TEKNOLOGI AIR MASA DEPAN

(bagian 1)

Diantara masalah yang akan dihadapi oleh banyak orang di bumi adalah kesulitan untuk mendapatkan air bersih dan sanitasi. Bahkan masalah ini bukan hanya dihadapi oleh negara-negara yang dikenal kesulitan air (memiliki scarcity index yang tinggi), tapi juga negara yang selama ini dikategorikan sebagai negara yang memiliki air melimpah akan menghadapi problem yang sama dalam beberapa tahun kedepan.

Dilaporkan oleh WHO, pada tahun 2002 saja 1.1 miliar manusia kekurangan akses pada sumber-sumber air. Jumlah ini mencapai 17% dari total penduduk dimuka bumi dan hampir dua pertiga dari jumlah ini hidup di Asia. Masalah sanitasi ternyata lebih parah, yaitu 2.6 miliar atau 42 % dari populasi dunia tidak mendapat akses ke sanitasi yang baik. 1

Metode-metode konvensional seperti disinfeksi air, dikontaminasi, dan desalinasi bisa jadi solusi untuk krisis air tersebut. Namun metode-metode ini sering kali menggunakan bahan kimia dalam jumlah besar dan konsumsi energi serta biaya operasi yang relatif cukup mahal. Kebanyakan metode-metode tersebut masih difokuskan kepada skala besar sehingga membutuhkan banyak dana. Masih banyak lagi masalah-masalah yang muncul dari metode-metode konvensional. Dalam tulisan ini, kita akan menyoroti beberapa teknologi air masa depan yang diharapkan dapat memproduksi air dari sumber-sumber konvensional tanpa menggunakan bahan kimia dan energi dalam jumlah besar.

  1. Disinfeksi.

Tujuan utama dari disinfeksi adalah bagaimana menyediakan air yang bersih dari patogen-patogen, baik yang tradisional maupun yang baru muncul, dengan metode yang efektif dan efisien tanpa menimbulkan masalah baru dari proses disinfeksi itu sendiri.

Proses disinfeksi sendiri mengalami tantangan yang besar seiring dengan bermuculannya patogen-patogen baru. Sebagian patogen yang muncul varian barunya dalam dua atau tiga dekade terakhir adalah virus. Meskipun varian-varian baru patogen ini sebagiannya berupa virus, namun disinfeksi sendiri masih difokuskan pada jenis-jenis bakteri dan protozoa karena mereka lebih sulit untuk ditangani dibandingkan dengan virus. Metode konvensional yang menggunakan free chlorine dapat dengan efektif mematikan dan mengendalikan virus, namun tidak efektif mengontrol beberapa jenis bakteri dan protozoa seperti misalnya mycobacterium avium dan cryptosporidium parvum. M. avium termasuk jenis bakteri yang tinggal di dalam biofilm 2 dan memiliki resistensi dengan free chlorine meskipun dosis free chlorine yang dipakai tinggi 3. Sementara itu meningkatkan penggunaan free chlorine dengan dosis tinggi akan menghasilkan senyawa kimia sebagai produk sampingan yang disebut Disinfection By-Products (DBPs). Contohnya seperti trihalomethane dan haloacetic acid adalah produk sampingan dari reaksi sisa-sisa free chlorine dengan senyawaan organik alamiah (natural organic matter atau NOM).4

Kemudian alternatif apa yang akan digunakan untuk menggantikan peran free chlorine selama ini? Para ahli kemudian mengembangkan metode alternatif yaitu dengan menggunakan sinar ultraviolet (UV) untuk mendisinfeksi air. Bahkan ozone pun juga di pakai untuk mendisinfeksi air karena kedua metode ini cukup efektif untuk mengontrol C. Parvum misalnya. Karena masing-masing metode memiliki kelemahan dalam mengontrol sebagian mikroornisme patogen, maka perlu digabungkan untuk menutupi kelemahan masing-masing. Tapi justru masalah baru muncul dari penggunaan proses-proses alternatif di atas. Jika sebelumnya kita harus mengatasi DBP dari free chlorine saja, maka dengan penggunaan ozone dan combined chlorine akan memunculkan jenis DBPs yang lain yang tidak kalah atau bahkan lebih berbahaya dari DBPs free chlorine. Sebagai oksidator kuat ditambah dengan adanya bromida di dalam air, maka ozone akan bereaksi dengan ion bromida dan menghasilkan bromate ions yang bersifat karsinogen belum lagi combined chlorine malah memunculkan DBPs seperti haloacetonitriles dan iodoacetic acid yang memiliki tingkat “racun” dan karsinogen lebih berbahaya dari pada DBPs free chlorine.5

Gambar 1. Mekanisme Penonaktifan Virus dengan bermacam-macam desinfektan.

Para ahli masih terus berusaha untuk mencari alternatif metode disinfeksi yang efektif dan efisien. Kuncinya adalah pemahaman terhadap mekanisme penonaktifan virus atau mikroorganisme lainnya. Teori tentang mekanisme tersebut yang selama ini diterima secara umum adalah baik sinar UV dan free chlorine akan bereaksi dengan berbagai macam asam amino yang ada pada bagian selubung protein (capsid) atau asam nukleat yang dilindungi oleh selubung protein tersebut (lihat Gambar 1).6 Namun demikian, detil mekanisme yang membatasi seluruh proses penonaktifan virus, level kerusakan yang dihasilkan oleh disinfektan, maupun bagian molekular yang mana dari virus yang dihancurkan masih belum diketahui secara pasti. Proses disinfeksi generasi terbaru diharapkan mampu memilih mekanisme yang mengontrol penonaktifan virus-virus ini dan dengan tepat dapat melumpuhkan peran dari protein-protein yang bertanggung jawab dalam proses “binding” virus-virus tersebut pada sel-sel induk . 7

-Bersambung-


1 http://www.worldwatercouncil.org/library/archives/water-supply-sanitation/

2 BMC Microbiology 2009, 9:159

3 Appl. Environ. Microbiol. 69 (2003) 5685-5689

4 Water Science and Technology 40 (1999) 25-30

5 Environ. Sci. Technol. 41 (2) (2007) 645–651

6 Environ. Sci. Technol. 46(21) (2012) 12069-12078

7 Nature 452 (2008) 301-310


Tentang Penulis:

Farid Fadhillah, lahir di Bontang pada 15 Juni 1978. Gelar Sarjana Teknik (2002) diperoleh dari Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada. Gelar Master Teknik (2005) diperoleh jurusan yang sama. Gelar PhD (2011) di peroleh dari Departemen Teknik Kimia, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dhahran, Arab Saudi. Aktifitas saat ini sebagai dosen departemen teknik kimia Al Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, Riyadh, Arab Saudi. Bidang keahlian adalah sintesa membran, proses pemisahan dengan membrane meliputi pemisahan gas, reverse dan forward osmosis, nanofiltrasi, ultrafiltrasi, layer by layer assembly dan teknologi film tipis.