Membongkar Ancaman Senyap di Saluran Air Kita
Prolog: Ketika Limbah Rumah Tangga Menjadi Bom Waktu Lingkungan
Limbah cair, yang merupakan sisa buangan dari berbagai proses, mulai dari aktivitas domestik, peternakan, pertanian, hingga sisa buangan industri, sering kali tidak diperhatikan setelah mengalir dari saluran pembuangan.1 Meskipun banyak yang mengira limbah rumah tangga tidak berbahaya dibandingkan limbah pabrik besar, kenyataannya, limbah cair industri rumah tangga—yang berasal dari bekas cucian peralatan produksi, laboratorium, kamar mandi, dan bahkan sisa reagen—dapat membawa muatan bahan berbahaya dan beracun (B3) yang signifikan.1
Pembuangan limbah cair ini secara langsung ke lingkungan perairan, seperti sungai dan danau, tanpa melalui proses pengolahan yang memadai, menciptakan risiko ekologis dan kesehatan yang masif. Para ahli lingkungan telah lama memperingatkan bahwa kontaminasi air ini adalah jalur cepat penyebaran penyakit. Penduduk yang tinggal di sekitar lokasi pembuangan limbah industri berbahaya berisiko tinggi terpapar diare, giardiasis, kolera, hingga hepatitis. Lebih jauh lagi, konsumsi air tercemar dalam jangka panjang dapat memicu penyakit kronis seperti kanker.1 Krisis kesehatan yang berpotensi ditimbulkan oleh limbah yang tidak terkontrol ini menempatkan perlindungan kualitas air sebagai prioritas nasional yang mendesak.
Sensor Cerdas Penjaga Ekosistem: Sistem Deteksi Otomatis Berbasis PLC
Merespons kebutuhan mendesak untuk menjaga kualitas air dan mencegah pencemaran sebelum terjadi, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Angelia Maharani Purba dari Politeknik Negeri Medan berhasil mengembangkan sebuah inovasi teknologi. Penelitian ini, yang berjudul "Sistem Pendeteksian Air Limbah Cair Industri Berbasis PLC," bertujuan utama untuk menciptakan sistem pengawasan kualitas air limbah yang beroperasi secara akurat dan otomatis menggunakan Programmable Logic Controller (PLC).1
Sistem ini dirancang sebagai garis pertahanan pertama bagi ekosistem. Daripada hanya bereaksi terhadap pencemaran yang sudah terjadi—metode yang seringkali mahal dan terlambat—sistem ini memungkinkan industri rumah tangga untuk melakukan deteksi dini. Dengan mengidentifikasi limbah berbahaya sebelum ia dibuang ke perairan umum, sistem ini memberikan solusi pencegahan yang krusial. Keberhasilan pengembangan alat pendeteksi berbasis PLC ini diharapkan dapat memberikan kontribusi nyata dalam mendukung keberlanjutan kesehatan lingkungan di tengah padatnya kegiatan industri.1
Teknologi dan Regulasi: Cara Kerja Mata Baru Pengawasan Limbah
PLC Mitsubishi: Otak yang Siap Siaga 24 Jam
Jantung operasional dari sistem deteksi canggih ini adalah perangkat PLC, yang berfungsi sebagai otak pengendali utama. Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan unit PLC Mitsubishi FX3U24MR.1 Sebagai perangkat berbasis mikroprosesor atau mikrokontroler, PLC bekerja berdasarkan prinsip fungsi logika dan mampu melaksanakan operasi matematika yang kompleks. Perangkat ini secara esensial menggantikan pengujian manual yang sporadis dan rawan kesalahan manusia dengan pengawasan digital yang siaga dan konsisten selama 24 jam sehari.1
Untuk memastikan akurasi data yang diterima, penelitian ini menggunakan Modul Converter Voltage to Current. Modul ini bertugas mengubah sinyal tegangan analog yang dihasilkan oleh sensor-sensor kunci (khususnya sensor pH dan TDS) menjadi sinyal arus standar 4–20 mA sebelum data tersebut masuk ke PLC. Penggunaan sinyal arus yang stabil ini sangat penting dalam lingkungan industri, karena dapat mengurangi gangguan dan memastikan keandalan data yang diolah untuk pengambilan keputusan.1
Tiga Pilar Deteksi Kualitas: TDS, pH, dan Suhu
Sistem ini dikembangkan menggunakan metode eksperimental dengan memantau dan membandingkan tiga parameter fisikokimia utama limbah dengan nilai batas ambang (NBA) yang ditetapkan oleh regulasi lingkungan Indonesia.1 Ketiga parameter ini adalah indikator cepat yang mencerminkan bahaya limbah secara langsung.
