b. Kondisi letak pembuangan limbah tidak sama untuk masing-masing
pemukiman, sebagian pembuangan limbah berada pada keadaan terbuka sehingga mengalami kontak langsung dengan cahaya matahari, dan sebagian
lainnya dalam keadaan tertutup, sehingga tidak mengalami kontak langsung dengan cahaya matahari. Dan penulis mengambil sampel disekitar TPAL
domesik agar data yang diperoleh cukup signifikan. c.
Objek yang diteliti dalam penelitian ini adalah limbah rumah tangga domestik, yang diasumsikan mengandung mikroorganisme yang merugikan
kesehatan. d.
Limbah domestik yang diamati dalam saluran pembuangan adalah limbah dapur dan limbah kamar mandi.
e. Dalam penelitian ini, yang diuji adalah kualitas air limbah yang terdiri dari
aspek bakteriologi, dan parameter fisika Waktu, Suhu, TDS, dan Kesadahan terhadap jumlah koloni bakteri E.Coli yang terkandung didalam air limbah
tersebut.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian ini adalah : a.
Mengetahui jumlah koloni bakteri E.Coli dalam air limbah akibat adanya
parameter fisika yang mempengaruhinya.
b. Mengetahui kualitas air limbah yang terdiri dari aspek bakteriologi dari
pembuangan air limbah domestik.
Universitas Sumatera Utara
c. Mengetahui parameter fisika yang memiliki pengaruh besar terhadap
jumlah koloni bakteri E.Coli. d.
Mengetahui cara penanganan daerah-daerah pemukiman yang mengalami
pencemaran air limbah, khususnya dari aspek bakteriologi.
1.4 Tempat Penelitian
Pengukuran suhu dan waktu dilakukan dilapangan, sedangkan pengukuran TDS, perhitungan kesadahan dan perhitungan jumlah koloni bakteri E.Coli dilakukan
di Laboratorium Mikrobiologi Balai Teknik Kesehatan Lingkungan BTKLMedan.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah : a.
Aspek akademis. Memberikan informasi ilmiah kepada masyarakat tentang faktor-faktor dan pengaruh lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan
mikroorganisme. b.
Aspek lingkungan. Memberikan solusi kepada masyarakat yang tinggal di daerah pemukiman padat penduduk, yaitu mengenai cara penanganan
pembuangan limbah yang kurang terkoordinasi dengan baik.
c. Aspek kesehatan. Masyarakat terhindar dari penyakit yang bersumber dari
limbah yang tercemar, sehingga memberikan kenyamanan dan ketentraman
bagi masyarakat.
d. Aspek ekonomis. Dengan memanfaatkan lahan seadanya masyarakat tetap
bisa menciptakan pembuangan limbah yang layak hanya dengan
Universitas Sumatera Utara
memanfaatkan faktor–faktor fisika yang ada, seperti cahaya matahari,
temperatur, dan lain-lain.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada masing-masing bab adalah sebagai berikut: Bab I
Pendahuluan Bab ini mencakup latar belakang penelitian, permasalahan,
identifikasi masalah, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, tempat penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan.
Bab III Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir penelitian, prosedur penelitian, teknik pengambilan
data, dan teknik analisa data. Bab IV
Hasil dan Pembahasan Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data
yang diperoleh dari penelitian. Bab V
Kesimpulan dan Saran Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari
penelitian dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih
lanjut.
Universitas Sumatera Utara
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Air limbah mungkin mengandung lebih dari satu macam polutan. Sebagai contoh, sampah organik yang berasal dari dapur akibat adanya aktivitas manusia
adalah suatu bahan buangan yang mengandung mikroorganisme. Untuk mengetahui apakah air limbah tersebut terpolusi atau tidak dilakukan pengujian untuk menentukan
parameter-parameter air limbah sehingga dapat diketahui apakah terjadi penyimpangan dari batas-batas polusi air limbah itu. Parameter yang umum diuji
adalah : 1.
Nilai pH, keasaman dan alkalinitas 2.
Suhu 3.
