BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan makhluk hidup. Air yang relatif bersih sangat dibutuhkan oleh manusia, baik untuk keperluan sehari-hari, untuk keperluan industri, kebersihan sanitasi kota, maupun keperluan pertanian dan lain sebagainya (Wardhana, 2001). Sepanjang sejarah, kuantitas dan kualitas air yang sesuai dengan kebutuhan manusia merupakan faktor penting dalam menentukan kesehatan hidupnya. Kuantitas air berhubungan dengan adanya bahan-bahan lain terutama senyawa-senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa organik maupun anorganik juga adanya mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam menentukan komposisi kimia air (Achmad, 2004). Untuk menetapkan standar air yang bersih tidaklah mudah, karena tergantung pada banyaknya faktor penentu. Faktor penentu tersebut antara lain adalah: a. Kegunaan air: -
Air untuk minum
-
Air untuk keperluan rumah tangga
-
Air untuk industri
-
Air untuk mengairi sawah
-
Air untuk kolam perikanan.
b. Asal sumber air: -
Air dari mata air di pegunungan
-
Air danau
-
Air sungai
-
Air sumur
-
Air hujan (Wardhana, 2001).
2.2 Sifat- Sifat Air Air merupakan senyawa kimia yang terdiri dari atom H dan O dengan sebuah molekul yang terdiri dari satu atom O yang berikatan kovalen dengan dua atom H. Air termasuk pelarut yang sangat baik bagi banyak bahan, sehingga air merupakan media transpor utama bagi zat-zat makanan dan produk buangan / sampah yang dihasilkan oleh proses kehidupan. Oleh karena itu air yang ada di bumi tidak pernah terdapat dalam keadaan murni, tetapi selalu ada senyawa atau mineral/unsur lain yang terdapat di dalamnya (Achmad, 2004). Namun, pada dasarnya air berada dalam keadaan tulen (murni) sebagai zat kimia murni yang memiliki multi sifat sebagai berikut: 2.2.1 Sifat Air Sebagai Benda Alami yang Tulen (Murni) Air dalam keadaan yang murni merupakan benda alami yang: a. Cair b. Tidak berwarna c. Bisa membeku pada suhu 0° C dan mendidih atau menguap pada suhu 100° C
d. Dapat melarutkan dan melapukkan benda-benda keras tertentu dan dapat melepaskan kembali zat yang larut di dalamnya e. Rumus kimia air murni ialah H2 O (Rismunandar, 1993).
2.2.2 Sifat Air Akibat Lingkungan
Karena lingkungan, air mempunyai dua sifat yang saling berlawanan dan dampaknya juga berlawanan yaitu sifat air yang merusak dan sifat air yang membangun (Rismunandar, 1993). a. Sifat air yang merusak •
Air dapat menghancurkan benda-benda yang keras, misalnya batubatuan.
•
Air dapat melarutkan zat-zat mineral yang berada di dalam tanah/ batu-batuan untuk dipindahkan ke tempat lain yang berjauhan dari tempat asalnya, namun dapat ke arah bawah di tempat yang sama (masuk ke dalam tanah).
•
Air dapat membentuk aliran
yang sangat deras dan dapat
menghanyutkan apa saja yang dilaluinya (Rismunandar, 1993) b. Sifat Air yang Membangun Air yang dalam perjalanannya ke bawah menuruti sungai dapat membawa pasir, debu, krikil dan akhirnya dapat diendapkan dan ditempatkan di muaramuara sungai, maupun jauh sebelum mencapai muara.Akibatnya, di sekitar muara sungai terbentuk tanah-tanah baru dan terjadi pula pendangkalan rawa-rawa dekat pantai yang disebut enundasi (Rismunandar, 1993).
