Pemeriksaan Bakteri Koliform Pada Beberapa Sampel Air Limbah yang Diambil di Laboratorium Mikrobiologi BTKL-PP Kelas I Medan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Perubahan lingkungan, baik pada skala global, regional, maupun lokal,
dapat dilakukan pemantaunnya melalui berbagai metode biologi, kimia dan fisika.
Secara biologis, kualitas suatu lingkungan dapat diketahui dengan adanya
kehadiran atau ketidak hadiran berbagai makhluk hidup penanda (bioindikator).
Bioindikator atau indikator biologis adalah spesies atau populasi makhluk hidup,
hewan, tumbuhan atau mikroorganisme yang kehadiran dan vitalitasnya dapat
memberikan respon terhadap perubahan kondisi lingkugan (Nugroho, 2006).
Seiring dengan meningkatnya kemajuan di sektor industri, semakin meningkat
pula masalah pencemaran di Indonesia. Masuknya limbah industri ke dalam suatu
perairan dapat menyebabkan menurunnya kualitas perairan tersebut (Nugroho,
2006).
2.1
Air
Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat
padat, air dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya
(30%) berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair
(up air) senamyak 15% tekanan atmosfer (Gabriel, 2001). Air merupakan zat yang
paling penting dalam kehidupan setelah udara. Sekitar tiga per empat bagian dari
tubuh kita terdiri dari air dan tidak seorang pun dapat bertahan hidup lebih dari 45 hari tanpa minum air. Selain itu, air juga dipergunakan untuk memasak,
mencuci, mandi, dan membersihkan kotoran yang ada di sekitar rumah. Air juga
digunakan untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat
rekreasi, transportasi, dan lain-lain. Penyakit-penyakit yang menyerang manusia
5
Universitas Sumatera Utara
dapat juga ditularkan dan disebarkan melalui air. Kondisi tersebut tentunya dapat
menimbulkan wabah penyakit dimana-mana (Chandra, 2006).
Air merupakan kebutuhan manusia yang paling penting. Kadar air tubuh
manusia mencapai 68% dan untuk tetap hidup kadar air dalam tubuh harus
dipertahankan. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi mulai dari 2,1 liter
hingga 2,8 liter perhari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya. Agar tetap
sehat, air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia maupun bakteriologis
(Bambang,dkk., 2014).
Baik kuantitas maupun kualitas air harus dapat memenuhi kebutuhan kita.
Kualitas air ditentukan oleh banyak faktor, yaitu zat yang terlarut, zat yang
tersuspensi, dan makhluk hidup, khususnya jasad renik, didalam air. Air murni
yang tidak mengandung zat yang terlarut, tidak baik untuk kehidupan kita.
Sebaliknya zat terlarut ada yang bersifat racun. Apabila zat terlarut, zat yang
tersuspensi dan makhluk hidup dalam air membuat kualitas air menjadi tidak
sesuai untuk kehidupan kita, air itu disebut tercemar (Mahida,1993).
Air dapat mengandung bahan kimia yang beracun atau organisme patogen
tetapi masih jernih dan cemerlang. Dalam keadaan seperti itu, air dikatakan
sebagai air terkontaminasi. Selanjutnya, air tercemar mungkin atau tidak
terkontaminasi tetapi mempunyai penampilan atau rasa yang tidak dikehendaki,
sedangkan air yang layak untuk diminum (bebas dari substansi yang berbahaya
dan tidak menyenangkan) dikatakan sebagai dapat diminum (Volk, 1989).
Menurut Suriawiria (1996) Air merupakan substrat yang paling parah akibat
pencemaran. Berbagai sumber pencemar air yang berasal dari :
6
Universitas Sumatera Utara
a. Sumber domestik (rumah-tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan
sebagainya.
b. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan
serta sumber-sumber lainnya.
Banyak memasuki badan air. Secara langsung ataupun tidak langsung
pencemar tersebut akan berpengaruh terhadap kualitas air, baik untuk keperluan
air minum, air industry ataupun keperluan lainnya. Berbagai cara dan usaha telah
banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari,
dikurangi atau minimal dapat dikendalikan.
2.2
Pencemaran air
Definisi pencemaran air mengacu pada definisi lingkungan hidup yang
ditetapkan dalam UU tentang Lingkungan Hidup yaitu UU No. 23/1997. Dalam
PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air
didefinisikan sebagai: “pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya
makhluk hidup, zat, energi dan/atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan
manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan
air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya” (pasal 1, angka 2). Definisi
pencemaran air tersebut dapat diuraikan sesuai makna pokoknya menjadi tiga
aspek, yaitu aspek kejadian, aspek penyebab atau pelaku dan aspek akibat (Arif,
2010).
Di Indonesia misalnya, setiap tahun lebih dari 3.500.000 anak-anak di
bawah umur 3 tahun diserang oleh berbagai jenis penyakit perut dengan jumlah
kematian sekitar 105.000 orang. Jumlah tersebut akan meningkat lebih banyak
pada daerah/tempat yang keadaan sanitasi lingkungannya berada pada tingkat
7
Universitas Sumatera Utara
yang rendah. Ini misalnya kita dapati pada daerah perkampungan padat dengan
keadaan selokan, pekarangan tidak teratur dan tidak terpelihara sebagaimana
mestinya (Suriawiria, 1996).
