6
National Conference: Design and Application of Technology 2010 81 Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum dengan Radiasi UV Tedi Hudaya, Anastasia Prima, Monica Chrysilla, dan Candranela Jurusan Teknik Kimia, Universitas Katolik Parahyangan Jalan Ciumbuleuit 94, Bandung 40141 Telp/Fax: (022) – 2032 700; email: [email protected] ; [email protected] Intisari Proses desinfeksi air minum yang umum digunakan dalam masyarakat adalah desinfeksi dengan penambahan zat kimia (seperti kaporit) atau dengan melakukan perebusan. Desinfeksi dengan zat kimia dapat mengubah rasa dan meninggalkan residu bahan kimia di dalam air. Sedangkan desinfeksi dengan perebusan membutuhkan energi yang tidak sedikit. Penelitian ini mengkaji metode desinfeksi air tanah dengan sinar UV. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan untuk sterilisasi air tanah dalam skala menengah, misalkan pada instalasi penyedia air minum komunitas perkotaan di daerah padat penduduk yang rawan pencemaran mikroba patogen. Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh karakteristik air tanah (kesadahan dan kandungan besi) dan aerasi terhadap efektivitas desinfeksi air tanah dengan lampu UV (tipe low pressure Hg amalgam) dalam fotoreaktor kolom secara batch. Kualitas air minum diukur dengan kandungan bakteri koliform sebagai indikator pencemaran air oleh mikroba patogen. Analisa kandungan koliform dilakukan dengan metode Most Probable Number (MPN). Variasi kadar besi dilakukan dengan penambahan FeCl 3 sedangkan variasi kesadahan dilakukan dengan penambahan CaCl 2 . Efektivitas desinfeksi diukur dari nilai konstanta kematian, sebagai tolok ukur laju kematian mikroba, yang dihitung dari data percobaan selama proses desinfeksi berlangsung. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem aerasi tidak dibutuhkan dalam proses desinfeksi. Di samping itu, kandungan kesadahan dan besi pada konsentrasi tertentu dapat menurunkan efektivitas desinfeksi. Air tanah dengan kandungan kesadahan di atas 300 ppm dan besi > 20 ppm perlu diolah terlebih dahulu, karena kandungan pengotor-pengotor tersebut dapat mengganggu efektivitas proses desinfeksi dengan signifikan. Kata Kunci: desinfeksi, , air minum, UV, kesadahan, besi 1. Pendahuluan Air merupakan salah satu komponen yang paling penting bagi kehidupan manusia. Sebagian besar tubuh manusia terdiri dari air. Air yang masuk ke dalam tubuh manusia sebagian besar berasal dari makanan dan minuman. Maka dari itu, sumber air yang digunakan untuk makan dan minum harus bebas dari bahan pencemar, salah satunya adalah mikroba patogen. Mikroba patogen adalah mikroba yang berbahaya bagi kesehatan tubuh manusia. Jenis mikroba patogen yang paling sering ditemukan di dalam air tercemar adalah koliform. Sehingga bakteri koliform sering digunakan sebagai indikator air tercemar. Air yang dikonsumsi dapat berasal dari berbagai tempat; seperti sumber mata air pegunungan, air dari PDAM, atau air sumur (air tanah). Sumber air sumur (air tanah) berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah. Air sumur ini sampai ke tangan masyarakat tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu seperti air dari kedua sumber sebelumnya. Sehingga besar kemungkinan air tanah tercemar oleh bakteri patogen sehingga perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut agar air tersebut aman untuk diminum. Walaupun tanah sebenarnya dapat berfungsi sebagai medium penyaring, tetapi besar kemungkinan bakteri koliform dapat lolos dengan mudah dari penyaringan tersebut. Hampir di dalam semua sumber air tanah terdapat bakteri koliform dalam yang berbeda-beda. Letak sumur sebagai sumber air tanah sangat berpengaruh terhadap tercemar atau tidaknya air yang terkandung di dalam sumur tersebut. Letak sumur yang berdekatan dengan septic tank, dapat menyebabkan tingginya bakteri koliform. Kurangnya kesadaran masyarakat akan pentingnya letak sumur menyebabkan sumber air tanah mudah tercemar. Desinfeksi air minum dengan sinar UV dapat digunakan sebagai alternatif untuk menghilangkan bakteri koliform dalam air minum.

Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

  • Upload
    others

  • View
    15

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

81

Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum denganRadiasi UV

Tedi Hudaya, Anastasia Prima, Monica Chrysilla, dan CandranelaJurusan Teknik Kimia, Universitas Katolik ParahyanganJalan Ciumbuleuit 94, Bandung 40141Telp/Fax: (022) – 2032 700; email: [email protected]; [email protected]

Intisari

Proses desinfeksi air minum yang umum digunakan dalam masyarakat adalah desinfeksi dengan penambahanzat kimia (seperti kaporit) atau dengan melakukan perebusan. Desinfeksi dengan zat kimia dapat mengubahrasa dan meninggalkan residu bahan kimia di dalam air. Sedangkan desinfeksi dengan perebusanmembutuhkan energi yang tidak sedikit. Penelitian ini mengkaji metode desinfeksi air tanah dengan sinarUV. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan untuk sterilisasi air tanah dalam skalamenengah, misalkan pada instalasi penyedia air minum komunitas perkotaan di daerah padat penduduk yangrawan pencemaran mikroba patogen.Tujuan penelitian ini adalah untuk mempelajari pengaruh karakteristik air tanah (kesadahan dan kandunganbesi) dan aerasi terhadap efektivitas desinfeksi air tanah dengan lampu UV (tipe low pressure Hg amalgam)dalam fotoreaktor kolom secara batch. Kualitas air minum diukur dengan kandungan bakteri koliformsebagai indikator pencemaran air oleh mikroba patogen.Analisa kandungan koliform dilakukan dengan metode Most Probable Number (MPN). Variasi kadar besidilakukan dengan penambahan FeCl3 sedangkan variasi kesadahan dilakukan dengan penambahan CaCl2.Efektivitas desinfeksi diukur dari nilai konstanta kematian, sebagai tolok ukur laju kematian mikroba, yangdihitung dari data percobaan selama proses desinfeksi berlangsung. Hasil penelitian menunjukkan bahwasistem aerasi tidak dibutuhkan dalam proses desinfeksi. Di samping itu, kandungan kesadahan dan besi padakonsentrasi tertentu dapat menurunkan efektivitas desinfeksi. Air tanah dengan kandungan kesadahan di atas300 ppm dan besi > 20 ppm perlu diolah terlebih dahulu, karena kandungan pengotor-pengotor tersebut dapatmengganggu efektivitas proses desinfeksi dengan signifikan.

Kata Kunci: desinfeksi, , air minum, UV, kesadahan, besi

1. Pendahuluan

Air merupakan salah satu komponen yang paling penting bagi kehidupan manusia. Sebagian besar tubuhmanusia terdiri dari air. Air yang masuk ke dalam tubuh manusia sebagian besar berasal dari makanan danminuman. Maka dari itu, sumber air yang digunakan untuk makan dan minum harus bebas dari bahan pencemar,salah satunya adalah mikroba patogen.

Mikroba patogen adalah mikroba yang berbahaya bagi kesehatan tubuh manusia. Jenis mikroba patogen yangpaling sering ditemukan di dalam air tercemar adalah koliform. Sehingga bakteri koliform sering digunakan sebagaiindikator air tercemar.

Air yang dikonsumsi dapat berasal dari berbagai tempat; seperti sumber mata air pegunungan, air dari PDAM,atau air sumur (air tanah). Sumber air sumur (air tanah) berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah. Airsumur ini sampai ke tangan masyarakat tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu seperti air dari kedua sumbersebelumnya. Sehingga besar kemungkinan air tanah tercemar oleh bakteri patogen sehingga perlu dilakukanpengolahan lebih lanjut agar air tersebut aman untuk diminum.

Walaupun tanah sebenarnya dapat berfungsi sebagai medium penyaring, tetapi besar kemungkinan bakterikoliform dapat lolos dengan mudah dari penyaringan tersebut. Hampir di dalam semua sumber air tanah terdapatbakteri koliform dalam yang berbeda-beda. Letak sumur sebagai sumber air tanah sangat berpengaruh terhadaptercemar atau tidaknya air yang terkandung di dalam sumur tersebut. Letak sumur yang berdekatan dengan septictank, dapat menyebabkan tingginya bakteri koliform. Kurangnya kesadaran masyarakat akan pentingnya letaksumur menyebabkan sumber air tanah mudah tercemar.

Desinfeksi air minum dengan sinar UV dapat digunakan sebagai alternatif untuk menghilangkan bakterikoliform dalam air minum.

