Jambura Edu Biosfer Journal e-ISSN: 2656-0526 Vol. 2 , No. 1 DOI: https://doi.org/10.34312/jebj Pages:  8 - 12
Journalhomepage: http://ejurnal.ung.ac.id/index.php/edubiosfer

## PENYERAPAN LOGAM BERAT MERKURI (Hg) OLEH BAKTERI Bacillus subtillis PADA SEDIMEN DANAU LIMBOTO
ABSORPTION of HEAVY METAL MERCURY (Hg) BY BACTERIA Bacillus subtillis ON LIMBOTO LAKE SEDIMENT
Wirnangsi D. Uno * , Sri Rahayu Thalib *
Wirnangsi D Uno a , Sri Rahayu Thalib b a Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Gorontalo,  Jl. Prof. Dr. BJ Habibie, Tilongkabila, Bone Bolango, Provinsi Gorontalo 96554, Indonesia. Email : wirnangsi.d.uno@ung.ac.id b Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Gorontalo,  Jl. Prof. Dr. BJ Habibie, Tilongkabila, Bone Bolango, Provinsi Gorontalo 96554, Indonesia. Email : srirahayut@gmail.com
Naskah diterima: 25 Juli 2019. Revisi diterima: 29 November 2019

## ABSTRACT
This study aims to determine the absorption of  heavy Metal Mercury  (Hg) by  bacteria Bacillus subtlelis on the sediment of Lake Limboto. The study was conducted from April to May 2018. The method used in the study was an exploratory method.  Data  analysis  using  qualitative  descriptive.  The  results  showed  that    the  bacteria  Bacillus  Subtillis  can  lower mercury levels in sediment and limboto with  the absorption of Mercury in sediment at the River I station Biyonga  for bacterial concentrations of 55% the amount of Mercury absorption (Hg)  by 20.3%, for bacterial concentrations of 60% the amount  of  Mercury  absorption  amounted  to  26.1%  and  for  bacterial  concentrations  of  65%  the  amount  of  Mercury absorption  amounted  to  31.2%.  At  Station    II    for  each  concentration  of  bacteria  is  increased  anyway.  For  bacterial concentrations  of  55%  the  amount    of  mercury  absorption  amounted  to  18%,  for  bacterial  concentrations  of  60%  the amount  of  Mercury  absorption    by  21%  and  for  bacterial  concentrations  of  65%  the  amount  of  Mercury  absorption amounted to 36.1%.
Keywords: bacteria; Bacillus subtilis ; mercury; sediment

## ABSTRAK
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  penyerapan  logam  berat  merkuri  (Hg)  oleh  bakteri Bacillus  subtillis pada sedimen danau Limboto. Penelitian dilaksanakan dari April sampai dengan Mei 2018. Metode yang digunakan dalam penelitian  adalah  metode  eksploratif.  Analisis  data  dengan  menggunakan  deskriptif  kualitatif.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa bakteri Bacillus subtillis dapat menurunkan kadar merkuri pada sedimen danau Limboto dengan penyerapan  merkuri  (Hg)  pada  sedimen  di  stasiun  I  Sungai  Biyonga  untuk  konsentrasi  bakteri  sebesar  55%  jumlah penyerapan merkuri (Hg) sebesar 20,3%, untuk konsentrasi bakteri sebesar 60% jumlah penyerapan merkuri (Hg) sebesar 26,1% dan untuk konsentrasi bakteri sebesar 65% jumlah penyerapan merkuri (Hg) sebesar 31,2%. Pada stasiun II untuk setiap konsentrasi bakteri mengalami kenaikan pula. Untuk konsentrasi bakteri sebesar 55% jumlah penyerapan merkuri (Hg)  sebesar  18%,  untuk  konsentrasi  bakteri  sebesar  60%  jumlah  penyerapan  merkuri  (Hg)  sebesar  21%  dan  untuk konsentrasi bakteri sebesar 65% jumlah penyerapan merkuri (Hg) sebesar 36,1%.
Kata-kata Kunci : Bakteri; Bacillus subtilis ; Merkuri; Sedimen

