Bioaerosol

Udara, sebagai salah satu komponen lingkungan merupakan kebutuhan yang paling utama untuk mempertahankan kehidupan. Metabolisme dalam tubuh makhluk hidup tidak mungkin dapat berlangsung tanpa oksigen yang berasal dari udara. Selain oksigen terdapat zat-zat lain yang terkandung di udara, yaitu karbon monoksida, karbon dioksida, formaldehid, jamur, virus, bakteri, dan sebagainya. Zat-zat tersebut jika masih berada dalam batas-batas tertentu masih dapat dinetralisir, tetapi jika sudah melampaui ambang batas maka proses netralisir akan terganggu. Peningkatan konsentrasi zat-zat di dalam udara tersebut dapat disebabkan oleh aktivitas manusia. Udara dapat dikelompokkan menjadi udara luar ruangan (outdoor air) dan udara dalam ruangan (indoor air). Kualitas udara dalam ruang sangat mempengaruhi kesehatan manusia, karena hampir 90% hidup manusia berada dalam ruangan.

Bioaerosol adalah partikel debu yang terdiri atas makhluk hidup atau sisa yang berasal dari makhluk hidup. Makhluk hidup terutama adalah jamur dan bakteri. Penyebaran bakteri, jamur, dan virus pada umumnya terjadi melalui sistem ventilasi. Sumber bioaerosol ada 2 yakni yang berasal dari luar ruangan dan dari perkembangbiakan dalam ruangan atau dari manusia, terutama bila kondisi terlalu berdesakan (crowded). Pengaruh kesehatan yang ditimbulkan oleh bioaerosol ini terutama 3 macam, yaitu infeksi, alergi, dan iritasi. Kontaminasi bioaerosol bersumber dari sistem ventilasi udara (humidifier) yang terdistribusi keseluruh ruangan dapat menyebabkan reaksi yang berbagai ragam seperti demam, pilek, sesak nafas dan nyeri otot dan tulang.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan dalam hubungan kualitas udara dalam ruang adalah (a) kondisi lingkungan dalam ruang, kondisi lingkungan yang penting untuk diperhatikan adalah suhu ruangan, kelembaban, dan aliran udara. Ketiga hal tersebut dapat menyebabkan peningkatan absorbs polutan mikroba dalam ruangan, pertumbuhan mikroorganisme di udara, dan meningkatkan bau yang tidak sedap; (b) konstruksi ruangan dan furniture; (c) proses dan alat-alat dalam ruangan; (d) ventilasi, ventilasi udara yang buruk dapat menyebabkan kurangnya udara segar yang masuk dan buruknya distribusi udara di dalam ruang; (e) status kesehatan orang dalam ruangan.

Metode penangkapan mikroba udara dapat dilakukan antara lain dengan cara sedimentasi dan dengan alat penangkap udara. Cara sendimentasi ditujukan untuk menangkap bioearosol yang jatuh secara alami karena gaya gravitasi. Cara ini dilakukan dengan cara menempatkan cawan petri berisi medium pertumbuhan mikroba secara terbuka pada suatu lingkungan dalam kurun waktu tertentu.

A. Tinjauan Pustaka

Mikroba di udara bersifat sementara dan beragam. Udara bukanlah suatu medium tempat mikroorganisme tumbuh, tetapi merupakan pembawa bahan partikulat debu dan tetesan cairan, yang kesemuanya ini mungkin dimuati mikroba. Untuk mengetahui atau memperkirakan secara akurat berapa jauh pengotoran udara sangat sukar karena memang sulit untuk menghitung organisme dalam suatu volume udara. Namun ada satu teknik kualitatif sederhana, menurut Volk & Wheeler (1989) yaitu mendedahkan cawan hara atau medium di udara untuk beberapa saat. Selama waktu pendedahan ini, beberapa bakteri di udara akan menetap pada cawan yang terdedah. Semakin banyak bakteri maka bakteri yang menetap pada cawan semakin banyak. Kemudian cawan tersebut diinkubasi selama 24 jam hingga 48 jam maka akan tampak koloni-koloni bakteri, khamir dan jamur yang mampu tumbuh pada medium yang digunakan.

