Kromium (Cr) adalah logam berat dan merupakan salah satu polutan anorganik yang sangat toksik dan karsinogenik, terutama kromium(VI). Kromium(VI) dihasilkan dari kegiatan industri, misalnya industri penyamakan kulit, fotografi, elektroplating, tekstil dan zat warna. Dalam jumlah kecil kromium dibutuhkan oleh manusia. Yaitu sebagai obat penguat stamina untuk beraktivitas sehari-hari dalam jumlah tertentu. cc
Pekerja perusahaan yang menggunakan proses pelapisan kromium berisiko tinggi terimbas pencemaran kromium. Akumulasi uap yang terhirup saat proses pelapisan kromium bisa menyebabkan sesak napas dan berujung pada kanker paru-paru. Bukan itu saja, kulit yang terpapar kromium terus menerus akan menimbulkan ulserasi (borok), ulserasi pada selaput lendir hidung, vascular effect (pembuluh darah pada aorta rusak), anemia dan membuat tubuh lesu, menurunkan imunitas tubuh, gangguan reproduksi dan gangguan ginjal. Sejak 1982, penyakit dermatitis telah menjadi salah satu dari sepuluh besar penyakit akibat kerja (PAK) berdasarkan potensial insiden, keparahan dan kemampuan untuk dilakukan pencegahan. Oleh karena itu perlu dikembangkan metode yang mudah, murah dan efektif untuk mereduksi/ menghilangkan kromium dari air. Misalnya proses penukar ion, pemisahan dengan membran dan adsorpsi.
Metode adsorpsi merupakan metode yang paling sering digunakan untuk menghilangkan kromium dari air karena sangat efisien dan ekonomis. Berbagai jenis adsorben telah digunakan untuk mengadsorpsi kromium. Adsorben konvensional seperti karbon aktif, kitosan, zeolit, dan clay paling banyak digunakan, namun kapasitas adsorpsi adsorben masih tetap kurang selektif terhadap logam berat. Diantara keempat adsorben tersebut, zeolit merupakan material yang memiliki bentuk kristal sangat teratur dengan rongga yang saling berhubungan ke segala arah dan menjadikan luas permukaan zeolit sangat besar sehingga sangat baik digunakan sebagai adsorben. Meskipun zeolit sintetis telah banyak diproduksi, namun zeolit alam tetap mempunyai peranan penting karena ketersediaannya yang melimpah di alam, khususnya di Indonesia.
Salah satu daerah yang memiliki cadangan zeolit alam cukup melimpah adalah di Kecamatan Nagapenda Kabupaten Ende Flores NTT. Menurut Laporan Akhir Pemetaan Makro Bahan Galian Golongan C (Dinas Pertambangan dan Energi NTT, 1992-1993), terdapat cadangan zeolit alam sebesar 7.150.000 m3 yang berada di Desa Ondorea Kecamatan Nangapenda Ende Flores-NTT dengan komponen utama zeolit jenis mordenit. Namun sama halnya dengan adsorben konvensional lainnya, penggunaan zeolit alam sebagai adsorben tidak banyak diminati karena terkendala dengan kemampuan selektivitas adsorben terhadap logam target dan juga preparasi untuk keperluan kuantifikasi menjadi sulit dilakukan menggunakan material adsorben tersebut. Untuk meningkatkan selektivitas dan sensitivitas zeolit alam agar dapat digunakan sebagai adsorben, maka zeolit alam perlu diaktivasi dan dimodifikasi dengan material lain.
Salah satu material yang dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan adsorpsi Cr(VI) pada zeolit alam adalah material yang terbuat dari bahan polimer yang dikenal sebagai material ionic imprintring polymer (IIP). Modifikasi zeolit alam dengan IIP diharapkan dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi khususnya terhadap Cr(VI) dengan selektif dan sensitif dari berbagai matriks sampel. Material IIP dipilih untuk digunakan dalam modifikasi zeolit alam untuk difungsikan sebagai adsorben karena IIP telah dikenal sebagai material adsorben baru yang mempunyai selektivitas yang tinggi.
Adsorben zeolit-IIP disintesis dengan mereaksikan Cr(VI) sebagai template, 4-vinil piridin (4-VP) sebagai monomer fungsional, etilen glikol dimetakrilat (EGDMA) sebagai cross-linker, etilen benzoil peroksida (BPO) sebagai inisiator, zeolit alam yang telah diaktivasi sebagai host dan etanol:aseton (2:1) sebagai pelarut/ porogen. Setelah proses sintesis, maka Cr(VI) yang terjebak dalam sistem polimer dikeluarkan dengan penambahan larutan HNO3. Sehingga dihasilkan adsorben zeolit-IIP yang selektif untuk Cr(VI).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa adsorpsi Cr(VI) di permukaan adsorben zeolit-IIP dipengaruhi oleh massa adsorben, pH, waktu kontak dan konsentrasi awal Cr(VI). Proses adsorpsi optimum terjadi pada massa adsorben 0,08 g/L, pH 2, waktu kontak 30 menit dan konsentrasi awal Cr(VI) 14 mg/L. Pada kondisi optimum, kapasitas adsorpsinya adalah 6,476 mg/g. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa adsorben zeolit-IIP selektif terhadap ion logam Pb2+, Mn2+ dan Ni2+dan bisa digunakan berulang kali. Hal ini sangat menguntungkan secara ekonomis karena rasio jumlah adsorben terhadap jumlah kromium yang bisa dihilangkan/ direduksi menjadi sangat kecil.
Indonesia mempunyai cadangan zeolit alam yang sangat besar. Salah satu contohnya di provinsi NTT. Oleh karena itu masih terbuka peluang yang sangat besar untuk mengekplorasi zeolit alam Indonesia untuk dimanfaatkan sebagai adsorben, khususnya adsorben zeolit-IIP, yang dapat digunakan untuk mengatasi pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh pencemar logam berat kromium, khususnya Cr(VI).
Penulis: Dr. rer. nat. Ganden Supriyanto, Dipl. EST., M.Sc
Catatan:
Artikel ilmiah populer ini disarikan dari artikel yang dipublikasikan di jurnal internasional Q4: Yantus A.B Neolaka, Ganden Supriyanto, Heri Septya Kusuma, Synthesis and Chracterization of Natural Zeolite with Ordered Ion Imprinted Polymer Structures (IIP@AFINZ) for Selective Cr(VI) Adsorption from Aqueous Solution, Moroccan Journal of Chemistry, volume 7, nomor 1(2019)194-210.
