Site Loader
Rock Street, San Francisco

Limbah domestik merupakan bahan sisa yang tidak digunakan lagi dari hasil kegiatan manusia dalam skala rumah tangga. Kehadiran limbah berdampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan manusia, sehingga perlu penanganan yang efektif untuk mencegah dampak negatif yang akan ditimbulkan. Limbah domestik dihasilkan paling banyak tiap hari oleh berbagai aktivitas rumah tangga terdiri dari limbah cair yaitu buangan yang berasal dari toilet, air cucian dan air kamar mandi dan limbah padat atau sampah berasal dari sisa makanan, bungkus atau kemasan, kantong plastik dan botol-botol bekas (Eko & Romayanto, 2006). Limbah cair domestik mengandung 99,9% air dan 0,1% zat padat, sedangkan limbah padat mengandung 85% protein, 25% karbohidrat, 10% lemak dan sisanya zat anorganik. Sifat utama dari limbah domestik yaitu limbah mengandung bakteri, mengandung bahan organik, padatan tersuspensi, padatan organik dan anorganik (Suhartono, 2009).
Secara garis besar limbah domestik dibagi menjadi dua kelompok yaitu limbah organik dan limbah anorganik. Limbah organik bersumber dari sisa makanan, buah-buahan, sayuran. Sedangkan limbah anorganik seperti plastik, kertas, bahan-bahan kimia dari penggunaan deterjen, sampo, sabun dan penggunaan bahan kimia lainnya yang banyak dibuang dipemukiman penduduk, pasar, pertokoan, dan perkantoran. Karakteristik utama limbah organik biasanya berbau busuk karena mengalami pembusukan oleh mikroorganisme. Berdasarkan sifat yang dimiliki, karakteristik limbah organik dibagi menjadi tiga, yaitu karakter fisika (meliputi padatan total, kekeruhan, bau, suhu, dan warna), kimia (mengandung karbohidrat, protein, dan lemak), dan biologi (mengandung mikroorganisme) (Doraja et al, 2012).
Sumber utama limbah domestik berasal dari daerah pemukiman dan perdagangan. Dari pemukiman maupun pasar menghasilkan limbah sayur yang cukup banyak. Limbah sayur mengandung berbagai macam mikroba seperti bakteri, fungi, protozoa, dan virus (Marlina et al ,2011). Limbah sayuran merupakan sumber masalah dalam menciptakan kebersihan dan kesehatan masyarakat. Selain mengotori lingkungan, sifat sayuran yang mudah membusuk mengakibatkan pencemaran lingkungan berupa bau yang tidak sedap. Penyebab pembusukan sayur karena adanya pertumbuhan mikroba dengan percepatan reaksi metabolisme karena adanya kandungan air dalam sayur yang tinggi. Kandungan air dalam sayur bekisar 85-95%. Secara kimiawi limbah sayur mengandung protein, vitamin, dan mineral yang tinggi, namun memiliki nilai gizi yang rendah karena kandungan air, serat kasar yang tinggi. Sisa sayur yang telah membusuk sebanyak 95% merupakan sumber limbah organik terbanyak yang dihasilkan oleh pasar tradisional (Kurniawan, 2010). Limbah sayur bersifat biodegradable, yaitu dapat terurai menjadi senyawa yang lebih sederhana. Proses penguraian limbah dipengaruhi oleh aktivitas mikroorganisme secara alami sehingga dapat meningkatkan kualitas limbah domestik. Salah satu alternatif cara pengolahan limbah yang dapat diaplikasikan adalah pengolahan secara biologi yang dikenal sebagai biodegradasi (Eko & Romayanto, 2006).
2.2 Proses Biodegradasi Limbah Domestik
Biodegradasi adalah salah satu metode pengolahan limbah secara biologi yang efektif untuk pengolahan limbah organik dengan biaya yang relatif murah, tidak menimbulkan masalah pada lingkungan, tidak menimbulkan racun, dan lebih aman dibandingkan dengan cara fisika dan kimia. Namun keberhasilan proses ini dipengaruhi oleh aktivitas dan kemampuan mikroba pendegradasi bahan organik. Mikroba merombak limbah organik menjadi senyawa sederhana melalui proses oksidasi senyawa organik dengan sistem enzim dan mengkonversikannya menjadi karbondioksida (CO2) dan air (H2O) dan energi yang dimanfaatkan mikroba untuk pertumbuhan dan reproduksinya (Doraja et al, 2012). Mikroba dapat mengeluarkan endoenzim dan eksoenzim sehingga yang dapat menguraikan substrat menjadi lebih sederhana pada kondisi lingkungan yang sangat adaptif enzim. Endoenzim atau enzim interseluler merupakan enzim yang melakukan metabolisme didalam sel pada bagian membran sitoplasma. Ekoenzim atau disebut juga enzim ekstraseluler merupakan enzim yang dihasilkan sel dan dikeluarkan melalui dinding sel sehingga enzim dapat bebas dalam media yang mengelilingi sel dan bereaksi memecah bahan organik tanpa tergantung pada sel yang melepaskannya (Albinas L, 2003). Selama proses degradasi, kadar karbon materi organik turun, karena senyawa karbon diubah menjadi CO2 dan biomassa sel organisme yang lebih efisien dalam hal ini adalah organisme yang mampu menghasilkan bahan-bahan organik yang lebih banyak dibandingkan CO2 yang dilepaskan. Sebaliknya organisme yang tidak efektif, bila banyak karbon terbuang dan pembentukan substansi sel kecil. Guna pembentukan biomassa, setiap 10 bagian C memerlukan 1 bagian N untuk membentuk protoplasma sel. Umumnya proses degradasi dapat berlangsung secara aerob dan anaerob. Bila mendapat udara yang cukup maka proses yang berlangsung yaitu biodegradasi secara aerob dengan kelembaban 50-70% dimana mikroba perombak menggunakan karbon sebagai sumber energi dan pembentukan protoplasma sel, sedangkan proses degradasi secara aerob membutuhkan kelembaban 75-85% (Nugraha, 2012)

