BAB XI

MIKROBIOLOGI AIR

11.1.   Tujuan Praktikum

-         Mengetahui ada tidaknya mikroorganisme di dalam air sampel.

-         Menghitung indeks Nilai Pencemaran Biologis (IPB) dan menganalisa kualitas      

  air sampel berdasarkan nilai IPB tersebut.

11.2.   Tinjauan Pustaka

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.

Air merupakan materi penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup  membutuhkan air. Misalnya sel hidup, baik hewan maupun tumbuhan, sebagian besar tersusun oleh air, yaitu lebih dari 75% isi sel tumbuhan atau lebih dari 67% isi sel hewan. Dari sejumlah 40 juta mil-kubik air yang berada di permukaan dan di dalam tanah, ternyata tidak lebih dari 0,5% (0,2 juta mil-kubik) yang secara langsung dapat digunakan untuk kepentingan manusia. Karena dari jumlah 40 juta mil-kubik, 97% terdiri dari air laut dan jenis air lain yang berkadar garam tinggi, 2,5% berbentuk salju dan es-abadi yang dalam keadaan mencair baru dapat dipergunakan secara langsung oleh manusia. Kebutuhan air untuk keperluan sehari-hari, berbeda untuk setiap tempat dan setiap tingkatan kehidupan. Biasanya semakin tinggi taraf kehidupan, semakin meningkat pula jumlah kebutuhan air. Di Indonesia, berdasarkan catatan dari Departemen Kesehatan, rata-rata keperluan air adalah 60 liter per kapita.

Fungsi media dapat berfungsi untuk membiakkan, mengasingkan dan meyimpan mikroorganisme dalam waktu yang lama di laboratorium. Media juga dapat berfungsi untuk mempelajari sifat-sifat koloni/pertumbuhan, sifat-sifat biokimiawi mikroorganisme. Selain itu dalam laboratorium mikrobiologi kedokteran dapat berfungsi untuk pembuatan antigen, toksin dan untuk pasasi kuman dengan tujuan perubahan virulensi dan lain-lain.

Air pada dasarnya dapat dibedakan menjadi dua yaitu:

-       Air permukaan, ada dipermukaan tanah atau pada lapisan tanah bagian atas. Air ini tidak tersaring oleh lapisan tanah,

-       Air tanah, sebagai air resapan yang jauh dari permukaan tanah. Air ini telah tersaring oleh lapisan tanah (yang porous) dan terdapat pada lapisan yang dalam (beberapa puluh meter dari permukaan tanah).

Pada umumnya air tanah dikatakan murni sebagai akibat penyaringan oleh

lapisan tanah diatasnya. Jumlah mikrobianya sangat minim dan jika mengandung bakteri pada umumnya bakteri-bakteri tersebut tidak berbahaya.

Air permukaan pada umumnya sering tercemar oleh berbagai bahan. Bahan yang mencemari dapat berupa zarah-zarah tanah, air saluran pembuangan, air limbah industry. Kandungan air permukaan akan berbagi bahan organic dan berbagi mikrobia dapat sangat tinggi. Bakteri-bakteri pathogen dalam air permukaan pada umumnya bersumber dari tinja.

Seperti umumnya di dalam habitat/tempat lainnya, juga kelompok mikroba yang didapatkan hidup di dalam air terdiri dari bakteria, fungi, mikroalge, virus dan protozoa. Kelompok-kelompok tersebut, kehadirannya di dalam air ada yang mendatangkan keuntungan, tetapi juga banyak yang mendatangkan kerugian. Kelompok mikroba yang umum terdapat dalam di dalam air, secara umum adalah:

a.    Bakteria

Umumnya uniseluler atau sel tunggal, tidak mempunyai khlorofil, berkembangbiak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner. Hidup bebas secara kosmopolitan dimana-mana, khususnya di udara, di tanah, di dalam air, pada bahan makanan, pada tubuh manusia, hewan ataupun tanaman. Adapula yang hidup bersimbosis dengan jasad hidup lain, baik hewan ataupun tanaman. Sifat hidupnya secara umum adalah saprofitik pada sisa/buangan hewan ataupun tanaman yang sudah mati, tetapi banyak juga yang parasitik pada hewan, manusia dan tanaman dengan menyebabkan banyak jenis penyakit. Bakteria termasuk ke dalam divisi Schizophyta yang terbagi ke dalam beberapa kelas, antara lain Pseudomonadales, Chlamydobacteriales, Eubacteriales, Actinomycetales, Spirochaetales dan Rickettsiales.

