I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam menjalani kehidupan sehari-hari manusia atau aktifitasnya akan selalu menghasilkan suatu bahan yang tidak diperlukan yang disebut sebagai buangan atau limbah. Diantara limbah yang dihasilkan oleh manusia seperti pada kegiatan industri adalah limbah bahan berbahaya dan beracun (B3). Penanganan dan pengolahan limbah secara tidak tepat merupakan sebab utama terjadinya pencemaran lingkungan. Keberadaan polutan organik pada lingkungan akan menekan pertumbuhan organisme makro maupun mikro, hal ini disebabkan karena bahan pencemar organik bersangkutan dapat bersifat toksik, mutagenik, teratogenik atau karsinogenik. Salah satu beban pencemaran yang menjadi masalah besar terhadap keseimbangan lingkungan adalah limbah yang disebabkan oleh minyak bumi dan limbah lain yang juga merupakan turunan dari minyak bumi, baik yang berasal dari dan selama proses produksi, transportasi maupun akibat ceceran dan tumpahan minyak. Peningkatan produksi minyak bumi guna mengantisipasi kebutuhan masyarakat yang kian bertambah, memicu laju aktivitas perminyakan. Limbah minyak bumi mengandung hidrokarbon yang relatif masih tinggi dan beberapa senyawa lain seperti sulfur, nitrogen, oksigen dan logam-logam termasuk logam berat, tergantung dari jenis minyak buminya. Meningkatnya kegiatan produksi minyak bumi menyebabkan semakin banyak limbah yang dihasilkan sehingga diperlukan berbagai upaya untuk memecahkan masalah tersebut. Salah satu jenis minyak bumi yang sulit untuk didegradasi adalah apa yang disebut dengan heavy oil. Heavy oil yaitu salah satu jenis minyak mentah yang sangat dan tidak mudah mengalir serta mempunyai viskositas yang tinggi. Karakteristik umum limbah minyak berat (heavy oil waste / HOW) adalah densitas (specific gravity) yang tinggi, rendah rasio hidrogen dan karbon, residu karbon yang tinggi, dan kandungan asphaltenes, heavy metal, sulphur and nitrogen yang tinggi.
2 Proses refining yang khusus diperlukan untuk memproduksi fraksi yang lebih bermanfaat seperti: naphtha, kerosene, gas dan minyak. Usaha untuk mengatasi masalah pencemaran oleh limbah minyak bumi terus dilakukan dan dikembangkan. Metode pengolahan yang umum dilakukan adalah metode fisika, kimia dan biologi. Seringkali ketiga metode tersebut diaplikasikan secara bersama dan berkesinambungan untuk memperoleh hasil pengolahan yang optimal. Salah satu metode pengolahan limbah secara biologis yang saat ini terus dikembangkan adalah bioremediasi yang merupakan teknologi ramah lingkungan, cukup efektif dan efisien serta ekonomis (Udiharto, 1996). Bioremediasi secara umum dapat didefinisikan sebagai penggunaan sistem pengolahan biologis untuk menghancurkan kontaminan atau mengurangi konsentrasi limbah dengan mengandalkan pada peranan mikroorganisme untuk menyerap, mendegradasi, mentransformasi dan mengimobilisasi bahan pencemar, baik itu logam berat maupun senyawa organik. Bioremediasi mempunyai aplikasi yang sangat luas yang seringkali tidak dapat dilakukan oleh metoda fisika ataupun kimia. Landfarming dan slurry bioreaktor merupakan salah satu teknologi bioremediasi yang terus dikembangkan hingga saat ini. Slurry bioreaktor memiliki beberapa keunggulan dibandingkan bioremediasi secara landfarming, diantaranya adalah lebih mudah dalam mengontrol kondisi yang sesuai untuk berlangsungnya bioremediasi, dapat dilakukan baik secara aerobik ataupun anaerobik, desorbsi dari tanah lebih mudah, dan masa inkubasi yang lebih singkat (Admassu dan Korus, 1996) Dengan memanfaatkan slurry bioreaktor pada teknologi bioremediasi diharapkan dapat mereduksi dampak pencemaran limbah minyak bumi karena bioremediasi merupakan metode alternatif yang aman dimana polutan (hidrokarbon) dapat diuraikan oleh mikroorganisme menjadi bahan yang tidak berbahaya seperti CO 2 dan H 2 O. Oleh karena itu perlu dikembangkan teknik bioremediasi yang mampu menanggulangi limbah minyak bumi secara efektif dan efisien.
