PERTEMUAN 3

1
PERTEMUAN 3

• MIKROBIOLOGI PERAIRAN

2
Pokok bahasan

• Berbagai jenis ekosistem di lingkungan air
• Keanekaragaman jenis mikroba pada berbagai
  ekosistem tersebut
• Peran mikroba di air
• Berbagai jenis analisa air
• Telaah mengenai mikroorganisme serta kegiatannya
  di
• Perairan tawar
• Perairan payau
• Perairan asin

3

MIKROBIOLOGI PERAIRAN

Atmosfer
Biosfer
Mikroorganisme dan kegiatannya di perairan
Tawar Asin Payau ???
Lithosfer
Hidrosfer
4
PERAIRAN ALAMIAH

• AIR ATMOSFER
• Air yang dikandung dalam awan dan
  dipresipitasikan sebagai salju hujan/hujan batu
  es
• AIR PERMUKAAN
• Kumpulan air seperti Danau, kali/sungai dan
  laut
• AIR DI BAWAH PERMUKAAN TANAH
• Air yang berada di bawah permukaan tanah, di
  daerah yang semua pori tanahnya serta ruang di
  dalam dan diantara batu-batuan jenuh dengan air

5
Berbagai jenis ekosistem
6
Kondisi perairan permukaan

• Rentan terhadap pencemaran berkala oleh
  mikroorganisme dari air atmosfer, aliran air pada
  permukaan tanah dan limbah domistik ataupun
  limbah industri yang dibuang ke dalam perairan
• Bervariasi dalam hal kandungan nutrien yang
  tersedia bagi mikroorganisme keberadaan fisik
  dan ciri-ciri biologinya

7

• Penyebaran mikroorganisme di lingkungan perairan
• Terdapat pada semua kedalaman, dari permukaan
  sampai ke dasar perairan
• Populasi terbesar mikroorganisme menghuni
  lapisan teratas dan sedimen dasar perairan
• Jenis mikroorganisme
• Mikroorganisme planktonik
• Mikroorganisme bentik
• Mikroorganisme perifitik

8
Kelompok mikroba yang hidup di air

• BAKTERI
• FUNGI
• MIKROALGA
• VIRUS
• PROTOZOA

9
Mikroba di lingkungan air

• Sebagai komponen lingkungan
• Memerankan beragam peran (nisia)
• Dekomposer
• Produser (fitoplankton)
• Rantai penghubung produser ke konsumen lebih
  tinggi (konsumer primer)
• Unsur produktivitas
• Sebagai makanan ikan
• Suplai O2
• Unsur kualitas

10
Kelompok mikroba perairan
No. JENIS MIKROBA JENIS MIKROBA JENIS MIKROBA
No. Bakteri (Schizophyta) Alga hijau biru (Cyanophyta) Fungi (Mycophyta)
1. Pseudomondales Chroococcales Mucorales
2. Chlamidobacteriales Nostocales Chytridiales
3. Eubacteriales Stigonematales Saccharomycetales
4. Actinomycetales Saprolegniales
5. Spirochaetales Aspergillales
6. Ricketsiales Ustillaginales Moniliales
11
Kelompok mikroba perairan
KONDISI PERAIRAN KONDISI PERAIRAN KONDISI PERAIRAN
AIR BERSIH AIR TERCEMAR AIR LAUT
Actinomycetes Coliform Halofilik
Khamir Escherichia coli Psikrofilik
Bacillus Desulfovibrio Diatom
Clostridium Clostridium Dinofalgellata
Cellulomonas Fecal Streptococcus Foraminifera
Autrofik Paramaecium Euglena Protozoa Alga hijau biru Virus enterik Spora jamur Mikroba luminisens Pseudomonas
12
PERANAN MIKROORGANISME DI PERAIRAN

• Menambah bahan organik melalui produksi primer
• Menguraikan materi organik
• Melakukan siklus biogeokimia unsur-unsur yang
  dibutuhkan untuk kehidupan mikrooganisme di
  perairan
• Berkaitan dengan kualitas dan produktivitas
  perairan
• Berkaitan dengan kualitas udara
• Mempengaruhi kesehatan manusia dan kehidupan
  hewan

13
Alasan kajian mikroorganisme perairan semakin
penting

• Urbanisasi dan kebutuhan masyarakat akan air
  semakin meningkat
• Pentingnya perairan alamiah sebagai
  reservoir/stok/simpanan makanan utama
• Penelitian lepas pantai untuk mendapatkan minyak
  dan mineral

