Mikrobiologi perairan

Penyebaran penyakit

(waterborne diseases)

pendahuluan

Mikrooganisme patogenik bagi manusia yang dapat disebarkan oleh air termasuk bakteri, virus dan protozoa.

Mikroorganisme tersebut berasal dari saluran pencernaan manusia dan mencemari perairan melalui feses.

Air tercemar mikroorganisme akan membawa patogen tersebut menular pada inang baru, saat air dikonsumsi.

MO patogen yang disebarkan air

Dari kelompok bakteri :

Salmonella thypimurium, penyebab demam tifus

Meskipun salmonella bisa ditularkan melalui makanan, umumnya bakteri salmonella terbawa dalam air dan mencemari air tersebut.

Vibrio cholerae, penyebab kolera

Agen penyebab kolera selalu tersebar melalui air, dapat berada dalam ikan dan sayuran mentah. Terjadi bila air pencucinya terkontaminasi bakteri ini.

Enterik bakteri

Berasal dari saluran pencernaan manusia yang mencemari air.

Contoh Escherichia coli

Semua bakteri yang mencemari air dapat dibunuh dengan menambahkan klorin, atau merebus air selama 5 hingga 10 menit

virus

Virus yang dapat mencemari air antara lain poliovirus, virus-virus hepatitis, dan diare (Norwalk virus).

Virus yang paling sering mencemari air adalah virus polio.

Umumnya virus lebih stabil berada dalam air dan lebih sukar dibunuh, penambahan klorin dengan konsentrasi 0.06ppm dapat mengurangi pencemaran air oleh virus.

kolera

Disebabkan oleh Vibrio cholerae, bakteri Gram negatif berbentuk koma.

Menghasilkan enterotoksin, merupakan exotoksin yang khusus menyerang usus kecil mengeluarkan cairan terus menerus sehingga tubuh mengalami dehidrasi.

Bakteri ini hidup lama dalam air, dan dapat juga mengkontaminasi makanan.

protozoa

Adalah mikroorganisme yang juga merupakan pencemar air, yaitu Giardia lamblia dan Entamoeba histolytica.

Penyakit akibat serangan protozoa ini adalah :

Giardiasis, akibat serangan G. lamblia

Amebiasis, akibat serangan E. histolytica

giardiasis

Adalah penyakit gastroentritis akut G. lamblia.

Protozoa ini flagellata, terdapat dalam tubuh manusia dan menyebar melalui air, bisa melalui makanan, atau hub. Seksual.

Sel protozoa disebut tropozoit, menghasilkan sel fase istirahat yang disebut cyst, merupakan bentuk yang disebarkan melalui air.

Cyst berkecambah dalam saluran pencernaan, menimbulkan gejala feses cair, kram usus, dan bau menyengat. Pengobatan dengan quinacrine dan metronidazole.

Pencegahan giardiasis

Cyst resisten terhadap klorin, air tercemar lebih baik disedimentasi atau dipurifikasi lebih dahulu sebelum ditambahkan klorin.

Kasus giardiasis banyak terjadi di daerah “liar”, pada air yang terlihat jernih.

Beberapa binatang liar ternyata juga pembawa cyst giardia, antara lain berang-berang dan ‘muskrat’.

Air yang direbus atau disaring, dapat membunuh giardia.

amebiasis

Merupakan protozoa patogen yang hidup dalam jaringan tubuh manusia dan vertebrata lain, terutama dalam saluran mulut dan pencernaan.

Penyebabnya adalah E. histolytica, dapat disebarkan melalui air atau makanan, merupakan amuba anaerobik, tropozoitnya menyerang mitokondria. Amuba ini membentuk cyst yang berkecambah dalam sel mukosa usus. Pertumbuhan amuba yang berkelanjutan menyebabkan luka pada mukosa usus, diare dan kram yang parah.

Diare akibat amuba ini sering disebut disentri, dapat dilihat dengan bentuk feses cair, ada darah dan cairan mukosa usus.

Bila tidak diobati, tropozoit amuba dapat menyebar ke hati, paru-paru dan otak. Pertumbuhan amuba dalam organ tersebut dapat menyebabkan abses dan kerusakan organ tersebut.

