Persyaratan biologis berarti air bersih tersebut tidak mengandung mikroorganisme yang nantinya menjadi infiltran dalam tubuh manusia. Mikroorganisme itu dapat dibagi dalam empat group, yaitu parasit, bakteri, virus dan kuman. Dari keempat jenis mikroorganisme tersebut, umumnya yang menjadi parameter kualitas air adalah bakteri, seperti Eschericia coli.
3. Persyaratan Radioaktif
Apapun bentuk radioaktifitas efeknya sama, yakni menimbulkan kerusakan pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian sel, perubahan komposisi genetik dan lain-lain. Kematian sel dapat diganti kembali apabila sel bergenerasi dari sel tidak mati sepenuhnya. Perubahan genetis dapat menimbulkan penyakit seperti kanker dan mutasi. Sinar alpha, beta, dan gamma mempunyai kemampuan menembus jaringan tubuh manusia.
Persyaratan radioaktif sering juga dimasukkan sebagai bagian dari persyaratan fisik, namun sering dipisahkan karena jenis pemeriksaannya sangat berbeda. Pada wilayah tertentu seperti wilayah di sekitar reaktor nuklir, isu radioktif menjadi penting untuk kualitas air.
4. Persyaratan Kimia
Persyaratan kimia menjadi sangat penting karena banyak sekali kandungan kimiawi air yang memberi akibat buruk pada kesehatan, karena tidak sesuai dengan proses biokimia tubuh. Bahan kimia seperti nitrat (NO3), arsenic (As), dan berbagai macam logam berat khususnya mangan (Mn) dan besi (Fe) yang berlebihan dapat menyebabkan gangguan pada tubuh manusia karena dapat berubah menjadi racun dalam tubuh.
2.4. Pencemar Air Tanah
Beberapa bahan kimia yang biasanya mencemari air tanah yaitu: besi, mangan, amonia dan Linear Alkyl Benzene Sulfonate (LAS).
II-6 2.4.1. Besi (Fe)
Besi adalah salah satu logam berat yang berlimpah pada kerak bumi. Terdapat secara alami di dalam air dalam bentuk terlarut sebagai senyawa ferro atau besi-II (Fe2+); ferri atau besi-III (Fe3+); tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 mm) atau lebih besar, seperti Fe(OH)3; dan tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik (seperti tanah liat dan partikel halus terdispersi). Senyawa besi-II dalam air yang sering dijumpai di alam adalah FeO, FeSO4, FeSO4.7 H2O, FeCO3, Fe(OH)2, dan FeCl2. Sedangkan senyawa besi-III yang sering dijumpai adalah FePO4, Fe2O3, FeCl3, Fe(OH)3. Kandungan besi pada air juga dapat berasal dari industri, pertambangan, korosi logam dan lain-lain (Lenore et al., 2005; Said, 2003; Lenntech, n.d). Besi dapat membentuk larutan kompleks dengan zat organik (seperti : jenis asam humic dan asam fulvic) yang terdapat pada air permukaan atau air tanah. Bentuk larutan kompleks tersebut dimungkinkan tidak dapat teroksidasi menjadi bentuk tidak terlarut (insoluble) tanpa menggunakan oksidan kuat (Vaaramaa & Lehto, 2003).
Kandungan zat besi pada air permukaan relatif rendah yakni kurang dari 1 mg/L, sedangkan konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai dari 0,01 mg/L sampai dengan ± 25 mg/L. Pada air tanah yang tidak mengandung oksigen (O2), umumnya besi berada dalam bentuk terlarut (Fe2+), sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+ yang sulit larut dalam air pada pH 6 sampai 8 (kelarutan hanya di bawah beberapa mg/L), bahkan dapat menjadi ferihidroksida Fe(OH)3, atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bisa mengendap.
Masalah utama yang ditimbulkan akibat adanya kandungan besi yang tinggi pada air adalah mengenai estetika air. Kandungan besi dalam air akan memberikan warna karat pada air, menimbulkan noda berwarna coklat kemerahan pada pipa ledeng, porselin, piring maupun pakaian serta memberikan rasa logam sehingga tidak enak jika dikonsumsi.