Dengan memiliki sifat yang dapat melarutkan zat mineral, misalnya fosfat, kalsium, kapur, dan lain-lainnya, air dapat meningkatkan kesuburan tanah pertanian.Air dalam membawa zat-zat yang bermanfaat, juga dapat membawa zatzat lain misalnya asam sulfat dari gunung berapi, limbah-limbah industri yang menimbulkan akibat sampingan merusak tanaman (Rismunandar, 1993). 2.3 Kualitas Air Beberapa jenis kualitas air yang perlu kita kenal untuk kegunaan seharihari antara lain adalah: a. Standar kualitas air minum. b. Standar kualitas air untuk rekreasi dan atau tempat-tempat pemandian alam. c. Standar kualitas air yang dihubungkan dengan bahan buangan dari industri (disebut waste water effluent). d. Standar kualitas air sungai (stream standard). Standar ini masih membedakan
bermacam-macam
standar
berdasarkan
pertimbangan
keduanya. Air sungai yang digunakan sebagai media atau sumber hayati (perikanan) adalah berbeda bila digunakan sebaliknya sebagai sumber baku Perusahaan Air Minum (PAM). Demikian pula, berbeda bila sungai tersebut
peranannya
sengaja
dikorbankan
hanya
sebagai
tempat
penampungan dan pembuangan segala bahan buangan hingga tidak lagi dituntut persyaratan standar yang begitu tinggi seperti standar-standar lainnya (Riyadi, 1984).
2.4 Klasifikasi Air Peraturan Pemerintah RI No.82 Tahun 2001 Tanggal 14 Desember 2001 pada pasal 8 ayat 1 menerangkan klasifikasi air sebagai berikut: Klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas: a. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; b. Kelas
dua,
air
yang
peruntukannya
dapat
digunakan
untuk
prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;. c. Kelas
tiga,
air
yang
peruntukannya
dapat
digunakan
untuk
pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut; d. Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. 2.5 Pencemaran Air Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI no. 173/Menkes/VII/77 pencemaran air adalah suatu peristiwa masuknya zat-zat kimia ke dalam air yang mengakibatkan kualitas (mutu) air tersebut menurun sehingga dapat mengganggu atau membahayakan kesehatan masyarakat.Bahan-bahan pencemar yang berasal
dari pengelolaan limbah industri merupakan salah satu faktor pencemaran air yang terjadi. Tabel 2.1 berikut ini tentang klasifikasi umum dari bahan pencemaran air: Tabel 2.1 Klasifikasi umum dari bahan pencemaran air Jenis Bahan Pencemar Pengaruhnya Unsur- unsur renik
Kesehatan, bio akuatik
Polutan anorganik
Toksisitas, biota akuatik
Radionuklida
Toksisitas
Asiditas, alkalinitas
Kualitas air, kehidupan akuatik
Pestisida
Toksistas, biota akuatik, satwa liar
Patogen
Kesehatan
Detergen
Estetik
Rasa, bau, dan warna
Estetik
Limbah minyak
Estetik (Achmad, 2004).
2.5.1 Sumber Pencemaran Air a. Domestik (rumah tangga) Yaitu berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi, kakus, dan dapur. b. 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: •
Fisik Pasir atau lumpur yang tercampur dalam limbah air.
•
Kimia Bahan
pencemar
yang
berbahaya:
Merkuri
(Hg),
Cadmium
(Cd),Timahhitam (Pb), Pestisida dan lainnya. •
Mikrobiologi Berbagai macam bakteri, virus, parasit dan lain-lainnya. Misalnya yang berasal dari pabrik yang mengolah hasil ternak dan tempat pemerahan susu sapi.
c. Pertanian dan Perkebunan Polutan air dari pertanian/ perkebunan dapat berupa: •
Zat kimia Misalnya: berasal dari penggunaan pupuk, Pestisida seperti (DDT, Dieldrin).
•
Mikrobiologi Misalnya: virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak.
•
Zat Radioaktif Berasal dari penggunaan zat radioaktif yang dipakai dalam proses pematangan buah dan mempercepat pertumbuhan tanaman (Mukono, 2006).
2.5.2 Indikator Pencemaran Air Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati melalui: a. Perubahan Suhu Air Dalam kegiatan industri seringkali suatu proses disertai dengan timbulnya panas reaksi atau panas dari suatu gerakan mesin. Agar proses industri dan mesinmesin yang menunjang kegiatan tersebut dapat berjalan baik maka panas yang terjadi harus dihilangkan. Penghilangan panas dilakukan dengan proses pendinginan air. Air pendingin akan mengambil panas yang terjadi. Air yang menjadi panas tersebut kemudian dibuang ke lingkungan. Apabila air yang panas tersebut dibuang ke sungai 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.Oleh karena itu, makin tinggi kenaikan suhu air makin sedikit oksigen yang terlarut di dalamnya. b. Perubahan pH atau Konsentrasi Ion Hidrogen Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH berkisar antara 6,5-7,5. Air dapat bersifat asam atau basa, tergantung pada besar kecilnya pH air atau besarnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. Air yang mempunyai pH lebih kecil dari pH normal akan bersifat asam, sedangkan air yang mempunyai pH lebih besar dari normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan buangan dari kegiatan industri yang dibuang ke sungai akan mengubah pH air yang pada akhirnya dapat mengganggu kehidupan organisme dalam air.
