Menghadapi Tantangan Sulfametoksazol: Solusi Berkelanjutan dengan Biochar yang Diaktifkan

Menghadapi Tantangan Sulfametoksazol: Solusi Berkelanjutan dengan Biochar yang Diaktifkan

Sulfametoksazol (SMX) adalah antibiotik sulfonamida yang sering digunakan untuk mengobati berbagai penyakit dan infeksi pada manusia dan hewan. Namun, penggunaan luas SMX ini menimbulkan masalah lingkungan serius. SMX telah terdeteksi di berbagai badan air dan tanah, menyebabkan efek toksik pada organisme akuatik dan memicu resistensi antibiotik. Mengingat dampak lingkungan yang signifikan, sangat penting untuk menemukan cara efektif menghilangkan SMX dari air dan air limbah.

Berbagai Metode Pengolahan untuk Menghilangkan SMX

Beberapa metode pengolahan telah diterapkan untuk menghilangkan SMX dari air, termasuk ozonasi, fotolisis, oksidasi elektrokimia, dan adsorpsi. Dari semua teknik ini, adsorpsi diakui sebagai metode yang praktis dan berbiaya rendah karena kemampuannya menghilangkan SMX dengan efektif tanpa menghasilkan produk sampingan beracun. Hingga saat ini, berbagai bahan seperti nanotube karbon, graphene oxide, karbon aktif, dan mineral tanah liat telah digunakan sebagai adsorben untuk menghilangkan SMX. Namun, bahan-bahan ini memiliki biaya produksi, regenerasi, dan pembuangan yang relatif tinggi, membuatnya kurang ekonomis dan berkelanjutan secara lingkungan.

Potensi Biochar dalam Mengatasi SMX

Biochar (BC), yang dihasilkan dari pirolisis biomassa dalam kondisi oksigen terbatas, telah dipelajari secara aktif untuk menghilangkan kontaminan dalam air, tanah, dan udara. BC dapat berinteraksi dengan antibiotik sulfonamida melalui berbagai mekanisme seperti interaksi van der Waals, π–π, ikatan hidrogen, dan interaksi elektrostatik. Beberapa BC yang berasal dari berbagai biomassa seperti alfalfa grass, serbuk kayu, bagas, jerami gandum, dan jerami padi telah digunakan untuk mengolah SMX dalam air. Namun, BC mentah ini menunjukkan kapasitas adsorpsi yang rendah karena struktur pori yang kurang berkembang dan luas permukaan yang rendah.

Meningkatkan Kinerja Biochar Melalui Aktivasi

Aktivasi biochar telah diakui sebagai metode efektif untuk meningkatkan luas permukaan dan volume pori. Aktivasi dapat dilakukan melalui metode fisik, kimia, dan katalitik. Meskipun berbagai studi telah melaporkan keberhasilan aktivasi biochar, penelitian tentang adsorpsi SMX pada biochar yang diaktifkan masih jarang dilaporkan. Misalnya, aktivasi H3PO4 pada biochar bambu meningkatkan luas permukaan dan volume pori secara signifikan serta meningkatkan kapasitas adsorpsi SMX. Selain itu, biochar Pinus taeda yang diaktifkan dengan NaOH menunjukkan kemampuan adsorpsi SMX yang sangat baik karena luas permukaan yang tinggi dan sifat hidrofobiknya.

Sumber dan ketersediaan bahan baku sangat penting untuk produksi biochar dalam hal biaya produksi dan keberlanjutan lingkungan. Bermudagrass (BG), sebagai salah satu rumput pakan yang paling melimpah di AS, memiliki potensi besar sebagai bahan baku biochar. Setiap tahun, BG menghasilkan 6–10 ton bahan kering per acre di bagian tenggara AS. Namun, sekitar 20% dari rumput pakan ini sering dibuang karena adanya jamur patogen yang dapat menyebabkan penyakit serius pada hewan.

Keunggulan Aktivasi NaOH pada Biochar Bermudagrass

Dalam penelitian, BG digunakan untuk memproduksi biochar yang diaktifkan dengan NaOH. Hasilnya menunjukkan bahwa biochar BG yang diaktifkan dengan NaOH memiliki luas permukaan yang sangat besar dan kapasitas adsorpsi SMX yang tinggi dibandingkan dengan biochar yang diaktifkan dengan FeCl3. Biochar BG yang diaktifkan dengan NaOH memiliki luas permukaan 1992 m2/g dan kapasitas adsorpsi SMX 425 mg/g, menjadikannya pilihan yang sangat efisien untuk menghilangkan SMX dari air.

Mekanisme Adsorpsi SMX pada Biochar yang Diaktifkan

Penelitian ini juga menyelidiki mekanisme di balik adsorpsi SMX pada biochar BG yang diaktifkan dengan NaOH melalui studi isotherm, kinetik, dan termodinamik. Berdasarkan investigasi rinci sifat fisikokimia dan karakteristik adsorpsi, mekanisme potensial yang terkait dengan adsorpsi SMX pada biochar yang diaktifkan dijelaskan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa biochar BG yang diaktifkan dengan NaOH tidak hanya efisien dalam menghilangkan SMX dari air tetapi juga dapat dihasilkan dari sumber biomassa yang melimpah dan berkelanjutan.

Penemuan ide ini menyoroti potensi besar biochar yang diaktifkan dengan NaOH dari BG sebagai solusi berkelanjutan untuk menghilangkan SMX dari air. Dengan kemampuan adsorpsi yang tinggi dan keberlanjutan lingkungan, biochar BG yang diaktifkan dengan NaOH dapat menjadi pilihan yang ekonomis dan ramah lingkungan untuk mengatasi masalah kontaminasi SMX di masa depan!

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

en_USEnglish