BAB 1 BAB 1 PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.1. Latar Belakang
Bahaya dan risiko kesehatan yang ditimbulkan dari pencemaran air dapat Bahaya dan risiko kesehatan yang ditimbulkan dari pencemaran air dapat diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tak langsung. diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tak langsung. Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia dapat terjadi akibat mengkonsumsi air Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia dapat terjadi akibat mengkonsumsi air yang tercemar atau air dengan kualitas yang buruk, baik secara langsung diminum yang tercemar atau air dengan kualitas yang buruk, baik secara langsung diminum ataupun melalui makanan serta akibat penggunaan air yang tercemar untuk kegiatan ataupun melalui makanan serta akibat penggunaan air yang tercemar untuk kegiatan sehari-hari. Sedangkan bahaya tak langsung, dapat terjadi akibat mengkonsumsi hasil sehari-hari. Sedangkan bahaya tak langsung, dapat terjadi akibat mengkonsumsi hasil perikanan
perikanan dimana dimana berbagai berbagai produk produk tersebut tersebut dapat dapat mengakumulasi mengakumulasi zat zat polutan polutan yangyang berbahaya.
berbahaya.
Pencemaran air minum dapat diakibatkan oleh virus, bakteri patogen, zat Pencemaran air minum dapat diakibatkan oleh virus, bakteri patogen, zat kimia, dan parasit. Untuk itu diperlukan pengolahan air minum yang baik agar dapat kimia, dan parasit. Untuk itu diperlukan pengolahan air minum yang baik agar dapat meminimalkan polutan yang
meminimalkan polutan yang terdapat di dalamnya. Desterdapat di dalamnya. Desinfeksi infeksi merupakan salah satmerupakan salah satuu metode yang dipakai untuk meningkatkan kualitas air sehingga air layak untuk metode yang dipakai untuk meningkatkan kualitas air sehingga air layak untuk digunakan dalam aktivitas sehari-hari. Ada berbagai macam metode Desinfeksi, digunakan dalam aktivitas sehari-hari. Ada berbagai macam metode Desinfeksi, antara lain dengan khlorin, ozon, dan UV yang masing-masing mempunyai kelebihan antara lain dengan khlorin, ozon, dan UV yang masing-masing mempunyai kelebihan dan kelemahan.
dan kelemahan.
Melalui proses Desinfeksi, air yang telah tercemar dapat disterilisasikan dari Melalui proses Desinfeksi, air yang telah tercemar dapat disterilisasikan dari bakteri pato
bakteri patogen, virus, gen, virus, zat zat kimia serta kimia serta dapat dapat menjernihkan wamenjernihkan warna air, rna air, menghilangkanmenghilangkan kekeruhan, bau dan rasa, sehingga air dapat memenuhi syarat untuk air minum. Selain kekeruhan, bau dan rasa, sehingga air dapat memenuhi syarat untuk air minum. Selain kegunaan Desinfeksi di atas, proses Desinfeksi juga menghasilkan hasil samping dan kegunaan Desinfeksi di atas, proses Desinfeksi juga menghasilkan hasil samping dan kerugian bagi manusia yang perlu kita pelajari dampaknya bagi kesehatan.
kerugian bagi manusia yang perlu kita pelajari dampaknya bagi kesehatan.
1.2.Rumusan Masalah 1.2.Rumusan Masalah
1.
1. Apakah yang dimaksud dengan Desinfeksi?Apakah yang dimaksud dengan Desinfeksi? 2.
2. Apa saja metode Desinfeksi?Apa saja metode Desinfeksi? 3.
4.
4. Bagaimana proses klorinasi?Bagaimana proses klorinasi? 5.
5. Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon?Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon? 6.
6. Bagaimana proses Desinfeksi dengan ozon?Bagaimana proses Desinfeksi dengan ozon? 7.
7. Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet?Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet? 8.
8. Bagaimana proses Desinfeksi dengan ultraviolet?Bagaimana proses Desinfeksi dengan ultraviolet?
1.3.Tujuan 1.3.Tujuan
1.
1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan Desinfeksi.Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan Desinfeksi. 2.
2. Untuk mengetahui berbagai metode Desinfeksi.Untuk mengetahui berbagai metode Desinfeksi. 3.
3. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan khlorinasi.Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan khlorinasi. 4.
4. Untuk mengetahui proses klorinasi.Untuk mengetahui proses klorinasi. 5.
5. Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon.Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon. 6.
6. Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ozon.Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ozon. 7.
7. Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet.Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet. 8.
8. Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ultraviolet.Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ultraviolet.
1.4 Manfaat 1.4 Manfaat
1.
1. Menyelesaikan tugas mata kuliah pengelolaan air minum dan sanitasiMenyelesaikan tugas mata kuliah pengelolaan air minum dan sanitasi makanan.
makanan. 2.
2. Memahami tentang proses pengolahan air minum.Memahami tentang proses pengolahan air minum. 3.
3. Menambah pengetahuan tentang pengelolaan air minum.Menambah pengetahuan tentang pengelolaan air minum. 4.
4. Menambah pengetahuan tentang upaya preventif dan promotif mengenaiMenambah pengetahuan tentang upaya preventif dan promotif mengenai penggunaan
penggunaan air air serta serta dampak dampak kesehatan kesehatan yang yang ditimbulkan ditimbulkan jikalau jikalau terjaditerjadi pencemaran terhadap air.
