Implementasi Nanoteknologi di Bidang Lingkungan: Pemanfaatan Nanofilter dan Nanosensor dalam Mencapai Clean Water and Sanitation

Air merupakan sebuah kebutuhan yang paling penting dalam menjalani kehidupan sehari-hari, contohnya untuk memasak, membersihkan diri, mencuci pakaian, dan sebagainya. Kebutuhan air bersih pada manusia merupakan sebuah kebutuhan pokok yang wajib terpenuhi. Clean water and sanitation merupakan salah satu target dalam tujuan pembangunan berkelanjutan (SDGs) yang ditargetkan tercapai dalam 2030. Kebutuhan akan air bersih yang layak pakai semakin meningkat di dunia. Kementerian Kesehatan menyatakan bahwa 7 dari 10 rumah tangga Indonesia mengonsumsi air minum yang terkontaminasi bakteri E. coli. Pada tahun 2020, Studi Kualitas Air Minum Rumah Tangga (SKAMRT) menyatakan bahwa 93% rumah tangga Indonesia memiliki akses air minum yang cukup, tetapi hanya 11,9% yang memiliki akses air minum yang aman. Akses air minum layak dan aman merupakan dua hal yang berbeda, tetapi keduanya sama-sama penting untuk kesehatan masyarakat. Nanoteknologi saat ini berkembang dengan pesat dalam mengatasi berbagai permasalahan di bidang Kesehatan, Energi, Elektronik, Pertanian, dan masih banyak lagi. Menggunakan nanoteknologi berupa nanofilter dan nano-sensor diharapkan dapat mengatasi permasalahan terkait kebutuhan air besih serta sanitasi yang layak digunakan masyarakat.

Nanoteknologi adalah bidang penelitian yang berfokus pada manipulasi materi pada tingkat nanometer dalam upaya menemukan dan membuat produk dan sifat baru (Cheng et al., 2016). Nanoteknologi terjadi karena banyak nanomaterial yang tersedia. Ide bahwa nanomaterial dapat digunakan untuk mengatur struktur bahan dan menghasilkan perbaikan besar dalam aspek kimia, mekanik, dan optik adalah alasan mengapa nanomaterial sangat diminati (Subramani & Ahmed, 2018).

Dalam situasi seperti ini, penggunaan nanomaterial sangat penting untuk mencapai tujuan pengembangan sifat dan kinerja baru. Perkembangan nanoteknologi sangat bergantung pada pemahaman yang mendalam tentang sifat unik nanomaterial, termasuk ukuran, bentuk, dan komposisi kimia mereka. Gagasan ini sejalan dengan gagasan bahwa material pada skala nanometer dapat menunjukkan perilaku yang berbeda dan unik dibandingkan dengan bentuk makroskopisnya.

Konsep bahwa nanoteknologi memiliki kemampuan untuk mengubah sifat material pada tingkat nano telah mendorong berbagai inovasi di berbagai bidang ilmu pengetahuan dan teknologi. Para peneliti dapat merancang struktur bahan yang canggih dengan tingkat presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya dengan mengeksplorasi potensi material nano. Ini memungkinkan pengembangan barang baru dengan kinerja yang lebih baik dalam hal kekuatan, ketahanan, dan efisiensi.

Penelitian nanoteknologi sangat penting karena dapat menawarkan solusi inovatif untuk berbagai masalah, termasuk masalah lingkungan. Sebagai contoh, penggunaan nanoteknologi dalam penyediaan air bersih, termasuk penggunaan nanofilter dan nanosensor, menunjukkan bagaimana teknologi ini dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas hidup dan memenuhi kebutuhan masyarakat dengan cara yang lebih efisien. Oleh karena itu, kemajuan nanoteknologi tidak hanya meletakkan dasar untuk penyelidikan ilmiah yang mendalam, tetapi juga memiliki efek yang signifikan terhadap pemecahan masalah yang ada di dunia nyata.

Sementara itu, nanosensor dapat memberikan pemantauan real-time terhadap kualitas air. Mereka dapat mendeteksi konsentrasi zat-zat berbahaya dalam air seperti logam berat dan bahan kimia organik. Dengan adanya nanosensor, pengelolaan dan pemeliharaan sistem air dapat dilakukan lebih efisien dan responsif terhadap perubahan kualitas air. Melalui implementasi nanoteknologi, diharapkan bahwa tantangan kebutuhan air bersih dan sanitasi dapat diatasi secara efektif. Penggunaan nanofilter dan nanosensor dalam penyediaan air dapat membawa perubahan signifikan dalam meningkatkan akses masyarakat terhadap air bersih yang aman dan layak, serta mendukung pencapaian target Clean Water and Sanitation dalam kerangka pembangunan berkelanjutan.

