Purifikasi Sumber Air
Dr.Budiman Chandra
Purifikasi Sumber Air 1. INTRODUKSI
Sanitasi Lingkungan adalah cara dan usaha
individu – individu atau masyarakat untuk mengontrol dan mengendalikan lingkungan hidup eksternal yang berbahaya bagi kesehatan serta yang dapat mengancam kelangsungan hidup manusia. Usaha – usaha yang dapat dilakukan antara lain untuk penyehatan lingkungan fisik seperti penyediaan air bersih, mencegah terjadi pencemaran pada udara, air dan tanah serta memutuskan rantai penularan penyakit infeksi dan lain – lain yang dapat membahayakan serta menimbulkan kesakitan pada manusia atau masyarakat.
2. SANITASI SUMBER AIR Air adalah zat yang paling penting dalam kehidupan setelah udara, 3/4 bagian tubuh kita terdiri dari air dan tidak seorangpun dapat bertahan hidup lebih dari 4-5 hari tanpa minum air. Disamping itu air juga dipergunakan untuk masak, mencuci, mandi dan membersihkan kotoran yang ada di sekitar rumah untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat rekreasi, transportasi dan lain-lain. Penyakit-penyakit yang menyerang manusia dapat juga ditularkan dan menyebar melalui air dan dapat menimbulkan wabah penyakit dimana-mana. Jumlah air dalam tubuh manusia rata-rata 65% dari berat tubuhnya, dan sangat bervariasi pada masing-masing orang, bahkan juga bervariasi antara bagian-bagian tubuh seseorang. Dalam beberapa organ tubuh manusia yang mengandung banyak air antara lain adalah otak 74,5%, tulang 22%, ginjal 82,7%, otot 75,6% dan dalam darah 83%.
Setiap hari kurang lebih 1440 liter darah mengalir dan dibersihkan oleh ginjal dan dikeluarkan 2 - 3 liter berupa urine. selebihnya diserap kembali masuk ke aliran darah. Dalam kehidupan sehari-hari, air dipergunakan antara lain untuk keperluan minum, mandi, masak, mencuci, membersihkan rumah, pelarut obat dan pembawa bahan buangan industri. Di tinjau dari sudut Ilmu Kedokteran Prevevtif dan Komunitas penyediaan sumber air bersih harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat karena persediaan air bersih yang terbatas akan memudahkan timbulnya berbagai penyakit di masyarakat. Kebutuhan volume air rata-rata yang diperlukan per orang setiap hari berkisar antara 150 - 200 liter atau 35 - 40 galon. Kebutuhan air bervariasi dan tergantung dengan keadaan iklim, standar kehidupan dan kebiasaan masyarakat.
Siklus Hidrologi Adalah fenomena alam yang mempelajari siklus air pada semua tahap yang dilaluinya, mulai dari proses evaporasi, kondensasi uap air, precipitasi, penyebaran air di permukaan bumi, penyerapan air ke dalam tanah sampai terjadi proses daur ulang. Secara umum pergerakan air di alam terdiri dari berbagai peristiwa yaitu : 1. 2. 3. 4.
Penguapan air (evaporasi) Pembentukan awan (kondensasi). Peristiwa jatuhnya air ke bumi/hujan (presipitasi) Aliran air pada permukaan bumi dan di dalam tanah (perkolasi).
Diagram 3.1.
Skema Representasi Siklus Hidrologi
Sumber Air Bersih Secara sederhana sumber air bersih dapat dibagi berdasarkan siklus hidrologi : a. air hujan b. air permukaan c. air tanah Air hujan Merupakan sumber utama air bersih dan pada saat precipitasi merupakan air yang paling bersih serta cenderung mengalami pencemaran ketika berada di atmosfer oleh partikel debu, mikroorganisme dan gas seperti carbon dioxida,nitrogen dan amoniak. dimana gas ▪ CO2 + air hujan → asam carbonat ▪ S2O3 + air hujan → asam sulfat ▪ N2O3 + air hujan → asam nitrit
dan membuat air hujan menjadi asam atau Acid Rain yang bersifat korosif dan mempengaruhi ekosistem perairan. Air permukaan Meliputi sumber air (sungai, danau, telaga, waduk, rawa, terjun, sumur permukaan yang sebagian besar berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi, air sudah mengalami pencemaran oleh tanah,sampah dan lain sebagainya. Air Tanah (ground water) Berasal dari air hujan yang jatuh mengadakan perkolasi atau penyerapan mengalami proses filtrasi secara alamiah dan lebih murni dibandingkan dengan air
ke permukaan bumi dan ke dalam tanah serta sudah sehingga air tanah lebih baik permukaan.
Keuntungan : Air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses purifikasi atau penyernihan, persediaan air cukup tersedia sepanjang tahun walaupun pada musim kemarau tiba. Kerugian : Mengandung zat-zat mineral dengan konsentrasi tinggi seperti magnesium, calcium serta logam berat seperti besi sehingga menimbulkan kekerasan pada air, dan memerlukan alat pompa untuk mengisap dan mengalirkan air ke atas permukaan tanah.
