Agen farmasi telah menjadi kontaminan yang lazim di badan air di seluruh dunia, menyusup ke ekosistem perairan melalui pembuangan air limbah yang tidak diolah atau diolah dan infiltrasi air tanah. Di antara kontaminan ini, Hidroksiklorokuin (HCQ) sulfat menonjol karena penggunaannya yang luas dan sifatnya yang persisten.
HCQ, turunan kinolil sintetis, terkenal karena sifat kemoterapinya. Ini adalah senjata ampuh melawan parasit malaria eritrositik seperti Plasmodium vivax, P. ovale, dan P. malariae. Selain keampuhannya sebagai antimalaria, HCQ memiliki sifat antiinflamasi yang signifikan, menjadikannya andalan dalam pengobatan rheumatoid arthritis dan lupus eritematosus sistemik. Pentingnya HCQ tercermin dalam inklusinya dalam Daftar Obat Esensial Organisasi Kesehatan Dunia.
Pandemi COVID-19 menempatkan HCQ dalam sorotan sebagai pengobatan potensial. Studi awal menunjukkan kemanjurannya melawan SARS-CoV-2, yang mengarah pada penggunaannya secara luas selama tahap awal pandemi. Namun, jejak lingkungan dari penggunaan luas ini menimbulkan kekhawatiran.
Seperti banyak farmasi lainnya, HCQ tidak sepenuhnya dimetabolisme oleh tubuh manusia. Sekitar setengah dari dosis yang diberikan diekskresikan dalam bentuk tidak berubah, memasuki sistem air melalui urin. Yang mengkhawatirkan, uji degradasi biotik mengungkapkan bahwa HCQ menunjukkan 0% degradasi selama 28 hari. Meskipun dekomposisi fotokimia menawarkan sedikit harapan, turunan kinolin, termasuk HCQ, dikenal karena sifatnya yang persisten, toksik, karsinogenik, dan teratogenik. Risiko lingkungan dan kesehatan yang ditimbulkan oleh HCQ dan produk degradasinya sangat besar, sehingga memerlukan metode penghapusan yang efektif dari sumber daya air.
Beberapa metode ada untuk menghilangkan polutan farmasi dari air, termasuk bioreaktor membran, proses oksidasi lanjutan (AOP) seperti ozonisasi dan foto-Fenton, dan adsorpsi. Di antara metode ini, adsorpsi muncul sebagai pendekatan yang menjanjikan karena efektivitas biaya, kemudahan penggunaan, efisiensi tinggi, dan tidak adanya produk sampingan beracun. Meskipun potensinya besar, penelitian tentang adsorpsi HCQ dalam media berair masih minim.
Beberapa tahun terakhir telah terjadinya lonjakan penelitian tentang biochar, berkat struktur porinya, luas permukaan spesifik yang tinggi, dan interaksi yang kuat dengan polutan. Metode aktivasi kimia lebih lanjut meningkatkan kemampuan adsorpsi biochar. Menariknya, produk sampingan dari industri biodiesel alga telah menarik minat sebagai adsorben potensial. Makroalga laut, kaya akan karbohidrat dan minyak, adalah kandidat yang sangat baik untuk produksi bioetanol, biodiesel, dan biogas. Proses produksi biodiesel menghasilkan limbah biomassa alga yang signifikan, menawarkan solusi berkelanjutan untuk mengurangi biaya dan meningkatkan nilai produk sampingan biodiesel.
Dalam penelitian inovatif, para peneliti bertujuan untuk mengubah biomassa limbah alga (C. barbata) dari industri biodiesel menjadi biochar bernilai tinggi menggunakan iradiasi gelombang mikro. Teknologi pemanasan ramah lingkungan ini berinteraksi dengan bahan konduktif dalam medan elektromagnetik yang berputar cepat, menawarkan alternatif yang menjanjikan untuk pirolisis konvensional. Pirolisis berbantu gelombang mikro tidak hanya meningkatkan efisiensi energi tetapi juga mengurangi biaya energi, menjadikannya proses produksi yang lebih bersih.
Untuk mengoptimalkan proses adsorpsi, para peneliti menggunakan metode Taguchi, pendekatan statistik yang kuat yang mengurangi biaya dan meningkatkan kualitas. Dengan menganalisis rasio sinyal terhadap noise (S/N), mereka menentukan parameter proses yang optimal, sementara analisis varians (ANOVA) mengungkapkan derajat kontribusi setiap parameter eksperimental terhadap penghilangan HCQ.
Saat dunia bergulat dengan kontaminasi farmasi di badan air, solusi inovatif seperti biochar alga menawarkan harapan. Penemuan ini tidak hanya menyoroti potensi mengubah limbah menjadi nilai tetapi juga menekankan pentingnya metode yang berkelanjutan dan hemat biaya untuk melindungi ekosistem dan kesehatan masyarakat dari ancaman polutan farmasi yang persisten.