BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air
2.1.1 Pengertian air
Air merupakan zat yang mutlak bagi setiap makhluk hidup, dan kebersihan air adalah syarat utama bagi terjaminnya kesehatan. Menurut tempatnya, air dapat berada di permukaan tanah selanjutnya air ini disebut air permukaan dan dapat pula berada di dalam tanah, dan air ini selanjutnya disebut air tanah. Air hujan yang jatuh di tanah sebagian meresap ke dalam tanah dan sebagain lain dapat menggenang di permukaan tanah, hal ini bergantung kepada kondisi tanah. Air hujan membawa serta mikroorganisme-mikroorganisme yang senantiasa berhamburan di udara, lebih-lebih di udara yang mengatasi tanah yang berdebu. Setiba ditanah, air menjadi lebih cemar lagi karena sisa-sisa makhluk hidup (sampah), kotoran dari hewan maupun manusia, dan mungkin juga kotoran yang berasal dari pabrik-pabrik (Dwidjoseputro, 2010).
Manusia memperoleh air yang diperlukannya untuk minum, masak, mandi dan cuci dari air hujan, dari air yang menggenang di permukaan tanah seperti waduk, kubangan, atau dari sungai, sumber dan sumur. Air yang mengandung mikroorganisme itu disebut air yang kontaminasi, jadi air itu tidak steril. Beberapa penyakit menular dapat sewaktu-waktu meluas menjadi wabah (epidemi) karena peranan air yang tercemar (Dwidjoseputro, 2010).
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 yang heterotrof. Temperatur turut menentukan populasi dalam air. Temperature sekitar 30o C 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 kedalam air itu tidak seberapa (Dwidjoseputro, 2010).
Air yang mengalir deras dan bergolak karena menerjang batu-batuan kurang baik bagi kehidupan bakteri. Air sumur (hal ini bergantung kepada lingkungan) pada umumnya lebih bersih daripada air permukaan, karena air yang merembes kedalam tanah itu telah tersaring oleh lapisan tanah yang dilewatinya (Dwidjoseputro, 2010).
Sistem penyediaan air yang mampu menyediakan air dapat diminum dalam jumlah yang cukup merupakan hal penting bagi suatu kota besar yang modern. Unsur-unsur yang membentuk suatu sistem penyediaan air yang modern meliputi sumber-sumber penyediaan, sarana-sarana penampungan, sarana-sarana penyaluran, sarana-sarana pengolahan, sarana-sarana penyaluran tampungan sementara, serta sarana-sarana distribusi. Dalam pengembangan persediaan air bagi masyarakat, jumlah dan mutu air merupakan hal yang paling penting. Hubungan antara kedua faktor ini kepada masing-masing unsur fungsional tetapi tidak setiap unsur fungsional akan termasuk dalam tiap-tiap sistem penyediaan air. Sebagai contoh, pada sitem dimana air tanah merupakan dari penyediaan maka sarana penampungan dan penyaluran biasanya tidak diperlukan (Sasongko, 1985). 2.1.2 Pemurnian Air
Air mungkin saja terlihat jernih, tak berbau dan tak berasa, tetapi tidak aman untuk diminum. Air yang baik dan aman untuk diminum iyalah air yang bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan zat kimia yang merusak kesehatan. Pencemaran air oleh mikroorganisme atau zat-zat kimia berarti air tersebut mengalami polusi dan tidak dapat diminum (Pelczar, 1988).
tersuspensikan didalamnya termasuk mikroorganisme menjadi tersingkirkan. Air yang berasal dari sumber-sumber tersebut diperiksa secara berkala dilaboratorium untuk memperoleh kepastian bahwa air tersebut aman untuk diminum (Pelczar, 1988).
2.1.3 Proses Pengolahan Air Produksi (Treated Water)
Pengolahan air merupakan terjemahan dari bahasa inggris “Water Treatment” yaitu suatu usaha menjernihkan air dan meningkatkan mutu air agar dapat diminum (Gabriel, 2001).
Air merupakan salah satu bahan baku utama dalam pembuatan minuman pada PT Coca-Cola Bottling Indonesia Unit Medan. Air diperoleh dari sumur bor dengan kedalaman 125-220 m dari permukaan tanah. Uraian proses pengolahan air adalah sebagai berikut:
a. Pengambilan air dari Deep Well (sumur)
Air dari sumur bor diambil dengan menggunakan pompa raw meter yang berkapasitas 40 m3/ jam. Air untuk produk Sparkling dan Still menggunakan sumur 5. Air dari sumur sebelum masuk ke degassifier, diinjeksikan dengan H2SO4 4% pada pipa inlet ke degassifier. Air yang telah diinjeksi memiliki pH
sekitar 4-5, dan disini terjadi proses penurunan alkalinitas air. H2SO4 yang
bersifat sebagai oksidator akan mengoksidasikan ion-ion Ferro menjadi ion Ferri.
