disusun oleh :
Amien Fadli
Mahasiswa Universitas Negeri Malang
Jurusan S1 Pendidikan Biologi
1.1 Latar Belakang
Mikroba adalah mahluk hidup yang
berukuran mikroskopis yang ada dan hidup di sekitar kita. Mikroba di alam
secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Jasad produsen
menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar matahari.
Mikroba yang berperan sebagai produsen adalah algae dan bakteri fotosintetik.
Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh produsen. Contoh
mikroba konsumen adalah protozoa. Jasad redusen menguraikan bahan organik dan
sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia (mineralisasi bahan
organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur kimia. Contoh bakteri
redusen adalah bakteri dan jamur.
Diantara berbagai mikroorganisme yang
terdapat di alam di samping ada yang merugikan manusia yaitu dapat menyebabkan
penyakit atau merusak material, ada juga beberapa jenis yang bermanfaat. Dengan adanya jumlah jenis mikroorganisme
yang bermanfaat dalam peningkatan kualitas lingkungan maka mikrooranisme mulai
banyak digunakan dalam teknologi pengolahan limbah dalam rangka mengatasi
masalah pencemaran. Sampah terdiri dari dua bagian, yaitu bagian organik
dan anorganik. Rata-rata persentase bahan organik sampah mencapai ±80%,sehingga
pengomposan merupakan alternatif penanganan yang sesuai. Kompos sangat
berpotensi untuk dikembangkan mengingat semakin tingginya jumlah sampah organik
yang dibuang ke tempat pembuangan akhir dan menyebabkan terjadinya polusi bau
dan lepasnya gas metana ke udara (Rohendi, 2005).
Saat ini mikroba banyak dimanfaatkan di
bidang lingkungan, yang berperan membantu memperbaiki kualitas lingkungan.
Terutama untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan, baik di lingkungan
tanah maupun perairan. Bahan pencemar dapat bermacam-macam mulai dari bahan
yang berasal dari sumber-sumber alami sampai bahan sintetik, dengan sifat yang
mudah dirombak (biodegradable) sampai sangat sulit bahkan tidak bisa dirombak
(rekalsitran/ nonbiodegradable) maupun bersifat meracun bagi jasad hidup dengan
bahan aktif tidak rusak dalam waktu lama (persisten). Dalam hal ini akan
dibahas beberapa pemanfaatan mikroba dalam proses peruraian bahan pencemar dan
peran lainnya untuk mengatasi bahan pencemar.
Mikroba atau mikroorganisme telah
banyak memberikan peran sebagai bukti keberadaannya. Mikroba berperan penting
dalam siklus kehidupan yang membuat semuanya berjalan seimbang. Mikroba
berperan dalam proses pembusukan sampah dan jasad hewan yang lain. Mikroba juga
berperan dalam siklus energy dalam lingkungan energi. Mikroba dapat
dimanfaatkan untuk mengatasi masalah lingkungan yang kita hadapi sekarang.
Suatu mikroorganisme dapat tumbuh
dengan baik jika kondisi lingkungan sekitarnya sangat mendukung. Mikroorganisme
yang tumbuh adalah pertambahan jumlah mikroba sehingga dapat membentuk suatu
populasi mikroba yang dapat disebut dengan koloni dan bukan sel-sel yang
bertambah besar atau bertambah panjang. Populasi mikroorganisme dapat menjadi
besar sekali dala jangka waktu yang relatif singkat dan pertumbuhan mikroorganisme
yang tidak dapat dikendalikan. Kehadiran mikroorganisme di lingkungan dapat
memberikan keuntungan dan kerugian.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari makalah ini adalah :
1.
Apa saja mikroba yang terdapat dalam limbah?
2.
Bagaimana pemanfaatan mikroba dalam proses bioremidiasi?
3.
Bagaiamana pengaruh aktivitas mikroba terhadap kerusakan
lingkungan?
1.3 Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan makalaha ini adalah sebagai berikut:
1.
Untuk mengetahui
mikroba yang terdapat dalam limbah?
2.
Untuk mengetahui pemanfaatan mikroba dalam proses
bioremidiasi?
3.
Untuk mengetahui pengaruh aktivitas mikroba terhadap
kerusakan lingkungan?
BAB II
KAJIAN TEORI
2.1
Mikroba dalam Limbah
Limbah
adalah zat atau bahan buangan yang dihasilkan dari proses kegiatan manusia (Ign
Suharto, 2011 :226). Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses
produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga), yang kehadirannya pada
suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak
memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari
bahan kimia organik dan anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu,
kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi
kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat
bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan
karakteristik limbah. Sepert limbah dari sisa praduksi pabrik yang langsung
dibunag ke sungai akan menimbulkan dampak berbahaya bag lngkungan
Mikroba
di alam secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Jasad
produsen menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar
matahari. Mikroba yang berperan sebagai produsen adalah algae dan bakteri
fotosintetik. Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh
produsen. Contoh mikroba konsumen adalah protozoa. Jasad redusen menguraikan
bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia
(mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur
kimia. Contoh bakteri redusen adalah bakteri dan jamur.
