DOI 10.33323/indigenous.v5i2.321
Volume 5(2) 2022 (73-78)

## UJI SENSITIVITAS BAKTERI TAHAN LOGAM BERAT PADA PERAIRAN SUNGAI DRIYOREJO GRESIK
Nurul Avidhah Elhany * , Uni Baroroh Husnudin
1 Program studi biologi, Fakultas pertanian, sains dan teknologi, Universitas Abdurachman Saleh Situbondo.
JL.Pb. Sudirman No.7 Karangasem, Patokan, Situbondo 68312 Email: nurul_avidhah@unars.ac.id

## Abstract
Heavy  metal  pollution  is  one  of  the  problems  that  arise  caused  by  large  number  of  heavy  metal  contained  in industrial waste.  Efforts to control waste, especially heavy metals in waters  must be implemented immediately, such as lead (Pb) and chromium (Cr) are toxic to humans. One way that can be done is by doing biomonitoring. Microbes  can  be  used  as  bioindicators  of  the  presence  of  pollutants/waste  in  waters.  Microbes  utilize  organic, inorganic,  and  metallic  wastes  as  substrates  for  their  growth.  The  sensitivity  test  of  Pb  and  Cr  heavy  metal- resistant  microbes  was  carried  out  using  the  paper  disc  method.  Paper  discs  with  various  concentrations  of heavy metals Pb and Cr were placed in such a way on the surface of NA media that had been inoculated with Pb  and  Cr  heavy  metal-resistant  microbial  isolates.  Incubated  for  24  hours  and  measured  the  inhibition  zone. The  results  showed  that  3  heavy  metal  resistant  bacteria  were  K1  (Pseudomonas  pseudomallei),  K2 (Pseudomonas fluorescens), and K3 (Bacillus subtilis). Overall, none of the inhibition zones exceeded 0.50 mm and this indicated that the sensitivity of the three bacteria to heavy metals Pb and Cr was low.  They are can be used  as  bioindicators  of  the  presence  of  heavy  metals  Pb  and  Cr  because  they  are  able  to  grow  in  an environment  with  heavy  metal  concentrations  of  Pb  and  Cr  above  the  threshold.  K1  (Pseudomonas pseudomallei),  K2  (Pseudomonas  fluorescens),  and  K3  (Bacillus  subtilis)  have  potential  as  bioremoval  agents for heavy metals Pb and Cr.
Key Words : Sensitivity, Bacteria, Heavy metal

## Abstract
Pencemaran  logam  berat  menjadi  salah  satu  masalah  yang  timbul  karena  banyaknya  limbah  industri  yang mengandung  logam  berat.  Upaya  penanggulangan  limbah, khususnya  logam  berat di  perairan  perlu  dilakukan dengan  segera,  dikarenakan  logam  berat,  seperti  timbal  (Pb)  dan  kromium  (Cr)  bersifat  toksik  pada  manusia. Salah  satu  cara  yang  dapat  dilakukan  adalah  dengan  melakukan  biomonitoring.  Mikroba  dapat  dijadikan sebagai bioindikator adanya polutan/limbah pada suatu perairan.Mikroba memanfaatkan limbah-limbah organik, anorganik,  dan  logam sebagai  substrat untuk  pertumbuhannya.  Dilakukan  uji  sensitivitas  mikroba  tahan  logam berat  Pb  dan  Cr  dengan  metode  kertas  cakram.  Kertas  cakram  dengan  berbagai  konsentrasi  logam  berat  Pb dan  Cr  diletakkan  sedemikian  rupa  pada  permukaan  media  NA  yang  telah  diinokulasi  isolat  mikroba  tahan logam berat Pb dan Cr. Diinkubasi selama 24 jam dan diilakukan pengukuran zona hambat. Dari hasil penelitian didapatkan 3 bakteri tahan logam berat yaitu K1 ( Pseudomonas pseudomallei ) , K2 ( Pseudomonas fluorescens ) , dan  K3  ( Bacillus  subtilis ).  Secara  keseluruhan,  zona  hambat  tidak  ada  yang  melebihi  0,50  mm  dan  hal  ini menunjukkan bahwa sensitivitas ketiga bakteri terhadap logam berat Pb dan Cr adalah rendah. Ketiganya dapat dijadikan  sebagai  bioindikator  keberadaan  logam  berat  Pb  dan  Cr  karena  mampu  tumbuh  pada  lingkungan dengan  konsentrasi  logam  berat  Pb  dan  Cr  di  atas  ambang  batas.  K1  ( Pseudomonas  pseudomallei ) , K2 ( Pseudomonas fluorescens ) , dan K3 ( Bacillus subtilis ) memiliki potensi sebagai agen bioremoval logam berat Pb dan Cr.
Kata kunci : Sensitivitas , bakteri, logam berat

