Antibiotik telah menjadi pilar utama dalam dunia kedokteran modern, membantu menyelamatkan nyawa dan mengurangi derita pasien. Namun, penggunaan antibiotik yang meluas telah menimbulkan masalah serius dalam bentuk polusi antibiotik di lingkungan. Polusi ini berasal dari berbagai sumber, terutama produk farmasi dan pembuangan yang kurang bijak. Penelitian terbaru mengungkapkan statistik yang mengkhawatirkan; diperkirakan sekitar 63.151 ton antibiotik digunakan dalam peternakan pada tahun 2010, dengan proyeksi peningkatan hingga 67% pada tahun 2030. Pada tahun 2018, konsumsi antibiotik global mencapai 40,2 miliar dosis harian, menandai peningkatan signifikan sebesar 46%.
Antibiotik memiliki beragam bentuk, dengan antibiotik alami yang berasal dari bakteri dan fungi menjadi penting karena mudah terurai di alam. Antibiotik adalah molekul kompleks, masing-masing memiliki kelompok fungsional yang unik, sehingga menghasilkan struktur kimia yang berbeda. Molekul-molekul ini berperilaku berbeda tergantung pada kelompok fungsionalnya dan tingkat pH, menciptakan interaksi yang rumit dalam lingkungan.
Meskipun beberapa antibiotik mudah terurai, banyak yang lain, seperti Tetrasiklin, Sulfadiazin, Sulfonamid, Ciprofloxacin, dan Kuinolon, bertahan lama di lingkungan karena sifat mereka yang tahan terurai. Kehadiran antibiotik ini yang berlangsung lama menjadi ancaman serius, karena dapat mempertahankan populasi mikroba pada tingkat di bawah konsentrasi hambatan minimal (MIC) mereka. MIC adalah parameter penting karena memungkinkan antibiotik untuk bertahan di lingkungan, yang berpotensi mengakibatkan perkembangan bakteri yang resisten terhadap antibiotik.
Upaya untuk menghilangkan residu antibiotik dari air dan tanah telah mengungkapkan keterbatasan pabrik pengolahan air limbah tradisional, yang tidak dirancang untuk mengatasi ketahanan antibiotik. Meskipun antibiotik memiliki perbedaan dalam kelarutan, polaritas, dan stabilitas, mereka tetap aktif dalam konsentrasi yang sangat rendah, yang menjadikannya lebih sulit untuk dihilangkan.
Di tengah permasalahan ini, biochar muncul sebagai solusi berkelanjutan dan ekonomis untuk menghilangkan antibiotik dengan efektif. Biochar adalah material kaya karbon yang dihasilkan melalui pirolisis, proses penguraian termokimia biomassa pada suhu tertentu tanpa oksigen. Karakteristik biochar, seperti porositas tinggi, aromatisitas, kelompok fungsional anionik ganda, dan luas permukaan yang besar, menjadikannya pilihan yang cocok untuk menyerap antibiotik. Lebih lanjut, biochar yang telah dimodifikasi dengan peningkatan fungsionalitas permukaan dan porositas telah menunjukkan efisiensi yang lebih tinggi dalam penghilangan antibiotik.
Tersedia berbagai jenis biochar, yang berasal dari bahan baku yang berbeda, telah diuji untuk kemampuannya menghilangkan antibiotik dari larutan berair. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sifat biochar, baik sebelum maupun setelah dimodifikasi, secara signifikan memengaruhi efisiensinya dalam penghilangan antibiotik.
Dengan berbagai metode, seperti oksidasi, koagulasi, dan filtrasi membran, dikembangkan untuk pabrik pengolahan air limbah untuk menghilangkan antibiotik. Praktik ini lebih efisien, namun juga meningkatkan biaya modal dan operasional dalam penanganan volume air limbah yang besar. Dalam kesimpulan, biochar menjadi solusi yang menjanjikan untuk mengatasi masalah polusi antibiotik di lingkungan. Dengan mengatasi tantangan polusi antibiotik, biochar menawarkan jalan yang menjanjikan menuju lingkungan yang lebih bersih dan aman.
English