Pewarna adalah senyawa organik yang larut dalam air dan sering digunakan untuk memberikan warna pada berbagai bahan, terutama di industri tekstil. Setiap tahunnya, lebih dari 10.000 jenis pewarna diproduksi di seluruh dunia dengan total lebih dari 700.000 ton. Sayangnya, sekitar 200.000 ton pewarna ini berakhir sebagai limbah cair yang dibuang ke lingkungan tanpa pengolahan yang memadai. Limbah berwarna pekat ini tidak hanya mencemari air, tetapi juga bisa berdampak buruk bagi kesehatan manusia dan ekosistem.
Sebagian besar pewarna sintetik sangat stabil dan sulit terurai di air. Akibatnya, keberadaannya bisa menghambat fotosintesis alga, menurunkan kadar oksigen di dalam air, dan membahayakan kehidupan makhluk hidup di perairan. Bahkan, beberapa pewarna dikategorikan sebagai zat beracun yang berpotensi menyebabkan mutasi genetik dan kanker pada manusia. Salah satu contoh pewarna yang sering digunakan dalam industri adalah Methyl Orange (MO), yang juga berfungsi sebagai indikator pH. Namun, kandungan senyawa aromatik dan gugus azo dalam MO membuatnya beracun dan berbahaya bagi lingkungan.
Ada berbagai metode yang telah dikembangkan untuk menghilangkan pewarna dari limbah tekstil, seperti proses oksidasi lanjutan, filtrasi membran, oksidasi elektrokimia, ozonasi, serta koagulasi dan flokulasi. Sayangnya, banyak dari metode ini memiliki kelemahan, seperti biaya tinggi, desain yang rumit, dan efisiensi yang kurang optimal.
Salah satu cara yang paling banyak digunakan adalah metode adsorpsi, karena lebih sederhana, efektif, dan hemat biaya. Dalam metode ini, zat pencemar dalam air akan menempel pada permukaan adsorben, yaitu bahan yang memiliki daya serap tinggi. Keberhasilan metode ini sangat bergantung pada jenis adsorben yang digunakan. Beberapa jenis adsorben yang sering digunakan antara lain karbon aktif, zeolit, biochar, tanah liat, dan limbah pertanian.
Biochar adalah salah satu adsorben yang populer karena memiliki pori-pori kecil dan luas permukaan yang besar, sehingga efektif dalam menyerap zat pencemar seperti logam berat dan pewarna sintetik. Namun, ada beberapa kendala dalam penggunaannya, seperti tingkat keasaman yang tinggi dan permukaan yang bermuatan negatif, yang bisa mengurangi kemampuannya dalam mengikat polutan tertentu.
Untuk mengatasi hal ini, para peneliti telah mencoba memodifikasi biochar dengan berbagai bahan tambahan, seperti zeolit, silika, polimer, dan oksida logam. Salah satu bahan yang menarik perhatian adalah chitosan, polimer alami yang berasal dari cangkang udang dan kepiting. Chitosan dikenal sebagai bahan yang ramah lingkungan, ekonomis, dan memiliki daya serap tinggi terhadap berbagai zat pencemar.
Chitosan mengandung gugus amino (-NH2) dan hidroksil (-OH) yang dapat bermuatan positif, sehingga mampu menarik ion logam dan molekul pewarna anionik dengan lebih efektif. Selain itu, chitosan juga dapat berfungsi sebagai perekat alami yang membantu polutan menempel pada permukaan biochar, meningkatkan daya serapnya secara signifikan.
Dalam beberapa penelitian, kombinasi biochar dan chitosan terbukti jauh lebih efektif dibandingkan biochar biasa dalam menyerap zat warna dan logam berat dari limbah. Hidrogel berbasis biochar-chitosan bahkan telah digunakan dalam beberapa studi untuk menyerap pewarna seperti Malachite Green dan Rhodamine B. Namun, potensi penggunaannya untuk menghilangkan Methyl Orange masih perlu diteliti lebih lanjut.
Dengan semakin meningkatnya kesadaran akan pentingnya teknologi ramah lingkungan, kombinasi biochar dan chitosan menjadi salah satu solusi yang menjanjikan dalam mengatasi pencemaran air akibat limbah industri. Keunggulan biochar yang memiliki luas permukaan besar dipadukan dengan kemampuan chitosan dalam mengikat zat pencemar menjadikannya metode yang efisien dan berkelanjutan untuk pengolahan limbah cair sebelum dibuang ke lingkungan.