BAB 2
PEMBAHASAN
2.1 Definisi Desinfeksi
Desinfeksi adalah memusnahkan mikro-organisme yang dapat menimbulkan penyakit. Desinfeksi merupakan benteng manusia terhadap paparan mikroorganisme pathogen penyebab penyakit. Termasuk di dalamnya virus, bakteri dan protozoa parasit (Biton,1994)
Desinfeksi merupakan salah satu proses dalam pengolahan air minum yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang terdapat dalam air. Metode Desinfeksi yang umumnya digunakan selama ini ada lima, yaitu klorin, kombinasi klorin, ozon, klorin dioksida dan ultraviolet. Secara umum proses Desinfeksi dapat dilakukan secara fisik dan kimiawi. Alternatif pada proses Desinfeksi secara kimiawi biasanya mengunakan klor, ozon dan senyawa halogen. Sedangkan proses Desinfeksi secara fisik dapat digunakan sinar ultraviolet, gelombang ultrasonik, ultrafiltrasi, reverse osmosis. Teknologi Desinfeksi secara fisik tersebut yang sedang dikembangkan dan mendapatkan banyak kemajuan pada beberapa tahun terakhir ini. Desinfeksi juga dapat diartikan proses pembuangan semua mikroorganisme patogen pada objek yang tidak hidup dengan pengecualian pada endospora bakteri.
2.2 Tujuan Desinfeksi
Adapun tujuan dari sterilisasi dan Desinfeksi tersebut adalah: a. Mencegah terjadinya infeksi
b. Mencegah kontaminasi mikroorganisme
2.3 Faktor yang Mempengaruhi Proses Desinfeksi
Proses Desinfeksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah sebagai berikut:
2.3.1 Jenis Desinfeksi
Efisiensi desinfektan tergantung pada jenis bahan kimia yang digunakan, beberapa desinfektan seperti ozon dan klorin dioksida merupakan oksidator yang kuat dibandingkan dengan yang lainnya.
2.3.2 Jenis Mikroorganisme
Di alam terdapat banyak sekali variasi mikroba pathogen yang resisten terhadap desinfektan. Bakteri pembentuk spora umumnya lebih resisten terhadap desinfektan dibandingkan bakteri vegetatif. Terdapat juga variasi dari bakteri vegetative yang resisten terhadap desinfektan dan juga diantara strain yang termasuk dalam spesies yang sama. Sebagai contoh Legionella pneumophila lebih resisten terhadap klorin dibandingkan E.coli. secara umum resistensi terhadap Desinfeksi berurutan sebagai berikut : bakteri vegetatif < virus enteric < bakteri pembentuk spora (spore-forming bacteria) < kista protozoa.
2.3.3 Konsentrasi Desinfektan dan Waktu Kontak
Inaktivasi mikroorganisme pathogen oleh senyawa desinfektan bertambah sesuai dengan waktu kontak.
2.3.4 Pengaruh pH
Dalam proses Desinfeksi dengan khlor harga konsentrasi per waktu inaktivasi meningkat sejalan dengan kenaikan pH, sebaliknya inaktivasi bakteria, virus dan kista protozoa umumnya lebih efektif pada pH tinggi. Pengaruh Ph pada inakvinasi mikroba dengan khloramin tidak di ketahui
secara pasti karena adanya hasil yang bertentangan. Pengaruh pH pada inaktivasi pathogen dengan ozon juga belum banyak di ketahui secara pasti.
2.3.5 Temperatur
Inaktivasi pathogen dan parasit meningkat sejalan dengan meningkatnya temperatur.
2.3.6 Pengaruh Kimia dan Fisika Pada Desinfeksi
Beberapa senyawa kimia yang dapat mempengaruhi proses Desinfeksi antara lain adalah senyawa nitrogen anorganik maupun organik, besi, mangan dan hydrogen sulfida. Senyawa organik terlarut juga menambah kebutuhan khlor dan keberadaannya menyebabkan penurunan efisiensi proses Desinfeksi.
Kekeruhan harus di hilangkan karena mikroorganisme yang bergabung partikel yang ada did lam air akan lebh resisten terhadap desinfektan di bandingkan dengan mikroorganisme yang bebas. Efek proteksi dari partikel di dalam air terhadap ketahanan mkroorganisme di dalam proses Desinfeksi tergantung pada ukuran dan sifat alami dari partikel terebut.
2.3.7 Faktor Lain
Paparan pertama dapat menambah ketahanan mikroba terhadap desinfektan. Paparan pengulangan mikroorganisme pada khlor menghasilkan adanya bakteri dan virus tertentu yang tahan terhadap desinfektan. Penggumpalan/ penggabungan mikroorganisme pathogen umumnya mengurangi efeisiensi desinfektan. Sel bacterial, partikel viral dan kista protozoa di dalam gumpalan sangat terlindung dari aksi desinfektan.
2.4 KLORINASI
2.4.1 Definisi Klorinasi
Klorinasi adalah pemberian senyawa klor pada air sebagai desinfektan. Klorinasi merupakan Desinfeksi yang paling umum digunakan. Klorin yang digunakan dapat berupa bubuk, cairan atau tablet. Bubuk klorin biasanya berisi kalsium hipoklorit, sedangkan cairan klorin berisi natrium hipoklorit. Desinfeksi yang menggunakan gas klorin disebut sebagai klorinasi. Sasaran klorinasi terhadap air minum adalah penghancuran bakteri melalui germisidal dari klorin terhadap bakteri. Konsentrasi klorin yang ditambahkan adalah 1 mg/l = 1 ppm.
