KOANA: Penjernih Air Ramah Lingkungan Penunjang Sustainable Infrastructure Pulau Kangean, Sumenep, Madura

Indonesia adalah negara kepulauan dengan jumlah pulau yang terbentang lebih dari 17.000 pulau. Kekayaan sumber daya alam yang melimpah sangat berpotensi menjadi daya tarik wisata. Namun, berbagai potensi masalah saling terkait dan tumpang tindih, terutama kondisi lingkungan dan kesehatan masyarakat pesisir. Salah satunya ketersediaan air bersih dalam jumlah cukup dan kualitas baik yang masih kurang.

Ketersediaan air tawar di wilayah pesisir umumnya secara kuantitas berlimpah, namun seringkali sulit mendapatkan air untuk berbagai penggunaan karena kualitasnya kurang memadai. Hal ini dipengaruhi oleh interaksi lautan yang telah merubah kualitas air tanah bercampur dengan air laut sehingga menjadi payau bahkan asin. Salah satu contoh yang terjadi di Pulau Kangean, Sumenep, Madura. Menurut hasil wawancara dengan salah seorang warga setempat, air di sana masih keruh dan memiliki rasa asin. Sehingga mereka terpaksa membeli air dari pulau seberang dengan estimasi waktu pulang pergi satu jam. Selain itu, mereka juga harus membayar dengan harga 70 kali lipat lebih mahal dari harga biasanya.

Di lain sisi, permasalahan akses air bersih bukan hanya dirasakan di Pulau Kangean sebagai daerah pesisir, melainkan di daerah perkotaan dan desa lainnya. Sejalan dengan hal tersebut kebutuhan akan air bersih yang terus meningkat, baik untuk kebutuhan sehari-hari maupun kebutuhan industri, membuat masyarakat lebih banyak mengandalkan air tanah. Eksploitasi air tanah yang terus berlangsung dan semakin meningkat dari waktu ke waktu diduga menjadi salah satu faktor terjadinya intrusi air laut pada akuifer di daerah pesisir (Gemilang et al., 2016).

Mengatasi permasalahan di atas, metode elektrokoagulasi dapat menjadi salah satu alternatif pemurnian air laut. Jika dibandingkan dengan teknologi yang sudah ada seperti teknologi desalinasi termal, metode ini sederhana dan memiliki biaya operasional yang relatif murah. Namun, kekurangan dari elektrokoagulasi adalah prosesnya dipengaruhi oleh besar kecilnya arus voltase listrik searah pada elektroda, yang memungkinkan penggunaan listrik menjadi lebih mahal.

Di samping itu, elektrokoagulasi lebih banyak diterapkan oleh industri besar saja. Berakar dari permasalahan yang ada, penulis berinovasi membuat sebuah alat penjernih air keruh dan payau menjadi air bersih dan tawar, dalam skala rumah tangga dengan panel surya sebagai sumber energi. Melalui inovasi ini, penulis ingin mengetahui mekanisme kerja alat dalam proses penjernihan air keruh dan payau serta efektifitas metode elektrokoagulasi dalam meningkatkan kualitas air laut di daerah pesisir Pulau Kangean. 

Penelitian sebelumnya, Fitriah et al. (2022) telah membuktikan bahwa metode elektrokoagulasi dapat menurunkan kadar besi dan kadar mangan dalam air tanah, sehingga air menjadi lebih jernih. Terjadi penurunan kadar besi terbaik pada variasi tegangan 12 v dan waktu 45 menit yaitu sebesar 7.2 mg/l dan penurunan kadar mangan sebesar 1.72 mg/l. Di sisi lain, pada penelitian Leila Kaslum, et al. (2021) elektrokoagulasi mampu menurunkan kadar salinitas sebanyak 9,73 ppt atau penurunan sebesar 40,12%. Hal tersebut terjadi karena semakin besar arus listrik dan semakin lama waktu proses maka penyisihan kadar polutan semakin tinggi, yang berpengaruh terhadap semakin tingginya penyisihan kadar salinitas pada air payau. Mengacu penelitian tersebut, penulis berinovasi dengan teknologi serupa untuk penjernih air tanah, sungai dan penawar air payau, yang bekerja dengan mengendapkan partikel halus dan kontaminan dalam air dan mengikatnya dengan flok dari gejala dekomposisi elektrolit (Purwaningsih, 2008). Sehingga teknologi ini memungkinkan pemurnian air yang lebih komplek dan efisien. 

Inovasi NERO dirancang dengan tiga komponen utama, yakni tangki reaktor yang dengan 2 pasang lempeng elektroda, filter, dan panel surya. Adapun filter batuan alam terdiri dari pasir silika, zeolit, dan karbon aktif. Filter ini mampu menghilangkan sifat fisik air seperti bau dan warna, serta menghilangkan bakteri, virus, logam berat, dan bahan kimia berbahaya. Selain itu, penggunaan panel surya sebagai sumber listrik juga digunakan untuk solusi efektif dalam mengurangi biaya operasional alat. Panel surya 50 WP akan dihubungkan dengan Solar Charger Controller (SCC) sebagai pengontrol arus listrik ke baterai agar tidak overcharge yang dapat merusak baterai.

NERO dengan dimensi 40 cm x 100 cm x 100 cm mampu memproses 20 liter air/ jam untuk air laut, 100 liter air/jam untuk air sumur payau dan 150 liter/jam air sumur keruh yang hasilnya dapat langsung digunakan. Berbeda dengan penelitian sebelumnya yang menggunakan skala percobaan dimana hanya mampu memproses air dengan jumlah yang sangat kecil.

Penjernihan air menggunakan NERO akan melewati penyaringan oleh filter sebelum ke proses elektrokoagulasi. Pertama, air masuk kedalam reaktor melalui input filter yang meliputi nano dan filter batuan alam, yang berfungsi untuk menyaring polutan besar dan menghilangkan bau pada air. Kemudian air akan langsung dialirkan ke dalam tangki reaktor untuk proses elektrokoagulasi selama waktu yang telah ditentukan. Pada proses elektrokoagulasi, terjadi suatu reaksi redoks (reduksi dan oksidasi).

Pada reaksi reduksi terjadi reaksi logam-logam akan diendapkan atau direduksi pada elektroda negatif. Sedangkan pada reaksi oksidasi yang terjadi pada elektroda positif (Al) akan dioksidasi menjadi Al(OH)2 yang berfungsi sebagai koagulan. Sehingga nantinya akan membentuk flok yang mampu mengikat kontaminan dan partikel–partikel dalam air. Selain itu, proses elektrokoagulasi juga dapat mereduksi bakteri, virus, arsen, fosfat, sulfit, sulfat, boron, nitrat, florida, dan krom (Ridantami, 2016) serta memecah dan memisahkan ion garam di dalam air. Setelah terbentuk flok pada durasi waktu yang telah diamati, air akan dialirkan pada output filter untuk menyaring air yang masih bercampur dengan flok untuk selanjutnya dapat digunakan sesuai kebutuhan.

Hasil setelah penjernihan NERO diujikan di Laboratorium Ekologi dan Biodiversitas Hewan, Universitas Brawijaya, untuk mengetahui kemampuannya menghilangkan bau, warna, rasa, dan penurunan kekeruhan. Desalinasi air laut menjadi air tawar, NEWATER diujikan dengan memperhatikan parameter nilai pH dan suhu air laut. Dimana pada menit ke 60 didapatkan kenaikan nilai pH menjadi   8 dan suhu 25 C dan terjadi penurunan TDS, Cl-, Br- dan SO4 2- dengan persentase paling tinggi. 

Dari hasil uji diatas jika dibandingkan dengan alat penjernihan lain yang sudah ada, hanya dapat digunakan untuk air sumur dan sungai dengan teknologi modern dan kurang ramah lingkungan. Kini, penjernihan air tanah, sungai sekaligus  penawar air payau dapat dilakukan melalui NERO, sebuah alat teknologi sederhana yang ramah lingkungan dalam skala rumah tangga. Dengan demikian, inovasi ini ke depannya dapat menjadi solusi bagi masyarakat Pulau Kangean, Sumenep, Madura dalam permasalahan air sumur yang keruh dan asin. Terlebih lagi, meninjau peruntukan alat yang dapat menjernihkan tiga jenis air, maka juga dapat menjangkau masyarakat baik di desa terpencil maupun daerah padat penduduk di tengah kota yang mengalami kesulitan akses air bersih.

Update berita dan artikel RM.ID menarik lainnya di Google News

Dapatkan juga update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari RM.id. Mari bergabung di Grup Telegram "Rakyat Merdeka News Update", caranya klik link https://t.me/officialrakyatmerdeka kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.