Baku Mutu Air Limbah Industri Minyak dan Gas Bagian 3 : Uji Total Dissolved Solids (TDS)
Telah dibahas pada artikel sebelumnya terkait Baku Mutu Air Limbah Industri Minyak dan Gas untuk parameter kebutuhan oksigen kimiawi (KOK) atau chemical oxygen demand (COD) dan pH. Artikel ini akan membahas lebih lanjut untuk parameter berikutnya yakni padatan terlarut total (total dissolved solids/ TDS). Disebutkan pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 19 Tahun 2010 tepatnya untuk Air Limbah Kegiatan Eksplorasi dan Produksi Migas dari Fasilitas Darat (On-shore) lama maupun baru, nilai TDS air limbah adalah maksimum 4000 mg/L.
Total padatan terlarut (total dissolved solids/ TDS) adalah total kandungan garam atau partikel bermuatan yang terlarut dalam badan air. Meskipun dalam jumlah kecil TDS tidak mempengaruhi lingkungan namun kadarnya dalam jumlah besar justru dapat merusak lingkungan. Nilai TDS yang terlampau tinggi mengakibatkan nilai salinitas air naik. Naiknya nilai salinitas akan membuat oksigen yang terlarut dalam badan air menjadi terdesak sehingga tingkat kelarutannya akan menurun, menyebabkan jumlah oksigen dalam badan air semakin rendah. Rendahnya kadar oksigen akan sangat berpengaruh pada keberlangsungan ekosistem akuatik maupun proses degradasi polutan baik secara kimiawi maupun biokimia dalam lingkungan.
Gambar 1. Grafik Hubungan Kadar Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen/ DO) dan Salinitas serta suhu
Kadar padatan terlarut total (total dissolved solids/ TDS) yang tinggi juga menandakan banyaknya ion - ion anorganik seperti karbonat (CO32-), bikarbonat (HCO3-), klorida (Cl-) dan lainnya yang terkandung dalam badan air limbah. Dikutip dari Jurnal yang ditulis oleh Aghow dan Salah (2025), bahwa nilai TDS yang tinggi pada air limbah industri minyak dan gas dapat memicu ketidakseimbangan nutrien yang ada di lingkungan dan memicu tingginya proses eutrofikasi. Alhasil banyak alga yang tunggu dan menyebabkan jumlah biota air terdegradasi. Selain efeknya pada badan air sekitar, TDS juga dapat menyebabkan ketidakseimbangan pH tanah sehingga tanaman akan sulit tumbuh. Dari segi lainnya, kadar TDS yang tinggi juga dapat menyebabkan kerak pada sistem plumbing pada IPAL yang menghambat proses atau bahkan merusak akibat korosi yang terjadi.
Monitoring Nilai Padatan Terlarut Total (Total Dissolved Solids/ TDS)
Ditinjau dari definisi yang tertulis pada Standard Methods For The Examination of Water and Wastewater Treatment, padatan terlarut total (total dissolved solids) masuk dalam kategori padatan (solids) dalam air, yang diartikan sebagai sejumlah padatan dalam suatu badan air sampel yang dapat melewati filter dengan pori - pori 2 µm atau lebih kecil dalam suatu kondisi tertentu. Untuk menetapkan kadarnya, metode uji yang dapat digunakan adalah metode gravimetri yang direkomendasikan oleh Standar Nasional Indonesia tepatnya pada Nomor 06-6989 Bagian 27 Tahun 2005 yang diadaptasi dari APHA 2540 Bagian C.
....(1)Keterangan :
A1 adalah berat tetap cawan kosong setelah pemanasan pada suhu 180 oC (g)
B adalah berat tetap cawan berisi padatan terlarut total setelah pemanasan pada suhu 180 °C (g)
Beberapa catatan khusus pun disampaikan dalam APHA 2540 Bagian C, antara lain :
-
Instrumen oven yang digunakan setidaknya memiliki akurasi ± 2 °C;
-
Pengulangan uji perlu dilakukan dengan untuk memastikan uji yang dilakukan valid dengan syarat perbedaan bobot kurang dari 0.5 mg.;
-
Dari poin 2 dapat disimpulkan bahwa neraca yang dibutuhkan adalah neraca analitik dengan ketelitian berkisar 0.1 mg agar hasil uji presisi dan akurat.
Metode Alternatif Penentuan Padatan Terlarut Total (Total Dissolved Solids/ TDS)
Prinsipnya adalah dengan mengukur nilai konduktivitas sampel menggunakan Alat Conductivity Meter. Hasil kemudian dapat dikonversi dengan mengalikan nilai daya hantar listrik tersebut dengan faktor konversi yang telah ditentukan. Umumnya, faktor konversi antara konduktivitas atau daya hantar listrik (DHL) ke TDS berkisar 0.48 hingga 0.80. Tentu, faktor konversi ini tidak bisa serta merta ditentukan begitu saja, diperlukan kajian khusus yang dapat dijadikan sebagai rujukan konversi nilai daya hantar listrik pada nilai TDS sampel air limbah yang diuji.