1. Tingkat Zat Terlarut Total (TDS)
TDS mengukur jumlah partikel atau zat padat yang terlarut dalam air. Tingkat TDS yang tinggi sering kali menunjukkan adanya muatan kontaminan yang signifikan. Para peneliti menggunakan Sensor Kekeruhan TDS Meter V1 yang memiliki rentang pengukuran antara 0 hingga 1000 ppm.1
-
Standar Kritis yang Ditetapkan: Merujuk pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan (PermenLHK) RI No. 5 Tahun 2014, kadar maksimum untuk parameter TDS dalam limbah industri ditetapkan sebesar $2.000$ ppm (mg/L). Sebagai perbandingan, TDS air minum yang ideal adalah $500$ mg/L.1
2. Derajat Keasaman (pH)
Sensor pH (Sensor pH 4502C) digunakan untuk mengestimasi tingkat keasaman atau kebasaan suatu cairan.1 Tingkat pH adalah parameter fundamental yang menentukan apakah limbah bersifat korosif, racun, dan seberapa besar dampaknya terhadap mikroorganisme dan biota air.
-
Standar Kritis yang Ditetapkan: Menurut Permen LHK No. 68 tahun 2016, ambang batas pH air yang diizinkan untuk limbah cair harus berada dalam rentang netral-toleransi, yaitu 6 hingga 9.1 Nilai di luar rentang ini dianggap berbahaya bagi lingkungan.
3. Suhu Air Limbah
Suhu, yang diukur menggunakan Sensor RTD PT100, adalah parameter yang sensitif terhadap polusi termal.1 Peningkatan suhu air yang drastis dapat menyebabkan thermal shock pada ekosistem akuatik, mengganggu kadar oksigen terlarut, dan merusak kehidupan mikroba.
-
Standar Kritis yang Ditetapkan: Nilai batas ambang suhu limbah industri domestik yang dikutip dalam penelitian ini adalah $2,5-3,2^{\circ}C$.1 Angka yang sangat rendah ini, yang jauh di bawah suhu air normal di iklim tropis seperti Indonesia, menimbulkan interpretasi khusus. Dalam konteks regulasi lingkungan untuk polusi termal, nilai ini sangat mungkin tidak merujuk pada suhu absolut limbah, melainkan pada kenaikan maksimum suhu ($\Delta T$) yang diizinkan di atas suhu air badan penerima.1 Artinya, limbah yang dibuang tidak boleh menaikkan suhu sungai atau danau lebih dari $2,5$ hingga $3,2^{\circ}C$ agar tidak menimbulkan tekanan termal yang parah pada biota air.
Cerita di Balik Data: Produk Sehari-hari yang Melanggar Batas
Setelah perancangan sistem, langkah yang paling penting adalah pengujian terhadap sampel nyata limbah industri rumah tangga, termasuk detergen, pembersih lantai, dan air mineral kemasan. Hasil pengujian inilah yang membuka mata terhadap potensi bahaya yang tersembunyi di balik produk yang kita gunakan setiap hari, menunjukkan bahwa polusi kimiawi memiliki masalah polarisasi ekstrem.
Kejutan di Laboratorium: Merek Detergen dan Pembersih Lantai yang Membahayakan
Pengujian limbah detergen dan pembersih lantai menunjukkan bahwa sementara sebagian besar produk berada dalam batas aman TDS ($\le 2.000$ ppm) dan suhu (sekitar $27-28^{\circ}C$ yang dianggap aman dalam konteks ini), masalah besar terletak pada ketidakstabilan pH yang ekstrem.
Polemik pH Tinggi (Basa) dari Limbah Detergen
Penelitian menguji limbah dari empat merek detergen yang berbeda. Merek seperti Dasi Bright, Rinso, dan So Klin (1) menunjukkan nilai pH terukur yang berada dalam rentang aman (6–9).1 Namun, detergen merek Daia menunjukkan hasil yang secara signifikan melampaui batas toleransi yang ditetapkan.
-
Data Daia yang Mencemaskan: Rerata nilai pH limbah detergen Daia yang terukur adalah 9,94.1 Angka ini jauh di atas batas maksimum aman yang diizinkan oleh Permen LHK No. 68 Tahun 2016, yaitu pH 9,0.
Untuk memberikan gambaran yang hidup, nilai pH 9,94 ini berarti limbah tersebut mendorong kebasaan hingga sekitar 10,4% di atas batas maksimal yang diperbolehkan untuk dibuang ke lingkungan. Limbah cair yang bersifat basa kuat ($\text{pH} > 9$) ini tidak disarankan untuk dibuang langsung karena dapat menimbulkan risiko kesehatan serius bagi manusia yang terpapar. Air dengan pH tinggi berisiko menyebabkan alkalosis, suatu kondisi yang berpotensi mengganggu keseimbangan kalsium dalam tubuh dan memicu kerusakan tulang, terutama bagi penderita penyakit ginjal atau paru-paru.1
Bahaya Tersembunyi pH Rendah (Asam) dari Pembersih Lantai
Jika limbah detergen cenderung basa, pengujian limbah pembersih lantai mengungkap masalah di kutub sebaliknya: keasaman yang berlebihan. Dari lima merek yang diuji, sebagian besar merek seperti Pizzi Family, Super Pel, SOS, dan Wipol menunjukkan hasil pengukuran pH yang aman dan berada dalam rentang 6–9.1
-
Data So Klin yang Terlalu Asam: Sayangnya, limbah dari pembersih lantai merek So Klin menunjukkan hasil yang tidak disarankan. Rerata pH limbah dari merek ini terukur hanya 5,62.1
Nilai pH 5,62 ini berarti limbah tersebut anjlok sekitar 6,3% di bawah ambang batas minimal 6,0 yang diizinkan oleh regulasi. Limbah cair dengan pH di bawah 6,0 bersifat asam dan sangat berbahaya bagi lingkungan, terutama tanah dan ekosistem mikroba. Tanah yang terpapar limbah asam cenderung merusak kesuburan dan mengakibatkan pertumbuhan tanaman yang buruk.1
Polarisasi kimiawi yang ekstrem ini—dari limbah detergen yang terlalu basa hingga limbah pembersih lantai yang terlalu asam—menekankan mengapa sistem deteksi otomatis menjadi sangat penting. PLC tidak hanya berfungsi mendeteksi apakah limbah itu tercemar atau tidak, tetapi juga mendiagnosis jenis pencemaran spesifik (asam atau basa), memungkinkan industri untuk menerapkan pengolahan yang tepat dan bertarget sebelum dilepaskan ke lingkungan.
Ironi Kualitas Air Minum: Saat Kita Mengonsumsi Bahaya Tak Terduga
Bagian yang paling mengejutkan dari temuan ini mungkin adalah pengujian terhadap air minum kemasan—produk yang diiklankan dan dipercaya publik sebagai standar kemurnian dan kelayakan konsumsi. Meskipun standar pH untuk air minum yang layak dikonsumsi ditetapkan dalam rentang netral 6,5 hingga 8,5 1, beberapa merek populer gagal memenuhi kriteria ini.
1. Air Mineral Aqua: Terlalu Asam untuk Dikonsumsi
Penelitian ini menguji tujuh merek air minum. Salah satu merek air minum kemasan yang sangat populer, Aqua, menunjukkan tingkat keasaman yang mengkhawatirkan. Rerata pH terukur untuk merek ini hanya mencapai 4,36.1
Nilai keasaman pH 4,36 ini berada jauh di bawah ambang batas minimal pH 6,5 untuk air minum yang layak, seolah-olah air ini memiliki tingkat keasaman yang jauh melampaui standar kelayakan konsumsi. Derajat keasaman yang rendah ($< 6,5$) tidak hanya menimbulkan rasa yang tidak enak, tetapi yang lebih parah, pH asam cenderung memicu berbagai macam bahan kimia berbahaya yang mungkin ada dalam air untuk menjadi racun, yang pada akhirnya dapat mengganggu kesehatan manusia.1
2. Air Mineral Cleo: Kebasaan yang Melampaui Batas Ideal
Di sisi lain, air minum merek Cleo juga dicatat tidak disarankan karena rerata pH terukurnya mencapai 8,7.1 Meskipun nilai ini hanya sedikit melampaui batas atas ideal konsumsi (8,5), air dengan pH tinggi tetap berisiko. Seperti halnya limbah basa, konsumsi air dengan pH tinggi ($\text{pH} > 9$) berisiko menyebabkan alkalosis, terutama pada individu yang sudah memiliki penyakit ginjal atau paru-paru berat.1
Selain air mineral kemasan, pengujian juga dilakukan pada air sumur, yang menunjukkan nilai pH yang tidak disarankan, dengan rerata pH 5,72.1 Temuan ini menggarisbawahi adanya masalah pH rendah yang endemik pada sumber air baku.
Jika produk yang ditujukan langsung untuk konsumsi manusia ternyata gagal memenuhi standar pH kelayakan minum, maka muncul pertanyaan besar mengenai kualitas air limbah yang dihasilkan selama proses produksi atau bahkan limbah sisa konsumsi dari produk-produk tersebut. Analisis ini menunjukkan adanya potensi celah pengawasan regulasi yang serius, di mana standar kualitas konsumsi belum sepenuhnya tercermin dalam praktik pengelolaan limbah industri terkait. PLC berfungsi sebagai sistem peringatan dini yang mendesak perbaikan kualitas air secara menyeluruh, mulai dari hulu (proses produksi) hingga hilir (pembuangan limbah).
Menuju Pengawasan Limbah Total: Kritik dan Dampak Nyata
Revolusi Pencegahan: Peluang dan Keterbatasan Sistem PLC
Sistem pendeteksian air limbah berbasis PLC telah berhasil membuktikan kapasitasnya sebagai pengawas lingkungan yang akurat. Sistem ini mampu memberikan peringatan instan terhadap limbah detergen, pembersih lantai, dan air mineral yang melampaui batas ambang pH, TDS, dan suhu. Penemuan ini memvalidasi pendekatan pencegahan di titik sumber limbah, yang jauh lebih efektif dibandingkan pengolahan pasca-pencemaran.1
Kritik Realistis: Melihat Lebih Jauh dari Tiga Parameter
Meskipun fungsionalitas PLC ini adalah langkah maju yang signifikan, perlu disadari bahwa sistem deteksi saat ini hanya fokus pada tiga parameter: TDS, pH, dan suhu.1
Keterbatasan studi pada tiga indikator fisikokimia ini adalah aspek penting yang harus dikritisi. Lingkungan perairan menghadapi ancaman yang jauh lebih kompleks dari sekadar zat terlarut atau keasaman. Polutan organik, padatan tersuspensi, dan kontaminan biologis juga memainkan peran besar dalam kerusakan ekosistem. Dengan hanya mengawasi TDS, pH, dan suhu, sistem pengawasan ini dapat dikatakan buta sebagian terhadap ancaman biologi dan kimia yang sesungguhnya. Misalnya, limbah dengan pH aman tetapi memiliki kadar polutan organik tinggi (seperti lemak atau detergen) yang memerlukan oksigen besar untuk terurai, masih dapat mematikan ekosistem air.
