Brine yang selama ini dianggap sebagai buangan ternyata menyimpan cadangan air yang besar. Dalam penilaian yang tersedia, produksi brine global mencapai 25,2 miliar galon per hari, jumlah yang setara dengan hampir 60.000 kolam renang ukuran Olimpiade setiap hari.
Besarnya volume itu membuat brine mulai dipandang sebagai sumber air tambahan, bukan sekadar limbah cair yang harus disingkirkan. Cairan ini muncul dari desalinasi, pengolahan air limbah, serta berbagai aktivitas industri seperti pertambangan, manufaktur, dan energi.
Tekanan terhadap pasokan air makin besar
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 kondisi itu, pemulihan air dari brine menjadi salah satu opsi yang dinilai bisa membantu menambah pasokan.
Pada saat yang sama, volume brine juga diperkirakan terus bertambah seiring ekspansi fasilitas desalinasi. Artinya, persoalan ini bukan hanya soal membuang limbah asin, tetapi juga tentang bagaimana memanfaatkan air yang masih tersisa di dalamnya.
Pembuangan tradisional masih memunculkan risiko
Di wilayah pesisir, brine umumnya dilepaskan ke laut. Sementara itu, di daerah pedalaman, cairan ini sering ditampung di kolam penguapan, dicampur dengan air limbah lain, atau disuntikkan ke sumur dalam.
Setiap cara itu tetap membawa dampak lingkungan. Kandungan garam yang sangat tinggi dari brine desalinasi dapat membunuh ikan atau mengusirnya dari habitat, dan dampak seperti ini dilaporkan semakin sering sejak 1980-an di lepas pantai Bahrain.
Kolam penguapan juga tidak lepas dari masalah. Cara ini membutuhkan lapisan khusus agar brine tidak merembes dan mencemari air tanah, lalu sisa padatan harus segera dipindahkan agar tidak beterbangan sebagai debu.
Dampak di lapangan sudah terlihat
Contoh lain tampak saat Great Salt Lake di Utah mengering. Debu asin dari area itu ikut berkontribusi pada polusi udara yang signifikan, menurut Utah Division of Air Quality.
Penyuntikan brine ke dalam bumi juga menuai kekhawatiran tersendiri. Di Oklahoma, termasuk pada sumur yang dipakai untuk fracking minyak dan gas alam, praktik tersebut dikaitkan dengan peningkatan aktivitas gempa hingga 40 kali lipat pada periode lima tahun dari 2008 hingga 2013 dibandingkan 31 tahun sebelumnya.
Brine mulai dilihat sebagai bahan baku, bukan sekadar limbah
Sejumlah peneliti kini berupaya memulihkan air dari brine sambil mengambil material bernilai seperti sodium, lithium, magnesium, dan calcium. Pendekatan yang paling efektif sejauh ini memanfaatkan panas dan tekanan untuk menguapkan air, lalu menangkap uapnya dan meninggalkan garam serta logam dalam bentuk padatan.
Namun, sistem seperti itu dinilai mahal, boros energi, dan berukuran besar. Karena itu, beberapa metode lain ikut dikembangkan, meski masing-masing masih punya keterbatasan.
Electrodialysis, misalnya, memakai listrik dan membran khusus untuk memisahkan air yang lebih bersih dari aliran garam yang makin pekat. Metode ini bekerja paling baik ketika air awal tidak terlalu kotor, karena keberadaan banyak kotoran, minyak, atau mineral bisa membuat membran cepat tersumbat atau rusak.
Ada juga membrane distillation yang mengandalkan panas agar hanya uap air yang melewati membran penolak air. Proses ini cenderung lambat dan juga mahal jika diterapkan dalam skala besar.
Pendekatan kecil mulai dianggap lebih praktis
Di tengah keterbatasan teknologi besar, sistem yang lebih kecil dan terdesentralisasi mulai menarik perhatian karena biaya awalnya lebih rendah dan bisa dioperasikan lebih cepat. Salah satu contohnya datang dari University of Arizona, tempat Mervin XuYang Lim memimpin pengujian sistem pemulihan brine enam tahap bernama STREAM.
STREAM merupakan singkatan dari Separation, Treatment, Recovery via Electrochemistry and Membrane. Sistem ini dirancang untuk memulihkan brine municipal, yaitu air asin sisa pengolahan limbah kota, dengan menggabungkan beberapa tahap penyaringan dan pemisahan.
Teknologi di dalamnya mencakup 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 itu 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. Dengan begitu, volume limbah yang harus dibuang turun jauh, sementara air hasil prosesnya 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 tersebut juga cocok bagi jenis brine lain. Pengujian itu juga diarahkan untuk menilai kemampuannya menghilangkan virus dan bakteri bagi konsumsi manusia.
Arah penggunaan ulang air makin jelas
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. Dengan pendekatan itu, brine tidak lagi hanya dipandang sebagai sisa proses yang harus dibuang.
Sebaliknya, cairan asin ini mulai masuk ke dalam strategi untuk menambah pasokan air dan menekan beban lingkungan dari pembuangan limbah cair.
