26.7 Total Dissolved Solids (TDS)

26.7.1 Pendahuluan

Total Dissolved Solids (TDS) merupakan salah satu parameter fisik yang paling banyak digunakan untuk menggambarkan jumlah total zat padat yang terlarut di dalam air. Berbeda dengan kekeruhan yang disebabkan oleh partikel tersuspensi, TDS mencerminkan akumulasi berbagai ion, garam mineral, logam, serta senyawa organik terlarut yang berukuran sangat kecil sehingga tidak dapat dipisahkan melalui penyaringan biasa (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

Dalam sistem penyediaan air minum, nilai TDS memiliki arti penting karena memengaruhi rasa, tingkat kesadahan, konduktivitas listrik, korosivitas, efisiensi proses pengolahan, dan penerimaan masyarakat terhadap air. Air dengan TDS rendah umumnya terasa lebih segar, sedangkan air dengan TDS tinggi dapat terasa asin, pahit, atau memberikan sensasi logam, tergantung pada komposisi ion penyusunnya (World Health Organization, 2022).

Meskipun TDS bukan merupakan parameter toksik secara langsung, peningkatan TDS sering menjadi indikator adanya peningkatan konsentrasi zat-zat terlarut yang berpotensi membahayakan kesehatan, seperti nitrat, arsen, fluorida, natrium, klorida, sulfat, logam berat, atau kontaminan anorganik lainnya. Oleh karena itu, interpretasi nilai TDS tidak dapat dilakukan secara terpisah, tetapi harus dikaitkan dengan komposisi kimia penyusun TDS tersebut (WHO, 2022).

Dalam perspektif toksikologi lingkungan, TDS dipandang sebagai parameter indikator (indicator parameter) yang memberikan gambaran mengenai kemungkinan adanya kontaminan kimia. Semakin tinggi nilai TDS, semakin besar kemungkinan air mengandung konsentrasi ion terlarut yang memerlukan evaluasi lebih lanjut melalui pemeriksaan laboratorium yang lebih spesifik (U.S. EPA, 2024).

26.7.2 Definisi Total Dissolved Solids (TDS)

Total Dissolved Solids adalah jumlah seluruh zat padat terlarut yang dapat melewati saringan berpori 2 µm atau 0,45 µm (tergantung metode analisis), kemudian tertinggal sebagai residu setelah air diuapkan pada suhu sekitar 180°C. Nilai TDS dinyatakan dalam satuan miligram per liter (mg/L) atau parts per million (ppm), di mana pada air tawar kedua satuan tersebut secara praktis memiliki nilai yang hampir sama (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

Komponen penyusun TDS meliputi:

Kation

Kalsium (Ca²⁺)
Magnesium (Mg²⁺)
Natrium (Na⁺)
Kalium (K⁺)
Besi (Fe²⁺/Fe³⁺)
Mangan (Mn²⁺)

Anion

Bikarbonat (HCO₃⁻)
Karbonat (CO₃²⁻)
Klorida (Cl⁻)
Sulfat (SO₄²⁻)
Nitrat (NO₃⁻)
Nitrit (NO₂⁻)
Fluorida (F⁻)
Fosfat (PO₄³⁻)

Selain ion anorganik, TDS juga dapat mengandung:

asam organik;
senyawa humat;
silika terlarut;
senyawa organik sederhana.

Komposisi TDS sangat bergantung pada karakteristik geologi, penggunaan lahan, dan aktivitas manusia di daerah tangkapan air.

26.7.3 Klasifikasi Air Berdasarkan Nilai TDS

Nilai TDS dapat digunakan untuk mengklasifikasikan jenis air sebagai berikut.

Kategori Air	TDS (mg/L)	Karakteristik
Air sangat tawar	< 300	Rasa sangat segar, mineral rendah
Air tawar	300–600	Umumnya memenuhi preferensi konsumen
Air mineral sedang	600–900	Rasa mineral mulai terasa
Air mineral tinggi	900–1.200	Rasa lebih kuat, perlu evaluasi komposisi
Air payau	1.000–10.000	Mulai terasa asin
Air asin	10.000–35.000	Tidak layak sebagai air minum tanpa pengolahan
Air laut	> 35.000	Memerlukan desalinasi

Klasifikasi ini membantu dalam menentukan kebutuhan teknologi pengolahan dan potensi dampak terhadap penggunaan air.

26.7.4 Sumber Peningkatan TDS

A. Faktor Geologi

Pelarutan mineral dari batuan merupakan sumber alami utama TDS. Air tanah yang melewati lapisan batu kapur, dolomit, gipsum, atau batuan vulkanik akan melarutkan berbagai mineral sehingga meningkatkan konsentrasi ion terlarut.

