Jurnal Teknik Lingkungan Volume 19 Nomor 2, Oktober 2013 (Hal 170-176)

## MICROBIOLOGICAL SOURCE TRACKING BAKTERI Escherichia coli DENGAN METODE ANTIBIOTIC RESISTANCE ANALYSIS DI SUNGAI CIKAPUNDUNG
MICROBIOLOGICAL SOURCE TRACKING OF Escherichia coli WITH ANTIBIOTIC RESISTANCE ANALYSIS METHOD IN CIKAPUNDUNG RIVER
*1 Ferlita Andriani dan 2 Herto Dwi Ariesyady Program Studi Teknik Lingkungan
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung, Jl Ganesha 10 Bandung 40132 e-mail : 1 ferlita.andriani@gmail.com dan 2 herto@ftsl.itb.ac.id
Abstrak: Saat  ini  DAS  Citarum  Hulu  tengah  mengalami  penurunan  kualitas  air  sungai.  Salah  satu  penyebab terjadinya permasalahan ini adalah adanya pencemaran pada anak sungai yang masuk ke badan air Citarum Hulu. Sungai  Cikapundung  merupakan  salah  satu  anak  sungai  yang  turut  berkontribusi  dalam  penurunan  kualitas  air Sungai  Citarum  Hulu.  Usaha  pencegahan  pencemaran  yang  efektif  dan  efisien  hanya  dapat  dilakukan  apabila sumber  pencemar  telah  diketahui.  Salah  satu  upaya  yang  dapat  dilakukan  dalam  pelacakan  sumber  pencemar adalah  Microbiological  Source  Tracking  (MST).  Terdapat  dua  metode  utama  dalam  MST  yaitu  konvensional  dan modern.  Antibiotic  Resistance  Analysis  (ARA)  merupakan  salah  satu  cara  modern dalam  mendeteksi  bakteri  yang bertujuan  membedakan  diversitas  resistensi  bakteri  terhadap  antibiotik  sehingga  dapat  terlihat  perbedaan  pola resistensi  dan  dapat  diidentifikasi  sumber  bakterinya.  Pada  Sungai  Cikapundung,  pelacakan  E.  coli  dilakukan dengan  menguji  resistensi  dari  tiap  isolat  yang  diambil dari  3  titik  sampling  di  sepanjang  badan  air  terhadap 10 jenis  antibiotik.  Pada  titik  1  yang  terletak  di  hulu  Cikapundung,  belum  ditemukan  adanya  pencemaran  fekal. Sedangkan, sebaran E. coli pada titik 2 dan 3 berasal dari sumber manusia. Dengan diketahuinya sumber pencemar spesifik, maka diharapkan dapatdilakukan penanganan lebih lanjut yang tepat sasaran.
Kata kunci: Antibiotic Resistance Analysis, Escherichia coli, Microbiological Source Tracking, Pencemaran Fekal, Sungai Cikapundung
Abstract: Upper  Citarum  River  is  currently  undergoing  degradation  of  water  quality.  This  problem  may  occur because  of  the  polluted  creeks  entering  Upper  Citarum  River.  Cikapundung  River  are  one  of  the  tributaries  that contribute  to  the  water  quality  degradation  in  Upper  Citarum  River.  The  effective  and  efficient  way  to  prevent pollution can only be done if  the pollutant sources are known. One effort that can be done in tracking sources of contaminants is by doing Microbiological Source Tracking (MST). MST has two main methods in the process which are  conventional  and  modern.  Antibiotic  Resistance  Analysis  (ARA)  is  one  of  the  modern  method  in  detecting bacteria.  This  method  aims  to  differentiate  bacterial  resistance  to  antibiotics  so  we  can  see  the  difference  of  the resistance patterns and identified the source of bacteria. At Cikapundung River, E. coli tracking is done by testing resistance  of  isolates  taken  from  3  sampling  points  located  along  the  river  to  10  kinds  of  antibiotics.  At  point  1 which  located  in  the  upstream  Cikapundung,  any  fecal  contamination  have  not  yet  found.  Meanwhile,  the distribution  of  E.  coli  at  point  2  and  3  are  from  human  source.  By  knowing  the  specific  pollutant  sources,  it  is expected that further treatment can be done in the right target.
Key  words :  Antibiotic  Resistance  Analysis, Cikapundung  River,  Escherichia  coli, Fecal  Contamination, Microbiological Source Tracking

