makalah kualitas air mikrobiologi lingkungan

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Sesuai dengan pasal (1) PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran air, mutu air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan atau diuji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Kualitas air didefinisikan sebagai kadar parameter air yang dianalisis secara teliti sehingga menunjukkan mutu dan karakteristik air. Mutu dan karakteristik air ditentukan oleh jenis dan sifat-sifat bahan yang terkandung didalamnya.Tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri,tipus,kolera,dan bakteri patogen penyebab penyakit.

Bakteri adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di bumi.  Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dibidang pangan, pengobatan, dan industri.

Uji biokimia merupakan salah uji yang digunakan untuk menentukan spesies kuman yang tidak diketahui sebelumnya. Setiap kuman memiliki sifat biokimia yang berbeda sehingga tahapan uji biokimia ini sangat membantu proses identifikasi.Selain metode dengan uji biokimia dapat juga dilakukan dengan metode biomolekuler.salah satu contoh teknik biomolekuler yaitu dengan menggunakan PCR.

1.2  Rumusan masalah

Rumusan masalah pada makalah ini adalah

1.      Bagaimana standart kualitas air yang baik menurut SNI?

2.      Bagaimana metode identifikasi bakteri secara biokimia dan biomolekuler?

1.3  Tujuan

Tujuan dari makalah ini adalah

1.      Untuk mengetahui standart kualitas air yang baik menurut SNI.

2.      Untuk mengetahui metode identifikasi bakteri secara biokimia dan biomolekule

BAB II

ISI

2.1  Standart kualitas air menurut SNI

Sesuai dengan pasal (1) PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran air, mutu air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan atau diuji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Kondisi kualitas air tersebut sangat penting untuk menentukan layak atau tidaknya air untuk digunakan sesuai dengan peruntukan atau kelasnya.Namun, dengan adanya siklus hidrologi air yang memungkinkan terjadinya pencampuran air dari berbagai sumber, ditambah dengan sifat air yang merupakan pelarut universal, maka memungkinkan terjadinya perubahan kualitas airdari keadaan awalnya.

Masing-masing parameter kualitas air memiliki nilai amban gbatas yang berbeda. Sesuai pasal (14) PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Airdan Pengendalian Pencemaran air, apabila mutu air tidak memenuhi baku mutu air, maka kondisi mutu air ditetapkan dalam kondisi cemar.Untuk menentukan apakah kondisi mutu air berada pada kondisi cemar atau kondisi baik, perlu dilakukan pengukuran parameter kualitas air menggunakan metode-metode tertentu yang sudah terstandarisasi. Beberapa parameter yang sering digunakan sebagai parameter pencemaran air adalah sebagai berikut :

1.      Parameter fisika

Parameter-parameter fisika yang biasanya digunakan untuk menentukan kualitas airmeliputi suhu, kecerahan dan kekeruhan, warna, konduktivitas, padatan total, padatan terlarut, padatan tersuspensi, dan salinitas.

a.       Padatan tersuspensi / Total Suspended Solid (TSS)

TSS adalah padatan yang dapat terambil dengan filter. TSS dapat termasuk :endapan lumpur, humus, dan sampah. Tingginya konsentrasi suspended soliddapat menyebabkan beberapa masalah untuk beberapa peralatan industry dankehidupan organism akuatik.Tingginya TSS dapat menghambat masuknya sinar matahari ke dalam perairan.Jika hal tersebut terjadi, proses fotosintesis akan terhambat. Pengurangan aktifitasfotosintesis akan mengurangi oksigen terlarut yang dilepas oleh tanaman air kebadan air. Tingginya nilai TSS juga akan menyebabkan kenaikan suhu permukaan air karena material tersuspensi dapat menyerap panas dari sinarmatahari, dan menyebabkan tingginya tingkat kekeruhan (turbiditas).TSS dapat meningkatkan konsentrasi bakteri, kelarutan nutrient, pestisida, danlogam berat dalam air. Dalam industry, TSS dapat menyebabkan penyumbatanatau scouring pada pipa dan mesin.Nilai baku mutu TSS adalah 50 mg/L untuk air kelas I dan II; dan 400 mg/Luntuk air kelas III dan IV.

b.      Besi

Besi adalah salah satu elemen yang dapat ditemui hampir pada setiap tempat dibumi. Kandungan Fe ini berhubungan dengan struktur tanah. Selain bersumberdari dalam tanah sendiri, Fe dapat pula berasal dari sumber lain, diantaranyalarutnya pipa besi reservoir air yang terbuat dari besi atau endapan-endapanbuangan industry. Nilai baku mutu untuk Fe ialah ialah 0,3 mg/L bagi pengolahan air minum secaramodern, dan 0,5 mg/L bagi pengolahan air minum secara tradisional. Apabila konsentrasi besi terlarut dalam air melebihi batas tersebut, akan menyebabkan berbagai masalah. Air minum yang mengandung Fe terlalu tinggi, cenderung menimbulkan mual apabila dikonsumsi. Selain itu dalam dosis besar dapat merusak dinding usus

