Klorinasi air
Klorinasi air adalah proses penambahan klorin (Cl2) atau hipoklorit pada air. Metode ini digunakan untuk membunuh bakteri dan mikrob tertentu di air keran karena klorin sangat beracun. Secara khusus, klorinasi digunakan untuk mencegah penyebaran penyakit yang ditularkan melalui air seperti kolera, disentri, dan tipus.
Biokimia
Sebagai sebuah halogen, klorin merupakan disinfektan yang sangat efisien, dan ditambahkan ke dalam persediaan air publik untuk membunuh patogen penyebab penyakit, seperti bakteri, virus, dan protozoa, yang biasanya tumbuh di waduk persediaan air, di dinding saluran air dan di tangki penyimpanan.[1] Agen mikroskopis dari banyak penyakit seperti kolera, demam tifoid, dan disentri membunuh banyak orang setiap tahun sebelum metode desinfeksi digunakan secara rutin.[1]
Klorin diproduksi dari garam melalui elektrolisis atau metode lainnya. Senyawa ini adalah gas pada tekanan atmosfer namun mencair di bawah tekanan tinggi. Gas cair diangkut dan digunakan seperti itu.
Sebagai agen pengoksidasi yang kuat, klorin membunuh melalui oksidasi molekul organik.[1] Klorin dan produk hidrolisisnya, asam hipoklorit secara netral bermuatan dan karena itu dengan mudah menembus permukaan patogen yang bermuatan negatif. Ia mampu memecah lipida yang membentuk dinding sel dan bereaksi dengan enzim intraseluler serta protein, membuatnya tidak berfungsi. Mikroorganisme kemudian mati atau tidak lagi bisa berkembang biak.[2]
Prinsip
Ketika terlarut dalam air, klorin berubah menjadi campuran setimbang dari klorin, asam hipoklorit (HOCl), dan asam klorida (HCl):
- Cl2 + H2O
HOCl + HCl
Dalam keadaan asam, spesi yang utama adalah Cl2 and HOCl, sementara dalam larutan basa, secara efektif hanya terdapat ClO− (ion hipoklorit). Konsentrasi yang sangat kecil dari ClO2−, ClO3−, ClO4− juga ditemukan.[3]
Metode alternatif untuk desinfeksi air
Klorin dioksida
Penggunaan klorin dioksida sebagai alternatif untuk klorin sekarang tersebar luas baik dalam aplikasi kota dan industri. Senyawa ini menghilangkan potensi DBP yang berbahaya dan merupakan desinfektan yang sangat efisien.
Ozonasi
Ozonasi digunakan oleh banyak negara Eropa dan juga di beberapa munisipalitas di Amerika Serikat dan Kanada. Alternatif ini berbiaya lebih efektif namun menggunakan lebih banyak energi. Proses ini melibatkan ozon yang menggelembung melalui air, menghancurkan semua parasit, bakteri, dan semua zat organik berbahaya lainnya. Namun, metode ini tidak meninggalkan sisa ozon untuk mengendalikan kontaminasi air setelah proses selesai.[4]
Keuntungan klorin dibandingkan dengan ozon adalah bahwa residu tetap ada dalam air untuk jangka waktu yang lama. Fitur ini memungkinkan klorin untuk melakukan perjalanan melalui sistem pasokan air, secara efektif mengendalikan kontaminasi aliran balik patogen. Dalam sistem yang besar ini mungkin tidak memadai, sehingga kadar klor dapat ditingkatkan pada titik-titik dalam sistem distribusi, atau kloramina dapat digunakan, yang tetap berada di dalam air lebih lama sebelum bereaksi atau menghilang.