Bermacam-macam zat kimia seperti ozon (O3), klor (Cl2), klordioksida
(ClO2), dan proses fisik seperti penyinaran sinar ultraviolet, pemanasan dan
lain-lain, digunakan sebagai Desinfeksi air. Klor berasal dari gas klor Cl2,
NaOCl, Ca(OCl2) (kaporit), atau larutan HOCl (asam hipoklorit). Breakpoint
chlorination (klorinasi titik retak) adalah jumlah klor yang dibutuhkan sehingga semua zat yang dapat dioksidasi teroksidasi , amoniak hilang sebagai gas N2 , dan masih ada residu klor aktif terlarut yang konsentrasinya dianggap perlu untuk pembasmi kuman-kuman(Alaerts,G, 1984).
Klorin sering digunakan sebagai desinfektan untuk menghilangkan mikroorganisme yang tidak dibutuhkan, terutama bagi air yang diperuntukkan bagi kepentingan domestik. Beberapa alasan yang menyebabkan klorin sering
digunakan sebagai desinfektan adalah sebagai berikut: 1. Dapat dikemas dalam bentuk gas, larutan, dan bubuk. 2. Relatif murah.
3. Memiliki daya larut yang tinggi serta dapat larut pada kadar yang tinggi (7000mg/l).
4. Residu klorin dalam bentuk larutan tidak berbahaya bagi manusia, jika terdapat dalam kadar yang tidak berlebihan.
5. Bersifat sangat toksik bagi mikroorganisme, dengan cara menghambat aktivitas metabolisme mikroorganisme tersebut.
Kelebihan dan kelemahan Desinfeksi dengan klorin:
Berikut ini kelebihan menggunakan metode penambahan klor untuk Desinfeksi air :
1. Merupakan metode konvensional yang murah sehingga sering digunakan masyarakat
2. Relatif lebih mudah karena langsung ditambahkan ke air
3. Klor, terutama HOCl umumnya sangat efektif untuk inaktivasi patogen dan bakteri indikator
4. Keuntungan dari klorin dalam dibandingkan dengan ozon adalah bahwa residu tetap dalam air untuk jangka waktu. Fitur ini memungkinkan klorin untuk bepergian melalui sistem pasokan air, efektif mengendalikan kontaminasi patogen arus balik.
Tetapi penggunaan dengan klor juga memiliki kelemahan, antara lain: 1. Klor menimbulkan bau yang tajam
2. Menghasilkan THM (trihalometan) yang bersifat karsinogenik 3. Tidak dapat menjernihkan air atau menghilangkan kekeruhan
4. Prosesnya mudah terpengaruh senyawa lain seperti nitrogen anorganik maupun organik, besi, mangan, dan hidrogen sulfide
5. Tingkat racun yang tinggi dari gas klorin, bahkan pada konsentrasi kecil sekalipun, oleh karenanya memerlukan pengawasan lingkungan kerja yang ketat dan penerapan sistem kesehatan-keselamatan kerja yang sangat baik.
2.4.2 Proses Khlorinasi
Proses penambahan klor dikenal dengan istilah klorinasi. Klorin yang digunakan sebagai desinfektan adalah gas klor yang berupa molekul klor (Cl2)
atau kalsium hipoklorit Ca(OCl2)]. Namun, penambahan klor secara kurang
tepat akan menimbulkan bau dan rasa pahit. Tahap Klorinasi :
1. Tahap Pre Chlorinasi
Yaitu tahap pemberian liquid chlorine yang bertujuan untuk: - Menghilangkan polutan dalam air seperti rasa dan bau - Semua zat yang dioksidasi teroksidasi seperti besi, mangan - Mencegah molekul organic seperti warna
- Mencegah pertumbuhan jamur
- Mencegah pertumbuhan alga (ganggang) 2. Tahap Post Chlorinasi
Yaitu tahap pemberian liquid chlorine yang bertujuan untuk membunuh mikroba yang masih terikat dalam air terutama mikroba pathogen. Konsentrasi klor yang ditambahkan adalah 0,5 mg/ml. Sisa klor yang diinginkan dalam reservoir agar memenuhi syarat kesehatan sebagai air yang layak diminum berkisar antara 0,2 – 0,5 mg/I
Pada proses klorinasi, sebelum berperan sebagai desinfektan, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai oksidator, seperti persamaan reaksi :
H2S + 4 Cl2 + 4 H2O → H2SO4 + 8 HCl
Jika kebutuhan klorin untuk mengoksidasi beberapa senyawa kimia perairan telah terpenuhi, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai
desinfektan. Gas klor bereaksi dengan air menurut persamaan: Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl
-Reaksi kesetimbangan sangat dipengaruhi oleh pH. Pada pH 2, klor berada dalam bentuk klorin (Cl2); pada pH 2-7 , klor kebanyakan terdapat
dalam bentuk HOCl; sedangkan pada pH 7,4 klor tidak hanya terdapat dalam bentuk HOCl tetapi juga dalam bentuk ion OCl-. Pada kadar klor kurang dari
1.000 mg/l, semua klor berada dalam bentuk ion klorida (Cl-) dan hipoklorit (HOCl) ,atau terdisosiasi menjadi H+ dan OCl- (Effendi, 2003).
Residu yang lebih besar dapat menimbulkan bau yang tidak sedap, sedangkan yang lebih kecil tidak dapat menghilangkan bakteri pada air. Klorin akan sangat efektif bila pH air rendah, bila persediaan air mengandung fenol, penambahan klorin ke air akan mengakibatkan rasa yang kurang enak akibat pembentukan senyawa-senyawa klorofenol. Rasa ini dapat dihilangkan dengan menambahkan amoniak ke air sebelum klorinasi. Campuran klorin dan amoniak membentuk kloroamin, yang merupakan desinfektan yang relatif baik, walaupun tidak seselektif hipoklorit. Kloramin tidak bereaksi dengan cepat, tetapi bekerja terus untuk waktu yang lama. Karena itu, mutu Desinfeksinya dapat berlanjut jauh kedalam jaringan distribusi (Linsley, 1991).
