Salah satu cabang mirobiologi lingkungan yang sekarang berkembang pesat adalah mikrobiologi perairan. Mikrobiologi ini mempelajari mikroorganisme dan aktivitasnya dalam air tawar, air laut, dan estuaria. Mikrobiologi perairan mempelajari mikroorganisme air yang habitatnya air. Mikroorganisme ini memang berasal dari air atau merupakan tempat tinggal sementara dan berasal dan berasal dari limbah domestic atau pabrik. Aktivitas mikroorganisme dalam air berperan dalam menentukan kesehatan manusia dan hewan.
Populasi mikroorganisme dalam lingkungan perairan tergantung berbagai factor :
a. Suhu
Suhu perairan berkisar sekitar 30-40 derajat C di daerah ekuator.Lingkungan air asin mempunyai suhu di bawah 5 derajat C sehingga banyak ditemukan bakteri psikrofilik.Pada sumber air panas ditemukan mikroorganisme dengan suhu optimum 70-72 derajat C,seperti Thermophilus aquaticus.
b. Tekanan hidrostatik
Tekanan hidrostatik antara air permukaan dengn air lautan yang sangat dalam. Tekanan ini dipengaruhi oleh keseimbangan kimiawi dan mengakibatkan penurunan PH air laut, dan kelarutan nutrient seperti bikarbonat, HCO3. Selain tekanan hidrostatik juga mempengaruhi titik didih air,sehingga tetap mempertahankan air dalam keadaan terlarut dalam suhu panas dan tekanan tinggi.Bakteri barofilik adalah bakteri yang tumbuh dalam tekanan hidrostatik tinggi.Mikroorganisme ini pada umumnya bersifat psikofilik.
c. Cahaya
Kehidupan mikroorganisme dalam lingkungan air tergantung pada mikroorganisme fotosintetik.Biasanya primary produsers adalah kelompok algae yang biasanya terdapat pada bagian permukaan air, karena cahaya dapat menembus lapisan ini. Ke dalam wilayah yang bercahaya tergantung pada keadan setempat. Musim, dan kekeruhan air.
d. Salinitas
Air laut memiliki konsentrasi garam tinggi. Garam utama dalam air adalah klorida, Sulfat, Kalsium, Kalium, dan magnesium. Konsentrasi ini biasanya lebih rendah dekat permukaan sungai dan laut. Biasanya mikroorganisme di laut bersifat halofilik dan mampu tumbuh pada konsentrasi garam 2,5-4%
e. Kekeruhan
Bahan terlarut yang menyebabkan kekeruhan di antaranya adalah : Partikel mineral yang berasal dari darat, dedritus seperti selulosa, hemiselulosa, dan khitin.Mikroorganisme terlarut. Turbiditas mempengaruhi penetrasi cahaya, kemampuan penetrasi ini nantinya mempengaruhi wilayah fotosintesis. Bahan atau partikel yang berfungsi sebagai substrat untuk pencantelan atau sebagai substrat yang dimetabolismekan. Bakteri yang tumbuh sambil melekatkan diri ke permukaan disebut sebagai epibakteri.
f. pH
Mikroorganisme akuatik dapat ditumbuhkan pada PH 6,5-8,5. Untuk mikroorg.anisme laut, PH optimum sekitar 7,2-7,6. Mikroorganisme yang hidup di danau atau sungai mempunyai kisaran PH optimum yang luas.
g. Bahan organic dan anorganik
Bahan kimia yang terdapat dalam air mempengaruhi jenis mikroorganisme. Nitrat dan pospat merupakan bahan anorganik yang berperanan dalam pertumbuhan mikroorganisme. Senyawa organik diperlukan untuk pertumbuhan bakteri saprofit dan fungi.
1. Perairan Alamiah
Kelembaban bumi berada dalam sirkulasi yang sinambung, yaitu suatu proses yang dikenal sebagai daur air atau daur hidrologis. Istilah ini mengacu pada sirkulasi air dari lautan dan air-akar permukaan lain menuju atmosfer melalui evaporasi dan transpirasi diikuti dengan presipitasi kembali ke bumi sebagai hujan batu es.
Perairan alamiah dapat dikelompokkan sebagai berikut :
· Air atmosfer: Air yang terkandung dalam awan dan dipresipitasikan sebagai hujan,salju, atau hujan batu es.
· Air permukaan: Kumpulan air seperti danau, kali, sungai, dan laut.
· Air dibawah permukaan tanah: Air di bawah permukaan tanah di daerah yang semula pori tanahnya serta ruang di dalam dan di antara batu-batunya jenuh dengan air.