Page 2: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

82

2. Landasan Teori

Sinar UV adalah gelombang elektromagnetik dangan panjang gelombang yang yang berada di antara panjanggelombang yang dapat dilihat oleh mata dan panjang gelombang sinar X.

Prinsip dari metode desinfeksi sinar UV adalah pemindahan energi dari sinar UV ke dalam materi genetikbakteri. Materi genetik ini berupa DNA dan RNA. Sinar UV diserap oleh dinding sel dan radiasinya menyebabkanmaterial genetik bakteri rusak.

Sinar UV menyebabkan reaksi antara 2 molekul timin dan mengalami dimerisasi. Dimerisasi ini bersifat sangatstabil. Dimerisasi akan menyebabkan replikasi DNA terganggu sehingga menghambat reproduksi dan fungsi tubuhsel bakteri. Semakin lama waktu penyinaran bakteri dengan sinar UV, maka semakin banyak dimerisasi yangterbentuk. Apabila dimerisasi yang terbentuk sangat banyak, maka bakteri akan mati.

Efektifitas sinar UV untuk membunuh bakteri ditentukan oleh karakteristik air, intensitas radiasi sinar UV,konfigurasi reaktor, dan lamanya waktu penyinaran. Tingkat keberhasilan proses pemurnian air dapat diukur darikonsentrasi koloni mikroba dan jumlah partikel pengotor yang terkandung di dalamnya.

Perangkat desinfeksi dengan sinar UV mempunyai beberapa komponen utama yaitu lampu merkuri, reaktor,dan ballast. Lampu yang digunakan sebagai sumber sinar UV dapat berupa lampu merkuri bertekanan rendah atausedang dengan intensitas yang rendah ataupun tinggi.

Panjang gelombang yang paling efektif digunakan untuk desinfeksi aslaah pada rentang 250 sampai 270 nm.Lampu merkuri bertekanan rendah mengeluarkan sinar monokromatik dengan panjang gelombang 253,7 nm.Panjang standar lampu bertekanan rendah yang digunakan adalah 0,75 dan 1,5 meter dengan diameter 1,5 sampai 2sentimeter. Temperatur dinding lampu yang ideal berkisar antara 95 oF sampai 122 oF.

Lampu bertekanan sedang biasanya digunakan pada sistem yang membutuhkan sinar UV untuk skala besar.Lampu bertekanan sedang mampu menembus dinding bakteri dan membunuh lebih baik dibandingkan denganlampu bertekanan rendah. Hal ini disebabkan oleh intensitas lampu yang lebih besar bila dibandingkan denganintensitas lampu bertekanan rendah. Walaupun demikian lampu bertekanan sedang dioperasikan pada temperaturyang lebih tinggi dan membutuhkan energi yang lebih banyak.

Ada 2 tipe konfigurasi reaktor yang dapat digunakan yaitu reaktor dengan adanya kontak antara lampudengan air dan dan tidak adanya kontak. Kedua tipe konfigurasi tersebut dapat digunakan dalam dua arah aliranyaitu arah aliran air tegak lurus dengan lampu atau sejajar dengan lampu. Pada reaktor dengan konfigurasi adanyakontak antara aliran air dengan lampu, lampu membutuhkan selongsong untuk meminimalisasi pendinginan olehair. Berikut ini adalah contoh konfigurasi reaktor dengan arah aliran sejajar dan tegak lurus dengan lampu.

Desinfeksi dengan sinar UV mempunyai keuntungan antara lain :- Desinfeksi sinar UV efektif meng-nonaktifkan hampir semua virus, spora, dan bakteri.- Desinfeksi dengan sinar UV lebih bersifat desinfeksi secara fisika dibanding secara kimia sehingga

mengeleminasi keperluan untuk regenerasi, masalah transport, atau penyimpanan racun dan bahan kimiakorosif.

- Tidak ada keluaran atau zat sisa yang berbahaya bagi manusia atau hewan yang hidup di air.- Desinfeksi dengan sinar UV mudah dioperasikan.- Desinfeksi dengan sinar UV memiliki waktu kontak yang lebih rendah dibandingkan dengan desinfeksi yang

lain.- Desinfeksi dengan sinar UV tidak memerlukan tempat seluas metode desinfeksi yang lain.- Desinfeksi dengan sinar UV tidak menghasilkan senyawa kimia kompleks, tidak mengubah rasa dan bau air,

dan tidak menghilangkan kandungan mineral yang terdapat dalam air.

