MIKROBIOLOGI AIR
Bahan kuliahBy
Dra. Syarifah Miftahul El Jannah.T.M.Biomed
Pendahuluan Air materi esensial dalam kehidupan
Kebutuhan air berbeda, tergantung tempat, tingkat kehidupan [ekonomi dan sosial]
Depkes, kebutuhan air perkapita di Indonesia
Mandi 30 liter
Mencuci 15 liter
Masak 5 liter 60 liter
Minum 5 liter
Lain-lain 5 liter
MIFTAHEL
Sejalan kemajuan peningkatan taraf kehidupan peningkatan kebutuhan air
Berbagai usaha pemenuhan kebutuhan
– Mencari sumber-sumber air baru [Air tanah, air danau, air sungai dsb]
– Mengolah dan menawarkan air laut
– Mengolah dan memurnikan kembali air kotor dari sungai, danau, dsb
MIFTAHEL
MIKROBA AIR AIR H2O ??? Di alam sulit nyaris tidak
pernah
H2O + X , X Kimia, biologi
Suriawiria [1996]
1.1. Pada air jernihPada air jernih
a. Kelompok bakteri besi, Crenothrix dan Sphaerotilus mengoksidasi Ferro menjadi ferri air berubah warna bila disimpan lama [kehitam-hitaman, kecoklatan]
MIFTAHEL
b. Kelompok bakteri belerang, Chromatium dan Thiobacillus mereduksi senyawa
sulfat menjadi H2S air disimpan akan
tercium bau busuk
c. Kelompok mikroalgae, algae biru, algae hijau dan diatomae air akan berwarna
2. Pada air kotor atau sudah tercemar2. Pada air kotor atau sudah tercemar
selain flora normal + bakteri lain:
a. Kelompok patogen S. typhi, S. paratyphi, V. cholerae dll.
b. Kelompok bakteri pencemar bakteri golongan Coli fekal dan atau non fekal
c. Kelompok bakteri pengguna bakteri yang mampu mengurai senyawa tertentu di dalam badan air pengguna residu pestisida, minyak bumi, deterjen
MIFTAHEL
Populasi mikroorganisme dalam lingkungan
perairan tergantung berbagai faktor:
[Budiyanto, 2002]
1. Suhu, berkisar 30-400C [daerah ekuator]. Bakteri psikrofilik pada air asin dgn suhu di bawah 50C, air panas 70-720C [Thermophilus aquaticus].
2. Tekanan hidrostatik mempengaruhi kelarutan nutrien spt bikarbonat, HCO3, pH, suhu. Bakteri
barofilik dapat tumbuh dalam tekanan hidrostatik tinggi.
3. Cahaya mikroorganisme fotosintetik
MIFTAHEL
4. Salinitas garam utama dalam air Cl, SO4, CO3, K, Ca, Mg, konsentrasi
rendah di permukaan sungai dan muara, bakteri yang tumbuh bersifat halofilik dgn konsentrasi garam 2,5-4%
5. pH 6,5-8,5
6. Kekeruhan mempengaruhi penetrasi cahaya
Bahan terlarut yang menyebabkan kekeruhan:
a. Partikel mineral dari darat
b. detritus selulosa, hemiselulosa, dan khitin
c. Mikroorganisme terlarut
7. Bahan organik dan anorganik Nitrat dan pospat digunakan oleh saprofit dan fungi, Hg dan logam lainnya menghambat pertumbuhan mikroorganisme.
MIFTAHEL
Pemeriksaan kualitas bakteriologi Parameter uji untuk melihat kualitas air secara
bakteriologi :
– MPN [Most Probable Number] / Angka perkiraan terdekat mendapatkan jumlah SEL bakteri golongan Coliform dan E. coli yang berasal dari fekal ataupun non fekal satuan hasil ……….sel /100 mL.
Metoda Hopskin [pengenceran pada tabung ], Metoda Millipore/penyaringan
– TPC [Total plate count / [HJK [Hitung Jumlah Kuman] mendapatkan jumlah bakteri aerob dan fakultatip aerob satuan hasil …..koloni/ml
MIFTAHEL
1. Metoda pembiakan tabung ganda (multiple tube fermentation test)
Test ini hasil dilaporkan sebagai indeks MPN
( Most Probable Number), angka ini bukanlah angka bilangan yang sesungguhnya dari angka bakteri koli, akan tetapi ini merupakan angka yang paling mendekati angka bakteri koli yang sebenarnya per 100 ml.
