Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
Vol. 6 No. 1 (Juli 2016): 13-19
e-ISSN: 2460-5824

Available online at:
http://journal.ipb.ac.id/index.php/jpsl/
doi : 10.19081/jpsl.6.1.13

BIOREMEDIASI TANAH BERTEKSTUR KLEI TERKONTAMINASI
MINYAK BUMI: APLIKASI TEKNIK BIOPILE DENGAN
PENAMBAHAN PASIR
Bioremediation of a Clay Textured Soil Contaminated with Crude Oil: Application of Biopile
Technique with Addition of Sand
Arifudina, Mohamad Yanib, Kukuh Murtilaksonoc
a

Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL), Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian
Bogor arifudinbtl08@gmail.com
b
Departemen Teknologi Industri Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB
Darmaga.
c
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Departemen,
Kampus IPB Darmaga.

Abstract. Problem encountered in the application of biopile technique for bioremediation of clay textured soils contaminated
with crude oil is limited rate of air flow through the soil. It is a challenge to solve the problem by adding the soil with sand.
The addition of sand is also indispensable for the well growth and activity of bacteria in the bioremediation process. This study
aims to evaluate the addition of sand on bioremediation of a clay textured soil contaminated with crude oil using biopile technique at pilot scale of 2 tons capacity. The results showed a decline of 76% soil TPH concentration, from 4.22% to 1.00%,
within 63 days. Total population of bacteria during the bioremediation process ranged from 1.00 x106 to 1.43 x 1011 CFUs.g-1
soil. At the end of the experiment, a loss in the types and content of some easily degrading hydrocarbon substances was observed.

Keywords: biopile, bioremediation, clay, crude oil, sand.
(Diterima: 15-11-2015; Disetujui: 15-12-2015)

1. Pendahuluan
Selain meningkatkan perekonomian dan devisa
negara, penambangan minyak bumi juga membawa
risiko pencemaran lingkungan. Kontaminasi tanah oleh
minyak bumi merupakan hal yang sering terjadi pada
aktivitas industri perminyakan (Priyanto 2012). Di
penambangan minyak yang dikelola masyarakat,
pengelolaan lingkungan tidak dilaksanakan dengan
baik. Limpasan air formasi hasil pengeboran dibiarkan
masuk ke badan sungai. Kegiatan penyulingan secara
tradisional juga menyebabkan terjadinya ceceran dan
tumpahan minyak. Untuk mengatasi permasalahan ini,
terutama di lingkungan sumur minyak tua yang keekonomiannya relatif rendah, maka diperlukan teknik remediasi yang layak untuk diterapkan.
Biopile merupakan salah satu teknik bioremediasi
tanah tercemar minyak bumi dengan biaya pengolahan
relatif rendah dan ramah lingkungan. Kelebihan lain
teknik biopile diantaranya adalah tidak memerlukan
lahan yang luas. Kondisi kelembaban dan ketersediaan
udara dalam biopile juga dapat dikendalikan, sehingga
pertumbuhan dan aktivitas bakteri agen bioremediasi
dapat terjaga.
Biopile memerlukan pasokan oksigen dari atmosfir
maupun blower. Oksigen digunakan bakteri dalam

proses metabolisme hidrokarbon. Distribusi oksigen di
dalam biopile akan terhambat bila tanah yang diolah
bertekstur klei. Menurut Vidali (2001), pada kondisi
kelembaban tinggi seperti dalam biopile, tanah bertekstur klei sulit mengalirkan udara sehingga distribusi
nutrisi dalam tanah tidak merata dan berdampak pada
pertumbuhan dan aktivitas bakteri pendegradasi (Charlena et al. 2010).
Pada kondisi lembab, pori tanah terisi oleh udara dan
air dengan perbandingan yang tergantung pada tekstur
tanah. Penambahan pasir dapat meningkatkan porositas
dan aerasi tanah. Untuk meningkatkan kegemburan dan
kemampuan tanah dalam menahan air dapat ditambahkan kompos. Penelitian ini bertujuan mengevaluasi bioremediasi tanah bertekstur klei yang terkontaminasi minyak bumi menggunakan teknik biopile dengan
penambahan pasir pada skala pilot berkapasitas 2 ton.

