BUKUAJAR
AI{ALISISAIR
Disusun oleh:
Dr. I Made Gunamantha, S.T., M.M.
Dr. rer. nat. I Gusti NgurahAgung Suryaputra, S.T., M.Sc.
PRAKATA
Terlebih dahulu, penulis memanjatkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa. Hanya karena karunia Beliaulah buku ajar ini bisa diselesaikan dengan baik tanpa mengesampingkan tugas-tugas lain yang penulis miliki sebagai seorang dosen.
Penulisan buku ajar ini didasarkan pada keinginan penulis untuk memfasilitasi proses belajar mengajar di Jurusan Analis Kimia Universitas Pendidikan Ganesha, khususnya mata kuliah Analisis Air. Selama ini, perkuliahan dibantu dengan beberapa textbook berbahasa Inggris yang membuat mahasiswa menjadi malas untuk membacanya. Penulisan buku ajar ini didasarkan pada silabus dan satuan acara perkuliahan Analisis Air tahun 2012. Kesesuaian isi buku ajar ini dengan silabus, diharapkan akan memudahkan dosen dan mahasiswa dalam pembelajaran.
Dalam penyusunan buku ajar ini, penulis mendapatkan masukan dan bimbingan dari banyak pihak yang terlalu banyak untuk disebutkan satu-persatu. Penulis mengucapkan terima kasih atas semua masukan dari awal hingga akhir penyusunan. Tanpa semua masukan tersebut, tentunya buku ini akan sulit untuk diselesaikan.
Penulis memahami bahwa buku ajar ini masih bisa terus disempurnakan. Sebagai seorang manusia biasa, penulis menyadari bahwa buku ini tidak terbebas dari kesalahan, baik yang sifatnya konten, maupun kesalahan editorial. Oleh karena itu, penulis terbuka atas kritik dan saran yang membangun dari semua pihak di kemudian hari, untuk kesempurnaan buku ini. Akhir kata, penulis berharap semoga buku ajar ini berguna untuk mahasiswa dan dosen di Universitas Pendidikan Ganesha pada khususnya, dan di Indonesia pada umumnya
Singaraja, 13 Desember 2012 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman PRAKATA ... i DAFTAR ISI ... ii DAFTAR GAMBAR ... iv DAFTAR TABEL ... viBAB I. PENGAMBILAN CONTOH AIR ... 1
1.1. Pendahuluan ... 1
1. 2. Persyaratan pengambilan contoh air ... 2
1.3. Cara Pelaksanaan Pengambilan Contoh ... 12
BAB II. PARAMETER FISIK KUALITAS AIR ... 33
2.1. Pendahuluan ... 33
2. 2. Suhu ... 33
2.3. Kekeruhan ... 34
2.4. Warna ... 37
2.5. Konduktivitas ... 38
2.6. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi ... 39
2.7. Bau ... 42
2.8. Rasa ... 43
2.9. pH ... 44
2.10. Potensial Redoks ... 47
2.11. Pemantauan Polutan-Polutan Fisik ... 50
2.12. Sampling Polutan-Polutan Fisik ... 51
BAB III. PARAMETER KIMIA KUALITAS AIR ... 53
3.1. Pendahuluan ... 53 3. 2. Oksigen Terlarut ... 56 3.3. Karbondioksida ... 61 3.4. Kesadahan ... 66 3.5. Alkalinitas ... 71 3.6. Bahan Organik ... 78
3.7. Nitrat dan Nitrit ... 87
3.8. Fosfor ... 91
3.9. Faktor Mikrobiologis Lingkungan Perairan ... 93
3.10. Analisis Mikrobiologi ... 97 ii
DAFTAR PUSTAKA ... 101
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Alat Pengambil Contoh Air Sederhana ... 3
Gambar 1.2. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Mendatar (Wohlenberg) ... 4
Gambar 1.3. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Tegak (Ruttner) ... 4
Gambar 1.4. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Kedalaman Terpadu (Integrated Depth Sampler-USDH) ... 5
Gambar 1.5. Alat Pengambil Contoh Air Otomatis ... 5
Gambar 1.6. Alat Pengambil Contoh Gas Terlarut Tipe Casella (Termasuk Oksigen Terlarut) ... 6
Gambar 1.7. Alat Pengambil Contoh Plankton ... 7
Gambar 1.8. Alat Pengambil Contoh Benthos Tipe Eckman Grab ... 7
Gambar 1.9. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Jala Surber ... 8
Gambar 1.10. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Petersen Grab ... 8
Gambar 1.11. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Ponar Grab ... 9
Gambar 1.12. Alat Pengambil Contoh Hewan di Permukaan Air tipe Jaring Apung ... 9
Gambar 1.13. Lokasi Pemanfaat Sumber Air ... 13
Gambar 1.14. Diagram Lokasi Pengambilan Contoh Air Danau ... 14
Gambar 1.15. Diagram Lokasi Pengambilan Contoh Air Tanah ... 15
Gambar 1.16. Titik Pengambilan Contoh Air Sungai ... 17
Gambar 1.17. Titik Pengambilan Contoh Air Waduk/Danau ... 18
Gambar 1.18. Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi pada Permukaan Secara Langsung ... 21
Gambar 1.19. Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi pada Air Permukaan dari Jembatan ... 22
Gambar 1.20. Cara Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi dari Sumur Produksi ... 23
Gambar 3.1. Hubungan antara fraksi karbondioksida dengan pH ... 64
Gambar 3.2. Oksidasi Aerob dan Anacrob bahan Organik oleh Bakteri ... 79 iv
Gambar 3.3. Proses Dekomposisi Bahan Organik dan Nitrifikasi pada Penentuan
BOD ... 82
Gambar 3.4. Siklus Nitrogen ... 89
Gambar 3.5. Proses Denitrifikasi ... 90
Gambar 3.6. Pelacakan Polusi Nitrogen ... 92
Gambar 3.7. Siklus Fosfor ... 93
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1.1. Cara Pengawetan Dan Penyimpanan Contoh Uji Air ... 27 Tabel 2.1. Klasifikasi Padatan di Perairan Berdasarkan Ukuran Diameter ... 40 Tabel 2. 2. Ion – Ion yang Biasa Ditemukan di Perairan ... 41 Tabel 2.3. Prinsip Penentuan dari Masing-masing Klasifikasi Zat Padat yang Ada
dalam Air ... 42 Tabel 2.4. Detectable Threshold Odor Concentration ... 44 Tabel 2.5. Potensi Redoks Beberapa Ion Serta kadar Oksigen Terlarut yang
Menyertai Proses Oksidasi dan Reduksi ... 50 Tabel 3.1. Faktor Pengali untuk Mengkonversi mg/liter Ion-Ion Utama di
Perairan Menjadi mili-ekuivalen dan sebaliknya ... 55 Tabel 3.2. Hubungan Antara Kadar Oksigen Terlarut Jenuh dan Suhu pada
Tekanan Udara 760 mm Hg ... 57 Tabel 3.3. Kelarutan Karbondioksida di Perairan Alami Pada Berbagai Suhu .. 65 Tabel 3.4. Kation-Kation Penyusun Kesadahan dan Anion-Anion
pasangan/asosiasinya ... 67 Tabel 3.5. Klasifikasi Perairan Berdasarkan Nilai Kesadahan ... 71 Tabel 3.6. Kation dan Anion Utama pada Perairan Tawar dan Laut ... 73 Tabel 3.7. Hubungan Antara pH, Alkalinitas Total, dan Karbondioksida Bebas 77 Tabel 3.8. Baku Mutu Air Minum (Menteri Kesehatan Republik Indonesia, 2002) ... 96 Tabel 3.9. Jenis Bakteri dengan Metode Analisis serta Media, Suhu, dan Waktu
yang Dibutuhkan ... 99
BAB I
PENGAMBILAN CONTOH AIR
Standar kompetensi: mahasiswa dapat memahami tentang pemantauan kualitas air, mengerti dan memiliki wawasan tentang standar kualitas air untuk berbagai kepentingan, memahami tentang sifat-sifat fisik, biologi, dan kimia air, sumber dan jenis pencemaran perairan, mengetahui dan memahami tentang perancangan sederhana untuk proses pengolahan air, memahami bagaimana system pengolahan air limbah, dan mengetahui tentang baku mutu kualitas beberapa jenis sumber air limbah.
Kompetensi dasar: setelah mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa dapat menjelaskan tentang persyaratan dan tata cara pengambilan contoh kualitas air untuk keperluan pemeriksaan kualitas air yang mencakup pemeriksaan sifat fisik, kimia, dan mikrobiologi.
Indikator hasil belajar: mengkaji dan mendiskusikan tentang prasyarat pengambilan contoh air dan cara pengambilan contoh air.
1.1. Pendahuluan
Berbagai metode banyak diacu untuk mengambil contoh (sampling) air. Diantara metode-metode tersebut adalah metode APHA, metode SNI, dan metode lainnya. Dalam tulisan ini, metode sampling air yang akan diuraikan adalah metode SNI 06-2421-1991.
