mikrobiologi lingkungan

BAB I

PENDAHULUAN

       1.1       Latar Belakang

Mikrobiologi lingkungan adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari interaksi antara mikroorganisme, bumi, dan atmosfer. Mikrobiologi lingkungan membahas antara lain mikrobiologi tanah dan udara, mikrobiologi limbah, dan mikrobiologi akuatik. Mikrobiologi lingkungan diterapkan pada bidang pertanian, industri, perikanan, kesehatan, dan lain sebagainya.

Subjek utama mikrobiologi lingkungan adalah mikroorganisme. Mikroorganisme merupakan makhluk hidup terkecil di bumi, namun memegang peranan penting bagi kehidupan manusia dan lingkungan. Banyak sekali tipe mikroba di bumi. Kita hanya mengetahuinya tidak lebih dari 1% dari jumlah spesies mikroba di bumi. Mikroba berada di sekeliling kita, di udara, tanah, dan air. Dalam satu gram tanah terdapat 1 miliar mikroba yang terdiri dari ribuan spesies

       1.2       Rumusan Masalah

1.      seperti apa mikrobiologi di lingkungan.

2.      Peranan mikrobiologi di dalam kehudupan.

3.      Seperti apa cara pengelolahan mikroba biar bisa bermanfaat.

       1.3       Tujuan

1.      Untuk mengetahui peranan mikrobiologi dalam kehidupan.

2.      Untuk memahami kegunaan mikroba dalam lingkungan kita.

3.      Untuk mengetahui mikroba yang ada di lingkungan kita.

BAB II

PEMBAHASAN

       2.1       Mikrobiologi Lingkungan

Studi tentang mikro organisme di lingkungan alamianya disebut juga ekologi mikrobe. Ekologi merupakan bagian biologi yang berkenaan dengan studi dengan hubungan ergonosme atau kelompok organisme dengan lingkungannya. Penghuni suatu lingkungan tertentu dipandang sebagai bagian suatu sistem ekologi atau ekosistem. Ekosistem yang paling besar adalah planet bumi atau biosfer. Suatu ekosistem mempunyai dua komponen utama:  (1) komunitas organisme yang terdapat didalam. (2) komponen tak bernyawa ( keadaan fisik dan kimiawi). Ekosistem merupakan sistem yang dinamis suatu kenyataan yang menjadi jelas bila kita mengenali adanya populasi yang sedemikian besar dengan keaneka ragaman organisme yang juga besar. Diantara semua organisme yang terdapat dalam suatu ekosistem tertentu, mikroorganisme adalah yang redapat paling banyak dan memiliki  kemampuan paling tinggi untuk menyebabkan perubahan.

Adanya keprihatinan yang besar diantara masyarakat akan kualitas lingkungan telah membantu dicurahkannya minat yang kian besar untuk mempelajari ekologi mikrobe. Sebagai contoh, mikroorganisme memegang peranan yang menentukan dalam menguraikan sampah yang berasal dari manusia dan industri yang di buang ke dalam air atau tanah, mereka mampu melaksanakan daur ulang terhadap banyak macam bahan. Kualitas dan produktititas perairan alamia saling berkaitan, terutama dengan populasi mikrobenya. Udara yang bersih serta bebas debu mengandung relatif sedikit mikroorganisme. Dengan demikian nyatalah bagi kita bahwa  penilaian terhadap kualitas suatu lingkungan  mempunyai kaitan yang rumit dengan peran mikroba yang ada.

A.    Ciri Ekosistem Mikroba

Ekosistem mikroba berperan dalam berbagai macam lingkungan misalnya, suatu ekosistem mungkin mencakup suatu kolam atau danau. Yang lain dapat berupa komunitas mikrobe tanah di daerah sistem perakar suatu tumbuhan. Walapun demikian, ada beberapa ciri yang di punyai bersama oleh semua ekosistem.

1.      Hubungan Antar Mikrobe Dalam Ekosistem

Mikrobe organisme yang menghuni suatu  ekosistem mempertunjukan beberapa macam tipe asosiasi dan interaksi antara spesies beberapa di antara bersifat netral (artinya spesies-spesies yang besangkutan tidak terpengaruh), beberapa bersifat menguntungkan atau positif bagi suatu anggota atau lebih yang lain bersifat  merugikan  atau negatif bagi suatu  anggota atau lebih. Istilah umum simbiosis di gunakan untuk menamakan hubungan yang ada bila dua atau lebih organisme hidup bersama. Tipe-tipe simbiosis dapat di gambarkan sebagai berikut:

a.       Netralisme: anggota–anggota asosiasis tidak terpengaruh meskipun tumbuh di dalam lingkungan.

b.      Mutualisme kedua anggota asosiasi memperoleh keuntungan.

c.       Komenkalisme: salah satu anggota asosiasi menerima keuntungan yaitu dapat tumbuh lebih cepat, dapat mencapai populasi total yang besar, dan pada umumnya tumbuh lebih baik anggota yang lain tidak terpengaruh.

d.      Anatagonisme, kompetisi, atau paratisisme: salah satu anggota yang lain mendapat keuntungan.