c. Meningkatnya Radioaktivitas Air Lingkungan Salah satu contoh sumber yang dapat menaikkan radioaktivitas lingkungan adalah pembakaran batu bara yang dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis apabila tidak ditangani dengan benar baik melalui efek langsung maupun tidak langsung (Wardhana, 2001). 2.5.3 Komponen Pencemaran Air Berbagai macam kegiatan industri dan teknologi yang ada pada saat ini apabila tidak disertai dengan program pengelolaan limbah yang baik akan memungkinkan terjadinya pencemaran air, baik secara langsung maupun tidak langsung. Bahan buangan dan air limbah yang berasal dari kegiatan industri adalah penyebab utama terjadinya pencemaran air (Wardhana, 2001). Erat kaitannya dengan masalah indikator pencemaran air seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, ternyata komponen pencemaran air ikut menentukan bagaimana indikator tersebut terjadi. Berikut ini akan dijelaskan komponenkomponen pencemar air yang dapat dikelompokkan sebagai berikut: a. Bahan Buangan Padat Bahan buangan padat yang dimaksudkan disini adalah bahan buangan yang berbentuk padat, baik yang kasar (butiran besar) maupun yang halus (butiran kecil). Kedua macam bahan buangan padat tersebut apabila dibuang ke sungai maka kemungkinan dapat terjadi: •
Pelarutan bahan buangan padat oleh air.
•
Pelarutan bahan buangan padat di dasar air.
b. Bahan Buangan Organik Bahan buangan organik pada umumnya berupa limbah yang dapat membusuk oleh mikroorganisme.Oleh karena itu limbah-limbah yang tidak digunakan lagi tidakdibuang ke lingkungan perairan yang dapat menaikkan mikroorganisme di dalam air.Bahan buangan ini sebaiknya dikumpulkan untuk diproses menjadi pupuk buatan (kompos) yang berguna bagi tanaman.Pembuatan kompos ini berarti mendaur ulang limbah organik yang tentu saja berdampak positif bagi lingkungan hidup manusia. c. Bahan Buangan Olahan Bahan Makanan Lingkungan perairan yang mengandung bahan buangan olahan makanan banyak mengandung mikroorganisme, termasuk di dalamnya bakteri patogen yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia.. d. Bahan Buangan Cairan Berminyak Bahan buangan cairan berminyak yang dibuang ke lingkungan perairan akan mengapung menutupi permukaan air yang menyebabkan air tersebut telah tercemar dan tidak layak dikonsumsi oleh manusia karena kandungan dalam cairan yang berminyak terdapat zat-zat beracun, seperti senyawa benzen dan senyawa toluen. e. Bahan Buangan Zat Kimia Bahan buangan zat kimia tersebut antara lain sabun (detergen), bahan pemberantas hama (insektisida), zat radioaktif yang dapat mengganggu kesehatan manusia.
f. Bahan Buangan Anorganik Bahan buangan anorganik pada umumnya berupa limbah yang tidak dapat membusuk oleh mikroorganisme. Apabila bahan buangan anorganik ini masuk ke lingkungan air maka akan terjadi peningkatan jumlah ion di dalam air. Bahan buangan ini biasanya berasal dari industri
seperti
fluorida (F −),sianida (CN−),kromium (Cr −3 ), zinkum (Zn+2 ), aluminium
( Al+3 )
yang
dapat
membahayakan
bagi
kesehatan
tubuh
manusia(Wardhana, 2001).
2.5.4 Efek Pencemaran Air Efek pencemaran air dapat mempengaruhi kualitas lingkungan, daya dukungnya serta berdampak terhadap berbagai segi kehidupan. Untuk itu, efek dari pencemaran air akan dijelaskan sebagai berikut: a. Pengaruh pada kesehatan manusia Air yang tercemar oleh organisme patogen seperti bakteri atau virus dapat secara langsung mempengaruhi kesehatan tubuh manusia. Bahan organik yang diukur dalam bentuk BOD, COD dan padatan tersuspensi (SS) merupakan bagian dari kategori lingkungan hidup dan merupakan faktor tidak langsung jika dikaitkan dengan pengaruh terhadap tubuh manusia, walaupun zat-zat tersebut adalah faktor yang berperan terhadap kualitas air.