Eschericia
coli dapat menyebabkan penyakit disentri bila masuk ke dalam sistem pencernaan
manusia, selain itu bakteri Escherichia coli juga merupakan bakteri pencemar,
kehadirannya di dalam badan air dapat menunjukkan bahwa air tersebut sudah
terkontaminasi-fekal (feses manusia, hewan). Materi fekal yang masuk ke dalam
badan air, selain membawa bakteri patogen juga akan membawa bakteri pencemar
yang merupakan flora normal saluran pencernaan manusia, misalnya Escherichia
coli dan kelompok coliform lain (Enterobacteriaceae, Enterococcus), yang
kehadirannya dapat dipakai untuk indikator pencemaran air oleh materi fekal
(Kusnadi, 2010).
Dalam air baik yang kita anggap jernih, sampai terhadap air yang
keadaannya sudah kotor atau tercemar, di dalamnya akan terkandung sejumlah
ke-hidupan, yaitu misalnya yang berasal dari sumur biasa, sumur pompa, sumber
mata-air dan sebagai-nya, di dalamnya terdiri dari bakteri, yaitu :
·
Kelompok bakteri besi (misalnya Crenothrix
dan Sphaerotilus) yang mampu mengoksidasi senyawa ferro menjadi ferri. ABkibat
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.
Kehadiran kelompok bakteri
dan mikroalga tersebut di dalam air, dapat menyebabkan terjadinya penurunan
turbiditas dan hambatan aliran, karena kelompok bakteri besi dan belerang
dapat membentuk serat atau lendir. Akibat lainnya adalah terjadinya proses
korosi (pengkaratan) terhadap benda-benda logam yang berada di dalamnya, menjadi
bau, berubah warna, dan sebagainya.
Untuk limbah padat, jenis mikroba yang
ada berbeda dari limbah cair. Limbah padat yang terdapat dilingkungan umumnya
berupa sampah hasil rumah tangga dan produksi. Sampah ini kebanyakan akan
diolah menjadi kompos. Pengomposan prosesnya mengunakan mikroorganisme aerob
dan anaerob. Mikroorganisme yang dapat membantu dalam pengelolaan sampah
diantaranya seperti Lactobacillus sp., Khamir, Streptomyces, dan Aktinomycetes
(Fauzan, 2014)
2.2 Pemanfaatan Mikroba dalam Proses Bioremidiasi
Bioremediasi
berasal dari dua kata yaitu bio dan remediasi yang dapat diartikan sebagai
proses dalam menyelesaikan masalah. Menurut Munir (2006), bioremediasi
merupakan pengembangan dari bidang bioteknologi lingkungan dengan memanfaatkan
proses biologi dalam mengendalikan pencemaran. Bioremediasi diartikan sebagai
proses pendegradasian bahan organik berbahaya secara biologis menjadi senyawa
lain seperti CO2, metan, air dan senyawa semula tersebut (Ciroreksoko, 1996).
Sedangkan menurut Craword (1996), bioremediasi merujuk pada penggunaan secara
produktif proses biodegradatif untuk menghilangkan atau mendetoksi polutan yang
mencemari lingkungan dan mengancam kesehatan masyarakat, biasanya sebagai
kontaminan tanah, air dan sedimen..
Menurut Sunarko (2001), bioremediasi
mempunyai potensi untuk menjadi salah satu teknologi lingkungan yang bersih,
alami, dan paling murah untuk mengantisipasi masalah-masalah lingkungan.
Sehingga dapat disimpulkan, bioremediasi adalah salah satu teknologi untuk
mengatasi masalah lingkungan dengan memanfaatkan bantuan mikroorganisme.
Mikroorganisme yang dimaksud adalah khamir, fungi, dan bakteri yang berfungsi
sebagai agen bioremediator.
Proses
pengolahan limbah cair oleh mikroba dalam mendegradasi senyawa kimia yang
berbahaya di lingkungan sangat penting. Dalam proses degradasinya, mikroba
menggunakan senyawa kimia tersebut untuk pertumbuhan dan reproduksinya melalui
berbagai proses oksidasi (Munir, 2006). Misalnya mengubah bahan kimia menjadi
air dan gas yang tidak berbahaya misalnya CO2.