Pada tes ini ada 3 tahapan pemeriksaan / tes :
a. Presumtive test / tes praduga
b. Convirmatife test / tes pasti
c. Completed tes / tes lengkap
MIFTAHEL
2. Metoda saringan membran (Membran filter)
Pada metode ini memberikan angka perhitungan koli secara langsung, ditemukan pada tahun 1951 merupakan teknik penyaring molekuler [Moleculer Filter Technique]. Metoda ini menggunakan selaput tipis berpori yang terbuat dari asetat-selulosa, kolloidion atau materi serupa, ukuran pori 0,5 mikron atau lebih.
MIFTAHEL
Berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium untuk kualitas bakteriologis sampel air dapat digolongkan kedalam kualitas bakteriologis sebagai berikut : ( untuk air bersih)
Kelas Kualitas Coliform total
A (baik) 50
B (kurang baik) 51 – 100
C (jelek) 101 -- 1.000
D (amat jelek) 1.001 – 2.400
E (amat sangat jelek) > 2.400
Sumber: Ditjen P2M PLP, Direktorat Pengelolaan air.
MIFTAHEL
Indeks Pencemar Biologis/IPB[BIP /Biological Indices of Pollutions]
Penentuan nilai IPB dilakukan jika perairan tersebut akan digunakan sebagai bahan baku industri, rekreasi
Semakin nilai IPB kemungkinan deteriosasi/korosi materi pada sistem akan tinggi. Atau kemungkinan adanya jasad patogen
MIFTAHEL
Nilai IPB ditentukan dengan rumus:
IPB = B/A+B x 100
A; Jumlah mikroorganisme yang mengandung klorofil
B; Jumlah mikroorganisme yang tidak berklorofil
Perhitungan secara langsung bilik hitung
500 – 1000 ml air dipekatkan menjadi 50 ml centrifuge [1500 rpm] endapan dianalisis dan dihitung
MIFTAHEL
Nilai IPB air
Nilai IPB Nilai Air
0 – 89 – 2021 – 6061 - 100
Bersih, JernihTercemar – ringanTercemar – sedangTercemar - berat
MIFTAHEL
ANKISTRODESMUS
ASTEROKOKUS
PALMODICTYON SCENEDESMUS ACUMINATUS
PANDORINA MORUM
ULOTHRIX MONILIFORMIS
PEDIASTRUM TETRAS
ESCHERICHIADifferential diagnosa
1. Oportunis usus besar manusia
2. Batang pendek [kokobasil], motil
3. Gram -/N, 0,4-0,7 m x 1,4 m
4. Antigen O, H dan K, beberapa strain membentuk hemolisin
5. Menimbulkan diare dengan 2 cara:
• Membentuk enterotoksin; termolabil/LT dan termostabil/ST
• Invasi pada epitel dinding usus
6. Berdasarkan cara menyebabkan sakit:
• EPEC [Enteropathogenic E. coli]
• ETEC [Enterotoxigenic E. coli]
• EIEC [Enteroinvasive E. coli]
MIFTAHEL
PERJALANAN PENYAKIT
Escherichia [patogen] Invasi sel mukosa
Kerusakan sel, terlepasnya lapisan mukosa
Diare: Cair, mukus
Strain enterotoxigenic toksin ST/LT
Strain enteroinvasive Hemolisisn
Diare; Cair, mukus, pus, darah
CARA KERJA TOKSIN LT
LTMerangsang kerja
Siklase adenil
ATP AMP siklik + PPi
Cat: Jumlah AMP ↓ merangsang ekskresi Cl menghambat penyerapan Na[ketidakseimbangan elektrolit di lap. Lendir usus] kehilangan cairan dari ususHalus.
