Pemanfaatan Ag(I) dari Air Limbah Radiofotografi Sebagai Material Antibakteri dan Antijamur

Ditulis Oleh Nahzim Rahmat

Salah satu kegiatan rumah sakit yang menghasilkan limbah cair adalah proses radiofotografi di laboratorium instalasi Rontgen. Proses radiofotografi merupakan proses pembuatan negatif foto Rontgen. Proses ini melibatkan berbagai senyawa kimia yang digunakan sebagai penerima sinar, pencucian, katalis, pengawet, penahan, pengeras, dan pembilas[1]. Salah satu senyawa kimia yang digunakan adalah perak. Perak digunakan dalam film foto karena sifat fotosensitifnya[2].

Pada setiap tahunnya, sektor radiofotografi mengalokasikan sekitar 45% dari perak untuk aplikasi radiofotografi, yang umumnya langsung dibuang setelah digunakan[3]. Menurut Cribbs[4], limbah fixer-nya mengandung sekitar 80% ion kompleks perak tiosulfat [Ag(S2O3)2]3-. Ion kompleks ini dapat mengalami reaksi ionisasi menjadi ion Ag+ dan S2O32-. Jika ion Ag+ terpapar ke lingkungan, maka ion Ag+ dapat membunuh bakteri pembusuk yang sangat diperlukan oleh lingkungan perairan[5].

Menurut Peraturan Pemerintah RI No. 85 Tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun[6] batas kadar maksimum perak yang diperbolehkan adalah 5 mg/L. Dalam Songkroah dkk.[7], Smith dan Martell menyatakan bahwa limbah fixer radiofotografi mengandung ion kompleks perak tiosulfat sebesar 1000-10.000 mg/L dan bilasan airnya berkisar antara 50-200 mg/L. Limbah yang mengandung logam Ag tersebut kemungkinan besar langsung dibuang ke lingkungan tanpa dilakukan pengolahan terlebih dahulu sehingga dapat mencemari lingkungan dan mengganggu kesehatan manusia. Ditambah lagi, sebanyak 648 rumah sakit dari 1.476 rumah sakit yang ada di Indonesia, hanya 49% yang memiliki insinerator[8].

Berbagai metode pengolahan limbah radiofotografi telah dilakukan, seperti: metode pengendapan, adsorpsi, pertukaran ion, dan elektrolisis. Namun, metode-metode tersebut memiliki beberapa kelemahan. Metode pengendapan yang telah dilakukan oleh Djunaidi dkk.[9] dapat mengubah kompleks Ag menjadi endapan AgS dengan menggunakan agen pengendap sodium sulfida. Kelemahan dari metode ini adalah masih menghasilkan limbah padat yang berbahaya (endapan AgS) sehingga dibutuhkan penanganan selanjutnya. Metode lainnya adalah metode adsorpsi, yaitu dengan cara mengadsorpsi logam Ag dari limbah radiofotografi menggunakan adsorben senyawa humat dan kitin. Kelemahan dari metode ini adalah masih menghasilkan limbah B3 padat yang berasal dari adsorben yang telah jenuh, sehingga dapat menimbulkan masalah baru bagi lingkungan. Selanjutnya adalah metode pertukaran ion dan elektrolisis yang pernah dilakukan oleh Fitri[10] dengan cara mengendapkan perak hasil pertukaran ion berupa ion Ag+ secara elektrolisis pada potensial tetap 1,2 Volt menggunakan eluen HNO3 4 M. Namun, kelemahan dari metode ini adalah hanya efektif pada konsentrasi ion Ag+ kurang dari 1 mg/L dengan biaya operasi yang mahal.

Oleh karena itu, metode pengolahan yang efektif dan efisien sangat dibutuhkan untuk mengolah limbah cair bekas proses radiofotografi sehingga dapat mengurangi dan mencegah pencemaran lingkungan yang berbahaya bagi kesehatan manusia. Salah satu metode yang relatif murah dan aman adalah metode fotoreduksi dengan menggunakan fotokatalis TiO2. Metode ini pernah dilakukan oleh Rendina[11], hasilnya berupa logam Ag yang mengendap pada TiO2.  Namun, penelitian tersebut tidak diarahkan untuk mensintesis partikel Ag dalam bentuk nanopartikel. Padahal beberapa sumber menyebutkan bahwa Ag dalam bentuk nanopartikel memiliki aktivitas yang sangat baik sebagai antibakteri[12] dan dapat menghambat pertumbuhan jamur[13].

Li dkk.[14] dan Lee dkk.[15] telah membuat Ag nanopartikel terkatalisis TiO2 menggunakan metode fotoreduksi, namun sumber Ag yang digunakan adalah larutan AgNO3 murni yang mahal, bukan Ag yang berasal dari limbah cair radiofotografi yang tergolong murah.

