BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Air
Air merupakan kebutuhan dasar bagi kehidupan, juga manusia selama hidupnya selalu memerlukan air. Dengan demikian semakin naik jumlah penduduk serta laju pertumbuhannya semakin naik pula laju pemanfaatan sumber-sumber air. Untuk dapat memenuhi kebutuhan hidup masyarakat yang semakin meningkat diperlukan industrialisasi yang dengan sendirinya akan meningkatkan lagi aktivitas penduduk serta beban penggunaan sumber daya air. Beban pengotoran air juga bertambah cepat sesuai dengan cepatnya pertumbuhan. Sebagai akibatnya saat ini, sumber air tawar dan bersih menjadi semakin langkah. Pengolahan sumber daya air ini sebaiknya dilakukan secara terpadu baik dalam pemanfaatan maupun dalam pengolahan kualitas. Integrasi ini tidak saja terbatas pada hidrosfir, tetapi juga dengan atmosfir, lithosfir, biosfir dan sosiosfir (Soemirat, 1994).
semakin jelek kualitasnya, maka pengolahan harus lengkap, yakni melalui proses koagulasi, sedimentasi, filtrasi dan desinfeksi. Ataupun mungkin diperlukan suatu proses pengolahan seperti pra-khlorinasi, aerasi dan seterusnya (Soemirat, 1994).
Air adalah segala-galanya bagi kehidupan, juga peradaban bagi manusia, bagi tanaman dan bagi hewan, bagi pertanian, bagi industri dan bagi keseimbangan alam. Persediaan air yang mencukupi pada saat yang tepat dan dengan kualitas yang memadai adalah soal hidup atau mati. Manusia masih mungkin dapat bertahan hidup selama beberapa minggu tanpa makanan, tetapi tanpa air ia hanya akan bertahan hidup paling lama sepuluh hari. Beberapa jenis bakteri hidup subur tanpa oksigen, namun tak satupun dapat tumbuh tanpa air. Air untuk konsumsi indutri lebih rumit lagi permasalahannya. Sebagai pembangkit energi untuk menggerakkan mesin-mesin indutsri yang ada, mungkin bisa digunakan sebarang air. Akan tetapi sebagai bagian dari bahan yang akan diproses, air untuk industri ini harus pula memenuhi syarat-syarat kualitas tertentu (Dumairy, 1992).
Air ada di mana-mana dan diyakini tersedia secara berlimpah ruah. Ia masih terus menunjang segala kehidupan. Beberapa organisme yang sangat sederhana dapat hidup tanpa udara, namun tak satupun dapat hidup tanpa air. Air merupakan sumber lahirnya banyak peradaban besar, tapi kadang kala juga bertanggung jawab atas kehancurannya. Bukan itu saja, air juga merupakan arsitek bumi. Selama jutaan tahun air telah menjadi salah satu pelaku yang paling menentukan dalam membentuk kembali wajah bumi. Air juga turut menentukan iklim, membentuk tanah tempat berakarnya tanaman dan hutan. Sebagai uap atau daya hidroelektrik, ia menciptakan energi dan menggerakkan mesin teknologi modern untuk keperluan industri (Dumairy, 1992).
Air adalah sangat penting bagi kehidupan manusia. Manusia akan lebih cepat meninggal karena kekurangan air daripada kekurangan makanan. Di dalam tubuh manusia itu sendiri sebagian besar terdiri dari air. Tubuh orang dewasa, sekitar 55 – 60 % berat badan terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar 65 %, dan untuk bayi sekitar 80 % (Notoatmodjo, 2003).
Kebutuhan manusia akan air sangat kompleks antara lain untuk minum, masak, mandi, mencuci (bermacam-macam cucian) dan sebagainya. Menurut perhitungan WHO di negara-negara maju tiap orang memerlukan air antara 60-120 liter per hari. Sedangkan di negara-negara berkembang, termasuk Indonesia tiap orang memerlukan air antara 30-60 liter per hari (Notoatmodjo, 2003).
