Mikrobiologi Lingkungan

A. LATAR BELAKANG 

       Mikroorganisme atau mikroba (jasad renik) terdapat dimana-mana dan disekitar kita, mereka menghuni tanah, air, dan atmosfer planet kita. Adanya mikroorganisme di planet lain diluar bumi telah kita selidiki, namun sejauh ini luar angkasa dalam belum menampakkan adanya mikroorganisme luar bumi.

     Mikrobiologi aquatik ialah telaah mengenai mikroorganisme serta kegiatannya di perairan tawar, muara, dan, marin, termasuk mata air, danau, sungai, dan laut. Bidang itu menelaah virus, bakteri, alga, protozoa, dan cendawan mikroskopik yang menghuni perairan alamiah ini. Beberapa diantaranya organisme ini memang merupakan penghuni asli perairan alamiah yang lain merupakan penghuni sementara yang sebentar-sebentar memasuki perairan tersebut dari udara ke tanah, atau dari proses industri atau rumah tangga. Jasad-jasad renik ini beserta kegiatannya dalam banyak hal amatlah penting. Mereka dapat mempengaruhi kesehatan manusia dan kehidupan hewan, mereka menempati posisi kunci dalam rantai makanan dengan cara menyediakan makanan bagi kehidupan aquatik berikutnya yang bertaraf lebih tinggi. Mereka membantu berlangsungnya rantai reaksi biokimia yang mengatur daur ulang unsur-unsur, seperti yang terjadi di dalam tanah. Mikrobiologi aquatik menjadi makin penting dengan adanya urbanisasi yang disertai makin
meningkatnya kebutuhan masyarakat akan air, pentingnya perairan alamiah sebagai reservoir makanan utama, penyelidikan lepas pantai untuk mendapatkan minyak dan mineral, didirikannya badan perlindungan keadaan lingkungan serta perkembangan lainnya.

         Di biosfer planet kita terdapat sejumlah besar ekosistem, didalamnya mikroorganisme memegang peran atau dihuni hanya oleh mikroorganisme. Karena tidak mungkin untuk menguraikan semua ekosistem, disini harus dilakukan pengurangan drastis. Tanah dipilih sebagai contoh untuk uriaan sebuah ekosistem teresterial, dan samudera dan danau sebagai sistem aquatik. Keterlibatan dengan tanah yang subur amat menarik perhatian, tetapi berdasarkan heterogenitas besar dalam ruangan amat kecil, maka sistem tanah sangat kompleks. Ekosistem aquatik yang khas adalah samudera, danau, kolam, kobakan, dan perairan mengalir. 

B. RUMUSAN MASALAH

1. Apa itu mikroba aquatik ?

2. Bagaimana ekosistem aquatik ?

3. Bagaimana pengelompokan mikroba dalam air jernih ?

4. Bagaimana penyebaran mikroorganisme  dalam lingkungan aquatik ?

5. Bagaimana peranan mikroorgansme dalam lingkungan aquatik ?

B.PEMBAHASAN

        Air merupakan materi penting dalam kehidupan. Semua makhluk hidup memutuhkan air. Mislanya sel hidup, baik hewan maupun tumbuhan, sebagian besar tersusun oleh air yaitu lebih dari 75% isi sel tumbuhan atau lebih dari 67% isi sel hewan. Dari sejumlah 40 juta mil-kubik air yang berada di permukaan dan di dalam tanah, ternyata tidak lebih dari 0,5 % (0,2 juta mil-kubik) yang secara langsung dapat digunakan untuk kepentingan manusia. Karena dari jumlah 40 juta mil-kubik, 97% terdiri dari air laut dan jenis air lain yang berkadar-garam tinggi, 2,5% berbentuk salju dan es-abadi yang dalam keadaan mencair baru dapat dipergunakan secara langsung oleh manusia.

Kebutuhan air untuk keperluan sehari-hari, berbeda untuk setiap tempat dan setiap tingkatan kehidupan. Biasanya semakin tinggi taraf kehidupan, semakin meningkat pula jumlah kebutuhan air. Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, tidak dapat dihindari adanya peningkatan jumlah kebutuhan air khususnya untuk keperluan rumah tangga, sehingga berbagai cara dan usaha telah banyak dilakukan untuk memenuhi kebutuhan air antara lain dengan ;

1. Mencari sumber-sumber air baru (air-tanah, air danau, air sungai, dan sebagainya).

2. Mengolah dan mentawarkan air laut.

3. Mengolah dan memurnikan kembali air kotor yang berada disungai, danau, dan sumber lain yang umumnya telah tercemar baik fisik, kimia, maupun mikrobiologis.