## PENDAHULUAN
Pesatnya  perkembangan  bidang  industri  di  Indonesia  senantiasa  meningkatkan  penyediaan lapangan  pekerjaan  bagi  masyarakat.  Namun  seiring  perkembangan  industri  di  berbagai  wilayah Indonesia,  tingkat  pencemaran  lingkungan  khususnya  di  perairan  juga  semakin  meningkat. Pencemaran  perairan  terjadi  karena  pembuangan  limbah  atau  polutan  industri  yang  di  dalamnya terkandung bahan berbahaya dan beracun (B3) ke lingkungan perairan.
Upaya  penanggulangan  limbah,  khususnya  logam  berat  di  perairan  perlu  dilakukan  dengan segera.  Hal  ini  dikarenakan  logam  berat,  seperti  timbal  (Pb)  dan  kromium  (Cr)  bersifat  toksik  yang menyebabkan keracunan akut dan kronis pada manusia (Khoiroh, 2014). Salah satu upaya degradasi dapat dilakukan dengan metode secara biologi (bioremediasi). Bioremediasi adalah proses degradasi sampah/limbah  menjadi  suatu  senyawa  yang  tidak  berbahaya  secara  biologis.  Namun  sebelum proses  bioremediasi  dilakukan,  perlu  pengujian  pendahuluan  (monitoring)  mengenai  kualitas  air  di perairan tercermar limbah. Selain secara fisika dan kimia, aktivitas monitoring dapat dilakukan secara biologi  (biomonitoring).  Menurut  Komarawidjaja  dan  Titiresmi  (2006),  biomonitoring  perairan merupakan  upaya  memanfaatkan  respon  organisme  perairan  secara  sistematis  untuk  mengevaluasi dan mengkaji berbagai perubahan di lingkungan perairan.
Di dalam  biomonitoring,  mikroba dapat dijadikan sebagai bioindikator  adanya polutan/limbah pada  suatu  perairan.Mikroba  memanfaatkan  limbah-limbah  organik,  anorganik,  dan  logam  sebagai substrat  untuk  pertumbuhannya.Pada  perairan  yang  tercemar  biasanya  terjadi  akumulasi  jumlah mikroba pendegradasi limbah. Mikroba pendegradasi limbah ini berpotensi sebagai remediator alami dalam  menurunkan  konsentrasi  limbah  pada  suatu  perairan.  Pada  penelitian  ini  akan  dilakukan biomonitoring pada air sungai Driyorejo, Gresik yang sudah tercemari limbah industri keramik dengan cara melakukan uji sensitivitas mikroba tahan logam berat, khususnya timbal (Pb) dan kromium (Cr).