2.3
Air limbah
Limbah adalah zat atau bahan buangan yang dihasilkan dari suatu proses
produksi, baik industri maupun domestik, yang kehadirannya pada suatu saat
tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena dapat menurunkan kualitas
lingkungan (Zulkifli, 2014)
Apabila limbah masuk ke dalam lingkungan, ada beberapa kemungkinan
yang diciptakan. Kemungkinan pertama, lingkungan tidak mendapat pengaruh
yang berarti; kedua, ada pengaruh perubahan tapi tidak menyebabkan
pencemaran; ketiga, memberi perubahan dan menimbulkan pencemaran. Ada
berbagai alasan untuk mengatakan demikian. Tidak memberi pengaruh terhadap
lingkungan karena volume limbah kecil dan parameter pencemar yang terdapat di
dalamnya sedikit dengan konsentrasi kecil, karena itu andaikata masuk pun dalam
lingkungan ternyata lingkungan mampu menetralisirnya. Kandungan bahan yang
terdapat dalam limbah konsentrasinya barangkali dapat diabaikan karena kecilnya.
Ada berbagai parameter pencemar yang menimbulkan perubahan kualitas
lingkungan namun tidak menimbulkan pencemaran. Artinya lingkungan itu
memberikan toleransi terhadap perubahan serta tidak menimbulkan dampak
negatif (Gintings, 1992).
8
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Jenis Air Limbah
Menurut Zulkifli (2014), Limbah dikelompokkan berdasarkan sumbernya
yaitu:
1. Limbah domestik atau rumah tangga yaitu limbah yang berasal dari
kegiatan pemukiman penduduk atau rumah tangga dan kegiatan usaha
2. seperti pasar, restoran, gedung perkantoran dan sebagainya.
3. Limbah industri yaitu merupakan sisa atau buangan dari hasil proses
industri.
4. Limbah pertanian yaitu limbah pertanian yang berasal dari daerah atau
kegiatan pertanian maupun perkebunan.
5. Limbah pertambangan yaitu limbah pertambangan yang berasal dari
kegiatan pertambangan
6. Limbah pariwisata yaitu limbah limbah yang berasal dari sarana
transportasi yang membuang limbahnya.
7. Limbah medis yaitu limbah yang berasal dari dunia kesehatan atau limbah
medis mirip dengan sampah domestik pada umumnya.
2.3.2 Karakteristik Air Limbah
Karakteristik air limbah perlu diketahui karena hal ini akan menentukan cara
pengolahan yang tepat sehingga tidak mencemari lingkungan hidup. Pengolahan
air limbah dapat digolongkan menjadi tiga yaitu pengolahan secara fisika, kimia
dan biologi (Zulkifli, 2014).
9
Universitas Sumatera Utara
1.
karakteristik fisik
Tingkat kekotoran air limbah ditentukan oleh sifat fisik yang mudah terlihat.
Sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat yang berdampak pada
estetika, kejernihan, bau, warna dan temperatur (Zulkifli, 2014).
2.
karakteristik Kimia
Proses ini menggunakan reaksi kimia untuk mengubah air limbah yang
berbahaya menjadi kurang berbahaya. Proses yang termasuk dalam pengolahan
secara kimia adalah netralisasi, presipitasi, khlorinasi, koagulasi dan flokulasi.
Pengolahan secara kimia dapat memperoleh efisiensi yang tinggi akan tetapi
membutuhkan biaya yang tidak sedikit (Zulkifli, 2014).
3.
karakteristik Biologi
Pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling
murah dan efisien. Pemeriksaan biologis di dalam limbah cair untuk mengetahui
apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah cair. Apabila bakteri patogen,
maka sebelum limbah cair dibuang ke perairan harus dilakukan pengolahan
tertentu agar bakteri-bakteri tersebut mati dan tidak menimbulkan bahaya bagi
makhluk hidup. Pengolahan air limbah secara biologis, bertujuan untuk
menghilangkan bahan anorganik, organik, fosfat, dan amoniak dengan bantuan
mikroorganisme (Zulkifli, 2014).
2.3.3 Dampak Buruk Air Limbah
Air limbah yang tidak di kelola dengan baik dapat menimbulkan dampak
buruk bagi makhluk hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak buruk tersebut
adalah sebagai berikut (Ricki, 2005):
10
Universitas Sumatera Utara
1.
Gangguan kesehatan
Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan
penyakit bawaan air (waterborne disease). Selain itu di dalam air limbah mungkin
juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan
kesehatan bagi makhluk hidup yang mengkonsumsinya.
2.
Penurunan kualitas lingkungan
Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya: sungai dan
danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh,
bahan organik yang terdapat dalam air limbah bila dibuang langsung ke sungai
dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (Dissolved Oxygen) di
dalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan di dalam
air yang membutuhkan oksigen akan terganggu, dalam hal ini akan mengurangi
perkembangannya.
3.
Gangguan terhadap keindahan
Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu
kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yang sederhana
adalah air limbah yang mengandung pigmen warna yang dapat menimbulkan
perubahan warna pada badan air penerima. Walaupun pigmen tersebut tidak
menimbulkan gangguan terhadap kesehatan, tetapi terjadi gangguan keindahan
terhadap badan air penerima tersebut.
4.
Gangguan terhadap kerusakan benda
Adakalanya air limbah mengandungh zat-zat yang dapat dikonversi oleh
bakteri anaerobik menjadi gas yang agresif seperti H2S. Gas ini dapat
mempercepat proses perkaratan pada benda yang terbuat dari besi (misalnya pipa
11
Universitas Sumatera Utara
saluran air limbah) dan bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air
tersebut maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan
menimbulkan kerugian material.
2.3.4 Pengolahan Air Limbah
Proses pengolahan limbah cair pada dasarnya dikelompokkan menjadi tiga
tahap yaitu proses pengolahan primer, sekunder dan tersier (Pramudya,2001):
1. Pengolahan Primer
Pengolahan primer limbah cair yaitu membuang bahan-bahan padatan
yang mengendap atau mengapung. Pada dasarnya pengolahan primer
terdiri dari tahap-tahap untuk memisahkan air dari limbah padatan dengan
membiarkan padatan tersebut mengendap atau memisahkan bagian-bagian
padatan yang mengapung seperti plastik , kertas, daun dan sebagainya.