2.      Parameter biologis

Parameter biologis yang sering digunakan untuk mengethui kualitas air adalah kandungan total coliform, termasuk di dalamnya adalah fecal coliform.

a.       Total Coliform

Bakteri coliform dapat digunakan sebagai indicator adanya pencemaran feses atau kotoran manusia dan hewan di dalam perairan. Golongan bakteri ini umumnyaterdapat di dalam feses manusia dan hewan. Keberadaan bakteri ini di dalam airtidak dikehendaki, baik ditinjau dari segi kesehatan, estetika, kebersihan maupunkemungkinan terjadinya infeksi yang berbahaya. Beberapa jenis penyakit dapatditularkan oleh bakteri coliform melalui air, terutama penyakit perut seperti tipus,kolera dan disentri. Bakteri coliform juga merupakan bakteri indicator dalam menilai tingkat higienitas suatu perairan.Nilai baku mutu untuk total coliform adalah 1000jml/100ml untuk air kelas I,5000jml/100ml untuk air kelas II, dan 10000jml/100ml untuk air kelas III-IV.  

Berikut ini tabel standart kualitas air yang baik sesuai pasal (14) PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Airdan Pengendalian Pencemaran air:

2.2  Metode identifikasi bakteri dengan biokimia

Uji biokimia bakteri merupakan suatu cara atau perlakuan yang dilakukan untuk mengidentifikasi dan mendeterminasi suatu biakan murni bakteri hasil isolasi melalui sifat - sifat fisiologinya. Proses biokimia erat kaitannya dengan metabolisme sel, yakni selama reaksi kimiawi yang dilakukan oleh sel yang menghasilkan energi maupun yang menggunakan energi untuk sintesis komponen-komponen sel dan untuk kegiatan selular, seperti pergerakan. Suatu bakteri tidak dapat dideterminasi hanya berdasarkan sifat-sifat morfologinya saja, sehingga perlu diteliti sifat-sifat biokimia dan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhannya.

Ciri fisiologi ataupun biokimia merupakan kriteria yang amat penting di dalam identifikasi spesimen bakteri yang tidak dikenal karena secara morfologis biakan ataupun sel bakteri yang berbeda dapat tampak serupa, tanpa hasil pegamatan fisiologis yang memadai mengenai kandungan organik yang diperiksa maka penentuan spesiesnya tidak mungkin dilakukan. Karakterisasi dan klasifikasi sebagian mikroorganisme seperti bakteri berdasarkan pada reaksi enzimatik maupun biokimia.  Mikroorganisme dapat tumbuh pada beberapa tipe media yang memproduksi tipe metabolit yang dapat dideteksi dengan reaksi antara mikroorganisme dengan reagen test yang dapat menghasilkan perubahan warna reagen.

Berikut ini macam-macam dari metode identifikasi bakteri menggunakan uji biokimia:

1.      Uji indol

Media yang dipakai adalah pepton 1%. Uji indol digunakan untuk mengetahui apakah kuman mempunyai enzim triptophanase sehingga kuman tersebut mampu mengoksidasi asam amino triptophan membentuk indol. Adanya indol dapat diketahui dengan penambahan reagen Ehrlich/Kovac’s yang berisi paradimetil amino bensaldehid. Interpretasi hasil : negatif (-) : Tidak terbentuk lapisan cincin berwarna merah pada permukaan biakan, artinya bakteri ini tidak membentuk indol dari triptophan sebagai sumber karbon. Positif (+) : Terbentuk lapisan cincin berwarna merah pada permukaan biakan, artinya bakteri ini membentuk indol dari triptophan sebagai sumber karbon(Cowan, 2004).

           

Gambar 2.1 Uji Indol (Ratna, 2012)

2.      Uji MR,

Media yang digunakan adalah pepton glukosa phosphat. Uji ini digunakan untuk mengetahui adanya fermentasi asam campuran (metilen glikon). Interpretasi hasil : negatif (-) : Tidak terjadi perubahan warna media menjadi merah setelah ditambah methyl red 1%. Positif (+) : Terjadi perubahan warna media menjadi merah setelah ditambahkan methyl red 1%. Artinya bakteri menghasilkan asam campuran (metilen glikon) dari proses fermentasi glukosa yang terkandung dalam media MR  (Cowan, 2004).