SUMUR Merupakan sumber utama penyediaan air bersih bagi penduduk yang tinggal di daerah pedesaan dan kota di Indonesia. Secara teknis sumur dapat dibagi menjadi 2 jenis : 1. Sumur dangkal (shallow well) 2. Sumur dalam (deep well).
Sumur Dangkal Sumur dimana sumber airnya berasal dari resepan air hujan diatas permukaan bumi terutama di daerah dataran rendah, Jenis sumur ini banyak terdapat di Indonesia dan mudah sekali terkontaminasi dengan air kotor yang berasal dari kegiatan MCK sehingga perlu sekali diperhatikan persyaratan sanitasi yang ada. Sumur Dalam Sumur dimana sumber airnya berasal dari proses purifikasi alamiah air hujan oleh lapisan kulit bumi menjadi air tanah dan tidak terkontaminasi dan memenuhi persyaratan sanitasi: Tabel 3.1. Perbedaan antara Sumur Dangkal dan Dalam Spesifikasi
Sumur Dangkal Sumur Dalam
1.Sumber air 2.Kualitas air 3.Kualitas bakteriologis 4.Persediaan air
Air permukaan Kurang baik Kontaminasi
Air tanah Baik Tidak ada kontaminasi Kering pada Tetap ada musim kemarau sepanjang tahun
Sumur Sanitasi Adalah jenis sumur yang telah memenuhi persyaratan sanitasi dan terlindung dari kontaminasi air kotor antara lain : Lokasi Langkah pertama adalah menentukan tempat yang tepat untuk mendirikan sumur, jarak minimal 15 meter dan terletak lebih tinggi dari sumber pencemaran seperti kakus, kandang ternak, sampah dan lain – lainnya. Dinding Sumur Harus dilapisi dengan batu yang disemen dan paling tidak sedalam 6 meter dari permukaan tanah.
Dinding Parapet Merupakan dinding yang berbatasan dengan dinding sumur dan harus dibuat setinggi 70-75 cm dari permukaan tanah dan merupakan satu kesatuan dengan dinding sumur. Lantai Kaki Lima Harus terbuat dari semen dan lebih kurang 1 meter ke seluruh jurusan melingkari badan sumur dengan kemiringan sekitar 10 derajat ke arah tempat pembuangan air (drainage). Drainage Saluran tempat pembuangan air harus dibuat berhubungan dengan parit supaya tidak terjadi genangan air di sekitar sumur. Tutup Sumur Sumur sebaiknya ditutup dengan penutup terbuat dari batu terutama pada sumur umum karena dapat mencegah kontaminasi langsung pada sumur. Pompa Tangan/Listrik Sumur harus dilengkapi dengan pompa tangan/listrik karena bila memakai ember/timba kemungkinan terjadi kontaminasi cukup besar. Tanggung Jawab Pemakai Pada sumur umum harus dijaga kebersihannya bersama-sama oleh masyarakat karena kontaminasi dapat terjadi setiap saat. Kualitas Air Kualitas air sumur perlu terus dijaga dengan pemeriksaan fisik, kimia dan bakteriologis secara teratur terutama pada saat terjadinya outbreak muntaber atau penyakit saluran pencernaan lainnya.
Kesadahan Pada Air (Hardness Of Water) Kesadahan pada air dapat disebabkan oleh karena adanya garamgaram anorganik atau persenyawaan antara : ▪ Calcium dan magnesium dengan bicarbonas. ▪ Calcium dan magnesium dengan sulfat,nitrat dan chlorida. ▪ Garam - garam besi, zinc dan silica.
Kesadahan pada air dapat terjadi dan bersifat : a. Sementara (Temporary) b. Menetap (Permanent) Kesadahan pada air yang bersifat sementara disebabkan oleh adanya persenyawaaan dari calcium dan magnesium dengan bicarbonas dan bersifat permanen bila terdapat persenyawaan dari calcium dan magnesium dengan sulfat, nitrat dan chlorida. WHO "INTERNATIONAL STANDARD OF DRINKING WATER (1971)" Kesadahan pada air dinyatakan dalam Milli - Equivalent per liter (m Eq/l).dimana 1 m Eq/l dari ion penghasil kesadahan pada air sebanding dengan 50 mg CaCO3 (50 ppm) di dalam 1 liter air. Tabel 3.2. Batasan Kesadahan Air Lunak Agak keras Keras Sangat Keras
< 1m Eq/l (50 ppm) 1-3 m Eq/l (50-150 ppm) 3-6 m Eq/l (150-300 ppm) > 6 m Eq/l
Air untuk keperluan minum dan masak hanya diperbolehkan dengan batasan kesadahan air antara 1-3 m Eq/ (50-150 ppm). Kerugian-kerugian : Air dengan batasan kesadahan lebih dari 3 m Eq/l (150 ppm) akan menimbulkan kerugian-kerugian sebagai berikut : 1.Menyebabkan pemakaian sabun meningkat karena sulit sulit berbusa. 2.Bila air dididihkan cerek/boiler.
larut dan
akan menimbulkan endapan dan kerak pada
3.Penggunaan bahan bakar dapat meledakkan boiler.
akan
meningkat, tidak lagi efisien dan
4.Menimbulkan high cost production / ekonomi biaya tinggi pada industri yang menggunakan air dengan kesadahan tinggi.