2. Pengolahan sekunder
Pengolahan sekunder limbah cair yaitu proses dekomposisi bahan-bahan
padatan secara biologis. Pada proses pengolahan sekunder ini pada
dasarnya terdapat dua macam sistem yaitu penyarinng trikel dan lumpur
aktif. Penerapan yang efisien baik sistem penyaring trikel maupun sistem
lumpur aktif sangat efektif untuk menghilangkan sebagian besar padatan
tersuspensi dan BOD.
3. Pengolahan Tersier
Proses pengolahan primer dan sekunder limbah cair dapat menurunkan
nilai BOD air dan menghilangkan bakteri yang berbahaya, akan tetapi
kedua proses baik primer maupun sekunder tersebut tidak dapat
menghilangkan komponen-komponen organik dan anorganik yang terlarut.
12
Universitas Sumatera Utara
Komponen-komponen tersebut pada umumnya tahan terhadap pemecahan
oleh bakteri. Pengolahan tersier merupakan proses untuk menghilangkan
bahan-bahan terlarut tersebut. Proses pengolahan untuk menghilangkan
bahan-bahan terlarut tersebut telah dikembangkan mulai dari proses
biologis untuk menghilangkan senyawa-senyawa nitrogen dan fosfor
sampai pada proses pemisahan fisiko-kimia.
2.4 Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air
Menurut Riadi (1986) Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air
yaitu:
1. Aktinomysetes
Masuk dalam kelompok biologi yang disebut “moldluke bacteria”. Biasanya
ada di dalam setiap air baku maupun dalam sistem distrtibusi air PAM yang
tidak mengalami pengolahan yang baik maupun sistem jaringan perpipaan
yang memungkinkan adanya kontaminasi dengan air tanah. Hadirnya
organisme ini menimbulkan rasa atau bau yang tidak biasa dalam air minum.
Biasanya merupakan problem lokal sehingga pemecahannya dapat dilakukan
dengan mempergunakan sistem filtrasi yang bisa menghalangi dan menahan
bentuk sporanya.
2. Algae
Masuk dalam kelompok biologi Phytoplankton. Biasanya terdapat dalam air
baku yang belum diolah. Menimbulkan rasa dan bau yang tidak biasa dalam
air minum. Gejala ini lebih dipengaruhi oleh faktor musim sehingga kadar
organisme ini bervariasi sepanjang perbedaan musim.
13
Universitas Sumatera Utara
3. Coliform
Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air permukaan atau
badan-badan air yang mengalami kontaminasi dengan tinja. Hadirnya
indikator bakteri ini memberikan kesimpulan bahwa sesungguhnya air telah
mengalami kontaminasi biologis. Cara penafsiran terhadap hadirnya bakteri
ini memerlukan tes laboratorium akan jumahnya untuk dikaitkan dengan
indeks kualitas air secara higenis.
4. Cladocera, copepod dan isopoda
Merupakan
kelompok
biologi
yang
termasuk
Crustacea.
Untuk
menghindarkan organisme ini dapat dilakukan dengan menggunakan sistem
pentahapan penjernihan air.
5. Sterptokokus Faecalis
Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air limbah manusia dan
binatang yang menerima buangan tinjanya. Sebagaimana halnya coliform,
adanya bakteri ini juga memberikan konsklusi akan adanya kontaminasi
faekal. Cara pemecahan seperti pada coliform
6. Bakteri Besi
Termasuk dalam kelompok Bakteri. Terdapat secara alamiah dalam air tanah
maupun air permukaan yang mengandung besi. Adanya bakteri ini
menimbulkan lapisan lendir, sering bewarna merah, terus tumbuh dan sering
menyumbat pipa maupun sistem penyaringan. Dengan kadar besi 0,1-0,2 mg
per liter cukup merangsang pertumbuhan bakrteri terus-menerus dan
meninggalkan undukan lendir.
14
Universitas Sumatera Utara
7. Rotifera
Termasuk dalam keloompok Zooplankton. Terdapat dalam reservoir air yang
terbuka. Sepanjang data-data yang ditemukan, tidak dijumpai kerugiankerugian yang berkaitan secara higennis. Namun demikian pengaruh
merugikan dapat menembus beberapa filter tertentu. Sebagian dapat
bergerombol hingga membentuk ukuran yang mudah kita lihat secara
makroskopis.
8. Cacing-cacing bebas
Termasuk dalam kelompok Nematoda. Pada berbagai pengamatan umumnya
dapat diketemukan 7 spesies pada air sekalipun sudah dikelolah. Yaitu bagianbagian akhir sistem pengolahan air minum. Antara lain yang diketemukan
adalah spesies Diplogaster, Momhystera, Seinura dan lain-lain. Dalam
penentuan standard kualitas air jelas-jelas organisme ini harus ditolak karena
mereka justru melindungi berbagai bakteri patogenik maupun virus. Biasanya
cacing-cacing ini membebasan bau. Pada saringan pasir lambat umumnya
dapat menembus. Namun tidak pada saringan pasir cepat. Biasanya cacingcacing ini resisten terhadap dosis klorin yang dipakai pada desinfeksi air.
2.5 Mikroorganisme dalam air
Air tanah mengandung zat-zat anorganik maupun zat-zat organik dan oleh
karena
itu
merupakan
tempat
baik
bagi
kehidupan
mikroorganisme.
