Biochar dan Nanopartikel untuk Atasi Pencemaran Air!

Biochar dan Nanopartikel untuk Atasi Pencemaran Air!

Air adalah komponen utama yang mendukung kehidupan di bumi. Kualitas air yang bebas dari polutan sangat penting untuk keperluan minum, domestik, dan industri. Namun, dengan peningkatan populasi dan industrialisasi, sumber daya alam semakin tercemar. Banyak air yang dikeluarkan dari industri mengakibatkan pencemaran yang berdampak buruk pada tanaman, manusia, dan kehidupan laut. Efluen industri mengandung logam berat, obat-obatan farmasi, pewarna, dan zat lainnya yang mempengaruhi kualitas air.

Tantangan Pencemaran Logam Berat

Pencemaran logam berat di lingkungan perairan merupakan masalah besar karena keberadaannya dalam rantai makanan dan efek buruknya terhadap kesehatan ekologis dan manusia. Banyak metode fisik dan kimia telah digunakan untuk menghilangkan logam berat dari air limbah, seperti membran ultrafiltrasi, koagulasi, reverse osmosis, ozonisasi, dan degradasi fotokatalitik. Namun, metode-metode ini memiliki keterbatasan seperti biaya tinggi, waktu yang lama, dan menghasilkan produk sampingan sekunder.

Adsorpsi adalah metode yang efektif, ramah lingkungan, dan ekonomis untuk menghilangkan ion logam berat beracun dari efluen air limbah. Metode ini mudah direncanakan dan diterapkan serta memungkinkan menghasilkan limbah yang berkualitas baik. Adsorben yang digunakan dapat berupa karbon aktif, abu terbang, mineral tanah liat, zeolit, limbah industri, limbah pertanian, biomassa, dan bahan polimer.

Biochar adalah material yang mengandung jumlah karbon yang melimpah, diperoleh dari biomassa, dan lebih disukai karena mudah tersedia, memiliki luas permukaan yang luas, serta proses konversi yang memungkinkan dan ramah lingkungan. Sintesis biochar fungsional dengan karakteristik permukaan yang ditingkatkan sangat menarik dan merupakan tantangan besar dalam pengembangan proses adsorpsi. Dua faktor utama yang sangat mempengaruhi sifat permukaan biochar adalah jenis biomassa dan proses karbonisasinya.

Nanopartikel (NPs) telah muncul sebagai pilihan unggul untuk mengatasi pencemaran air. Sintesis nanopartikel dengan morfologi dan sifat yang tepat telah menarik banyak perhatian. Luas permukaan yang besar dan sifat fisik, kimia, serta optik yang unik membuatnya menjadi adsorben yang baik untuk berbagai polutan. TiO2 NPs, khususnya, memiliki potensi redoks tinggi, toksisitas rendah, dan sifat optoelektronik yang dapat disesuaikan. Mereka digunakan dalam aplikasi seperti cermin anti-kabut, sel surya, dan pelapis antibakteri yang dapat membersihkan diri sendiri.

Penggunaan Kulit Kentang dan Pisang dalam Adsorpsi

Kulit kentang (Solanum tuberosum) mengandung vitamin, pati, polisakarida non-pati, protein, lignin, lipid, dan abu. Mereka dilaporkan sebagai adsorben untuk menghilangkan beberapa logam berat. Kulit pisang (Musa acuminata) memiliki afinitas terhadap adsorpsi logam berat karena berbagai kelompok potensial seperti amino, alkoksi hidroksil, dan karbonil. Dalam studi ini, campuran 1:1 dari kulit pisang dan kulit kentang digunakan untuk menyiapkan biomassa campuran (MBM).

Dalam penelitian tersebut, TiO2 NPs disintesis menggunakan ekstrak daun jambu biji (Psidium guajava) dan TTIP, kemudian dimuat pada matriks untuk menyiapkan nanokomposit. Penelitian bertujuan membandingkan kapasitas adsorpsi (mg/g) dari biomassa campuran (MBM), biochar (BC) dari biomassa yang disiapkan, dan nanokomposit biochar berbasis TiO2/agrowaste (TiO2 NC). Berbagai parameter seperti waktu kontak, pH, konsentrasi awal, dan dosis adsorben dipelajari. Data kinetik dan kesetimbangan biosorpsi diuji menggunakan model isoterm Langmuir dan Freundlich serta dua model kinetik, pseudo first-order dan pseudo second-order.

Biochar dan nanopartikel TiO2 menunjukkan potensi besar dalam pengolahan air limbah. Kombinasi keduanya menghasilkan nanokomposit dengan kemampuan adsorpsi yang tinggi, memberikan solusi inovatif dan berkelanjutan untuk mengatasi pencemaran air. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk mengoptimalkan proses ini dan menerapkannya secara luas, memberikan manfaat yang signifikan bagi lingkungan dan kualitas hidup manusia.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

en_USEnglish