Air untuk Industri Farmasi (2) KONTAMINASI AIR

Kualitas sumber raw water dapat bervariasi dari waktu ke waktu. Potable water (air minum) pada beberapa wilayah secara farmasi memiliki kualitas sangat rendah sehingga tidak dapat diminum. Air tersebut harus dimurnikan dulu sebelum digunakan dalam produksi farmasi. Variasi dapat terjadi secara musiman dan kontaminannya juga bervariasi. Beberapa wilayah dipengaruhi oleh musim kemarau dan penghujan. Beberapa wilayah lain dipengaruhi oleh 4 musim (winter, spring, autumn & summer).

Variasi alami musiman, variasi kualitas & variasi kandungan mikroba juga dapat terjadi pada city water, yaitu air minum yang dipasok oleh Perusahaan Air Minum Kota. Konsekuensinya air tersebut perlu dimurnikan sebelum digunakan. Perlu dilakukan langkah-langkah menghilangkan pengotor dan mengendalikan jumlah mikroba untuk menghindari kontaminasi produk.

Tidak ada air murni (pure water) di alam karena sangat bervariasinya sumber air dan sifat kimia unik air yang menyebabkan air menjadi pelarut universal. Otoritas kesehatan mencatat terdapat lebih dari 90 jenis kontaminan yang bisa mengkontamiansi air minum. Kontaminan dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok:

Ø  Kontaminan anorganik, misalnya chloramines, magnesium karbonat, kalsium karbonat dan sodium klorida.

Ø  Kontaminan organik, misalnya residu detergen dan pelarut.

Ø  Kontaminan padatan, misalnya tanah liat, sols, cols dan tanah.

Ø  Kontaminan gas, misalnya nitrogen, karbondioksida dan oksigen.

Ø  Kontaminan mikroorganisme, kontaminan yang berpeluang menyebabkan kesulitan besar karena jumlahnya dapat bertambah pada kondisi nutrisi sangat terbatas, bahkan mampu berkembang pada pure water.

Perlakuan (treatment) yang harus dilakukan terhadap air sangat dipengaruhi oleh sifat kimia air dan kontaminan yang ada. Kontaminan pada air dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti:

Ø  Hujan, yang dapat melarutkan asam dari atmosfer dan membawa kontaminan lain.

Ø  Erosi, yang membuat terbawanya mineral, tanah liat dan tanah.

Ø  Polusi, yang berasal dari atmosfir maupun kontaminasi air tanah.

Ø  Pelarutan, mineral dan padatan secara perlahan dapat terlarut di dalam air simpanan.

Ø  Sedimentasi, mineral yang terlarut dapat mengalami pengendapan kembali sehingga memampatkan pipa dan filter.

Ø  Dekomposisi, dapat terjadi pada kontaminan yang dapat terdegradasi.

Kontaminan mineral pada air bisa menimbulkan berbagai macam masalah sesuai dengan jenis mineral yang mengkontaminasi. Kalsium dan magnesium menyebabkan water hardness yang bila air dipanaskan/dididihkan akan menyebabkan terbentuknya kerak pada alat. Besi dan mangan akan menyebabkan perubahan warna air, bereaksi dengan produk obat dan bisa menjadi katalis proses dekomposisi. Silikat akan menyebabkan pengerakan pada alat distilasi. Karbondioksida yang terbawa dari atmosfir dapat merubah pH dan conductivity air. Karbonat dapat menyebabkan presipitasi kalsium. Asam carbonic dapat mengkorosi sistem water treatment. Di area yang terdapat aktifitas thermal, air bisa terkontaminasi sulphides yang pada kadar rendah-pun dapat menyebabkan bau telur busuk.Fosfat dapat menyebabkan presipitasi ion-ion metal dan pengerakan pada boiler.