Mikroorganisme-mikroorganisme yang autotrof merupakan penghuni pertama di
dalam air yang mengandung zat-zat anorganik. Sel-sel yang mati merupakan
bahan organik yang memungkinkan kehidupan mikroorganisme-mikroorganisme
15
Universitas Sumatera Utara
yang heterotrof. Temperatur turut menentukan populasi mikroorganisme dalam
air. Temperatur sekitar 30 ºC atau lebih sedikit baik sekali bagi kehidupan bakteri
patogen yang berasal dari hewan maupun manusia. Sinar matahari, terutama sinar
ultra-ungunya, memang dapat mematikan bakteri, akan tetapi daya tembus sinar
ultra-ungu ke dalam air itu tidak seberapa (Dwidjoseputro, 1990).
Masalah utama yang harus dihadapi dalam pengolahan air ialah semakin
tingginya tingkat pencemaran air, baik pencemaran yang berasal dari air limbah
rumah tangga maupun limbah industri, sehingga upaya-upaya baru terus
dilakukan untuk mendapatkan sumber air, khususnya untuk pemenuhan akan air
minum
yang
memenuhi
persyaratan
yang
telah
ditetapkan.
Dalam
pengelolaannya, air minum rentan terhadap kontaminasi dari berbagai
mikroorganisme terutama bakteri coliform. Semakin tinggi tingkat kontaminasi
bakteri coliform, semakin tinggi pula risiko kehadiran bakteri-bakteri patogen lain
yang biasa hidup dalam kotoran manusia dan hewan. Salah satu contoh bakteri
patogen yang kemungkinan terdapat dalam air terkontaminasi kotoran manusia
atau hewan berdarah panas ialah bakteri Escherichia coli, yaitu mikroba penyebab
gejala diare, demam, kram perut, dan muntah-muntah (Bambang, dkk., 2014).
2.6 Bakteri Coliform
Bakteri coliform adalah golongan bakteri intestinal, yaitu hidup dalam
saluran pencernaan manusia. coliform merupakan suatu grup bakteri yang
digunakan sebagai indikator adanya polusi kotoran dan kondisi sanitasi yang tidak
baik terhadap air, makanan, susu dan produk – produk susu. Adanya bakteri
coliform di dalam makanan atau minuman menunjukkan kemungkinan adanya
16
Universitas Sumatera Utara
mikroorganisme yang bersifat enteropatogenik (bakteri penyebab diare) atau
toksigenik yang berbahaya bagi kesehatan (Suriawiria, 1996).
Bakteri coliform menurut Nugroho (2006) dapat dibedakan atas dua grup
yaitu :
1.
Coli-fekal : bakteri yang betul-betul berasal dari tinja atau feses. Misalnya,
Escherichia coli.
2.
Coli-non fekal : bakteri yang tidak patogen (tidak menyebabkan penyakit).
Misalnya : Aerobacter dan Klebsiella.
Sifat-sifat bakteri coliform menurut Suriawiria (1996) adalah:
1.
Mampu
tumbuh
baik
pada
beberapa
jenis
substrat
dan
dapat
mempergunakan berbagai jenis karbohidrat dan komponen organic lain
sebagai sumber energi dan beberapa komponen nitrogen sederhana sebagai
sumber nitrogen.
2.
Mempunyai sifat dapat mensintesa vitamin.
3.
Mempunyai interval suhu pertumbuhan antara 10-46,5°C.
4.
Mampu menghasilkan asam dan gas gula.
5.
Dapat menghilangkan rasa pada bahan pangan.
6.
Pseudomonas aerogenes dapat menyebabkan pelendiran.
2.7
Analisis coliform dengan Metode Most Probable Number (MPN)
Metode MPN untuk uji kualitas mikrobiologi air digunakan kelompok
coliform sebagai indikator. Kelompok coliform mencakup bakteri yang bersifat
aerobik dan anaerobik fakultatif. Kelompok coliform dipilihkan menjadi coliform
asal tinja dan bukan tinja (misalnya tanah). Uji ini diawali dengan memasukkan
10 ml cairan dari sampel ke dalam lauryl tryptose broth (Lay, 1994).
17
Universitas Sumatera Utara
Ada 2 tahap pengujian yang dilakukan dalam pengujian total bakteri
coliform yaitu:
1.
Tahap Pertama Uji Dugaan (Presumtive Test)
Tabung reaksi berisi 10 ml medium cair yang dicampuri laktosa diisi dengan 1-5
ml dari sampel air. Volume inokulum ini bergantung pada asal – usul sampel air
tersebut. Jika diduga air contoh tersebut banyak mengandung kotoran, maka
cukuplah diambil 1 ml saja untuk diinokulasi kedalam tabung reaksi tersebut. Di
dalam medium cair tersebut lebih dahulu diletakkan tabung durham dalam posisi
terbalik jika dalam waktu 48 jam tabung – tabung durham mengandung gas, test
dinyatakan positif. Sebaliknya, jika setelah 48 jam tidak ada gas, test dikatakan
negatif dan ini berarti bahwa air aman diminum.
Mungkin sekali gas yang tertampung dalam tabung durham itu berasal dari
sel-sel ragi atau dari mikroorganisme yang lain yang gram positif, untuk
menghilangkan keragu-raguan ini perlulah dilakukan test berikutnya, yaitu “uji
kepastian”
2.
Tahap kedua uji kepastian ( Confirmed Test )
Uji dapat dikerjakan seperti pada keterangan pertama, hanya di dalam
medium perlu ditambahkan zat warna hijau berlian. Kepada medium ini kemudian
diinokulasikan sejumlah ml air yang mengandung bakteri yang menghasilkan gas.
Hijau berlian berguna untuk menghambat pertumbuhan bakteri gram positif dan
meningkatkan pertumbuhan bakteri golongan kolon. Jika timbul gas sebelum 48
jam berakhir, test ini disebut positif. (Dwidjoseputro,1990).