A. Ekosistem Aquatik

1. Samudera 

  Mikrobiologi merupakan bagian dari biologi laut, dan masih amat muda. Produsen primer di laut adalah ganggang bersel tunggal, yaitu fitoplankton. Rantai makannya berupa bakteri, protozoa, arthropoda, dan ikan. Meskipun samudera merupakan penerima dan penimbun energi matahari terbesar tetapi sumbangannya terhadap produksi bahan makanan hanya sedikit, hanya 5-10% dari protein yang diproduksi di dunia ini berasal dari samudera. Produktifitas terbagi sangat tidak merata. Heterogenitas produksi primer dan sekunder dapat dibuktikan dengan data mengenai hasil panen ikan. Samudera terbuka dengan permukaan sebesar 90% dari permukaan bumi yang ditutupi air hanya menghasilkan 0,7% dari hasil panen ikan, daerah-daerah pantai dengan 10% dari permukaan tersebut memproduksi 54%, daerah penghasil ikan alamiah dengan 0,1% permukaan menghasilkan 44% dari hasil ikan. Jelaslah bahwa ada korelasi yang erat antara hasil ikan dengan produksi biomassa total. Pembagian ini dapat dimengerti jelas sebab ada pembatasan oleh zat-zat makanan terutama nitrat dan fosfat. Masuknya air kotor yang kaya akan zat makanan dengan demikian tidak mempunyai pengaruh buruk terhadap laut dunia, hal ini merupakan prasyarat untuk biomasssa dalam laut.

2. Danau-danau

 Ilmu pengetahuan mengenai danau dan kolam (limnologi) telah semakin mendekatkan pengertian mengenai peredaran unsur dan integrasinya. Danau, kolam dan kobakan merupakan ekosistem yang terbatas tegas, mudah di perikan. Ekosistem aquatik ini selalu mengandung daerah-daerah aeorob dan anaeorob. Hal ini juga terdapat pada kebanyakan tanah. Kalau hal-hal ini ditanah terletak berdampingan dalam ruangan sempit sehingga sukar diteliti, pada danau-danau hal-hal seperti ini terdapat dalam ruangan yang luas, sehingga lebih mudah dapat di analisisi. Tetapi kita dapat bertitik tolak dari prinsip, bahwa hasil penelitian limnologik dapat dialihkan ke tanah dengan mikro heteroginitas.

3.Perairan mengalir

  Dalam perairan mengalir alamiah yang tidak tercemar, kandungan organisme bersel tunggal amat rendah sehingga air nampak sangat jernih. Perlu diingat bahwa suspensi dengan 106 bakteri/ml belum nampak keruh. Sepanjang pencemaran perairan amat rendah, dalam aliran sungai kecil atau sungai sepanjang beberapa kilometer memadai untuk mineralisasi bahan organik yang mudah dipecah yang mulai oleh koloni-koloni. Susunan mikroflora dan mikrofauna di dalam perairan mengalir merupakan indikator yang baik untuk derajat pencemaran. Selama masih ditemukan aliran air, air bersih. Adanya “fungus air limbah” Sphaerotilus natans menunjukkan bahwa pencemaran organik sudah sangat tinggi dan bau H2S yang dihasilkan oleh reduksi sulfat anaerob, dengan demikian harus mencemaskan.

4. Instalasi penjernihan

  Sebuah instalasi penjernihan mempunyai dasar perairan mengalir, yang muatan organiknya dipecah secara aaero dan anerob oleh fungi dan bakteri. Ada beberapa jenis pencemaran air limbah tergantung apakah air limbah menghimpun hanya ekskremen dan kotoran rumah saja, atau juga rabuk kandang, air limbah jagalan atau limbah industri lain. Kerap kali air limbah juga dibebani logam-logam berat atau senyawa-senyawa organik yang persistem. Pembersihan air limbah bertujuan untuk membebaskannya dari bahan-bahan mineral dan organik baik yang padat maupun yang cair, sebelum air ini dialirkan kedalam arus kecil dan sungai. Diperlukan penanganan istimewa untuk memineralisasi bahan organik secara mikrobial. Besarnya kandungan bahan organik yang dapat dipecah, diukur dari apa yang disebut “kebutuhan oksigen biologik” (BSB) yang merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk respirasi bahan organik oleh mikroorganisme. BSB bernilai lima misalnya berarti jumlah oksigen (dalam mg) yang habis dipakai mikroflora pada rspirasi bahan-bahan organik dalam waktu 5 hari. “Kebutuhan oksigen kimiawi” (CSB) menunkjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk oksidasi (kimia) sempurna menjadi CO2 dan H20.

