PENGENALAN DAN APLIKASI ALAT TURBIDIMETER PADA PENGUJIAN KEKERUAN AIR LIMBAH

A. ACARA
Praktikum pengenalan dan aplikasi alat turbidimeter pada analisa tingkat kekeruhan air limbah.

B. PRINSIP
Alat akan memancarkan cahaya pada media atau sample, dan cahaya tersebut akan diserap dan ada yang diteruskan, dipantulkan atau menembus media tersebut. Cahaya yang menembus/diserap media akan diukur dan ditransfer kedalam bentuk angka yang merupakan tingkat kekeruhan, semakin banyak cahaya yang diserap maka semakin keruh.



C. TUJUAN
Mengenal alat pengujian air limbah dan mengukur tingkat kekeruhan pada sample dengan menggunakan turbidimeter

D. TINJAUAN PUSTAKA
1. Air
Air merupakan sumber alam yang sangat penting di dunia, karena tanpa air kehidupan tidak dapat berlangsung. Air juga banyak mendapat pencemaran. Berbagai jenis pencemar air berasal dari :
• Sumber domestik (rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya.
• Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan, serta sumber-sumber lainnya.
Semua bahan pencemar diatas secara langsung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi kualitas air. Berbagai usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari atau setidaknya diminimalkan. Masalah pencemaran serta efisiensi penggunaan sumber air merupakan masalah pokok. Hal ini mengingat keadaan perairan-alami di banyak negara yang cenderung menurun, baik kualitas maupun kuantitasnya.

Beriikut ini merupakan Karakteristik Fisik Air yaitu 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. 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.Warna, Warna air dapat ditimbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan. 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. 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

2. Turbidimeter
Turbidimeter adalah salah satu alat pengujian kekeruan dengan 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.

Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu :
• pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang;
• pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh.
• instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar.

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.


E. ALAT &BAHAN
• Alat
Turbidimeter dan Tabung Sample
• Bahan
Larutan standar dan Sample

F. PROSEDUR
1. Persiapkan alat dan bahan
2. Alat turbidimeter disambungkan dengan sumber listrik dan diamkan selama 15 menit
3. Larutan standar diletakan pada tempat sample, lakukan pengukuran dan sesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar sesuai dengan nilai standar.
4. Sample dimasukan pada tempat pengukuran sample
5. Skala pengukuran kekeruhan dibaca (lakukan pengukuran 3 kali dengan menekan tombol pengulangan pengukuran untuk setiap pengulangan)


G. DATA HASIL PENGAMATAN
sampel air keran toilet1 yaitu 4,2 NTU, air keran toilet2 yaitu 5,03 NTU, air tadah hujan yaitu 79,8 NTU dan air sungai yaitu 38,47 NTU
H. PEMBAHASAN

1. Turbidimeter
Turbidimeter merupakan salah satu alat yang berfungsi untuk mengetahui/mengukur tingkat kekeruhan air. Turbidimeter memiliki 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.

Standar pengukuran Kekeruhan dimulai tahun 1970-an ketika nephelometric turbidimeter dikembangkan yang menentukan kekeruhan dengan cahaya. tersebar di sebuah sudut 90E dari balok insiden). Sebuah sudut deteksi 90E adalah dianggap paling sensitif terhadap variasi dalam ukuran partikel. Nephelometry telah diadopsi oleh Standard Metode sebagai cara pilihan untuk mengukur kekeruhan karena metode's sensitivitas, presisi, dan penerapan atas berbagai ukuran partikel dan konsentrasi. Metode nephelometric dikalibrasi menggunakan suspensi formazin polimer seperti bahwa nilai dari 40 unit nephelometric (NTU) adalah kira-kira sama dengan 40.

Modern turbidimeters menggunakan teknik nephelometry, yang mengukur jumlah cahaya yang tersebar tepat untuk menjadikan modern turbidimeters memanfaatkan pengukuran nephelometric. Dengan berlalunya cahaya melalui air, cahaya balok sepanjang perjalanan yang relatif jalan terganggu. Namun, distorsi yang terjadi sebagian cahaya dihamburkan oleh molekul hadir dalam cairan murni. ketika cahaya melewati cairan yang mengandung padatan tersuspensi maka sinar berinteraksi dengan partikel, dan partikel akan menyerap energi cahaya dan memancarkan cahaya kembali ke segala arah.