18
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Perubahan lingkungan, baik pada skala global, regional, maupun lokal,
dapat dilakukan pemantaunnya melalui berbagai metode biologi, kimia dan fisika.
Secara biologis, kualitas suatu lingkungan dapat diketahui dengan adanya
kehadiran atau ketidak hadiran berbagai makhluk hidup penanda (bioindikator).
Bioindikator atau indikator biologis adalah spesies atau populasi makhluk hidup,
hewan, tumbuhan atau mikroorganisme yang kehadiran dan vitalitasnya dapat
memberikan respon terhadap perubahan kondisi lingkugan (Nugroho, 2006).
Seiring dengan meningkatnya kemajuan di sektor industri, semakin meningkat
pula masalah pencemaran di Indonesia. Masuknya limbah industri ke dalam suatu
perairan dapat menyebabkan menurunnya kualitas perairan tersebut (Nugroho,
2006).
2.1
Air
Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat
padat, air dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya
(30%) berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair
(up air) senamyak 15% tekanan atmosfer (Gabriel, 2001). Air merupakan zat yang
paling penting dalam kehidupan setelah udara. Sekitar tiga per empat bagian dari
tubuh kita terdiri dari air dan tidak seorang pun dapat bertahan hidup lebih dari 45 hari tanpa minum air. Selain itu, air juga dipergunakan untuk memasak,
mencuci, mandi, dan membersihkan kotoran yang ada di sekitar rumah. Air juga
digunakan untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat
rekreasi, transportasi, dan lain-lain. Penyakit-penyakit yang menyerang manusia
5
Universitas Sumatera Utara
dapat juga ditularkan dan disebarkan melalui air. Kondisi tersebut tentunya dapat
menimbulkan wabah penyakit dimana-mana (Chandra, 2006).
Air merupakan kebutuhan manusia yang paling penting. Kadar air tubuh
manusia mencapai 68% dan untuk tetap hidup kadar air dalam tubuh harus
dipertahankan. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi mulai dari 2,1 liter
hingga 2,8 liter perhari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya. Agar tetap
sehat, air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia maupun bakteriologis
(Bambang,dkk., 2014).
Baik kuantitas maupun kualitas air harus dapat memenuhi kebutuhan kita.
Kualitas air ditentukan oleh banyak faktor, yaitu zat yang terlarut, zat yang
tersuspensi, dan makhluk hidup, khususnya jasad renik, didalam air. Air murni
yang tidak mengandung zat yang terlarut, tidak baik untuk kehidupan kita.
Sebaliknya zat terlarut ada yang bersifat racun. Apabila zat terlarut, zat yang
tersuspensi dan makhluk hidup dalam air membuat kualitas air menjadi tidak
sesuai untuk kehidupan kita, air itu disebut tercemar (Mahida,1993).
Air dapat mengandung bahan kimia yang beracun atau organisme patogen
tetapi masih jernih dan cemerlang. Dalam keadaan seperti itu, air dikatakan
sebagai air terkontaminasi. Selanjutnya, air tercemar mungkin atau tidak
terkontaminasi tetapi mempunyai penampilan atau rasa yang tidak dikehendaki,
sedangkan air yang layak untuk diminum (bebas dari substansi yang berbahaya
dan tidak menyenangkan) dikatakan sebagai dapat diminum (Volk, 1989).
Menurut Suriawiria (1996) Air merupakan substrat yang paling parah akibat
pencemaran. Berbagai sumber pencemar air yang berasal dari :
6
Universitas Sumatera Utara
a. Sumber domestik (rumah-tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan
sebagainya.
b. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan
serta sumber-sumber lainnya.
Banyak memasuki badan air. Secara langsung ataupun tidak langsung
pencemar tersebut akan berpengaruh terhadap kualitas air, baik untuk keperluan
air minum, air industry ataupun keperluan lainnya. Berbagai cara dan usaha telah
banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari,
dikurangi atau minimal dapat dikendalikan.
2.2
Pencemaran air
Definisi pencemaran air mengacu pada definisi lingkungan hidup yang
ditetapkan dalam UU tentang Lingkungan Hidup yaitu UU No. 23/1997. Dalam
PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air
didefinisikan sebagai: “pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya
makhluk hidup, zat, energi dan/atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan
manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan
air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya” (pasal 1, angka 2). Definisi
pencemaran air tersebut dapat diuraikan sesuai makna pokoknya menjadi tiga
aspek, yaitu aspek kejadian, aspek penyebab atau pelaku dan aspek akibat (Arif,
2010).
Di Indonesia misalnya, setiap tahun lebih dari 3.500.000 anak-anak di
bawah umur 3 tahun diserang oleh berbagai jenis penyakit perut dengan jumlah
kematian sekitar 105.000 orang. Jumlah tersebut akan meningkat lebih banyak
pada daerah/tempat yang keadaan sanitasi lingkungannya berada pada tingkat
7
Universitas Sumatera Utara
yang rendah. Ini misalnya kita dapati pada daerah perkampungan padat dengan
keadaan selokan, pekarangan tidak teratur dan tidak terpelihara sebagaimana
mestinya (Suriawiria, 1996).
