Desinfeksi merupakan salah satu proses dalam pengolahan air minum maupun air limbah yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen. Metode desinfeksi yang paling umum digunakan di Indonesia adalah dengan menggunakan klor. Selain dapat membasmi bakteri dan mikroorganisme seperti amuba, ganggang, dan lain-lain, klor dapat mengoksidasi Fe 2+, Mn 2+ menjadi Fe3+, Mn3+, dan memecah molekul organis seperti warna. Selama proses tersebut kaporit direduksi sampai menjadi klorida (Cl-) yang tidak mempunyai daya desinfeksi (Nurdjannah dan Moesriati, 2005). Kaporit cukup efektif sebagai desinfektan dan terjangkau dari segi ekonomi. Waktu desinfeksi terhadap mikroorganisme pada proses klorinasi dengan konsentrasi klor 1 ppm pada pH = 7,5 dan suhu = 250 C tergantung jenis mikroorganismenya (Tabel 2.1) (Anonim, 2008).Tetapi menurut Sururi,dkk (2008), desinfeksi dengan menggunakan klor berpotensi menghasilkan Trihalometan (THMs) yang disebabkan oleh adanya reaksi antara senyawa-senyawa organik berhalogen dalam air baku dengan klor. Selain itu, ada dampak negatif lain dari aplikasi klor terhadap kesehatan manusia seperti tersaji pada Tabel 2.2 (The Chlorine Institute. Inc. 1999)
Tabel 2.1.Waktu desinfeksi mikroorganisme golongan fekal melalui proses klorinasi pada air limbah (Anonim, 2008).
Jenis Mikroorganisme pH Suhu (0C) Rentang Waktu
Bakteri E.coli 0157 H7 7,5 25 < 1 menit
virus Hepatitis A 7,5 25 Sekitar 16 menit
Giardia parasite 7,5 25 Sekitar 45 menit
Cryptosporidium 7,5 25 Sekitar 9.600 menit (6,7 hari)

Tabel 2.2 Dampak dari beberapa tingkat level konsentrasi klorin terhadap manusia

Konsentrasi Klor Dampak bagi Kesehatan
0.2 – 0.4 ppm Mengganggu indera pembau dalam beberapa waktu
1 – 3 ppm Iritasi membran mukosa, mampu ditoleransi kurang lebih satu jam
5 – 15 ppm Iritasi pada sistem pernafasan
30 ppm Sakit dada, sulit bernapas, muntah, dan batuk
40 – 60 ppm Beracun, pneumonitis and pulmonary edema
430 ppm Letal lebih dari 30 menit
1000 ppm Fatal dalam waktu beberapa menit

Senyawa klor atau klorin yang berfungsi sebagai biosida pengoksidasi dapat berasal dari gas Cl2, atau dari garam-garam NaOCl dan Ca(OCl)2 (kaporit) (Lestari dkk., 2008). Kaporit/ kalsium hipoklorit adalah senyawa kimia bersifat korosif pada kadar tinggi, dan pada kadar rendah biasanya digunakan sebagai penjernih air (Alaert dan Sumestri, 1984).
BPC adalah jumlah klor yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik, anorganik dan amoniak. Peristiwa tersebut diikuti dengan pembentukan gas N2 akibat paparan klor yang berlebih pada kloramin. Sehingga terjadi penurunan jumlah klor bebas dan masih ada residu klor aktif yang konsentrasinya dianggap perlu sebagai desinfektan. Dengan kata lain, jumlah klor yang dibutuhkan untuk membunuh bakteri koliform (desinfektan) adalah jumlah residu klor aktif setelah tejadi BPC. (Alaert dan Sumestri, 1984 dan Brooks, 1999). Grafik klorinasi dengan breakpoint dapat dilihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Grafik Klorinasi dengan Breakpoint.
(A) Oksidasi zat-zat pereduksi, (B) Kloramin terbentuk, (C) Gas N2 terbentuk, (D) Breakpoint, (E) Klor aktip = (HOCl-) + (OCl-) + (Cl2) + (NH2Cl) + (NHCl2), (F) Dosis klor untuk pembasmian kuman (Alaert dan Sumestri, 1984).

