Koliform fekal

Sekelompok bakteri Escherichia coli.

Koliform fekal atau bakteri yang terdapat dalam feses (tinja) adalah bakteri anaerob fakultatif yang berbentuk batang, bersifat gram-negatif, dan tidak berspora. Bakteri koliform umumnya berasal dari usus halus hewan berdarah panas termasuk manusia.[1][2][3] Mereka hidup dan berkembang biak dengan ketersediaan garam empedu atau surfaktan serupa lainnya, memiliki enzim oksidase negatif, serta mampu memproduksi asam dan gas hasil perombakan laktosa dalam waktu 48 jam pada suhu 44 ± 0,5°C.[4] Istilah "koliform termotoleran" dianggap lebih tepat dan lebih diterima daripada "koliform fekal".[5]

Kelompok bakteri koliform terdiri dari genus bakteri yang berasal atau hidup dalam feses (misalnya Escherichia) serta genus yang berasal dari sumber lain (misalnya Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter). Bakteri koliform termasuk salah satu dari 7 parameter air limbah.[6] Uji laboratorium dimaksudkan untuk menemukan adanya kontaminasi feses ; lebih khusus Escherichia coli sebagai indikator keberadaan mikroorganisme patogen lain. Temuan koliform fekal dalam air belum tentu berbahaya secara langsung dan tidak selalu menunjukkan adanya kontaminasi feses .[3][4]

Bakteri fekal sebagai indikator kualitas air

Peningkatan kadar koliform fekal menunjukkan kegagalan dalam pengolahan air, adanya kerusakan dalam sistem distribusi air, dan kemungkinan terjadinya kontaminasi patogen. Kadar koliform fekal yang tinggi dapat meningkatkan risiko penularan penyakit gastroenteritis melalui air. Pengujian di laboratorium untuk mengecek keberadaan bakteri ini biayanya murah, andal, dan cepat (masa inkubasi 1 hari). Di Indonesia, lembaga yang berwenang melakukan pengujian kualitas air antara lain PAM Jaya dan Kementerian Kesehatan.[7][8]

Latar belakang

Keberadaan koliform fekal dalam perairan menunjukkan bahwa air tersebut terkontaminasi oleh bahan feses manusia atau hewan lain. Bakteri tersebut mencemari sungai melalui pembuangan kotoran secara langsung dari hewan mamalia dan burung, dari lahan pertanian, air limpasan banjir, dan dari air comberan. Namun, sumber koliform fekal bisa juga berasal dari material tumbuhan, dan limbah pabrik kertas atau pulp.[4]

Sumber-sumber potensial bakteri di dalam air

Air limbah dari perumahan

Selokan pembuangan air limbah perumahan.

Sistem septik air limbah perumahan yang bocor dapat menyebabkan bakteri koliform mencemari air permukaan, air bawah tanah, selokan drainase, dan air permukaan lain di dekatnya. Dalam sistem saluran air gabungan, limbah rumah tangga dibuang bersama-sama dengan air hujan. Selama periode curah hujan tinggi, saluran pembuangan gabungan itu bisa meluap dan masuk ke sungai tanpa melewati melewati proses pengolahan.[9][10][11]

Hewan

Hewan peliharaan dapat menyebabkan kontaminasi feses pada air permukaan. Limpasan dari genangan air di jalan dan halaman rumah membawa kotoran hewan masuk ke sungai melalui selokan. Burung termasuk hewan sumber bakteri koliform fekal yang signifikan. Angsa, itik, burung camar, dan unggas air lainnya dapat meningkatkan jumlah bakteri, terutama di lahan basah, danau, kolam, dan sungai.[12]

Limbah pertanian

Praktik pertanian seperti menggembala ternak di dekat badan air, penggunaan pupuk kandang pada musim hujan, dan pemanfaatan lumpur limbah, semuanya dapat berkontribusi pada kontaminasi koliform fekal.[13][12]

Masalah-masalah akibat kontaminasi bakteri fekal dalam air

Mengancam kesehatan manusia

Sejumlah besar bakteri koliform dalam air tidak berbahaya menurut beberapa lembaga,[2] tetapi hal itu menunjukkan risiko tinggi keberadaan bakteri patogen di dalam air. Penularan beberapa penyakit melalui media air diketahui terjadi secara bersamaan dengan kontaminasi koliform fekal, beberapa di antaranya termasuk infeksi telinga, diare, demam tifoid, gastroenteritis virus dan bakteri, dan hepatitis A.[14][15][16]

Dampak lingkungan

Limbah organik tanpa pengolahan yang mengandung koliform fekal berbahaya bagi lingkungan. Penguraian secara aerobik (memerlukan oksigen) bahan organik dapat menurunkan kadar oksigen terlarut jika dibuang ke sungai atau saluran air.[17] Penurunan kadar oksigen terlarut dalam air dapat mematikan ikan dan satwa air lainnya. Pengurangan koliform fekal dalam air limbah memerlukan klorin[18] dan bahan disinfektan lain, atau bisa juga dengan disinfeksi sinar UV (ultra violet).[19]Perlakuan tersebut dapat membunuh koliform fekal dan juga bakteri penyakit lain. Dampak negatifnya, bahan disinfektan juga membunuh bakteri penting lain yang berperan menjaga keseimbangan lingkungan air. Akibatnya, kelangsungan hidup spesies yang bergantung pada bakteri tersebut akan terancam. Semakin tinggi kadar koliform fekal dalam perairan, semakin tinggi pula klorin yang diperlukan. Hal ini akan mengancam organisme akuatik di dalam perairan dan juga manusia.[20][21]

Penghilangan dan perlakuan

Perkembangbiakan koliform fekal, seperti bakteri lainnya, dapat dihambat dengan pemanasan air, pemberian klorin, iodin, atau penyinaran UV.[18][22][19] Mencuci secara menyeluruh dengan sabun setelah kontak dengan air yang terkontaminasi juga membantu mencegah infeksi. Sarung tangan harus selalu dipakai saat melakukan uji koliform fekal. Pemantauan untuk menjaga kebersihan pasokan air bersih publik di perkotaan dilakukan oleh pemerintah.

Uji laboratorium

Pengawasan risiko kesehatan publik

Di perairan Amerika Serikat, Kanada, dan negara lain, kualitas air dikontrol untuk melindungi kesehatan masyarakat. Kontaminasi bakteri adalah salah satu polutan yang diawasi. Di AS, pengujian koliform fekal termasuk salah satu dari sembilan pengujian kualitas air yang menentukan peringkat kualitas air secara keseluruhan dalam proses yang digunakan oleh Badan Perlindungan Lingkungan, EPA (Environmental Protection Agency). Uji koliform fekal hanya digunakan untuk mendeteksi materi feses dalam air yang tidak terkontaminasi bakteri koliform non-fekal.[4] EPA telah menyetujui sejumlah metode berbeda untuk menganalisis sampel bakteri.[23]

Morfologi koloni bakteri Escherichia coli pada media CLED (Cystine Lactose Electrolyte Deficient).

Analisis

Bakteri berkembang biak dengan cepat jika menemukan habitat yang cocok untuk pertumbuhan. Sebagian besar bakteri tumbuh paling baik di lingkungan yang gelap, hangat, lembab, dan terdapat sumber makanan. Ketika ditumbuhkan pada media padat, beberapa bakteri membentuk koloni saat berkembang biak yang berukuran cukup besar sehingga dapat dilihat secara kasatmata. Dengan menumbuhkan dan menghitung koloni bakteri koliform feses dari sampel air, jumlah bakteri yang ada dapat ditentukan.

Filtrasi membran adalah metode yang cocok untuk analisis koliform fekal dalam air.[24] Sampel disaring melalui filter dengan ukuran pori tertentu (umumnya 0,45 mikrometer). Mikroorganisme kemudian akan tertahan di permukaan filter. Filter kemudian ditempatkan dalam cawan Petri steril dengan media selektif (media bernutrisi spesifik) untuk mengembangbiakkan mikroba yang diinginkan, sementara mikroorganisme non-target ditekan pertumbuhannya. Setiap sel bakteri yang berkembang biak seterusnya akan menjadi koloni terpisah yang dapat dihitung secara langsung; termasuk ukuran inokulum awalnya. Biasanya jumlah sampel untuk pengujian bervolume 100 ml, dengan kisaran kepadatan koloni akhir yang diinginkan kira-kira 20 sampai 60 koloni tiap filter. Sumber yang terkontaminasi mungkin perlu pengenceran untuk mencapai jumlah yang "dapat dihitung". Filter selanjutnya ditempatkan pada cawan Petri yang berisi agar M-FC[25] dan diinkubasi selama 24 jam pada suhu 44,5°C (112,1°F).[24] Suhu ini tidak cocok untuk bakteri non-fekal sehingga akan menghambat pertumbuhannya. Saat koloni koliform fekal tumbuh, asam yang dihasilkan melalui fermentasi laktosa akan bereaksi dengan pewarna anilin dalam agar sehingga menampilkan warna biru pada koloni.[26]