b. Pengaruh pada industri pertanian •
Pencemaran yang diakibatkan oleh cemaran air sungai atau air tanah yang digunakan untuk tujuan irigasi. Tipe pencemaran ini secara langsung dapat merusak produk pertanian, atau mengganggu
pertumbuhannya
jika
konsentrasi
zat-zat
pencemar yang terkandung di air irigasi melampaui ambang batas konsentrasi. •
Pencemaran yang diakibatkan oleh perubahan sifat-sifat fisik dan kimia dari tanah karena pengaruh air tercemar. Tipe pencemaran ini secara tidak langsung mempengaruhi produksi pertanian dan untuk tanah yang tercemar mempengaruhi aktivitas mikroorganisme dalam tanah.
c. Pengaruh pada industri manufaktur •
Industri manufaktur sering dituding sebagai penyumbang pencemaran air, akan tetapi kadang-kadang menjadi korban pencemaran
air.
Hampir
semua
industri
manufaktur
membutuhkan air untuk kebutuhan proses produksi secara langsung maupun untuk memenuhi kebutuhan penunjang produksi (Sunu, 2001).
2.6 Fluorida dan Sianida Pada tubuh makhluk hidup termasuk manusia, kandungan ion sianida dan fluorida dalam air yang telah tercemar mengalami proses biokimiawi dalam membantu
proses
fisiologis
atau
sebaliknya
menyebabkan
toksisitas
(keracunan)(Darmono, 1995). Berikut ini akan dijelaskan tentang toksisitas (keracunan) dari ion fluorida dan sianidasebagai berikut: a. Fluorida Kandungan fluorida mencapai sekitar 0,3g/kg kerak bumi dan berada dalam bentuk fluorida di sejumlah mineral.Fluorida ini biasanya berasal dari pengelolaan limbah industri seperti pada pembuatan alat-alat gelas, dan industri kayu (Sari, 1993). Fluorida berguna bagi kesehatan manusia dalammemetabolisme tulang dan juga untuk pencegahan karies yang ditambahkan dalam pasta gigi pada manusia. Akan tetapi, bila kadarnya melebihi dari batas normal maka efek toksik yag ditimbulkan seperti penebalan struktur tulang dengan kalsifikasi sehingga ruang sumsum tulang akan berkurang. Selain itu, efek yang tidak terlalu berat yang ditimbulkan terhadap individu seperti: mual, muntah, diare, badan lemah, dan sakit perut (Sartono, 2002). b. Sianida Sianida merupakan salah satu bahan pencemar anorganik yang paling penting. Di dalam air sianida terdapat sebagai HCN, suatu asam lemah dengan pKa = 6 x 10−10 . Ion sianida ini mempunyai afinitas kuat
terhadap banyak ion logam, misalnya membentuk ferrosianida yang relatif kurang beracun.HCN ini merupakan gas yang mudah menguap dan sangat beracun (Achmad, 2004). Sianida ini biasanya berasal dari sisa-sisa pembakaran, makanan dan di alam terdapat pada tumbuh-tumbuhan yang mengandung amygdalin, misalnya singkong, ubi, biji buah apel, dan peer. Sianida yang terdapat di dalam air jika kadarnya melebihi dari batas normal, maka efek yang tidak terlalu berat yang ditimbulkanterhadap individu yaitu: rasa ngantuk, pusing dan tekanan darah menurun. Selain itu efek toksik yang lebih berat yang ditimbulkan seperti: turunnya kesadaran dan sianida ini juga
mempunyai afinitas yang kuat terhadap enzim pernafasan yakni
enzim cytrochrom-oxidase, dimana sianida mengikat Fe yang terdapat dalam enzim yang menyebabkan terjadinya gangguan peredaran darah dalam sel- sel tubuh yang ditandai dengan meningkatnya pernafasan tubuh yang akhirnya menyebabkan kelumpuhan total dari pernafasan (Sari, 1993).