2. Mikroorganisme di Perairan Alamiah
Flora mikrobia perairan di bawah permukaan tanah dipengaruhi oleh proses penyaringan. Mikroorganisme tertahan oleh bahan partikulat dalam tanah yang berfungsi sebagai saringan. Dengan demikian besar kemungkinan perairan yang berada jauh di bawah permukaan tanah bebas dari mikroorganisme.Mata air terdiri dari air tanah yang mencapai permukaan melalui bagian batuan yang retak atau pori tanah; sumber-sumber air semacam ini dapat mempunyai kualitas mikrobiologis yang baik.
Perairan permukaan, seperti danau, sungai, muara, dan lautan, merupakan suatu ekosistem mikrobiologis yang rumit. Perairan demikian kurang lebih rentan terhadap pencemaran berkala oleh mikroorganisme dari air atmosfer, aliran air pada permukaan tanah dan limbah domestik ataupun industri yang dibuang kedalamnya. Perairan permukaan amat bervariasi dalam hal kandungan nutrien,yang tersedia bagi mikrobia, keadaan fisik, dan ciri-ciri biologinya.
3. Penyebaran Mikroorganisme dalam Lingkungan Akuatik
Mikroorganisme dalam suatu lingkungan akuatik mungkin terdapat pada semua kedalaman, berkisar dari permukaan sampai ke dasar parit-parit yang paling dalam di dasar lautan. Populasi tersebar mikroorganisme menghuni “ lapisan” teratas dan sedimen dasar, terutama di perairan dalam.
a. Plankton ( Fitoplankton dan Zooplankton )
Kumpulan organism hidup yang sebagian besar terdiri dari mikroorganisme, yang terapung dan hanyut pada permukaan ekosistem akuatik, dinamakan plankton. Populasi plankton terdiri dari alga ( fitoplankton ), protozoa, hewan kecil (zooplankton), dan mikroorganisme lain. Mikroorganisme fototrofik dianggap sebagai plankton yang paling penting 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; ke semua cirri ini membantu organism tersebut untuk mempertahankan lokasinya di zone fotosintetik yang berada di lapisan air bagian atas.
b. Mikroorganisme Bentik
Mikroorganisme yang merupakan penghuni suatu dasar peraira( lumpur tanah ) dinamakan organism bentik.Daerah terkaya akan jumlah dan macam organisme pada system muara-laut ialah daerah bentik, yang terbentuk dari pasang naik sampai suatu kedalaman di tempat tanaman sudah jarang tumbuh. Daerah dasar laut mengandung berjuta-juta bakteri per gram.
Keadaan fisik dan kompoen-komponen kimiawi yang mencirikan daerah perairan di antara zone planktonik dan bentik sangat bervariasi sehingga tidak ada gunanya untuk mencoba membuat gambaran umum.
4. Mikrobiologi air buangan dan air limbah
Air buangan atau air limbah, baik air limbah domestik maupun air limbah industri potensial mengandung banyak sekali mikroorganisme. Untuk menghasilkan yang aman diberi perlakuan sedimentasi, filtrasi, dan disinfeksi.Ketiga cara tersebut dimaksudkan untuk menurunkan jumlah mikroorganisme dalam air buangan atau air limbah yang akan digunakan sebagai bahan baku air minum.
Sewaktu sedimentasi, partikel besar bisa mengendap. Pengendapan dipercepat dengan penambahan alum ( aluminium sulfat ), sehingga akan terbentuk presipitat yang lengket sifatnya. Mikroorganisme dan partikel kecil lainnya akan ikut mengendap bersamaan dengan presipitat ini. Proses berikutnya air di alirkan melalui saringan pasir. Pada proses ini 99% dari populasi bakteri ikut tersaring. Selanjutnya air disinfeksikan untuk memastikan bahwa air aman untuk diminum. Biasanya pada tahap ini ditambahkan khlor sebagai desinfektan.Dhosis khlor harus meninggalkan residu khlor yang bebas sebanyak 0,2-2,0 mg/l. Metode disinfeksi lainnya ialah ozonisasi atau iradiasi dengan ultraviolet. Kadangkala pada proses ini mineral dihilangkan sehingga menjadi air kelas, mengaur PH bila air asam atau basa.
Penyebaran dan pengolahan yang tidak memadai pada air limbah dapat menyebabkan :
1) Penyebaran mikroorganisme pathogen.
2) Peningkatan pencemaran pada sumber air alam.
3) Pencemaran pada kerang dan produk perikanan lainnya dapat membahayakan kesehatan manusia.
4) Dapat menyebabkan kematian pada unggas air.
