Para peneliti telah menciptakan reaktor hidrodinamik yang menggunakan kavitasi gelembung untuk menghilangkan PFAS dari air. Reaktor tersebut telah menunjukkan hasil yang menjanjikan dalam pengujian dan mungkin akan segera menawarkan solusi pengolahan air yang skalabel dan ramah lingkungan.
Para peneliti di Universitas Oxford Brookes telah mengembangkan pendekatan inovatif untuk mengatasi salah satu tantangan lingkungan hidup yang paling abadi di dunia: kontaminasi pasokan air global dengan bahan kimia beracun.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Mereka telah mengembangkan mesin baru yang disebut reaktor hidrodinamik yang menggunakan gelembung yang terbentuk dan runtuh akibat perubahan tekanan, suatu proses yang disebut kavitasi. Reaktor ini menghilangkan zat beracun per dan poli-fluoroalkil (PFAS), yang juga dikenal sebagai “bahan kimia selamanya” dari air.
Bahan kimia PFAS ditemukan pada tahun 1930-an dan digunakan dalam produk-produk praktis seperti pakaian tahan air, kotak pizza, wajan antilengket, dan karpet tahan noda. Kekhawatiran muncul mengenai bahan kimia ini beracun pada tahun 1970an dan dikonfirmasi oleh para ilmuwan pada awal tahun 2000an. Mereka diketahui merupakan bahaya kesehatan yang telah menyusup ke pasokan air di seluruh dunia. Bahan kimia tersebut berhubungan dengan penyakit seperti kolitis ulserativa, masalah tiroid, peningkatan kolesterol, kerusakan hati, dan kanker.
Menghilangkan bahan kimia PFAS dari sumber air merupakan tantangan global. Mereka dilepaskan ke sumber air melalui air limbah industri, tempat pembuangan sampah yang mengandung produk-produk yang terkontaminasi, air limbah domestik, limbah dan limpasan pertanian.
Tantangan Menghapus PFAS dari Air
Profesor Iakovos Tzanakis, yang berspesialisasi dalam Material Teknik di Oxford Brookes dan merupakan salah satu peneliti utama, mengatakan: “Setelah air yang terkontaminasi dibuang ke sungai, danau, dan laut, pada akhirnya air tersebut menyusup ke pasokan air publik, termasuk air minum rumah tangga. Tantangan kami adalah menemukan cara mengolah air secara efektif untuk menghilangkan bahan kimia PFAS secara berkelanjutan dan dalam skala besar.”
Di Inggris, Royal Society of Chemists telah meluncurkan a kampanye untuk mengurangi tingkat PFAS dalam persediaan air kita. UE berencana membatasi penggunaan bahan kimia PFAS dengan peraturan baru yang diperkenalkan pada tahun 2024. Di Amerika, tingkat PFAS yang dapat ditegakkan secara hukum juga telah ditetapkan untuk melindungi keselamatan publik.
Profesor Tzanakis berkata: “Sampai saat ini, metode menghilangkan PFAS dari air memakan biaya dan waktu yang lama dengan menggunakan bahan kimia dan terbatas pada skala laboratorium. Namun penelitian yang saya lakukan bersama rekan saya Dr Morteza Ghorbani telah mengidentifikasi solusi potensial.”
Profesor Tzanakis dan Dr Ghorbani, Royal Society-Newton Fellow di Oxford Brookes, berkolaborasi dengan Universitas Sabanci (Turki), produsen barang-barang putih Beko (Turki), KTH Royal Institute of Technology (Swedia), dan IVL Swedish Environmental Research Institute untuk mengembangkan dan menguji reaktor kavitasi hidrodinamik.
Reaktor menggunakan cairan yang bergerak cepat di ruang kecil untuk membuat dan mengeluarkan banyak gelembung kecil – sebuah proses yang membantu membersihkan air.
Profesor Tzanakis berkata: “Teknologi ini berpotensi merevolusi pengolahan air limbah, menjadikannya lebih aman dan berkelanjutan bagi masyarakat di seluruh dunia. Kemajuan dalam kavitasi hidrodinamik hijau memberikan alternatif terukur terhadap metode saat ini, mengatasi keterbatasannya.”
Ketika reaktor kavitasi hidrodinamik yang ramah lingkungan dan hemat energi diuji di pabrik pengolahan air limbah Hammarby Sjöstad di Swedia, hasilnya jauh lebih baik dari yang diharapkan.
Hasil yang Menjanjikan dari Pengujian
Reaktor mencapai tingkat degradasi hampir 36% dari 11 varian PFAS umum hanya dalam 30 menit dan tidak memerlukan bahan kimia tambahan.
Dr Ghorbani, yang juga berafiliasi dengan Universitas Sabanci, mengatakan: “Hasilnya sangat mengesankan. Kami tidak menyangka pemrosesan PFAS mencapai tingkat tersebut dalam waktu sesingkat itu. Kami sekarang mengeksplorasi mekanisme dasar penghapusan PFAS secara mendalam di Oxford Brookes University untuk mengontrol dan mengoptimalkan proses dengan lebih baik.
“Langkah kami selanjutnya adalah meningkatkan reaktor kami untuk mengolah air limbah yang mengandung PFAS dalam jumlah yang lebih besar. Kami bertujuan untuk mengolah air limbah yang mengandung PFAS dengan volume hingga 20 liter. Reaktor untuk ini telah dibangun. Setelah itu, target kami adalah mengolah volume hingga 200 liter di instalasi pengolahan air limbah di Swedia.
“Tujuan kami adalah untuk meningkatkan pendekatan yang menjanjikan ini dengan mengungkap ilmu fisika rumit yang menggerakkan teknologi melalui penggunaan berbagai reaktor di berbagai negara. Kami ingin memastikan teknologi ini siap untuk pengolahan air limbah yang sebenarnya dalam waktu dekat dan sebagaimana ditetapkan oleh strategi UE 2035 ketika semua limbah yang mengandung PFAS harus diolah.”
Referensi: “Penghilangan zat per dan polifluoroalkil (PFAS) dari air limbah menggunakan konsep kavitasi hidrodinamik pada chip” oleh Farzad Rokhsar Talabazar, Christian Baresel, Reza Ghorbani, Iakovos Tzanakis, Ali Koşar, Dmitry Grishenkov dan Morteza Ghorbani, 28 Juni 2024 , Jurnal Teknik Kimia.
DOI: 10.1016/j.cej.2024.153573
Penelitian ini telah mendapatkan penghargaan bergengsi dari British Council bekerja sama dengan Universitas Sabanci sehingga tim dapat melanjutkan pekerjaannya.
RakyatPos.ID Network