2.3
Air limbah
Limbah adalah zat atau bahan buangan yang dihasilkan dari suatu proses
produksi, baik industri maupun domestik, yang kehadirannya pada suatu saat
tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena dapat menurunkan kualitas
lingkungan (Zulkifli, 2014)
Apabila limbah masuk ke dalam lingkungan, ada beberapa kemungkinan
yang diciptakan. Kemungkinan pertama, lingkungan tidak mendapat pengaruh
yang berarti; kedua, ada pengaruh perubahan tapi tidak menyebabkan
pencemaran; ketiga, memberi perubahan dan menimbulkan pencemaran. Ada
berbagai alasan untuk mengatakan demikian. Tidak memberi pengaruh terhadap
lingkungan karena volume limbah kecil dan parameter pencemar yang terdapat di
dalamnya sedikit dengan konsentrasi kecil, karena itu andaikata masuk pun dalam
lingkungan ternyata lingkungan mampu menetralisirnya. Kandungan bahan yang
terdapat dalam limbah konsentrasinya barangkali dapat diabaikan karena kecilnya.
Ada berbagai parameter pencemar yang menimbulkan perubahan kualitas
lingkungan namun tidak menimbulkan pencemaran. Artinya lingkungan itu
memberikan toleransi terhadap perubahan serta tidak menimbulkan dampak
negatif (Gintings, 1992).
8
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Jenis Air Limbah
Menurut Zulkifli (2014), Limbah dikelompokkan berdasarkan sumbernya
yaitu:
1. Limbah domestik atau rumah tangga yaitu limbah yang berasal dari
kegiatan pemukiman penduduk atau rumah tangga dan kegiatan usaha
2. seperti pasar, restoran, gedung perkantoran dan sebagainya.
3. Limbah industri yaitu merupakan sisa atau buangan dari hasil proses
industri.
4. Limbah pertanian yaitu limbah pertanian yang berasal dari daerah atau
kegiatan pertanian maupun perkebunan.
5. Limbah pertambangan yaitu limbah pertambangan yang berasal dari
kegiatan pertambangan
6. Limbah pariwisata yaitu limbah limbah yang berasal dari sarana
transportasi yang membuang limbahnya.
7. Limbah medis yaitu limbah yang berasal dari dunia kesehatan atau limbah
medis mirip dengan sampah domestik pada umumnya.
2.3.2 Karakteristik Air Limbah
Karakteristik air limbah perlu diketahui karena hal ini akan menentukan cara
pengolahan yang tepat sehingga tidak mencemari lingkungan hidup. Pengolahan
air limbah dapat digolongkan menjadi tiga yaitu pengolahan secara fisika, kimia
dan biologi (Zulkifli, 2014).
9
Universitas Sumatera Utara
1.
karakteristik fisik
Tingkat kekotoran air limbah ditentukan oleh sifat fisik yang mudah terlihat.
Sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat yang berdampak pada
estetika, kejernihan, bau, warna dan temperatur (Zulkifli, 2014).
2.
karakteristik Kimia
Proses ini menggunakan reaksi kimia untuk mengubah air limbah yang
berbahaya menjadi kurang berbahaya. Proses yang termasuk dalam pengolahan
secara kimia adalah netralisasi, presipitasi, khlorinasi, koagulasi dan flokulasi.
Pengolahan secara kimia dapat memperoleh efisiensi yang tinggi akan tetapi
membutuhkan biaya yang tidak sedikit (Zulkifli, 2014).
3.
karakteristik Biologi
Pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling
murah dan efisien. Pemeriksaan biologis di dalam limbah cair untuk mengetahui
apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah cair. Apabila bakteri patogen,
maka sebelum limbah cair dibuang ke perairan harus dilakukan pengolahan
tertentu agar bakteri-bakteri tersebut mati dan tidak menimbulkan bahaya bagi
makhluk hidup. Pengolahan air limbah secara biologis, bertujuan untuk
menghilangkan bahan anorganik, organik, fosfat, dan amoniak dengan bantuan
mikroorganisme (Zulkifli, 2014).
2.3.3 Dampak Buruk Air Limbah
Air limbah yang tidak di kelola dengan baik dapat menimbulkan dampak
buruk bagi makhluk hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak buruk tersebut
adalah sebagai berikut (Ricki, 2005):
10
Universitas Sumatera Utara
1.
Gangguan kesehatan
Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan
penyakit bawaan air (waterborne disease). Selain itu di dalam air limbah mungkin
juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan
kesehatan bagi makhluk hidup yang mengkonsumsinya.
2.
Penurunan kualitas lingkungan
Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya: sungai dan
danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh,
bahan organik yang terdapat dalam air limbah bila dibuang langsung ke sungai
dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (Dissolved Oxygen) di
dalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan di dalam
air yang membutuhkan oksigen akan terganggu, dalam hal ini akan mengurangi
perkembangannya.
3.
Gangguan terhadap keindahan
Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu
kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yang sederhana
adalah air limbah yang mengandung pigmen warna yang dapat menimbulkan
perubahan warna pada badan air penerima. Walaupun pigmen tersebut tidak
menimbulkan gangguan terhadap kesehatan, tetapi terjadi gangguan keindahan
terhadap badan air penerima tersebut.
4.
Gangguan terhadap kerusakan benda
Adakalanya air limbah mengandungh zat-zat yang dapat dikonversi oleh
bakteri anaerobik menjadi gas yang agresif seperti H2S. Gas ini dapat
mempercepat proses perkaratan pada benda yang terbuat dari besi (misalnya pipa
11
Universitas Sumatera Utara
saluran air limbah) dan bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air
tersebut maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan
menimbulkan kerugian material.
2.3.4 Pengolahan Air Limbah
Proses pengolahan limbah cair pada dasarnya dikelompokkan menjadi tiga
tahap yaitu proses pengolahan primer, sekunder dan tersier (Pramudya,2001):
1. Pengolahan Primer
Pengolahan primer limbah cair yaitu membuang bahan-bahan padatan
yang mengendap atau mengapung. Pada dasarnya pengolahan primer
terdiri dari tahap-tahap untuk memisahkan air dari limbah padatan dengan
membiarkan padatan tersebut mengendap atau memisahkan bagian-bagian
padatan yang mengapung seperti plastik , kertas, daun dan sebagainya.