2.2 Sumber-sumber Air
bumi menguap dan membentuk uap air. Air permukaan yang mengalir di atas permukaan bumi, umumnya berbentuk sungai-sungai dan jika melalui suatu tempat yang rendah (cekung) maka air akan berkumpul membentuk suatu danau atau telaga. Tetapi banyak diantara air yang mengalir ke laut kembali dan kemudian akan mengikuti siklus hidrologi. Sumber-sumber air yang ada pada bumi, dapat berasal dari :
1. Air Permukaan
Air permukaan yang mengalir di permukaan bumi akan membentuk air permukaan. Air ini umumnya mendapat pengotoran selama pengalirannya. Pengotoran tersebut misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri dan lain sebagainya. Secara umum air permukaan dibagi menjadi air sungai dan air rawa atau danau. Air sungai pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Dalam penggunaanya sebagai air minum harus melalui proses panjang. Sedangkan pada air danau kebanyakan berwarna yang disebabkan oleh zat-zat organik yang telah membusuk.
2. Air Tanah
Air tanah secara umum terbagi menjadi : - Air Tanah Dangkal
- Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat pada lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam lebih sulit daripada air tanah dangkal. Pada umumnya kualitas air tanah dalam lebih baik daripada air tanah dangkal, karena terjadi penyaringan yang lebih sempurna terutama untuk bakteri.
- Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah.
3. Air hujan
Air hujan memiliki sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga mempercepat terjadinya karatan (korosi). 4. Air laut
Air laut mempunyai sifat asin, karena mengandung berbagai garam, misalnya NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut lebih kurang 3 %. Oleh karena itu air laut tanpa diolah terlebih dahulu tidak memenuhi syarat untuk air minum (Waluyo, 2009).
2.3 Sifat-Sifat air 2.3.1 Sifat Fisik Air
Ciri-ciri fisik yang utama dari air adalah bahan padat keseluruhan yang terapung dan yang terlarut, kekeruhan, warna, rasa dan bau, dan suhu. Bahan padat keseluruhan ditetapkan dengan menguapkan suatu contoh air dan
diakibatkan oleh pencemar-pencemar yang terbagi halus, dari manapun asalnya, yang ada di dalam air. Kekeruhan biasanya disebabkan oleh lempung, lanau, partikel-partikel tanah dan pencemar-pencemar koloidal lainnya. Air kadang-kadang mengandung warna yang banyak diakibatkan oleh jenis-jenis tertentu dari bahan organik yang terlarut dan koloidal yang terbilas dari tanah atau tumbuh-tumbuhan yang membusuk. Rasa dan bau pada air disebabkan oleh adanya bahan organik yang membusuk atau bahan kimia yang mudah menguap. Suhu air merupakan hal yang penting jika dikaitkan dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk membuang bahan-bahan pencemar serta pengangkutannya (Linsley, 1985).
2.3.2 Sifat Kimiawi Air
Sifat-sifat kimiawi air antara lain pH, kation dan anion-anion, alkalinitas, keasaman dan kesadahan. Ion hydrogen bersifat asam, sehingga keberadaan ion hydrogen menggambarkan nilai pH (derajat keasaman) yang dinyatakan dengan persamaan: pH=- Log [H+]
Kation-kation dan Anion-anion yang umumnya terdapat pada kebanyakan air didunia adalah:
menguji perkaratan air dan kebutuhan dosis bila pengolahan kimiawi harus dipergunakan; dapat juga memperkirakan pH bila konsentrasinya bikarbonat diketahui. Kesadahan dilakukan pengujian untuk mengukur kapasitas konsumsi sabun kecenderungan pembentukan skala air (Kristanto, 2002).
