BAB 1

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bahaya dan risiko kesehatan yang ditimbulkan dari pencemaran air dapat

diklasifikasikan menjadi dua yakni bahaya langsung dan bahaya tak langsung.

Bahaya langsung terhadap kesehatan manusia dapat terjadi akibat mengkonsumsi air

yang tercemar atau air dengan kualitas yang buruk, baik secara langsung diminum

ataupun melalui makanan serta akibat penggunaan air yang tercemar untuk kegiatan

sehari-hari. Sedangkan bahaya tak langsung, dapat terjadi akibat mengkonsumsi hasil

perikanan dimana berbagai produk tersebut dapat mengakumulasi zat polutan yang

berbahaya.

Pencemaran air minum dapat diakibatkan oleh virus, bakteri patogen, zat

kimia, dan parasit. Untuk itu diperlukan pengolahan air minum yang baik agar dapat

meminimalkan polutan yang terdapat di dalamnya. Desinfeksi merupakan salah satu

metode yang dipakai untuk meningkatkan kualitas air sehingga air layak untuk

digunakan dalam aktivitas sehari-hari. Ada berbagai macam metode Desinfeksi,

antara lain dengan khlorin, ozon, dan UV yang masing-masing mempunyai kelebihan

dan kelemahan.

Melalui proses Desinfeksi, air yang telah tercemar dapat disterilisasikan dari

bakteri patogen, virus, zat kimia serta dapat menjernihkan warna air, menghilangkan

kekeruhan, bau dan rasa, sehingga air dapat memenuhi syarat untuk air minum. Selain

kegunaan Desinfeksi di atas, proses Desinfeksi juga menghasilkan hasil samping dan

kerugian bagi manusia yang perlu kita pelajari dampaknya bagi kesehatan.

1.2. Rumusan Masalah

1. Apakah yang dimaksud dengan Desinfeksi?

2. Apa saja metode Desinfeksi?

3. Apa yang dimaksud klorinasi?

1

4. Bagaimana proses klorinasi?

5. Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon?

6. Bagaimana proses Desinfeksi dengan ozon?

7. Apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet?

8. Bagaimana proses Desinfeksi dengan ultraviolet?

1.3. Tujuan

1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan Desinfeksi.

2. Untuk mengetahui berbagai metode Desinfeksi.

3. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan khlorinasi.

4. Untuk mengetahui proses klorinasi.

5. Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ozon.

6. Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ozon.

7. Untuk mengetahui apa yang dimaksud Desinfeksi dengan ultraviolet.

8. Untuk mengetahui proses Desinfeksi dengan ultraviolet.

1.4 Manfaat

1. Menyelesaikan tugas mata kuliah pengelolaan air minum dan sanitasi

makanan.

2. Memahami tentang proses pengolahan air minum.

3. Menambah pengetahuan tentang pengelolaan air minum.

4. Menambah pengetahuan tentang upaya preventif dan promotif mengenai

penggunaan air serta dampak kesehatan yang ditimbulkan jikalau terjadi

pencemaran terhadap air.

2

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

c. Mencegah kontaminasi terhadap bahan- bahan yang dipakai.

3

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

4

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.

(Chen.,1985).

5

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.

6

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)

7

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).

8

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

9

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.

10

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

11

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 pengolahan 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

12

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

coklat kehitaman.

13

Berikut ini adalah skema tahap ozonisasi pada pengolahan air minum :

Tahap Ozonisasi

Sistem injeksi ozon untuk pengolahan air minum skala kecil

14

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.

15

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

16

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

17

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.

18

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

19

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.

5. Unit UV hanya memerlukan ruang yang kecil

20

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.

21

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.

22

Komparasi antara Desinfeksi dengan Khlorin, Ozon dan UV

Khlorinasi Ozon UVKelemahan3. Khlor

menimbulkan bau yang tajam.

a) Menghasilkan THM (trihalometan) yang bersifat karsinogenik

b)c) Tidak dapat

menjernihkan air atau menghilangkan kekeruhan

d)e) Prosesnya

mudah terpengaruh senyawa lain seperti nitrogen anorganik maupun organik, besi, mangan, dan hidrogen sulfide

f)g) 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 dengan UV.

23

pada konsentrasi kecil sekalipun.

Kelebihan Merupakan metode konvensional yang murah sehingga sering digunakan masyarakat

Relatif lebih mudah karena langsung ditambahkan ke air

Khlor, terutama HOCl umumnya sangat efektif untuk inaktivasi patogen dan bakteri indikator

Keuntungan dari klorin dalam dibandingkan 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

24

jangka waktu. Fitur ini memungkinkan klorin untuk bepergian melalui sistem pasokan air, efektif mengendalikan 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.

25

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

Publishing. Chelsea. Ml.

26