Perpustakaan Digital ITB

Pemantauan fluktuasi konsentrasi zat pencemar melalui proses pengukuran secara berkala perlu dilakukan sehubungan dengan penurunan kualitas air permukaan yang disebabkan oleh pelepasan sejumlah beban pencemar yang berasal dari aktivitas manusia. Total padatan tersuspensi (TSS), kekeruhan dan warna sejati mewakili parameter fisik yang dapat teramati secara kasat mata sehingga dapat mengganggu aspek estetika dan kesehatan. Kandungan besi (Fe) dan mangan (Mn) terlarut mempengaruhi warna air permukaan dan dapat menyebabkan masalah kesehatan. Kandungan koloid, organik tak larut, sel mikroorganisme dan mikroplastik berkorelasi dengan konsentrasi TSS. Kelimpahan mikroplastik di perairan dapat terakumulasi pada organisme akuatik dan dapat menyebabkan permasalahan kesehatan bagi manusia. Metode pengukuran konvensional (gravimetri) dan penggunaan instrumen pengukuran elektronik (turbidimeter, kolorimeter, sepktrofotometer) tidak terlepas dari galat dan pengaruh interferensi yang dapat menyebabkan bias hasil pengukuran. Pengukuran berbasis Teknik Pengolahan dan Analisis Citra Digital (IPT) menjadi alternatif metode yang dapat dikembangkan untuk mengatasi galat dan interferensi dengan pendekatan deteksi tepi dan kuantifikasi intensitas warna. Penelitian ini ditujukan untuk mengkaji mekanisme penggunaan Bilik Isolasi Cahaya (BIC), mengkaji kinerja metode pengukuran TSS, kekeruhan dan kelimpahan mikroplastik primer berbasis IPT dengan pendekatan deteksi tepi (Edge detection), serta metode pengukuran warna sejati, besi (Fe) dan mangan (Mn) berbasis IPT dengan pendekatan kuantifikasi intensitas warna. Pengukuran berbasis IPT memerlukan Bilik Isolasi Cahaya (BIC) untuk meminimalisir interferensi cahaya ambien terhadap hasil pengukuran yang menjadi dasar tujuan pengembangan BIC dan mengkaji berbagai faktor pembatas pengukuran berbasis IPT. Metode yang diusulkan dapat menjadi alternatif simplifikasi metode pengukuran konsentrasi TSS secara gravimetri, pengukuran warna sejati dengan metode komparasi Nessler/ kolorimetri/spektrofotometri, serta pengukuran kelimpahan mikroplastik (spesifik untuk jenis microbeads PP dan PE) pada air permukaan secara thermoanalytics, density separation, FTIR dan Raman spectroscopy menjadi berbasis IPT. Selain itu, pendekatan yang diusulkan dapat menjadi alternatif metode pengukuran simultan konsentrasi TSS dan tingkat Kekeruhan dalam satu perlakuan, serta pengukuran sekuensial konsentrasi Fe dan Mn dengan aplikasi test kit reagent spesifik. Lebih lanjut, metode pengukuran yang diusulkan dapat mengantisipasi interferensi hasil pengukuran yang disebabkan oleh intensitas warna sejati larutan maupun konsentrasi TSS pada sampel air yang diukur. Dalam pelaksanaanya penelitian dilakukan melalui berbagai tahapan meliputi pengujian kemampuan metode pengukuran berbasis IPT, perancangan dan fabrikasi BIC, penentuan faktor pembatas pengukuran berbasis IPT, pengukuran berbasis IPT dengan pendekatan deteksi tepi (Edge detection) dan dengan pendekatan kuantifikasi intensitas warna, serta pengujian kinerja pengukuran berbasis IPT. Perancangan BIC mempertimbangkan hasil identifikasi awal kemampuan metode serta hasil penentuan faktor pembatas sebagai variabel kontrol penelitian. Kombinasi berbagai variasi konsentrasi suspensi formazin (HACH 246149), suspensi kaolin (Sigma-Aldrich K7375), microbeads komersial (polietilen dan polipropilen) dan air permukaan digunakan sebagai deret standar maupun sebagai sampel pada pengukuran berbasis deteksi tepi. Kombinasi berbagai variasi konsentrasi standar warna Pt-Co (HACH 141453), standar besi (Fe HACH 1417542), serta standar mangan (Mn (NIST) HACH 1279142) dan air permukaan digunakan sebagai deret standar maupun sebagai sampel pada pengukuran berbasis kuantifikasi intensitas warna. Integrasi kombinasi faktor pembatas bersama dengan Bilik Isolasi Cahaya (BIC) menjadi faktor kunci untuk memastikan konsistensi, validitas dan kehandalan metode pengukuran berbasis IPT yang dikembangkan. Pendekatan deteksi tepi terbukti dapat secara konsisten menghasilkan keterulangan dan linieritas yang baik dalam mengkuantifikasi tingkat kekeruhan dan konsentrasi TSS pada sampel artifisial dan air permukaan. Khusus untuk parameter kelimpahan mikroplastik primer, menunjukkan kinerja yang baik pada sampel artifisial, namun masih memerlukan pengembangan lebih lanjut dalam implementasinya pada air permukaan, mempertimbangkan faktor kelimpahan yang terbatas jumlahnya. Pendekatan kuantifikasi intensitas warna terbukti dapat secara konsisten menghasilkan keterulangan dan linieritas yang baik dalam mengkuantifikasi konsentrasi besi, mangan dan intensitas warna sejati pada sampel artifisial maupun air permukaan.