Kebutuhan air bersih terus tertekan oleh cuaca yang makin hangat, badai yang lebih intens, dan kekeringan yang memperburuk cadangan air di bawah tanah, sungai, dan danau. Di tengah situasi itu, brine atau air sangat asin yang selama ini dianggap limbah mulai dilihat sebagai sumber air tambahan yang bisa diselamatkan.
Brine muncul dari desalinasi, pengolahan air limbah, hingga aktivitas industri seperti pertambangan, manufaktur, dan energi. Jumlahnya sangat besar, dan para peneliti menilai pemulihannya dapat membantu menambah pasokan sekaligus mengurangi beban pembuangan limbah cair.
Brine yang Melimpah dan Selama Ini Dibuang
Perkiraan terbaru yang tersedia menyebut produksi brine global mencapai 25,2 miliar galon per hari. Volume itu setara dengan hampir 60.000 kolam renang ukuran Olimpiade setiap hari, sehingga wajar jika banyak pihak mulai memandang cairan ini sebagai sumber daya yang belum dimanfaatkan secara optimal.
Angka tersebut berasal dari penilaian pada 2019, tetapi volumenya diperkirakan terus naik seiring ekspansi fasilitas desalinasi. Di banyak tempat, brine masih diperlakukan sebagai sisa proses yang harus segera dibuang, padahal kandungan airnya sendiri masih sangat besar.
Metode Pembuangan Masih Menyisakan Masalah
Di wilayah pesisir, brine umumnya dilepas ke laut. Sementara itu, di kota-kota pedalaman, cairan ini sering ditampung di kolam penguapan, dicampur dengan air limbah lain, atau disuntikkan ke sumur dalam untuk dibuang.
Masalahnya, setiap metode itu tetap membawa risiko lingkungan. Kandungan garam yang sangat tinggi dari brine desalinasi dapat membunuh ikan atau mengusirnya dari habitat, dan dampak seperti ini semakin sering dilaporkan sejak 1980-an di lepas pantai Bahrain.
Kolam penguapan pun tidak bebas persoalan karena membutuhkan lapisan khusus agar brine tidak merembes dan mencemari air tanah. Setelah air menguap, sisa padatan juga harus segera dipindahkan agar tidak beterbangan sebagai debu.
Risiko yang Sudah Terlihat di Lapangan
Contoh dampak lainnya terlihat saat Great Salt Lake di Utah mengering. Debu asin yang beterbangan dari area itu turut berkontribusi pada polusi udara yang signifikan, menurut Utah Division of Air Quality.
Penyuntikan brine ke dalam bumi juga memunculkan masalah lain. Di Oklahoma, termasuk pada sumur yang dipakai untuk fracking minyak dan gas alam, praktik itu dikaitkan dengan peningkatan aktivitas gempa hingga 40 kali lipat pada periode lima tahun dari 2008 hingga 2013 dibandingkan 31 tahun sebelumnya.
Teknologi Pemulihan Air Mulai Diarahkan ke Brine
Sejumlah peneliti kini mencoba memulihkan air dari brine sambil mengambil material bernilai seperti sodium, lithium, magnesium, dan calcium. Pendekatan yang paling efektif saat ini memanfaatkan panas dan tekanan untuk menguapkan air, lalu menangkap uapnya dan meninggalkan garam serta logam dalam bentuk padatan.
Namun, sistem itu tergolong mahal, boros energi, dan berukuran besar. Alternatif seperti electrodialysis memakai listrik dan membran khusus untuk memisahkan air yang lebih bersih dari aliran garam yang makin pekat, tetapi metode ini bekerja paling baik ketika air awal tidak terlalu kotor.
Jika air mengandung banyak kotoran, minyak, atau mineral, membran bisa cepat tersumbat atau rusak. Ada juga membrane distillation yang mengandalkan panas agar hanya uap air yang melewati membran penolak air, tetapi prosesnya cenderung lambat dan juga mahal untuk skala besar.
Sistem Skala Kecil Dinilai Lebih Fleksibel
Pendekatan yang lebih kecil dan terdesentralisasi mulai menarik perhatian karena biaya awalnya lebih rendah dan bisa dioperasikan lebih cepat. Di University of Arizona, Mervin XuYang Lim memimpin pengujian sistem pemulihan brine enam tahap bernama STREAM, singkatan dari Separation, Treatment, Recovery via Electrochemistry and Membrane.
Sistem ini dirancang untuk memulihkan brine municipal, yakni air asin sisa pengolahan limbah kota. Teknologinya menggabungkan ultrafiltration untuk menyaring partikel dan mikroba, reverse osmosis untuk menghilangkan garam terlarut, serta electrolytic cell yang jarang dipakai dalam pengolahan air konvensional.
Studi sebelumnya menunjukkan sistem tersebut mampu memulihkan bahan kimia yang masih bisa dimanfaatkan, seperti sodium hydroxide dan hydrochloric acid, dengan biaya seperenam dari harga pembelian komersial. Perhitungan awal juga menunjukkan sistem terintegrasi itu dapat mereklamasi hingga 90% air, sehingga volume limbah yang harus dibuang turun jauh.
Air hasil proses itu dinilai layak diminum setelah disinfeksi akhir menggunakan ultraviolet atau chlorine. Tim peneliti kini membangun sistem pilot yang lebih besar di Tucson untuk menguji apakah teknologi ini juga cocok untuk jenis brine lain dan untuk menilai kemampuannya menghilangkan virus serta bakteri bagi konsumsi manusia.
Kolaborasi dengan peneliti dari University of Nevada Reno, University of Southern California, dan U.S. Army Corps of Engineers diarahkan untuk membantu komunitas di wilayah Southwest memperoleh pasokan air yang lebih andal melalui penggunaan kembali air limbah kota secara aman. Brine pun mulai diposisikan bukan hanya sebagai limbah yang harus disingkirkan, tetapi sebagai bagian dari solusi untuk menambah pasokan air dan menekan beban lingkungan.