2. Pengolahan sekunder
Pengolahan sekunder limbah cair yaitu proses dekomposisi bahan-bahan
padatan secara biologis. Pada proses pengolahan sekunder ini pada
dasarnya terdapat dua macam sistem yaitu penyarinng trikel dan lumpur
aktif. Penerapan yang efisien baik sistem penyaring trikel maupun sistem
lumpur aktif sangat efektif untuk menghilangkan sebagian besar padatan
tersuspensi dan BOD.
3. Pengolahan Tersier
Proses pengolahan primer dan sekunder limbah cair dapat menurunkan
nilai BOD air dan menghilangkan bakteri yang berbahaya, akan tetapi
kedua proses baik primer maupun sekunder tersebut tidak dapat
menghilangkan komponen-komponen organik dan anorganik yang terlarut.
12
Universitas Sumatera Utara
Komponen-komponen tersebut pada umumnya tahan terhadap pemecahan
oleh bakteri. Pengolahan tersier merupakan proses untuk menghilangkan
bahan-bahan terlarut tersebut. Proses pengolahan untuk menghilangkan
bahan-bahan terlarut tersebut telah dikembangkan mulai dari proses
biologis untuk menghilangkan senyawa-senyawa nitrogen dan fosfor
sampai pada proses pemisahan fisiko-kimia.
2.4 Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air
Menurut Riadi (1986) Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air
yaitu:
1. Aktinomysetes
Masuk dalam kelompok biologi yang disebut “moldluke bacteria”. Biasanya
ada di dalam setiap air baku maupun dalam sistem distrtibusi air PAM yang
tidak mengalami pengolahan yang baik maupun sistem jaringan perpipaan
yang memungkinkan adanya kontaminasi dengan air tanah. Hadirnya
organisme ini menimbulkan rasa atau bau yang tidak biasa dalam air minum.
Biasanya merupakan problem lokal sehingga pemecahannya dapat dilakukan
dengan mempergunakan sistem filtrasi yang bisa menghalangi dan menahan
bentuk sporanya.
2. Algae
Masuk dalam kelompok biologi Phytoplankton. Biasanya terdapat dalam air
baku yang belum diolah. Menimbulkan rasa dan bau yang tidak biasa dalam
air minum. Gejala ini lebih dipengaruhi oleh faktor musim sehingga kadar
organisme ini bervariasi sepanjang perbedaan musim.
13
Universitas Sumatera Utara
3. Coliform
Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air permukaan atau
badan-badan air yang mengalami kontaminasi dengan tinja. Hadirnya
indikator bakteri ini memberikan kesimpulan bahwa sesungguhnya air telah
mengalami kontaminasi biologis. Cara penafsiran terhadap hadirnya bakteri
ini memerlukan tes laboratorium akan jumahnya untuk dikaitkan dengan
indeks kualitas air secara higenis.
4. Cladocera, copepod dan isopoda
Merupakan
kelompok
biologi
yang
termasuk
Crustacea.
Untuk
menghindarkan organisme ini dapat dilakukan dengan menggunakan sistem
pentahapan penjernihan air.
5. Sterptokokus Faecalis
Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air limbah manusia dan
binatang yang menerima buangan tinjanya. Sebagaimana halnya coliform,
adanya bakteri ini juga memberikan konsklusi akan adanya kontaminasi
faekal. Cara pemecahan seperti pada coliform
6. Bakteri Besi
Termasuk dalam kelompok Bakteri. Terdapat secara alamiah dalam air tanah
maupun air permukaan yang mengandung besi. Adanya bakteri ini
menimbulkan lapisan lendir, sering bewarna merah, terus tumbuh dan sering
menyumbat pipa maupun sistem penyaringan. Dengan kadar besi 0,1-0,2 mg
per liter cukup merangsang pertumbuhan bakrteri terus-menerus dan
meninggalkan undukan lendir.
14
Universitas Sumatera Utara
7. Rotifera
Termasuk dalam keloompok Zooplankton. Terdapat dalam reservoir air yang
terbuka. Sepanjang data-data yang ditemukan, tidak dijumpai kerugiankerugian yang berkaitan secara higennis. Namun demikian pengaruh
merugikan dapat menembus beberapa filter tertentu. Sebagian dapat
bergerombol hingga membentuk ukuran yang mudah kita lihat secara
makroskopis.
8. Cacing-cacing bebas
Termasuk dalam kelompok Nematoda. Pada berbagai pengamatan umumnya
dapat diketemukan 7 spesies pada air sekalipun sudah dikelolah. Yaitu bagianbagian akhir sistem pengolahan air minum. Antara lain yang diketemukan
adalah spesies Diplogaster, Momhystera, Seinura dan lain-lain. Dalam
penentuan standard kualitas air jelas-jelas organisme ini harus ditolak karena
mereka justru melindungi berbagai bakteri patogenik maupun virus. Biasanya
cacing-cacing ini membebasan bau. Pada saringan pasir lambat umumnya
dapat menembus. Namun tidak pada saringan pasir cepat. Biasanya cacingcacing ini resisten terhadap dosis klorin yang dipakai pada desinfeksi air.
2.5 Mikroorganisme dalam air
Air tanah mengandung zat-zat anorganik maupun zat-zat organik dan oleh
karena
itu
merupakan
tempat
baik
bagi
kehidupan
mikroorganisme.
