Masalah pencemaran air tanah oleh senyawa berbahaya seperti pelarut terklorinasi bukanlah hal yang jarang kita dengar. Zat-zat ini dikenal sangat beracun, sulit terurai, dan berbahaya bagi kesehatan. Banyak negara, termasuk Italia, telah mengklasifikasikan senyawa ini sebagai penyebab kanker. Selama bertahun-tahun, teknologi yang digunakan untuk membersihkan air tanah yang terkontaminasi biasanya melibatkan proses yang menghabiskan banyak energi, seperti pump-and-treat atau perawatan kimia. Namun, pendekatan ini seringkali kurang efisien dan mahal.
Kini, dengan semakin meningkatnya kesadaran akan pentingnya keberlanjutan dan solusi ramah lingkungan, teknologi biologis in-situ mulai digunakan sebagai alternatif yang lebih efisien dan alami. Teknologi ini memanfaatkan mikroorganisme yang secara alami ada di dalam tanah untuk membantu memecah senyawa berbahaya, mengubahnya menjadi zat yang lebih aman seperti etilena. Salah satu mikroorganisme yang sangat berperan dalam proses ini adalah Dehalococcoides mccartyi (Dhc).
Proses yang dikenal sebagai reductive dechlorination (RD) ini memungkinkan mikroorganisme mengubah senyawa terklorinasi yang lebih berat menjadi zat yang lebih aman. Namun, karena proses ini tergantung pada banyak faktor, termasuk jenis bakteri yang ada di lokasi, pendekatan ini membutuhkan perencanaan dan pengetahuan yang mendalam untuk mencapai hasil yang optimal.
Namun, ada tantangan besar dalam proses ini, yaitu risiko terbentuknya senyawa perantara berbahaya seperti vinil klorida (VC), yang jauh lebih beracun dan mudah menguap. Oleh karena itu, hanya menambahkan donor elektron ke dalam air tanah tidak cukup untuk menyelesaikan masalah secara tuntas.
Untuk mengatasi hal ini, para ilmuwan mulai mengembangkan solusi inovatif. Salah satunya adalah penggunaan biopolimer yang dapat difermentasi dan bahan berbasis karbon aktif seperti biochar. Biochar sendiri terbuat dari limbah biomassa dan memiliki sifat adsorptif yang sangat baik, tergantung pada bagaimana perlakuan termalnya.
Dalam sebuah penelitian, ilmuwan mencoba pendekatan baru dengan menggunakan kombinasi biopolimer dari polyhydroxyalkanoates (PHA) dan biochar. PHA, khususnya polyhydroxybutyrate (PHB), adalah poliester yang ramah lingkungan dan dapat terurai secara alami. Ketika dipadukan dengan biochar, diharapkan agar terciptanya solusi yang tidak hanya efektif dalam memecah senyawa berbahaya, tetapi juga berkelanjutan.
Ilmuwan merancang reaktor mini berskala 11,3 liter yang menggunakan PHB sebagai donor elektron untuk mendukung fermentasi yang lambat dan pelepasan hidrogen dalam jumlah kecil. Ini penting karena pelepasan hidrogen dalam jumlah besar bisa memicu pertumbuhan mikroorganisme lain yang kurang efektif dalam memecah senyawa terklorinasi.
Melalui uji coba selama lima puluh hari, hasilnya sangat menjanjikan. Kombinasi PHB dan biochar terbukti mampu mendukung pertumbuhan bakteri deklorinasi dan memecah senyawa seperti trikloroetilena (TCE) dalam konsentrasi tinggi, mendekati 80 mg/hari, dengan penemuan ini, kita dapat percaya bahwa ada harapan baru untuk mengatasi masalah pencemaran air tanah dengan cara yang lebih ramah lingkungan dan berkelanjutan.