B. Intrusi Air Laut

Di wilayah pesisir, eksploitasi air tanah secara berlebihan dapat menyebabkan masuknya air laut ke akuifer. Intrusi ini meningkatkan kadar:

natrium,
klorida,
magnesium,
sulfat,

yang menyebabkan TDS meningkat secara signifikan.

C. Limbah Domestik

Air limbah rumah tangga membawa berbagai zat terlarut, seperti:

deterjen,
sabun,
garam,
sisa makanan,
urin.

Apabila masuk ke badan air tanpa pengolahan, zat-zat tersebut akan meningkatkan TDS.

D. Limbah Industri

Berbagai industri menghasilkan limbah dengan kandungan garam dan bahan kimia terlarut yang tinggi, misalnya:

industri tekstil;
penyamakan kulit;
pupuk;
petrokimia;
makanan dan minuman;
pertambangan.

Limbah tersebut dapat menyebabkan peningkatan TDS hingga ribuan mg/L apabila tidak diolah dengan baik (Spellman, 2021).

E. Pertanian

Penggunaan pupuk dan pestisida meningkatkan kandungan nitrat, kalium, fosfat, dan ion lainnya dalam air permukaan maupun air tanah melalui proses limpasan (runoff) dan infiltrasi.

26.7.5 Hubungan TDS dengan Parameter Kualitas Air Lain

Nilai TDS berkorelasi dengan berbagai parameter kualitas air.

A. Konduktivitas Listrik (Electrical Conductivity/EC)

Semakin tinggi TDS, semakin tinggi konduktivitas listrik karena jumlah ion yang menghantarkan arus listrik meningkat.

Hubungan empiris yang sering digunakan adalah:

[
TDS \approx (0,5 - 0,9) \times EC
]

dengan:

TDS dalam mg/L;
EC dalam µS/cm.

Faktor konversi bergantung pada jenis ion yang mendominasi.

B. Kesadahan

Kalsium dan magnesium merupakan penyumbang utama kesadahan. Oleh karena itu, peningkatan TDS sering disertai peningkatan kesadahan.

C. Salinitas

Di daerah pesisir, peningkatan TDS biasanya diikuti oleh peningkatan salinitas akibat tingginya kandungan natrium dan klorida.

D. Korosivitas

Air dengan TDS sangat rendah cenderung lebih korosif karena memiliki kapasitas penyangga mineral yang rendah. Sebaliknya, TDS yang sangat tinggi dapat menyebabkan pembentukan kerak (scaling) pada pipa dan peralatan.

26.7.6 TDS dalam Perspektif Toksikologi Air

Secara umum, TDS tidak bersifat toksik, tetapi komponen penyusunnya dapat bersifat toksik. Oleh karena itu, evaluasi toksikologi harus difokuskan pada jenis dan konsentrasi masing-masing zat penyusun.

A. Natrium (Na⁺)

Kadar natrium yang tinggi dapat menjadi perhatian bagi penderita hipertensi, gagal ginjal, dan penyakit kardiovaskular tertentu, meskipun kontribusi air minum terhadap total asupan natrium umumnya lebih kecil dibandingkan makanan (WHO, 2022).

B. Nitrat (NO₃⁻)

Nitrat merupakan salah satu penyusun TDS yang memiliki dampak toksik penting. Pada bayi, paparan nitrat tinggi dapat menyebabkan methemoglobinemia (blue baby syndrome) akibat gangguan kemampuan hemoglobin mengikat oksigen (WHO, 2022).

C. Fluorida (F⁻)

Fluorida pada konsentrasi yang sesuai bermanfaat bagi kesehatan gigi. Namun, konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menyebabkan fluorosis gigi dan fluorosis tulang.

D. Sulfat (SO₄²⁻)

Kadar sulfat yang tinggi dapat memberikan rasa pahit dan bersifat laksatif, terutama pada individu yang belum terbiasa mengonsumsi air dengan kandungan sulfat tinggi.

E. Arsen (As)

Walaupun kontribusinya terhadap TDS relatif kecil, arsen merupakan salah satu kontaminan paling berbahaya. Pajanan kronis dapat meningkatkan risiko kanker kulit, kandung kemih, paru-paru, serta penyakit kardiovaskular.

F. Timbal (Pb), Kadmium (Cd), dan Merkuri (Hg)

Logam berat ini dapat menjadi bagian dari TDS pada daerah yang tercemar. Efek toksiknya meliputi gangguan sistem saraf, ginjal, reproduksi, dan perkembangan anak.

Dengan demikian, peningkatan TDS harus diikuti dengan analisis spesiasi ion untuk menentukan sumber dan tingkat bahaya yang sebenarnya.

26.7.7 TDS dalam Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL)

Dalam pendekatan ARKL, TDS merupakan parameter indikator, sedangkan analisis risiko dilakukan terhadap kontaminan spesifik yang menyusun TDS.

