Pencemaran antibiotik dalam air semakin mengkhawatirkan. Sejak antibiotik ditemukan pada tahun 1928, penggunaannya telah meningkat drastis. Namun, residu antibiotik seperti tetrasiklin (TC), yang sering digunakan dalam peternakan dan pengobatan hewan, kini mulai mencemari lingkungan, terutama perairan. Dampaknya tidak hanya pada ekosistem tetapi juga berpotensi mengancam kesehatan manusia karena meningkatkan resistensi bakteri yang berbahaya.
Untuk mengatasi masalah ini, para ilmuwan mulai berinovasi dengan menggunakan bahan-bahan alami sebagai penyerap, atau “penyaring alami,” bagi zat-zat berbahaya di air. Salah satu solusi baru yang menarik adalah penggunaan biochar (karbon dari biomassa) yang dibuat dari limbah tanaman herbal, seperti Caulis spatholobi.
Biochar dari Caulis spatholobi: Penyaring Alami yang Efektif
Caulis spatholobi adalah tumbuhan yang terkenal dalam pengobatan tradisional Tiongkok. Dengan kandungan lignin, selulosa, dan polifenolnya, tanaman ini sangat ideal untuk diolah menjadi biochar. Biochar sendiri adalah bahan karbon yang dihasilkan dari pemanasan biomassa dalam lingkungan minim oksigen, sehingga menghasilkan material berpori yang memiliki luas permukaan besar dan sangat baik untuk menyerap polutan seperti antibiotik.
Para peneliti telah berhasil membuat biochar dari Caulis spatholobi menggunakan metode aktivasi khusus dengan kalium hidroksida (KOH). Proses ini dilakukan pada suhu tinggi sehingga menciptakan struktur pori yang luas dan kuat. Biochar yang dihasilkan memiliki luas permukaan hingga 1336,31 m²/g, menjadikannya sangat efektif menyerap TC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa biochar ini mampu menyerap TC hingga 830,78 mg/g pada suhu 318 K, yang sangat cocok untuk menyaring air dan mengolah limbah tercemar.
Bagaimana Biochar Menyerap Tetrasiklin?
Proses penyerapan antibiotik tetrasiklin pada biochar ini cukup unik. Dalam beberapa menit pertama, TC cepat terserap, lalu laju penyerapan melambat hingga mencapai titik keseimbangan. Struktur pori-pori biochar yang luas berperan besar dalam hal ini, dengan memanfaatkan berbagai mekanisme penyerapan seperti pengisian pori, ikatan hidrogen, dan interaksi khusus.
Menariknya, proses penyerapan ini cenderung meningkat pada suhu yang lebih tinggi karena bersifat endotermik, yang berarti biochar ini sangat baik untuk menyerap zat pada kondisi tertentu. Penggunaan aktivator kalium juga membuat biochar ini dapat mempertahankan struktur penyerapan yang kuat, sehingga ideal digunakan pada kondisi nyata dalam pengolahan limbah air.
Alternatif Ramah Lingkungan untuk Pengolahan Air
Ada berbagai cara untuk menghilangkan tetrasiklin dari air, mulai dari teknik oksidasi hingga osmosis membran dan ultrasonik. Namun, metode adsorpsi dengan biochar lebih ekonomis, mudah diterapkan, dan tidak menghasilkan polusi tambahan, membuatnya menjadi pilihan yang jauh lebih ramah lingkungan.
Dengan menggunakan limbah herbal sebagai bahan baku, biochar ini bukan hanya efisien tetapi juga membantu mengurangi sampah tanaman yang melimpah. Jadi, solusi ini tidak hanya membantu membersihkan air dari zat berbahaya tetapi juga memanfaatkan sumber daya alam secara berkelanjutan. Penemuan ini adalah langkah maju dalam upaya menjaga ekosistem perairan sekaligus memelihara lingkungan hidup yang lebih sehat.