BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air
Air merupakan zat kimia yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi. Air adalah senyawa kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun dari dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Pada kondisi standar, air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature 273,15 K (0 oC). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik (Kusmayadi, 2008).
Air reservoir adalah air yang telah melalui filter dan sudah dapat dipakai untuk air minum. Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteri dan ditampung pada bak reservoir untuk diteruskan kepada konsumen (Sutrisno, 1987).
Menurut Kusmayadi (2008), sifat – sifat kimia fisika dari air adalah sebagai berikut:
Informasi dan Sifat-sifat
Nama sistematis Air
Nama alternative Aqua, dihidrogen monoksida, hydrogen hidroksida
Rumus molekul H2O
Massa molar 18.0153 g/mol
Densitas dan fase 0.998 g/cm (cairan pada 20 oC) 0.92 g/cm (padatan)
Titik lebur 0 oC (273.15 K) (32 oF) Titik didih 100 oC (373.15 K) (212 oF) Kalor jenis 4184 J/(kg.K) (cairan pada 20 oC)
2.2 Sumber –sumber air
Menurut Sutrisno (1987), berdasarkan sumber-sumbernya, air terbagi atas air laut, air atmosfer, air meteriologik (air hujan), air permukaan dan air tanah.
2.2.1 Air laut
Air laut mempunyai sifat asin, karena air laut mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut sekitar 3%, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum.
2.2.2 Air hujan
Air hujan dalam keadaan murni, sangat bersih, namun dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran, industri/debu menyebabkan air hujan tercemar. Apabila air hujan akan dijadikan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran. Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak
reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan). Air hujan ini mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun.
2.2.3 Air permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya. Sumber-sumber air permukaan adalah air sungai dan air danau (Sutrisno, 1987).
a. Air sungai.
Air sungai dalam penggunaanya sebagai air minum haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna yaitu pengolahan air dari cara yang sederhana sampai pengolahan yang lengkap (complete treatment process). Air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
b. Air danau.
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Mn akan tinggi pula dan dalam keadaan kelarutan O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Mn ini akan larut. Pada permukaan
air akan tumbuh algae (lumut) karena adanya sinar matahari dan O2.
a. Air Tanah Dangkal
Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal ini dapat pada kedalaman 15,00 m. Air tanah dangkal ini ditinjau dari segi kualitasna agak baik bila digunakan sebagai sumur air minum. Kuantitas air tanah dangkal ini kurang baik dan tergantung pada musim.
b. Air Tanah Dalam.
Air tanah dalam biasanya terdapat dikedalaman antara 100-300 m, umumnya tergolong bersih, karena sewaktu proses pengalirannya mengalami penyaringan alamiah dan kebanyakan mikroba sudah tidak ada lagi terdapat didalamnya. Air tanah dalam kualitasna lebih baik dari air dangkal, karena penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri. Perubahan musim juga hanya sedikit mempengaruhi air tanah dalam.
c. Mata Air.
Mata air adalah air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.
2.3 Hubungan air dengan kesehatan
Menurut Sutrisno (1987), air sangat erat hubungannya dengan kehidupan manusia, yang berarti besar sekali peranannya dalam kesehatan manusia. Adapun beberapa hal yang menunjukkan adanya hubungan air dengan kesehatan adalah sebagai berikut:
Beberapa jenis serangga dapat memindahkan kuman penyakit dari seorang penderita kepada orang lain. Serangga yang dapat menularkan kuman penyakit tersebut disebut vektor. Contoh: Nyamuk Anopheles. Vektor mempunyai beberapa bentuk, yaitu: bentuk telur, larva, dan dewasa. Dan dalam hal ini, vektor membutuhkan habitat berupa air.
B. Air sebagai Media Penularan Penyakit.
Beberapa penyakit juga dapat ditularkan melalui media berupa air. Mengingat air dapat berfungsi sebagai media penularan penyakit, maka untuk mengurangi timbulnya penyakit atau menurunkan angka kematian tersebut, salah satu usahanya adalah meningkatkan penggunaan air minum yang memenuhi persyaratan kualitas dan kuantitas.
