BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya (30%) berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair (uap air) sebanyak 15% dari dari tekanan atmosfer. (Gabriel, 2001)
Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan manusia di bumi ini. Sesuai dengan kegunaannya, air dipakai sebagai air minum, air untuk mandi dan mencuci, air untuk pengairan pertanian, air untuk kolam perikanan, air untuk sanitasi dan air untuk transportasi baik di sungai maupun di laut. Kegunaan air seperti tersebut di muka termasuk sebagai kegunaan air secara konvensional. (Wardhana, 2001)
2.2. Karakteristik Air
Air memiliki karakteristik yang tidak dimiliki senyawa kimia yang lain. Air merupakan pelarut yang sangat baik bagi banyak bahan, sehingga air merupakan media transport utama bagi zat- zat makanan dan produk buangan yang dihasilkan 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. Meskipun demikian tidak berarti bahwa semua perairan di bumi ini telah tercemar. (Achmad, 2004)
Air mempunyai sifat yang khusus diantara zat-zat cair, karena molekul-molekulnya cenderung membentuk kelompok atau agregasi akibat sifat-sifat tersebut bergantung pada suhu. Pada suhu rendah molekul-molekul air tersusun dalam bidang empat, yaitu satu molekul berada di tengah-tengah dan empat molekul di sudut suatu bidang empat. (Ghufran,2007)
2.3. Sumber Air Minum
Secara garis besar dapat dikatakan air bersumber dari: 1. Laut: air Laut
2. Darat: air tanah 3. Udara: air hujan 2.3.1 Air Laut
Air yang dijumpai di dalam alam berupa air laut sebanyak 80%, sedangkan sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju dan hujan. Air laut turut menentukan iklim dan kehidupan di bumi.
Fungsi air laut
• Sebagai suatu unsur keseimbangan darat, laut dan udara.
• Sebagai tempat hidupnya binatang dan tumbuh-tumbuhan laut. Ada dua macam elemen nutrisi yaitu elemen nutrisi utama (mayor), misalnya nitrogen, phosphorous, silicon dan elemen nutrisi mikro.
• Sebagai sumber air hujan. • Alat transportasi.
• Sebagai sarana pariwisata.
• Sebagai sumber mata pencaharian nelayan. • Sebagai sumber devisa Negara
• Sebagai bahan desinfektan, sebagai bahan pengobatan. a. Pencemaran air laut
Air laut mendapat pencemaran dari 3 tempat, yaitu dari darat,udara, dan laut. Dari darat; hampir 90% bahan pencemar berasal dari darat, melalui sungai, air rembesan yang belum tersaring dengan baik, melalui pipa WC. Dari udara; bahan pencemar dibuang dari kapal laut dan perahu nelayan. b. Bahan cemaran/pencemar
Bahan cemaran berupa sampah keluarga, bahan kimia dari industri (organic maupun anorganik), yang paling celaka adalah bahan sisa radioaktif. Oleh karena suatu kecelakaan, misalnya tenggelamnya kapal tanker pembawa minyak bumi sehingga laut dicemari bahan tambang berupa minyak bumi.
2.3.2. Air Hujan
Air hujan mempunyai dampak positif dan negatif. Dampak positif adalah: 1. Air hujan mempengaruhi iklim/cuaca; cuaca panas akan berubah menjadi cuaca dingin, kadar uap air di dalam atmosfer akan meningkat.
2. Memberi suplai/asupan nutrisi kepada tanaman, terutama tanaman berumbi oleh karena air hujan mengandung nitrogen (NH3).
3. Merupakan salah satu alternatif dari sumber air minum.
5. Mengurangi polusi udara oleh karena butir-butir materi yang ada di dalam udara akan turun bersama hujan.
Dampak negatif adalah:
1. Air hujan menyebabkan karat dan korosif terhadap karena mengandung NH3.
2. Air hujan mengganggu penerbangan.
3. Air hujan membatasi gerakan nelayan,para nelayan tidak dapat melaut. 4. Air hujan dapat menyebabkan malapetaka terhadap pelayaran.
5. Air hujan dapat menyebabkan sungai meluap dan banjir. 2.3.3. Air tanah
Air tanah disebut pula air tawar karena tidak terasa asin. Berdasarkan lokasi air maka air tanah dapat dibagi dalam 2 bagian yaitu:
1. Air permukaan tanah
2. Air jauh dari permukaan tanah a. Air permukaan tanah
Yang termasuk air permukaan tanah adalah sungai, rawa-rawa, danau, waduk (buatan). Semuanya itu sangat tergantung curah hujan. Apalagi curah hujan lebat, air sungai, danau akan pasang.
b. Air jauh dari permukaan tanah/air tertekan
Disebut air tertekan yaitu air yang tersimpan didalam lapisan tanah; termasuk air tanah adalah sumur gali, sumur bor. (Gabriel, 2001)
Menurut Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu. Contohnya mata air pegunungan. 2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.