Gambar 11.2.1 Bakteria

b.    Alga Biru-Hijau

Berbentuk uniseluler, filamen yang sekeliling tubuhnya banyak diselimuti oleh lendir (polisakarida), atau berbentuk koloni sederhana. Termasuk ke dalam kelompok jasad foto sintetik, karena banyak mengandung khlorofil, di samping figmen fikobilin (kebiiru-biruan) dan fukosantin (kecoklat-coklatan) dan fukoeritrin (kemerah-merahan). Umumnya hidup di dalam air secara bebas, pada tanah yang lembab, atau bersimbiosis dengan jasad lain, sejak paku-pakuan (Azolla) sampai tanaman tinggi (Cassuarina). Termasuk divisi Cyanophyta dengan beberapa kelas antara lain: Chroococcales, Nostoclaes, Stigonematales.

Gambar 11.2.2 Alga biru-hijau

c.    Fungi atau Jamur

Ada yang berbentuk uniseluler, tetapi umumnya berbentuk filamen atau serat yang disebut hifa atau miselia. Beberapa jenis dapat membentuk tubuh-buah, yaitu kumpulan massa hifa menyerupai jaringan (jaringan semu). Tidak berkhlorofil, karenanya hidup secara saprofitik, beberapa parasitik, hidup bebas atau bersimbiosis dengan jasad lain, baik dengan alge (membentuk lumut kerak / Lichenes) ataupun dengan tanaman tinggi (mikoriza pada akar anggrek). Hidup tersebar secara luas, kadang-kadang kosmpolitan. Baik di udara, didalam tanah, di dalam air dan pada bahan-bahan lainnya, khususnya pada bahan makanan. Termasuk ke dalam divisi Mycophyta mempunyai banyak kelas, antara lain: Mucorales, Entomophthorales, Chytridiales, Blastocladiales, Saprolegniales, Endomycetales, Saccharomycetales, Aspergillales, Tremellales, Auriculariales, Ustillaginales, Agaricales, Moniliales, dan sebagainya.

Gambar 11.2.3 Fungi atau jaumur

d.   Alga Hijau

Merupakan kelompok besar mikroalge, yang mempunyai variasi bentuk dari uniseluler, koloni sederhana, filamen sampai ada yang sudah berbentuk tubuh lengkap dengan bagian-bagian yang disebut akar, batang, daun dan alat perkembangbiakan misal pada Nitella dan Chara. Kehidupannya hampir kosmopolitan, pada tanah, air dan bagian-bagian tertentu dari batang tanaman ataupun hewan. Disamping yang hidup bebas, adapula yang  hidup simbiosa dengan jamur membentuk lumut kerak (Lichenes) dan Hydra. Banyak jenis bermanfaat dalam bidang bahan makanan sebagai sumber protein (PST), makanan ikan dan “pembersih” air buangan yang diperoses secara biologis (kolam oksidasi/stabilisasi).

Gambar 11.2.4 Alga hijau

e.    Alga Kersik atau Diatome

Bentuk uniseluler, kadang-kadang dua atau lebih sel bergabung seperti koloni sederhana. Keistimewaan dari alge ini ialah bahwa di dalam selnya terkandung senyawa silikat, sehingga manfaat yang paling menonjol adalah berbentuk:

1.    Tanah infusoria yaitu jebakan tanah yang mengandung kerangka diatome yang  

          kaya akan sumber silikat, dipergunakan untuk campuran pembuatan bahan

          peledak dan sistem saringan.

2.    Sel yang masih hidup merupakan sumber makanan ikan di samping alge hijau

          yang utama.

