26.5 Kekeruhan Air (Turbidity)

26.5.1 Pendahuluan

Kekeruhan (turbidity) merupakan salah satu parameter fisik yang paling penting dalam penilaian kualitas air karena berkaitan langsung dengan keberadaan partikel tersuspensi yang menghamburkan cahaya. Berbeda dengan warna yang dipengaruhi oleh zat terlarut, kekeruhan disebabkan oleh partikel yang tidak larut, baik yang berasal dari bahan mineral, bahan organik, mikroorganisme, maupun partikel koloid. Semakin tinggi jumlah partikel tersuspensi, semakin besar intensitas hamburan cahaya sehingga air tampak keruh (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

Dalam bidang penyehatan air, kekeruhan memiliki makna yang jauh lebih luas daripada sekadar penurunan estetika. Kekeruhan merupakan indikator penting efektivitas proses pengolahan air, terutama pada tahap koagulasi, flokulasi, sedimentasi, filtrasi, dan desinfeksi. Air dengan kekeruhan tinggi tidak hanya menurunkan kualitas visual, tetapi juga meningkatkan kemungkinan keberadaan bakteri, virus, protozoa, logam berat yang teradsorpsi pada partikel, mikroplastik, dan senyawa organik lainnya yang berpotensi membahayakan kesehatan manusia (World Health Organization, 2022).

Berbagai kejadian luar biasa (waterborne disease outbreaks) di berbagai negara menunjukkan bahwa peningkatan kekeruhan sering mendahului meningkatnya kejadian penyakit bawaan air. Salah satu contoh yang banyak dikaji adalah wabah kriptosporidiosis di Milwaukee, Amerika Serikat, pada tahun 1993, ketika gangguan proses filtrasi menyebabkan peningkatan kekeruhan dan memungkinkan Cryptosporidium parvum lolos ke sistem distribusi, sehingga lebih dari 400.000 orang mengalami gangguan kesehatan (MacKenzie et al., 1994). Kasus ini menegaskan bahwa pengendalian kekeruhan merupakan bagian integral dari perlindungan kesehatan masyarakat.

26.5.2 Definisi Kekeruhan

Kekeruhan adalah sifat optik air yang disebabkan oleh adanya partikel tersuspensi dan partikel koloid yang menghamburkan serta menyerap cahaya sehingga mengurangi kejernihan air. Partikel tersebut dapat berupa bahan anorganik maupun organik dengan ukuran mulai dari sekitar 0,001 µm hingga lebih dari 100 µm (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

Kekeruhan berbeda dengan Total Suspended Solids (TSS). TSS mengukur massa padatan tersuspensi (mg/L), sedangkan kekeruhan mengukur efek optik dari partikel terhadap cahaya. Oleh karena itu, dua sampel air dengan nilai TSS yang sama belum tentu memiliki nilai kekeruhan yang sama karena dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, warna, dan indeks bias partikel.

26.5.3 Sumber Penyebab Kekeruhan

A. Faktor Alam

1. Erosi Tanah

Curah hujan yang tinggi menyebabkan erosi tanah dan membawa partikel lempung, lanau, serta pasir halus ke badan air. Sungai di daerah tropis umumnya mengalami peningkatan kekeruhan yang signifikan selama musim hujan akibat limpasan permukaan (surface runoff) (Chapra, 2023).

2. Sedimen Dasar

Perubahan kecepatan aliran, aktivitas kapal, banjir, atau gangguan hidrodinamika dapat mengangkat kembali sedimen dasar (resuspension), sehingga meningkatkan kekeruhan.

3. Pertumbuhan Mikroorganisme

Blooming alga, sianobakteri, jamur, dan protozoa dapat meningkatkan jumlah partikel biologis di dalam air sehingga menyebabkan kekeruhan. Selain memengaruhi kejernihan, kondisi ini juga dapat meningkatkan risiko terbentuknya toksin biologis.

B. Faktor Antropogenik

1. Limbah Domestik

Air limbah domestik mengandung bahan organik, lemak, deterjen, dan padatan tersuspensi yang meningkatkan kekeruhan apabila dibuang tanpa pengolahan yang memadai.

2. Limbah Industri

Industri makanan, tekstil, pulp dan kertas, pertambangan, serta konstruksi menghasilkan limbah dengan kandungan padatan tersuspensi tinggi yang dapat meningkatkan kekeruhan badan air (Spellman, 2021).

3. Pertanian

Runoff dari lahan pertanian membawa tanah, pupuk, residu pestisida, dan bahan organik ke sungai atau waduk sehingga meningkatkan kekeruhan dan mempercepat proses eutrofikasi.

4. Konstruksi dan Urbanisasi

Pekerjaan konstruksi tanpa pengendalian erosi menyebabkan masuknya sedimen dalam jumlah besar ke badan air, terutama pada musim hujan.

26.5.4 Karakteristik Partikel Penyebab Kekeruhan

Partikel penyebab kekeruhan dapat dikelompokkan sebagai berikut.

Jenis Partikel	Ukuran	Contoh	Implikasi
Pasir halus	>50 µm	Kuarsa	Mudah mengendap
Lanau	2–50 µm	Mineral silikat	Menyebabkan kekeruhan sedang
Lempung	<2 µm	Kaolinit, montmorillonit	Sulit mengendap, memerlukan koagulasi
Koloid organik	0,001–1 µm	Asam humat, protein	Stabil dalam air
Mikroorganisme	0,2–100 µm	Bakteri, alga, protozoa	Risiko kesehatan
Mikroplastik	1 µm–5 mm	Serat sintetis, fragmen plastik	Potensi pajanan kronis

Partikel yang berukuran lebih kecil umumnya lebih sulit dipisahkan melalui sedimentasi sehingga memerlukan proses koagulasi dan filtrasi yang lebih efektif.

26.5.5 Hubungan Kekeruhan dengan Toksikologi Air

Secara langsung, partikel penyebab kekeruhan umumnya tidak bersifat toksik. Namun, dalam perspektif toksikologi lingkungan, partikel tersebut berfungsi sebagai media pembawa (carrier) berbagai kontaminan yang berbahaya.

Beberapa mekanisme yang penting antara lain:

A. Adsorpsi Logam Berat

Permukaan partikel lempung dan bahan organik memiliki luas permukaan yang besar sehingga mampu mengadsorpsi logam berat, seperti:

arsen (As),
timbal (Pb),
kadmium (Cd),
merkuri (Hg),
kromium (Cr).

Logam-logam tersebut dapat terlepas kembali akibat perubahan pH atau kondisi oksidasi-reduksi sehingga meningkatkan pajanan terhadap manusia (WHO, 2022).

B. Transport Mikroorganisme Patogen

Bakteri, virus, dan protozoa dapat menempel pada partikel tersuspensi sehingga terlindungi dari proses desinfeksi. Perlindungan fisik ini menyebabkan mikroorganisme lebih tahan terhadap klorin maupun desinfektan lainnya.

C. Pembentukan Produk Samping Desinfeksi

Bahan organik yang berkontribusi terhadap kekeruhan dapat bereaksi dengan klorin membentuk disinfection by-products (DBPs), seperti:

trihalometana (THMs),
haloacetic acids (HAAs).

Paparan jangka panjang terhadap beberapa DBPs dikaitkan dengan peningkatan risiko kanker kandung kemih dan gangguan reproduksi (WHO, 2022).

D. Media Transport Mikroplastik dan Nanoplastik

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa partikel mikroplastik dapat berinteraksi dengan bahan organik, logam berat, dan mikroorganisme sehingga membentuk kompleks yang meningkatkan persistensi kontaminan di lingkungan perairan (Koelmans et al., 2022).

26.5.6 Hubungan Kekeruhan dengan Penyakit Bawaan Air

Peningkatan kekeruhan sering berkorelasi dengan meningkatnya kejadian penyakit bawaan air (waterborne diseases), antara lain:

diare akut;
kolera;
disentri;
tifoid;
hepatitis A;
giardiasis;
kriptosporidiosis.

Korelasi tersebut terjadi karena tingginya jumlah partikel tersuspensi meningkatkan kemungkinan keberadaan mikroorganisme patogen dan menurunkan efektivitas proses desinfeksi.

Oleh karena itu, WHO merekomendasikan agar air hasil filtrasi memiliki kekeruhan serendah mungkin dan pada praktik operasional umumnya ditargetkan kurang dari 1 NTU, bahkan idealnya kurang dari 0,3 NTU sebelum proses desinfeksi untuk menjamin efektivitas inaktivasi patogen (WHO, 2022).

26.5.7 Kekeruhan dalam Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL)

Dalam kerangka ARKL, kekeruhan merupakan parameter hazard indicator yang memerlukan evaluasi lebih lanjut.

1. Hazard Identification

Dilakukan identifikasi penyebab peningkatan kekeruhan:

erosi,
limbah domestik,
limbah industri,
alga,
korosi jaringan distribusi,
gangguan proses pengolahan.

2. Exposure Assessment

Apabila partikel mengandung kontaminan toksik, estimasi pajanan dilakukan menggunakan rumus:

[
ADD=\frac{C\times IR\times EF\times ED}{BW\times AT}
]

dengan:

ADD = Average Daily Dose (mg/kgBB/hari),
C = konsentrasi kontaminan (mg/L),
IR = laju konsumsi air (L/hari),
EF = frekuensi pajanan (hari/tahun),
ED = durasi pajanan (tahun),
BW = berat badan (kg),
AT = waktu rata-rata pajanan (hari).

