BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

18

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua mahkluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta mahkluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun generasi mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus ditanamkan pada segneap pengguna air. (Hefni Effendi, 2003)

Pencemaran air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat dalam bentuk murni, namun bukan berarti bahwa semua air sudah tercemar. Misalnya, walaupun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari pencemaran, air hujan yang turun di atasnya selalu mengandung bahanbahan terlarut, seperti CO2, O2 dan N2 serta bahan-bahan tersuspensi misalnya debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa air hujan dari atmosfir. (Kristanto,2002)

Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas

Universitas Sumatera Utara

19

air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua mahkluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air secara seksama. (Hefni Effendi, 2003)

Pencemaran air dapat merupakan masalah, regional maupun lingkungan global, dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan, maka air tersebut sudah tercemar. Pengolahan tanah yang kurang baik akan dapat menyebabkan erosi sehingga air permukaan tercemar dengan tanah endapan. Dengan demikian banyak sekali penyebab terjadinya pencemaran air ini, yang akhirnya akan bermuara ke lautan, menyebabkan pencemaran pantai dan laut sekitarnya. (Darmono,2001)

Pengolahan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah pengelolaan yang dilakukan adalah pemantauan dan interpretasi data kualitas air, mencakup kualitas fisika, kimia dan biologi. Namun, sebelum melangkah pada tahap pengelolaan, diperlukan pemahaman yang baik tentang terminology, karateristik, dan interkoneksi parameter kualitas-kualitas air. (Hefni Effendi, 2003)

2.2 Kualitas Air Untuk Kehidupan


20

Baku mutu air pada sumber air adalah batas kadar yang diperkenankan bagi zat atau bahan pencemar terdapat di dalam air, tetapi air tersebut tetap dapat diguakan sesuai dengan kriterianya.

Menurut peruntukannya, air pada sumber air dapat dikategorikan menjadi empat golongan, yaitu: •

Golaongan A, yaitu air yang dapat digunakan segai air minum secara langsung tanpa diolah terlebih dahulu.

•

Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga lainnya.

•

Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.

•

Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan dapat digunakan

untuk usaha perkotaan, industry, dan listrik tenaga air.

(Kristanto, 2002)

Sesuai dengan ketentuan badan dunia (WHO) maupun badan setempat (Departemen Kesehatan) serta ketentuan/peraturan lain yang berlaku seperti APHA (American Public Health Association), layak idaknya air untuk kehidupan manusia ditentukan berdasarkan persyaratan secara fisik, secara kimia, dan secara biologis.

2.2.1. Kualitas Secara Fisik


21

•

Kekeruhan Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya gahan-bahan organik dan anorganik, seperti lumpur dan buangan dari permkiman tertentu yang menyebabkan air air sungai menjadi keruh. Air yang mengandung kekeruhan tinggi akan mengalami kesulitan kalau diproses untuk sumber air bersih. Kesulitannya antara lain dalam proses penyaringan.

•

Warna Warna air berubah bergantung kepada warna buangan yang memasuki badan air. (Unus, 2005) Warna dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air dan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis. Untuk kepentingan keindahan, warna air sebaiknya tidak melebihi 15 PtCo. Sumber air untuk kepentingan air minum sebaiknya memiliki nilai warna antara 5-50 PtCo. (Hefni Effendi, 2003)

•

Temperatur Kenaikan temperature atau suhu di dalam badan air, dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (DO atau Dissolved Oxygen) air. (Unus Suriawira, 2005) Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut: -

Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air

-

Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.

-

Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya.

-

Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya mungkin akan mati. (Kristanto, 2002)

•

Bau dan Rasa


22

Bau dan Rasa yang terdapat di dalam air baku apat dihasilkan oleh kehadiran organisme seperti mikroalga dan bakteri. Dari segi estetika, air yang berbau, apalagi bau busuk sperti bau teller yang membusuk (oleh H2S misalnya), ataupun air yang berasa secara alami, tidak dikehendaki dan tidak dibenarkan oleh peraturan dan ketentuan yang berlaku.(Unus Suriawira, 2005)

2.2.2 Kualitas Air secara Kimia

Kualitas air secara kimia meliputi sebagai berikut: •

Nilai pH

•

Kandungan senyawa kimia dalam air Contohnya: Logam berat seperti Hg (air raksa) dan Pb (timbal) merupakan zat kimia berbahaya jika masuk kedalam air.

•

Kandungan residu atau sisa. Misalnya: residu pestisida, deterjen, kandungan senyawa toksik atau racun, dan sebagainya.

2.2.3 Kualitas Air Secara Biologis

Kualitas secara biologis, khususnya secar mikrobiologis, ditentukan oleh banyak parameter yaitu: •

Parameter Mikroba Pencemar

•

Patogen Penghasil toksin. (Unus Suriawira, 2005)


23

2.3 Pencemaran Air

Pencemaran air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat dalam bentuk murni, namun buakan berarti bahwa semua air sudah tercemar. Misalnya, walaupun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari pencemaran, air hujan yang turun di atasnya selalu mengandung

bahan-bahan terlarut, seperti CO2; O2; dan N2, serta bahan-bahan

tersuspensi misalnya debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa air hujan dari atmosfir. (Kristanto, 2002)

Pencemaran air diakibatkan oleh masuknya bahan pencemar (polutan) yang dapat berupa gas, bahan-bahan terlarut, dan partikulat. Pencemar memasuki badan air dengan berbagai cara, misalnya melalui atmosfer, tanah, limpasan (run off) pertanian, limbah domestik dan perkotaan, pembuangan limbah industry, dan lain-lain. (Hefni Effendi, 2003)

2.4 Sumber Pencemaran Air

Sumber pencemar (polutan) dapat berupa suatu lokasi tertentu (point source) atau tak tentu/tersebar (non-point/diffuse source). Sumber pencemar point source misalnya knalpot mobil, cerobong asap pabrik, dan saluran limbah industri. Pencemaran yang berasal dari point source bersifat lokal. Efek yang ditimbulkan dapat ditentukan berdasarkan karateristik spesial kualitas air. Volume pencemar dari point


24

source biasanya relatife tetap. Sumber pencemaran non-point source dapat berupa point source dalam jumlah yang banyak. Misalnya: Limpasan dari daerah pertanian yang mengandung pestisida dan pupuk, limpasan dari daerah pemukiman (domestik), dan limpasan dari daerah perkotaan. (Hefni Effendi, 2003)

2.4.1 Domestik

Limbah domestik adalah semua buangan yang berasal dari kamar mandi, kakus, dapur, tempat cuci pakaian, cuci peralatan rumah tangga, apotek, rumah sakit, rumah makan dan sebagainya yang secara kuantitatif limbah tadi terdiri atas zat organic baik berupa padat atau cair, bahan berbahaya, dan beracun (B3), garam terlarut, lemak, dan bakteri terutama fekal coli, jasad pathogen, dan parasit.

2.4.2 Nondomestik

Limbah nondomestik sangat bervariasi, terlebih-lebih untuk limbah industry. Limbah pertanian biasanya terdiri atas bahan padat bekas tanaman yang bersifat organis, bahan pemberantas hama dan penyakit (pestisida), bahan pupuk yang mengandung nitrogen, posfor, sulfur, mineral (K,Ca) dan sebagainya. (Satrawijaya; 1991)

2.4.3 Limbah Organik Menyebabkan Kurangnya Oksigen Terlarut


25

Penyebab utama berkurangnya kadar oksigen dalam air ialah limbah organik yang terbuang dalam air. Limbah organic akan mengalami degradasi dan dekomposisi oleh bakteri aerob (menggunakan oksigen dalam air), sehingga lama-kelamaan oksigen yang terlarut dalam air akan sangat berkurang. Dalam kondisi berkurangnya oksigen tersebut hanya spesies organisme tertentu saja yang dapat hidup.

2.4.4 Pencemar Bahan Kimia Inorganik

Bahan kimia inorganik seperti asam, garam dan bahan toksik logam seperti Pb, Cd, Hg dalam kadar yang tinggi dapat menyebabkan air tidak enak untuk diminum. Di samping dapat menyebabkan matinya kehidupan air seperti ikan dan organisme lainnya, pencemaran bahan tersebut juga dapat menurunkan produksi tanaman pangan dan merusak peralatan yang dilalui air tersebut (karena bersifat korosif).

2.4.5 Pencemar Bahan Kimia organik

Bahan kimia organik seperti minyak, plastik, pestisida, larutan pembersih, deterjen dan masih banyak lagi bahan organic terlarut yang digunakan oleh manusia yang dapat menyebabkan kematian pada ikan maupun organisme lainnya.

2.4.6 Sedimen dan Bahan Tersuspensi


26

Bahan partikel yang tidak terlarut seperti pasir, lumpur, tanah, dan bahan kimia inorganic dan organic menjadi bentuk bahan tersuspensi di dalam air, sehingga bahan tersebut menjadi penyebab polusi tertinggi dalam air. Kebanyakan sungai dan daerah aliran sungai selalu membawa endapan lumpur yang disebabkan erosi alamiah dari pinggir sungai. Partikel yang tersuspensi menyebabkan kekeruhan dalam air, sehingga mengurangi kemampuan ikan dan organisme air lainnya memperoleh makanan, mengurangi tanaman air melakukan fotosintesis, pakan ikan menjadi tertutup lumpur, insang ikan kerang tertutup oleh sedimen dan akan mengakumulasi bahan beracun seperti pestisida dan senyawa logam.

