Mikroorganisme Air

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Keberadaan mikroorganisme baru diketahui dengan nyata setelah ditemukannya lensa sebagai alat pembesar. Mikroorganisme yang tidak dapat dilihat oleh mata biasa karena ukurannya yang sangat kecil, pada tahun 1683 menjadi dapat terlihat karena penemuan lensa oleh Antonie van Leeuwenhoek (1632 – 1723). Penemuan Leeuwenhoek tersebut merupakan awal penting dalam dunia mikrobiologi.
Mikrobiologi adalah sebuah cabang dari ilmu biologi yang mempelajari mikroorganisme atau mikroba. Mikroorganisme atau mikroba adalah organisme mikroskopik yang sebagian besar berupa satu sel. Mikroba berukuran sekitar seperseribu milimeter (1 mikrometer) atau bahkan kurang, walaupun ada juga yang lebih besar dari 5 mikrometer.
Zoologis Jerman, EH Haeckel (1866) mengklasifikasikan makhluk hidup menjadi tiga dunia, yaitu dunia tanaman, hewan, dan protista. Protista atau mikroorganisme yang bukan hewan dan tanaman ini sebagian besar terdiri dari hanya satu sel. Kedalam golongan protista ini termasuklah bakteri, alga, fungi (kapang dan khamir), dan protozoa. Virus tidak termasuk protista karena bukan makhluk satu sel. Berdasarkan organisasi selularnya, protista dibagi menjadi dua golongan yaitu protista tingkat rendah (prokaryot) dan protista tingkat tinggi (eukaryot). Alga hijau biru dan bakteri tergolong kepada prokaryot. Sebagian mikrobiologist menganggap alga hijau biru adalah bakteri juga. Golongan eukaryot terdiri atas protozoa, fungi (khamir dan kapang), dan alga dimana organisasi selularnya sudah relatif sempurna menyerupai tanaman atau hewan.
Mikroorganisme dapat ditemukan dimanapun di dunia ini, mulai dari dasar lautan yang paling dalam sampai ke puncak gunung yang paling tinggi, ada yang hidup dalam air panas pada suhu tinggi bahkan ada yang sampai 250 derajat celcius (extremophilic). Hal ini disebabkan karena banyak mikroorganisme dibawa oleh angin, dibawa oleh aliran udara dari permukaan bumi ke atmosfir atau terbawa oleh agen pembawa lainnya, seperti hewan, manusia, dan tumbuhan. Mikroba juga dapat terbawa bersama aliran air ke sungai, danau dan laut. Mikroorganisme banyak ditemukan di tempat-tempat yang tersedia makanan, kelembaban dan suhu yang sesuai untuk pertumbuhan dan reproduksi mikroorganisme. Karena kondisi yang cocok untuk kehidupan manusia juga cocok bagi mikroba maka tidak dapat dihindari bila kita hidup berdampingan dengan mikroba. Pada diri manusia, mikroorganisme terdapat mulai dari permukaan kulit kita sampai ke dalam usus.
Mikroba lebih banyak lagi ditemui pada tanaman dan hewan. Sebagian besar mikroba tidak berbahaya bagi manusia, dan manusia yang sehat diberi kemampuan oleh Yang Maha Kuasa untuk bertahan dari serangan mikroba yang berbahaya sampai batas-batas tertentu.
Pada lingkungan perairan terdapat mikroorganisme sama seperti lingkungan yang lainnya. Air adalah sumber daya alam penting bagi kehidupan dan merupakan komponen penting dari fungsi ekosistem yang kelimpahannya sangat besar dalam planet ini. Air juga secara geologis penting karena perannya dalam pelapukan, erosi, transportasi dan pengendapan sedimen (Atlas Kanada, 2004). Air tidak hanya sumber kelangsungan hidup semua makhluk hidup tetapi juga vektor utama untuk semua pengembangan kegiatan dan terintegrasi terkait dengan semua proses-proses ekologi dan sosial. Ekosistem perairan adalah subdivisi utama biosfer. Hampir 71% dari luas permukaan bumi ditutupi oleh air. Dalam total volume air, sekitar 97% adalah air laut. Ini berarti bahwa kurang dari 3% dari volume air di dunia adalah air tawar (Gleick, 1996). Namun, tidak semua air tawar ini tersedia untuk digunakan oleh manusia dan kurang dari 1% dari itu digunakan untuk minum (Gray, 1994).
 
B. Permasalahan
Berdasarkan latar belakang di atas, maka permasalahan dalam makalah ini adalah:
1. Apa saja kelompok mikroorganisme yang hidup dalam air?
2. Apa saja mikroorganisme air yang menguntungkan dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan?
3. Apa saja kelompok mikroorganisme air yang merugikan dan dampaknya bagi lingkungan dan kesehatan manusia?
C. Tujuan
Berdasarkan permasalahan di atas, maka tujuan makalah ini adalah:
1. Untuk mengetahui kelompok mikroorganisme yang hidup dalam air
2. Untuk mengetahui mikroorganisme air yang menguntungkan dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan
3. Untuk mengetahui mikroorganisme air yang merugikan dan dampaknya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan
D. Manfaat
1. Memberikan pengetahuan tentang kelompok mikroorganisme yang hidup di air.
2. Memberikan pengetahuan tentang jenis mikroorganisme air yang menguntungkan dan dampaknya terhadap manusia dan lingkungan
3. Memberikan pengetahuan tentang jenis mikroorganisme air yang merugikan dan dampaknya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan



BAB II
PEMBAHASAN
1.1 Mikroorganisme Air
Perairan alami memiliki sifat yang dinamis dan aliran energi yang kontinyu hal ini terjadi selama sistem di dalamnya tidak mendapatkan gangguan atau hambatan, antara lain dalam bentuk pencemaran. Lingkungan perairan meliputi air laut, air payau (peralihan air tawar ke air laut), dan air tawar, Di lingkungan laut lepas memiliki populasi mikroorganisme yang relatif lebih rendah, di lingkungan pantai populasi mikroorganisme terdapat lebih banyak, hal ini karena lingkungan pantai kaya akan nutrien yang berasal dari daratan. Pada lingkungan perairan terdapat mikroorganisme sama seperti lingkungan yang lainnya. Kelompok mikroorganisme yang hidup di dalam air terdiri dari :
1. Bakteri
2. Alga biru-hijau
3. Fungi
4. Microalgae
5. Virus
6. Protozoa
Air merupakan komponen esensial bagi kehidupan jasad hidup. Akan tetapi dapat juga merupakan suatu substansi yang membawa malapetaka, karena air dapat membawa mikroorganisme patogen dan zat-zat kimia yang bersifat racun (Tarigan, 1988). Dalam air baik yang kita anggap jernih, sampai terhadap air yang keadaannya sudah kotor atau tercemar, di dalamnya akan terkandung sejumlah kehidupan, yaitu misalnya yang berasal dari sumur biasa, sumur pompa, sumber mata air dan sebagainya, di dalamnya terdiri dari bakteri, yaitu :
 Kelompok bakteri besi (misalnya Crenothrix dan Sphaerotilus) yang mampu mengoksidasi senyawa ferro menjadi ferri. Akibat kehadirannya, air sering berubah warna kalau disimpan lama yaitu warna kehitam-hitaman, kecoklat-coklatan, dan sebagainya.
 Kelompok bakteri belerang (antara lain Chromatium dan Thiobacillus) yang mampu mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S. Akibatnya kalau air disimpan lama akan tercium bau busuk seperti bau telur busuk.
 Kelompok mikroalge (misalnya yang termasuk mikroalga hijau, biru dan kersik), sehingga kalau air disimpan lama di dalamnya akan nampak jasad-jasad yang berwarna hijau, biru atau pun kekuning-kuningan, tergantung kepada dominasi jasad-jasad tersebut serta lingkungan yang mempengaruhinya.
Mikroorganisme di perairan berdasarkan sifat tropiknya meliputi :
1. Mikroba autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Contohnya : Thiobacillus, Nitrosomonas, Nitrobacter.
2. Mikroba heterotrof adalah organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakan oleh organisme lain. Contohnya antara lain : Saprolegnia sp., Candida albicans, Trichopnyton rubrum.
 Bakteri
Bakteri yang hidup di perairan umumnya uniseluler, tidak memiliki klorofil, berkembang biak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner, sebagian besar (± 80%) berbentuk batang, gram negatif, bergerak secara aktif. Secara umum hidupnya saprofitik pada sisa buangan hewan atau tanaman yang sudah mati, ada juga yang bersifat parasitik pada hewan, manusia dan tanaman yang dapat menyebabkan penyakit. Contoh bakteri yang banyak dijumpai di laut : Pseudomonas, Vibrio, Flavobacterium, Achromobacter dan Bacterium.



1. Vibrio (Vibrio cholerae)
Klasifikasi Ilmiah
Domain :Bakteri
Kerajaan :Bacteria
Filum :Proteobacteria
Kelas :Gamma Proteobacteria
Ordo :Vibrionales
Famili :Vibrionaceae
Genus : Vibrio
Vibrio adalah salah satu jenis bakteri yang tergolong dalam kelompok marine bacteria. Bakteri ini umumnya memiliki habitat alami di laut. Sejumlah spesies Vibrio yang dikenal sebagai patogen seperti V. alginolyticus, V. anguillarum, V. carchariae, V. cholerae, V. harveyii, V. ordalii dan V. Vulnificus.







2. Shigella sp.
Klasifikasi Ilmiah
Kerajaan :Bakteria
Filum :Proteobakteria
Kelas :Gamma Proteobakteria
Ordo :Enterobakteriales
Famili :Enterobakteriaceae
Genus : Shigella

Spesies
S. boydii
S. dysenteriae
S. flexneri
S. sonnei
Shigella adalah genus dari Gram-negatif, non-motil, bakteri endospor berbentuk-tongkat yang berhubungan dekat dengan Escherichia coli dan Salmonella. Shigella merupakan penyebab dari penyakit shigellosis pada manusia, selain itu, Shigella juga menyebabkan penyakit pada primata lainnya, tetapi tidak pada mamalia lainnya
 Alga Biru Hijau
Alga tidak memiliki akar, batang dan daun yang mempunyai fungsi seperti tumbuhan darat, wujud alga terdiri dari batang yang disebut thallus. Umumnya alga hidup secara bebas di air atau bersimbiosis dengan jasad lain. Mempunyai bentuk uniseluler, filamen yang mengelilingi tubuhnya banyak diselimuti dengan lendir. Merupakan divisi Cyanophyta dengan beberapa kelas yaitu : Nostocales, Chroococcales, dan Stigonematales, Hydrodictyon.
1. Hydrodictyon
Klasifikasi Ilmiah
Kerajaan : Plantae
Divisi : Chlorophyta
Kelas : Chlorophyceae
Ordo : Chlorococcales
Famili : Hydrodictyaceae
Genus : Hydrodictyon
• Spesies Hydrodictyon africanum
• Hydrodictyon indicum
• Hydrodictyon patenaeforme
• Hydrodictyon reticulatum
2. Chlorella
Chlorella adalah genus ganggang hijau bersel tunggal yang hidup di air tawar, laut, dan tempat basah.
Klasifikasi Ilmiah
Kerajaan : Plantae
Divisi : Chlorophyta
Kelas : Chlorophyceae
Ordo : chlorococcales
Famili : Oocystaceae
Genus : Chlorella
spesies
• Chlorella vulgaris pyrenoidosa
• Chlorella pyrenoidosa






 Fungi
Hidup tersebar luas, berbentuk uniseluler, umumnya berbentuk filamen atau serat yang disebut miselia atau hifa. Contoh : Saprolegnia sp., Branchiomyces sanguinis, Icthyophonus hoferi.
1. Saprolegnia
Saprolegnia adalah genus dari Oomycota. Saprolegnia hidup menempel pada tubuh ikan atau hewan air lainnya. Saprolegnia berbentuk seperti lapisan selaput. Saprolegnia bersifat saprotrof dan nekrotrof.


Klasifikasi Ilmiah
Kerajaan : Protocista
Filum : Heterkonta
Kelas : Oomycotea
Ordo : Saprolegniales
Famili : Saprolegniaceae
Genus : Saprolegnia
Spesies
S. australis, S. ferax, S. declina, S. longicaulis, S. mixta, S. parasitica, S. sporangium, S. variabilis.
2. Branchiomycosis
Branchiomyces demigrans atau "Gill Rot (busuk insang)" disebabkan oleh jamur Branchiomyces sanguinis dan Branchiomyces demigrans . Spesies jamur ini biasanya dijumpai pada ikan yang mengalami stres lingkungan, seperti pH rendah (5.8 -6.5), kandungan oksigen rendah atau pertumbuhan algae yang berlebih dalam akuarium, Branchiomyces sp.tumbuh pada temperatur 14 - 35°C , pertumbuhan optimal biasanya terjadi pada selang suhu 25 - 31°C. Penyebab utama infeksi biasanya adalah spora jamur yang terbawa air dan kotoran pada dasar akuarium. Tanda-tanda Penyakit Branchiomyces sanguinis dan B. demigrans pada umumnya menyerang insang ikan.
3. Icthyophonus
Icthyophonus disebabkan oleh jamur Icthyophonus hoferi . Jamur ini tumbuh baik pada air tawar maupun air asin (laut). Meskipun demikian, biasanya serangan jamur ini hanya akan terjadi pada air dingin 2 - 20° C. Penyebaran Icthyophonus berlangsung melalu kista yang terbawa kotoran ikan atau akibat kanibalisme terhadap ikan yang terjangkit.
 Mikroalgae
Contoh : Chlorella sp., Pyrodinium bahamense, Trichadesmium erythraeum, salah satu spesies dari Cyanobacterium, Noctiluca scintillans (satu spesies dari Dinoflagellata).
1. Chlorella sp.
Menurut Vashista (1979) dalam Rostini (2007) Chlorella termasuk dalam:
Filum : Chlorophyta
Kelas : Chlorophyceae
Ordo : Chloroccocales
Famili : Chlorelllaceae
Genus : Chlorella
Spesies : Chlorella sp.
 Virus
Bentuk virus bermacam-macam antara lain : bentuk batang pendek, batang panjang, bulat, bentuk polihedral. Ukurannya lebih kecil daripada bakteri. Hanya memiliki satu jenis asam nukleat. Contoh virus Coli-fag.






 Protozoa
Protozoa merupakan protista unisel, mikroskopis, berukuran yang bervariasi antara 10 – 500 mikron, hidup sebagai satu individu ada pula yang berkoloni. Protozoa terbagi menjadi 3 yaitu amoeba/pseudoodia, siliata dan flagelata. Contoh : Cryptocaryon irritans, Stylonycia sp., Entamoeba histolitika.
1. Trichodiniasis
Agen kausatif : Trichodina, Trichodinella, Tripartiella. Parasit ini menyerang kulit dan insang ikan budidaya seperti bandeng, kakap, kerapu.

