Dengan pesatnya perkembangan pertanian dan industri, sejumlah besar polutan yang dibuang ke badan air menyebabkan pencemaran air, dimana logam berat (HM) merupakan salah satu polutan utama. HM mudah diperkaya dan sulit terdegradasi serta dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui rantai makanan, sehingga menimbulkan bahaya besar bagi kesehatan manusia dan lingkungan ekologi. Keberadaan berbagai jenis dan konsentrasi HM yang berbeda-beda di badan air seringkali menimbulkan masalah pencemaran air yang lebih kompleks dan serius. Timbal ( Pb ) dan kadmium (Cd) adalah dua kontaminan logam berat yang sering ditemukan dalam air limbah industri, dan akumulasi Pb yang berlebihan pada manusia dapat sangat mengganggu perkembangan normal sistem saraf dan kardiovaskular. Akumulasi Cd yang berlebihan dapat menyebabkan penyakit kronis seperti kanker, radang sendi, dan penyakit ginjal, sehingga sangat penting untuk mengatasi polusi HM di badan air.
Teknik utama yang digunakan untuk menghilangkan HM dari larutan berair adalah adsorpsi, filtrasi membran, elektrokimia, presipitasi kimia dan modifikasi biologis. Metode adsorpsi banyak digunakan untuk menghilangkan HM dari larutan berair karena kapasitas adsorpsinya yang tinggi, kemudahan pengoperasian, dan ketersediaan bahan baku yang luas. Adsorben yang umum digunakan antara lain kitosan, karbon, fly ash, zeolit, dll. Biochar dibuat dari limbah pertanian adalah adsorben berbiaya rendah yang dibuat dalam kondisi anaerobik suhu tinggi, dengan stabilitas yang kuat, struktur pori yang kaya, dan luas permukaan spesifik yang besar. Penyiapan limbah pertanian menjadi biochar juga merupakan cara penting untuk membuang limbah pertanian, sehingga menyediakan bahan untuk adsorpsi polutan dari lingkungan. Sejumlah besar penelitian menunjukkan bahwa biochar banyak digunakan untuk menghilangkan polutan dari badan air, terutama untuk adsorpsi HM yang efektif dari air limbah.
Sifat fisik dan kimia (pH, luas permukaan spesifik, gugus fungsi yang mengandung oksigen, dan komposisi unsur) biochar berubah ketika terkena lingkungan alami dalam jangka waktu lama dan mengalami suhu tinggi, siklus beku-cair, redoks, siklus kering dan basah, dan lingkungan mikroba, dan proses ini telah diidentifikasi sebagai penuaan biochar. Peneliti menemukan bahwa permukaan biochar teroksidasi setelah hujan lebat atau siklus pembekuan-pencairan, kandungan karbon yang tidak stabil menurun, ruang pori internal runtuh, bahan organik terlarut terlepas, dan mineral terlarut. Penelitian telah menunjukkan bahwa proses penuaan dapat memfasilitasi atau menghambat adsorpsi HM oleh biochar. Adsorpsi Cd oleh biochar ditemukan semakin stabil seiring waktu penuaan selama simulasi proses penuaan delapan tahun. Menggunakan gandum dan jerami jagung yang dikombinasikan dengan penuaan beku-cair selama 60 hari, terjadi penurunan penyerapan Pb dan Cd setelah penuaan dibandingkan dengan biochar segar. Temuan serupa ditemukan dengan berkurangnya adsorpsi Cu oleh biochar kacang tanah setelah penuaan kering dan basah. Banyak faktor yang dapat menjelaskan hasil yang bertentangan ini. Kesimpulannya, memahami efek persaingan antara kondisi penuaan yang berbeda dan adsorpsi biochar pada HM yang berbeda sangat penting untuk mengembangkan biochar dan mengolah badan air yang terkontaminasi.
English