2.4.7 Substansi Radioaktif

Radioaktif yang terlarut dalam air akan dapat mengalami “amplikasi biologi” (kadarnya berlipat) dalam system rantai pakan. Radiasi yang terionisasi dari isotop tersebut

dapat

menyebabkan mutasi DNA pada mahkluk

hidup sehingga

mengakibatkan gangguan reproduksi, kanker, dan kerusakan genetik. (Darmono; 2001)

Berbagai macam kegiatan industri dan teknologi yang ada saat ini apabila tidak disertai dengan program pengolahan limbah yang baik akan memungkinkan terjadinya pencemaran air, baik secara langsung maupun tidak langsung. Erat kaitannya dengan masalah indikator pencemaran air ikut menentukan bagaimana indikator tersebut terjadi. Komponen pencemaran air tersebut dikelompokkan sebagai berikut: -

Bahan buangan padat


27

-

Bahan buangan organik

-

Bahan buangan anorganik

-

Bahan buangan olahan bahan makanan

-

Bahan buangan cairan berminyak

-

Bahan buangan zat kimia

-

Bahan buangan berupa panas (Wardhana, 1995)

2.5 Teknologi Pembersihan Air

Pengolahan air baku (air alami) menjadi bersih dapat dilakukan dalam beberapa cara:

2.5.1 Cara Sederhana

Cara yang sangat sederhana yang banyak dijumpai dipedesaan ialah air yang terkumpul sebelum disalurkan kejamban atau tempat lainnya yang memerlukan, ditampung terlebih dahulu di dalam sebuah bak penampung. Penampungan dimaksudkan agar bahan-bahan yang menyebabkan air tersebut keruh, misalnya oleh lumpur dan sebagainya akan terendapkan terlebih dahulu di dalam bak tersebut. Dengan begitu air yang dialirkan ke jamban, sudah jernih karena lumpurnya sudah mengendap. Tentu saja bak penampungan ini tidak akan dibiarkan begitu untuk waktu yang lama karena cepat atau lambat endapannya akan banyak serta kemungkinan akan menyumbat saluran atau aka terbawa air lagi. Oleh karena itu, dalam waktu-waktu tertentu endapannya harus dibuang/dikeluarkan.


28

2.5.2 Cara Saringan Pasir Lambat

Saringan pasir lambat sangat efisien untuk menghilangkan kekeruhan dalam air, baik kekeruhan yang diakibatkan oleh bahan-bahan dalam suspense yang mudah mengendap maupun bahan-bahan dalam bentuk koloidial. Selain itu, pasir lambat juga sangat efektif untuk pemisahan bakteri dari dalam air.

2.5.3 Cara Koagulasi

Kekeruhan air yang banyak dijumpai pada air permukaan, seperti air permukaan, seperti air sungai atau air saluran irigasi ada yang dapat dihilangkan dengan cara pengendapan dan penyaringan secara langsung dan ada yang tidak dapat dihilangkan dengan kedua cara tersebut disebabkan oleh partikel-paartikel koloid yang hanya dapat diendapkan dengan proses koagulasi kimiawi.

2.5.4 Cara Penghilangan “Tai-peureu”

Besi dalam bentuk ion Fe++ sangat mudah larut di dalam air. Oksigen terlarut di dalam air akan mengoksidasi Fe++ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan endapan, sehingga akan mengakibatkan kekeruhan dalam air yang berwarna merah karat. Selain itu, untuk ion mangan (dalam bentuk Mn++), oksidasi Mn++ oleh oksigen yang terlarut akan menghasilkan endapan hitam yang berakumulasi di dalam system distribusi yang terlepas dan terbawa dalam aliran dalam waktu-waktu tertentu.


29

2.5.5 Biofilter

Kemampuan sekelompok mikroba seperti bakteri dan jamur dalam menguraikan benda-benda organic dan anorganik yang terdapat dalam air buangan , sudah diketahui dan dimanfaatkan sejak lama. Kehadiran secara buatan dari kelompok mikroba tersebut, terdapat pada tempat atau bejana pengolah air buangan, seperti dalam bentuk kolam oksidasi, kolam stabilasi, trickling filter. (Unus , 2005)

2.6. Turbidimetri

Beberapa senyawa yang tak dapat larut, dalam jumlah sedikit, dapat disiapkan dalam keadaan agregasi sedemikian sehingga diperoleh suspensi yang sedang-sedang stabilnya.