2.4 Kriteria Kualitas Air
Air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari sebaiknya adalah air yang memenuhi kriteria sebagai air bersih. Air bersih merupakan air yang dapat digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat-syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Sedangkan yang dinamakan air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tahap proses pengolahan memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Persyaratan terbaru seperti yang telah ditetapkan oleh Menteri Kesehatan Republik Indonesia melalui Kepmenkes RI Nomor 907/Menkes/SK/VII/2002/Tanggal 29 Juli 2002. Jenis-jenis air minum seperti yang dimaksud adalah meliputi :
- Air yang didistribusikan melalui pipa untuk keperluan rumah tangga; - Air yang didistribusikan melalui tangki air;
- Air kemasan;
- Air yang digunakan untuk produksi bahan makanan dan minuman yang disajikan untuk masyarakat.
2.5 Ciri-ciri dan Mutu Air
Air murni adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri dari hidrogen dan oksigen dengan rumus kimiawi H2O. Karena air merupakan suatu larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya. Dengan demikian, air di dalam mengandung zat-zat terlarut. Di samping itu, akibat daur hidrologi air juga mengandung berbagai zat lainnya, termasuk gas. Zat-zat ini sering di sebut pencemar yang terdapat di dalam air (Linsley, 1985).
2.6 Air Sumur
Umumnya air sumur itu selalu bersih, namun hal itu terjadi bila sumur tersebut benar-benar terjaga kebersihannya. Sumur dikatakan benar-benar terjaga kebersihannya bila :
- Paling sedikit berjarak 20 meter dari kakus atau tempat penimbunan sampah. - Paling sedikit kedalamannya adalah 3 meter.
- Dinding bagian dalamnya lurus dan dibuat dari batu bersemen.
- Terdapat dinding batu yang mengelilinginya, dan tingginya paling sedikit adalah setengah meter.
- Mempunyai penutup yang dapat secara mudah diangkat, mempunyai pompa tangan dan bila mungkin terdapat alat lain yang dapat digunakan untuk mengambil air sumur.
- Orang-orang tidak diperkenankan memasukkan kotoran ke dalam dan mereka tidak diperbolehkan memasukkan air bekas cucian ke dalam sumur.
- Mempunyai saluran air kotor sehingga yang tidak terpakai itu tidak masuk ke dalam sumur (Asih, 1995).
Air sumur pompa, terutama air sumur pompa dalam sudah cukup memenuhi persyaratan. Tetapi sumur pompa ini di daerah pedesaan masih mahal, di samping itu, teknologi masih dianggap tinggi untuk masyarakat pedesaan. Yang lebih umum di daerah pedesaan adalah sumur gali. Agar air sumur pompa gali ini tidak tercemar oleh kotoran di sekitarnya perlu adanya syarat-syarat sebagai berikut :
- Harus ada bibir sumur, agar bila musim hujan tiba, air tanah tidak akan masuk ke dalamnya.
- Pada bagian atas kurang lebih 3 cm dari permukaan tanah harus ditembok, agar air dari atas tidak dapat mengotori air sumur.
- Perlu diberi lapisan kerikil di bagian bawah sumur tersebut untuk mengurangi kekeruhan (Notoatmodjo, 2003).
Suatu sumur yang dibangun dengan tepat hanya akan memerlukan sedikit pemeliharaan, kecuali bila dipompa berlebihan. Pemompaan berlebihan dapat mengakibatkan pergerakan bahan tanah berbutir halus di dalam akifier sehingga terjadi penyumbatan di dekat saringan. Tersumbatnya sumur oleh bakteri kadang-kadang diatasi dengan klorinasi. Serangkaian bahan peledak kecil yang diledakkan berturut-turut akan menimbulkan gelombang-gelombang gas yang dapat memaksa air membentur ke luar dan masuk saringan, serta menimbulkan juga getaran yang akan turut menggoncangkan karang kotoran hingga terlepas. Setelah pelaksanaan hal-hal tersebut, sumur haruslah dipompa dengan keras untuk membuang endapan-endapan yang lepas (Linsley, 1985).