Saat terjadinya bioremediasi,
enzim-enzim yang diproduksi oleh mikroba memodifikasi senyawa kimia berbahaya
dengan mengubah struktur kimianya biasa disebut biotransformasi. Pada banyak
kasus, biotransformasi berujung pada biodegradasi, di mana senyawa kimia
terdegradasi, strukturnya tidak kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang
tidak berbahaya dan tidak beracun
Mikroba banyak dimanfaatkan di bidang
lingkungan, terutama untuk mengatasi masalah pencemaran lingkungan
(bioremidiasi), baik di lingkungan tanah maupun perairan. Bahan pencemar dapat
bermacam-macam mulai dari bahan yang berasal dari sumber-sumber alami sampai
bahan sintetik, dengan sifat yaang mudah dirombak (biodegradable) sampai sangat
sulit bahkan tidak bisa dirombak (rekalsitran/nonbiodegradable) maupun bersifat
meracun bagi jasad hidup dengan bahan aktif tidak rusak dalam waktu lama
(persisten). Berikut adalah contoh penggunakan mikroba untu bioremidiasi
beberapa macam limbah.
a). Penggunaan
Mikroba dalam pembersihan air
Mikroba yang terdapat
dalam air limbah kebanyakan berasal dari tanah dan saluran pencernaan. Bakteri
colon (coliforms) terutama Escherichia coli sering digunakan sebagai
indeks pencemaran air. Bakteri tersebut berasal dari saluran pencernaan manusia
dan hewan yang dapat hidup lama dalam air, sehingga air yang banyak mengandung
bakteri tersebut dianggap tercemar. Untuk mengurangi mikroba pencemar dapat
digunakan saringan pasir atau trickling filter yang segera membentuk
lendir di permukaan bahan penyaring, sehingga dapat menyaring bakteri maupun
bahan lain untuk penguraian. Penggunaan lumpur aktif juga dapat mempercepat
perombakan bahan organik yang tersuspensi dalam air.
Beberapa mikroba yang
penting di dalam pengolahan air limbah antara lain bakteri nitrifikasi, bakteri
denitrifikasi, dan bakteri metanogen. Bakteri nitrifikasi adalah
bakteri-bakteri yang mengubah amonia menjadi nitrat. Nitrifikasi adalah proses
dua tahap dimana amonia dioksidasi menjadi nitrit kemudian dilanjutkan dengan
oksidasi nitrit menjadi nitrat. Bakteri nitrifikasi tergolong dalam kelompok
bakteri autotrof aerob. Genus yang paling umum dari bakteri nitrifikasi adalah
Nitrosomonas (mengubah amonia menjadi nitrit) dan Nitrobacter (mengubah nitrit
menjadi nitrat). Di samping kedua genus bakteri ini, terdapat pula genus
bakteri lain yang mampu mengoksidasi amonia menjadi nitrit (Nitrosococcus,
Nitrosospira, Nitrosolobus, dan Nitrosorobrio) serta nitrit menjadi nitrat
(Nitrococcus, Nitrospira, Nitrospina, dan Nitroeystis) (Metcalf :2004).
Bakteri denitrifikasi
adalah bakteri-bakteri yang mengkonversi nitrat menjadi nitrogen bebas (N2).
Bakteri denitrifikasi dapat berasal dari kelompok autotrof maupun heterotrof.
Yang berasal dari kelompok autotrof misalnya Nitrosomonas europaea. Sementara
itu yang termasuk dalam kelompok heterotrof antara lain berasal dari genus
Vibrio, Pseudomonas, Rhizobium, Bacillus, dan Alcaligenes (Metcal, 2004)
Bakteri metanogen adalah
bakteri-bakteri yang menghasilkan metan (CH4) dari senyawaan asetat. Bakteri
metanogen dikelompokkan ke dalam empat ordo yaitu Methanobacteriales,
Methanomicrobiales, Methanococcales, dan Methanosarcinales (Bitton, 2005).
b). Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan Detergen
Alkil benzil sulfonat
(ABS) adalah komponen detergen, yang merupakan zat aktif yang dapat menurunkan
tegangan permukan sehingga dapat digunkan sebagai pembersih. ABS mempunyai
Na-sulfonat polar dan ujung alkil non-polar. Pada proses pencucian, ujung polar
ini menghadap ke kotoran (lemak) dan ujung polarnya menghadap ke luar (ke-air).
Bagian alkil dari ABS ada yang linier dan non-linier (bercabang). Bagian yang
bercabang ABS-nya lebih kuat dan berbusa, tetapi lebih sukar terurai sehingga
menyebabkan badan air berbuih. Sulitnya peruraian ini disebabkan karena atom C
tersier memblokir beta-oksidasi pada alkil. Hal ini dapat dihindari apabila ABS
mempunyai alkil yang linier. Namun ada beberapa bakteri yang dapat menguraikan
ABS meskipun memakan waktu yang cukup lama.
c). Penggunaan Mikroba dalam Menguraikan Plastik
Plastik
banyak kegunaannya tetapi polimer sintetik plastik sangat sulit dirombak secara
alamiah. Hal ini mengakibatkan limbah yang plastik semakin menumpuk dan dapat
mencemari lingkungan. Plastik terdiri atas berbagai senyawa yang terdiri dari
polietilen, polistiren, dan polivinil klorida. Bahan-bahan tersebut bersifat
inert dan rekalsitran. Bahan tambahan untuk pembuatan plastik seperti Phthalic
Acid Esters (PAEs) dan Polychlorinated Biphenyls (PCBs) sudah diketahui sebagai
karsinogen yang berbahaya bagi lingkungan walaupun dalam konsentrasi rendah.
