Apa Itu Mikrobiologi Lingkungan?

Mikrobiologi lingkungan ialah cabang ilmu biologi nan mempelajari hubungan 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 primer mikrobiologi lingkungan ialah mikroorganisme. Mikroorganisme merupakan makhluk hayati terkecil di bumi, namun memegang peranan krusial bagi kehidupan manusia dan lingkungan. Banyak sekali tipe mikroba di bumi. Kita hanya mengetahuinya tak 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 nan terdiri dari ribuan spesies.

Mikroorganisme merupakan tulang punggung eksosistem nan tak terkena sinar matahari. Misalnya bakteri kemosintetik, nan menyediakan energi dan karbon buat organisme lain. Beberapa mikroba merupakan dekomposer nan memiliki kemampuan mendaur ulang nutrien.

Jadi, mikroba sangat berperan krusial dalam daur biogeokimia. Mikroba khususnya bakteri, bersimbiosis dengan makhluk hayati lain nan berdampak positif dan negatif pada ekosistem.

Mikroorganisme mampu merespon perubahan fisika atau kimia dalam suatu lingkungan. Oleh sebab itu, mikroorganisme banyak digunakan sebagai indikator alami terhadap perubahan lingkungan terutama dampak dari pencemaran.

Bakteri dan enzim nan dihasilkannya bersama dengan beberapa jenis jamur merupakan agen remediasi efektif buat mengurai bahan kimia berbahaya, polusi di tanah, sedimen, dan limbah. Kemampuan bakteri buat mendegradasi limbah beracun tergantung dari jenis kontaminannya. Karena kebanyakan lingkungan terpolusi oleh berbagai tipe polutan, maka bioremediasi nan efektif ialah dengan menggunakan campuran beberapa spesies bakteri, sehingga tiap jenis bakteri mendegradasi satu atau lebih kontaminan.

Dewasa ini banyak pencemaran nan disebabkan oleh minyak bumi, misalnya bocornya kapal tanker di laut. Pencemaran tersebut tentunya berbahaya dan menimbulkan polusi. Tumpahan minyak di perairan bahari sulit buat dibersihkan.

Untuk mengatasi hal tersebut digunakan mikroba nan bisa mendegradasi hidrokarbon, yaitu hydrocarbonoclastic bakteri (HCB). Organisme ini bisa membantu pemulihan kerusakan ekologi nan disebabkan oleh polusi minyak. HCB juga berperan dalam pelaksanaan bioteknologi yaitu dalam bidang bioplastik dan biokatalis.

Bakteri dan mikroorganisme lain berperan krusial dalam siklus nutrien dan energi. Mereka menguraikan bahan organik wafat menjadi zat-zat nan bisa dimanfaatkan kembali oleh tumbuhan. Mereka juga berperan dalam fiksasi nitrogen serta siklus karbon dan sulfur. Bakteri juga berperan dalam pembuatan obat, hormon, dan antibodi.

Tubuh bakteri dilapisi oleh dinding sel. Mereka bisa bereproduksi dengan cepat dan menghuni setiap lingkungan atau kondisi di bumi, misalnya tanah, air, akar tumbuhan, kubangan, jasad mati, hingga es.

Lingkungan, sesuatu nan ada di sekeliling kita dimana semua makhluk hayati berada dari makhluk terkecil (mikroorganisme) sampai makhluk nan paripurna (manusia). Lingkungan nan terdiri dari udara, air dan tanah dimana dari ketiga komponen tersebut kita sangat membutuhkannya dalam kehidupan sehari-hari.

Bila ketiga komponen tersebut terganggu maka terganggu pula aktivitas kita, misalnya saja jika terdapat mikroorganisme nan tak menguntungkan dalam air dan nan lain-lainnya, lebih lanjutnya akan kita bahas di bawah ini. Peranan mikroorganisme dalam pengelolaan pencemaran lingkungan bisa terjadi dalam dua hal:

1. Mikroorganisme nan telah direkayasa bisa digunakan buat menggantikan suatu proses produk sehingga hanya menghasilkan polutan sedikit mungkin.

1. Mikroorganisme nan telah direkayasa bisa digunakan sebagai organisme pembersih.

Udara tak mempunyai flora alami, sebab organisme tak bisa hayati dan tumbuh terapung begitu saja di udara. Flora mikroorganisme udara terdiri atas organisme-organisme nan terdapat sementara mengapung di udara atau terbawa serta pada partikel debu. Setiap kegiatan manusia agaknya menimbulkan bakteri di udara, batuk, dan bersin menimbulkan aerosol biologi (yaitu kumpulan partikel di udara).

Kebanyakan partikel dalam aerosol biologi terlalu besar buat mencapai paru-paru, sebab partikel-partikel ini tersaring pada daerah pernapasan atas. Sebaliknya, partikel-partikel nan sangat kecil mungkin mencapai tapak-tapak infektif nan berpotensi. Jadi, walaupun udara tak mendukung kehidupan mikroorganisme, kehadirannya hampir selalu bisa ditunjukkan dalam cuplikan udara.

Jumlah dan macam mikroorganisme dalam suatu volume udara akan bervariasi sinkron dengan lokasi, kondisi cuaca dan jumlah orang nan ada. Daerah nan berdebu hampir selalu mempunyai populasi mikroorganisme atmosfer nan tinggi. Sebaliknya, hujan, salju atau hujan es akan cenderung mengurangi jumlah organisme di udara dengan membasuh partikel-partikel nan lebih berat dan mengendapkan debu.