2.2.1 Reaksi Biokimia Biodegradasi
Proses biodegradasi yang dilakukan oleh mikroba merupakan proses perubahan kimia dalam substrat organik yang berlangsung karena aksi katalisator biokimia yaitu enzim yang dihasilkan oleh mikroba tertentu, proses ini mengakibatkan perubahan bahan organik dari bentuk kompeks menjadi lebih sederhana karena aktivitas enzimatik dari mikroba (Anindyawati, 2009). Pada limbah domestik berupa sayur-sayuran mengandung bahan organik seperti selulosa. Selulosa merupakan polisakarida yang mempunyai rumus molekul (C6H10O5)n sebagai komponen utama dinding sel tanaman. Rantai panjang selulosa terhubung melalui ikatan hidrogen dan gaya van der Waals. Struktur kimia rantai selulosa ditunjukan pada Gambar II.1

We Will Write a Custom Essay Specifically
For You For Only $13.90/page!


order now

Gambar II.1 Stuktur kimia rantai selulosa (Isroi, 2000)

Selulosa dapat didegradasi dengan mudah hanya dengan mikroba-mikroba tertentu. Selulosa dapat dihidrolisis menjadi gula sederhana dengan bantuan mikroba selulolitik. Adanya unsur hara pada limbah tersebut menyebabkan mikroba bisa tumbuh dan melakukan metabolismenya yang akhirnya menghasilkan beberapa senyawa sederhana penting. Mikroba selulolitik dapat memecah selulosa menjadi CO2 dan air dalam kondisi aerobik, sedangkan dalam kondisi anaerob bakteri selulolitik akan menghasilkan CO2, metana, dan air. Mikroba selulolitik dapat menghasilkan enzim ekstraseluler yaitu enzim selulosa yang dapat memutuskan ikatan ?-glukosida pada rantai selulosa (Supriyatna et al, 2012). Enzim selulase merupakan suatu kompleks enzim yang bekerja secara sinergistik dengan melibatkan tiga komponen utama, yaitu endoglukanase (Cx), eksoglukanase (C1), ?-glukosida. Mekanisme hidrolisis selulosa secara enzimatis, enzim endo-?-1,4-glukanase (Cx) memecah ikatan ?-1,4-glukosida secara acak pada bagian amorf untuk menghasilkan selobiosa sebagai produk utama. Enzim ekso-?-1,4-selebiohidrolase (CBH) memisahkan satu unit selobiosa dari ujung non pereduksi rantai selulosa dan enzim ?-glukosidase menghidrolisis selobiosa dan rantai pendek selooligosakarida untuk menghasilkan glukosa (Gambar II.2) (Fan and Lee, 1983)

Gambar II.2 Mekanisme hidrolisis selulosa secara enzimatis (Fan and Lee, 1983)

2.2.2 Faktor Yang Mempengaruhi Biodegradasi
Proses biodegradasi limbah organik dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti faktor fisika, kimia, dan biologi. Faktor fisika-kimia yang mempengaruhi proses biodegradasi limbah organik antara lain struktur kimia limbah organik, banyaknya limbah, suhu, oksigen, pH, cahaya. Sedangkan faktor biologis yang mempengaruhi proses biodegradasi dipengaruhi jumlah mikroba, aktivitas enzim pada mikroba tersebut. Suatu kumpulan mikroba yang saling berinteraksi dalam bentuk komsorsium dapat mempercepat proses biodegradasi (Nugroho, 2006).