Contohnya air sungai.
3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. Contohnya air laut.
4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air. Contohnya air tanah dangkal dan air tanah dalam. (Effendi, 2003)
2.5. Pengolahan Air
Unit pengolahan air minum di PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) Tirtanadi Jl. Sisingamangaraja No. 1 Medan adalah sebagai berikut:
1. Intake adalah bangunan pengumpul air baku (air sungai).
2. Presettunk Tank adalah bak pengendap yang berfungsi sebagai tempat untuk mengendapkan partikel-partikel padat dari air sungai dengan gaya gravitasi. 3. Raw Water Pumping Station adalah rumah pompa air baku yang berfungsi
untuk memompakan air baku ke clarifier.
4. Dosing Pump adalah pompa alum yang berfungsi untuk menyuntikkan latutan alum (aluminium sulfat yang biasa disebut sebagai tawas) ke clarifier.
5. Clarifier adalah unit yang berfungsi sebagai tempat untuk proses pembentukan floc (partikel yang lebih besar dan bisa mengendap dengan gaya gravitasi) dari hasil reaksi partikel kecil dengan larutan alum.
6. Filter adalah unit yang berfungsi untuk menyaring floc halus yang lolos dari clarifier. Unit ini terdiri dari batu-batuan, kerikil dan pasir kuarsa.
7. Reservoir adalah unit yang berfungsi sebagai tempat penampungan air bersih yang telah disaring.
8. Finish Water Pump Station adalah unit yang berfungsi untuk memompakan air bersih setelah proses pengolahan kepada konsumen.
9. Chlorinator adalah ruang chlorine yang berfungsi untuk menyuntikkan gas chlorine ke dalam air, yang berguna untuk mengoksidasi zat-zat organik dan juga sebagai bahan desinfektan (membunuh bakteri).
10. Dosing Pump adalah pompa kaporit dan kapur yang berfungsi untuk menyuntikkan larutan kaporit dan kapur ke reservoir.
Unit pengolahan air minum terdiri dari:
1. Bangunan Penangkap Air, bangunan ini merupakan bangunan untuk menangkap/mengumpulkan air dari suatu sumber asal air untuk dapat dimanfaatkan.
2. Bangunan Pengendap Pertama, bangunan ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel padat dari air sungai dengan gaya gravitasi. Pada proses ini tidak ada pembubuhan zat/bahan kimia.
3. Pembubuh Koagulant, unit ini berfungsi untuk membubuhkan koagulant secara teratur sesuai dengan kebutuhan. Koagulant adalah bahan kimia yang
dibutuhkan pada air untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tidak dapat mengendapkan dengan sendirinya (secara gravimetris). Bahan/zat kimia di perlukan sebagai koagulant adalah aluminium sulfat yang biasa disebut sebagai tawas.
4. Bangunan Pengaduk Cepat, bangunan untuk meratakan bahan/zat kimia (koagulant) yang ditambahkan agar dapat bercampur dengan air secara baik, sempurna dan cepat.
5. Bangunan Pembentuk Floc, bangunan ini berfungsi untuk membentuk partikel padat yang lebih besar supaya dapat diendapkan dari hasil reaksi partikel kecil (kolodial) dengan bahan/zat koagulant yang kita butuhkan. Floc (partikel yang lebih besar dan bisa mengendap dengan gravitasi).
6. Bangunan Pengendap Kedua, bangunan ini berfungsi untuk mengendapkan floc yang terbentuk pada unit bak pembentuk floc. Pengendapan ini dengan gaya berat floc sendiri (gravitasi).
7. Filter (saringan), dalam proses penjernihan air minum diketahui dua macam filter yaitu: saringan pasir lambat (slow sand filter) dan saringan pasir cepat (rapid sand filter).
8. Reservoir, air yang telah melalui filter sudah dapat dipakai untuk air minum. Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteri dan ditampung pada bak reservoir untuk dialirkan kepada konsumen.
9. Pemompaan, berfungsi untuk mendistribusikan air bersih setelah proses pengolahan kepada konsumen.
2.6. Persyaratan Air Minum 2.6.1. Persyaratan fisik a. Tidak keruh
Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dalam bahan tanah liat, semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh.
b. Tidak berwarna
Air minum harus jernih. c. Rasanya tawar
Secara organoleptis, air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin menunjukkan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam disebabkan adanya zat organik maupun zat anorganik. d. Tidak berbau
Air minum memiliki ciri yang tidak berbau. Air yang berbau busuk kemungkinan mengandung bahan organik yang sedang mengalami dekomposisi (penguraian) oleh mikroorganisme air.
e. Tidak mengandung zat padatan
Air minum tidak boleh mengandung zat padatan di dalam air. Apabila air mengandung zat padatan maka tidak memenuhi syarat jika digunakan sebagai air minum. Apabila air dididihkan maka zat padat tersebut dapat larut sehingga menurunkan kualitas air minum.