Partikel ukuran, konfigurasi, warna, dan indeks bias menentukan distribusi spasial intensitas cahaya yang tersebar di sekitar partikel. banyak partikel lebih kecil dari panjang gelombang cahaya insiden, yang biasanya disajikan dalam nanometers (nm), nanometer (nm), menyebarkan cahaya intensitas sebesar sekitar di segala penjuru. Namun, partikel yang lebih besar dari panjang gelombang cahaya insiden, membentuk pola spektrum yang hasil dalam hamburan cahaya yang lebih besar dalam arah maju (jauh dari cahaya insiden) daripada dalam arah lain. Pola hamburan dan intensitas sinar ditularkan melalui sampel juga dapat dipengaruhi oleh partikel menyerap tertentu panjang gelombang cahaya yang ditransmisikan (Sadar, 1996).

Karena cahaya yang tersebar di arah depan tergantung pada ukuran partikel, yang pengukuran cahayanya ditularkan melalui sampel menghasilkan variabel hasil. Selain itu, perubahan cahaya ditransmisikan adalah sangat sedikit dan sulit membedakan dari kebisingan elektronik ketika mengukur kekeruhan rendah. sampel kekeruhan tinggi juga sulit untuk diukur dengan menggunakan alat ini karena banyak cahaya yang ditransmisikan hamburan cahaya oleh banyak partikel dalam fluida. Untuk mengatasi masalah ini, turbidimeters terutama mengukur pencar cahaya pada sudut 90 derajat ke balok dan berhubungan ini membaca untuk kekeruhan. sudut ini dianggap sangat sensitif terhadap menghamburkan cahaya oleh partikel di sampel. sensor cahaya tambahan juga kadang-kadang ditambahkan untuk mendeteksi cahaya yang tersebar di sudut lain dalam rangka meningkatkan instrumen rentang dan menghapus kesalahan yang diperkenalkan oleh warna-warna alami dan variabilitas lampu.

Instrumen turbidimeter dasar berisi sumber cahaya, wadah sampel atau sel, dan photodetectors untuk merasakan cahaya yang tersebar. Sumber cahaya yang paling umum digunakan adalah lampu tungsten filamen. spektral (band panjang gelombang cahaya yang dihasilkan) dari lampu umumnya ditandai dengan "suhu warna," yang adalah temperatur bahwa radiator benda hitam harus dioperasikan untuk menghasilkan warna tertentu. lampu ini lampu pijar dan disebut "polikromatik," karena mereka memiliki cukup lebar spektral band yang mencakup berbagai panjang gelombang cahaya, atau warna. kehadiran berbagai panjang gelombang dapat menimbulkan gangguan dalam pengukuran kekeruhan sebagai warna alami dan bahan organik alami dalam sampel dapat menyerap beberapa spesifik panjang gelombang cahaya dan mengurangi intensitas cahaya yang tersebar (King, 1991). Lampu filamen tungsten juga sangat tergantung pada tegangan lampu daya pasokan. tegangan yang digunakan untuk lampu menentukan karakteristik keluaran spektrum dihasilkan, membuat pasokan listrik stabil kebutuhan. Selain itu, karena dengan lampu pijar, output dari lampu meluruh dengan waktu sebagai lampu perlahan keluar, membuat kalibrasi ulang dari instrumen dan persyaratan yang diperlukan sering.

Untuk mengatasi beberapa keterbatasan lampu pijar, beberapa desain turbidimeter memanfaatkan sumber cahaya monokromatik, seperti dioda memancarkan cahaya (LED), laser, lampu merkuri, dan filter lampu berbagai kombinasi. Monochromatic cahaya monokromatis memiliki band yang sangat sempit dari panjang gelombang cahaya (hanya warna beberapa). Dengan memilih panjang gelombang cahaya yang tidak biasanya diserap oleh bahan organik, sumber cahaya monokromatik boleh kurang mengalami gangguan oleh warna sampel. Namun, beberapa dari cahaya alternatif sumber merespon secara berbeda terhadap ukuran partikel, dan tidak sensitif terhadap partikel ukuran kecil sebagai lampu tungsten filament.

