Klorinasi air

Penggunaan air yang telah diklorinasi untuk proses dekontaminasi penyakit virus Ebola di Distrik Port Loko, Sierra Leone.

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. Agen mikroskopis dari banyak penyakit seperti kolera, demam tifoid, dan disentri membunuh banyak orang setiap tahun sebelum metode desinfeksi digunakan secara rutin.

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. 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Klorinasi air.

• 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