Zeolit mempertahankan kejernihan air akuarium

Alam Indonesia menyimpan cadangan zeolit yang cukup besar dan tersebar tidak kurang dari 46 lokasi. Beberapa lokasi diantaranya : Bayah, Nanggung, Sukabumi, Tasikmalaya, Malang, dan Pacitan. Zeolit pada daerah - daerah tersebut mengandung mineral jenis Klinoptilolit dan Mordenit.

Penggunaan zeolit telah banyak dilakukan dalam bidang - bidang pertanian dan industri. Di bidang pertanian, zeolit berfungsi sebagai penetralisir gas amonia pada tambak - tambak udang, memperbaiki sifat tanah dan bahan tambahan makanan ternak. Sedangkan di bidang industri, zeolit berfungsi sebagai penyerap atau penukar ion logam - logam berat yang terkandung dalam air limbah industri, air minum dan air buangan kota.
Usaha menganekaragaman pemanfaataan zeolit alam terus dilakukan. saat ini pemakaian zeolit sudah dicobakan pada pengelolaan akuarium. Prinsip - prinsip pengelolaan akuarium secara modern adalah :

1. Menekan sejarang mungkin penggantian air akuarium.
2. Mempertahankan kualitas air agar senantiasa ideal bagi kehidupan ikan dan tanaman.

(Sangat sulit menggabungkan dua prinsip ini sekaligus).

Dalam pengelolaan air akuarium, Whendrato dan Madyana (1988) menganjurkan :

• Sebaiknya pada akuarium tanpa tanaman, pompa udara dan filter air, air diganti paling lama dua minggu sekali.
• Penggantian air pada akuarium dengan tanaman, tanpa pompa udara dan filter, sebaiknya dilakukan empat minggu sekali.
• Penggantian air pada akuarium dengan tanaman, pompa udara dan filter dilakukan enam minggu sekali.

Akuarium dasar ganda (Double bottom)
Namun dengan teknologi (sederhana) akuarium dasar ganda dan penggunaan zeolit sebagai filternya, akuarium tidak perlu dikuras hingga lima bulan bahkan dapat lebih. Air tetap jernih, ikan tampak sehat dan tanaman dapat tumbuh subur. Selama rentang waktu itu, akuarium hanya dinikmati dan tidak perlu perawatan ekstra, sungguh menakjubkan. Bagaimana hal tersebut dapat terjadi ?
Salah satu permasalahan dalam mengelola akuarium adalah akumulasi amoniak pada ekosistem akuarium itu sendiri. Terakumulasinya amoniak ini disebabkan karena terbatasnya air dalam akuarium (tidak adanya sirkulasi air harian dari dan keluar akuarium). Masalah akumulasi amoniak ini akan semakin bertambah dengan tingginya kepadatan ikan dalam akuarium.
Pencemaran amoniak pada air akuarium terutama disebabkan oleh amoniak yang berasal dari pembusukan senyawa organik berupa sisa - sisa makanan ikan yang tidak habis termakan dan kotoran ikan.
Senyawa organik dalam air mengalami reaksi biokimia sehingga menyebabkan penurunan kandungan oksigen terlarut karena senyawa organik tersebut membutuhkan oksigen untuk proses oksidasi biologisnya. Berkurangnya oksigen terlarut dalam air menyebabkan terganggunya kehidupan dalam perairan.
Hasil dari reaksi biokimia tersebut adalah terurainya senyawa organik menjadi (diantaranya) NH4+, NO2-, dan NO3-. Ketiga ion tersebut dan molekul NH3 merupakan bentuk - bentuk amoniak.
Di dalam air, ion NH4+ mengalami kesetimbangan dengan molekul NH3, dengan persamaan reaksi :

                             pH rendah
               --------------------------->
NH3 + H2O                           NH4+  +  OH-
               <---------------------------
                             pH tinggi

Palaar (1989), menyebutkan amoniak dalam bentuk molekul NH3 lebih beracun daripada dalam bentuk ion NH4+. Dengan demikian pada kondisi pH air meningkat, daya racun amoniaknya juga meningkat sebab amoniak di dalam air didominasi oleh bentuk NH3.
Molekul NH3 akan teroksidasi lebih lanjut menjadi NO2- dan terakhir menjadi NO3-. Kandungan NO3- akan memimbulkan eutrofikasi, berkurangnya oksigen terlarut dan bersifat racun bagi ikan. Konsentrasi NO3- yang bersifat racun bagi ikan adalah 11 - 40 ppm, NO3- akan terurai lebih lanjut menjadi N2 gas. Jika kandungan N2 dalam air telah mencapai keadaan jenuh akan berakibat fatal bagi ikan.

