O-isopropyl N-ethylthionocarbomate, atau yang biasa disebut IPETC, adalah senyawa kimia yang banyak digunakan sebagai kolektor flotasi dalam industri pertambangan untuk memisahkan bijih sulfida seperti tembaga dan perak. Senyawa ini sering bocor ke air limbah setelah proses pemisahan bijih, dan seringkali dibuang langsung ke lingkungan tanpa pengolahan lebih lanjut. Hal ini menimbulkan masalah serius karena residu kolektor flotasi seperti IPETC, meskipun dalam konsentrasi rendah, bisa toksik bagi kehidupan akuatik dan berpotensi karsinogenik. Meskipun data toksisitas spesifik IPETC masih terbatas, senyawa terkait seperti karbamat dikenal berbahaya bagi mamalia dan arthropoda, serta dicurigai sebagai agen pemicu kanker. Penelitian baru-baru ini ,engeksplorasi cara menghilangkan IPETC dari air limbah menggunakan proses oksidasi, yang terbukti efektif untuk mencegah dampak lingkungan jangka Panjang.
Salah satu metode yang efektif adalah oksidasi fotokatalitik menggunakan garam besi seperti FeCl3 dan udara, yang memanfaatkan cahaya matahari atau UV-A buatan. Dalam proses ini, air limbang yang mengandung IPETC diekspos ke cahaya, dimana garam besi bertindak sebagai katalisator untuk menghasilkan radikal hidroksil yang kuat. Eksperimen menunjukkan bahwa tanpa oksigen, degradasi berjalan lambat, tapi dengan gelembung udara atau oksigen, IPETC terurai dengan cepat mengikuti kinetika orde pertama di awal. Kehadiran oksigen penting karena membantu meregenerasi Fe (II) menjadi Fe (III), memastikan proses berlanjut tanpa henti. Metode ini sangat praktis untuk air limbah tambang yang sering mengandung senyawa besi alami, dan bisa dilakukan di wadah terbuka di bawah sinar matahari langsung.
Hasil dari oksidasi fotokatalitik menunjukkan bahwa IPETC terdegradasi melalui beberapa intermediat, termasuk O-isopropyl N-ethylcarbamate sebagai produk utama. Analisis menggunakan HPLC dan GC/MS mendeteksi senyawa lain seperti O-isopropyl thionocarbamate dan O-isopropyl carbamate, yang semuanya bereaksi lebih lanjut hingga terurai total menjadi CO2. Pengukuran total karbon organik (TOC) menunjukkan peningkatan sementara di awal karena transformasi ke senyawa organik lain, tapi setelah 24 jam, karbon organik turun drastis. Di bawah sinar matahari alami pada hari cerah di bulan Juli, degradasi lengkap dicapai dalam satu hari saja. Jalur degradasi melibatkan serangan radikal hidroksil pada gugus C=S dan hidrogen metilen, yang membuat proses ini efisien untuk mineralisasi total.
Metode lain yang serupa adalah reaksi Fenton, yang menggunakan campuran garam besi dan hidrogen peroksida untuk menghasilkan radikal hidroksil dan hidroperoksil. Kecepatan reaksi tergantung terutama pada konsentrasi hidrogen peroksida, sementara konsentrasi besi tidak banyak berpengaruh dalam rentang tertentu. Produk utama lagi-lagi adalah O-isopropyl N-ethylcarbamate, mirip dengan oksidasi fotokatalitik, tapi proses ini tidak memerlukan cahaya sehingga bisa dilakukan di kondisi gelap. Eksperimen dengan berbagai rasio menunjukkan degradasi cepat dalam hitungan jam, membuatnya cocok untuk pengolahan air limbah industri. Reaksi ini ramah lingkungan karena besi adalah logam yang dapat diterima dan hidrogen peroksida terurai menjadi air dan oksigen.
Penggunaan natrium hipoklorit sebagai oksidan kuat juga efektif untuk menghilangkan IPETC, dengan reaksi berlangsung sangat cepat dalam hitungan menit. Dalam buffer fosfat pH 7, IPETC bereaksi dengan hipoklorit menghasilkan O-isopropyl N-ethylcarbamate sebagai produk utama, plus intermediat seperti isopropyl N-((ethylimino)(isopropoxy)methyl)-N-ethylthionocarbamate. Saat jumlah hipoklorit ditambah, intermediat hilang dan karbamat tetap stabil, meskipun bisa teroksidasi lebih lanjut menjadi isopropanol atau aseton dengan kelebihan oksidan. Sulfur dari IPETC akhirnya berubah menjadi sulfat, yang bisa dideteksi secara gravimetri. Metode ini sederhana dan murah, tapi perlu hati-hati karena hipoklorit sering digunakan dalam desinfeksi air, termasuk kolam renang dan air minum.
Salah satu kekhawatiran utama dari semua metode ini adalah pembentukan O-isopropyl N-ethylcarbamate sebagai intermediat, yang merupakan senyawa karbamat sederhana dan dicurigai sebagai agen karsinogenik. Senyawa ini relatif stabil dan bisa bertahan lebih lama di air, meskipun akhirnya terdegradasi dalam proses lanjutan. Karbamat terkait seperti etil uretan dikenal toksik bagi mamalia dan arthropoda, serta berpotensi memicu kanker. Kehadirannya di air limbah atau air permukaan yang terpapar hipoklorit atau cahaya matahari bisa menjadi risiko bagi ekosistem akuatik. Oleh karena itu, pemantauan intermediat ini penting untuk memastikan pengolahan air limbah tidak justru menciptakan polutan baru yang lebih berbahaya.
Secara keseluruhan, penelitian ini menunjukkan bahwa IPETC bisa dihilangkan secara efektif dari air limbah menggunakan oksidasi fotokatalitik, Fenton, atau hipoklorit, dengan mineralisasi total dicapai dalam waktu singkat. Metode-metode ini memanfaatkan kondisi alami seperti cahaya matahari dan senyawa besi yang sering ada di limbah tambang, membuatnya praktis dan ekonomis. Namun, fokus pada degradabilitas aerobik dan anaerobik yang rendah menekankan perlunya pengolahan kimia daripada bergantung pada biodegradabilitas alami. Implikasi lingkungan menyoroti pentingnya mengintegrasikan metode ini di pabrik pengolahan mineral untuk mencegah pencemaran. Dengan pendekatan ini, industri pertambangan bisa lebih berkelanjutan, mengurangi dampak toksik terhadap air dan kehidupan di dalamnya.
REFERENSI
Wang, Z.; Yao, J.; Bavcon Kralj, M.; Dolenc, D.; Trebše, P. Removal of Flotation Collector O-Isopropyl-N-ethylthionocarbamate from Wastewater. Molecules 2021, 26, 6676. https://doi.org/10.3390/ molecules26216676
