3.  Parameter Biologi Air

Sumber : https://blog.ub.ac.id/yusriadiblog/2013/11/04/parameter-kualitas-air/

Pemeriksaan air secara biologis sangat penting untuk mengetahui keberadaan mikroorganisme yang terdapat dalam air. Berbagai jenis bakteri patogen dapat ditemukan dalam sistem penyediaan air bersih, walaupun dalam konsentrasi yang rendah. Analisa mikrobiologi untuk bakteri-bakteri tersebut dilakukan berdasarkan organisme petunjuk (indicator organism). Bakteri-bakteri ini menunjukkan adanya pencemaran oleh tinja manusia dan hewan berdarah panas lainnya, serta mudah dideteksi. Bila organisme petunjuk ini ditemui dalam contoh air, berarti air tersebut tercemar oleh bakteri tinja serta ada kemungkinan mengandung bakteri patogen. Bila contoh air tidak mengandung organisme petunjuk berarti tidak ada pencemaran oleh tinja dan air tidak mengandung bakteri patogen. Tes dengan organisme petunjuk merupakan cara yang paling mudah untuk menentukan pencemaran air oleh bakteri patogen dan dapat dilakukan secara rutin.

Coliform termasuk dalam keluarga Enterobacteriaceae dan genus Escherichia dengan karakteristik bakteri yang mempunyai bentuk batang, gram negatif, sangat motil, tidak berspora, dan bersifat aerobik fakultatif dengan memanfaatkan oksigen pada kondisi aerob dan melakukan fermentasi pada kondisi anaerob. Bentuk dari bakteri ini diperlihatkan pada Gambar 2.1. Bakteri dalam genus ini dapat tumbuh dengan mudah pada media yang mengandung garam-garam mineral, karbohidrat, dan garam-garam ammonium.

Gambar 2.1 E.coli dengan Perbesaran 10.000 kali
(Photo from a Public Domain, Retrieved from Wikimedia Commons )

Escheria coli , dengan nama aslinya Bacterium coli, diidentifikasi pertama kali pada tahun 1885 oleh seorang dokter anak dari Jerman , Theodor Escherich. E.coli terdistribusi sebagian besar pada usus besar manusia dan hewan berdarah panas serta merupakan bakteri fakultatif anaerob yang sangat dominan pada usus besar. Bakteri ini digunakan sebagai indikator dalam menganalisa bakteri fecal coliform dalam air karena mampu bertahan hidup di luar sistem pencernaan. Kehadiran bakteri ini di dalam air tidak berbahaya, tetapi menandakan keberadaan bakteri patogen lain. Terdapat beberapa strain dari E.coli yang jika masuk ke sistem pencernaan akan mengakibatkan penyakit perut seperti diare.

Karakteristik fermentasi yang dilakukan E.coli adalah sebagai berikut :

• Mengubah piruvat menjadi asetil-CoA dan formate.
• Mereduksi asetil-CoA menjadi etanol.
• Tidak mampu untuk mengubah piruvat menjadi asetonin dan 2,3-butanediol.
• Mengubah formate menjadi karbondioksida dan hydrogen.

• Perubahan formate menjadi karbon dioksida dan hidrogen hanya terjadi pada kondisi anaerobik dan memerlukan enzim formate lyase sebagai katalis reaksi.

Enterobacter aerogenes merupakan salah satu coliform yang bersifat non-fecal coliform. Bakteri ini berasal dari tanah dan beberapa sumber selain dari saluranpencernaan mamalia dan hewan berdarah panas. Karakteristik fermentasi daribakteri ini yang membedakan dengan E.coli adalah kemampuannya untuk merubah piruvat menjadi asetonin dan 2,3-butanediol serta tidak mampu membentuk Succinate. Walaupun termasuk dalam golongan fecal coliform, E.coli tidak selalu bersifat patogen. Salah satu strain E.coli yang berbahaya adalah E. coli _O157:H7. E.coli jenis ini menghasilkan racun berbahaya jika hidup dan berkembang biak pada makanan. Jika makanan tidak dimasak secara benar maka racun dari jenis E.coli ini akan mengakibatkan timbulnya gangguan pencernaan yang cukup berbahaya seperti diare hingga berak darah yang akan menyebabkan kematian jika tidak ditangani secepatnya.