2.      Kegiatan Biokimiawi Mikroorganisme Didalam Tanah

Peranan terpenting mikroorganisme tanah ialah fungsinya yang membawa perubahan kimiawi pada substansi-substansi didalam tanah, terutama pengubahan persenyawaan organik yang mengandung karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor menjadi persenyawaan anorganik. Proses ini disebut mineralisasi, didalamnya terlibat sejumlah besar perubahan kimiawi serta berperanan bermacam-macam spesies mikrobe. Rangkaian peristiwanya dapat digambarkan sebagai suatu proses siklik yang dapat diawali misalnya dengan suatu unsur seperti nitrogen, yang mengalami sederetan perubahan dari persenyawaan anorganik menjadi organik. Kemudian nitrogen itu dibebaskan dari protein, dan proses tersebut berulang kembali. Salah satu proses siklik semacam itu yang dipahami paling baik ialah yang menggambarkan transformasi nitrogen beserta persenyawaannya.

3.      Daur Nitrogen

Daur ini menarik minat besar para ahli mikroboilogi tanah dan ahli-ahli lain yang berkecimpung dibidang pertanian karena peranannya yang penting didalam nutrisi hasil tanaman. Nitrat merupakan bentuk nitrogen yang dapat diambil oleh tanaman. Melalui serangkaian reaksi mikrobial, persenyawaan nitrogen organik, juga nitrogen gas dari atmosfir, diubah menjadi nitrat. Rangkaian perubahan ini, dari nitrogen bebas diatmosfir menjadi persenyawaan organik yang sederhana dan yang kompleks didalam jaringan tumbuhan, hewan, dan mikroorganisme, serta pelepasan nitrogen pada akhirnya kembali menjadi nitrogen atmosfer.

4.      Fiksasi (Penambatan) Nitrogen.

Proses ini merupakan salah satu dari banyak proses biokimiawi didalam tanah yang memainkan salah satu peranan paling penting, yaitu mengubah nitrogen atmosfer (N₂ atau nitrogen bebas) menjadi nitrogen dalam persenyawan (nitrogen tertambat).

Dua kelompok mikroorganisme terlibat dalam proses ini :

1.      Mikroorganisme non simbiotik, yaitu yang hidup bebas dan mandiri didalam tanah.

2.      Mikroorganisme simbiotik, yaitu yang hidup pada akar tanaman kacang-kacangan.

B.     Peranan mikroorganisme dalam kehidupan

Beberapa mikroorganisme sangat berperan dalam pengelolaan lingkungan. Contohnya pada Pseudomonas putida dapat dikembangkan menjadi mikroorganisme yang mampu mencerna minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai atau kecelakaan kapal pengangkut minyak. Bacillus subtillis dapat dikembangkan menjadi mikroorganisme yang mempunyai kemampuan mengimobilisasi logam berat pada limbah-limbah industri yang banyak mengandung logam berat. Aspergillus miger dapat dikembangkan untuk memetabolisme pestisida tertentu seperti endosulfan dan karbofuran.

Biofilm (lapisan kumpulan mikroorganisme) juga berperan dalam pengolahan air limbah atau limbah cair baik pada lagon system (sistem kolam), activated sludge system (sistem lumpur aktif), down flow sand filter system ( sistem filter pasir aliran kebawah ) dan up flow sand filter system (sistem filter pasir aliran keatas). Salah satu fungsi biofilm tersebut adalah mendekomposisi protein menjadi amonia, nitrit dan nitrat.

Pencemaran lingkungan akhir-akhir ini menjadi permasalahan global yang menuntut pengelolaan yang efektif dan efisien dalam waktu yang relatif cepat. Pencemaran lingkungan dapat terjadi karena adanya polutan industri, domestik, pertanian, peternakan, rumah sakit dan sebagainya. Pengelolaan pencemaran lingkungan bertujuan agar suatu kegiatan sedapat mungkin menghasilkan polutan sedikit mungkin atau menjadikan polutan tersebut tidak berbahaya lagi sehingga tidak menimbulkan masalah lingkungan kesehatan. Pengelolaan tersebut dapat dilakukan secara fisik, kimia dan biologi. Pengelolaan secara biologi dapat menggunakan biota tingkat tinggi, biota tingkat rendah maupun mikroorganisme. Penggunaan biota tersebut baik sebagai biomonitoring maupun terlibat langsung dalam processing pengolahan limbah atau polutan.