14
JENIS-JENIS PENCEMARAN DI PERAIRAN

• Pencemaran kimia
• Buangan limbah kimia organik maupun anorganik
• Contoh
• Limbah daerah pertambangan (besi, tembaga), pipa
  saluran air (tumbal) deterjen, fosfat dan nitrat
  dari pupuk pertanian

Pencemaran fisik Masuknya tanah, pasir, bahan
bahan dari tumbuhan yang menyebabkan perubahan
fisik pada perairan Contoh Blooming yang
menyebabkan eutrofikasi
Pencemaran biologi Masuknya limbah mikrooganisme
dari limbah manusia, makanan, proses hasil
ternak atau limbah kedokteran kedalam perairan
15
Peran penting kajian mikrobiologi perairan

• Adanya mikroba kontaminan Pada badan air/pada
  kehidupan dalam air
• Bioremediasi/penyembuhan
• Pengolahan limbah
• Lumpur aktif

16
Tipe dari lingkungan perairan

• Lingkungan air
• a) laut
• b) daratan -?bawah tanah - air yang terdapat
  di sela-
  sela batu- batuan lapisan tanah
• - nutrien tersaring oleh tanah
• - hanya bisa mendukung sebagian
  kecil populasi bakteri
• -?air permukaan lotik (mengalir)
• - rivers, spring, stream
• lentik (diam)
• - lakes, pounds, swamps, bugs

17
MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN PERAIRAN

• Meliputi
• Telaah mengenai mikroorganisme serta kegiatannya
  di
• Perairan tawar
• Perairan payau
• Perairan asin
• PERAIRAN TAWAR
• Danau, rawa, kolam, aliran air, sungai
• Faktor fisika dan kimia yang mempengaruhi
  mikroorganisme air tawar
• Temperatur, pH, konsentrasi nutrisi, konsentrasi
  oksigen

18
MATA AIR DAN AIR TANAH

• Jumlah bakteri sangat rendah, biasanya tidak
  lebih dari beberapa ribu sel/ml
• Pada mata air, bakteri yang dominan adalah
• Gram negatif batang
• Pseudomonas
• Mempunyai tangkai (stalked) seperti
• Hypomicrobium
• Caulobacterium
• Gallionella

19
Bakteri pada mata air
Caulobacter crescentus dividing into a stalk
daughter cell (top) and a motile daughter cell
with a flagellum
Galionella ( Stalk bacteria
Prosthecomicrobium (star-shaped)
20
PERAIRAN LOTIK

• Sungai banyak mendapat masukan dari buangan air
  tanah, land run off, presipitasi
• Karakteristik sungai tergantung dari kondisi
  lokal, seperti gradient, volume air yang
  terlewati, suspensi tanah
• Kandungan mineral dan materi organik di sungai
  tergantung pada asal dan tanah yang terlewati,
  presipitasi
• Aliran sungai yang deras lebih cenderung banyak
  kandungan organik dari pada aliran yang kecil
  dimana dipengaruhi oleh
• Tanah di tempati
• Morfologi saluran
• Aktivitas manusia

21

• Sepanjang aliran, nutrien gtgt, terjadi peningkatan
  jumlah spesies khususnya dari familia
  Pseudomonaceae, Bacillaceae, Enterobacteriaceae,
  tetapi penurunan dalam Flavobacter dan
  Achromobacter
• Sepanjang permukaan akan muncul
• Azotobacter, Vibrio, Spirillium, Thiobacillus,
  Micrococcus, Sarcina, Nocardia, Streptomyces,
  Cytophaga, Spirochaeta, dan bakteri nitrat
• Di Sungai bakteri bergantung pada kondisi
  sekitarnya

22
MIKROORGANISME DI PERAIRAN

• Didiami oleh biomassa dari phytoplankton
  (bakteri, fungi dan alga)
• Bakteri terdiri dari populasi autochtonous/indigen
  us dan allocthtonous/ non indegenus (dari tanah,
  tanaman, dan hewan)
• Mikroba sungai menunjukkan hubungan yang terkait
  dengan populasi disekitar daratan, karena
• Pemasukan secara terus menerus dari tanah
• Pengadukan air
• Materi organik
• Bakteri perairan terdiri dari kelompok
• Bakteri phototrophik
• Chemolitotrofik /terselubung
• Heterotrofik -? mayoritas
• Jumlah bakteri heterotrofik dikendalikan oleh
  konsentrasi materi organik

23
LAUT

• Menempati 70 dari bumi
• Kedalamannya bervariasi
• 200 m (kontinental), laut dalam xgt 2000 m, laut
  pasifik sekitar 10.000 m
• Karena kedalamannya, laut ada yang gelap dan
  menjaga temperaturnya hanya beberapa derajat C
  diatas permukaan
• Kandungan garam 32 0/00 38 0/00 dengan nilai
  rata-rata 35 0/00

24
Ocean Life Zones
25
MARINE BAKTERI

• Kebanyakan mempunyai kebutuhan tertentu akan NaCl
  yang sangat penting untuk transport substrat ke
  dalam sel
• Kebanyakan adalah bakteri gram negatif batang,
  motil, dan psikrofilik fakultatif
• Jalur metabolisme bakteri laut hampir sama dengan
  spesies bakteri lain dan dapat diklasifikasikan
  dalam genus yang sama seperti spesies bakteri
  tanah
• Faktor yang membedakan dari organisme darat
  adalah kemampuan untuk tumbuh dan berkembang di
  laut

26
MARINE BAKTERI

• Beberapa spesies bakteri laut yang umum
• Micrococcus
• Sarcina
• Pseudomonas,
• Bacillus,
• Cytophaga, S
• pirillium
• Nocardia,
• Streptomyces

27
ESTUARI

• Tempatnya berdekatan dengan air tawar
• Salinitas bervariasi tergantung dari kondisi
  setempat
• Pengadukan yang sering terjadi mengakibatkan
  estuari kaya akan bahan organik
• Produktivitas gtgt
• Biota mempunyai bentuk spesifik

28
(No Transcript)
29
PERAIRAN LENTIK

• Ukuran lebih besar dari rawa yaitu danau
• Beda antara rawa dan danau tidak jelas
• Rawa dasar sedimen perairan ditumbuhi oleh
  tanaman
• Danau tidak ada tumbuhan di dasar karena
  kedalamannya

30
DANAU EUTROFIK

• (Nutrien tinggi)
• Produktivitas primer gt
• (Oksigen)
• Pembagian zonasi pada danau, ditinjau dari
  keberadaan cahaya
• Zona litoral
• Zona limnetik
• Zona profondal

31
(No Transcript)
32
DANAU

• Lebih punya karakter dari pada aliran air dan
  sungai
• Faktor fisika dan kimia yang mempengaruhi
  mikroorganisme air tawar
• Temperatur, pH, konsentrasi nutrisi, konsentrasi
  oksigen
• Bakteri heterotrofik gtgt
• Bagian terbesar dari mikroorganismenya adalah
  autochtonous berupa bakteri autotrofik. Bakteri
  ini memegang peranan penting dalam siklus materi
  organik
• Contoh
• bakteri Nitrosomonas, Nitrobacter dan
  Thiobacillus berperan dalam siklus nitrogen, dan
  sulfur
• Bakteri Anaerob seperti Desulfovibrio dan
  Methanogenes berperan dalam siklus biogeokimia
  nitrogen dan sulfur dan pembentukan methan

33
(No Transcript)
34
Keanekaragaman mikroba di danau

• Pada air danau yang jernih
• Kebanyakan didapat Gram negatif batang dari genus
  
• Achromobacter,
• Flavobacterium,
• Brevibacterium,
• Micrococcus,
• Sarcina,
• Bacillus,
• Pseudomonas,
• Nocardia,
• Streptomyces,
• Micromonospora, dan Cytophaga

35

• Pada air danau yang tercemar oleh limbah
• Ada peningkatan jumlah bakteri heterotrofik
  khususnya selama pengadukan (pada musim dingin)
• Penyebaran vertikal bakteri berubah bergantung
  musim dengan stratifikasi, dan distribusi nutrien
  
• Pada danau yang tenang
• Neuston (bakteri dan alga) berkembang pada air
  antar permukaan
• Kebanyakan bakteri khususnya ada pada sedimen,
  karena bahan organik kebanyakan ada disana
• Bakteri yang dominan
• Heterotrofik, kemotrofik, dan fototrofik

36
DANAU OLIGOTROFIK

• Kecepatan produktivitas primer lt
• Nutrien rendah
• Mikroorganisme beradaptasi terhadap (nutrien)
  rendah dengan
• Meningkatkan perbandingan volume dan luas
  permukaan
• Melekat pada permukaan substrat (membentuk agregat

37
METODA ANALISA AIR

• Penghitungan jumlah total mikroba (alga, bakteri,
  khamir dan kapang)
• Kualitatif
• Most Probabable number (MPN) ? MPN/100 ml
• Kekeruhan
• Kuantitatif
• Total Plate Count (TPC) ? CFU/ml
• Haemositometer (Sel/ml)
• Penentuan nilai IPB (Indeks Pencemar Biologi)
• Identifikasi mikroba perairan (alga, bakteri,
  khamir dan kapang)

