MAKALAH

MIKROBIOLOGI

“PERANAN MIKROB DALAM BIDANG PERTAMBANGAN”

OLEH:

Kelompok 6

Sella Firdha Saputri F1D012009

Yuniza Fadli F1D012032

Wulan Oktavia F1D012033

Dosen pengampu:

Drs.Welly Darwis,M.S

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BENGKULU

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa ,yang senantiasa

melimpahkan rahmat, nikmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah

yang berjudul”Peran Mikrob dalam Bidang Pertambangan”.

Makalah ini juga disusun agar mahasiswa dapat lebih terampil serata memiliki

pengetahuan yang lebih luas tentang Mikrobiologi dan juga sebagai penunjang pembelajaran

mata Mikrobiologi . Untuk lebih mudah memahami pembelajaran, pada setiap isi disajikan

dalam bentuk materi dengan penjelasan yang singkat dan jelas sehingga pembaca mempunyai

pemahaman yang lebih jauh tentang mikrob.

Penulis mengcuapkan terimakasih kepada berbagai pihak yang telah membantu kami

dalam menyelesaikan makalah ini.

Tentunya penulis menyadari dalam makalah ini masih banyak kekurangan dan

keterbatasan .oleh karena itu dengan segala kerendahan hati , kritik dan saran yang

membangunsangat penulis harapkan untuk kesempurnaan makalah ini.

Bengkulu , 06 September 2014

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..........................................................................................................i

BAB I. PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang........................................................................................................1

1.2.Rumusan Masalah...................................................................................................1

1.3.Tujuan.....................................................................................................................1

BAB II .LANDASAN TEORI..............................................................................................2

BAB III.PEMBAHASAN

3. Peran Mikrobiologi di Bidang Pertambangan

3.1. Peran Mikrob Sebagai Pemisahkan Logam dari Bijinya.....................................3

3.1.1.Penggunaan bakteri untuk mengatasi limbah logam berat................................4

3.1.2.Mekanisme Pemanfaatan  T. ferrooxidans dalam pemisahan logam besi.....4-6

3.1.3.Oksidasi dan reduksi besi oleh Bakteri T. ferrooxidans....................................7

3.1.4.Aplikasi bioleaching secara umum................................................................8-9

BAB IV.PENUTUP

4.1.Kesimpulan...........................................................................................................10

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Mikrobiologi adalah ilmu yang mempelajari organisme hidup yang berukuran sangat kecil

yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang melainkan dengan bantuan mikroskop.

Mikrobiologi berasal dari bahasa Yunani, Mikros = kecil, bios = hidup dan logos = ilmu.

Organisme yang sangat kecil ini disebut sebagai mikroorganisme, atau kadang-kadang disebut

sebagai mikroba, ataupun jasad renik. Dunia mikroorganisme terdiri dari beberapa kelompok

organisme, yaitupbakteri,protozoa,virus,algae,jamur dan archae. Mikrobiologi dapat berperan

dalam berbagai bidang diantaranya kesehatan,pangan,industri,pertanian,tekstil dan

pertambangan.Mikroorganisme yang merugikan, antara lain yang sering menyebabkan berbagai

penyakit (hewan, tumbuhan, manusia), diantaranya: flu burung yang akhir-akhir ini

menggemparkan dunia termasuk Indonesia, yang disebabkan oleh salah satu jenis

mikroorganisme yaitu virus. Selain itu, juga terdapat beberapa jenis mikroorganisme yang dapat

menyebabkanppencemaranmlingkungan.

Mikrobiologi memiliki peran untuk membantu dan memecahkan berbagai persoalan di

dunia pertambangan baik minyak dan gas serta batubara dan mineral.Maka dari itu,dalam

makalah ini akan dibahas peran mikrobiologi dalam bidang pertambangan.

1.2 Rumusan Masalah

Peranan mikrobiologi dalam bidang pertambangan.

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui apa saja peran

mikrobiologi dalam bidang pertambangan.

1

BAB II

LANDASAN TEORI

Mikrobe terdapat di mana-mana di sekitar kita ada yang menghuni tanah, air, dan atmosfer

planet kita. Mikroorganisme di alam jarang terdapat sebagai biakan murni. Berbagai spesimen

tanah atau air dapat mengandung bermacam-macam spesies cendawan protozoa, alga, bakteri

dan virus. Berbagai macam mikrobe dalam suatu ekosistem berasosiasi dan berinteraksi.