Metode yang lebih baru untuk mendeteksi bakteri koliform didasarkan pada substrat enzim spesifik sebagai indikatornya.[27] Pengujian ini menggunakan zat gula yang ketika bereaksi dengan enzim beta-galaktosidase akan menghasilkan warna khas.[28] Enzim beta-galaktosidase adalah penanda yang umum untuk koliform dan dapat diuji dengan metode hidrolisis glikosida spesifik enzim, misalnya o-nitrofenil-beta-D-galaktosa. Pengujian biasanya mencakup zat gula kedua yang menghasilkan produk fluoresen ketika bereaksi dengan enzim beta-glukuronidase. Karena E. coli menghasilkan beta-galaktosidase dan beta-glukuronidase, kombinasi dua pewarna memungkinkan untuk membedakan dan mengukur koliform dan E. coli dalam cawan yang sama.

Informasi mengenai proses kimiawi senyawa-senyawa dalam pendeteksian enzim telah diperbarui. Saat ini metode analisis koliform fekal dapat dilakukan dengan menggunakan indikator redoks aktif. Hal ini berbeda dengan metode kromogenik yang sebelumnya sering digunakan. Metode baru memungkinkan pendeteksian bakteri indikator fekal seperti E. coli dan E. faecalis secara elektrokimia sehingga tidak perlu adanya perlakuan awal pada sampel. Karena warna senyawa pendeteksi tidak berpengaruh maka metode pendeteksian bisa lebih akurat.[29]

Persyaratan pengujian menurut standar US EPA

Pada tahun 1989 Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) menerbitkan Total Coliform Rule (TCR) yang memberlakukan perubahan pemantauan besar untuk sistem air publik nasional. Persyaratan pengujian di bawah TCR 1989 lebih menyeluruh daripada persyaratan sebelumnya. Jumlah tes koliform yang diperlukan semakin bertambah, terutama untuk penggunaan fasilitas-fasilitas air yang lebih kecil. Peraturan tersebut juga mewajibkan pengujian ulang otomatis dari semua sumber yang menunjukkan total koliform positif (dikenal sebagai pemantauan sumber air terpicu). Pada tahun 2013 EPA merevisi TCR,[30] dengan koreksi kecil pada tahun 2014.[31]