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  secara  kualitatif  dan  eksploratif  pada  bulan  Mei  2022.  Lokasi pengambilan  sampel  air  adalah  perairan  sungai  yang  lokasinya  dekat  dengan  saluran  pembuangan limbah pabrik keramik di Driyorejo Gresik. Ditentukan 3 titik sampling dengan jarak antar titik adalah 5 m. Pengambilan sampel air dilakukan dengan cara menyiapkan 3 botol sampling steril ukuran 350 ml, masing-masing botol diisi hingga penuh sampai tidak ada rongga udara. Kemudian diukur pH sampel air  pada  masing-masing  botol.  Masing-masing  sampel  di  pipet  sebanyak  25  ml,  kemudian  dicampur pada  botol  sampling  steril  dan  diukur  pHnyaIsolasi  dan  identifikasi  bakteri  dilakukan  pada Laboratorium Mikrobiologi Universitas PGRI Adi Buana Surabaya.
Isolasi Bakteri dilakukan dengan menggunakan metode cawan tuang  yang berisi media Nutrient Agar yang diperkaya Pb (NAPb) dan Nutrient Agar yang diperkaya Cr (NACr) dengan konsentrasi Pb 0,03 mg/L dan konsentrasi Cr 0,05mg/L. Isolasi Bakteri dilakukan dengan cara mengencerkan sampel air sampai pengenceran 10 -5 . Sampel kemudian dituang sebanyak 1 ml ke dalam  cawan petri yang berisi  media  Nutrient  Agar  yang  diperkaya  Pb  (NAPb)  dan  Nutrient  Agar  yang  diperkaya  Cr  (NACr). Kemudian  diinkubasi  selama  ±  1-2  hari.  Hasil  isolasi  bakteri  diidentifikasi  dengan  cara  mengamati morfologi koloni bakteri yang tumbuh pada media tersebut, kemudian dilanjutkan dengan pewarnaan gram  bakteri  untuk  diamati  karakteristik  mikroskopiknya  dengan  menggunakan  mikroskop (Hasyimuddin, 2018). Konsentrasi (ppm) Pb dan Cr ditentukan berdasarkan nilai ambang batas baku mutu  air  sungai  dan  sejenisnya  menurut  peraturan  pemerintah  Republik  Indoneia  nomor  22  tahun 2021 yaitu untuk Pb adalah 0,03 mg/L dan Cr adalah 0,05 mg/L.
Analisis  data  dilakukan  dengan  metode  deskriptif  yang  meliputi  karakterisitik  mikroskopik  dan makroskopik bakteri yang diisolasi dari lokasi penelitian. Kemudian dilanjutkan dengan uji sensitivitas mikroba tahan logam berat Pb dan Cr dengan metode kertas cakram. Kertas cakram dengan berbagai konsentrasi logam berat Pb dan Cr diletakkan sedemikian rupa pada permukaan media NA yang telah

## Indigenous Biologi
Jurnal pendidikan dan Sains Biologi 5(2) 2022
diinokulasi isolat mikroba tahan logam berat Pb dan Cr dan diinkubasi selama 24 jam. Diameter zona bening  dan  paper disc  diukur  dengan  menggunakan jangka  sorong  dan dilakukan  pengukuran  zona hambat  dengan  rumus  berikut:  zona  hambat  (mm)  =  diamater  zona  bening –  diameter  paper  disc (Afiyatul, 2020).

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan hasil isolasi dan identifikasi, diperoleh adanya pertumbuhan mikroba pada media NAPb  dan  NACr.  Adanya  bakteri  yang  ditemukan  di  lingkungan  yang  mengandung  logam  berat  Pb dan  Cr  ini  menunjukkan  sifat  toleran  bakteri  terhadap  toksisitas  logam  berat  dengan  konsentrasi tertentu. Adanya bakteri yang ditemukan di lingkungan yang mengandung logam berat Pb dan Cr ini menunjukkan  sifat  toleran  bakteri  terhadap  toksisitas  logam  berat  dengan  konsentrasi  tertentu. Menurut Spain (2003), mikroba yang hidup pada lingkungan yang tercemar  logam berat mempunyai beberapa  mekanisme  toleransi  terhadap  logam  berat  dengan  cara efflux metal  ke  luar  sel,  dengan reduksi logam berat, dengan kompleksasi, atau menggunakan logam berat sebagai penerima terakhir elektron pada proses respirasi anaerob. Disamping itu, nilai pH sampel air sungai adalah 7,0 dimana menurut  Suriawiria  (2008)  bakteri  membutuhkan  nilai  derajat  keasaman  atau  pH  sekitar  6,5  -  7,5 sebagai  batasan  terhadap  aktivitas  enzim  dalam  pertumbuhan  bakteri.  Ariono  (1996)  juga menjelaskan  bahwa  aktivitas  mikroba  yang  mempunyai  kemampuan  akumulasi  logam  berat cendurung memerlukan suasana netral.
Dari  hasil  penelitian  diperoleh  bahwa  terdapat  tiga  jenis  koloni  bakteri  (Gambar  1)  dimana ditemukan pada kedua media selektif. Hal ini menunjukkan bahwa ketiga jenis koloni bakteri toleran terhadap  logam  berat  Pb  maupun  Cr.  Ketiga  jenis  koloni  bakteri  ini  selanjutnya  diberi  kode  K1,  K2, dan K3.