Metode pengambilan contoh ini dimaksudkan sebagai pegangan dalam pengambilan contoh air di lapangan untuk uji kualitas air. Tujuan metode ini untuk mendapatkan contoh yang andal. Metode pengambilan contoh ini meliputi persyaratan dan tata cara pengambilan contoh kualitas air untuk keperluan
pemeriksaan kualitas air yang mencakup pemeriksaan sifat fisik, kimia mikrobiologi, biologi dan lain-lain.
Beberapa pengertian yang dimaksud dalam metode ini meliputi : 1. sumber air meliputi air permukaan, air tanah dan air meteorik;
2. air permukaan adalah air yang terdiri dari: air sungai, air danau, air waduk, air saluran, mata air, air rawa dan air gua/air kart;
3. air tanah bebas adalah air dari akifer yang hanya sebagian terisi air dan terletak pada suatu dasar yang kedap air serta mempunyai permukaan bebas;
4. air tanah tertekan adalah air dari akifer yang sepenuhnya jenuh air dengan bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan yang kedap air; 5. akifer adalah suatu lapisan pembawa air;
6. epilimnion adalah lapisan atas danau/waduk yang suhunya relatif sama; 7. termoklin/metalimnion adalah lapisan danau yang mengalamii
penurunan suhu cukup besar (lebih dari 1oC/m) ke arah dasar danau; 8. hipolimnion adalah lapisan bawah danau yang mempunyai suhu relatif
sama dan lebih dingin dari lapisan di atasnya, biasanya lapisan ini mengandung kadar oksigen yang rendah dan relatif stabil;
9. air meteorik adalah air meteorik dari labu ukur di station meteor, air meteorik yang ditampung langsung dari hujan dan air meteorik dari bak penampung air hujan.
10. contoh, dalam panduan ini adalah contoh uji air untuk keperluan pemeriksaan kualitas air.
1. 2. Persyaratan pengambilan contoh air
Peralatan
Alat pengambil contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut : 1) terbuat dari bahan yang tidak mempengaruhi sifat contoh (misalnya
untuk keperluan pemeriksaan logam, alat pengambil contoh tidak terbuat dari logam);
2) mudah dicuci dari bekas contoh sebelumnya;
3) contoh mudah dipindahkan ke dalam botol penampung tanpa ada sisa bahan tersuspensi di dalamnya;
4) kapasitas alat 1 – 5 L tergantung dari maksud pemeriksaan; 5) mudah dan aman dibawa.
Jenis Alat Pengambil Contoh
Beberapa jenis alat pengambil contoh yang dapat digunakan meliputi : 1) alat pengambil contoh sederhana (lihat Gambar 1.1) berupa :
(1) botol biasa atau ember plastik yang digunakan pada permukaan air secara langsung;
(2) botol biasa yang diberi pemberat yang digunakan pada kedalaman tertentu.
Gambar 1.1. Alat Pengambil Contoh Air Sederhana
2) alat pengambil contoh setempat secara mendatar yang dipergunakan untuk mengambil contoh di sungai atau di tempat yang airnya mengalir pada kedalaman tertentu, misalnya tipe Wohlenberg (lihat Gambar 1.2).
Gambar 1.2. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Mendatar (Wohlenberg) 3) alat pengambil contoh setempat secara tegak dipergunakan untuk mengambil
contoh pada lokasi yang airnya tenang atau alirannya sangat lambat seperti di danau, waduk dan muara sungai pada kedalaman tertentu, misalnya tipe Ruttner (lihat Gambar 1.3).
Gambar 1.3. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Tegak (Ruttner)
4) alat pengambil contoh pada kedalaman yang terpadu untuk pemeriksaan
zat padat tersuspensi atau untuk mendapatkan contoh yang mewakili semua lapisan air; misalnya tipe USDH (lihat Gambar 1.4).
Gambar 1.4. Alat Pengambil Contoh Air Tipe Kedalaman Terpadu (Integrated Depth Sampler-USDH)
5) alat pengambil contoh secara otomatis yang dilengkapi alat pengatur waktu dan volume yang diambil, digunakan untuk contoh gabungan waktu dari air limbah atau air sungai yang tercemar, agar diperoleh kualitas air rata-rata selama periode tertentu. Tipe alat yang bisa digunakan adalah seperti Gambar 1.5.
Gambar 1.5. Alat Pengambil Contoh Air Otomatis
6) alat pengambil untuk pemeriksaan gas terlarut, yang dilengkapi tutup, sehingga alat dapat ditutup segera setelah terisi penuh; misalnya tipe Casella (lihat Gambar 1.6).
Gambar 1.6. Alat Pengambil Contoh Gas Terlarut Tipe Casella (Termasuk Oksigen Terlarut)
7) alat pengambil contoh untuk pemeriksaan bakteriologi adalah : botol gelas yang di tutup kapas/aluminium foil, tahan terhadap panas dan tekanan selama proses sterilisasi;
8) alat pengambil contoh untuk pemeriksaan plankton berupa jaring yang berpori 173 mesh/inci, yang iasa digunakan adalah jaring plankton no. 20/S1; misalnya seperti Gambar 1.7.
Gambar 1.7. Alat Pengambil Contoh Plankton
9) alat pengambil contoh untuk pemeriksaan hewan benthos disesuaikan dengan jenis hewan benthos yang akan diambil, beberapa tipe alat untuk jenis habitat tertentu, antara lain :
(1) Eckman grab, dibuat dari baja, yang beratnya + 3,2 kg, dengan ukuran 15 cm x 15 cm, dipergunakan untuk pengambilan contoh pada sumber air yang alirannya relatif kecil dan mempunyai dasar lumpur dan pasir (lihat Gambar 1.8).
Gambar 1.8. Alat Pengambil Contoh Benthos Tipe Eckman Grab
(2) Jala Surber, terbuat dari benang nilon yang ditenun dan mempunyai ukuran mata jarring 0,595 mm dalam keadaan terbuka, panjang jala 69 cm dan ukuran permukaan depan 30,5x30,5 cm, alat ini biasa dipergunakan pada sumber air yang alirannya deras dan mempunyai dasar berbatu-batu (lihat Gambar 1.9).
Gambar 1.9. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Jala Surber (3) Petersen grab, terbuat dari baja yang luasnya antara 0,06 – 0,09 m2 dengan
berat antara 13,7 – 31,8 kg biasanya dipergunakan pada sumber air yang mempunyai dasar keras, misalnya lempung, batu dan pasir (lihat Gambar 1.10)
Gambar 1.10. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Petersen Grab (4) Ponar grab, terbuat dari baja yang luasnya 23 x 23 cm2 dengan berat + 20
kg banyak dipergunakan di danau yang dalam dan pada dasar sumber air yang bervariasi (lihat Gambar 1.11).
Gambar 1.11. Alat Pengambil Contoh Hewan Benthos Tipe Ponar Grab 8
10) Jaring apung terbuat dari benang nilon yang ditenun, mempunyai ukuran mata jaring 0,595 mm dan luas 929 cm2 dipergunakan untuk mengumpulkan hewan yang hidup di permukaan sumber air dan lamanya waktu yang dipergunakan dalam satu kali pengambilan adalah tiga jam (lihat Gambar 1.12).
Gambar 1.12. Alat Pengambil Contoh Hewan di Permukaan Air tipe Jaring Apung 11) Alat Ekstraksi
Alat ini terbuat dari bahan gelas atau Teflon yang tembus pandang dan mudah memisahkan fase pelarut dari contoh.
12) Alat Penyaring
Alat ini dilengkapi dengan pompa isap atau pompa tekan serta dapat menahan kertas saring yang mempunyai ukuran pori 0,45µm.
13) Alat Pendingin
Alat ini dapat menyimpan contoh pada 4 oC, dapat membekukan contoh bila diperlukan dan mudah diangkut ke lapangan.
Bahan
2.2.1 Bahan Kimia Untuk Pengawet
Bahan kimia yang dipergunakan untuk pengawet harus memenuhi persyaratan bahan kimia untuk analisis dan tidak mengganggu atau mengubah kadar zat yang akan diperiksa.
2.2.2 Wadah Contoh
Wadah yang dipergunakan untuk menyimpan contoh harus memenuhi persyaratan sebagai berikut :
1) terbuat dari bahan gelas atau plastik; 2) dapat ditutup dengan kuat dan rapat; 3) mudah dicuci;
4) tidak mudah pecah;
5) wadah contoh untuk pemeriksaan mikrobiologi harus dapat disterilkan; 6) tidak menyerap zat-zat kimia dari contoh;
7) tidak melarutkan zat-zat kimia ke dalam contoh;
8) tidak menimbulkan reaksi antara bahan wadah dengan contoh. Sarana Pengambilan Contoh
Sarana yang dapat dipergunakan adalah :
1) sedapat mungkin menggunakan jembatan atau lintasan gantung sebagai tempat pengambilan contoh;
2) bila sarana di atas tidak ada, maka dapat menggunakan perahu; 3) untuk sumber air yang dangkal, dapat dilakukan dengan merawas.
