Bijih mangan memiliki sifat kimia yang menjadikannya masukan ideal dalam pembuatan paduan untuk berbagai aplikasi industri dan metalurgi. Namun demikian, kegiatan tersebut dikaitkan dengan kemungkinan pencemaran badan air ketika limbah yang mengandung mangan ( Mn ), yang merupakan unsur yang berpotensi beracun, dibuang secara tidak benar ke lingkungan. Besi (Fe) dan Mn ( II) sering terdapat bersama di air tanah dan dasar danau serta bendungan tanpa adanya oksigen terlarut. Dengan adanya udara atmosfer, ia teroksidasi menjadi Mn ( IV), yang mengendap, menyebabkan munculnya warna, rasa dan bau pada air, serta pembentukan kerak pada sistem distribusi. Karena ketersediaan cahaya di dalam ekosistem perairan secara langsung mengganggu fotosintesis, keberadaan Mn tingkat tinggi berdampak buruk pada kesesuaian air. Akibatnya, hal ini membahayakan proses dan biaya pengolahan air untuk konsumsi manusia.
Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (US EPA) telah mengembangkan tingkat nasihat kesehatan untuk mangan dalam air minum sebesar 0,3 mg L- 1 dan pedoman air minum sekunder sebesar 0,05 mg L -1 untuk masalah estetika. Di Brazil, Dewan Nasional untuk Lingkungan Hidup, yang mengatur kondisi dan standar pelepasan limbah, menetapkan standar pelepasan Mn dalam limbah sebesar 1 mg L −1. Oleh karena itu, mengingat adanya kandungan Mn yang tinggi pada air limbah kegiatan industri, maka harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang kembali ke lingkungan.
Salah satu tantangan lingkungan hidup utama yang dihadapi oleh operasi penambangan adalah penghilangan Mn dari limbah cair untuk memenuhi kriteria yang ditetapkan oleh peraturan perundang-undangan. Pengendapan Mn sebagai oksida dan hidroksida adalah salah satu proses yang paling banyak digunakan untuk menghilangkan kontaminan logam dari limbah cair. Namun hal ini cenderung tidak terjadi secara kuantitatif karena meningkatnya pH medium. Dengan demikian, proses penghilangan komplementer, seperti oksidasi kimia (melalui injeksi zat pengoksidasi seperti natrium hipoklorit, kalium permanganat atau hidrogen peroksida), dan/atau filtrasi dan nanofiltrasi seringkali diperlukan, sehingga meningkatkan biaya pengobatan. Oleh karena itu , teknologi baru yang hemat biaya dan berkelanjutan untuk mengolah limbah yang mengandung Mn menjadi sangat penting, karena adsorpsi merupakan alternatif yang menarik.
Proses adsorpsi banyak digunakan dalam pengolahan air limbah untuk menghilangkan logam berat, dengan penekanan baru-baru ini pada biochar, yang merupakan bahan berkarbon yang diperoleh dari pirolisis biomassa yang berbeda. Menggunakan biochar berbiaya rendah untuk menghilangkan kontaminan beracun adalah teknik yang menjanjikan, karena adsorpsi pada biochar mengurangi konsentrasi ion logam dalam larutan ke tingkat yang sangat rendah. Kandungan karbon yang tinggi, luas permukaan spesifik yang besar, dan adanya gugus fungsi kimia reaktif menjadikan biochar sebagai adsorben yang unik. Selain itu, biochar dapat diproduksi dari berbagai sumber biomassa yang tersedia, seperti produk sampingan pertanian.
Mengenai residu agroindustri, diperkirakan sekitar 700 juta ton ampas tebu diproduksi setiap tahunnya di seluruh dunia. Brazil adalah produsen tebu terbesar di dunia, dengan produksi lebih dari 625 juta ton. Hampir 280 kg ampas tebu dihasilkan untuk setiap ton tebu olahan. Meskipun eksplorasi dan penerapan ampas tebu untuk berbagai aplikasi sangat memungkinkan, tingkat pemanfaatannya masih relatif rendah dan nilai tambah belum sepenuhnya dieksplorasi. Produksi biochar dari ampas tebu untuk adsorpsi telah dilaporkan untuk kelas polutan yang berbeda, seperti antibiotik, anion anorganik, fenol, dan ion logam.
Oleh karena itu, peneliti mengemukakan bahwa ampas tebu dapat digunakan sebagai prekursor untuk menghasilkan biochar menggunakan suhu pirolisis dan bahan modifikasi biomassa yang berbeda (H 3 PO 4 dan NaOH ). Kajian kinetika dan kesetimbangan adsorpsi Mn ( II) dalam larutan sintetik dilakukan untuk memahami mekanisme utama yang menyebabkan adsorpsi Mn (II) oleh biochar. Bahan yang diperoleh dikarakterisasi dengan FTIR, SEM, XPS, XRD, dan EDS. Penentuan jumlah fungsi asam dan basa serta pH pada titik muatan nol juga dilakukan. Biochar dengan kinerja terbaik diterapkan untuk menghilangkan Mn dari sampel limbah pertambangan sebenarnya.
English