Mikrobiologi air
mikrobiologi air
BAB I
Pedahuluan
Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak satupun mahluk hidup di dunia ini yang tidak memerlukan dan tidak mengandung air. Sel hidup, baik tumbuhan maupun hewan, sebagian besar tersusun oleh air, seperti di dalam sel tumbuhan terkandung lebih dari 75% atau di dalam sel hewan terkandung lebih dari 67%. Keperluan sehari-hari terhadap air, berbeda untuk tiap tempat dan untuk tiap tingkatan kehidupan. Yang jelas, semakin tinggi taraf kehidupan, semakin meningkat jumlah keperluan akan air.
Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, maka jumlah penyediaan air selalu meningkat untuk setiap saat. Akibatnya kegiatan untuk pengadaan sumber-sumber air baru, setiap saat terus dilakukan antara lain dengan:
1) Mencari sumber-sumber air baru, baik berbentuk air tanah, air sungai, air danau.
2) Mengolah dan menawarkan air laut.
3) Mengolah dan menyehatkan kembali sumber air kotor yang telah tercemar seperti air sungai, air danau.
Masalah pelik yang harus dihadapi dalam masalah mengolah air adalah karena semakin meningkat dan tingginya pencemaran yang memasuki badan air. Pencemaran tersebut dapat berasal dari :
1) Sumber domestik, yang terdiri dari rumah tangga
2) Sumber non-domestik, yang terdiri dari kegiatan pabrik, industri, pertanian.
Pengadaan air bersih untuk kepentingan rumah tangga seperti untuk air minum, air mandi, dan sebagainya harus memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan. Air tawar bersih yang layak minum, kian langka di perkotaan. Sungai – sungai yang menjadi sumbernya sudah tercemar berbagai macam limbah, mulai dari buangan sampah organik, rumah tangga hingga limbah beracun dari industri. Air tanah sudah tidak aman dijadikan bahan air minum karena telah terkontaminasi rembesan dari tangki septik maupun air permukaan.
BAB II
ISI
Mikrobiologi Air
A. Air Domestik
1. Pengertian
Mikrobiologi adalah studi tentang mikroorganisme, yang uniseluler atau sel-cluster organisme mikroskopis. Oleh karena itu mikrobiologi air mengacu pada studi tentang mikroorganisme yang hidup di air, atau yang dapat diangkat dari satu habitat yang lain dengan air. Ada dua jenis utama dari air :
Air Tanah
Ini berasal dari sumur dalam dan mata air bawah tanah. Ini adalah hampir bebas dari bakteri karena tindakan penyaringan dalam tanah, pasir dan batu Namun, mungkin menjadi terkontaminasi ketika mengalir sepanjang saluran.
Permukaan air
Ini ditemukan di sungai, danau, dan sumur dangkal. Udara melalui yang melewati hujan selalu mencemari air Sumber lain adalah berbagai jenis perusahaan dan pertanian,peternakan oleh sisi arus air. Kemungkinan sumber kontaminasi mikroba dari tubuh air tanah dan limpasan pertanian, peternakan hewan, air hujan, limbah industri, buangan dari instalasi pengolahan air limbah dan badai kabur dari wilayah kota.
2. Pencemaran Air
Air dapat mendukung pertumbuhan berbagai jenis mikroorganisme. Sebagai contoh, kegiatan kimia ragi strain tertentu menghasilkan bir dan roti. Selain itu, pertumbuhan beberapa bakteri dalam air yang terkontaminasi dapat membantu mencerna racun dari air. Namun, keberadaan penyakit lainnya yang disebabkan mikroba dalam air adalah tidak sehat dan bahkan mengancam kehidupan. Kontaminasi yang mencemari air digolongkan ke dalam tiga kategori, yaitu kimiawi, fisik, dan hayati. Kontaminan – kontaminan tertentu dalam setiap kategori ini dapat mempunyai pengaruh nyata terhadap kualitas air.
3. Pemurnian Air
Air mungkin saja terlihat jernih, tidak berbau, dan tak berasa, tetapi tidak aman untuk diminum. Air yang baik dan aman untuk diminum ialah air yang bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan zat kimia yang merusak kesehatan. Pencemaran air oleh mikroorganisme atau zat – zat kimia berarti air tersebut mengalami polusi dan tidak dapat diminum. Olehkarena itu perlu dilakukan pemurnian terhadap air yang telah tercemar pada umumnya dilakukan oleh pabrik pemurnian air dengan tujuan dapat menghasilkan air dengan kualitas yang aman untuk dikonsumsi manusia. Cara – cara utama yang digunakan (proses) dalam pemurnian air yaitu :
Sedimentasi
Berlangsung didalam reservoir besar, yaitu tempat disimpannya air untuk sementara sehingga memungkinkan partikel – partikel mengendap ke dasarnya. Sedimentasi dipercepat dengan menambahkan tawas (al2so4) yang menghasilkan endapan yang lengket dan keruh.
Filtrasi
Air dilewatkan melalui lapisan saringan dan pasir
Klorinasi
Air diklorinasi untuk mematikan mikroorganisme yang tertinggal, serta meyakinkan bahwa air itu aman untuk diminum. Dosis klor yang digunakan harus cukup untuk meninggalkan residu sebanyak 0,2 sampai 1,0 mg klor bebas per liter air.
Desinfektan
Untuk menghilangkan mikroorganisme berbahaya dari air. Contoh desinfektan adalah kaporit , UV, ozon (O3) dan klorin dioksida (ClO2).
Proses pemurnian dapat disertai prosedur – prosedur tambahan seperti menghilanhkan mineral yang menyebabkan air menjadi sadah, menetralkan ph air bila terlampau asam atau basa, ,enghilangkan warna atau rasa yang kurang enak, dam menambahkan fluoride untuk mengendalikan karies gigi (busuk gigi).
4. Mikroorganisme Sebagai Indikator Kualitas Air.
Pada pemeriksaan mikrobiologis yang rutin terhadap air untuk menentukan aman / tidaknya untuk diminum, tidaklah cukup bila hanya berdasarkan uji-uji yg digunakan hanya terhadap mikroorganisme patogenik, karena:
Kemungkinan besar patogen masuk ke dalam air secara sporadis, tetapi karena tidak dapat bertahan hidup lama, maka mungkin saja tidak terdapat di dalam contoh air yang dikirim ke laboratorium.
Bila terdapat dalam jumlahnya amat sedikit, maka besar kemungkinan patogen - patogen tersebut tidak terdeteksi oleh prosedur laboratorium yang digunakan.
Hasil pemeriksaan laboratorium baru dapat diketahui setelah 24 jam atau lebih. Apabila ternyata ditemukan adanya patogen, sementara itu tentunya banyak orang telah mengkonsumsi air tersebut dan telah tereksposi terhadap infeksi sebelum dapat dilakukan usaha untuk mengatasi situasi tersebut.
a. Mikroorganisme indikator
Istilah “mikroorganisme indikator” digunakan dalam analisis air mengacu pada sejenis mikroorganisme yang kehadirannya di dalam air merupakan bukti bahwa air tersebut tercemar oleh tinja manusia atau hewan yang berdarah panas. Artinya terdapat peluang bagi berbagai macam mikroorganisme patogen, yang secara berkala terdapat di dalam saluran pencernaan untuk masuk ke dalam air tersebut.
Beberapa ciri penting suatu mikroorganisme indikator ialah:
1. Terdapat dalam air tercemar dan tidak ada dalam air yang tidak tercemar.
2. Terdapat dalam air bila ada patogen
3. Jumlah mikroorganisme indikator berkorelasi dengan kadar polusi
4. Memiliki kemampuan bertahan hidup yang lebih besar daripada patogen
5. Memiliki sifat seragam dan mantap
6. Tidak berbahaya bagi manusia dan hewan
7. Terdapat dalam jumlah yang lebih banyak daripada patogen
8. Mudah dideteksi dengan teknik - teknik laboratorium yang sederhana
Beberapa spesies atau kelompok bakteri telah dievaluasi untuk menentukan sesuai atau tidaknya untuk digunakan sebagai mikroorganisme indikator. Dan mikroorganisme yang hampir memenuhi semua persyaratan suatu mikroorganisme indikator yang ideal adalah Escherichia coli dan kelompok bakteri koli lainnya. Bakteri – bakteri tersebut dianggap sebagai indikator polusi tinja yang dapat diandalkan.
b. Escherichia coli dan bakteri koliform lain
Escherichia coli adalah penghuni normal saluran pencernaan manusia dan hewan berdarah panas. Biasanya tidak patogenik. Anggota lain kelompok koliform ialah Klebsiella pneumoniae dan Enterobacter aerogenes, yang terdapat dalam saluran pencernaan manusia dan hewan, juga di dalam tanah, air, padi – padian dan produk – produk dairi. koliform sebagai suatu kelompok dicirikan sebagai bakteri berbentuk batang gram negatif, tidak membentuk spora, aerobik dan anaerobik fakultatif yang memfermentasi laktose dengan menghasilkan asam dan gas dalam waktu 48 jam pada suhu 35°C.
Kelompok koliform mempunyai beberapa ciri yang juga dimiliki oleh anggota – anggota genus Salmonella dan Shigella, yaitu dua genera yang mempunyai spesies – spesies enterik patogenik. Namun, ada perbedaan biokimia utama yang nyata yaitu bahwa koliform dapat memfermentasi laktose dengan menghasilkan asam dan gas, sedangkan Salmonella dan Shigella tidak memfermentasi laktose. Fermentasi laktose merupakan reaksi kunci di dalam prosedur laboratorium untuk menentukan potabilitas air.
c. Pemeriksaan bakteriologis untuk menentukan potabilitas air
Metode – metode pemeriksaan bakteriologis terhadap air disajikan di dalam buku Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, yang disusun dan diterbitkan sebagai usaha bersama antara American Public Health Association, American Water Works Association, dan Federation of Sewage and Industrial Wastes Associations. Merupakan standar dan harus diikuti jika hasilnya ingin dianggap resmi. Hal – hal yang harus diperhatikan bila mengirimkan contoh air untuk analisis bakteriologis :
1. Contoh air harus ditempatkan di dalam botol yang steril.
2. Contoh tersebut harus dapat mewakili sumbernya.
3. Contoh air tidak boleh terkontaminasi selama dan setelah pengambilan.
4. Contoh tersebut harus diuji segera setelah pengambilan.
5. Apabila ada penundaan pemeriksaan maka contoh tersebut harus disimpan pada suhu antara 0 sampai 10°C.
Prosedur bakteriologis yang rutin terdiri dari :
1. Hitungan cawan (plate count) untuk menetapkan jumlah bakteri yang ada.
2. Uji – uji untuk menampakkan adanya bakteri koliform.
d. Pengujiaan untuk mendeteksi bakteri koliform
Penggunaan media selektif dan diferensial sangat membantu mempercepat usaha pemeriksaan air guna mendeteksi organisme koliform. Pemeriksaan tersebut terdiri dari 3 langkah berurutan :
1. Uji dugaaan (presumptive test)
2. Uji yang diperkuat (confirmed test)
3. Uji lengkap (complete test)
e. Mikroorganisme selain bakteri koliform
Sejumlah bakteri dianggap sebagai bakteri pengganggu dalam air karen menimbulkan masalah bau, warna, dan rasa, di samping juga membentuk endapan persenyawaan tak dapat larut di dalam pipa – pipa sehingga mengurangi atau menyumbat aliran air. Algae juga dapat menimbulkan bau, mengubah warna, dan ciri – ciri lain yang tidak dikehendaki. Aksi merusak pada beberapa mikroorganisme adalah sebagai berikut :
Bakteri pembentuk lendir
Menghasilkan keadaan berlendir.
Bakteri besi
Mengubah persenyawaan besi yang dapat larut menjadi bentuk yang tak dapat larut. Pengendapan persenyawaan besi yang tak dapat larut akan menghambat aliran air dalam pipa.
Bakteri sulfur
Membentuk asam sulfat dan hidrogen sulfide, yang dapat membuat air menjadi asam dan berbau tidak enak.
algae
Menyebabkan kekeruhan, perubahan warna, serta bau dan rasa tak enak.
B. Air Limbah
1. Pengertian
Air limbah ialah kumpulan air bekas yang telah dipakai oleh suatu masyarakat, yang terdiri dari :
a. Limbah domestik (rumah tangga) termasuk kotoran manusia dan air cucian.
b. Limbah industri seperti asam, minyak, minyak pelumas, sisa – sisa hewan dan sayur – sayuran yang dibuang oleh pabrik.
c. Air tanah, permukaan, dan atmosfer yang masuk ke dalam sistem pembuangan.
Air buangan dari kota dikumpulkan melalui sistem yang membawa air bekas tersebut menuju tempat pembersihan dan pembuangan. Ada tiga macam sistem pembuangan yaitu :
1. Saluran pembuangan sanitasi
Untuk membawa limbah domestik dan industri.
2. Saluran pembuangan banjir
Untuk mengalirkan air permukaan dan air banjir.
3. Saluran pembuangan gabungan
Yang membawa saluran air limbah industri melalui suatu sistem pembuangan tunggal.
2. Pembersihan air limbah
Air limbah tidak dapat dibuang tanpa diberi perlakuan untuk membersihkannya karena dapat menimbulkan akibat yang gawat. Dibuangnya air limbah yang menerima perlakuan kurang sempurna dapat menimbulkan keadaan yang tidak dikehendaki sebagai berikut :
1. Memperbesar kemungkinan bagi penyebaran mikroorganisme patogenik.
2. Meningkatkan bahaya penggunaan air alamiah untuk suplai air minum.
3. Kontaminasi tiram dan kerang – kerangan lain akibat polusi, menjadikan bahan pangan itu tidak aman untuk dikonsumsi oleh manusia.
4. Populasi unggas air akan sangat berkurang akibat polusi tempat makannya.
5. Meningkatnya bahaya berenang dalam air tercemar dan berkurangnya nilai air tersebut bagi tujuan – tujuan rekreasi lainnya.
6. Habisnya suplai oksigen dalam air karena adanya zat organik yang tidak stabil dalam air limbah, sehingga mematikan kehidupan dalam air.
7. Terciptanya rupa – rupa keadaan yang tidak dikehendaki seperti bau busuk dan penumpukan sampah sehinnga menurunkan nilai lingkungan tempat yang bersangkutan.
3. Pengolahan Air
Pada pabrik – pabrik pembersih air melakukan tiga tahap dalam mengolah air yaitu :
1. Perlakuan pertama (penyingkiran fisik)
a. Penyaringan
Memisahkan benda – benda padat berukuran paling besar, seperti kotak, peti dan sebagainya.
b. Ruang pasir
Menyingkirkan benda – benda padat yang lebih kecil, seperti kerikil.
c. Sedimentasi (pengendapan primer)
Memisahkan bahan partikulat (lumpur), seperti tinja dan kertas
2. Perlakuan kedua (hayati)
a. Saringan cucuran (trickling filter)
Limbah disemprotkan ke atas lapisan karang yang mengandung bakteri yang menguraikan limbah yang mencucur melewatinya.
b. Proses lumpur teraktivasi (activated – sludge process)
Limbah yang bergabung (hasil dari proses sebelumnya) menjadi partikel – partikel yang penuh dengan mikrobe pengurai aerobik. Terjadi di dalam tangki – tangki dan diikuti dengan sedimentasi selanjutnya.
c. Peruraian lumpur (sluge digestion)
Terjadinya perombakan lumpur oleh anaerob dan menghasilkan metan, karbon diokside, nitrogen serta hidrogen dalam jumlah sedikit.
3. Perlakuan lanjutan
Merupakan usaha untuk menghilangkan polutan yang masih tertinggal setelah perlakuan kedua. Air limbah berkualitas tinggi dapat dihasilkan, yang kemudian dapat dipergunakan kembali untuk banyak keperluan. Perlakuan lanjutan ini yaitu :
a. Flokulasi kimiawi
Menyingkirkan sebagian besar bahan partikulat yang masih tertinggal.
b. Flokulasi filtrasi akhir
Produk flokulasi disaring , dikeringkan dan dibakar. Dapat berfungsi sebagai pengisi tanah atau pupuk
c. Menyingkirkan / mengurangi jumlah persenyawaan yang mengan dung fosfat dan nitrogen
Mikroorganisme dapat digunakan untuk menguraikan kontaminan dalam air limbah. Jenis pengolahan air disebut pengolahan air biologis. Selama pengolahan air biologis mikroorganisme memecah bahan organik, nitrat dan fosfat.
Penghapusan bahan organik
Pemurnian air biologis dilakukan untuk menurunkan beban organik senyawa organik terlarut. Mikroorganisme terutama bakteri, melakukan dekomposisi senyawa. Ada dua kategori utama perawatan biologis: pengobatan dan perawatan aerobik anaerobik. Pengolahan air aerobik berarti dekomposisi bahan organik oleh bakteri yang membutuhkan oksigen selama proses dekomposisi. Pengolahan air berarti dekomposisi anaerobik bahan organik oleh mikroorganisme yang tidak menggunakan oksigen. Dalam sistem aerobik air aerasi dengan udara tekan (dalam beberapa kasus hanya oksigen), sedangkan sistem anaerobik berjalan di bawah kondisi bebas oksigen.
Penghapusan amonium dan nitrat
Penghapusan ammonium dan nitrat cukup kompleks. Ini adalah proses pengolahan air yang mengambil keduanya aerobik dan anaerobik konversi untuk menghapus kontaminan. Pada tahap konversi aerobik ada dua jenis bakteri yang terlibat. Pertama, bakteri nitrosomonas mengubah amoniak menjadi nitrit. Kedua, bakteri nitrobacter mengubah nitrit nitrat. Kedua proses bersama yang dikenal sebagai proses nitrifikasi.
Setelah itu, bakteri anaerobik mengambil alih. Bakteri ini mengubah nitrat menjadi gas nitrogen atmosfer. Proses ini disebut denitrifikasi. Denitrifikasi dicapai dengan bakteri anaerob, seperti achromobacter, bacillus dan pseudomonas. Tahap pertama dari denitrifikasi adalah kebalikan dari proses nitrifikasi, itu mengkonversi nitrat kembali ke nitrit. Tahap kedua denitrifikasi nitrit mengkonversi ke gas nitrogen (n2). Gas ini dapat bebas dilepaskan ke atmosfir tanpa menyebabkan kerusakan lingkungan.
Penghapusan fosfat
Fosfat dapat dihilangkan dari air limbah oleh aerobik (oksigen-bergantung) bakteri, disebut acinetobacter. Bakteri ini terakumulasi polyphosphates dalam jaringan sel. Acinetobacter dapat mengambil jumlah fosfat yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan untuk sintesis selnya. Jumlah ekstra fosfat disimpan dalam sel sebagai polyphosphates. Penyimpanan polyphosphates menyebabkan acinetobacter untuk dapat bertahan hidup sementara keadaan anaerobik. Ketika acinetobacter berada dalam zona anaerobik pada air limbah, tidak memakan asam lemak menyimpannya sebagai bahan cadangan. Selama proses ini, polyphosphates yang membusuk untuk pasokan energi, menyebabkan fosfat akan dirilis ke zona aerobik. Ketika acinetobacter memasuki zona aerobik tidak memakan fosfat dan toko mereka sebagai polyphosphates dalam jaringan sel. Hal ini menyebabkan kadar fosfat dari limbah cair menurun.
d. Klorinasi
Cairan yang keluar setelah mengalami banyak perlakuan tersebut diatas akhirnya diklorinasi untuk mematikan mikroorganisme, yang beberapa diantaranya mungkin patogenik.
C. Mikroogganisme Penyebab Penyakit
Ada berbagai macam bakteri dan protozoa yang dapat menyebabkan penyakit ketika mereka berada di permukaan air. Bakteri tidak hanya diketahui menyebabkan penyakit ketika mereka memasuki tubuh manusia melalui makanan, air permukaan juga dapat menjadi sumber penting dari infeksi bakteri. Dalam tabel ini, Anda dapat melihat berbagai bakteri yang dapat ditemukan dalam air permukaan, dan penyakit yang disebabkan jika tertelan dalam jumlah besar, bersama dengan gejala.
Bakteri Penyakit / infeksi Gejala
Aeromonas Radang usus Sangat tipis diare, darah dan lendir yang mengandung
Campylobacter jejuni Campilobacteriose Buang, diare, kepala dan sakit perut, demam, kejang dan mual
Escherichia coli Infeksi saluran kencing, meningitis neonatal, penyakit usus Diare berair, sakit kepala, demam, Uremia homiletik, kerusakan ginjal
Plesiomonas shigelloides Plesiomonas-infeksi Mual, sakit perut dan diare berair, kadang-kadang demam, sakit kepala dan muntah
Salmonella Demam tipus Demam
Salmonellosis Penyakit, kram usus, muntah, diare dan kadang-kadang demam ringan
Streptococcus (Gastroesofagus) penyakit usus Sakit perut, diare dan demam, kadang-kadang muntah
Vibrio El Tor (air tawar) (Light bentuk) Kolera Diare berat
Protozoa dapat menumpuk di bagian-bagian tubuh tertentu, setelah mereka menembus tubuh manusia. Para akumulasi disebut kista. Karena sifat mereka parasit, protozoa dapat menyebabkan berbagai penyakit. Dalam tabel ini, Anda dapat melihat berbagai protozoa yang dapat ditemukan dalam air permukaan, dan penyakit yang menyebabkan jika tertelan dalam jumlah besar, bersama dengan gejala.
Mikroorganisme Penyakit Gejala
Amoeba Disentri amuba Parah diare, sakit kepala, nyeri perut, menggigil, demam, jika tidak diobati dapat menyebabkan abses hati, perforasi usus dan kematian
Cryptosporidium parvum Cryptosporidiosis Rasa sakit, diare berair, muntah, kurang nafsu makan
Giardia Giardiasis Diare, kram perut, perut kembung, sendawa, kelelahan
Toxoplasm gondii Toksoplasmosis Pembengkakan kelenjar getah bening . Dengan halus ibu hamil aborsi dan infeksi otak
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Kebutuhan air semakin meningkat dari tahun ke tahun sedangkan air bersih yang tersedia mulai berkurang
2. Penyediaan air mulai menggunakan air limbah yang telah diolah sedemikian rupa agar aman untuk dikonsumsi atau digunakan untuk keperluan yang lain.
B. Saran-saran
1. Lebih diperhatikan lagi oleh pabrik – pabrik yang menghasilkan limbah agar dapat membersihkan air limbahnya terlebih dahulu sebelum dibuang agar tidak berbahaya dan mencemari air yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
http://translate.googleusercontent.com
http://watermicrobiology.com
J. Pelczar, Michael dan E.C.S. Chan, 2008. Dasar – Dasar Mikrobiologi. Jilid 2. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press)
www.lenntech.com
www.microbiologyprocedure.com
www.w3.org
Pedahuluan
Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak satupun mahluk hidup di dunia ini yang tidak memerlukan dan tidak mengandung air. Sel hidup, baik tumbuhan maupun hewan, sebagian besar tersusun oleh air, seperti di dalam sel tumbuhan terkandung lebih dari 75% atau di dalam sel hewan terkandung lebih dari 67%. Keperluan sehari-hari terhadap air, berbeda untuk tiap tempat dan untuk tiap tingkatan kehidupan. Yang jelas, semakin tinggi taraf kehidupan, semakin meningkat jumlah keperluan akan air.
Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, maka jumlah penyediaan air selalu meningkat untuk setiap saat. Akibatnya kegiatan untuk pengadaan sumber-sumber air baru, setiap saat terus dilakukan antara lain dengan:
1) Mencari sumber-sumber air baru, baik berbentuk air tanah, air sungai, air danau.
2) Mengolah dan menawarkan air laut.
3) Mengolah dan menyehatkan kembali sumber air kotor yang telah tercemar seperti air sungai, air danau.
Masalah pelik yang harus dihadapi dalam masalah mengolah air adalah karena semakin meningkat dan tingginya pencemaran yang memasuki badan air. Pencemaran tersebut dapat berasal dari :
1) Sumber domestik, yang terdiri dari rumah tangga
2) Sumber non-domestik, yang terdiri dari kegiatan pabrik, industri, pertanian.
Pengadaan air bersih untuk kepentingan rumah tangga seperti untuk air minum, air mandi, dan sebagainya harus memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan. Air tawar bersih yang layak minum, kian langka di perkotaan. Sungai – sungai yang menjadi sumbernya sudah tercemar berbagai macam limbah, mulai dari buangan sampah organik, rumah tangga hingga limbah beracun dari industri. Air tanah sudah tidak aman dijadikan bahan air minum karena telah terkontaminasi rembesan dari tangki septik maupun air permukaan.
BAB II
ISI
Mikrobiologi Air
A. Air Domestik
1. Pengertian
Mikrobiologi adalah studi tentang mikroorganisme, yang uniseluler atau sel-cluster organisme mikroskopis. Oleh karena itu mikrobiologi air mengacu pada studi tentang mikroorganisme yang hidup di air, atau yang dapat diangkat dari satu habitat yang lain dengan air. Ada dua jenis utama dari air :
Air Tanah
Ini berasal dari sumur dalam dan mata air bawah tanah. Ini adalah hampir bebas dari bakteri karena tindakan penyaringan dalam tanah, pasir dan batu Namun, mungkin menjadi terkontaminasi ketika mengalir sepanjang saluran.
Permukaan air
Ini ditemukan di sungai, danau, dan sumur dangkal. Udara melalui yang melewati hujan selalu mencemari air Sumber lain adalah berbagai jenis perusahaan dan pertanian,peternakan oleh sisi arus air. Kemungkinan sumber kontaminasi mikroba dari tubuh air tanah dan limpasan pertanian, peternakan hewan, air hujan, limbah industri, buangan dari instalasi pengolahan air limbah dan badai kabur dari wilayah kota.
2. Pencemaran Air
Air dapat mendukung pertumbuhan berbagai jenis mikroorganisme. Sebagai contoh, kegiatan kimia ragi strain tertentu menghasilkan bir dan roti. Selain itu, pertumbuhan beberapa bakteri dalam air yang terkontaminasi dapat membantu mencerna racun dari air. Namun, keberadaan penyakit lainnya yang disebabkan mikroba dalam air adalah tidak sehat dan bahkan mengancam kehidupan. Kontaminasi yang mencemari air digolongkan ke dalam tiga kategori, yaitu kimiawi, fisik, dan hayati. Kontaminan – kontaminan tertentu dalam setiap kategori ini dapat mempunyai pengaruh nyata terhadap kualitas air.
3. Pemurnian Air
Air mungkin saja terlihat jernih, tidak berbau, dan tak berasa, tetapi tidak aman untuk diminum. Air yang baik dan aman untuk diminum ialah air yang bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan zat kimia yang merusak kesehatan. Pencemaran air oleh mikroorganisme atau zat – zat kimia berarti air tersebut mengalami polusi dan tidak dapat diminum. Olehkarena itu perlu dilakukan pemurnian terhadap air yang telah tercemar pada umumnya dilakukan oleh pabrik pemurnian air dengan tujuan dapat menghasilkan air dengan kualitas yang aman untuk dikonsumsi manusia. Cara – cara utama yang digunakan (proses) dalam pemurnian air yaitu :
Sedimentasi
Berlangsung didalam reservoir besar, yaitu tempat disimpannya air untuk sementara sehingga memungkinkan partikel – partikel mengendap ke dasarnya. Sedimentasi dipercepat dengan menambahkan tawas (al2so4) yang menghasilkan endapan yang lengket dan keruh.
Filtrasi
Air dilewatkan melalui lapisan saringan dan pasir
Klorinasi
Air diklorinasi untuk mematikan mikroorganisme yang tertinggal, serta meyakinkan bahwa air itu aman untuk diminum. Dosis klor yang digunakan harus cukup untuk meninggalkan residu sebanyak 0,2 sampai 1,0 mg klor bebas per liter air.
Desinfektan
Untuk menghilangkan mikroorganisme berbahaya dari air. Contoh desinfektan adalah kaporit , UV, ozon (O3) dan klorin dioksida (ClO2).
Proses pemurnian dapat disertai prosedur – prosedur tambahan seperti menghilanhkan mineral yang menyebabkan air menjadi sadah, menetralkan ph air bila terlampau asam atau basa, ,enghilangkan warna atau rasa yang kurang enak, dam menambahkan fluoride untuk mengendalikan karies gigi (busuk gigi).
4. Mikroorganisme Sebagai Indikator Kualitas Air.
Pada pemeriksaan mikrobiologis yang rutin terhadap air untuk menentukan aman / tidaknya untuk diminum, tidaklah cukup bila hanya berdasarkan uji-uji yg digunakan hanya terhadap mikroorganisme patogenik, karena:
Kemungkinan besar patogen masuk ke dalam air secara sporadis, tetapi karena tidak dapat bertahan hidup lama, maka mungkin saja tidak terdapat di dalam contoh air yang dikirim ke laboratorium.
Bila terdapat dalam jumlahnya amat sedikit, maka besar kemungkinan patogen - patogen tersebut tidak terdeteksi oleh prosedur laboratorium yang digunakan.
Hasil pemeriksaan laboratorium baru dapat diketahui setelah 24 jam atau lebih. Apabila ternyata ditemukan adanya patogen, sementara itu tentunya banyak orang telah mengkonsumsi air tersebut dan telah tereksposi terhadap infeksi sebelum dapat dilakukan usaha untuk mengatasi situasi tersebut.
a. Mikroorganisme indikator
Istilah “mikroorganisme indikator” digunakan dalam analisis air mengacu pada sejenis mikroorganisme yang kehadirannya di dalam air merupakan bukti bahwa air tersebut tercemar oleh tinja manusia atau hewan yang berdarah panas. Artinya terdapat peluang bagi berbagai macam mikroorganisme patogen, yang secara berkala terdapat di dalam saluran pencernaan untuk masuk ke dalam air tersebut.
Beberapa ciri penting suatu mikroorganisme indikator ialah:
1. Terdapat dalam air tercemar dan tidak ada dalam air yang tidak tercemar.
2. Terdapat dalam air bila ada patogen
3. Jumlah mikroorganisme indikator berkorelasi dengan kadar polusi
4. Memiliki kemampuan bertahan hidup yang lebih besar daripada patogen
5. Memiliki sifat seragam dan mantap
6. Tidak berbahaya bagi manusia dan hewan
7. Terdapat dalam jumlah yang lebih banyak daripada patogen
8. Mudah dideteksi dengan teknik - teknik laboratorium yang sederhana
Beberapa spesies atau kelompok bakteri telah dievaluasi untuk menentukan sesuai atau tidaknya untuk digunakan sebagai mikroorganisme indikator. Dan mikroorganisme yang hampir memenuhi semua persyaratan suatu mikroorganisme indikator yang ideal adalah Escherichia coli dan kelompok bakteri koli lainnya. Bakteri – bakteri tersebut dianggap sebagai indikator polusi tinja yang dapat diandalkan.
b. Escherichia coli dan bakteri koliform lain
Escherichia coli adalah penghuni normal saluran pencernaan manusia dan hewan berdarah panas. Biasanya tidak patogenik. Anggota lain kelompok koliform ialah Klebsiella pneumoniae dan Enterobacter aerogenes, yang terdapat dalam saluran pencernaan manusia dan hewan, juga di dalam tanah, air, padi – padian dan produk – produk dairi. koliform sebagai suatu kelompok dicirikan sebagai bakteri berbentuk batang gram negatif, tidak membentuk spora, aerobik dan anaerobik fakultatif yang memfermentasi laktose dengan menghasilkan asam dan gas dalam waktu 48 jam pada suhu 35°C.
Kelompok koliform mempunyai beberapa ciri yang juga dimiliki oleh anggota – anggota genus Salmonella dan Shigella, yaitu dua genera yang mempunyai spesies – spesies enterik patogenik. Namun, ada perbedaan biokimia utama yang nyata yaitu bahwa koliform dapat memfermentasi laktose dengan menghasilkan asam dan gas, sedangkan Salmonella dan Shigella tidak memfermentasi laktose. Fermentasi laktose merupakan reaksi kunci di dalam prosedur laboratorium untuk menentukan potabilitas air.
c. Pemeriksaan bakteriologis untuk menentukan potabilitas air
Metode – metode pemeriksaan bakteriologis terhadap air disajikan di dalam buku Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, yang disusun dan diterbitkan sebagai usaha bersama antara American Public Health Association, American Water Works Association, dan Federation of Sewage and Industrial Wastes Associations. Merupakan standar dan harus diikuti jika hasilnya ingin dianggap resmi. Hal – hal yang harus diperhatikan bila mengirimkan contoh air untuk analisis bakteriologis :
1. Contoh air harus ditempatkan di dalam botol yang steril.
2. Contoh tersebut harus dapat mewakili sumbernya.
3. Contoh air tidak boleh terkontaminasi selama dan setelah pengambilan.
4. Contoh tersebut harus diuji segera setelah pengambilan.
5. Apabila ada penundaan pemeriksaan maka contoh tersebut harus disimpan pada suhu antara 0 sampai 10°C.
Prosedur bakteriologis yang rutin terdiri dari :
1. Hitungan cawan (plate count) untuk menetapkan jumlah bakteri yang ada.
2. Uji – uji untuk menampakkan adanya bakteri koliform.
d. Pengujiaan untuk mendeteksi bakteri koliform
Penggunaan media selektif dan diferensial sangat membantu mempercepat usaha pemeriksaan air guna mendeteksi organisme koliform. Pemeriksaan tersebut terdiri dari 3 langkah berurutan :
1. Uji dugaaan (presumptive test)
2. Uji yang diperkuat (confirmed test)
3. Uji lengkap (complete test)
e. Mikroorganisme selain bakteri koliform
Sejumlah bakteri dianggap sebagai bakteri pengganggu dalam air karen menimbulkan masalah bau, warna, dan rasa, di samping juga membentuk endapan persenyawaan tak dapat larut di dalam pipa – pipa sehingga mengurangi atau menyumbat aliran air. Algae juga dapat menimbulkan bau, mengubah warna, dan ciri – ciri lain yang tidak dikehendaki. Aksi merusak pada beberapa mikroorganisme adalah sebagai berikut :
Bakteri pembentuk lendir
Menghasilkan keadaan berlendir.
Bakteri besi
Mengubah persenyawaan besi yang dapat larut menjadi bentuk yang tak dapat larut. Pengendapan persenyawaan besi yang tak dapat larut akan menghambat aliran air dalam pipa.
Bakteri sulfur
Membentuk asam sulfat dan hidrogen sulfide, yang dapat membuat air menjadi asam dan berbau tidak enak.
algae
Menyebabkan kekeruhan, perubahan warna, serta bau dan rasa tak enak.
B. Air Limbah
1. Pengertian
Air limbah ialah kumpulan air bekas yang telah dipakai oleh suatu masyarakat, yang terdiri dari :
a. Limbah domestik (rumah tangga) termasuk kotoran manusia dan air cucian.
b. Limbah industri seperti asam, minyak, minyak pelumas, sisa – sisa hewan dan sayur – sayuran yang dibuang oleh pabrik.
c. Air tanah, permukaan, dan atmosfer yang masuk ke dalam sistem pembuangan.
Air buangan dari kota dikumpulkan melalui sistem yang membawa air bekas tersebut menuju tempat pembersihan dan pembuangan. Ada tiga macam sistem pembuangan yaitu :
1. Saluran pembuangan sanitasi
Untuk membawa limbah domestik dan industri.
2. Saluran pembuangan banjir
Untuk mengalirkan air permukaan dan air banjir.
3. Saluran pembuangan gabungan
Yang membawa saluran air limbah industri melalui suatu sistem pembuangan tunggal.
2. Pembersihan air limbah
Air limbah tidak dapat dibuang tanpa diberi perlakuan untuk membersihkannya karena dapat menimbulkan akibat yang gawat. Dibuangnya air limbah yang menerima perlakuan kurang sempurna dapat menimbulkan keadaan yang tidak dikehendaki sebagai berikut :
1. Memperbesar kemungkinan bagi penyebaran mikroorganisme patogenik.
2. Meningkatkan bahaya penggunaan air alamiah untuk suplai air minum.
3. Kontaminasi tiram dan kerang – kerangan lain akibat polusi, menjadikan bahan pangan itu tidak aman untuk dikonsumsi oleh manusia.
4. Populasi unggas air akan sangat berkurang akibat polusi tempat makannya.
5. Meningkatnya bahaya berenang dalam air tercemar dan berkurangnya nilai air tersebut bagi tujuan – tujuan rekreasi lainnya.
6. Habisnya suplai oksigen dalam air karena adanya zat organik yang tidak stabil dalam air limbah, sehingga mematikan kehidupan dalam air.
7. Terciptanya rupa – rupa keadaan yang tidak dikehendaki seperti bau busuk dan penumpukan sampah sehinnga menurunkan nilai lingkungan tempat yang bersangkutan.
3. Pengolahan Air
Pada pabrik – pabrik pembersih air melakukan tiga tahap dalam mengolah air yaitu :
1. Perlakuan pertama (penyingkiran fisik)
a. Penyaringan
Memisahkan benda – benda padat berukuran paling besar, seperti kotak, peti dan sebagainya.
b. Ruang pasir
Menyingkirkan benda – benda padat yang lebih kecil, seperti kerikil.
c. Sedimentasi (pengendapan primer)
Memisahkan bahan partikulat (lumpur), seperti tinja dan kertas
2. Perlakuan kedua (hayati)
a. Saringan cucuran (trickling filter)
Limbah disemprotkan ke atas lapisan karang yang mengandung bakteri yang menguraikan limbah yang mencucur melewatinya.
b. Proses lumpur teraktivasi (activated – sludge process)
Limbah yang bergabung (hasil dari proses sebelumnya) menjadi partikel – partikel yang penuh dengan mikrobe pengurai aerobik. Terjadi di dalam tangki – tangki dan diikuti dengan sedimentasi selanjutnya.
c. Peruraian lumpur (sluge digestion)
Terjadinya perombakan lumpur oleh anaerob dan menghasilkan metan, karbon diokside, nitrogen serta hidrogen dalam jumlah sedikit.
3. Perlakuan lanjutan
Merupakan usaha untuk menghilangkan polutan yang masih tertinggal setelah perlakuan kedua. Air limbah berkualitas tinggi dapat dihasilkan, yang kemudian dapat dipergunakan kembali untuk banyak keperluan. Perlakuan lanjutan ini yaitu :
a. Flokulasi kimiawi
Menyingkirkan sebagian besar bahan partikulat yang masih tertinggal.
b. Flokulasi filtrasi akhir
Produk flokulasi disaring , dikeringkan dan dibakar. Dapat berfungsi sebagai pengisi tanah atau pupuk
c. Menyingkirkan / mengurangi jumlah persenyawaan yang mengan dung fosfat dan nitrogen
Mikroorganisme dapat digunakan untuk menguraikan kontaminan dalam air limbah. Jenis pengolahan air disebut pengolahan air biologis. Selama pengolahan air biologis mikroorganisme memecah bahan organik, nitrat dan fosfat.
Penghapusan bahan organik
Pemurnian air biologis dilakukan untuk menurunkan beban organik senyawa organik terlarut. Mikroorganisme terutama bakteri, melakukan dekomposisi senyawa. Ada dua kategori utama perawatan biologis: pengobatan dan perawatan aerobik anaerobik. Pengolahan air aerobik berarti dekomposisi bahan organik oleh bakteri yang membutuhkan oksigen selama proses dekomposisi. Pengolahan air berarti dekomposisi anaerobik bahan organik oleh mikroorganisme yang tidak menggunakan oksigen. Dalam sistem aerobik air aerasi dengan udara tekan (dalam beberapa kasus hanya oksigen), sedangkan sistem anaerobik berjalan di bawah kondisi bebas oksigen.
Penghapusan amonium dan nitrat
Penghapusan ammonium dan nitrat cukup kompleks. Ini adalah proses pengolahan air yang mengambil keduanya aerobik dan anaerobik konversi untuk menghapus kontaminan. Pada tahap konversi aerobik ada dua jenis bakteri yang terlibat. Pertama, bakteri nitrosomonas mengubah amoniak menjadi nitrit. Kedua, bakteri nitrobacter mengubah nitrit nitrat. Kedua proses bersama yang dikenal sebagai proses nitrifikasi.
Setelah itu, bakteri anaerobik mengambil alih. Bakteri ini mengubah nitrat menjadi gas nitrogen atmosfer. Proses ini disebut denitrifikasi. Denitrifikasi dicapai dengan bakteri anaerob, seperti achromobacter, bacillus dan pseudomonas. Tahap pertama dari denitrifikasi adalah kebalikan dari proses nitrifikasi, itu mengkonversi nitrat kembali ke nitrit. Tahap kedua denitrifikasi nitrit mengkonversi ke gas nitrogen (n2). Gas ini dapat bebas dilepaskan ke atmosfir tanpa menyebabkan kerusakan lingkungan.
Penghapusan fosfat
Fosfat dapat dihilangkan dari air limbah oleh aerobik (oksigen-bergantung) bakteri, disebut acinetobacter. Bakteri ini terakumulasi polyphosphates dalam jaringan sel. Acinetobacter dapat mengambil jumlah fosfat yang lebih tinggi daripada yang dibutuhkan untuk sintesis selnya. Jumlah ekstra fosfat disimpan dalam sel sebagai polyphosphates. Penyimpanan polyphosphates menyebabkan acinetobacter untuk dapat bertahan hidup sementara keadaan anaerobik. Ketika acinetobacter berada dalam zona anaerobik pada air limbah, tidak memakan asam lemak menyimpannya sebagai bahan cadangan. Selama proses ini, polyphosphates yang membusuk untuk pasokan energi, menyebabkan fosfat akan dirilis ke zona aerobik. Ketika acinetobacter memasuki zona aerobik tidak memakan fosfat dan toko mereka sebagai polyphosphates dalam jaringan sel. Hal ini menyebabkan kadar fosfat dari limbah cair menurun.
d. Klorinasi
Cairan yang keluar setelah mengalami banyak perlakuan tersebut diatas akhirnya diklorinasi untuk mematikan mikroorganisme, yang beberapa diantaranya mungkin patogenik.
C. Mikroogganisme Penyebab Penyakit
Ada berbagai macam bakteri dan protozoa yang dapat menyebabkan penyakit ketika mereka berada di permukaan air. Bakteri tidak hanya diketahui menyebabkan penyakit ketika mereka memasuki tubuh manusia melalui makanan, air permukaan juga dapat menjadi sumber penting dari infeksi bakteri. Dalam tabel ini, Anda dapat melihat berbagai bakteri yang dapat ditemukan dalam air permukaan, dan penyakit yang disebabkan jika tertelan dalam jumlah besar, bersama dengan gejala.
Bakteri Penyakit / infeksi Gejala
Aeromonas Radang usus Sangat tipis diare, darah dan lendir yang mengandung
Campylobacter jejuni Campilobacteriose Buang, diare, kepala dan sakit perut, demam, kejang dan mual
Escherichia coli Infeksi saluran kencing, meningitis neonatal, penyakit usus Diare berair, sakit kepala, demam, Uremia homiletik, kerusakan ginjal
Plesiomonas shigelloides Plesiomonas-infeksi Mual, sakit perut dan diare berair, kadang-kadang demam, sakit kepala dan muntah
Salmonella Demam tipus Demam
Salmonellosis Penyakit, kram usus, muntah, diare dan kadang-kadang demam ringan
Streptococcus (Gastroesofagus) penyakit usus Sakit perut, diare dan demam, kadang-kadang muntah
Vibrio El Tor (air tawar) (Light bentuk) Kolera Diare berat
Protozoa dapat menumpuk di bagian-bagian tubuh tertentu, setelah mereka menembus tubuh manusia. Para akumulasi disebut kista. Karena sifat mereka parasit, protozoa dapat menyebabkan berbagai penyakit. Dalam tabel ini, Anda dapat melihat berbagai protozoa yang dapat ditemukan dalam air permukaan, dan penyakit yang menyebabkan jika tertelan dalam jumlah besar, bersama dengan gejala.
Mikroorganisme Penyakit Gejala
Amoeba Disentri amuba Parah diare, sakit kepala, nyeri perut, menggigil, demam, jika tidak diobati dapat menyebabkan abses hati, perforasi usus dan kematian
Cryptosporidium parvum Cryptosporidiosis Rasa sakit, diare berair, muntah, kurang nafsu makan
Giardia Giardiasis Diare, kram perut, perut kembung, sendawa, kelelahan
Toxoplasm gondii Toksoplasmosis Pembengkakan kelenjar getah bening . Dengan halus ibu hamil aborsi dan infeksi otak
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Kebutuhan air semakin meningkat dari tahun ke tahun sedangkan air bersih yang tersedia mulai berkurang
2. Penyediaan air mulai menggunakan air limbah yang telah diolah sedemikian rupa agar aman untuk dikonsumsi atau digunakan untuk keperluan yang lain.
B. Saran-saran
1. Lebih diperhatikan lagi oleh pabrik – pabrik yang menghasilkan limbah agar dapat membersihkan air limbahnya terlebih dahulu sebelum dibuang agar tidak berbahaya dan mencemari air yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
http://translate.googleusercontent.com
http://watermicrobiology.com
J. Pelczar, Michael dan E.C.S. Chan, 2008. Dasar – Dasar Mikrobiologi. Jilid 2. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia (UI-Press)
www.lenntech.com
www.microbiologyprocedure.com
www.w3.org
Komentar
Posting Komentar