Setiap tahun, jutaan metrik ton kering biosolids – material kaya nutrisi sisa dari pengolahan limbah kota, alias lumpur – disebar ke tanah-tanah pertanian di AS.

Ini memang cara daur ulang nutrisi yang keren banget, dan jelas jadi sumber pupuk yang oke. Selama bertahun-tahun, biosolids ini dipasarkan ke petani sebagai alternatif alami pengganti pupuk petrokimia.

Tapi di sisi lain, ini juga bikin masalah besar, karena sebagian besar lumpur itu terkontaminasi PFAS.

Untungnya, para ilmuwan lagi cari solusinya nih.

“Masalah kontaminasi PFAS di lahan pertanian ini dampaknya lebih keras ke petani kecil dan petani organik, yang udah pakai pupuk mengandung PFAS sebelum kita tahu seberapa parah efeknya,” jelas ilmuwan lingkungan Jake Thompson dari Universitas Yale.

Bareng timnya, dia baru aja ngajuin metode remediasi detail, yang dipublikasi di jurnal PNAS, yang katanya bisa ngurangin kadar PFAS cuma dengan biaya sepersekian dari metode yang udah ada.

Survei Lumpur Limbah Nasional yang dilakukan tahun 2001 oleh Badan Perlindungan Lingkungan AS (EPA) memperkirakan sekitar 2.749 sampai 3.450 kilogram PFAS (yang sering disebut ‘bahan kimia abadi’) ada dalam total biosolids yang diproduksi setiap tahun di Amerika Serikat, dan sekitar setengahnya disebar ke tanah pertanian.

Tapi, sesuai namanya, bahan kimia abadi ini susah banget terurai: Rantai karbon-fluorin di inti molekul ini kuat banget, sampai-sampai PFAS diperkirakan bisa bertahan ribuan tahun lamanya.

Begitu disebar ke tanah, PFAS ya diem aja di situ, numpuk terus dari tahun ke tahun seiring makin banyak biosolids yang dipakai, lalu bocor ke aliran air yang lewat. Atau, bisa juga diserap tanaman yang tumbuh di tanah itu, dan akhirnya balik lagi bersirkulasi di rantai makanan.

Ini mengkhawatirkan, karena makin banyak bukti yang nunjukin paparan PFAS bisa berbahaya buat makhluk hidup.

Studi di lab dan hewan menunjukkan kemungkinan peran PFAS dalam kanker, juga masalah kehamilan dan reproduksi.

Studi pada populasi manusia juga mengungkap hubungan antara PFAS dan munculnya beberapa jenis kanker, risiko kardiovaskular, multiple sclerosis, serta masalah kesuburan.

Banyak studi ini masih bersifat awal, artinya hubungannya masih terus diteliti.

Tapi secara keseluruhan, kayaknya PFAS memang bukan sesuatu yang kita pengen biarin numpuk di tanah tempat kita nanam makanan.

“Meskipun studi ini fokus ke AS, berdasarkan data yang ada, PFAS itu udah jadi tantangan global,” kata Thompson.

Bersihin kekacauan ini jelas bukan tugas gampang: Biaya ngilangin PFAS dari lahan pertanian Amerika pakai teknik yang ada sekarang sekitar $800.000 sampai $1,6 juta per hektar – yang kalau ditotal kira-kira bisa nyampe $8 triliun.

Sementara metode baru yang diusulin ini, biayanya sekitar $29.000 per hektar kalau prosesnya diulang selama 20 tahun buat memastikan remediasi berhasil.

Menurut para peneliti, metode ini juga bisa ningkatin kesehatan tanah, beda sama metode lama yang harus ngeruk dan ‘bakar’ tanah, yang justru ngilangin lapisan tanah atas dan ngelepas karbon dioksida dalam jumlah gede.

Jadi gimana cara kerjanya?

Langkah pertama, tebar batuan basa yang udah dihancurkan ke lahan yang terkontaminasi. Dalam model mereka, Thompson dan tim pakai basalt, tapi batu kapur juga bisa jadi pilihan.

“Penambahan batuan basa ke tanah (atau pelapukan yang ditingkatkan) menaikkan pH tanah ke target pH 7, yang bikin mobilitas dan bioavailabilitas PFAS utama kayak perfluorooctane sulfonate (PFOS) dan perfluorooctanoic acid (PFOA) meningkat,” jelas para penulis di makalah mereka.

Tanaman kayak hemp dan rumput-rumputan perennial yang dikenal bisa nyerap PFOS dengan cepat ditanam di tanah yang terkontaminasi, lalu dipanen dan dipirolisis (semacam proses pemanasan tanpa oksigen) buat ngasilin biochar.

“Biomassa yang dipanen, dikonversi jadi biochar lalu disebar lagi ke lahan, juga bisa nahan PFAS sisa, jadi ngurangin transfernya ke tanaman pakan ternak,” tambah tim peneliti.

Masih banyak hal yang belum diketahui soal nasib PFAS selama pirolisis – studi terbaru nunjukin suhu minimal 800 °C (1.472 °F) mungkin diperlukan supaya kadar PFAS bisa turun cukup signifikan.

Salah satu faktor penting dalam hitung-hitungan ekonomi ini adalah neraca karbon.

Suhu tinggi yang dibutuhkan buat pirolisis dan transportasi produk biochar ke lokasi lain sama-sama ngasilin emisi gas rumah kaca ke atmosfer, sementara proses pelapukan yang ditingkatkan malah nyerap emisi. Jadi, dua komponen metode ini saling ngimbangin dalam perhitungan Thompson dan timnya.

Asal instruksinya diikutin dengan tepat, para peneliti memperkirakan adopsi metode ini secara nasional di AS bisa nyerap 10,5 juta metrik ton karbon dioksida dari atmosfer setiap tahunnya.

Terkait: Paparan Pestisida Umum Dikaitkan dengan Risiko 2,7 Kali Lipat Terkena Penyakit Parkinson

“Ini jalur nyata buat ngasih petani dalam situasi kayak gini semacam kendali atas tanah mereka, dan ninggalin tanahnya dalam kondisi lebih baik dari sebelumnya,” kata Thompson.

Penelitian ini dipublikasikan di PNAS.