Di tengah laju modernisasi dan industrialisasi yang kian masif, krisis kualitas air bersih menjadi ancaman yang sudah ada di depan mata. Umumnya penurunan kualitas lingkungan air terjadi signifikan akibat akumulasi polutan organik kompleks dari buangan domestik maupun limbah pabrik.
Saat metode pengolahan konvensional tak lagi ampuh mereduksi zat beracun hingga tuntas, ancaman kerugian ekologis dan bahaya kesehatan masyarakat pun bertumpuk di sepanjang aliran sungai dan pesisir.
Menjawab tantangan ekologis tersebut, inovasi teknologi pengolahan air ramah lingkungan muncul dari gelanggang akademis. Guru Besar ke-250 Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Prof. Dr. Eng. Kusdianto, berhasil melakukan terobosan berbasis rekayasa sains material melalui komposit seng oksida (ZnO).
Inovasi ini dirancang khusus untuk menguraikan limbah cair secara efektif, efisien, dan bersih dari efek samping berbahaya.
Menembus Keterbatasan Metode Konvensional
Latar belakang lahirnya riset ini berakar dari keprihatinan terhadap kondisi perairan nasional yang semakin tertekan oleh akumulasi zat beracun. Metode pengolahan limbah konvensional kerap kali gagal menguraikan seluruh polutan organik secara sempurna.
Akibatnya, senyawa beracun terus mengendap di perairan dan mengancam rantai makanan serta kesehatan masyarakat pemanfaat air sungai.
“Pengolahan yang tidak optimal menyebabkan akumulasi zat beracun di perairan tidak dapat didegradasi dengan baik,” jelas Profesor dari Departemen Teknik Kimia ITS tersebut, dalam pernyataan resminya.
Melihat kebuntuan pada metode lama, akademisi kelahiran Mojokerto, 29 Desember 1976 ini memanfaatkan prinsip fotokatalis.
Metode alternatif tersebut mengandalkan reaksi antara material semikonduktor dengan energi cahaya untuk memicu terciptanya spesies oksidatif aktif pengurai polutan.
Secara teknis, penggunaan material semikonduktor murni seperti seng oksida (ZnO) atau titanium dioksida (TiO2) kerap kali terbentur kendala laju electron-hole recombination yang terlalu cepat, sehingga menurunkan efisiensi degradasi limbah.
Upaya mengatasinya adalah dengan menggabungkan seng oksida dengan logam mulia perak (Ag) yang bertindak sebagai penerima elektron (electron-acceptor), guna mencegah rekombinasi tersebut.
Tetapi metode pembuatan material ini pun kerap memerlukan proses panjang serta pemanasan berulang.
Prof. Kusdianto kemudian mengambil langkah pemangkasan rantai pembuatan yang rumit tersebut, dengan mengaplikasikan teknik aerosol berupa flame spray pyrolysis dan spray pyrolysis.
Metode konversi termal satu tahap ini mampu mengubah tetesan cairan bahan baku menjadi partikel berukuran nano dalam kurun waktu amat singkat.
“Kelebihannya terletak pada fleksibilitasnya, kita dapat mengontrol temperatur reaktor serta mengatur bentuk morfologi partikel material selama proses berjalan,” terangnya.
Prinsip Green Synthesis untuk Melindungi Lingkungan
Sisi paling progresif dari riset ini terletak pada pendekatan green synthesis. Bahan baku utama seng oksida disintesis memanfaatkan senyawa fenolik alami dari ekstrak tumbuhan seperti pohon jati. Senyawa alami dari biomassa tersebut berperan ganda sebagai agen reduktor sekaligus penstabil.
Inovasi ini membuktikan, pengembangan teknologi maju tidak harus mengorbankan kelestarian alam melalui pemakaian bahan kimia beracun dalam proses produksinya.
Ketika komposit seng oksida dipadukan dengan perak pada kadar optimal sebesar 5 persen, hasil kinerjanya sangat signifikan. Tak hanya merusak zat pencemar organik kompleks, material ini juga sanggup membasmi bakteri berbahaya di dalam air.
“Secara umum, spesies oksidatif aktif yang dihasilkan akan langsung bekerja merusak dinding sel bakteri, sehingga sitoplasma bocor dan kuman mati,” urai Prof. Kusdianto.
Melalui reaksi fotokatalitik tersebut, polutan beracun berhasil diurai secara mendasar menjadi senyawa yang sepenuhnya aman bagi ekosistem, yaitu air (H2O) dan karbon dioksida (CO2).
“Proses pengolahan limbah tidak memerlukan tambahan pelarut kimia berbahaya juga tidak menghasilkan limbah dalam prosesnya,” imbuhnya.
Dari Pembangkit Listrik hingga Industri Tekstil
Teknologi ini dirancang tidak sekadar berhenti pada batasan eksperimen laboratorium. Keandalan performa komposit seng oksida ini kian teruji saat diaplikasikan secara langsung menggunakan paparan sinar matahari di lapangan, dengan efisiensi degradasi polutan yang terbukti mampu mencapai 100 persen.
Selain pengolahan limbah cair, prinsip reaksi termal ini turut dikembangkan sebagai filter adsorber gas berstruktur matriks pada sektor ketenagalistrikan nasional.
Filter tersebut bertugas menangkap emisi gas beracun berupa amonia ($NH_3$) dan hidrogen sulfida (H2S) dari operasional pembangkit listrik melalui teknik fisisorpsi dan kemisorpsi, guna memastikan pembuangan udara maupun air tetap memenuhi baku mutu lingkungan.
Optimalisasi kinerja fotokatalis membuka jalan bagi penerapan skala industri yang lebih luas, sehingga fokus hilirisasi dapat diarahkan untuk menangani limbah amonia pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), serta mengurai zat warna campuran beracun buangan industri tekstil berskala besar.
Menagih Komitmen Ekologis demi Kesejahteraan Publik
Gagasan dan rekayasa sains material pengurai limbah ini membawa pesan mengenai pentingnya penyelamatan lingkungan hidup. Masalah pencemaran perairan di Indonesia sering kali bermula dari lemahnya pengawasan serta ketiadaan teknologi pengolahan limbah cair yang mumpuni di tingkat industri.
Akibatnya, masyarakat berpenghasilan rendah yang tinggal di sekitar bantaran sungai kerap menjadi korban pertama yang harus menanggung dampak kesehatan akibat paparan zat kimia berbahaya.
Kemunculan inovasi yang efisien dan ramah lingkungan menjadi pendorong bagi sektor industri maupun pembuat kebijakan untuk tidak lagi berlindung di balik alasan tingginya biaya pengolahan limbah.
Hilirisasi riset ini sangat mendesak agar implementasinya tidak mandek di meja birokrasi atau laporan akademis belaka.
Tak hanya itu, Prof. Kusdianto juga menekankan pentingnya sinergi lintas disiplin ilmu, mulai dari teknik kimia, teknik lingkungan, hingga teknik elektro.
“Sinergi ini diharapkan mampu melahirkan teknologi tepat guna bagi umat manusia,” tegasnya.
Langkah ini menjadi bentuk dedikasi konkret dalam mendukung pencapaian Sustainable Development Goals (SDGs), khususnya poin ke-6 mengenai Air Bersih dan Sanitasi Layak, serta poin ke-12 tentang Konsumsi dan Produksi yang Bertanggung Jawab.
Comments are closed.