## PENDAHULUAN
DAS  Citarum  merupakan  DAS  yang  memiliki  nilai  ekonomis  dan  ekologis  yang  luar biasa. Secara ekologis DAS Citarum  mengalami perusakan yang sangat serius seperti terjadinya defisit  neraca  air,  sehingga  mengakibatkan  banjir  dan  kekeringan,  meluasnya  lahan  kritis  di daerah  hulu,  serta  tingginya  bahan-bahan  polutan  dari  limbah  industri,  pertanian,  dan  rumah tangga  (Kastolani,  2007).  Penurunan  kualitas  air  yang  terjadi  pada  Sungai  Citarum  Hulu  sangat berkaitan  erat  dengan  pencemaran  yang  terjadi  pada  anak-anak  sungai  yang  masuk  ke  badan airnya. Sungai Cikapundung  merupakan bagian dari Sub DAS Citarum Hulu yang berkontribusi dalam degradasi kualitas DAS Citarum Hulu.
Sungai  Cikapundung  berfungsi  sebagai  sumber  air  baku  bagi  Kota  Bandung.  Namun, pemukiman  warga  yang  berada  di  sempadan  sungai  ini  menyebabkan  terjadinya  penurunan kualitas  air  sungai.  Pencemaran  air  sungai  disebabkan  oleh  pembuangan  limbah  domestik  ke dalam sungai tersebut. Kualitas air sungai sangat mempengaruhi kualitas lingkungan di sekitarnya terutama  kesehatan  masyarakat. Water  borne  diseases atau  penyakit  yang  ditularkan  melalui  air merupakan  salah  satu  masalah  yang  terjadi  pada  DAS  Citarum  Hulu. Water  borne  diseases disebabkan  oleh  kehadiran  mikroba  patogen  pada  sumber  khususnya  air  sungai.  Bakteri Eschericia  coli  (Fecal  Coli) seringkali  digunakan  sebagai  indikator  kehadiran  mikroba  patogen. Untuk  itu,  perlu  diketahui  tingkat  pencemaran  fekal  pada  Sub  DAS  Citarum  Hulu  khususnya Sungai Cikapundung.
Indikator mikroorganisme sering digunakan untuk memprediksi tingkat pencemaran fekal pada  air,  namun  sebagian  besar  organisme  tersebut  tidak  terbatas  pada  manusia  saja  tetapi  juga pada  hewan  berdarah  panas  lainnya.  Fungsi  mikroba  sebagai  indikator  pencemar  fekal  dapat dikembangkan  dengan  metode  pengujian  dan  teknik  analisis  yang  dapat  menentukan  sumber spesifik  organisme  tersebut.  Metode  ini  disebut  juga Microbiological  Source  Tracking (MST) (Scott,2002).
Saat  ini,  metode  yang  digunakan  dalam  MST  terbagi  menjadi  2  yaitu genotypic dan phenotypic  analysis ,  baik  pada  kultur  organisme  yang  dibudidayakan  maupun  pendekatan independen  dengan  analisis  langsung  sampel  dari  lingkungan. Antibiotic  Resistance  Analysis (ARA) merupakan salah satu metode phenotypic analysis untuk menentukan sumber kontaminasi fekal  di  badan  air  pada  MST.  ARA  melibatkan  isolasi  bakteri  indikator  dari  berbagai  sampel kotoran, serta dari sampel air tercemar (Wiggins, 2003). Metode ARA didasarkan pada resistensi antibiotik  antara  bakteri  dan  sumber  fekal.  Tiap-tiap  sumber  akan  menghasilkan  pola  resistensi terhadap antibiotik yang berbeda, oleh karena itu sumber pencemar fekal dapat teridentifikasi.

## METODOLOGI
Metode penelitian yang digunakan terbagi menjadi beberapa tahap :
1. Sampling  air  sungai  menggunakan  metode Grab  Sampling pada  3  titik  di  sepanjang  Sungai Cikapundung seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar 1 Peta Lokasi (a) Sungai Cikapundung pada Sungai Citarum, (b) Titik Sampling pada Sungai Cikapundung
2. Pengujian karakteristik kimia-fisika air sungai
a. pH : pengukuran di lapangan menggunakan pH meter
b. Temperatur : pengukuran di lapangan menggunakan thermometer
c. DO : pengukuran di lapangan menggunakan DO meter
d. BOD : pengukuran BOD menggunakan metode titrasi Winkler
e. COD : pengukuran COD menggunaka metode Reflux Tertutup
f. Nitrat
g. Nitrit
h. Ammonium
i. Fosfat
3. Perhitungan  JPT  pada  sampel  air  sungai  meliputi  uji  pendugaan,  uji  ketetapan,  dan  uji kelengkapan
4. Pemurnian  dan  kultivasi  isolat Escherichia  coli di  titik  sampling  Sungai  Cikapundung menggunakan metode Quadrant Streak
5. Uji resistensi 10 jenis antibiotik dengan menggunakan disk diffusion method
6. Perbandingan  pola  resistensi  isolat  pada  sampel  air  dengan  data library dari  feses  ayam, kambing, sapi, dan manusia di sekitar Sungai Cikapundung berdasarkan literatur
7. Analisis statistik mengunakan regresi logistik