## Gambar 1.Koloni mikroba tahan logam berat Pb dan Cr hasil isolasi dari sampel air sungai tercemar limbah industri keramik.
Setelah  isolasi  ketiga  bakteri  tahan  logam  berat  Pb  dan  Cr  dilakukan,  dilanjutkan  dengan tahap  identifikasi  bakteri.    Tahap  identifikasi  dilakukan  dengan  mengamati  karakteristik  makroskopik dan  mikroskopik  dari  koloni  bakteri  K1,  K2,  dan  K3.  Dari  hasil  identifikasi,  ditemukan  3  jenis  bakteri yaitu  K1  adalah Pseudomonas  pseudomallei, K2  adalah Pseudomonas  fluorescens  dan K3  adalah Bacillus subtilis. Hasil identifikasi ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Hasil pewarnaan Gram koloni mikroba tahan logam berat Pb dan Cr (perbersaran 1000x).
Setelah isolasi ketiga bakteri tahan logam berat Pb dan Cr dilakukan, dilanjutkan dengan tahap identifikasi  bakteri.    Tahap  identifikasi  dilakukan  dengan  mengamati  karakteristik  makroskopik  dan mikroskopik  dari  koloni  bakteri  K1,  K2,  dan  K3.  Hasil  identifikasi  ditunjukkan  pada  Gambar  2. Berdasarkan  hasil  identifikasi  yang  telah  dilakukan,  koloni  bakteri  dengan  kode  K1  adalah Pseudomonas  pseudomallei karena  memiliki  karakteristik  batang  negatif,  koloni  bulat,  putih  kusam, tepi  tidak  rata,  permukaan  datar  dan  licin.  Menurut  Khoiroh  (2014), P.pseudomallei mampu mengadsorbsi logam berat timbal (Pb) melalui dinding selnya.
Selanjutnya koloni bakteri dengan kode K2 adalah Pseudomonas fluorescens karena memiliki karakteristik  batang  negatif,  koloni  bulat,  kuning  bening,  permukaan  cembung  dan  mengkilat,  serta memiliki  karakter  khusus  yaitu  berpendar  biru.  Menurut  Baldi et  al. (1990) P.  fluorescens memiliki kemampuan untuk  merubah kromium tetravalen menjadi kromium trivalen dengan adanya senyawa yang  mendukung  proses  metabolisme  seperti  H 2 S,  sistein,  glutathione,  asam  askorbat  dan sebagainya.  Pada  hasil  identifikasi  untuk  koloni  bakteri  dengan  kode  K3  adalah Bacillus  subtilis karena memiliki karakteristik batang positif, koloni bulat, putih kusam, tepi tidak rata, permukaan datar dan  licin.  Menurut  Arinda  dkk.  (2012),  seluruh  bakteri  genera Bacillus menunjukkan  pertumbuhan pada media yang mengandung logam berat Pb dengan kisaran konsentrasi 30-50 ppm.
Uji sensitivitas dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui batas maksimal konsentrasi logam berat  Pb  dan  Cr  yang  mampu  menghambat  pertumbuhan  ketiga  mikroba  tahan  logam  berat  hasil isolasi  dari  sampel  air  sungai  tercemar  limbah  industri  keramik.  Pada  uji  sensitivitas  ini  dilakukan dengan  mengujikan  berbagai  konsentrasi  logam  berat  Pb  dan  Cr  sebanyak  20  µl  terhadap  masing- masing  koloni  bakteri,  yaitu  K1  ( Pseudomonas  pseudomallei ) , K2  ( P.  fluorescens ) , dan  K3  ( Bacillus subtilis ). Hasil uji sensitivitas mikroba tahan logam berat Pb dan Cr ditunjukkan pada Gambar 2. Pada Gambar 2 terlihat adanya keberagaman hasil uji dari masing-masing konsentrasi logam berat baik Pb maupun  Cr.  Terbentuknya  zona  bening  di  sekitar  paper  disc  menandakan  adanya  penghambatan logam  berat  terhadap  pertumbuhan  mikroba. Zona  bening  merupakan petunjuk  kepekaan  bakteri terhadap bahan antibakteri yang digunakan sebagai bahan uji yang dinyatakan dengan lebar diameter zona hambat (Vandepitte, 2005). Untuk mengetahui daya hambat logam berat terhadap mikroba atau tingkat  sensitivitas  mikroba  terhadap  logam  berat,  dilakukan  penghitungan  zona  hambat  melalui selisih  antara  diameter  zona  bening  dengan  diameter  paper  disc.Hasil  penghitungan  zona  hambat untuk masing-masing konsentrasi logam berat Pb dan Cr ditampilkan pada Tabel 1.

