Tahukah Anda, di balik kepraktisan plastik yang kita gunakan setiap hari tersembunyi ancaman tak kasat mata? Ancaman itu bernama Di(2-etilheksil)ftalat atau DEHP. Senyawa anggota ftalat ini paling sering digunakan sebagai plasticizer/peliat di industri. Pada umumnya, DEHP ini ditambahkan ke dalam resin, plastik, karet, bahan perekat, alat-alat kesehatan, polimer khususnya polivinil klorida (PVC), kosmetik, mainan anak-anak, dan sebagainya. Tujuan penambahan DEHP adalah untuk meningkatkan fleksibilitas, elastisitas, transparansi, serta daya tahan plastik.
Bahaya polutan DEHP
Senyawa DEHP tidak terikat secara kovalen dengan plastik sehingga senyawa ini akan mudah terlepas setelah penggunaan berulang kali, dipanaskan, dan/atau dibersihkan produknya. DEHP yang terlepas dari produknya akan memasuki sistem ekologi dan dianggap sebagai salah satu polutan paling melimpah di alam. Beberapa organisasi besar seperti European Union (EU) dan World Health Organization (WHO) memasukkan DEHP ke dalam daftar polutan paling bermasalah bagi kesehatan manusia. Apabila senyawa ini terakumulasi dalam jangka panjang di tubuh manusia, maka dapat menyebabkan ketidakseimbangan hormon serta menurunkan kekebalan tubuh. Bahkan U.S. Environmental Protection Agency (EPA) menyatakan bahwa DEHP mungkin berpotensi karsinogen bagi manusia.
Pengendalian Jumlah Polutan DEHP
Karena polutan DEHP berdampak buruk bagi kesehatan manusia, maka jumlah polutan DEHP perlu dikendalikan agar jumlahnya tidak melebihi baku mutu. Terdapat beberapa metode pengendalian polutan DEHP, misalnya proses lumpur aktif, ozonasi, oksidasi menggunakan UV/H2O2, nano filtrasi, dan adsorpsi. Dari pilihan metode yang ada, adsorpsi merupakan metode paling sederhana secara eksperimen, tidak membutuhkan banyak energi, dan hemat biaya. Selain itu, pilihan adsorben yang digunakan juga sangat bervariasi dan mudah dijangkau misalnya mineral tanah liat.
Montmorillonit sebagai Adsorben Alami
Indonesia kaya dengan sumber daya mineral alam bentonit. Keberadaannya tersebar di pulau-pulau besar Indonesia seperti pulau Jawa, Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi. Namun demikian, penggunaannya masih cukup rendah. Bentonit mengandung mineral utama yaitu Montmorilonit. Montmorilonit merupakan kelas mineral tanah liat smektit yang keberadaannya melimpah di lingkungan pelapukan beriklim sedang. Secara umum, rumus kimia montmorilonit adalah 𝑀𝑥(𝐴𝑙2−𝑥𝑀𝑔𝑥)𝑆𝑖𝑂10(𝑂𝐻)2. 𝑛𝐻2𝑂. M sebagian besar merupakan Na+ dan sejumlah kecil K+ serta Mg2+ bergantung pada kondisi sekitar. Variabel x pada rumus tersebut menunjukkan jumlah ekuivalen kation yang dapat ditukar, besarnya sekitar 0,3 untuk montmorilonit dan 0,2-0,6 untuk smektit lainnya. Strukturnya terlihat seperti gambar di bawah, tersusun dari atom silikon (berwarna kuning), oksigen (merah), aluminium (biru), magnesium (merah muda), dan hidrogen (putih).
Sel satuan montmorilonit. Gambar ini diambil menggunakan VMD 1.9.3 dan formula montmorilonit diperoleh dari situs web American Mineralogist Crystal Structure Database. (Sumber gambar : dokumentasi penulis)
Montmorilonit murni dapat dimanfaatkan untuk banyak hal, seperti kertas fotokopi tanpa karbon, adsorben selektif, pengobatan, membran, katalis, dan sebagainya. Dalam hal ini, Montmorilonit digunakan sebagai adsorben alami untuk mengurangi polutan DEHP.