Pengobatan dengan metronidazole dan chloroquine, tapi tidak selalu efektif.sistem imun hospes lebih berperan dalam mengakhiri amebiasis.

Uji koliform dan pemurnian air

Air yang terlihat jernih sering terkontaminasi mikroorganisme patogen.

Untuk mendeteksi mikroorganisme pencemar air kita mengenal istilah ORGANISME INDIKATOR.

Organisme ini berasosiasi dengan saluran pencernaan dan bila terdapat pada air berarti air tercemar oleh kotoran dari saluran pencernaan. Contoh : kelompok koliform

Kelompok koliform

Merupakan bakteri air yang aerobik dan aerobik fakultatif, gram negatif, tidak membentuk spora, berbentuk batang dan fermentasi laktosa dengan menghasilkan gas sekitar 48 jam pada suhu 35oC.

Bakteri kelompok ini selalu anggota dari kelompok bakteri enterik antara lain E. coli, Klebsiella pneumoniae, dan Enterobacter aerogenes yang tidak selalu berasosiasi dengan usus.

Kelompok koliform ideal sebagai organisme indikator karena habitat utamanya dalam saluran pencernaan manusia dan hewan ‘berdarah panas” lainnya, dan berada dalam jumlah besar di saluran pencernaan.

Bila mencemari air, bakteri ini seringkali mati tetapi tidak secepat salmonella dan shigella.

Bakteri lain yang dapat menular melalui air adalah leptospira, ditularkan oleh hewan berdarah panas lainnya.

Prosedur uji koliform

Most probable number (MPN)

Menghitung jumlah sel bakteri koliform melalui serial cairan laktosa dalam tabung, ec medium dan medium hijau berlian

Membran filter (MF)

Melewatkan air melalui saringan/membran dengan ukuran tertentu sehingga sel bakteri tertahan di permukaan membran, selanjutnya membran ditanam dalam medium ec. Koloni ec tumbuh dipermukaan membran berwarna merah keemasan.

Membran filter

Prinsip kerja

Hasil penyaringan

Pemurnian air

Pemurnian air dilakukan dengan cara ‘water treatment’, untuk membuat air bebas dari mikroorganisme, terutama untuk air minum.

Perlakuan/treatment pada air juga mencakup pembebasan dari patogen,menurunkan turbiditas, mengurangi rasa dan bau, menurunkan atau menghilangkan bahan-bahan kimia terlarut,seperti besi, kapur dan mangan.

Tahapan pemurnian air

Sedimentasi Koagulasi Melalui filter pasir (slow sand filter atau rapid sand

filter) klorinasi

sedimentasi

Adalah tahap penyaringan pertama untuk membuang partikel-partikel “berat” yang tersuspensi dalam air.

Pada tahap ini alga masih dapat tumbuh menyebabkan air berbau dan berasa, atau polusi pada permukaan air.

Bakteri juga masih dapat tumbuh terutama di dasar air.

koagulasi

Adalah penambahan bahan kimia yang berfungsi mengikat organisme, bahan organik terlarut,dan sedimen.

Bahan kimia yang ditambahkan antara lain alumunium dan besi.

Bahan ini akan mengikat kotoran dalam bentuk gumpalan yang mudah dikumpulkan. Sekitar 80% material penyebab keruh, warna dan bakteri dapat dihilangkan dari air.

Melalui filter pasir

Saringan pasir berfungsi mengurangi mikroorganisme dan partikel yang masih terdapat dalam air setelah proses koagulasi.

Slow sand filter digunakan bila instalasi air berukuran kecil.

Rapid sand filter digunakan bila instalasi air berukuran lebih besar.

Penggunaan saringan pasir dapat menghilangkan 98-99.5% bakteri dalam air.

klorinasi

Merupakan cara yang umum dilakukan untuk mengurangi jumlah mikroorganisme dalam air dan mematikan mo dalam waktu 30 menit. Klorin bereaksi dengan bahan organik, mengoksidasi dan efektif menetralisasi.

Klorin juga mengurangi rasa dan bau air, juga mengoksidasi besi dan mangan membentuk presipitasi yang mudah dibuang.

Klorin ditambahkan dalam bentuk sodium atau kalsium hipoklorit.

Standar air minum

Mengacu pada standar keamanan air minum, jumlah bakteri untuk setiap 100 ml air :

MF metode 1/100 ml dari rata2 sampel/bulan atau

4/100 ml lebih dari satu sampel atau kurang dari 20 sampel/bulan atau 4/100 ml lebih dari 5 sampel antara 20 atau lebih sampel/bulan.

Jamur patogenik

Pada dasarnya jamur dapat ditemukan secara bebas di alam sebagai saprofit tetapi dapat oportunis menjadi patogen.

Dapat ditemukan tumbuh pada materi tidak hidup. Umumnya jamur tidak berbahaya, hanya sekitar 50 spesies yang berbahaya bagi manusia.

Ada tiga mekanisme cara jamur menyebabkan penyakit : reaksi hipersensitif, menghasilkan mikotoksin dan menyebabkan infeksi.

hipersensitif

Jamur menyebabkan respon imun berupa reaksi alergi diikuti pembentukan antigen fungal yang spesifik. Contoh : jamur thermoactinomyces vulgaris yang tumbuh pada jerami, dapat menyebabkan asma yang disebut “Farmer’s lung disease”, yaitu reaksi alergi pada saluran pernafasan akibat jamur ini.

mikotoksin

Adalah toksin yang dihasilkan oleh jamur penyebab penyakit, dari jamur penghasil exotoksin.

Contoh : aspergillus flavus, menghasilkan aflatoksin, suatu toksin sangat toksik dan memicu pembentukan tumor pada hewan terutama hewan pemakan biji-bijian.

infeksi

Adalah jamur yang menyebabkan penyakit dengan cara menginfeksi. Jamur tersebut tumbuh di tubuh manusia disebut mycosis.

Mikosis dapat menyebabkan penyakit ringan, penyakit berat bahkan penyakit seumur hidup.

mikosis

Terdiri dari tiga kategori :

1. Superfisial mikosis, jamur berkolonisasi pada kulit, rambut atau kuku dan menginfeksi hanya lapisan permukaan, penyakit ini umumnya terbatas sendiri. Contoh infeksi trichophyton pada kaki (athlete’s foot), terjadi akibat kontaminasi jamur dari permukaan yang terkontaminasi, handuk, sprei. Pengobatan dengan miconazole nitrat atau griseovulvin.

2. Subkutan mikosis

Menyerang kulit lebih dalam dan kelompok organisme yang menyerang berbeda.

sporotrichosis, menyerang pekerja yang kontak dengan tanah, membentuk luka lesi. Contoh sporothrix schenckii. Pengobatan dengan potassium iodida atau ketoconazole.

3. Micosis sistemik

Jamur yang tumbuh dalam organ internal tubuh.

Dibagi atas dua kelompok yaitu :

a. Infeksi primer, hanya terjadi bila jamur patogen menyerang individu sehat

b. Infeksi sekunder, menyerang individu yang sedang dalam kondisi minum antibiotik atau immunosuppresion

Contoh infeksi primer

Histoplasmosis akibat histoplasma capsulatum dan coccidioidomycosis akibat coccidioides immitis.

Kedua jamur ini penyebab penyakit pada saluran pernafasan dan spora masuk akibat bernafas pada udara yang tercemar spora ini.

Secara alamiah kedua jamur ini hidup di tanah pasir dan spora tahan kering.

Contoh infeksi sekunder

Kedua jamur tersebut menjadi patogen opportunis pada orang yang sedang mengalami gangguan pada sistem imun seperti pada penderita AIDS.

Pengobatan pada infeksi sekunder sangat sulit karena antibiotik umumnya sulit menghambat sel eukaryot. Amphotericin B sering digunakan tapi menimbulkan efek samping pada ginjal.

tambahan

Infeksi jamur labih sulit dikendalikan daripada oleh bakteri atau virus, karena antibiotik sulit menghancurkan sel eukaryot.

Pada infeksi sistemik sekunder, jamur Candida albicans yang merupakan flora normal dapat berakibat fatal pada penderita AIDS.

Mekanisme resistensi

Penyebab perbedaan resistensi

Mekanisme antibiotik