Waktu Lamanya air limbah terkena cahaya matahari 4.
Warna, bau dan rasa 5.
TDS 6.
Nilai BODCOD 7.
Kesadahan 8.
Kandungan mikroorganisme patogen 9.
Kandungan logam berat 10.
Kandungan bahan radioaktif Namun, dalam hal ini akan dibahas pengaruh dari parameter yang termasuk
sebagai parameter fisika diantaranya yaitu Waktu Lamanya air limbah terkena cahaya matahari, Suhu, TDS Total Dissolved Solid, dan Kesadahan terhadap Jumlah koloni
Mikroorganisme pathogen seperti E.Coli didalam air limbah tersebut. Kesadahan sendiri sebenarnya termasuk kedalam parameter kimia, namun kesadahan mempunyai
Universitas Sumatera Utara
hubungan erat dengan warna, bau dan rasa sehingga kesadahan dianggap juga termasuk parameter fisika.
2.1.1 Waktu Lamanya Air Limbah Terkena Cahaya Matahari
Bagian ultraviolet pada spectrum meliputi semua radiasi dari 15 sampai 390 nm. Panjang gelombang sekitar 265 nm memiliki efisiensi bakterisidal tertinggi. Meskipun
energi pancaran sinar matahari sebagian terdiri dari cahaya ultraviolet, sebagian besar panjang gelombang sinar ultraviolet yang pendek itu tersaring oleh atmosfer bumi.
Dengan demikian, maka radiasi ultraviolet pada permukaan bumi menjadi terbatas
kisarannya antara sekitar 280 sampai 390 nm Michael J, Pelczar Jr, 1988.
Dari sini dapat disimpulkan bahwa sinar matahari pada keadaan tertentu memiliki kapasitas mikrobisidal, namun terbatas. Suatu perttimbangan praktis yang
penting untuk diketahui dalam penggunaan sinar ultraviolet untuk membasmi mikroorganisme ialah bahwa sinar tersebut memiliki daya tembus yang kecil. Jadi
hanya mikroorganisme yang berada dekat dengan permukaan yang secara langsung terkena cahaya matahari yang rentan terhadap pembasmian. Cahaya matahari diserap
oleh banyak bahan sellular, yang paling nyata ialah oleh asam-asam nukleat, disitulah cahaya matahari menimbulkan paling banyak kerusakan.
2.1.2 Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor penting di dalam mempengaruhi dan pertumbuhan mikroorganisme. Suhu dapat mempengaruhi mikroba dalam dua cara
yang berlawanan. Apabila suhu naik maka kecepatan metabolisme naik dan pertumbuhan dipercepat. Sebaliknya apabila suhu turun, maka kecepatan metabolisme
Universitas Sumatera Utara
akan menurun dan pertumbuhan diperlambat. Apabila suhu naik atau turun secara drastis, tingkat pertumbuhan akan terhenti, kompenen sel menjadi tidak aktif dan
rusak, sehingga sel-sel menjadi mati. Berdasarkan hal di atas, maka suhu yang berkaitan dengan pertumbuhan
mikroorganisme digolongkan menjadi tiga, yaitu : Suhu minimum yaitu suhu yang apabila berada di bawahnya maka pertumbuhan terhenti. Suhu optimum yaitu suhu
dimana pertumbuhan berlangsung paling cepat dan optimum disebut juga suhu inkubasi. Suhu maksimum yaitu suhu yang apabila berada di atasnya maka
pertumbuhan tidak terjadi. Berdasarkan ketahanan panas, mikroba dikelompokkan menjadi tiga macam,
yaitu : Peka terhadap panas, apabila semua sel rusak apabila dipanaskan pada suhu 60
o
C selama 10-20 menit. Tahan terhadap panas, apabila dibutuhkan suhu 100
o
C selama 10 menit untuk mematikan sel. Thermodurik, dimana dibutuhkan suhu lebih
dari 60
o
C selama 10-20 menit tapi kurang dari 100
o
C selama 10 menit untuk mematikan sel.
Temperatur Sebuah zat diukur dengan menggunakan termometer, ketika kita mengukur temperatur suatu zat, yang kita lakukan sesungguhnya adalah membuat
kontak antara zat tersebut dengan cairan khusus dalam termometer, karena termometer telah dirancang sebelumnya untuk dijadikan sebagai bahan acuan, maka dengan
mudah kita dapat melihat skala yang tertera pada termometer untuk mengetahui zat itu. Dan masing-masing mikroorganisme memerlukan suhu tertentu untuk hidupnya.
Berdasarkan atas perbedaan suhu pertumbuhannya dapat dibedakan mikroba yang psikhrofil, mesofil, dan termofil. Untuk tujuan tertentu suatu mikroba perlu di
tentukan titik kematian termal thermal death point dan waktu kematian termal
Universitas Sumatera Utara
thermal death time-nya. Daya tahan terhadap suhu itu tidak sama bagi tiap-tiap spesies. Ada spesies yang mati setelah mengalami pemanasan beberapa menit di
dalam cairan medium pada suhu 60°C, sebaliknya, bakteri yang membentuk spora seperti genus Bacillus dan Clostridium itu tetap hidup setelah di panasi dengan uap
100°C atau lebih selama kira-kira setengah jam Lucia W, Muslimin, 1996 Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 3 golongan:
Bakteri psikrofil, yaitu bakteri yang hidup pada daerah suhu antara 0°– 30 °C, dengan suhu optimum 15 °C.
Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15° – 55 °C, dengan suhu optimum 25° – 40 °C.
Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40° – 75 °C, dengan suhu optimum 50 - 65 °C
Pada tahun 1967 di Yellow Stone Park ditemukan bakteri yang hidup dalam sumber air panas bersuhu 93° – 500 °C. Studi mengenai kinetika denaturasi panas
pada enzim dan struktur sel yang berprotein misalnya flagelum, ribosom menunjukkan bahwa banyak protein khusus pada bakteri termofil lebih tahan panas
daripada protein homolognya dari bakteri mesofil. Mungkin pula untuk mengira- ngirakan ketahanan panas menyeluruh protein sel yang dapat larut, dengan mengukur
kecepatan protein di dalam ekstrak bakteri menjadi tidak larut karena denaturasi panas pada beberapa suhu yang berbeda. Dengan jelas menunjukkan bahwa pada hakekatnya
semua protein bakteri termofilik setelah perlakuan panas tetap pada tingkat asalnya yang sebenarnya menghilangkan semua protein mesofil yang sekelompok. Karena itu
adaptasi mikroorganisme termofilik terhadap suhu di sekitarnya hanya dapat dicapai dengan perubahan mutasional yang mempengaruhi struktur utama kebanyakan jika
tidak semua protein sel tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Meskipun adaptasi evalusioner yang menghasilkan termofil agaknya melibatkan, mutasi yang meningkatkan ketahanan panas proteinnya, namun
kebanyakan mutasi yang berpengaruh pada struktur utama suatu protein khusus misalnya enzim mengurangi ketahanan panas protein tersebut, walaupun banyak di
antara mutasi ini mungkin berpengaruh sedikit atau tidak sama sekali pada sifat-sifat katalitik. Akibatnya, dengan tidak adanya seleksi tandingan oleh tantangan panas,
maka suhu maksimum untuk pertumbuhan mikroorganisme apapun harus menurun secara berangsur-angsur sebagai akibat mutasi acak yang berpengaruh pada struktur
pertama proteinnya. Kesimpulan ini ditunjang oleh pengamatan bahwa bakteri psikrofilik yang diisolasi dari air antartik mengandung sejumlah besar protein yang
luar biasa labilnya terhadap panas. Pada suhu rendah, semua protein mengalami sedikit perubahan bentuk, yang
dianggap berasal dari melemahnya ikatan hidrofobik yang memegang peran penting dalam penentuan struktur tartier berdimensi tiga. Semua tipe ikatan lain pada protein
menjadi lebih kuat bila suhu diturunkan. Pentingnya bentuk yang tepat untuk fungsi sebenarnya protein alosterik dan untuk perakitan sendiri protein ribosomal menjadi
kedua kelas protein ini teramat peka terhadap inaktivasi dingin. Sedangkan pada suhu tinggi, akan menimbulan beberapa akibat sebagai
berikut: 1.