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Kualitas Mikrobiologi
Hasil  pengukuran  jumlah  bakteri Coli di  badan  Sungai  Cikapundung  dapat  dilihat  pada Gambar  2 . Terjadi  peningkatan  jumlah Coliform  Total dan Fecal  coli di  sepanjang  Sungai Cikapundung  seperti  yang  ditunjukkan  pada  grafik  tersebut.  Pada daerah  hulu  di  titik  1,  terlihat bahwa  nilai Coliform  Total tergolong  rendah  dan  belum  terdapat Coli  Fecal .  Hal  ini mengindikasikan  bahwa  pada  daerah  tersebut  belum  terjadi  pencemaran  pada  badan  airnya. Sebaliknya pada titik 3 nilai Coliform Total cukup tinggi dikarenakan konsentrasi pencemar yang masuk meningkat di sepanjang badan air serta lokasinya yang dekat dengan peternakan.
Gambar 2 Pengukuran Parameter Mikrobiologi di Sungai Cikapundung

## Kualitas Fisika-Kimia
Gambar 3 Pengukuran Parameter (a) pH dan DO, serta (b) Suhu di Sungai Cikapundung
Parameter  yang  diperiksa  secara  langsung  berupa  pH, dissolved  oxygen (DO),  dan temperatur. Pengambilan sampel dilakukan pada pada cuaca cerah dengan kondisi badan air yang normal sehingga nilai pH cenderung stabil seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 . Pada grafik juga  dapat  terlihat  bahwa  temperatur  yang  tinggi  cenderung  memiliki  DO  yang  lebih  rendah seperti yang ditunjukkan pada ketiga titik. Tingginya nilai DO pada titik 1 dan 2 disebabkan oleh adanya terjunan di sekitar lokasi sampling . Nilai DO yang menurun juga terkait dengan kualitas mikrobiologi  sungai.  Penurunan  nilai  DO  berkaitan  dengan  adanya  proses  anaerobik  saat terjadinya self purification yang ditunjukkan dengan meningkatnya nilai Coli Fecal dan Coliform Total pada titik tersebut.
Hasil pengukuran parameter nitrogen di Sungai Cikapundung dapat dilihat pada Gambar 4 dan Gambar  5 .  Parameter  nitrogen  terlihat  meningkat  pada  titik  2.  Hal  ini  disebabkan  area tersebut  mulai  ditempati  sektor  industri.  Pembuangan  limbah  industri  langsung  ke  sungai menyebabkan  kenaikan  pencemaran  nitrogen  pada  Sungai  Cikapundung.  Konsentrasi  nitrogen paling rendah yang berada di titik 1 disebabkan oleh lokasi sungai yang masih berada di kawasan pemukiman sehingga masih didominasi oleh limbah domestik dan bukan limbah industri.
Hasil pengukuran kandungan ammonium dan fosfat di Sungai Cikapundung dapat dilihat pada Gambar 5 . Konsentrasi fosfat di sepanjang Sungai Cikapundung hanya terlihat pada titik 2, sedangkan  pada  titik  1  dan  3  tidak  terdapat  kandungan  pencemaran  fosfat.  Hal  ini  kembali  lagi dapat  diakibatkan  oleh lokasi sungai  yang  berada  di wilayah  industri.  Namun  konsentrasi fosfat tidak melebihi batas baku mutu fosfat untuk sungai kelas 2 maupun 3 sesuai PP no.8 tahun 2001.
Gambar 4 Pengukuran Parameter Nitrat dan Nitrit di Sungai Cikapundung
Gambar 5 Pengukuran Parameter Ammonium dan Fosfat di Sungai Cikapundung
Hasil  pengukuran  kandungan  organik  pada  Sungai  Cikapundung  dapat  dilihat  pada Gambar  6 . Keberadaan pencemar  zat  organik  BOD  pada  Sungai  Cikapundung  memperlihatkan adanya  pencemaran  yang  berasal  dari  limbah  domestik,  peternakan,  maupun  pertanian.  Namun nilai BOD pada ketiga titik masih berada di bawah baku mutu untuk sungai kelas 3. Hal tersebut menunjukkan bahwa pengolahan limbah domestik pada Sungai Cikapundung berjalan cukup baik. COD yang meningkat drastis pada titik 2 menunjukkan banyaknya limbah industri yang dibuang ke badan sungai di area tersebut. Angka COD pada titik 2 dan 3 melebihi baku mutu sungai kelas 3  sedangkan  pada  titik  1  angka  COD  masih  berada  jauh  di  bawah  batas  baku  mutu.  Hal  ini dikarenakan belum terdapat banyak kawasan industri pada area sekitar titik 1.
Gambar 6 Pengukuran Parameter Zat Organik di Sungai Cikapundung

## Antibiotic Resistance Analysis Bakteri E. coli
Tabel 1 menunjukan hasil identifikasi sumber Escherichia coli pada tiap titik sampling. Angka  tersebut  mewakili  persentase  sumber E.coli yang  berasal  dari  fese  ayam,  kambing,  sapi, dan manusia.
Tabel 1 Persentase Sumber E. coli pada Tiap Titik Sampling di Sungai Cikapundung
Titik Persentase Sumber E. coli (%) Ayam Kambing Sapi Manusia 1 0 0 0 0 2 30 10 0 60 3 10 0 40 50
Pada  titik  1  tidak  dilakukan  identifikasi  sumber E.  coli karena  pada  titik  tersebut tidak terdapat pencemaran fekal. Titik 1 terletak di hulu Sungai Cikapundung di mana pada daerah  tersebut  masih  belum  banyak  terjadi  pencemaran. Gambar  7 dan Gambar  8 menunjukkan  proporsi  sumber  pencemar E.  coli di  titik  2  dan  3.  Dari  gambar  tersebut terlihat  bahwa  pada  kedua  titik,  sumber  pencemar E.  coli terbesar  merupakan  kotoran manusia.
Gambar 7 Prediksi Sumber Pencemar pada Titik 2 Sungai Cikapundung
Gambar 8 Prediksi Sumber Pencemar pada Titik 3 Sungai Cikapundung

## KESIMPULAN
Hasil pelacakan bakteri Escherichia coli pada Sungai Cikapundung menunjukkan bahwa jumlah Coliform Total dan Fecal coli terendah berada pada titik 1 yaitu di hulu sungai sedangkan jumlah  tertinggi  berada  pada  titik  3  yaitu  bagian  hilir  sungai.  Parameter  organik  terukur  tinggi pada  area  dengan  kondisi  pemukiman  padat  dan  dekat  dengan  kegiatan  peternakan.  Sedangkan parameter  nitrogen  dan  fosfat  terukur  tinggi  pada  area  dengan  kegiatan  industri  yang  dominan. Sumber  pencemar Escherichia  coli pada  sungai  Cikapundung  terbanyak  berasal  dari  kotoran manusia.  Dengan  demikian  pada  daerah  ini  disarankan  untuk  meningkatkan  sarana  sanitasi  dan pengolahan limbah domestik.

## DAFTAR PUSTAKA
Harwood, Valerie J., et all. (2000). Classification of Antibiotic Resistance Patterns of Indicator Bacteria by Discriminant Analysis: Use in Predicting the Source of Fecal Contamiation by Subtropical Water . Applied and Environmental Microbiology, September 2000, hal. 3698-3704, Vol. 66, No. 9.
Kusumah,  Siska  Widya  Dewi  (2012). Microbiological  Source  Tracking Bakteri Salmonella  sp. Dan Escherichia  coli dengan  Metode Antibiotic  Resistance  Analysis di  Sungai  Citarum  Hulu.  Tugas Akhir Institut Teknologi Bandung.
Palladino, Michael A., et all. (2005). Microbial Source Tracking in the Manasquan River Estuary . Research Project Summary. Division of Science, Research and Technology.
Price,  Bertram  et  all.  (2006). Classification  Tree  Method  for  Bacterial  Source  Tracking  with Antibiotic Resistance  Analysis  Data .  Applied  and  Environmental  Microbiology,  Mei 2006,  hal.  3468-3475, Vol. 72, No. 5.
Scott,  M.  Troy  et  all.  (2002). Microbial  Source  Tracking:  Current  Methodology  and  Future Direction . Applied and Environmental Microbiology. Desember 2002. Hal. 5796-5803, Vol. 68, No. 12
Wiggins,  Bruce  A.  (2001). Use  of  Antibiotic  Resistance  Analysis  (ARA)  to  Identify  Nonpoint Sources  of Fecal  Contamination  in  the  Moores  Creek  Watershed. Department  of  Biology. James  Madison University, Harrisonburg, Virginia.