C. Kandungan Bahan Kimia.
Air mempunyai sifat melarutkan bahan kimia. Zat-zat kimia yang mudah larut dalam air dan dapat menimbulkan masalah sebagai berikut:
- Toksisitas
- Reaksi – reaksi kimia yang menyebabkan: 1. Pengendapan yang berlebihan.
2. Timbulnya busa yang menetap, yang sulit untuk dihilangkan.
3. Timbulnya respon fisiologis yang tidak diharapkan terhadap rasa atau pengaruh laxative.
4. Perubahan dari perwujudan fisik air. 2.4 Kegunaan Air Bagi Tubuh Manusia
Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh membutuhkan antara satu sampai tujuuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi: jumlah pastinya bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa factor lainnya. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Sebagian besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8-10 gelas (sekitar dua liter) perhari (Kusmayadi, 2008).
Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk: proses pencernaan, metabolisme, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh kehilangan banyak air, maka akan mengakibatkan kematian.
Untuk menjaga kebersihan tubuh, diperlukan juga air. Mandi dua kali sehari dengan menggunakan air yang bersih, diharapkan orang akan bebas dari penyakit kulit (Sutrisno, 1987).
2.5 Pengolahan Air Minum
Menurut Khairil (2006), proses yang diterapkan dalam sistem pengolahan air minum pada Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA) di PDAM Tirtanadi, antara lain sebagai berikut:
1. Intake
Intake merupakan suatu bangunan untuk menangkap atau mengumpulkan air dari suatu sumber salah air, untuk dapat dimanfaatkan.
Kanal intake adalah pintu air dimana pintu air tersebut diangkat apabila level air tinggi dan diturunkan apabila level air rendah.
3. Bak Pengendap
Bak pengendap ini merupakan tempat terjadinya proses sedimentasi dimana molekul-molekul yang mempunyai berat jenis lebih besar dari air akan mengendap.
4. RWP station (Raw Water Pump)
RWP station ini hanyalah tempat untuk mentransfer air. 5. Clearator
Di dalam clearator ini, terjadi 5 proses: 1. Proses Primary
Pada proses ini terjadi injeksi bahan koagulan. Bahan kimia yang digunakan adalah Aluminium Sulfat (Al2(SO4)) biasanya disebut sebagai
tawas. Persen tawas yang digunakan sebanyak 9-12% (ini yang efektif). 2. Proses Secunder.
Pada proses ini merupakan tempat pembentukan flock. Flockulasi adalah proses dimana koloid-koloid kecil diambil sehingga koloid-koloid menyatu diakibatkan adanya putaran lambat. Bahan yang digunakan adalah aglitator.
3. Proses Return
Proses return merupakan proses pemisahan, diakibatkan adanya sirkulasi di dalam air dan terjadi sedimentasi secara alami disini akan terjadi pemisahan koloid antara yang kotor dan yang bersih, diikat dengan bahan koagulan.
4. Klarifikasi
Proses dimana mengklarifikasi air yang bersih, masuk menjadi satu di daerah kanal.
5. Concentrator
Proses dimana air yang dipisahkan dari hasil klarifikasi akan dikumpulkan menjadi satu (air kumpulan).
6. Filter
Pada filternya, disini terjadi proses penyaringan cepat (Repeat Sand Filter). Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang masih terkandung dalam air dan bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilkan tidak mengandung bakteri (steril) dan rasa serta aroma air.
- Mempunyai media saring yaitu batu kerikil, kepala batu, pasir kuarsa ukuran 1.2 ml, 0.7 ml dan 0.4 ml.
- Mempunyai strainer untuk menyempurnakan penyaringan. 7. Reservoir
Air yang telah melalui filter sudah dapat digunakan sebagai air minum. Air tersebut telah bersih dari bakteriologis dan ditampung pada bak reservoir untuk diteruskan pada konsumen. Pada reservoir, air diinjeksikan dengan air kapur jenuh untuk menetralisir air. Apabila pH dibawah 6,5 maka dilakukan penambahan dengan larutan kapur jernih sehingga angka 6,5 akan naik. Untuk menghindari adanya alga atau bakteri maka diinjeksi dengan chlorine.
