Dari beberapa penelitian terbaru, mayoritas dari mereka menyebutkan aplikasi mereka lebih luas dalam bioremediasi, namun sebuah studi telah membahas perspektif negatif dan tidak ekonomis dari mereka. Kekhawatiran peneliti juga harus didiskusikan dengan jelas tentang efek buruknya terhadap lingkungan. Jika zat apa pun memiliki kandungan racun tertentu dan jika belum dibuang dengan tepat. Ini dapat mencapai sekitarnya dengan efek yang berpotensi membahayakan, terutama bila digunakan dalam jumlah yang lebih tinggi seperti untuk perbaikan tanah. Biochar juga memiliki beberapa efek berbahaya dan dapat diintensifkan saat disiapkan pada suhu pirolisis yang sangat tinggi.
Biochar tersebut dapat melepaskan beberapa hidrokarbon aromatik polisiklik yang mematikan (PAH) dan logam berat berbahaya setelah amandemen tanah. Stabilitas biochar jangka panjang, berdasarkan struktur karbonnya telah dianggap sebagai salah satu sifat utama ketika diterapkan dalam metode apa pun. Meskipun dilaporkan bahwa biochar yang berasal dari residu kayu dan biomassa rumput biasanya merupakan kumpulan senyawa organik seperti hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH), Biochar mengandung dua atau lebih cincin aromatik yang menyatu. PAHs adalah contoh sempurna dari polutan lingkungan di mana-mana. Biochar tersebut mengandung PAH dalam jumlah besar bila digunakan untuk aplikasi tanah yang diangkut dalam tanah. Ini juga menunjukkan bioavailabilitas PAH ketika biochar diubah menjadi matriks lain. Oleh karena itu stabilitas biochar memerlukan perhatian lebih berdasarkan sifat-sifatnya. Harga biochar tersebut tergantung pada transportasi atau fasilitas penyimpanan dan proses pra-pemrosesan.
Beberapa cara pemulihan sumber daya telah dikembangkan dan ditinjau dalam beberapa tahun terakhir untuk meningkatkan pemulihan bahan atau energi dari limbah padat sambil menggunakan kembali, mengurangi, dan mendaur ulang, dan biochar juga memainkan peran yang lebih luas dalam pemulihan sumberdaya. Selain masalah keamanan yang melekat, ini juga membahas pemaparan bahan kimia beracun eksternal selama modifikasi biochar serta biochar teradsorpsi antibiotik berbahaya, dan efek mematikan selanjutnya pada organisme atau seluruh ekosistem tidak boleh diabaikan. Sebagai contoh, graphene dan nanopartikel lainnya pada permukaan biochar dapat mendorong efek mematikan pada makhluk hidup melalui berbagai mekanisme misalnya, stres oksidatif, sitotoksisitas, dan inaktivasi protein.
Selain itu, mikroba yang terkolonisasi dalam pori-pori biochar dapat berubah menjadi spesies yang ganas atau spesies yang resisten terhadap antibiotik, memicu bencana ekologis saat aplikasi. Re-mobilisasi kontaminan tanah dilaporkan sebagai biochar memfasilitasi transportasi mereka melalui koloid biochar; namun, penampilan mobilisasi mereka yang memudar dilaporkan dengan penuaan jangka panjang. Para peneliti telah memperdebatkan tentang penerapannya yang aman. Sebelum aplikasi biochar di lahan, semua masalah keamanan harus dipantau secara hati-hati.
Kelayakan dalam perhitungan biaya biochar mungkin bergantung pada ketersediaan biochar, yang sangat bergantung pada penggunaan bahan mentah yang lebih murah seperti limbah padat atau pertanian, limbah kehutanan, dan proses produksi yang lebih murah. Untuk mencapai biochar berkarbonisasi baik yang diinginkan, biochar harus diproduksi di bawah kondisi pirolisis yang terkendali dan laju pemanasan yang konsisten memastikan kisaran suhu yang tepat tergantung pada sifat permukaan yang diperlukan untuk aplikasi tertentu.
Selain itu, selama proses pirolisis, bio-oil dan biogas juga diproduksi, sedangkan persiapan atau produksi biochar yang berkelanjutan, yang mendukung pemulihan energi lebih lanjut dan mengimbangi biaya produksi. Biaya distribusi dan transportasi juga mempengaruhi manfaat pengembangan dan pemeliharaan jangka panjangnya bagi pabrikan. Oleh karena itu, fasilitas produksi harus berdekatan dengan fasilitas pembangkit dan distribusi biomassa. Selain produksi yang hemat biaya, dosis biochar yang dioptimalkan penting untuk remediasi antibiotik yang layak. Selain itu, penting untuk menentukan tingkat dosis yang tepat serta ukuran partikel yang tepat untuk mendapatkan kinerja reaktivitas dan penghilangan biochar yang maksimal.
Antibiotik adalah salah satu polutan refraktori yang terakumulasi dalam air limbah farmasi; konsentrasi mereka di pabrik pengolahan air limbah yang mengolah air limbah produksi antibiotik juga tetap tinggi. Dengan tidak adanya kontrol yang efektif, antibiotik dalam air limbah farmasi mungkin tidak hanya berdampak langsung pada mikroba lingkungan tetapi juga dapat menyebabkan peningkatan resistensi antibiotik di antara mikroba lingkungan, yang akan menimbulkan risiko kesehatan bagi manusia.
Oleh karena itu, kita harus memanfaatkan proses pengolahan lanjutan untuk menghilangkan polutan refraktori secara mendalam, terutama antibiotik, di pabrik pengolahan air limbah farmasi. Mempertimbangkan beratnya polusi antibiotik di lingkungan dan ketidakmampuan aktivitas mikroba yang memadai dengan peningkatan konsentrasi merupakan tantangan utama. Berdasarkan kemajuan yang dicapai dalam penelitian biochar, penting untuk mengembangkan biochar perancang untuk menghilangkan secara khusus setiap kelas antibiotik yang dapat menjadi solusi yang menjanjikan, ramah lingkungan, dan hemat biaya.
Peran biochar menjadi perintis untuk mengurangi tekanan langsung antibiotik pada mikroorganisme yang membantu secara langsung dan tidak langsung untuk menghilangkan polusi antibiotik. Biochar telah diakui sebagai mediator konduktif yang menjanjikan dalam sistem bioremediasi untuk degradasi organik yang lebih baik. Biochar yang direkayasa secara khusus dengan peningkatan kemampuan untuk meningkatkan konduktivitas sistem kultur campuran untuk mendorong proses bioremediasi ditutupi dengan baik menggunakan transfer elektron antarspesies langsung. Aplikasi biochar dalam sistem biodegradasi mikroba tidak hanya meningkatkan hasil produk yang diinginkan tetapi juga memperkuat degradasi mikroba dari polutan antibiotik melalui ko-metabolisme atau mekanisme pertukaran elektron. Upaya penelitian di masa depan dapat difokuskan pada bidang-bidang berikut:
- Studi lebih lanjut tentang penentuan potensi katalisis biochar (asli dan rekayasa) secara langsung pada degradasi antibiotik serta peran tidak langsung dalam pengurangan tekanan langsung pada kinerja mikroba diperlukan. Studi semacam itu akan menjadi perintis untuk merancang metode remediasi yang efektif untuk lingkungan yang tercemar antibiotik dalam waktu dekat dengan biochar perancang.
- Untuk rekayasa biochar, peneliti harus fokus pada peningkatan kemampuan biochar untuk mengaktifkan peroxymonosulfate (PMS) dan sodium percarbonate. Mereka bertindak sebagai aktivator reaksi redoks untuk secara efisien menukar elektron yang diperlukan untuk proses biodegradasi antibiotik.
English