Senyawa pengganggu endokrin (EDC) adalah sekelompok bahan kimia yang dapat menyebabkan efek buruk pada sistem endokrin, menyebabkan berbagai masalah kesehatan pada manusia dan satwa liar. Metode tradisional penghilangan EDC seringkali mahal dan tidak ramah lingkungan.
Penelitian dalam pengolahan air limbah telah membuat kemajuan yang signifikan dalam mengidentifikasi banyak senyawa yang menimbulkan ancaman serius bagi kesehatan manusia. Mereka telah diidentifikasi sebagai kontaminan yang muncul (EC), yang merupakan kelompok polutan kimia yang mungkin memiliki efek toksik pada kesehatan manusia dan juga lingkungan. Bahan kimia pengganggu endokrin (EDC), kelas kontaminan dalam EC, adalah jejak senyawa organik, yang memiliki efek besar pada sistem endokrin manusia. Mereka ditemukan dalam berbagai konsentrasi di lingkungan perairan yang berbeda seperti air permukaan, air limbah, limpasan, dan lindi TPA.
EDC dapat berpotensi berbahaya karena efeknya pada sistem endokrin dan efek selanjutnya pada sistem reproduksi, diferensiasi seksual, neurologis, dan kekebalan bahkan pada konsentrasi rendah. Bahan kimia sintetik ini dapat diklasifikasikan ke dalam berbagai kategori berdasarkan penggunaannya. Kategori ini termasuk plasticizer seperti bisphenol A dan phthalates, steroid seperti 17β-estradiol, dan estrone , obat-obatan dan produk perawatan pribadi seperti ibuprofen, carbamazepine dan paraben, pestisida seperti atrazine dan imidacloprid dan senyawa industri lainnya seperti nonylphenol dan octylphenol. Mereka ditemukan di banyak produk penggunaan sehari-hari termasuk botol plastik, kaleng makanan logam, deterjen, penghambat api, bahan tambahan makanan, mainan, kosmetik dan pestisida.
Manusia dapat terpapar EDC melalui sumber seperti pembuangan air limbah dari saluran pembuangan rumah tangga, operasi industri, sistem limbah medis, limbah pengolahan pertanian, dan pembuangan limbah permanen seperti TPA dan tempat pembuangan. Senyawa ini memusuhi atau memodulasi sintesis hormon saraf dan neurotransmiter yang mengakibatkan perubahan proses fisiologis, perilaku , dan hormonal dalam tubuh hewan. Dengan mengubah pembawa pesan kimia tubuh atau menempel pada reseptor sistem endokrin pada tingkat paparan hingga satu juta kali lebih rendah dari tingkat paparan karsinogenik yang menjadi perhatian, zat pengganggu endokrin menjadi racun bagi spesies. Studi telah menemukan tingkat konsentrasi yang signifikan dari senyawa tersebut di berbagai limbah serta aliran air permukaan.
Proses untuk menghilangkan EDC dari air limbah terutama mencakup degradasi biologis, proses oksidasi lanjutan, dan teknologi adsorpsi. Proses biologis konvensional dapat digunakan untuk menghilangkan sebagian besar EDC tetapi biaya pemeliharaan, pembuangan, dan regenerasi yang relatif tinggi, membuat proses ini tidak layak secara ekonomi. Proses oksidasi lanjutan meskipun efektif sangat mahal untuk dioperasikan dan terkadang membentuk zat antara yang membutuhkan perawatan tambahan.
Adsorpsi adalah metode lain yang banyak digunakan untuk menghilangkan polutan dari lingkungan perairan, yang dianggap sebagai metode pengolahan air limbah yang sederhana, efektif, cepat dan relatif murah. Adsorben yang umum digunakan termasuk karbon aktif, yang banyak digunakan dalam pengolahan air limbah untuk menghilangkan beberapa polutan. Namun penggunaan karbon aktif masih merupakan pilihan yang mahal, dan juga menghasilkan limbah yang sulit dikelola. Ini menggarisbawahi kebutuhan untuk mengembangkan adsorben yang lebih berkelanjutan dan berbiaya rendah.
Biochar adalah bahan kaya karbon yang disiapkan oleh pirolisis bahan organik. Bahan baku biochar dapat berasal dari berbagai sumber seperti kotoran sapi dan babi, jerami, kulit buah, beras, kacang tanah, jagung, kedelai, limbah kayu dan lumpur dari instalasi pengolahan air limbah. Biochar merupakan adsorben yang efektif karena karakteristiknya seperti luas permukaan spesifik (SSA) yang besar, kapasitas tukar kation (KTK) yang tinggi, peningkatan gugus fungsi yang mengandung oksigen dan kandungan mineral yang tinggi, serta ketersediaan stok pakan yang besar menjadikannya sebagai pengganti yang potensial. untuk karbon aktif. Sumber kaya karbon seperti itu dapat menimbulkan risiko lingkungan yang serius jika dibuang tanpa diolah. Namun, penggabungan biochar dalam pengurangan dan remediasi beberapa polutan seperti logam berat membantu mengurangi potensi bahaya kesehatan dan lingkungan.
Penggunaan biochar juga sejalan dengan konsep pembangunan berkelanjutan dan bio-ekonomi sirkular karena memanfaatkan aliran limbah lingkungan sebagai bahan baku sintesis biochar. Penelitian telah menunjukkan bahwa biochar mungkin memiliki kapasitas adsorpsi yang terbatas untuk senyawa organik kompleks seperti EDC jika dibandingkan dengan adsorben seperti karbon aktif. Oleh karena itu, untuk meningkatkan sifat fisikokimia dan kapasitas adsorpsi, modifikasi biochar menjadi tak terelakkan. Saat ini, beberapa penelitian menggambarkan kemungkinan modifikasinya dengan berbagai bahan kimia, partikel tanah liat, dan partikel nano untuk meningkatkan efisiensinya dalam menghilangkan kontaminan.
Biochar yang dimodifikasi mengembangkan hidrofobisitas yang ditingkatkan dan SSA yang lebih tinggi untuk melawan gangguan dari organik hidrofobik lain yang dapat hadir dalam air limbah. Modifikasi biochar tidak hanya mempengaruhi SSA dan gugus fungsi permukaannya, tetapi juga mengubah struktur dan distribusi ukuran pori. Perbedaan proses perlakuan dan modifier yang digunakan secara langsung dapat mempengaruhi kinerja adsorpsi dan mekanisme adsorpsi polutan. Oleh karena itu, modifikasi biochar harus dilakukan dengan memperhatikan komposisi kimia EDC.
English