan tiga kali ulangan.
Penelitian ini menggunakan tiga =ariable yang meliputi )1 =ariable
bebas, yakni is"lat bakteri selul"tik indigen"us, )2 =ariable terikat, yakni
kemampuan hidr"lisis, )$ =ariable k"ntr"l, yang meliputi: suhu, lama 9aktu
inkubasi, umr biakan murni, 9aktu k"ntak dengan medium B;, ke!epatan
shaker.
B. *b#ek Penelitian
6bjek dalam penelitian ini limbah !air pr"duksi kertas. P"pulasi yang
diamati dalam penelitian ini adalah bakteri selul"tik indigen"us dari is"lat limbah
!air pr"duksi kertas. edangkan sampel yang digunakan is"lat yang dibatasi
dengan k"nsentrasi 10/'20/, yang pengambilanny dengan menggunakan b"t"l
steril.
C. )uang Lingku+ Penelitian
?uang lingkup Penelitian dijabarkan dalam table berikut ini
,ariabel ub Cariabel Indikat"r empirik Jenis data
ebas k"ntr"l 0 ml
III
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
30/36
3!
?asi"Is"late
7, ,;,D,>
10 ml, 1& ml, 20
ml
erikat
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
31/36
31
pengamatan !iri m"r#"l"gi dan #isil"gi akan dilaksanakan di lab"ratrium
mikr"bi"l"gi @ni=ersitas Begeri Malang. edangkan untuk pendeskripsian si#at
#isi"l"gis dan identi#ikasi spesi#ik bakteri pada setiap is"lat dilaksanakan di
lab"rat"rium mikr"bi"l"gi #akultas ked"kteran uni=ersitas bra9ijaya malang.
&. Instrumen Penelitian
a. embar pengamatan hidrlisis selul"sa se!ara kualitati#, kuantitati#, lembar
"bser#asi m"r#"l"gi k"l"ni mikr"sk"pis, lembar "bser=asi untuk
mendeskripsikan si#at sit"l"gi dan #isi"l"gi. 7dapun lembar "bser=asi
yang dibuat sebelumnya dibuat dengan memperhatikan kesesuaian isi dan
hal'hal yang akn diin#"rmasikan serta melalui pr"ses =alidasi.
b. embar "bser=asi untuk k"mik sains p"pular berbasis penelitian dibuat
dengan memperhartikan isi dan materi yang akan dijelaskan dan telah
melalui pr"ses =alidasi dari ahli media k"munikasi dan ahli dalam bidang
atau materi yang dikaji dalam hal ini mikr"bi"l"gi lingkungan.
'. "eknik Pengum+ulan Data
Penelitian ini dibantu "leh beberapa tenaga ahli yang terkuali#ikasi, dalam
pr"ses is"lasi, perbanyakan dan peremajaan is"lat peneliti akan dibantu tim
lab"ran dari uni=ersitas negeri malang dengan kuali#ikasi jenjang pendidikan
telah menempuh strata satu. Pada pr"ses penentuan kadar hidr"lisis selul"sa
peneliti akan dibantu "leh tenaga lab"ran dengan kuali#ikasi yakni strata satu
dan magister di @ni=ersitas Muhammadiyah Malang. Pada pengamatan si#at
#isi"l"gis dan identi#ikasi jenis spesi#ik is"lat peneliti akan dibantu "leh tim
lab"ran dengan kuali#ikasi tingkat pendidikan strata datu dan magister di
@ni=ersitas ra9ijaya Malang.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
32/36
3#
Jenis data yang diambil untuk dianalisis meliputi:
1. Jenis bakteri selul"tik indigen"us pada is"lat limbah !air pr"duksi kertas
pada bak penampungan akhir.
2.
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
33/36
33
7 10 /
1&/
20/
10 /
1&/20/
; 10 /
1&/
20/
b. ?an!angan pembuatan k"mik
Dalam penyusunan k"mik sains p"pular berbasis penelitian, peneliti akan
mengajukan dra# pembuatan k"mik yang isinya memuat beberapa aspek
yang akan di=alidasi "leh =alidat"r. 4al tersebut meliputi naskah !erita
pada k"mik, !"nt"h karakter, dial"g, dan materi yang akan di masukkan
dalam !erita k"mik.
%. Pengamatan
Perhitungan kadar selul"se
&. Identi#ikasi dan Pemilihan akteri Eang erp"tensi elul"tik
' Identi#ikasi m"r#"l"gi : 9arna k"l"ni, bentuk k"l"ni, tepian, diameter,
bentuk pertumbuhannya' it"l"gi : pe9arnaan gram, bentuk dan ukuran sel, sp"ra, kapsula, gerak.
' *isi"l"gi : dengan menggunakan mikr"bath
3. eknik 7nalisis Data
a. 7nalisis kuantitati#
7nalisis penurunan kadar selul"sa pada is"lat yang dihitung se!ara
kuantitati# dengan melalui met"de statistik dengan menggunakan teknik
analisis ana=a ganda, dengan tara# signi#ikasi &/.
b. Identi#ikasi spesi#ik is"lat bakteri
Determinasi yang dilakukan sampai tingkatan spesies yang di identi#ikasi
berdasarkan karakteristik si#at penghidr"lisis pada setiap is"lat yang
didasarkan pada sumber rujukan dari beberapa pustaka dan jurnal
internasi"nal.
DA&"A) )U$UAN
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
34/36
3=
7rti uri 4akeem and mita hatnagar 2010. Heavy Metal Reduction of Pulp
and Paper Mill Effluent by Indigenous Microbes. Department "#
i"s!ien!es, IP>;, haiabad )@.P. ASIAN J. EXP. BIOL. SCI., VOL 1 (1)2010:201-203
iradar et al., 2012. Bioremediation of Chromium in Pulp and Paper Processing
Industrial Effluents by Indigenous Microbes. J i"remed i"deg 2012.
d"i:10.%12F21&&'31--.100011.
4asrul satria et l . !""# . Pemanfaatan Bakteri elulolitik dan !ilanolitik yang
Potensial untuk "ekomposisi #erami Padi. $urnal %anah trop.& vol. '(& no. '&
!"")* +'-#". ,ssn "#!-!+x.
?a!hman !ahy"n", 200. "ampak $imbah Cair Pt %ertas Basuki Rachmat&
Banyu'angi (erhadap %esehatan Masyarakat. esis. pr"gram magister ilmulingkungan Pr"gram pas!asarjana @ni=ersitas dip"neg"r" emarang
P)*P*SAL USULAN PENELI"IAN "ESIS
DA/A HID)*LISIS SELUL*SA *LEH BA"E)I I)"I*E)+,
LI%BAH CAI) PAB)I E)"AS DALA% PEN/USUNAN
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
35/36
3"
*%I IL%IAH BE)BASIS PENELI"IAN
@ntuk Memenuhi ugas Pr"p"san Penelitian esis
Eang Dibina 6leh
Dr. Ibr"him. M.i
Dr. 7bdul h"#ur. MPd
6leh :
-
8/17/2019 Proposal penelitian bioremediasi bakteri selulotik pada limbah industri kertas
36/36
36
I.
II.
III.
I,.
,.,I.