Dari alam telah ditemukan
mikroba yang dapat merombak plastik, yaitu terdiri dari dari bakteri,
actynomycetes, jamur, dan khamir yang umumnya dapat menggunakan plasticizers
sebagai sumber C, tetapi hanya sedikit mikroba yang telah ditemukan mampu
merombak polimer plastiknya yaitu jamur Aspergillus fischeri dan Paecilomyces
sp. Sedangkan mikroba yang mampu merombak dan menggunakan sumber C dari
plsticizers yaitu jamur Aspergillus niger, A. Versicolor, Clasdosporium sp.,
Fusarium sp., Penicillium sp., Trichoderma sp., Verticillium sp., dan khamir
Zygosaccharomyces drosophilae, Saccharomyces cerevisiae, serta bakteri Pseudomonas
aeruginosa, Brevibacterium sp., dan actynomycetes Streptomyces rubrireticuli.
Untuk dapat merobak
plastik, mikroba harus dapat mengkontaminasi lapisan plastik melalui muatan
elektrostatik dan mikroba harus mampu menggunakan komponen di dalam atau pada
lapisan plastik sebagai nutrien. Plasticizers yang membuat plastik bersifat
fleksibel seperti adipat, oleat, risinoleat, sebakat, dan turunan asam lemak
lain cenderung mudah digunakan, tetapi turunan asam phthalat dan fosforat sulit
digunakan untuk nutrisi. Hilangnya plasticizers menyebabkan lapisan plastik
menjadi rapuh, daya rentang meningkat dan daya ulur berkurang.
d). Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan Minyak bumi
Minyak bumi tersusun dari berbagai
macam molekul hidrokarbon alifatik, alisiklik, dan aromatik. Mikroba berperan
penting dalam menguraikan minyak bumi ini. Ketahanan minyak bumi terhadap
peruraian oleh mikroba tergantung pada struktur dan berat molekulnya. Fraksi
alkana rantai C pendek, dengan atom C kurang dari 9 bersifat meracun terhadap
mikroba dan mudah menguap menjadi gas. Fraksi n-alkana rantai C sedang dengan
atom C 10-24 paling cepat terurai. Adanya rantai C yang bercabang pada alkana
akan mengurangi kecepatan peruraian, karena atom C tersier atau kuarter
mengganggu mekanisme biodegradasi.
Apabila dibandingkan maka senyawa
aromatik akan lebih lambat terurai daripada alkana linier. Sedang senyawa
alisiklik sering tidak dapat digunakan sebagai sumber C untuk mikroba, kecuali
mempunyai rantai samping alifatik yang cukup panjang. Senyawa ini dapat terurai
karena kometabolisme beberapa strain mikroba dengan metabolisme saling
melengkapi. Jadi walaupun senyawa hidrokarbon dapat diuraikan oleh mikroba,
tetapi belum ditemukan mikroba yang berkemampuan enzimatik lengkap untuk
penguraian hidrokarbon secara sempurna.
Feliatra (2002) menyatakan Di Selat
Malaka terdapat genus acinobacter, arthrobacter, brevibacterium,
corynebacterium, flavobacterium, mycobacterium, dan vibrio, serta beberapa
jenis jamur. Mereka bisa dimanfaatkan dalam aktivitas penguraian senyawa
hidrokarbon yang ditumpahkan ke laut secara efisien, jika mikroba yang terlibat
dalam genus-genus itu terlibat dalam hubungan yang sinergis dengan bakteri
pengurai pestisida, senyawa berhalogen, serta pengurai deterjen. Pencemaran minyak
dilautan terjadi karena seperti adanya kecelakaan kapal tangker yang memuat
mnyak, ada kapal yang tenggelam dan lain lain, sehingga tumpahan mnyak ini akan
mencemari laut.