2.6.2. Persyaratan kimia a. pH netral (pH 7)
Derajat keasaman air minum harus netral, tidak boleh bersifat asam maupun basa. Air yang mempunyai pH rendah (asam) akan terasa asam, sedangkan air yang mempunyai pH di atas 7 (basa) akan terasa pahit.
b. Tidak mengandung bahan kimia beracun
Air yang berkualitas baik tidak mengandung bahan kimia beracun seperti sianida, sulfida, fenolik.
c. Tidak mengandung garam atau ion-ion
Air yang berkualitas baik tidak mengandung garam seperti NaCl atau ion-ion seperti Fe2+, Zn2+, Mn2+, Cr6+, Al3+.
d. Kesadahan rendah
Tingginya kesadahan berhubungan dengan ion-ion yang terlarut di dalam air terutama Ca2+ dan Mg2+.
e. Tidak mengandung bahan organik
Kandungan bahan organik dalam air dapat terurai menjadi zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan.
2.6.3. Persyaratan mikrobiologi
Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit (patogen) sama sekali dan tak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan Coli melebihi batas-batas yang telah ditentukannya yaitu 1 Coli/100ml air. Bakteri golongan Coli ini berasal dari usus besar (feaces) dan tanah. Bakteri patogen yang mungkin ada dalam air antara lain adalah :
- Vibrio colera - Bakteri dysentriae - Entamoeba hystolica
- Bakteri enteris (penyakit perut)
Air yang mengandung golongan Coli dianggap telah berkontaminasi (berhubungan) dengan kotoran manusia. Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologik, tidak langsung diperiksa apakah air itu mengandung bakteri pathogen, tetapi diperiksa dengan indikator bakteri golongan Coli. (Sutrisno,2004)
2.7. Standard Kualitas Air Minum
Air minum adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, bakteriologi serta level kontaminasi maksimum (LKM) (Maximum Contaminant Level). Level kontaminasi maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri Coliform yang diperkenankan dalam batas-batas aman. (Gabriel, 2001)
Badan dunia (WHO) maupun badan setempat (Departemen Kesehatan) menetapkan daftar kadar maksimum yang diperbolehkan di dalam air minum, yang dapat dilihat di dalam tabel di bawah ini.
Tabel 1. Syarat-syarat Air Minum
No Jenis Parameter Satuan
Kadar Maksimum yang di perbolehkan Menurut Mentri Kesehatan No. 492/Menkes/Per/IV/2010 Tanggal 19 April 2010 1 Parameter yang berhubungan
1) E. Coli Jumlah per 100 ml sampel
0 2) Total Bakteri Koliform Jumlah per 100
ml sampel 0 b. Kimia an-organik 1) Arsen mg / l 0,01 2) Flourida mg / l 1,5 3) Total Kromium mg / l 0,05 4) Kadmium mg / l 0.003 5) Nitrit, (sebagai NO2) mg / l 3 6) Nitrat, (sebagai NO2) mg / l 50 7) Sianida mg / l 0,07 8) Selenium mg / l 0,1
2 Parameter yang tidak langsung berhubungan dengan kesehatan a. Parameter Fisik
1) Bau Tidak Berbau
2) Warna TCU 15
3) Total Zat Padat Terlarut (TDS)
mg / l 500
4) Kekeruhan NTU 5
5) Rasa Tidak berasa
6) Suhu 0C Suhu udara ± 3
b. Parameter Kimiawi 1) Alumunium mg / l 0,2 2) Besi mg / l 0,3 3) Kesadahan mg / l 500 4) Khlorida mg / l 250 5) Mangan mg / l 0,4 6) pH mg / l 6,5 – 8,5 7) Seng mg / l 3 8) Sulfat mg / l 250 9) Tembaga mg / l 2 10) Amonia mg / l 1,5 2.8. Pencemaran air
Air yang ada di bumi ini tidak pernah terdapat dalam keadaan murni bersih, tetapi selalu ada senyawa atau mineral (unsur) lain yang terlarut di dalamnya. Hal ini berarti bahwa semua air di bumi ini telah tercemar. Sebagai
contoh, air yang diambil dari air di pegunungan dan air hujan. Keduanya dapat dianggap sebagai air yang bersih, namun senyawa atau mineral (unsur) yang terdapat didalamnya berlainan. Air hujan mengandung: SO4, Cl, NH3, CO2, N2, C,
O2, debu. Air dari mata air mengandung: Na, Mg, Ca, Fe, O2. (Wardhana, 2004)
Pencemaran air dapat berasal dari beberapa sumber. Sumber pencemaran yang paling utama di negara kita adalah limbah rumah tangga. Dengan meningkatnya kegiatan ekonomi kita, kasus pencemaran oleh industri juga makin meningkat. Industri yang mengalirkan air limbah mereka ke aliran kali di seputar mereka akan membuat air semakin tercemar dan menjadi tidak layak sebagai sumber persediaan air minum.(Mahida, 1993)
2.9. Persiapan Pengambilan Sampel
Botol yang akan digunakan untuk mengambil sampel harus bersih, telah dibilas dengan air suling dahulu, kemudian dengan air yang akan mengisi botol tersebut. Kontaminasi pada pengambilan sampel harus dicegah.