2. Metode Penelitian
2.1. Bahan
Pada penelitian ini tanah terkontaminasi minyak
bumi dipersiapkan dengan pencampuran secara merata
tanah Latosol, pasir komersil dan kompos komersil
13

ISSN 2086-4639 | e-ISSN 2460-5824

JPSL Vol. 6 (1): 13-19

dengan nisbah 60:30:10 serta 5% b/b minyak bumi.
Minyak bumi diperoleh dari penambangan yang
dikelola masyarakat di Desa Wonocolo, Bojonegoro,
Jawa Timur. Bulk sample tanah pada kedalaman 15-80
cm diambil dari lahan kosong di sekitar Gedung 412
Balai Teknologi Lingkungan, Kawasan Puspiptek,
Tangerang Selatan, Banten. Sebelum pencampuran,
tanah dikering-udarakan selama tiga minggu di dalam
rumah kaca dan diayak dengan lubang ayakan berdiameter 2 mm.
Dalam penelitian ini digunakan pupuk Urea dan
NPK komersil dengan nisbah C:N:P = 100:5:1 (Zam
2010). Konsorsium bakteri yang digunakan berasal dari
koleksi Balai Teknologi Lingkungan hasil isolasi dari
tanah tercemar minyak di daerah Cepu, Jawa Tengah,
yaitu isolat KBTL1, KBTL2 dan KBTL3.
2.2. Alat
Alat yang digunakan meliputi blower kapasitas 60
L/menit, flowmeter, soil tester, moisture meter dan GC
seri 5977A Agilent dengan Detektor MS dan suhu 325
o
C. Kolom GC yang digunakan adalah Phenyl Methyl
Silox (30 m x 250 μm x 0.25 μm) dengan tekanan
7.0699 psi dan aliran kolom 1 L/menit.
2.3. Desain Biopile Kapasitas 2 ton
Biopile skala pilot kapasitas 2 ton yang dioperasikan berdimensi PxLxT = 2.65 m x 2 m x 0.8 m dengan
kemiringan 50 derajat. Biopile diletakkan di lahan terbuka di atas lapisan beton dan diberi atap sebagai
pelindung angin dan hujan (Kratzke et al. 1998).
Lapisan beton berfungsi untuk mencegah penyebaran
lindi ke dalam tanah. Lindi yang terbentuk dialirkan ke
dalam bak penampungan (Gambar 1). Biopile diintregasikan dengan sistem aerasi bersumber udara
utama dari blower.

Gambar 1. Desain kontruksi biopile kapasitas 2 ton

Sistem aerasi terdiri atas pipa perforated, pipa
manifold, flowmeter dan blower. Pipa perforated yang
digunakan memiliki panjang 1.05 m dan diameter 1.27
cm. Untuk mengalirkan udara, bagian sisi pipa pada
posisi jam 4 dan 8 diberi lubang aerasi atau hole ber14

diameter 0.30 cm dengan jarak antar lubang 7.62 cm.
Hal ini untuk menghindari masuknya partikel tanah
maupun material lainnya ke dalam pipa perforated.
Lalu pipa perforated dibalut dengan ijuk atau sabut
kelapa.
Pada setiap biopile dipasang masing-masing lima
dan empat pipa perforated di bagian bawah dan tengah
atau pada ketinggian 40 cm. Pada setiap pipa
perforated diberi keran untuk mengatur aliran udara.
Pipa perforated dihubungkan dengan pipa manifold.
Pipa manifold dihubungkan dengan blower kapasitas
60 L/menit.
2.4. Start-up Bioremediasi dengan Teknik Biopile
Penempatan tanah terkontaminasi ke dalam emplasemen bioremediasi dilakukan dengan cara manual
menggunakan cangkul. Sebagai lapisan pertama
digunakan tanah bersih dengan ketebalan 15 cm. Lalu
di atas lapisan tanah bersih dipasang pipa perforated
tahap pertama, ditutup dengan sabut kelapa dan kerikil
untuk menghindari masuknya partikel tanah ke dalam
hole. Selanjutnya tanah terkontaminasi yang sudah
dicampur dengan pupuk Urea dan NPK ditempatkan di
emplasemen hingga ketebalan 40 cm. Di permukaan
lapisan tanah tersebut kemudian dipasang pipa perforated tahap kedua serta ditutup lagi dengan sabut kelapa dan kerikil. Selanjutnya ditempatkan tanah terkontaminasi tahap kedua hingga ketebalan 40 cm, sehingga tinggi keseluruhan pile adalah 80 cm. Pada
tahap terakhir pipa perforated dihubungkan dengan
pipa manifold yang telah terhubung dengan blower.
2.5. Parameter Pengamatan
Parameter fisika tanah dalam pile yang diamati adalah suhu yang diukur menggunakan termometer, kadar
air menurut metode gravimetri (ASTM D2216), bobot
jenis partikel dan bobot isi menurut metode perendaman dalam piknometer dan gravimetri (Black dan
Hartge 1986), serta distribusi ukuran pori menurt
metode Pressure Plate Apparatus (Danielson dan
Sutherland 1986). Parameter kimia tanah yang diamati
adalah pH yang diukur menurut metode elektrometri
(ASTM D4972-01), tekstur menurut metode pipet (Gee
dan Bauder 1986), C-organik menurut ASTM D 297487, N-total dengan metode Kjeldahl (USEPA Method
351.3), P tersedia dengan metode Olsen (Olsen et al.
1954), produksi gas CO2 dengan metode titrimetri
(Eaton et al. 2005), gas NH3 dengan metode indofenol
(SNI 19-7119.1-2005), serta TPH dengan metode gravimetri (USEPA Method 1664), sedangkan TPC yang
merupakan parameter biologi diukur dengan metode
tuang (Cappucino dan Sherman 1987).

JPSL Vol. 6 (1): 13-19, Juli 2016
3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Karakteristik Tanah Biopile
Tekstur tanah merupakan salah satu faktor penentu
keberhasilan proses bioremediasi. Tekstur tanah
menunjukkan perbandingan kadar fraksi pasir (diameter 2-0.05 mm), debu (0.05-0.02 mm) dan klei
(<0.002 mm). Tanah dengan tekstur klei sulit mengalirkan udara dan karenanya distribusi nutrisi menjadi
tidak merata. Berdasarkan diagram segitiga tekstur
tanah, matrik tanah biopile termasuk ke dalam kelas
tekstur lempung berklei. Tanah didominasi oleh fraksi
klei (39%), diikuti fraksi pasir (31%) dan sisanya fraksi
debu (30%) (Tabel 1). Komposisi fraksi pasir yang
berimbang dengan fraksi klei menyebabkan tanah lebih
porous dan remah. Hal ini dibuktikan dengan
rendahnya nilai bobot isi tanah, yaitu 0.84 g/cc. Bobot
isi merupakan perbandingan bobot tanah kering mutlak
dengan volume tanah termasuk volume pori.
Rendahnya bobot isi mengindikasikan bahwa tanah
biopile tidak padat sehingga mudah mengalirkan udara
dan air. Menurut Nugroho (2009), tanah dengan bobot
isi rendah memiliki ketersedian oksigen lebih banyak
dibandingkan tanah dengan bobot isi tinggi. Pada
umumnya tanah klei, lempung berklei, dan lempung
berdebu memiliki bobot isi antara 1-1.6 g/cc. Bobot isi
tanah berpasir berkisar 1.2-1.8 g/cc (Brady 1984).
Tabel 1. Sifat fisik matrik tanah terkontaminasi minyak bumi
Sifat Fisika Tanah

Kadar

Porisitas (%)

54.5

Bobot isi (g/cc)

0.84

Bobot jenis partikel (g/cc)

1.84

Pori drainase cepat (%)

15.9

Pori drainase lambat (%)

4.4

Air tersedia (%)

12.5

Kadar air (%)

36.2

Tekstur:

dan pF 4.2 atau air kapiler yang dapat dimanfaatkan
oleh tumbuhan maupun mikrob seperti bakteri tanah
pendegradasi minyak.
Pada tanah jenuh air, semua pori tanah baik pori
makro maupun mikro terisi air. Pada tanah lembab,
pori tanah terisi udara dan air dengan perbandingan
tertentu. Pada tanah berpasir, jumlah pori mikro lebih
banyak dibandingkan pada tanah klei. Data analisis
memperlihatkan bahwa matrik tanah memiliki nilai
porositas 54.5% dan pori drainase cepat 15.9% atau
termasuk dalam kategori sedang. Nilai pori drainase
cepat ini mengindikasikan bahwa air gravitasi dalam
tanah dengan cepat terlindikan setelah pemberian air
terhenti. Dengan demikian rongga udara yang tidak
terisi air diisi oleh udara. Karena oksigen tanah dikonsumsi bakteri secara terus menerus, maka oksigen di
dalam tanah perlu diisi ulang. Kondisi tanah yang
remah menjadikannya mudah dialiri udara dari blower
maupun atmosfir. Menurut Hwang et al. (2006), untuk
menjaga biodegradasi tetap berlangsung setidaknya
harus tersedia 2-5% oksigen di dalam tanah.
3.2. Perubahan pH Tanah
Biodegradasi hidrokarbon dipengaruhi oleh pH media. Tanah dengan pH rendah (asam) atau tinggi (basa)
menghambat pertumbuhan bakteri. Menurut Dhote et
al. (2009), nilai pH tanah juga dapat mengendalikan
aktivitas enzim, transportasi dan kelarutan hara. Hasil
pengamatan selama proses bioremediasi menunjukkan
bahwa pH tanah termasuk dalam kategori netral yaitu
antara pH 7.25-7.37 (Gambar 2a) sehingga baik untuk
pertumbuhan bakteri. Menurut Sharma (2012), pH
tanah optimal bagi pertumbuhan bakteri adalah 6.5-8
dengan rentang pH 5.5-8.5. Menurut USEPA (2004),
pH tanah optimal untuk pertumbuhan bakteri adalah
pada kisaran 6-8. Di luar kisaran pH tersebut perlu dilakukan penyesuaian dengan penambahan kapur bila pH
tanah masam, atau penambahan asam seperti amonium
sulfat bila pH tanah basa.
3.3. Pertumbuhan Bakteri

- Klei (%)

39

- Debu (%)

30

- Pasir (%)

31

Tanah dengan kadar bahan organik lebih tinggi lebih
mampu dan lama dalam menahan air dibanding-kan
tanah berkadar bahan organik rendah seperti tanah
berpasir. Proses bioremediasi berlangsung dengan lebih
baik pada tanah yang mampu menahan air lebih lama
namun tidak menghambat pergerakan dan pertu-karan
gas antara tanah dan atmosfir, sehingga pertum-buhan
bakteri pendegradasi minyak tetap terjaga (Rachman et
al. 2013). Tabel 1 memperlihatkan bah-wa matrik
tanah memiliki kemampuan menahan air dalam
kategori sedang. Hal ini ditunjukkan oleh volu-me air
tersedia yang mencapai 12.5%. Air tersedia merupakan
selisih kadar air tanah pada pF 2.54 (kapasitas lapang)

Hasil pengukuran pertumbuhan bakteri selama proses bioremediasi disajikan pada Gambar 2b. Pada hari
ke-1 pertumbuhan bakteri mengalami peningkatan
19.4% dibandingkan hari ke-0 karena bakteri mulai
beradaptasi dengan lingkungan dan tumbuh dengan
memanfaatkan senyawa hidrokarbon dalam tanah sebagai sumber energi. Pada hari ke-7 pertumbuhan bakteri meningkat dengan cepat yaitu sebesar 31.2%
dibandingkan hari ke-1. Peningkatan ini sejalan dengan
meningkatnya produksi gas CO2 pada kurun waktu
yang sama hingga mencapai 91.25 mg/m3.
Pada hari ke-14 pertumbuhan bakteri mengalami
penurunan 2.3%. Penurunan ini disebabkan oleh
menurunnya kadar air hingga 18.58%. Untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri, ke dalam tanah ditambahkan sejumlah air hingga kadar air mencapai 27%.
Setelah penambahan air, populasi bakteri mengalami
15

ISSN 2086-4639 | e-ISSN 2460-5824

JPSL Vol. 6 (1): 13-19

peningkatan menjadi 1.36 x 1011 CFUs/g. Namun pada
minggu-minggu berikutnya, ketika senyawa hidrokarbon mulai berkurang, pertumbuhan bakteri melambat
dan selanjutnya menurun.
3.4. Perubahan Suhu Tanah
Pengukuran suhu dilakukan pada enam titik, empat
titik pada masing-masing sisi biopile dan masingmasing satu titik pada bagian atas dan pusat biopile
pada kedalaman 40 cm. Hasil pengukuran (Gambar 2c
dan 3) menunjukkan suhu tertinggi terukur di bagian
pusat biopile. Li et al. (2004) menerangkan bahwa suhu pada pusat tumpukan lebih tinggi dibandingkan
dengan bagian lain.
Pada hari ke-1 suhu rata-rata tanah biopile masih
rendah dan hampir sama dengan suhu ruang, yaitu
27.21oC. Pada hari berikutnya suhu tanah mengalami
peningkatan dengan suhu tertinggi terjadi pada hari ke12, yaitu 39.42 oC. Menurut Das dan Chandran (2011),
suhu
optimal
untuk
mendegradasi
senyawa
hidrokarbon adalah 30-40 °C. Juhasz et al. (2005)
melaporkan bahwa laju optimal degradasi hidrokarbon
pada bioremediasi minyak bumi skala pilot dengan
teknik biopile terjadi pada suhu 39.1-50 oC. Sopiah dan
Arifudin (2012) melaporkan bahwa suhu optimal untuk
degradasi hidrokarbon pada bioremediasi tanah
tercemar minyak dengan teknik landfarming adalah 45
o
C. Meningkatnya suhu menandakan bahwa proses
degradasi minyak bumi sedang berjalan karena bakteri
pendegradasi menggunakan senyawa hidrokarbon
untuk proses metabolisme dan menghasilkan energi
termal.
Pada hari ke-14 suhu tanah mengalami penurunan
15% dari 39.42 oC menjadi 33.38 oC. Penurunan suhu
ini disebabkan oleh terjadinya penurunan kadar air
tanah biopile hingga mencapai 17.07% dari 22.40%
menjadi 18.58%. Hal ini menyebabkan pertumbuhan
bakteri pendegradasi minyak menurun hingga populasinya menjadi 3.7 x 1010 CFUs/g dari sebelumnya 6.6
x 1010 CFUs/g. Cuaca yang panas pada siang hari
dengan kisaran suhu mencapai 35-36 oC menyebabkan
air mudah menguap dan tanah menjadi kering, terutama di lapisan permukaan biopile. Menurut Kamnikar
(1992), kelembaban tanah akan berkurang selama
proses bioremediasi berlangsung. Sebagai gambaran,
kelembaban tanah berkurang 1-2% selama 3 bulan
proses bioremediasi dalam keadaan tertutup. Untuk
menjaga kelembaban tanah, setiap hari kerja dilakukan
penyemprotan air di permukaan biopile. Suhu pada
minggu ke-3 mengalami peningkatan hingga mencapai
37.17 oC. Peningkatan suhu ini tidak lebih besar
dibandingkan pada minggu ke-2. Hal ini menunjukkan
bahwa senyawa hidrokarbon yang dapat didegradasi
jumlahnya mulai berkurang karena telah dikonsumsi
bakteri untuk pertumbuhannya. Pada minggu-minggu
berikutnya, suhu tanah mengalami penurunan hingga
mencapai suhu ruang.

16

3.5. Perubahan Gas NH3
Produksi gas NH3 selama proses bioremediasi disajikan pada Gambar 4a. Terbentuknya gas NH3 menunjukkan terjadinya reaksi anaerobik. Walaupun
penelitian ini dirancang untuk berlangsung secara aerobik, yaitu dengan dialiri udara yang berasal dari blower,
akan tetapi gas NH3 terdeteksi. Menurut Charlena
(2010), gas NH3 terbentuk sebagai akibat terjadinya
biodegradasi senyawa hidrokarbon yang mengandung
N yang berlangsung secara anaerobik. Hasil analisis
memperlihatkan bahwa gas NH3 yang dihasilkan bersifat fluktuatif.
a

b

c

Gambar 2. Hasil analisis parameter kimia, biologi
dan fisika selama proses bioremediasi; a: pH, b:
populasi bakteri, c: suhu

JPSL Vol. 6 (1): 13-19, Juli 2016
o

o

27 C

a

27 C
27 oC

27,5 oC
o
28 C

o

27 C
39 oC

39 oC

b

o

39 C

39,5 oC
o

41,5 C

38,5 oC
Gambar 3. Profil suhu dalam biopile; a: pada
hari ke-1, b: pada hari ke-12

Pada hari ke-1 dan ke-14 belum dihasilkan gas NH3.
Setelah hari ke-28 mulai dihasilkan gas NH3 21.75
µg/m3. Hal ini mengindikasikan bahwa di dalam biopile terjadi proses perombakan senyawa hidrokarbon
oleh bakteri anaerobik menjadi gas NH3. Terjadinya
kondisi anerobik ini dapat disebabkan oleh adanya bagian tanah di dalam biopile yang tidak dilewati udara
akibat terjadinya pemadatan. Menurut Jorgensen et al.
(2000), kondisi anaerobik menghambat aktivitas bakteri aerob dan meningkatkan aktivitas bakteri anaerob
sehinga terbentuk gas NH3.
Pemadatan tanah mungkin terjadi pada bagian dasar
biopile, namun tidak terjadi pada bagian tengah dan
permukaan. Dari hasil analisis contoh tanah yang diambil pada kedalaman 30 cm diperoleh bobot isi 0.84
g/cc dan porositas 54.5%. Rendahnya bobot isi dan
tingginya porositas tanah mengindikasikan bahwa
tanah di dalam biopile pada kedalaman tersebut tidak
padat atau porous sehingga mudah dialiri udara.
Dengan demikian walaupun di dalam biopile terjadi
proses anaerobik namun secara umum proses bioremediasi masih berlangsung secara aerobik. Hal ini dibuktikan dengan produksi total gas NH3 selama proses bioremediasi hanya 58.45 µg/m3.

92.5% dibandingkan hari ke-1. Puncak produksi gas
CO2 terjadi pada hari ke-28 yang mencapai 267.13
mg/m3. Peningkatan produksi gas CO2 ini diikuti oleh
menurunnya TPH di dalam tanah. Pada hari ke-35
produksi gas CO2 mulai menurun. Penurunan tertinggi
sebesar 31.7% terjadi pada hari ke-42. Penurunan
produksi gas CO2 mengindikasikan penurunan
degradasi minyak karena pada akhir bioremediasi
umumnya yang tersisa adalah senyawa hidrokarbon
yang sulit didegradasi oleh bakteri.
3.7. Perubahan TPH
Pada penelitian ini pengukuran kadar TPH dilakukan setiap dua minggu selama 8 minggu atau 63 hari.
Kadar TPH (Gambar 4c) pada awal bioremediasi
terukur 4.22%. Setelah dua minggu proses bioremediasi berlangsung terjadi penurunan TPH sebesar 17.28%
dari 42227 ppm atau 4.22% menjadi 35436 ppm atau
3.54%. Penurunan TPH tertinggi terjadi pada minggu
ke-4 yaitu sebesar 28.24% dari 35436 ppm atau 3.54%
menjadi 25065 ppm atau 2.51%.
Pada minggu berikutnya laju degradasi mengalami
pelambatan. Hal ini dikarenakan senyawa hidrokarbon
yang tersisa sulit didegradasi oleh bakteri. Pada pengukuran TPH minggu ke-9 kadar TPH telah mencapai
1.00%. Hal ini menunjukkan bahwa hasil proses bioremediasi tanah bertekstur klei yang terkontaminasi
minyak bumi menggunakan teknik biopile skala pilot
kapasitas 2 ton dengan penambahan pasir telah memenuhi baku mutu yang ditetapkan dalam Keputusan
Menteri LH No. 128 Tahun 2003 tentang “Tata Cara
dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah Minyak
Bumi dan Tanah Terkontaminasi oleh Minyak Secara
Biologis” (Kemen LH 2003).

3.6. Perubahan Gas CO2
Aktivitas bakteri aerob dalam mendegradasi hidrokarbon pada proses bioremediasi menghasilkan senyawa yang lebih sederhana seperti gas CO2 dan air. Berdasarkan penelitian Baptista et al. (2005), untuk
meningkatkan produksi gas CO2 perlu adanya stimulus
yaitu dengan menambahkan nutrisi (Chokshi dan Nelson 2003).
Produksi gas CO2 selama proses bioremediasi
disajikan pada Gambar 4b. Pada hari ke-1 produksi gas
CO2 masih rendah yaitu 6.88%. Pada hari ke-7
produksi gas CO2 mengalami peningkatan sebesar

17

ISSN 2086-4639 | e-ISSN 2460-5824

JPSL Vol. 6 (1): 13-19
a

a

b
b

c

Gambar 5. Kromatogram GC-MS dari tanah terkontaminasi
minyak; a: awal bioremediasi, b : akhir bioremediasi

Gambar 4. Analisis parameter kimia selama proses bioremediasi; a: gas NH3, b: gas CO2 dan c: TPH

3.8. Perubahan Senyawa Hidrokarbon
Analisis senyawa hidrokarbon dilakukan sebelum
dan sesudah proses bioremediasi. Data kromatogram
hasil analisis dengan GCMS menunjukkan perubahan
komposisi jenis dan kadar senyawa hidrokarbon berdasarkan luas area yang terukur.
Kromatogram GCMS pada awal bioremediasi
(Gambar 5a) menunjukkan banyak peak dengan luas
area peak yang berbeda-beda. Hal ini menunjukkan
bahwa pada awal bioremediasi tanah terkontaminasi
minyak bumi mengandung berbagai jenis senyawa hidrokarbon. Hasil interpretasi data menunjukkan bahwa
di dalam tanah terkontaminasi minyak bumi terkandung senyawa hidrokarbon alkana berantai lurus mulai
dari C12 sampai C27 dan senyawa alkana berantai
bercabang seperti 2, 6 dimetil undekana, 2, 6, 10
trimetil dodekana, 2, 6, 10 trimetil pentadekana dan 2,
6, 10, 14 tetrametil pentadekana.
Senyawa alkana berantai lurus C10–C20 bersifat kurang meracun dan sebagian besar mudah dide-gradasi
(Cookson 1995). Senyawa alkana berantai bercabang
seperti senyawa 2, 6, 10, 14 tetrametil pentadekana
atau biasa dikenal sebagai pristana relatif lebih sulit
didegradasi oleh bakteri (Kuhlmeier 1994).