2.7 Metode Spektrofotometri Untuk analisa kualitas lingkungan, spektrofotometri UV-visibel dan AAS yang banyak digunakan.Instrumen-instrumen tersebut digunakan untuk analit yang berbeda-beda. Beberapa analit dapat diukur dengan spektrofotometri UVVisibel maupun AAS, tetapi sebagian yang lain hanya bisa oleh satu alat. Spektrofotometri mana yang dipakai tergantung kepada kebutuhan, terutama pada baku mutu kualitas lingkungan yang berhubungan dengan batas diteksi instrumen. Tabel 2.2 berikut ini menjelaskan beberapa polutan yang dapat dianalisis secara spektrofotometri: Tabel 2.2. Polutan- polutan yang Dapat Dianalisis Secara Spektrofotometri Polutan Bahan dan Cara Analis Arsen (As)
Reaksi
arsin,
As H3 ,
dengan
perak
dietiltiokarnamat dalam piridin, membentuk kompleks berwarna merah Sianida (CN−)
Pembentukan
zat
warna biru
dari
reaksi
sianogen klorida, CN Cl2 , dengan piridin-
pirazolon, diamati pada 620 nm Fluorida (F −)
Perubahan endapan koloid zat warna zirconium menjadi zirconium klorida yang tidak berwarna
(Sumantri, 2013). Metode pengukuran menggunakan prinsip spektrofotometri adalah berdasarkan absorpsi cahaya pada panjang gelombang tertentu melalui suatu larutan yang mengandung kontaminan yang akan ditentukan konsentrasinya.
Proses ini disebut ”absorpsi spektrofotometri”, dan jika panjang gelombang yang digunakan adalah gelombang cahaya tampak, maka disebut sebagai “kolorimetri”, karena memberikan warna. Selain gelombang cahaya tampak, spektrofotometri juga menggunakan panjang gelombang pada gelombang ultraviolet dan inframerah.Prinsip kerja dari metode ini adalah jumlah cahaya yang diabsorpsi oleh
larutan
sebanding
dengan
konsentrasi
kontaminan
dalam
larutan
(Lestari,2010). Jika absorbansi di plot terhadap konsentrasi, maka diperoleh garis lurus.Grafik ini dapat digunakan untuk menentukan konsentrasi kontaminan dalam suatu larutan yang diperoleh dari sampel gas dan uap.Perubahan intensitas warna sebanding dengan konsentrasi. Salah satu aplikasi dari metode ini adalah analisis laboratorium untuk menetukan konsentrasi nitrogen dioksida diudara menggunakan reagen Saltzman (Lestari, 2010). Spektrofotometer pada dasarnya terdiri dari sumber, monokromator, kuvet untuk zat yang diperiksa, detector, penguat arus (amplifier) dan alat ukur arus atau alat pencatat (recorder) seperti yang tertera pada gambar:
Instrumentasi Alat Spektrofotometri
Keterangan gambar: a. Sumber radiasi : sumber radiasi yang biasa digunakan adalah lampu filamen tungsten. b. Monokromator : serangkaian alat optik yang menguraikan radiasi polikromatik menjadi jalur-jalur
yang efektif/panjang gelombang-
gelombang tunggalnya dan memisahkan panjang gelombang-gelombang tersebut menjadi jalur-jalur yang sangat sempit. c. Tempat cuplikan : cuplikan yang biasanya digunakan untuk sinar tampak terbuat dari gelas biasa atau quartz. Sel yang digunakan untuk cuplikan berupa larutan mempunyai panjang lintasan tertentu dari 1 hingga 10 cm. d. Detektor : berperan dalam memberikan respon terhadap cahaya pada panjang gelombang dan mengubah cahaya menjadi signal listrik yang selanjutnya akan ditampilkan oleh penampilan data dalam bentuk jarum petunjuk atau radiasi yang melewati sampel akan ditangkap oleh detektor yang akan mengubahnya menjadi besaran terukur. e. Read out :Direct readers yang terdiri atas konsentrasi (C), persen transmitan (%T) dibaca langsung dari skala (Sastrohamidjojo, 1991). Mekanisme kerja alat spektrofotometri UV-Vis adalah sinar dilewatkan melalui celah masuk, kemudian sinar dikumpulkan agar sampai ke prisma untuk didifraksikan menjadi sinar-sinar dengan panjang gelombang tertentu.Selanjutnya sinar dilewatkan ke monokromator untuk menyeleksi panjang gelombang yang diinginkan. Sinar monokromatis melewati sampel dan akan ada sinar yang diserap dan diteruskan. Sinar yang akan diteruskan akan dideteksi oleh detektor. Radiasi
yang diterima oleh detektor diubah menjadi sinar listrik yang kemudian terbaca dalam bentuk transmitan dan absorban (Sastrohamidjojo, 1991).
