Hasil Samping Desinfeksi Dengan Ozon

Tujuan dari penyediaan air minum adalah mewujudkan masyarakat yang sehat dan sejahtera melalui penyediaan air minum yang memenuhi persyaratan  kualitas, kuantitas dan kontinuitas. Secara kualitas air yang diterima masyarakat harus memenuhi persyaratan fisik yang artinya air tersebut  tidak berwarna, berbau dan berasa; secara kimiawi tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya; serta syarat biologis yang menuntut supaya air minum tidak mengandung mikroorganisme patogen. Desinteksi merupakan suatu upaya meng-inaktivasi mikroorganisme patogen dengan pemberian desinfektan. Beberapa jenis disinfektan yang sering digunakan adalah klor dan ozon. Di Indonesia sendiri klor umumnya digunakan oleh perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) pada proses desinfeksi dengan tujuan menyediakan sisa khlor pada proses distribusi. Sedangkan ozon umumnya digunakan oleh perusahaan Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) karena dinilai lebih efektif berfungsi sebagai desinfektan dan tidak menimbulkan bau yang menyengat seperti halnya khlor.

Karen Khlor dinilai memiliki bau yang khas serta sejak tahun 1974 (USEPA, 1999) diketahui produk samping desinfeksi dengan khlor menimbulkan bahan yang bersifat karsinogenik yaitu Trihalometans (THMs), maka di negara maju penggunaan klor terbatas dan pada umumnya mereka menggunakan ozon sebagai disinfektan. Namun apakah ozon benar-benar aman? Untuk menjawab pertanyaan itu pada tulisan saya ulas/mengenai ozon dan beberapa hasil penelitian mengenai pembentukan produk samping desinfaksi dengan ozon.

OZON

Ozon merupakan gas berwarna biru pucat, dengan bau yang menyengat terlihat di air dengan konsentrasi di bawah 1 ppm. Meskipun ozon lebih mudah larut 10 kali daripada oksigen namun jumlah aktual yang dapat beroperasi dalam kondisi larut sangatlah kecil. Ozon memiliki molekul 48,  densitas pada 0 derajat Celcius adalah 2,14 g/l, titik didih -111,3 derajat celcius dan titik cair pada -251 derajat celcius (Donald, 1975).
Ozon merupakan desinfektan yang efektif, umum dan diperkirakan merupakan bahan kimia yang paling efektif untuk mendesinfeksi semua mikroorganisme (Beltrand, J Fernando, 1995). Keunikan dari ozon adalah dekompossisinya dapat membentuk OH radikal yang merupakan oksidator terkuat dalam air. Ozon merupakan oksidator yang selektif sedangkan OH radikal oksidator yang tidak selektif,karena itu jika ada bahan yang tahan terhadap ozon maka akan dioksidasi oleh OH radikal (von Gunton, 2003) Reaksi ozon dalam air digambarkan oleh Von Gunten (2003) seperti pada Gambar 1.

Dari gambar tersebut dapat disimpulkan bahwa desinfektan dengan ozon seperti halnya klor dapat menimbulkan efek yang tidak diinginkan yaitu terbentuknya hasil samping produk desinfeksi atau disinfection by-products (DBPs). Dalam gambar 2 juga dilukiskan bahwa dalam proses desinfeksi mikroorganisme, umumnya proses inaktifasi dilakukan dengan ozon.

Peranan GH radikal sebagai produk dekomposisi ozon dalam proses desinfeksi, karena itu efek OH radikal dalam disinfeksi dapat diabaikan. (Von Gunten, 2003; Hoigne dan Bader, 1978;Finch et al.,1992;Nimrata et al., 1996).

Pembentukan Produk Samping Desinfeksi dengan Ozon

Desinfeksi dengan ozon pada air yang mengandung bahan organik tidak menghasilkan halogenated DBPs (TTHMs and HAA5s), namun demikian hasil samping proses desinfeksi dengan ozon atau DBPs akibat reaksi antara ozon dengan bahan organik alami akan membentuk produk seperti Low Molekuler Weight (LMW) organik atau bahan organik dengan berat molekul rendah, serta bila air mengandung brom akan terbentuk DBPs berupa bahan halogen yang dapat menimbulkan gangguan terhadap kesehatan (USEPA, 1999).