## Indigenous Biologi
Jurnal pendidikan dan Sains Biologi 5(2) 2022
Gambar 2.Hasil uji sensitivitas mikroba tahan logam berat Pb dan Cr dari sampel air sungai tercemar limbah industri keramik. (1) Pb 0,03 ppm, (2) Pb 0,3 ppm, (3) Pb 3 ppm, (4) Pb 30 ppm, (5) Cr 0,05 ppm, (6) Cr 0,5 ppm, (7) Cr 5 ppm, (8) 50 ppm.
Tabel 1.Zona hambat hasil uji sensitivitas mikroba tahan logam berat Pb dan Cr dari sampel air sungai tercemar
limbah industri keramik . Logam Berat Konsentrasi (ppm) Zona Hambat (mm) K1 K2 K3 Pb 0,03 0,00 0,00 0,00 0,3 0,14 0,14 0,15 3 0,17 0,17 0,17 30 0,09 0,14 0,43 Cr 0,05 0,00 0,00 0,15 0,5 0,01 0,00 0,21 5 0,01 0,09 0,32 50 0,12 0,11 0,35
Berdasarkan  Tabel  1,  logam  berat  Pb  pada  konsentrasi  0,03  ppm  (ambang  batas)  tidak menunjukkan adanya zona hambat terhadap ketiga bakteri (K1, K2, K3). Sedangkan logam berat Cr 0,05 ppm (ambang batas) juga tidak menunjukkan adanya zona hambat pada K1 dan K2, tetapi ada penghambatan pada K3 dengan zona hambat 0,15 mm yang relatif rendah. Hal ini seperti pada hasil skrining dimana ketiga bakteri tersebut mampu tumbuh pada media selektif yang mengandung logam berat Pb dan Cr dengan konsentrasi sesuai ambang batas.Pada Pb 0,3 ppm dan 3 ppm memiliki daya hambat yang relatif sama pada K1, K2, dan K3. Berbeda dengan Cr 0,5 ppm dan 5 ppm yang memiliki daya hambat kisaran 0,20 – 0,35 mm terhadap K3, tetapi terhadap K1 dan K2 daya hambat sangat kecil, yaitu kisaran 0,00 – 0,10 mm. Pada Pb 30 ppm zona hambat terhadap K1 dan K2 mengalami penurunan, tetapi terhadap K3 memiliki zona hambat 0,43 mm.Penurunan zona hambat pada K1 dan K2 diduga karena tidak meratanya penyebaran suspensi sel bakteri pada permukaan media atau tidak tepatnya proses injeksi larutan logam berat pada paper disc. Pada Cr 50 ppm terdapat peningkatan zona hambat terhadap ketiga bakteri dimana zona hambat pada K3 paling besar, yaitu 0,35 mm.
Namun  secara  keseluruhan,  zona  hambat  tidak  ada  yang  melebihi  0,50  mm  dan  hal  ini menunjukkan  bahwa  sensitivitas  ketiga  bakteri  terhadap  logam  berat  Pb  dan  Cr  adalah  rendah. Rendahnya sensitivitas mikroba terhadap logam berat menandakan adanya penggunaan logam berat
untuk pertumbuhan mikroba. Suhendrayatna (2001) menjelaskan bahwa mikroba dapat menjadi agen bioremoval karena mampu mengadsorbsi logam timbal melalui mekanisme passive uptake dan active uptake. Passive uptake terjadi ketika ion logam berat terikat pada dinding sel biosorben, dimana akan terjadi  pertukaran  ion  dinding  sel  dengan  ion  logam  berat  atau  melalui  pembentukan  senyawa kompleks  antara  ion  logam  berat  dengan  gugus  fungsional,  seperti  karbonil,  thiol,  amino,  hidroksi, fosfat,  dan  hidroksi-karboksil  secara  cepat  dan  bolak-balik.  Sedangkan active  uptake adalah mekanisme  masuknya  logam  berat  ke  dalam  sel  mikroba  melewati  membran  sel  melalui  transpor membran karena adanya kemiripan sifat fisika-kimia antara logam berat dan logam esensial (Cossich, et al. , 2002).

