A. PENDAHULUAN
Perhatian manusia tentang kesehatan
sudah disadari sejak lama. Usaha ke arah hidup sehat telah dilakukan antara
lain dengan distribusi air minum melalui pipa-pipa serta pembuangan limbah yang
teratur. Penemuan oleh Anthony van Leeuwenhoeck serta perintis mikrobiologi
lainnya telah membawa pemahaman manusia yang lebih baik mengenai mikroba.
Perhatian yang besar pada masalah kesehatan merupakan awal perkembangan
mikrobiologi lingkungan.
B. KELOMPOK-KELOMPOK MIKROBA
Perkembangan teknologi
telah meningkatkan industri dan senyawa-senyawa xenobiotik, keduanya telah
memberikan tekanan yang cukup besar pada lingkungan sehingga perlu usaha-usaha
mengatasi tekanan tersebut. Beberapa mikroba mampu mendegradasi cemaran limbah
industri dan senyawa xenobiotik.
1. MIKROBIOLOGI UDARA
Atmosfer tersusun atas
2 lapisan utama yaitu troposfer dan stratosfer. Troposfer tersusun atas lapisan
laminar, lapisan turbulen, lapisan friksi luar, dan lapisan konveksi. Atmosfer
mengandung partikel-partikel yang disebut sebagai aerosol, salah satu komponen
aerosol yaitu bioaerosol yang terdiri antara lain mikroba dan polen.
Mikroba udara sangat dipengaruhi oleh
faktor lingkungan seperti suhu, radiasi dan kelembaban relatif (RH) serta
polutan. Mikroba udara sebagian merupakan jasad patogen yang merugikan
kesehatan tumbuhan hewan maupun manusia.
2. MIKROBIOLOGI TANAH
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 yang kering. Kehadiran mikroba tanah ada yang bersifat menguntungkan
antara lain dalam bidang pertanian, daur unsur, dan pertambangan tetapi juga
ada yang merugikan karena patogen bagi tumbuhan, hewan, dan manusia.
3. MIKROBIOLOGI PERAIRAN
memiliki spesifikasi berdasarkan sifat
fisika kimianya. Mikroba yang dijumpaipun beragam. Lingkungan pantai mengandung
lebih banyak mikroba karena kaya akan nutrien yang berasal dari darat,
sedangkan laut lepas populasi mikroba relatif lebih rendah.
Secara vertikal badan air laut dan air
danau dibagi menjadi beberapa zone berdasarkan sifat fisika masing-masing,
seperti ketersediaan cahaya dan suhu.
4. MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN
EKSTREM
Di laut mikroba dapat
dijumpai bahkan pada palung laut dengan kondisi ekstrem bertekanan tinggi
(barofil). Di dasar laut tertentu 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, sbb:
a. Siklus Karbon,
Nitrogen, dan Sulfur
Nitrogen umumnya
digunakan dalam bentuk garam mineral dan mengalami siklus secara oksidoreduksi.
Nitrogen yang muncul dapat berbentuk amonium maupun nitrat. Beberapa proses
yang berlangsung pada siklus nitrogen, antara lain amonifikasi, nitrifikasi,
asimilasi, dan disimilasi reduksi nitrat. Sulfur relatif lebih banyak terdapat
di alam, dalam bentuk sulfur oksida dan nitrogen sulfida.
b. Siklus Fosfor, Besi,
dan Biogeokimia
organisme,
sehingga disebut sebagai siklus biogeokimia. Siklus unsur dapat memberi manfaat
bagi organisme karena menjamin tersedianya nutrien, akan tetapi di sisi lain
proses yang terjadi dapat pula sangat merugikan, antara lain karena menyebabkan
kerusakan bahan bangunan. Aktivitas manusia telah menyebabkan beberapa
reservoir unsur yang semula dalam keadaan imobilisasi menjadi imobil dan masuk
ke siklus unsur. Akibat mobilisasi tersebut, antara lain menipisnya cadangan
bahan bakar fosil, peningkatan senyawa NOx dan SOX yang berperan dalam
terjadinya hujan asam dan timbulnya efek rumah kaca.