b. Degassifier
Dalam degassifier, air akan dicurahkan dan melewati strainer sehingga menjadi aliran yang terbagi rata dalam curahan-curahan air yang kecil. Pada saat kondisi dicurahkan, tertampung oleh saringan dan udara dalam air di blower, gas-gas yang terlarut dalam air akan terlepas ke udara menjadi gas CO2. Gas CO2 ini akan terbuang ke lingkungan melalui ventilasi bagian atas
degassifier. Reaksi kimia:
H2SO4 + HCO3- + → SO4 + H2CO3 (tidak stabil)
H2SO4 + CO32- → SO4 + H2CO3 (tidak stabil)
H2CO3 → H2O + CO2↑ (stabil)
Setelah air melalui degassifier dan sebelum masuk ke reaktor terlebih dahulu air dinetralkan pH-nya dengan kapur kemudian diinjeksikan dengan PAC sehingga proses pembentukan flocnya akan sempurna.
c. Floculator
Merupakan tempat reaksi pembentukkan floc, dan floc yang terbentuk akan mengendap secara gravity sehingga air yang jernih terpisah dari floc. Selanjutnya air dan reactor tank secara overflow akan mengalir ke sand filter yang terlebih dahulu diinjeksikan dengan kaporit yang berfungsi sebagai pembunuh bakteri juga menghilangkan lumut-lumut dalam air.
Air yang telah ditampung di reservoir tank kemudian dialirkan ke floculator. Didalam floculator dilakukan penambahan bahan-bahan kimia seperti:
Poly Aluminium Chloride (PAC), Aln(OH)mC13n-m
2. Koagulasi
Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid yang halus dan membentuk endapan menjadi floc yang lebih besar sehingga mudah dipisahkan. Koagulasi dapat terjadi secara fisik atau secara kimia. Secara fisik yaitu dengan pengadukan dan secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan dengan penambahan tawas (Al(SO4)3), ferro sulfat (FeSO4), natrium aluminat (NaAlO2), dan
ferri klorida (FeC13). Penambahan lime (Ca(OH)2) 8%. Proses
penambahan lime berfungsi sebagai penstabil dan dapat mengubah kalsium bikarbonat dan magnesium bikarbonat atau garam lain yang larut dalam air menjadi kalsium karbonat dan magnesium karbonat yang tidak larut dalam air. Garam-garam tersebut dapat menimbulkan kesadahan air, sehingga dapat mempercepat pembentukan floc yang lebih besar.
Reaksi:
Ca(HCO3)2 + Ca(OH) → 2CaCO3 + 2H2O
Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3 + CaCO3 + 2H2O
d. Sand Filter (penyaring pasir)
mikroorganisme). Keuntungan dari penggunaan kaporit yaitu: murah, mudah didapat dan mudah dalam penanganannya. Reaksi air yang efektif yaitu pada pH=7 mengalami disosiasi dan HOC1:
HOCl → H+ + OCl-
Air yang masih terklorinasi akan dilewatkan ke sand filter atau saringan pasir untuk pengurangan/penghilangan partikel atau floc yang terikut.
e. Storage Tank (tangki penyimpanan)
Merupakan tempat penampungan air yang akan dipakai untuk air produksi. f. Hidrophore (tangki bertekanan)
Air yang telah mengalami pengolahan akan ditransfer ke buffer tank dibagian depan wilayah produksi dengan menggunakan tangki bertekanan (hydrophore tank). Sebelum ditampung dalam buffer tank, air diberikan injeksi chlorine hingga diperoleh total chlorine kandungan residual chlorine sebesar 1-3 ppm. g. Buffer Tank
Tempat cadangan air ini memiliki waktu minimal 2 jam untuk memastikan kerja efektif dari kaporit untuk membunuh bakteri.
h. Carbon Filter (penyaring karbon)
2.2 Mikroorganisme
2.2.1 Mikroorganisme sebagai indikator kualitas air
Pada pemeriksaan mikrobiologis yang rutin terhadap air untuk menentukan aman tidaknya untuk diminum, tidaklah cukup bila mendasarkan uji-uji yang digunakan hanya terhadap adanya (terisolasinya) mikroorganisme patogenik karena alasan sebagai berikut :
1. Kemungkinan besar patogen masuk kedalam air secara sporadis, tetapi karena tidak dapat bertahan hidup lama maka mungkin saja tidak terdapat didalam contoh air yang dikirimkan kelaboratorium.
