Penyebab Dan Dampak Kekeruhan

 Definisi kekeruhan
 

Kekeruhan merupakan kondisi air, dimana air mengandung materi tersuspensi/terlarut yang dapat menghalangi masuknya cahaya matahari sehingga jarak pandang dalam air menjadi terbatas ( untuk melihat kedalaman air yang makin dalam akan sulit). Materi tersuspensi tersebut memiliki variasi ukuran, mulai dari yang berukuran koloidal hingga yang berukuran agregat kasar. Dimana, semakin besar total suspended solids yang terdapat dalam air maka akan semakin besar turbiditas nya. Kekeruhan juga dapat menunjukkan nilai air disaat kehilangan transparansinya ataupun warna aslinya karena partikel yang tersuspensi. Semakin banyak padatan yang tersuspensi di dalam air akan mengakibatkan warnanya semakin terlihat gelap dan semakin besar kekeruhannya. Selain itu,  sifat kekeruhan yang menghambat masuknya cahaya ke dalam air, mengakibatkan tumbuhan didalam air terhambat proses fotosintesisnya sehingga menurunkan kadar oksigen terlarut (dissolved oxygen). Kekeruhan dapat juga menunjukkan sifat optis air, yang mengakibatkan pembiasan cahaya ke dalam air. Semakin keruh air, semakin tinggi daya hantar listriknya dan semakin banyak pula padatannya.

Penyebab Kekeruhan
Kekeruhan di perairan terbuka bisa disebabkan oleh pertumbuhan fitoplankton, kegiatan manusia yang berhubungan dengan tanah, seperti konstruksi, industri tertentu seperti penggalian, pertambangan batubara dan pemulihan. Penyebab lain dari kekeruhan yaitu, tingginya debit limbah, sedimen dan erosi, partikel koloid batuan, aktifitas pertanian, air buangan dari daerah perkotaan dan industri.

 Selain itu, kekeruhan juga dapat  terjadi karena adanya materi yang terapung dan terurainya zat tertentu, seperti bahan organik, jasad renik, lumpur, tanah liat dan benda lain yang melayang atau terapung dan sangat halus.
Konsentrasi kekeruhan  dalam penyebarannya didalam air  dipengaruhi oleh beberapa faktor. Pertama, dipengaruhi intensitas penyinaran matahari dan komponen materi tersuspensi yang terkandung di dalamnya. Kedua, dipengaruhi faktor dinamika seperti arus dan turbulensinya. Daerah tengah atau pusat air memiliki turbiditas yang tinggi, karena pada daerah inilah terdapat arus atau aliran yang maksimum.  

 Dampak Kekeruhan
Dalam segi untuk air minum, semakin tinggi tingkat kekeruhan, semakin tinggi risiko bahwa orang mungkin terkena penyakit pencernaan. Terutama masalah kekebalan tubuh, karena kontaminan seperti virus atau bakteri dapat melekat pada padatan tersuspensi. Dalam air permukaan seperti danau , sungai dan waduk , tingkat kekeruhan yang tinggi dapat mengurangi jumlah cahaya yang mencapai kedalaman lebih rendah, yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman air dan akibatnya mempengaruhi spesies yang tergantung pada mereka, seperti ikan dan kerang. Tingkat kekeruhan yang tinggi juga dapat mempengaruhi kemampuan insang ikan menyerap oksigen terlarut. Kekeruhan yang tinggi dapat menghambat dan merusak fungsi insang pada ikan. Dampak dari kekeruhan yang lain adalah dapat menurunkan nilai estetika pada air minum. Selain itu, kekeruhan akan membentuk deposit (endapan) pada pipa-pipa maupun unit-unit pada Water Treatment Plant. Akibatnya kerja sistem pengolahan akan mengalami gangguan. 

 Materi tersuspensi juga menjadi transport bagi kontaminan (partikulat nutrisi, logam dan toxicants potensial lainnya), mendorong pertumbuhan patogen dan penyakit yang ditularkan melalui air, serta dapat menyebabkan penipisan oksigen terlarut dalam air. Hal ini merupakan dampak dari adanya partikulan bahan organik. Secara keseluruhan, tingkat kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan penurunan produksi dan keragaman spesies.
 
Kekeruhan menjadi parameter kualitas air dan penting untuk dilakukan pengukuran  karena tiga alasan penting, yaitu masalah estetika, desinfeksi dan filtrasi. Tingkat kekeruhan pada air akan memperngaruhi ketertarikan konsumen walaupun kekeruhan tidak berpengaruh langsung pada kesehatan. Air yang memiliki kekeruhan yang tinggi, akan mempesulit kerja unit filtrasi pada pengolahan air bersih dan tentunya harganya akan semakin lebih mahal. Desinfektan yang digunakan pun akan berbeda sesuai dengan kandungan organisme berbahaya penyebab kekeruhan pada air tersebut. Kekeruhan merupakan parameter air yang penting karena secara langsung mempengaruhi jumlah cahaya yang tersedia untuk fotosintesis oleh ganggang laut, termasuk vegetasi terendam air.