          Gambar 11.2.5 Alga kersik atau diatome

f.     Protozoa

Adalah hewan mikroskopik berbentuk uniseluler. Sampai sekarang telah dikenal, lebih dari 30.000 spesies, ada yang bersifat pathogen, berperan penting di dalam simbiosa dengan Ruminantia, sebagai mikroorganisma pada serangga, berperan di dalam proses mikrobiologi tanah, mikrobiologi air, dan pengolahan buangan. Protozoa dapat dijumpai di dalam banyak habitat, misalnya di dalam air kolam, air sungai, air yang tergenang, lumpur, debu, tanah, tinja, juga di lautan.

                                                                Gambar 11.2.6 Protozoa

g.    Virus

Berdasarkan kepada pengamatan melalui mikroskop electron brntuk virus terdiri dari beberapa macam : batang pendek, batang panjang, bulat dan bentuk polyhedral. Ukuran virus lebih kecil dari bakteri yang terkecil. Misalnya virus rata-rata mempunyai garis tengan antara 10-20 mµ dan panjang antara 20-400 mµ. Virus mosaic tembakau (TMV) terdiri dari satu jenis asam nukleat (RNA) yang diselubungi oleh seludang protein sebagain pelindung. Virus bakteri Coli (T fage atau Coli fage) terdiri atas dua bagian, yaitu kepala berbentuk heksagonaldan bagian ekor.bagian kepala terdiri dari bagian utama dan bagian pusat (DNA), sedang luar merupakan seludang protein yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian ekor berupa cerobong tertutup dilengkapi pula dengan serabut ekor.

Gambar 11.2.7 Virus

Nilai Indeks Pencemaran Biologis (IPB), ketentuan nilai atau kualitas air, dapat juga dilakukan berdasarkan nilai Indeks Pencemaran Udara (IPB) atau BIP (Biological Indices of Polution). Perhitungan ini didasarkan kepada perbandingan kehadiran mikroba berkhlorofil (missal mikroalge) dan tanpa-khlorofil (missal bakteri dan jamur), sehingga hasilnya berbentuk nilai indeks tersebut sesuai dengan rumus

Nilai IPB =   

Dimana A: Kandungan mikroba berkhlorofil

              B: Kandungan mikroba tanpa berkhlorofil

         

Dari nilai IPB yang didapatkan, akan diketahui sampai berapa jauh kualitas air tersebut, yaitu:

Tabel 11.2.1 Nilai Air Berdasarkan Nilai IPB

Nilai IPB	Keadaan air
0   -   8   9  -   20  21  -   60   61  -   100	Bersih, Jernih Tercemar Ringan Tercemar Tercemar Berat

11.3.   Alat dan Bahan

A.   Alat - alat yang digunakan : -       mikroskop -       tabung reaksi -       tabung durham -       incubator -       cawan petri -       kapas -       pipet volumetric -       colony counter -       deckglass -       rak tabung reaksi

B.   Bahan - bahan yang digunakan : -       sampel air sungai -       kaldu nutrisi -        KFL ( kaldu fermentasi laktosa)              nutrisi agar

11.4.    Prosedur Percobaan

-       Menyediakan air sampel secukupnya

-       Melakukan pengenceran dengan cara memipet 1 mL air sampel kemudian menambahkan 99 mL kaldu nutrisi steril, disebut pengenceran 10^-2

-       Mengambil 1 mL air sampel dari pengenceran 10^-2 dan memasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi 9 mL kaldu nutrisi steril, disebut pengenceran 10^-3. Melakukan langkah yang sama hingga didapat pengenceran 10^-7

-       Menyediakan tiga tabung reaksi, memasukkan tabung durham terlebih dahulu

dengan mulut tabung dibawah, kemudian mengisi masing - masing tabung reaksi dengan 1 mL pengenceran 10^-5 ditambah 9 ml KFL. Ketiga tabung disebut seri A

-       Melakukan langkah yang sama untuk pengenceran 10^-6 dan 10^-7 yang disebut seri B dan seri C

-       Menutup tabung reaksi dengan kapas atau tissue dan menginkubasinya selama 24-48 jam dengan suhu 37 ºC

-       Mengamati tabung reaksi setelah 24 - 48 jam

-       Menuangkan nutrisi agar steril pada cawan petri

-       Mengambil pengenceran 10^-6 atau 10^-7 yang positif dan ditanamkan pada nutrisi agar

-       Menginkubasinya selama 24 - 48 jam

-       Menghitung jumlah mikroba / koloni yang berklorofil dan yang tidak berklorofil

-       Mengamati mikroba secara makro dan mikro

-       Menghitung nilai IPB - nya.

11.5.   Pengamatan

            Tabel 12.5.1 Data hasil pengamatan

No	Perlakuan	Pengamatan
1. 2. 3. 4.	Setelah Pengenceran Setelah inkubasi 24-48 jam Inokulasi pengenceran bernilai positif (+) pada nutrisi agar Setelah inkubasi 24-48 jam Setelah inkubasi 24-48 jam	-  Warna                                  : bening -  Keadaan Larutan                 : tidak berbau     -  Pertumbuhan Mikroba         : Belum ada A. Pengenceran 10-5 -  Jumlah tabung (+)           : 1 -  Jumlah tabung (-)             : 2 -  Warna                                   : keruh                                              kekuningan - Keadaan Larutan                         : ada endapan,                                              berbau busuk      - Pertumbuhan mikroba     : ada                                                   pertumbuhan                                                   mikroba B. Pengenceran 10-6 -  Jumlah tabung (+)            : 2 -  Jumlah tabung (-)            : 1 -  Warna                              : keruh                                              kekuningan -  Keadaan Larutan            : ada endapan,                                              berbau busuk -  Pertumbuhan mikroba     : ada                                                 pertumbuhan                                              mikroba C. Pengenceran 10-7 -  Jumlah tabung (+)            : 2 -  Jumlah tabung (-)             : 1 -  Warna                              : keruh                                              kekuningan -  Keadaan larutan              : ada endapan,                                              berbau busuk -  Pertumbuhan mikroba     : ada                                              pertumbuhan                                              mikroba - Inokulasi Pengenceran 10-7 - Warna                                    : keruh - Pertumbuhan mikroba           : ada                                                    pertumbuhan                                                     mikroba Pengenceran 10-7 A. Makro       - Warna                                  : keruh    - Jumlah mikroba berklorofil : 23    - Mikroba tidak berklorofil    : 65 B. Mikro      - Warna                              : hitam   - Bentuk                             : tidak beraturan   - Lensa obyektif                 : 10/0,25 x   - Lensa okuler                     : 10 x   - Perbesaran                        : 400 x   - Gambar :

11.6.   Perhitungan

          Perhitungan nilai IPB

          Kandungan mikroba berklorofil (A) = 23

          Kandungan mikroba non klorofil (B)=  65

    Nilai IPB        =           B           x 100

                                           A + B

                                  =       65         x 100

                            23 + 65   

                      =  100,7 koloni   

          Jadi nilai IPB adalah 100,7 masuk dalam kelas tercemar berat

11.7.   Pembahasan

-  Pada pengamatan dengan menggunkan pengenceran 10^-5 didapatkan 1tabung positif ,

keadaan berwarna keruh kekuningan, terdapat endapan, berbau busuk, ada pertumbuhan mikroba.

-  Pada pengamatan dengan menggunkan pengenceran 10^-6 didapatkan 2 tabung positif,

            keadaan berwarna keruh kekuningan, terdapat endapan, berbau busuk, ada pertumbuhan mikroba.

-  Pada pengamatan dengan menggunakan pengenceran 10^-7 didapatkan 2 tabung

  positif keadaan berwarna keruh kekuningan, terdapat endapan, berbau busuk, ada

  pertumbuhan mikroba.

-  Pada pengamatan secara makro didapatkan warna bakteri yang keruh, 23 mikroba

            berklorofil dan 65 miroba tidak berklorofil. Pada pengamatan secara mikro didapatka bakteri berwarna hitam. dan bentuk tidak beraturan.

11.8.   Kesimpulan

-  Dari hasil percobaan pengamatan menggunakan air sungai ditemukannya mikroba

berwarna hitam dan bentuknya tidak beraturan.

-  Didapatkan nilai IPB pada air sampel tersebut adalah 100,7 menunjukkan kualitas air

  tersebut tercemar berat.