Lihat juga

Bakteri koliform

Indikator bakteri

Referensi

  1. ^ Edberg, Stephen C.; Piscitelli, Vincent; Cartter, Matthew (September 1986). "Phenotypic characteristics of coliform and noncoliform bacteria from a public water supply compared with regional and national clinical species". Applied Environmental Microbiology. 52 (3): 474–478. 
  2. ^ a b "Coliform Bacteria in Drinking Water Supplies". Department of Health, New York State. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  3. ^ a b Michael J. Sadowsky dan Richard L. Whitman, ed. (2011). The Fecal Bacteria. American Society for Microbiology Press. ISBN 978-1-55581-608-7. 
  4. ^ a b c d Doyle, M. P.; Erickson, M. C. (2006). "Closing the door on the fecal coliform assay". Microbe. 1: 162–163. ISSN 1558-7460. 
  5. ^ Jamie Bartram dan Richard Ballance, ed. (1996). Water Quality Monitoring - A Practical Guide to the Design and Implementation of Freshwater Quality Studies and Monitoring Programmes (PDF). UNEP/ WHO. ISBN 0 419 22320 7. 
  6. ^ Utami, Silmi N. (18 Maret 2021). "Kriteria Parameter Limbah". Kompas.com. Diakses tanggal 30 Januari 2022. 
  7. ^ "Tarif pemeriksaan air". PAM Jaya. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2021-10-09. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  8. ^ "Pemeriksaan air, Mikrobiologi Sanitasi". BBLK Surabaya. Diakses tanggal 12 Januari 2022. [pranala nonaktif permanen]
  9. ^ "Pencemaran Lingkungan dari Limbah Perumahan". Dinas Lingkungan Hidup Kabupaten Buleleng. 01 Oktober 2019. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  10. ^ "Community Water Treatment". CDC. 20 Januari 2015. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  11. ^ "Limbah Rumah Tangga dalam Lingkungan Permukiman". Kementerian PUPR. 27 Juni 2020. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-12. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  12. ^ a b Ercumen, Ayse; et al. (7 Juli 2017). "Animal Feces Contribute to Domestic Fecal Contamination: Evidence from E. coli Measured in Water, Hands, Food, Flies, and Soil in Bangladesh". NCBI. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  13. ^ St Laurent, Jacques; Mazumder, Asit (15 Desember 2022). "The influence of land-use composition on fecal contamination of riverine source water in southern British Columbia". AGU. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-13. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  14. ^ Moisse, Katie (16 Mei 2013). "Fecal Germs in Public Pools: Should You Worry?". ABC News. Diakses tanggal 12 Januari 2022. 
  15. ^ Percival, Steven L.; et al. (2014). Microbiology of Waterborne Diseases. Elsevier. ISBN 978-0-12-415846-7. 
  16. ^ Morton, A. (ed) (1996). Microbiology of Solid Waste. CRC. ISBN 978-0-8493-8361-8. 
  17. ^ Aristiawan, Rifai (1999). "Kajian Kebutuhan Intensitas Cahaya Oleh Bakteri Fotosintetik Anoksigenik Pada Kultivasi Menggunakan Media Kompleks". IPB Repository. Diakses tanggal 30 Januari 2022. 
  18. ^ a b BPPT (14 Oktober 2010). "Pengolahan Air Limbah Teknologi Biofilter Anaerob-Aerob Dengan Media Plastik Sarang Tawon". Enviro BPPT. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-30. Diakses tanggal 30 Januari 2022. 
  19. ^ a b Petrasek, Albert R. (1980). Ultraviolet Disinfection of Fecal Coliform in Municipal Wastewater Effluents. Ohio: Environmental Protection Agency. 
  20. ^ Hibbing, Michael E.; et al. (1 Juli 2010). "Bacterial competition: surviving and thriving in the microbial jungle". NCBI. Diakses tanggal 30 Januari 2022. 
  21. ^ Adrian, Kevin (7 Oktober 2020). "Ketahui Fungsi dan Bahaya Klorin". Alodokter. Diakses tanggal 30 Januari 2022. 
  22. ^ Masruroh, Binti Q. (27 Maret 2020). "Mengenal Penggunaan Disinfektan dan Antiseptik". UNAIR News. Diakses tanggal 5 Februari 2022. 
  23. ^ U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (2008). "Analytical Methods Approved for Drinking Water Compliance Monitoring under the Total Coliform Rule". US EPA. 
  24. ^ a b "Analisa Bakteri Koliform Pada Air Limbah". Waterpedia. Diakses tanggal 31 Januari 2022. 
  25. ^ Gabrow, W.; Hilner, C. A. (Agustus 1981). "Evaluation of Standard and Modified M-FC, MacConkey, and Teepol Media for Membrane Filtration Counting of Fecal Coliforms in Water". Applied Environment Microbiology. 42 (2): 192–199. 
  26. ^ Wright, R. C. (Juni 1984). "A new selective and differential agar medium for Escherichia coli and coliform organisms". Journal of Applied Bacteriology. doi:10.1111/j.1365-2672.1984.tb01365.x. 
  27. ^ "9223 Enzyme Substrate Coliform Test". Standard Methods For the Examination of Water and Wastewater. Diakses tanggal 31 januari 2022. 
  28. ^ Tryland, I.; Fiksdal, L. (Maret 1998). "Enzyme Characteristics of β-d-Galactosidase- and β-d-Glucuronidase-Positive Bacteria and Their Interference in Rapid Methods for Detection of Waterborne Coliforms and Escherichia coli". Applied Environmental Microbiology. 64 (3): 1018–1023. PMID 9501441. 
  29. ^ Hinks, Jamie; et al. (2016). "Naphthoquinone glycosides for bioelectroanalytical enumeration of the faecal indicator Escherichia coli". Microbial Biotechnology. 9 (6): 746–757. doi:10.1111/1751-7915.12373. 
  30. ^ EPA (13 Februari 2013). "National Primary Drinking Water Regulations: Revisions to the Total Coliform Rule". Federal Register. Diakses tanggal 31 Januari 2022. 
  31. ^ EPA (26 Februari 2014). "National Primary Drinking Water Regulations: Minor Corrections to the Revisions to the Total Coliform Rule". Federal Register. Diakses tanggal 31 Januari 2022.