1. Hazard Identification

Tahap pertama adalah mengidentifikasi ion dominan penyusun TDS, misalnya:

natrium;
nitrat;
arsen;
fluorida;
sulfat;
logam berat.

2. Exposure Assessment

Apabila ditemukan kontaminan toksik, pajanan dihitung 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, BMD, ADI, atau RfD digunakan untuk menentukan hubungan antara dosis dan efek kesehatan.

4. Risk Characterization

Untuk efek nonkarsinogenik:

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

Sedangkan untuk zat karsinogenik digunakan pendekatan Excess Lifetime Cancer Risk (ELCR) berdasarkan nilai Cancer Slope Factor (CSF).

Interpretasi hasil ARKL harus mempertimbangkan populasi rentan seperti bayi, ibu hamil, lansia, dan penderita penyakit ginjal atau hipertensi.

26.7.8 Pemeriksaan TDS

Pengukuran TDS dapat dilakukan melalui dua pendekatan.

A. Metode Gravimetri

Sampel air disaring, diuapkan pada suhu sekitar 180°C, kemudian residu yang tersisa ditimbang. Metode ini merupakan metode baku yang digunakan dalam Standard Methods (APHA, AWWA, & WEF, 2017).

B. Metode Konduktivitas

Sebagian besar alat TDS meter digital mengukur konduktivitas listrik dan mengonversinya menjadi nilai TDS menggunakan faktor empiris tertentu. Metode ini praktis untuk pemantauan lapangan, namun hasilnya dipengaruhi oleh jenis ion yang terkandung dalam air.

26.7.9 Strategi Pengendalian TDS

Sumber TDS	Strategi Pengendalian
Salinitas tinggi	Reverse osmosis (RO), elektrodialisis, desalinasi
Kesadahan	Pelunakan (softening), pertukaran ion
Nitrat	Pertukaran ion, denitrifikasi biologis, RO
Fluorida	Adsorpsi alumina aktif, RO, nanofiltrasi
Logam berat	Presipitasi kimia, adsorpsi, membran
Limbah industri	Pengolahan limbah sebelum dibuang
Intrusi air laut	Pengelolaan air tanah, imbuhan buatan (artificial recharge), pembatasan eksploitasi akuifer

Pemilihan teknologi harus mempertimbangkan komposisi ion dominan, kapasitas sistem, biaya operasi, dan tujuan penggunaan air.

26.7.10 Studi Kasus

Sebuah wilayah pesisir mengalami peningkatan nilai TDS air tanah dari sekitar 450 mg/L menjadi lebih dari 1.500 mg/L dalam kurun lima tahun. Analisis laboratorium menunjukkan peningkatan signifikan kadar natrium dan klorida akibat intrusi air laut yang dipicu oleh pengambilan air tanah secara berlebihan. Pendekatan ARKL dilakukan untuk mengevaluasi pajanan terhadap kelompok rentan, khususnya penderita hipertensi dan penyakit ginjal. Hasil kajian menunjukkan bahwa walaupun TDS tinggi terutama memengaruhi rasa dan penerimaan air, komponen natrium memerlukan perhatian khusus karena dapat meningkatkan beban asupan harian pada populasi tertentu. Pengendalian dilakukan melalui pembatasan eksploitasi air tanah, pengembangan sumber air alternatif, serta pemasangan unit reverse osmosis (RO) pada fasilitas penyediaan air minum.

26.7.11 Kesimpulan

Total Dissolved Solids (TDS) merupakan parameter fisik yang menggambarkan jumlah total zat terlarut dalam air dan berperan sebagai indikator penting kualitas air. Nilai TDS memengaruhi rasa, konduktivitas listrik, kesadahan, salinitas, dan korosivitas, tetapi tidak secara langsung menunjukkan tingkat toksisitas. Risiko kesehatan ditentukan oleh komposisi kimia penyusun TDS, seperti natrium, nitrat, fluorida, arsen, sulfat, atau logam berat. Oleh karena itu, dalam pendekatan toksikologi air dan Analisis Risiko Kesehatan Lingkungan (ARKL), evaluasi TDS harus diikuti dengan identifikasi kontaminan spesifik, penilaian pajanan, dan karakterisasi risiko. Pengendalian TDS memerlukan kombinasi perlindungan sumber air, pengelolaan pencemaran, serta penerapan teknologi pengolahan yang sesuai untuk menjamin keamanan dan keberlanjutan penyediaan air minum.

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.
Spellman, F. R. (2021). Handbook of Water and Wastewater Treatment Plant Operations. CRC Press.
U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (2024). Integrated Risk Information System (IRIS).
World Health Organization (WHO). (2022). Guidelines for Drinking-water Quality: Fourth Edition Incorporating the First and Second Addenda. Geneva: World Health Organization.

Kesehatan Lingkungan

TDS Air