Sifat-sifat

konsentrasinya

dari

setiap

suspensinya

akan

berbeda-beda

menurut

fase-terdisfersinya. Bila cahaya dilewatkan melalui suspensi itu,

sebagian dari energy radiasi yang jatuh di disipasi (dihamburkan) dengan penyerapan (absorpsi), pemantulan (refleksi), sementara sisanya ditransmisi (diteruskan). Pengukuran intensitas cahaya yang ditransmisikan sebagai fungsi dari konsentrasi fase-terdisfersi adalah dasar dari analisa turbidimetri. Bila suspensi dipandang dengan sudut tegak lurus terhadap arah cahaya yang jatuh, system Nampak opalesen (berpendar seperti mutiara) disebabkan oleh pantulan cahaya dari partikel-partikel suspensi itu (efek tyndall). Cahaya dipantulkan tak beraturan dan membaur, sehingga istilah cahaya-baur ini (dengan sudut tegak lurus terhadap arah jatuh cahaya jatuh) sebagai fungsi konsentrasi fase-terdisfersinya adalah dasar dari analisis nefalometri


30

(Gr nefhele= awan). Analisis nefelometri adalah paling peka untuk suspensi-suspensi yang sangat encer (>100 mg per liter). Teknik-teknik untuk analisis turbidimetri dan analisis nefalometri masing-masing menyerupai analisis filter fotometri dan fluometri.

Membuat kalibrasi dianjurkan dalam penerapan-penerapan nefalometri dan turbidimetri, karena hubungan antara sifat-sifat optis suspensi dan konsentrasi fase terdisfersinya paling jauh adalah semi-empiris. Agar kekabutan atau kekeruhan (turbidity) itu dapat diulang penyiapannya haruslah seksama mungkin. Endapan harus sangat halus, sehingga tidak cepat mengendap. Intensitas cahaya baur bergantung pada banyaknya dan ukuran partikel-partikel dalam suspensi, dan asalkan ukuran rata-rata dari partikel-partikel dalam suspensi, dan asalkan ukuran rata-rata dari partikelpartikel itu cukup dapat diulang, aplikasi secara analitik adalah dimungkinkan.

Kondisi-kondisi berikut hendaknya dikendalikan dengan hati-hati untuk menghasilkan suspensi dengan sifat-sifat yang cukup seragam: 1. Konsentrasi-konsentrasi kedua ion yang bergabung (bersenyawa) yang menghasilkan endapan, maupun rasio dari konsetrasi-konsentrasinya dalam larutan-larutan yang dicampurkan. 2. Cara, urut-urutan, dan laju pencampuran. 3. Banyaknya garam-garam dan zat-zat lain yang ada serta, terutama koloidkoloid pelindung (gelatin, gom arab dan sebagainya). 4. Temperatur.

Kolorimeter-kolorimeter visual dan fotoelektrik dapat digunakan sebagai turbidimeter. Filter biru biasanya menghasilkan kepekaan yang lebih besar. Sebuah kurva kalibrasi harus dibuat dengan memakai dengan beberapa larutan standart karena


31

cahaya yang ditransmisikan oleh suatu larutan yamg keruh umumnya tak mengikuti hokum Beer-Lambert dengan tepat (Vogel, 1994)

Turbiditas merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan. Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu pengukuran perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang; pengukuran perbandingan cahaya yang diteruskan terhadap cahaya yang datang; pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalam di mana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan lapisan yang keruh. Instrumen pengukur perbandingan Tyndall disebut sebagai Tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedangkan pada Nefalometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standart. Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbanding lurus terhadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas tergantung juga pada warna. Untuk partikel yang lebih kecil, rasio tyndall sebanding dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang gelombangnya.

Prinsip spektroskopi absorpsi dapat digunakan pada turbidimeter dan nefalometer. Untuk turbidimeter, absorpsi akibat partikel yang tersuspensi diukur sedangkan pada nefalometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur. Meskipun presisi merode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis, sedang akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel. Setiap instrumen spektroskopi absorpsi dapat digunakan untuk turbidimeter, sedang nefalometer


32

memerlukan reseptor pada sudut 90o terhadap lintasan cahaya. Metode nefalometer kurang sering digunakan pada analisis anorganik. Pada konsentrasi leih tinggi, absorpsi berpariasi secara linear terhadap konsentrasi, sedangkan pada konsentrasi lebih rendah untuk sistem koloid Te dan SnCl2, tembaga ferosianida dan sulfidasulfida logam berat tidak demikian halnya. Kelarutan zat tersuspensi seharusnya kecil. Suatu gelatin pelidung koloid biasanya digunakan untuk membentuk suatu dispersi koloid yang seragam dan stabil. (Khopkhar, 1984)

Hamburan Tyndall adalah hamburan radiasi elektromagnetik oleh molekul atau partikel yang teragregasi dalam bentuk suspensi atau koloid yang partikel-partikelnya lebih besar dari ukuran molekul. Sifat hamburan Tyndall ini adalah frekuensi dan panjang gelombang sama dengan sumber radiasi. Hubungan Tyndall dimanfaatkan untuk turbidimtri dan nefalometri sebagai penentuan kekeruhan. (Mulja, 1995)


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents