Air adalah molekul yang bersifat polar, sehingga air dapat melarutkan banyak zat. Oleh karena itu air bukan hanya menjadi medium utama untuk berbagai reaksi biokimia, tetapi juga sebagai substrat dan produk metabolisme di dalam tubuh. Selain dari air, banyak mineral sangat vital bagi kehidupan yang
berperan di dalam metabolisme, pergerakan otot, pertumbuhan badan dan keseimbangan air dan fungsi lainnya (Silalahi, 2014).
Mineral merupakan bagian dari tubuh dan memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik pada tingkat sel, jaringan, organ, maupun fungsi tubuh secara berlainan. Terlalu sedikit atau terlalu banyak mengkonsumsi mineral tertentu dapat menyebabkan gangguan gizi. Mineral digolongkan ke dalam mineral makro dan mineral mikro. Mineral merupakan komponen inorganik yang terdapat dalam tubuh manusia. Mineral makro adalah mineral yang dibutuhkan tubuh dalam jumlah lebih dari 100 mg sehari, sedangkan mineral mikro dibutuhkan kurang dari 100 mg sehari. Yang termasuk mineral makro antara lain: natrium, klorida, kalium, kalsium, fosfor, dan magnesium, sedangkan yang termasuk mineral mikro antara lain: besi, mangan, tembaga dan seng.
Beberapa logam belum jelas fungsinya untuk tubuh manusia yaitu timbal, kadmium, dan air raksa (Pasaribu, 2013).
Mineral makro sangat penting sebagai elektrolit dalam tubuh. Tubuh menggunakan elektrolit untuk membantu mengatur fungsi saraf, otot, dan menyeimbangkan asam basa dalam tubuh. Elektrolit juga berfungsi membantu tubuh untuk mengatur volume normal pada daerah yang mengandung cairan berbeda (kompartemen). Secara tidak langsung, mineral banyak yang berperan dalam proses pertumbuhan. Peran mineral dalam tubuh kita berkaitan satu sama lainnya, dan kekurangan atau kelebihan salah satu mineral akan berpengaruh terhadap kerja mineral lainnya (Pasaribu, 2013). Mineral mikro termasuk mineral esensial yaitu mineral yang sangat diperlukan dalam proses fisiologis makhluk hidup untuk membantu kerja enzim dan pembentukan organ (Arifin, 2008).
Mengonsumsi air putih yang sehat dan kaya mineral akan membuat nutrisi dan vitamin mudah diserap oleh tubuh lewat aliran darah. Ini yang akan membuat energi cepat pulih dan bugar. Apabila konsumsi air kurang, penyerapan vitamin dan nutrisi dalam tubuh akan terhambat. Akibatnya, tubuh akan menjadi lemah dan daya tahan tubuh akan menurun (Mahmud, 2007).
2.3.1 Natrium (Na)
Natrium merupakan salah satu mineral makro yang merupakan kation penting yang mempengaruhi kesetimbangan keseluruhan kation di perairan.
Dalam tubuh, natrium merupakan kation utama dalam darah dan cairan ekstraselular yang mencakup 95% dari seluruh kation. Sebagai kation utama dalam cairan ekstraseluler, natrium menjaga keseimbangan cairan dalam kompartemen tersebut. Natrium mengatur tekanan osmosis yang menjaga cairan tidak keluar dari darah dan masuk ke dalam sel-sel. Natrium menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh dengan mengimbangi zat-zat yang membentuk asam. Natrium berperan dalam transmisi saraf dan kontraksi otot.
Natrium berperan pula dalam absorpsi glukosa dan sebagai alat angkut zat-zat gizi lain melalui membran, terutama melalui dinding usus sebagai pompa natrium (Almatsier, 2004).
Kekurangan natrium menyebabkan kejang, apatis dan kehilangan nafsu makan. Kekurangan natrium dapat terjadi sesudah muntah, diare, keringat berlebihan dan bila menjalankan diet yang sangat terbatas dalam natrium.
Kelebihan natrium dapat menimbulkan keracunan yang dalam keadaan akut menyebabkan edema dan hipertensi (Almatsier, 2004).
Kadar maksimal natrium yang boleh ada dalam air minum menurut Permenkes RI (2010) ialah 200 mg/L.
