Polusi ion logam kromium dalam lingkungan aquatic dengan sumber utama antropogenik, telah menjadi persoalan serius bagi ekosistem dan kesehatan manusia. Cr(VI) sebagai spesi yang relatif stabil dan sangat bersifat toxic dimana dapat menjadi agen mutagenic dan karsinogenik dalam sel. Kelarutan Cr(VI) pada berbagai range pH dan permeabilitasnya terhadap membrane sel, baik prokariota maupun eukariota, dapat meningkatkan potensi mutasi DNA melalui akumulasi reactive oxygen species (ROS). Oleh karena itu, World Health Organization telah menetapkan standar maksimum toleransi keberadaan Cr(VI) dalam air permukaan sebesar 0.05 mg/L, sementara The US Environmental Protection Agency menetapkan nilai batas maksimum toleransi keberadaan Cr(VI) dalam air sebesar 100 µg L-1.
Karena sifatnya yang dapat membawa dampak negatif bagi kesehatan manusia, maka beberapa metode telah dikembangkan untuk menyisihkan keberadaan Cr(VI). Metode yang telah dilaporkan dalam penyisihan Cr(VI) diantaranya ialah photocatalytic reduction, bio and microbial remediation, ultrafiltration, elektrodialisis dan adsopsi. Adsorpsi juga menjadi metode purifikasi yang baik karena dapat didesign untuk operasi yang menghindari pembentukan polutan sekunder, serta fleksibilitas modifikasi material yang dapat diaplikasikan dalam skala industry.
Dalam pengembangan metode penyisihan polutan dengan pendekatan adsorpsi, karakteristik dari material adsorben memiliki peranan yang sangat penting Beberapa karakteristik yang perlu dimiliki oleh adsorben diantaranya ialah merupakan material solid berpori dengan luas permukaan yang besar dan volume pori yang sesuai karakteristik dan afinitas analit, serta memiliki stabilitas kimia dan fisika yang baik. Pengkajian pada pengembangan low-cost adsorbent berbasis material inorganik semakin menjadi hal yang menarik dalam upaya penanganan polutan logam berat. Zeolit merupakan material berpori dengan struktur aluminosilikat terhidrasi dan framework tiga dimensi yang tersusun atas AlO4 dan SiO4.
Seiring dengan meningkatnya pengkajian pada pengembangan low-cost adsorbent berbasis material zeolit, maka pemanfaatan zeolit alam merupakan pilihan terbaik karena ketersediaan yang melimpah dan berbiaya rendah dibandingkan zeolit sintesis. Dalam paper riset ini, kami melaporkan pengembangan material adsorbent baru berbasis zeolit alam aktif Ende (ANZ) yang termodifikasi dengan nanopartikel magnetic (Fe3O4) menjadi material magnetik ANZ-Fe3O4. Dalam penelitian ini terlihat bahwa kinetika adsorpsi Cr(IV) lebih cenderung mengikuti model non-linear pseudo-second order (PSO) dibandingkan model linear dari PSO. Sementara model isotherm Langmuir terbukti cocok untuk menjelaskan mekanisme adsorpsi Cr(VI) pada permukaan material ini. Kajian termodinamika memperlihatkan bahwa adsorsi Cr(VI) pada permukaan material magnetik ANZ-Fe3O4 berlangsung spontan dan mengikuti reaksi eksotermik. Material ini juga mempunyai nilai potensial zeta yang tinggi sehingga sangat stabil dalam system dispersi pada suatu lingkungan perairan. Hasil sorpsi-desorpsi juga terlihat bahwa material ANZ-Fe3O4 dapat digunakan sampai 5 (lima) kali pemakaian.
Penulis: Dr. Handoko Darmokoesoemo, Drs., DEA
Grup riset Ilmu dan Teknologi Lingkungan, Kimia Lingkungan
Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga
Neolaka, Y.A.B., Lawa, Y., Naat, J., Riwu, A.A.P., Mango, A.W., Darmokoesoemo, H., Widyaningrum, B.A., Iqbal, M., Kusuma, H.S., 2022, Efficiency of activated natural zeolite-based magnetic composite (ANZ-Fe3O4) as a novel adsorbent for removal of Cr(VI) from wastewater. Journal of Materials Research and Technology, 18, 2896–2909. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.03.153
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2238785422004604
