- Arizona State University mengembangkan teknologi baru yang dapat menghancurkan PFAS, mengatasi masalah pencemaran lingkungan.
- Metode pengolahan air tradisional tidak dapat secara efektif memecah PFAS, hanya dapat menjebaknya.
- Teknologi baru ini menggunakan katalis platinum dan atom hidrogen untuk melakukan reaksi kimia yang menghilangkan fluor pelindung dari PFAS.
- Teknologi ini dalam uji coba berhasil menghilangkan lebih dari 90% PFAS, menunjukkan hasil yang baik.
Peneliti di Arizona State University telah mengembangkan teknologi baru yang dapat menghancurkan perfluoroalkyl substances (PFAS), yang sering disebut sebagai "bahan kimia abadi". Bahan kimia abadi adalah sekelompok zat sintetis yang hingga saat ini tidak dapat terurai, teroksidasi, atau terdegradasi oleh sinar matahari atau tanah. Dalam sebuah penelitian, International Alliance merancang membran katalitik "hunter-killer" untuk menghilangkan molekul beracun ini. "Setiap orang di tubuh kita memiliki PFAS. Zat-zat ini bertahan di lingkungan dan akan terakumulasi dalam rantai makanan, sehingga menjadi masalah warisan yang signifikan,"
kata Bruce Rittmann, Direktur Swette Center for Environmental Biotechnology.
Metode pengolahan air tradisional seperti filter karbon aktif, resin pertukaran ion, dan teknologi reverse osmosis dapat mengekstrak PFAS beracun dari air minum. Namun, metode ini tidak dapat menghancurkan zat-zat kimia ini, hanya menjebak polutan. Selain itu, proses ini meninggalkan air garam yang terkonsentrasi dan filter limbah berbahaya, yang akhirnya akan dibuang atau dibakar oleh fasilitas, sehingga masalah ini tertunda dan bukan teratasi. "PFAS sangat sulit untuk dipecah, proses pengolahan yang normal tidak efektif," tambah Rittmann. Penyebab ketahanan ini adalah ikatan karbon-fluor, yang dianggap sebagai ikatan terkuat dalam kimia organik.
Atom fluor melindungi kerangka karbon seperti pelindung yang menggigit, sehingga mikroba tidak dapat mencerna, dan zat kimia tidak dapat menembusnya. "Sebenarnya tidak ada tempat untuk memulai proses pemecahan," jelas Rittmann.
Bagaimana Teknologi Baru Ini Bekerja
Untuk memecahkan masalah ini, tim Rittmann bekerja sama dengan mitra dari Rice University, Tongji University, National University of Singapore, dan Nanjing University, dan beralih ke metode pencocokan molekuler yang cerdik. Para peneliti membangun membran serat berongga yang dilapisi dengan partikel nano platinum, alih-alih menyerang PFAS di badan air terbuka. Proses ini dimulai dari dalam. Hidrogen bertekanan mengalir melalui pusat tabung serat berongga yang kecil, menyebar ke luar hingga bertemu dengan katalis platinum. Katalis ini memecah pasangan molekul hidrogen menjadi atom hidrogen tunggal yang sangat reaktif.
Saat yang sama, molekul PFAS yang mengapung di air sekitar menempel pada permukaan platinum, mengumpulkan hidrogen reaktif dan polutan target untuk dihancurkan. Ketika target bertemu dengan hidrogen teraktivasi di permukaan, katalis memicu reaksi kimia yang intens. Hidrogen menghilangkan fluor pelindung, melepaskan molekul dari "kemampuan super" abadi mereka, dan mengembalikannya menjadi komponen yang tidak berbahaya.
Tantangan dan Masa Depan Teknologi
Dalam uji coba yang berlangsung selama 58 hari, sistem ini mengolah air yang mengandung enam senyawa PFAS prioritas regulasi yang berbeda, menghilangkan lebih dari 90% dari setiap senyawa, dan menghilangkan total fluor sebesar 83%. Dilaporkan bahwa air tanah dengan konsentrasi PFAS tinggi tersebar di pangkalan militer, tempat pembuangan sampah kota, bandara, dan fasilitas pengolahan air limbah di seluruh dunia. Racun ini terakumulasi dalam tanaman, hewan ternak, dan jaringan manusia, dan kontak dengan mereka terkait dengan kanker ginjal, penyakit tiroid, gangguan fungsi imun, dan keterlambatan perkembangan. Sebuah mekanisme universal yang mampu memecah seluruh keluarga senyawa ini dapat mengubah cara pemulihan lingkungan dilakukan.
Sebelum teknologi ini dapat diterapkan dalam sistem air kota, beberapa tantangan masih perlu diatasi. Misalnya, perlu meminimalkan jumlah platinum yang diperlukan untuk mengurangi biaya. Harga perdagangan logam mulia ini sekitar US$50,000 per kilogram (sekitar HK$390,000). Penerapan yang sebenarnya mungkin akan memadukan reaktor dengan metode penyaringan yang ada, terlebih dahulu mengkonsentrasikan air yang terkontaminasi, sehingga sistem katalis dapat secara efektif menghancurkan aliran limbah yang dihasilkan. Munculnya kimia hunter-killer menunjukkan bahwa warisan beracun yang persisten ini mungkin akhirnya akan berakhir.
Item Spesifikasi Waktu Pengolahan 58 Hari Rasio Penghilangan Lebih dari 90% Rasio Penghilangan Fluor 83%
Dampak Potensial Teknologi Baru terhadap Pemulihan Lingkungan
PFAS dikenal sebagai "bahan kimia abadi" karena keberadaannya yang persisten di lingkungan dan sulit untuk dipecah, yang mengancam ekologi dan kesehatan manusia. Teknologi baru dari Arizona State University, melalui metode katalitik yang inovatif, memiliki potensi untuk secara efektif menghilangkan zat-zat berbahaya ini, menandai kemajuan penting dalam bidang pemulihan lingkungan. Meskipun masih ada tantangan dalam hal biaya dan penerapan teknologi, terobosan ini dapat mengubah masa depan industri pengolahan air, mendukung pasokan air minum yang lebih aman, dan mengurangi dampak jangka panjang PFAS terhadap ekosistem.