B. Mikroba dalam Lingkungan Aquatik

1.Plankton (Fitoplankton dan Zooplankton)

  Kumpulan organisme hidup yang sebagian besar terdiri dari mikroorganisme, yang terapung dan hanyut pada permukaan ekosistem aquatik, dimana plankton. Populasi plankton terdiri dari alga (fitoplankton), protozoa, hewan kecil (Zooplankton) dan mikroorganisme lain. Mikroorganisme pototrik dianggap sebagai plankton yang paling karena merupakan produsen primer bahan organik, artinya pelaku fotosintesis sebagian besar organisme planktonik dapat bergerak, atau mengandung tetesan minyak atau memiliki struktur khusus yang memungkinkan mereka mengapung, kesemua ciri ini membantu organisme tersebut untuk mempertahankan lokasinya di zone fotosintetik yang berada di lapisan air yang paling atas.

2. Mikroorganisme Bentik

  Mikroorganisme yang merupakan penghuni suatu dasar perairan atau lumpur tanah yang dinamakan organisme bentik. Daerah terkaya akan jumlah dan macam organisme pada sistem muara-laut ialah daerah bentik, yang berbentuk dari pasang naik sampai suatu kedalaman di tempat tanaman sudah jarang tumbuh. Daerah dasar laut mengandung berjuta-juta bakteri per gram.

  Keadaan fisik dan komponen-komponen kimiawi yang mencirikan daerah perairan diantara zona planktonik dan bentik sangat bervariasi sehingga tidak ada gunanya untuk mencoba membuat gambaran umum. Kolam dan danau juga memiliki zone dan stratifikasi yang khas dan telah tersedia banyak informasi mengenai populasi mikrobiologis yang menghuninya.

C. Mikroba dalam Air Jernih

  Dalam air yang dianggap jernih misalnya berasal dari sumur biasa, sumur pompa, sumber mata air dan sumber air lainnya bisa terdapat mikroba misalnya :

a. Kelompok bakteri besi (contoh, Crenothrix dan Sphaerotilus) yang mampu mengoksidasi senyawa besi II menjadi besi III. Akibat kehadiran mikroorganisme terssebut, air sering mengalami perubahan warna kalau disimpan lama yaitu kehitaman-hitaman, kecoklat-coklatan dan lain-lain.

b. Kelompok bakteri belerang (contoh, Chromatium dan Thiobacillus) yang mampu mereduksi senyawa sulfat menjadi H2S. Akibatnya kalau air disimpan lama akan tercium bau busuk.

c. Kelompok mikroalga (misalnya yang termasuk kelompok mikroalga hijau biru dan kersik), sehingga jika air di simpan lama didalamnya akan nampak kelompok mikroba yang berwarna hijau, biru atau kekuning-kuningan, tergantung dominasi mikroalga yang terdapat dalam air serta lingkungan yang mempengaruhinya.

  Lebih jauh lagi akibat kehadiran kelompok bakteri dan mikroalga dalam air, dapat mendatangkan kerugian. Misalnya karena terjadi peningkatan kekeruhan dan hambatran aliran, hal tersebut disebabkan kelompok bakteri besi dan belerang dapat membentuk serat atau lendir. Akibat lainnya adalah terjadi proses korosi (pengkaratan) terhadap benda-benda logam yang berada di dalamnya maupun pipa saluran air, menyebabkan bau, berubah warna dan lain-lain.

D. Peranan Mikroorganisme dalam Lingkungan Aquatik

  Kehidupan aquatik mempertunjukkan adanya interaksi yang amat rumit di antara mikroorganisme, dan antaramikroorganisme dengan mikroorganisme, baik tumbuhan maupun hewan. Mikroorganisme, terutama alga memegang peranan penting dalam rantai makanan lingkungan aquatik.

  Produsen primer dalam lingkungan aquatik ialah alga yang di dominasi oleh fitoplankton. Dengan fotosintesis, alga mampu mengubah energi cahaya menjadi energi kimiawi (persenyawaan organik).

   Protozoa (spesies Foraminifera dan Radiolaria, dan juga banyak spesies berflagela dan bersilia) juga terdapat dalam jumlah banyak di daerah yang di huni fitoplankton. Jenis-jenis zooplankton ini hidup dari organisme fitoplankton, bakteri, dan zat-zat organik atau anorganik sebagai makanannya menurut penyelidikan, zooplankton menghindari cahaya dan mempertunjukkan migrasi diurnal. Pada malam hari zooplankton memakan fitoplankton dan di permukaan, sedangkan siang hari berada di zone fotik.

   Plankton, terutama fitoplankton dianggap sebagai “pada rumput di laut”. Ikan, ikan paus dan cumi-cumi secara langsung memakan plankton atau hewan yang lebih besar pemakan plankton.

  Istilah ”kesuburan lautan” dipakai  untuk menyatakan kemampuan oragisnme-organsime yang terdapat di dalamnya untuk menghasilkan bahan organik. Lingkungan darat menghasilkan 1-10 gram bahan organik kering per meter persegi/hari, daerah-daerah lautan yang dalam menghasilkan 0,5 gram. Bagaimanapun juga daerah laut jauh lebih luas daripada lahan yang produktif sehingga perbedaan terrsebut tidak penting karena pada akhirnya produktifitas total lautan jauh melebihi produktifitas total lahan. Kesuburan ini terutama bergantung kepada produksi fitoplankton.

  Di berbagai daerah aquatik yang berbeda terdapat banyak tipe fisiologis bakteri. Diantara  kelompok psikhrofilik terdapat bakteri tertentu yang bercahaya.  Yang dapat menghasilkan cahaya bila ada oksigen.

  Beberapa bakteri (Flavobacterium, Micrococcus, dan Chromobacterium) di daerah permukaan lingkungan sering kali berpigmen, suatu ciri khas yang dimilikinya untuk melindungi  diri terhadap bagian dari radiasi sinar matahari yang bersifat letal. Bakteri yang banyak ditemui di daerah-daerah yang tercemari hasil buangan rumah tangga dan kaya akan nutrien organik meliputi bakteri coli, streptococcus tinja, dan spesies-spesies dari genus Bacillus, Proteus, Clostridium, dan Thiobacillus. Virus enterik juga mungkin dapat dijumpai di situ. Di daerah-daerah yang miskin akan nutrien seringkali terdapat bakteri tunas dan/atau berapendiks sperti Hyphonicrobium, Caulobacter, Gallionella, di samping Pseudomonas. 

  Fitoplankton dan alga bentik merupakan sebagian kecil dari bahan makanan yang tersedia di muara dangkal. Vegetasi organik di uraikan oleh bakteri dan cendawan dan diubah menjadi protein mikrobial yang dapat merupaka nutrien untuk protozoa. Namun, di daerah muara terdapat banyak pemakan bahan makanan berupa potongan-potongan (golongan udang dan kepiting herbivora dan omnivora, kerang-kerangan, larva serangga nemathoda dan beberapa jenis ikan). Mereka memperoleh energinya dari bahan tanaman berpembuluh yang terdapat di sepanjang pantai.

C. KESIMPULAN

1. Mikrobiologi aquatik ialah telaah mengenai mikroorganisme serta kegiatannya di perairan tawar, muara, dan marin termasuk mata air, danau, sungai, dan laut.

2. Ekosistem aquatik ada 4, yaitu :

    a.Samudera

    b.Danau-danau

    c.Perairan mengalir

    d.Instalasi penjernihan

3. Mikroba dalam air jernih yaitu ;

    a.Kelompok bakteri besi (Crenothrix dan Sphaerotilus)

    b.Kelompok bakteri belerang (Chromatium, Thiobacillus)

    c.Mikroalga (Alga hijau-biru, biru dan kersik)

4. Penyebaran mikroorganisme dalam lingkungan aquatik ada 2, yaitu :

   a.Plankton (Fitoplankton dan Zooplankton) yaitu organsime yang terapung dan hanyut pada permukaan ekosistem aquatik.

  b.Mikroorgansime bentik yaitu merupakan mikroogansime penghuni suatu dasar perairan (lumpur tanah).

5. Peranan mikroorgansime dalam lingkungan aquatik, yaitu :

 a.Sebagai produsen primer dalam lingkungan aquatik (alga yang di dominasi oleh fitoplankton.

  b.Organisme aquatik mampu menghasilkan bahan organik “kesuburan lautan”.

  c.Alga planktonik (dalam lingkungan tertentu dapat tumbuh menjadi populasi yang sangat besar sehingga dapat mengubah warna air).

D. DAFTAR PUSTAKA

Hafsah. 2008. Mikrobiologi Umum. Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar. Makassar.

Irianto K. 2006. Mikrobiologi “Menguak Dunia Mikroorganisme”. Yrama Widya. Bandung.

Schlegel Hans G. 1994. Mikroorganisme Umum Edisi keenam. Gajah Mada Universitas Press. Yogyakarta.

Suriawiria U. 2005. Mikrobiologi Dasar. Papas Sinar Sinanti. Jakarta.