Dipandang dari segi ekosistem mikrobe alamiah, biakan murni merupakan suatu keadaan

artifisial (tidak asli). (Waluyo,Lud. 2005).

Siklus logam oleh mikroba salah satu indikasi paling jelas menunjukan bahwa tanah tidak

bersifat inert. Tanpa adanya siklus logam, maka transformasi logam tidak mungkin terjadi.

Mikroba pentrasnformsi logam penting dalam pembentukan tanah dan produksi biji logam.

Mikroorganisme memiliki peranan penting dalam mengekstark logam-logam menjadi bijih

logam grade rendah, mengasamkan limbah, dan mencemari penyediaan air. Logam Fe

merupakan dari logam dlam tanah. Tramformasi Fe adalah dengan oksidasi untuk memperoleh

sumber energi an reuksi yang menggunkan logam tersebut sebagai elektron aseptor. Besi juga

mengubah bahan-bahan organik (asimilasi/imobilisasi) dan bentuk organik kembali ke bentuk

anorganik (mineralisasi) .(Waluyo,lud. 2009).

Di dalam bidang pertamabangan, mikroba berperan dalam usaha mendapatkan mineral dari

bijih. Kemungkinan besar perananya adalah dalam proses ekstraksi logam dan dari biji logam,

dengan alasan-alasan. (Waluyo,Lud.2005).

1. Deposit-deposit mineral yang lain kaya sudah banyak yang berkutrnag. Bijih bermutu

lebih rendah kini banyak diolah dan mengembangkan taknik-teknik yang dapt

mengekstraksi logam dengan lebih sempurna lagi.

2. Metode pengolahn biji logam secara tradisional, yakni dengan peleburran, merupakn

penyebab utama polusi udara dewasa ini

Mikroba tertentu mampu untuk memperbaikai keadan diatas, misalnya dengan

menggunakan beberapa bakteri aerobik ototrofik yaitu Thiobacillus ferrooxidans.

2

BAB III

PEMBAHASAN

3. Peran Mikrobiologi di Bidang Pertambangan

3.1.Peran Mikrob Sebagai Pemisahkan Logam dari Bijinya

Di bidang pertambangan, berkembang bioteknologi untuk memisahkan logam dari bijinya

yaitu dengan pemanfaatan bakteri Thiobacillus ferrooxidans.Energi yang digunakan Thiobacillus

ferrooxidans dalam memisahkan logam dari bijinya berasal dari hasil oksidasi senyawa

anorganik khususnya senyawa besi dan belerang. Asam sulfat dari besi sulfat melarutkan logam

dari bijinya .

Thiobacillus ferrooxidans adalah salah satu dari spesies khemolititrof (bakteri pemakan

batuan) yang berperan dalam mengekstrak berbagai jenis logam. Khemolitotrof memperoleh

energinya dari oksidasi zat organik karena dapat mengekstrak karbon secara langsung dari

karbondioksida di atmosfer. Thiobacillus ferrooxidans digunakan untuk memperoleh kembali

tembaga (dan uranium) dari bijih tembaga dan uranium berkualitas rendah. Misalnya bila larutan

yang mengandung ion besi (Fe3+) dicuci melalui endapan senyawa tembaga yang tidak dapat

larut, tembaga dioksidasi menjadi senyawa yang dapat larut. Dalam proses ini, (Fe3+) direduksi

menjadi Fe2+. Fe3+ dapat dioksidasi kembali menjadi Fe3+ oleh Thiobacillus ferrooxidans.

Tembaga yang bisa larut kemudian pindah keluar dari bijih dan diperoleh kembali sebagai

tembaga murni yang berkualitas tinggi.Selama ribuan tahun, penyulingan minyak atau mineral

dan memisahkan tembaga dari bijih yang berkualitas rendah dengan proses leaching Atau

meluluhkan. Pada 1957, berhasil dikembangkan teknik pemisahan tembaga dari bijinya dengan

menggunakan jasa bakteri. Bakteri yangdapat memisahkan tembaga dari bijihnya adalah

Thiobacillus ferooxidans yang berasal dari hasil oksidasi senyawa anorganik khususnya

senyawabesi dan belerang. Bakteri ini termasuk jenis bakteri khemolitotrop atau bakteri pemakan

batuan. Bakteri khemolitotrop tumbuh subur pada lingkungan yang miskin senyawa organik,

karena mampu mengekstrak karbon langsung dari CO2 di atmosfer.