Sedangkan kerugian desinfeksi dengan sinar UV adalah :- Beberapa jenis virus, bakteri, dan spora tidak dapat dinonaktifkan pada dosis yang rendah.- Organisme dapat menyembuhkan kerusakan yang disebabkan oleh sinar UV melalui repair mechanism .

Mekanisme ini dikenal sebagai fotoreaktif atau dark repair.- Diperlukan program untuk mengontrol fouling yang mungkin terjadi.- Kekeruhan dapat menghambat desinfeksi dengan sinar UV. Desinfeksi dengan lampu bertekanan rendah tidak

dapat digunakan untuk air yang memiliki TSS 30 mg/L. Sehingga perlu perlakuan awal berupa filtrasi.

Sistem desinfeksi dengan sinar UV bergantung pada 3 faktor penting. Sifat dinamika reaktor menjadi salah satufaktor yang perlu diperhatikan. Desinfeksi dengan sinar UV sebaiknya memiliki aliran yang sama disetiap bagiandengan pergerakan aksial yang cukup. Reaktor harus dirancang agar short-circuiting dan dead zones tidak timbul.Short-circuiting dan dead zones dapat mengurangi efisiensi penyinaran.

Selain sifat hidrolik, intensitas yang dihasilkan oleh sinar UV marupakan faktor yang perlu dipertimbangkan.Faktor yang mempengaruhi intenswitas sinar adalah umur lampu, fouling yang terjadi pada lampu, dan konfigurasiserta posisinya dalam reaktor.

Page 3: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

83

Faktor terakhir adalah karakteristik air yang akan dimurnikan. Hal ini meliputi laju alir, zat terlarut, densitasawal bakteri, dan parameter kimia fisika lainnya. Karakteristik air yang berbeda memberikan efek yang berbedapula pada desinfeksi dengan sinar UV.

3. Metodologi

Pada peneitian ini akan diuji pengaruh aerasi, kesadahan, dan kandungan besi terhadap efektifitas penyinaran.Fotoreaktor yang digunakan menggunakan 1 buah lampu UV low presure bertipa amalgam. Reaktor dilengkapidengan pH meter rotameter udara, termometer, lubang umpan, jaket pendingin, lubang sampel, dan kompresorudara. Proses aerasi dilakukan selama 30 menit dengan interval sampel 5 menit. Profil kenaikan temperatur mikroba

3,5 Liter air tanah dimasukkan ke dalam reaktor dan disinari dengan lampu UV tanpa menggunakan airpendingin. Temperatur reaktor kemudian diukur setiap 5 menit.

Penentuan lama penyinaran dan interval samplingPertama-tama proses desinfeksi dilakukan selama 4 jam dengan interval sampling 30 menit. Kemudian

waktu penyinaran dan interval sampling dipersingkat hingga berada pada rentang kematian mikroba. Kajian pengaruh laju aerasi

3,5 Liter air tanah dimasukkan ke dalam reaktor dengan variasi laju alir udara 0 L/min, 3 L/min, 6 L/min,dan 10L/min. Sebelum memasuki reaktor, udara dilewatkan melalui membran filter untuk mengurangikontaminasi dari udara.

Kajian pengaruh kesadahan3,5 Liter air tanah divariasikan kesadahannya sebesar 150 ppm, 300 ppm, dan 500 ppm. Variasi kesadahan

dilakukan dengan penambahan CaCl2. Kajian pengaruh kadar besi

3,5 Liter air tanah divariasikan kandungan besinya yaitu sebesar 10 ppm, 20 ppm, dan 30 ppm. Variasi besidilakukan dengan penambahan FeCl3.Air tanah yang telah diolah dianalisa dengan metode MPN ( Most Probable Number). Metode MPN

merupakan tes pendahuluan untuk mengetahui kandungan bakteri koliform berdasarkan terbentuknya asam dan gasyang merupakan hasil dari fermentasi laktosa.