Pelaksanan bioremediasi dengan
menggunakan bakteri pada dasarnya menmbutuhkan kerja sama lebih dari satu
spesies bakteri. Hal tersebut karena senyawa hidrokarbon seperti minyak bumi
terbentuk dari bayak gugus yang berbeda dan bakteri hanya dapat menggunakan hidrokarbon
pada kisaran tertentu. Beberapa bakteri yang memanfaatkan hidrokarbon sebagai
senyawa pertumbuhan serta secara tidak langsung berperan dalam bioremediasi
adalah :
1. Pseudomonas sp.
Pseudomonas sp. merupakan salah satu
bakteri yang memanfaatan bakteri menjadi biosurfaktan. Jenis bakteri ini dapat
di,manfaatkan dengan baik dalam melakukan bioremediasi dengan hidrokarbon. Ada
dua macam biosurfaktan yang dihasilkan
bakteri Pseudomonas :
1. Surfaktan dengan berat molekul
rendah (seperti glikolipid, soforolipid, trehalosalipid, asam lemak dan
fosfolipid) yang terdiri dari molekul hidrofobik dan hidrofilik. Kelompok ini
bersifat aktif permukaan, ditandai dengan adanya penurunan tegangan permukaan
medium cair.
2. Polimer dengan berat molekul besar,
yang dikenal dengan bioemulsifier polisakarida amfifatik. Dalam medium cair,
bioemulsifier ini mempengaruhi pembentukan emulsi serta kestabilannya dan tidak
selalu menunjukkan penurunan tegangan permukaan medium.
Biosurfaktan merupakan komponen
mikroorganisme yang terdiri atas molekul hidrofobik dan hidrofilik, yang mampu
mengikat molekul hidrokarbon tidak larut air dan mampu menurunkan tegangan
permukaan. Substrat yang padat dipecah oleh biosurfaktan, sehingga lebih mudah
masuk ke dalam sel (Pelezar et.al, 1986).
2. Acinetobacter
Memiliki bentuk seperti batang dengan
diameter 0,9 – 1,6 mikrometer dan panjang 1,5- 2,5 mikrometer. Berbentuk bulat
panjang pada fase stasioner pertumbuhannya. Bakteri ini tidak dapat membentuk
spora. Tipe selnya adalah gram negatif, tetapi sulit untuk diwarnai. Bakteri
ini bersifat aerobik, sangat memerlukan oksigen sebagai terminal elektron pada
metabolisme. Semua tipe bakteri ini tumbuh pada suhu 20-300 C, dan tumbuh
optimum pada suhu 33-350 C. Bersifat oksidasi negatif dan katalase positif.
Bakteri ini memiliki kemampuan untuk menggunakan rantai hidrokarbon sebagai
sumber nutrisi, sehingga mampu meremidiasi tanah yang tercemar oleh minyak.
Bakteri ini bisa menggunakan amonium dan garam nitrit sebagai sumber nitrogen,
akan tetapi tidak memiliki pengaruh yang signifikan. D-glukosa adalah
satu-satunya golongan heksosa yang bisa digunakan oleh bakteri ini, sedangkan
pentosa D-ribosa, D-silosa, dan L-arabinosa juga bisa digunakan sebagai sumber
karbon oleh beberapa strain.
3.
Bacillus
Umumnya bakteri ini merupakan
mikroorganisme sel tunggal, berbentuk batang pendek (biasanya rantai panjang).
Mempunyai ukuran lebar 1,0-1,2 m dan panjang 3-5m. Merupakan bakteri gram
positif dan bersifat aerob. Adapun suhu pertumbuhan maksimumnya yaitu 30-50o
C dan dengan pH pertumbuhan 4,3-9,3. Bakteri ini mempunyai kemampuan
dalam mendegradasi minyak bumi, dimana bakteri ini menggunakan minyak bumi
sebagai satu-satunya sumber karbon untuk menghasilkan energi dan
pertumbuhannya. Pada konsentrasi yang rendah, bakteri ini dapat merombak
hidrokarbon minyak bumi dengan cepat.
Jenis Bacillus sp. yang umumnya digunakan seperti Bacillus subtilis,
Bacillus cereus, Bacillus laterospor.
Selain dari golongan bakteri, mikroba
pendegradasi hidrokarbon juga dapat dilakukan oleh fungi. Fungi pendegradasi
hidrokarbon umumnya berasal dari genus Phanerochaete, Cunninghamella,
Penicillium, Candida, Sporobolomyces, Cladosporium. Jamur dari genus ini
mendegradasi hidrokarbon polisiklik aromatik.. Jamur dari golongan
Deuteromycota (Aspergillus niger, Penicillium glabrum, P. janthinellum,
Zygomycete, Cunninghamella elegans ), Basidiomycetes (Crinipellis stipitaria)
diketahui juga dapat mendegradasi hidrokarbon polisiklik aromatic
e). Penggunaan Bakteri dalam Menguraikan Logam Berat
Limbah penambangan emas dan tembaga
yang banyak mengandung logam berat terutama air raksa (Hg), industri logam dan
penyamakan kulit banyak menghasilkan limbah logam berat terutama cadmium (Cd),
serta penggunaan pupuk (misalnya pupuk fosfat) yang mengandung logam berat
seperti Hg, Pb, dan Cd sekarang banyak menimbulkan masalah pencemaran logam
berat. Bakteria dapat menghasilkan senyawa pengkhelat logam yang berupa ligan
berberat molekul rendah yang disebut siderofor. Siderofor dapat membentuk
kompleks dengan logam-logam termasuk logam berat. Umumnya pengkhelatan logam
berat oleh bakteri adalah sebagai mekanisme bakteri untuk mempertahankan diri
terhadap toksisitas logam. Bakteri yang tahan terhadap toksisitas logam berat
mengalami perubahan terhadap sistem transport di membran selnya, sehingga
terjadi penolakan atau pengurangan logam yang masuk ke dalam sitoplasma. Dengan
demikian logam yang tidak dapat melewati membran sel akan terakumulasi dan
diendapkan.
