PERMEABEL REAKTIF BARRIER (PRB)

 

          Logam berat merupakan kelompok logam dan metaloid dengan kepadatan atom lebih besar dari 4000 kg m^-3 atau 5 kali lebih banyak dari air (Garbarino et al., 1995). Meskipun, beberapa dari logam berat bertindak sebagai mikronutrien yang penting bagi makhluk hidup,tetapi pada tinggi konsentrasi tinggi mereka dapat menyebabkan keracunan (Lenntech,  2004). Logam yang paling beracun adalah yang memiliki oksidasi paling stabil misalnya Cd²⁺, Pb²⁺, Hg²⁺, Ag⁺, As³⁺ ( Duruibe et al., 2007). Kontaminasi air tanah oleh logam berat, baik yang berasal dari sumber alami tanag atau dari sumber antropogenik adalah  permasalahan yang mencakup terhadap kesehatan masyarakat. Salah satu pendekatan pengolahan air tanah yaitu fisika-kimia. Salah satu teknik fisika yang digunakan adalah barrier, sebagian besar terdapat dua atau lebih proses untuk menangani masalah kontaminasi (Hashim et al., 2011).

            Ketika digunakan sebagai bagian dari program remediasi kontaminan, permeable reaktif membran merupakan teknologi aplikasi bermutu yang dapat menghilangkan, menyimpan, atau mengolah kontaminan air yang memiliki dampak kecil bagi lingkungan (Snape et al., 2001). Permeable reactive barriers (PRB) merupakan media reactif pada sub permukaan yang dirancang untuk mencegah kontaminan, menyediakan jalur aliran melalui media reactive dan mengubah kontaminan ke lingkungan setelah remediasi konsentrasi pada barrier (USEPA, 1989). PRB dirancang untuk lebih permeable dari bahan akuifer sekitarnya sehingga air dapat mudahmengalir melalui itu dan mempertahankan air tanah selama pengolahan kontaminan (Yin and Allen, 1999). Menurut Scherer et al, (2000) dikalsifikasikan teknologi permeable barrier menjadi tiga jenis, sesuai dengan proses pemisahan yang digunakan didalamnya

1. Penyerapan : zeolit, humic material, oksidasi, agen prespitasi

2. Reaksi kimia : zero valent metal, mineral

3. Proses biologi: oksigen dan pelepasan komponen nirat, material organik

            Ketika dalam proses penyerapan pada PRB, kontaminan pada akuifer yang bermigrasi melalui dinding reaktif dapat dijadikan tidak aktif pada in situ dengan penyerapan ke bahan reaktif yang terkandung dalam pengolahan dinding melalui ion exchange kompleksasi permukaan, prespitasi permukaan atau sekat hidrofobik (Schwarzenbach et al., 1993). Penyerapan dapat menggunkan lumpur merah karena memiliki kemampuan untuk menghilangkan berbagai kontaminan dan logam bert dari air limbah (Apak et al., 1998; Gupta et al., 2004; Gupta and Saini, 2004; Gupta and Sharma, 2002) dan drainse tambang asam (AMD) (Komnitsas at al., 2004.). Lumpur merah dengan komposisi alumunium, besi, kalsium silikia, titanium oksida dan hidroksida yang berasal dari penyerapan dan penhancuran bauksit selama pada proses Bayer yang dilaporkan memiliki reaktifitas permukaan yang tinggi (Apak et al., 1998; Chvedov et al., 2001). Penyerapan logam berat Pb, Cd dan Zn ditemukan menjadi immobile menggunakan perlakuan lumpur merah (Santona et al., 2006).

            Han et al, (2000) melaporkan karbon aktif granular (GAC) sangat cocok untuk digunakan dalam permeable reaktif barrier, terutama untuk menghilangkan Cr(VI) dari air tanah yang terkontaminasi. Selain itu PRB dengan karbon aktif dan mikroorganisme meningkatkan efisiensi degradasi PAH yang teradsorpsi pada karbon (Leglize, 2004). Penelitian yang dilakukan Mon et al, (2005) pengolahan dengan lumpur merah, konsentrasi Cu dalam sampel air sungai tercemar menurun dari 0,537 mg/ml menjadi 0,369 mg/ml pada pH antara 3-11 pada suhu 30⁰C. Ion Cu dapat dihilangkan dari cairan dengan menggunalan lumpur merah (Nadaroglu et al., 2010).

            Zeolit adalah mineral tectosilikat yang memiliki potensi untuk digunakan sebagai pengolahan mineral pada permeable reaktif barrier karena pertukaran ion yang tinggi, penyerap, katalitik dan kapasitas molekul penyaringan (Roehl et al., 2005).  Penelitian Kocaoba (2009) Zeolitic mineral clinoptilolite [(Ca, Mg, Na₂, K₂) (Al₂Si₁0O₂₄. 8H₂O)]) untuk efisiensi menghilangkan CD(II), Cu(II) dan Ni(II) dari cairan. Penelitian iron sorbents pada permeabel reaktif yang telah dilakukan oleh Su and Puls (2001) tentang efektifitas Zero Valent Iron(ZVI) untuk menghilangkan logam berat arsenic. Sun et al, (2006) melaporkan dibawah kondisi anaerobic menghilangkan arsenite lebih mudah dengan ZVI sedangkan menghilangkan arsenate lebih efisien pada kondisi aerobic. Arsenite dipresipitasi pada kondisi anaerobic dan arsenate diadsorpsi pada iron dan produk korosi iron pada kondisi anaerobic

            Agen kimia reaktif juga dapat digunakan dalam PRB untuk kontaminan yang mengendap (Hashim et al., 2011). Bahan reaktif yang dapat digunakan antara lain garam besi, lime, kapur, flyash, fosfat, Mg(OH)₂, MgCO₃, CaCl₂, CaSO₄, BaCl ₂ dan logam zero valent (Yin and Allen, 1999). Selain itu terdapat barrier biologi dengan bioreactor in situ untuk transformasi mikroba pada senyawa yang berpotensi berbahaya. Terdapat banyak peneltian yang telah dilakukan dengan zona bioreaktif yang  direkayasa untuk mengubah kondisi redoks atau menyediakan substrat atau nutrisi yang memfasilitasi alami  sistem biodegradatif sistem. Saat ini, zona reaktif biologis mengandalkan pada nutrisi terlarut atau nutrisi disuntikkan untuk mendukung  biodegradasi kontaminan melewati barrier (Barbaro and  Barker, 2000; Fang et al., 2002;. Hunkeler et al., 2002;. Witt et al,.  2002). Hunter and Kuykendall (2005) melaporkan biobarrier in-situ yang berisi minyak kedelai mampu menghilangkan 98% selenite dari aliran air tanah. Bakteri reduksi sulfat juga mampu mereduksi selenite untuk unsur pembentuk selenium sulfide (Hockin and Gadd, 2003). Penelitian yang dilakukan Quintanilla et al, (2010) menggunakan nanofiltrasi sebagai barrier kontaminan organic pada water reuse. Nanofiltrasi dan reverse osmosis dapat menghilangkan kontaminan air selama pengolahan air untuk resapan air tanag atau pengolahan air minum (Radjenovic et al., 2008; Bellona et al., 2008; Schrotter et al., 2009)