Berdasarkan gambar 2.1 ketika kaporit dibubuhkan ke dalam air limbah, klor bereaksi dengan ion H+ dan radikal OH- pada air.
Cl2 + H2O  HOCl + H+ + Cl- (1)
(asam hipoklorit) (klorida)

Ca(OCl)2 + 2 H2O  2 HOCl + Ca (OH)2 (2)
(kaporit)

HOCl + H2O  H3O+ + OCl- (3)
(hipoklorit)
OCl-  Cl- + O

Ion klorida (Cl-) merupakan ion yang tidak aktif, sedangkan Cl2, HOCl, dan OCl dianggap sebagai bahan yang aktif. Asam hipoklorit (HOCl ) yang tidak terurai adalah zat pembasmi yang paling efisien bagi bakteri (Lestari dkk, 2008). Disamping itu, klor juga akan bereaksi dengan berbagai senyawa kimia yang mampu dioksidasi seperti amoniak. Zat amoniak (NH3) dalam air akan bereaksi dengan klor atau asam hipoklorit dan membentuk monokloramin,dikloramin, dan trikloramin (gambar 2.1 (B)).
NH3 + HOCl  NH2Cl + H2O pH ≥7 (4)
NH2Cl + HOCl  NHCl2 + H2O 4 ≤ pH ≥ 6 (5)
NHCl2+ HOCl  NCl3 + H2O pH ≤ 3 (6)
Apabila cukup banyak kandungan NH3 dalam air limbah maka NH2Cl cukup stabil, dan bila kelebihan klor, NH2Cl akan pecah dan terbentuk gas N2.
2NH2Cl + HOCl ↔ N2 +3HCl + H2O (7)
Monokloramin terbentuk secara cepat dibandingkan dengan reaksi lainnya (dikloramin dan trikloramin), sehingga waktu kontak menjadi sangat penting. Potensi monokloramin teroksidasi sangat rendah dibandingkan dengan klor, dan monokloramin bereaksi sangat lambat terhadap zat organik. Sehingga mampu mereduksi jumlah THMs yang terbentuk (Spellman, 2003). Semua klor yang tersedia di air sebagai kloramin disebut klor tersedia terikat. │Cl2│+ │OCl-│+ │HOCl│disebut klor tersedia bebas. Klor tersedia bebas ditambah klor tersedia terikat disebut jumlah klor yang tersedia atau klor aktif dalam larutan (Alaert dan Sumestri, 1984).
Produk asam hipoklorit (HOCl) dan hipoklorit (OCl) adalah agen pembasmi kuman. Klor yang dimasukkan ke dalam air, akan pertama kali akan bereaksi dengan senyawa inorganik dan senyawa organik dan kemudian tidak lagi berfungsi sebagai desinfektan (Spellman, 2003).
Asam hipoklorit (HOCl) memiliki sifat lebih reaktif dan merupakan desinfektan yang kuat dari pada OCl-. HOCl mampu terpecah menjadi asam hidroklorit (HCl) dan oksigen (O). Atom oksigen yang dilepaskan berfungsi sebagai tenaga desinfektan yang sangat kuat. Daya desinfeksi klorine di dalam air didasarkan pada kekuatan oksidasi dari atom oksigen bebas dan reaksi substitusi oleh klorine. Khlorin mampu membunuh mikroorganisme pathogen seperti virus dan bakteri dengan cara memecah ikatan kimia pada molekulnya seperti merubah struktur ikatan enzim, bahkan merusak struktur kimia enzim. Ketika enzim pada mikroorganisme kontak dengan khlorin, satu atau lebih dari atom hidrogennya akan diganti oleh ion khlor. Hal ini dapat menyebabkan berubahnya ikatan kimia pada enzim tersebut atau bahkan memutus ikatan kimia enzim, sehingga enzim pada mikroorganisme tidak dapat berfungsi dengan baik dan sel atau bakteri akan mengalami kematian (Anonim, 2008).

Iklan