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. 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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 <
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