Untuk mengambil logam berat yang sudah
terakumulasi oleh bakteri, dapat dilakukan dengan beberapa macam cara. Logam
dari limbah cair dapat dipisahkan dengan memanen mikroba. Logam yang berada
dalam tanah lebih sulit untuk dipisahkan, tetapi ada cara pengambilan logam
dengan menggunakan tanaman pengakumulasi logam berat. Tanaman yang termasuk
sawi-sawian (misal Brassica juncea) dapat digunakan bersama-sama dengan
rhizobacteria pengakumulasi logam (misal Pseudomonas flurescens) untuk
mengambil logam berat yang mencemari tanah. Selanjutnya logam yang telah terserap
tanaman dapat dipanen dan dibakar untuk memisahkan logam beratnya (Munir, 2006)
Limbah pabrik yang banyak mengandung
logam berat dapat dibersihkan oleh mikroorganismeyang dapat menggunakan logam
berat sebagai nutrien atau hanya menjerab (imobilisasi) logam berat.
Mikroorganisme yang dapat digunakan diantaranya adalah Thiobacillus
ferrooxidans dan Bacillus subtilis. Thiobacillus ferrooxidans mendapatkan
energi dari senyawa anorganik seperti besi sulfida dan menggunakan energi untuk
membentuk bahan-bahan yang berguna seperti asam fumarat dan besi sulfat.
Bacillus subtilis memiliki kemampuan mengikat beberapa logam berat seperti Pb,
Cd, Cu, Ni, Zn, Al dan Fe dalam bentuk nitrat. Logam-logam tersebut dapat
dilarutkan kembali setelah bakterinya dilisiskan. Logam tersebut dapat
digunakan kembali oleh industri-industri logam.
f). Penggunaan Mikroba dalam Menguraikan Limbah Organik
Penggunaan
mikroba dalam mengolah limbah organik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
menjadikannya pupuk organik dan menjadikannya biogas. a. Produksi pupuk organik
Pupuk organik merupakan hasil
penguraian bahan organik oleh jasad renik atau mikroorganisme yang berupa
zat-zat makanan yang dibutuhkan oleh tanaman. Misal Kompos, pupuk kandang, dan
pupuk hijau. Kompos adalah hasil penguraian parsial/tidak lengkap dari campuran
bahanbahan organik yang dapat dipercepat secara artifisial oleh populasi
berbagai macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan
aerobik atau anaerobik (Crawford, 2003). Kompos atau pupuk kandang sudah cukup
lama dikenal dan dipergunakan, tetapi baru sebatas menggunakan apa adanya,
belum sampai pada usaha untuk meningkatkan kualitas dari kompos dan pupuk
kandang tersebut. Rakitan teknologi pembuatan pupuk alternatif mulai membudaya
di masyarakat kita, yaitu upaya pembuatan kompos.
Kompos adalah bahan organik hasil
proses dekomposisi dan mempunyai susunan yang relatif stabil. Kompos banyak
digunakan untuk memperbaiki sifat fisik dan kimia tanah. Secara alami kompos
dapat terjadi dari peruraian sisa-sisa tumbuhan dan hewan. Pengomposan secara
alami berlangsung dengan lambat, tetapi dengan berkembangnya bioteknologi maka
proses pengomposan dapat dipercepat.
Pada proses pengomposan terjadi proses biokonversi bahan
organik oleh berbagai kelompok mikroba heterotrof. Mikroba yang berperan dalam
proses tersebut adalah bakteri, jamur actynomycetes dan protozoa. Peranan
mikroba yang bersifat selulolitik dan lignilolitik sangat besar pada proses
dekomposisi sisa tanaman yang banyak mengandung lignoselulosa.
Selama pengomposan terjadi proses
oksidasi C-organik menjadi CO2 yang dapat membebaskan energi dalam bentuk
panas. Dalam pengomposan tertutup, suhunya dapat mencapai 65-75oC. Pada suhu
tersebut aktifitas mikroba pada umumnya turun, danproses perombakannya dilanjutkan
oleh mikroba termofil yang mulai berkembang apabila suu meningkat sampai 50oC.