Selain faktor lingkungan, pertumbuhan mikroba dipengaruhi oleh nutrien yang tersedia. Karbon merupakan sumber energi yang dibutuhkan oleh mikroba untuk melakukan aktivitasnya. Senyawa lain yang mempengaruhi aktivitas mikroba dalam pertumbuhan dan biosintesisnya yaitu nitrogen dan fosfor. Nitrogen merupakan unsur utama dalam pembentukan protein dan asam nukleat yang sangat berpengaruh pada pertumbuhan mikroba, perbanyakan sel, dan pembentukan dinding sel dari mikroba, sedangkan fosfor berperan dalam pemindahan energi secara biologi. Fosfor juga merupakan salah satu unsur utama asam nukleat dan lemak membran yang dapat berperan dalam pembentukan asam amino, transport energi, pembentukan senyawa antara dalam reaksi metabolisme (Leahy & Colwell, 1990).

2.2.3 Pengukuran Variabel Biodegradasi
Proses biodegradasi dapat diamati secara langsung dengan pengamatan secara organoleptik meliputi perubahan bentuk, warna, dan bau. Sedangkan pengamatan dan analisis secara tidak langsung dilakukan dengan perhitungan berat limbah sayur setelah proses biodegradasi dimana aktivitas metabolik mikroba menyebabkan hilangnya berat limbah sayur dan terjadinya dekomposisi bahan organik menjadi komponen sederhana dengan bantuan mikroba selulotik dengan penurunan kadar karbon organik. Karbon digunakan oleh mikroba sebagai sumber pembentukan energi dari mikroba tersebut. Mikroba mendegradasi senyawa organik menjadi molekul yang lebih sederhana seperti glukosa dan sejumlah CO2 (Zhao et al, 2017). Parameter kimia yang digunakan untuk mengukur biodegradasi yaitu dengan perubahan pH karena perubahan pH menunjukan aktivitas mikroba yang mendegradasi bahan organik dan mempengaruhi laju pertumbuhan mikroba. Perubahan pH terjadi pada saat pengolahan limbah domestik dimana mikroba secara aerobik mendegradasi bahan organik (Eko & Romayanto, 2006).
2.3 Mikroba Tanah Pendegradasi Limbah Domestik
2.3.1 Mikroba Tanah
Tanah merupakan tempat tinggal berbagai kehidupan organisme seperti tumbuhan, hewan, dan mikroba yang sangat beraneka ragam. Tanah terbentuk secara alamiah dari hasil kombinasi proses fisika, kimia, dan biologi. Tanah merupakan media yang baik untuk pertumbuhan mikroba. Sebagian besar mikroba tumbuh dipermukaan tanah yang dibutuhkan mikroba yang dapat dijadikan sumber energi bagi mikroba untuk berkembang biak dan mempertahankan hidupnya. Beraneka ragam mikroba dapat tumbuh di tanah. Pada tanah yang keras dan kering, mikroba yang bersifat dorman masih bisa tumbuh ketika ada kelembapan. Berdasarkan kandungannya, tanah dapat dijadikan sumber yang tepat untuk menapis mikroba yang dapat bermanfaat bagi manusia. Ketersediaan nutrisi untuk mikroba dipengaruhi oleh pH, dimana pH mempengaruhi kerja enzim yang dihasilkan mikroba (Panagan, 2011).

Mikroba di dalam tanah berfungsi sebagai penyedia unsur hara tanah, perombak bahan organik, mineralisasi organik, memacu pertumbuhan tanaman, agen pengendali hama dan penyakit tanaman, oleh sebab itu peran mikroba sangat berpengaruh terhadap sifat kimia dan fisik tanah serta pertumbuhan tanaman. Jumlah populasi dan aktivitas mikroba di dalam tanah merupakan faktor yang mempengaruhi kesuburan tanah, dimana populasi mikroba yang tinggi menunjukan ketersediaan bahan organik yang cukup, ketersediaan air dan ekologi tanah mendukung (Saraswati & Santosa, 2004).

Di dalam suatu ekosistem terdapat sekelompok mikroba yang saling bekerjasama dalam satu kelompok untuk mendegradasi senyawa organik. Sekelompok mikroba tersebut disebut dengan konsorsium mikroba. Konsorsium mikroba memiliki peluang besar untuk memperoleh energi untuk berkembang biak dan bertahan hidup, karena adanya hubungan mutualistik dimana mikroba dapat saling memanfaatkan koenzim atau ekoenzim yang diekskresikan oleh mikroba lainnya dan dapat menguraikan substrat yang telah didegradasi oleh suatu mikroba. Beberapa keuntungan dalam menggunakan konsorsium mikroba yaitu degradasi dapat dilakukan secara berurutan, konsorsium dapat memproduksi berbagai enzim atau zat yang dibutuhkan, meningkatkan laju degradasi substrat secara keseluruhan, mempermudah proses oksidasi dengan jalur termodinamik (Notodarmojo, 2005).

2.3.2 Mikroba Pendegradasi Limbah Sayur
Bahan organik terdapat dalam limbah seperti protein karbohidrat, lemak yang dimanfaatkan mikroba sebagai sumber nutrisi sebagai penghasil energi. Limbah sayur merupakan bahan organik. Mikroba akan mengurai senyawa organik menjadi perkusornya, proses ini disebut katabolisme. Mikroba yang berpotensi mengurai bahan organik sangat berperan penting karena sisa organik yang telah mati akan diurai menjadi unsur-unsur yang ada didalam tanah (N,P,K,Ca,dan Mg) dan atmosfer (CH4 atau CO2). Aktivator biologis yang berperan dalam penguraian adalah mikroba. Mikroba pengurai bahan organik yang tumbuh alami atau sengaja diberikan untuk mempercepat penguraian bahan organik. Mikroba pengurai bahan organik terdiri dari bakteri dan jamur (Zahidah & Shovitri, 2013).
a) Bakteri Perombak Bahan Organik
Beberapa jenis mikroba tanah yang berpotensi dalam merombak limbah organik antara lain adalah Pseudomonas spp., Achromobacter spp., Bacillus spp., Flavobacterium spp., Clostridium spp., Streptomyces spp., Thermonospora spp., Mikoplyspora spp., Thermoactinomyces spp (Zahidah & Shovitri, 2013).
b) Fungi Perombak Bahan Organik
Fungi terdapat di setiap tempat terutama di darat dalam berbagai bentuk, ukuran, dan warna. Pada umumnya mempunyai kemampuan yang lebih baik dibanding bakteri dalam mengurai sisa-sisa tanaman (hemiselulosa, selulosa, dan lignin). Umumnya mikroba yang mampu mendegradasi selulosa juga mampu mendegradasi hemiselulosa. Genus jamur yang menghasilkan enzim selulase diantaranya Aspergillus sp., Bulgaria sp., Chaetomium sp., Helotium sp., Myrothecium sp., Paecilomyces sp., Penicillium sp., Phanerochaeta sp., Poria sp., Rhizophus sp., Schizophyllium sp., Serpula sp., dan Trichoderma sp. (Gandjar et al, 2006).

2.3.3 Isolasi Mikroba
Isolasi mikroba adalah proses pemisahan mikroba untuk mendapatkan kultur murni. Teknik isolasi bakteri teridiri dari beberapa metode, yaitu :
a) Streak plate technique, merupakan teknik isolasi kualitatif dengan cara menggoreskan mikroba yang dikultur pada permukaan media padat dengan kawat ose.
b) Spread plate technique, merupakan teknik isolasi yang dilakukan dengan cara meratakan enceran campuran mikroorganisme diatas permukaan medium padat secara steril
c) Pour plate technique, merupakan teknik isolasi yang dilakukan dengan membuat pengenceran secara berturut-turut dengan menggunakan jarum inokulasi dan pipet. Selanjutnya enceran tersebut dicampurkan dengan medium agar dan dibiarkan sampai padat (Jawetz et al, 2013).

2.3.4 Identifikasi Mikroba
Identifikasi mikroba dilakukan dengan identifikasi Fenotipe. Uji fenotipe merupakan pemeriksaan morfologi dan fisiologi mikroba. Pemeriksaan morfologi dapat diamati secara makroskopik dan mikroskopik. Pengamatan secara mikroskopik dengan cara menumbuhkan mikroba pada moist chamber lalu diamati dibawah mikroskop (Suryani et al, 2012).

Post Author: admin

x

Hi!
I'm Avery

Would you like to get a custom essay? How about receiving a customized one?

Check it out