3. Dose–Response Assessment

Data toksikologi seperti NOAEL, LOAEL, atau RfD digunakan untuk mengevaluasi apakah dosis yang diterima berpotensi menimbulkan efek kesehatan.

4. Risk Characterization

Risiko nonkarsinogenik dihitung menggunakan:

[
HQ=\frac{ADD}{RfD}
]

Interpretasi:

HQ ≤ 1 : risiko dapat diterima.
HQ > 1 : diperlukan tindakan pengendalian.

Perlu ditekankan bahwa yang dihitung dalam ARKL adalah kontaminan penyebab risiko, bukan nilai kekeruhan itu sendiri. Kekeruhan berfungsi sebagai indikator yang mengarahkan investigasi terhadap kontaminan spesifik.

26.5.8 Pemeriksaan Kekeruhan

Kekeruhan diukur menggunakan nefelometer berdasarkan intensitas cahaya yang dihamburkan oleh partikel pada sudut 90°. Hasil dinyatakan dalam Nephelometric Turbidity Unit (NTU) (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

Metode lain yang digunakan pada kondisi tertentu meliputi:

turbidimeter optik,
sensor infra merah untuk pemantauan kontinu,
sensor online pada instalasi pengolahan air.

Pengukuran secara kontinu sangat penting untuk mendeteksi gangguan proses filtrasi secara dini.

26.5.9 Strategi Pengendalian Kekeruhan

Penyebab	Teknologi Pengendalian
Sedimen	Prasedimentasi, sedimentasi
Partikel koloid	Koagulasi–flokulasi
Padatan halus	Filtrasi pasir cepat atau lambat
Mikroorganisme	Filtrasi membran, ultrafiltrasi, desinfeksi
Alga	Flotasi udara terlarut (DAF), karbon aktif
Limpasan lahan	Konservasi DAS, pengendalian erosi
Gangguan distribusi	Flushing jaringan, pengendalian tekanan, pemeliharaan pipa

Pengendalian kekeruhan harus dilakukan mulai dari perlindungan daerah tangkapan air hingga optimalisasi proses pengolahan dan distribusi.

26.5.10 Studi Kasus

Sebuah instalasi pengolahan air permukaan mengalami peningkatan kekeruhan air baku dari 40 NTU menjadi lebih dari 600 NTU setelah hujan lebat. Apabila dosis koagulan tidak disesuaikan, air hasil filtrasi menunjukkan kekeruhan di atas target operasional sehingga efektivitas desinfeksi menurun. Evaluasi ARKL menunjukkan bahwa peningkatan kekeruhan meningkatkan peluang lolosnya mikroorganisme patogen ke jaringan distribusi. Operator kemudian melakukan uji jar test untuk mengoptimalkan dosis koagulan, meningkatkan frekuensi pencucian balik (backwashing) filter, dan memperketat pemantauan kekeruhan secara daring. Setelah tindakan tersebut, kekeruhan air hasil filtrasi kembali berada pada tingkat yang direkomendasikan dan risiko terhadap kesehatan masyarakat dapat dikendalikan.

26.5.11 Kesimpulan

Kekeruhan merupakan salah satu parameter fisik terpenting dalam pengelolaan kualitas air karena berhubungan erat dengan keberadaan partikel tersuspensi yang dapat membawa kontaminan kimia, mikrobiologi, dan biologis. Walaupun partikel penyebab kekeruhan tidak selalu bersifat toksik, peningkatan kekeruhan dapat menurunkan efektivitas pengolahan, mengurangi keberhasilan desinfeksi, serta meningkatkan risiko penyakit bawaan air. Dalam pendekatan Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL), kekeruhan berfungsi sebagai indikator bahaya yang harus ditindaklanjuti melalui identifikasi sumber pencemaran, analisis kontaminan spesifik, penilaian pajanan, dan karakterisasi risiko. Oleh karena itu, pengendalian kekeruhan menjadi komponen penting dalam menjamin keamanan air minum dan melindungi kesehatan masyarakat.

Daftar Pustaka

American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), & Water Environment Federation (WEF). (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (23rd ed.). Washington, DC.
American Water Works Association (AWWA). (2023). Water Quality and Treatment: A Handbook on Drinking Water. Denver, CO.
Chapra, S. C. (2023). Surface Water-Quality Modeling. Waveland Press.
Koelmans, A. A., et al. (2022). Microplastics in Freshwater and Drinking Water: Critical Review and Assessment. Elsevier.
MacKenzie, W. R., et al. (1994). "A Massive Outbreak in Milwaukee of Cryptosporidium Infection Transmitted through the Public Water Supply." New England Journal of Medicine, 331(3), 161–167.
Spellman, F. R. (2021). Handbook of Water and Wastewater Treatment Plant Operations. CRC Press.
World Health Organization (WHO). (2022). Guidelines for Drinking-water Quality: Fourth Edition Incorporating the First and Second Addenda. Geneva: World Health Organization.

Kekeruhan Air