## 1. Pendahuluan
Danau Limboto memiliki  banyak  permasalahan  lingkungan.  Salah  satu  permasalahan  lingkungan yang  dihadapi  adalah  menurunnya  kualitas  lingkungan  perairan.  Perubahan  kondisi  Danau  Limboto saat  ini  terlihat  karena  setiap  tahun  terjadi  penyusutan  luas  dan  pendangkalan  terutama  disebabkan kurangnya  air  yang  tertahan  dan  sedimentasi  akibat  penggundulan  hutan  di  bagian  hulu.  Tekanan pertumbuhan penduduk di sekitar danau juga ikut mempercepat pencemaran.
Badan  Lingkungan  Hidup,  Riset  dan  Teknologi  (Balihristi),  Provinsi  Gorontalo  pada  tahun  2008 menjelaskan bahwa hasil perhitungan Indeks Kimia Kirchoff, perairan danau Limboto masih tergolong perairan yang tercemar ringan. Meskipun demikian masalah pencemaran ini perlu mendapat perhatian khusus  karena  terdeteksinya  kandungan  logam  merkuri  di  badan  perairan  danau  tersebut.  Menurut Palar  (1994),  keberadaan  logam-logam  dalam  badan  perairan  dapat  berasal  dari  aktivitas  yang dilakukan oleh manusia dan sumber-sumber logam alamiah yang masuk ke dalam badan perairan, bisa berupa pengikisan dari batu mineral yang banyak masuk di sekitar perairan, sedimentasi akibat erosi di daerah hulu, di samping itu partikel-partikel logam yang ada di udara yang terbawa oleh hujan, juga dapat menjadi sumber logam dibadan perairan yang mengakibatkan tercemarnya suatu lingkungan.
Di  lingkungan  perairan  logam  merkuri    ini  akan  mengendap  bersama  lumpur  atau  sedimen. Kandungan  merkuri  pada  sedimen  lebih  tinggi  dari  pada  dalam  air.  Menurut  Edward  (2003)  dalam Hidayati,  dkk  (2013)  bahwa  logam  berat  dapat  terakumulasi  dalam  sedimen,  sehingga  kandungan logam  berat  dalam  sedimen  selalu  lebih  tinggi  dari  pada  dalam  air.  Melihat  akibat  buruk  dari pencemaran  merkuri  maka  diperlukan  upaya dalam menanggulangi pencemaran tersebut. Bacillus subtillis merupakan salah satu mikroorganisme yang bisa digunakan. Menurut Mastang (2016) Bacillus akan  menghasilkan  enzim  katalase.  Enzim  ini  berfungsi  untuk  memecah  zat berbahaya  yang terakumulasi  ke  dalam  sel  bakteri. Bacillus juga mampu  menghasilkan  enzim  reduktase.  Enzim reduktase berfungsi untuk menurunkan (rekduksi) kadar tokisitas logam berat yang menjadi pencemar utamanya. Logam berat akan diubah struktur kimianya menjadi bentuk yang tidak toksik.

## 2. Metodologi
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2018- Mei 2018. Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam  (FMIPA)  Universitas  Negeri  Gorontalo (UNG),  dan  analisis  uji  kandungan  merkuri  pada  sampel  sedimen  (substrat)  di  Laboratorium Kesehatan Surabaya (LABKESDA).
Objek pada penelitian ini adalah konsentrasi bakteri Bacillus  subtillis dan penyerapan merkuri (Hg) pada  sedimen  Danau  Limboto.  Alat  yang  digunakan  adalah  botol  steril,  Erlenmeyer, Colony  Counter , inkubator, Hot  Plate, jarum  ose,  autoklaf,  dan  AAS  ( Atomic  Absorbtion  Spectrophotometer ).  Bahan  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  sampel-sampel  sedimen  dari  danau  limboto, Nutrient  Broth, bakteri Bacillus subtilis, aquadest, HNO 3 pekat dan kertas saring. Pengambilan sampel sedimen diambil pada 2 stasiun, untuk stasiun I yaitu salah satu sungai yang bermuara di danau Limboto yaitu Sungai Biyonga dan stasiun II adalah dasar atau bagian tengah dari danau Limboto yaitu di Keramba Jaring Apung.  Pengambilan  sampel  sedimen  pada  stasiun  I  yakni  di  Sungai  Biyonga  Desa  Kayu  Bulan Kecamatan Limboto Kabupaten Gorontalo. Sungai Biyonga adalah salah satu sungai yang bermuara di Danau  Limboto  yang  mengalir  sepanjang  tahun di  sebelah  utara  Danau  Limboto  yang  menjadi penyumbang volume air terbesar. Berdasarkan penelitian Nawangasari (2016) di Sungai Biyonga kadar logam merkuri yang terakumulasi dalam sedimen mencapai 13,61 mg/L .
Pemilihan  lokasi  pada  stasiun  kedua  adalah  posisi  tengah  Danau  Limboto  tepatnya  di  Keramba Jaring  Apung  desa  Iluta  Kecamatan  Batudaa  Kabupaten  Gorontalo.  Berdasarkan  penelitian Nawangasari (2016) di Keramba Jaring Apung kadar logam merkuri yang terakumulasi dalam sedimen 8,35 mg/L.

