Mikrobiolobi Lingkungan (Mikrobiologi Udara)

MIKROBIOLOGI UDARA

(Laporan Praktikum Mikrobiologi Lingkungan)

Disusun Oleh

Lestari

1017021012

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

I.  PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Mikroba ada dimana-mana, termasuk udara. Diudara hidup berbegai jenis mikroba yang saling hidup berdampingan. Udara terdiri dari berbagai lapisan hingga ketinggian sekitar 1000 km. Lapisan yang terdekat dengan bumi disebut troposfer. Di daerah subtropis, troposfer memanjang sekitar 11 km sedangkan di daerah tropis sampai sekitar 16 km. Troposfer ini dicirikan dengan keberadaan mikroorganisme. Temperatur atmosfer bervariasi dekat permukaan bumi. Namun, mikroba dalam jumlah besar ditemukan di atmosfer bagian bawah (permukaan bumi).

Oksigen merupakan kebutuhan utama manusia yang paling esensial. Saat ini, masyarakat di kota-kota besar sudah sulit mendapat udara yang bersih dan segar karena tingginya tingkat pencemaran udara akibat asap kendaraan bermotor dan kegiatan pabrik. Kondisi pencemaran udara seperti ini mengakibatkan logam-logam berat berbahaya, virus, bakteri dan mikroorganisme lainnya bercampur baur dan masuk ke dalam tubuh melalui tarikan napas kita. Mengetahui jenis-jenis penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme yang berterbangan bebas di udara dan cara penanggulangannya adalah penting agar kita dapat melakukan pencegahan terhadap penyakit tersebut. Pada praktikum kali ini, kami akan memaparkan beberapa jenis mikroba udara serta identifikasi jenis mikroba udara dari berbagai ruangan laboratorium yang berbeda-beda.

B.       Tujuan

Tujuan dari percobaan ini ialah untuk  mengetahui berbagai jenis mikroba yang ditemukan di  udara.

II. TINJAUAN PUSTAKA

Mikrobiologi Lingkungan

Menurut Budiyanto (2005), lingkungan merupakan sesuatu yang ada di sekeliling kita dimana semua makhluk hidup berada dari makhluk terkecil (mikroorganisme) sampai makhluk yang sempurna (manusia). Lingkungan yang terdiri dari udara, air dan tanah dimana dari ketiga komponen tersebut kita sangat membutuhkannya dalam kehidupan sehari-hari, bila ketiga komponen tersebut terganggu maka terganggu pula aktivitas kita, misalnya saja jika terdapat mikroorganisme yang tidak menguntungkan dalam air dan yang lain-lainnya, lebih lanjutnya akan kita bahas di bawah ini. Peranan mikroorganisme dalam pengelolaan pencemaran lingkungan dapat terjadi dalam dua hal :

·         Mikroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan untuk menggantikan suatu proses produk sehingga hanya menghasilkan polutan sedikit mungkin.

·         Mikroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan sebagai organisme pembersih.

Mikrobiologi udara

Udara tidak mempunyai flora alami, karena organisme tidak dapat hidup dan tumbuh terapung begitu saja di udara. Flora mikroorganisme udara terdiri atas organisme-organisme yang terdapat sementara mengapung di udara atau terbawa serta pada partikel debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara, batuk, dan bersin menimbulkan aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara). Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi terlalu besar untuk mencapai paru-paru, karena partikel-partikel ini tersaring pada daerah pernapasan atas. Sebaliknya, partikel-partikel yang sangat kecil mungkin mencapai tapak-tapak infektif yang berpotensi. Jadi, walaupun udara tidak mendukung kehidupan mikroorganisme, kehadirannya hampir selalu dapat ditunjukkan dalam cuplikan udara. Jumlah dan macam mikroorganisme dalam suatu volume udara akan bervariasi sesuai dengan lokasi, kondisi cuaca dan jumlah orang yang ada. Daerah  yang berdebu hampir selalu mempunyai populasi mikroorganisme atmosfer yang tinggi. Sebaliknya, hujan, salju atau hujan es akan cenderung mengurangi jumlah organisme di udara dengan membasuh partikel-partikel yang lebih berat dan mengendapkan debu (Budiyanto, 2002).