Volume Contoh
Volume contoh yang diambil untuk keperluan pemeriksaan di lapangan dan laboratorium bergantung dari jenis pemeriksaan yang diperlukan sebagai berikut:
1) Untuk pemeriksaan sifat fisik air diperlukan lebih kurang 2 L; 2) Untuk pemeriksaan sifat kimia air diperlukan lebih kurang 5 L; 3) Untuk pemeriksaan bakteriologi diperlukan lebih kurang 100 mL; 4) Untuk pemeriksaan biologi air (klorofil) diperlukan 0<5-20 L,
(bergantung pada kadar klorofil di dalam contoh). Pola Kerja
Urutan pelaksanaan pengambilan contoh kualitas air adalah sebagai berikut: 10
1) Menentuka lokasi pengambilan contoh; 2) Menentukan titik pengambilan contoh; 3) Melakukan pengambilan contoh;
4) Melakukan pemeriksaan kualitas air di lapangan;
5) Melakukan pengolahan pendahuluan dan pangawetan contoh; 6) Pengepakan contoh dan pengangkutan ke laboratorium. Pengawetan Contoh
Pengawetan contoh untuk parameter tertentu diperlukan apabila pemeriksaan tidak dapat langsung dilakukan setelah pengambilan contoh. Jenis bahan pengawet yang digunakan dan lama penyimpanan bisa dilihat pada Tabel 1.1. Waktu
Interval waktu pengambilan contoh diatur agar contoh diambil pada hari dan jam yang berbeda sehingga dapat diketahui perbedaan kualitas air setiap hari maupun setiap jam. Caranya dilakukan dengan menggeser jam dan hari pengambilan pada waktu pengambilan contoh berikutnya, misalnya pengambilan pertama hari senin jam 06.00, pengambilan berikutnya hari selasa jam 07.00, dan seterusnya. Waktu pengambilan contoh dilakukan berdasarkan keperluan sebagai berikut :
1) untuk keperluan survai perdahuluan dalam rangka pengenalan daerah, waktu pengambilan contoh dapat dilaksanakan pada saat survai;
2) untuk keperluan perencanaan dan pemanfaatan, diperlukan data pemantauan kualitas air yang diambil pada waktu tertentu dan periode yang tetap, tergantung pada jenis sumber air dan tingkat pencemarannya sebagai berikut :
(1) sungai/saluran yang tercemar berat, setiap dua minggu sekali selama setahun;
(2) sungai/saluran yang telah tercemar ringan sampai sedang, sebulan sekali selama setahun;
(3) sungai/saluran alami yang belum tercemar, tiga bulan sekali selama setahun;
(4) danau/waduk setiap dua bulan sekali selama setahun;
(5) air tanah setiap tiga bulan sekali selama setahun; (6) air meteorik sesuai dengan keperluan.
3) untuk studi dan penelitian; disesuaikan waktunya.
1.3. Cara Pelaksanaan Pengambilan Contoh
Lokasi Pengambilan Contoh
Lokasi pengambilan contoh ditentukan berdasarkan pada tujuan pemeriksaan. Lokasi pengambilan contoh dilakukan pada air permukaan dan air tanah.
1.1.1. Air Permukaan
Lokasi pengambilan contoh di air permukaan dapat berasal dari daerah pengaliran sungai dan danau/waduk, dengan penjelasan sebagai berikut:
1) pemantauan kualitas pada suatu daerah pengaliran sungai (DPS), berdasarkan pada:
(1) sumber air alamiah, yaitu lokasi pada tempat yang belum terjadi atau masih sedikit pencemaran;
(2) sumber air tercemar, yaitu lokasi pada tempat yang telah mengalami perubahan atau di hilir sumber pencemar;
(3) sumber air yang dimanfaatkan, yaitu lokasi pada tempat penyadapan pemanfaatan sumber air tersebut (lihat Gambar 1.13).
Gambar 1.13. Lokasi Pemanfaat Sumber Air
2) Pemantauan kualitas air pada danau/waduk berdasarkan pada (lihat Gambar 1.14) :
(1) tempat masuknya sungai ke danau/waduk; (2) di tengah danau/waduk;
(3) lokasi penyadapan air untuk pemanfaatan; (4) tempat keluarnya air danau/waduk.
Gambar 1.14. Diagram Lokasi Pengambilan Contoh Air Danau 1.1.2. Air Tanah
Lokasi pengambilan contoh air tanah dapat berasal air tanah bebas (tidak tertekan) dan air tanah tertekan dengan penjelasan sebagai berikut (lihat Gambar 1.15):
1) air tanah bebas (tidak tertekan) :
(1) di sebelah hulu dan hilir dari lokasi penimbunan/pembuangan sampah kota/industri;
(2) di sebelah hilir daerah pertanian yang intensif menggunakan pestisida dan pupuk kimia;
(3) di daerah pantai dimana terjadi penyusupan air asin;
(4) tempat-tempat lain yang dianggap perlu. 2) air tanah tertekan :
(1) di sumur produksi air tanah untuk pemenuhan kebutuhan perkotaan, pedesaan, pertanian dan industri;
(2) di sumur produksi air tanah PAM maupun sarana umum; (3) di sumur-sumur pemantauan kualitas air tanah;
(4) di lokasi kawasan industri;
(5) di sumur observasi untuk pengawasan imbuhan;
(6) pada sumur observasi air tanah di suatu cekungan air tanah artesis (misalnya : cekungan artesis Bandung);
(7) pada sumur observasi di wilayah pesisir dimana terjadi penyusupan air asin;
(8) pada sumur observasi penimbunan/pengolahan limbah industri bahan berbahaya dan beracun (B3);
(9) pada sumur lainnya yang dianggap perlu.
Gambar 1.15. Diagram Lokasi Pengambilan Contoh Air Tanah
Menentukan Titik Pengambilan Contoh A. Air Permukaan
Titik pengambilan contoh dapat dilakukan di sungai dan danau/waduk, dengan penjelasan sebagai berikut :
1) di sungai, titik pengambilan contoh di sungai (lihat Gambar 1.16) dengan ketentuan:
(1) sungai dengan debit kurang dari 5 m3/detik, contoh diambil pada satu titik di tengah sungai pada 0,5 x kedalaman dari permukaan air;
(2) sungai dengan debit antara 5 – 150 m3/detik, contoh diambil pada dua titik masing-masing pada ada jarak 1/3 dan 2/3 lebar sungai pada 0,5 x kedalaman dari permukaan air;
(3) sungai dengan debit lebih dari 150 m3/detik contoh diambil minimum pada enam titik masing-masing pada jarak ¼, ½ dan ¾ lebar sungai pada 0,2 x dam 0,8 x kedalaman dari permukaan air. 2) di danau/waduk, titik pengambilan contoh di danau/waduk (lihat
Gambar 1.17) dengan ketentuan :
(1) danau waduk kedalamannya kurang dari 10 m, contoh diambil pada dua titik di permukaan dan di dasar danau/waduk;
(2) danau/waduk dengan kedalaman antara 10 – 30 m, contoh diambil pada tiga titik, yaitu : di permukaan, di lapisan temoklin dan di dasar danau/waduk;
(3) danau/waduk dengan kedalaman antara 30 – 100 m, contoh diambil pada empat titik, yaitu : di permukaan, di lapisan termoklin (metalimnion), di atas lapisan hipolimnion dan di dasar danau/waduk;
(4) danau/waduk yang kedalamannya lebih dari 100 m, titik pengambilan contoh dapat ditambah sesuai dengan keperluan.
Gambar 1.16. Titik Pengambilan Contoh Air Sungai
Gambar 1.17. Titik Pengambilan Contoh Air Waduk/Danau B. Air Tanah
Titik pengambilan contoh air tanah dapat berasal dari air tanah bebas dan air tanah tertekan (artesis) dengan penjelasan sebagai berikut :
1) Air tanah bebas
(1) pada sumur gali contoh diambil pada kedalaman 20 cm di bawah permukaan air sebaliknya diambil pada pagi hari;
(2) pada sumur bor dengan pompa tangan/mesin, contoh diambil dari kran/mulut pompa tempat keluarnya air setelah air dibuang selama lebih kurang lima menit.
2) Air tanah tertekan (artesis)
(1) pada sumur bor eksplorasi contoh diambil pada titik yang telah ditentukan sesuai keperluan eksplorasi;
(2) pada sumur observasi contoh diambil pada dasar sumur setelah air dalam sumur bor/pipa dibuang sampai habis (dikuras) sebanyak tiga kali;
(3) pada sumur produksi contoh diambil pada kran/mulut pompa keluarnya air.
Pengambilan Contoh
A. Pemeriksaan sifat fisik dan kimia air
Tahapan pengambilan contoh untuk keperluan ini adalah:
1) Menyiapkan alat pengambil contoh yang sesuai dengan keadaan sumber air;
2) Membilas alat dengan contoh yang akan diambil, sebanyak tiga kali; 3) Mengambil contoh sesuai dengan keperluan dan campurkan dalam
penampung sementara hingga merata;
4) Apabila contoh diambil dari beberapa titik, maka volume contoh yang diambil dari setiap titik yang sama.
Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Oksigen Terlarut Pengambilan contoh dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :
1) cara langsung; tahapan pengambilan contoh dengan cara langsung sebagai berikut :
(1) siapkan botol KOB yang bersih dan mempunyai volume ± 300 mL serta dilengkapi dengan tutup asah;
(2) celupkan botol dengan hati – hati ke dalam air dengan posisi mulut botol searah dengan aliran air, sehingga air masuk ke dalam botol dengan tenang, atau dapat pula dengan menggunakan sifon;
(3) isi botol sampai penuh dan hindarkan terjadinya turbulensi dan gelembung udara selama pengisian, kemudian botol ditutup; (4) contoh siap untuk dianalisis.
