Biochar Sekam Padi, Ide Inovatif untuk Mengurangi Toksisitas Arsenik di Lingkungan

Biochar Sekam Padi, Ide Inovatif untuk Mengurangi Toksisitas Arsenik di Lingkungan

Arsenik (As) adalah salah satu kontaminan lingkungan yang paling berbahaya, ditemukan di air, tanah, dan udara akibat faktor alamiah maupun aktivitas manusia. Arsenik dianggap sebagai risiko kesehatan global karena toksisitas dan sifat karsinogeniknya yang tinggi, mempengaruhi tidak hanya hewan tetapi juga manusia. Spesies arsenik di lingkungan sangat mempengaruhi toksisitas dan mobilitasnya. Arsenik dapat diklasifikasikan menjadi arsenikal anorganik (seperti arsenat [As(V)] dan arsenit [As(III)]) dan arsenikal organik (seperti asam dimetilarsinik [DMA(V)], asam dimetilmonotioarsinik [DMMTA(V)], dan asam dimetilditioarsinik [DMDTA(V)]). Sementara arsenikal anorganik lebih toksik, arsenikal organik juga menarik perhatian karena dampaknya terhadap kesehatan manusia dan lingkungan.

Mengapa Biochar?

Biochar adalah produk hasil pirolisis biomassa, seperti limbah pertanian dan lumpur limbah, dalam kondisi oksigen terbatas. Biochar memiliki kemampuan luar biasa untuk menghilangkan logam berat dan kontaminan organik dari tanah dan air berkat luas permukaannya yang tinggi dan banyaknya kelompok fungsional permukaan. Namun, keberadaan kelompok fungsional yang mengandung oksigen seperti karboksil (-COOH), karbonil (-COH), dan hidroksil (-OH) membuat muatan permukaan biochar menjadi negatif, yang bisa mengurangi efektivitasnya dalam menyerap kontaminan anionik melalui tolakan elektrostatik.

Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti telah mengembangkan biochar yang dimodifikasi dengan oksida besi (Fe), yang secara signifikan meningkatkan kapasitas adsorpsi kontaminan anionik. Oksida besi secara luas ditemukan di lingkungan dan memiliki afinitas ikatan yang tinggi terhadap kontaminan anionik seperti arsenik. Sebagai contoh, Kim et al. menemukan bahwa memodifikasi biochar Miscanthus dengan Fe meningkatkan proporsi adsorpsi As(III) dari kurang dari 10,4% menjadi lebih dari 72,3%, menunjukkan peningkatan kapasitas adsorpsi sekitar 7 kali lipat.

Penelitian terbaru difokuskan pada efektivitas biochar sekam padi (BC) yang dimodifikasi dengan ferihidrit dua garis untuk mengurangi mobilitas dan toksisitas arsenik dimetilasi di lingkungan. Studi ini mengamati perubahan kapasitas adsorpsi setelah modifikasi dan menilai bentuk kimia arsenik dimetilasi yang teradsorpsi menggunakan spektroskopi serapan sinar-X (XAS). Mengingat kurangnya penelitian tentang adsorpsi arsenik dimetilasi menggunakan oksida Fe dan BC dibandingkan dengan arsenik anorganik, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan pemahaman tentang karakteristik adsorpsi komposit Fe/biochar (FeBC) untuk arsenik dimetilasi.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa biochar yang dimodifikasi dengan oksida Fe tidak hanya meningkatkan kapasitas adsorpsi arsenik tetapi juga mempermudah pemisahan dan penggunaan kembali biochar melalui magnetisasi. Efisiensi pemulihan fosfat tercatat sebesar 70,4% bahkan setelah lima siklus penggunaan ulang, menunjukkan bahwa FeBC dapat digunakan sebagai adsorben yang lebih efisien dibandingkan bahan adsorben fosfat lainnya.

Implikasi dan Masa Depan

Inovasi ini memberikan wawasan baru tentang bagaimana biochar sekam padi yang dimodifikasi dengan oksida Fe dapat menjadi solusi inovatif untuk mengurangi toksisitas dan mobilitas arsenik dimetilasi di lingkungan. Temuan ini menegaskan bahwa FeBC bisa menjadi bagian penting dari strategi mitigasi risiko untuk air dan tanah yang terkontaminasi arsenik dimetilasi, menawarkan solusi efektif dan ramah lingkungan.

Dengan kemampuan unggulnya dalam menyerap kontaminan dan kemudahan pemulihan, biochar yang dimodifikasi dengan oksida Fe memiliki potensi besar sebagai alat remediasi lingkungan. Penemuan ini bukan hanya langkah maju dalam penelitian biochar, tetapi juga memberikan harapan baru untuk menghadapi tantangan kontaminasi arsenik di masa depan.

Leave a Comment

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

en_USEnglish