2. Bila terdapat dalam jumlahnya amat sedikit, maka besar kemungkinan patogen-patogen tersebut tidak terdeteksi oleh prosedur laboratories yang digunakan.
3. Hasil pemeriksaan laboratorium baru dapat diketahui setelah 24 jam atau lebih (Pelczar, 1988).
Istilah “mikroorganisme indikator” sebagaimana digunakan dalam analisis air mengacu pada sejenis mikroorganisme yang kehadirannya didalam air merupakan bukti bahwa air tersebut terpolusi oleh bahan tinja dari manusia atau hewan berdarah panas. Airnya, terdapat peluang bagi berbagai macam mikroorganisme patogenik, yang secara berkala terdapat dalam saluran pencernaan, untuk masuk kedalam air tersebut (Pelczar, 1988).
Beberapa ciri penting suatu organisme indikator iyalah:
3. Jumlah mikroorganisme indikator berkolerasi dengan kadar polusi.
4. Mempunyai kemampuan bertahan hidup yang lebih besar dari pada patogen. 5. Mempunyai sifat yang seragam dan mantap.
6. Tidak berbahaya bagi manusia dan hewan.
7. Terdapat dalam jumlah yang lebih banyak dari pada patogen (hal ini membuatnya mudah terdeteksi)
8. Mudah terdeteksi dengan teknik-teknik laboratorium yang sederhana (Pelczar, 1988).
Beberapa spesies atau kelompok bakteri telah dievaluasi untuk menentukan sesuai tidaknya untuk digunakan sebagai organism indikator. Diantara organism-organisme yang dipelajari, yang hampir memenuhi semua persyaratan suatu organism indikator yang ideal adalah Escherichia coli dan bakteri koli lainnya (Pelczar, 1988).
2.2.2 Escherichia coli dan bakteri koliform lain
Escherichia coli adalah penghuni normal saluran pencernaan manusia dan hewan berdarah panas. Biasanya tidak patogenik. Anggota lain kelompok koliform iyalah Klebsiella pneumoniae, yang tersebar luas dialam: terdapat didalam tanah, air, dan padi-padian, dan juga didalam saluran pencernaan manusia dan hewan (Pelczar, 1988).
dimiliki oleh anggota-anggota genus Salmonella dan Shigella, yaitu genera yang mempunyai spesies-spesies enteric patogenik (Pelczar, 1988).
2.2.3 Pemeriksaan Bakteriologis untuk Menentukan Potabilitas Air
Penting sekali perincian ini untuk betul-betul diperhatikan bila mengirimkan contoh air untuk analisis bakteri biologis:
1. Contoh air ditempatkan dalam botol yang steril 2. Contoh tersebut harus dapat mewakili sumbernya
3. Contoh air tidak boleh terkontaminasi selama dan setelah pengambilan 4. Contoh tersebut harus diuji segera setelah pengambilan
5. Apabila ada penundaan pemeriksaan maka contoh tersebut harus disimpan pada suhu antara 0-10o C
Prosedur bakteriologis yang rutin terdiri dari:
1. Hitungan cawan (Plate Count) untuk menetapkan jumlah bakteri yang ada 2. Uji-uji untuk menampakkan adanya bakteri koliform (Pelczar, 1988).
Hitungan cawan berguna untuk menetapkan efisiensi usaha untuk menyingkirkan atau memusnahkan organisme dengan jalan sedimentasi, sedimentasi, filtrasi dan klorinasi. Pengujian untuk mendeteksi bakteri koliform menggunakan media selektif dan diferensial sangat membantu mempercepat usaha pemeriksaan air guna mendeteksi organism koliform. Pemeriksaan tersebut terdiri dari 3 langkah berurutan :
1. Uji dugaan “ Presumtif test”
Medium pembiakan dasar adalah medium pembiakan sederhana yang mengandung zat-zat yang umum diperlukan oleh sebagian besar mikroorganisme, dan dipakai juga sebagai komponen dasaruntuk membuat medium pembiakan lain. Medium ini dibuat dari 3 g ekstrak daging, 5 g pepton dan 1000 ml air, dinamakan juga bulyon nutrisi. Dengan penambahan 15 g agar-agar diperoleh apa yang dinamakan agar nutrisi atau bulyon agar. Sebagai pengganti ekstrak daging dapat dipakai air kaldu yang dibuat dari 1 kg daging segar bebas lemak yang direbus dengan air sampai diperoleh 2000 ml air kaldu setelah disaring, kemudian ditambahkan ½ persen natrium klorida (Pelczar, 1988).