Kesadahan pada air dapat dikurangi sampai pada batas – batas yang telah direkomendasi oleh WHO serta tidak menimbulkan kerugian akibat kesadahan pada air. Diagram 3.2. Cara Mengurangi Kesadahan Air Kesadahan Air
Kesadahan Sementara 1.Memasak 2.Menambah kapur 3.Menambah sod.carbonas 4.Permutit process
Kesadahan Permanen 1 Menambah sod.carbonat 2.Base exchange process
1.Memasak Air dimasak dengan cara mengeluarkan CO2 dan CaCO3 yang tidak terlarut.
mengendapkan
Reaksi kimia : Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H20 + CO2 Cara ini sangat mahal bila dipergunakan untuk skala yang besar. 2.Penambahan Kapur (Metoda Clark) Penambahan kapur pada air dengan kesadahan sementara akan mengabsorbsi CO2 dan mengendapkan CaCO3 yang tidak terlarut. Caranya : Kapur (quick lime) berat 1 ons dimasukkan pada setiap 700 gallon air untuk setiap derajat kesadahan air (14,25 ppm). Reaksi kimia : Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 → 2CaCO3 + 2H2O
3.Penambahan sodium carbonat Efektif digunakan untuk menghilangkan kesadahan air sementara atau permanen. Reaksi kimia : Na2CO3 + Ca(HCO3)2 → 2 NaHCO3 + CaCO3 CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4 4.Base exchange Process Dalam melakukan pelunakan terhadap suplai air yang besar digunakan Permutit process. Sodium permutit adalah senyawaan komplek dari sodium, aluminium dan silica (Na2Al,SiO,xH2O). Pada permutit process akan terjadi pertukaran kation Na dengan ion Ca dan Mg di dalam air. Seluruh ion Ca dan Mg akan dilepas dengan base exchange dan sodium permutit akhirnya akan menjadi calcium dan magnesium permutit, dengan demikian air dapat dilunak sampai zero hardness. Air dengan zero hardness bersifat korosif, untuk itu hanya perlu dilakukan perlunakan air sampai dengan batasan agak keras yaitu 1-3 m Eq/l.
PURIFIKASI AIR Merupakan salah satu cara penjernihan atau purifikasi sumber air baku untuk mendapat air bersih dan dapat dilakukan dalam skala besar maupun kecil sesuai dengan kebutuhan yaitu: 1. Purifikasi air dalam skala besar. 2. Purifikasi air dalam skala kecil. Purifikasi air dalam Skala Besar. Purifikasi air dalam skala besar dilakukan di daerah perkotaan seperti instalasi penjernihan air bersih(PAM) melalui tahap – tahapan sebagai berikut : 1. Penyimpanan (storage) 2. Penyaringan (filtration) 3. Chlorinasi (chlorination)
Penyimpanan (storage) Air baku diisap atau dialirkan dari sumber seperti sungai, kali dan lainnya ke dalam bak penampung alamiah atau buatan yang terlindung dari pencemaran. Air yang telah disimpan dalam wadah penampungan ini akan mengalami proses purifikasi secara alamiah dan dapat dijelaskan sebagai berikut : a.Fisik. Kualitas air sudah dapat diperbaiki sekitar 90% dari benda yang terlarut dalam air dan akan mengendap dalam waktu 24 jam, air akan bertambah jernih dan proses filtrasi selanjutnya makin mudah dilakukan. b.Kimiawi. Pada saat penampungan ini akan terjadi proses kimiawi dimana bakteri-bakteri aerobik akan mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat di dalam air dengan bantuan oxygen bebas menyebabkan amoniak bebas akan menjadi berkurang dan nitrat menjadi meningkat. c.Biologis. Organisme patogen berangsur-angsur akan mati, keadaan ini dapat dilihat bila air disimpan 5-7 hari dan jumlah bakterinya dapat berkurang sampai 90%. Batas waktu yang optimum untuk penampungan berkisar antara 10-14 hari, bila lebih lama akan berkembang tumbuh-tumbuhan air seperti alga yang dapat menimbulkan rasa dan bau tidak enak dan perubahan warna pada air. Penyaringan (Filtration) Merupakan tahap kedua dari proses purifikasi air dan sangat penting karena dengan proses filtrasi ini sekitar 98-99% dari bakteri didalam air akan berkurang atau disaring. Proses filtrasi dapat dilakukan melalui beberapa cara : A. Slow Sand Filter (Biological Filter) B. Rapid Sand Filter (Mechanical Filter)
Masing-masing metode diatas mempunyai kelebihan dan kekurangannya, sampai saat sekarang kedua metode ini masih tetap dipakai sebagai standar dalam proses purifikasi air. Slow sand filter dipakai untuk proses purifikasi air dalam skala kecil sedangkan rapid sand filter dipakai untuk proses purifikasi air dalam skala besar terutama untuk memenuhi kebutuhan penduduk di kota besar.
A.Slow Sand (biological) Filter : Pada tahun 1804, Scotland & London di Inggris, pertama kali mempergunakan slow sand filter untuk proses purifikasi air, pada abad ke 19 slow sand filter ini telah dipergunakan luas di seluruh penjuru dunia dan sampai saat ini masih dipergunakan sebagai metoda standar untuk proses purifikasi air. Elemen daripada slow sand filter terdiri dari : ▪ ▪ ▪ ▪
Supernatant water(air kotor yang akan dibersihkan) Sand bed (lapisan pasir) Under-drainage system Sistem kontrol terhadap katup filter
Supernatant Water Adalah air baku yang ditampung diatas lapisan pasir dengan ketinggian bervariasi antara 1-1,5 m. ketinggian permukaan air ini harus dipertahankan dalam keadaan konstan agar : a.Tekanan yang ada membuat air meresap di sela – sela lapisan pasir. b.Air yang akan diproses tetap tinggal selama 3 - 12 jam untuk mengalami proses purifikasi partial berupa oksidasi dan sedimentasi partikel – partikel padat berkumpul menjadi satu. Sand Bed Merupakan bagian paling penting dari proses purifikasi dan berfungsi sebagai filter. Tebal lapisan pasir kira-kira 1,2 meter, pasir yang ada dipilih secara selektif dengan ukuran diameter antara 0,15 0,35 mm dan harus bersih dari lumpur dan benda - benda organik. Dibawah lapisan pasir terdapat batu -batu koral yang berfungsi sebagai penyanggah lapisan pasir yang terletak diatasnya.
Lapisan pasir setebal satu meter kubik akan membentuk permukaan seluas 15.000 M2, air yang meresap melalui sand bed sangat lambat sekali memakan waktu 2 jam atau lebih. Proses purifikasi yang terjadi berupa penyaringan mekanis, sedimentasi,absorpsi, oksidasi dan bacterial action dengan kecepatan filtrasi berkisar antara 0,1 - 0,4 M3/Jam/M2. Lapisan Vital. Pada sand bed yang baru dipakai hanya terjadi proses filtrasi secara mekanis dan belum terjadi filtrasi secara biologis, tetapi setelah permukaan dari pasir dilapisi lapisan tipis yang disebut lapisan Schmut Zdecke atau Zoogleal. Lapisan yang tipis dan bersifat gelatinous ini terdiri dari anyaman algae dan beberapa mikroorganisme seperti plankton,diatoms dan bakteri, pembentukan lapisan vital terjadi secara sempurna disebut sebagai proses pematangan dari filter dan membutuhkan beberapi hari dengan tebal 2-3 cm yang menutupi bagian atas dari sand bed. Lapisan vital ini merupakan jantungnya daripada slow sand filter yang berguna mengikat bahan- bahan organik, bakteri dan mengoksidasi amonium menjadi nitrat. Under Drainage System : Pada bagian bawah dari filter box terdapat under drainage system yang terdiri dari pipa-pipa yang berlobang yang berfungsi sebagai saluran keluar (outlets) dari air yang telah mengalami proses filtrasi. Sebagai contoh sederhana dari slow sand filter adalah sebuah drum bekas dengan kapasitas 200 liter terdiri dari:
Diagram 3.3.
Air Kotor Perbandingian ruangan
3 bagian
Zoogleal
Penanpungan Air kotor Filter Bed (lapisan pasir) Katup (Venturimeter) Pipa berlobang Air bersih
2 bagian 1 bagian Lapisan Koral
Drum Bekas Kapasitas 200 liter ▪ Sistem Kontrol Terhadap Katup Filter Pada outlet dilengkapi dengan katup pengatur yang berfungsi sebagai alat pengatur dan mempertahankan kecepatan filtrasi. Untuk mengukur resistensi dalam filter box dipakai alat Venturimeter, bila resistensi meningkat katup regulasi pelan-pelan dibuka sehingga kecepatan filtrasi dapat dipertahankan berkisar antara 0,1 - 0,4 M3/M2/Jam.
Pembersihan Filter Dalam keadaan normal slow sand filter dapat dipakai terus berminggu-minggu sampai berbulan tanpa perlu dibersihkan. Pada keadaan dimana resistensi filter box terus meningkat dan katup regulasi dibuka penuh tetapi resistensi tetap meningkat dan kecepatan filtrasi menurun, maka bagian atas dari lapisan sand filter perlu dibersihkan dan dikeruk sampai 1-2 cm dengan cara membuang airnya terlebih dahulu. Setelah dioperasikan sampai beberapa tahun atau lebih dilakukan pengerukan, ketebalan pada lapisan sand bed akan berkurang sekitar 0,5 -0,8 M, maka lapisan pasir yang ada perlu diganti dengan yang baru. Keuntungan Slow Sand Filter : Mudah dibuat dan dioperasikan.Biaya pembuatannya lebih murah dibandingkan dengan Rapid sand filter. Proses filtrasi baik fisik, kimiawi dan bakteriologis yang terjadi cukup tinggi, reduksi bakteri setelah proses filtrasi mencapai 99,9 - 99.999% dan E. Coli 99 - 99.9%. B.Rapid Sand Filter : Amerika Serikat (1885) adalah yang pertama kali mempergunakan Rapid sand filter untuk proses purifikasi atau penyernihan air dalam skala besar untuk kepentingan masyarakat. Ada 2 jenis type Rapid sand filter yang sampai saat ini masih banyak dipergunakan : 1. Gravity Type (Paterson's Filter) 2. Pressure Type (Candy's Filter)
Diagram 3.4.
Tahapan Purifikasi Air dengan Rapid Sand Filter
Mixing
Flocculation
Sedimentation
Filtration Chlorina tion
Alum
Clean Water Storage
Resources of water supply
Household
Tahapan Purifikasi dengan Rapid Sand Filter a.Coagulation. Air sungai yang telah tersedot diberi zat koagulasi kimia seperti alum dengan dosis bervariasi antara 5- 40 mgr/l tergantung dengan turbiditas, warna, temperatur dan pH air. Alum = Al2(SO4)3 atau aluminium sulfat.
b.Mixing. Air yang telah diberi alum dimasukkan dalam bak pencampur, diputar sedemikian rupa selama beberapa menit sehingga terjadi diseminasi daripada alum dengan air. c.Flocculent. Di dalam bak flokulasi air yang telah bercampur dengan alum diputar pelan-pelan selama 30 menit untuk mengendapkan aluminium hidroxide berupa benda berwarna putih dalam air.
d.Sedimentation. Merupakan pengendapan dari flokulasi bersama dengan zat yang terlarut dalam air beserta bakteri, waktu yang diperlukan berkisar antara 2-6 jam dan paling tidak harus 95% dari endapan flokulasi telah diendapkan baru boleh dilanjutkan/dialirkan ke dalam bak rapid sand filter. Filter Bed. Setiap unit filter bed mempunyai permukaan seluas 80-90 M 2 (900 feet2), ukuran efektif dari butir pasir berkisar antara 0,6-2,0 MM. Tinggi dari filter bed 1 M dan di bawah lapisan pasir terdapat batubatu koral 30-40 cm yang berfungsi penyanggah lapisan pasir di atasnya. Di bagian dasar dari filter bed terdapat saluran pipa outlet yang berlobang-lobang. Ketinggian air di atas lapisan pasir berkisar antara 1.0-1.5 M dan kecepatan filtrasi 5-15 M3/M2/Jam dan proses filtrasi cukup tinggi dan dapat mereduksi bakteri sebesar 98-99%. e.Filtrasi. Sisa-sisa dari Alum Floc yang tidak mengendap pada proses sedimentasi akan menutupi permukaan lapisan pasir seperti halnya Zoogleal Layer yang terbentuk pada slow sand filter akan berfungsi mengikat bakteri yang ada dalam air. Oksidasi zat amoniak akan terjadi pada saat air melalui filter. BACK WASHING. Berupa pembersihan filter dengan cara mengalirkan air kembali melalui lapisan sand bed, proses ini memerlukan waktu yang relatif singkat kurang lebih 15 menit. Pada beberapa type Rapid sand filter seperti Candy's Filter, perlu diberi tekanan udara pada filter bed untuk proses dari back washing ini.
Tabel 3.3.
Perbandingan antara Slow Sand Filter dan Rapid Sand Filter No Spesifikasi 1. 2. 3 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Ruangan Kecepatan filtrasi Ø. Butir pasir efektif Preliminary Treatment Pembersihan filter Operasi Efek turbiditas Menghilangkan warna Menghilangkan bakteri
Slow Sand Filter Perlu ruangan besar 0,1-0,4 M3/M2/Jam 0,15 - 0,35 MM Plain coagulation Pengerukan lapisan atas Sederhana Baik Sedang 99.9 - 99.99%
Rapid Sand Filter Perlu ruangan kecil 5 - 15 M3/M2/Jam 0.6 - 2,0 MM Chemical coagulation Back washing Perlu tenaga terdidik Baik Baik 98 -99,9%
Chlorinasi (Chlorination) Adalah proses pemberian chlorine pada air yang telah difiltrasi dan merupakan langkah yang maju dalam proses purifikasi air. Proses chlorinasi ini banyak digunakan dalam mengolah limbah industri, air kolam renang, air minum di negara-negara sedang berkembang karena biayanya relatif lebih murah, mudah dan efektif sebagai desinfektan. Senyawa-senyawa chlor yang banyak digunakan dalam proses chlorinasi umumnya adalah gas chlorin, senyawa hypochlorite, chlorine dioxide, bromine chloride, dihydroisocyanurate dan chloramin. Kegunaan Pemakaian Chlorine ▪ ▪ ▪ ▪
Bersifat baktericidal dan germicidal. Dapat mengoksidasi zat besi, manganese dan hydrogen sulphide. Dapat menghilangkan bau dan rasa tidak enak Dapat digunakan untuk mengontrol perkembangan algae dan organisme penghasil lumut yang dapat merubah bau dan rasa pada air. ▪ Dapat membantu proses koagulasi.
Cara Kerja Chlorine. Chlorine di dalam air akan berubah menjadi Hydrochloric Acid, zat ini akan dinetralisir oleh sifat alkaline air dan hydrochloric acid akan terurai menjadi ion hydrogen dan ion hypochlorite. Reaksi Kimia. H2O + Cl2 → HCl + HOCl HOCl → H+ + OClKemampuan chlorine sebagai zat desinfektan dilakukan terutama oleh Hypochloric acid (HOCl) dan sebagian kecil oleh ion Hypochlorite (OCl-). Chlorine akan dapat bekerja dengan baik sebagai desinfektan bila berada dalam air dengan pH berkisar antara 7, bila pH air lebih dari 8.5 maka 90% dari Hypochlorous acid akan mengalami ionisasi menjadi ion Hypochlorite maka dengan demikian khasiat desinfektan dari chlorine menjadi lemah atau berkurang. Prinsip Pemberian Chlorine. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan ketika melakukan chlorinasi yaitu : ▪ Air harus jernih dan tidak keruh karena kekeruhan pada air akan menghambat proses chlorinasi. ▪ Kebutuhan chlorine harus diperhitungkan secara seksama untuk dapat dipakai mengoksidasi bahan-bahan organik dan dapat membunuh kuman patogen serta terdapat sisa chlorine bebas dalam air. ▪ Tujuan chlorinasi pada air adalah untuk mempertahankan sisa chlorine bebas sebesar 0,2 mg/l di dalam air dan merupakan margin of safety daripada air untuk membunuh kontaminasi kuman patogen pada saat penyimpanan dan distribusi air. ▪ Dosis chlorine yang tepat adalah jumlah chlorine dalam air yang dapat dipakai membunuh kuman patogenik serta dapat mengoksidasi bahan organik dan terdapat sisa-sisa chlorine bebas sebesar 0.2 mg/l di dalam air.
Metode Chlorinasi. Pemberian chlorine pada desinfeksi air dapat beberapa cara yaitu dengan pemberian : a. Gas chlorine b. Chloramine c. Perchloron
dilakukan melalui
Gas chlorine Merupakan pilihan utama karena harganya murah, cepat kerjanya, efisien dan mudah dilakukan. Gas chlorine harus digunakan secara hati-hati karena gas ini beracun dan dapat menimbulkan iritasi pada mata. Alatnya disebut Chlorinating Equipments dan yang sering dipakai adalah alat Paterson's Chloronome yang berfungsi untuk mengukur, mengatur pemberian gas chlorine pada suplai air. Chloramine Merupakan senyawa lemahdari chlorine dan amoniak, kurang memberikan rasa chlorine pada air dan sisa chlorine bebas di dalam air lebih persisten tetapi kerjanya lambat dan tidak cocok untuk chlorinasi dalam skala besar. Perchloron Sering juga disebut sebagai "High Test Hypochlorite" yang merupakan senyawa antara calcium dengan 65-75% chlorine yang dilepaskan dalam air. Pemeriksaan dan Kriteria Kesehatan Air Bersih Untuk kepentingan masyarakat sehari-hari, suplai air harus memenuhi standar air minum dan tidak membahayakan bagi kesehatan manusia.
Standar air minum (WHO): 1. 2. 3. 4.
Memenuhi persyaratan fisik. Memenuhi persyaratan biologik. Tidak Mengandung zat-zat kimia. Tidak Mengandung radioaktif.
Untuk negara maju mereka lebih menekankan pada standar kimia,sedangkan negara berkembang lebih menekankan pada standar biologik. Untuk Indonesia, standar air bersih menurut Permenkes RI No. 01/Birhubmas/I/1975, dinyatakan dalam standar: Fisik Biologik
: suhu, warna, bau, rasa, kekeruhan. : kuman parasit, patogen, bakteri gol.coli (sebagai patokan adanya pencemaran tinja) Kimia : pH,jumlah zat padat dan bahan kimia lain Radioaktif : yang diduga terdapat dalam air. Pemeriksaan air bersih yang lengkap untuk memenuhi persyaratan standar air minum yang sehat terdiri dari : 1. Sanitary Survey 2. Sampling 3. Pemeriksaan laboratorium : a. Fisik b. Kimiawi c. Bacteriologis d. Virologis e. Biologis f. Radiologis 1.Sanitary Survey. Adalah pengumpulan data dari tempat dan sumber suplai air antara lain seperti sumber dari pencemaran, cara distribusi air serta informasi lain yang ada relevansinya dengan kepentingan sanitasi. Survei harus dilakukan oleh orang yang terlatih dan mempunyai keahlian di bidang sanitasi, hasil – hasil pemeriksaan laboratorium harus dikonfirmasikan dengan data - data dari hasil survei sebelummya, akan didapatkan suatu kesimpulan bahwa sumber air yang telah diperiksa dinyatakan aman dan tidak berbahaya untuk masyarakat. 2.Sampling. Pengambilan sampling yang baik merupakan hal yang penting, sampel harus representatif dari sumber air yang akan diperiksa dan bebas dari kontaminasi, tehnik pengambilan sampling
tergantung dengan keperluan tertentu, apakah untuk pemeriksaan fisik, bacteriologis atau kimiawi. 3.Pemeriksaan Laboratorium. ▪ Pemeriksaan Fisik. Karakteristik fisik dari air minum absolut dan respons subyektif.
dinyatakan
dalam
satuan
a.Turbiditas (kekeruhan). Air harus bebas dari turbiditas dan dapat diukur dengan alat yang disebut Turbidimeter, alat turbidimeter yang standar adalah Jackson Candle Turbidimeter, batasannya yang diperbolehkan kurang dari 5 unit. b.Warna. Air yang bersih harus tidak boleh berwarna atau jernih dan pemeriksaan warna dapat dilakukan dengan calorimeter, batasan yang diperbolehkan pada air minum kurang dari 15 unit. c.Bau dan rasa. Air minum harus bebas dari bau dan rasa. Bau (odor) diukur secara subyektif dengan pengenceran serial dan diteliti larutan yang paling encer, dimana masih terdeteksi baunya. Jumlah pengenceran adalah merupakan "odor number" dari air yang diperiksa. Rasa bersifat subyektif yang sulit untuk dispesifikasi. respons dari rasa dan bau adalah subyektif dan bercampuran, sulit untuk diuraikan secara kwalitatif dan kwantitatif. Nilai ambang bau (Threshold Odor Number) adalah 3. Pemeriksaan Kimiawi. Karakteristik kimiawi dari air minum dinyatakan oleh kandungan bahan-bahan kimia di dalamnya. WHO "International Standard of Drinking Water" membagi komponen bahan kimia dalam air menjadi 4 kelompok yaitu :
1.Bahan-bahan toksis. Batas maksimal atau Nilai Ambang Batas(NAB) mg/l untuk : Arsenic Cadmium Cyanide Lead Mercury Selenium
yang diperbolehkan
0.05 0.005 0.05 0.05 0.001 0.01
Adanya substansi yang disebut di atas ini dengan konsentrasi melampaui batasan maksimal yang diperbolehkan pada air minum tidak diperkenankan untuk dipergunakan oleh masyarakat. Contoh : Penyakit Minamata akibat keracunan Mercury di Jepang. 2.Zat yang dapat menimbulkan bahaya untuk kesehatan : a.Flourida. Dari bahan-bahan kimia yang mungkin terkandung di dalam air minum, flouride (F) adalah bahan kimia yang sifatnya unik karena perlunya penentuan dua konsentrasi batas (upper & lower concentration) dengan efek yang merugikan dan yang menguntungkan terhadap gigi dan tulang. Konsentrasi flourida yang berlebihan dalam air minum untuk masa waktu yang lama dapat menimbulkan Endemic Cumulative Flourosis berupa kerusakan tulang rangka pada anak-anak dan orang dewasa.Bila konsentrasi flourida dalam air minum kurang dari 0.5 mg/l maka akan terjadi peningkatan insidensi penyakit caries gigi pada masyarakat.Flourida merupakan bahan essential untuk mencegah caries gigi pada anak-anak, batasan yang aman 0.5 - 0.8 mg/l. b.Nitrat. Nitrat dalam konsentrasi lebih dari 45 mg/l akan berbahaya pada anak - anak dan dapat menimbulkan Infantile Methhaemoglobinemia.
c.Polynuclear Aromatic Hydrocarbon. Bahan ini dapat bersifat carcinogenic minum tidak boleh lebih dari 0.2 ug/l.
dan konsentrasi dalam air
3. Bahan-bahan yang mempengaruhi potabilitas air. WHO membuat suatu kriteria bahan-bahan yang dapat mempengaruhi potabilitas air yaitu, batasan maksimal yang diperbolehkan :
Tabel3.4.