4. Hasil dan Pembahasan

Profil kenaikan temperatur mikrobaDari grafik 1 dapat dilihat temperatur operasi naik secara perlahan dari suhu 26 oC sampai 50 oC selama 6 jam

dan telah berada di luar rentang hidup bakteri koliform (20 oC – 45 oC). Setiap mikroba memiliki rentangtemperatur yang berbeda-beda untuk dapat bertahan hidup. Apabila kondisi temperatur lingkungan berada di luarrentang tersebut maka mikroba akan terhambat pertumbuhannya atau mati. Oleh sebab itu, temperatur prosesdesinfeksi perlu dijaga agar tetap berada di dalam rentang hidup bakteri koliform. Untuk menjaga temperaturoperasi tetap pada suhu ruang, maka ke dalam reaktor dialirkan air pendingin melalui jaket pendingin selama prosesdesinfeksi, sehingga temperatur dapat dijaga pada temperatur 25 oC – 26 oC.

Penentuan lama penyinaran dan interval samplingPertama-tama penyinaran dilakukan selama 4 jam dengan interval sampling 30 menit. Setelah 30 menit

penyinaran, jumlah mikroba dalam air menurun drastis dari 271 koloni / 100 ml menjadi 3 koloni / 100 ml. Olehsebab itu lama penyinaran dipersingkat menjadi 1,5 jam dan sampel diambil setiap 10 menit.

Pada lama penyinaran 1,5 jam dan interval sampling 10 menit mikroba hidup sudah tidak ditemukan di dalamair setelah dilakukan penyinaran selama 20 menit. Kematian mikroba terjadi pada 20 menit pertama, maka waktupenyinaran dipersingkat menjadi 30 menit dan sampel diambil setiap 5 menit.

Page 4: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

84

Profil Temperatur Reaktor vs Waktu

0

10

20

30

40

50

60

0 50 100 150 200 250 300 350 400

waktu (menit)

Tem

pera

tur (

C)

Grafik 1 Profil temperatur reaktor terhadap waktu

Pada interval sampling ini jumlah mikroba hidup berkurang drastis setelah 5 menit penyinaran. Jumlahmikroba berkurang dari 438 koloni / 100 mL menjadi 11 koloni / 100 mL. Akan tetapi pengambilan sampel tidakdapat dipersingkat lagi. Hal ini dikarenakan setiap analisa yang dilakukan memerlukan waktu 4 menit dan analisaharus dilakukan segera setelah pengambilan sampel. Pada percobaan utama digunakan lama penyinaran selama 30menit dengan interval sampling setiap 5 menit. Berdasarkan data percobaan di atas, dapat dilihat bahwa prosesdesinfeksi hanya memerlukan waktu kurang dari 20 menit. Grafik 1 menunjukkan temperatur meningkat hingga29,4 oC setelah 20 menit proses desinfeksi. Temperatur ini masih berada pada rentang temperatur hidup koliformsehingga tidak dibutuhkan jaket pendingin. Penghilangan jaket pendingin ini menyebabkan proses desinfeksi lebihekonomis.

Kajian pengaruh laju aerasiKajian pengaruh laju aerasi terhadap efektivitas penyinaran bertujuan untuk mengetahui bagaimana pengaruh

laju aerasi terhadap proses desinfeksi yang berkaitan erat dengan efektifitas penyinaran.Pada grafik 2, dapat dlihat dengan adanya aerasi waktu desinfeksi hingga kematian mikroba total yang

dibutuhkan semakin lama. Hal ini menunjukkan aerasi menyebabkan penurunan efektivitas penyinaran pada prosesdesinfeksi. Hal ini dikarenakan semakin besar laju aerasi maka jumlah gelembung dalam reaktor akan semakinbanyak. Gelembung udara menyebabkan sinar UV mengalami scattering (penghamburan) dan menurunkanintensitas sinar UV sehingga proses desinfeksi menjadi kurang efektif.

050

100150200250300350400450500

0 10 20 30 40

waktu (menit)

JPT

(kol

oni/

100m

l)

tanpa aerasi

aerasi 3 L/menit

aerasi 6 L/menit

aerasi 10 L/menit

Grafik 2 Profil temperatur reaktor terhadap waktu

Cahaya terdiri dari kumpulan partikel cahaya atau foton. Jika intensitas sinar semakin tinggi, maka jumlahfoton yang terkandung di dalam cahaya akan semakin besar. Ketika cahaya menabrak sebuah materi, foton akandipantulkan ke segala arah sehingga intensitas sinar akan berkurang. Materi yang dapat memantulkan cahaya kesegala arah disebut dengan pusat scatter. Beberapa contoh pusat scatter adalah : gelembung, permukaan kasar, danperbedaan kerapatan medium.

