Uji aktivitas biodegradasi pada plastik LDPE (low density polyethylene) menggunakan bacillus subtilis dan aspergillus niger

ABSTRAK:

Plastik menjadi permasalahan lingkungan yang sampai saat ini berusaha diatasi. Pertumbuhan populasi manusia yang semakin meningkat berdampak pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi plastik sehingga produksi plastik juga semakin meningkat. Hal ini menyebabkan adanya timbunan plastik dan menjadi penyebab pencemaran lingkungan. Salah satu jenis plastik yang banyak digunakan dalam berbagai aktivitas manusia adalah LDPE ( Low Density Polyethylene). Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan lingkungan ini adalah dengan biodegradasi. Pada penelitian ini, proses biodegradasi plastik LDPE menggunakan kultur tunggal dan kultur campuran Bacillus subtilis yang telah diisolasi dari TPA Pisang Kipas Jatimulyo, Kota Malang dan Aspergillus niger. Bakteri dan fungi disubkultur dan dibuat inokulum, kemudian kultur tunggal dan kultur campuran keduanya diinokulasikan ke dalam media nutrien basal. Plastik LDPE yang telah dipreparasi ditambahkan ke dalam media yang berisi inokulum dan diinkubasi selama 60 hari . Kemudian, dihitung persentase biodegradasi plastik LDPE dan dikarakterisasi menggunakan FTIR dan SEM.

Persentase biodegradasi yang didapat pada kultur tunggal Bacillus subtilis, Aspergillus niger dan kultur campuran masing-masing 0,84%, 0,99% dan 0,81%. Hasil FTIR pada plastik LDPE sebelum dan sesudah biodegradasi menunjukkan adanya penambahan spektra pada plastik LDPE setelah diinkubasi dengan Bacillus subtilis, Aspergillus niger dan kultur campuran berturut-turut pada bilangan gelombang 1646 cm-1, 1575 cm-1 dan 1541 cm-1 yang mengindikasikan adanya gugus C=C (stretch). Pada hasil analisa SEM, menunjukkan struktur permukaan plastik LDPE sesudah biodegradasi mengalami keretakan, berlubang dan saling tumpang tindih.

ABSTRACT:

Plastics being an environmental problem that is still trying to be overcome. The growth of the human population which is increasing has an impact on the increase in the need and consumption of plastics, so that the production of plastics also increase. This cause a pile of plastics and cause of environmental pollution. One type of plastics that is widely used in various human activities is LDPE (Low Density Polyethylene). One of the ways that can be done to overcome this environmental problem is biodegradation. In this research, the biodegradation process of LDPE plastic using the single culture and mixed culture of Bacillus subtilis that isolated from Pisang Kipas Jatimulyo dumpsite, Malang City and Aspergillus niger. Bacteria and fungi were subcultured and made inoculum, then the single culture and mixed culture of both were inoculated to the nutrient bassal medium. Prepared LDPE plastic was added to the media containing the inoculum and incubated for 60 days. After that, the percentage of LDPE plastic biodegradation was calculated and characterized using FTIR and SEM.

The biodegradation percentages obtained in single culture of Bacillus subtilis, Aspergillus niger and mixed culture were 0.84%, 0.99% and 0.81%, respectively. FTIR results on LDPE plastic before and after biodegradation showed an addition of spectra on LDPE plastic after incubation with Bacillus subtilis, Aspergillus niger and mixed culture at wave numbers 1646 cm-1, 1575 cm-1 and 1541 cm-1 respectively which indicated the presence of the C=C group (stretch). The results of SEM analysis show that the surface structure of LDPE plastic after biodegradation is cracked, holes and overlaps.

مستخلص البحث:

يعد بلاستيك مشكلة بيئية تحاول حتى الآن التغلب عليها. يؤثر النمو المتزايد للسكان على زيادة الحاجة إلى بلاستيك واستهلاكه بحيث يزداد إنتاجه أيضا. هذا يسبب رواسب بلاستيكية ويسبب التلوث البيئي. أحد أنواع البلاستيك المستخدمة على نطاق واسع في الأنشطة البشرية المختلفة هو LDPE (بولي إيثيلين منخفض الكثافة). إحدى الطرق التي يمكن القيام بها للتغلب على هذه المشكلة البيئية هي التحلل الحيوي. في هذه الدراسة، استخدمت عملية التحلل الحيوي للبلاستيك LDPE تهذيب واحد وتهذيب مختلط من عصوية رقيقة (Bacillus subtilis) التي تم عزلها من ردم النفايات فيسانج كيفاس جاتي موليو بمدينة مالانج و رشاشية سوداء (Aspergillus niger). يتم تهذيب البكتيريا والفطريات وصنع اللقاح، ثم يتم تلقيح كل من التهذيب الفردي والتهذيب المختلط في وسائط المغذيات القاعدية. تمت إضافة بلاستيك LDPE المحضر إلى الأداة التي تحتوي على اللقاح وتم اختضانه لمدة ٦٠ يوما. بعد ذلك، تم حساب النسبة المئوية للتحلل الحيوي لبلاستيك LDPE وتوصيفها باستخدام جهاز تحويل فورييه للطيف بالأشعة تحت الحمراء (FTIR) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM).

كانت النسب المئوية هو التحلل الحيوي التي تم الحصول عليها في التهذيب المفرد من عصوية رقيقة ورشاشية سوداء وأيضا التهذيب المختلط لكل منهما ٠.٨٤%، ٠.٩٩%، ٠.٨١% على التوالي. أظهرت نتائج FTIR على بلاستيك بولي إثيلين منخفض الكثافة قبل وبعد التحلل الحيوي إضافات طيفية لبلاستيك بولي إثيلين منخفض الكثافة بعد الاحتضان مع عصوية رقيقة ورشاشية سوداء بتهذيب مختلط على التوالي عند أرقام موجية ١٦٤٦ سم -١ و ١٥٧٥ سم -١ و ١٥٤١ سم -١ مما يشير إلى وجود مجموعات C = C (التمدد). في نتائج تحليل SEM، يظهر أن البنية السطحية لبلاستيك LDPE بعد التحلل الحيوي بها شقوق و تثقّب وتتداخل مع بعضها البعض.