Dalam turbidimeters, photodetectors mendeteksi cahaya yang dihasilkan dari interaksi antara insiden ringan dan volume sampel dan menghasilkan sinyal elektronik yang kemudian Detektor ini dapat ditemukan dalam berbagai konfigurasi tergantung pada desain instrumen tersebut. Empat jenis detektor umum digunakan termasuk tabung photomultiplier, dioda vakum, dioda silikon, dan photoconductors sulfida kadmium (Sadar, 1992).

Masing-masing dari empat jenis detektor bervariasi dalam tanggapan mereka terhadap panjang gelombang cahaya tertentu. Oleh karena itu, jika sumber cahaya polikromatik digunakan, output spektrum dari sumber cahaya memiliki pengaruh langsung pada jenis dan desain yang dipilih Sensor cahaya untuk instrumen. Spesifikasi photodector tidak hampir sebagai kritis ketika cahaya monokromatik sumber digunakan. Secara umum, dengan lampu filamen tungsten polikromatik sebagai cahaya sumber, tabung photomultiplier dan fotodioda vakum lebih sensitif terhadap lebih pendek panjang gelombang cahaya di sumber, membuat mereka lebih sensitif dalam mendeteksi partikel yang lebih kecil. Sebaliknya, dioda silikon lebih sensitif terhadap lagi panjang gelombang pada sumber cahaya, sehingga lebih cocok untuk penginderaan partikel yang lebih besar.sensitivitas dari cadmium sulfida fotokonduktor adalah antara sensitivitas photomultiplier tabung dan fotodioda silicon.

Ada tiga jenis turbidimeters umum yang dipakai sekarang. Ada yang disebut sebagai bench top, portable, and on-line instruments. Bench top dan portabel turbidimeters Bench digunakan untuk menganalisa sampel ambil atas unit Bench biasanya digunakan sebagai laboratorium stasioner instrumen dan tidak dimaksudkan untuk menjadi portabel. On-line instrumen biasanya dipasang di lapangan dan terus menerus menganalisa aliran sampel tumpah off dari proses unit. sampling Pengukuran dengan unit-unit ini membutuhkan kepatuhan yang ketat untuk pabrik sampling prosedur untuk mengurangi kesalahan dari gelas kotor, udara dalam gelembung sampel, dan partikel yang menetap.
Penggunaan alat turbidimeter ini yaitu menyimpan sampel dan standar pada botol kecil/botol sampel. Sebelum alat digunakan terlebih dahulu harus diset, dimana angka yang tertera pada layar harus 0 atau dalam keadaan netral, kemudian melakukan pengukuran dengan menyesuaikan nilai pengukuran dengan cara memutar tombol pengatur hingga nilai yang tertera pada layar pada turbidimeter sesuai dengan nilai standar. Setelah itu sampel dimasukan pada tempat pengukuran sampel yang ada pada turbidimeter, hasilnya dapat langsung dibaca skala pengukuran kekeruhan tertera pada layar dengan jelas. Akan tetapi pengukuran sampel harus dilakukan sebanyak 3 kali dengan menekan tombol pengulangan pengukuran untuk setiap pengulangan agar pengukuran tepat atau valid, dan hasilnya langsung dirata-ratakan.

Gambar 1. Turbidimeter

Pada alat turbidimeter yang dipraktikan aplikasinya ini cahaya masuk melalui sample (air keran toilet, air tadah hujan, dan air sungai) , kemudian sebagian diserap dan sebagian diteruskan, cahaya yang diserap itulah yang merupakan tingkat kekeruhan. Maka jika semakin banyak cahaya yang diserap maka semakin keruh cairan tersebut.