Ukuran mikroba sebesar 0,4 - 1 mikrometer berada di dekat rentang koloid yaitu antara 0,1 – 0,001mikrometer. Sifat mikroba menyerupai sifat koloid di dalam air. Mikroba terdispersi secara merata di seluruhbagian air sehingga pengambilan sampel di titik tertentu akan mewakili populasi mikroba di seluruh bagian reaktor.Sehingga tidak diperlukan aerasi untuk membuat larutan menjadi homogen.

Selain dapat menjaga efektivitas penyinaran, penghilangan sistem aerasi juga dapat menekan biaya alatdesinfeksi dan biaya operasi karena alat tidak membutuhkan kompresor dan membran filter. Desain alat desinfeksipun menjadi lebih sederhana.

Page 5: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

85

Pengaruh kesadahan terhadap efektivitas desinfeksiParameter yang digunakan sebagai pembanding efektifitas desinfeksi adalah konstanta kematian. Konstanta

kematian adalah suatu konstanta yang menunjukkan laju kematian mikroba. Berikut ini adalah persamaan yangdigunakan untuk menentukan besarnya konstanta kematian (Otto Rahn,1929):

0,434 K = (1/t) log (a/b)0,434 K t = log (a/b)

W t = log (a/b)- W t = log (b/a)

x yDimana :a : jumlah awal mikroba hidupb : jumlah akhir mikroba hidup setelah dilakukan penyinarant : lamanya waktu penyinaranK : konstanta kematian

Tabel 1 Tabel perbandingan pada variasi kesadahanLama

penyinaran (menit)

konstantakematian

150 ppm 15 0.38300 ppm 15 0.33500 ppm > 30 0.17

Dari hasil perhitungan, dapat dilihat semakin besar kesadahan maka konstanta kematian mikroba akan semakinkecil. Jika konstanta kematian mikroba semakin kecil maka proses desinfeksi dengan sinar UV semakin tidakefektif karena laju kematian mikroba semakin rendah. Hal ini disebabkan oleh kalsium dan magnesium yangterdapat di dalam air sadah dengan level kesadahan sedang dan tinggi, dapat mengendap pada permukaanselongsong lampu. Ketika sinar UV melewati endapan tersebut, foton-foton akan dihamburkan atau dibuangsehingga intensitas sinar UV menurun (James P.Malley,2004, dan EPA,2003).

Karakteristik air dapat mempengaruhi proses desinfeksi dengan sinar UV secara langsung maupun tidaklangsung. Yang termasuk dalam penyebab langsung adalah jika karakteristik air mengurangi intensitas sinar UVuntuk mencapai asam nukleat dari mikroba. Sedangkan penyebab tak langsung adalah karakteristik air yang dapatmempengaruhi efektifitas lampu melalui timbulnya kerak pada selongsong lampu. Kerak pada selongsong lampuakan menghalangi sinar UV sehingga menurunkan intensitas sinar UV.

Namun pada kesadahan 150 ppm (Ca2+) dan 300 ppm (Ca2+), konstanta kematian mikroba tidak berbeda jauh,hal ini menunjukkan kesadahan pada rentang 150 ppm (Ca2+) hingga 300 ppm (Ca2+) mempunyai pengaruh yanghampir sama terhadap efektifitas sinar UV dalam proses desinfeksi.

Pengaruh kandungan besi dalam air terhadap efektivitas desinfeksi

Tabel 2 Tabel perbandingan pada variasi besiLama

penyinaran(menit)

konstantakematian

10 ppm 15 0.5120 ppm 15 0.4730 ppm > 30 0.16

Dari tabel 2, dapat dilihat jika konsentrasi besi dalam air semakin meningkat, maka konstanta kematianmikroba akan semakin berkurang. Dengan berkurangnya konstanta kematian, maka efektifitas sinar UV jugasemakin berkurang. Namun pada air tanpa penambahan besi, kadar besi 10 ppm, dan 20 ppm, konstanta kematianmikroba tidak terlalu berbeda.

Dari data di atas, dapat disimpulkan bahwa, desinfeksi dengan sinar UV tidak dipengaruhi oleh kandungan besiapabila air tersebut mengandung besi kurang dari 20 ppm. Tetapi pada air dengan kandungan besi 30 ppm dapatmempengaruhi proses desinfeksi sinar UV. Semakin besar konsentrasi besi dalam air, maka efektifitas desinfeksisinar UV akan semakin berkurang. Hal ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan M. Sheriff dan Gher (2001).