Sebenarnya tidak benar-benar ada organisme yang hidup di udara, karena organisme tidak dapat hidup dan terapung begitu saja di udara. Flora mikroorganisme udara terdiri atas 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 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. Bioaerosol adalah kumpulan partikel hidup yang tersuspensi dalam medium gas (Volk & Wheeler, 1989).

Salah satu sumber mikroba udara yang paling umum adalah mikroba yang berasal dari tanah. Mikroorganisme tanah dibebaskan ke udara ketika terganggu oleh pukulan angin, dan tetap tersuspensi di sana untuk jangka waktu yang panjang. Tindakan manusia seperti menggali atau membajak tanah juga dapat melepaskan mikroba ke udara. Demikian pula mikroorganisme yang ditemukan dalam air mungkin juga dilepaskan ke udara dalam bentuk tetesan air atau aerosol. Percikan air oleh angin juga bisa menghasilkan tetesan atau aerosol.

Mikroba pencemar udar dapat berupa kapang dan khamir. Khamir: fungi (jamur) bersel satu; berbentuk bulat, oval, atau silindris; berdiameter 3-5 μm; sebagian berkembang biak dengan membelah diri, dan sebagian lain berkembang biak dengan membentuk tunas. Habitat umumnya pada makanan. Kapang: fungi (jamur) berfilamen. Satu filamen disebut hifa; kelompok hifa yang tumbuh pada suatu media disebut miselium. Hifa terbentuk dari spora jamur. Spora berdiameter 3-30 μm. Habitat umumnya pada kayu dan kertas 6.

Praktikum bioaerosol ini menggunakan media Nutrien Agar sebagai tempat tumbuh mikroba dari udara yang jatuh akibat gaya gravitasi yang diukur waktunya selama 5 menit, 10 menit dan 15 menit, diinkubasi selama 2x24 jam dengan suhu 37^oC. Penempatan cawan dilakukan dengan ruangan dan lingungan yang berbeda untuk mengetahui perbedaan jumlah mikroba di masing-masing tempat. Tujuan praktikum bioaerosol adalah untuk mengetahui pengaruh aktivitas dalam suatu ruangan terhadap kepadatan populasi mikroba dan keragamannya.

Semua lingkungan, udara merupakan lingkungan yang paling sederhana dan lingkungan ini berada dalam satu fasa yaitu gas. Jumlah relatif dari berbagai gas di udara diukur dengan persentase volume yaitu terdiri dari:

 78% nitrogen

 21% oksigen

 0,9% argon

 0,03% karbon dioksida

 0,01% hidrogen dan gas lainnya dalam jumlah sedikit.

Bioaerosol adalah partikel debu yang terdiri atas makhluk hidup atau sisa yang berasal dari makhluk hidup. Makhluk hidup terutama adalah jamur dan bakteri. Jumlah dan macam mikroorganisme dalam suatu volume udara 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 yang lebih berat dan mengendapkan debu. Jumlah mikroorganisme menurun secara menyolok di atas samudera, dan jumlah ini semakin berkurang pada ketinggian (altitude) yang tinggi (Volk & Wheeler, 1989).

Menurut Irianto (2002), jumlah mikroorganisme yang mencemari udara juga ditentukan oleh sumber pencemaran di dalam lingkungan, misalnya dari saluran pernapasan manusia yang disemprotkan melalui batuk dan bersin, dan partikel-partikel debu, yang terkandung dalam tetes-tetes cairan berukuran besar dan tersuspensikan, dan dalam “inti tetesan” yang terbentuk bila titik-titik cairan berukuran kecil menguap. Organisme yang memasuki udara dapat terangkut sejauh beberapa meter atau beberapa kilometer; sebagian segera mati dalam beberapa detik, sedangkan yang lain dapat bertahan hidup selama berminggu-minggu, berbulan-bulan, bahkan lebih lama lagi. Nasib akhir mikroorganisme yang berasal dari udara diatur oleh seperangkat rumit keadaan di sekelilingnya (termasuk keadaan atmosfer, kelembaban, cahaya matahari dan suhu), ukuran partikel yang membawa mikroorganisme itu, serta ciri-ciri mikroorganismenya terutama kerentanannya terhadap keadaan fisik di atmosfer.