3 1.2. Tujuan dan Kegunaan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: (1) Mengkaji laju proses biodegradasi TPH dari Heavy Oil Waste (HOW) dengan teknik bioslurry pada berbagai konsentrasi HOW dan persen padatan menggunakan isolat bakteri Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 ; dan (2) Menerapkan perlakuan terbaik dari skala laboratorium (500 ml) ke skala yang lebih besar (32 L). Kegunaan penelitian ini adalah sebagai berikut: (1) Dapat memberikan alternatif pemecahan pengolahan limbah minyak yang lebih efektif dan efisien khususnya bagi dunia industri perminyakan dan bagi pengelolaan lahan dan perairan tercemar minyak secara umum; (2) Memberikan manfaat praktis di bidang pengelolaan lingkungan dengan metode bioremediasi limbah heavy oil ; (3) Memperkaya khazanah ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang bioremediasi limbah heavy oil; dan (4) Memperkaya khazanah ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang mikrobiologi lingkungan. 1.3. Kerangka Pemikiran Kerangka pemikiran untuk memecahkan permasalahan pencemaran akibat limbah heavy oil dengan metode bioremediasi digambarkan pada Gambar 1. Limbah heavy oil akibat kegiatan produksi minyak bumi akan mencemari tanah di sekitar lokasi industri. Metode bioremediasi dengan menggunakan teknik bioslurry sebagai alternatif pengelolaan limbah heavy oil pada fase slurry diharapkan dapat mendegradasi hidrokarbon pada limbah heavy oil dengan baik, efektif dan efisien sehingga dapat menekan terjadinya pencemaran akibat limbah heavy oil.
4 Pertambangan minyak bumi Limbah Tanah tercemar Heavy Oil Waste Pengolahan HOW dengan Bioremediasi (Landfarming) Biodegradasi tidak maksimal Pengembangan teknik Bioremediasi Penggunaan bioslurry dengan mengkombinasikan tingkat cemaran dan persen padatan Teknik pengolahan HOW yang lebih baik (Teknik Bioslurry) Gambar 1 Bagan kerangka pemikiran penelitian HOW sulit terdegradasi karena mengandung PAH yang bersifat rekalsitran. Polutan yang bersifat rekalsitran merupakan tantangan khusus bagi pengolahan air limbah. Dalam banyak kasus air limbah seperti yang demikian bahkan tidak bisa diolah secara biologis. Hal ini terutama karena efek toksik polutan tertentu terhadap mikroorganisme. Oleh karena itu, untuk proses degradasi secara biologis diperlukan keterlibatan beberapa mikroorganisme "ahli". Mikroorganisme
5 "spesialis" ini umumnya memerlukan waktu regenerasi yang sangat lama, sehingga tujuan teknologi adalah berjuang untuk mempertahankan jumlah dari "spesialis" dalam sistem reaktor yang cocok, dan peningkatan konsentrasi dari "spesialis" dalam sistem.. 1.4. Perumusan Masalah Dengan semakin berkembangnya teknologi, kebutuhan akan penggunaan produk-produk minyak bumi pun semakin meningkat. Hal ini selain memberikan dampak positif juga diperoleh dampak negatif, salah satu dampak negatif yang dihasilkan adalah terbentuknya limbah heavy oil (Heavy Oil Waste/HOW) yang dapat mencemari lingkungan. Untuk itu perlu dilakukan penanggulangan heavy oil waste untuk meminimalkan dampak pencemaran yang terjadi terhadap lingkungan. Alternatif penanggulangannya adalah dengan menggunakan teknik bioremediasi. Metode ini merupakan upaya penanganan limbah yang ramah lingkungan, efektif dan efisien. Seberapa efektif bioremediasi dengan teknik bioslurry dalam merombak hidrokarbon dari heavy oil waste merupakan permasalahan yang perlu diketahui dan dikembangkan. HOW mengandung PAH yang cukup tinggi sehingga sulit didegradasi dengan teknik landfarming, dengan demikian perlu alternatif lain dengan teknik bioslurry menggunakan bakteri yang mampu untuk mendegradasi PAH. Charlena (2010) menguji kemampuan beberapa bakteri yang diisolasi dari tanah terkontaminasi HOW dalam mendegradasi HOW yang dilakukan pada skala laboratorium (reaktor 250 ml). Dari beberapa bakteri yang mempunyai kemampuan dalam mendegradasi HOW diperoleh dua isolat bakteri yang mempunyai kemampuan terbaik dalam mendegradasi HOW yaitu Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12. Dengan demikian perlu dilakukan penelitian pada skala yang lebih besar dalam menguji kemampuan dua bakteri terbaik tersebut dalam mendegradasi HOW.
6 1.5. Hipotesis Hipotesis yang diajukan adalah: 1. Heavy Oil Waste (HOW) dapat didegradasi oleh Salipiger sp. MY7 dan Bacillus altitudinis MY12 yang dapat dikembangkan sebagai agen biologi dalam proses bioremediasi dengan menggunakan teknik bioslurry dan laju biodegradasi HOW dipengaruhi oleh tingkat padatan dan konsentrasi TPH. 2. Hasil terbaik skala laboratorium dapat diterapkan pada bioreaktor dengan skala yang lebih besar (32 L).