Pembentukan Bromate

Hasil percobaan dengan binatang telah membuktikan bahwa Bromate merupakan bahan genotoxic carcinogen. WHO telah membatasi konsentrasi Bromate dalam air minum dari 25 ug/L (Kruithof, CJ et all,2002). Setelah diozonisasi kandungan Bromate pada disinfeksi air permukaan di Belanda adalah

15-25 ug/L, nilai tersebut sangat tergantung dari DOC, pH dan Temperatur. Bromate dapat dikurangi dengan menurunkan pH atau dengan menempatkan unit pH, atau dengan menempatkan unit GAC Filtration setelah unit ozonisasi (Kruithof, CJ et all,2002).

Pembentukan Low Molekular Weight (LMW) Organik

Ozonisasi pada air minum menghasilkan pembentukan by product berupa LMW organik. LMW dapat digunakan atau dimanfaatkan oleh mikroorganisme sehingga air terolah yang sudah mengalami proses desinfeksi dapat kembali mengalami ketidakstabilan secara biologi (Kruithof CJ,2002).

LMW dihasilkan dari oksidasi senyawa organik komplek yang terpecah menjadi LMW seperti asam organik, aldehid san keton yang merupakan senyawa yang mudah didegradasi dan merupakan fraksi dari AOC (Assimilable Organic Compound) (Hammes, 2006). AOC sendiri merupakan fraksi dari Dissolved

Organic Carbon (DOC), yang akan dengan mudah dikonsumsi dan digunakan untuk perkembangan mikro-organisme (Hammes, 2006). Meskipun AOC merupakan

fraksi yang sangat kecil (o,1-9 persen) dari TOC pada air minum. AOC dikenal sebagai parameter penting yang mempengaruhi stabilitas biologi pada pengolahan air minum, penyimpanan air terolah dan sistem distribusi air minum (Hammes, 2006). Sementara menurut Von Gunten (2003) alkohol merupakan salah satu produk ozonisasi, produk tersebut cenderung lebih polar dan lebih biodegradable dibandingkan senyawa kompleks terutama yang meiliki berat molekul lebih besar dari 1000 Dalton.

Studi identifikasi secara menyeluruh DBPs berupa LMW, telah mengidentifikasi beberapa jenis LMW berupa aldehid, keton dan asam karboksilat (Richardson et al.,1999): Ketika ozon bereaksi dengan prekursor maka hasil samping desinfeksi pada umumnya adalah aldehid (Krasner dalam Porter, 1995).

Penelitian lain yang dilakukan Hammes menyebutkan bahwa asam organik merupakan DBPs yang dominan terbentuk selain aldehid dan keton. Pembentukan aldehis sangat dipengaruhi oleh nilai YOC, pH (Pada range 5,5 – 8,5 jika kandungan Bromide dan alkalinitas rendah) dan dosis ozon (Schecter, 1993). Meskipun aldehid dapat juga terbentuk ketika desinfeksi dengan khlor namun konsentrasinya meningkat secara signifikan bila desinfeksi dengan ozon (Jacangelo dalam Kemp, 1989).

Efek kesehatan jika aldehid yang terbentuk adalah Formaldehid dan asetildehid diketahui dapat menyebabkan kanker. Low molecular weight aldehydes dapat juga menyebabkan bau yang diantaranya disebabkan oleh Formaldehid, acetildehid, glyoxal dan methyl gloyoxal (Paode dalam Porter,1992).

Pada studi terdahulu yang telah dilakukan, diketahui ozonisasi dapat menyebabkan produksi 30 Ug/L total aldehid dari air yang mengandung konsentrasi TOC kurang 5 mg/L atau mendekati 12 ug/L total aldehid per-unit TOC (Weinberg dalam Porter,1993). Selain dapat menimbulkan masalah kesehatan, aldehid merupakan bahan biodegradable yang dapat menyebabkan kembali tumbuhnya mikroba setelah proses desinfeksi. Semua hasil penelitian diatas berdasarkan penelitian yang dilakukan di luar negeri dan dengan menggunakan air yang berasal dari luar negeri pula. Bagaimana dengan ozonisasi air baku dengan karakteristik air di Indonesia? Untuk menjawab pertanyaan tersebut penulis dan Prof. Suprihanto serta Dr. Dwina Roosmini, ke-2 nya staf pengajar ITB, telah melakukan penelitian dengan menggunakan air baku yang berasal dari instalasi air minum yang  ada di Bandung, hasilnya seperti telah di duga, melalui deteksi dengan gas chromatography dengan mass spectrometric (GC/MS), aldehid terdeteksi pada sampel air yang telah di ozonisasi.

Dibuat oleh: Moh. Rangga Sururi
Sumber: Majalah Percik,  Desember 2008, hal. 22-23.