Peran Zeolit
Salah satu usaha untuk menanggulangi pencemaran air oleh berbagai bentuk amoniak tersebut maka digunakanlah zeolit.
Zeolit terutama jenis Klinoptilolit, adalah mineral alumino silikat yang dapat berperan sebagai penukar ion selektif terhadap NH4 dan penyerap NO2- dan NO3-.
Zeolit memiliki struktur rangka 3 dimensi yang terdiri dari tetrahedron SiO4 dan AlO4. Trivalen Al3+ dalam posisi tetrahedranya membutuhkan adanya penambahan muatan positif logam alkali tanah, untuk keseimbangan muatan listrik tersebut biasanya Na+, K+ atau Ca2+. Kation - kation tersebut dalam struktur rangka zeolit tidak terikat pada posisi yang tetap, tetapi dapat bergerak bebas dalam rongga - rongga zeolit dan bertindak sebagai penukar ion yang dapat dipertukarkan dengan kation - kation lainnya. Hal ini memungkinkan zeolit berperan sebagai penukar ion.
Rumus unit sel dari zeolit jenis klinoptilolit adalah (Na4K4)(AL8Si40)096.24H2O.
Ion - ion yang berada pada tanda kurung pertama (yaitu Na dan K) merupakan kation - kation yang dapat dipertukarkan.
Karena sifatnya yang dapat menukar ion inilah, maka zeolit digunakan untuk menghilangkan amoniak, yakni ion natrium (Na+) dari zeolit ditukar tempatnya oleh ion amonium (NH4+), sehingga NH4+ yang tadinya berkeliaran dalam air akuarium kemudian diikat oleh zeolit. Diikatnya ion amonium tersebut mengakibatkan berkurangnya molekul amoniak. Persamaan reaksi tersebut adalah sebagai berikut :

                               Na+Z- + NH4+
<-------------------------------------------------------->
                               NH4+Z + Na+

Sedangkan ion Na+ sendiri, setelah pertukaran tersebut kemudian berkeliaran larut dalam air.
Menurut penelitian, zeolit jenis Klinoptilolit dari Bayah mengandung unsur - unsur : Na(0,43%), Mg(0,27%), Al(12,93%), Si(85,01%), K(0,65%), dan Ca(0,70%). Dan menurut Ames (1961) urutan selektivitas pertukaran ion pada zeolit jenis Klinoptilolit adalah : Mg2+Ca2+Na+NH4+K+. Dengan demikian proses pertukaran ion tidak saja terjadi antara NH4+ dengan Na+, tetapi terjadi juga antara NH4+ dengan Ca2+, dan Mg2+. Ion - ion Mg2+ dan Ca2+ sebagaimana ion Na+ kemudian larut dalam air. Ion - ion ini tidak berpengaruh negatif terhadap air akuarium.
Disampinh berperan sebagai penukar ion selektif terhadap NH4+, zeolit berfungsi juga sebagai penyerap NO2- dan NO3-. Molekul - molekul air yang terdapat dalam zeolit merupakan molekul yang mudah lepas. Dehidrasi molekul - molekul air dalam zeolit akan membentuk rongga - rongga yang memungkinkan zeolit berperan sebagai penyerap molekul, sehingga memungkinkan penyerapan bolak - balik molekul - molekul yang lebih kecil dari garis tengah saluran tersebut. Dalam penyerapan tersebut, molekul - molekul yang lebih polar akan lebih banyak diserap zeolit. Yang jelas NO2- dan NO3- lebih polar daripada molekul air (H2O).
Kemampuan dehidrasi (dan juga hidrasi) dari zeolit tersebut disamping berfungsi sebagai penyerap molekul, berperanan juga dalam menjadikan suhu air serta ekosistem akuarium tetap ideal.
Keberadaan zeolit berpengaruh juga pada kehidupan plankton dan tanaman air di dalam akuarium. Fitoplankton yang sangat bermanfaat sebagai pakan alami bagi ikan dan keseimbangan ekosistem akuarium, tumbuh dan berkembang lebih subur. Tanaman air yang berfungsi untuk mempercantik interior akuarium dan sebagai pensuplai oksigen alami, dapat pula tumbuh dan berkembang dengan memanfaatkan mineral - mineral yang dikandung zeolit.
Oksigen terlarut yang tersedia secara alami antara lain oleh tanaman air dan secara buatan oleh gelembung - gelembung udara aerator, ternyata kadarnya dapat ditingkatkan oleh zeolit.
Palaar (1989) menyebutkan peningkatan kadar oksigen terlarut khususnya disebabkan oleh elemen SiO2 dan Al2O3. Ia menambahkan, besar kemungkinan meningkatnya kadar oksigen terjadi secara tidak langsung yaitu lewat pengikatan amoniak yang bersifat mereduksi.
Berkaitan dengan ekosistem ideal akuarium dasar ganda berzeoilt ini diadakan percobaan untuk mengubah jenis pakan ikan Discus dari cacing atau bloodworm menjadi pelet dan udang kering dengan satu asumsi bahwa mahkluk hidup (termasuk ikan) apabila kelaparan ia akan memakan apa saja yang ada untuk melangsungkan kehidupannya.
Hasilnya, selama lebih kurang satu 45 hari, pelet dan udang kering tersebut tidak sedikitpun dimakan, tetapi ikan tetap hidup. Diduga, selama percobaan itu ikan memakan pakan alami berupa plankton dan kehidupannya sangat terbantu oleh lingkungan atau ekosistem yang sehat.


Catatan : Akuarium double bottom ------> lihat artikel " Resirkulasi untuk Akuarium "

Sumber : Pikiran Rakyat ( 17 Oktober 1995 ), Dok. Trubus.