Secara konsep, pengukuran konduktivitas dengan conductivity meter dipengaruhi oleh spesifikasi cell constant dari elektroda conductivity yang digunakan. Cell constant adalah perbandingan antara jarak antar plat dan luas permukaan plat. Kecilnya nilai cell constant pada elektroda conductivity mengindikasikan jarak antar plat yang relatif pendek sehingga mampu mengukur sampel air yang murni. Sebaliknya, semakin besar nilai cell constant suatu elektroda conductivity semakin mungkin untuk digunakan pada sampel dengan nilai conductivity yang tinggi.
Ditinjau dari segi struktur, elektroda conductivity sendiri terdiri dari 2 plat yang terpisah dalam jarak yang spesifik. Ketika elektroda conductivity dipasang pada Alat conductivity meter, aliran listrik akan mengalir pada plat dan berpusat di tengah sehingga menghasilkan polarisasi kutub. Saat elektroda dimasukkan ke dalam sampel, kation dalam sampel akan bergerak menuju plat yang bermuatan negatif dan anion dalam sampel akan bergerak menuju plat yang bermuatan positif. Geometri elektroda ini diilustrasikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Ilustrasi Mekanisme Kerja dan Geometri Elektroda Conductivity
Meski pengukuran padatan terlarut total menggunakan Alat Conductivity meter, namun Alat Conductivity meter saat ini sudah mengalami modifikasi yang cukup signifikan. Elektroda conductivity pada Alat Conductivity meter telah dirancang untuk dapat mengukur 3 - 4 parameter, yakni konduktivitas itu sendiri, TDS, salinitas dan resistivitas. Jika faktor konversi antara konduktivitas dan TDS telah diketahui, maka analis hanya perlu melakukan input data ke dalam Alat Conductivity Meter sehingga kalkulasi akan dilakukan secara otomatis dan hasil yang tampak pada display Alat Conductivity meter sudah dalam bentuk ppm TDS.
Cara Monitoring Padatan Terlarut Total (Total Dissolved Solids/ TDS) dengan Alat Conductivity Meter
Monitoring nilai padatan terlarut total (total dissolved solids/ TDS) dengan Alat Conductivity Meter dapat dilakukan baik secara laboratorium, lapangan ataupun secara real time. Jika pengukuran dilakukan secara laboratorium, maka Alat conductivity meter yang diperlukan dapat berupa Alat Benchtop, sedangkan jika secara lapangan maka diperlukan Alat Conductivity Portable. Namun jika diperlukan monitoring nilai TDS secara real - time, maka diperlukan Alat Online Conductivity Meter.
Baik Alat Benchtop, Portable maupun Alat Monitoring Online, seluruh conductivity meter terdiri dari 2 rangkaian yakni meter dan elektroda conductivity. Untuk menggunakannya, diperlukan kalibrasi terlebih dahulu yang dilakukan secara berkala. Khusus untuk conductivity meter benchtop maupun portable, kalibrasi perlu dilakukan di hari yang sama sebelum alat digunakan pada sampel. Namun hal ini sedikit berbeda dengan Alat Online Conductivity Meter. Alat Online Conductivity Meter terdiri dari sensor online conductivity dan Alat Online Controller, yang mana kalibrasi dilakukan hanya pada saat proses initializing atau pada saat instalasi sensor ataupun pada saat setelah maintenance sensor online conductivity. Selebihnya, hanya dilakukan verifikasi saja jika diperlukan.
Gambar 3. Alat Conductivity Meter (A) Tipe Benchtop, (B) Tipe Portable, dan (C) Online Monitoring
Pengukuran secara elektrometri masih terpaut dengan suhu sehingga perbedaan suhu dapat menjadi penyebab dari anomali yang terjadi pada hasil pengukuran. Hal ini tentu dapat direduksi dengan melakukan pemantauan baik secara laboratorium, di lapangan serta secara real - time. Selain itu, penggunaan Alat Online Monitoring seperti Alat Online Conductivity Meter juga dapat membantu evaluasi treatment yang dilakukan pada Sistem Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) guna menghasilkan air limbah dengan kualitas yang sesuai dengan baku mutu dan menghemat cost operasional secara efektif.
Referensi
American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation. Lipps WC, Braun-Howland EB, Baxter TE, eds. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 24th ed. Washington DC: APHA Press; 2023.Badan Standardisasi Nasional (BSN). (2005). SNI 06-6989 Bagian 27 Tahun 2005. Air dan Air Limbah - Bagian 27 : Cara Uji Kadar Padatan Terlarut Total secara Gravimetri. Jakarta : Badan Standardisasi Nasional
Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia. 2010. Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 19 Tahun 2010 tentang Baku Mutu Air Limbah Bagi Usaha/Atau Kegiatan Minyak dan Gas serta Panas Bumi
Rusydi, Anna F. 2018. Correlation between conductivity and total dissolved solid in various type of water: A review. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 118, 012019