Air yang tidak memenuhi syarat untuk langsung diminum perlu diolah terlebih dahulu sedemikian rupa sehingga memenuhi syarat kesehatan. Pekerjaan inni disebut “treatment of water” yang dengan kemajuan ilmu pengetahuan serta teknologi banyak cara melakukannya. Berikut beberapa cara pengolohan air untuk diminum menurut Azwar,A (1996) :
1. Pengelolaan Secara Alamiah
Biasanya dilakukan dalam bentuk penyimpanan (storage) ataupun pengendapan (sedimentation). Proses ini dapat berlangsung dialam (kali, danau) ataupun sumber air yang terdapat di rumah tangga atau sumber air untuk penduduk kota. Aor dibiarkan pada tempatnya, dan kemudian terjadilah koagulasi dari zat-zat yang terdapat dalam air. Adanya koagulasi yang membentuk endapan ini akan menjernihkan air, karena partikel-partikel yang ada dalam air akan ikut mengendap.
2. Pengelolaan Air Dengan Menyaring
Dikenal dua macam saringan yakni saringan pasir lambat (slow sand filter) yang diperkenalkan di London pada tahun 1829, serta saringan pasir cepat (rapid sand filter) yang diperkenalkan di Amerika Serikat pada tahun 1893.
Pada saringan pasir lambataliran air berdasarkan gaya gravitasi sedangkan pada saringan pasir cepat dipergunakan tekanan. Untuk saringan pasir cepat perlu dilakukan pengolahan air sebelumnya, misalnya dengan menambahkan zat koagulan ataupun dengan melakukan proses sedimentasi.
3. Pengelolaan Air Dengan Menambahka Zat Kimia Zat kimia yang ditambahkan ada dua macam, yakni :
a. Yang bertujuan untuk mempercepat terjadinya proses koagulasi, jadi yang ditambahkan ialah zat koagulasi
b. Yang bertujuan untuk membunuh bibit penyakit yang ada di dalam air.
Zat kimia yang biasanya ditambahkan ialah chlor dan ini disebut chlorination 4. Pengelolaan Air Dengan Mengalirkan Udara
Proses inni disebut aeration yang tujuan ialah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, menghilangkan gas-gas yang tidak dibutuhkan (CO2,
17
methane, hydrogen sulfide), menaikkan derajat keasaman air (karena kadar CO2 dihilangkan), menambah gas-gas yang diperlukan ataupun untuk mendinginkan air.
5. Pengelolaan Air Dengan Memanaskannya Hingga Mendidih
Pengelolaan jenis ini ditujukan terutama untuk membunuh kuman-kuman yang terdapat dalam air.
2.7 Besi
Zat besi merupakan logam yang banyak ditemukan dalam lapisan kerak bumi.
Unsur ini ditemukan dalam air mentah alami pada kisaran antara 0,5 sampai 50 mg/liter. Zat besi juga dapat ditemukan air minum sebagai hasil penggunaan koagulan zat besi atau akibat korosi bahan dan pipa pelapis besi selama distribusi air.Zat besi merupakan unsur yang esensial dalam kebutuhan gizi manusia. Estimasi kebutuhan harian minimum untuk besi bergantung pada usia, jenis kelamin, status psikologis, dan bioavaibilitas zat besi dengan kisaran antara 10 sampai 50 mg/hari.
Dalam International Standards for Drinking-water tahun 1958 dari WHO dinyatakan bahwa konsentrasi besi yang lebih besar dari 1,0 mg/liter akan merusak potabilitas (kebisaan air untuk diminum) air. International Standards tahun 1963 dan 1971 mempertahankan nilai tersebut sebagai konsentrasi maksimum yang diperbolehkan atau diizinkan (Widyastuti,P.,2005).
Besi atau ferrum (Fe) adalah metal berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Dialam didapat sebagai hematit.Di dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan kekeruhan.Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan hemoglobin.Banyaknya Fe didalam tubuh dikendalikan pada fase absorpsi.Tubuh manusia tidak dapat mengekskresikan Fe.Karena mereka yang sering mendapat transfusi darah, warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi Fe.Sekalipun Fe itu diperlukan oleh tubuh, tetapi dalam dosis besar dapat merusak dinding usus.Kematian seringkali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Debu Fe juga dapat diakumulasi di dalam alveoli, dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru (Slamet,J.S.,2009).
18
Besi didapatkan dalam berbagai macam mineral termasuk tanah liat.Dalam keadaan tidak ada oksigen, besi terlarut dalam air. Bila dioksidasi pada kisaran pH 7 hingga 8.5, besi hampir tidak larut dalam air dan konsentrasinya dalam air dapat dikurangi sampai lebih kecil dari 0.3 mg/l. karena besi tidak larut dalam air bila dioksidasi sempurna maka konsentrasi besi residual setelah pengolahan tergantung pada kemampuan pemisahan endapan baik dengan cara koagulasi maupun filtrasi.
Kelompok kontaminan ke-3 yaitu konstituen tersier biasanya ditemukan dalam air pada konsentrasi di atas 0,01 mg/l. beberapa unsur yang termasuk kelompik ini yaitu Aluminium, Arsen, Barium, Bromida, Tembaga, mangan, Phosphat, dan Seng.
Sedangkan kelompok yang ke-4 yaitu kontaminan trace biasanya ditemukan dalam air dalam kisaran konsntrasi di bawah 0,01mg/l. beberapa kontaminan kelompok ini yaitu antimon, kromium, kobalt, sianida, air raksa, nikel, timah, dan titanium.
(Budiyono,Dr.M,Si.Ir.,2013)
2.7.1 Besi Dalam Air
Menurut Susilawati (2011), besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya besi yang ada dalam air dapat bersifat :
Terlarut sebagai Fe2+ (fero) dan Fe3+ (feri)
Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1μm) atau lebih besar.
Tergabung dengan zat organis atau zat padat yang inorganic (seperti tanah liat)
Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe lebih besar dari 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi .konsentrasi Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain dan pekakas dapur. Dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan kekeruhan.Zat besi merupakan suatu komponen dari berbagai enzim yang mempengaruhi seluruh reaksi kimia yang peting di dalam tubuh.Besi juga merupakan komponen dari hemoglobin, yang memungkinkan sel darah merah membawa oksigen dan mengantarkanya ke jaringan tubuh.Pada penelitian ini
19
penentuan kandungan Fe dalam air gambut menggunakan metode pengujian yang mengacu pada SNI 06-6989.4-2004.Prinsip utama dari metode pemeriksaan ini adalah dengan penambahan asam nitrat yang bertujuan untuk melarutkan analit logam dan menghilangkan dan menghilangkan zat-zat pengganggu yang terdapat dalam sampel dengan bantuan pemanas listrik, kemudian diukur dengan SSA menggunakan gas asetilen C2H2.
Air tanah anaerob dapat mengandung besi fero dengan konsentrasi sampai beberapa milligram per liter tanpa ada diskolorisasi (perubahan warna) atau turbiditas (kekeruhan) dalam air saat dipompa langsung dari sebuah sumur. Namun, jika dipajankan ke atmosfer, besi fero akan beroksidasi menjadi besi feri, yang memberikan warna coklat kemerahan yang tidak diinginkan padda air. Besi jugamemicu pertumbuhan “bakteri besi”, yang mendapatkan energi mereka dari hasil oksidasi besi fero menjadi besi feridan dalam proses tersebut akan menghasilkan suatu lapisan licin pada pipa. Pada konsentrasi melampaui 0,3 mg/liter, besi akan meninggalkan noda pada cucian dan peralatan pompa. Biasanya, tidak ada rasa yang disadari pada konsentrasi besi dibawah 0,3 mg/liter walaupun kekeruhan warna mungkin terbentuk (Widyastuti,P,dkk.,2005).
2.7.2 Kelarutan Besi Dalam Air
Keberadaan besi dalam air bersifat terlarut, meyebabkan air menjadi merah kekuning-kuningan, menimbulkan bau amis, dan membentuk lapisan seperti minyak.
