Limbah logam berat timbal atau Pb(II) dalam air dapat berasal dari berbagai sumber, salah satunya adalah aktivitas industri, pertambangan, atau korosi pipa. Logam berat Pb bersifat akumulatif dan dapat masuk ke dalam rantai makanan. Air yang terkontaminasi oleh logam berat Pb dapat memicu kerusakan organ tubuh yang serius, bahkan pada konsentrasi yang sangat kecil. Beberapa strategi digunakan untuk menurunkan kadar Pb hingga memenuhi baku mutu air minum, misalnya penggunaan material alkali untuk mengubah ion larut menjadi endapan padat. Strategi penggunaan kapur (Ca(OH)2) atau natrium hidroksida (NaOH) untuk membentuk endapan Pb juga dapat digunakan sebagai strategi alternatif. Beberapa strategi lain, seperti metode ion exchange dan filtrasi membran, menjadi strategi yang cukup efisien.
Di antara beberapa strategi, metode adsorpsi menjadi metode yang cukup efisien dalam menanggulangi limbah Pb. Salah satu yang dikembangkan adalah material adsorben nanokomposit. Material nanokomposit chitosan‒Fe₃O₄/activated carbon/TiO₂ merupakan kandidat adsorben yang sangat efektif untuk menyisihkan limbah logam berat Pb(II) dalam air. Kombinasi keempat material membentuk nanokomposit chitosan‒Fe₃O₄/activated carbon/TiO₂ yang dapat menciptakan material hibrida dengan sifat sinergis yang menggabungkan kapasitas adsorpsi tinggi, kemudahan pemisahan logam berat dengan medan magnetik, luas permukaan besar, dan kemampuan fotokatalisis.
Dalam nanokomposit chitosan‒Fe₃O₄/activated carbon/TiO₂, kitosan dapat bertindak sebagai matriks pendukung yang kaya akan gugus fungsi amina dan hidroksil. Gugus ini sangat reaktif dan berfungsi sebagai active sites untuk mengikat limbah ion Pb(II) dalam air melalui mekanisme chelation. Magnetit atau Fe3O4 dapat memberikan sifat superparamagnetik pada nanokomposit. Sifat ini kemudian memudahkan pemisahan adsorben dari air setelah proses pengolahan limbah selesai hanya dengan menggunakan magnet eksternal, tanpa perlu filtrasi rumit. Di sisi lain, karbon aktif atau activated carbon dapat menyediakan luas permukaan (surface area) yang sangat besar dan struktur berpori pada nanokomposit. Karbon aktif dapat memaksimalkan kontak antara nanokomposit adsorben dengan ion Pb(II) serta meningkatkan kapasitas adsorpsi secara fisik atau physisorption. Terakhir, TiO2 dapat menambahkan kemampuan fotokatalitik. Di bawah paparan sinar UV atau matahari, TiO2 dapat memfasilitasi degradasi polutan organik yang mungkin ikut tercampur bersama limbah logam berat, sekaligus membantu regenerasi permukaan material.
Penulis: Tahta Amrillah, Ph.D