Di reservoir, pH yang menjadi kelayakan: 6,7-7,3. Sisa chlorine yang masih layak: 0,2-0,1. Untuk turbidity yang menjadi kelayakan: 2 NTU. 8. FWP Station (Finish Water Pump)
Air masuk ke FWP Station sebagai transfer saja menggunakan pompa finished water-pump, sebelum di distribusikan ke masyarakat.
9. Pemompaan.
Berfungsi untuk mengalirkan air kepada konsumen.
2.6 Syarat Air Minum
Menurut Sutrisno (1987), air minum harus memenuhi beberapa persyaratan bila ditinjau dari segi kualitasnya, yaitu:
a. Syarat Fisik:
Air yang baik digunakan untuk minuman adalah air yang tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih, suhu air hendaknya dibawah sela udara (sejuk ± 25oC).
b. Syarat Kimia:
Air minum yang baik adalah air minum tidak boleh mengandung racun, zat-zat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah ditentukan. c. Syarat bakteriologik:
Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakeri penyakit (pathogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan Coli melebihi batas-batas yang ditentukannya yaitu 1 Coli/100 ml air. Air yang mengandung golongan Coli dianggap telah berkontaminasi dengan kotoran manusia. Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologik, tidak langsung diperiksa
apakah air itu mengandung bakteri pathogen, tetapi diperiksa dengan indicator bakteri golongan Coli.
2.7 Standard Kualitas Air Minum
Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Air minumpun seharusnya tidak mengandung kuman pathogen dan segala makhluk yang membahayakan kesehatan manusia. Tidak mengandung zat kimia yang dapat mengubah fungsi tubuh, tidak dapat diterima secara estetis, dan dapat merugikan secara ekonomis. Air itu seharusnya tidak korosif, tidak meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Pada hakekatnya, tujuan ini dibuat untuk mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air (Slamet, 1994).
Air minum yang memenuhi persyaratan harus memenuhi syarat fisik, kimia, bakteriologis, serta level kontaminasi maksimum (LKM). Level kontaminasi maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri Coliform yang diizinkan dalam batas-batas maksimum (Slamet, 1994).
Menurut Slamet (1994), parameter uji air selalu dibagi antara lain sebagai berikut: 1. Parameter fisis
2. Parameter kimiawi 3. Parameter biologis
Daftar kadar maksimum yang diperbolehkan dalam air minum menurut Peraturan Mentri Kesehatan RI Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990 tentang syarat-syarat air minum, dapat dilihat dalam tabel dibawah ini:
Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990. No Parameter Satuan Kadar maksimum yang diperbolehkan Keterangan 1. 2. 3. 4. 5. 6. A.Fisika Bau
Jumlah zat padat terlarut Kekeruhan Rasa Suhu Warna - Mg/l Skala NTU - o C Skala TCU 1000 5 Suhu Udara (± 3 oC ) 15 Tidak berasa
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17 B. Kimia Air Raksa Aluminium Arsen Barium Besi Flourida Kadmium Kesadahan Khlorida Kromium Mangan Natrium Nitrat Nitrit Perak pH Selenium Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l - Mg/l 0,001 0,2 0,05 1,0 0,3 1,5 0.005 500 250 0,05 0,1 200 1,0 1,0 0,05 6,5-9,0 0,01 Merupakan batas minimum dan maksimum khusus air hujan, pH minimum 5,5.