Kebutuhan klorin atau chlorine demand untuk proses Desinfeksi tergantung pada beberapa faktor. Klorin adalah oksidator dan akan bereaksi dengan beberapa komponen termasuk komponen organik pada air. Faktor yang mempengaruhi efisiensi Desinfeksi atau kebutuhan akan klorin dipengaruhi oleh jumlah dan jenis klorin yang digunakan, waktu kontak, suhu dan jenis serta konsentrasi mikroba.
Kebutuhan klorin untuk air yang relatif jernih dan pada air yang mengandung suspensi padatan yang tidak terlalu tinggi biasanya relatif kecil. Klorin akan bereaksi dengan berbagai jenis komponen yang ada pada air dan komponen-komponen tersebut akan berkompetisi dalam penggunaan klorin sebagai bahan untuk Desinfeksi. Sehingga pada air yang relatif kotor, sebagian besar akan bereaksi dengan komponen yang ada dan hanya sebagian kecil saja yang bertindak sebagai desinfektan.
Residu klorin juga merupakan hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan klorin karena kemampuannya sebagai agen penginaktivasi enzim
mikroba setelah zat tersebut masuk kedalam sel mikroba. Klorin dapat bertindak sebagai desinfektan baik dalam bentuk klorin bebas maupun klorin
terikat pada suatu larutan dapat dijumpai dalam bentuk asam hipoklorit atau ion hipoklorit. Klorin dalam bentuk klorin bebas dan asam hipoklorit
merupakan bentuk persenyawaan yang baik untuk tujuan Desinfeksi (Jenie, 1993).
Mekanisme khlorinasi :
Khlorin menyebabkan dua jenis kerusakan pada sel bakteri, jenis perusakan tersebut adalah :
1. Perusakan kemampuan permeabilitassel (disruption of cell permeability)
Khlor bebas merusak membrane dari sel bakteri, hal ini menyebabkan sel kehilangan permeabilitasnya (kemampuan menembus) dan merusak fungsi sel lainnya. Pemaparan pada khlor menyebabkan kebocoran protein, RNA dan DNA. Sel mati merupakan hasil pelepasan TOC dan material yang menyerap sinar UV, Pengurangan pengambilan (uptake) potassium dan pengurangan sistesis protein dan DNA. Perusakan kemampuan permeabilitas merupakan juga penyebab perusakan spora bakteri oleh khlor. (khlor, 1994)
2. Perusakan asam nukleat dan enzim (damage to nucleic acids and enzymes)
Khlorin merusak juga asam nukleat bakteri, demikian pula enzyme. Salah satu akibat pengurangan aktivitas katalis adalah penghambatan oleh akumulasi hydrogen peroxide. Cara kerja khlor terhadap virus tergantung pada jenis virus. Perusakan asam nukleat merupakan cara utama pada inaktivasi bakteri phage 12 atau poliovirus tipe 1. Pelapis protein merupakan sasaran untuk virus jenis lain (Bitton, 1994)
2.4.3 Penentuan Kadar Klorin
Untuk setiap unsur klor aktif seperti klor tersedia bebas dan klor tersedia terikat memiliki analisa-analisa khusus. Namun, untuk analisa di laboratorium biasanya hanya klor aktif (residu) yang ditentukan melalui suatu analisa. Klor aktif dapat dianalisa melalui titrasi iodometri ataupun melalui metode kolorimetri dengan menggunakan DPD (Dietil-p-fenilendiamin). Analisa iodometris lebih sederhana dan murah tetapi tidak sepeka DPD.
Adapun prinsip kerja dari analisa dengan menggunakan DPD adalah; Bila N,N-dietil-p-fenilendiamin (DPD) sebagai indikator dibubuhkan pada suatu larutan yang mengandung sisa klor aktif, reaksi terjadi seketika dan warna larutan menjadi merah. Sebagai pereaksi digunakan iodida (KI) yang akan memisahkan klor tersedia bebas, monokloramin dan dikloramin, tergantung dari konsentrasi iodida yang dibubuhkan. Reaksi ini membebaskan iodin I2 yang mengoksidasi indikator DPD dan memberi warna yang lebih merah pada larutan bila konsentrasi pereaksi ditambah. Untuk mengetahui jumlah klor bebas dan klor terikat maka larutan dititrasi dengan larutan FAS (Ferro Amonium Sulfat) sampai warna merah hilang. pH larutan harus antara 6,2 sampai 6,5 (Alaerts, 1984).
Pemeriksaan klorin dalam air dengan metode DPD dianalisa dengan menggunakan alat Komparator. Yaitu berdasarkan pembandingan warna yang dihasilkan oleh zat dalam kuantitas yang tidak diketahui dengan warna yang sama yang dihasilkan oleh kuantitas yang diketahui dari zat yang akan ditetapkan, dimana kadar klorin akan dibaca berdasarkan warna yang dibentuk oleh pereaksi DPD (Vogel, 1994).
