Formulasi Biochar dan Geopolimer untuk Mereduksi Ion Logam Berat Cu2+, Ni2+, dan Pb2+ dalam Air Tercemar

Latar belakang Pencemaran ion logam berat Cu²⁺, Ni²⁺, dan Pb²⁺ dalam air tercemar industri dan air sisa pengolahan masih menjadi persoalan lingkungan karena sifat toksik, persistensi, dan potensi bioakumulasi. Kondisi tersebut mendorong perlunya kajian mengenai material adsorben yang memanfaatkan sumber daya berbasis limbah. Sekam padi dan fly ash (abu terbang) berpotensi dimanfaatkan sebagai bahan baku biochar dan geopolimer, namun keterkaitan antara formulasi material, karakteristik struktur, dan perilaku adsorpsi, serta aplikasinya pada air tercemar nyata masih memerlukan kajian yang terintegrasi. Tujuan Penelitian ini bertujuan memformulasikan dan mengarakterisasi komposit biochar–geopolimer berbasis sekam padi dan fly ash sebagai bahan baku adsorben, mengevaluasi perilaku adsorpsi ion Cu²⁺, Ni²⁺, dan Pb²⁺ pada sistem air sintetik, serta memverifikasi respons adsorpsi formulasi terpilih pada air sisa pengolahan aktual dengan mengacu pada baku mutu kualitas air PP No. 22 Tahun 2021. Metode Biochar diproduksi melalui pirolisis sekam padi dan dikombinasikan dengan fly ash teraktivasi NaOH (8–12 M) pada variasi rasio biochar–fly ash (50–90%), diikuti curing (pengerasan material) termal dan alami. Karakterisasi material dilakukan menggunakan BET, FTIR, dan SEM–EDS. Uji adsorpsi batch dilakukan pada variasi pH, waktu kontak, dan konsentrasi awal untuk menentukan kapasitas adsorpsi, isoterm Langmuir–Freundlich, serta kinetika adsorpsi. Formulasi terbaik selanjutnya diuji menggunakan air sisa pengolahan tambang aktual pada pH alami. Hasil Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi formulasi dan kondisi sintesis menghasilkan perbedaan karakter permukaan dan struktur pori pada komposit biochar–geopolimer berbasis sekam padi dan fly ash. Hasil karakterisasi tersebut digunakan sebagai dasar dalam pemilihan formulasi untuk pengujian adsorpsi. Pada pengujian adsorpsi menggunakan formulasi terpilih, diperoleh data perubahan konsentrasi ion Cu²⁺, Ni²⁺, dan Pb²⁺ serta perubahan kondisi keasaman sistem air, yang mencerminkan interaksi antara karakter material adsorben dan kondisi kimia media air yang diuji, baik pada sistem terkontrol maupun sistem air nyata. Kesimpulan Penelitian ini menunjukkan bahwa komposit biochar–geopolimer berbasis limbah sekam padi dan fly ash dapat dipelajari sebagai bahan baku adsorben dalam pengolahan air tercemar. Kontribusi utama penelitian ini terletak pada penyediaan dasar ilmiah yang mengaitkan formulasi dan karakter material adsorben dengan perilaku adsorpsi pada sistem terkontrol dan sistem air nyata, sehingga memperkaya pemahaman konseptual mengenai pemanfaatan material berbasis limbah dalam kajian kualitas air.