5) Penurunan kadar oksigen oleh bahan organic sehingga mematikan kehidupan akuatik.
6) Dapat menimbulkan terjadinya akumulasi bahan toksik mikroorganisme.
7) Menyebabkan bau yang tidak sedap akibat aktivitas mikroorganisme.
Untuk mencegah hal-hal tersebut maka dapat dilakukan pengolahan air limbah dengan baik.Dalam skala rumah tangga pengolahan air limbah dilakukan dengan cara membuat septic tank.Fungsi septic tank adala mengendapkan partikel sehingga menyebabkan terjadinya dekomposisi dari sludge.Sewaktu limbah memasuki septic tank, maka sedimentasi dimulai bagian atas sehingga cairan yang mengandung sedikit partikel dikeluarkan. Solid yang disedimentasikan didegradasikan oleh bakteri anaerob. Septic tank merupakan cara terbaik untuk membuang kotoran dalam jumlah kecil.Namun cara ini dapat digunakan untuk menghilangkan bakteri pathogen.
Dalam skala besar terutama di daerah perkotaan, proses perlakuan air dilakukan dengan cara sebagai berikut.
a) Pengolahan primer. Hal ini dimaksudkan untuk menghilangkan solid kasar dan mengeluarkan padatan yang mengendap.
b) Pengolahan sekunder. Hal ini dimaksudkan untuk mengadsorpsikan dan mengoksidasikan bahan organic air limbah dengan mengurangi kadar BOD.
c) Pengolahan berkelanjutan. Hal ini dimaksudkan untuk menghilangkan bahan lainnya untuk menurunkan BOD, termasuk nutrien yang mengandung P dan N.
d) Pengolahan tahap terakhir. Hal ini dilakukan dengan cara disenfeksi dan pembuangan efluen cair.
e) Pengolahan padatan. Hal ini dimaksudkan untuk mengeluarkan bahan padat untuk land application, landfill, dan dibakar.
5. Peranan Mikroorganisme dalam Lingkungan Akuatik
Kehidupan akuatik mempertunjukkan adanya interaksi yang amat rumit di antara mikroorganisme, dan antara mikroorganisme dengan mikroorganisme, baik tumbuhan maupun hewan. Mikroorganisme, terutama alga memegang peranan penting dalam rantai makanan lingkungan akuatik.
Produsen primer dalam lingkungan akuatik ialah alga, yang didominasi oleh filoplankton. Dengan fotosintesis, alga mampu mengubah energi cahaya menjadi energi kimiawi.
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 organism fitoplankton, bakteri, dan zat-zat organik atau anorganik sebagai makanannya menurut penyelidikan, zooplankton menghindari cahaya dan mempertunjukan migrasi diurnal. Pada malam hari zooplankton memakan fitoplankton di permukaan; sedangkan siang hari berada di zone fotik.
Plakton, terutama fitoplankton dianggap sebagai “padang rumput”. Ikan, ikan paus, dan cumi-cumi secara langsung memakan plankton atau hewan yang lebih besar pemakan plankton
Istilah “ kesuburan lautan ’’ dipakai untuk menyatakan kemampun organism-organisme yang terdapat di dalamnya untuk menghasilkan 1 sampai 10 gram bahan organik kering per meter persegi per hari, sedangkan daerah-daerah lautan yang dalam menghasilkan 0,5 gram.
`Pertumbuhan organisme fitoplankton bergantung kepada energy cahaya, karbondioksida, air, persenyawaan nitrogen dan fosfor, dan unsure-unsur mikro dibuat menjadi bentuk tersedia melalui kegiatan biokimiawi mikroorganisme, terutama bakteri. Kegiatan tersebut meliputi dismilasi substrat organic dan menghasilkan persenyawaan anorganik, yang dikenal dengan proses mineralisasi.
Alga planktonik, dalam lingkungan tertentu, dapat tumbuh menjadi populasi yang besar sehingga dapat mengubah warna air. Warna khas Laut Merah disebabkan oleh populasi padat alga hijau-biru ( sianobakteri ), Oscillatoria erythraea, yang mengandung pigmen fikoeritrin, dan fikosianin.Disamping itu, ada pula populasi padat mikroorganisme lain yang member warna coklat, kuning sawo, atau kuning kehijauan pada daerah perairan yang luas.
DAFTAR PUSTAKA
· Krisno,Agung.2002.Mikrobiologi Terapan.Malang: UMM Press.
· Irianto, Koes.2002.Mikrobiologi Menguak Dunia Organisme.Bandung: Tramaya.
· Dwijoseputro.1994.Dasar-dasar Mikrobiologi.Jakarta: Djambatan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar