BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. merupakan suatu ilmu yang mempelajari siklus air pada semua tahapan yang

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Air

2.1.1 Siklus Hidrologi Siklus hidrologi merupakan suatu fenomena alam. Hidrologi sendiri merupakan suatu ilmu yang mempelajari siklus air pada semua tahapan yang dilaluinya, mulai dari proses evaporasi, kondensasi uap air, presipitasi, penyebaran air di permukaan bumi, penyerapan air ke dalam tanah, sampai berlangsungnya proses daur ulang (Chandra, 2007). Menurut Effendi (2003), yang mengutip pendapat Miller, air tawar yang tersedia selalu mengalami siklus hidrologi: pergantian total (replacement) air sungai berlangsung sekitar 18-20 tahun, sedangkan pergantian uap air yang terdapat di atmosfer berlangsung sekitar 12 hari dan pergantian air tanah dalam (deep groundwater) berlangsung hingga ratusan tahun. Menurut Effendi (2003), siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan presipitasi. Air yang terdapat dipermukaan bumi berubah menjadi uap air di lapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan) air sungai, danau, dan laut, serta proses evapotransportasi atau penguapan air melalui tanaman. Proses evaporasi yang berlangsung di laut lebih banyak dari pada proses evaporasi di perairan daratan. Di laut, proses evaporasi juga melebihi proses presipitasi sehingga lautan merupakan sumber air utama merupakan bagi proses presipitasi. Sebaliknya, di daratan proses

Universitas Sumatera Utara

presipitasi lebih banyak dari pada evaporasi. Di daratan, sekitar 50% air yang diperoleh melalui presipitasi mengalami evaporasi, dan sisanya tersimpan di danau, sungai maupun sebagai air tanah. 2.1.2 Sumber Air Berdasarkan Chandra (2007), air yang berada di permukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai sumber. Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa (hujan), air permukaan, dan air tanah. a. Air angkasa Air angkasa atau air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Walau pada saat presipitasi merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami pencemaran katika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer itu dapat disebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme dan gas, misalnya, karbon dioksida, nitrogen, dan ammonia. b. Air permukaan Air permukaan yang meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk, rawa, terjun, dan sumur permukaan, sebagian besar berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah, maupun lainnya. c. Air tanah Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan bumi yang kemudian mengalami proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut, di dalam perjalanannya ke bawah tanah,


membuat air tanah menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air permukaan. Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lain. Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu air tanah juga memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi. Konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral seperti magnesium, kalsium dan logam berat seperti besi dapat menyebabkan kesadahan air. Pada saat infiltrasi ke dalam tanah, air permukaan mengalami kontak dengan mineral-mineral yang terdapat di dalam tanah dan melarutkannya, sehingga kualitas air mengalami perubahan karena terjadi reaksi kimia. Kadar oksigen yang masuk ke dalam tanah menurun, digantikan oleh karbondioksida yang berasal dari aktivitas biologis, yaitu dekomposisi bahan-bahan organik yang terdapat dalam lapisan tanah pucuk (top soil) (Effendi, 2003). Air tanah adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di dalam zona jenuh, dimana tekanan hidrostatiknya sama atau lebih besar dari tekanan atmosfer yang dinyatakan oleh Suyono (1993) dalam Asmadi, dkk (2011). Air tanah terutama berasal dari air hujan yang jatuh dipermukaan tanah/ bumi dan sebagian besar meresap kedalam tanah dan mengisi rongga-rongga atau


pori-pori di dalam tanah. Kandungan air tanah di dalam tanah tergantung dari struktur tanahnya, apakah merembes atau yang mempunyai lapisan kedap air. Menurut Asmadi, dkk (2011), di dalam proses daur air, dapat diambil pengertian bahwa air tanah adalah air yang tersimpan/terperangkap di dalam lapisan batuan yang mengalami pengisian/ penambahan secara terus menerus oleh alam. Kondisi suatu lapisan tanah membuat suatu pembagian zona air tanah menjadi 2 zona besar yaitu a. Zona air berudara yaitu suatu lapisan tanah yang mengandung air yang masih mendapat kontak dengan udara. Pada zona ini terdapat 3 lapisan tanah yaitu lapisan air tanah permukaan, lapisan intermediate yang berisi air gravitasi lapisan kepermukaan bumi. b. Zona air jenuh yaitu suatu lapisan tanah yang mengandung air tanah yang relatif tak berhubungan dengan udara luar sedangkan lapisan tanahnya disebut Aquifer bebas. 2.1.3 Syarat Kualitas Air 1. Syarat Fisik Peraturan menteri kesehatan RI Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990, menyatakan bahwa air yang layak dikonsumsi dan digunakan dalam kehidupan sehari-hari adalah air yang mempunyai kualitas yang baik sebagai sumber air minum maupun air baku (air bersih), antara lain harus memenuhi persyaratan secara fisik, tidak berbau, tidak berasa, tidak keruh, serta tidak berwarna. Pada


umunya syarat fisik ini diperhatikan untuk estetika air. Adapun sifat-sifat air secara fisik dapat dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya sebagai berikut : 1) Suhu Temperatur air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air tersebut dan dapat pula mempengaruhi reaksi kimia dalam pengolahannya terutama apabila temperature sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah ± 30 C suhu udara disekitarnya yang dapat memberikan rasa segar, tetapi iklim setempat atau jenis dari sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur air. Disamping itu, temperatur pada air mempengaruhi secara langsung toksisitas banyaknya bahan kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme, dan virus. Temperatur atau suhu air diukur dengan menggunakan termometer air. 2) Bau dan Rasa Bau dan rasa biasanya terjadi secara bersamaan dan biasanya disebabkan oleh adanya bahan-bahan organik yang membusuk, tipe-tipe tertentu organisme mikroskopik, serta persenyawaan-persenyawaan kimia seperti phenol. Bahan–bahan yang menyebabkan bau dan rasa ini berasal dari berbagai sumber. Intensitas bau dan rasa dapat meningkat bila terdapat klorinasi. Karena pengukuran bau dan rasa ini tergantung pada reaksi individu maka hasil yang dilaporkan tidak mutlak. Untuk standard air bersih sesuai

dengan

peraturan

kementerian

kesehatan

No.416/MENKES/

PER/IX/1990 menyatakan bahwa air bersih tidak berbau dan tidak berasa .


3) Kekeruhan Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang berlumpur dan kotor. Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi tanah liat, lumpur, bahan-bahan organik yang tersebar dari partikel-partikel kecil yang tersuspensi. Kekeruhan pada air merupakan satu hal yang harus dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi umum, mengingat bahwa kekeruhan tersebut akan mengurangi segi estetika, menyulitkan dalam usaha penyaringan, dan akan mengurangi efektivitas usaha desinfeksi (Sutrisno, 2006). Tingkat kekeruhan air dapat diketahui melalui pemeriksaan laboratorium dengan metode Turbidimeter. Untuk standard air bersih ditetapkan oleh Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990, yaitu kekeruhan yang dianjurkan maksimum 25 NTU (Depkes RI, 1990) 2. Syarat Kimia Air bersih yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat kimia yang berbahaya bagi kesehatan antara lain Air raksa (Hg), Aluminium (Al), Arsen (As), Barium (Ba), Besi (Fe), Flourida (F), Calsium (Ca), Mangan ( Mn ), Derajat keasaman (pH), Cadmium (Cd), dan zat-zat kimia lainnya. Kandungan zat kimia dalam air bersih yang digunakan sehari-hari hendaknya tidak melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan seperti yang tercantum dalam Permenkes RI 416/MENKES/PER/ IX/1990.


Penggunaan air yang mengandung bahan kimia beracun dan zat-zat kimia yang melebihi kadar maksimum yang diperbolehkan berakibat tidak baik bagi kesehatan dan material yang digunakan manusia. Contohnya pH; pH Air sebaiknya netral yaitu tidak asam dan tidak basa untuk mencegah terjadinya pelarutan logam berat dan korosi jaringan. pH air yang dianjurkan untuk air minum adalah 6,5–9. Air merupakan pelarut yang baik sekali maka jika dibantu dengan pH yang tidak netral dapat melarutkan berbagai elemen kimia yang dilaluinya (Soemirat, 2000). 3. Syarat Bakteriologis Sumber-sumber air di alam pada umumnya mengandung bakteri, baik air angkasa, air permukaan, maupun air tanah. Jumlah dan jenis bakteri berbeda sesuai dengan tempat dan kondisi yang mempengaruhinya. Penyakit yang ditransmisikan melalui faecal material dapat disebabkan oleh virus, bakteri, protozoa, dan metazoa. Oleh karena itu air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari harus bebas dari bakteri patogen. Bakteri golongan Coli (Coliform bakteri) tidak merupakan bakteri patogen, tetapi bakteri ini merupakan indikator dari pencemaran air oleh bakteri patogen (Soemirat, 2000). Menurut Permenkes RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990, bakteri coliform yang memenuhi syarat untuk air bersih bukan perpipaan adalah < 50 MPN. 2.1.4 Syarat Air Bersih Air yang diperuntukkan bagi konsumsi manusia harus berasal dari sumber yang bersih dan aman. Batasan-batasan sumber air yang bersih dan aman menurut Chandra (2007), antara lain:


1. Bebas dari kontaminasi kuman atau bibit penyakit. 2. Bebas dari substansi kimia yang berbahaya dan beracun. 3. Tidak berasa dan tidak berbau. 4. Dapat dipergunakan untuk mencukupi kebutuhan domestik dan rumah tangga. 5. Memenuhi standar minimal yang ditentukan oleh WHO atau Departemen Kesehatan RI. 2.1.5 Air Tanah Menurut Wilson (1993), curah hujan yang masuk ke dalam tanah dan meresap ke lapisan yang di bawahnya disebut air tanah. Banyaknya air yang yang dapat tertampung di bawah permukaan bergantung pada kesarangan lapisan di bawah tanah. Lapisan pembawa air disebut akuifer atau pehantar, dapat terdiri dari bahan lepas seperti pasir dan kerikil atau bahan yang mengeras seperti batupasir dan batugamping. Batugamping nisbi kedap, tetapi dapat larut dalam air jadi sering memiliki kekar dan lorong yang lebar-lebar yang membuat batuan itu secara keseluruhan serupa dengan batuan sarang dalam kemampuannya itu secara keseluruhan serupa dengan batuan sarang dalam kemampuannya untuk memegang air dan bertindak sebagai lapisan pembawa air. Air di dalam pori akuifer terpengaruh oleh gaya gravitasi sehingga cenderung untuk mengalir ke bawah melalui pori bahan tersebut. Perlawanan terhadap pengaliran bawah tanah itu sangat berbeda-beda dan kelulusan bahan merupakan ukuran bagi perlawanan itu. Pehantar dengan pori besar-besar seperti kerakal disebut


memiliki kelulusan tinggi dan lapisan dengan pori sangat kecil-kecil seperti lempung, yang porinya hanya dapat dilihat dibawah mikroskop, kelulusannya rendah. Dengan menelusnya air kebawah, jenuhlah pehantar itu. Permukaan bagian yang jenuh itu disebut muka air tanah atau permukaan freatik. Permukaan itu dapat miring curam dan kemantapannya berganntung pada penyediaan dari atas. Permukaan itu menurun selama waktu kering dan naik pada cuaca berhujan. Air dalam pehantar umumnya bergerak perlahan-lahan menuju ke permukaan air bebas yang terdekat seperti danau, sungai, atau laut. Tetapi jika ada suatu lapisan yang kedap yang mengalasi sebuah pehantar dan lapisan itu tersingkap di permukaan, maka air tanah dapat muncul di permukaan pada jalur rembasan atau sebagai mata air. Ada kemungkinan yang sama bagi lapisan pembawa air untuk tertindih oleh bahan kedap dan dengan demikian ada dalam keadaan tertekan. Akuifer yang demikian itu yang mendapat airnya dari tempat jauh disebut penghantar tertekan dan permukaan yang dicapai air itu jika naik, disebut permukaan piezometri. Nama yang lain, yang digunakan untuk sumur bor bagi akuifer tertekan adalah sumur artois; sifat artois kadang-kadang terpakai juga untuk akuifer. Jika permukaan piezometri itu ada diatas permukaan tanah pada suatu sumur artosis, sumur itu disebut sumur mengalir sendiri atau sumur swalir, adanya rekahan atau cacat pada lapisan penutup, dapat menyebabkan timbulnya mata air artois. Kadang-kadang pada akuifer yang luas terdapat suatu daerah kecil yang berbahan kedap. Muka air tanah setempat yang hanya terbatas saja, disebut muka air tenggek,


dapat timbul dari keadaan itu dan tempatnya bisa saja berjauhan dengan permukaan freatik yang sebenarnya (Wilson,1993). 2.1.5.1 Karakteristik Air Tanah Karakteristik air tanah menurut Asmadi, dkk (2011) ialah : 1. Kualitas air tergantung pada lapisan tanah yang dilaluinya 2. Umumnya jernih dan tidak mengandung padatan tersuspensi atau tumbuhantumbuhan mati, karena air tanah melalui proses penyaringan alami 3. Kualitas air tanah dangkal rata-rata kurang baik dan kadang-kadang terkontaminasi

air

permukaan

yang

berada

disekitarnya.

Umumnya

kandungan besi dan mangan tinggi 4. Pada air tanah dalam mengandung mineral dalam jumlah yang sangat tinggi dan tergantung pada daerah tanah resapannya. 5. Semakin dalam air tanah semakin rendah kandungan oksigen terlarutnya. Air tanah (ground water) merupakan air yang berada dibawah permukaan tanah. Air tanah ditemukan pada akifer. Pergerakan air tanah sangat lambat; kecepatan arus berkisar antara 10-10 -10-3 m/detik dan dipengaruhi oleh porositas, permeabilitas dari lapisan tanah, dan pengisisan kembali air (recharge). Karakteristik utama yang membedakan air tanah dan air permukaan adalah pergerakan yang sangat lambat

dan waktu tinggal (recidence time) yang sangat lama, dapat mencapai

puluhan bahkan ratusan tahun. Karena pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang lama tersebut air tanah akan sulit untuk pulih kembali jika mengalami pencemaran (Effendi, 2003).


Pada dasarnya air tanah dapat berasal dari air hujan (presipitasi), baik melalui proses infiltrasi secara langsung ataupun secara tak langsung dari air sungai, danau, rawa dan genangan air lainnya. Air yang terdapat di rawa-rawa (marshes) seringkali dikategorikan sebagai peralihan antara air permukaan dan air tanah. Dinamika pergerakan air tanah pada hakikatnya terdiri atas pergerakan horizontal air tanah; infiltrasi air hujan, sungai, danau, dan rawa ke lapisan akifer; dan menghilangnya atau keluarnya air tanah melalui sumur (spring), pancaran air tanah, serta aliran tanah memasuki sungai dan tempat-tempat lain yang merupakan tempat keluarnya air tanah. Menurut Linsley (2005), langsung dibawah permukaan, pori-pori tanah berisi air dan udara dalam jumlah yang berbeda-beda. Setelah hujan, air bergerak ke bawah melalui zona aerasi. Sejumlah air beredar dalam tanah dan ditahan oleh gaya-gaya kapiler pada pori-pori yang kecil atau tarikan molekuler disekeliling partikel-partikel tanah. Air pada lapisan atas zona aerasi dikenal sebagai lengas tanah (soil moisture). Bila kapasitas retensi dari tanah pada zona aerasi telah dihabiskan, air akan bergerak dibawah lagi ke dalam daerah dimana pori-pori tanah atau batuan terisi air. Air di dalam zona jenuh (zona of saturation) ini disebut air tanah. Di atas zona jenuh terdapat lapisan kapiler, dimana pori-pori air yang kecil berisi air yang diangkat oleh kegiatan kapiler dari zona jenuh. 2.1.5.2 Pergerakan Air Tanah Menurut Islami (1995), status air di dalam tanah selalu berubah, air di dalam tanah dapat bertambah karena adanya pengairan, hujan, pengembunan dan lain sebagainya. Sebaliknya air di dalam tanah juga dapat berkurang karena penguapan,


transpirasi dan pengatusan. Di dalam tanah, status air di suatu tempat berbeda-beda, karena adanya perbedaan status atau energi air tanah inilah, maka air di dalam tanah akan bergerak dari tempat yang status energinya tingi ke tempat yang status energinya rendah. Berdasarkan sifat cairan yang bergerak, pergerakan air di dalam tanah dapat digolongkan menjadi 2 golongan yaitu: 1. Pergerakan air jenuh Dalam pergerakan air jenuh diangap semua pori berisi air dan bahan yang bergerak sebagian besar berbentuk cair. Untuk tanah tidak jenuh, mekanisme pergerakan air tergantung tingkat kejenuhan kandungan air. Jika kandungan air tinggi pergerakan dalam bentuk cair lebih besar, dan sebaliknya jika kandungan air rendah yang dominan ialah pergerakan dalam bentuk uap. Pergerakan air di dalam bentuk cairan terutama disebabkan oleh perbedaan potensial matriks, yang terjadi karena perbedaan kandungan air tanah. Disamping air tanah juga bergerak karena pengaruh gaya fisiko-kimia yang berhubungan dengan interaksi antara liat dan air juga karena perbedaan konsentrasi larutan. Pergerakan air tanah terjadi karena keadaan air yang mempunyai potensial matriks tinggi kearah air yang mempunyai potensial matriks rendah. Air akan bergerak dari larutan yang konsentrasinya rendah ke arah larutan yang konsentrasinya tinggi. 2. Pergerakan air tidak jenuh Sebagian besar proses pergerakan air di dalam tanah terjadi pada kondisi tidak jenuh. Pada kondisi itu air di samping bergerak dalam bentuk cairan juga


dalam bentuk uap air. Dalam keadaan jenuh pun tidak semua pori berisi air, pori yang terisi udara dapat mencapai 2-12%. Pada pergerakan air tidak jenuh kandungan air tanah selalu berubah dengan perubahan waktu. Perubahan itu menyebabkan adanya perubahan komplek pada parameter lainnya dalam hal ini potensial air tanah dan konduktivitas. Pergerakan air tidak jenuh sebagian berbentuk cairan dan sebagian lainnya berbentuk gas. Menurut Soemarto (1995), gerakan air tanah dalam keadaan sebenarnya tidak berubah. Gerakan tersebut dikuasai oleh prinsip-prinsip hidrolika yang telah tersusun baik. Terhadap aliran air tanah lewat aquifer, yang pada umumnya merupakan media tiris, dapat diberlakukan hukum DARCY yang sangat terkenal. Permeabilitas, yang merupakan ukuran kemudian aliran lewat media tersebut, merupakan konstante penting dalam persamaan aliran. Penentuan besarnya permeabilitas secara langsung dapat dilakukan melalui pengukuran-pengukuran di lapangan atau dilaboratorium. Informasi mengenai gerakan air tanah dapat diperoleh dengan memberikan suatu zat kedalam aliran yang kemudian dirumut dalam ruang dan waktu. 2.1.5.3 Sumber Air Tanah Sumber-sumber air tanah adalah presipitasi yang dapat menembus tanah secara langsung ke air tanah atau mungkin memasuki sungai dipermukaan tanah dan merembes kebawah melalui alur-alur ini ke air tanah. Air tanah mempunyai prioritas terendah pada air dari presipitasi. Sadapan, simpanan pada cekungan, dan lengas tanah haruslah terpakai sepenuhnya sebelum jumlah air yang besar dapat berperlokasi ke air tanah (Linsley, 2005).


Hampir semua air tanah dapat dianggap sebagai bagian dari daur hidrologi, termasuk air permukaan dan air atmosfir. Sejumlah kecil air tanah berasal dari sumber lain dapat pula masuk ke dalam daur tersebut. Air connate adalah air yang terperangkap dalam rongga-rongga batuan sedimen pada saat diendapkan. Air tersebut dapat berasal dari air laut atau air tawar, dan bermineral tinggi. Air yang berasal dari magma gunung berapi atau kosmik yang bercampur dengan air terestik dinamakan air juvenill yang bersumber dari air magma, air vulkanik atau air kosmik. Air tanah dapat terkontaminasi dari beberapa sumber pencemar, baik lokal maupun regional. Dua sumber utama kontaminanasi air tanah ialah terjadinya kebocoran bahan kimia organik dan penyimpanan bahan kimia dalam bunker yang disimpan dalam tanah, dan penampungan limbah industri yang ditampung dalam suatu kolam besar yang terletak di atas atau di dekat sumber tanah. Perembesan minyak pelumas mobil dari suatu perbengkelan yang besar, pompa bensin, larutan pembersih dari suatu pabrik dan bahan-bahan kimia berbahaya yang tersimpan dalam gudang bawah tanah, sangat berperan dalam terjadinya kontaminasi ait tanah sampai mencapai 40% dari sumber air tanah. Perembesan minyak satu gallon per hari dapat mencemari air minum (asal dari tanah) yang dikonsumsi 50.000 orang penduduk. Perembesan bahan polutan tersebut secara perlahan biasanya tidak diketahui atau tidak terdeteksi sampai terjadinya korban pada orang yang mengkonsumsi air sumur yang bersangkutan, (Darmono, 2010).


2.1.5.4 Sumur Menurut Chandra (2007), sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang tinggal di daerah pedesaan maupun di perkotaan Indonesia. Secara teknis sumur dapat di bagi menjadi 2 jenis: a. Sumur dangkal (shallow well) Sumur semacam ini memiliki sumber air yang berasal dari resapan air hujan di atas permukaan bumi terutama di daerah dataran rendah. Jenis sumur ini banyak terdapat di Indonesia dan mudah sekali terkontaminasi air kotor yang berasal dari kegiatan mandi-cuci-kakus (MCK) sehingga persyaratan sanitasi yang ada perlu sekali diperhatikan. b. Sumur dalam (deep well) Sumur ini memiliki sumber air yang berasal dari proses purifikasi alami air hujan oleh lapisan kulit bumi menjadi air tanah. Sumur airnya tidak terkontaminasi dan memenuhi persyaratan sanitasi. Tabel 1.1. Perbedaan Antara Sumur Dangkal dan Sumur Dalam

Sumber air Kualitas air Kualitas bakteriologis Persediaan

Sumur Dangkal Air permukaan Kurang baik Kontaminasi Kering pada musim kemarau

Sumur Dalam Air tanah Baik Tidak terkontaminsi Tetap ada sepanjang tahun

Menurut Asmadi, dkk (2011), air tanah terbagi atas air tanah dangkal dan air tanah dalam.


a. Air tanah dangkal terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal berada pada kedalaman 15m sebagai sumur air minum, ditinjau dari kualitas air ini lebih baik namun kuantitas kurang cukup karena tergantung dengan musim. b. Air tanah dalam terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air sumur dalam tidak semudah pengambilan air sumur dangkal karena harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya. Biasanya kedalaman sumur dalam antara 100-300m . Menurut depkes RI (1992) persyaratan kesehatan sumur gali adalah sebagai brikut : 1.

Lokasi a. apabila sumber pencemaran terletak lebih tinggi dari sumur gali dan diperkirakan air tanah mengalir ke sumur gali maka jarak minimal sumur gali terhadap sumber pencemaran adalah 11 meter b. jika jarak sumber pencemaran sama/lebih rendah dari sumur gali maka jarak minimal sumur gali terhadap sumber pencemaran adalah 9 meter c. sumber

pencemaran adalah

jamban,

air

kotor/comberan,

tempat

pembuangan sampah kandang ternak dan sumber/saluran resapan 2.

Lantai Lantai harus kedap air minimal harus 1 meter dari sumur dan air kotor, mudah untuk dibersihkan, tidak menyebabkan ganangan air

, kemiringan

minimal 1-5 ͦ


3.

SPAL SPAL harus kedap air , tidak menimbulkan genangan air dan kemiringannya minimal 2 ͦ

4.

Bibir sumur Bibir sumur minimal 80 cm dari lantai, bahan kuat dan kedap air

5.

Diding sumur Diding sumur minimal 3 meter dari permukaan tanah, terbuat dari bahan yang kuat dan kedap air

6.

Tutup sumur Jika pengambilan air dengan pompa tangan dan listrik sumur harus ditutup

7.

Timba (ember tali ) Jika pengambilan dengan timba maka harus di sediakan timba khusus untuk mencegah pencemaran, timba harus di gantung dan tidak boleh di letakkan di lantai Sumur sanitasi adalah jenis sumur yang telah memenuhi persyaratan sanitasi

dan terlindung dari kontaminasi air kotor. Untuk membuat sumur sanitasi, menurut Chandra (2007), persyaratan berikut ini harus terpenuhi : 1. Lokasi Langkah pertama adalah menentukan tempat yang tepat untuk membangun sumur. Sumur harus berjarak minimal 15 meter dan terletak lebih tinggi dari sumber pencemaran.


2. Dinding sumur Dinding sumur harus dilapisi dengan batu yang disemen. Pelapisan dinding tersebut paling tidak sedalam 6 meter dari permukaan tanah. 3. Dinding parapet Dinding parapet merupakan dinding yang membatasi mulut sumur dan harus dibuat setinggi 70-75cm dari permukaan tanah. Dinding ini merupakan satu kesatuan dengan dinding sumur. 4. Lantai kaki lima Lantai kaki lima harus terbuat dari semen dan lebarnya lebih kurang 1 meter keseluruh jurusan melingkari sumur dengan kemiringan sekitar 10o kearah tempat pembuangan air (drainase). 5. Drainase Drainase atau saluran pembuangan air harus dibuat menyambung dengan parit agar tidak terjadi genangan air disekitar sumur. 6. Tutup sumur Sumur sebaiknya ditutup dengan penutup terbuat dari batu terutama pada sumur umum. Tutup semacam itu dapat mencegah kontaminasi langsung pada sumur. 7. Pompa tangan/listrik Sumur harus dilengkapi dengan pompa tangan atau listrik. Pemakaian timba dapat memperbesar terjadinya kontaminasi.


8. Tanggung jawab pemakai Sumur umum harus dijaga kebersihannya bersama-sama oleh masyarakat karena kontaminasi dapat terjadi setiap saat. 9. Kualitas Kualitas air perlu dijaga terus melalui pelaksanaan pemeriksaan fisik, kimia, maupun pemeriksaan bakteriologis secara teratur, terutama pada saat terjadinya wabah muntaber atau penyakit saluran pencernaan lainnya.

2.2 Pencemaran Air Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI no. 173/Menkes/VII/77 Pencemaran Air adalah suatu peristiwa masuknya zat kedalam air yang mengakibatkan kualitas (mutu) air tersebut menurun sehingga dapat mengganggu atau membahayakan kesehatan masyarakat, sedangkan menurut Peraturan Pemerintah RI no. 20 tahun 1990 Pencemaran Air adalah masuknya atau dimasukkannya mahkluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang membahayakan yang mengakibatkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Menurut Sutejo dalam tesis Maimudin (2011), air dikatakan tercemar apabila air tersebut tidak dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya. Polusi air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal akibat terkontaminasi oleh materian dan partikel, dan bukan dari proses pemurnian. Air sungai dikatan tercemar apabila


badan air tersebut tidak sesuai lagi dengan peruntukannya dan tidak dapat lagi mendukung kehidupan biota yang ada didalamnya. 2.2.1 Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pencemaran Air Tanah 1. Mikroorganisme Salah satu indikator bahwa air tercemar adalah adanya mikroorganisme pathogen dan non pathogen didalamnya. Danau atau sungai yang terkontaminasi/tercemar mempunyai spesies mikroorganisme yang berlainan dari air yang bersih. Air yang tercemar umumnya mempunyai kadar bahan organik yang tinggi sehingga pada umumnya banyak mengandung mikroorganisme heterotropik. Mikroorganisme heretropik akan menggunakan bahan organik tersebut untuk metabolisme, misalnya bakteri coliform. 2. Curah Hujan Curah hujan di suatu daerah akan menentukan volume dari badan air dalam rangka mempertahankan efek pencemaran terhadap setiap bahan buangan di dalamnya (deluting effects). Curah hujan yang cukup tinggi sepanjang musim dapat lebih mengencerkan (mendispersikan) air yang tercemar. 3. Kecepatan Aliran (Stream Flow) Bila suatu badan air memiliki aliran yang cepat, maka keadaan itu dapat memperkecil kemungkinan timbulnya pencemaran air karena bahan polutan dalam air akan lebih cepat terdispersi. 4. Kualitas Tanah


Kualitas tanah (pasir atau lempeng) juga mempengaruhi pencemaran air, ini berkaitan dengan pencemaran tanah yang terjadi di dekat sumber air. Beberapa sumber pencemaran tanah dapat berupa bahan beracun seperti pestisida, herbisida, logam berat dan sejenisnya serta penimbunan sampah secara besar-besaran (misalnya open dumping). 2.2.2 Sumber Pencemar Air 1. Domestik (Rumah Tangga) Mukono (2006), Sumber pencemar yang berasal dari domestik atau rumah tangga yaitu berasal dari kamar mandi, kakus dan dapur. 2. Industri Jenis polutan yang dihasilkan oleh industri sangat tergantung pada jenis industrinya sendiri, sehingga jenis polutan yang dapat mencemari air tergantung pada bahan baku, proses industri, bahan bakar dan sistem pengelolaan limbah cair yang digunakan dalam industri tersebut. Secara umum jenis polutan air dapat dikelompokkan sebagai berikut: 1) Fisik Pasir atau lumpur yang tercampur dalam limbah air 2) Kimia Bahan pencemar yang berbahaya: Merkuri (Hg), Cadmium (Cd), Timah hitam (Pb), Pestisida dan jenis logam berat lainnya. 3) Mikrobiologi Berbagai macam bakteri, virus, parasit dan lainnya.


Misalnya yang berasal dari pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong dan tempat pemerahan susu sapi. 4) Radioaktif Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN) dapat pula menimbulkan pencemaran air. 3. Pertanian Dan Perkebunan Polutan air dari pertanian/perkebunan dapat berupa: 1) Zat Kimia Misalnya: berasal dari penggunaan pupuk, pestisida seperti (DDT, Dieldrin, dan lain-lain) 2) Mikrobiologi Misalnya : Virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak dan cacing tambang di lokasi perkebunan. 3) Zat Radioaktif Berasal dari penggunaan zat radioaktif yang di pakai dalam proses pematangan buah,

mendapatkan

bibit

unggul, dan mempercepat

pertumbuhan tanaman. 2.2.3 Indikator Pencemaran Air Indikator atau tanda bahwa air sudah tercemar menurut pernyataan Wardhana (2004), adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati melalui: 1. Adanya perubahan suhu air 2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen


3. Adanya perubahan warna, bau, dan rasa air 4. Timbulnya endapan, koloidal, bahan pelarut 5. Adanya mikroorganisme 6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan Tanda-tanda polusi pada air berbeda-beda, disebabkan oleh sumber dan jenis polutan yang berbeda. Menurut Fardiaz (1992), polutan air dapat dikelompokkan atas Sembilan grup berdasarkan perbedaan sifat-sifatnya sebagai berikut: 1. Padatan 2. Bahan buangan yang membutuhkan oksigen 3. Mikroorganisme 4. Komponen organik sintetik 5. Nutrient tanaman 6. Minyak 7. Senyawa anorganik mineral 8. Bahan radoaktif 9. Panas Adapun sifat-sifat air yang umum diuji dan dapat digunakan untuk menentukkan tingkat polusi pada air menurut Fardiaz (1992), misalnya: 1. Nilai pH, keasaman dan alkalinitas 2. Suhu 3. Warna, bau dan rasa 4. Jumlah padatan


5. Nilai BOD dan COD 6. Pencemaran mikroorganisme pathogen 7. Kandungan minyak 8. Kandungan logam berat 9. Kandungan bahan radioaktif 2.2.4 Komponen Pencemar Air Berbagai jenis kegiatan industri dan teknologi yang ada saat ini jika tidak disertai dengan pengelolaan limbah yang baik akan memungkinkan akan terjadi pencemaran air, baik secara langsung maupun secara tidak langung. Erat kaitannya dengan masalah indikator pencemaran air, ternyata komponen pencemar air ikut menentukan bagaimana indikator tersebut terjadi. Dalam Wardhana (2001), komponen pencemar air dikelompokkan sebagai berikut: 1. Bahan buangan padat Bahan buangan padat yang dimaksud adalah bahan buangan yang berbentuk padat, baik yang kasar (butiran besar) maupun halus (butiran kecil). Kedua macam bahan buangan padat tersebut apabila dibuang ke lingkungan air (sungai) maka akan dapat menyebabkan pelarutan bahan buangan padat oleh air,

pengendapan bahan buangan padatan didasar air, dan pembentukan

koloidal yang melayang di dalam air.


2. Bahan buangan organik Bahan buangan organik pada umumnya berupa limbah yang dapat membusuk atau terdegredasi oleh mikroorganisme. Oleh karena itu maka sangat bijaksana apabila bahan buangan tersebut tidak dibuang ke lingkungan air karena dapat meningkatkan populasi mikroorganisme di dalam air. Meningkatnya mikroorganisme pada air maka kemungkinan untuk ikut berkembangnya bakteri pathogen yang membahayakan manusia. 3. Bahan buangan anorganik Bahan buangan anorganik pada umumnya berupa limbah yang tidak dapat membusuk dan sulit didegradasi oleh mikroorganisme. Apabila bahan buangan ini masuk ke air lingkungan maka akan terjadi peningkatan jumlah ion logam di dalam air. Bahan buangan anorganik biasanya berasal dari industri yang melibatkan penggunaan unsur-unsur logam seperti Timbal (Pb), Arsen (As), Kadmium (Cd), Air Raksa (Hg), Kroom (Cr), Nikel (Ni), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Kobalt (Co) dan lain-lain. Apabila ion-ion logam yang terjadi di dalam air berasal dari logam berat maupun logam bersifat racun seperti Timbal (Pb), Arsen (As) dan Air Raksa (Hg), maka air yang mengandung ion-ion logam tersebut sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Air tersebut tidak dapat digunakan sebagai air minum. 4. Bahan buangan olahan bahan makanan Bahan buangan olahan makanan dapat juga dimasukkan kedalam bahan buangan organik, namun sengaja dipisahkan karena baunya yang menyengat


hidung. Apabila bahan buangan olahan makanan yang dibuang mengandung protein dan gugus amin, pada saat didegredasi oleh mikroorganisme akan terurai menjadi senyawa yang mudah menguap dan menimbulkan bau. 5. Bahan buangan cairan berminyak Minyak tidak dapat larut di dalam air, melainkan akan mengapung di atas permukaan air. Bahan buangan cairan berminyak yang dibuang ke air lingkungan akan mengapung menutupi permukaan air. Kalau bahan buangan cairan berminyak mengandung senyawa yang volatile maka akan terjadi penguapan dan luasan permukaan minyak yang menutupi permukaan air akan menyusut. Penyusutan luasan permukaan ini tergantung pada jenis minyaknya dan waktu. Lapisan minyak yang menutupi permukaan air dapat juga terdegredasi oleh mikroorganisme namun membutuhkan waktu yang cukup lama. Lapisan minyak dipermukaan air akan menghalangi difusi oksigen dari udara kedalam air sehingga jumlah oksigen terlarut di dalam air menjadi berkurang. Lapisan minyak juga akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam air sehingga mengganggu fotosintesis tanaman air. 6. Bahan buangan zat kimia Bahan buangan zat kimia banyak ragamnya, tetapi yang dimaksudkan dalam kelompok ini adalah bahan pencemar air yang berupa : 1) Sabun (detergen, sampo dan bahan pembersih lainnya) 2) Bahan pemberantas hama (insektisida)


3) Zat warna kimia 4) Larutan penyamak kulit 5) Zat radioaktif 7. Bahan buangan berupa panas Dalam kegiatan industri seringkali suatu proses disertai dengan timbulnya panas reaksi atau panas dari suatu gerakan mesin. Agar proses industri dan mesin-mesin yang menunjang kegiatan tersebut dapat berjalan baik maka panas yang terjadi harus dihilangkan. Penghilangan panas dilakukan dengan proses pendinginan air. Air pendinginaan mengambil panas yang terjadi. Apabila air yang panas tersebut dibuang kesungai maka air sungai akan menjadi panas. Air sungai yang suhunya naik akan mengganggu kehidupan hewan air dan organisme air lainnya karena kadar oksigen yang terlarut dalam air akan turun bersamaan dengan kenaikan suhu. Makin tinggi kenaikan suhu air makin sedikit oksigen yang terlarut di dalamnya. Dengan mengetahui jenis-jenis parameter dalam limbah, dapat ditetapkan jenis peralatan yang dibutuhkan. Berikut beberapa tahapan pengolahan air limbah. a. Prapengolahan (pretreatment) Pada tahap ini, saringan kasar yang tidak mudah berkarat dan berukuran kurang lebih 30x30 cm untuk debit air 100 m persegi/jam sudah cukup baik. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, saringan dapat dipasang secara seri sebanyak dua atau tiga saringan. Ukuran messnya (besar lubang kawat tikus) dapat dibandingkan dengan kawat kasa penghalang


nyamuk. Saringan tersebut diperiksa setiap hari untuk mengambil bahan yang terjaring. Contoh bahan-bahan yang terjaring dapat berupa padatan terapung atau melayang yang ikut bersama air. Bahan lainnya adalah lapisan minyak dan lemak diatas permukaan. b. Pengolahan primer (primary treatment) Pada tahapan ini dilakukan penyaringan terhadap padatan halus atau zat warna terlarut maupun tersuspensi yang tidak terjaring pada penyaringan terdahulu. Ada dua metode utama yang dapat dilakukan yaitu pengolahan secara kimia dan fisika. Pengolahan secara kimia dilakukan dengan cara mengendapkan bahan padatan melalui penambahan zat kimia. Reaksi yang terjadi akan menyebabkan berat jenis bahan padatan menjadi lebih besar dari pada air. Tidak semua reaksi dapat berlaku untuk semua senyawa kimia ( terutama senyawa organik). Pengelolaan secara fisika dilakukanmelalui pengendapan maupun pengapungan yang ditujukan untuk bahan kasar yang terkandung dalam air limbah. Pengapungan dilakukan dengan memasukkan udara ke dalam air dan menciptakan gelembung gas sehingga partikel halus terbawa bersamagelembung ke permukaan air. Sementara itu, pengendapan (tanpa penambahan bahan kimia) dilakukan dengan memanfaatkan kolam berukuran tertentu untuk mengendapkan partikel-partikel dari air yang mengalir di atasnya.


c. Pengolahan sekunder (secondary treatment) Tahap ini melibatkan proses biologis yang bertujuan untuk menghilangkan bahan organik melalui proses oksidasi biokimia. Didalam proses biologis ini, banyak digunakan reaktor lumpur aktif dan trickling filter. d. Pengolahan tersier (tertiary treatment) Pengolahan tersier merupakan tahap pengolahan tingkat lanjut yang ditujukan terutama untuk menghilangkan senyawa organic maupun anorganik. Proses pada tingkat lanjut ini dilakukan melalui proses fisik (filtrasi, destilasi, pengapungan, pembekuan, dan lain-lain), proses kimia (absorbs karbon aktif, pengendapan kimia, pertukaran ion, elektrokimia, oksidasi, dan reduksi), dan proses biologi (pembusukan oleh bakteri dan nitrifikasi alga).

2.3 Merkuri (Hg) Menurut Fardiaz (1992), merkuri merupakan elemen alami, oleh karena itu sering mencemari lingkungan. Kebanyakan merkuri yang ditemukan di alam terdapat dalam bentuk elemen terpisah. Komponen merkuri banyak tersebar di karang-karang, tanah, udara, air dan organisme hidup melalui proses-proses fisik, kimia dan biologi yang kompleks. Merkuri dan komponen-komponen merkuri banyak digunakan oleh manusia untuk berbagai keperluan. Sifat-sifat kimia dan fisik merkuri membuat logam tersebut banyak digunakan untuk keperluan ilmiah dan industri.


Menurut Achmad (2004), merkuri masuk ke lingkungan melalui banyak sumber. Merupakan salah satu dari bahan pencemar logam berat yang sangat penting untuk diperhatikan. Selain dapat masuk secara langsung ke dalam perairan alami dari buangan limbah industri juga dapat masuk melalui air hujan dan pencucian tanah. Merkuri terdapat sebagai komponen renik dari banyak mineral, dengan bantuan kontinental yang rata-rata mengandung sekitar 80 ppb atau lebih kecil lagi. Sinabor, merkuri sulfida, HgS, yang berwarna merah, merupakan bijih merkuri utama yang diperdagangkan. Bahan bakar batu bara fosil dan lignit sering mencapai 100 ppb merkuri, bahkan lebih. Ada tiga bentuk merkuri yang toksik terhadap manusia ialah merkuri elemen (merkuri murni), bentuk garam inorganik dan bentuk organik. Bentuk garam inorganik Hg dapat berbentuk merkuri (Hg2+) dan bentuk merkuro (Hg+), dimana bentuk garam merkuri lebih toksik daripada merkuro. Bentuk organik Hg seperti aril, alkil, dan alkoksi alkil sangat beracun di antara bentuk garam lainnya, (Darmono, 2010). Menurut Moore dalam Efeendi (2003), merkuri (Hg) adalah unsur renik pada kerak bumi, yakni hanya sekitar 0,08 mg/kg. Pada perairan alami, merkuri juga hanya ditemukan dalam jumlah yang sangat kecil. Merkuri merupakan satu-satunya logam yang berada dalam bentuk cairan pada suhu normal. Merkuri anorganik dapat mengalami transformasi menjadi dimetil merkuri dengan bantuan aktivitas mikroba, baik pada kondisi aerob maupun anaerob. Pada merkuri anorganik yang rendah, akan berbentuk dimetil merkuri; sedangkan pada


kadar merkuri anorganik yang tinggi, akan terbentuk monometil merkuri. Pada perairan alami, kadar monometil merkuri dan dimetil merkuri dipengaruhi oleh keberadaan mikroba, karbon organik, kadar merkuri anorganik, pH, dan suhu. Kedua bentuk senyawa metil merkuri tersebut dapat dipecah oleh bakteri yang hidup pada sedimen. Metil merkuri dapat mengalami bioakumulasi dan biomagnifikasi pada biota perairan, baik secara langsung ataupun melalui jala makanan (food web). Tabel 2.2. Biomagnefikasi Merkuri pada Beberapa Organisme Anggota Makanan pada Ekosistem Perairan

Jala

Jenis Organisme Kadar Merkuri (Mg/Kg Berat Badan) 1. Sediman 87-114 2. Fitoplankton 15 3. Tumbuhan tingkat tinggi 9 4. Zooplankton 13 5. Zoobentos herbivora 77 6. Zoobentos karnivora 83 7. Jenis ikan herbivora 332 - 500 8. Jenis ikan karnivora 604 - 1.510 9. Bebek/itik 240 10. Burung pemakan ikan 2.512 - 13.684 Sumber: Sarkka et.al., 1978 dalam Mason, 1993. Kadar merkuri pada perairan tawar alami berkisar antara 10-100ng/liter, sedangkan pada perairan laut berkisar antara < 10-30 ng/liter dalam Effendi (2003) yang mengutip pendapat Moore.


2.3.1

Sifat-Sifat Merkur Menurut fardiaz (1992), merkuri memiliki beberapa sifat yaitu:

1. Merkuri merupakan

satu-satunya logam yang berbentuk cair pada suhu

kamar (25o C) dan mempunyai titik beku terendah dari semua logam, yaitu 39o C. 2. Kisaran suhu di mana merkuri terdapat dalam bentuk cair sangat lebar, yaitu 396o C, dan pada kisaran suhu ini merkuri mengembang secara merata. 3. Merkuri mempunyai volatilitas yang tertinggi dari semua logam. 4. Ketahanan listrik merkuri sangat rendah sehingga merupakan konduktor yang terbaik dari semua logam. 5. Banyak logam yang dapat larut di dalam merkuri membentuk komponen yang disebut amalgam (alloy). 6. Merkuri dan komponen-komponennya bersifat racun terhadap semua makhluk hidup. 2.3.2 Bentuk-Bentuk Merkuri Merkuri di alam terdapat dalam berbagai bentuk sebagai berikut: 1. Merkuri anorganik, termasuk logam merkuri (Hg++) dan garam-garamnya seperti merkuri khlorida (HgCl2) dan merkuri oksida (HgO). 2. Komponen merkuri organik atau organomerkuri, terdiri dari: 1) Aril merkuri, mengandung hidrokarbon aromatik seperti fenil merkuri asetat.


2) Alkil merkuri, mengandung hidrokarbon alifatik dan merupakan merkuri yang paling beracun, misalnya metil merkuri, etil merkuri, dan sebagainya. 3) Alkoksialkil merkuri (R-O-Hg). Merkuri (Hg) bersifat sangat toksik sehingga penggunaan Hg dalam berbagai industri sebaiknya dikurangi. 2.3.3 Manfaat Merkuri Merkuri digunakan dalam berbagai bentuk dan untuk berbagai keperluan, misalnya industri khlor-alkali, alat-alat listrik, cat, instrumen, sebagai katalis, kedokteran gigi, pertanian, alat-alat laboratorium, obat-obatan, industri kertas, amalgam dan sebagainya. Logam tersebut digunakan secara luas untuk mengekstrak emas (Au) dari bijihnya. Ketika Hg dicampur dengan bijih emas, Hg akan membentuk amalgama tersebut dengan emas (Au) dan perak (Ag). Amalgama tersebut harus dibakar untuk menguapkan merkuri guna menangkap dan memisahkan butir-butir batuan (Widowati, dkk , 2008). Menurut Fardiaz (1992), penggunaan merkuri dan komponen-komponennya sebagai fungisida. Dalam hal ini merkuri digunakan untuk membunuh jamur dalam cat, pulp, kertas dan industri-industri pertanian. Cat yang digunakan untuk kapalkapal sering ditambahkan merkuri okside (HgO) sebagai anti jamur atau fenil merkuri asetat sebagai anti lapuk.


2.3.4 Efek Toksik Menurut Widowati, dkk (2008), bersarkan sifat kimia dan fisik merkuri (Hg), tingkat atau daya racun/ urutan toksisitas logam dari yang paling toksik terhadap manusia adalah Hg2+ > Cd2+ > Ag2+ > Ni2+ > Pb2+ > As2+ > Cr2+ Sn2+ > Zn2+ . Toksisitas logam berat bisa dikelompokkan menjadi 3 yaitu bersifat toksik tinggi yang terdiri dari unsur-unsur Hg, Cd, Pb, Cu, dan Zn; bersifat toksik sedang yang terdiri dari unsur-unsur Cr, Ni, dan Co; dan bersifat toksik rendah, yang terdiri dari unsur-unsur Mn dan Fe. Logam berat bersifat toksik karena tidak bisa dihancurkan (non degradable) oleh organisme hidup yang ada di lingkungan sehingga logam-logam tersebut terakumulasi ke lingkungan, terutama mengendap di dasar perairan dan membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik. Absorbsi etil merkuri di tubuh mencapai 95%, kontaminasi Hg pada manusia bisa terjadi melalui makanan, minuman, dan pernafasan, serta kontak kulit. Paparan jalur kulit biasanya berupa senyawa HgCl2 atau K2HgI4. Jumlah Hg yang diabsorbsi tergantung pada jalur masuknya, lama paparan, dan bentuk senyawa merkuri. Apabila gas merkuri terhirup, akan mengakibatkan penyakit bronkitis. Sebagian besar logam merkuri akan terakumulasi dalam ginjal, otak, hati, dan janin. Dalam organ, logam Hg tersebut akan berubah menjadi senyawa anorganik, lalu merkuri akan dibuang melalui kotoran, urin, dan pernapasan. Keracunan akut oleh Hg bisa terjadi pada konsentrasi Hg uap sebesar 0,5 – 1,2 mg/m3. Keracunan akut oleh Hg uap menunjukkan gejala faringitis, sakit pada bagian


perut, mual-mual dan muntah yang disertai darah, dan shock. Apabila tidak segera di obati akan berlanjut dengan terjadinya pembengkakan kelenjar ludah, nefritis, dan hepatitis. Penelitian terhadap kelinci dengan uap Hg 28,8 mg/m3 mengakibatkan kerusakan yang parah pada berbagai organ ginjal, hati, otak, jantung, paru-paru, dan usus besar. Keracunan akut karena terhirupnya uap Hg berkonsentrasi tinggi yang menimpa pekerja pada industri logam Hg serta penambangan emas. Inhalasi uap Hg secara akut bisa mengakibatkan bronkitis, pneumonitis, serta menyebabkan munculnya gangguan sistem syaraf pusat, seperti tremor. Inhalasi uap Hg secara kronis bisa memengaruhi sistem syaraf pusat dengan gejala yang belum spesifik dan selanjutnya menunjukkan gejala, tremor, pembesaran kelenjar tiroid, takikardia, demografisme, gingivitis, perubahan hematologis, serta peningkatan eksresi Hg dalam urin. Gejala akan meningkat lebih spesifik, yaitu tremor pada jari-jari, mata, bibir, dan bergetarnya seluruh tubuh disertai kekauan pada alat ekstremitas, lalu diikuti dengan kehilangan memori, peningkatan eretisme, depresi, delirium, halusinasi dan salivasi, menurut Klassen et al., (1986) dalam Widowati, dkk (2008). Keracunan kronis bisa menyerang pekerja yang langsung kontak dengan Hg dan orang yang tinggal disekitar kawasan industri yang menggunakan bahan Hg. Toksisitas kronis berupa gangguan sistem pencernaan dan sistem syaraf atau gingivitis. Gangguan sistem syaraf berupa tremor, parkinson, gangguan lensa mata berwarna abu-abu sampai abu-abu kemerahan, serta anemia ringan (Widowati, dkk 2008).


Merkuri akan diekskresikan dari tubuh melalui usus, ginjal, kelenjar mamae, kelenjar saliva, dan kelenjar sudoriferos. Sebagaian besar dieksresikan melalui feses atau urin. Perbandingan ekskresi lewat feses dan urin dipengaruhi oleh besarnya dosis, cara paparan/pemberian, bentuk senyawa Hg, serta spesies hewan. Ekskresi merkuri organik sebagian besar terjadi dengan ekskresi pada feses daripada ekskresi pada urin. Eliminasi merkuri organik lebih lambat dibandingkan merkuri anorganik menurut pendapat Bartik dan Piskac dalam Widowati, dkk (2008).

2.4 Karakteristik Tanah 2.4.1 Sifat-Sifat Tanah Tanah merupakan campuran dari berbagai mineral, bahan organik, dan air yang dapat mendukung kehidupan tanaman. Tanah umumnya memiliki struktur yang lepas dan mengandung bahan-bahan padat dan rongga-rongga udara. Bagian-bagian mineral dari tanah dibentuk dari batuan induk oleh proses pelapukan fisik, kimia dan biologis. Susunan bahan organik tanah terdiri dari sisa-sisa biomas tanaman dari berbagai tingkat penguraian atau pembusukan. Sejumlah besar bakteri, fungi, dan hewan-hewan seperti cacing tanah ditemukan didalam tanah. Fraksi padat dari jenis tanah produktif terdiri dari kurang lebih 5% bahan organik dan 95% bahan anorganik. Beberapa jenis tanah, seperti tanah gambut dapat mengandung bahan organik sampai 95%, jenis tanah lainnya ada yang hanya mengandung 1% bahan organik. Jenis-jenis tanah tertentu mempunyai lapisan-lapisan yang berbeda bila tanah itu semakin kedalam. Lapisan-lapisan ini disebut horizon.


Lapisan atas, umumnya terdiri dari ketebalan sampai beberapa inci dan dikenal sebagai horizon A atau tanah atas (“ top soil”). Lapisan ini merupakan lapisan dimana aktivitas biologi berjalan secara maksimum dan mengandung paling banyak bahan organik tanah. Ion-ion logam dan partikel-partikel tanah liat dalam horizon A paling mudah mengalami pencucian (“leaching”). Lapisan berikutnya adalah horizon B atau “sub soil”. Lapisan ini menerima material-material seperti bahan organik, garam-garam, dan pertikel-pertikel Clay yang merembes dari lapisan tanah atas. Horizon C tersusun dari pelapukan batuan induk dimana tanah berasal (Achmad, 2004). 2.4.2 Struktur Dan Interaksi Tanah Pengertian tentang struktur tanah sangat bervariasi. Terdapat 3 komponen struktur tanah yaitu : padatan, bahan semen dan ruang pori. Kedudukan ruang pori sangat penting, karena pertumbuhan tanaman dan proses fisik maupun kimia yang terjadi dalam tanah terdapat pada dan lewat pori. Demikian pula tempat air disimpan, pergerakan air dan pergerakan zat hara. Oleh karena dalam evaluasi struktur tanah untuk pertumbuhan tanaman semua faktor yang mempengaruhi ruang pori harus diperhatikan (Islami,1995). Menurut Connel (1995), Tanah dan sedimen berperan utama dalam pengangkutan dan penghilangan pencemar lingkungan dengan: 1. Menyediakan permukaan penyerapan Proses penyerapan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu ciri-ciri struktur zat kimia, kandungan organik tanah, pH media, ukuran partikel, kapasitas


pertukaran elektron, dan suhu. Sebagian besar proses penyerapan mengambil waktu pendek untuk mencapai keseimbangan namun laju desarpsi adalah jauh lebih lambat. Proses penyerapan biasanya dinyatakan sebagai suatu isotermis penyerapan. 2. Pencucian Pergerakan pencemar melalui tanah meliputi 2 mekanisme dasar yaitu difusi spesies zat kimia, terutama pada fase gas dan cair, dan pengangkutan massa. Mekanisme terakhir melibatkan air sebagai pembawa, dan pergerakan itu disebabkan oleh adanya gaya luar, seperti gaya tarik bumi. Pergerakan yang nyata menyebabkan pencucian dapat mengurangi kepekatan pencemar dalam tanah dan sedimen dan dapat menyebabkan masalah perancuan air tanah, sebagai contoh pencucian ion-ion dan senyawa organik dari tempat pembuangan tanah. Koefisien penyerapan suatu zat kimia menunjukkan kemampuan penyerapan. Pada umumnya, spesies polar lebih mudah bergerak dalam tanah dan sedimen. 3. Penguapan Pengukuran dan penafsiran laju penguapan suatu pencemar dari permukaan tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti penguapan zat kimia dari air pada permukaan, penguapan air itu sendiri, keadaan atmosfer yang tetap, interaksi zat kimia-tanah, dan sederajat kepekatan dalam lapisan tanah.


4. Proses perubahan bentuk Alur utama perubahan bentuk zat kimia di tanah dan sedimen adalah degradasi oleh mikroba walaupun fotolisis kemungkinan juga nyata. Perubahan bentuk oleh mikroorganisme tanah sebagian besar bergantung pada beberapa faktor seperti kepekatan zat kimia, suhu, kelembaban, keadaan anaerob, dan kandungan organik tanah yang tidak dapat secara mudah diekstrapolasi dari suatu daerah ke daerah lainya. 2.4.3 Jenis Tanah Struktur tanah merupakan gumpalan kecil dari butir-butir tanah. Gumpalan ini terjadi karena butir-butir pasir, debu dan lempung terikat satu sama lain oleh suatu perekat seperti bahan organik, oksida-oksida besi dan lain-lain. Gumpalan-gumpalan kecil ini mempunyai bentuk, ukuran dan kemantapan yang berbeda-beda. Tanah yang dikatakan tidak berstruktur bila butir-butir tanah tidak melekat satu sama lain (disebut lepas, misalnya tanah pasir) atau yang saling melekat menjadi satu satuan yang padu (kompak) dan disebut massive atau pejal ( Hardjowigeno, 1987). Selanjutnya menurut Hardjowigeno (1987), tanah yang berstruktur baik mempunyai tata udara yang baik, unsur-unsur hara lebih mudah tersedia dan mudah diolah. Struktur tanah yang baik adalah yang bentuknya membulat sehingga tidak dapat saling bersinggungan dengan rapat. Akibatnya pori-pori tanah banyak terbentuk, di samping itu tanah tidak mudah rusak sehingga pori-pori tanah tidak cepat tertutup bila terjadi hujan.


Berikut ini adalah macam-macam/jenis-jenis tanah yang ada di wilayah Indonesia 1. Tanah Humus. Tanah humus adalah tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat. 2. Tanah Pasir Tanah pasir adalah tanah yang bersifat kurang baik bagi pertanian yang terbentuk dari batuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar dan berkerikil. 3. Tanah Alluvial / Tanah Endapan Tanah aluvial adalah tanah yang dibentuk dari lumpur sungai yang mengendap di dataran rendah yang memiliki sifat tanah yang subur dan cocok untuk lahan pertanian. 4. Tanah Podzolit Tanah podzolit adalah tanah subur yang umumnya berada di pegunungan dengan curah hujan yang tinggi dan bersuhu rendah / dingin. 5. Tanah Vulkanik / Tanah Gunung Berapi Tanah vulkanik adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi letusan gunung berapi yang subur mengandung zat hara yang tinggi. Jenis tanah vulkanik dapat dijumpai di sekitar lereng gunung berapi. 6. Tanah Laterit


Tanah laterit adalah tanah tidak subur yang tadinya subur dan kaya akan unsur hara, namun unsur hara tersebut hilang karena larut dibawa oleh air hujan yang tinggi. Contoh : Kalimantan Barat dan Lampung. 7. Tanah Mediteran / Tanah Kapur Tanah mediteran adalah tanah sifatnya tidak subur yang terbentuk dari pelapukan batuan yang kapur. Contoh : Nusa Tenggara, Maluku, Jawa Tengah dan Jawa Timur. 8. Tanah Gambut / Tanah Organosol Tanah organosol adalah jenis tanah yang kurang subur untuk bercocok tanam yang merupakan hasil bentukan pelapukan tumbuhan rawa. Contoh : rawa Kalimantan, Papua dan Sumatera. Pada tanah kering, gerakan bahan kimia dan bakteri relatif sedikit. Gerakan ke samping praktis tidak terjadi. Dengan pencucian yang berlebihan (tidak biasa terjadi pada jamban atau tangki pembusuk), perembesan ke bawah secara vertikal hanya 3 meter. Kecepatan penyerapan zat pencemar ke dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu: 1. Tekstur tanah Tekstur tanah menggambarkan ukuran partikel penyusun tanah yang sangat menentukan berapa banyak air yang dapat ditahan oleh tanah dan seberapa mudah partikel masuk melewati lapisan tanah. Misalnya tanah berpasir dan berkerikil akan


mempercepat laju peresapan sedangkan lapisan tanah liat yang bersifat permiabilitas akan menahan/memperlambat laju resapan. 2. Struktur dan distribusi ukuran pori-pori Semakin besar ukuran pori akan menyebabkan makin cepat dan makin dalam meresapnya zat pencemar dalam tanah. Menurut Wagner & Lanoix bahwa pola pencemaran tanah oleh bakteri secara horizontal dapat mencapai 11 meter dan vertikal dapat mencapai 2 meter. Sedangkan pencemaran bahan kimia secara horizontal dapat mencapai 95 meter dan secara vertikal dapat mencapai 9 meter. Faktor-faktor yang memengaruhi tercemarnya air tanah di suatu lokasi adalah: kedalaman muka air tanah dari tempat pembuangan limbah, penyerapan tanah dilihat dari ukuran butir, arah dan kemiringan muka air tanah, permeabilitas tanah, jarak horisontal antara sumber pencemar dengan sumur. Dalam menentukan lokasi sumur gali, sangat penting diperhatikan jarak perpindahan maksimum dari bahan pencemar serta arah perpindahan, yang selalu searah dengan arah aliran air tanah. Sehingga penempatan sarana pembuangan tinja perlu

memperhatikan

aspek

kemiringan,

permeabilitas

dan

tinggi

tanah,

(http://www.indonesian-publichealth.com). 2.5

Landasan Teori Berdasarkan tinjauan kepustakaan yang telah dibahas maka yang menjadi

landasan teori dalam penelitian ini adalah pada dasarnya air tanah dapat berasal dari air hujan, baik melalui proses infiltrasi secara langsung ataupun secara tak langsung dari sungai, danau, rawa dan genangan air lainnya (Effendi, 2008).


Dinamika pergerakan air tanah pada hakikatnya terdiri atas pergerakan horizontal air tanah; infiltrasi air hujan, sungai, danau dan rawa ke lapisan akifer, dan menghilangnya atau keluarnya air tanah melalui sumur (spring), pancaran air tanah, serta aliran air tanah memasuki sungai dan tempat-tempat lain yang merupakan tempat keluarnya air tanah. Pencemar pada sungai dipengaruhi oleh faktor curah hujan, debit air, kecepatan arus, tinggi permukaan air, kecuraman lereng. Infiltrasi pencemar kedalam tanah maupun kedalam air tanah dipengaruhi oleh tekstur tanah, struktur tanah dan pori-pori tanah. Kualitas air tanah tergantung pada lapisan tanah yang dilaluinya, (Asmadi, 2011). Pada suhu yang lebih tinggi, molekul bergerak lebih cepat sehingga energi kinetiknya bertambah. Peningkatan energi kinetik menyebabkan kompleks teraktivasi lebih cepat terbentuk karena energi aktivasi lebih cepat terlampaui.Dengan demikian, reaksi berlangsung lebih cepat. Semakin Tinggi Suhu, maka laju reaksinya akan semakin cepat. Pada umumnya, laju reaksi menjadi 2 kali lebih besar jika temparatur dinaikkan 10'C. Suhu juga turut berperan dalam mempengaruhi laju reaksi. Apabila suhu pada suatu reaksi yang berlangusng dinaikkan, maka menyebabkan partikel semakin aktif bergerak, sehingga tumbukan yang terjadi semakin sering, menyebabkan laju reaksi semakin besar. Sebaliknya, apabila suhu diturunkan, maka partikel semakin tak aktif, sehingga laju reaksi semakin kecil, (Wikipedia, 2013).


Tambang Emas

Pencemaran bahan kimia secara horizontal 95M, vertical 9M (limbah merkuri)

Sungai

Infiltrasi kedalam tanah

Air tanah (Sumur)

Konsentrasi Merkuri (Hg) pada air sumur

1. Curah hujan 2. Debit air 3. Kecepatan arus 4. Tinggi permukaan air 5. Kecuraman lereng

1. Tekstur tanah 2. Struktur dan distribusi ukuran pori-pori

1. Lapisan Tanah 2. Porositas tanah

1.Konstruksi/ fisik sumur 2.Suhu air sumur 3.Umur sumur 4.Kedalaman sumur

Gambar 2.1. Landasan Teori


2.6

Kerangka Konsep Variabel Independen

Variabel Dependen

Faktor-Faktor Yang Memengaruhi Kadar Merkuri (Hg) Pada Air Sumur: 1. Jarak sumber pencemar dengan sumur 2. Konstruksi/fisik sumur

Kadar Merkuri (Hg) Pada Air Sumur

3. Suhu air sumur 4. Umur sumur 5. Kedalaman Sumur 6. Porositas tanah

Gambar 2.2. Kerangka Konsep Penelitian


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. merupakan suatu ilmu yang mempelajari siklus air pada semua tahapan yang

Recommend Documents