18

Kromatogram pada akhir bioremediasi (Gambar 5b)
memperlihatkan banyaknya senyawa hidrokarbon yang
hilang. Hal ini ditunjukkan dengan berkurangnya
jumlah peak yang dihasilkan. Disamping itu juga
terlihat adanya penurunan kelimpahan atau abudance.
Perubahan ini terjadi akibat adanya proses degradasi
oleh bakteri menjadi senyawa yang lebih sederhana
seperti gas CO2. Berdasarkan interpretasi data, senyawa
hidrokarbon
yang
teridentifikasi pada
akhir
bioremediasi adalah senyawa alkana rantai lurus seperti
C16, C18, C20–C24 dan C26-C27, dan alkana rantai
bercabang seperti 2, 6, 10 trimetil pentadekana dan 2, 6,
10, 14 tetrametil pentadekana.
Senyawa 2, 6, 10, 14 tetrametil pentadekana atau
pristana merupakan senyawa hidrokarbon yang sulit
didegradasi. Senyawa pristana dapat didegradasi melalui proses oksidasi subtermal (Cong et al. 2009). Proses
tersebut terjadi secara aerobik dengan melibatkan
oksigen sebagai akseptor
elektron eksternal
(Komarawidjaja dan Lysiastuti 2009). Enzim monooksigenase yang dihasilkan bakteri memiliki peran
pada tahap awal lintasan dalam mengoksidasi 2,6,10,14
tetrametil pentadekana menjadi 2, 6, 10, 14 tetrametil
pentadekana-3-ol. Dalam hal ini enzim menyerang
rantai karbon ketiga dan menghasilkan alkohol
sekunder. Selanjutnya senyawa 2, 6, 10, 14 tetrametil
pentadekana-3-ol dioksidasi dan menghasil-kan 2, 6,
10, 14 tetrametil pentadekana-3-on. Pada akhir lintasan
didapat senyawa 2-metil butanadioat (Cong et al. 2009).

JPSL Vol. 6 (1): 13-19, Juli 2016
4. Kesimpulan
Bioremediasi campuran tanah bertekstur klei, pasir,
dan kompos dengan nisbah 60:30:10 yang dikontaminasi 5% b/b minyak bumi menggunakan teknik biopile
skala pilot berkapasitas 2 ton menurunkan kadar TPH
dari 42.2% menjadi 1.00% dalam waktu 63 hari.

[16] Jorgensen, K. S., J. Puustinen, A. M. Sourtti, 2000. Bioremediation of petroleum hydrocarbon-contam-inated soil by composting in biopiles. Env Poll. 107, pp. 245-254.
[17] Juhasz, A.L., N. Waller, C. Lease, R. Bentham R. Stewart,
2005. Pilot scale bioremediation of creosote-contaminated
soil-efficacy of enhanced natural attenuation and bioaugmentation strategies. Biorem J. 9 (3-4), pp. 141-157. doi:
10.1080/10889860 600572772.
[18] Kamnikar, B. 1992. Bioremediation of contaminated soil. Poll
Eng. 24(21), pp. 50-52.

Daftar Pustaka
[1]

Baptista, S. J., M. C. Cammarota, Dias, 2005. Production of
CO2 in crude oil bioremediation in clay soil. Braz Arch Biol
Technol. 48, pp. 249-255.

[2]

Black, G. R., K. H. Hartge, 1986. Bulk Density and Particle
Density. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd Edition. American Society of Agronomy, Madison WI.

[3]

Brady, N. C. 1984. The Nature and Properties of Soils. 9nd
Edition. Macmillan, New York .

[4]

Cappucino, J. G., N. Sherman, 1987. Microbiology: A Laboratory Manual. Benjamin Cummings, California.

[5]

Charlena. 2010. Bioremediasi tanah tercemar limbah minyak
berat menggunakan konsorsium bakteri . Disertasi. Institut
Pertanian Bogor, Bogor.

[6]

Charlena, Z. M. Alim, I. Anas, Y. Setiadi, M. Yani, 2010.
Produksi gas karbon dioksida selama proses bioremediasi
limbah heavy oil dengan teknik landfarming. Chem. Prog.
3(1), pp. 1-5.

[7]

Chokshi, B. G., Y. M. Nelson, 2003. Optimization of highstrength hydrocarbon biodegradation using respirometry. Dalam: Magar VS, Kelley ME, editor. In Situ and On-Site Bioremediation. Proc. Seventh Intern In Situ and On-Site Bioremediation Symp. pp. 1-10. Battle Pr, Orlando.

[8]

Cookson, J. T., 1995. Bioremediation Engineering: Design and
Aplication. McGraw-Hill, New York.

[9]

Cong, L. T. N., A. Mikolasch, H. P. Klenk, F. Schauer, 2009.
Degradation of the multiple branched alkane 2,6,10,14tetramethyl-pentadecane (pristane) in rhodococcus ruber and
mycobacterium neoaurum. Intern Biodeterioration & Biodegradation. 63, PP. 201–207.