2.3.2 Besi (Fe)
Konsentrasi besi (Fe) terlarut yang masih diperbolehkan dalam air minum adalah 0,3 mg/L (Depkes, 2010). Pendarahan yang mengakibatkan hilangnya zat besi (Fe) dari tubuh menyebabkan kekurangan zat besi (Fe) yang harus di obati dengan pemberian zat besi (Fe) tambahan. Kekurangan zat besi (Fe) juga bisa merupakan akibat dari asupan makanan yang tidak mencukupi. Kelebihan zat besi dapat menyebabkan keracunan, terjadi muntah, diare dan kerusakan usus. Zat besi (Fe) dapat terkumpul di dalam tubuh jika seseorang mendapat terapi zat besi (Fe) dalam jumlah yang berlebih atau dalam waktu yang terlalu lama, menerima beberapa transfusi darah dan menderita alkoholisme menahun (Nuraini, dkk., 2015).
Besi dapat memicu pertumbuhan bakteri yang dapat menyebabkan lendir pada sistem perpipaan, sehingga menyumbat sistem perpipaan. Selain itu, kadar besi yang berlebihan menimbulkan bau pada air minum dan memberikan warna kekuning-kuningan sehingga membuat penampilan air menjadi kurang baik (Sampulawa dan Tumanan, 2016).
2.3.3 Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan unsur logam berat yang paling beracun setelah unsur merkuri (Dewa, dkk., 2015). Kadar kadmium (Cd) maksimum yang diperbolehkan dalam air minum adalah 0,003 mg/L (Permenkes RI, 2010; SNI, 2015).
Dalam jangka pendek, konsumsi kadmium berlebihan dapat menyebabkan mual, muntah, diare, produksi air liur yang berlebihan, kejang-kejang dan gagal ginjal. Untuk jangka panjang, kadmium menimbulkan kerusakan fatal pada ginjal, hati dan tulang (Sampulawa dan Tumanan, 2016).
Di Jepang telah terjadi keracunan oleh Cd, yang menyebabkan penyakit lumbago yang berlanjut ke arah kerusakan tulang dengan akibat melunak dan retaknya tulang. Organ tubuh yang menjadi sasaran keracunan Cd adalah ginjal dan hati, apabila kandungan mencapai 200 µg Cd/gram (berat basah) dalam korteks ginjal yang akan mengakibatkan kegagalan ginjal dan berakhir pada kematian. Korban terutama terjadi pada wanita pascamenopause yang kekurangan vitamin D dan kalsium. Penimbunan Cd dalam tubuh mengalami peningkatan sesuai usia yaitu paruh-umur dalam tubuh pada kisaran 20-30 tahun (Dewa, dkk., 2015).
2.3.4 Seng (Zn)
Seng adalah mikromineral yang ada di dalam jaringan manusia dan terlibat dalam fungsi berbagai enzim dalam proses metabolisme. Dalam konsentrasi tinggi seng ditemukan juga pada iris, retina, hepar, pankreas, ginjal, kulit, otot, testis dan rambut, sehingga kekurangan seng berpengaruh pada jaringan-jaringan tersebut (Kacaribu, 2008).
Kekurangan seng pertama dilaporkan pada tahun 1960, yaitu pada anak dan remaja laki-laki di Mesir, Iran, dan Turki dengan karakteristik tubuh pendek, dan keterlambatan pematangan seksual. Diduga penyebabnya asupan penduduk sedikit mengandung seng. Mengingat banyaknya enzim yang mengandung seng, maka pada keadaan defisiensi seng reaksi biokimia dimana enzim-enzim berperan akan terganggu (Kacaribu, 2008).
Kelebihan seng dapat menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan yang sangat, anemia dan gangguan reproduksi (Kacaribu, 2008). Kadar maksimum seng dalam air minum adalah 3 mg/L (Permenkes RI, 2010).
2.3.5 Tembaga (Cu)
Tembaga sebagai logam berat berbeda dengan logam-logam berat lainnya seperti Hg, Cd dan Cr. Tembaga digolongkan ke dalam logam berat dipentingkan atau logam berat essensial: artinya, meskipun tembaga merupakan logam berat beracun, unsur logam ini sangat dibutuhkan tubuh meski dalam jumlah yang sedikit. Tembaga bersama-sama dengan besi dibutuhkan oleh tubuh untuk pembentukan sel-sel darah merah (Prihatiningsih, 2009). Kadar maksimum tembaga dalam air minum adalah 2 mg/L (Permenkes RI, 2010).
Tembaga dapat mengoksidasi protein dan lipid, mengikat asam nukleat, dan meningkatkan pembetukan radikal bebas. Bila kadar tembaga dalam tubuh melebihi normal (sekitar 100 mg) dakan menimbulkan masalah kesehatan.
Keracunan akut menyebabkan nyeri ulu hati dan muntah. Toksisitas kronis menimbulkan penyakit Wilson yang ditandai dengan anemia hemolitik, gangguan hati kronis, dan sindroma neurologis (Almatsier, 2004).