2) dengan alat khusus; tahapan pengambilan contoh dengan cara alat khusus sebagai berikut:
(1) siapkan botol KOB yang bersih dan mempunyai volume ± 300 mL;
(2) masukkan botol ke dalam alat khusus; (3) ikuti prosedur pemakaian alat tersebut. B. Pemeriksaan Mikrobiologi
Pengambilan contoh untuk pemeriksaan mikrobiologi dapat dilakukan pada air permukaan dan air tanah dengan penjelasan sebagai berikut:
1) air permukaan secara langsung (lihat Gambar 1.18); tahapan pengambilan contoh ini sebagai berikut :
(1) siapakan botol yang volumenya paling sedikit 100 mL dan telah disterilkan pada suhu1200C selama 15 menit atau dengan cara sterilisasi lain;
(2) ambil contoh dengan cara memegang botol steril bagian bawah dan celupkan botol steril ± 20 cm di bawah permukaan air dengan posisi mulut botol berlawanan dengan arah aliran.
Gambar 1.18. Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi pada Permukaan Secara Langsung.
2) air permukaan secara tidak langsung dari jembatan atau lintasan gantung (lihat Gambar 1.19); tahapan pengambilan ini sebagai berikut:
(1) siapkan botol steril yang tutupnya terbungkus kertas aluminium;
(2) ikat botol dengan tali dan pasang pemberat di bagian dasar botol;
(3) buka pembungkus kertas di bagian mulut botol dan turunkan botol perlahan-lahan ke dalam permukaan air;
(4) tarik tali sambil digulung;
(5) buang sebagian isi botol hingga volumenya ± ¾ volume botol; (6) bakar bagian mulut botol, kemudian botol ditutup kembali.
Gambar 1.19. Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi pada Air Permukaan dari Jembatan
3) air tanah pada sumur gali; tahapan pengambilan contoh sama dengan pengambilan contoh pada air permukaan dari jembatan atau lintasan gantung;
4) air tanah pada kran air (lihat Gambar 1.20); tahapan pengambilan contoh sebagai berikut:
(1) siapkan botol steril yang tutupnya terbungkus kertas aluminium;
(2) buka kran selama 1-2 menit;
(3) sterilkan kran dengan cara membakar mulut kran sampai keluar uap air;
(4) alirkan lagi air selama 1-2 menit;
(5) buka tutup botol steril dan isi sampai ± ¾ volume botol; (6) baker bagian mulut botol, kemudian botol ditutup lagi.
Gambar 1.20. Cara Pengambilan Contoh untuk Pemeriksaan Mikrobiologi dari Sumur Produksi
Pemeriksaan Lapangan
Pekerjaan yang dilakukan meliputi:
1) Pemeriksaan unsur-unsur yang dapat berubah dengan cepat, dilakukan langsung setelah pengambilan contoh. Unsur-unsur tersebut antara lain; pH, suhu, daya hantar listrik, alkalinitas, asiditas, dan oksigen terlarut;
2) Semua hasil pemeriksaan dicatat dalam buku catatan khusus pemeriksaan di lapangan, yang meliputi nama sumber air, tanggal pengambilan contoh, jam, keadaan cuaca, bahan pengawet, yang ditambahkan dan nama petugas (lihat Contoh Catatan Lapangan). Pengolahan Pendahuluan Contoh
3.5.1 Penyaringan
Penyaringan contoh dilakukan untuk pemeriksaan parameter terlarut sebagai berikut:
1) Contoh yang akan disaring diukur volumenya sesuai dengan keperluan;
2) Masukkan ke dalam alat penyaring yang telah dilengkapi kertas saring yang mempunyai ukuran pori 0-0,45 µ m dan saring sampai selesai; 3) Air saringan ditampung ke dalam wadah yang telah disiapkan sesuai
dengan keperluan.
3.5.2 Ekstraksi Contoh untuk pemeriksaan Pestisida
Ekstraksi contoh untuk pemeriksaan ini dilakukan sebagi berikut:
1) Contoh dikocok secara merata dan ukur volumenya sebanyak 1 L dengan gelas ukur;
2) Tuangkan contoh ke dalam labu ekstrak;
3) Bilas gelas ukur dengan 60 mL campuran pelarut organik (n-hexana 85% dan Diethyl Ether 15%), kemudian tuangkan pelarut organik tersebut ke dalam labu ekstrak dan kocok selama 2 menit:
4) Biarkan sampai terjadi pemisahan fase paling sedikit ± 10 menit; 5) Tampung fase air dari labu ekstrak ke dalam gelas ukur dan secara
hati-hati. Tuangkan lapisan fase organik melalui kolom yang berdiameter luar 2 cm dan berisi Na2SO4 bebas air setinggi 10 m ke dalam wadah khusus;
6) Tuangkan kembali fase air di dalam gelas ukur tadi ke dalam labu ekstrak;
7) Ulangi langkah (3) sampai (6) 2 kali lagi; 8) Bilas kolom dengan pelarut hexana ± 20 mL; 9) Satukan hasil ekstrak dalam botol khusus.
3.5.3 Ekstraksi Contoh untuk Pemeriksaan Minyak dan Lemak Ekstraksi contoh untuk pemeriksaan ini dilakukan sebagai berikut:
1) Diukur 1 L contoh dengan gelas ukur;
2) Ditambahkan 5 mL asam khlorida (HCL 1:1), sampai pH<2; 3) Dimasukkan kedalam labu ekstrak;
4) Gelas ukur tadi dibilas secara hati-hati dengan 30 mL pelarut organik (jenis pelarut organik disesuaikan dengan metode pemeriksaan yang digunakan), dan masukkan di dalam labu ekstrak;
5) Dikocok kuat-kuat selama 2 menit dan bila terjadi emulsi yang stabil (tidak terjadi pemisahan fase yang jelas), dikocok lagi selama 5-10 menit;
6) Dibiarkan sampai terjadi pemisahan fase;
7) Fase organiknya dikeluarkan melalui corong yang berisi kertas saring dan Na2SO4 ke dalam wadah contoh khusus;
8) Dimasukkan lagi 30 mL pelarut organik ke dalam labu ekstrak; 9) Ulangi langkah (5) sampai (8) 2 kali lagi;
10) Hasil ekstrak disatukan ke dalam wadah contoh khusus;
11) Kertas saring dicuci dengan 10-20 mL pelarut organik dan disatukan dengan hasil ekstrak ke dalam wadah contoh khusus tadi.
Pengawetan Contoh
3.6.1 Pengawetan Cara Fisika
Pengawetan secara fisika dilakukan dengan cara pendinginan contoh pada suhu 40C atau pembekuan.
3.6.2 Pengawetan Cara Kimia
Pengawetan secara kimia dilakukan tergantung pada jenis parameter yang diawetkan. Beberapa cara pengawetan adalah sebagai berikut:
1) Pengasaman, yaitu penambahan asam nitrat pekat atau asam klorida pekat atau asam sulfat pekat ke dalam contoh sampai pH<2;
2) Penambahan bioksida ke dalam contoh jenis biosida dan dosisnya tercantum pada Tabel 1.1;
3) Penambahan larutan basa (biasanya larutan natrium hidroksida, NaOH) ke dalam contoh sampai pH 10-11.
Pengepakan dan Pengangkutan Contoh
Contoh yang telah dimasukkan ke dalam wadah, diberi label. Pada label tersebut dicantumkan keterangan mengenai lokasi pengambilan, tanggal dan jam pengambilan, cuaca, jenis pengawetan yang ditambahkan, petugas yang mengambil contoh dan seketsa lokasi.
Wadah-wadah contoh yang telah ditutup rapat dimasukkan ke dalam kotak yang telah dirancang secara khusus agar contoh tidak tertumpah selama pengangkutan ke Laboratorium.