Tidak banyak hal yang dapat dilakukan tentang berkaratnya saringan atau tabung. Kebocoran akibat tabung yang berkarat kadang-kadang diatasi dengan menyuntikkan semen ke sekeliling tabung. Bila sumurnya cukup besar, tabung yang baru dapat dimasukkan ke dalam tabung yang lama. Bila sumurnya berada di dalam batuan, tabung yang rusak kadang-kadang dapat ditarik dan diganti, tetapi bila sumur terletak di dalam bahan tanah yang tidak padat, mungkin harus ditinggalkan saja (Linsley, 1985).
2.7 Reagen (Asam Sulfat)
2.8 Alkalinitas
Alkalinitas adalah pengukuran kapasitas air untuk menetralkan asam-asam lemah, meskipun asam lemah atau basa lemah juga dapat sebagai penyebabnya. Penyusunan alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat (HCO3-), karbonat (CO3 -),dan hidroksida (OH-). Garam dari asam lemah lain seperti : Borat (H2BO3-), silikat (HsiO3-), fosfat (HPO4- dan H2PO4-), sulfida (HS-), dan amonia (NH3) juga memberikan kontribusi terhadap alkalinitas dalam jumlah sedikit. Meskipun banyak komponen penyebab alkalinitas perairan, penyebab utama dari alkalinitas tersebut adalah : (1) hidroksida, (2) karbonat, (3) bikarbonat (Limbong, 2008). 2.8.1 Peranan Alkalinitas
Alkalinitas berperan dalam hal-hal sebagai berikut : a. Sistem Penyangga
Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi berperan sebagai penyangga perairan terhadap perubahan pH yang drastis. Jika basa kuat ditambahkan kedalam perairan maka basa tersebut akan bereaksi dengan asam karbonat membentuk garam bikarbonat dan akhirnya menjadi karbonat. Jika asam ditambahkan kedalam perairan maka asam tersebut akan digunakan untuk mengonversi karbonat menjadi bikarbonat dan bikarbonat menjadi asam karbonat. Hal ini dapat menjadikan perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami perubahan pH secara drastis (Limbong, 2008).
b. Koagulasi Bahan Kimia
yang dilepaskan bereaksi dengan ion-ion penyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berperan sebagai penyangga untuk mengetahui kisaran pH yang optimum bagi penggunaan koagulan. Dalam hal ini nilai alkalinitas sebaiknya berada pada kisaran optimum untuk mengikat ion hidrogen yang dilepaskan pada proses koagulasi.
c. Pelunakan Air
Alkalinitas adalah parameter kualitas air yang harus dipertimbangkan dalam menentukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dalam proses pelunakan dengan metode pengendapan. Pelunakan air bertujuan untuk menurunkan kesadahan.
d. Pengendalian Korosi
Alkalinitas merupakan parameter yang sangat penting termasuk didalam pengendalian korosi.
e. Limbah Industri
Banyak para agen yang mencegah pengecekan terhadap campuran limbah yang disebabkan (hidoksida) alkalinitas untuk penerimaan air. Sebaiknya pH alkalinitas ialah suatu faktor yang penting didalam penentuan kemampuan dari limbah untuk pengolahan secara biologi (Limbong, 2008).
2.9 Metode Analisa Alkalinitas 2.9.1 Metode Titrasi Volumetri 2.9.1.1 Metode Indikator Warna
dengan pH diatas 8,3 titrasi dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama titrasi sampai pH 8,2 dengan phenolpthalein sebagai indikator yang ditunjukkan dari perubahan warna merah menjadi tidak berwarna. Selain itu titrasi dilanjutkan dengan menambahkan indikator metil orange sampai pH 4,5 (larutan tidak berwarna). Untuk sampel yang pHnya kurang dari 8,3 hanya dilakukan titrasi satu tahap dengan metil orange sebagai indikator sampai pH 4,5 (warna berubah dari kuning menjadi merah).
- Pemilihan indikator yang sesuai
Indikator adalah suatu zat yang warnanya berbeda-beda sesuai dengan konsentrasi ion-hidrogen. Jika asam kuat dititrasi maka perubahan yang besar dalam pH pada titik ekivalen cukup untuk menjangkau indikator dari metil orange (3,1 sampai 4,4) dan phenolpthalein (8,0 sampai 9,8).
Tabel 2.1 : indikator yang dapat digunakan untuk titrasi alkalinitas :
Jenis Pelarut konsentra si Perubahan warna pada interval pH Warna Keadaan Basa Keadaan Asam
1.Phenolpthlaein 60% alkohol
0,1%-1% 8,0-9,8 Merah lembayung
Tidak berwarna 2.Metil Orange Air 0,1% 3,1-4,4 Kuning
orange
Merah
- Pereaksi Asam yang sesuai
Dalam memilih asam untuk dipakai sebagai larutan standar perlu diperhatikan faktor-faktor sebagai berikut :
c. Larutan asammya harus stabil d. Garam dari asamnya harus larut
e. Asam tidak harus merupakan suatu pereaksi oksidator yang cukup kuat untuk merusak senyawa-senyawa organik yang digunakan seperti indikator. Asam klorida dan asam sulfat merupakan yang paling umum digunakan sebagai larutan standar dalam analisa alkalinitas (Limbong, 2008).
2.9.2 Metode Potensiometri
Metode potensiometri ini menggunakan pH meter dimana dalam mengukur pH sampel memakai elektroda yang bersih. pH meter adalah suatu voltmeter elektronik dengan resistans input yang tinggi. (Resistans input pH meter yang baik adalah dalam daerah 1012-1013 Ω). Untuk titrasi dilakukan dengan asam sulfat dan pada setiap kurang lebih 0.5 ml penambahan asam sulfat kedalam sampel secara perlahan diaduk untuk memberikan waktu yang cukup bagi kesetimbangan elektroda. Nilai pH hasil titrasi dibaca setelah setiap penambahan H2SO4 tersebut, atau dilakukan dengan pencatatan dengan rekorder. Dekat titik ekivalensi pH mulai berubah dengan cepat dan volume titran yang ditambah harus sekecil mungkin. Titrasi selesai sampai titik lengkungan yang keduanya terlihat jelas (Limbong, 2008).
Metode” hanya memegang untuk kemurnian yang diutamakan dalam larutan dan tidak harus sesuai dengan pengelompokkan untuk limbah industri atau peristiwa air alami (Limbong, 2008).
Titik akhir titrasi ini ditentukan oleh :
1. Jenis indikator yang dipilih dimana warnanya berubah-ubah pada pH titik akhir titrasi.
2. Perubahan nilai pH pada pH meter waktu titrasi asam-basa memperlihatkan titik akhir titrasi/ekivalen.
2.9.3 Gangguan pada Analisa Alkalinitas
Gangguan yang dapat terjadi pada saat analisa alkalinitas serta pencegahannya yaitu :
1. Sabun (detergen) dan Lumpur dapat mempengaruhi elektroda dan memperlambat respon pada ph meter. Usahakan titrasi dilakukan dengan perlahan untuk memberikan waktu yang cukup bagi keseimbangan pH elektroda.
2. Amoniak, jangan dihilangkan tetapi ikut dianalisa karena merupakan penyebab alkalinitas juga.
3. Karbondioksida akan mempengaruhi alkalinitas suatu sampel yang terbuka terhadap udara. Hal ini dapat diatasi dengan melakukan pengocokan, pengadukan dan penyaringan.
5. Pemanasan sampel tidak diperbolehkan karena mengurangi karbondioksida terlarut, sehingga alkalinitas berkurang pula (Limbong, 2008).