Metode Pengukuran
Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu :

1.      Pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang dating
2.      Pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh.
3.      Instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar.
Kekeruhan dinyatakan dalam satuan turbiditas yang setara dengan 1mg/liter SiO2. Satuan kekeruhan pada umumnya adalah  NTU: Nephelometric Unit Kekeruhan. JTU ( jackson turbidity unit) , FTU (formazin turbidity unit). Nilai kekeruhan ditunjukkan oleh banyaknya materi tersuspensi pada jalannya sinar melalui sampel. Dimana kekekruhan ini disebabkan oleh kandungan benda koloid yang tercampur dalam air. Peralatan yang pertama kali digunakan untuk mengukur turbiditas atau kekeruhan adalah Jackson Candler Turbidimeter, yang dikalibrasi dengan menggunakan silika. Kemudian, Jackson Candler Turbidimeter dijadikan sebagai alat baku atau standar bagi pengukuran kekeruhan.

Satu Unit turbiditas Jackson Candler Turbidimeter dinyatakan dengan satuan 1 JTU. Pengukuran kekeruhan dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter bersifat visual, yaitu membandingkan air sampel dengan standar.

Selain dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter, kekeruhan sering diukur dengan metode Nephelometric. Pada metode ini, sumber cahaya dilewatkan pada sampel dan intensitas cahaya yang dipantulkan oleh bahan-bahan penyebab kekeruhan diukur dengan menggunakan suspensi polimer formazin sebagai larutan standar. Satuan kekeruhan yang diukur dengan menggunakan metode Nephelometric adalah NTU (Nephelometric Tubidity Unit). Satuan JTU dan NTU sebenarnya tidak dapat saling mengkonversi, akan tetapi Sawyer dan MC Carty (1978) mengemukakan bahwa 40 NTU setara dengan 40 JTU. Menurut Lloyd (1985) peningkatan nilai turbiditas pada perairan dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13%-50% produktivitas primer. Peningkatan turbiditas sebesar 5 NTU di danau dan sungai dapat mengurangi produktivitas primer berturut-turut sebesar 75% dan 3%-13%. Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi.

 

Standar Kekeruhan
Pemerintah telah menetapkan standar pada kekeruhan yang diperbolehkan dalam air minum. Persyaratan mutu dari kekeruhan air bersih maksimum yang diperbolehkan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 907/MENKES/SK/SK/2002 adalah 5 NTU.

Di Amerika Serikat, sistem yang menggunakan filtrasi konvensional metode tersebut tidak dapat lebih tinggi dari 1,0 unit kekeruhan nephelometric (NTU) di outlet pabrik dan semua sampel untuk kekeruhan harus kurang dari atau sama dengan 0,3 NTU setidaknya 95 persen dari sampel. 

Penanganan Kekeruhan
Kekeruhan yang di timbulkan oleh bahan-bahan dalam suspensi sangat mudah di hilangkan dengan cara pengendapan (sedimentasi), bentuk ini terdiri antara lain bakteria, bahan-bahan anorganik seperti pasir dan lempung serta bahan-bahan organik seperti daun-daunan. Bahan-bahan koloid hanya dapat dihilangkan dengan proses penyaringan (filtrasi) dengan saringan pasir.

 

 Unit sedimentasi merupakan peralatan yang berfungsi untuk memisahkan solid dan liquid dari suspensi untuk menghasilkan air yang lebih jernih dan konsentrasi lumpur yang lebih kental melalui pengendapan secara gravitasi. Secara keseluruhan, fungsi unit sedimentasi dalam instalasi pengolahan adalah:
a)      Mengurangi beban kerja unit filtrasi dan memperpanjang umur pemakaian unit penyaring selanjutnya
b)      Mengurangi biaya operasi instalasi pengolahan.
Berdasarkan konsentrasi dan kecenderungan partikel berinteraksi, proses sedimentasi terbagi atas tiga macam:

1.      Sedimentasi TIpe I/Plain Settling/Discrete particle
Merupakan pengendapan partikel tanpa menggunakan koagulan. Tujuan dari unit ini adalah menurunkan kekeruhan air baku dan digunakan pada grit chamber.
 