CARA KERJA TOKSIN ST
STMerangsang
Siklase guanilat pada epitel
Membentuk
GIP + Monophosphat guanosin siklik [cGMP]
Menghambat penyerapan Cl-
Cat: jumlah AMP tidak menurun
Penyakit lain yang disebabkan oleh E. coli1. ISK [85% kasus]2. Pneumonis [ 50% NI]3. Meningitis [bayi baru lahir]4. Infeksi luka [terutama luka abdomen]
MIFTAHEL
Escherichia coli
Flagel dan fimbrae Kolonisasi bakteri di Usus besar
Koloni bakteri di agar Mc ConkeyMIFTAHEL
SALMONELLA Differential diagnosa
1. Kuman berbentuk batang, 3,5 m x 0,5-0,8 m , koloni 3-4 mm
2. Gram -/N, motil [peritrikh], tidak berspora
3. Fakultatip aerob dan anaerob
4. Meragi glukosa dan manosa, tidak meragi laktosa & sukrosa
5. Cenderung menghasilkan H2S
6. pH pertumbuhan 6-8
MIFTAHEL
Demam enterik Bakteriaemia/septikemia
Enterokolitis/Gastroenteritis
Masa inkubasi
7-20 hari Variabel 8-48 jam
Permulaan penyakit
Tidak diketahui Mendadak, cepat naik kmd memuncak ke suhu sepsis
Mendadak
Demam Lambat tinggi [tetap] dgn stadium thypoidal
Variabel Biasanya rendah
Masa sakit Beberapa minggu Sering tidak ada 2-5 hari
Gejala gastrointestinal
Obstipasi diare berdarah
Positip pd waktu demam tinggi
Nausea, muntah, diare
Biakan darah +/P mg pertama, kedua penyakit
Positip pada waktu demam tinggi
Negatip
Biakan tinja +/p pd mg pertama, -/N pd awal penyakit
Jarang +/P Positip segera setelah penyakit timbul
Perjalanan penyakit
Salmonella usus halus Kel. Getah bening aliran darah organ/usus berkembang Jar. Limfoid Tinja
Invasi air mulut darah lesi local pd paru, tulang, selaput otak [tdk ada manifestasi usus]
Kuman usus halus invasi lap. Epitel ileum Enteritis dan diare
Spesies S. typhi, S.parathypi A, B
S. cholerasuis S. typhimurium
MIFTAHEL
Salmonella spp
Flagel salmonellaYang peritrikh
Kolonisasi sel di dalam jaringan
Koloni bakteri pada media SSA
SHIGELLA
Differential diagnosa
1. Batang, berukuran 0,5-0,7 m x 2-3 m
2. Non motil, Gram -/N, Fakultatif anaerob
3. Tidak meragi laktosa, meragi karbohidrat lainnya menghasilkan asam tanpa gas.
4. Tidak berkapsul, tidak membentuk spora, pada biakan muda bentuk kokobasil
MIFTAHEL
5. Koloni konveks, bilat, transparan, smooth, 2 mm/24 jam
6. pH pertumbuhan 6,4 – 7,8
7. Dibagi 4 serogrup berdasarkan komponen antigen O:
a. Grup A Shigella dysenteriae
b. Grup B Shigella flexneri
c. Grup C Shigella boydii
d. Grup D Shigella sonnei
SHIGELLA
MIFTAHEL
Patogenesis dan Patologi
1. Habitat alami usus besar manusia, jarang menginvasi ke darah
2. Dosis infektif > 1000 organisme
3. Masa inkubasi 1-3 hari mendadak timbul nyeri perut, demam, tinja encer
4. Kuman Lap. Sel epitel permukaan mukosa usus di ileum dan kolon multiplikasi peradangan usus [reaksi tubuh]kematian sel mengelupasnya lapisan
MIFTAHEL
Shigellosis menyebabkan 3 bentuk diare:
• Disentri klasik tinja encer, darah, mukus, pus
• Watery diarrhea
• Kombinasi keduanya
MIFTAHEL
2. Mekanisme infeksi makanan oleh Shigella spp
Infeksi peroral, terutama melalui makanan jenis sayuran, susu dan protein tinggi
Dosis infeksi 103 kuman
Berat ringannya tergantung spesies yang meninfeksi paling berat S. dysentriae, kemudian berturut-turut S. flexneri, S. boydii dan yang paling ringan S. sonnei.
MIFTAHEL
MO melewati lambung
usus halus
kolon, ditangkap oleh epitel
multiplikasi, menyebabkan rusaknyasel epitelmenginfeksi jaringan sekitar
reaksi radang
nekrotik, pengelupasan epitel, perdarahan. [tidak pernah terjadi perforasi dan masuk ke organ dalam]
MIFTAHEL
MIFTAHEL
Shigella spp
Bentuk sel bakteriKoloni bakteri pada agar SSA
MIFTAHEL
MIFTAHEL
MIFTAHEL