Menurut Unus Suriawiria (1985), kompisisi standar udara nan kita hisap setiap saat, sudah diketahui sejak lama. Walaupun begitu sejalan dengan semakin kompleknya masalah pencemaran udara maka komposisi tersebut banyak nan berubah, khususnya sebab terdapat komponen asing/mikroorganisme.

Faktor-faktor lingkungan nan mempengaruhi mikroba udara ialah suhu atmosfer, kelembaban, angin, ketinggian, dan lain-lain. Temperatur dan kelembaban nisbi ialah dua faktor krusial nan menentukan viabilitas dari mikroorganisme dalam aerosol. Studi dengan Serratia marcesens dan E. coli menunjukkan bahwa kelangsungan hayati udara terkait erat dengan suhu.

Pengaruh angin juga menentukan keberadaan mikroorganisme di udara. Pada udara nan tenang, partikel cenderung turun oleh gravitasi. Tapi sedikit genre udara bisa menjaga mereka dalam suspensi buat waktu nan nisbi lama. Angin krusial dalam penyebaran mikroorganisme sebab membawa mereka lebih jauh. Arus juga memproduksi turbulensi udara nan menyebabkan distribusi vertikal mikroba udara.

Pola cuaca dunia juga mempengaruhi penyebaran vertikal. Ketinggian membatasi distribusi mikroba di udara. Semakin tinggi dari permukaan bumi, udara semakin kering, radiasi ultraviolet semakin tinggi, dan suhu semakin rendah sampai bagian puncak troposfer. Hanya spora nan bisa bertahan dalam kondisi ini, dengan demikian, mikroba nan masih mampu bertahan pada ketinggian ialah mikroba dalam fase spora dan bentuk-bentuk resisten lainnya.

Tanah memiliki keragaman tekstur dan struktur, serta variasi dalam ketinggian maupun distribusi geografisnya. Mikroba tanah dijumpai pada hampir semua jenis tanah dan batuan, dari permukaan tanah hingga kedalaman, dari Antartika hingga gurun pasir nan kering. Kehadiran mikroba tanah ada nan bersifat menguntungkan antara lain dalam bidang pertanian, daur unsur, dan pertambangan tetapi juga ada nan merugikan sebab patogen bagi tumbuhan, hewan, dan manusia.

Mikrobiologi lingkungan perairan memiliki spesifikasi berdasarkan sifat fisika kimianya. Mikroba nan dijumpaipun beragam. Lingkungan pantai mengandung lebih banyak mikroba sebab kaya akan nutrien nan berasal dari darat, sedangkan bahari lepas populasi mikroba nisbi lebih rendah. Secara vertikal badan air bahari dan air danau dibagi menjadi beberapa zone berdasarkan sifat fisika masing-masing, seperti ketersediaan cahaya dan suhu.

Di bahari mikroba bisa dijumpai bahkan pada palung bahari dengan kondisi ekstrem bertekanan tinggi (barofil). Di dasar bahari eksklusif dijumpai celah hidrotermal dengan suhu sangat tinggi (termofil) dan di situ pun dijumpai mikroba. Tekanan tinggi dan suhu tinggi merupakan lingkungan ekstrem. Lingkungan ekstrem lainnya antara lain berupa asidofil, alkalofil, halofil, dan xerofil.

Mikroba dari lingkungan ekstrem memiliki prospek dalam bidang teknologi. Beberapa bidang seperti produksi enzim, pertambangan, serta pengolahan limbah telah memanfaatkan peran mikroba dari lingkungan ekstrem.

Organisme, sehingga disebut sebagai siklus biogeokimia. Siklus unsur bisa memberi kegunaan bagi organisme sebab menjamin tersedianya nutrien, akan tetapi di sisi lain proses nan terjadi bisa pula sangat merugikan, antara lain sebab menyebabkan kerusakan bahan bangunan.

Aktivitas manusia telah menyebabkan beberapa reservoir unsur nan semula dalam keadaan imobilisasi menjadi imobil dan masuk ke siklus unsur. Dampak mobilisasi tersebut, antara lain menipisnya cadangan bahan bakar fosil, peningkatan senyawa NOx dan SOX nan berperan dalam terjadinya hujan asam dan timbulnya imbas rumah kaca.

Fermentasi merupakan salah satu bioteknologi nan memanfaatkan peran mikroba di dalam proses pembuatannya. Dalam penerapan bioteknologi mikrobanya nan perlu diperhatikan ialah prinsip-prinsip bioteknologinya, seperti produk, kultur mikroba, pengembangan galur, substrat produksi, proses produksi, dan pengunduhan hasil.

Mikroba berperan primer dalam bioteknologi. Dalam masalah-masalah lingkungan bioteknologi mikroba memberikan sumbangan besar antara lain dalam produksi biopestisida, pupuk biologis, pengkomposan, penanganan limbah, produksi bio-gas, penambangan minyak dan pelindihan logam.

Peran tersebut bisa menggantikan teknologi nan selama ini digunakan dan memberi sumbangan bagi pemugaran kualitas lingkungan. Ancaman residu pestisida, cemaran senyawa toksik, penurunan kualitas tanah bisa dikurangi dengan memanfaatkan mikroba.