38
METODA ANALISA AIR

• Analisis kondisi perairan secara mikrobiologis
• Pencemaran kotoran manusia
• MPN coliform fecal/non fecal
• Deteksi mikroba patogen
• Pencemaran limbah domistik
• MPN mikroba selulolitik/proteolitik/lipolitik/dete
  rjen
• Pencemaran limbah industri
• MPN bakteri hidrokarbonoklastik
• MPN bakteri pendegradasi logam berat

39
Tujuan survai dan analisis air secara mikrobiologi

• Untuk mencari, menemukan dan kemudian dapat
  menerangkan penyebab terjadinya pemasalahan di
  dalam badan air
• Untuk membantu menunjang interpretasi hasil
  analisis biokimia yang diakibatkan aktivitas
  mikrobiologis di dalam badan air
• Untuk melakukan penelitian sifat alami air serta
  akibatnya dengan kehadiran pencemar yang kemudian
  pengaruhnya terhadap kehidupan didalamnya
• Untuk melakukan pengukuran terjadinya proses
  purifikasi sendiri dari aliran air dan bagian
  lain dari badan air
• Untuk membantu pemecahan terjadinya mekanisme
  pengolahan buangan yang dilakukan secara biologis
  mikrobiologis
• Untuk penentuan indeks efektifitas pengolahan

40
ANALISA UTAMA

• Total Count (TC)
• penghitungan jumlah tidak berdasarkan jenis,
  tetapi secara kasar terhadap golongan/kelompok
  besar mikroorganisme umum seperti bakteri, fungi,
  mikroalga, atau terhadap bakteri tertentu
• TC BAKTERI
• berdasarkan penanaman bahan/sampel dalam jumlah
  dan pengenceran tertentu ke dalam media yang umum
  untuk menumbuhkan bakteri.
• Inkubasi maksimal 4 X 24 jam

41

• TC FUNGI (kapang dan yeast)
• Metoda penanaman seperti bakteri
• Temperatur inkubasi 28 0C
• Penambahan asam laktat 3 untuk menghambat
  pertumbuhan bakteri
• TC MIKROALGA
• Media yang digunakan bersifat semisolid dengan
  penambahan tepung agar 50 dari yang diperlukan
• Biakan ditempatkan pada tempat yang terang
  dikenai cahaya matahari selama 5 -15 hari
• TC KELOMPOK MIKROORGANISME TERTENTU
• Berbentuk media selektif /pengaya
• Memerlukan waktu yang lebih lama (tergantung pada
  masa adaptasi /aklimatisasi

42
CONTOH

• TC bakteri pereduksi sulfat, bakteri belerang,
  bakteri besi
• TC bakteri patogen, khususnya penyebab penyakit
  perut, seperti (Tifus, paratifus, kolera dan
  disentri)
• TC bakteri penghasil racun khususnya yang
  menyebar melalui air dan mengenai bahan makanan
  yang disebabkan oleh bakteri
• Aerobik ( Pseudomonas, Staphylococcus)
• Anaerobik (Clostridium)
• TC jenis-jenis fungi penghasil mikotoksin dari
  kelompok Aspergillus, Penicillium, dan Fusarium
• dan fungi penyebab patogen

43
PENENTUAN NILAI IPB

• IPB (Indeks Pencemar Biologis)
• BIP (Biological Indeks of Pollution)
• Nilai IPB/BIP suatu perairan dibutuhkan jika air
  dari perairan akan dipakai dipergunakan sebagai
  bahan baku untuk kepentingan industri, rekreasi..
• Nilai IPB menggunakan rumus
• A Kandungan mikroorganisme yang
  mengandung klorofil
• B Kandungan mikroorganisme tanpa klorofil
  

IPB B X 100 A B
44

• Penghitungan nilai IPB/BIP dilakukan secara
  langsung dengan tidak melalui penanaman yaitu
  pada 500 1000 ml
• Contoh air dipekatkan sampai 50 ml melalui
  penyaringan/sentrifugasi (15.000 rpm)
• Endapan dianalisis kehadiran mikroorganismenya
  dengan menggunakan ruang/kolom hitung (untuk
  mikroalga) dan pewarnaan (untuk bakteri dan fungi)

45
Tabel nilai IPB/BIP Air
NILAI IPB NILAI AIR
0 - 8 Bersih, jernih
9 - 20 Tercemar - ringan
21 - 60 Tercemar - sedang
61 - 100 Tercemar - berat