2.3 Sterilisasi
Sterilisasi dalam mikrobiologi berarti membebaskan tiap benda atau substansi dari semua kehidupan dalam bentuk apapun. Untuk tujuan mikrobiologi dalam usaha mendapatkan keadaan steril, mikroorganisme dapat dimatikan setempat oleh panas (kalor), gas-gas seperti formaldehyde, etilenoksida atau betapriolakton oleh bermacam-macam larutan kimia, oleh sinar lembayung ultra atau sinar gamma. Mikroorganisme juga dapat disingkirkan secara mekanik oleh sentrifugasi kecepatan tinggi atau oleh filtrasi (Irianto, 2006).
Sterilisasi dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu:
1. Sterilisasi pemanasan basah dengan menggunakan uap atau air panas 2. Sterilisasi kering dalam tanur
Pensterilan dengan uap dalam tekanan dilakukan dalam outoklaf. Dalam outoklaf ini uap berada dalam keadaan jenuh, dan peningkatan tekanan mengakibatkan suhu yang tercapai menjadi lebih tinggi, yaitu di bawah tekanan 15 ib (2 atmosfer). Suhu dapat meningkatkan sampai 121o. Bila uap itu dicampur dengan udara yang sama banyak, pada tekanan yang sama, maka suhu yang tercapai hanya 110o C. itu sebabnya udara dalam outoklaf harus dikeluarkan sampai habis untuk memperoleh suhu yang diinginkan (121o C). dalam suhu tersebut semua mikroorganisme, baik vegetative maupun spora dapat dimusnahkan dalam waktu yang tidak lama, yaitu sekitar 15-20 menit (Irianto, 2006).
2.4 Analisa Mikrobiologi
Analisa mikrobiologi bertujuan untuk menentukan ada tidaknya organisme didalam air. Secara mendasar, ada 2 cara metode penghitungan jumlah mikroba yaitu secara langsung dan tidak langsung. Perhitungan mikroba secara langsung, antara lain yaitu dengan membuat preparat dari suatu bahan (preparat sederhana diwarnai atau tidak diwarnai) dan penggunaan ruang hitung (Counting chamber). Sedangkan perhitungan secara tidak langsung adalah hanya untuk mengetahui jumlah mikroorganisme pada bahan yang masih hidup (Viabel count) (Suriawiria, 1993).
mikroorganisme umum seperti bakteri, fungi, mikroalga ataupun terhadap kelompok bakteri tertentu (Suriawiria, 1993).
2.4.1 Metode Pour plate
Prinsip dari metode hitungan cawan (Pour Plate) adalah jika sel jasad renik yang masih hidup ditumbuhkan pada medium agar, maka sel jasad renik tersebut akan berkembang biak dan membentuk koloni yang dapat dilihat langsung dan dihitung dengan mata tanpa menggunakan mikroskop. Metode hitungan cawan merupakan cara yang paling sensitif untuk menentukan jumlah jasad renik (Fardiaz, 1992).
Dalam metode hitungan cawan, bahan pangan yang diperkirakan mengandung lebih dari 300 sel jasad renik per ml atau per gram atau per cm (jika pengambilan contoh dilakukan pada permukaan), memerlukan perlakuan pengenceran sebelum ditumbuhkan pada medium agar di dalam cawan petri. Setelah inkubasi akan terbentuk koloni pada cawan tersebut dalam jumlah yang dapat dihitung, di mana jumlah yang terbaik adalah di antara 30 sampai 300 koloni (Fardiaz, 1992).
Untuk melaporkan hasil analisis mikrobiologi dengan cara hitungan cawan digunakan suatu standart yang disebut Standard Plate Counts (SPC) sebagai berikut:
2. Beberapa koloni yang bergabung menjadi satu merupakan satu kumpulan koloni yang besar di mana jumlah koloninya diragukan dapat dihitung sebagai satu koloni.
3. Satu deretan rantai koloni yang terlihat sebagai suatu garis tebal dihitung sebagai satu koloni (Fardiaz, 1992).
2.4.2 Keuntungan dan Kerugian Metode Pour Plate Keuntungan metode pour plate:
a. Hanya sel yang masih hidup yang dihitung b. Beberapa jenis mikroba dapat dihitung sekaligus
c. Dapat digunakan untuk isolasi dan identifikasi mikroba karena koloni yang terbentuk mungkin berasal dari satu sel mikroba dengan penambahan spesifik Kerugian metode pour plate:
a. Hasil perhitungan tidak menunjukkan jumlah sel mikroba yang sebenarnya, karena beberapa sel yang berdekatan mungkim membentuk satu koloni.
b. Medium dan kondisi yamg berbeda mungkin menghasilkan nilai yang berbeda.
c. Mikroba yang ditumbuhkan harus dapat tumbuh pada medium padat dan membentuk koloni yang kompak dan jelas, tidak menyebar.