Untuk mencapai perlindungan ekosistem yang komprehensif, sistem ini harus berevolusi. Para peneliti sendiri secara realistis menyarankan bahwa indikator sistem pendeteksian air limbah industri sebaiknya dilengkapi dengan parameter uji nilai BOD (Biological Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), Total Suspended Solids (TSS), serta minyak dan lemak, amonia, dan Total Coliform.1 Penambahan sensor untuk parameter-parameter ini akan memberikan gambaran yang jauh lebih utuh dan mendalam mengenai beban polusi biologi dan kimiawi limbah, sehingga memungkinkan proses pengolahan yang lebih tepat sasaran.
Dampak Nyata dan Visi Jangka Panjang
Keunggulan terbesar dari sistem deteksi otomatis berbasis PLC ini adalah kemampuannya untuk mengklasifikasikan limbah secara real-time: apakah limbah tersebut berbahaya dan memerlukan pengolahan (seperti limbah detergen Daia atau pembersih lantai So Klin), atau tidak berbahaya dan dapat dibuang dalam batas ambang (seperti sebagian besar sampel lainnya).1
Kemampuan memilah limbah ini membawa janji efisiensi yang sangat besar bagi industri rumah tangga. Dengan deteksi instan, industri tidak perlu menghabiskan waktu, energi, dan biaya untuk mengolah seluruh volume limbah yang mungkin saja sebagian besarnya aman. Limbah yang berbahaya harus diolah terlebih dahulu sebelum bisa dibuang.1
Jika sistem deteksi dini berbasis PLC ini diadopsi secara luas dan diterapkan sebagai standar kepatuhan operasional minimum bagi industri rumah tangga dan Usaha Kecil Menengah (UKM) yang menghasilkan limbah cair domestik, diperkirakan langkah ini mampu mengurangi biaya operasional yang dikeluarkan untuk pengolahan limbah darurat, serta meminimalkan kerugian finansial akibat denda dan kerusakan lingkungan hingga 40% sampai 50% dalam waktu lima tahun. Ini adalah lompatan besar dari praktik pembuangan yang tidak terkontrol menuju tanggung jawab industri yang lebih terukur, transparan, dan berkelanjutan.
Kesimpulan Akhir: Tanggung Jawab Kolektif
Laporan ini menegaskan bahwa ancaman pencemaran air kini datang dari produk sehari-hari yang paling akrab dengan kehidupan kita. Temuan bahwa beberapa merek detergen populer menghasilkan limbah yang terlalu basa, sementara pembersih lantai menghasilkan limbah yang terlalu asam—ditambah dengan ironi kualitas pH air minum kemasan—menunjukkan kompleksitas masalah limbah domestik industri.
Sistem Pendeteksian Air Limbah Cair Industri Berbasis PLC yang dikembangkan oleh tim peneliti adalah solusi teknis yang tepat waktu. Sistem ini bukan hanya sekadar alat kendali otomatis, tetapi sebuah desakan keras terhadap perubahan paradigma. Penerapan teknologi deteksi dini adalah langkah krusial untuk memastikan bahwa kemajuan ekonomi dan industri dilakukan tanpa mengorbankan kualitas air yang merupakan fondasi kesehatan dan kelestarian lingkungan kita bersama.
Sumber Artikel:
Purba, A. M., Lestari, M. W., Imnadir, S., Sari, M., Silitonga, H., & Siburian, J. (2024). Sistem pendeteksian air limbah cair industri. Jurnal Darma Agung, 32(1), 483–493. https://dx.doi.org.10.46930/ojsuda.v32i1.4131