2.5 OZON
2.5.1 Pengertian Ozon
Ozon merupakan senyawa yang mampu membunuh bakteri dan mempunyai daya oksidasi yang sangat kuat. Sejak beberapa dekade terakhir, beberapa Negara di eropa telah memanfaatkan ozon untuk air minum, demikian pula amerika dan jepang. Ozon pertama kali diperkenalkan sebagai zat pengoksidasi kuat untuk menghilangkan rasa, bau, dan warna. Pengolahan air pertama menggunakan ozon pada tahun 1906 di Bon Voyage Water Treatment Plant, Nice, Prancis (Bitton,1994). Oksidator ini sekarang digunakan sebagi Desinfeksi utama untuk membunuh atau menginaktivasi mikroorganisme pathogen dan untuk mengoksidasi zat besi dan mangan, senyawa penyebab rasa dan bau, warna, zat organik, deterjen, fenol serta zat
organik lain. Sebagi desinfektan, ozon dapat dengan cepat, membunuh virus, bakteri, dan jamur serta mikroorganisme lainnya. Perbandingan potential oksidasi relative (relative oxidation potentials) ozon dengan beberapa senyawa desinfektan lainnya dapat dilihat pada table sebagai berikut :
Dibanding dengan desinfektan konvesional seperti senyawa klor (klorin) atau kaporit yang umum digunakan untuk pengolahan air minum, ozon mempunyai beberapa kelebihan. Semisal klorin dapat menimbulkan bau yang tajam yaitu bau kaporit, selain itu desinfektan dengan klor dapat menimbulkan dampak sampingan dengan terbentuknya senyawa trihalomethan (THMs) yang bersifat karsinogen.
Adapun yang termasuk THMs (Trihalometan) adalah chloroform, dikhlorometan, bromadikhlorometan, dibromo-khlorometan, 1,2 diklhoroetan, karbon tethrakhlorida, dan masih banyak lagi.
Ozon selain tidak menimbulkan bau juga dapat membuat air menjadi lebih segar. Umumnya pengolahan air dengan ozon digabungkan dengan proses koagulasi-flokulasi, pengendapan dan penyaringan seperti pada pengolahan air konvensional atau digabungkan dengan pengolah an khusus.
Pre-ozonisasi pada proses pengolahan air minum dapat dapat menurunkan potensi pembentukan THMs dan pencetus partikel koagulasi pada saat pengolahan air. Pengelolaan dengan ozon dapat juga digabungkan bersama-sama dengan proses adsorpsi dengan karbon aktif. Ozon dapat diterapkan pada beberapa titik pada pegolahan air konvensional. Efektifitasnya sebagai desinfektan tidak bisa dikontrol oleh pH dan tidak bereaksi dengan ammonia.
Ditinjau dari biaya konstruksinya maupun biaya operasi dan pemeliharaannya, Desinfeksi dengan ozon lebih mahal dari pada klorinasi dan
Desinfeksi dengan UV. Penggunaan energi merupakan bagian biaya operasi paling mahal. Oleh karena ozon tidak meninggalkan residu pada air, pengolahan dengan ozon kadangkala dikombinasikan dengan post_klorinasi. Ozon merupakan senyawa kompleks menjadi sederhana, beberapa senyawa
kemungkinan sebagai makanan mikroba pada system distribusi air. Ozon merupakan oksidator yang sangat kuat dibandingkan dengan klor.
Kelebihan dan kelemahan Desinfeksi dengan ozon: - Kelebihan Desinfeksi dengan ozon:
1. Tidak menimbulkan bau 2. Membuat air lebih segar
3. Pada proses Desinfeksi dengan ozon terdapat tahap pre-ozonisasi yang dapat menurunkan potensi pembentukan THMs dan pencetus partikel koagulasi pada saat pengolahan air
4. Efektifitasnya tidak dapat dikontrol oleh pH / tidak terpengaruh pH
5. Pengolahan dengan ozon dapat digabungkan dengan proses adsorbsi dengan karbon aktif.
6. Ozon lebih efekti daripada khlorin terhadap rotaviru manusia
Meskipun Desinfeksi dengan ozon relatif menguntungkan dan efektif, namun juga terdapat berbagai kelemahan yaitu:
1. Biaya konstruksi mahal
2. Biaya operasional dan pemeliharaan mahal
3. Ozon merubah senyawa kompleks menjadi sederhana dimana beberapa senyawa tersebut kemungkinan menjadi makanan mikroba pada sistem distribusi air.
4. Jika digunakan pada air yang mengandung besi atau mangan, Desinfeksi dengan ozon dapat mengakibatkan terjadinya reaksi oksidasi sehingga zat besi atau mangan yang terlarut di dalam air akan bereaksi dengan ozon membentuk oksida besi atau oksida mangan yang tidak larut dalam air, sehingga warna air berubah menjadi kecoklatan atau terkadang terbentuk endapan yang berwarna
Berikut ini adalah skema tahap ozonisasi pada pengolahan air minum : Tahap Ozonisasi
2.5.2 Pengaruh Ozon Pada Mikroorganisme Indikator Dan Patogen
Sebagai oksidan ozon sangat kuat dibandingkan klorin. Inaktivasi bateri sangat cepat pada konsentrasi yang hanya sebesar 0,1 mg/l. nilai Ct
untuk inaktifasi 99% E.coli sangat rendah antara 0,01 sampai 0,2 dan untuk virus enteric 0,04 sampai 0,42.
Ozon lebih efektif dari pada klorin, monokloramin atau klorin dioksida terhadap rotavirus manusia dan simian. Konsentrasi ozon yang diperlukan untuk mengaktivasi 99,9% enterovirus dalam air (250C, pH=7) dalam waktu 10 menit, bervariasi antara 0,05 dan 0,6 mg/l. Namun demikian beberapa bakteri pathogen (misalnya Mycobakterium fortuitum) lebih tahan dari pada virus terhadap ozon. Ketahanan terhadap ozon pada beberapa mikroorganisme ditemukan berurutan sebagai berikut : mycobacterium fortuitum > poliovirus tipe 1 > candida parapsilosis > E.coli > salmonella typhymurium. Padatan tersuspensi (missal tanah liat, padatan lumpur) sangat mengurangi kemampuan inaktivasi ozon.
Oocysts crytosporidium sangat tahan terhadap klorinasi. Ozon pada konsentrasi 1 mg/l mengaktivasi oocysts cryptosporidium parvum dalam waktu 6 menit pada level 104 oocysts per 1 ml. Kista dari Giardia lamblia dan G.muris juga efektif diinaktivasi oleh ozon. Efektifitas ozon sangat bervariasi sesuai dengan temperatur. Ketahanan kista G.lamblia terhadap ozon meningkat apabila temperature diturunkan dari 25o C menjadi 5oC. fenomena yang sama terjadi pada Crytosporidium oocysts.
Proses peroxone yang menggunakan campuran ozon dan hydrogen peroxide, telah di coba untuk mengontrol rasa dan bau, hasil samping diinfeksi dan mikroba pathogen. Diperoleh bahwa efisiensi inaktivasi dari peroxone (H2O2O3 = 0,3 atau kurang) sama dengan menggunakan ozon saja.
Namun demikian peroxone lebih baik dari ozon dalam hal mengoksidasi senyawa penyebab rasa dan bau.
2.5.3 Mekanisme Cara Kerja Ozon
Dalam media cair ozon menghasilkan radikal bebas yang menginaktivasi mikroorganisme. Ozon mempengaruhi permeabelitas, aktivitas enzim dan DNA dari sel bakteri. Residu guanine dan atau thymine merupakan sasaran dari ozon. Pengolahan ozon menyebabkan konversi circular plasmid DNA tertutup (ccDNA). E.coli menjadi circular DNA terbuka (ocDNA).
Ozon inaktivasi virus dengan cara merusak inti asam nukleat. Pelapis protein terpengaruh juga, namun perusakan pelapis protein kecil dan mungkin
tidak ada pengaruhnya pada adsorpsi poliovirus kedalam sel host (VP4, capsid polypeptide penyebab penempelan pada sel host, tidak terpengaruh oleh
ozon). Terhadap rotavirus, ozon merubah capsid dan inti RNA. Jenis mikroba yang dapat dibunuh dengan khlorinasi :
1. Eschericia coli dapat diinaktivasi dengan konsentrasi khlor 0,1 mg/l 2. Polivirus 1 dapat diinaktivasi dengan konsentrasi khlor 1,0 mg/l
3. Entamoeba histolytica dapat diinaktivasi dengan konsentrasi khlor 5,0 mg/l 4. Giardia lamblia dan Giardia muris dapat diinaktivasi dengan konsentrasi khlor sebesar 2,5 mg/l (Hoof dan Akin dalam Biton,1994).
2.5.4 Hasil Samping Ozonisasi
Telah diketahui terbentuknya senyawa mutagenic atau karsinogen akibat proses klorinasi air dan air buangan. Namun sedikit diketahui mengenai hasil samping ozonisasi. Aldehid merupakan hasil samping, namun pengaruhnya terhadap kesehatan belum diketahui. Penelitian terahir menunjukkan bahwa air yang diolah dengan ozon dengan dosis 1 mg/l memperlihatkan kenaikan mutagenesitas. Namun mutagenesitas bberkurang pada level ozon tinggi (>3 mg/l). senyawa mutagenic dapat dihilangkan
dengan butiran karbon aktif (GAC).
Jika air mengandung zat besi atau mangan, maka Desinfeksi dengan menggunakan ozon dapat mengakibatkan terjadinya reaksi oksidasi sehingga zat besi atau mangan yang terlarut didalam air akan bereaksi dengan ozon
membentuk oksidasi besi atau oksida mangan yang tidak terlarut dalam air, sehingga warna air berubah menjadi kecoklatan atau kadang-kadang terbentuk endapan yang berwarna coklat kehitaman.
2.6 ULTRAVIOLET
2.6.1 Pengertian Ultraviolet
Desinfeksi dengan ultraviolet pertama dilakukan pada permulaan abad ini, namun terabaikan karena khlorinasi lebih disukai. Namun akhir-akhir ini popular kembali karena ditemukan teknologi yang lebih baik. Sinar ultraviolet
mempunyai kemampuan dalam menonaktifkan bakteri, virus dan protozoa tanpa mempengaruhi komposisi kimia air. Absorpsi terhadap radiasi ultraviolet oleh protein, RNA dan DNA dapat menyebabkan kematian dan mutasi sel. Oleh karena itu, sinar ultraviolet dapat digunakan sebagai desinfektan.
Ultraviolet merupakan suatu bagian dari spektrum elektromagnetik dan tidak membutuhkan medium untuk merambat. Ultraviolet mempunyai rentang panjang gelombang antara 100-400 nm yang berada di antara spektrum sinar X dan cahaya tampak (EPA, 1999). Sistem UV menggunakan lampu merkuri tekanan rendah yang tertutup dalam tabung quartz. Tabung dicelupkan dalam air yang mengalir dalam tangki sehingga tersinari oleh radiasi UV dengan panjang gelombang sebesar 253,7 A yang bersifat germicidal. Namun tranmisi UV dengan quartz berkurang sejalan dengan penggunaan yang terus-menerus. Oleh karena itu lampu quartz harus
dibersihkan secara teratur dengan cara pembersihan mekanik, kimiawi dan ultrasonic. Diusulkan bahan Teflon sebagai pengganti quartz, namun transmisi radiasi UV nya rendah dibandingkan quartz.
Secara umum sumber ultraviolet dapat diperoleh secara alamiah dan buatan, dengan sinar matahari merupakan sumber utama ultraviolet di alam.
Sumber ultraviolet buatan umumnya berasal dari lampu fluorescent khusus, seperti lampu merkuri tekanan rendah (low pressure) dan lampu merkuri
tekanan sedang (medium pressure). Lampu merkuri medium pressure mampu menghasilkan output radiasi ultraviolet yang lebih besar daripada lampu merkuri low pressure. Namun lampu merkuri low pressure lebih efisien dalam pemakaian listrik dibandingkan lampu merkuri medium pressure. Lampu
merkuri low pressure menghasilkan radiasi maksimum pada panjang gelombang 253,7 nm yang lethal bagi mikroorganisme, protozoa, virus dan algae. Sedangkan radiasi lampu merkuri medium pressure diemisikan pada panjang gelombang 180 – 1370 nm.
2.6.2 Mekanisme Desinfeksi Menggunakan Ultraviolet
Radiasi ultraviolet merupakan suatu sumber energi yang mempunyai kemampuan untuk melakukan penetrasi ke dinding sel mikroorganisme dan mengubah komposisi asam nukleatnya. Absorbsi ultraviolet oleh DNA ( atau RNA pada beberapa virus) dapat menyebabkan mikroorganisme tersebut tidak mampu melakukan replikasi akibat pembentukan ikatan rangkap dua pada molekul-molekul pirimidin (Snider et al, 1991). Sel yang tidak mampu melakukan replikasi akan kehilangan sifat patogenitasnya. Radiasi ultraviolet yang diabsorbsi oleh protein pada membran sel akan menyebabkan kerusakan membran sel dan kematian sel. Penelitian terhadap virus menunjukkan bahwa pada awalnya UV merusak viral genome, selanjutnya merusak structural pelindung virus. Radiasi UV merusak DNA mikroba pada panjang gelombang hampir 260 nm. Menyebabkan dimerisasi thymine, yang menghalangi replikasi DNA dan efektif menginaktivasi mekroorganisme.
Namun perlu diperhatikan bahwa beberapa mikroba khususnya bakteri memang mempunyai suatu sistem metabolik fungsional yang bervariasi dalam mekanisme untuk memperbaiki kerusakan asam nukleatnya (Jogger, 1967). Adanya kemampuan mikroba untuk memperbaiki kerusakan selnya akan dapat mempengaruhi efisiensi prose Desinfeksi. Namun, mekanisme reaktifasi mikroorganisme tersebut dapat diatasi dengan penggunaan dosis UV yang sesuai.
Tingkat inaktifasi mikroorganisme sangat tergantung pada dosis UV yang digunakan. Kinetika inaktifasi mikroorganisme pada Desinfeksi menggunakan ultraviolet mengikuti Hukum Chick, pada persamaan berikut :
N = No . e – k . I . t(1)
Dengan,
N = jumlah mikroorganisme setelah dipapari UV pada waktu pemaparan (t) No = jumlah mikroorganisme awal (t = 0)
k = koef. tingkat inaktifasi mikroorganisme selama waktu tertentu (tergantung pada faktor kualitas air)
I = intensitas ultraviolet
Bryan et al. (1992) memodifikasi persamaan tersebut menjadi persamaan 2.2 sebagai berikut :
ln N/No = - k . I . t (2)
Tanda negatif pada persamaan tersebut mengindikasikan adanya penurunan dari jumlah mikroorganisme setelah waktu tertentu (Bryan et al., 1992). Berdasarkan pada persamaan Hukum Chick, maka jumlah mikroorganisme yang tersisa dapat dihitung sebagai fungsi dosis dan waktu pemaparan (White, 19925; USEPA, 1996).
2.6.3 Variabel yang Mempengaruhi Kerja UV
Beberapa variabel (seperti partikel tersuspensi, COD, warna) dalam effluent air limbah dapat mempengaruhi transmisi UV dalam air yang akhirnya mempengaruhi kebutuhan untuk Desinfeksi. Beberapa senyawa organic (seperti zat humus,senyawa phenol, lignin sulfonat dari industri pulp dan kertas, besi feri) dapat juga mempengaruhi transmisi UV dalam air.
Bakteri indikator sebagian terlindungi dari radiasi UV apabila bersatu dengan partikel. Padatan tersuspensi hanya melindungi sebagian
mikroorganisme dari efek bahaya radiasi UV. Hal ini disebabkan partikel suspense dalam air hanya mengabsorbsi sebagian dari sinar UV.
Berikut ini adalah gambar alat Desinfeksi dengan UV :
2.6.4 Keuntungan Desinfeksi Dengan UV
Berikut keuntungan Desinfeksi air atauair limbah dengan radiasi UV antara lain :
1. Efisiensi untuk menginaktivasi bakteri dan virus pada air minum (diperlukan dosis yang lebih tinggi untuk kista protozoa)
2. Tidak menimbulkan hasil samping senyawa karsinogen atau hasil samping yang bersifat beracun.
3. Tidak menimbulkan masalah rasa atau bau
4. Tidak diperlukan penyimpanan dan penanganan bahan kimia beracun.
2.6.5 Kerugian Desinfeksi Dengan UV
Beberapa kerugian Desinfeksi dengan UV antara lain adalah :
1. Tidak ada residu desinfektan pada air yang telah diolah (oleh karena itu diperlukan penambahan khlorin atau ozon setelah proses UV) 2. Relatif sulit menentukan dosis UV
3. Pembentukan biofilm pada permukaan lampu
4. Masalah dalam hal pemeliharaan dan pembersihan lampu UV
5. Masih ada potensi terjadi fotoaktivasi pada mikroba pathogen yang telah diproses dengan UV.
BAB 3 PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Desinfeksi merupakan salah satu proses dalam pengolahan air minum yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen yang terdapat dalam air. Metode Desinfeksi yang umumnya digunakan selama ini ada lima, yaitu klorin, kombinasi klorin, ozon, klorin dioksida dan ultraviolet.
Klorinasi adalah pemberian senyawa klor pada air sebagai desinfektan. Klorin yang digunakan dapat berupa bubuk, cairan atau tablet. Bubuk klorin biasanya berisi kalsium hipoklorit, sedangkan cairan klorin berisi natrium hipoklorit. Desinfeksi yang menggunakan gas klorin disebut sebagai klorinasi. Sasaran klorinasi terhadap air minum adalah penghancuran bakteri melalui germisidal dari klorin terhadap bekteri.
Ozon merupakan senyawa yang mampu membunuh bakteri dan mempunyai daya oksidasi yang sangat kuat. Dibanding dengan desinfektan konvesional seperti senyawa klor (klorin) atau kaporit yang umum digunakan untuk pengolahan air minum, ozon mempunyai beberapa kelebihan. ozon selain tidak menimbulkan bau juga dapat membuat air menjadi lebih segar. Umumnya pengolahan air dengan ozon digabungkan dengan proses koagulasi-flokulasi, pengendapan dan penyaringan seperti pada pengolahan air konvensional atau digabungkan dengan pengolahan khusus.
Sinar ultraviolet mempunyai kemampuan dalam menonaktifkan bakteri, virus dan protozoa tanpa mempengaruhi komposisi kimia air. Absorpsi terhadap radiasi ultraviolet oleh protein, RNA dan DNA dapat menyebabkan kematian dan mutasi sel. Oleh karena itu, sinar ultraviolet dapat digunakan sebagai desinfektan.
Komparasi antara Desinfeksi dengan Khlorin, Ozon dan UV Khlorinasi Ozon UV Kelemahan Khlor menimbulka n bau yang tajam. Menghasilk an THM (trihalometa n) yang bersifat karsinogeni k Tidak dapat menjernihka n air atau menghilang kan kekeruhan Prosesnya mudah terpengaruh senyawa lain seperti nitrogen anorganik maupun organik, besi, mangan, dan hidrogen sulfide Tingkat racun yang tinggi dari gas klorin, bahkan Biaya konstruksi mahal Biaya operasional dan pemeliharaan mahal Ozon merubah senyawa kompleks menjadi sederhana dimana beberapa senyawa tersebut kemungkinan menjadi makanan mikroba pada
sistem distribusi air. Jika digunakan pada air yang
mengandung besi atau mangan, Desinfeksi dengan ozon dapat mengakibatkan air berubah menjadi kecoklatan atau terkadang terbentuk endapan yang berwarna coklat kehitaman.
Tidak ada residu desinfektan pada air yang telah diolah
Relatif sulit menentukan dosis UV
Pembentukan biofilm pada permukaan lampu
Masalah dalam hal
pemeliharaan dan pembersihan lampu UV
Ada potensi terjadi fotoaktivasi pada mikroba pathogen yang telah diproses
pada konsentrasi kecil sekalipun. Kelebihan Merupakan metode konvension al yang murah sehingga sering digunakan masyarakat Relatif lebih mudah karena langsung ditambahka n ke air Khlor, terutama HOCl umumnya sangat efektif untuk inaktivasi patogen dan bakteri indikator Keuntungan dari klorin dalam dibandingka n dengan ozon adalah bahwa residu tetap dalam air untuk Tidak menimbulkan bau
Membuat air lebih segar
Pada proses
Desinfeksi dengan ozon terdapat tahap pre-ozonisasi yang dapat menurunkan potensi pembentukan THMs dan pencetus partikel koagulasi pada saat pengolahan air Efektifitasnya tidak dapat dikontrol oleh pH / tidak terpengaruh pH Pengolahan dengan ozon dapat digabungkan dengan proses adsorbsi dengan karbon aktif.
Ozon lebih efektif daripada khlorin terhadap rotavirus manusia
Efisiensi untuk menginaktivasi bakteri dan virus pada air
minum (diperlukan dosis yang lebih tinggi untuk kista protozoa)
Tidak menimbulkan hasil samping senyawa karsinogen atau beracun.
Tidak menimbulkan masalah rasa atau bau
Tidak diperlukan
penyimpanan dan penanganan bahan kimia beracun.
Unit UV hanya memerlukan ruang yang kecil
jangka waktu. Fitur ini memungkin kan klorin untuk bepergian melalui sistem pasokan air, efektif mengendali kan kontaminasi patogen arus balik. 3.2 Saran
Pemerintah harus bekerjasama dengan pihak penyediaan air minum dan tenaga kesehatan agar dapat mengolah air dengan metode yang tepat sehingga kualitas air minum meningkat dan layak konsumsi tanpa menimbulkan efek kesehatan bagi konsumen.
DAFTAR PUSTAKA
Chen, Y.S.R.,O.J.Sproul, and A.Rubin,1985. Inactivation of Naegleria gruberi cyst by chlorine dioxide.Water Research 19: 783-789.
Craun, G.F.1988.Surface Water Supplies and Health. Journal American Water Works Association.80: 40-52
http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirMinum/BAB12DESINFEKSI.pdf (di akses pada tanggal 18 Oktober pukul 07.42 WIB )
Moris.J.C.1975. Aspect of The Quantitative Assessment og germicidal efficiency.In: Disinfection of water and waste water. J.D Johnson, Ed. Ann Arbor Science., Ann Arbor, Ml.
Rice, R.G.1989.Ozone Oxidation products-Implications for drinking water treatment , pp.153-170: Biohazards of Drinking Water Treatment. R.A. Larson, Ed.Lewis