                                                   

Gambar 2.2 Uji MR (Ratna, 2012)

3.      Uji VP

Media yang dipakai adalah pepton glukosa phosphat. Uji ini digunakan untuk mengetahui pembentukan asetil metil karbinol (asetoin) dari hasil fermentasi glukosa. Interpretasi hasil : negatif (-) : tidak terjadi perubahan warna media menjadi merah setelah ditambahkan a naphtol 5% dan KOH 40%. Positif (+) : terjadi perubahan warna media menjadi merah setelah ditambahkan a naphtol 5% dan KOH 40%, artinya hasil akhir fermentasi bakteri adalah asetil metil  karbinol (asetoin) (Colome, 2001).

Gambar 2.3 Uji VP (Ratna, 2012)

4.       Uji Citrat,

Media yang dipakai adalah Simons citrat. Tujuan dari uji ini adalah untuk mengetahui apakah kuman menggunakan sitrat sebagai sumber karbon. Pada media Simons citrat berisi indikator BTB (Brom Tymol Blue). Apabila bakteri menggunakan sitrat sebagai sumber karbon maka media berubah menjadi basa dan berubah warna menjadi biru. Interpretasi hasil : negatif (-) : tidak terjadinya perubahan warna media dari hijau menjadi biru. Artinya bakteri ini tidak mempunyai enzim sitrat permease yaitu enzim spesifik yang membawa sitrat ke dalam sel. Sehingga kuman tidak menggunakan citra  sebagai salah satu/satu-satunya sumber karbon. Positif (+) : terjadinya perubahan warna media dari hijau menjadi biru, artinya kuman menggunakan citrat sebagai salah satu/satu-satunya sumber karbon (Ratna, 2012).

Gambar 2.4 Uji Citrat (Ratna, 2012)

5.       Uji Motilitas

Media yang dipakai adalah media yang bersifat semi solid dengan kandungan agar-agar 0,2-0,4%. Tujuan dari uji ini adalah untuk mengetahui gerak kuman, bisa memakai media MO (Motilitas Ornitin) atau SIM (Sulfida Indol Motility). Pada media SIM selain untuk melihat motilitas bisa juga untuk test indol dan pembentukan H2S. Interpretasi hasil : negatif (-) : terlihat adanya penyebaran yang berwarna putih seperti akar hanya pada bekas tusukan  inokulasi. Positif (+) : terlihat adanya penyebaran yang berwarna putih seperti akar disekitar inokulasi. Hal ini menunjukan adanya pergerakan dari bakteri yang diinokulasikan, yang berarti bahwa bakteri ini memiliki flagel (Burrows, 2004).

6.      Uji Urenase,

            Tujuan dari uji ini adalah untuk mengetahui apakah kuman mempunyai enzim urease yang dapat menguraikan urea membentuk amoniak. Media urea berisi indikator phenol red. Interpretasi hasil : negatif (-) : tidak terjadi perubahan warna media menjadi pink/merah jambu, artinya kuman tidak memecah urea membentuk amoniak. Positif (+) : tidak terjadi perubahan warna media menjadi pink/merah jambu, artinya kuman memecah urea membentuk amoniak (Lim, 2006).

 

Gambar 2.5 Uji Urenase (Ratna, 2012)

7.      Uji TSA (Triple Sugar Iron Agar),

Tujuan dari tes ini adalah untuk mengetahui kemampuan kuman untuk memfermentasikan karbohidrat. Pada media TSIA berisi 3 macam karbohidrat yaitu glukosa, laktosa dan sukrosa. Indikatornya adalah phenol red yang menyebabkan perubahan warna dari merah orange menjadi kuning dalam suasana asam. Glukosa berada di dasar media sedangkan laktosa dan sukrosa berada di bagian lereng. Selain menggunakan media TSIA dapat pula digunakan media KIA (Kligers Iron Agar), bedanya adalah pada media KIA hanya berisi 2 macam karbohidrat yaitu glukosa dan laktosa. Interpretasi hasil : hanya memfermentasi glukosa : Bila pada dasar (butt) media berwarna kuning (bersifat asam) dan lereng (slant) berwarna merah (bersifat basa) ? Al/Ac atau K/A. Memfermentasi semua karbohidrat : bila pada dasar (butt) media berwarna kuning (bersifat asam) dan lereng (slant) berwarna kuning (bersifat asam) ? Ac/Ac atau A/A. Tidak memfermentasi semua karbohidrat : bila pada dasar (butt) media berwarna merah (bersifat basa) dan lereng (slant) berwarna merah (bersifat basa) ? Al/Al atau K/K. Fermentasi pada TSIA juga disertai dengan pembentukan gas CO2 yang dapat dilihat dari pecahnya dan terangkatnya agar.