Penyajian Data Hasil Pemeriksaan Lapangan Hasil pemeriksaan lapangan disajikan sebagai berikut:
1) Hasil perhitungan pemeriksaan di lapangan dicatat dalam buku catatan lapangan (lihat Contoh Catatan Lapangan);
2) Diteliti kembali cara perhitungan dan satuan yang dipakai;
3) Data dari catatan lapangan dipindahkan ke formulir data (lihat Contoh Formulir Data)
Tabel 1.1. Cara Pengawetan Dan Penyimpanan Contoh Uji Air
Penetapan Tempat Penyimpanan Keperluan Contoh(Ml) Pengawetan Batas Penyimpanan Asiditas Alkalinitas K O B Boron Kalsium Kesadahan Karbon organik total Karbon dioksida Kebutuhan Oksigen Kimia Khlorida Sisa Khlor Khlorofil Warna Sianida Fluorida Minyak dan P,G (B) P,G P,G P P,G P,G G P,G P,G P,G P,G P,G P,G P G 100 100 1000 100 100 100 100 100 100 100 500 500 500 500 300 Pendinginan Pendinginan Pendinginan Tanpa Pengawet Tambahkan HNO3 sampai pH<2 Tambahkan HNO3 sampai pH<2 Pendinginan dan tambah H2SO4 sampai pH<2 Segera dianalisis dilapangan Tambahkan H2SO4 sampai pH<2 Tanpa diawetkan Segera dianalisis dilapangan Dibekukan dan disimpan dalam ruang gelap Pendinginan Tambahkan NaOH sampai pH >12 pendinginan Tanpa diawetkan Tambahkan H2SO4 14 hari 14 hari 48 jam 28 hari 6 bulan 6 bulan 28 hari 28 hari tidak terbatas 2 jam 30 hari 48 jam 14 hari 28 hari 26
Lemak Deterjen Logam terlarut Logam total Ammonia-N Nitrat-N Nitrit-N Organik-N Oksigen terlarut Pestisida pH Fenol P,G P,G P,G P,G P,G P,G P,G G, botol KOB G,(S) P,G G 1000 100-200 250 250 500 100 100 500 300 1000 500 tambahkan pH<2, dinginkan
Disaring segera dan tambah HNO3 sampai pH<2 Ditambah HNO3 sampai pH<2 Tambahkan H2SO4 tambahkan pH<2, dinginkan Tambahkan H2SO4 tambahkan pH<2, dinginkan Tambahkan H2SO4 tambahkan pH<2, dinginkan Dinginkan Pendinginan tambah H2SO4 Segera dianalisis di lapangan Dinginkan dan tambah 100mg Na2S2O3 bila sisa khlorin ada Segera dianalisis Dinginkan dan 28 hari 6 bulan 6 bulan 28 hari 48 jam 48 jam 28 hari 7 hari 2 jam 28 hari 27
Fosfat Residu/Solid Salinitas Silica Sulfat Sulfida Temperature Kekeruhan G(A) P,G G P P,G P,G P,G 100 500 250 50 100 100 250 tambahkan H2SO4 sampai pH<2
Untuk fosfat terlarut disaring segera dinginkan Dinginkan Ditutup dengan lapisan lilin Dinginkan Pendinginan Tambahkan 4 tetes tes 2N seng Asetat /100ml, atau didinginkan segera dianalisis di lapangan Simpan ditempat gelap 48 jam 14 hari 14 hari 28 hari 28 hari 28 hari 48 jam CATATAN LAPANGAN
Nama sumber air : ………
Lokasi : ………
Tanggal dan waktu : ...
Temperatur air/udara : ………
Tinggi muka air/debit/ke-
dalaman air sumur : ………
Keadaan cuaca : ………
Keadaaan fisik sumber air : ………
Hasil pemeriksaan di-
Lapangan : pH :... Oksigen Terlarut :... DHL :... Alkalinitas : ………. Asiditas : ………. Nama petugas : ... Sketsa Lokasi : ...
Teknik Pengambilan Sampel Untuk Pemeriksaan Plankton Dan Benthos
Tahap-tahap yang harus dilakukan sebelum kita melakukan pengambilan sample khususnya sampel yang akan diperiksa parameter Plankton dan Benthos meliputi:
1. Persiapan Bahan dan Alat 2. Teknik Pengambilan Sampel
1. Persiapan Bahan dan Alat
Setelah penetapan titik sampling dilakukan pada saat observasi di lapangan dan penentuan jumlah sampel, langkah yang harus dilakukan berikutnya adalah
mempersiapkan Bahan dan Alat yang akan dipergunakan dalam proses pengambilan sampel.
Bahan dan Alat yang harus dipersiapkan dalam pengambilan sampel Plankton dan Benthos meliputi :
a. Formalin 40% sebagai bahan pengawet sampel. b. Alat transportasi
c. Plankton Net d. Grap ponar
e. Botol Flakon Volume 20 mL f. Gayung Volume 1liter berskala g. Termometer
h. pH meter i. Tas Sampling
j. Kantong Plastik (Plastic Bag) k. Label Sampel
l. Buku Sampling (untuk mencatat data lapangan) m. Salinometer (untuk mengukur kadar garam) 2. Teknik Pengambilan Sampel Plankton
Langkah-langkah pengambilan sampel dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:
• Siapkan Plankton Net, selanjutnya tabung penampung sampel berskala (volume 50 mL) dipasang pada bagian bawah Plankton NET
• Siapkan botol flakon 2 buah sebagai tempat sampel beserta tutup (dapat dari plastik dan karet gelang)
• Ambilah sampel dengan gayung sebanyak 10 liter (10 kali), masing-masing disaring dengan Plankton Net (sangat tergantung tingkat kekeruhan, semakin keruh semakin sedikit volume yang tersaring).
• Pindahkan sampel yang tertampung ke dalam tabung penampung berskala pada botol flakon masing- masing 20 mL (salah satu botol digunakan untuk sampel yang diawetkan dengan formalin 40% sebanyak 1 tetes).
• Tutuplah botol Flakon dengan plastik diikat dengan kareng gelang.
• Berilah label pada Flakon yang telah ada kode sampelnya dan berikan tanda yang berbeda pada botol Flakon yang diawetkan. • Catatlah data lapangan yang meliputi kondisi cuaca, lokasi titik
sampling, pH suhu Air, Salinitas dan data lapangan lain yang
dianggap penting seperti beberapa saluran yang masuk ke badan sungai, vegetasi yang menyebabkan badan sungai terlindung dari cahaya matahari
• Masukkan botol flankton ke dalam kantong plastik dan ikat dengan karet selanjutnya dimasukkan ke dalam tas sampling
3. Teknik Pengambilan Sampel Benthos
Pengambilan sampel Benthos dilakukan dengan menggunakam alat Ponar
Grap Sampler. Berdasarkan habitatnya, Benthos dapat dibedakan menjadi
Meibenthos dan Benthos. Meibenthos hampr menyerupai zooplankton karena sifatnya mudah berpindah tempat akibat adanya aliran air/arus. Langkah-langkah yang dilakukan dalam pengambilan sampel benthos adalah sebagai berikut:
• Masukkan Ponar Grap Sampler ke dalam obyek (perairan) sampling sampai menyentuh dasar. Pada saat Ponar Grap Sampler menyentuh dasar kendorkan tali agar Grap terbuka
• Tariklah tali ke atas (diharapkan lumpur dan material lain dapat masuk ke dalam Grap), selanjutnya sampel yang ada di dalam Grap dipindahkan ke dalam kantong plastik, tutup kantong plastik hingga rapat, berikan label
sampel yang telah tertulis kode sampel. Kantong plastik selanjutnya dimasukkan kedalam tas sampling.
• Catatlah data lapangan di dalam buku sampling seperti pada pengambilan sampel plankton.
Latihan:
1. Sebutkan alat-alat, bahan-bahan, serta teknik pengambilan hingga penyimpanan sampel air permukaan sungai untuk analisa karbon organik total.
2. Jika Anda diminta untuk melakukan pengambilan sampel di danau yang bertujuan untuk mengetahui potensi pencemaran dari beberapa warung dan persawahan di sekitar danau, ceritakanlah langkah-langkah pengambilan sampel termasuk parameter-parameter yang diuji dan titik-titik pengambilan sampelnya.
BAB II
PARAMETER FISIK KUALITAS AIR
Kompetensi dasar: setelah mengikuti perkuliahan ini, mahasiswa dapat menjelaskan tentang sifat parameter fisik air dan cara pengukurannya.
Indikator hasil belajar: mengkaji dan mendiskusikan tentang beberapa parameter fisik kualitas air dan pengukurannya.
2.1. Pendahuluan
Parameter-parameter fisika yang biasa digunakan untuk menentukan kualitas air adalah suhu, daya hantar listrik, kekeruhan, padatan total, padatan terlarut, padatan tersuspensi, pH, bau, dan warna. Masing-masing parameter tersebut dapat diakibatkan oleh sumber-sumber kimia dan biologi.
2. 2. Suhu
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta kedalaman badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia dan biologi badan air. Suhu juga sangat berperan mengendalikan kondisi ekosistem perairan.
Peningkatan suhu mengakibatkan penurunan viskositas, peningkatan reaksi kimia, evaporasi, dan volatisasi. Peningkatan suhu juga menyebabkan penurunan kelarutan gas dalam air, misalnya gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya. Selain itu, peningkatan suhu juga menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air, dan selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sekitar 2 – 3 kali lipat. Namun, peningkatan suhu ini disertai dengan penurunan kadar oksigen terlarut sehingga keberadaan oksigen sering kali tidak mampu memenuhi kebutuhan oksigen bagi organisme akuatik untuk melakukan proses metabolisme dan respirasi. Peningkatan suhu juga menyebabkan terjadinya peningkatan 33
dekomposisi bahan organik oleh mikroba. Kisaran suhu optimum bagi pertumbuhan fitoplanton di perairan adalah 20o C – 30o C.
Pada umumnya, suhu dinyatakan dengan satuan derajat Celsius (o C) atau derajat Fahrenhait (o F). Pengukuran suhu pada kolom air dengan kedalaman tertentu dapat dilakukan dengan menggunakan reserving thermometer,
thermophone, atau thermistor.
2.3. Kekeruhan
Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus), maupun bahan anorganik dan organik yang berupa planton dan mikroorganisme lain. Kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas, yang setara dengan 1 mg/liter SiO2. peralatan yang pertama kali digunakan untuk mengukur turbiditas atau kekeruhan adalah Jackson Candler Turbidimeter yang dijadikan sebagai alat baku atau standar bagi pengukuran kekeruhan. Satu unit turbiditas Jackson Candler Turbidimeter dinyatakan dengan satuan 1 JTU. Pengukuran kekeruhan dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter bersifat visual, yaitu membandingkan air sampel dengan air standar.
Selain dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter, kekeruhan sering diukur dengan metode Nephelometric. Pada metode ini, sumber cahaya dilewatkan pada sampel dan intensitas cahaya yang dipantulkan oleh bahan-bahan penyebab kekeruhan diukur dengan menggunakan suspensi polimer formazin sebagai larutan standar. Satuan kekeruhan yang diukur dengan metode
Nephelometric adalah NTU (Nephelometic Turbidity Unit). Satuan JTU dan NTU
sebenarnya dapat saling mengonversi, akan tetapi Sawyer dan McCarty (dalam Effendi, 2003) mengemukakan bahwa 40 NTU setara dengan 40 JTU.
Dalam pengolahan air maupun pengolahan limbah cair untuk menghilangkan kekeruhan penentuan effektivitas koagulasi dari koagulan dapat dilakukan dengan menggunakan Jar Test. Penentuan effektivitas koagulasi dengan Jar Test berdasarkan prinsip pengadukan cepat dan pengadukan lambat untuk pembentukan dan pengendapan flok-flok dari proses koagulasi dan flokulasi.
Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi. Akan tetapi, tingginya padatan terlarut tidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan, misalnya air laut memiliki nilai padatan terlarut tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi.
Kekeruhan pada perairan yang tergenang (lentik), misalnya danau, lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel-partikel halus; sedangkan kekeruhan pada sungai yang sedang banjir lebih banyak disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang berukuran besar, yang berupa lapisan permukaan tanah yang terbawa oleh aliran air pada saat hujan. Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi, misalnya, pernafasan dan daya lihat organisme akuatik, serta dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air. Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempersulit usaha penyarikan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air.
Kekeruhan dihilangkan melalui pembubuhan sejenis bahan kimia dengan sifat-sifat tertentu yang disebut flokulan. Umumnya flokulan tersebut adalah sejenis tawas, namun dapat pula garam Fe(III), atau suatu polielektrolit organic. Selain pembubuhan flokulan, diperlukan juga pengadukan sampai flok-flok terbentuk. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel kecil dan koloid tersebut dan akhirnya bersama-sama mengendap.
Untuk menentukan dosis yang optimal flokulan dan nilai-nilai parameter lain seperti pH, jenis flokulan yang akan digunakan dalam proses flokulasi, dan sebagainya dilakukan Jar Test. Jar Test merupakan model sederhana proses flokulasi.
Prinsip Jar Test
Suatu larutan/koloid yang mengandung partikel-partikel kecil dan koloid dapat dianggap stabil bila:
1. Partikel-partikel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek (beberapa jam),
2. Partikel-partikel tersebut tidak dapat menyatu, bergabung dan menjadi partikel yang lebih besar dan berat, karena muatan elektris pada 35
permukaan partikel-partikel sama (biasanya negatif), sehingga ada gaya tolak elektrostatis antara partikel satu dengan lainnya.
Dengan pembubuhan flokulan seperti disebutkan di atas, maka stabilitas tersebut akan terganggu karena:
- Sebagian kecil tawas tinggal terlarut dalam air. Molekul-molekul ini dapat menempel pada permukaan koloid dan mengubah muatan elektrisnya karena sebagian molekul Al bermuatan positif sedangkan koloid biasanya bermuatan negatif (pada pH 5 sampai 8).
- Sebagian besar tawas tidak terlarut dan akan mengendap sebagai flok Al(OH)3 yang dapat mengurung koloid dan membawanya ke bawah. Proses ini umumnya paling efesien.
Tawas (alum) dapat terdiri dari:
- Al2(SO4)3.11H2O atau ---.14H2O, atau ---.18H2O, komposisi tawas sebagai hasil tambang adalah Al2(SO4)3 ± 14 H2O, kristal dengan mutu p.a. bersifat 18 H2O;
- AlK(SO4)2.xH2O.
Kalau garam tersebut dimasukkan dalam air, maka akan terbentuk:
- Molekul yang terlarut; pada pH<7 : Al(OH)2+, Al(OH)24+, Al2(OH)24+ - Molekul yang terlarut; pada pH>7 : Al(OH)
4-- Flok4--flok Al(OH)3 yang mengendap berwarna putih. Supaya proses tersebut efesien, flok-flok harus terbentuk dengan baik. Yaitu melalui pengadukan yang cukup lama kira-kira 15 menit. Proses pembentukan flok-flok ini yang berlangsung pada pH 6 sampai 8 dan disebut flokulasi. - Proses flokulasi terdiri dari tiga langkah:
1. Pelarutan reagen melalui pengadukan cepat (1 menit; 100 rpm), bila perlu juga pembubuhan bahan kimia (sesaat) untuk koreksi pH.
2. Pengadukan lambat untuk membentuk flok-flok (15 menit; 20 rpm). pengadukan yang terlalu cepat dapat merusak flok yang telah terbentuk.
3. Pemisahan flok-flok dengan koloid yang terkurung dari larutan melalui sedimentasi (15 menit atau 30 menit; 0 rpm).
Hidrolisis atom Al dalam air menurut reaksi umum adalah sebagai berikut:
Al2(SO4)3 + 6 H2O ↔ 2 Al(OH)3 + 6 H+ + SO42- (2.1)
Reaksi tersebut menyebabkan pembebasan ion H+, sehingga pH larutan berkurang. Akibat efek pengasaman ini, maka proses flokulasi tidak dapat berlangsung dengan baik dalam air yang mengandung kadar Al yang tinggi, karena pH terlalu rendah sedangkan untuk membentuk Al(OH)3 membutuhkan pH 6 sampai 8. Asam akan ternetralkan bila kapasitas buffer yakni alkalinity dalam air cukup tinggi. Pada proses flokulasi selain zat padat berupa partikel dan koloid tersebut, juga warna (pH<7) dan sedikit fosfat dan logam terlarut terbawa dan diendapkan oleh flok-flok Al(OH)3.
Gangguan
Proses flokulasi sebenarnya tidak bisa terganggu. Namun efesiensi proses tersebut sangat dipengaruhin oleh beberapa faktor seperti kadar dan jenis zat tersuspensi, pH larutan, kadar dan jenis flokulan, waktu dan kecepatan pengadukan dan adanya beberapa ion terlarut tertentu (seperti fosfat, sulfat dan sebagainya). Faktor- faktor ini kalau kurang optimal dapat menghalangi flokulasi. Jar Test dapat digunakan untuk mencari nilai-nilai yang optimal melalui percobaan dalam laboratorium.
2.4. Warna
Warna perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah warna yang hanya disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut. Pada penentuan warna sesungguhnya, bahan-bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu. Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi.
Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan organik dan bahan an-organik; karena keberadaan plankton, humus, dan ion-ion logam (misalnya besi dan mangan), sertan bahan-bahan lain. Adanya oksida besi menyebabkan air berwarna kemerahan, sedangkan oksida mangan menyebabkan air berwarna kecoklatan atau kehitaman. Kadar besi sebanyak 0,3 mg/liter dan kadar mangan 37
sebanyak 0,005 mg/liter sudah cukup dapat menimbulkan warna pada perairan. Kalsium karbonat yang berasal dari daerah berkapur menimbulkan warna hijau pada perairan. Bahan-bahan organik, misalnya tanin, lignin, dan asam humus yang berasal dari dekomposisi tumbuhan yang telah mati menimbulkan warna kecoklatan.
Warna dapat diamati secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan skala platinum kobalt (dinyatakan dengan satuan PtCo), dengan membandingkan warna air sampel dan warna standar. Air yang memiliki kekeruhan rendah biasanya memiliki nilai warna tampak dan warna sesungguhnya yang sama dengan standar
Warna perairan pada umumnya disebabkan oleh partikel koloid bermuatan negatif, sehingga penghilangan warna di perairan dapat dilakukan dengan penambahan koagulan yang bermuatan positif, misalnya aluminium dan besi. Warna perairan juga disebabkan oleh ledakan (blooming) fitoplankton (algae). Fenomena peledakan salah satu jenis alge inilah yang menyebabkan perairan memiliki warna yang sangan berbeda dengan perairan di sekitarnya. Kondisi seperti ini di perairan laut dikenal dengan istilah red tide.
2.5. Konduktivitas
Konduktivitas (Daya Hantar Listrik/DHL) adalah gambaran numerik dari kemampuan air untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu, semakin banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi nilai pula nilai DHL. Reaktifitas, bilangan valensi dan konsentrasi ion-ion terlarut sangan berpengaruh terhadap nilai DHL. Asam, basa, dan garam merupakan penghantar listrik (konduktor) yang baik, sedangkan bahan organik, misalnya sukrosa dan benzena yang tidak dapat mengalami disosiasi, merupakan penghantar listrik yang jelek.
Konduktivitas dinyatakan dengan satuan umhos/cm atau Siemens/cm. Kedua satuan tersebut setara. Air suling (aquades) memiliki nilai DHL sekitar 1 µmhos/cm (Boyd, 1988 dalam Effendi). Perairan laut memiliki nilai DHL yang sangat tinggi karena banyak mengandung garam terlarut . limbah industri memiliki nilai DHL mencapai umhos/cm.
2.6. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total (residu) adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu. Residu dianggap sebagai kandungan total bahan terlarut dan tersuspensi dalam air. Selama penentuan residu ini, sebagian besar berkabonat yang merupakan anion utama di perairan telah mengalami transformasi menjadi karbondioksida, sehingga karbondioksida dan gas-gas lain yang menghilang pada saat pemanasan tidak tercakup dalam nilai padatan total (Boyd, 1988 dalam Effendi ). Padatan yang terdapat di perairan diklasifikasikan berdasarkan ukuran diameter partikel, seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Klasifikasi Padatan di Perairan Berdasarkan Ukuran Diameter Klasifikasi Padatan Ukuran Diameter (µm) (mm) Ukuran Diameter 1. Padatan terlarut 2. Koloid 3. Padatan tersuspensi < 10-3 10-3 – 1 >1 < 10-6 10-6 - 103 >10-3
Padatan tersuspensi total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah bahan-bahan tersuspensi (diameter >1 µm) yang tertahan pada saringan millipore dengan diameter pori 0,45 µm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang terbawa ke badan air.
Settleable solid adalah jumlah padatan tersuspensi yang dapat diendapkan selama periode waktu tertentu dalam wadah yang berbentuk kerucut terbalik
(imhoff cone). Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid atau TDS) adalah
bahan-bahan terlarut (diameter <10-6 mm) dan koloid (diameter 10-6 mm – 10-3 mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahan lain, yang tidak tersaring pada kertas saring berdiameter 0,45 µm. TDS biasanya disebabkan oleh
bahan anorganik yang berupa ion-ion yang biasa ditemukan di perairan. Adapun ion-ion yang biasa terdapat di perairan ditunjukkan dalam Tabel 2.2.
Tabel 2. 2. Ion – Ion yang Biasa Ditemukan di Perairan
Major Ion (Ion Utama)
(1,0 – 1.000 mg/liter)
Secondary Ion (Ion Sekunder)
(0,01 – 10,0 mg/liter) 1. Sodium (Na) 2. Kalsium (Ca) 3. Magnesium (Mg) 4. Bikarbonat (HCO3) 5. Sulfat (SO4) 6. Klorida (Cl) 1. Besi (Fe) 2. Strontium (Sr) 3. Kalium (K) 4. Karbonat (CO3) 5. Nitrat (NO3) 6. Fluorida (F) 7. Boron (B) 8. Silika (SiO2) Sumber : Todd, 1970 dalam Hefni (2003).
Berdasarkan sifat volatilitas (penguapan) pada suhu 600o C, padatan tersuspensi dan terlarut dibedakan menjadi volatile solids dan non volatile atau
fixed solids. Volatile solids adalah bahan organik yang teroksidasi pada
pemanasan dengan suhu 600o C, sedangkan non volatile solids adalah fraksi bahan anorganik yang tertinggal sebagai abu pada suhu tersebut.
Dalam metode analisia zat padat dalam air, pengertian zat padat total adalah semua zat-zat yang tersisa dalam residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam bejana tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Zat pada total terdiri dari zat padat terlarut dan zat padat terseuspensi yang dapat berupa bahan organic maupun anaorganik seperti dijelaskan pada skema di bawah ini.
Zat padat tersuspensi sendiri dapat diklasifikasikan lagi menjadi zat padat terapung yang selalu berupa bahan organik dan zat padat terendap yang dapat
Zat Padat Total
Zat Padat Terlarut Zat Padat Tersuspensi
Zat Padat Tersuspensi Organis
Zat Padat Tersuspensi Inorganis
berupa bahan organic dan inorganic. Zat padat terendap adalah zat padat dalam suspense yang dalam keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu tertentu karena pengaruh gaya beratnya. Penentuan zat padat terendap ini dapat melalui volumenya, disebut analisis volum lumpur (Sludge volume), dan dapat melalui beratnya disebut analisa lumpur kasar atau umumnya disebut zat padat terendap (setteable solids).
Dimensi dari zat-zat pada di atas adalah dalam mg/L atau g/L, namun sering pula ditemuai: “% berat” yaitu kg zat padat/kg larutan, atau “% volum” yaitu dm3 zat padat/liter larutan.
Prinsip Analisis
Dalam Tabel 2.3 di bawah ini akan diuraikan secara singkat, prinsip analisa dari masing-masing klasifikasi zat padat yang disebutkan di atas.
Tabel 2.3. Prinsip Penentuan dari Masing-masing Klasifikasi Zat Padat yang Ada dalam Air.
Klasifikasi Zat
Padat Prinsip Analisis Catatan (tujuan) Zat padat total
= total solids = residu total
Sampel dikeringkan pada
suhu 105oC Parameter mutu air Zat padat terlarut
= total dissolved
solid
= residu terlaurt
Sampel disaring dengan kertas saring; cairan yang lolos dikeringkan pada 105oC hingga garam-garam akan mengendap (presipitasi) dahulu; sebetulnya juga termasuk zat koloidal
Parameter mutu air (derajat keasinan); faktor koreksi misalnya untuk diagram kesadahan Caldwell-Lawrence Zat padat tersuspensi = total suspended solid = residu suspensi
Sampel disaring dengan kertas saring; kertas saring yang mengandung zat tersuspensi dikeringkan pada 105oC selama 2 jam
Parameter mutu air; disain prasedimentasi, flokulasi, filtrasi pada pengolahan air minum; disain pengendapan primer pada pengolahan air buangan; sedimentasi dalam air sungai, drainase, dll.
Zat padat tersuspensi organis = volatile suspended solid (VSS)
Sampel disaring dengan kertas saring khusus atau fiber glass; kertas saring atau fiber glass yang mengandung zat tersuspensi dikeringkan dalam furnace pada 550oC
Disain pengendapan primer, sistem lumpur aktif, pengendapan skunder, pengolahan lumpur pada pengolahan air buangan; komposisi lumpur pada 41
= zat padat tersuspensi
volatile=residu
volatil
selama 1 jam; semua zat organis hilang sebagai gas H2O dan CO2. sungai. Zat padat tersuspensi inorganic =non volatile suspended solid (NVSS) = sisa pemijaran =residu terikat
Zat padat tersuspensi = zat tersuspensi inorganic + zat tersuspensi organic; setelah pembakaran hanya zat inorganic yang tersisa
Seperti pada zat padat organic di atas
Zat padat terendap
=sttleable solids = lumpur kasar
Sampel air didiamkan dalam keadan tenang selama 0,5 sampai 2 jam (sesuai maksud analisis); lumpur kasar akan mengendap; contoh air bagian atas dianalisis kadar zat padat tersuspensinya. Zat padat terendap = zat padat tersuspensi sebelum pengendapan – zat padat tersuspensi (dalam cairan) setelah pengendapan
Seperti pada zat padat tersuspensi organik di atas
Volume lumpur
=sludge volume Sampel air sebesar 1 liter diendapkan selama 0,5 sampai 2 jam (sesuai maksud analisis) dalam kerucut Imhoff; volume lumpur dinyatakan dalam mL/L
Seperti pada zat padat tersuspensi organik di atas
Zat padat
koloidal Sampel yang lolos kertas saring biasa (pori = 0,45 μm). Filter membrane menahan zat koloidal dan juga bakteri; kemudian dipanaskan pada 105oC selama 1 jam.
Penelitian flokulasi dan filtrasi; analisis mikrobiologi
2.7. Bau
Bau memang jarang menjadi perijinan polutan, tetapi mungkin dicegah dalam prapengolahan. Bau seperti rasa adalah suatu ukuran pengaruh bahan-bahan/polutan secara simulatan pada membran pernafasan manusia. Air murni
yang tidak tercemar adalah ukuran tanpa bau. Adanya bau dalam air limbah diakui sebagai suatu potensi bahaya bagi lingkungan.
Uji keberterimaan bau adalah uji ambang batas bau di mana suatu sampel diencerkan dengan air murni hingga akhirnya tidak berbau. Minimum Detectable Threshold Odor Concentration (MDTOC) dilaporkan sebagai unit atau pengenceran yang diperlukan untuk mengurangi bau hingga batas deteksinya. Pada bagian berikut contoh suatu sampel diencerkan pada berbagai konsentrasi dan bau diuji dengan penciuman.