Pada tahun 2017, Desi Novarita M.Sc.[16] di bawah bimbingan dosen Kimia UGM, Ibu Prof. Dr. Endang Tri Wahyuni, MS. telah mempelajari kemungkinan air limbah radiofotografi sebagai sumber Ag pada pembuatan TiO2/Ag nanopartikel. Telah dilaporkan bahwa air limbah radiofotografi mengandung ion kompleks perak tiosulfat [Ag(S2O3)2]3- sebesar 2817,5 mg/L, lalu nanopartikel Ag0 yang didapatkan dari hasil fotoreduksi, diembankan pada fotokatalis TiO2 sehingga memiliki kemampuan membunuh mikroorganisme. Berdasarkan penelitian tersebut, fotokatalis TiO2/Ag nanopartikel dengan massa TiO2 sebesar 150 mg dan massa Ag dalam 1 gram katalis sebesar 4,54 mg/g mampu membunuh bakteri koliform paling maksimal sebesar 98-99%. Selain itu, pada tahun 2019, hasil riset serupa[17] berhasil diterbitkan di Journal of Environmental Chemical Engineering. Artikel itu melaporkan bahwa fotokatalis TiO2/Ag nanopartikel (1,5 g/69,5 mg) dengan dosis 0,25 g.L-1 dengan bantuan penyinaran cahaya tampak selama 60 menit dapat membunuh seluruh bakteri E. coli sebanyak 1800 cfu di dalam air.

Gambar 1. Desain alat fotoreduksi pembuatan material TiO2/Ag nanopartikel

Gambar 2. Proses fotoreduksi dilakukan selama 24 jam

Gambar 3. Setelah fotoreduksi, dilakukan filtrasi untuk mendapatkan padatan TiO2/Ag

Namun, kemampuan material tersebut dalam membunuh mikroorganisme, belum diujikan pada jamur Candida albicans. Candida albicans adalah jamur yang berada di alam bebas. Jamur ini dapat tumbuh dan berhabitat di tanah, kotoran binatang, di tubuh penderita kandidiasis dan di air[18]. Beberapa peneliti melaporkan adanya jamur Candida sp di air, misalnya dalam air kolam renang dan kamar mandi umum di Jakarta[19]. Jika di dalam air terdapat jamur tersebut, maka dapat menjadi sumber infeksi ketika terjadi kontak langsung dengan tubuh manusia[20].

Infeksi yang diakibatkan oleh jamur Candida albicans disebut candidiasis. Jamur ini paling sering menginfeksi kulit dan permukaan mukosa, bahkan dapat menyebabkan infeksi secara sistemik yang berakibat pada pneumonia, septikemia atau endokarditis pada pasien yang menderita defisiensi imun (immunocompromised)[21]. Menurut Lamb dkk.[22], jamur ini dapat tumbuh dengan kuat di vagina dan wanita hamil, sehingga dapat menularkan infeksi kepada bayi selama masa kelahiran. Oleh karena itu, bila ditinjau dari tingkat patogenitas, spesies ini tergolong spesies yang paling berbahaya dibandingkan dengan spesies Candida lainnya, karena Candida albicans dapat menginfeksi hampir semua bagian tubuh manusia dan dapat menyebabkan kematian.

Oleh karena itu, penelitian kami sekarang bertujuan untuk mengetahui daya hambat fotokatalis TiO2/Ag nanopartikel terhadap pertumbuhan Candida albicans secara in vitro dengan metode disc diffusion Kirby-Bauer. Berikut adalah ilustrasi desain metode tersebut:

Baca juga:

Gambar 4. Desain cawan petri sebagai media uji aktivitas TiO2/Ag dalam mendisinfeksi jamur Candida albicans

Pada penelitian ini, dilakukan preparasi Ag dari air limbah radiofotografi dengan membuat variasi konsentrasi Ag sehingga diperoleh kandungan Ag dalam TiO2/Ag yang bervariasi. TiO2/Ag diuji daya hambatnya terhadap pertumbuhan jamur Candida albicans. Untuk mengetahui aktivitas disinfeksi jamur yang dimaksud, maka dilakukan optimalisasi dosis fotokatalis dan variasi waktu penyinaran sinar visibel.

Gambar 5. (Kiri) Penampakan media uji setelah diinkubasi selama 24 jam pada suhu 37o C. Ada beberapa media yang disinari UV dan sebagian disinari visibel. (Kanan) Pengukuran diameter zona hambat (clear zone) untuk menentukan kekuatan daya hambat sampel terhadap organisme uji.

Referensi

 [1] Madhavan, A., S., and Balasubramani, S., 2015, Radiographic Waste Management, World Journal of Pharmaceutical Research, 4, 2050-2058.

[2] Arslan, V., Ucurum, M., Vapur, H., and Bayat, O., 2011, Recovery of Silver from Waste Radiographic Films by Chemical Leaching, Asian Journal of Chemistry, 23, 67-70.

[3] Ramirez, P. A., Reyes, V. E., and Veloz, M. A., 2011, Silver Recovery from Radiographic Films Using an Electrochemical Reactor, Int.J. Electrochem, 6, 6151-6164.

[4] Cribbs, T.P., dan Dagon, T.J., 1986, Disposal of Small Volumes of Photographic Processing Solutions, Kodak Publication, Eastmen Kodak Company, New York.

[5] Shreve, 1967, Chemical Process Industries, Third Edition, Mc Graw Hill Book Company, London.

[6] Pemerintah Indonesia, 1999, Undang-Undang No. 85 Tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun. Lembaran RI Tahun 1999 No. 85, Jakarta: Sekretariat Negara.

[7] Songkroah, C., Nakbanpote, C., and Thiravetyan, P., 2004, Recovery of Silver-Thiosulphate Complexes with Chittin, Process Biochemistry Journal, 39, 1553-1559.

[8] Djaja, I., dan Dwi, M., 2006, Gambaran Pengelolaan Limbah Cair Di Rumah Sakit X Jakarta Februari 2006, Makara Kesehatan, 2, 60-63.

[9] Djunaidi, M. C., D. S., Widodo, dan Anwar, S., 2007, Recovry Perak dari Limbah Fotografi melalui Membran Cair Berpendukung dengan Senyawa Pembawa Asam di-2-etil heksilfosfat (D2EHPA).

[10] Fitri, 2006, Pengendapan Perak Hasil Kromatografi Pertukaran Ion dari Limbah Cuci Film secara Elektrolisis, Skripsi, FMIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

[11] Rendina, N., 2012, Pengambilan Kembali Perak dari Limbah Proses Radiologi dengan Menggunakan Sinar UV dan Penambahan Asam Oksalat serta Asam Malonat, Skripsi, FMIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

[12] Gogoi, S.K., Gopinath, P., Paul, A., Ramesh, A., and Pandey, A., 2013, Photocatalytic Antibacterial Performance of TiO2 and Ag-doped TiO2 against S. aureus, P. Aeruginosa, and E. Coli, Beilstein J. Nanotechnol, 4, 345-351.

[13] Kim, S.W., Kyoung, S.K, Kabir, L., Young-Jae, K., Seung, B.K., Mooyoung, J., Sang-Jun, S., Ha-Sun, K., Seok-Joon, C., Jong, K.K., dan Youn, S.L., 2009, An In Vitro Study of the Antifungal Effects of Silver Nanoparticles on Oak Wilt Pathogen Raffaelea sp., J. Microbiol. Biotechnol., 19, 760-764.

[14] Li, M., Norrega-Trevino, M.E., Nino-martinez, N., Maramhio-Jones, C., Wang, J., Domoiseaux, R., Ruiz, F., and Hoek, E.M.V., 2011, Synergetic Bacterial Activity of TiO2-Ag Nanoparticles in Both Light and Dark Condition Environ, Sci Techno., 45, 8989-8995.

[15] Lee, S.M., Hong, S., and Mohseni, M., 2005, Synthesis of Photocatalytic Nanosized TiO2-Ag Particles with Sol-Gel Method Using Reduction Agent, J. Mol. Catal. A: Chem., 242, 135-140.

[16] Novarita, D., 2017, Pemanfaatan Limbah Radiofotografi sebagai Sumber Ag pada Pembuatan Fotokatalis TiO2-Ag Nanopartikel untuk Bahan Antibakteri, Tesis, FMIPA, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

[17] Wahyuni, E.T., Roto, R., Novarita, D., Suwondo, K.P., and Kuswandi, B., 2019, Preparation of TiO2/AgNPs by photodeposition method using Ag(I) present in radiophotography wastewater and their antibacterial activity in visible light illumination, J. Environ. Chem. Eng., 7.

[18] Rozanto, R.E., Windraswara, R., 2017, Kondisi sanitasi lingkungan kolam renang, kadar sisa khlor, dan keluhan iritasi mata, Higeia: J. Pub. Healt. Res. Dev., 1(1).

[19] Isnawati, Ansyari, S., dan Hamzani, S., 2010, Efektivitas desain alat desinfektan dalam menurunkan cemaran Candida sp. pada air sungai untuk keperluan jamban umum pasar Banjarmasin. Buletin Penelit. Kesehat. Suplemen. 50-58.

[20] Gandahusada, S., 1998, Parasitologi Kedokteran, Edisi ketiga, FKUI, Jakarta.

[21] Kambizi, L., Afolayan, A.Z., 2008, Extracts from Aloe ferox and Withania somnifera inhibit Candida albicans and Neisseria gonorrhea, Afr. J. Biotechnol., 7(1), 12-15.

[22] Lamb, D.C., Kelly, D.E., Baldwin, B.C., Kelly, S.L., 2000, Differential inhibition of Human CYP3A4 and Candida albicans CYP51 with azole antifungal agents, Chemico- Biol. Interact, 25, 165-175.

Warstek Media

Warung Sains Teknologi (Warstek) adalah media SAINS POPULER yang dibuat untuk seluruh masyarakat Indonesia baik kalangan akademisi, masyarakat sipil, atau industri.
Warung Sains Teknologi
Artikel Berhubungan:

Sponsor Warstek.com:

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *