Peran Nanomaterial dan Nanokomposit dalam Degradasi Bahan Pewarna Limbah Cair

Maraknya kegiatan manufaktur yang dilakukan oleh pabrik - pabrik besar tanpa memperhatikan lingkungan sudah sepatutnya menjadi bahan perhatian dan pertimbangan demi mempertahankan kelangsungan hidup setiap aspek lingkungan. Salah satunya yang menjadi bahan perhatian adalah pengolahan limbah air yang dihasilkan oleh kegiatan manufaktur tekstil. European Environment Agency (EEA) pada tahun 2023 merilis sebuah data yang memuat bahwa pabrik tekstil menyebabkan beberapa kerusakan lingkungan. 

Dalam pendapat EEA,  berdasarkan data yang diambil pada tahun 2020, berisikan dampak pabrik tekstil merusak lingkungan seperti produksi tekstil diperkirakan bertanggung jawab atas sekitar 20% polusi air bersih global yang berasal dari pencelupan dan finishing produk, industri tekstil dan pakaian global juga menggunakan 79 miliar meter kubik air pada tahun 2015 yang menunjukkan bahwa berkurangnya pasokan air dan pencemaran air keduanya dapat diakibatkan oleh pabrik yang sama yakni dibidang tekstil. 

Pewarna dengan konsentrasi rendah juga dapat menyebabkan penurunan drastis transmisi cahaya di dalam air, sehingga sangat mempengaruhi fotosintesis tanaman air dan sangat merusak lingkungan ekologi. Oleh karena itu, mengolah dan memisahkan limbah air terutama pada produksi bidang tekstil memerlukan perhatian lebih sebagai upaya menjaga dan memelihara kandungan air bersih yang telah menjadi salah satu tantangan global terkait pasokan air yang tidak mencukupi dan sumber daya yang tidak memadai.

Bahan berbasis nanopartikel hadir sebagai salah satu solusi remediasi dari situasi yang tengah terjadi. Metode seperti koagulasi, adsorpsi, degradasi biologis, pemisahan membran, metode fisik, kimia, pertukaran ion dan banyak lagi metode lainnya yang disandingkan dengan berbagai bahan untuk degradasi dari bahan pewarna akibat pabrik tekstil. Penelitian terbaru menemukan bahwa adsorpsi adalah salah satu cara paling efektif untuk memisahkan pewarna ini dari air limbah. Adsorpsi muncul sebagai metode pilihan untuk tujuan remediasi ini karena efektivitas biaya, pengoperasian yang mudah, desainnya yang sederhana, dan ramah lingkungan. Fenomena adsorpsi tersebut dapat dibuat lebih efisien dengan cara melibatkan beberapa bahan fotokatalitik yang meningkatkan fotodegradasi pewarna berbahaya. Dalam hal adsorpsi, adsorben terkenal seperti karbon aktif, serat alami, carbon nanotubes, zeolite, dan bahan polimer telah dikembangkan untuk menghilangkan pewarna organik dari air limbah.

Seperti pada penggunaan Ag3PO4 yang berbasis nanokomposit merupakan fotokatalis yang diketahui efisien dan efektif sebagai fotodegradasi pewarna organik beracun yang terdapat dalam air limbah yang terkontaminasi. Seperti yang tertulis pada jurnal terbitan Materials Today: Proceedings, aktivitas fotokatalitik dari Ag3PO4 bergantung pada bentuknya dimana pada bentuk dodekahedron belah ketupat Ag3PO4 memiliki aktivitas fotokatalitik yang maksimal dan dapat mendegradasi secara total pewarna metil jingga yang berada di sinar tampak hanya dengan 4 menit. Sedangkan pada bentuk kubik dan bola Ag3PO4 dapat mendegradasi secara sempurna dari pewarna metil jingga selama 14 menit dan 28 menit. 

Contoh lainnya adalah penggunaan nanopartikel dan nanokomposit spinel ferit (SFNPs) untuk pengolahan air limbah sebagai fotokatalitik semikonduktor. Bahan ini, sangat efisien dalam mengurangi polusi organik dari limbah air melalui kombinasi adsorbsi dan degradasi fotokatalitik. SFNPs serta nanokomposit yang terkandung di dalamnya juga sangat efisien dalam degradasi pewarna yang berada di sinar tampak. Boron nitrida (BN) berbasis nanorods berpori juga dapat digunakan sebagai adsorbsi pewarna. Berdasarkan penelitian yang dimuat pada Journal of Environmental Chemical Engineering, pada bahan boron nitrida nanorods berpori menunjukkan kecepatan adsorbsi sangat cepat untuk metilen blue yang mencapai penghilangan bahan pewarna hingga 99% dalam waktu 5 menit.

Sebagai bentuk implementasi dari SDGs poin ke 6 yakni clean water and sanitation, hal ini menjadi salah satu pertimbangan dan bentuk penelitian yang perlu dikembangkan demi tercapainya tujuan SDGs yang mendukung terwujudnya lingkungan serta pasokan air bersih secara global. Tentunya sebagai generasi muda juga harus peka serta sensitif atas isu yang terjadi agar terbentuknya lingkungan yang bersih dan nyaman untuk kehidupan.

 

Referensi

Kalpana, S., Prabhu, T. N., & Anantharamaiah, P. (2023). Nanostructured Zn0.1Co2.9O4 material: Synthesis, characterization and its applications for energy storage and electrocatalytic dye degradation. Materials Today: Proceedings.

Tomar, R., Abdala, A., Chaudhary, R., & Singh, N. (2020). Photocatalytic degradation of dyes by nanomaterials. Materials Today: Proceedings.

Zhao, Z., Bai, C., An, L., Zhang, X., Wang, F., Huang, Y., . . . Yu, Y. (2021). Biocompatible porous boron nitride nano/microrods with ultrafast selective adsorption for dyes. Journal of Environmental Chemical Engineering.