Walaupun coliform dapat dengan mudah dideteksi, namun hubungannya dengan kontaminasi bakteri fecal perlu dipertanyakan karena beberapa coliform dapat ditemukan secara alami pada lingkungan. Fecal coliform tidak dapat digunakan sebagai indikator adanya pencemaran oleh bakteri fecal , yang dapat digunakan sebagai indikator pencemaran oleh bakteri fecal hanyalah E.coli.

3.1.  Analisa Coliform

Analisa coliform merupakan tes untuk mendeteksi keberadaan dan memeperkirakan jumlah bakteri coliform dalam air yang diteliti. Terdapat 3 metoda yang dapat digunakan dalam menganalisa coliform yaitu Standard Plate Count (SPC), metoda tabung fermentasi atau sering disebut Most Probable Number (MPN), dan metode penyaringan dengan membran.

Prinsip analisa SPC dan penyaringan dengan membran adalah berdasarkan sifat bakteri yang berkembang biak dalam waktu 24 sampai 72 jam pada suhu tertentu dan dalam suasana yang cocok yaitu pada media yang terdiri dari agar-agar (dari bahan yang netral) yang mengandung beberapa jenis zat kimia yang merupakan gizi bagi bakteri tertentu serta dapat mengatur nilai pH.

Prinsip Analisa MPN hampir sama dengan prinsip analisa SPC, tetapi bakteri tidak berkembang pada media agar-agar, melainkan dalam media tersuspensi pada kaldu (broth) yang mengandung gizi untuk pertumbuhannya. Bakteri-bakteri tersebut dapat dideteksi karena mampu memfermentasikan laktosa yang kemudian menghasilkan gas serta menyebabkan terjadinya perubahan pH.

Metoda SPC digunakan untuk tes bakteri total , sedangkan metoda penyaringan dengan membran dan MPN lebih cocok untuk untuk analisa total coliform dan fecal coliform. Analisa total coliform dan fecal coliform menggunakan metoda

penyaringan dengan membran lebih baik dibandingkan dengan metode MPN karena beberapa hal sebagai berikut :

• Hanya membutuhkan satu kali analisa sedangkan metoda MPN membutuhkan 2 – 3 kali analisa.
• Waktu inkubasi lebih cepat.
• Hasil analisanya memberikan angka konsentrasi dengan ketelitian yang cukup tinggi sedangkan metoda MPN hanya memberikan angka konsentrasi secara statistik yang paling memungkinkan.

Walaupun mempunyai kekurangan dibandingkan metoda penyaringan dengan membran, pada banyak sumber literatur dan daftar analisa baku metoda MPN masih banyak digunakan.

Gangguan yang dapat menyebabkan ketidakakuratan hasil analisa coliform dalam air minum adalah adanya konsentrasi sisa klor dalam air. Klor dapat membunuh bakteri sehingga dapat mengganggu analisa coliform. Pada air yang mengandung klor, sebelum analisa harus ditambahkan 0,1 ml larutan pereduksi per 125 ml contoh air. Larutan pereduksi yang digunakan adalah 10 gram Na₂S₂O₄ per 100 ml air suling yang steril. Dengan penambahan larutan ini, kadar residu klor dapat dinetralkan sampai 15 mg Cl2/l. Jika contoh air mengandung logam berat seperti Cu²⁺ dan Cr (VI) dengan kadar lebih dari 0,01 mg/l, diperlukan penambahan larutan EDTA 0,15 g/ml sebanyak 3 ml dalam contoh air.

Jumlah Perkiraan Terdekat (JPT) bakteri Coliform/100 cc air digunakan sebagai indikator kelompok mikrobiologis. Suatu bakteri dapat dijadikan indikator bagi kelompok lain yang patogen didasarkan atas beberapa hal sebagai berikut :

• Bakteri tersebut harus tidak patogen.
• Harus berada di air apabila kuman patogen juga ada atau mungkin sekali ada, dan terdapat dalam jumlah yang jauh lebih besar.
• Jumlah kuman indikator harus dapat dikorelasikan dengan probabilitas adanya kuman patogen.
• Mudah dan cepat dapat dikenali dengan cara laboratoris yang murah.

• Harus dapat dikuantifikasi dalam tes laboratoris.
• Tidak berkembang biak apabila kuman patogen tidak berkembang biak.
• Dapat bertahan lebih lama daripada kuman patogen di dalam dingkungan yang tdak menguntungkan.

Namun demikian, terdapat berbagai kelemahan pada bakteri Coliform yang mungkin sekali perlu diubah, antara lain sebagai berikut :

• Tidak sepenuhnya apatogen.
• Tidak semua bakteri Coliform berasal dari usus manusia, dapat berasal dari hewan dan bahkan ada yang hidup bebas. Oleh karena itu terdapat tes lanjutan yang bertujuan untuk memeriksa E. coli yang pasti berasal dari tinja.
• Tidak sepenuhnya dapat mewakili virus karena Coliform musnah lebih dahulu oleh khlor sedangkan virus tidak. Kista amoeba dan telur cacing juga tahan lebih lama di dalam saluran air bersih dibandingkan bakteri Coliform.
• Bakteri Coliform dapat berkembang biak dalam air walaupun secara terbatas.

Untuk mencegah kontaminasi pada contoh air, dilakukan sterilisasi terhadap semua peralatan yang digunakan dalam pemeriksaan Coliform. Beberapa cara sterilisasi adalah sebagai berikut :

Autoklave

Sterilisasi terjadi setelah suhu mencapai 120 ^oC atau tekanan uap mencapai 1,2 kg/cm² selama 20 menit. Sebelum dimasukkan, benda-benda yang akan disterilisasi dibungkus dengan kertas koran atau kertas kraft sulfat yang berwarna coklat. Cara meletakkan benda-benda dalam autoklave harus diatur sehingga semua permukaan dan ujung yang akan disterilisasikan tercapai oleh suhu dan tutup harus dilepaskan dari botol yang akan disterilisasikan, namun air kondensasi tidak boleh tertinggal di dalam botol, gelas, atau beker.

Oven

Bakteri dapat dibasmi oleh panas dalam oven. Efisiensi akan tercapai dengan baik setelah suhu mencapai 150 ^oC dalam waktu 8 jam.

Cara Kimiawi

Cara ini digunakan untuk menstrerilkan benda-benda yang terbuat dari plastik yang tidak tahan suhu tinggi. Cara kimiawi yang sederhana adalah dengan mengusapkan larutan 60 % etanol dan 40 % air suling, pada permukaan benda kemudian mengeringkan dalam oven pada suhu 60 ^oC selama 1/2 sampai 1 jam.

Sinar Ultra Ungu (Ultra Violet)

Sinar ultra ungu mempunyai daya desinfeksi terhadap bakteri dan kuman. Peralatan laboratorium, terutama yang tidak tahan suhu tinggi dapat disterilkan di bawah sinar lampu UV selama 1/2 jam. Cara sterilisasi ini cukup efisien dan sederhana, khususnya bagi peralatan kecil yang diperlukan setiap waktu.

Pendidihan

Cairan, terutama air (pelarut) disterilkan dengan pendidihan selama 10 menit. Gelas, beker, pipet, dan sebagainya dapat dipegang bagian luarnya tanpa ada bahaya pencemaran pada bagian dalam (bakteri tidak dapat berpindah sendiri).