Menurut Unus Suriawiria (1985), kompisisi baku udara yang kita hisap setiap saat, sudah diketahui sejak lama. Walaupun begitu sejalan dengan semakin kompleknya masalah pencemaran udara maka komposisi tersebut banyak yang berubah, khususnya karena terdapat komponen asing/mikroorganisme. Komposisi baku udara secara kimia sebagai berikut:

Tabel. Komposisi udara murni tanpa cemaran mikrooganisme

Komponen	Komposisi (ppm)
	Per Volume	Per Berat
Nitrogen	780.900	755.100
Oksigen	209.500	231.500
Argon	9.300	12.800
CO2	300	460
Neon	18	12,5
Helium	5,2	0,72
Metan	2,2	1,2
Kripton	1	2,9
N. Oksida	1	1,5
Hidrogen	0,5	0,08
Xenon	0,08	0,36

Kelompok mikroorganisme yang paling banyak berkeliaran di udara bebas adalah bakteri, jamur (termasuk didalamnya ragi) dan juga mikroalgae. Kehadiran jasad hidup tersebut didalam udara, ada yang didalam bentuk vegetatif (tubuh jasad) ataupun dalam bentuk generatif (umumnya spora).

Jenis mikroba yang ditemukan di udara

Selain gas, partikel debu dan uap air, udara juga mengandung mikroorganisme. Di udara terdapat sel vegetatif dan spora bakteri, jamur dan ganggang, virus dan kista protozoa. Selama udara terkena sinar matahari, udara tersebut akan bersuhu tinggi dan berkurang kelembabannya. Selain mikroba yang mempunyai mekanisme untuk dapat toleran pada kondisi ini, kebanyakan mikroba akan mati. Udara  terutama merupakan media penyebaran bagi mikroorganisme. Mereka terdapat dalam jumlah yang relatif kecil bila dibandingkan dengan di air atau di tanah. Mikroba udara dapat dipelajari dalam dua bagian, yaitu mikroba di luar ruangan dan di dalam ruangan.

Pentingnya mikroorganisme udara telah dipelajari sejak 1799, di mana tahun Lazaro Spallanzani berusaha untuk menyangkal teori “generatio spontanea”. Tahun 1837, Theodore Schwann, dalam percobaan untuk mendukung pandangan Spallanzani memasukkan udara segar yang telah dipanaskan ke dalam kaldu daging steril dan menunjukkan bahwa pertumbuhan mikroba tidak dapat terjadi. Louis Pasteur pada tahun 1861 merupakan orang yang pertama menunjukkan bahwa mikroorganisme tumbuh akibat kontaminasi dari udara. Dia menggunakan kapas khusus untuk menyaring udara sehingga mikroba tidak dapat masuk ke dalam kaldu daging steril. Dia secara mikroskopis menunjukkan keberadaan mikroorganisme dalam kapas. Dalam percobaan menggunakan tabung berleher angsa, ia menunjukkan bahwa pertumbuhan tidak bisa terjadi dalam media steril kecuali terdapat kontaminasi dari udara yang tidak steril.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Keberadaan Mikroba Di Udara 

Sejumlah faktor intrinsik dan lingkungan mempengaruhi dan distribusi jenis mikroflora di udara. faktor intrinsik meliputi sifat dan keadaan fisiologis mikroorganisme dan juga keadaan suspensi. Spora relatif lebih banyak daripada sel vegetatif.  Hal ini terutama karena sifat spora dorman yang memungkinkan mereka untuk mentolerir kondisi yang tidak menguntungkan seperti pengeringan, kurangnya nutrisi yang cukup dan radiasi ultraviolet. Demikian pula spora  fungi berlimpah di udara karena spora merupakan alat penyebaran penyebaran fungi (Krisno, 2010).

Menurut Agus (2010), Ukuran mikroorganisme merupakan faktor yang menentukan jangka waktu mereka untuk tetap  melayang di udara. Umumnya mikroorganisme yang lebih kecil dapat dengan mudah dibebaskan ke udara dan tetap di sana selama jangka waktu lama. Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi mikroba udara adalah suhu atmosfer, kelembaban, angin, ketinggian, dan lain-lain. Temperatur dan kelembaban relatif adalah dua faktor penting yang menentukan viabilitas dari mikroorganisme dalam aerosol. Studi dengan Serratia marcesens dan E. coli menunjukkan bahwa kelangsungan hidup udara terkait erat dengan suhu. 

Pengaruh angin juga menentukan keberadaan mikroorganisme di udara. Pada udara yang tenang, partikel cenderung turun oleh gravitasi. Tapi sedikit aliran udara dapat menjaga mereka dalam suspensi untuk waktu yang relatif lama. Angin penting dalam penyebaran mikroorganisme karena membawa mereka lebih jauh.  Arus juga memproduksi turbulensi udara yang menyebabkan distribusi vertikal mikroba udara. Pola cuaca global juga mempengaruhi penyebaran vertikal. Ketinggian membatasi distribusi mikroba di udara. Semakin tinggi dari permukaan bumi, udara semakin kering, radiasi ultraviolet semakin tinggi, dan suhu semakin rendah sampai bagian puncak troposfer. Hanya spora yang dapat bertahan dalam kondisi ini, dengan demikian, mikroba yang masih mampu bertahan pada ketinggian adalah mikroba dalam fase spora dan bentuk-bentuk resisten lainnya.

Distribusi Mikroba di Udara 

Mikrooganisme di udara umumnya dibagi menjadi 2 bagian, yaitu mikroorganisme udara di luar ruangan dan mikroorganisme udara di dalam ruangan (Dwijoseputro, 1990) ;

1.      Mikroba Di Luar Ruangan

Mikroba yang ada di udara berasal dari habitat perairan maupun terestrial. Mikroba di udara pada ketinggian 300-1,000 kaki atau lebih dari permukaan bumi adalah organisme tanah yang melekat pada fragmen daun kering, jerami, atau partikel debu yang tertiup angin.  Mikroba tanah masih dapat ditemukan di udara permukaan laut sampai sejauh 400 mil dari pantai pada ketinggian sampai 10.000 kaki. Mikroba yang paling banyak ditemukan yaitu spora jamur, terutama Alternaria, Penicillium, dan Aspergillus. Mereka dapat ditemukan baik di daerah kutub maupun tropis.

Mikroba yang ditemukan di udara di atas pemukiman penduduk di bawah ketinggian 500 kaki yaitu spora Bacillus dan Clostridium, yeast, fragmen dari miselium, spora fungi, serbuk sari, kista protozoa, alga, Micrococcus, dan Corynebacterium, dan lain-lain.

2.      Mikroba di dalam Ruangan

Dalam debu dan udara di sekolah dan bangsal rumah sakit atau kamar orang menderita penyakit menular, telah ditemukan mikroba seperti bakteri tuberkulum, streptokokus, pneumokokus, dan staphylokokus.  Bakteri ini tersebar di udara melalui batuk, bersin, berbicara, dan tertawa. Pada proses tersebut ikut keluar cairan saliva dan mukus yang mengandung mikroba. Virus dari saluran pernapasan dan beberapa saluran usus juga ditularkan melalui debu dan udara. Patogen dalam debu terutama berasal dari objek yang terkontaminasi cairan yang mengandung patogen.  Tetesan cairan (aerosol) biasanya dibentuk oleh bersin, batuk dan berbicara. Setiap tetesan terdiri dari air liur dan lendir yang dapat berisi ribuan mikroba. Diperkirakan bahwa jumlah bakteri dalam satu kali bersin berkisar antara 10.000 sampai 100.000.  Banyak patogen tanaman juga diangkut dari satu tempat ke tempat lain melalui udara dan penyebaran penyakit jamur pada tanaman dapat diprediksi dengan mengukur konsentrasi spora jamur di udara. 

III. PROSEDUR PERCOBAAN

A.      Waktu dan Tempat

Pada pratikum mikrobiologi lingkungan ini tentang mikrobiologi udara bertempat di Laboratorium Zoologi dan untuk identifikasi dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi  Fakultas  Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

B.   Alat dan Bahan

Adapun alat yang digunakan pada praktikum kali ini adalah neraca analitik, sepatula, Bunsen, tabung reaksi, labu Erlenmeyer, vortex, mikro pipet, cawan petridish, incubator, aluminium foil, dan rak tabung reaksi. Sedangkan bahan yang digunakan ialah media PCA.