Besi merupakan logam yang menghambat proses desinfeksi. Hal ini disebabkan karena daya pengikat klor (DPC) selain digunakan untuk mengikat zat organik, juga digunakan untuk mengikat besi, akibatnya sisa klor menjadi lebih sedikit dan hal ini memerlukan desinfektan yang lebih banyak pada proses pengolahan air. Dalam air minum kadar maksimum besi yaitu 0,3 mg/l, sedangkan untuk nilai ambang rasa pada kadar 2 mg/l. Besi dalam tubuh dibutuhkan untuk pembentukan hemoglobin namun dalam dosis yang berlebihan dapat merusak dinding halus.Pada dasarnya besi dalam air dalam bentuk ferro (Fe2+) atau ferri (Fe3+), hal ini tergantung dari kondisi pH dan oksigen terlarut dalam air. Pada pH netral dan adanya oksigen terlarut yang cukup, maka ion ferro yang terlarut dapat teroksidasi menjadi ion ferri dn selanjutnya membentuk endapan. Ferrihidroksida yang sukar larut, berupa hablur (presipitat)
20
yang biasanya berwarna kuning kecoklatan, oleh karena pada kondisi asam dan aerobik bentuk ferrolah yang larut dalam air. Pada pH diatas 12 ferri hidroksida dapat terlarut kembali membentuk Fe(OH)4 (Joko,T.,2010).
Besi sering digunakan dalam sistem distribusi air, dan korosinya menjadi kekhawatiran.Walaupun kegagalan alat akibat korosi besi jarang terjadi, masalah mutu air dapat muncul akibat korosi berlebihan pipa besi. Korosi besi merupakan proses kompleks yang melibatkan oksidasi logam, biasanya oleh oksigen terlarut, yang pada akhirnya membentuk besi (III). Proses tersebut menyebabkan lubang pada permukaan pipa. Faktor utama mutu air yang menentukan hasil proses itu membentuk lapisan pelindung adalah pH dan alkalinitas. Konsentrasi kalsium, klorida dan sulfat juga mempengaruhi korosi besi. Upaya pengendalian korosi yang efektif telah dilakukan melalui pennyesuaian pH pada kisaran 6,8-7,3. Silikat dan polifosfat sering kali disebut sebagai “inhibitor korosi”, tetapi tidak ada jaminan zat tersebut akan menghalangi proses pada sistem distribusi air. Namun, zat itu dapat memperkeruh besi terlarut (besi II) yang ada dan mencegah presipitasinya yang tampak jelas dalam bentuk karat (Widyastuti,P,dkk.,2005).
Prinsip penurunan kadar besi adalah proses oksidasi dan pengendapan.
Adanya prosesnya adalah besi dalam bentuk ferro terlebih dahulu menjadi bentuk ferri, kemudian pengendapan dengan membentuk endapan ferrihidroksida. Proses ini mudah terjadi pada kondisi pH +7 dimana kelarutannya minimum
Fe(HCO)3 + O2 Fe(OH)2 + 2 CO2 + O2
Fe(OH)2 + 2 H2O + O2 Fe(OH)3 + H2O + O2 + H+
Jadi penurunan kadar besi dalam air pada hakikatnya mengubah dari bentuk yang larut dalam air menjadi yang tidak larut dalam air. Oleh karena itu hasil dari reaksi oksidasi ini selalu menghasilkan endapan (Joko,T.,2010).
Hal-hal yang Mempengaruhi Kelarutan Fe dalam Air 1. Kedalaman Resapan Air
Air hujan yang turun jatuh ketanah yang mengandung FeO akan bereaksi dengan H2O dan CO2 dalam tanah dan membentuk Fe(HCO3)2 dimana
21
semakin dalam air yang meresap kedalam tanah semakin tinggi juga kelarutan besi karbonat dalam aair tersebut
2. pH
pH air terpengaruh terhadap kesadahan kadar besi dalam air, apabila pH air rendah akan berakibat terjadinya proses korosif sehingga menyebabkan larutnya besi dan logam lainnya dalam air, pH yang rendah kurang dari 7 dapat melarutkan logam. Dalam keadaan pH rendah, besi yang ada dalam air berbentuk ferro dan ferri, dimna bentuk ferri akan mengendap dan tidak larut dalam air dan tidak dapat dilihat dengan mata dan berakibat terjadinta warna pada air, air berbau dan adanya rasa karat pada air.