Hal ini membuktikan bahwa banyaknya jumlah koloni mikroba dan keragaman mikroba dipengaruhi oleh lamanya waktu pemaparan pada lingkungan luar, adanya mikroba yang tersuspensi dalam gas dan jatuh pada permukaan cawan. Faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan komposisi jumlah mikroba di lingkungan luar adalah 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. 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. Miselium fungi memiliki ukuran yang lebih besar dan karena itu tidak dapat bertahan lama di udara. Keadaan suspensi memainkan peran penting keberadaan mikroorganisme di udara. Semakin kecil suspensi, semakin besar kemungkinan mereka untuk tetap berada di udara. Biasanya mereka melekat pada partikel debu dan air liur. Mikroorganisme yang ada dalam partikel debu di udara hanya hidup untuk waktu yang singkat. Tetesan yang dibuang ke udara melalui batuk atau bersin juga hanya dapat bertahan di udara untuk waktu singkat. Namun jika ukuran suspensi menurun, mereka dapat bertahan lama di udara.

Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi mikroba udara adalah suhu atmosfer, kelembaban, angin, ketinggian. Temperatur dan kelembaban relatif adalah dua faktor penting yang menentukan viabilitas dari mikroorganisme dalam aerosol. Pengaruh angin juga menentukan keberadaan mikroorganisme di udara. 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.

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, Trichosporon cutaneum dari debu rumah, Farnai rectivirgula dari jerami, Avrcobasidium pollulans dari uap air panas dan Serpula locrymans dari bangunan. Mereka dapat ditemukan baik di daerah kutub maupun tropis.

Alternia sp. ada di kayu, memiliki miselium jamur berwarna coklat, konidiofor tegak, bersekat, dengan ukuran 20-180 x 4-18 µm. Konidia berbentuk gada terbalik berwarna coklat berukuran 105-200 x 12-24 µm, dengan sekat melintang sebanyak 6-12 buah dan 3 buah sekat membujur. Konidium mempunyai paruh (beak) pada ujungnya, paruh bersekat, panjang paruh lebih kurang setengah dari panjang konidium atau lebih (weber,1973). Bakteria yang ditemukan di udara seperti Endotoksin bacteria yang berasal dari rumah pemotongan hewan, Staphylococcus aureus dari baju yang kotor, Legionella dari system pendingin ruangan dan jenis Actynomycetes berupa Thermoactinomycetes vulgaris berasal dari kompos timbunan sampah, Micropolyspora faeni. Protozoa yaitu Naegleria fowleri, Acanthamoeba, Algae, dan virus enteric.

Hasil pengamatan bioaerosol ini di dapat tempat yang memiliki banyak mikroba yaitu berada di lab. Mikrobiologi hal ini disebabkan karena lab. Mikro sudah berisi banyak orang yang melakukan berbagai aktivitas sehingga ada sisa-sisa mikroba yang tersuspensi dalam gas walaupun ruangan itu kosong. Factor yang mengakibatkan banyaknya kandungan bioearosol memang di pengaruhi oleh banyaknya orang dengan berbagai aktivitas, droplet dari praktikan yang menempati ruangan mirkobiologi, dan ventilasi yang kurang berpengaruh sehingga menyebabkan banyaknya kandungan mikroba.

Hampir semua mikroba pathogen dapat menyebabkan penyakit yang perantaranya berupa udara seperti penyakit paru, penyakit kulit dan lain-lain. Seluruh jenis mikroba dapat tersuspensi di dalam udara, hanya saja perbedaan waktu mikroba tersebut dapat hidup lama atau tidak dalam suspensi gas. Spora akan hidup lebih lama dibandingkan dengan bakteri.