3

3.1.1.Penggunaan bakteri untuk mengatasi limbah logam berat

 Limbah pabrik  yang banyak mengandung logam berat dapat dibersihkan oleh

mikroorganisme yang dapat menggunkan logam berat sebagai nutrien atau hanya menjerab

(imobilisasi) logam berat.  Mikrooganisme yang dapat digunakan dianatranya adalah

Thiobacillus ferroxidans dan Bacillus subtilis. Thiobacillus ferrooxidans mendapatkan energi

dari senyawa anorganik seperti besi sulfida dan menggunkan energi untuk membentuk bahan

bahan yang berguba seperti asam fumarat dan besi sulfat (Budiyanto,MAK.2003).

Gambar sumber-sumber limbah

3.1.2.Mekanisme Pemanfaatan  T. ferrooxidans dalam pemisahan logam besi

T. ferroxidans adalah bakteri pelepas logam yang paling banyak diteliti, berbentuk batang

kecil, menyukai temapat yang sangat asam dengan pH optimum berkisar anatara 1,5-2,5 (chang

& Myersonn, 1982). Bakteri ini mampu mendapatkan energi dari oksida besi ferrp (Fe2+) dan

menjadi ferri Fe3+ dan dengan mengoksidasi bentuk tereduksi sulfur menjadi asam sulfat

(corbelt & Ingledew,1987).

T. ferrooxidans adalah bakteri yang paling aktif di tambang limbah akibat asam dan polusi

logam. Situs drainase tambang asam ekstrim juga mengekspos tingkat tinggi pirit, suatu unsur

4

yang mudah teroksidasi oleh T. ferrooxidans. Ini kapasitas oksidasi pirit-telah dimanfaatkan

dalam industri desulfurisasi batubara. T. ferrooxidans digunakan dalam pengolahan mineral

industri dan proses bioleaching. Bakteri ini memiliki kemampuan untuk menyerang sulfida yang

mengandung mineral sulfida larut dan mengkonversi logam seperti tembaga dan seng ke dalam

sulfat larut mereka logam. Logam dipulihkan melalui proses bioleaching termasuk tembaga,

uranium dan emas.

Skema pemulihan logam dengan proses bioleaching

Skema bioleaching T.ferroxidans

T. ferrooxidans berasal energi dari oksidasi besi ferro menjadi besi ferri, dan mengurangi

senyawa sulfur menjadi asam sulfat. Deposit belerang  bisa menumpuk di dinding sel bakteri.  

Produk sampingan lain dari metabolisme (asam sulfat) kadang-kadang berhubungan dengan

korosi oksidatif dari beton dan pipa. Dalam lingkungan tanah, T. ferrooxidans berguna sebagai

sumber slow release fosfat dan sulfat untuk pemupukan tanah. (Kuenen, J. Gijs, et al.1992).

Reaksi pelepasan logam biasanya meliputi pengubahan cebakan logam yang tidak larut,

biasanya berupa sulfida, menjadi senyawa yang larut dan logam yang diinginkan lebih mudah

5

dimurnikan atau diekstrak. Bakteri pelepas logam dapat melakukan perubahan ini secara

langsung dengan mngoksidasi sulfida logam sehingga terbentuk besi ferri, asam sulfat dan sulfat

logam dan hasil logam tergantung jenis cebakanya (Maha dan cork,1990; torma 1997; Ohmura et

all. 1993)

Beberapa reaksi pelepasan logam sebagai hasil serangan bakteri T. ferrooxidans langsung

adalah ;

4FeS2(pirit ) + 15O2 + H2O à 2 Fe2(SO4)3 + 2H2SO4….. 1

4CuFeS2 (khalkopirit) + 17 O2 + H2SO4 à4CuSO4 + 2Fe(SO4)3 + 2H2O…2

2FeAsS (arsenopirit) + 2O2 + H2O à 2FeSO4 + 2 H2SO4 …3

CuS (kovelit)  + 2O2 à CuSO4 ……4

   Pelepasan logam dari mineral oleh bakteri dapat juga secara tidak langsung. Seperti

diperlihatkan pada reaksi berikut ;

