DAMPAK MIKROBA PADA LINGKUNGAN LAUT (I)

BAB V

DAMPAK MIKROBA PADA LINGKUNGAN LAUT

1. Pengantar.

            Dalam modul ini akan dibahas tentang dampak mikroba bagi ekosistem laut. Secara terinci pembahasan tersebut akan mencakup :

  - Biodegradasi polutan

            - Peranan mikrorganisme pada pelekatan larva invertebrata.

            - Keterlibatan mikroba pada pembentukan bijian mangan.

            - Fermentasi  produk makanan.

            - Biodeteriorasi dan Biofoling dari objek laut.

            - Mobilisasi logam berat.

            - Sumber bibit penyakit.

            - Pembusukan dan keracunan makanan.

            Pemahaman materi dalam modul ini bermanfaat untuk melengkapi pengetahuan anda dampak mikroba di lingkungan laut.

2. Tujuan Instruksional Umum

Setelah mempelajari modul ini mahasiswa diharapkan bisa memahami mikroba di lingkungan laut.

3. Tujuan Instruksional khusus.

Setelah menyelesaikan modul ini mahasiswa diharapkan mampu untuk :

- Peranan mikrorganisme pada pelekatan larva invertebrata.

            - Keterlibatan mikroba pada pembentukan bijian mangan.

  - Fermentasi  produk makanan.

  - Biodeteriorasidan Biofoling dari objek laut.

  - Mobilisasi logam berat.

  - Sumber bibit penyakit.

  - Pembusukan dan keracunan makanan.

4. Kegiatan Belajar 8

4.1 Uraian dan Contoh. Dampak mikroba di lingkungan laut, Keuntungannya

Sangat diperlukan informasi  tentang ukuran, asal dan aktivitas mikroorganisme laut, namun masyarakat umum hanya sering tertarik tentang keuntungan dan bahaya mikroba tersebut bagi aktivitas manusia. Salah satu keuntungan yang telah diaplikasikan adalah pada bioteknologi, , keuntungan lainnya dan kerugiannya di diskusi di bawah ini.

4.1.1 Biodegradasi polutan.

            Mikroorganisme  laut mempunyai kemampuan untuk mendegradasi  molekul yang komplek, termasuk napthalene (Raymond, 1974,  voronin  et al 1977), pestisida (Gibson dan Brown, 1975), bubu kayu (Vance et al, 1974) dan minyak bumi, Yang disebutkan terakhir bisa merupakan fokus yang menjadi pusat perhatian bersumber dari kecelakaan yang membebaskan hydrokarbon dari kecelakaan kapal, seperti halnya Amoco Cadiz dan Torrey Canon yang sudah terjadi.

            Campuran Minyak bumi yang komplek dari ribuan komponen  termasuk gas dan residu yang mendidih pada suhu 400^oC. Komponen tersebut termasuk n-alkana, yang merupakan paling mudah di uraikan, iso-alkana, cycli-alkana, aromatik, naphthenoaromatik, heterocyclik (Resin)  dan asphalthene. Diduga  hydrokarbon masuk  ke lingkungan laut  mencapai 1,9 x 10⁶ ton (Beastall, 1977) – 6,11 x 10⁶ ton(Johnson, 1980).  Pada Perairan Inggris dilaporkan setiap tahunnya mencapai 40 – 100 kt (Whittle et al, 1982). Sebagian besar input ini terjadi dari hasil selama transportasi  dan dari operasi pengeboran, termasuk pembuangan (Jhonson, 1980).

            Telah berkembang dengan baik mikroorganisme yang digunakan untuk mengoksidasi dan menguraikan hirokarbon di lingkungan laut. Zobell (1969) mencatat bahwa organisme terdapat di air dan sedimen diambil antara lintang 40^oS -  60^oS. Pada kondisi yang tidak terpolusi, Organisme pendegradasi  hydrokarbon  (referensi hydrokarbonoklastic) berjumlah kurang dari 2% dari total mikroba (Hughes dan McKenzie, 1975), Pada kondisi yang mengandung polutan ini, perbandingan organisme pendegradasi hidrokarbon secara substansi meningkat, dan dengan pengeluaran minyak bumi secara kronik, mikroba dengan kemampuan degradasi minyak akan dominan (Atlas, 1981). Zobell dan Prokup  (1966) menemukan 10²-10⁸ CFU/g sedimen dengan kemampuan untuk mendegradasi minyak parafin di teluk Barataria, USA. Menggunakan model substrat minyak bumi, Walker et al (1976) melaporkan terjadi peningkatan  jumlah bakteri pengurai hidrokarbon dengan jarak dari pantai. Dengan titik sampling 250 m, 50 km dan 375 km dari pantai, jumlah organisme pengguna hidrokarbon adalah 1,5 x 10² – 2,3 x 10²/ml, 2,8 x 10² – 3,3 x 10 ³/ ml dan 4,0 x 10⁴/ml.