2.4.1.1. Sifat Fisika Besi
Besi (Fe) adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Fe di dalam susunan unsur berkala termasuk logam golongan VIII, dengan berat atom 55,85 g.mol-1,
II-7 nomor atom 26, berat jenis 7.86g.cm-3. Untuk lebih lengkapnya sifat fisika untuk besi dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Sifat Fisika Besi
No. Sifat Fisika Nilai
1 Massa jenis (g/cm3) 7,86
2 Titik leleh (°C) 1.538
3 Titik didih (°C) 2.861
4 Kalor peleburan (kJ/mol) 13,81
5 Kalor penguapan (kJ/mol) 340
6 Kapasitas kalor (J/mol K) 25,1
Sumber : Iron. (n.d). http://en.wikipedia.org/wiki/Iron
2.4.1.2. Sifat Kimia Besi
Dalam larutan, ozon relatif tidak stabil, memiliki waktu paruh sekitar 165 menit dalam air suling pada 20°C (Rice & Netzer, 1984). Fe2+ dioksidasi dengan cepat oleh ozon menjadi Fe3+, yang kemudian terhidrolisis, menggumpal dan mengendap seperti persamaan berikut (Karamah, Bismo, Widyaningrum, n.d) :
2 Fe2+ + O3(aq) + 5 H2O 2 Fe(OH)3(s) + O2(aq) + 4 H+
Dari persamaan diatas, secara toritis kebutuhan ozon untuk mengoksidasi besi dalam air adalah 0,43 mg O3/mg Fe2+. Hasil penelitian Hoigné memperlihatkan bahwa reaksi ozon dengan Fe2+ dalam larutan pH netral menjadi lebih cepat (kurang dari 2 menit), karena tingkat oksidasi ozon dengan besi dipengaruhi oleh pH larutan, yaitu dengan semakin tingginya pH maka penyisihan besi semakin tinggi pula (Hoigne' et al., 1985). Air dengan kandungan besi yang tinggi, bila bersentuhan dengan udara akan menjadi keruh, berbau dan tidak enak jika dikonsumsi. Kekeruhan dan warna kuning terbentuk karena oksidasi besi (II) menjadi besi (III) berupa endapan koloid berwarna kuning. Karena oksidasinya berlangsung perlahan terutama pada pH lebih kecil dari 6, maka pembentukan dan pengendapan Fe(OH)3 atau Fe2O3 berlangsung sangat lambat.
II-8 2.4.1.3. Pengaruh Besi Terhadap Kesehatan
Zat besi (Fe) merupakan unsur yang sangat penting dan berguna untuk metabolisme dan juga untuk pembentukan sel-sel darah merah, tubuh membutuhkan 7-35 mg/hari yang tidak hanya diperoleh dari air (Sutrisno, 1996). Akan tetapi kelebihan zat besi dapat menyebabkan efek jangka pendek (akut) seperti iritasi terhadap tenggorokan (bila tertelan), iritasi kulit dan mata (bila terjadi kontak), iritasi saluran pernafasan dan hidung (bila terhirup), serta efek jangkan panjang (kronis) seperti gangguan pada hati, sistem kardiovaskular, saluran pernafasan atas, pankreas akibat dari sifat besi yang toksik (beracun). Apabila organ-organ tubuh terpapar dalam waktu yang lama dan berulang oleh zat besi maka dapat menyebabkan kerusakan organ tubuh tersebut (Iron Metal MSDS, n.d).
2.5. Penghilangan Zat Besi di Dalam Air Tanah
Di dalam sistem air alami pada kondisi reduksi, mangan, dan juga besi pada umumnya mempunyai valensi dua yang larut dalam air. Oleh karena itu di dalam sistem pengolahan air, senyawa mangan dan besi valensi dua tersebut dengan berbagai cara oksidasi diubah menjadi senyawa yang mempunyai valensi yang lebih tinggi yang tak larut dalam air sehingga dapat dengan mudah dipisahkan secara fisik. Walaupun Mn di dalam senyawa-senyawa MnCO3, Mn(OH)2 mempunyai valensi dua, zat tersebut relatif sulit larut dalam air, tetapi untuk senyawa Mn seperti garam MnCl2, MnSO4, Mn(NO3)2
mempunyai kelarutan yang besar di dalam air.
Untuk menghilangkan zat besi atau mangan dalam air, cara yang paling sering digunakan adalah dengan oksidasi yang diikuti proses pemisahan padatan. Mangan lebih sulit dioksidasi daripada besi, karena kecepatan oksidasi oksidasi mangan lebih rendah dibanding dengan kecepatan oksidasi besi. Beberapa cara oksidasi besi atau mangan yang paling sering digunakan dalam industri pengolahan air adalah proses aerasi, proses klorinasi, dan proses oksidasi kalium permanganat. Pemilihan proses didasarkan pada besarnya konsentrasi zat besi atau mangan serta kondisi air baku yang digunakan. Proses lain seperti pertukaran ion, proses filtrasi dengan penambahan chlorine dioxide, proses pengaturan pH, proses filtrasi dengan katalis dengan media yang sesuai serta proses oksidasi dengan ozon yang jarang digunakan karena alasan
II-9