 |
| Credit by google.com |
PENGANTAR MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN
·
Ruang lingkup dan Peranan
Mikrobiologi
adalah kajian organisme yang membahas mahkluk kecil atau disebut dengan mahkluk
mikroskopis dapat dilihat dengan jelas menggunakan mikroskop atau tidak dengan mata
telanjang; kajian ini mencakup virus, bakteri, khamir, alga, dan jamur. Dan
dapat dikaitkan dengan perannya dalam ruang lingkup lingkungan. Baik pada
lingkungan Perairan, Tanah, dan Udara. Dalam peranannya tersebut dengan
lingkungan yang berbeda tentu berbeda jenis dan karakteristiknya sehingga aksi
dan reaksi yang dihasilkanpun berbeda serta fungsi dan solusi permasalah pada
setiap lingkungan dan jenis mikroba yang terdapat pada suatu kasus
berbeda-beda. Perbedaan yang secara keselurahan berbeda yaitu Teknik, Alat
serta Media tumbuhnya. Peranan Mikrobiologi Lingkungan mencangkup: Mikrobiologi
Kesehatan pada Lingkungan, Mikrobiologi Industri pada Lingkungan, Mikrobiologi
Ekologi pada Lingkungan. Untuk keberlangsungan masa depan dan Pemecahan masalah
sehingga mendapatkan solusi dalam mengetasi dan memperbaikinya.
·
Sejarah Mikrobiologi Lingkungan
Beberapa
tokoh yang berperan dalam penemuan mikrobia diantaranya :
1. Robert Hooke (1635-1703)
Robert
Hooke adalah seorang peneliti dari Inggris yang pertama kali menemukan
mikroskop. Hasil pengamatan Robert Hooke dipublikasikan dengan judul Micrographia
(1664). Hasil karyanya yang lain adalah membuat deskripsi tentang jamur benang
mikroskopik yang tumbuh di permukaan kulit serta melakukan pengamatan
mikroskopi jaringan dengan struktur yang berupa ruang-ruang kecil. Ruang-ruang
kecil tersebut selanjutnya ddikenal sebagai sel.
2. Antony van Leeuwenhoek (1632 – 1723)
Antony
van Leeuwenhoek adalah seorang penguji rasa anggur dari Belanda, yang juga
bekerja di pabrik tirai dari linen. Dia selalu menggunakan kaca pembesar untuk
menguji kualitas bahan tekstil, selanjutnya ia mengembangkan lensa menjadi
mikroskop sederhana. Dengan mikroskop ini, dia melakukan pengamatan berbagai
jasad renik yang hidup dalam setetes air. Leeuwenhoek adalah orang pertama yang
mendeskripsikan hewan mikroskopik yang disebut protozoa dan bakteri. Semua
bentuk kehidupan itu disebut animalcules. Leeuwenhoek juga menemukan bakteri
dari mulut manusia.
3. Paul Ehrlich dan Christian Gram
Pengamatan
mikrobia secara mikroskopik selanjutnya diikuti dengan berkembangnya teknik
pewarnaan metilen biru yang diperkenalkan oleh Paul Ehrlich (1881). Teknik
pewarnaan sel bakteri dikembangkan lebih lanjut oleh Christian Gram (1884) yang
dikenal dengan teknik pewarnaan Gram. Teknik ini merupakan teknik pewarnaan
diferensial untuk klasifikasi bakteri, yang tergantung pada struktur dinding
sel bakteri.
Mikrobiologi lingkungan sendiri berkaitan dengan
semua proses mikrobial yang terjadi di tanah, air, atau makanan, sebagai
contoh. Hal tersebut tidak menekankan pada microenvironment, dimana mikrobia
sesungguhnya berfungsi, tetapi lebih pada efek keberadaan dan peran mikrobia
pada skala/area yang lebih luas. Seseorang dapat mempelajari proses yang
dimediasi oleh mikrobia dan kemungkinan efek globalnya dalam “mikrobiologi
lingkungan” tanpa mengetahui microenvironment
spesifiknya dimana sesungguhnya proses itu terjadi. Namun demikian perlu
disadari bahwa peran mikrobia di lingkungannya yang kecil dapat menimbulkan
efek global terhadap ekosistem yang luas.
MIKROBIOLOGI AKUATIK
·
Lingkungan Mikrobe Akuatik
Mikroorganisme tidak dapat dipisahkan dengan
lingkungan abiotik dan biotik dari suatu ekosistem karena perannya sebagai
pengurai. Salah satunya adalah peran mikroorganisme yang hidup pada daerah
akuatik. Air alami tersedia sebagai habitat untuk sejumlah mikroorganisme.
Mikroorganisme tersebut dapat menempati habitat air tawar seperti danau,
sungai, kolam, habitat lautan, atau habitat estuari atau daerah antara laut dan
air-tawar. Ilmu mengenai mikroorganisme dalam lingkungan air tawar, lautan dan estuari
disebut mikrobiologi akuatik. (Waluyo, 2009).
Menurut Taringan 1988, keberadaan
mikroorganisme-mikroorganisme dalam lingkungan akuatik dan kegiatannya sangat
penting. Jasad renik tersebut dapat
mempengaruhi kesehatan manusia dan kehidupan hewan, hal ini karena mereka
menempati posisi kunci di dalam rantai makanan dengan cara menyediakan makanan
bagi kehidupan akuatik berikutnya yang bertaraf lebih tinggi. Jasad-jasad renik
tersebut membantu berlangsungnya rantai reaksi biokimiawi yang mengatur daur ulang
unsur-unsur, seperti yang terjadi di dalam tanah. Oleh karena itu dalam makalah
ini akan dikaji secara umum tentang penyebaran mikroorganisme akuatik serta
peranan mikroba di lingkungan akuatik baik yang menguntungkan maupun merugikan.
·
Kelompok Mikrobe dalam Air
o
Distribusi pada Mata Air dan Sungai
o
Distribusi pada Danau
o
Distribusi pada Laut
o
Distribusi pada Sedimen Perairan Dalam
·
Kehidupan di Dalam Air
Seperti umumnya di dalam habitat atau tempat hidup
lainnya, kelompok yang didapatkan hidup di air terdiri dari bakteri, fungi,
mikroalga, virus dan protozoa. Kelompok-kelompok tersebut kehadirannya dalam
air ada yang mendatangkan keuntungan, tetapi juga banyak yang mendatangkan
kerugian
·
Distribusi Mikrobe Air dalam Siklus
Unsur dalam Air
Koloni mikroorganisme dalam jumlah besar bisa
didapatkan dari lapisan atas lumpur suatu danau karena memiliki bahan organik
yang tinggi. Keberadaan mikroorganisme tersebut dapat dihitung dengan hitung
mikroskopik langsung. Jumlah bakteri yang ditemukan antara 1.000.000 sampai
dengan beberapa ratus juta per gram lumpur. Jumlah bakteri saprofit secara umum
sebanyak beberapa puluh ribu sampai beberapa ratus ribu per gram lumpur. Pada
air yang tercemar didapatkan jumlah yang lebih besar.
Lumpur yang berisi bakteri dan bahan-bahan
organik yang telah terurai dapat didapatkan dari kedalaman lumpur yang hanya
beberapa sentimeter. Pada kedalaman 1 m jumlah bakteri hanya sedikit
dibandingkan pada permukaan. Hampir dalam semua endapan danau, di samping
Eubacteria, Actinomycetes juga dapat dideteksi. Jumlah Actinomycetes menurus
sesuai dengan kedalaman. Demikian juga, jumlah fungi dalam lumpur danau juga
menurun dengan meningkatnya kedalaman sedimen.
·
Mikrobe dalam Ekosistem Perairan
Perairan alami memiliki sifat yang dinamis dan aliran
energi yang kontinyu hal ini terjadi selama sistem di dalamnya tidak
mendapatkan gangguan atau hambatan, antara lain dalam bentuk pencemaran.
Lingkungan perairan meliputi air laut, air payau (peralihan air tawar ke air
laut), dan air tawar, Di lingkungan t lepas memiliki populasi mikroorganisme
yang relatif lebih rendah, di lingkungan perairan populasi mikroorganisme
terdapat lebih banyak, hal ini karena lingkungan pantai kaya akan nutrien yang
berasal dari daratan. Pada lingkungan perairan terdapat mikroorganisme sama
seperti lingkungan yang lainnya.
Air merupakan komponen esensial bagi kehidupan jasad
hidup. Akan tetapi dapat juga merupakan suatu substansi yang membawa
malapetaka, karena air dapat membawa mikroorganisme patogen dan zat-zat kimia
yang bersifat racun (Tarigan, 1988). Dalam air baik yang kita anggap jernih,
sampai terhadap air yang keadaannya sudah kotor atau tercemar, di dalamnya akan
terkandung sejumlah kehidupan.
MIKROBE DAN PENCEMARAN AIR
·
Pencemaran terhadap Bahan Air
Populasi mikroba di alam sangat besar dan kompleks.
Beratus-ratus spesies dari berbagai mikroba biasanya menghuni lingkungan yang
menurutnya nyaman dan menguntungkan sehingga terjadinya penumbuhan
mikroorganisme yang berlebihan dapat menimbulkan pencemaran Air yang kita gunakan
untuk keperluan sehari-hari mengandung berbagai jenis mikroba (patogen dan
nonpatogen) di dalamnya. Seiring dengan berkembangnya industri, penduduk dan
luasnya areal pemukiman, ketersediaan akan air bersih yang layak diminum
semakin langka. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam menilai kelayakan
/ kualitas air unuk menjadi air minum adalah jenis bakteri yang terkandung di
dalamnya. Pemakaian air sungai sebagai air minum masih aman digunakan asalkan
mikroorganisme (bakteri) yang terkandung di dalamnya tidak bersifat patogen.
Air minum yang tercemar oleh kuman dapat menyebabkan wabah penyakit usus.
Ditemukannya kuman-kuman patogen dari air minum, misalnya Salmonella Tiphy,
Shigella dysentriae, Vibrio Cholera, Escherichia coli merupakan bukti langsung
bahwa air minum sudah tercemar kotoran manusia. Salah satu metode pencegahan
yang dapat dilakukan adalah dengan monitoring kualitas air secara mikrobiologik
sebelum dijadikan sebagai sumber air minum. Koliform merupakan suatu grup
bakteri yang digunakan sebagai indikator adanya polusi kotoran dan kondisi yang
tidak baik terhadap air, makanan,, susu,dll. Koliform sebagai suatu kelompok
dicirikan sebagai bakteri berbentuk batang, gram negative, tidak membentuk
spora, aerobik dan anaerobik fakultatif yang memfermentasi laktosa dengan
menghasilkan asam dan gas dalam waktu 48 jam pada suhu 35°C. Adanya bakteri
koliform di dalam minuman menunjukkan kemungkinan adanya mikroba yang bersifat
enteropatogenik dan atau toksikgenik yang berbahaya bagi kesehatan.
·
Penyebaran Mikroba Lewat Air
Bakteri flora pada permukaan perairan lebih banyak
daripada perairan subterania. Komposisinya tergantung dari suplai
nutrien-nutrien dalam air. Jumlah bakteri tanha yang terikut air biasanya masih
cukup tinggi misalnya, Azotobacter choroococum, dan bakteri pengurai nitrit,
Nitrosomonas europeae dan Nitrobacter winogradskyi.
Suingai-sungai membawa lebih banyak atau lebih
sedikit limbah yang membawa bakteri tergantung limpahan limbah yang terbuang.
Contoh yang menarik adalah bakteri intestinal Escherichia coli, yang dinamakan
strain Koliform dan Salmonella patogenik sebagai penyebab demam tifoid. Danau
mata air masih mengandung banyak bakteri dari sumber mata air; penambahan
bakteri tergantung dari faktor fisika dan faktor kimia. Determinasi jumlah
total bakteri dengan cara hitungan langsung di sungai memberikan gambaran
jumlah yang tidak tentu tergantung dari hidrografi. Misalnya, 352.000-9.800.000
per ml air, di sungai Rio Negro Brazilia berjumlah 200.000-300.000 per ml air,
dan di sungai Dalvin Slovakia berjumalah 1.194.400 per ml air.
Banayak faktor yang mempengaruhi penyebaran mikroba
di dalam air. Diantaranya; a) faktor abiotik, seperti cahaya, temperatur,
tekanan, turbiditas, konsentrasi ion hidrogen dan potensial redoks, salinitas,
bahan-bahan anorganik dan organik, gas-gas terlarlarut; b) faktor biotik seperti kompetisi nutrien, bakteri dan fungi
sebagai makanan organisme lainnya, vitamin, enzim dan antibiotika.
PENYEDIAAN AIR BERSIH DAN AIR MINUM
·
Sumber-sumber Air
Pegunungan,
Sumur, dan Sungai.
·
Kriteria Kualitas Air
1. Air
harus jernih atau tidak keruh. Kekeruhan pada air biasanya disebabkan oleh
adanya butir-butir tanah liat yang sangat halus. Semakin keruh menunjukkan
semakin banyak butir-butir tanah dan kotoran yang terkandung di dalamnya.
2. Tidak
berwarna. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain berbahaya bagi
kesehatan, misalnya pada air rawa berwarna kuning , air buangan dari pabrik ,
selokan, air sumur yang tercemar dan lain-lain.
3. Rasanya
tawar. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin menunjukan bahwa kualitas
air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang
larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun
asam anorganik.
4. Tidak
berbau. Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun
dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan-bahan organik yang sedang
didekomposisi (diuraikan) oleh mikroorganisme air.
5. Derajat
keasaman (pH) nya netral sekitar 6,5 – 8,5 . Air yang pHnya rendah akan terasa
asam, sedangkan bila pHnya tinggi terasa pahit. Contoh air alam yang terasa
asam adalah air gambut (rawa)
6. Tidak
mengandug zat kimia beracun, misalnya arsen, timbal, nitrat, senyawa raksa,
senyawa sulfida, senyawa fenolik, amoniak serta bahan radioaktif.
7. Tidak
boleh mengandung bakteri patogen seperti Escheria coli , yaitu bakteri yang
biasa terdapat dalam tinja atau kotoran, serta bakteri-bakteri lain yang dapat
menyebabkan penyakit usus dan limpa, yaitu kolera, typhus, paratyphus, dan
hepatitis. Dengan memasak air terlebih dahulu hingga mendidih, bakteri tersebut
akan mati.
·
Perlindungan Kualitas Air
Dengan pemeriksaan mikrobiologis dengan Most
Probable Number Test (MPN) terhadap sampel yang terdiri dari tiga tes, yaitu
presumptive test, confirmative test, dan complete test. Uji kualitatif Coliform
secara lengkap terdiri dari tiga tahap yaitu uji dugaan (presumptive test), uji
penetapan (confirmed test), dan uji pelengkap (completed test). Metode
pengujian yang digunakan adalah metode Most Probable Number (MPN) atau Jumlah
Perkiraan Terbatas (JPT).
Analisis kuantitatif mikrobiologi pada air minum
penting dilakukan untuk mengetahui mutu air minum tersebut. Ada beberapa cara
yang dapat digunakan untuk menghitung atau mengukur jumlah jasad renik dalam
suatu suspensi, salah satunya adalah pemeriksaan adanya bakteri Coliform pada
minuman dengan metode MPN (Most Probable Number).
Pemeriksaan derajat pencemaran air secara
mikrobiologi umumnya ditunjukkan dengan kehadiran bakteri indikator seperti
Coliform dan Fecal coli. Bakteri Coliform sebagai suatu kelompok dicirikan
sebagai bakteri berbentuk batang gram negatif, tidak membentuk spora, aerobik,
dan anaerobik fakultatif yang memfermentasi laktosa dengan menghasilkan asam
dan gas dalam waktu 48 jam pada suhu 35° C. Berdasarkan hal inilah yang melatar
belakangi dilaksanakannya praktikum ini untuk mengetahui teknik pengujian
kualitas air dengan menggunakan metode MPN sehingga dapat mengetahui air yang
baik untuk dikonsumsi.
·
Kualitas Kemasan dan Air Isi Ulang
Penampungan
air baku yang diambil dari sumbernya diangkut dengan menggunakan tangki air dan
selanjutnya ditampung dalam bak tendon. Bak tendon dibuat dari bahan tara
pangan (food grade) dan bebas dari bahan-bahan yang dapat mencemari air.
Tangki
pengangkutan mempunyai persyaratan yang terdiri atas:
(1)
Khusus digunakan untuk air minum
(2)
Mudah dibersihkan dan didesinfektan, diberi pengaman.
(3)
Harus mempunyai ”manhole”
(4)
Pengisian dan pengeluaran air harus melalui kran.
(5)
Selang dan pompa yang dipakai untuk bongkar muat air baku harus diberi penutup
yang baik, disimpan dengan aman dan dilindungi dari kemungkinan kontaminasi.
Tangki, selang, pompa dan sambungan harus terbuat dari bahan tara pangan (food
grade) tahan korosi dan bahan kimia yang dapat mencemari air. Tangki
pengangkutan harus dibersihkan, disanitasi dan desinfeksi bagian luar dan dalam
minimal 3 (tiga) bulan sekali.
Penyaringan
bertahap
Tahapan
penyaringan antara lain terdiri dari :
(1)
Saringan berasal dari pasir atau sandfilter
(2)
Saringan karbon aktif atau carbon filter
(3)
Saringan halus atau micro filter
Desinfeksi dimaksudkan untuk membunuh kuman patogen.
Proses desinfeksi dengan menggunakan ozon (O3) berlangsung dalam tangki
pencampur ozon minimal 0,1 ppm dan residu ozon sesaatsetelah pengisian berkisar
antara 0,06 – 0,1 ppm. Tindakan desinfeksiselain menggunakan ozon, dapat
dilakukan dengan cara penyinaranUltra Violet (UV) dengan panjang gelombang 254
mm atau kekuatan 2.537 derajat Angstrom. Proses desinfeksi sinar ultra violet
yaitu dengan melewatkan air kedalam tabung atau pipa yang disinari dengan lampu
ultra violet.
Pengisian ketempat air (wadah) dilakukan dengan
menggunakan alat serta dilakukan dalam tempat pengisian yang hygienis.
Penutupan tempat air (wadah) dapat dilakukan dengan
tutup yang dibawa konsumen dan atau yang disediakan oleh Depot air minum.
·
Memilih Air Kemasan
o
Perhatikan suhu
o
Lihat bentuk kemasan
o
Perhatikan lingkungan penyimpanan
o
Lihat tanggal kedaluwarsa
o
Perhatikan warna dan bau air
o
Harus terdaftar di Depkes dan BPOM
PROSES PENGOLAHAN AIR
·
Pengertian Pengolahan Air
o
Skema pengolahan air bersih:
o
(Bangunan Pengumpul Air)
o
Bak Prasedimentasi (optional)
o
WTP (Water Treatment Plant)
pokok dari sistem pengolahan air bersih. Bangunan
ini beberapa bagian, yakni koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi dan
desinfeksi.
·
Cara-cara Perbaikan Kualitas Air
Adapun
cara perbaikan air dapat dilakukan dengan cara yang sederhana antara lain :
1. Sedimentasi
adalah proses pengendapan partikel-partikel padat yang tersuspensi dalam
cairan/zat cair dengan menggunakan pengaruh gravitasi, untuk mengendapkan
partikel-partikel tersuspensi yang lebih kuat daripada air, dan unutk mereduksi
bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari dalam air dan dapat juga berfungsi
untuk mereduksi kandungan organisme (patogen) tertentu dalam air.
2. Koagulasi
/ Flokulasi adalah proses pengumpulan partikel-partikel halus yang tidak dapat
diendapkan secara gravitasi, menjadi partikel yang lebih besar sehingga bisa
diendapkan, dengan jalan menambahkan bahan koagulasi antara lain yang sering
digunakan adalah tawas. Secara tradisional untuk koagulasi air, banyak dipakai
seperti biji kelor, karat besi, tanah gambut, dan lain sebagainya. Kegunaannya
adalah untuk memudahkan partikel-partikel tersuspensi yang sangat lembut dapat
diendapkan.
3. Aerasi
adalah proses pengelolahan air dengan cara mengontakkannya dengan udara,
tujuannya adalah untuk penambahan jumlah oksigen, penurunan jumlah karbon
dioksida, dan berbagai senyawa yang
bersifat volatile yang berkaitan untuk rasa dan bau, agar menghasilkan air
minum yang baik.
4. Filtrasi
adalah proses penyaringan air menembus media berpori-pori. Penyaringan yang
dimaksud adalah penyaringan dengan melewatkan air melalui bahan berbentuk
butiran yang diatur sedemikian rupa sehingga zat padatnya tertinggal pada
butiran tersebut. Bahan yang umum digunakan untuk penyaringan adalah pasir.
Dalam proses penyaringan yang kita amati adalah kekeruhan. Kekeruhan air yang
masuk saringan, dan kekeruhan air yang keluar dari saringan. Jenis-jenis
saringan terdiri dari, saringan pasir yang terdiri dari saringan pasir lambat,
saringan pasir cepat. Di samping saringan pasir, masih ada beberapa saringan
yang diperkenalkan antara lain : penyaringan dengan kain, untuk menyaring kotoran,
daun dan binatang kecil, parasit besar, misalnya telur cacing dan protozoa.
Penyaringan dengan bejana tanah liat atau berpori dapat menyaring kista, telur
cacing dan cercaria. Saringan arang batok yang dapat berfungsi menjernihkan
air.
·
Pengolahan Air Buangan
o
Pengenceran (dilution)
o
Irigasi Luas
o
Kolam Oksidasi (oxidation ponds/waste
stabilizationponds lagoon)
o
Pengolahan air buangan primer dan
sekunder/ primary and secondary treatment plant