Nanoteknologi, ilmu yang berfokus pada manipulasi dan pengendalian material di tingkat nanometer, telah membawa perubahan besar dalam banyak bidang, termasuk lingkungan. Dalam konteks air dan sanitasi, penggunaan nanofilter dan nanosensor menjanjikan solusi inovatif yang dapat memecahkan berbagai masalah yang dihadapi oleh banyak masyarakat di seluruh dunia.Kemampuan nanofilter untuk menyaring partikel yang sangat kecil merupakan keunggulan utamanya. Nanofilter memiliki kemampuan untuk menghilangkan berbagai kontaminan mikroskopis yang seringkali tidak dapat dihilangkan oleh filter tradisional karena pori-pori nanometernya. Ada kemampuan untuk menyaring bakteri, virus, dan zat kimia berbahaya dengan sangat baik, meningkatkan kualitas air yang diberikan kepada masyarakat. Ini sangat penting untuk menangani kontaminasi bakteri E. coli yang sering terjadi di rumah-rumah di Indonesia.

Keberlanjutan lingkungan juga diuntungkan oleh penerapan nanofilter. Kemampuannya untuk menyaring dengan tepat dapat mengurangi penggunaan bahan kimia untuk membersihkan air. Ini mengurangi jejak karbon dan efek buruk lainnya dari pemrosesan air konvensional. Masa pakai nanofilter yang lebih lama daripada filter konvensional juga dapat membantu mengurangi volume limbah dan mengurangi dampak negatifnya terhadap lingkungan. Di samping nanofilter, nanosensor juga sangat penting untuk menjaga kualitas dan keamanan air. Ini karena mereka memiliki kemampuan untuk mendeteksi zat pencemar dalam konsentrasi yang sangat rendah dan memantau kondisi air secara real-time. Ini memungkinkan mereka untuk bertindak cepat dan responsif terhadap perubahan kualitas air, yang merupakan bagian penting dari menjaga keamanan pasokan air.

Gambar nanofilter yang dibuat oleh peneliti di Nanyang Technological University untuk pengolahan limbah cair

Namun, harus diingat bahwa penggunaan nanoteknologi menimbulkan beberapa masalah. Ini termasuk masalah etika, keamanan, dan peraturan. Untuk memastikan bahwa teknologi ini digunakan secara bertanggung jawab dan tidak menimbulkan risiko yang tidak terduga, diperlukan kerangka kerja yang jelas dan pengawasan yang ketat. Secara keseluruhan, penggunaan nanoteknologi di bidang lingkungan, khususnya dalam mencapai sanitasi dan air bersih, menawarkan solusi inovatif yang dapat membantu mencapai target pembangunan berkelanjutan, kesehatan masyarakat, dan keberlanjutan lingkungan. Dengan terus mengembangkan dan mengintegrasikan teknologi ini, kita dapat melangkah menuju masa depan di mana semua orang akan memiliki akses ke air bersih dan sanitasi.

Secara keseluruhan, penggunaan nanoteknologi di bidang lingkungan, khususnya dalam mencapai akses air bersih dan sanitasi, membuka peluang besar untuk mengatasi tantangan akses air bersih di seluruh dunia. Penggunaan nanosensor dan nanofilter menjanjikan peningkatan besar dalam kualitas air yang aman dan layak konsumsi. Nanosensor yang memiliki pori-pori nanometer dapat memantau kualitas air secara real-time, dan nanofilter dapat menyaring bakteri, virus, dan zat kimia berbahaya. Dibutuhkan solusi inovatif berdasarkan data akses air Indonesia, seperti tingginya persentase rumah tangga yang mengonsumsi air terkontaminasi. Nanoteknologi dapat meningkatkan efisiensi penyediaan air bersih, mengurangi risiko kontaminasi, dan mendukung pencapaian target SDG tentang air bersih dan sanitasi.

Dalam hal ini, keberlanjutan lingkungan juga merupakan bagian penting dari nanoteknologi. Dengan kemampuannya yang presisi dan masa pakai yang lebih lama, nanofilter dapat mengurangi penggunaan bahan kimia dan limbah, yang menguntungkan ekosistem. Secara keseluruhan, penerapan nanoteknologi dapat membantu memenuhi kebutuhan air bersih masyarakat dan dapat mengurangi beban lingkungan yang disebabkan oleh metode konvensional. Namun, untuk memastikan bahwa penggunaan nanoteknologi sejalan dengan prinsip-prinsip keamanan dan keadilan sosial, masalah seperti etika, keamanan, dan peraturan harus diatasi dengan hati-hati. Dengan penelitian dan pengembangan yang terus dilakukan dalam bidang ini, nanoteknologi diharapkan dapat menjadi kunci dalam memastikan bahwa air bersih dan sanitasi yang aman tersedia untuk semua orang. Ini akan berdampak positif pada kesehatan, lingkungan, dan keadilan sosial.

Referensi

Cheng, H. N., Doemeny, L. J., Geraci, C. L., & Grob Schmidt, D. 2016. Subramani, K., & Ahmed, W. 2018. Emerging Nanotechnologies in Dentistry, Second Edition. Elvesier. United States. 469 p.

Nanotechnology Overview: Opportunities and Challenges. Nanotechnology: Delivering on The Promise Volume 1. American Chemical Society. Wasington. Pp. 1 - 12.