Trichodina pada insang ikan kerapu (koleksi Laboratorium BBAP Ujung Batee)
ciri-ciri
• parasit ini mudah berkembang pada kondisi air pemeliharaan yang kurang bersih
• berbentuk seperti cawan dengan bulu getar disekililing tepi tubuhnya
• diameter berkisar 100 nm
Jenis Metazoa
Cacing Kulit
kausatif agen : Benedenia sp, Neobenedenia sp, termasuk cacing trematoda dan tergolong monogenia. Cacing ini menyerang kulit dan mata ikan budidaya seperti kerapu, kakap.
ciri-ciri parasit :
• berbentuk pipih agak oval
• panjang 1-5 mm
• bagian anterior terdapat sepasang alat penempel, sedangkan bagian posterior terdapat achor yang dilengkapi alat pengait




Caligus
agen kausatif : caligus epidemicus, caligus patulus. biasanya menyerang kulit, sirip dan insang pada ikan kerapu, kakap,
ciri-ciri parasit :




1. Lingkungan Perairan Laut
Pada lingkungan perairan laut mikroorganisme terdapat di seluruh bagian laut dari permukaan air laut sampai dasar relung yang terdalam. Terdapat 8 habitat/ wilayah yang dihuni oleh mikroorganisme laut, yaitu :
a. Habitat permukaan laut disebut neuston/pleuston (mikrohabitat di perbatasan antara udara dan air yang kaya polisakarida-protein). Plankton : organisme yang pasif bergerak sebagian besar adalah organisme fotosintetik yang berdiam di wilayah fotik. Berdasarkan komposisi penyusunnya plankton dapat dibedakan:
1.) fitoplankton (plankton tumbuhan)
2.) zooplankton (plankton hewan)/bakterioplankton (bakteri).
Berdasarkan asal-usulnya plankton dibedakan menjadi 2 yaitu :
1.) autoplankton yaitu plankton yang berasal dari habitat tersebut
2.) alloplankton yaitu plankton yang berasal dari luar habitat tersebut.
sedangkan berdasarkan ukurannya plankton dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:
1.) femtoplankton ( 0,02 – 0,2 µm);
2.) pikoplankton (0,2 – 2,0 µm);
3.) nanoplankton (2,0 – 20 µm); plankton yang lolos dari plankton-net no 25
4.) mikroplankton (20 – 200 µm);
5.) mesoplankton (0,2-20 mm); atau netplankton merupakan plankton yang dapat ditangkap dengan plankton-net no 25
6.) makroplankton (20 – 200 mm); plankton yang dapat dilihat dengan mata telanjang
7.) megaplankton (200 – 2000 mm).
b. Habitat epibiotik: permukaan benda mati yang dilekati oleh komunitas mikroorganisme.
c. Habitat endobiotik : lingkungan dalam jaringan tubuh organisme yang lebih besar.
d. Habitat epipelagik: dari permukaan sampai kedalaman 100 m. Diantara lapisan epipelagik dan mesopelagik terdapat lapisan termoklin (lapisan yang selalu mengalami perubahan suhu yang cepat), terutama dijumpai di perairan dalam daerah iklim sedang.
e. Habitat mesopelagik: sampai kedalaman 2000 m
f. Habitat batipelagi
g. Habitat abisopelagik
h. Habitat bentik/dasar laut : daerah perbatasan antara air laut dengan sedimen. Distribusi bakteri di laut dipengaruhi oleh antara lain gerakan air laut, jarak dari pantai, kedalaman, cahaya matahari, iklim dan organisme lain.
2. Lingkungan Perairan Tawar
Pada umumnya lingkungan perairan tawar lebih banyak mengandung nutrien jika dibandingkan dengan lingkungan perairan laut. Lingkungan perairan tawar dibagi menjadi 2 kategori yaitu :
1) habitat lentik contoh : danau, kolam
2) habitat lotik contoh : mata air, sungai
3) Lingkungan Perairan Payau
Lingkungan perairan tawar merupakan daerah transisi antara perairan tawar dan laut. Mikroorganisme yang hidup di perairan payau antara lain : Vibrio, Psedomonas, Bacillus, Chromobacterium, Cyanobacteria, anggota actinomycetes, algae, protozoa, dan virus.
a. Pseudomonas Sp
Merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon. Keberhasilan penggunaan bakteri Pseudomonas dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon membutuhkan pemahaman tentang mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp dengan senyawa hidrokarbon.
Kerajaan : Bacteria
Filum : Proteobacteria
Kelas : Gamma Proteobacteria
Ordo : Pseudomonadales
Famili : Pseudomonadaceae
Genus : Pseudomonas
Jumlah dan jenis mikrooganisme yang terdapat di dalam air bervariasi bergantung dari berbagai faktor. Faktor-faktor tersebut adalah:
1.Sumber air
Jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air dipengaruhi oleh sumber air tersebut, misalnya air atmosfer (air hujan/salju), air permukaan (danau, sungai), air tanah (sumur, mata air), air tergenang (air laut), dsb.
2.Komponen nutrien dalam air
Air, terutama air buangan sering mengandung komponen-komponen yang dibutuhkan oleh spesies mikroorganisme tertentu. Semua air secara alamiah juga mengandung mineral-mineral yang cukup untuk kehidupan mikroorganisme di dalam air.
3.Komponen beracun
Komponen beracun yang terdapat di dalam air mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air tersebut.
4.Organisme air
Adanya organisme lain di dalam air dapat mempengaruhi jumlah dan jenis mikroorganisme air sebagai contoh plankton merupakan organisme yang makan bakteri, ganggang dan plankton lainnya, sehingga adanya plankton dapat mengurangi jumlah organisme-organisme tersebut.
5.Faktor fisik
Jumlah dan jenis mikroorganisme juga dipengaruhi oeh faktor-faktor fisik seperti: suhu, pH, tekanan osmotik, tekanan hidrostatik, aerasi, dan penetrasi sinar matahari. Jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air buangan selain dipengaruhi oleh faktor-faktor diatas juga dipengaruhi oleh jenis polutan air tersebut. Misalnya air yang terpolusi oleh kotoran hewan dan manusia mengandung bakteri-bakteri yang berasal dari kotoran seperti Esherchia coli, Streptokoki fekal, Clostridium perfringens.
 Mikroorganisme di Air Tanah
Air tanah mangandung zat-zat anorganik maupun zat-zat organic yang merupakan tempat yang baik bagi pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme (kehidupan mikroorganisme). Air tanah pada umumnya paling sedikit mengandung mikroorganisme dan air tanah yang terdapat pada bagian yang dalam sekali hampir tidak mengandung mikroorganisme. Sebaliknya air permukaan sering banyak mengandung mikroorganisme yang berasal dari tanah dan dari organisme yang terdapat di danau-danau dan sungai-sungai. Bakteri, protozoa dan virus adalah salah satu ancaman tertua untuk air minum dan bertanggung jawab untuk penyakit yang ditularkan melalui air saat ini.
1. Bakteri Coliform
Bakteri koliform adalah bakteri paling sering dikaitkan dengan kualitas air. Bakteri Coliform adalah kelompok besar dari berbagai jenis bakteri.
Coliform adalah kelompok bakteri gram negatif, berbentuk batang, tidak berspora yang pada umumnya menghasilkan gas jika ditumbuhkan dalam medium laktosa. Salah satu anggota kelompok coliform adalah E.Coli. Karena E. coli adalah bakteri coliform yang ada pada kotoran manusia, E. coli sering disebut sebagai coliform fecal. Bakteri Coliform terdiri atas 4 genus, yaitu; Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, dan Citrobakter. Adanya bakteri coliform pada bahan makanan menunjukkan tingkat sanitasi penanganan suatu produk. Bakteri Coliform dapat dibedakan menjadi dua yaitu: (1) Coliform fecal adalah anggota dari Coliform yang mampu memfermentasi laktosa pada suhu 44,5oC, misalnya E. Coli merupakan bakteri yang berasal dari kotoran hewan atau manusia dan (2) Coliform non-fecal, misalnya E. Aeroginosa biasanya ditemukan pada hewan atau tanaman yang telah mati. Menurut Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology Edisi ke-7 E. coli dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
Divisio : Protophyta
Classis : Schizomycetes
Ordo : Eubacteriales
Familia : Enterobacteriaceae
Genus : Escherichia
Spesies : Escherichia coli
Tipe spesies E. coli dapat hidup soliter, koloni dan motil karena punya flagella dan pili, tumbuh optimum pada suhu 37oC, respirasinya secara aerobik dan bisa melakukan fermentasi secara anaerobik, dengan tes IMVIC (Indol, Metyl red, Vogesproskauer, Sodium sitrat): ++--, glukosa difermentasi (selalu menghasilkan gas) melalui fermentasi asam, beberapa strain dapat menyebabkan penyakit (Singleton, 1992).

Escherichia coli, salah satu bakteri berbentuk batang
E. coli dapat dengan mudah dipelihara dalam laboratorium dan karena itu, mereka adalah spesies indikator yang baik. Keberadaannya dalam sampel air menunjukkan bahwa bahan kotoran mungkin ada dan jika limbah hadir, penyakit menyebabkan organisme yang lebih berbahaya juga dapat hadir.
Bakteri Coliform tinggal di tanah atau vegetasi dan dalam saluran pencernaan hewan. Koli masukkan pasokan air dari pembuangan limbah langsung ke sungai atau danau, atau dari aliran air dari daerah berhutan, padang rumput, feedlots, septic tank, dan tanaman limbah ke sungai atau air tanah. Selain itu, koli dapat memasukkan rumah individu melalui aliran balik air dari sumber yang terkontaminasi, filter karbon, atau bocor serta topi yang memungkinkan kotoran dan organisme mati untuk jatuh ke dalam air.
Koli akan menjadi salah satu bakteri pertama yang hadir dalam air yang terkontaminasi dan mereka akan berada dalam jumlah yang jauh lebih besar dari beberapa mikroba patogen yang mungkin ada. Oleh karena itu, koli bertindak sebagai indikator kemungkinan kontaminasi. Kehadiran bakteri coliform tidak selalu berarti bahwa mikroba patogen juga hadir. Namun, jika jumlah koliform besar terdeteksi, kehadiran mikroba lain harus diperiksa.
2. Virus dan Protozoa
Selain bakteri, dua jenis mikroorganisme patogen dapat mempengaruhi kualitas air, yaitu virus dan protozoa. Giardia lamblia dan Cryptosporidium adalah parasit protozoa yang dapat menyebabkan masalah kesehatan.
- Giardia lamblia
Giardia telah menjadi lebih umum dalam beberapa tahun terakhir sebagai penyakit yang ditularkan melalui air yang hidup secara parasit di usus manusia dan hewan. Mereka memiliki dua tahap, salah satunya adalah bentuk kista yang bisa ditelan dari air yang terkontaminasi. Setelah kista memasuki perut, organisme dilepaskan ke saluran pencernaan di mana ia akan menempel pada dinding usus. Akhirnya protozoa akan pindah ke usus besar di mana mereka encyst lagi dan diekskresikan dalam tinja dan kembali ke lingkungan.
Setelah di dalam tubuh, giardia penyebab giardiasis, penyakit yang ditandai dengan gejala seperti diare, kram perut, mual, penurunan berat badan, dan kesulitan pencernaan umum. Gejala ini berlangsung selama sekitar satu minggu, namun beberapa orang dapat mengalami infeksi yang lebih kronis dengan gejala serupa dan bahkan lebih besar tingkat penurunan berat badan. Giardiasis jarang fatal, dan bisa diobati medicinally oleh kuinakrin, metronidazol, dan furazolidon.
Giardia memasuki pasokan air melalui kontaminasi oleh bahan tinja. Bahan tinja bisa masuk ke air dari:
• Limbah dibuang ke air melalui kontaminasi silang dan garis air limbah
• Limbah langsung dibuang dari limbah pabrik kecil ke danau atau sungai
• Limbah dibuang ke danau atau sungai dari toilet kabin
• Hewan membawa kista, menyimpan feces mereka langsung ke dalam air
• Curah hujan memindahkan kista diendapkan dari hewan pada tanah ke badan air.
Jika air terkontaminasi dengan giardia, adalah mungkin untuk membunuh kista hanya dengan air mendidih.
- Cryptosporidium
Cryptosporidium parvum adalah parasit protozoa yang menyebabkan Cryptosporidiosi. Pada tahun 1993, lebih dari 400.000 orang di Milwaukee, Wisconsin jatuh sakit setelah minum air yang tercemar. Sejak wabah ini, telah ada dorongan lebih besar untuk menghapus cryptosporidium dari pasokan air kota.
Cryptosporidium disebarkan oleh penularan ookista melalui air minum yang telah terkontaminasi dengan feces yang terinfeksi mamalia. Ookista dari manusia ke manusia lain infektif banyak, dan banyak hewan bertindak sebagai reservoir ookista yang dapat menginfeksi manusia. Begitu dalam inangnya, istirahat ookista, melepaskan empat spora bergerak yang menempel pada dinding saluran pencernaan, dan akhirnya membentuk ookista lagi yang dapat dikeluarkan. Gejala terjadi 2 sampai 10 hari setelah infeksi. Gejala-gejala ini meliputi diare, sakit kepala, kram perut, mual, muntah, dan demam rendah. Tidak ada perawatan terhadap protozoa meskipun ada kemungkinan untuk mengobati gejala. Setelah sekitar 1-2 minggu, gejala mereda sebagai sistem kekebalan tubuh berhenti infeksi. Namun bagi orang-orang dengan sistem kekebalan tubuh seperti bayi, manula, orang-orang dengan AIDS, atau cangkok, Cryptosporidiosis bisa menjadi ancaman bagi kelangsungan hidup. Terinfeksi feces Cryptosporidium memasuki pasokan air baik dari kontaminasi silang garis limbah dengan saluran air, atau air permukaan yang terinfeksi dengan kotoran hewan yang terkontaminasi. pengolahan air proses yang memanfaatkan koagulasi , sedimentasi , filtrasi dan klorinasi dapat menghapusnya. Namun, karena ukurannya yang kecil dan ketahanan terhadap klorinasi, perawatan ini mungkin tidak bekerja. Jika cryptosporidium merupakan masalah di daerah Anda, merebus air selama sedikitnya satu menit adalah cara yang efektif untuk membunuh itu.
Seperti giardia, jika Anda berada di sistem publik, Anda akan menerima pemberitahuan jika tingkat cryptosporidium telah meningkat.
- Hepatitis A:
Hepatitis A adalah virus enterik yang sangat kecil. Hal ini dapat ditransfer melalui air yang terkontaminasi, menyebabkan KLB. Virus ini dikeluarkan oleh orang yang membuang tinja, dan jika kotoran mencemari pasokan air, maka virus ini dibawa dalam air sampai dikonsumsi oleh manusia. Gejala seperti hati meradang, disertai oleh kelesuan, anoreksia, kelemahan, mual, demam dan sakit kuning yang umum. Sebuah kasus yang ringan hanya mungkin memerlukan satu atau dua minggu istirahat, sementara kasus yang parah dapat mengakibatkan kerusakan hati dan kematian mungkin. Umumnya, sistem air memanfaatkan klorinasi , diawali dengan koagulasi , flokulasi , pengendapan dan penyaringan untuk menghapus virus. Merebus air Anda juga akan membunuh virus. Jika Anda akan menggunakan sistem air pribadi, Anda mungkin ingin memeriksa air sumur Anda untuk bakteri coliform. Jika ada sejumlah besar bakteri ini, ada kemungkinan paling kontaminasi dari limbah, dan air perlu dirawat.
3. Cacing:
Cacing adalah cacing parasit yang tumbuh dan berkembang biak dalam kotoran dan tanah basah. Mereka memasuki tubuh dengan membenamkan melalui kulit, atau dengan konsumsi dari worm di salah satu siklus hidup banyak fase nya . Telur dan bentuk larva dari cacing yang cukup besar untuk terjebak selama perawatan air konvensional, sehingga mereka cenderung tidak menjadi masalah dalam sistem air. Di samping itu, sebagian besar cacing ini tidak ditularkan melalui air, sehingga kemungkinan infeksi diminimalkan. Air minum biasanya tidak diuji untuk ini, karena mereka tidak dianggap banyak masalah di Amerika Serikat, mereka lebih banyak terjadi di negara-negara berkembang.
 Mikroorganisme di Air Kolam