Kloraminasi
Kloraminasi juga menjadi semakin umum. Disinfeksi dengan kloramina menghasilkan lebih sedikit produk samping yang tidak diinginkan daripada klorin (gas atau hipoklorit). Kloramina memiliki waktu paruh yang lebih lama dalam sistem distribusi, dan mempertahankan perlindungan yang efektif terhadap patogen. Kloramina tetap ada dalam distribusi karena potensial redoksnya lebih rendah dibandingkan dengan klorin bebas. Kloramina dibentuk dengan menambahkan amonia dan klorin ke dalam air minum untuk membentuk monokloramina dan/atau dikloramina. Sedangkan Helicobacter pylori dapat berkali-kali lebih tahan terhadap klorin daripada Escherichia coli, kedua organisme sama-sama rentan terhadap efek desinfektan dari kloramina.[5]
Brominasi dan iodinisasi
Klorin dalam air lebih dari tiga kali lebih efektif sebagai desinfektan melawan Escherichia coli daripada konsentrasi bromin yang setara, dan lebih dari enam kali lebih efektif daripada konsentrasi iodin yang setara.[6]
Penyaringan rumahan
Pengolahan air dengan filtrasi dan penyaringan rumahan mungkin tidak perlu disinfeksi lebih lanjut; proporsi patogen yang sangat tinggi dihilangkan oleh bahan-bahan di lapisan penyaring. Air yang disaring harus digunakan segera setelah disaring, karena jumlah mikrob yang tersisa dapat berkembang biak dari waktu ke waktu. Secara umum, penyaringan rumahan ini menghilangkan lebih dari 90% klorin yang tersedia untuk segelas air olahan. Penyaring ini harus diganti secara berkala jika tidak, kandungan bakteri dari air dapat meningkat karena pertumbuhan bakteri di dalam unit filter.[4]
Radiasi UV
Disinfeksi UV semakin populer. Perlakukan dengan UV meninggalkan residu yang sedikit di dalam air. Dalam air, UV menghasilkan ozon in situ dan dengan demikian memiliki banyak keuntungan dari desinfeksi ozon. Namun, iradiasi bakteri ultraviolet sendiri (serta klorinasi saja) tidak akan menghilangkan racun dari bakteri, pestisida, logam berat, dan lainnya dari air.
Radiasi pengion
Seperti UV, radiasi pengion (sinar-X, sinar gamma, dan berkas elektron) telah digunakan untuk mensterilkan air.
Lihat pula
- Air limbah
- Air minum
- Air suling
- Asam trikloroisosianurat a.k.a. Simklosena, zat kimia dalam tablet klorinasi
- Filtrasi
- Fluoridasi air
- Manajemen air
- Natrium hipoklorit
- Perusahaan Daerah Air Minum
- Polusi air
- Pengolahan air
- Penyediaan air
- Sterilisasi
Referensi
- ^ a b c Calderon, R. L. (2000). "The Epidemiology of Chemical Contaminants of Drinking Water". Food and Chemical Toxicology. 38 (1 Suppl): S13–S20. doi:10.1016/S0278-6915(99)00133-7. PMID 10717366.
- ^ Kleijnen, R.G. (16 Desember 2011). The Chlorine Dilemma (PDF). Eindhoven University of Technology. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2014-02-22. Diakses tanggal 18 Januari 2014.
- ^ Shunji Nakagawara, Takeshi Goto, Masayuki Nara, Youichi Ozaqa, Kunimoto Hotta and Yoji Arata (1998). "Spectroscopic Characterization and the pH Dependence of Bactericidal Activity of the Aqueous Chlorine Solution". Analytical Sciences. 14 (4): 691–698. doi:10.2116/analsci.14.691.
- ^ a b Neumann, H. (1981). "Bacteriological safety of hot tap water in developing countries." Public Health Rep.84:812-814.
- ^ Baker KH, Hegarty JP, Redmond B, Reed NA, Herson DS (2002). "Effect of Oxidizing Disinfectants (Chlorine, Monochloramine, and Ozone) on Helicobacter pylori" (PDF). Applied and Environmental Microbiology. 68 (2): 981–984. doi:10.1128/AEM.68.2.981-984.2002. PMC 126689
. PMID 11823249.
- ^ Koski TA, Stuart LS, Ortenzio LF (1 Maret 1966). "Comparison of Chlorine, Bromine, and Iodine as Disinfectants for Swimming Pool Water". Applied Microbiology. 14 (2): 276–279. PMC 546668 . PMID 4959984.
Pranala luar
- City of Milwaukee, Wisconsin Water Works
- Emergency Disinfection of Drinking Water (US EPA)
- National Pollutant Inventory - Chlorine Diarsipkan 2009-10-29 di Wayback Machine.
- Chlorinated Drinking Water (IARC Monograph)
- NTP Study Report TR-392: Chlorinated & Chloraminated Water (US NIH)
- American Chemistry Council's Chlorine Chemistry Division Diarsipkan 2010-08-11 di Wayback Machine.
- Disinfection Practices