## KESIMPULAN
Logam  berat  Pb  dan  Cr  memiliki  daya  hambat  yang  rendah  terhadap  K1  ( Pseudomonas pseudomallei ) , K2  ( Pseudomonas  fluorescens ) , dan  K3  ( Bacillus  subtilis ).  Ketiganya  dapat  dijadikan sebagai  bioindikator  keberadaan  logam  berat  Pb  dan  Cr  karena  mampu  tumbuh  pada  lingkungan dengan konsentrasi logam berat Pb dan Cr di atas ambang batas. K1 ( Pseudomonas pseudomallei ) , K2 ( Pseudomonas fluorescens ) , dan K3 ( Bacillus subtilis )  memiliki potensi sebagai agen bioremoval logam berat Pb dan Cr.

## DAFTAR PUSTAKA
Afiyatul  dawaiyah.  2020.  Identifikasi  dan  uji  resistensi  logam  berat  timbale  (Pb)  pada  bakteri  yang diisolai  dari  perairan  paciran  Lamongan.  Skripsi  program  studi  biologi.  UIN  Sunan  Ampel Surabaya.
Arinda,  T.,  Maya  S.,  dan  Enny  Z.  2012. Heavy  Metal  Resistance  of Bacillus.Scientific  Conference  of Environmental Technology IX.Institut Teknologi Sepuluh November.Surabaya.
Ariono,  D.  1996. Bioremediasi  Logam  Berat  di  Lingkungan  Perairan  dengan  Bantuan Mikroba .Biota.Vol. 1 (2).
Baldi, F., AM. Vaughan, and GJ. Olson. 1990. Chromium (IV)-Resistant Yeast Isolated from a Sewage Treatment  Plant Receiving Tanneri Wastes . Appl. Enoiron. Microbial. 56: 913-918.
Cossich,  E.S.,  C.R.G  Tavares.,  T.M.K.Ravagnani.  2002. Biosorption  of  Chromium(III)  by Sargassum sp . Biomass . Universidad Catolica de Valparaiso. Chile, Vol. 5 (2). Hasyimuddin,  Fatmawati  nur, Indriani.  2018.  Isolasi  bakteri  pengakumulasi  logam  berat  timbale  (Pb) pada saluran pembuangan limbah industri di Kabupaten Gowa. Biotropic Vol 2 (2).
Khoiroh,  Z.  2014. Bioremediasi  Logam  Berat  Timbal  (Pb)  dalam  Lumpur  Lapindo  Menggunakan Campuran  Bakteri  ( Pseudomonas  pesudomallei dan Pseudomonas  aeruginosa ) .Skripsi. Jurusan Biologi. UIN Maulana Malik Ibrahim Malang. Komarawidjaja,  W.  dan  Titiresmi.2006. Teknik  Biomonitoring- sebagai  Alternatif  “Tool”  Pemantauan Kualitas Lingkungan Perairan. J.Tek.Ling Edisi Khusus: 144-147.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 22 Tahun 2021 tentang Penyelenggaraan Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup
Spain,  A.  2003. Implications  of  Microbial  Heavy  Metal  Tolerance  in  The  Environment .  Reviews  in Undregraduate Research 2: 1-6.
Suhendrayatna.2001. Bioremoval  Logam  Berat  dengan  Menggunakan  Mikroorganisme .  Kajian Kepustakaan. Institute for Science and Technology Studies (ISTECS). Japan.
Suriawiria, U, Prof. Drs. 2008. Mikrobiologi Air. Edisi Kedua. Alumni. Bandung. Vandepitte,  S.  2005.  Prosedur  Laboratorium  Dasar  untuk  Bakteriologis  Klinis.  Edisi  2.  Buku Kedokteran EGC, Jakarta.