2. Kekeruhan
Kekeruhan adalah keadaan mendung atau kekaburan dari cairan yang disebabkan oleh individu partikel (suspended solids) yang umumnya tidak terlihat oleh mata telanjang, mirip dengan asap di udara. Pengukuran kekeruhan adalah tes kunci dari kualitas air . Cairan dapat mengandung suspensi padatan yang terdiri dari partikel dari berbagai ukuran. Sementara beberapa materi dihentikan sementara akan cukup besar dan cukup berat untuk menyelesaikan cepat ke bagian bawah wadah jika sampel cairan yang tersisa untuk berdiri (yang padat settable), partikel-partikel sangat kecil hanya akan menyelesaikan sangat lambat atau tidak sama sekali jika sampel teratur atau partikel koloid . Partikel padat kecil ini menyebabkan cairan menjadil keruh.
Kekeruhan dalam air terbuka dapat disebabkan oleh pertumbuhan fitoplankton. Kegiatan manusia yang mengganggu tanah, seperti konstruksi , dapat mengakibatkan tinggi sedimen tingkat masuk badan air selama hujan badai, karena badai air limpasan, dan menciptakan kondisi keruh. Urbanisasi daerah memberikan kontribusi dalam jumlah besar kekeruhan ke perairan dekat, melalui stormwater polusi dari diaspal permukaan seperti jalan, jembatan dan tempat parkir. industri tertentu seperti penggalian, pertambangan dan batubara pemulihan dapat menghasilkan tingkat kekeruhan yang sangat tinggi dari partikel koloid batu.

Dalam air minum, semakin tinggi tingkat kekeruhan, semakin tinggi resiko bahwa orang-orang dapat mengembangkan penyakit gastrointestinal. Ini terutama masalah bagi orang-terancam kekebalan, karena kontaminan seperti virus atau bakteri dapat menjadi melekat pada padatan tersuspensi. Padatan tersuspensi mengganggu disinfeksi air dengan klorin karena partikel bertindak sebagai perisai untuk virus dan bakteri. Demikian pula, padatan tersuspensi dapat melindungi bakteri dari ultraviolet (UV) sterilisasi air.
Dalam badan-badan seperti air danau dan waduk, tingkat kekeruhan tinggi dapat mengurangi jumlah cahaya yang mencapai kedalaman lebih rendah, yang dapat menghambat pertumbuhan terendam tanaman air dan akibatnya mempengaruhi spesies yang tergantung pada mereka, seperti ikan dan kerang. Banyak di area hutan mangrove, kekeruhan tinggi diperlukan untuk mendukung spesies tertentu, seperti untuk melindungi anak-anak ikan dari pemangsa. Untuk sebagian besar mangrove di sepanjang pantai timur Australia, khususnya Moreton Bay, kekeruhan tingkat setinggi 6 Nephelometric Turbidity Unit (NTU) yang tepat diperlukan untuk ekosistem berfungsi.
Unit pengukuran yang digunakan secara luas paling untuk kekeruhan adalah FTU (Formazin Turbidity Unit). ISO mengacu pada unit sebagai FNU (Formazin Nephelometric Unit). Ada beberapa cara praktis memeriksa kualitas air, yang paling langsung karena beberapa ukuran redaman (yaitu, pengurangan kekuatan) cahaya saat melewati kolom sampel air. The Jackson Candle menggunakan metode alternatif (unit: Jackson Kekeruhan Unit atau JTU) pada dasarnya adalah kebalikan dari ukuran panjang kolom air yang diperlukan untuk benar-benar mengaburkan nyala lilin dilihat melalui itu. Air lebih dibutuhkan (semakin panjang kolom air), air semakin jelas. Tentu saja air menghasilkan redaman tertentu, dan setiap zat terlarut dalam air yang menghasilkan warna dapat melemahkan beberapa panjang gelombang. instrumen modern tidak menggunakan lilin, namun pendekatan ini atenuasi dari sinar melalui kolom air harus dikalibrasi dan dilaporkan dalam JTUs.
Sebuah properti partikel - bahwa mereka akan menyebarkan berkas cahaya terfokus pada mereka - dianggap sebagai ukuran yang lebih berarti dari kekeruhan dalam air. Kekeruhan diukur dengan cara ini menggunakan alat yang disebut nephelometer dengan setup detektor ke sisi sinar. Lebih banyak cahaya mencapai detector jika ada banyak partikel kecil hamburan sumber balok daripada jika ada beberapa.. Satuan kekeruhan dari nephelometer dikalibrasi disebut Nephelometric Kekeruhan Unit (NTU).