Gambar Air Kolam
1. Bakteri
Cyanobacteria adalah mikroorganisme yang sangat umum ditemukan dalam air. Warna air kebiruan-hijau di kolam atau selokan yang dikaitkan dengan organisme ini. Nostoc dan Anabaena adalah cyanobacteria umum yang ditemukan dalam air kolam. Bakteri spiroketa adalah sekelompok bakteri yang biasa juga ditemukan dalam air kolam. Namun, memiliki struktur yang berbeda dengan cyanobacteria, yaitu memiliki banyak rambut yang membuat meraka bergerak cepat.
a. Anabaena
adalah genus cyanobakteria filamentous atau ganggang hijau-biru,ditemukan sebagai plankton. Anabaena diketahui berperan dalam menfiksasi nitrogen, dan Anabaena membentuk hubungan simbiosis dengan tanaman tertentu seperti pakupakuan. terdapat satu dari 4 genera dari cyanobacteria yang menghasilkan neurotoxin,yang membahayakan margasatwa lokal seperti halnya hewan ternak dan hewan peliharaan. Spesies tertentu dari Anabaena telah digunakan dalam pertanaman padi sawah, sebagai penyedia pupuk alami yang efektif.
Taksonomi Anabaena
Kingdom : Eubacteria
Phylum : Cyanobacteria
Order : Nostocales
British distribution : Evidently widespread.
World distribution : Widespread.
Beberapa Species yang diketahui adalah sebagai berikut : Anabaena aequalis, Anabaena affinis, Anabaena angstumalis, Anabaena angstumalis, Anabaena angstumalis marchica, Anabaena aphanizomendoides, Anabaena macrospora, Anabaena macrospora robusta, Anabaena azollae, Anabaena bornetiana, Anabaena catenula, Anabaena circinalis
2. Protozoa
Euglena adalah mikroorganisme di kolam yang bergerak dengan bantuan flagella. Amoeba bentuk kelompok lain protozoa yang bergerak dengan bantuan pseudopodia atau kaki palsu. Ciliates seperti paramecium, vorticella dan ophrydium bergerak dalam air dengan bantuan sejumlah kecil rambut mereka seperti struktur yang disebut silia.
3. Alga
Beberapa ganggang umum yang ditemukan dalam air tambak adalah Chlamydomonas, euglena dan spongomonas. Chlamydomonas berenang dengan bebas, sementara spongomonas menggunakan flagela mereka untuk mengumpulkan makanan bukan bergerak, dan hidup dalam matriks gelatin. Volvox merupakan alga yang hidup dalam koloni. Diatom, Spirogyra, oedogonium, cladophora, zygnema dan porphyridium adalah beberapa filamen jenis alga umum yang ditemukan dalam air.
a. Scenedesmus sp.
Klasifikasi
Kingdom : Plantae
Divisi : Chlorophyta
Kelas : Chlorophyceae
Ordo : Chlorococcales
Family : Scenedesmaceae

4. Rotifer
Rotifera adalah jenis mikro-hewan multiseluler yang paling sering ditemukan di air tawar, walaupun beberapa bentuk juga disesuaikan untuk hidup di air asin laut dan samudra. Hewan ini mendapatkan nama mereka dari seberkas bulu mata yang hadir di depan tubuh di sekitar mulut mereka. Mereka menggunakan bulu mata mereka untuk mendorong diri sendiri dan juga makanan langsung ke dalam mulut mereka. Namun, tidak semua rotifera bergantung pada silia untuk bergerak. bentuk hidup bebas kebanyakan memiliki dua kaki seperti struktur di bagian belakang mereka dengan yang mereka melekatkan diri pada substrat sambil makan.
5. Ular naga
Hydra merupakan hewan air tawar yang paling sering ditemukan dalam air kolam. Hewan ini milik hydrozoa kelas anggota yang hidup terutama di air laut. Hydra merupakan hewan predator yang memburu mangsanya dengan bantuan sel penyengat khusus yang disebut cnidocytes. Sel-sel penyengat yang hadir dalam tentakel yang mengelilingi mulut. Pada ujung yang lain dari tubuh tubular hydra adalah disk basal atau kaki dengan yang hydra yang menempel pada dasar tersebut.
1.2 Mikroorganisme Air Yang Menguntungkan
Beberapa macam mikroorganisme air yang menguntungkan:
a. Banyak plankton, baik fitoplankton ataupun zooplankton merupakan makanan utama ikan, sehingga kehadirannya merupakan tanda kesuburan perairan tersebut. Jenis-jenis mikroalgae misalnya : Chlorella, Hydrodyction, Pinnularia, Scenedesmus, Tabellaria.
b. Banyak jenis bakteri atau fungi di dalam badan air berlaku sebagai jasad ”dekomposer”, artinya jasad tersebut mempunyai kemampuan untuk mengurai atau merombak senyawa yang berada dalam badan air. Sehingga kehadirannya dimanfaatkan dalam pengolahan buangan di dalam air secara biologis
c. Pada umumnya mikroalgae mempunyai klorofil, sehingga dapat melakukan fotosintesis dengan menghasilkan oksigen. Di dalam air, kegiatan fotosintesis akan menambah jumlah oksigen, sehingga nilai kelarutan oksigen akan naik/ber-tambah, ini yang diperlukan oleh kehidupan di dalam air.
d. Kehadiran senyawa hasil rombakan bakteri atau fungi dimanfaatkan oleh jasad pemakai/konsumen. Tanpa adanya jasad pemakai kemungkinan besar akumulasi hasil uraian tersebut dapat mengakibatkan keracunan terhadap jasad lain, khususnnya ikan.
e. Anabaena memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen dan dapat kita tersebar luas di dalam air dan juga tanah yang lembab/basah. Spesies tertentu bersimbiosis dengan tanaman tingkat tinggi, seperti Anabaena azollae dalam spesies Azolla (paku air). Beberapa spesies telah berhasil digunakan dalam menyediakan oksigen pada pertanaman padi sawah
1.3 Mikroorganisme Air Yang Merugikan
a. Yang paling dikuatirkan, bila di dalam badan air terdapat mikroba penyebab penyakit, seperti : Salmonella penyebab penyakit tifus/paratifus, Shigella penyebab penyakit disentribasiler, Vibrio penyebab penyakit kolera, Entamoeba penyebab disentriamuba.
b. Di dalam air juga ditemukan mikroba penghasil toksin seperti : Clostridium yang hidup anaerobik, yang hidup aerobik misalnya : Pseudomonas, Salmonella, Staphyloccus, serta beberapa jenis mikroalgae seperti Anabaena dan Microcystis
c. Sering didapatkan warna air bila disimpan cepat berubah, padahal air tersebut berasal dari air pompa, misal di daerah permukiman baru yang tadinya persawahan. Ini disebabkan oleh adanya bakteri besi misal Crenothrix yang mempunyai kemampuan untuk mengoksidasi senyawa ferro menjadi ferri.
d. Di permukiman baru yang asalnya persawahan, kalau air pompa disimpan menjadi berbau (bau busuk). Ini disebabkan oleh adanya bakteri belerang misal Thiobacillus yang mempunyai kemampuan mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S.
e. Badan dan warna air dapat berubah menjadi berwarna hijau, biru-hijau atau warna-warna lain yang sesuai dengan warna yang dimiliki oleh mikroalgae. Bahkan suatu proses yang sering terjadi pada danau atau kolam yang besar yang seluruh permukaan airnya ditumbuhi oleh algae yang sangat banyak dinamakan blooming. Biasanya jenis mikroalgae yang berperan didalamnya adalah Anabaena flosaquae dan Microcystis aerugynosa. Dalam keadaan blooming sering terjadi kasus-kasus :
- Ikan mati, terutama yang masih kecil yang disebabkan karena jenis-jenis mikroalgae tersebut dapat menghasilkan toksin yang dapat meracuni ikan.
- Korosi atau pengkaratan terhadap logam (yang mengandung senyawa Fe atau S), karena di dalam massa mikroalgae penyebab blooming didapatkan pula bakteri Fe atau S penghasil asam yang korosif.
1.4 Jenis-Jenis Kontaminan Air
1. Kontaminan Organik
Sebuah daftar panjang bahan kimia organik, termasuk benzene, PCB dan vinil klorida, bisa masuk dalam air minum, berpotensi menyebabkan kerusakan yang mencakup peningkatan risiko kanker, hati, ginjal, perut, sistem saraf dan masalah sistem kekebalan tubuh; kesulitan reproduksi; katarak, dan anemia. Bahan kimia yang mencemari air berasal dari limpasan pertanian herbisida atau pestisida, leach dari tangki penyimpanan dan landfill dan dibuang dari pabrik. Banyak dikenal sebagai senyawa organik yang mudah menguap . Beberapa terus di dalam lingkungan, sebagai residu dari pestisida yang telah lama dilarang (seperti DDT) dan yang lain ditambahkan ke dalam air selama pengelolaan sampah (seperti klorin).
2. Kontaminan anorganik
ABC kontaminan air yang berasal dari sumber kimia anorganik: arsen, barium dan kromium, bersama dengan timbal, antimon, merkuri, sianida, asbes, tembaga dan banyak lagi, sebagian besar logam dan garam. Banyak terjadi secara alami, tetapi mereka juga dapat diperkenalkan melalui kegiatan manusia. Timbal dapat larut ke dalam air dari pipa memimpin, dan fluoride ditambahkan sengaja untuk membantu dalam perawatan gigi. Dengan salah satu kontaminan, jumlah lebih dari tertentu, tingkat yang dapat diterima dapat memiliki efek samping yang kurang baik. Penyakit yang disebabkan oleh overexposure kontaminan ini dapat relatif jinak, seperti diare dan pewarnaan atau pitting gigi, atau sangat serius, seperti hati, ginjal, tulang dan kerusakan jantung, efek sistem saraf dan kanker. Banyak anorganik dan organik kontaminan air dapat diberantas atau dikurangi melalui reverse osmosis atau penyulingan. Pastikan untuk mencari tahu apa kontaminan air filter dapat menangani sebelum Anda membelinya.
1.5 Kualitas Air
Pengadaan air bersih untuk kepentingan rumah tangga harus memenuhi persyaratan yang sudah ditentukan sesuai peraturan Internasional (WHO dan APHA). Kualitas air bersih di Indonesia sendiri harus memenuhi persyaratan yang tertuang di dalam peraturan Menteri Kesehatan RI No. 173/Men. Kes/Per/VIII/77. Menurut Suriawiria (1985), kualitas tesebut menyangkut:
2. Kualitas Fisik, meliputi kekeruhan, temperatur, warna, bau, dan rasa.
3. Kualitas Kimia, yaitu yang berhubungan dengan adanya ion-ion senyawa ataupun logam yang membahayakan dan pestisida.
4. Kualitas Biologi yaitu berhubungan dengan kehadiran mikroba patogen (penyebab penyakit), pencemar, dan penghasil toksin. Kandungan bakteri E. Coli dalam air berdasarkan ketentuan WHO (1968) dalam Dwijoseputro (1989), dalam hal jumlah maksimum yang diperkenankan per 100 ml adalah 1000, air untuk kolam renang 200, dan air minum 1. Hal ini menunjukkan bahwa kualitas air secara biologis ditentukan oleh kehadiran bakteri E. Coli di dalamnya.
1.6 Mikroorganisme indikator
Mikroorganisme indicator adalah sekelompok mikroorganisme yang digunakan sebagai petunjuk kualitas air. Mikroorganisme indikator telah digunakan untuk mendeteksi dan menghitung kontaminasi tinja di air, makanan, dan sampel lainnya. Mikroorganisme indikator dapat dibedakan menjadi indikator bakteri, indikator virus, dan indikator protozoa.

Sungai di California yang tercemar, tampak adanya buih.
Terdapat lima bakteri yang umum digunakan sebagai indikator:
Koliform
Koliform tidak termasuk dalam taksonomi bakteri namun hanya istilah untuk menyebutkan kelompok mikroorganisme yang berada di air. Ciri-ciri bakteri koliform adalah gram negatif, berbentuk batang, merupakan anaerob fakultatif yang dapat memfermentasikan laktosa dengan pembentukkan asam dan gas pada suhu 35 °C selama 24-48 jam. Memiliki enzim tambahan yaitu sitokrom oksidase dan beta-galaktosidase. Koliform dapat ditemukan di saluran pencemaran hewan, tanah, atau secara alami pada sampel lingkungan. Pada keadaan normal, koliform terdapat di air dalam jumlah standar dan dapat diukur, namun bila terjadi pencemaran air, jumlah koliform akan menjadi banyak dan dapat melebihi jumlah bakteri patogen lain. Oleh karena itu, koliform dapat digunakan sebagai indikator pencemaran air. Jika terdapat bakteri koliform dalam air, belum tentu bakteri patogen juga ada di air tersebut, namun jika bakteri koliform terdapat dalam jumlah besar maka perlu diperiksa kembali keberadaan bakteri patogen lain.