C.      Cara Kerja

Siapkan alat dan bahan yang telah disterilkan. Masukkan media PCA kedalam cawan petri steril secara aseptik. Biarkan hingga memadat. Bawalah media tersebut keruang laboratorium yang telah ditentukan. Taruh media pada sudut tiap ruangan dengan posisi cawan petri terbuka. Biarkan selama 15 menit. Selanjutnya ambil cawan tersebut tutup kembali dan bungkus dengan kertas. Inkubasikan media tersebut pada imkubator bakteri selama 24 jam. Setelah 24 jam amati secara kasat mata dan catat mikroba apa saja yang tumbuh. Lakukan pengamatan lebih lanjut secara mikroskopik untuk identifikasi jenis mikroba, identifikasi berdasarkan bentuk dan jenis spora (khusus kapang dan yeast).

IV.           HASIL PENGAMATAN DAN  PEMBAHASAN

A.       Hasil pengamatan

Tabel 1.  Hasil Pengamatan Bakteri Laboratorium Zoologi

No.	Jenis MO	Koloni			Bentuk Sel	Gram	Spora
		Elevasi	Bentuk	Warna
1	Lab. Zoologi 1	flat	circular	cream	bacill	negatif	-
2	Lab. Zoologi 2	flat	circular	cream	bacill	negatif	-
3	Lab. Zoologi 3	flat	circular	cream	bacill	negatif	-

Tabel 2.  Gambar Pengamatan Mikroskopik  Bakteri Ruangan Laboratorium Zoologi

No.	Jenis MO	Gambar
1	Lab. Zoologi 1
2	Lab. Zoologi 2
3	Lab. Zoologi

Tabel 3.  Hasil Pengamatan Jamur Laboratorium Zoologi

No	Jenis MO	Koloni				Hifa	Spora	Bentuk Khusus
		Bentuk		Warna	Tepi
Cawan 1
1	Aspergillus		Ireguler	Hijau	Convex	Bersekat	Konidiospora	Vesikula
Cawan 2
2	Aspergillus	Ireguler		Hijau	Convex	Bersekat	Konidiospora	Vesikula

Tabel 2.  Gambar Pengamatan Mikroskopik Jamur Ruangan Laboratorium Zoologi

No.	Jenis MO	Gambar
1	Lab.Zoologi  1
2	Lab.Zoologi 2
3	Lab.Zoologi 3

B.     Pembahasan

Flora mikroorganisme udara terdiri atas organisme-organisme yang terdapat sementara mengapung di udara atau terbawa serta pada partikel debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara, batuk, dan bersin menimbulkan aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara).

Dalam praktikum kali ini dilakukan uji mikrobiologi udara. Dimana praktikum ini bertujuan untuk melihat keragaman mikroorganisme yang hidup diudara khusus diruang laboratorium Zoologi. Dalam melakukan isolasi digunakan media PCA. PCA dapat menjadi media yang baik untuk bakteri, kapang, maupun yeast. Sehingga diharapkan memperoleh berbagai keragaman organisme yang lebih banyak. Pada percobaan digunakan sebanyak 3 media pada cawan petri, yang diletakkan secara acak pada tiap sudut ruangan laboratorium.

Berdasarkan hasil pengamatan media setelah diinkubasi, diperoleh berbagai jenis bentuk bakteri. Namun untuk ketiga media didapat bentuk yang sama. Dari pengamatan didapat bentuk koloni circular, elevasi flat, berwarna crem, bentuk sel berupa bacill, dan bersifat gram negative. Ruangan ini merupakan ruangan yang cukup luas , dan hamper tiap hari dipakai untuk belajar oleh banyak siswa yang saling berinteraksi satu sama lain, banyak sekali terdapat mikroba dengan morfologi yang bermacam-macam. Tingkat pencemaran yang tinggi tersebut dipeengaruhi oleh beberpa factor seperti laju ventilasi, padatnya orang, dan sifat serta taraf kegiatan orang  yang menempati ruangan tersebut. Kelompok mikroba yang paling banyak ditemukan sebagai jasad hidup yang tidak diharapkan kehadirannya melalui udara, umumnya disebut jasad kontaminan (hal ini mengingat apabila suatu benda/substrat yang ditumbuhinya dinyatakan sebagai substrat yang terkontaminasi (Yursa, 2010).

Selain ditemukan bakteri, hasil pengamatan juga memperoleh beberapa koloni jamur. Ditemukannya beberapa koloni Aspergillus. Hal ini terlihat dari pengamatan secara mikroskopik. Dicirikan dengan bentuk koloni yang ireguler , dengan tepi convex, hifa bersekat , spora dengan konnidiospora, dan  memiliki bentuk khusus yaitu vesikula.

Penyebaran bakteri di udara juga sangat dipengaruhi oleh partikel-partikel/ tetesan kecil air. Volume aerosol yang cukup ringan terbawa angin ini lebih besar dibandingkan dengan sel bakteri sehingga bakteri dapat mudah terlarut didalamnya dan tersebar di udara. Aerosol dapat terbentuk oleh kegiatan-kegiatan yang dapat memisahkan dan menyebarkan formasi air seperti batuk, bersin, semprotan air, cipratan air, dan gelembung udara di dalam air (Pradhika, 2010).

Keberadaan mikroorganisme di udara dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kelembaban udara, ukuran dan konsentrasi partikel debu, temperatur, aliran udara, jenis mikroorganisme. Semakin lembab (banyak uap dan partikel air) maka kemungkinan semakin banyak kandungan mikroba di udara karena partikel air dapat memindahkan sel-sel yang berada di permukaan. Begitu juga dengan partikel debu, semakin tinggi konsentrasinya dan semakin kecil ukuran partikel debu maka semakin banyak jumlah mikroba di udara. Jika suhu di suatu ruangan dinaikkan maka akan berdampak pada kekeringan di udara, tetapi perlu diperhatikan bahwa suhu tinggi dapat menaikkan suhu air sehingga memudahkan proses penguapan air.

V.               KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1.      Dalam melakukan isolasi digunakan media PCA. PCA dapat menjadi media yang baik untuk bakteri, kapang, maupun yeast.

2.      Dari hasil pengamatan didapat bentuk koloni circular, elevasi flat, berwarna crem, bentuk sel berupa bacill, dan bersifat gram negative.

3.      Tingkat pencemaran yang tinggi tersebut dipeengaruhi oleh beberpa factor seperti laju ventilasi, padatnya orang, dan sifat serta taraf kegiatan orang  yang menempati ruangan tersebut.

4.      Ditemukannya beberapa koloni kapang Aspergillus. Dicirikan dengan bentuk koloni yang ireguler , dengan tepi convex, hifa bersekat , spora dengan konnidiospora, dan  memiliki bentuk khusus yaitu vesikula.

5.      Keberadaan mikroorganisme di udara dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu kelembaban udara, ukuran dan konsentrasi partikel debu, temperatur, aliran udara, jenis mikroorganisme

DAFTAR PUSTAKA

Darkuni, M. Noviar. 2001. Mikrobiologi (Bakteriologi, Virologi, dan Mikologi). Malang: Universitas Negeri Malang.

Dwidjoseputro, D. 2005. Dasar-Dasar Mikrobiologi. Jakarta: Imagraph.

Kusnadi, dkk. 2003. Mikrobiologi. Malang: JICA.

Pelczar, M. 1986. Dasar- Dasar Mikrobiologi. Universitas Indonesia. Jakarta.
Singleton, P., dan Sainbury, D. 2001. Dictionary of Microbiology and Molecular Biologi, 3^rd Edition. John Wisey & Sons, LTD. New York.
Volk dan Wheeler. 1993. Dasar- Dasar Mikrobiologi. Erlangga. Jakarta.

Schlegel, Hans G, dan Karin Schmidt. 1994. Mikrobiologi Umum edisi keenam. Terjemahan Tedjo Baskoro: Allgemeine Mikrobiologie 6. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

Tarigan, Jeneng. 1988. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta: Departeman Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan.

Thieman, William J, and Michael A. Palladino. 2004. Introduction to Biotechnology. New York: Benjamin Cummings.

Tim Perkamusan Ilmiah, 2005. Kamus Pintar Biologi. Surabaya: Citra Wacana

Tarigan, Jeneng. 1988. Pengantar Mikrobiologi. Jakarta: Departeman Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan.

Tim Perkamusan Ilmiah, 2005. Kamus Pintar Biologi. Surabaya: Citra Wacana