Masalah yang ditimbulkan oleh mineral juga terjadi pada keberadaan alumunium yang bisa menimbulkan masalah pada proses dialisis. Kontaminasi alumunium dapat berasal dari proses treatment air, yaitu penambahan alumunium pada saat flokulasi air yang bertujuan untuk menurunkan kandungan sols dan tanah liat. Logam berat seperti arsenic dapat ditemukan pada sumur di beberapa wilayah tertentu. Kontaminasi timah ditemukan pada beberapa tangki yang diperbaiki dengan solder timah. Pipa dari timah tidak direkomendasikan. Nitrat bisa menjadi masalah pada air minum. Kontaminasi tembaga terjadi pada saat pipa tembaga terkorosi.

Kontaminan mikroorganisme yang utama adalah alga, protozoa dan bakteri. Alga berasal dari raw water, namun bisa tumbuh pada penampungan air yang tidak ditutup dan terkena sumber cahaya. Kadangkala alga tumbuh bila lampu UV (sinar UV biasanya digunakan untuk membunuh mikroba pada sistem air) kehilangan daya bunuhnya dan hanya memancarkan visible light (cahaya tampak). Protozoa seperti Cryptosporidium dan Giardia dapat mengkontaminasi air namun karena ukurannya besar bisa dengan mudah dihilangkan dengan filtrasi. Bakteri adalah mikroba terpenting yang menyebabkan masalah pada sistem pengolahan air. Kebanyakan adalah famili Pseudomonas atau bakteri gram negatif, bakteri non fermentasi. Beberapa diantaranya mampu lolos dari filter 0,2 um dan bisa menyebabkan timbulnya penyakit. Bakteri gram negatif jenis E. coli dan coliform adalah indikator kontaminasi feces (tinja).

Mikroorganisme yang mengkontaminasi sistem air biasanya ditemukan dalam bentuk biofilm yang terbentuk pada permukaan basah pada hampir semua kondisi. Bakteri yang berada bebas di air (free swimming aquatic bacteria) menggunakan polymucosaccharides untuk membentuk koloni di permukaan pipa/tangki/alat di sistem air. Di bawah mikroskop koloni tersebut terlihat acak-acakan, tersusun dari debris seluler, material organik dan sedikit sel vegetatif. Koloni tersebut kemudian akan membentuk komunitas kompleks yang bila telah matang akan melepaskan mikrokoloni dan juga bakteri ke aliran air. Akibatnya akan menyebabkan tingginya jumlah bakteri secara sporadik. Walaupun sistem air telah di desinfeksi, biofilm dapat segera membentuk koloni kembali, yaitu setelah agen desinfektan dibersihkan dari sistem air. Biofilm mudah terbentuk pada air yang diam (tidak mengalir) seperti dead legs atau pada permukaan yang kasar, misalnya pada hasil pengelasan (welding) yang jelek.

Turbiditas air dipengaruhi oleh keberadaan tanah liat, lumpur dan material tersuspensi (sols dan cols). Turbiditas tinggi menyebabkan filtrasi air tidak efisien. Partikel-partikel kecil tersebut (termasuk koloid) bermuatan negatif (slight negative electrical charge). Penghilangan koloid dari air biasanya menggunakan teknik flokulasi. Umumnya penghilangan koloid dilakukan oleh pabrik farmasi yang mengambil sumber air dari bendungan, wells atau sungai.

Hardness disebabkan oleh keberadaan kalsium dan magnesium. Konsentrasi keduanya menyebabkan air tergolong jenis hard water atau soft water. Berdasar kandungan CaCO3 air dapat digolongkan menjadi 4 kelompok, yaitu soft = 0-60 ppm; moderate = 61-120 ppm; hard = 121-180 ppm dan very hard >180 ppm. Hardness tinggi berpotensi menyebabkan pengerakan (scaling) pada mesin yang melakukan penguapan, misalnya boiler (mesin yang memproduksi uap). Penghilangan kalsium dan magnesium biasanya menggunakan water softener yang menukar kalsium dan magnesium dengan sodium. Sodium kemudian dihilangkan dengan deionizer atau reverse osmosis.