Koliform Tinja
Digunakan untuk mendeteksi pencemaran tinja. Merupakan bakteri termotoleran yang dapat beradaptasi dengan cara stabilisasi protein pada suhu di saluran pencernaan. Koliform tinja dapat melakukan fermentasi dengan menghasilkan asam dan gas pada suhu 44.5 °C. Koliform tinja memiliki korelasi yang kuat dengan pencemaran tinja hewan berdarah panas. Untuk mendeteksi E.coli pada koliform tinja secara lebih spesifik dapat digunakan enzim MUG yang aka[n berpendar dengan sinar UV. Streptococcus Tinja – Enterococcus. Merupakan mikrobiota pada manusia dan hewan. Contoh Streptococcus pada manusia adalah S. faecalis dan S. faecium
Clostridium
Merupakan mikrobiota pada hewan berdarah panas dan limbah. Sifatnya lebih stabil dibanding patogen dan memiliki spora sehingga dapat digunakan untuk mendeteksi polusi yang terjadi di waktu lampau.
Pseudomonas
Digunakan sebagai indikator kolam renang selain Staphylococcus aureus. Memiliki sifat tahan terhadap desinfeksi kimiawi. Berpigmen pyocyanin dan dapat berpendar.
Bacteroides spp. dan Bifidobacteria spp.
Banyak ditemukan di feses 100 kali dibanding yang lain. Kedua bakteri ini sulit dideteksi karena bersifat sangat anaerob dan dapat musnah bila terkena oksigen, sehingga untuk mendeteksi perlu kondisi yang sangat anaerob pula. Beberapa jenis Bacteroides spesifik pada manusia.
Indikator Virus
Terdapat empat kandidat mikroorganisme yang digunakan sebagai indikator virus[1].
• Kolifage, yaitu baktriofage yang menginfeksi E.coli dan bakteri koliform lainnya. Bakteri yang diinfeksi tidak memiliki fili sehingga virus menempel langsung pada dinding selnya. Sifatnya tidak spesifik pada feses dan deteksi bergantung pada inangnya. Contohnya adalah myoviridae, podoviridae, dan siphoviridae.
• Kolifage jantan, yaitu colifage yang menginfeksi E.coli jantan (yang memilliki strain F+) sehingga dapat menghasilkan fili dan penempelan terjadi melalui reseptor fili. Bersifat spesifik pada feses. Contohnya adalah leviviridae
• Fage Bacteroides fragilis, bersifat spesifik feses manusia. Namun konsentrasinya sangat rendah sehingga belum dapat ditunjukkan spesifitasnya
• Fage Salmonella, terdapat pada feses manusia dan hewan. Digunakan untuk mengindikasi banyaknya bakteri Salmonella, namun konsentrasinya juga terlalu rendah.
Indikator Protozoa
Sesungguhnya tidak ada indikator yang berlaku secara universal bagi parasit protozoa. Indikator bergantung pada sumber air yang dugunakan pada suatu daerah tertentu. Contoh yang telah diidentifikasi adalah indikasi menggunakan spora Clostridium dan bakteri aerob termostabil.
Kelemahan
Tidak ada indikator yang ideal untuk semua lingkungan dan memenuhi semua persyaratan. tidak ada suatu indikator yang dapat mencangkup semua jenis indikator. Hal ini disebabkan karena tidak semua bakteri dapat dijadikan indikator bagi patogen. Virus dan protozoa memiliki perbedaan ukuran, respon terhadapat tekanan lingkungan, dan perlakuan. Media dan kondisi yang berbeda-beda juga membuat tidak ada indikator yang benar-benar cocok untuk kundisi tertentu. Karena itu dibuat suatu kriteria untuk mentoleransi ketidaksempurnaan tersebut. Setiap negara, setiap daerah memiliki kriteria yang berbeda-beda.Contohnya di Indonesia dilakukan pengelolaa kualitas air dan pengendalian pencemaran air. Air digolongkan berdasarkan kriteria mutu mejadi kelas I, kelas II, kelas III, dan kelas IV. Untuk air minum kadar koliform tinja maksimal 2000 dan kadar total koliform maksimal 10000.
1.5 Analisis Mikrobiologi Air
Permukaan air yang kelihatannya jernih dan bersih, belum tentu air tersebut bebas dari kontaminan. Bisa saja air ini terkontaminasi oleh mikroorganisme patogen yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Mikroorganisme kontaminan tersebut dapat dideteksi dengan menggunakan metode-metode laboratorium. Pengujian macam-macam mikroorganisme patogen dalam air minum tidaklah praktis (langsung). Analisis yang digunakan dalam pemeriksaan mikrobiologi antara lain:
1. Total Count. Total count bakteri, ditentukan berdasarkan penanaman bahan dalam jumlah dan pengenceran tertentu ke dalam media yang umum untuk bakteri. Setelah diinkubasikan pada suhu kamar selama waktu maksimal 4 x 24 jam, dilakukan perhitungan koloni. Total count fungi, dilakukan dengan metode yang sama kecuali suhu inkubasi 28 ± 1oC. Pada permukaan media pertumbuhan untuk fungi ditambahkan asam laktat 3% sebelum memasukkan sampel untuk mencegah pertumbuhan bakteri.
2. Penentuan Nilai IPB (Indeks Pencemar Biologis). Makin tinggi nilai IPB, maka makin tinggi kemungkinan deteriosasi/korosi materi di dalam sistem pabrik (logam-logam yagn mengandung Fe dan S) ataupun terhadap kemungkinan adanya kontaminasi badan air oleh organisme patogen.
Perhitungan Nilai Total Coliform
Coliform total ditentukan dengan teknik MPN (Most Probable Number) atau JPT (Jumlah Perkiraan Terdekat) dan dengsan metode penyaring membran. MPN merupakan metode penentuan jumlah bakteri yang tumbuh pada pengenceran beberapa seri tabung dengan tabel MPN coliform. Metode MPN ini lebih baik bila dibandingkan dengan metode hitung cawan, karena lebih sensitif dan dapat mendeteksi coliform dalam jumlah yang sangat rendah di dalam sampel air (Supardi dan Sukamto, 1999). Uji kualitas Coliform terdiri dari tiga tahap, yaitu: (1) Uji pendugaan, (2) Uji penegasan, (3) Uji lengkap. Menurut fardiaz (1993), uji kualitas koliform tidak harus dilakukan swecara lengkap seperti di atas. Hal ini twergantung dari berbagai faktor, seperti waktu, mutu, sampel yang diuji, biaya, tujuan analisis, dam faktor-faktor lainnya.
Metode MPN ini menggunakan medium cair di dalam tabung reaksi, yang perhitungannya dilakukan berdasarkan jumlah tabung yang positif setelah diinkubasi pada suhu dan waktu tertentu. Pengamatan tabung positif dapat dilihat dengan mengamati timbulnya kekeruhan atau terbentuknya gas pada tabung Durham untuk mikroba pembentuk gas, seperti E. coli. Metode MPN ini biasanya dilakukan untuk menghitung jumlah mikroba di dalam sampel cair, dapat pula dilakukan untuk menghitung jumlah mikroba untuk sampel yang bentuknya padat, dengan terlebih dahulu membuat suspensi 1:10 dari sampel tersebut (Siswandi, 2000). Perhitungan jumlah bakteri coliform dilakukan dengan rumus :
MPN mikroba = Nilai MPN X 1/pengenceran tabung di tengah.
Penanggulangan Mikroorganisme Patogen Dalam Air
Kelompok bakteri pengguna, yaitu kelompok lain dari bakteri yang mampu untuk mengurai senyawa-senyawa tertentu di dalam badan air. Dikenal kemudian adanya kelompok bakteri pengguna residu pestisida, pengguna residu minyak bumi, pengguna residu deterjen, dan sebagainya.
Untuk membunuh mikroorganisme air yang membahayakan manusia dengan desinfeksi klorin, filtrasi, radiasi ultraviolet atau ozonisasi.
1. Filter
Filtrasi tidak dapat mudah menghilangkan bakteri atau virus dari air minum. Fine filtrasi dapat menjadi alat yang sangat efektif dari berusaha keluar organisme besar seperti kista protozoa dan telur cacing, namun perlu dilengkapi dengan metode disinfeksi untuk menghilangkan bakteri. Beberapa perangkat filtrasi pada tingkat 0,25 mikron mutlak, dan lebih halus, mungkin efektif untuk menghilangkan bakteri, tetapi juga dapat menyebabkan penurunan tekanan air. Filter harus diperiksa dan diganti secara berkala.
2. Klorin
Desinfektan-menyebar peralatan harus otomatis, membutuhkan perawatan minimal dan memperlakukan semua air masuk rumah. Hal ini juga harus gagal-aman sehingga tidak mungkin untuk sadar menggunakan atau mengkonsumsi air yang tidak diobati. Ada banyak perangkat yang tersedia untuk mengeluarkan dosis klorin. Beberapa beroperasi dengan melepaskan pelet ke dalam sumur, yang lain menyuntikkan larutan klorin ke dalam garis air. Klorin adalah metode yang paling banyak digunakan di Amerika Serikat untuk individu disinfektan pasokan air dan kota. Ia bisa menghancurkan bakteri dengan mengoksidasi enzim internal mereka. Namun, jika air memiliki tingkat organik tinggi, organik diklorinasi berbahaya (trihalomethanes) dapat dihasilkan. Beberapa bahan kimia organik terklorinasi diduga karsinogenik bagi manusia. sistem Klorinasi perlu diperiksa dan dipelihara secara teratur oleh pemilik rumah.

Akan tetapi penggunaan senyawa ini perlu mendapat catatan dimana :
1. Gas klor tidak efektif dalam membunuh protozoa Cryptosporidium-c.
2. Gas khlor tidak efektif dalam membunuh virus Hepatitis A meskipun bakteri mati oleh desinfektan ini.
3. Untuk menjaga kualitas air perpipaan, keberadaan sisa khlor sangat diperlukan dalam suatu sistem jaringan distribusi karena dapat mengurangi risiko tumbuhnya mikroba dan terjadinya kontaminasi.
3. Yodium
Yodium secara kimiawi lebih stabil dari klorin tetapi lebih mahal. peralatan iodinasi biasanya dipasang di antara pompa dan memegang atau tangki tekanan, dan terus menerus aliran diukur tepat yodium terkonsentrasi dimasukkan ke dalam pipa air. Jenis peralatan mudah dioperasikan dan membutuhkan sedikit pemeliharaan. Yodium dapat memberi rasa sedikit ke air.

4. Cahaya Ultraviolet
iradiasi ultraviolet akan membunuh bakteri dengan membuat perubahan fotokimia dalam DNA-nya. Tidak ada bahan kimia yang ditambahkan ke air dengan proses ini. Air minum ultraviolet Hampir semua unit terdiri dari satu atau lebih lampu ultraviolet biasanya tertutup di lengan kuarsa, sekitar yang aliran air. Lampu UV mirip dengan lampu neon dan lengan kuarsa sekitarnya setiap lampu melindungi lampu dari tindakan pendingin air. Pengaruh pembunuhan lampu berkurang ketika lampu suhu diturunkan. Air tanah biasanya suhu sepanjang tahun konstan dan sehingga memungkinkan untuk mengatur laju aliran yang tidak akan menyebabkan pendinginan berlebihan.
Efektivitas iradiasi UV tergantung pada intensitas cahaya, kedalaman paparan dan waktu kontak. Air lewat di lapisan tipis relatif di sekitar lampu, karena itu, aliran air harus diatur untuk memastikan bahwa semua organisme mendapatkan eksposur yang memadai berkurang. Jika air semua di keruh, atau jika kartu berisi jejak dari besi, efektivitas UV sangat . Dalam kasus tersebut, air harus disaring sebelum mencapai sistem UV. Unit iradiasi ultraviolet yang otomatis dan membutuhkan sedikit pemeliharaan. Ada beberapa tersedia secara komersial UV sistem yang dirancang untuk sumur rumah.
5. Ozon
Ozone mengandung tiga atom oksigen. Telah digunakan dalam pengolahan air sejak tahun 1903. Hal ini lebih efektif terhadap bakteri dan virus dari klorin dan tidak menambahkan bahan kimia untuk air. Ozon tidak bisa disimpan dan membutuhkan sebuah situs ozon generator-on. Secara umum, ozonisasi peralatan serta biaya operasi yang lebih tinggi daripada prosedur perawatan lainnya.










BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah diuraikan di atas, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa:
1. Kelompok mikroorganisme yang hidup di dalam air terdiri dari : Bakteri, Alga biru-hijau, Fungi, Microalgae, Virus dan Protozoa.
2. Beberapa macam mikroorganisme air yang menguntungkan: Chlorella, Hydrodyction, Pinnularia, Scenedesmus, Tabellaria (sebagai makanan ikan). Mikroalgae (sebagai decomposer) dan menghasilkan oksigen. Anabaena memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen dan dapat kita tersebar luas di dalam air dan juga tanah.
3. Beberapa macam mikroorganisme merugikan :Vibrio penyebab penyakit kolera, Entamoeba penyebab disentriamuba.Di dalam air juga ditemukan mikroba penghasil toksin seperti : Clostridium yang hidup anaerobik, yang hidup aerobik misalnya : Pseudomonas, Salmonella, Staphyloccus, serta beberapa jenis mikroalgae seperti Anabaena dan Microcystis. Thiobacillus menyebabkan air menjadi busuk, yang mempunyai kemampuan mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S.





DAFTAR PUSTAKA
Atlas Kanada (2004). Principles of microbiology. St. Louis: Mosby. ISBN 0-8016-7790-4.

Departemen Kesehatan RI. 2002. SK Menteri Kesehatan No. 907/Menkes/VIII/, Tentang Standarisasi Baku Mutu Air dan Badan Dalam Air. Jakarta:Depkes.

Dwidjoseputro. 1976. Dasar-dasar Mikrobiologi. Jakarta: Djambatan

Fardiaz (1993), Fardiaz, Srikandi. 1993. Analisis Mikrobioloogi Pangan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada.

Gleick, 1996, Buku Panduan PE Kualitas Air Minum. 1990. Van Nostrand Reinhold, NY.

Purnomo, Hari. 1995. Aktivitas Air dan Perannya dalam Pengawetan Pangan.Jakarta: Universitas Indonesia.

Saksono, Lukman. 1986. Pengantar Sanitasi Makanan. Bandung: Alumni.

Santoso, Budi. 1994. Petunjuk Praktis Budidaya Lele Dumbo& Lokal.Yogyakarta: Kanisius.

Singleton, P. 1992. Introduction to Bacteria for Student of Biology Biotecnology and Medicine. New york: Academyc Press. Inc.