Teknologi Masa Depan : “Simulasi Dinamika Molekul”
Seperti yang kita tahu, pada umumnya adsorpsi dilakukan secara eksperimental di laboratorium. Namun, berkat kemajuan ilmu pengetahuan dan semakin canggihnya teknologi, fenomena adsorpsi ini dapat disimulasikan dengan pendekatan molekuler. Metode pemodelan ini dinamakan simulasi dinamika molekul dengan suatu software, salah satunya yang dapat digunakan untuk melakukan simulasi ini adalah GROMACS (Groningen Machine for Chemical Simulations). Pendekatan molekuler terbukti menjadi pendekatan yang cukup efektif untuk menyelidiki proses adsorpsi. Beberapa kelebihannya sebagai berikut :
- Menyajikan informasi pada tingkat atom dalam mikrostruktur sistem adsorpsi
- Memberikan informasi dinamika dan termodinamika untuk proses adsorpsi
- Mampu menyelidiki karakteristik struktural dan adsorptif dari ruang antar lapisan yang berukuran nano, yang tidak dapat diakses oleh banyak metode eksperimental.
Mengintip Adsorpsi Hingga Level Atom
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, kelebihan pendekatan molekuler ini memberi informasi kepada kita hingga level terkecil suatu sistem yaitu level atom. Hal tersebut bisa terlihat dari contoh simulasi DEHP pada montmorilonit berikut ini.
Sistem Montmorilonit-DEHP-air dengan C0 DEHP 0,044 mol/L, (a) keadaan mula-mula; (b) setelah simulasi selama 100 ns. (Sumber gambar : dokumentasi eksperimen penulis)
Gambar tersebut merupakan salah satu contoh visualisasi hasil simulasi adsorpsi senyawa DEHP pada permukaan mineral montmorilonit. Dari hasil tersebut dapat diperoleh informasi bahwa senyawa DEHP yang tadinya terdispersi di air dapat terbentuk agregat dan terikat pada permukaan montmorilonit. Hal tersebut menunjukkan adanya fenomena adsorpsi DEHP pada permukaan Montmorilonit. Masih banyak hal yang bisa dieksplor dengan simulasi dinamika molekul ini. Misalnya dengan memodifikasi Montmorilonit menggunakan surfaktan hingga menjadi organo-montmorilonit dengan tujuan meningkatkan kapasitas adsorpsi, memodifikasi jumlah lapisan Montmorilonit, mengoptimasi kondisi sistem adsorpsi, dan masih banyak lagi yang bisa dilakukan untuk memperkirakan seperti apa adsorpsi DEHP ini akan terjadi. Itulah kelebihan dan kemudahan pendekatan molekuler. Harapannya, dengan berbekal hasil simulasi ini bisa meminimalisir kegagalan, menghemat biaya eksperimen, mengurangi limbah eksperimen, dan mendapatkan hasil yang optimal pada saat melakukan eksperimen secara langsung di laboratorium.
Referensi :
Ro’isatul Umma, Reza & Zulfikar, Muhammad Ali & Ledyastuti, Mia & Program, & Kimia, Studi & Matematika, Fakultas & Ilmu, Dan & Alam, Pengetahuan & Bandung, Teknologi. (2020). SIMULASI DINAMIKA MOLEKUL FENOMENA ADSORPSI DI-(2-ETILHEKSIL)FTALAT (DEHP) PADA MINERAL MONTMORILONIT. 2. 133-142. 10.22373/amina.v2i3.1424.
Cheon, Y.-P. (2020). Di-(2-ethylhexyl) Phthalate (DEHP) and Uterine Histological Characteristics. Development & Reproduction, https://doi.org/10.12717/dr.2020.24.1.1
Fisli, A., Sumardjo, S., & Mujinem, M. (2019). ISOLASI DAN KARAKTERISASI MONTMORILLONITE DARI BENTONIT SUKABUMI (INDONESIA). Jurnal Sains Materi Indonesia, 10(1), 12 – 17. doi:http://dx.doi.org/10.17146/jusami.2008.10.1.4572
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK590781/ diakses pada 22 September 2024
Alumni S1 Kimia ITB. Suka baca, meneliti, dan sedang belajar menulis. Pernah melakukan penelitian di bidang biokimia (mikroalga), simulasi dinamika molekul, fungus comb rayap, dan pernah bekerja di industri farmasi sebagai RnD officer.