Hal – hal lain yang perlu diperhatikan agar mutu hasil tes mikrobiologis terjamin adalah sebagai berikut :

• Tempat / meja kerja harus bersih, tidak ada lubang dimana kotoran atau debu dapat tertangkap.
• Permukaan tempat/meja kerja sebaiknya rata, dapat terbuat dari plastik yang kuat dan keras, formika, dan sebagainya. Bila perlu, tes analisa dilakukan di atas baki plastik.
• Ruang kerja dan sekitarnya harus bebas dari angin yang dapat memindahkan bakteri yang menempel pada partikel debu.

Metoda Most Probable Number merupakan metoda statistik untuk mengetahui kandungan Coliform pada air dengan melalui beberapa tahap pengujian yaitu :

Uji penduga (presumptive test)

Dalam uji ini, 3 tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 0,1 ml contoh air, 3 tabung medium kaldu laktosa diinokulasi dengan 1 ml contoh air, dan 3 tabung medium kaldu laktosa ganda diinokulasi dengan 10 ml contoh air. Setelah itu, semua biakan diinkubasi selama 1-3 hari pada suhu 37 ^oC, kemudian ditentukan tabung yang menandakan reaksi positif atas keberadaan coliform. Reaksi positif coliform ditandai dengan difermentasinya laktosa sehingga terjadi perubahan warna dari ungu menjadi kuning dan juga ditandai dengan dihasilkannya gas CO2.

Uji ketetapan (confirmed test)

Uji ketetapan dilakukan untuk memperoleh hasil yang lebih pasti dari uji penduga bahwa bakteri yang ada memang merupakan bakteri coliform. Reaksi positif dari keberadaan coliform ditunjukkan dengan adanya pembentukan gas pada tabung durham. Untuk penghitungan jumlah fecal coliform, suspensi tabung reaksi positif pada uji penduga diinokulasikan pada tabung berisi medium EC kemudian diinkubasi pada suhu 44,5 ^oC selama 2 hari. Reaksi positif keberadaan fecal coliform ditunjukkan dengan keruhnya medium EC dan juga adanya pembentukan gas pada tabung durham.

Uji kelengkapan (completed test)

Tes ini dilakukan untuk menghitung jumlah E.coli yang ada dengan cara menggoreskan (streak plate) suspensi yang menunjukkan reaksi positif pada uji ketetapan pada medium EMB Agar kemudian diinokulasikan selama 18-24 jam pada suhu 37 ^oC. Pewarnaan gram dilakukan pada koloni yang dicurigai merupakan E.coli (koloni berwarna gelap dan rata dengan atau tanpa kilatan metalik). Reaksi positif keberadaan bakteri E.coli ditunjukkan dengan :

• Fermentasi laktosa dengan pembentukan gas selama 2 hari (suhu 35 ^oC).
• Tampil sebagai bakteri gram negatif berbentuk batang bulat, berwarna metah muda, dan tidak membentuk spora.

Jumlah total bakteri dapat dihitung menggunakan tabel MPN. Rumus yang digunakan untuk menghitung jumlah bakteri adalah sebagai berikut :

Jumlah total coliform

Pembacaan pada tabel MPN berdasarkan jumlah reaksi positif pada uji ketetapan. Perhitungan jumlah total coliform dilakukan menggunakan persamaan (2.35).
                                                                                                    

Jumlah total coliform = Angka pada table x rasio pengenceran

(2.35)

Jumlah fecal coliform

Pembacaan pada tabel MPN berdasarkan jumlah reaksi positif pada medium EC (pada uji ketetapan) Perhitungan jumlah fecal coliform dilakukan dengan menggunakan persamaan (2.36).

                                                                                                                

Jumlah fecal coliform = Angka pada table x rasio pengenceran

(2.36)

Jumlah bakteri E.coli

Pembacaan pada tabel MPN dilakukan berdasarkan jumlah reaksi positif pada uji kelengkapan. Perhitungan jumlah bakteri E. coli dilakukan menggunakan persamaan (2.37).

 

Jumlah E.coli = Angka pada table x rasio pengenceran

(2.3)