Jumlah oksigen terlarut didalam air menurun. 2.
Kecepatan reaksi kimia meningkat. 3.
Kehidupan mikroorganisme air akan terganggu. Jika keadaan lingkungan tidak menguntungkan seperti suhu tinggi, kekeringan
atau zat-zat kimia tertentu, beberapa spesies dari Bacillus yang aerob dan beberapa
Universitas Sumatera Utara
spesies dari Clostridium yang anaerob dapat mempertahankan diri dengan spora. Spora tersebut dibentuk dalam sel yang disebut endospora. Endospora dibentuk oleh
penggumpalan protoplasma yang sedikit sekali mengandung air. Oleh karena itu endospora lebih tahan terhadap keadaan lingkungan yang tidak menguntungkan
dibandingkan dengan bakteri aktif. Apabila keadaan lingkungan membaik kembali, endospora dapat tumbuh menjadi satu sel bakteri biasa. Letak endospora di tengah-
tengah sel bakteri atau pada salah satu ujungnya.
2.1.3 TDS Total Dissolved Solid
Air limbah terdiri kira-kira 99,9 air. Jumlah padatan yang tersuspensikan didalamnya sangatlah kecil sehingga dinyatakan dalam satuan ppm part permillion
atau per sejuta, Jumlah tersebut nampaknya kecil, namun besarnya volume air limbah
yang dihasilkan rumah tangga menghasilkan berton-ton bahan padatan Michael J,
Pelczar Jr, 1988. Air limbah selalu mengandung sejumlah padatan TDS yang dapat dibedakan
atas empat kelompok berdasarkan besar partikelnya dan sifat-sifat lainnya, terutama kelarutannya, yaitu:
1. Padatan terendap sedimen
2. Padatan tersuspensi dan koloid
3. Padatan terlarut
4. Minyak dan lemak
2.1.4 Kesadahan
Penyebab kesadahan adalah karena air mengandung kalsium, magnesium, mangan, strontium dan barium. Garam-garam ini terdapat dalam bentuk karbonat,
Universitas Sumatera Utara
sulfat, chlorida, nitrat, fospat, dan lain-lain. Air yang mempunyai kesadahan tinggi membuat air sukar berbuih dan sulit dipergunakan untuk pencucian. Gas yang larut
dalam air seperti CO
2
, oksigen, nitrogen, hidrogen dan methane, sering dijumpai menyebabkan bersifat asam, berbau dan korosif. Sulfida menyebabkan air berwarna
hitam dan berbau. Padatan tidak larut adalah senyawa kimia yang terdapat dalam air baik dalam keadaan melayang, terapung maupun mengendap. Senyawa-senyawa ini
dijumpai dalam bentuk organik maupun anorganik. Padatan tidak larut menyebabkan air berwarna keruh. Sebagaimana padatan dan gas yang larut, mikroorganisme juga
banyak dijumpai dalam air. Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air
sadah atau bukan dengan menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka sabun akan sukar berbiuh, kalaupun berbuih, berbuihnya sedikit.
Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda
gunakan adalah air sadah tetap Mulyanto HR, 2007. Secara matematis kesadahan total dapat diperoleh dengan menggunakan rumus
:
KT=
100 1000
3 CaCO
EDTA
xM xF
ml xp
…………………………………….2.1
Dimana: p = Banyaknya EDTA yang dipakai untuk mengubah warna cairan menjadi
biru tua. F = Larutan EDTA yang digunakan dalam titrasi128N
M = CaCO
3
yang mengendap
Universitas Sumatera Utara
KT= Kesadahan Total
Berdasarkan kadar kalsium didalam air maka tingkat kesadahan air digolongkan dalam empat kelompok, yaitu :
1. Kadar CaCO
3
terdapat dalam air 0-75 mgl disebut air lunak Soft water 2.