Suriawiria. 1993. Budi Daya Ikan dan Pengelolaannya. Jakarta: Penebar Swadaya

aplikasi radioisotop dalam bidang energi

BAB I
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bagi sebagian golongan masyarakat radioisotop sebagai produk dan reaktor nuklir dianggap sebagai benda yang berbahaya yang kehadirannya harus dihindari. Radioisotop sebagai unsur yang mempunyai sifat memancarkan radiasi memang berpotensi berbahaya bagi manusia apabila penanganannya tidak mengikuti aturan dan ketentuan tentang proteksi radiasi. Namun, apabila radioisotop ini didayagunakan dengan memperhatikan aturan dan ketentuan tentang proteksi radiasi maka manfaatnya bagi manusia, bagi masyarakat dan bagi pembangunan negara adalah sangat besar. Teknik dengan mendayagunakan radioisotop merupakan teknik komplementair atau teknik terhadap teknik konvensional yang sudah digunakan dalam bidang lain.
Perlombaan negara-negara maju untuk bisa menguasai teknologi maju sudah dimulai sejak terjadinya peperangan baik perang dunia kesatu maupun kedua. Pada era perang dunia kedua, penguasaan teknologi nuklir memungkinkan negara-negara tersebut membuat kapal-kapal perang dengan berpendorong nuklir dan memasukan bahan-bakar nuklir ke dalam hulu ledak misilnya. Generasi pertama penggunaan energi nuklir adalah untuk tujuan militer seperti halnya sebuah reaktor pendorong kapal selam (submarine) (West, J.M. and W.K. Davis, 2001) milik US “Nautilus”, diikuti juga oleh uni soviet atau rusia saat ini dan senjata mematikan seperti bom atom yang pernah di jatuhkan di Hiroshima dan Nagasaki pada akhir perang dunia II. Selepas perang dunia kedua, dunia semakin sadar akan kehancurannya terutama akibat dijatuhkannya dua bom nuklir di Jepang yang menyebabkan banyak korban jiwa. Pengembangan energi nuklir untuk tujuan sipil seperti reaktor nuklir untuk pembangkit daya dimulai secara intensif setelah konferensi genewa “On the peaceful uses of atomic energy” yang disponsori oleh UN (PBB) tahun 1955. Teknologi nuklir untuk tujuan damai atau untuk menghasilkan listrik bagi penduduk telah dimulai pertama kalinya oleh pemerintah Rusia di daerah Obninsk, pada 27 Juni 1954 dengan daya 30 MW. Energi nuklir setelah era perang dunia kedua merupakan energi yang bertujuan kebutuhan sipil, seperti halnya untuk kebutuhan pertanian dan peternakan. Penggunaan teknologi nuklir juga bermanfaat pada peningkatan kesehatan dan kedokteran, serta kebutuhan industri. Teknologi nuklir yang lebih umum digunakan adalah untuk pembangkit tenaga listrik yang dapat membantu supply energi bagi listrik nasional khususnya.
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PTLN) di dunia sampai 2006 berjumlah 442 buah yang sedang beroperasi secara komersial di 31 negara. Total daya yang dihasilkan 370 GWe yang berkontribusi 16% terhadap energi dunia. Jumlah reaktor nuklir komersial untuk energi di atas belum termasuk reaktor nuklir untuk tujuan riset dan pengembangan di pusat riset dan pengembangan, industri dan universitas. Amerika serikat mempunyai fasilitas PLTN terbanyak di dunia, yaitu sekitar 104 PLTN dengan kontribusi 20% listrik disana dari total kebutuhan energi listrik AS yang beroperasi di 30 negara bagian negara tersebut. Di beberapa negara lainya, kontribusi energi nuklir terhadap pasokan listrik nasional cukup signifikan dari total kebutuhan listrik nasional mereka seperti di Prancis sebanyak 75% dari total kebutuhan, Belgia 58%, Swedia 47%, Korea Selatan 43%, Hongaria 38%, Swiss 36%, Jerman 31%, Jepang 36%, Finlandia 33%, spanyol 30%, Inggris 29%, Republik Czech 20%, Kanada 13%, mexico 5%, belanda 4%, dan lain sebagainya. Saat ini sediktinya ada sekitar 27 PLTN baru yang dalam tahap pembangunan.













BAB II
PEMBAHASAN
Pengertian Radioisotop
Radioisotop adalah isiotop dari zat radioaktif, dibuat dengan menggunakan reaksi inti dengan netron. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang sama. Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan sebagai sumber radiasi /sumber sinar. Pengunaan radioisotop sebagai perunut didasarkan pada ikatan bahwa isotop radioaktif mempunyai sifat kimia yang sama dengan isotop stabil. Radoisotop ditambahkan ke dalam suatu sistem untuk mempelajari sistem itu, baik sistem fisika, kimia maupun sistem biologi. Oleh karena radioisotop mempunyai sifat kimia yang sama seperti isotop stabilnya, maka radioisotop dapat digunakan untuk menandai suatu senyawa sehingga perpindahan perubahan senyawa itu dapat dipantau. Sedangkan penggunaan radioisotop sebagai sumber radiasi didasarkan pada kenyataan bahwa radiasi yang dihasilkan zat radioaktif dapat mempengaruhi materi maupun mahluk. Radiasi dapat digunakan untuk memberi efek fisis: efek kimia, maupun efek biologi.
Nuklir sebagai Sumber Energi Listrik
Nuklir merupakan istilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun atas dua buah partikel fundamental, yaitu proton dan neutron. Di dalam inti atom terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperan penting, yaitu gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik serta pada jangka waktu yang panjang terdapat gaya nuklir lemah. Gaya nuklir kuat merupakan interaksi antara partikel quark dan gluon yang dibahas dalam teori quantum chromodynamics (QCD) sedangkan gaya nuklir lemah adalah interaksi yang terjadi dalam skala inti atom seperti peluruhan beta yang dibahas dalam elecroweak theory.
Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua buah jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi dan reaksi fisi. Reaksi fusi adalah suatu reaksi yang menggabungkan beberapa partikel atomik menjadi sebuah partikel atomik yang lebih berat. Reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang sangat besar seperti yang terjadi pada bintang. Salah satu reaksi contoh reaksi fusi adalah penggabungan partikel deuterium (D atau 2H) dan tritium (T atau 3H). Langkah pertama, deuterium dan tritium dipercepat dengan arah yang saling mendekati pada suhu termonuklir. Penggabungan antara dua buah partikel tersebut membentuk helium-5 (5He) yang tidak stabil sehingga mengakibatkan peluruhan. Dalam proses peluruhan ini, sebuah neutron dan partikel helium-4 (4He) terhambur disertai dengan energi yang sangat besar, yaitu 14,1 MeV untuk penghamburan neutron dan 3,5 MeV untuk penghamburan helium-4. Sampai saat ini, reaksi fusi belum dapat dirancang oleh manusia karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Hal ini menyebabkan pemanfaatan reaksi fusi sebagai sumber energi listrik belum dapat direalisasikan.
Reaksi nuklir lain yang sudah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik adalah reaksi fisi. Reaksi fisi merupakan kebalikan dari reaksi fusi, yaitu reaksi yang membelah suatu partikel atomik menjadi menjadi beberapa partikel atomik lainnya dan sejumlah energi. Salah satu contoh dari reaksi fisi adalah reaksi fisi pada partikel uranium-235 (235U) yang ditumbuk oleh sebuah neutron yang bergerak pelan. Proses penyerapan neutron oleh uranium-235 mengakibatkan terbentuknya partikel uranium-236 (236U) yang tidak stabil sehingga terbelah menjadi partikel krypton-92 (92Kr), barium-141 (141Br), dan beberapa neutron bebas serta sejumlah energi. Reaksi fisi dapat berlangsung secara terus menerus yang biasa disebut dengan reaksi rantai. Dalam reaksi rantai, neutron yang telah terhambur dari reaksi fisi dapat mengakibatkan terjadinya reaksi fisi lain sama baiknya dengan reaksi fisi sebelumnya. Energi yang dihasilkan dari reaksi ini dapat dikonversi menjadi energi listrik pada sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).
Tiga hal menarik yang terjadi pada proses reaksi fisi adalah sebagai berikut:
Peluang sebuah atom U-235 menangkap sebuah neutron bernilai sangat tinggi. Dalam sebuah reaktor yang bekerja (dikenal dengan keadaan kritis), sebuah neutron yang terhambur dari setiap reaksi fisi dapat menyebabkan terjadinya reaksi fisi yang lainnya.
Proses penyerapan dan penghamburan neutron terjadi dengan sangat cepat pada orde pikosekon (1×10-12 sekon)
Jumlah energi yang dihasilkan berupa panas dan radiasi gamma luar biasa besar pada sebuah reaksi fisi yang terjadi. Dalam reaksi ini terbentuk beberapa produk fisi dan neutron dengan massa total yang lebih ringan dari partikel U-235 pada awal reaksi. Perbedaan massa ini diubah menjadi energi dengan nilai yang dirumuskan dalam E = mc2. Dalam satu kali peluruhan atom U-235 bisa dihasilkan energi sebesar 200 MeV (1 eV = 1,6.10-19 joule). U-235 dapat bekerja dalam sebuah sampel uranium yang diperkaya menjadi 2 sampai 3 persen. Pada senjata nuklir, komposisi U-235 mencapai 90 persen atau lebih dari sebuah sampel uranium.
Pengertian PLTN
Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir atau PLTN adalah sebuah pembangkit daya thermal yang menggunakan satu atau beberapa reaktor nuklir sebagai sumber panasnya. Prinsip kerja sebuah PLTN hampir sama dengan sebuah Pembangkilt Listrik Tenaga Uap, menggunakan uap bertekanan tinggi untuk memutar turbin. Putaran turbin inilah yang diubah menjadi energi listrik. Perbedaannya ialah sumber panas yang digunakan untuk menghasilkan panas. Sebuah PLTN menggunakan Uranium sebagai sumber panasnya. Reaksi pembelahan (fisi) inti Uranium menghasilkan energi panas yang sangat besar. Daya sebuah PLTN berkisar antara 40 Mwe sampai mencapai 2000 MWe, dan untuk PLTN yang dibangun pada tahun 2005 mempunyai sebaran daya dari 600 MWe sampai 1200 MWe. Sampai tahun 2006 terdapat 443 PLTN yang beroperasi di dunia, yang secara keseluruhan menghasilkan daya sekitar 1/6 dari energi listrik dunia.
Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) menyediakan sekitar 17 persen dari total tenaga listrik dunia. Beberapa negara membutuhkan tenaga nuklir yang lebih besar dari negara lain. Di Prancis, menurut International Atomic Energy Agency (IAEA), 75 persen tenaga listriknya dihasilkan oleh reaktor nuklir. Jumlah pembangkit tenaga listrik di dunia diperkirakan lebih dari 400 buah dengan 100 buah diantaranya berada di Amerika Serikat.

Pada PLTN, bahan bakar sebuah reaktor nuklir berupa uranium. Uranium merupakan salah satu hasil tambang yang terdapat di bumi. Uranium-238 (U-238) mempunyai waktu paruh yang sangat lama (4,5 milyar tahun) dengan komposisi 99 persen dari total uranium yang ada di bumi. Komposisi lainnya, U-235 mempunyai sekitar 0,7 persen dan U-234 jauh lebih rendah yang dibentuk melalui proses peluruhan U-238 (U-238 melalui beberapa tahap peluruhan alpha dan beta untuk membentuk isotop yang lebih stabil dan U-234 adalah salah satu hasil dari mata rantai dari peluruhan ini).
Dalam sebuah reaktor nuklir, butiran uranium yang sudah diperkaya disusun dalam sebuah balok dan dikumpulkan ke dalam bundelan (reactor). Bundelan tersebut direndam dalam air pada sebuah bejana tekan (pada tekanan 70-150 atm). Air tersebut digunakan sebagai sebuah pendingin. Bundelan uranium yang digunakan pada reaktor nuklir berada dalam keadaan superkritis. Hal ini dapat menyebabkan uranium menjadi panas dan meleleh dengan mudah. Untuk mencegahnya, sebuah balok kontrol (control rods) dibuat dengan bahan yang menyerap neutron. Balok kontrol dimasukkan kedalam bundelan uranium dengan menggunakan sebuah mekanisme yang dapat mengangkat atau menurunkan balok kontrol tersebut. Pengangkatan dan penurunan balok kontrol menerima perintah seorang operator untuk mengatur jumlah reaksi nuklir. Ketika seorang operator menginginkan inti uranium untuk menghasilkan panas yang lebih, balok kontrol dinaikkan dari bundelan uranium. Sebaliknya, jika ingin panas berkurang maka balok kontrol harus diturunkan. Balok kontrol dapat diturunkan hingga komplit untuk menghentikan reaktor nuklir jika terjadi kasus kecelakaan atau penggantian bahan bakar.
Bundelan uranium digunakan sebagai sumber energi panas yang sangat tinggi. Panas ini dapat mengubah air menjadi uap air. Uap air ini digunakan untuk menggerakkan sebuah turbin uap yang memutar rotor pada generator. Berdasarkan hukum Faraday putaran rotor dikonversi menjadi tenaga listrik. Dalam beberapa reaktor, uap air akan melalui tahap kedua sebagai pengubah panas medium untuk mengubah air menjadi uap air yang menggerakkan turbin. Keuntungan dari desain ini adalah air atau uap air yang tercemar bahan radioaktif tidak akan mengenai turbin. Dalam reaktor nuklir yang sama, fluida pendingin dalam kontak dengan inti reaktor dapat berupa gas (karbon dioksida) atau logam cair (sodium, potasium). Tipe reaktor ini menerima inti uranium untuk beroperasi pada suhu yang lebih tinggi.
Ketidakberuntungan dalam PLTN dapat membuat masalah yang besar diantaranya:
Penambangan dan pemurnian uranium, berdasarkan sejarah, tidak mempunyai proses yang cukup bersih.
Penggunaan PLTN yang tidak tepat dapat menimbulkan masalah yang besar. Tragedi Chernobyl dapat digunakan sebagai contoh yang tepat. Chernoyl didesain dengan seadanya dan dioperasikan dengan tidak tepat sehingga mengakibtakan skenario kasus yang paling buruk. Beberapa ton debu radioaktif terhambur ke atmosfer dalam tragedy ini.
Limbah PLTN merupakan racun yang dapat bertahan dalam ratusan tahun dan hal ini tidak aman jika tidak digunakan fasilitas penyimpanan yang permanent untuk ini.
Transportasi bahan bakar nuklir dari dan ke PLTN mempunyai beberapa resiko tetapi selama ini track record di Amerika Serikat menunjukkan hasil yang sangat baik.
Di dalam inti atom tersimpan tenaga inti (nuklir) yang luar biasa besarnya. Tenaga nuklir itu hanya dapat dikeluarkan melalui proses pembakaran bahan bakar nuklir. Proses ini sangat berbeda dengan pembakaran kimia biasa yang umumnya sudah dikenal, seperti pembakaran kayu, minyak dan batubara. Besar energi yang tersimpan (E) di dalam inti atom adalah seperti dirumuskan dalam kesetaraan massa dan energi oleh Albert Einstein : E = m C2, dengan m : massa bahan (kg) dan C = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s). Energi nuklir berasal dari perubahan sebagian massa inti dan keluar dalam bentuk panas.
Dilihat dari proses berlangsungnya, ada dua jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi nuklir berantai tak terkendali dan reaksi nuklir berantai terkendali. Reaksi nuklir tak terkendali terjadi misal pada ledakan bom nuklir. Dalam peristiwa ini reaksi nuklir sengaja tidak dikendalikan agar dihasilkan panas yang luar biasa besarnya sehingga ledakan bom memiliki daya rusak yang maksimal. Agar reaksi nuklir yang terjadi dapat dikendalikan secara aman dan energi yang dibebaskan dari reaksi nuklir tersebut dapat dimanfaatkan, maka manusia berusaha untuk membuat suatu sarana reaksi yang dikenal sebagai reaktor nuklir. Jadi reaktor nuklir sebetulnya hanyalah tempat dimana reaksi nuklir berantai terkendali dapat dilangsungkan. Reaksi berantai di dalam reaktor nuklir ini tentu sangat berbeda dengan reaksi berantai pada ledakan bom nuklir.
Sejarah pemanfaatan energi nuklir melalui Pusat Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dimulai beberapa saat setelah tim yang dipimpin Enrico Fermi berhasil memperoleh reaksi nuklir berantai terkendali yang pertama pada tahun 1942. Reaktor nuklirnya sendiri sangat dirahasiakan dan dibangun di bawah stadion olah raga Universitas Chicago. Mulai saat itu manusia berusaha mengembangkan pemanfaatan sumber tenaga baru tersebut. Namun pada mulanya, pengembangan pemanfaatan energi nuklir masih sangat terbatas, yaitu baru dilakukan di Amerika Serikat dan Jerman. Tidak lama kemudian, Inggris, Perancis, Kanada dan Rusia juga mulai menjalankan program energi nuklirnya.
Listrik pertama yang dihasilkan dari PLTN terjadi di Idaho, Amerika Serikat, pada tahun 1951. Selanjutnya pada tahun 1954 PLTN skala kecil juga mulai dioperasikan di Rusia. PLTN pertama di dunia yang memenuhi syarat komersial dioperasikan pertama kali pada bulan Oktober 1956 di Calder Hall, Cumberland. Sistim PLTN di Calder Hall ini terdiri atas dua reaktor nuklir yang mampu memproduksi sekitar 80 juta Watt tenaga listrik. Sukses pengoperasian PLTN tersebut telah mengilhami munculnya beberapa PLTN dengan model yang sama di berbagai tempat.
Prinsip Kerja PLTN



