Oksigen (O)

Informasi Dasar

Sifat Fisika dan Kimia

• Pada suhu dan tekanan normal, oksigen adalah gas tak berwarna dan tak berbau
• Oksigen sedikit larut dalam air. Pada suhu 20°C dan tekanan 1 atm, kelarutannya sekitar 7-8 mg/L
• Oksigen sangat reaktif dan mudah bereaksi dengan banyak unsur lain membentuk oksida
• Oksigen mendukung pembakaran dan diperlukan untuk respirasi

Keberadaan dalam Air dan Efek Kesehatan

Oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO) adalah parameter kunci kualitas air. Konsentrasi DO yang cukup diperlukan untuk mendukung kehidupan akuatik seperti ikan dan mikroorganisme bermanfaat. Air dengan DO rendah dapat mencerminkan adanya polusi dan berisiko bagi kesehatan ekosistem. Namun, kadar DO yang terlalu tinggi dapat menyebabkan korosi di sistem perpipaan air.

Oksigen terlarut tidak berdampak langsung pada kesehatan manusia, tetapi air minum dengan DO sangat rendah mungkin mengandung kontaminan yang berbahaya. Kadar DO normal dalam air minum berkisar 5-8 mg/L.

Aplikasi Pengolahan Air dan Metode Penghilangan

Aerasi adalah proses utama untuk meningkatkan DO dalam pengolahan air. Beberapa teknik aerasi meliputi:

• Tray aerators
• Spray aerators
• Diffused aerators
• Cascade aerators

Kadar oksigen terlarut juga dapat ditingkatkan dengan teknologi terbarukan seperti photocatalytic water treatment yang memanfaatkan sinar matahari.

Sebaliknya, deoxygenation atau penghilangan oksigen terkadang diperlukan dalam pengolahan air untuk mencegah korosi atau mengurangi pertumbuhan mikroba. Teknik-teknik seperti penyemprotan gas inert, vakum, membran deaerasi, atau penambahan bahan kimia pereduksi dapat digunakan.

Pedoman Regulasi dan Standar

Batas DO minimum yang disarankan untuk air minum adalah 5 mg/L berdasarkan pedoman WHO. Baku mutu air yang digunakan oleh industri pengolahan air, seperti AWWA dan IBWA, juga menetapkan standar mirip untuk DO.

Untuk perairan alami, baku mutu kualitas air di Indonesia mengkategorikan kondisi perairan berdasarkan kadar DO:

Dampak Lingkungan dan Pertimbangan Keberlanjutan

Polusi beban organik dalam badan air dapat menguras kadar oksigen terlarut dan menyebabkan kondisi hipoksia yang berbahaya bagi kehidupan akuatik. Pengolahan air limbah yang efektif untuk menghilangkan kontaminan organik dapat membantu memulihkan dan menjaga tingkat DO.

Teknologi pengolahan air yang hemat energi dan berkelanjutan harus dipilih untuk menghindari peningkatan jejak karbon. Misalnya, aerator yang menggunakan sumber tenaga terbarukan dapat meminimalkan konsumsi energi saat meningkatkan DO.

Tren dan Penelitian di Masa Depan

Riset yang sedang berkembang difokuskan untuk mengoptimalkan teknologi aerasi, seperti aerator microbubble dan nanobubble yang dapat meningkatkan efisiensi transfer gas. Teknologi mutakhir seperti reaktor biohidrogenasi juga dieksplorasi untuk menghilangkan oksigen dan kontaminan organik secara simultan dari air limbah.

Penginderaan jauh dan Internet of Things (IoT) membuka peluang untuk pemantauan DO dan kualitas air secara real-time. Sensor nirkabel dan analitik data yang canggih akan memungkinkan pengambilan keputusan yang lebih baik dalam pengelolaan sumber daya air.

Fakta Menarik

• Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta setelah hidrogen dan helium
• Fotosintesis oleh tumbuhan menghasilkan hampir semua oksigen di atmosfer Bumi
• Ikan dapat bertahan hidup dalam air dengan kadar DO serendah 2 mg/L, tetapi membutuhkan setidaknya 5-6 mg/L untuk tumbuh optimal
• Konsentrasi oksigen terlarut dalam air dipengaruhi oleh suhu, ketinggian, salinitas, dan tekanan atmosfer