## 2.1 Analisis data
Teknik  analisis  data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  dengan  menggunakan  analisis data deskriptif kualitatif.
2.1.1 Perhitungan Jumlah Sel Bakteri Bacillus subtillis Akhir
Pengukuran  pertumbuhan  bakteri  akhir  dilakukan  setelah  sampel  sedimen  diinkubasi. Pengukuran pertumbuhan bakteri ini bertujuan untuk mengetahui pertumbuhan bakteri setelah sampel diinkubasi selama 3 hari. Pengukuran pertumbuhan bakteri dilakukan dengan cara menghitung jumlah sel hidup dengan menggunakan metode Total Plate Count (TPC). Setelah itu, dibuat kurva pertumbuhan hubungan  antara  kadar  merkuri  dengan  pertumbuhan  bakteri  pada  sedimen  tercemar  merkuri,  untuk melihat reduksi tertinggi pada fase pertumbuhan bakteri.
.
(1)

## 2.1.2 Penentuan Persentase (%) Penurunan Kadar Merkuri (Hg)
Pengukuran  efisiensi  penyerapan  logam  oleh  bakteri  menggunakan  metode  Csuros  (Csuros  & Csuros, 2002 dalam Dehe, 2016), yaitu:
(2)
Keterangan:
R= Efisiensi bioakumulasi bakteri (%) Co= Konsentrasi awal timbal (Pb) dalam substrat (mg/L) Ceq= Konsentrasi akhir timbal (Pb) dalam substrat (mg/L).

## 3. Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan hasil penelitian yang menganalisis kadar merkuri dan penyerapan kadar merkuri pada Stasiun I (Sungai Bionga) dan Stasiun II (Keramba Jaring Apung) dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 1. Hasil Analisis Kadar Merkuri pada Stasiun I (Sungai Bionga).
Gambar 2. Hasil Analisis Kadar Merkuri pada Stasiun II (Keramba Jaring Apung).
Berdasarkan  gambar  1  menunjukan  bahwa  kandungan  merkuri  pada  setiap  kosentrasi mengalami  penurunan  yang  berbeda-beda.  Pada  kontrol  atau  tanpa  inokulum  kadar  merkuri  0,047 ppm.  Kemudian  sampel  diberi  perlakuan  dengan  diinokulasikan  bakteri  sebanyak  55%  dan  kadar merkuri  menurun  menjadi  0,020  ppm,  pada  perlakuan  dengan  diinokulasikan  bakteri  sebanyak  60% kadar  merkuri  menurun  menjadi  0,017  ppm,  pada  sampel  diberi  perlakuan  dengan  diinokulasikan bakteri sebanyak 65% kadar merkuri menurun menjadi 0,013 ppm.
Berdasarkan  gambar  2  pada  stasiun  II  (Keramba  Jaring  Apung),  menunjukan  bahwa  kandungan merkuri  pada  kontrol  atau  tanpa  inokulum  kadar  merkuri  0,053  ppm.  Kemudian  sampel  diberi
perlakuan  dengan  diinokulasikan  bakteri  sebanyak  55%  dan  kadar  merkuri  menurun  menjadi  0,025 ppm,  pada  perlakuan  dengan  diinokulasikan  bakteri  sebanyak  60%  kadar  merkuri  menurun  menjadi 0,018 ppm, pada sampel diberi perlakuan dengan diinokulasikan bakteri sebanyak 65% kadar merkuri menurun menjadi 0,014 ppm. bakteri Bacillus subtilis dapat menurunkan kadar merkuri pada sedimen atau substrat. Semakin tinggi kosentrasi bakteri semakin menurun kadar merkuri pada sampel sedimen atau substrat.
Penyerapan  kadar  merkuri  di  Stasiun  I  (Sungai  Bionga)  dan  Stasiun  II  (Keramba  Jaring  Apung) dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3. Efisien Penyerapan Kadar Merkuri pada Stasiun I dan Stasiun II.
Berdasarkan  gambar  3,  menunjukan  bahwa  efisien  penyerapan  merkuri  pada  setiap  kosentrasi berbeda-beda. Pada stasiun I, untuk kontrol atau tanpa inokulum efisien penyerapan kadar merkuri 0%, untuk kosentrasi bakteri 55% efisien penyerapan kadar merkuri sebesar 57,44%, kosentrasi bakteri 60% efisien  penyerapan  kadar  merkuri  sebesar  61,7%,  kosentrasi  bakteri  65%  efisien  penyerapan  kadar merkuri  sebesar  72,34%.  Pada  kontrol  atau  tanpa  inokulum  efisien  penyerapan  kadar  merkuri  0%, kosentrasi bakteri 55% efisien penyerapan kadar merkuri sebesar 52,83%, kosentrasi bakteri 60% efisien penyerapan  kadar  merkuri  sebesar  64,51%,  kosentrasi  bakteri  65%  efisien  penyerapan  kadar  merkuri sebesar 73,58%. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa semakin tinggi kosentrasi bakteri semakin besar nilai efisiensi penyerapan merkuri pada sampel sedimen.
Berdasarkan  hasil  analisis  kadar  merkuri  menggunakan  AAS  ( Atomic  Absorbtion  Spectrophotometer ) diperoleh hasil penurunan kadar yang berbeda-beda pada masing-masing perlakuan kosentrasi bakteri. Seperti yang telah dijelaskan bahwa tingginya  kosentrasi diikuti dengan bertambahnya jumlah koloni bakteri. Pada kosentrasi bakteri 65% untuk kedua stasiun menunjukan kecenderungan yang baik dalam menurunkan kadar merkuri dibandingkan dengan perlakuan kosentrasi bakteri 60% dan 55%.
Hal  ini  sejalan  dengan  penelitian  Nitthya  (2001),  bahwa  meningkatnya  jumlah  sel  bakteri mengakibatkan  kadal  logam  berat  menurun.  Kondisi  tersebut  terjadi  karena  banyaknya  sel  membuat proses  degradasi  semakin cepat,  karena  bakteri  melakukan  bioakumulasi  dan  biosorpsi  logam  dan melakukan adaptasi  dengan  lingkungan.  Degradasi  yang  dilakukan  oleh  bakteri  tidak dapat menghancurkan  logam  namun  mengubah  logam  menjadi  tidak  toksis.  Berdasarkan  penelitian Mastang  (2006),  yang  menyatakan  bahwa  logam  merkuri  yang  terdapat  dalam  sampel  sedimen  akan diabsorpsi  oleh Bacillus  subtillis karena  kemampuannya  dalam  bioabsorpsi.  Proses  biosorpsi  ini  akan menyebabkan  terserapnya  logam  berat  ke  dalam  sel  bakteri. Bacillus akan  menghasilkan  enzim katalase. Enzim katalase ini berfungsi untuk memecah zat berbahaya yang masuk ke dalam sel bakteri. Bacillus juga mampu  menghasilkan  enzim  reduktase.  Enzim  reduktase berfungsi  untuk  menurunkan (rekduksi)  kadar  tokisitas  logam  berat  yang  menjadi  pencemar  utamanya.  Logam  berat  akan diubah struktur kimianya menjadi bentuk yang tidak toksik. Resistensi bakteri Bacillus subtillis terhadap merkuri merupakan  akibat  dari  mekanisme  detoksifikasi  yang  merupakan  serangkaian  usaha  suatu  sel  bakteri menjadi  resisten  terhadap  merkuri.  Mekanisme  detoksifikasi  ini  tidak  lepas  dari  kerja  enzim  merkuri reduktase  dan  organomerkuri  liase  yang  disandi  oleh  gen-gen  yang  terdapat  pada  plasmid  dan transposon.
Menurut  Silver  (1998),  penurunan  konsentrasi  merkuri  oleh  bakteri  terjadi  karena  bakteri  yang resisten  merkuri  memiliki  gen  resisten  merkuri,  merOperon.  MerOperon  terdiri  dari  sekelompok  gen yang  mengkode  protein  dengan  fungsi  regulasi,  transportasi,  dekomposisi  dan  reduksi  merkuri. Umumnya  struktur  merOperon  terdiri  dari  gen  metaloregulator  (merR),  gen  transfor  merkuri  (merT,
merP,  merC),  gen  merkuri  reduktase  (merA)  dan  organomerkuri  liase  (merB).    Mekanisme  reduksi Hg 2+ secara enzimatis terjadi melalui beberapa tahapan. Proses diawali dengan masuknya ion Hg 2+ ke dalam sel. MerP merupakan protein periplasma yang berfungsi untuk menyimpan sementara Hg 2+ di periplasma kemudian melewatkan ion Hg 2+ ke transporter inner membrane yaitu merT. Dari merT, ion Hg 2+ akan menuju merkuri reduktase. Disini Hg 2+ akan direduksi menjadi H 0 (Narita dkk, 2003).
4. Kesimpulan
Bakteri Bacillus subtilis mampu menurunkan kadar merkuri yang terdapat dalam sedimen danau Limboto.  Bakteri  dengan  konsentrasi  sebesar  65  %  mampu  melakukan  penyerapan  merkuri  tertinggi yaitu berkisar antara 72,34% - 73.58%.