[10] Danielson, R.E., P. L. Sutherland, 1986. Pore Size Distribution. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd Edition. American Society of Agronomy, Madison WI.
[11] Das, N., P. Chandran, 2011. Microbial degradation of petroleum hydrocarbon contaminants: an overview. Biotech Res Intern. 2(1), PP 1-13. doi:10.4061/2011/941810.
[12] Dhote, M., A. Juwarkar, A. Kumar, G.S. Kanade, T.
Chakrabarti, 2009. Biodegradation of chrysene by the bacterial
strains isolated from oily sludge. World J Microbiol Biotechnol. 26(2), pp. 29–335.
[13] Eaton, A. D., L. S. Aesceri, E. W. Rice, A. E. Greenberg,
2005. Standar Methods for the Examination of Water and
Wastewater. American Public Health Association, Washington
DC.
[14] Gee, G. W, J. W. Bauder, 1986. Particle Size Analysis. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. 2nd Edition. American Society of Agronomy, Madison
WI.

[19] [Kemen LH] Kementrian Negara Lingkungan Hidup, 2003.
Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No 128 tahun 2003
Tentang Tatacara dan Persyaratan Teknis Pengolahan Limbah
Minyak Bumi dan Tanah Terkontaminasi Limbah Minyak
Bumi Secara Biologis. Kementrian Negara Lingkungan
Hidup, Jakarta.
[20] Komarawidjaja, W., E. Lysiastuti, 2009. status konsorsium
mikroba lokal pendegradasi minyak. J Teknol Lingk. 10(3),
pp. 347-354.
[21] Kratzke, R., W. Major, F.V. Fahnestock, G. Wickramanayake, 1998. Biopile Design, Operation and Maintenance
Handbook for Treating Hydrocarbon Contaminated Soils. Battelle Pr, Ohio.
[22] Kuhlmeier, P. D., 1994. Biodegradation of Organic Pol-lutants
in Soil. In: DL Wise, DJ Trantolo, editor. Process Engineering
for Pollution Control and Waste Minimization. Marcel Dekker, New York .
[23] Li, L., C.J. Cunningham, V. Pas, J.C. Philp, D. A. Barry, P.
Anderson, 2004. Field trial of a new aeration system for enhancing biodegradation in a biopile. Waste Manag. 24, pp. 17137.
[24] Nugroho, Y. 2009. Analisis sifat fisik-kimia dan kesuburan
tanah pada lokasi rencana hutan tanaman industri pt prima
multibuana. Hutan Tropis Borneo 10 (27), pp 222-229.
[25] Olsen, S.R., C.V. Cole, F.S. Watanabe, L.A. Dean, 1954.
Estimation of Available P in Soils by Extraction with Sodium
Bicarbonate. USDA Cir. No 939.
[26] Priyanto, B. 2012. Toleransi lima jenis rumput terhadap minyak dan kapasitas degradasinya dalam sistem fitoremediasi. J
Teknol Lingk. 13 (2), pp. 141-149.
[27] Rachman, L. M, E. D. Wahjunie, K.R. Brata, W. Purwakusuma, K. Murtilaksono, 2013. Fisika Tanah Dasar. DITSL-IPB,
Bogor.
[28]

Sharma, S. 2012. Bioremediation: features, strategies and
applications. Asian J of Pharm Life Sci. 2 (2), pp. 202-21.

[29] Sopiah, N., Arifudin, 2012. Uji coba kinerja bakteri karbonoklastik pada tanah tercemar minyak bumi dengan teknik
landfarming. J Teknol Lingk. 13 (2), pp. 131-140.
[30] [USEPA] United States Environmental Protection Agency.
2004. Chapter IV (Biopile) of OUST's publication: How to
Evaluate Alternative Cleanup Technologies for Underground
Storage Tank Sites: A Guide for Corrective Action Plan Reviewers, USEPA, Washington DC.
[31] Vidali, M. 2001. Bioremediation. an overview. Pure Applied
Chem. 73 (7) pp. 63-172.
[32]

Zam, S. I., 2010. Optimasi konsentrasi inokulum, rasio c:n:p
dan ph pada proses bioremediasi limbah pengilangan minyak
bumi menggunakan kultur campuran. El-Hayah 1 (2), pp. 2334.

[15] Hwang, E. Y., J. S. Park, J. D. Kim, W. Namkoong, 2006.
Effects of aeration mode on the composting of diesel contaminated soil. J Ind Eng Chem. 12 (5), pp. 694-701.

19

ISSN 2086-4639 | e-ISSN 2460-5824

20

JPSL Vol. 6 (1): 13-19