Adapun beberapa peranan suatu mikroorganisme di dalam kehidupan maupun cara pengelolahannya adalah sebagai berikut:

1.      Mikroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan menggantikan  untuk suatu proses produksi sehingga hanya menghasilkan polutan sedikit. Beberapa contohnya adalah produksi enzim,vitamin, karbohidrat, dan lipida yang menggunakan mikroorganisme akan menghasilkan limbah produksi lebih sedikit jika dibandingkan dengan produksi  enzim, vitamin, karbohidrat, lipida yang menggunakan tumbuhan. Penggunaan Bacillus thuringiensis  sebagai bioinsektisida dan  penggunaan Bacillus subtilis sebagai pupuk bio-fosfor.

2.      Miroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan sebagai organisme pembersihan (biocliner). Mikroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan sebagai organisme pembersih (bio-cliner) jenis-jenis polutan (limbah) yang digunakan dapat digunakan dapat menghasilkan bahan yang lebih bernilai ekonomis seperti:

a.       Produksi biogas

Limbah-limbah dari rumah tangga, pertanian, dan industry yang diurai oleh bakteri kelompok metanogen dapat menghasilkan biogas yang sebagian besar merupakan metana.  Biogas metana dapat terjadi dari penguraian limbah  organik yang mengandung protein dan karbohidrat.  Secara lebih ringkas, dapat dinyatakan bahwa bakteri yang berperan dalam perombakan bahan organik dalam produksi biogas ada dua macam yaitu: bakteri pembentuk asam dan merombak bahan organik dan menghasilkan asam lemak. Proses ini dilakukan oleh bakteri-bakteri Pseudomonas, Flavobacterium, Alkaligenes, Escherichia, Aerobacter. Selanjutnya asam lemak ini akan dirombak oleh bakteri metan, dan menghasilkan gas bio (sebagaian besar menghasilkan metan) bakteri-bakteri tersebut adalah Methanobacterium, Methanosarcina, dan Methanococcus. Di samping itu juga ada kelompok bakteri lain yang memanfaatkan unsur-unsur sulfur (S) dan membentuk H2S yaitu bakteri Desulvovibrio.

b.      Untuk Mengatasi Limbah Minyak Bumi.

Bakteri juga telah dimanfaatkan untuk mengatasi  limbah minyak bumi di daerah kilang minyak (terutama kilang minyak lepas pantai). Atau pada kecelakaan kapal pengangkut minyak bumi. Golongan  Pseudomonas,  seperti  Pseudomonas putida mampu mengkonsumsi hidrokarbon yang merupakan bagian utama penguraian  hidrokarbon terdapat pada plasmid.  Bakteri yang mengandung plasmid rekombinan  kultur dalam jerami dan dikeringkan. Jerami berrongga yang telah berisi  kultur bakteri  kering dapat disimpan dan dikeringkan dapat disimpan dan digunakan jika diperlukan. Pada jerami akan menyerap minyak dan bakteri akan menguraikan tumpahan minyak itu menjadi senyawa yang tidak  berbahya dan tidak menimbulkan polusi.

c.       Untuk Mengatasi Limbah Logam Berat.

Limbah pabrik yang banyak mengandung lsogsm berat dapat dibersihkan oleh mikroorganisme yang dapat  menggunakan logam berat sebagai nutrient atau hanya menyerap (imobilisasi)  logam berat. Mikroorganisme yang dapat digunnakan diantarany adalah Thiobacilus ferrooxidas dan Bacilus subtilis. Thiobacilus ferrooxidas  mendapatkan energy dari senyawa organic seperti bahan yang berguna asam fumarat dan besi sulfat. Bacilus subtilis memiliki kemampuan mengikat logam berat seperti Pb, Cd, Cu, Ni, Zn, Al, dan fe dalam bentuk nitrat.

d.      Pengolahan Limbah Yang Kaya Akan Protein.

Limbah-limbah yang kaya protein jika terdekomposisi oleh bakteri decomposer akan menghasilkan nitrat, nitrit, dan ammonia. Ketig hasil dekomposisi ini dapat mengakibatkan lingkukan dan kesehatan.

BAB III

PENUTUP

3.1  Kesimpulan

Dari hasil pembahasan di atas dapat di tarik kesimpulan bahwa:

1. Mikro organisme di lingkungan alamianya disebut juga ekologi mikrobe. Ekologi merupakan bagian biologi yang berkenaan dengan studi dengan hubungan ergonosme atau kelompok organisme dengan lingkungannya. Penghuni suatu lingkungan tertentu dipandang sebagai bagian suatu sistem ekologi atau ekosistem.
2. Beberapa mikroorganisme sangat berperan dalam pengelolaan lingkungan. Contohnya pada Pseudomonas putida dapat dikembangkan menjadi mikroorganisme yang mampu mencerna minyak bumi pada kasus pencemaran air laut oleh pengeboran minyak lepas pantai atau kecelakaan kapal pengangkut minyak.
3. Mikroorganisme yang telah direkayasa dapat digunakan menggantikan  untuk suatu proses produksi sehingga hanya menghasilkan polutan sedikit