Pada umumnya pengambilan sampel harus diisi dengan air di dalam botol hingga penuh dan botol tersebut harus ditutup dengan baik untuk menghindari kontak dengan udara.
2.10. Flourida
Fluorida adalah suatu zat yang dapat memberikan kekerasan dan daya tahan pada enamel gigi dan mencegah terjadinya karies gigi. Fluorida yang
dipereaya berguna mencegah karies gigi ini dapat juga membahayakan kesehatan jika digunakan dalam jumlah melebihi dosis normal yang telah ditetapkan.
Fluor adalah unsur yang paling elektronegatif dan reaktif bila dibandingkan dengan semua unsur. Berwarna kuning pucat, gas korosif, yang bereaksi dengan banyak senyawa organik dan anorganik. Logam, kaca, keramik, karbon, bahkan air terbakar dalam fluor dengan nyala yang terang. (Pintauli, 2008)
Senyawa flourida merupakan senyawa–senyawa umum yang terdapat pada perairan alami dan merupakan salah satu unsur yang melimpah pada kerak bumi. Flourida hanya sedikit sekali terdapat di dalam tubuh manusia namun peranannya penting. Flour dianggap zat gizi esensial karena peranannya dalam mineralisasi tulang dan pengerasan email gigi. Pada saat gigi dan tulang dibentuk, flour akan membentuk flouroapatit. Pembentukan flouroapatit ini menjadikan gigi dan tulang tahan terhadap kerusakan. (Sunita, 2002)
Produk makanan banyak yang mengandung fluorida, namun sebagai fluorida alami seperti mie, kentang, beras, bayam, spaghetti dan saus, sosis kue cokelat dan roti gandum.
2.10.1.Kekurangan dan Kelebihan Flour
Makanan sehari- hari mengandung flour, namun sumber utama adalah air minum. US Public health memberi batasan konsumsi flour yang cukup aman adalah sebesar 1,5 ppm sebagai standard maksimal. Kekurangan flour akan
menyebabkan kerusakan gigi, gigi berlubang atau dikenal dengan istilah karies gigi Kekurangan flour terjadi di daerah dimana air minum kurang mengandung flour. Akibatnya adalah kerusakan gigi dan keropos tulang pada orang dewasa.
Kelebihan flour dapat menyebabkan keracunan. Konsentrasi yang besar dapat menyebabkan “fluoresis” pada gigi, yaitu terbentuknya noda–noda coklat yang tidak mudah hilang pada gigi. (Sutrisno, 2006)
Karies Gigi
Karies adalah suatu penyakit pada jaringan keras gigi yang disebabkan oleh aktivitas jasad renik Penambahan flourida pada pasta gigi juga melindungi masyarakat dari karies gigi ( Pintauli, 2008 ).
2.11. Teori Umum Spektrofotometri
Spektrofotometri adalah pengukuran absorbsi energi cahaya oleh suatu molekul dengan panjang gelombang tertentu untuk tujuan analisa kualitatif dan kuantitatif. Spektrofotometri sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-750 nm (Rohman, 2007).
Suatu spekrofotometer tersusun dari sumber cahaya, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding.
Sumber cahaya yang biasa digunakan pada spektroskopi absorpsi adalah lampu wolfarm. Kebaikan lampu wolfarm adalah energi radiasi yang dibebaskan tidak bervariasipada berbagai panjang gelombang.
2. Monokromator
Digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma atau grating, yang dirotasikan untuk mendapatkan panjang gelombang yang diinginkan.
3. Sel absorpsi
Pada pengukuran di daerah tampak digunakan kuvet kaca. Umumnya tebal kuvet adalah 10 mm.
4. Detektor
Peranan detektor adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. (Khopkar, 2007)