            Organisme hidrokarbonuklastik memiliki rentang yang berbeda dari taxa. Zobell (1973) menganggap bahwa  70 genus  mikroba, termasuk  28 genus bakteri, 30 genus jamur dan 12 genus ragi. Mempunyai kemapuan untuk menguraikan hydrokarbon. Dari keseluruhannya, bakteri merupakan yang paling penting dalam menyerang hidrokarbon (Soli, 1973). Taxonomy yang relevan  termasuk Acinetobacter, actinomyces, Arthrobacter, Brevibaterium, corynebacterium, flavobacterium,  Klebsiella aerogenes. Micrococcus, mycobacterium, Nocardia, Pseudomonas, Sphaerotilus, natans dan vibrio.  Jamur pendegradasi diantaranya adalah Candida, Cladosporium, Rhodotorula,  Sporobolomyces, Torulopsis dan Trichosporium. Kelihatannya kombinasi  aktivitas  organisme ini menjamin bahwa laut  secara permanen tidak dilapisi minyak (Atlas, 1977),  jika tidak degradasi  hydrokarbon  terlaksana secara lambat.

            Tanpa diragukan lagi, sebagian besar pekerjaan  menyangkut degradasi minyak bumi dilakukan dengan metode in vitro. Konsekwensinya, ini akan terjadi  terus-menerus masalah hubungan antara hasil di laboratorium dengan kondisi alami di lingkungan. Di lapangan, tehnik memperkaya sering digunakan, mengingat peralatan  mahal dilakukan di laboratorium.  Pekerjaannya mencakupi  efek toksisitas hidrokarbon merupakan penyeleksi spesies indikator (dicks, 1982, Dicks dan Hartley, 1982), gas- liquid chromatography (Soli dan Bens, 1972) dan Spectroscopy massa (Walker et al, 1976). Pengalaman, pendekatan pengukuran pertumbuhan mikroba atau aspek akrifitas metabolik. Tehnik memperkaya menggunakan satu hidrokarbon atau model petroleum tidak memberikan hasil secara umum, kejadian polusi di lingkungan laut.  Dengan menggunakan radiolabel bahkan menambah persoalan, bagaimanapun  keuntungan dari metoda ini menjamin bahwa label pada substrat yang diberi diuraikan. Kultur murni di laboratorium mungkin menyesatkan  sejauh terjadi co-metabolisme mungkin penting pada degradasi hydrokarbon dengan lingkungan alami. Jika tidak terjadi bahwa degradasi umumnya dihasilkan oleh  penambahan oksigen pada molekul. Pada kasus penyerangan oleh bakteri, pemecahan  lingkaran membutuhkan dihydroxylation (Rosenberg dan Gutnick, 1981). Faktor yang mempengaruhi  tingkat penguraian  termasuk kesediaan oksigen, supply dari nutrien inorganik, pH dan temperatur.

            Pengurai hydrokarbon merupakan aerobik kuat. Konsekwensinya, kemampuan suply oksigen merupakan keharusan, dan ini tak mungkin terjadi secara anaerobik memberikan pengaruh pada proses degradasi. Esensial nutrien anorganik , peranan nitrogen adalah nitrat, phosphor adalah phosphat telah dibuktikan. Beastall (1977)  menghitung 6 – 60 mg nitrogen dan 1 – 10 mg phosphor dibutuhkan 1 g minyak bumi. Ditambahkan lagi degradasi maksimal terjadi pada suhu 25 – 37^oC (Beastall. 1977). Konsekwensinya pada suhu yang lebih rendah pada laut terbuka, terjadi degradasi yang rendah. Beberapa penelitian laboratorium telah memberikan petunjuk tingkat  penguraian. Sebagai contoh : Pritchard dan Starr (1973) menghitung 16,2 – 57,1 ug  oktana bisa di degradasi  dalam satu jam dengan menggunakan metoda kultur kontinue. Penggunaan kolom  tanah, Hughes dan McKenzie (1975) menyatakan bahwa, 78 – 84gr minyak di degradasi  dalam 7 hari. Sehingga dapat mereduksi 2,9 – 3,3 g per minggu pada proporsi yang sederhana. Ramibeloarisoa et al (1984) menggunakan populasi campuran bakteri, yang diambil dari busa permukaan, yang terpolusi kronik di laut Mediteranean.  Essensialnya data menunjukkan bahwa populasi bakteri pendegradasi crude oil di air laut  disuplai dengan  besi, nitrogen, dan phosphor. Kenyataannya 81% dari minyak bumi  didegradasi  pada kondisi suhu 30^oC, pH 8 dan oksigen optimal. Setelah  12 hari, jumlah HK jenuh, aromatik dan komponen polar dan  asphalten didegradasi  yaitu  92%, 81%, 63% dan 48% dari total, Sejauh ini muncul bahwa pertumbuhan bakteri hidrokarbon menyebabkan produksi surfaktan, yang di emulsi dari substrat. Konsekwensinya disimpulkan  bahwa surfaktan penting untuk mengurangi hydrokarbon dari lingkungan laut.

            Literatur menunjukkan kemampuan mikroorganisme mempunyai kontribusi pada degradasi hydrokarbon di lingkungan laut. Sejauh ini, suatu kesempatan dibutuhkan apakah penelitian mungkin dapat membantu membersihkan lingkungan. Mungkin diduga pengembangan rekayasa genetika Superbug (Horowitz dan Atlas, 1980), yang bisa disemprot pada lapisan minyak. Dibawah pengendalian yang hati-hati, ini akan memberikan prospek untuk produksi protein sel tunggal yang merupakan produk yang bernilai. Bagaimanapun juga sampai saat ini organisme nya belum ada. 

Artikel terkait :