Tabel 2.4. Detectable Threshold Odor Concentration
ml Sampel ml air murni Bau
100 0 Ada
50 50 Ada
25 75 Sedikit terdeteksi
10 90 Tanpa bau
Dalam contoh ini, MDTOC sama dengan volume sampel awal dibagi dengan volume sampel di mana bau masih sedikit terdeteksi:
2.8. Rasa
Terdapat hanya empat bau sebenarnya yang dapat dikenali oleh lidah dan syaraf sensorik:
• Pahit • Asin • Masam • Manis
Rasa yang lainnya pada kenyataannya adalah bau. Rasa jarang didaftar sebagai persyaratan perijinan tetapi terdapat tiga metode penentuan:
• uji ambang batas rasa • penilaian peringkat rasa • analisis profil rasa
Uji ambang batas rasa sama dengan uji bau dan adalah pengenceran terbesar dari sampel menggunakan air murni yang menghasilkan rasa yang nampak jelas. Penilaian peringkat rasa adalah suatu skala untuk memeringkat air minum dapat diterima atau tidak. Analisis profil rasa adalah suatu perbandignan antara rasa air limbah dengan kualitas sensor terdokumentasi yang ditetapkan dapat diterima oleh tester terlatih.
2.9. pH
Air membentuk kesetimbangan seperti yang ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.1) dan (2.2)
2 H2O H3O+ + OH- (2.2) (Ion hidronium) (Ion hidroksil)
H2O H+ + OH- (2.3) Ion hidrogen bersifat asam. keberadaan ion hidrogen menggambarkan nilai pH (derajat kesamaan), yang dinyatakan dengan persamaan (2.4).
pH = - log [H+] (2.4)
Konsentrasi ion hidrogen dalam air murni yang netral adalah 1 x 10-7 g/liter. Nilai disosiasi air (Kw) pada suhu 25o C adalah 10-14 seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (2.5), (2.6), dan (2.7). [H+] + [OH-] = Kw ; Kw = 10-14 (2.5) [H+] = Kw [OH−]= 10−14 10−7 = 10−7g� , OHL − = 10−7g� (2.6) L pH = − log[H+] = log 1 [H+] (2.7)
Klasifikasi nilai pH adalah sebagai berikut. pH =7 : netral
7 <pH<14 : alkalis (basa) 0 <pH<7 : asam
Air yang mempunyai pH antara 6.7 sampai 8.6 mendukung populasi ikan dalam kolam. Dalam jangkauan pH itu pertumbuhan dan pembiakan air tidak terganggu. Ada ikan yang mampu hidup antara pH 5 sampai 9. Air yang masih 44
segar dari pegunungan biasanya mempunyai pH yang lebih tinggi. Makin lama pH air akan menurun menuju suasana asam. Hal ini disebabkan pertambahan bahan-bahan organik yang kemudian membebaskan CO2 jika mengurai. Pada umumnya jika pH air itu kurang dari 7 dan lebih dari 8,5 kita harus hati-hati, karena mungkin ada pencemaran seperti pabrik bahan kimia, pupuk, kertas, mentega, keju dan sebagainya.
Kebasaan (Alkalinitas) air ialah suatu kapasitas air untuk menetralkan asam. Hal ini disebabkan ada basa atau garam basa yang terdapat dalam air. Misalnya, NaOH, Ca(OH)2, dan sebagainya. Garam basa yang sering dijumpai adalah karbonat logam-logam natrium, kalsium, magnesium, dan sebagainya. Kebasaan yang tinggi belum tentu pH-nya tinggi.
Pada umumnya, komponen utama yang memegang peran dalam menentukan alkalinitas perairan adalah ion bikarbonat, ion karbonat dan ion hidroksil.
HCO3- + H+ CO2 + H2O (2.8)
CO3- + H+ HCO3- (2.9)
OH- + H+ H2O (2.10)
Yang lainnya, yang sedikit menyumbang alkalinitas adalah amonia.
Alkalinitas umumnya dinyatakan sebagai alkalinitas fenolftalein yaitu proses kondisi dengan asam untuk mencapai pH 9,3 dimana HCO3- merupakan ion terbanyak, dan alkalinitas total merupakan kondisi dengan asam menuju titik akhir indikator metil orange (pH 4,3), yang ditunjukkan oleh berubahnya kedua jenis ion karbonat dan bikarbonat menjadi CO2.
Keasaman (asiditas) ialah kemampuan untuk menetralkan basa. Keasaman yang tinggi belum tentu mempunyai pH yang rendah. Suatu asam lemah dapat mempunyai keasaman yang tinggi, artinya mempunyai potensi untuk melepaskan hidrogen. Contohnya ialah asam karbonat, asam asetat, dan asam organik lainnya. Penyebab dari asiditas umumnya adalah asam-asam lemah seperti, HPO42-, H2PO4-, CO2, protein dan ion-ion logam yang bersifat asam, terutama Fe3+.
Penentuan asiditas lebih sukar dibandingkan alkalinitas. Hal ini disebabkan oleh adanya dua zat utama yang berperan yaitu CO2 dan H2S yang keduanya mudah menguap, yang mudah hilang dari sampel yang diukur.
CO2 + OH- HCO3- (2.11) H2S + OH- HS- + H2O (2.12) Hal tersebut berakibat terjadinya kesukaran dalam pengawetan contoh air yang baik terhadap adanya gas-gas tersebut untuk di analisa.
Asiditas dibedakan antara asiditas bebas dan total. Asiditas bebas disebabkan oleh asam kuat seperti asam klorida dan asam sulfat. Asiditas bebas dapat banyak menurunkan pH. Asiditas total terdiri dari keasaman bebas ditambah asiditas yang disebabkan oleh asam lemah. Menurut APHA (1976), pada dasarnya asiditas menggambarkan kapasitas kuantitatif air untuk menetralkan basa hingga pH tertentu, yang dikenal dengan sebutan base-neutralizing capacity (BNC).
Asiditas bebas ditentukan oleh situasi dengan basa sampai titik akhir indikator metil jingga pada pH 4,3 dan asiditas total ditentukan oleh situasi dengan basa sampai titik akhir fenolftalein (pH 8,3).
pH juga berkaitan erat dengan karbondioksida dan alkalinitas. Pada pH < 5, alkalinitas dapat mencapai nol. Semakin tinggi nilai pH, semakin tinggi pula nilai alkalinitas dan semakin rendah kadar karbondioksida bebas. Larutan yang bersifat asam (pH rendah) bersifat korosif.
pH juga mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia. Senyawa ammonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan yang memiliki pH rendah. Ammonium bersifat tidak toksik (innocuous).namun, pada suasana alkalis (pH tinggi) lebih banyak ditemukan ammonia yang tidak terionisasi (unionized) dan bersifat toksik. Ammonia tak terionisasi ini lebih mudah diserap ke dalam tubuh organisme akuatik dibandingkan dengan ammonium.
Nilai pH dapat diukur dengan menggunakan metode kolorimetri dan potensiometri. Pada metode kolorimetri dilakukan dengan menggunakan indikator. Indikator adalah bahan organik yang akan berwarna dalam keadaan tertentu. Kalau keadaan berubah, warna indikator ikut berubah pula. Ada indicator yang peka terhadap reaksi dengan salah satu logam, dan ada beberapa indikator yang peka terhadap nilai pH. Kalau pH larutan lebih besar (larutan bersifat basa) dari nilai pH yang ditentukan untuk indicator tertentu, warna “basa” terlihat, sedangkan kalau di bawah nilai pH tersebut warna “asam” terlihat. Antara daerah-daerah tersebut ada daerah-daerah peralihan sepanjang kira-kira 1,5 satuan pH.
Pada metode potensiometri digunakan pH meter. pH meter terdiri dari dua bagian: potensio atau mV-meter dan elektrode. Biasanya elektrode adalah elektrode ganda yang terdiri dari:
- Elektrode kaca: didalamnya ada larutan HCl atau buffer tertentu dan elektrode besi intern. Ion H+ dari laurtan sampel menempel pada dinding kaca elektroda hingga tegangan (potensial) muncul antara sisi dinding kaca yang khusus tersebut.
- Elektroda referensi: terdiri dari “half cell” Hg/HG2CL2 (kalomel) yang berhubungan dengan larutan sampel melalui “jembatan garam” (elektrolit) KCl dan membrane. Membrannya terbuat dari kwarts atau keramik yang porus. Karena pentingnya hubungan antara kalomel (yang ternedam elektrolit) di dalam electrode dengan larutan sampel maka membrane harus bersih dan basah dan elektrolit bebas dari gelembung udara. Larutan KCl di dalam elektrode harus jenuh artinya, hablur KCl masih berada dalam larutannya. Elektroda referensi ini disebut elektroda kalomel dan dengan elektroda kaca merupakan satu sel elektrokimia yang menyebabkan perbedaan potensial elektris antara kedua elektroda tersebut. Elektroda kalomel adalah referensi karena tegangan “half-cell” nya tetap sama.
Ada juga elektrode yang merupakan gabungan dari elektrode kaca dan elektrode referensi dalam satu tabung. Selain dari half cell kalomel, juga ada sistem referensi lain seperti Ag/AgCl. Tegangan yang diukur pH meter tergantung dari keadaan larutan sampel di sekitar elektroda kaca, dan diukur sebagai mV. Nilai mV perlu distandarkan terhadap pH yang sebenarnya dalam larutan sampel. Larutan buffer dengan kadar pH yang sudah diketahui dapat digunakan untuk mendapatkan nilai mV standar tersebut.
2.10. Potensial Redoks
Potensial redoks (reduksi dan oksidasi) atau Oxidation-Reduction
Potential (ORP) yang menggambarkan aktifitas elektron (e) diperairan adalah