Media TSIA juga dapat digunakan untuk mengetahui pembentukan H2S yaitu melihat apakah kuman memfermentasi metionin dan sistein (Asam amino yang mempunyai gugus S). Pada media TSIA terdapat asam amino metionin dan sistein, jika kuman memfermentasi kedua asam amino ini maka gugus S akan keluar dan gugus S akan bergabung dengan H2O membentuk H2S. Selanjutnya H2S bergabung dengan Fe2+ membentuk FeS berwarna hitam dan mengendap (Buchanan, 2003).
 

Gambar 2.6 Uji TSA (Ratna, 2012)

8.       Uji Gula-gula,

Uji ini digunakan untuk mengetahui apakah kuman memfermentasi masing-masing gula diatas membentuk asam. Media gula-gula ini terpisah dalam 5 tabung yang berbeda dan media yang digunakan adalah masing-masing gula dengan konsentrasi 1% dalam pepton. Masing-masing gula gula ditambahkan indikator phenol red. Interpretasi hasil : negatif (-) : tidak terjadi perubahan warna media dari merah menjadi kuning, artinya kuman tidak memfermentasi gula .Positif (+) : terjadi perubahan warna media dari merah menjadi kuning.Artinya kuman memfermentasi gula membentuk ditandai dengan tinta pada tutup kapas yang berbeda-beda. Untuk glukosa tidak berwarna, laktosa berwarna ungu, maltosa berwarna merah, manitol berwarna hijau, dan sukrosa berwarna biru.

 Didalam media gula- asam, positif + gas (+g) : Terjadi perubahan warna media dari merah menjadi kuning. Artinya kuman memfermentasi gula membentuk asam dan gas. Gas yang diperhitungan minimal 10% dari tinggi tabung durham(Adam, 2001)
 

Gambar 2.7 Uji Gula-gula (Ratna, 2012)

2.3  Teknik identifikasi bakteri menggunakan metode biomolekuler

1.      Analisis Sidik Jari Menggunakan rep-PCR

Ada beberapa macam teknik sidik jari yang telah digunakan secara luas terutama untuk identifikasi strain bakteri di bidang epidemiologi serta ekologi mikrobia. Secara garis besar ada dua pendekatan umum dari teknik sidik jari untuk menentukan strain bakteri. Pertama, berdasarkan analisis RFLP yang mendeteksi variasi sekuens dengan membandingkan ukuran dan jumlah fragmen restriksi yang dihasilkan melalui pemotongan DNA oleh enzim restriksi. Kedua, variasi multipel amplikon dengan ukuran berbeda yang merupakan produk amplifikasi dengan primer. Kelompok kedua ini mencakup repetitive sequence based-Polymerase Chain Reaction (rep-PCR),Randomly Amplified Polymorphic DNA (RAPD) dan Arbitrary Priming-PCR (AP-PCR)

rep-PCR telah banyak digunakan untuk berbagai tujuan, antara lain untuk identifikasi methylobacter yang berasosiasi dengan tanaman untuk membedakan strain Eschericia coli dari ekologi yang berbeda ,serta untuk penentuan diversitas genetik pada Pseudomonas fluorescence.

BAB III

PENUTUP

3.1   Kesimpulan

Kesimpulan dari makalah ini adalah standart kualitas air yang baik itu sesuai dengan pasal (1) PP No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran air, mutu air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan atau diuji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku.

Teknik identifikasi bakteri bisa dilakukan dengan biokimia dan metode  biomolekuler.Berberapa uji biokimia untuk identifikasi bakteri sebagai berikut: Uji Gula-gula, Uji TSA (Triple Sugar Iron Agar), Uji Urenase, Uji Motilitas, Uji Citrat, Uji VP, Uji MR dan Uji indol sedangkan untuk metode biomolekuler bisa menggunakan Analisis Sidik Jari Menggunakan rep-PCR.

DAFTAR PUSTAKA

Burrows, W., J.M. Moulder, and R.M. Lewert. 2004. Texbook of Microbiology. W.B. Saunders Company. Philadelphia 

Cowan,ST. 2004.  Manual for the Identification of Medical Fungi. Cambridge University Press. London.

Lim,D. 2006. Microbiology. McGraw-Hill. New York.

Modul Praktikum MTPPL Laboratorium Analisis dan Instrumen, Teknik Kimia UGM,Yogyakarta.PP. No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian

Ratna, Siri .2012. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek: Teknik dan Prosedur dasar Laboratorium. PT Gramedia,Jakarta

Sawyer, C. N and P. L., MC Carty, 1978,Chemistry for Environmental Engineering, 3^rd ed.,McGraw Hill Kogakusha Ltd.