”WHO International Standard of Drinking Water"
Unsur/zat Warna Bau Rasa pH Total solid Total hardness Besi Manganese Copper Zinc Calcium Magnesium Sulfat (SO4) Chloride Substansi phenolic
Batas maksimal Satuan 5 unit tidak berbau tidak berasa 7.0 - 8.5 500 mg/l 2 mEq/l 0.1 mg/l 0.05 mg/l 0.05 mg/l 5.0 mg/l 75 mg/l 30 mg/l 200 mg/l 200 mg/l 0.001 mg/l
Keterangan
unobjectionable unobjectionable
4. Bahan kimia sebagai indikator pencemaran. a.Chlorida. Seluruh sumber air termasuk air hujan mengandung zat chlorida, kadar chlorida bervariasi dari satu tempat ke tempat yang lain dan di daerah dekat laut kadar chlorida cenderung meningkat. Zat chlorida dapat dipakai sebagai indikator adanya pencemaran dengan cara menetapkan terlebih dahulu kadar chlorida pada sumber air yang diperkirakan tidak mengalami pencemaran di sekitar tempat sumber air yang akan diperiksa, bila pada
pemeriksaan ternyata kadar chlorida lebih tinggi dibandingkan dengan kadar chlorida yangterdapat pada sumber air yang terdapat disekitarnya maka dapat dipastikan bahwa sumber tersebut telah mengalami pencemaran. b. Amoniak bebas (Free and saline ammonia). Amoniak bebas adalah hasil dari proses decomposisi benda-benda organik, adanya amoniak bebas dalam sumber air menunjukkan adanya pencemaran oleh kotoran binatang atau manusia,batas yang diperbolehkan kurang dari 0.05 mg/l di dalam air minum. c.Albuminoid Ammonia. Merupakan bagiandari proses decomposisi benda organik yang belum mengalami oksidasi, sumber air tanah tidak boleh mengandung albuminoid ammonia, apabila terdapat menunjukkan adanya perembesan dari air limbah kotoran manusia, batas yang diperbolehkan 0.1 mg/l. d.Nitrit. Dalam keadaan normal nitrit tidak diketemukan di dalam air minum kecuali sumber air minum yang berasal dari air tanah sebagai hasil dari reduksi nitrat oleh garam besi selain dari pada itu setiap nitrit diketemukan dalam air minum perlu dicurigai adanya pencemaran. e.Nitrat. Adanya nitrat dalam sumber air minum menunjukkan adanya bekas pencemaran yang lama dan batasan yang diperbolehkan tidak lebih dar 1 mg/l. f.Oxygen Absorbed. Jumlah oxygen yang diabsorpsi oleh air dapat dipakai sebagai approximate test terhadap jumlah oxygen yang diabsorpsi oleh bahan-bahan organik dalam air. Jumlah oxygen yang diabsorpsi oleh air pada temperatur 37ºC dalam waktu 3 jam tidak boleh lebih dari 1 mg/l.
g.Dissolved Oxygen. Jumlah oxygen yang dilepaskan oleh air tidak boleh kurang dari 5 mg/l. Pemeriksaan kimiawi secara lengkap hanya dipergunakan pada pemeriksaan sumber air yang baru dan selanjutnya pemeriksaan rutin berupa pemeriksaan pH,oxidizability, ammoniak, nitrit, nitrat, chlorida, albuminoid ammonia dan zat besi. Pemeriksaan Bacteriologis. Merupakan pemeriksaan yang paling baik dan sensitif untuk mendeteksi kontaminasi air oleh kotoran manusia, microorganisme yang sering diperiksa sebagai indikator pencemaran oleh tinja adalah : 1.Coliform organisme Organisme non spora, motile dan non motile, berbentuyk batang dan mampu mengadakan fermentasi pada laktosa menghasilkan asam dan gas pada temperatur 37ºC dalam waktu 48 jam.Contoh typical dari faecal coliform adalah E.Coli dan non faecal coliform adalah Klebsiella aerogeus. Diketemukannya E. Coli dalam sumber merupakan indikasi yang pasti dari pencemaran oleh faeces manusia.Ada beberapa alasan mengapa coliform organisme yang terpilih dipakai sebagai indikator dari kontaminasi faecal dibandingkan kuman patogen lainnya yang terdapat di tractus digestivus manusia antara lain : a.Coliform organism terdapat dalam jumlah yang besar dalam usus manusia, kira-kira 200 – 400 milyar kuman dikeluarkan melalui kotoran besar setiap hari. Kuman ini jarang sekali ditemukan di dalam air, apabila diketemukan dalam air akan menjadi bukti kuat adanya kontaminasi faecal manusia. b.Organisme ini mudah dideteksi dengan metode kultur walaupun hanya ada 1 kuman di dalam 100 cc air sedangkan kuman patogen lainnya sulit dideteksi. c.Organisme ini lebih tahan hidup dibandingkan dengan kuman usus patogen lainnya. d.Organisme ini lebih resisten terhadap proses alamiah.
purifikasi air secara
Bila coliform organisme ini ditemukan di dalam sampel air maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa kuman usus patogen yang lain dapat juga diketemukan dalam sampel air tersebut di atas walaupun dalam jumlah yang kecil. 2.Faecal Streptococci. Kuman ini dengan E. coli , pada kasus-kasus yang tidak jelas Streptococci faecalis ini dapat dipakai sebagai Confirmatory test terhadap kontaminasi faecal manusia. 3.Clostridium Perfringens (Cl. Welchii) Biasanya diketemukan juga di dalam faeces manusia dalam jumlah yang kecil, sporanya dapat bertahan lama dalam air dan biasanya resisten terhadap dosis chlorinasi yang normal. Adanya Cl. Perfringen di dalam air disamping diketemukannya E. coli menunjukkan adanya kontaminasi baru sedangkan apabila hanya diketemukan Cl. perfringen saja dalam sampel air diperkirakan kontaminasi yang terjadi setelah waktu berselang.
Dikutip dari Buku Pengantar Kesehatan Lingkungan