Setelah suhu turun kembali akan ditumbuhi lagi oleh mikroba mesofil, dan
merupakan pertanda bahwa kompos sudah mulai matang. Hal yang terpenting
adalah kompos justru memperbaiki sifat tanah dan lingkungan, (Dipoyuwono,
2007).
b. Produksi
biogas
Limbah-limbah organik dan peternakan
yang diuraikan oleh bakteri kelompok metanogen dapat menghasilkan biogas yang
sebagian besar berupa metana. Biogas (metana) dapat terjadi dari penguraian
limbah organik yang mengandung protein, lemak dan karbohidrat. Penguraian ini
dilakukan untuk fermentasi oleh bakteri anaerob sehingga bejana yang digunakan
untuk fermentasi limbah ini harus ditutup.
Ada tiga tahap dalam
pembuatan biogas. Tahap pertama adalah reduksi senyawa organik yang komplek
menjadi senyawa yang lebih sederhana oleh bakteri hidrolitik. Bakteri
hidrolitik ini bekerja pada suhu antara 30-40oC untuk kelompok
mesophilik dan antara 50-60oC untuk kelompok termophilik. Tahap
pertama ini berlangsung dengan pH optimum antara 6 sampai 7. Tahap kedua adalah
perubahan senyawa sederhana menjadi asam organik yang mudah menguap seperti
asam asetat, asam butirat, asam propionat dan lain-lain. dengan terbentuknya
asam organik maka pH akan terus menurun, namun pada waktu yang bersamaan
terbentuk buffer yang dapat menetralisir pH.
Di sisi lain untuk
mencegah penurunan pH yang drastis maka perlu ditambahkan kapur sebagai buffer
sebelum tahap pertama berlangsung. Bakteri pembentuk asam-asam organik tersebut
diantaranya adalah Pseudomonas,
Flavobacterium, Escherichia dan Aerobacter.
Tahap ketiga adalah konversi asam organik menjadi metana, karbondioksida dan
gas-gas lain seperti hidrogen sulfida, hidrogen dan nitrogen.
2.3 Pengaruh Aktivitas Mikroba terhadap Kerusakan Lingkungan
Mikroba di
alam secara umum berperan sebagai produsen, konsumen, maupun redusen. Jasad
produsen menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan energi sinar
matahari. Mikroba yang berperan sebagai produsen adalah algae dan bakteri
fotosintetik. Jasad konsumen menggunakan bahan organik yang dihasilkan oleh
produsen. Contoh mikroba konsumen adalah protozoa. Jasad redusen menguraikan
bahan organik dan sisa-sisa jasad hidup yang mati menjadi unsur-unsur kimia
(mineralisasi bahan organik), sehingga di alam terjadi siklus unsur-unsur
kimia. Contoh bakteri redusen adalah bakteri dan jamur.
Aktifitas mikroba dilingkungan selain
untuk membantu penguraian sampah atau limbah lain, mikroba juga memberikan
dampak lain kepada lingkungan akibat aktifitasnya. Kerusakan lingkungan terjadi
akibat pencemaran limbah limbah yang berbahaya dan dapat merusak keseimbangan
lingkungan, seperti limbah plastik, limbah tambang, limbah industri dan limbah
limbah lain.
Kerusakan yang diakibatkan oleh mikroba
di lingkungan adalah kerusakan bahan pangan yang menjadikan bahan pangan
tersebut membusuk sehingga tidak bisa dikonsumsi lagi. Mikroba akan merubah
tekstur,struktur, aroma, rasa dan dari makanan itu. Selai itu mikroba juga
dapat menyebabkan pencemaran biologi di perairan atau tanah. Keberadaan mikroba
yang berlebihan di suatu daerah akan menyebabkan pencemaran, seperti adanya
mikroba pathogen dalam air sehingga ai tidak layak untuk dikonsumsi. Seperti
air yang tercemar E. Coli akan menyebabkan penyakit jika dikonsumsi.
Selain itu mikroba dapat menyebabkan
penyakit pada tanaman dan hewan. Jika tanaman banyak yang mati terserang
penyakit maka ekosstem lingkungan akan terganggu dan tidak seimbang lagi.
Lingkungan akan rusak dan sebagian hewan akan kehilangan makanan dan ekosistem
hidupnya.
Harmful Algae
Blooms (HABs) merupakan fenomena pertumbuhan fitoplankton di air laut atau air
payau yang dapat menyebabkan kematian massal ikan dan mengontaminasi biota
lainnya dengan toksik yang dikeluarkan
oleh fitoplankton. Teluk Jakarta merupakan perairan yang kondisi zat haranya
selalu berubah secara dinamis akibat adanya masukan massa air tawar dari sungai
- sungai di sekitarnya yang mengandung senyawa-senyawa organik dan anorganik
sebagai sumber pengkayaan zat hara (eutrofikasi).