Page 6: Desinfeksi Mikroba Patogen dalam Air Tanah untuk Air Minum

National Conference: Design and Application of Technology 2010

86

Air yang mengandung besi di atas 3 ppm lebih cepat menimbulkan kerak pada selongsong lampu (Sheriff danGher,2001).

Kandungan besi terlarut dalam air merupakan penyebab langsung dan tak langsung terhadap efektivitas sinarUV. Besi yang terdapat dalam air dapat menyerap foton yang terkandung di dalam sinar UV sehingga intensitassinar yang mencapai asam nukleat mikroba akan menurun (IUVA,2000).

Kandungan besi dalam air juga merupakan penyebab tidak langsung yang mempengaruhi efektifitas sinar UV.Kandungan besi terlarut dalam air memberikan pengaruh yang signifikan terhadap pembentukan kerak berupa Fedisekeliling selongsong lampu. Kerak yang terbentuk akan menghalangi sinar UV, sehingga mikroba tidak tersinaridengan sempurna. Kerak akan terbentuk apabila air mengandung besi lebih dari 0.01 ppm (IUVA,2000 danEPA,1999). Oleh sebab itu, sebelum melakukan desinfeksi dengan sinar UV, air yang mengandung besi sebaiknyadiolah terlebih dahulu.

Mekanisme pembentukan kerak pada selongsong UV yang disebabkan oleh besi terbagi menjadi beberapamekanisme, antara lain (Yoel dan Gehr:2006):

Pengendapan ferri hidroksida (Fe(OH)3). Pelepasan ion kalsium dari ikatan kalsium-organik kompleks yang diikuti pembentukan besi-organik

kompleks. Besi-organik kompleks dapat mengendap.Kerak yang terbentuk pada percobaan ini disebabkan oleh pengendapan ferri hidroksida (Fe(OH)3) karena besi

yang ditambahkan merupakan FeCl3. Ion Fe3+ pada senyawa ini mudah membentuk endapan ferri hidroksida(Fe(OH)3), terutama dalam suasana basa.

5. Kesimpulan

Aerasi membuat proses desinfeksi menjadi lebih tidak efektif. Semakin besar kesadahan dan besi yangterkandung di dalam air, maka proses desinfeksi semakin tidak efektif. Namun pada kesadahan dengan rentang 150ppm hingga 300 ppm efektivitas penyinaran yang diberikan hampir sama.

Pada air yang mengandung besi kurang dari 20 ppm tidak perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu karenakandungan besinya tidak mempengaruhi efektivitas proses desinfeksi, tetapi air yang mengandung besi di atas 20ppm perlu diolah lebih dahulu karena dapat mempengaruhi proses desinfeksi.

Daftar PustakaUltraviolet Disinfection. Wastewater Technology Fact Sheet

http://www.excelwater.com/eng/b2c/water_tech_3.php

Ultraviolet Disinfection. Tech Brief. A National Drinking Water Clearing House Fact Sheet.

Ni Luh Putu Manik Widiyanti, Ni Putu Ristiati. Kualitatif Bakteri Koliform Pada Depo Air Minum Isi Ulang diKota Singaraja Bali. Jurnal Ekologi Kesehatan Vol 3 No 1, April (2004 : 64 – 73)

Yoel, Nessim dan Ronald, Gehr. Fouling mechanisms in a laboratory-scale UV disinfection system. Waterenvironment research. (2006), vol. 78, no12, pp. 2311-2323.

Malley, James P. Inactivation of Phatogens with Innovative UV Technologies. Awwa Researchers Foundation.(2004).

EPA. Ultraviolet Desinfection Guidance Manual. (2003)

Sehnaoui, Karim. dan Gehr, Ronald. Fouling of UV Lamp Sleeves:Exploring Inconsistencies in The Role of Iron.McGill University, Montreal,Canada. (2001)

Clarke, Steven H. Ultraviolet Light Disinfection in The Use of Individual Water Purificatioan Devices. March(2006)

M, Sheriff and R, Gehr. Laboratory investigation of inorganic fouling of UV disinfection lamps. Water QualityResearch Journal of Canada, vol. 36, January (2001), pp. 71-92.

Malley, P. James. Engineering of UV Desinfection Systems for Drinking Water. IUVA News (2000)

EPA. Guidance Manual Alternative Disinfectants and Oxidants. (1999)