PENGENALAN ALAT dan ANALISA TINGKAT KEKERUHAN AIR
DENGAN TURBIDIMETER
Prinsip
Alat akan memancarkan cahaya pada media atau sampel,
dan cahaya tersebut akan diserap, dipantulkan atau menembus media tersebut.
Cahaya yang menembus media akan diukur dan ditransfer kedalam bentuk angka.
Tujuan
Mengenal, mengetahui dan memahami alat pengujian air
limbah dan mengukur tingkat kekeruhan pada sample dengan menggunakan
turbidimeter
Turbidimeter
Turbidimeter merupakan alat yang digunakan untuk
menguji kekeruhan, yang biasanya dilakukan pengujian adalah pada sampel cairan
misalnya air. Salah satu parameter mutuyang sangat vital adalah kekeruhan yang
kadang-kadang diabaikan karena dianggap sudah cukup dilihat saja atau alat
ujinya yang tidak ada padahal hal tersebut dapat berpengaruh terhadap mutu.
Oleh sebab itu untuk mengendalikan mutu dilakukan uji kekeruhan dengan alat
turbidimeter. Ada beberapa cara praktis memeriksa kualitas air, yang
paling langsung karena beberapa ukuran redaman (yaitu, pengurangan kekuatan)
cahaya saat melewati kolom sampel air, Kekeruhan diukur dengan cara ini
menggunakan alat yang disebut nephelometer dengan setup detektor ke sisi sinar.
Satuan kekeruhan dari nephelometer dikalibrasi disebut Nephelometric Kekeruhan
Unit (NTU). Kekeruhan di danau, waduk, saluran, dan laut dapat diukur dengan
menggunakan Secchi disk. Kekeruhan di udara, yang menyebabkan redaman matahari,
digunakan sebagai ukuran polusi. Untuk model redaman dari radiasi balok,
beberapa parameter kekeruhan telah diperkenalkan, termasuk faktor kekeruhan
Linke (TL). Kekeruhan (atau kabut) juga diterapkan untuk padatan transparan
seperti kaca atau plastik. Dalam kabut produksi plastik didefinisikan sebagai
persentase cahaya yang dibelokkan lebih dari 2,5 ° dari arah cahaya masuk.
Turbidimeter yaitu sifat optik akibat dispersi sinar
dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap
cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu
suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan. Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas
berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas tergantung
juga pada warna. Untuk partikel yang lebih kecil, rasio Tyndall sebanding
dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap
pangkat empat panjang gelombangnya.
Prinsip spektroskopi absorbsi dapat digunakan pada
turbidimeter dan nefelometer. Untuk turhidimeter, absorbsi akibat partikel yang
tersuspensi diukur sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah
yang diukur. Meskipun prcsisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan
praktis, sedangkan akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk
partikel. Setiap instrumen spektroskopi absorbsi dapat digunakan untuk
turbidimeter, sedangkan nefelometer kurang sering digunakan pada analisis
anorganik. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, absorbsi bervariasi secara
Tinier terhadap konsentrasi, sedangkan pada konsentrasi lebih rendah untuk
sistem koloid Te dan SnCl2, tembaga ferosianida dan sulfida-sulfida logam berat
tidak demikian halnya. Kelarutan zat tersuspensi seharusnya kecil. Suatu
gelatin pelindung koloid biasanya digunakan untuk membentuk suatu dispersi
koloid yang seragam dan stabil.
Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan
dalam tiga golongan, yaitu :
a. Pengukuran
perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang
datang
b. Pengukuran
efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam
lapisan medium yang keruh.
c. Instrumen
pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen
ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas
cahaya diukur dengan larutan standar.
Air
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi
kehidupan. Fungsi air tidak pernah dapat digantikan oleh senyawa lain. Air juga
merupakan salah satu komponen utama dalam bahan dan produk pangan. Air
memiliki manfaat yang sangat banyak yang berguna bagi mahluk hidup di bumi,
sehingga air mempunyai peranan yang penting dalam melangsungkan
kehidupan. Rumus kimia air dalam
lingkungan laboratorium adalah H2O. Tetapi kenyataannya di alam, rumus
tersebut menjadi H2O + X, dimana X berbentuk karakteristika bilogik (bersifat
hidup) ataupun berbentuk karakteristika non biologic (bersifat mati). Pengotor
yang ada dalam air yang akan diolah sebelum digunakan dalam industri dapat
bermacam – macam diantaranya adalah kekruhan (turbidity).
Karakteristik Fisik Air
a. Kekeruhan:
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik
yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan
industri.
b. Temperatur:
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar
oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap
akibat degradasi anaerobic ynag mungkin saja terjadi.
c. Warna:
Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi
yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
d. Solid
(Zat padat): Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat meyebabkan
turunnya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar
matahari kedalam air
e. Bau
dan rasa: Bau dan rasa dapat dihasilkan oleh adanya organisme dalam air seperti
alga serta oleh adanya gas seperti H2S yang terbentuk dalam kondisi anaerobik,
dan oleh adanya senyawa-senyawa organik tertentu
Karakteristik Kimia Air
a. pH:
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan
efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksid dalam bentuk
molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH.
b. DO
(dissolved oxygent): DO yaitu jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal
dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO maka
kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
c. BOD
(biological oxygent demand): BOD yaitu banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh
mikroorgasnisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang
terdapat di dalam air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk
memonitoring kapasitas badan air penerima.
Reaksi:
Zat Organik + m.o + O2 -→ CO2 + m.o + sisa material
organik (CHONSP)
d. COD
(chemical oxygent demand) yaitu banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk
mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
Reaksi:
+ 95%terurai
Zat Organik + O2 - --→ CO2 + H2O
e. Kesadahan:
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun
sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri
(air ketel, air pendingin, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah
dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu
terlarut yang tinggi dalam air.
f. Senyawa-senyawa
kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah
sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak
ketat (± 0,05 mg/l). Kehadiran besi (Fe) dalam air bersih akan menyebabkan
timbulnya rasa dan bau ligam, yang dapat menjadi racun bagi manusia.
TURBIDIMETER
Turbiditas merupakan pengukuran optik dari hamburan sinar yang dihasilkan.
Hamburan sinar terjadi karena interaksi antara sinar yang diberikan dengan
partikel suspensi yang terdispersi dalam larutan. Partikel-partikel suspensi
tersebut dapat berupa lempung alga, material organik, mikroorganisme, material
koloid dan bahkan molekul besar sekalipun seperti tannin dan
lignin(Saidar,et.al, 2002).
Metode yang biasa digunakan untuk mengukur turbiditas suatu larutan adalah
turbidimetri dengan alat turbidimeter. Dasar dari analisis turbidimetri adalah
pengukuran intensitas cahaya yang ditranmisikan sebagai fungsi dari konsentrasi
fase terdispersi, bilamana cahaya dilewatkan melalui suspensi maka sebagian
dari energi radiasi yang jatuh dihamburkan dengan penyerapan, pemantulan, dan
sisanya akan ditranmisikan (Khopkar, 2003).
Prinsip umum dari alat turbidimeter adalah sinar yang datang mengenai suatu
partikel ada yang diteruskan dan ada yang dipantulkan, maka sinar yang
diteruskan digunakan sebagai dasar pengukuran(Day and Underwood, 2002). Di
bawah ini adalah salah satu contoh turbidimeter beserta aksesoris lainnya,
(The Hach Model 2100P Portable Turbidimeter) (Hach 15mL Sample Cells)
Keistimewaan :
• hasil pembacaan langsung bentuk digital dalam range 0-1000 NTU
• sangat ideal untuk monitoring pengatur, pengawasan proses, atau studi
lapangan
• dua sistem optikal detektornya dikompensasi/diimbangi dengan warna dalam
sampel, cahaya fruktuasi dan cahaya sesatan
Bagan sistem kerja dari Hach Model 2100P Portable Turbidimeter:
Sistem yang terdiri sebuah lampu tungsten-filament, detektor 90° untuk
memonitor cahaya yang terhambur dan suatu detektor untuk cahaya yang
dipancarkan/diteruskan. Mikro prosesor instrumen menghitung perbandingan sinyal
dari detektor 90° dan detektor cahaya tranmisi. Teknik perbandingan ini untuk mengoreksi
gangguan dari warna atau cahaya material pengabsorpsi ( seperti karbon yang
diaktipkan) dan mengkompensasi fluktuasi di (dalam) intensitas lampu,
menyediakan stabilitas kalibrasi jangka panjang. Sistem optik ini juga didesain
untuk meminimalisasi cahaya sesatan dan meningkatkan akurasi pengukuran.
Berdasarkan bagan di atas mulanya sebuah lampu tungsten-filamen memancarkan
sinar radiasi yang kemudian melewati lensa/cermin. Oleh lensa, sinar tersebut
disaring dan diteruskan menuju sampel. Karena sampel berisi partikel suspensi,
maka beberapa sinar akan dihamburkan dan sebagian lagi
diteruskan/ditransmisikan. Sinar yang dihamburkan akan dideteksi oleh detektor
90° , sedangkan sinar yang diteruskan oleh sampel dideteksi oleh detektor yang
lain. Rasio dari kedua sinar yang terdeteksi akan digunakan sebagai dasar
pengukuran turbiditas larutan, dengan persamaan sebagai berikut:
S = Log P0/P = k.b.N
dimana, S = turbiditas larutan
P0 = intensitas sinar yang datang
P = intensitas sinar yang ditransmisikan
k = konstanta turbiditas
b = tebal media
N = jumlah partikel/mm
Pengoperasian Alat dan Indikator
Prosedur pengukuran turbiditas:
1. Tuangkan atau isikan sebagian sampel ke dalam cell hingga garis batas
atas(kira-kira 15 mL)
2. Usap cell menggunakan kain atau tissue yang bersih untuk menghilangkan noda
air atau bekas sidik jari
3. Tekan tombol I/O
Instrumen akan terbuka,kemudian tempatkan instrumen pada suatu permukaan
(kokoh)/flat.dan jangan memegang instrumen ketika sedang melakukan pengukuran.
4. Masukkan cell sampel dalam ruang cell dengan mengorientasikan tanda garis
pada bagian depan ruang cell
5. Pilih daerah/range secara manual atau otomatis dengan menekan tombol RANGE
.
6. Memilih mode sinyal rata-rata dengan menekan tombol SIGNAL AVERAGE. Dan
monitor akan menunjukkan SIG AVG ketika instrumen sedang menggunakan mode
sinyal rata-rata
7. Tekan: READ
Monitor akan menunjukkan --- NTU,kemudian angka turbiditas akan muncul (dalam)
NTU. Rekam atau catat angka turbiditas setelah simbol lampu padam
.jpg)