## 5. Ucapan Terima Kasih
Ucapan  terimakasih  kepada  pihak Laboratorium  Biologi  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu Pengetahuan  Alam  (FMIPA)  Universitas  Negeri  Gorontalo  (UNG),  dan  Laboratorium  Kesehatan Surabaya  (LABKESDA)  sebagai  tempat  analisis  uji  kandungan  merkuri  pada  sampel  sedimen (substrat).

## 6. Referensi
Badan Lingkungan Hidup, Riset dan Teknologi Informasi Provinsi Gorontalo. 2009. Status Lingkungan Hidup Daerah Provinsi Gorontalo . Gorontalo: Balitbangpedalda. Dehe,  Kasmawati.  2016. Potensi  Bakteri  Lokal  sebagai  Pereduksi  Merkuri  (Hg)  pada  Tanah  Pascatambang Emas Bombana Sulawesi Tenggara . Skripsi.Universitas Halu Oleo Kendari. Hardiani,  Henggar.,  Kardiansyah,  Teddy.,  Sugesty,  Susi.  2011. Bioremediasi  Logam  Timbal  (Pb)  dalam Tanah  Terkontaminasi  Limbah  Sludge  Industri  Kertas  Proses  Deinking . Jurnal  Selulosa,  Vol.  1, No.  1. Bandung.
Hidayati Nuning Vita, Siregar Asrul Sahri, Sari Lilik Kartika, Putra Gayuh Laksana. 2013. Pendugaan Tingkat  Kontaminasi  Logam  Berat  Pb,  Cd  dam  Cr  pada  Air  dan  Sedimen  di  Perairan  Segara Anakan,  Cilacap.  Jurnal.Omni-Akuatik.  Vol  XIII  No.  18.  Mei  2014:  30-39.  FPIK.  Universitas Jendral Soedirman. Jakarta
Mastang.  2016. Isolasi  dan  Identifikasi  Bakteri  Pengakumulasi  Logam  Berat  Timbal  (Pb)  pada  Endapan Sedimen Kanal Sekitar Rumah Susun Kota Makassar. Skripsi. UIN Alaudin Makassar. Narita,  Masaru.  Kazuyuki,  Chiba.  Hiroshi,  Nishizawa.  Hidenori,  Ishii.  Chieh-Chen,  Huang.
Zen’ichiro, Kawabata. Simon, Silver. Ginro Endo. 2003. Diversity of mercury resistance determinants among Bacillus strains isolated from sediment of Minamata Bay . FEMS Microbiology Letters Palar, H. 1994. “ Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat ”. Jakarta, Rineka Cipta. Silver S, Phung LT. 1996. Bacterial heavy metal resistance. Annual. Rev. Mirobiol. 50:753-789.