Tugas Mikrobiologi Lingkungan

Tugas MIKROBIOLOGI LINGKUNGAN

BAKTERI MENGUNTUNGKAN

Oleh : Noor Alfisyah (H1E107054)

Thiobacillus ferrooxidans

Mikroorganisme memainkan peranan penting dibanyak bidang industri dan teknologi, terutama di tanah-tanah bekas penambangan, pertanian, dan juga sebagai pengontrol sampah/limbah buangan. Di daerah pertambangan, bakteri Thiobacillus ferrooxidans merupakan salah satu mikroorganisme penting. Bakteri ini dapat digunakan pada bioreaktor sebagai pelarut (leaching) logam-logam dari bijih tambang, ditemukan pada daerah tambang yang telah didrainase dengan pH lingkungan masam.

Secara umum, Thiobacillus ferroxidans di asumsikan menjadi bakteri aerobik obligat, tetapi dalam kondisi tertentu bersifat anaerobik. Thiobacillus adalah salah satu kelompok bakteri penyebab korosi, kelompok bakteri ini mengoksidasi sulfur menjadi sulfat. Asam hasil metabolismenya merupakan zat yang korosif terhadap logam (Setyaningrum, 1982).

Bakteri ini dapat tumbuh pada unsur sulfur yang menggunakan besi sebagai elektron aceptor. Hasilnya mengindikasikan bahwa Thiobacillus ferroxidans bisa dianggap sebagai sebuah bakteri anaerob fakultatif yang berperan penting dalam mengatur siklus besi dan sulfur dalam lingkungan yang asam. Kemampuan dari adalah Thiobacillus ferrooxidans dapat tumbuh pada lingkungan yang memiliki oksigen yang sedikit, seingga memberikan implikasi yang penting bagi proses bioleaching di mana kondisi anerobik kemungkinan eksis.

Taksonomi Thiobacillus adalah sebagai berikut:

Kingdom : Bacteria

Phylum : Proteobacteria

Class : Beta Proteobacteria

Order : Hydrogenophilales

Family : Hydrogenophilaceae

Genera : Hydrogenophilus, Thiobacillus

Gambar 1. Bakteri Thiobacillus

Bakteri Thiobacillus ferrooxidans berfungsi sebagai katalis dalam mengoksidasi logam sulfida yang larut seperti : Cu₂S 2Cu⁺ + SO₄^2-. Secara alami Cu2S akan teroksidasi di alam dengan adanya udara (O2) dalam lingkungan masam, tetapi prosesnya sangat lambat. Namun dengan adanya T. ferrooxidans, proses ini akan berlangsung 100 kali lebih cepat dari proses alami. Selain berfungsi sebagai katalisor dalam oksidasi logam sulfida, juga mengoksidasi ion ferro (Fe²⁺) menjadi ion ferri (Fe³⁺) berbentuk endapan keras. Persamaan reaksi : 4FeSO4 + 2H2SO4 + O2.2Fe2(SO4)3+ 2H2O (Fowler et al., 1999) pada pH 1,0 dan 4,5, dengan pengecualian tidak terdapat CaCO3 sebagai agen penetral (Jensen and Webb, 1995 In Wood, 2001).

T. ferrooxidans kemungkinan juga terdiri dari energi dari hasil oksidasi Cu^- Se²⁺ dan dari oksidasi tetrationate, molecular hydrogen, formic acid, antimony compounds, uranium compounds, and molybdenum compounds.

Karakter dari Thiobacillus ferrooxidans yaitu sebagai berikut:

Kondisi	karakteristik
Optimum growth pH	1.3-4.5
Temperature range	10-37oC
Optimum temperature	30-35oC
Motility	0 to several polar or peritrichous flagella
Mol% G+C	56-59
Gram staining	Gram-negative
Spore formation	none
Shape	rod, 0.5-1 micrometers
Trophy	obligate chemolithoautotroph*
Energy pathway	oxidation of Fe2+ and reduced sulfur**
Oxygen requirements	obligate aerobe*
Electron acceptor	oxygen*
Nitrogen source	Ammonium salts, nitrate, fix dinitrogen
Oxygen requirements	obligate aerobe*

Thiobacillus ferrooxidans secara umum juga merupakan bakteri yang ada pada lahan bekas tambang. Organisme ini bersifat acidopilik dan menambah rata-rata oksidasi pyrite pada lahan bekas tambang dan lahan batubara. Dia mengoksidasi besi dan campuran sulfur inorganik. Bakteri ini dapat melakukan hubungan simbiotik dengan anggota dari genus acidipilum, sebuag bakteri yang mampu mereduksi besi. Species lain dari bakteri ini ada juga yang mampu hidup dalam air dan sedimen.

