Pengayaan Bakteri Pereduksi Sulfat Indigenous Menggunakan Bahan Organik pada Bioremediasi Air Asam Tambang Batu Bara

Abstract

Banyak tambang batu bara di Indonesia menghasilkan air asam tambang (AAT). Air asam tambang terbentuk karena adanya proses oksidasi bahan mineral pirit (FeS2) dan bahan mineral sulfida lainnya. Bahan mineral tersebut tersingkap ke permukaan tanah dalam proses pengambilan bahan mineral tambang. Proses oksidasi tersebut terjadi dengan adanya mineral sulfida, khususnya pirit, air dan oksigen. Proses pembentukan AAT dipercepat dengan adanya reaksi biokimia yang melibatkan bakteri Acidithiobacillus ferrooxidans. Air asam tambang akan menurunkan pH serta kelarutan unsur-unsur mikro yang umumnya merupakan unsur logam meningkat dengan konsentrasi tinggi, sehingga dapat berakibat buruk pada kesehatan lingkungan maupun manusia. Tingkat kemasaman yang tinggi pada AAT secara langsung maupun tidak langsung mempengaruhi kualitas air dan kehidupan makhluk hidup di dalamnya. Hanya mikroorganisme asidofil yang mampu bertahan dan hidup pada pH rendah, sehingga adanya AAT dapat merusak keragaman hayati. Pengolahan AAT dengan metode konvensional menggunakan bahan kimia membutuhkan biaya besar serta tenaga manusia yang secara terus menerus mengelola instalasi pengolahan AAT untuk menambah bahan kimia. Hal ini akan menjadi masalah pada saat perusahaan pertambangan sudah tidak beroperasi lagi karena ijin sudah berakhir, sementara air asam tambang masih terus terjadi. Oleh karena itu diperlukan passive treatment dalam pengolahan AAT dengan memanfaatkan sumber energi yang tersedia secara alami seperti gradien topografi, energi metabolisme mikrob, fotosintesis dan energi kimia salah satunya dengan menggunakan bakteri pereduksi sulfat (BPS). Bakteri pereduksi sulfat merupakan bakteri yang bersifat anaerob heterotrof, sehingga sering ditemukan di bagian bawah sedimen dan membutuhkan substrat organik untuk pertumbuhan dan aktivitasnya. Penambahan bahan organik meningkatkan pertumbuhan BPS secara signifikan dan menurunkan populasi bakteri yang bersifat autotrophic bioleaching seperti bakteri pengoksidasi besi dan sulfur yang menyebabkan pH menjadi rendah serta meningkatkan pH AAT. Penelitian ini bertujuan menganalisis kerapatan sel BPS indigenous yang tumbuh dalam ekosistem AAT dan ekosistem lainnya, menentukan jenis bahan organik terbaik yang dapat meningkatkan populasi BPS indigenous dan memulihkan AAT, Mempelajari dinamika populasi BPS indigenous yang diberi bahan organik selama perlakuan, dan membandingkan perubahan sifat kimia AAT akibat adanya aktivitas BPS indigenous yang diberi bahan organik. Penelitian terdiri atas 3 tahap yaitu mengeksplorasi bakteri pereduksi sulfat (BPS) dari sedimen air asam tambang (AAT), lumpur sawah, sedimen selokan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB, sedimen danau Situ Burung, dan tanah arboretum Fakultas Kehutanan dan Lingkungan IPB; pemilihan bahan organik terbaik untuk meningkatkan pH AAT dan aktivitas BPS; serta menganalisis populasi BPS serta perubahan sifat kimia AAT selama 30 hari. Air asam tambang dibuat dengan mencampur material PAF (potential acid forming) dengan air hingga terbentuk AAT dengan pH berkisar antara 2‒3. Analisis sifat kimia dilakukan pada parameter pH, kadar sulfat, sulfida, serta Fe dan Mn terlarut. Bahan organik yang digunakan adalah kompos tandan kosong kelapa sawit (TKS), pupuk kandang ayam, kompos eceng gondok, campuran lumpur sawah dan serbuk gergajian kayu dengan perbandingan 1:1, pupuk organik limbah pabrik susu, pupuk kandang sapi, campuran TKS dengan pupuk kandang ayam dengan perbandingan 1:1, campuran TKS dengan pupuk organik limbah pabrik susu dengan perbandingan 1:1, dan campuran TKS dengan pupuk kandang sapi dengan perbandingan 1:1. Populasi BPS dihitung menggunakan metode most probable number (MPN). Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa BPS dapat ditemukan dari semua ekosistem yang dipilih dengan hasil yang beragam, bergantung pada kondisi pH, ketersediaan bahan organik dan keberadaan oksigen (O2). Jumlah BPS yang berasal dari sedimen AAT sebanyak 3.11 x 102 MPN-unit/BKT sedangkan yang tertinggi ditemukan pada sedimen situ burung dengan jumlah 1.26 x 105 MPN-unit/BKT. Berdasarkan penelitian juga diketahui bahwa pH media 6.5 lebih baik digunakan untuk menumbuhkan BPS. Bahan organik campuran TKS dengan pupuk kandang ayam dengan perbandingan 1:1, campuran TKS dengan pupuk organik limbah pabrik susu dengan perbandingan 1:1, dan campuran TKS dengan pupuk kandang sapi dengan perbandingan 1:1 dengan persentase bahan organik 7 % (v/w) sudah cukup untuk membuat pH AAT dalam kondisi yang stabil, namun perlakuan terbaik untuk meningkatkan pH AAT dan aktivitas BPS adalah 10 % (v/w). Pemberian bahan organik campuran TKS dengan pupuk kandang ayam dengan perbandingan 1:1 mampu meningkatkan pertumbuhan BPS hingga 2.41 x 1010 MPN-unit/BKT dalam waktu 30 hari. Pemberian bahan organik juga meningkatkan aktivitas BPS dan mampu menurunkan kadar logam berat pada AAT hingga memenuhi baku mutu air limbah pertambangan batu bara.