Mikroorganisme-mikroorganisme yang autotrof merupakan penghuni pertama di
dalam air yang mengandung zat-zat anorganik. Sel-sel yang mati merupakan
bahan organik yang memungkinkan kehidupan mikroorganisme-mikroorganisme
15
Universitas Sumatera Utara
yang heterotrof. Temperatur turut menentukan populasi mikroorganisme dalam
air. Temperatur sekitar 30 ºC atau lebih sedikit baik sekali bagi kehidupan bakteri
patogen yang berasal dari hewan maupun manusia. Sinar matahari, terutama sinar
ultra-ungunya, memang dapat mematikan bakteri, akan tetapi daya tembus sinar
ultra-ungu ke dalam air itu tidak seberapa (Dwidjoseputro, 1990).
Masalah utama yang harus dihadapi dalam pengolahan air ialah semakin
tingginya tingkat pencemaran air, baik pencemaran yang berasal dari air limbah
rumah tangga maupun limbah industri, sehingga upaya-upaya baru terus
dilakukan untuk mendapatkan sumber air, khususnya untuk pemenuhan akan air
minum
yang
memenuhi
persyaratan
yang
telah
ditetapkan.
Dalam
pengelolaannya, air minum rentan terhadap kontaminasi dari berbagai
mikroorganisme terutama bakteri coliform. Semakin tinggi tingkat kontaminasi
bakteri coliform, semakin tinggi pula risiko kehadiran bakteri-bakteri patogen lain
yang biasa hidup dalam kotoran manusia dan hewan. Salah satu contoh bakteri
patogen yang kemungkinan terdapat dalam air terkontaminasi kotoran manusia
atau hewan berdarah panas ialah bakteri Escherichia coli, yaitu mikroba penyebab
gejala diare, demam, kram perut, dan muntah-muntah (Bambang, dkk., 2014).
2.6 Bakteri Coliform
Bakteri coliform adalah golongan bakteri intestinal, yaitu hidup dalam
saluran pencernaan manusia. coliform merupakan suatu grup bakteri yang
digunakan sebagai indikator adanya polusi kotoran dan kondisi sanitasi yang tidak
baik terhadap air, makanan, susu dan produk – produk susu. Adanya bakteri
coliform di dalam makanan atau minuman menunjukkan kemungkinan adanya
16
Universitas Sumatera Utara
mikroorganisme yang bersifat enteropatogenik (bakteri penyebab diare) atau
toksigenik yang berbahaya bagi kesehatan (Suriawiria, 1996).
Bakteri coliform menurut Nugroho (2006) dapat dibedakan atas dua grup
yaitu :
1.
Coli-fekal : bakteri yang betul-betul berasal dari tinja atau feses. Misalnya,
Escherichia coli.
2.
Coli-non fekal : bakteri yang tidak patogen (tidak menyebabkan penyakit).
Misalnya : Aerobacter dan Klebsiella.
Sifat-sifat bakteri coliform menurut Suriawiria (1996) adalah:
1.
Mampu
tumbuh
baik
pada
beberapa
jenis
substrat
dan
dapat
mempergunakan berbagai jenis karbohidrat dan komponen organic lain
sebagai sumber energi dan beberapa komponen nitrogen sederhana sebagai
sumber nitrogen.
2.
Mempunyai sifat dapat mensintesa vitamin.
3.
Mempunyai interval suhu pertumbuhan antara 10-46,5°C.
4.
Mampu menghasilkan asam dan gas gula.
5.
Dapat menghilangkan rasa pada bahan pangan.
6.
Pseudomonas aerogenes dapat menyebabkan pelendiran.
2.7
Analisis coliform dengan Metode Most Probable Number (MPN)
Metode MPN untuk uji kualitas mikrobiologi air digunakan kelompok
coliform sebagai indikator. Kelompok coliform mencakup bakteri yang bersifat
aerobik dan anaerobik fakultatif. Kelompok coliform dipilihkan menjadi coliform
asal tinja dan bukan tinja (misalnya tanah). Uji ini diawali dengan memasukkan
10 ml cairan dari sampel ke dalam lauryl tryptose broth (Lay, 1994).
17
Universitas Sumatera Utara
Ada 2 tahap pengujian yang dilakukan dalam pengujian total bakteri
coliform yaitu:
1.
Tahap Pertama Uji Dugaan (Presumtive Test)
Tabung reaksi berisi 10 ml medium cair yang dicampuri laktosa diisi dengan 1-5
ml dari sampel air. Volume inokulum ini bergantung pada asal – usul sampel air
tersebut. Jika diduga air contoh tersebut banyak mengandung kotoran, maka
cukuplah diambil 1 ml saja untuk diinokulasi kedalam tabung reaksi tersebut. Di
dalam medium cair tersebut lebih dahulu diletakkan tabung durham dalam posisi
terbalik jika dalam waktu 48 jam tabung – tabung durham mengandung gas, test
dinyatakan positif. Sebaliknya, jika setelah 48 jam tidak ada gas, test dikatakan
negatif dan ini berarti bahwa air aman diminum.
Mungkin sekali gas yang tertampung dalam tabung durham itu berasal dari
sel-sel ragi atau dari mikroorganisme yang lain yang gram positif, untuk
menghilangkan keragu-raguan ini perlulah dilakukan test berikutnya, yaitu “uji
kepastian”
2.
Tahap kedua uji kepastian ( Confirmed Test )
Uji dapat dikerjakan seperti pada keterangan pertama, hanya di dalam
medium perlu ditambahkan zat warna hijau berlian. Kepada medium ini kemudian
diinokulasikan sejumlah ml air yang mengandung bakteri yang menghasilkan gas.
Hijau berlian berguna untuk menghambat pertumbuhan bakteri gram positif dan
meningkatkan pertumbuhan bakteri golongan kolon. Jika timbul gas sebelum 48
jam berakhir, test ini disebut positif. (Dwidjoseputro,1990).
18
Universitas Sumatera Utara