Peranan Terhadap Lingkungan

Bioreaktor atau fermentor adalah suatu reaktor yang digunakan untuk reaksi biokimia, baik menggunakan enzim larut, sel bebas dari mikroba, tanaman maupun hewan, atau enzim/sel imobil. Kapasitas suatu reaktor bervariasi dari skala laboratorium (kapasitas 1-2 liter), skala pilot plant (ratusan sampai ribuan liter) dan skala yang lebih besar untuk keperluan industri dan pertambangan (Fardiaz, 1988).

Reaktor yang dipilih dalam proses penambangan harus mempunyai ciri fisik, kimia dan biologi yang sesuai dengan sistem yang digunakan. Karena besarnya volume materi yang digunakan dalam proses tersebut, maka perlu adanya suatu mekanisme yang dilakukan agar produktivitas yang dihasilkan tinggi dengan volume reaktor yang kecil. Salah satu cara yang dapat dilakukan yaitu dengan menggunakan reaktor tangki berpengaduk sistem kontinu. Reaktor yang dilengkapi pengaduk merupakan reaktor yang paling banyak digunakan dan sangat fleksibel. Untuk skala laboratorium sampai kapasitas 20 liter, tangkinya terbuat dari gelas, sedangkan untuk kapasitas yang lebih besar, tangkinya terbuat dari stainless stell. Proses ini dapat dipercepat dengan bantuan mikroba tertentu.

Penambangan mineral yang menggunakan jasa mikroba dikenal dengan istilah pelindihan biologis (bioleaching). Pelindihan biologis menjadi sangat penting, misalnya sewaktu digunakan :

1. Pada lahan pertambangan yang kandungan mineralnya rendah sehingga tidak ekonomis untuk ditambang secara konvensional.

2. untuk menambang mineral berbahaya, seperti uranium.

3. pada daerah pertambangan dengan tingkat risiko tinggi, misalnya karena tanah di sekitarnya mudah longsor (Irianto, 2002).

Pelindihan biologis menggunakan mikroba untuk mengubah sifat fisik atau kimia mineral logam sehingga logam dapat diekstraksi. Pada umumnya pelindihan biologis bahan tambang yang mengandung sulfur menggunakan bakteri Thiobacillus, terutama Thiobacillus ferrooxidans. Tujuan utama pelindihan adalah mentransformasi mineral logam menjadi bentuk ion-ion logam yang mudah larut dalam air (Irianto, 2002).

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan pelindihan biologis adalah sebagai berikut :

1. Nutrien

2. Kandungan O₂ dan CO₂

3. Nilai pH

4. Suhu

5. Macam bijih

6. Surfaktan senyawa organik pelarut

Emas diperoleh dari bijih emas dengan pelarutan menggunakan sianida, thiourea, aquaregia dan merkuri. Bijih emas dikenal tidak mudah larut. Partikel kecil dari emas ditutupi oleh sulfida yang tidak dapat dilarutkan. Sulfida tersebut menyebabkan kontak antara sianida atau pelarut lainnya dengan partikel emas sulit dan menghasilkan logam dalam jumlah rendah. Dalam hal ini diperlukan perlakuan tertentu. Teknologi yang mungkin digunakan adalah dengan oksidasi kimia, oksidasi bertekanan, pembakaran, dan biooksidasi.

Biooksidasi merupakan alternatif yang dapat dipilih karena pada proses ini, bakteri mengoksidasi mampu mengoksidasi sebagian lapisan sulfida yang melapisi emas. Mikroorganisme yang dapat digunakan dalam biooksidasi adalah bakteri dari genus Thiobacillus. Pemisahan emas dari mineral yang sulit larut meningkat dari 15-30 % menjadi 85-95 % setelah biooksidasi.

Proses pengolahan emas secara komersial dalam skala industri dapat menggunakan tangki reaktor berpengaduk yang dapat mengekstraksi emas dari bijihnya. Reaktor ini disebut juga Continuous Stirred Tank Reactors (CSTR).

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, K. 2002. Pengelolaan Tanah Sulfat Masam Melalui Pengendalian Aktivitas Mikroorganisme.

http://tumoutou.net/702_05123/khairil_anwar.htm

Diakses tanggal 8 April 2007

Bahri, S. 2006. The genome sequence of the obligately chemolithoautotrophic, facultatively anaerobic bacterium Thiobacillus denitrificans. J. Bacteriol. 188:1473-1488.

Diakses tanggal 8 april 2007.

Baller. 2006. Thiobacillus denitrificans.

http://genome.jgi-psf.org/finished_microbes/thide/thide.home.html

Diakses tanggal 8 april 2007

Barron, J.L., and Lueking D.R. 1990. Growth and maintenance of Thiobacillus ferrooxidans cells. Appl. Environ. Microbiol.

Setyaningrum, E. 1982. Studi pendahuluan Tentang Aktivitas Thiobacillus thioparus dan Thiobacillus thiooxidans terhadap korosi besi.

http://digilib.bi.itb.ac.id/go.php?id=jbptitbbi-gdl-s1-1982-endangsety-979

Diakses Tanggal 8 April 2007.