C. PENERAPAN BIOTEKNOLOGI MIKROBA
Fermentasi merupakan
salah satu bioteknologi yang memanfaatkan peran mikroba di dalam proses
pembuatannya. Dalam penerapan bioteknologi mikrobanya yang perlu diperhatikan
adalah prinsip-prinsip bioteknologinya, seperti produk, kultur mikroba,
pengembangan galur, substrat produksi, proses produksi, dan pengunduhan hasil.
1. PRODUK BIOTEKNOLOGI
MIKROBA
Mikroba berperan utama
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 dapat menggantikan teknologi yang selama ini digunakan dan memberi
sumbangan bagi perbaikan kualitas lingkungan. Ancaman sisa pestisida, cemaran
senyawa toksik, penurunan kualitas tanah dapat dikurangi dengan memanfaatkan
mikroba.
2. PERAN MIKROBA DALAM PERTANIAN, PERKEBUNAN, DAN KEHUTANAN
Mikroba dalam
agrikultur memiliki peran yang sangat besar. Berbagai mikroba terbukti
menyebabkan kerugian karena merupakan patogen bagi tanaman pangan dan industri,
serta ternak. Di lain pihak mikroba juga menguntungkan bagi tumbuhan antara
lain karena perannya dalam menekan mikroba patogen serta parasit, membantu
dalam penyediaan nutrien.
Dalam kaitannya dengan
agrikultur, beragam mikroba bermanfaat telah berhasil dikembangkan sebagai agen
pengendali hayati patogen, parasit, gulma dan hama. Mikroba telah pula dikembangkan sebagai
alternatif pupuk tumbuhan serta makanan tambahan.
3. PERAN MIKROBA
PADA PETERNAKAN DAN PERIKANAN
Peran mikroba yang
terdapat dalam peternakan dan perikanan dapat merugikan dan menguntungkan.
Beberapa penyakit yang menyerang peternakan dan perikanan, antara lain
enteritis, salmonellosis, pasteurellosis, tifoid, paratifoid, aspergillosis,
limposistis, epitheliocystis, dan lain-lain. Mikroba yang menyebabkan infeksi
dari penyakit tersebut dikelompokkan menjadi: virus, bakteri, cendawan, dan
protozoa.
Peran
mikroba yang menguntungkan, antara lain dalam hal membantu metabolisme, sebagai
bahan pakan atau pakan tambahan, dan probiotik. Dalam hal metabolisme, mikroba
mampu menghidrolisis selulosa, karena enzim selulosa yang dimilikinya. Selain
itu bakteri mampu menggunakan urea sebagai sumber N. Dalam
penyediaan bahan pakan/pakan tambahan, terdapat jenis mikroba yang sangat
potensial
4. KRITERIA MIKROBIOLOGIS
PANGAN DAN MINUMAN
Pada era
globalisasi kualitas makanan dan minuman dituntut memenuhi standar yang
ditetapkan secara global, di antaranya yaitu kualitas berdasarkan kriteria
mikrobiologis. Kehadiran rnikroba pada makanan dan minuman karena memang
dikehendaki misalnya pada proses fermentasi, tetapi dapat pula hadir sebagai
cemaran yang dapat menyebabkan kerusakan bahan pangan serta dapat menyebabkan
gangguan kesehatan. Kontrol mikroba pada pangan dapat dilakukan secara
biologis, fisik, maupun kimiawi. Tindakan kontrol mikroba yang utama yaitu
pencegahan sejak awal melaui penerapan HACCP.
E. FLORA NORMAL
Sejak penemuan Koch
perkembangan pengetahuan tentang penyakit infeksi berkembang dengan cepat.
Berbagai penyakit yang pada abad lampau dianggap sebagai kutukan seperti lepra
dan pes, ternyata terbukti disebabkan oleh kuman. Perhatian kemudian lebih
ditekankan pada kesehatan masyarakat yang erat kaitannya dengan terjadinya
berbagai kasus epidemi.
Mikroba yang hidup dan
berkembang dalam tubuh inang tanpa menimbulkan penyakit disebut mikroba flora
normal. Faktor-faktor yang menyebabkan kehadiran mikroba flora normal, adalah
pH, suhu, potensial redoks, oksigen, air, nutrien, dan lain-lain. Distribusi
mikroba flora normal, yaitu kulit, ketiak, dan sela-sela jari kaki, sedang
jenis mikrobanya, antara lain: Staphylococcus epidermidis, Microccous luteus,
Enterobacter, Klebsiella, E. coli, dan lain-lain.
1. INFEKSI, PENULARAN, DAN
KONTROL PENYAKIT
Kesehatan masyarakat
terutama bertitik tolak pada penyakit-penyakit infeksi yang potensial tersebar
dalam masyarakat antara lain melalui agen makanan-minuman, udara, air, dan
organisme vektor. Berbagai upaya penyebaran penyakit dalam masyarakat perlu
dilakukan antara lain dengan perbaikan sarana lingkungan, seperti kebersihan
lingkungan rumah, saluran pembuangan yang sehat, sirkulasi udara yang baik.
Tidak kalah penting yaitu pemberian pendidikan masyarakat mengenai penyakit dan
pemberantasan penyakit dari sumbernya.
Hal yang
paling utama untuk kontrol penyakit infeksi, yaitu menghancurkan sumber
penularannya. Banyak negara yang berusaha melindungi konsumen dari gangguan
kesehatan makanan, melalui uji mikrobiologis terhadap bahan mentah dan
olahannya.
2. PENANGANAN LIMBAH
Aktivitas manusia,
industri, dan pertanian menghasilkan limbah cair dan padat. Untuk mengurangi
cemaran maka limbah pemukiman dan industri harus diolah terlebih dulu sebelum
dilepas ke lingkungan. Pengolahan limbah cair dapat dilakukan secara aerobik
maupun anaerobik atau kombinasi keduanya dan umumnya dengan 3 tahapan, yaitu
tahap primer, sekunder, dan tersier. Adapun pengolahan limbah padat secara
biologis umumnya berupa landfill dan pengkomposan. Salah satu akibat masuknya
cemaran, yaitu terjadinya suksesi populasi mikroba. Mikroba yang berperan pada
pengolahan limbah, antara lain Phanerochaeta chrysosporium, Pseudomonas spp.,
dan Bacillus spp, Mycobacterium, Vibrio, dan lain-lain. Dalam pengolahan limbah
perlu diperhatikan beberapa aspek penanganan limbah, yaitu materi pencemaran,
mikroba, faktor lingkungan, serta sistem yang digunakan dalam penanganan
limbah.
3. BIOREMEDIASI
Pencemaran air dan
tanah oleh limbah pemukiman maupun industri telah menimbulkan banyak kerugian.
Usaha perbaikan lingkunagn yang tercemar dilakukan dengan proses yang dikenal
sebagai bioremediasi. Pada dasarnya bioremediasi merupakan hasil biodegradasi
senyawa-senyawa pencemar. Bioremediasi dapat dilakukan di tempat terjadinya
pencemaran (in situ) atau harus diolah ditempat lain (ex situ). Pada tingkat
pencemaran yang rendah mikroba setempat mampu melakukan bioremediasi tanpa
campur tangan manusia yang dikenal sebagai bioremediasi intrinsik, tetapi jika
tingkatan pencemaran tinggi maka mikroba setempat perlu distimulasi
(biostimulasi) atau dibantu dengan memasukkan mikroba yang telah diadaptasikan
(bioaugmentasi).
F. PENUTUP
KESIMPULAN
berdasarkan pemaparan diatas sangat
jelas sekali bahwa dasar ilmu
mikrobiologi sangat penting dipelajari
oleh kita semua, khususnya terkait dengan penyebaran dan perkembangan mikroba yang
dapat mengakibatkan dan merugikan bagi kelangsungan hidup umat manusia yang
berujung dengan penularan penyakit yang disebarkan oleh mikroba didalamnya.
Ilmu dasar mikrobiologi dapat
kelompokan menjadi beberapa bagian, yang diantaranya; (1) mikrobiologi udara, (2) mikrobiologi tanah,
(3) mikrobiologi perairan, (4) dan lingkungan ekstreem.
Dalam penerapan bioteknolgi juga
dijelaskan bagaimana cara pemanfaat dan penerapan produk biotekhnologi yang
diantaranya sbb: (1) mikroba pada perkebunan, pertanian, dan kehutanan, (2)
mikroba pada peternakan danperikanan (3) pada pangan dan minuman.
Sedangkanpada flora normal dijelaskan
bagaimana cara penanganan dan penanggulangan penyebaran mikroba yang
menyebabkan penyakit dengan penanggulangan seperti; penanganan limbah,
bioremediasi.