Proses kerja PLTN sebenarnya hampir sama dengan proses kerja pembangkit listrik konvensional seperti pembangkit listrik tenaga uap (PLTU), yang umumnya sudah dikenal secara luas. Yang membedakan antara dua jenis pembangkit listrik itu adalah sumber panas yang digunakan. PLTN mendapatkan suplai panas dari reaksi nuklir, sedang PLTU mendapatkan suplai panas dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batubara atau minyak bumi.
Reaktor daya dirancang untuk memproduksi energi listrik melalui PLTN. Reaktor daya hanya memanfaatkan energi panas yang timbul dari reaksi fisi, sedang kelebihan neutron dalam teras reaktor akan dibuang atau diserap menggunakan batang kendali. Karena memanfaatkan panas hasil fisi, maka reaktor daya dirancang berdaya thermal tinggi dari orde ratusan hingga ribuan MW. Proses pemanfaatan panas hasil fisi untuk menghasilkan energi listrik di dalam PLTN adalah sebagai berikut :
Bahan bakar nuklir melakukan reaksi fisi sehingga dilepaskan energi dalam bentuk panas yang sangat besar.
Panas hasil reaksi nuklir tersebut dimanfaatkan untuk menguapkan air pendingin, bisa pendingin primer maupun sekunder bergantung pada tipe reaktor nuklir yang digunakan.
Uap air yang dihasilkan dipakai untuk memutar turbin sehingga dihasilkan energi gerak (kinetik).
Energi kinetik dari turbin ini selanjutnya dipakai untuk memutar generator sehingga dihasilkan arus listrik.
Jenis-Jenis PLTN
Teknologi PLTN dirancang agar energi nuklir yang terlepas dari proses fisi dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam kehidupan sehari-hari. PLTN merupakan sebuah sistim yang dalam operasinya menggunakan reaktor daya yang berperan sebagai tungku penghasil panas. Dewasa ini ada berbagai jenis PLTN yang beroperasi. Perbedaan tersebut ditandai dengan perbedaan tipe reaktor daya yang digunakannya. Masing-masing jenis PLTN/tipe reaktor daya umumnya dikembangkan oleh negara-negara tertentu, sehingga seringkali suatu jenis PLTN sangat menonjol dalam suatu negara, tetapi tidak dioperasikan oleh negara lain. Perbedaan berbagai tipe reaktor daya itu bisa terletak pada penggunaan bahan bakar, moderator, jenis pendinging serta perbedaan-perbedaan lainnya.
Perbedaan jenis reaktor daya yang dikembangkan antara satu negara dengan negara lain juga dipengaruhi oleh tingkat penguasaan teknologi yang terkait dengan nuklir oleh masing-masing negara. Pada awal pengembangan PLTN pada tahun 1950-an, pengayaan uranium baru bisa dilakukan oleh Amerika Serikat dan Rusia, sehingga kedua negara tersebut pada saat itu sudah mulai mengembangkan reaktor daya berbahan bakar uranium diperkaya. Sementara itu di Kanada, Perancis dan Ingris pada saat itu dipusatkan pada program pengembangan reaktor daya berbahan bakar uranium alam. Oleh sebab itu, PLTN yang pertama kali beroperasi di ketiga negara tersebut menggunakan reaktor berbahan bakar uranium alam. Namun dalam perkembangan berikutnya, terutama Inggris dan Perancis juga mengoperasikan PLTN berbahan bakar uranium diperkaya.
Sebagian besar reaktor daya yang beroperasi dewasa ini adalah jenis Reaktor Air Ringan atau LWR (Light Water Reactor) yang mula-mula dikembangkan di AS dan Rusia. Disebut Reaktor Air Ringan karena menggunakan H2O kemurnian tinggi sebagai bahan moderator sekaligus pendingin reaktor. Reaktor ini terdiri atas Reaktor Air tekan atau PWR (Pressurized Water Reactor) dan Reaktor Air Didih atau BWR (Boiling Water Reactor) dengan jumlah yang dioperasikan masing-masing mencapai 52 % dan 21,5 % dari total reaktor daya yang beroperasi. Sedang sisanya sebesar 26,5 % terdiri atas berbagai type reaktor daya lainnya.
Reaktor BWR
Pada reactor BWR hanya terdapat satu sirkuit aliran pendingin yang bertekanan rendah (sekitar 75 atm) sehingga aliran pendingin tersebut dapat mendidih di dalam teras mencapai suhu 285oC. Uap yang dihasilkan tersebut mengalir menuju perangkat pemisah dan pengering uap yang terletak di atas teras kemudian menuju turbin. Karena air yang berada di sekitar teras selalu mengalami kontaminasi oleh peluruhan radionuklida, maka turbin harus diberi perisai dan perlindungan radiasi sewaktu masa pemeliharaan. Kebanyakan zat radioaktif yang terdapat pada air tersebut beumur paro sangat singkat, misalnya N-16 dengan umur paro 7 detik sehingga ruang turbin dapat dimasuki sesaat setelah reaktor dipadamkan. Uap tersebut kemudian memasuki turbin-generator. Setelah turbin digerakkan, uap diembunkan di kondenser menjadi aliran pendingin, kemudian dipompa ke reaktor dan memulai siklus kembali seperti di atas.

Gambar Skema Reaktor Boiling Water Reactor (BWR)
Reaktor Air Didih Lanjut (Advanced Boiling Water Reactor, ABWR)
ABWR adalah reaktor air didih lanjut, yaitu tipe modifikasi dari reaktor air didih yang ada pada saat ini. Perbaikan ditekankan pada keandalan, keselamatan, limbah yang rendah, kemudahan operasi dan faktor ekonomi. Perlengkapan khas ABWR yang mengalami perbaikan desain adalah (1) pompa internal, (2) penggerak batang kendali, (3) alat pengatur aliran uap, (4) sistem pendinginan teras darurat, (5) sungkup reaktor dari beton pra-tekan, (6) turbin, (7) alat pemanas untuk pemisah uap (penurun kelembaban), (8) sistem kendali dijital dan lain-lain.
Reaktor CANDU
Reaktor CANDU atau CANada Deuterium Uranium adalah jenis reaktor air berat bertekanan yang menggunakan Uranium alam oksida sebagai bahan bakar. Reaktor ini dirancang oleh Atomic Energy Canada Limited (AECL) semenjak tahun 1950 di Kanada. Karena menggunakan bahan bakar Uranium alam, maka reaktor ini membuthkan moderator yang lebih efisien seperti air berat

Gambar Skema Reaktor CANDU atau CA Nada Deuterium Uranium
Moderator reaktor CANDU terletak pada tangki besar yang disebut calandria, yang disusun oleh tabung-tabung bertekanan horisontal yang digunakan sebagai tempat bahan bakar, didinginkan oleh aliran air berat bertekanan tinggi yang mengalir melewati tangki calandria ini sampai mencapai suhu 290oC. Sama seperti Reaktor PWR, uap dihasilkan oleh aliran pendingin sekunder yang mendapat panas dari aliran pendingin utama. Dengan digunakannya tabung-tabung bertekanan sebagai tempat bahan bakar, memungkinkan untuk mengisi bahan bakar tanpa memadamkan reaktor dengan memisahkan tabung bahan bakar yang akan diisi dari aliran pendingin.
Reaktor tabung tekan
Reaktor tabung tekan merupakan reaktor yang terasnya tersusun atas pendingin air ringan (ada juga air berat) dan moderator air berat atau pendingin air ringan dan moderator grafit dalam pipa kalandria. Bahan pendingin dan bahan moderator dipisahkan oleh pipa tekan, sehingga bahan pendingin dan bahan moderator dapat dipilih secara terpisah. Pada kenyataannya terdapat variasi gabungan misalnya pendingin air ringan moderator air berat (Steam-Generating Heavy Water Reactor, SGHWR), pendingin air berat moderator air berat (Canadian Deuterium Uranium, CANDU), pendingin air ringan moderator grafit (Channel Type Graphite-moderated Water-cooled Reactor, RBMK). Teras reaktor terdiri dari banyak kanal bahan bakar dan dideretkan berbentuk kisi kubus di dalam tangki kalandria, bahan pendingin mengalir masing-masing di dalam pipa tekan, energi panas yang timbul pada kanal bahan bakar diubah menjadi energi penggerak turbin dan digunakan pada pembangkit listrik. Disebut juga rektor nuklir tipe kanal.
Pebble Bed Modular Reactor (PBMR)
Reaktor PBMR menawarkan tingkat keamanan yang baik. Proyek PBMR masa kini merupakan lanjutan dari usaha masa lalu dan dipiloti oleh konglomerat internasional USA berbasis Exelon Corporation (Commonwealth Edison PECO Energy), British Nuclear Fuels Limited dan South African based ESKOM sebagai perusahaan reaktor.

Gambar Skema PBMR
PBMR menggunakan helium sebagai pendingin reaktor, berbahan bakar partikel uranium dioksida yang diperkaya, yang dilapisi dengan Silikon Karbida berdiameter kurang dari 1mm, dirangkai dalam matriks grafit. Bahan bakar ini terbukti tahan hingga suhu 1600oC dan tidak akan meleleh di bawah 3500oC. Bahan bakar dalam bola grafit akan bersirkulasi melalui inti reaktor karena itu disebut sistem pebble-bed.
Reaktor Magnox

Gambar Skema Reaktor Magnox
Reaktor Magnox merupakan reaktor tipe lama dengan siklus bahan bakar yang sangat singkat (tidak ekonomis), dan dapat menghasilkan plutonium untuk senjata nuklir. Reaktor ini dikembangkan pertama sekali di Inggris dan di Inggris terdapat 11 PLTN dengan menggunakan 26 buah reaktor Magnox ini. Sampai tahun 2005 ini, hanya tinggal 4 buah reaktor Magnox yang beroperasi di Inggris dan akan didekomisioning pada tahun 2010.
Reaktor Magnox menggunakan CO2 bertekanan sebagai pendingin, grafit sebagai moderator dan berbahan bakar Uranium alam dengan logam Magnox sebagai pengungkung bahan bakarnya. Magnox merupakan nama dari logam campuran yaitu dengan logam utama Magnesium dengan sedikit Aluminium dan logam lainnya, yang digunakan sebagai pengungkung bahan bakar logam Uranium alam dengan penutup yang tidak mudah teroksidasi untuk menampung hasil fisi.
Advanced Gas-cooled Reactor (AGR)
Advanced Gas-Cooled Reactor (AGR) merupakan reaktor generasi kedua dari reaktor berpendingin gas yang dikembangkan Inggris. AGR merupakan pengembangan dari reaktor Magnox. Reaktor ini menggunakan grafit sebagai moderator netron, CO2 sebagai pendingin dan bahan bakarnya adalah pelet Uranium oksida yang diperkaya 2,5%-3,5% yang dikungkung di dalam tabung stainless steel. Gas CO2 yang mengalir di teras mencapai suhu 650oC dan kemudian memasuki tabung generator uap. Kemudian uap yang memasuki turbin akan diambil panasnya untuk menggerakkan turbin. Gas telah kehilangan panas masuk kembali ke teras.

Gambar Skema Advanced Gas-cooled Reactor (AGR)
Russian Reaktor Bolshoi Moshchnosty
RBMK merupakan singkatan dari Russian Reaktor Bolshoi Moshchnosty Kanalny yang berari reaktor Rusia dengan saluran daya yang besar. Pada tahun 2004 masih terdapat beberapa reaktor RMBK yang masih beroperasi, namun tidak ada rencana untuk membangun reaktor jenis ini lagi. Keunikan reaktor RBMK terdapat pada moderator grafitnya yang dilengkapi dengan tabung untuk bahan bakar dan tabung untuk aliran pendingin.

Gambar Skema RBMK
Pada rancangan reaktor RBMK, terjadi pendidihan aliran pendingin di teras samapi mencapai suhu 290°C. Uap yang dihasilkan kemudian masuk ke perangkat pemisah uap yang memisahkan air dari uap. Uap yang telah dipisahkan kemudian mengalir menuju turbin, seperti pada rancangan reaktor BWR. Masalah yang dihadapi pada BWR yaitu uap yang dihasilkan bersifat radioaktif juga terjadi pada reaktor ini. Namun, dengan adanya pemisahan uap, maka terdapat waktu jeda yang menurunkan radiasi di sekitar turbin. Dengan menggunakan moderasi netron yang sangat bergantung pada grafit, apabila terjadi pendidihan yang berlebihan, maka aliran pendingin akan berkurang sehingga penyerapan netron juga berkurang, tetapi reaksi fisi akan semakin cepat sehingga dapat menimbulkan kecelakaan
Pressurized Water Reactor (PWR)
PWR adalah jenis reaktor daya nuklir yang menggunakan air ringan biasa sebagai pendingin maupun moderator neutron. Reaktor ini pertama sekali dirancang oleh Westinghouse Bettis Atomic Power Laboratory untuk kepentingan kapal perang, tetapi kemudian rancangan ini dijadikan komersial oleh Westinghouse Nuclear Power Division. Reaktor PWR komersial pertama dibangun di Shippingport, Amerika Serikat yang beroperasi sampai tahun 1982. Selain Westinghouse, banyak perusahaan lain seperti Asea Brown Boveri-Combustion Engineering (ABB-CE), Framatome, Kraftwerk Union, Siemens, and Mitsubishi yang mengembangkan dan membangun reaktor PWR ini. Reaktor jenis ini merupakan jenis reaktor yang paling umum. Lebih dari 230 buah reaktor digunakan untuk menghasilkan listrik, dan beberapa ratus lainnya digunakan sebagai tenaga penggerak kapal.

Gambar Skema Reaktor Pressurized Water Reactor (PWR)
Pada reaktor jenis PWR, aliran pendingin utama yang berada di teras reaktor bersuhu mencapai 325oC sehingga perlu diberi tekanan tertentu (sekitar 155 atm) oleh perangkat pressurizer sehingga air tidak dapat mendidih. Pemindah panas, generator uap, digunakan untuk memindahkan panas ke aliran pendingin sekunder yang kemudian mendidih menjadi uap air dan menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Uap kemudian diembunkan di dalam kondenser menjadi aliran pendingin sekunder. Aliran ini kembali memasuki generator uap dan menjadi uap kembali, memasuki turbin, dan demikian seterusnya
Boiling water reactor (BWR)
Reaktor jenis BWR merupakan rancangan reaktor jenis air ringan sebagai pendingin dan moderator, yang juga digunakan di beberapa Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir. Reaktor BWR pertama sekali dirancang oleh Allis-Chambers dan General Electric (GE). Sampai saat ini, hanya rancangan General Electric yang masih bertahan. Reaktor BWR rancangan General Electric dibangun di Humboldt Bay di California. Perusahaan lain yang mengembangkan dan membangun reaktor BWR ini adalah ASEA-Atom, Kraftwerk Union, Hitachi. Reaktor ini mempunyai banyak persamaan dengan reaktor PWR; perbedaan yang paling kentara ialah pada reaktor BWR, uap yang digunakan untuk memutar turbin dihasilkan langsung oleh teras reaktor.
Tugas utama Keselamatan Reaktor
Tugas utama keselamatan reaktor adalah mencegah terlepasnya zat-zat radioaktif ke lingkungan baik dalam keadaan operasi normal, gangguan maupun kecelakaan. Tugas ini dilakukan oleh sistem keselamatan raktor.
Filosofi keselamatan reaktor adalah “gagal selamat” artinya bila reaktor beroperasi tidak normal sistem keselamatan segera mematikan reaktor dan mengambil tindakan pengamanan secara otomatis. Tujuannya adalah elemen bakar selalu memperoleh pendinginan yang cukup sehingga integritasnya selalu terjaga dan pelepasan zat radioaktif terhindarkan. Oleh karena itu sistem keselamatan reaktor harus mempunyai keandalan yang tinggi. Dia harus berfungsi dalam setiap saat dan setiap keadaan termasuk keadaan bila terjadi bencana alam seperti gempa bumi.
Keandalan yang tinggi ini dicapai dengan jalan:
Kontrol kualitas yang ketat setiap komponen reaktor dari pembuatan sampai pemasangan dengan pengesetan berulang-ulang dengan berbagai cara.
Inspeksi kontinyu selama beroperasi
Didesain dengan prinsip ganda yaitu diversiter dan redudan Diversiter artinya beberapa sistem yang berbeda tetapi mempunyai tugas yang sama. Redudan artiya perangkap sistem dan komponen
Analisis keselamatan yang berisi tanggapan reaktor terhadap gangguan dan kecelakaan yang mungkin terjadi termasuk resikonya. Analisis ini harus menunjukkan bahwa reaktor hanya akan memberikan resiko dibawah batas yang diijinkan meskipun dalam keadaan kecelakaan.
Sistem Keselamatan Berlapis
Dalam teknologi reaktor dikenal istilah sistem keselamatan berlapis yaitu lapisan penghalang terlepasnya zat radioaktif ke lingkungan. Sebagai gambaran disajikan sistem penghalang pada suatu reaktor daya, yaitu:
Kristal bahan bakar
Kelongsong elemen bakar
Bejana tekan
Bejana keselamatan
Sistem penahan gas dan cairan aktif
Perisai biologis
Gedung reaktor
Sistem tekanan negatif
Bila prisisp-prisip keselamatan ini digunakan dalam pembangunan reaktor, niscaya keselamatan operasi reaktor akan terjamin. Untuk reaktor kecil seperti reaktor riset sistem keselamatannya tidak selengkap reaktor daya.



 
Baterai Nuklir
Disamping keuntungan radioisotope di PLTN, para ahli pada saat ini juga sedang melengkapi kemampuan energi nuklir untuk menghasilkan tenaga listrik arus searah (tenaga baterai/DC), tidak hanya tenaga listrik arus bolak-balik (AC) seperti yang sudah dikenal selama ini melalui PLTN. Cara lain yang dimaksud adalah tidak dengan memanfaatkan panas dari hasil reaksi fisi maupun fusi, akan tetapi memanfaatkan proses terjadinya reaksi peluruhan (decay process) pada setiap bahan radioaktif. Pada reaksi peluruhan ini yang dimanfaatkan adalah radiasi nuklir itu sendiri yang disertai dengan pelepasan elektron atau muatan listrik dan juga kemampuan menumbuk bahan untuk menghasilkan elektron sekunder yang dapat diubah menjadi tenaga listrik. Bila hal ini bisa direalisasikan maka tenaga listrik yang diperoleh dari hasil proses peluruhan zat radioaktif akan dapat menambah sumber tenaga listrik arus searah, disamping sumber arus searah (tanaga baterai) yang telah dikenal secara konvensional berupa baterai kimia sel basah maupun sel kering.
Pemanfaatan energi nuklir untuk diubah menjadi tenaga listrik arus searah (DC) adalah karena timbulnya elektron atau muatan listrik pada peristiwa peluruhan zat radioaktif. Oleh karena itu, sumber arus searah baterai nuklir ini berasal dari radioisotop yang memancarkan radiasi Alpha, Beta Negatif maupun Beta Positif. Mengingat daya tembus radiasi Alpha sangat kecil, maka radioisotop pemancar Alpha jarang digunakan, karena menyulitkan dalam proses pembuatannya, kecuali bila akan dimanfaatkan untuk mengionisasi langsung medium baterai nuklir. Radioisotop pemancar Beta Positif (β+) jarang digunakan sebagai sumber tenaga baterai nuklir karena sumber baterai nuklir adalah radioisotop pemancar radiasi Beta Negatif (β-). Kemampuan sumber radiasi untuk menghasilkan elektron sekunder dalam tumbukannya dengan medium baterai nuklir, juga dipakai sebagai bahan pertimbangan dalam memilih sumber radioisotop. Penelitian dan pengembangan pembuatan baterai nuklir sangat menarik perhatian para ahli, karena tegangan yang diperoleh dari baterai nuklir relatif konstan dan bisa mencapai orde beberapa ribu volt, sehingga sangat menguntungkan dalam pemakaiannya. Sedangkan umur pakainya sangat panjang, bisa mencapai 2 kali waktu paro radioisotop yang digunakan. Namun demikian, efisiensinya dan arus yang dihasilkan sejauh ini masih rendah, untuk itu perlu ditingkatkan lebih jauh lagi.
Mengingat bahwa nuclear barrier transmission merupakan fungsi dari massa radioisotop yang digunakan dan energi kinetik radiasi yang dipancarkan, maka usaha untuk meningkatkan arus harus memperhatikan sumber radioisotop yang digunakan dan juga energi kinetik radiasinya.
Berbagai macam model baterai nuklir yang sudah dikembangkan sejauh ini adalah sebagai berikut;
Baterai nuklir “high speed electrons battery”:
Baterai ini dinamakan juga dengan baterai nuklir Beta, sesuai dengan jenis radiasi yang dipancarkan oleh radioisotop yang digunakan. Baterai nuklir ini bisa menghasilkan tegangan sampai beberapa ribu volt. Tegangan yang tinggi ini dipengaruhi oleh kerapatan isolator yang digunakan, sehingga tidak terjadi kebocoran yang dapat menimbulkan ionisasi udara di sekitar terminal elektrodenya. Arus yang dihasilkan masih rendah dan perlu dinaikkan lagi dengan memperhatikan masalah nuclear barrier transmission seperti yang diuraikan di atas. Radioisotop yang digunakan dalam baterai ini adalah Strontium-90 (Sr90) yang mempunyai waktu paro 28 tahun, sehingga umur pakai baterai nuklir jenis ini bisa dua kali waktu paronya, yaitu 56 tahun.
Baterai nuklir “contact potential difference battery”
Baterai nuklir ini sering disingkat dengan baterai CPD (Contact Difference Potential). Elektrode yang digunakan adalah 2 jenis bahan logam yang mempunyai sifat “work function” yang sangat berbeda. Work function suatu bahan adalah energi yang diperlukan untuk membebaskan elektron keluar orbitnya. Bahan elektrode yang mempunyai sifat work function yang sangat jauh berbeda adalah Seng (Zn) dan Karbon. Ruang diantara kedua elektrode, yaitu antara bahan logam yang mempunyai sifat “work function” tinggi dan bahan logam yang mempunyai “work function” rendah, diisi medium berbentuk gas, yaitu Tritium yang setiap saat dapat diionisasikan oleh radioisotop menghasilkan elektron dan ion positif. Hasil ionisasi (elektron dan ion) akan menuju ke masing-masing elektrodenya sesuai dengan muatan listrik yang dibawanya. Penyerahan muatan listrik ke masing-masing elektrode akan menimbulkan arus listrik searah secara berkesinambungan. Radioisotop yang digunakan sama dengan baterai nuklir pertama, yaitu Strontium 90 (Sr90). Bagan baterai nuklir CPD dapat dilihat pada Gambar 2.
Baterai nuklir PN junction
Baterai nuklir ini memanfaatkan sifat radioisotop yang dapat menimbulkan berondongan elektron (avalanche) pada salah satu elemen diode semikonduktor yang dipasang di dalam wadah baterai. Bahan semikonduktor yang dapat menghasilkan berondongan elektron akibat terkena radiasi adalah Antimon. Sedangkan untuk elektrode positifnya digunakan Silikon. Berondongan elektron yang terbentuk akan ditarik oleh elektrode positif dan pada saat penyerahan muatan listrik akan timbul arus listrik searah seperti yang terjadi pada baterai nuklir CPD. Baterai nuklir PN junction ini walaupun tegangannya rendah tapi arus yang dihasilkan jauh lebih besar dari pada baterai nuklir lainnya. Sumber radioisotop yang digunakan adalah Prometium 147 (Pm147) yang mempunyai waktu paro 2,5 tahun, sehingga umur pakai baterai nuklir jenis ini bisa mencapai 5 tahun. Bagan baterai nuklir PN junction ini dapat dilihat pada Gambar 3.
Baterai nuklir termokopel
Baterai nuklir jenis ini memanfaatkan panas yang ditimbulkan oleh radioisotop yang ditempatkan pada bagian dalam wadah yang dilengkapi dengan dua jenis logam yang bersifat sebagai termokopel. Arus yang timbul dari adanya termokopel dapat menjadi tenaga baterai. Bagan baterai nuklir jenis termokopel dapat dilihat pada Gambar 4.
Baterai nuklir “secondary emitter”
Baterai nuklir jenis ini menggunakan radioisotop yang dapat menumbuk bahan target yang peka terhadap radiasi, sehingga akan menimbulkan elektron sekunder akibat tumbukan tersebut. Elektron sekunder ini akan dikumpulkan oleh elektrode yang tidak peka terhadap radiasi. Perbedaan tegangan pada kedua elektrode tersebut akan menghasilkan arus listrik yang besarnya proporsional dengan energi yang dibawa oleh elektron sekunder.
Baterai nuklir fotolistrik ini memanfaatkan sifat bahan sintilator yang akan mengeluarkan pendar cahaya (foton) bila terkena radiasi. Pendar cahaya (foton) yang timbul kemudian diubah menjadi tenaga listrik oleh bahan semikonduktor yang peka terhadap foton cahaya. Foton cahaya dapat juga diubah menjadi tenaga listrik oleh sel fotolistrik. Bahan sintilator yang digunakan dapat berupa Posfor, Natrium Iodida yang diberi Thalium. Gambar 6 menunjukkan skema baterai nuklir jenis fotolistrik yang dimaksud.
Baterai nuklir “photon junction”
Baterai nuklir ini menggunakan posfor radioaktif (P32) sebagai sumber radioisotopnya yang diapit oleh bahan semikonduktor. Bahan semikonduktor diletakkan berhimpitan dengan “semiconductor surface layer” agar dapat terjadi perpindahan “electron hole” akibat terkena radiasi P32. Adanya perpindahan electron hole pada bahan semikonduktor ini akan menimbulkan pulsa listrik yang besarnya sama dengan energi pendar cahaya yang terjadi. Tegangan baterai nuklir ini relatif konstan. Gambar 7 menunjukkan skema baterai nuklir jenis “photon junction”.
Keuntungan Aplikasi Radioisotop di Bidang Energi
Menghasilkan energi yang sangat besar
Tidak menghasilkan unsur berbahaya, seperti logam berat (cadmium, plumbum, arsen, argentum/perak, vanadium), emisi gas SOx, NOx, dan VHC
Membantu mengurangi hujan asam dan pembatasan emisi gas rumah kaca
sedikit menghasilkan limbah padat (selama operasi normal).
Biaya bahan bakar rendah - hanya sedikit bahan bakar yang diperlukan.
Ekonomis
Kerugian
Resiko kecelakaan nuklir - kecelakaan nuklir terbesar adalah kecelakaan Chernobyl (yang tidak mempunyai containment building).
Limbah nuklir - limbah radioaktif tingkat tinggi yang dihasilkan dapat bertahan hingga ribuan tahun.


Sistem Pengaman
Agar keamanan dapat terjamin, sebuah reaktor harus dilengkapi dengan sarana pengontrol reaksi berantai dan sarana pendingin serta sarana pengolahan bahan bakar. Berbeda dengan reaksi kimia biasa, reaksi nuklir terjadi secara terus menerus/berantai. Energi yang dihasilkan ditentukan dari kecepatan terjadinya pemecahan inti atom. Dalam mengontrol terjadinya reaksi ini, neutron yang mempunyai kecepatan tinggi harus diperlambat, hal ini dapat dilakukan dengan bahan yang disebut moderator. Beberapa contoh moderator adalah H2O (light water), D2O (heavy water), graphite dan lain-lain. Selain itu ada pula yang dinamakan absorber yang berfungsi untuk menyerap neutron seperti Boron, Xenon dan sebagainya. Dengan mengontrol kadar moderator kita dapat mengontrol reaksi nuklir.
Sarana lain yang tidak kalah pentingnya adalah pengontrol panas dari reaktor. Sebuah reaktor nuklir akan bekerja normal apabila berada dalam keseimbangan panas (thermal equilibrium). Biasanya masalah ini dapat ditanggulangi oleh bentuk dan struktur reaktor itu sendiri yang memungkinkan panas dapat dialirkan dan dihilangkan secara alamiah. Perubahan beban kerja akan mempengaruhi reaksi sehingga akan mempengaruhi panas yang terjadi. Meskipun demikian, selama perubahan ini terjadi secara perlahan-lahan keseimbangan panas reaktor akan tetap terjaga. Dalam desain permulaan harus diperhitungkan perubahan panas yang terjadi pada saat-saat darurat, dalam hal ini mungkin diperlukan tambahan alat pendingin.
Bagian penting lainnya adalah sungkup reaktor. Bagian luar reaktor harus dibangun lapisan yang kuat, lapisan ini berfungsi untuk menjaga reaktor dari gangguan luar dan sekaligus untuk menjaga agar radiasi dapat dikurung di dalam sungkup reaktor saja apabila terjadi kebocoran dalam reaktor.
Desain seluruh sistem pengaman ini ada beberapa kriteria penting yang harus dipenuhi, misalnya single failure criteria, dimana kegagalan satu bagian tidak boleh mengakibatkan kegagalan bagian lain, dan multi barrier concept atau sistem pengaman berlapis. Perkembangan teknologi modern yang pesat belakangan ini, terutama dalam bidang komputer adalah sangat besar artinya dalam menjamin terpenuhinya kriteria-kriteria ini. Kegagalan dapat saja terjadi, namun dengan bantuan komputer tiap kesalahan dapat dideteksi dengan cepat dan langkah-langkah yang perlu dapat diambil sedini mungkin untuk menghindari kegagalan total.
Aplikasinya di Indonesia
Indonesia saat ini memiliki tiga reaktor riset. Pengoperasian dan perawatan ketiga reaktor itu memberikan pengalaman berharga bagi kita guna menuju ke era listrik nuklir. Perlu diketahui, pengoperasian reaktor riset jauh lebih sulit dan rumit dibandingkan PLTN. Adapun desain suatu PLTN yang dikembangkan di Indonesia berpedoman pada filosofi ”Defense in Depth”(pertahanan berlapis) untuk keselamatan yang mampu mencegah insiden yang mungkin dapat menjalar menjadi kecelakaan.
Adapun tiga reactor riset ini adalah sebagai berikut :
PPPLR - BATAN , PPPLR berfungsi untuk mengolah limbah radioaktif yang berasal dari berbagai Pusat Penelitian Tenaga Nuklir, BATAN, dan yang berasal dari penggunaan radiasi dan radioisotop di berbagai instansi di luar BATAN. Sarana dan fasilitas pengolahan limbah radioaktif ini dapat pula digunakan dan pengembangan teknologi pengolahan limbah radioaktif, serta untuk pelatihan bagi penyediaan tenaga ahli dalam pengelolaan limbah PLTN mendukung keselamatan pemanfaatan teknologi nuklir. PPPLR bertugas pula melakukan pemantauan radioaktivitas lingkungan di sekitar kawasan Puspiptek, Serpong dan pengawasan keselamatan radiasi pekerja radiasi di berbagai Pusat Penelitian Tenaga Nuklir di Serpong.
PPPN - BATAN , Dengan semakin meningkatnya pengembangan fasilitas nuklir, terutama dengan didirikannya reaktor G.A.SIWABESSY dan laboratorium penunjangnya di Kawasan Serpong, peningkatan kemampuan perawatan komponen mekanik, instrumentasi, bekerjanya sistem instalasi menjadi semakin penting pula, yang kesemuanya berstandar nuklir. Untuk keperluan tersebut di atas, BATAN telah membentuk Pusat Pengembangan Perangkat Nuklir. Tugas PPPN tidak hanya melakukan perawatan saja, tetapi juga memproduksi komponen proses, instrumentasi, perekayasaan, jaminan kualitas, serta penelitian dan pengembangan. PPPN diharapkan dapat mengembangkan kemampuan dalam pembuatan komponen proses, kerangka baja, instrumentasi, jasa jaminan kualitas, penelitian dan pengembangan, jasa perencanaan suatu sistem, yang kesemuanya berdasarkan standar internasional. Instrumentasi Pusat Pengembangan Perangkat Nuklirdilengkapi laboratorium elektronik yang cukup handal. Berbagai alat ukur elektronik, sarana untuk melakukan percobaan sampai dengan produksi PCB (Printed Circuit Board) tersedia. Beberapa produk yang telah dihasilkan antara lain : Sistem Pengamanan Instalasi Cyclotron Survey meter untuk monitor tingkat radiasi Monitor Perorangan Sistem Pencacah Radiasi Sistem Pencacah Radio Immunoassay Renograf untuk pemeriksaan fungsi ginjal Pengukur grameter kertas, dan lain-lain Di samping untuk memenuhi kebutuhan BATAN, PPPN juga dapat memberikan pelayanan instrumentasi yang diperlukan dalam dunia industri, serta sistem keamanan lingkungan. Desain dan Rekayasa Pembuatan Dokumen Desain mempunyai peranan penting dalam membawa hasil prototip penelitian dan pengembangan peralatan nuklir ke industrial/commercial grade instrument. Untuk kegiatan tersebut, digunakan paket software NISA II dan fasilitas CADD dengan 2 buah plotter ukuran A0. Kegiatan bidang desain pada saat ini terutama dititikberatkan pada pengembangan desain peralatan tambahan yang diperlukan pada RSG-LP. Jaminan Kualitas PPPN telah berpengalaman dalam melaksanakan kendali kualitas, terutama dalam proyek pembangunan instalasi BATAN di Kawasan PUSPIPTEK Serpong seperti Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif, Instalasi Produksi Radioisotop, Instalasi Produksi Elemen Bakar Nuklir, dan Instalasi Radiometalurgi. Divisi Jaminan Kualitas di PPPN selain bertanggung jawab dalam kendali kualitas untuk produk dan instalasi BATAN, juga melayani jasa untuk kepentingan industri. Penelitian dan Pengembangan Produk Penelitian dan pengembangan di bidang nuklir maupun instrumentasi dan komponen proses sebagai sarana penunjang telah lama dilakukan BATAN. Dalam bidang penelitian dan pengembangan tersebut PPPN bekerjasama dengan pusat-pusat lain di lingkungan BATAN dengan sarana instalasi thermohydrolik, laboratorium analisa korosi, alat penelitian sains dan materi, dan lain-lain. Letak PPPN yang berada di lingkungan PUSPIPTEK memberi kemudahan untuk bekerjasama dengan instansi lain, misalnya laboratorium uji konstruksi milik BPPT, laboratorium milik LIPI, dan lain-lain
PPRR - BATAN , Tujuan pokok Pusat Pengembangan Radioisotop dan Radiofarmaka adalah mengembangkan dan memproduksi Radioisotop dan Radiofarmasi dengan memanfaatkan jasa dari Reaktor Serbaguna G.A.SIWABESSY dan Siklotron. Untuk memproduksi Radioisotop digunakan tujuh buah Hot Cell yang letaknya berderet. Hot Cell pertama dan kedua masing-masing dipakai untuk memasukkan target pemeriksaan kerusakan wadah terget dan proses produksi radioisotop dan hasil belah uranium-235. Sedang Hot cell lainnya berfungsi sebagai proses daur ulang U-235, produksi sumber tertutup, pengolahan limbah radioaktif dan untuk dispensing. Bidang produksi radiofarmasi mempunyai beberapa fasilitas diantaranya dua buah Hot Cell, masing-masing berfungsi untuk pemuatan larutan Mo-99 ke dalam kolom untuk selanjutnya dirakit menjadi generator Tc-99m dan untuk penyimpanan limbah radioaktif. Pusat Pengembangan Radioisotop dan Radiofarmaka juga memiliki instalasi siklotron type Cs-30 dengan energi tetap yang memiliki 4 jenis partikel penembak masing-masing proton (26 MeV), deutron (15 MeV), Helium-3 (38 MeV), dan Helium-4 (30 MeV), untuk memproduksi radioisotop yang tidak dapat diproduksi dengan menggunakan Reaktor. Sebagai tahap awal, diproduksi dua jenis isotop, yaitu : Tl-201 dan Ga-67, yang banyak digunakan dalam studi kardiologi, lokalisasi tumor, dan inflamasi. In-111 dan I-123 akan diproduksi sebagai langkah berikutnya. Guna memperoleh kualitas produk sesuai dengan persyaratan, digunakan program jaminan kualitas sebagai petunjuk yang harus ditaati dalam melaksanakan seluruh tahap proses, meliputi : peralatan, kualifikasi personel, hygiene, sistem dokumentasi, pengujian kualitas, serta sistem keselamatan dan keamanan. Terhadap prosedur produksi juga telah diterapkan GMP (General Manufacturing Procedure) seperti yang diwajibkan oleh Departemen Kesehatan. Disamping pekerjaan-pekerjaan tersebut, dilakukan pula penelitian dan pengembangan produk guna menunjang pengembangan jenis produk dan teknologi produksi, dengan memanfaatkan berbagai peralatan mutakhir seperti Infrared Spectograph, Emission Spectograph, X-Ray Diffractometer, Atomic Absorbtion Spektrophotometer, Sulfur Analyzer Chromatograph, dan peralatan pengukur radiasi.
 
BAB III
PENUTUP
Energi nuklir merupakan salah satu alternatif utama pengganti sumber energi tak terbarukan yang saat ini paling banyak digunakan (minyak bumi, gas alam dan batu bara). Mengingat terbatasnya ketersediaan sumber daya migas & batubara, yang semakin hari semakin menipis, menjadikan energi nuklir sebagai alternatif tak terhindarkan jika kita melihat banyaknya keuntungan yang diperoleh melalui perbandingan. Penggunaan energi nuklir sangat menguntungkan, khususnya dalam pembangkitan energi listrik apabila digunakan dalam batas-batas yang wajar dan sesuai dengan regulasi (peraturan) yang telah disepakati secara internasional.
Di samping itu, penggunaan energi nuklir akan berdampak pada penghematan bahan bakar fosil dan perlindungan lingkungan. Pembangkitan listrik bertanggungjawab atas 25% konsumsi bahan bakar fossil dunia. Dengan menggunakan energi nuklir untuk menghasilkan listrik akan mengurangi perlunya membakar bahan bakar ini, sehingga cadangannya dapat bertahan lama. Tidak seperti halnya uranium yang digunakan untuk bahan bakar reaktor-reaktor nuklir saja, maka minyak, gas dan batu-bara merupakan stok bahan baku serbaguna yang potensial dan yang sekarang digunakan bagi industri kimia dunia. Dari industri ini dihasilkan plastik, obat-obatan sintetik, bahan-bahan pewarna dan banyak produk-produk lain pada mana kita menyandarkan diri. Minyak memberikan bahan bakar yang kompak dan menyenangkan untuk transportasi dan bila habis kebutuhan bahan bakar cair dari gas dan batu-bara akan meningkat. Alternatif jangka panjang mungkin hidrogen, yang akan diproduksi dari air menggunakan listrik nuklir, atau, untuk angkutan jalan dan kereta api, sebagai propulsinya langsung menggunakan listrik.
Dengan menghemat bahan bakar fossil dunia, PLTN secara langsung memberi manfaat kepada negara-negara berkembang. Makin besar sumbangan nuklir, makin rendah laju peningkatan harga-harga bahan bakar fossil. Karena, biaya energi yang tinggi berarti bahwa makin banyak usaha diberikan dalam mendapatkan energi dan makin sedikit dihasilkan barang dan jasa. Sumber daya yang telah dibebaskan dapat digunakan untuk menghasilkan barang-barang atau untuk tujuan-tujuan sosial-ekonomi.
DAFTAR PUSTAKA
Akira Imoto, IAEA activities in support of rising expectation for the role of nuclear power in developing countries, AESJ, Japan, November, 2006.

Badan Tenaga Nuklir Nasional, Energi nuklir sebagai bagian dari sistem energi nasional jangka panjang, 2003.

Book of presentations of Tokyo tech COE-INES-Indonesia International Symposium 2005 , Prospect of Nuclear Energy in Indonesia, Bandung, Indonesia, 2005.

Kusnowo, Arlinah, Aplikasi teknik nuklir, Makalah kapita selekta jurusan teknik fisika, Institute Teknologi bandung, April 2004.

Undang-undang Republik Indonesia No. 10 Tahun 1997 tentang Ketenaga Nukliran.

Permana, Sidik, Energi Nuklir dan Kebutuhan Energi Masa Depan (Era Renaisans Energi Nuklir Dunia dan Energi Nuklir Indonesaia), Majalah Inovasi Vol 5/XVII/November/2005, PPI Jepang, 2005.

West, J.M. and W.K. Davis, 2001, The　creation and beyond: Evolutions in US　nuclear power development, Nuclear　News, June 2001.

http://www.icjt.org/an/tech/jesvet/jesvet.htm

http://www.aboutnuclear.org/view.cgi?fC=Electricity,Global_Map_of_Nuclear_Power_Plants