4FeS2 (pirit) + 2Fe(SO4)3 à 6Fe(SO4) + 4S…….. 5

CuS (kovelit) + Fe2 (SO4)3 à CuSO4 + 2F(SO4) + S………..6

Besi ferri dan asam sulfat terbentuk melalui oksidasi langsung sulfide logam mampu

mengokidasi sendiri cebakan tertentu untuk membentuk oksidasi dan sulfat yang larut dalam

larutan asam

Dengan menggunakan beberapa bakteri aerobik ototrofik yaitu Thiobacillus ferrooxidans.

Spesies bakteri ini bila ditumbuhkan dalam keadaan lingkungan yang mengandung biji tembaga

atau besi akan menghasilkan asam dan mengksidasikan biji tersebut disertai pengendapan atau

pemisahan logam besinya. Proses ini yang dinamakan pelindian atau bleaching. Dengan teknik

ini dapat memperbaiki cara pemisahan logam dari biji dan tidak mengakibatkan polusi udara

(Waluyo,Lud.2005).

6

 3.1.3.Oksidasi dan reduksi besi oleh Bakteri T. ferrooxidans

Dalam kondisis aerobik, bakteri Thiobacillus ferooxidans dapat menggunakn energi dari

mengisolsidasi Fe2+ (Waluyo,Lud.2009).  Proses tersebut diantarannya :

2Fe2+  +  ½ O2 + 2 H+ à 2Fe3+ + H2O

 Oksidasi pyrit (FeS2) menjadi SO42- dan Fe3+  dilakukan bakteri tersebut jika kondisis

lingkungan dengan keasaman tinggi. Thiobacillus ferroxidans mengoksidasi besi dalam bentuk

ferro sulfat untuk mengahasilkan ferri sulfat.

4FeSO4  + 2 H2SO4 + O2 à 2 Fe2 (SO4)3 +  2  H2O

Ferri sulfat mempengaruhi keasaman setelah menghidrolisi ke bentuk ferri hidroksida.

2 Fe2(SO4)3 + 12 H2O -à 4 Fe (OH)3 + 6 H2SO4

Apakah keuntungan dari proses oksidasi Fe2+ ? mikrobe akan mendapatkan tambahn

energi. Ion Fe 3+ yang terbentuk secara fisik akan melindungi mikroba dan meningkatkan

stabilitas mikrokoloni pada permukaan benda padat. (Waluyo,lud. 2009).

Skema  proses oksidasi dan reduksi Fe oleh T.ferrooxidans

7

3.1.4.Aplikasi bioleaching secara umum :

Pembakaran pirit (FeS2)

Pada langkah pertama, disulfide secara spontan dioksidasi menjadi tiosufat oleh besi ferri

(Fe3+), yang kemudian akan dikurangi untuk memeberikan besi ferrous (Fe2+)

FeS2 +  6 Fe3+ + 3 H2- à 7 Fe 2- + S2O3 2- + 6 H-           (1) spontan

Besi ferrous ini kemudian dioksidasi oleh bakteri aerob :

4Fe2+  + O2 + 4H+ à 4Fe3- + 2H2O                            (2) Oksidasi besi

Tiosulfat juga dioksidasi oleh bakteri untuk memberikan sulfat ;

S2o32- + 2O2 + H2O à 2SO4 2- + 2H-                                   (3) oksidasi belerang.

Besi-besi dihasilkan dalam reaksi  2 sulfida teroksidasai lebih seperti pada reaksi 1,

menutup siklus dan diberi reaksi bersih

2 FeS2 + 7O2 + 2H2O à 2Fe2+ + 4SO4 2- + 4H-                  (4)

Produk bersih reaksi yang larut yaitu ferro sulfat dan asam sulfat.

Proses oksidasi mikroba terjadi pada membrane sel bakteri. Bebrapa electron masuk ke

dalam sel yang digunakan dalam proses biokimia unutk menghasilkan energy bagi bakteri

sementara mengurangi oksigen ke air. Reaksi kritis adalah oksidasi sulfide dengan besi besi.

Peran utma dari bakteri adalah langkah regenerasi reakttran ini. Proses untuk tembaga sangat

mirip, namun efisiensi dan kinetika tergantung pada mineral temabah. Mineral temabaga utama

kalkopirit (CuFeS2) jumlah melimpah dan sanagt efisien. Pencucian CuFeS2 terdiri dari 2 tahap

yaitu menajdi teralrut dan kemudian lebih lanjur oksidasi, dengan Cu2+ ion yang tertinggal dalam

larutan (Novi hidayatullah, dkk.2011).

8

Pencucian kalkopirit ;

CuFeS2 + 4 Fe3+ à Cu2- + 5Fe2-  + 2 S          (1) spontan

4Fe2+ + O2 + 4 H+ à 4 Fe 3- + 2 H2O             (2) oksidaisi besi

2 S + 3O2 + 2H2O à 2 SO4 2- + 4 H-             (3) oksidasi belerang

CuFeS2 + 4 O2 à Cu2- + Fe 2- + 2 SO4 2-          (4) Reaksi berakhir

Secara umum, sulfide yang pertama dioksidsi menajdi sulfur elemental, sedangkan sulfide

yang teroksidasi untuk membentuk tiosulfat, dan proses ini dapat diterapkan pada biji sulfide

lain. Dalam hal ii tujuan tunggal langkah bakteri adalah regenerasi Fe 3+ sulfidik bijih besi dapat

ditambhakan untuk mempercepat proses dan menyediakan sumber besi. (Novi hidayatullah,

dkk.2011).

 

Skema proses bioleaching T.ferooxidans

9

BAB IV

PENUTUP

4.1.Kesimpulan

1. Peran mikrob dalam bidang pertambangan di bantu oleh bakteri  Thiobacillus

ferrooxidans.Bakteri  Thiobacillus ferrooxidans yaitu bakteri pemakan batuan yang

tumbuh subur di tempat pertambangan, peranannya sangat penting karena dapat

mengekstraksi berbagai jenis logam. Bakteri ini dapat memperoleh energinya dari

oksidasi zat anorganik, yaitu besi dan belerang. Bakteri ini juga dapat tumbuh dengan

subur dalam lingkungan tanpa adanya zat organik, dia mampu mengekstrak karbon secara

langsung dari karbon dioksida di atmosfer. Pemanfaatan mikrorganisme ini untuk

memisahkan logam dari bijih logam yang diterapkan di tambang logam karena logam

tidak bisa dimanfaatkan jika terikat dengan bijihnya. Dapat memisahkan tembaga dari

bijihnya hasil oksidasi senyawa besi dan belerang dengan teknologi biomining. Dapat

mengekstrak mineral dan bijih yang berkadar rendah.

i. Reaksi    :              CuSO4 + Fe   ->  Cu + FeSO4

2. Thiobacillus ferrooxidans adalah salah satu dari spesies khemolititrof (bakteri pemakan

batuan) yang berperan dalam mengekstrak berbagai jenis logam. Khemolitotrof

memperoleh energinya dari oksidasi zat organik karena dapat mengekstrak karbon secara

langsung dari karbondioksida di atmosfer.

DAFTAR PUSTAKA

Budiyanto,MAK.2003. Mikrobiologi Terapan. Malang : UMM press.

10

Corbet Cm, ingledew Wj. 1987. Is Fe 2+/3+ ycling an intermediate in sulphur oxidation by Fe2+

grown thibacillus ferroxidans. Biochem. Biophys. Acta. 128;522-534

Kuenen, J. Gijs, et al. “The Genera Thiobacillus, Thiomicrospira, and Thiosphaera.” The

Prokaryotes. Ed. Albert Balows, et al. New York: Springer-Verlog, 1992. 2638-9, 2650

Maha A, Cork Dj.1990. Introduction to sulfur microorganism and their   applications in the

enviroment and industry. Development in industial Microbiology 31 (5); 99-102.

Novi hidayatullah, dkk.2011. Makalah Mikrobiologi Industri Bioleaching.  Jurusan biologi

FMIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta

Waluyo,Lud. 2010. Teknik dan Metode Dasar Dalam Mikrobiologi. Malang: UMM Press.

Waluyo,Lud. 2009. Mikrobiologi Lingkungan. Malang : UMM Press

Waluyo,Lud. 2005. Mikrobiologi Umum. Malang : UMM Press