Mulyani (2012:58), menyatakan beberapa
spesies fitoplankton berbahaya dari kelas Dinophyceae (Ceratium furca, Dinophysis caudate, Ganyaulax polygramma, Gayaurax
spinifera, Gymnodinium catenatum, Gymnodinium sanguenium, Procetrum micans, dan
Prorocetrum sigmoides). Kelas Bacillariophyceae (Chaetoceros sp., Nitzschia sp., Seklotonema costatum, dan
Thalassiosira sp.) yang berpotensi menghasilka
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Berdasarkan rumusan masalah, maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut :
1.
Mikroba yang berada dalam
lmbah car adalah mikroba dari kelompok bakteri besi (misalnya Crenothrix dan Sphaerotilus),
kelompok bakteri belerang (antara lain Chromatium dan Thiobacillus),
dan kelompok mikroalge (misalnya yang termasuk mikroalga hijau, biru dan
kersik).
2.
Mikroba berperan dalam proses boremididasi sebab
mikroba mampu menguraikan senyawa senyawa yang menjadi penyusun limbah, seperti
senyawa hidrokarbon pada mnyak. Selain itu mikroba juga mmapu mengakumulaiskan
logam berat di dalam tubuhnya dan mamasukkan logam berat dar luar ke dalam
tubuhnya sehingga logam berat akan terakumulasi didalam tubuh mikroba. Dengan
jalan in pencemaran oleh logam berat dapat dikurangi dan datasi.
3.
Selain menguntungkan untuk proses bioremidiasi, aktifitas
mikroba juga dapat merusak dan merugikan lingkungan, sepert pencemaran biologi
di air oleh E. Coli dan peristiwa Blooming Alga yang banyak menyebabkan
kematian pada ikan
3.2 Saran
Untuk penulis,
pembuatan makalah, sebaiknya dilakukan jauh hari sehingga materi yang disajikan
lebih luas dan lebih maksimal. Sedangkan untuk
para pembaca, sebaiknya kita mulai untuk mengurangi sampah dan mualai
menggunakan prinsip bioremidiasi, sehingga pencemaran lingkungan di bumi ini
bisa berkurang dan kelentarian tetap terjaga.
DAFTAR RUJUKAN
Metcalf and
Eddy, 2004, Wastewater Engineering 4th edition, McGraw Hill International
Editions, New York.
Bitton, G,
2005, Wastewater Microbiology 3rd
edition, Wiley-Liss Pub., New York.
Ciroeksoko,
P. 1996. Pengantar Bioremediasi. Dalam Prosiding Pelatihan dan Lokakarya :
Peranan Bioremediasi dalam Pengelolaan Lingkungan. P. Citroeksoko, A. Setiana,
M.A. Subroto dan D. T. Djaja (Edt). Cibinong, 24 – 28 Juni 1996.
Crawford,
R. dan D. L. Crawford. 1996. Bioremediation Principles and Application.
Cambridge University Press. USA
Suharto.Ign.
(2011). Limbah Kimia dalam Pencemaran Air dan Udara. Yogyakarta : CV. Andi
Offset.
Kusnadi.,
Wikarta. 2010. Eksternalitas Pencemaran Sumber Daya Air. Unpad press
Fauzan.,
Ahmad. 2014. Pengolahan Limbah Padat Secara Aerob dan Anaerob. Depok :
Universitas Indonesia
Sunarko.,
B. 2011. Pendekatan Riset Bioremediasi. LIPI. Bogor
Munir, E.
2006. Pemanfaatan Mikroba dalam Bioremediasi: Suatu Teknologi Alternatif untuk
Pelestarian Lingkungan. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Feliatra.
2002. Sebaran Bakteri (Escherichia coli) di Perairan Muara Sungai Bantan Tengah Bengkalis Riau, Laboratorium
Mikrobiologi Laut, Faperika. Universitas Riau.
Palezar, M.J., Chan, E.C.S, 1986, Dasar-dasar
Mikrobiologi, Jilid I, Jakarta : UI.
Crawford,J.H. 2003. KOMPOS. Bogor: Balai Penelitian Bioteknologi
Perkebunan Indonesia
Dipoyuwono .2007. Meningkatkan Kualitas Kompos. Meningkatkan Kualitas
Kompos. Kiat Menggatasi Permasalahan
Praktis.Jakarta: Agromedia Pustaka.
Rohendi, E.2005. Lokakarya Sehari Pengelolaan Sampah.DKI
Jakarta:sebuah prosiding Bogor ,08 April 2012
Mulyani. 2012. Sebaran Spasiotemporal Warm Alga Bloom. Depok :
UI
