Kontaminasi arsenik telah menjadi ancaman yang signifikan bagi jutaan orang di seluruh dunia. Diperkirakan lebih dari 170 juta orang hidup di lingkungan yang tercemar arsenik, dan situasinya sangat memprihatinkan di Asia Tenggara, di mana sekitar 100 juta orang berisiko mengalami keracunan arsenik. Meskipun arsenik merupakan nutrisi mikro bagi beberapa organisme, paparan berlebihan sangat berbahaya bagi kesehatan manusia, menyebabkan berbagai penyakit serius.
Dalam air yang belum tercemar, kadar arsenik biasanya sangat rendah, kurang dari 1 atau 2 mikrogram per liter (µg/L). Namun, akibat proses alami seperti aktivitas vulkanik dan pelapukan batuan yang mengandung arsenik, serta aktivitas manusia seperti industrialisasi, konsentrasi arsenik dalam air minum dapat meningkat drastis. Dalam beberapa kasus, kadar arsenik bisa mencapai 500 kali lipat dari batas aman yang disarankan, yaitu 10 µg/L. Konsekuensi dari paparan jangka panjang terhadap logam beracun ini sangat mengkhawatirkan. Orang-orang di daerah yang terkena dampak menderita gangguan kulit, masalah pencernaan, serta penyakit hati dan ginjal, bahkan kanker. Beberapa mengembangkan kondisi seperti hiperkeratosis (penebalan kulit) dan edema (pembengkakan), dan banyak dari penyakit ini mengancam jiwa.
Mengatasi kontaminasi arsenik, terutama dalam air minum, merupakan prioritas mendesak karena secara langsung mempengaruhi rantai makanan. Menghilangkan arsenik tidaklah mudah. Berbeda dengan logam berat lainnya, arsenik ada dalam bentuk oksianion, yang membuatnya lebih sulit untuk disaring. Meskipun ada metode kimia dan fisik seperti koagulasi dan filtrasi membran, teknik-teknik ini sering kali memiliki dampak lingkungan. Di sinilah bioremediasi, solusi ramah lingkungan, berperan.
Bioremediasi memanfaatkan bakteri untuk membersihkan arsenik dari air yang tercemar. Beberapa bakteri mampu mengubah dan mendetoksifikasi arsenik melalui proses seperti reduksi dan oksidasi. Spesies seperti Bacillus, Pseudomonas, dan Achromobacter telah menunjukkan potensi dalam uji laboratorium. Mikroba ini dapat tumbuh sebagai biofilm (lapisan tipis bakteri yang menempel pada permukaan) dan memainkan peran penting dalam penghilangan arsenik. Namun, tantangan dalam metode ini adalah menemukan bahan yang tepat untuk pertumbuhan biofilm. Beberapa bahan, seperti serbuk gergaji, akan terurai seiring waktu, dan yang lainnya, seperti daun neem, dapat bersifat antibakteri, membatasi kegunaannya.
Biochar merupakan solusi yang menjanjikan dalam hal ini. Terbuat dari limbah organik seperti tongkol jagung, biochar stabil, berpori, dan menyediakan permukaan ideal bagi bakteri untuk berkembang biak. Selain itu, biochar juga berkelanjutan, merupakan produk dari limbah pertanian, menjadikannya ramah lingkungan dan hemat biaya.
Berbeda dengan metode tradisional yang mengandalkan reaksi kimia sederhana, metode ini menggabungkan aktivitas biologis dengan biosorpsi. Bakteri tidak hanya membantu menyerap arsenik tetapi juga mengubahnya, menjadikan pendekatan ini jauh lebih efisien. Namun, karena proses ini lebih kompleks, diperlukan model canggih untuk memprediksi dan mengoptimalkan kondisi. Dengan menggunakan alat seperti response surface methodology (RSM) dan desain komposit sentral (CCD), para peneliti dapat menyesuaikan proses ini, memastikan bahwa sebanyak mungkin arsenik dihilangkan dengan usaha yang minimal. Harapannya, metode ini akan menawarkan solusi berkelanjutan untuk krisis lingkungan yang berkembang, metode yang tidak hanya efisien tetapi juga memanfaatkan limbah pertanian.