Dalam perhitungan dimensi efektif bak, faktor-faktor yang mempengaruhi performance bak adalah turbulensi pada inlet dan outlet, pusaran arus lokal, pengumpulan lumpur, besar nilai G sehubungan dengan penggunaan perlengkapan penyisihan lumpur dan faktor lain diabaikan untuk menghitung perfomance bak yang lebih sering dikenal dengan ideal setting basin.

2.      Sedimentasi Tipe II (Flocculant Settling)
Pengendapan material koloid dan solid tersuspensi terjadi melalui adanya penambahan koagulan, biasanya digunakan untuk mengendapkan flok-flok kimia setelah proses koagulasi dan flokulasi.
Pengendapan partikel flokulen akan lebih efisien pada ketinggian bak yang relatif kecil. Karena tidak memungkinkan untuk membuat bak yang luas dengan ketinggian minimum, atau membagi ketinggian bak menjadi beberapa kompartemen, maka alternatif terbaik untuk meningkatkan efisiensi pengendapan bak adalah dengan memasang tube settler pada bagian atas bak pengendapan untuk menahan flok–flok yang terbentuk.

3.      Hindered Settling (Zone Settling)
Merupakan pengendapan dengan konsentrasi koloid dan partikel tersuspensi adalah sedang, di mana partikel saling berdekatan sehingga gaya antar pertikel menghalangi pengendapan paertikel-paertikel di sebelahnya. Partikel berada pada posisi yang relatif tetap satu sama lain dan semuanya mengendap pada suatu kecepatan yang konstan. Hal ini mengakibatkan massa pertikel mengendap sebagai suatu zona, dan menimbulkan suatu permukaan kontak antara solid dan liquid.

Jenis sedimentasi yang umum digunakan pada pengolahan air bersih adalah sedimentasi tipe satu dan dua, sedangkan jenis ketiga lebih umum digunakan pada pengolahan air buangan. Proses filtrasi air baku dapat dilakukan tanpa didahului oleh koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi bila kekeruhan air baku kecil dari 10 NTU. Berdasarkan kecepatan penyaringan, unit filter dibagi atas dua bagian, yakni:
1. Saringan Pasir Lambat, digunakan apabila kekeruhan air baku < 10 NTU.
2. Saringan Pasir Cepat, digunakan apabila kekeruhan air baku > 10 NTU

Faktor-faktor yang dapat meningkatkan efisiensi bak pengendapan adalah:
·         Luas bidang pengendapan;
·         Penggunaan baffle pada bak sedimentasi;
·         Mendangkalkan bak;
·         Pemasangan plat miring.

Proses filtrasi merupakan penyaringan suspended solid dan koloidal solid dari air baku menggunakan media berpori seperti pasir, antrasit, garnet. Fungsi utama dari unit filtrasi adalah menyaring semua flok-flok halus yang tidak terendapkan pada unit sedimentasi. Proses filtrasi air baku dapat dilakukan tanpa didahului oleh koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi bila kekeruhan air baku kecil dari 10 NTU.

Jenis-jenis filter menurut jumlah media yang digunakan:
a)      Saringan media tunggal;
b)      Saringan media ganda;
c)      Saringan multi media.

Karakteristik butiran media adalah faktor penentu efisiensi proses filtrasi. Ukuran media yang efektif didapatkan dengan menentukan nilai effective size (ES), yaitu ukuran ayakan yang melewatkan 10% berat pasir, dan uniformity coefficient (UC), yaitu ukuran ayakan yang melewatkan 60% berat pasir. Berdasarkan kecepatan penyaringan, unit filter dibagi atas dua bagian, yakni:
1.      Saringan Pasir Lambat; digunakan apabila kekeruhan air baku < 10 NTU.
2.      Saringan Pasir Cepat; digunakan apabila kekeruhan air baku > 10 NTU

Secara keseluruhan, proses atau cara kerja pada pengolahan air bersih adalah mula – mula air memasuki unit koagulasi. Pada koagulasi ini terjadi pengadukan cepat, pengadukan ini membantu bahan kimia seperti tawas menjadi homogen di dalam air, sehingga partikel tersuspensi akan membentuk gumpalan yang lebih besar.
 
Setelah koagulasi diikuti dengan flokulasi, dalam flokulasi terjadi pengadukan lambat agar partikel yang telah membesar tadi tidak pecah menjadi partikel-partikel semula.
Kemudian overflow ke bak sedimentasi, sesuai dengan namanya, pada bak ini partikel yang telah membesar tadi akan mengendap di dalam bak sedimentasi secara gravitasi. Apabila pada sedimentasi ini masih ada pertikel yang  tidak mau mengendap, maka langkah selajutnya dapat dilakukan penyaringan dengan media tertentu tergantung dari karakteristik dari air limbah tersebut.