Untuk tingkat tertentu, seberapa banyak cahaya mencerminkan dengan jumlah tertentu partikel tergantung pada sifat dari partikel seperti bentuknya, warna, dan reflektif. Untuk alasan ini (dan alasan bahwa partikel berat menyelesaikan dengan cepat dan tidak memberikan kontribusi untuk membaca kekeruhan), hubungan antara kekeruhan dan total suspended solids (TSS) agak unik untuk setiap lokasi atau situasi.
Cara uji analisis untuk kekeruhan meliputi:
• ISO 7027 "Kualitas Air: Penentuan Kekeruhan"
• US EPA Metode No 180,1, "Kekeruhan"
• "Metode Standar,"No. 2130B.
Dalam praktikum uji kekeruhan dilakukan pada sampel yang berbeda yaitu sampel air keran toilet, sampel air tadah hujan, dan sampel air sungai. Pada penujukan alat turbidimeter yang digunakan untuk mengukur kekeruhan ini, setelah dilakukan 3 kali pengukuran maka hasil rata-rata yang diperoleh adalah air keran1 memiliki kekeruhan 4,2 NTU, air keran2 5,03 NTU air tadah hujan 79,8 NTU, dan air sungai 38,47 NTU. Setiap sampel mempunyai tingkat kekeruhan yang berbeda satu sama lain.
Tingkat Kekeruhan tertinggi adalah sampel air tadah hujan, yang kedua adalah sampel air sungai dan yang terakhir adalah sampel air keran toilet. Kekeruhan tertinggi adalah pada air tadah hujan karena dapat diperkirakan dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air, selain itu lokasi pengambilan sampel air tadah hujan juga mempengaruhi.
Ada berbagai parameter yang mempengaruhi keadaan kekeruhan air. Beberapa di antaranya adalah:
• Fitoplankton
• Sedimen dari erosi
• Resuspended sedimen dari dasar (sering aduk oleh feeders bawah seperti ikan mas)
• Limbah pembuangan
• Algae pertumbuhan
• Urban limpasan

Partikel-partikel tersuspensi menyerap panas dari sinar matahari, membuat air keruh menjadi lebih hangat, dan mengurangi konsentrasi oksigen di dalam air (oksigen terlarut yang lebih baik di air dingin). Beberapa organisme juga tidak dapat bertahan hidup di air hangat. Partikel-partikel tersuspensi menghamburkan cahaya, sehingga mengurangi aktivitas fotosintesis tanaman dan ganggang yang memberikan kontribusi untuk menurunkan oksigen konsentrasi bahkan lebih. Sebagai konsekuensi dari partikel menetap ke bawah, danau dangkal mengisi lebih cepat, telur ikan dan larva serangga yang tertutup dan tercekik, struktur insang mendapatkan buntu atau rusak .
Dampak utama adalah hanya dari segi estetis yaitu pemandangan air kotor tidak disukai manusia. Tetapi juga, adalah penting untuk menghilangkan kekeruhan air agar dapat secara efektif membasmi kuman untuk keperluan minum. Ini menambahkan beberapa biaya tambahan untuk perawatan pasokan air permukaan. Partikel-partikel tersuspensi juga membantu lampiran logam berat dan banyak lainnya senyawa organik beracun dan pestisida.
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).


I. KESIMPULAN
Kekeruhan adalah ukuran sejauh mana air kehilangan transparansi karena adanya partikel tersuspensi. Kekeruhan dianggap sebagai ukuran yang baik untuk kualitas air. Berdasarkan data pada hasil pengamatan kekeruhan pada setiap sampel tidak sama yaitu, sampel air keran toilet1 yaitu 4,2 NTU, air keran toilet2 yaitu 5,03 NTU, air tadah hujan yaitu 79,8 NTU dan air sungai yaitu 38,47 NTU. Setiap sampel mempunyai tingkat kekeruhan yang berbeda satu sama lain. Kekeruhan tertinggi terdapat pada air tadah hujan sedangkan yang terendah pada air keran toilet. Hal ini dipengaruhi oleh beberapa factor yang terdapat dalam air tersebut. WHO (World Health Organization) , menetapkan bahwa kekeruhan air minum tidak boleh lebih dari 5 NTU, dan idealnya harus di bawah 1 NTU.

J. DAFTAR PUSTAKA
Sadar, MJ 1996. Understanding Turbidity Science. Hach Company Technical. Information Series - Booklet No. 11.

http://www.fivecreeks.org
http://library.usu.ac.id/download/fmipa/kimia-farida.pdf.
http://forum.upi.edu/v3/index
http://www.waterontheweb.org/under/waterquality/turbidity.html
http://wikipedia.org/wiki/kekeruhan