Kadar CaCO
3
terdapat dalam air 75-150 mgl disebut moderately hard water 3.
Kadar CaCO
3
terdapat dalam air 150-300 mgl disebut hard water 4.
Kadar CaCO
3
terdapat dalam air 300 mgl disebut very hard water Sedangkan berdasarkan kandungan mineral, maka kesadahan air dibagi dalam
dua golongan, yaitu : 1.
Kesadahan air sementaratemporer disebut pula kesadahan karbonat, kesadahan ini disebabkan oleh bikarbonat dan dapat hilang dengan cara
pemanasan. 2.
Kesadahan air menetappermanen disebut pula kesadahan non karbonat, kesadahan ini disebabkan khlorida atau sulfat yang bersenyawa dengan Ca atau
magnesium. Kesadahan ini tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan.
2.2 Escherichia Coli
Jumlah dan jenis mikroorganisme juga dipengaruhi oleh faktor-faktor fisik air seperti suhu, pH, tekanan osmotik, tekanan hidrostatik, aerasi, dan penetrasi sinar
matahari. Jumlah dan jenis mikroorganisme dalam air buangan selain dipengaruhi oleh faktor-faktor diatas juga dipengaruhi oleh jenis polutan air tersebut. Misalnya, air
yang terpolusi dari kotoran yaitu Escherichia Coli.
Universitas Sumatera Utara
Escherichia coli termasuk dalam family Enterobacteraceae yang termasuk gram negatif dan berbentuk batang yang fermentatif. E. coli hidup dalam jumlah besar
di dalam usus manusia, yaitu membantu sistem pencernaan manusia dan melindunginya dari bakteri patogen. Akan tetapi pada strain baru dari E.coli
merupakan patogen berbahaya yang menyebabkan penyakit diare dan sindrom diare lanjutan serta hemolitik uremic hus. Peranan yang mengguntungkan adalah dapat
dijadikan percobaan limbah di air, indikator pada level pencemaran air serta mendeteksi patogen pada feses manusia yang disebabkan oleh termasuk dalam family
Enterobacteraceae yang termasuk gram negatif dan berbentuk batang yang fermentatif. Dalam ilmu taksonomi bakteri E. coli dapat Klasifikasikan sebagai
berikut: Kingdom
: Bakteria Filum
: Proteobacteria Kelas
: Gamma Proteobacteria Order
: Enterobacteriales Famili : Enterobacteriaceae
Genus : Escheriachia Spesies : E. coli
E. coli hidup dalam jumlah besar di dalam usus manusia, yaitu membantu sistem pencernaan manusia dan melindunginya dari bakteri patogen. Akan tetapi pada
strain baru dari E.coli merupakan patogen berbahaya yang menyebabkan penyakit diare dan sindrom diare lanjutan serta hemolitik uremik. Untuk mengetahui jumlah
koloni Bakteri E.Coli yang terkandung didalam air yang terkontaminasi dapat digunakan rumus :
Universitas Sumatera Utara
Jumlah koloni per ml = Jumlah Sel Percawan x
enceran FaktorPeng
1
...2.2
Peranan yang mengguntungkan adalah dapat dijadikan percobaan limbah di
air, indikator pada level pencemaran air serta mendeteksi patogen pada feses manusia yang disebabkan oleh Salmonella Typhi Michael J, Pelczar Jr,1988.
Jika suatu bakteri diukur masa generasinya dengan berbagai interval waktu dengan menggunakan jumlah bakteri yang telah diperoleh. Masa generasi
menunjukkan lamanya waktu yang berlalu sebelum semua sel memasuki fase yang baru, dan masa generasi ini dapat dihitung dengan rumus :
G =
log 3
, 3
B b
t …………………………………………………………....2.3
Dimana, G = Waktu generasi
t = Selang waktu antara pengukuran jumlah sel pada populasi awal dan akhir b = Populasi awal
B = Populasi setelah waktu t
2.3 Air Limbah