18. 19. 20. 21. 22. 23. 1. 2. 3 Seng Sianida Sulfat Sulfida (H2S) Tembaga Timbal b. Kimia Organik Detergen Pestisida Total Zat Organik Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l 5,0 0,1 400 0,05 1,0 0,05 0,5 0,10 10 Merupakan batas maksimum dan minimum. 1. 2. C. Mikrobiologi Koliform tinja Total Koliform Jumlah per 100 ml Jumlah per 100 ml 0 0
1. Syarat Fisik a. Rasa b. Bau
c. Sisa zat padat d. Derajat kekeruhan e. Warna f. pH Tidak berasa Tidak berbau 500-1000 ppm
Tidak melebihi 5-15 unit (Turbidity unit) 5-30 unit (skala Platina-Cobalt)
7-8,5 atau 6,5-9,5 2. Syarat Kimia Level Kontaminasi Timbal (Pb) Selenium (Se) Arsen (Ar) Khrom (Cr) Tembaga (Cu) Flourida
3. Zat yang tidak menganggu tetapi tidak boleh melebihi batas yang ditentukan
Besi Mangan Seng Calsium Magnesium Sulfat Chlorida Nitrogen-Nitrat NO3 0,3-1,0 mg/l 0,1-0,3 mg/l 1,0-1,5 mg/l 75-200 mg/l 50- 150 mg/l 200-500 mg/l 200-600 mg/l 0,001 mg/l 50 ppm
Menurut Gabriel (2001), syarat Air Minum Standard Internasional ditunjukkan dalam tabel 2.7.2
Diperkenankan Maksimum (kelebihan) Total Solid Warna Kekeruhan Rasa Bau Besi (Fe) 500 mg/l 5 unit 5 unit Tidak berasa Tidak berbau 0,3 mg/l 1500 mg/l 50 unit 25 unit - - 1 mg/l
Diperkenankan Maksimum (kelebihan) Mangan (Mn) Tembaga (Cu) Zink (Zn) Calsium (Ca) Magnesium (Mg) Sulfate (SO4) Chlorida (Cl) pH Range
Magnesium dan sodium sulfat Phenolic substan 0,1 mg/l 1,0 mg/l 5,0 mg/l 75 mg/l 50 mg/l 200 mg/l 200 mg/l 7-8,5 500 mg/l 0,001 mg/l 0,5 mg/l 1,5 mg/l 15 mg/l 200 mg/l 150 mg/l 400 mg/l 600 mg/l
Kurang 6,5 atau lebih besar dari 9,2
1000 mg/l 0,002 mg/l
2.8 Mangan
Mangan berwarna putih keabu-abuan, dengan sifat yang keras tapi rapuh. Mangan sangat reaktif secara kimiawi, dan terurai dengan air dingin perlahan-lahan. Mangan berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis 4,8, reniform, massif, botriodal, stalaktit, dan kadang-kadang berstruktur radial dan berserat. Dalam baja, mangan meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi kekuatan, kekerasan,dan kemampuan pengerasan. Dengan aluminum dan bismut, khususnya dengan sejumlah kecil tembaga, membentuk alloy yang bersifat ferromagnetik. Logam mangan bersifat ferromagnetik setelah diberi perlakuan. Logam murninya terdapat sebagai bentuk allotropik dengan empat jenis. Salah satunya, jenis alfa, stabil pada suhu luar biasa tinggi; sedangkan mangan jenis
gamma, yang berubah menjadi alfa pada suhu tinggi, dikatakan fleksibel, mudah dipotong dan ditempa (http://www.google.com).
2.8.1 Fungsi Mangan Bagi Tubuh
Mangan dioksida (sebagai pirolusit) digunakan sebagai depolariser dan sel kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan oleh pengotor besi. Mangan sendiri memberi warna lembayung pada kaca. Dioksidanya berguna untuk pembuatan oksigen dan khlorin, dan dalam pengeringan cat hitam. Senyawa permanganat adalah oksidator yang kuat dan digunakan dalam analisis kuantitatif dan dalam pengobatan. Mangan juga banyak tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan unsur yang penting untuk penggunaan vitamin B1 (Slamet, 1994).
2.8.2 Penetapan Kadar Mangan
Cara pengujian kadar mangan dalam air dengan menggunakan alat colorimetri DR/890. Mangan ditambahkan dengan 1 bungkus Ascorbic Acid lalu ditambahkan dengan 15 tetes Alkaline Cyabide Reagent Solution. Setelah itu, ditambahkan ke dalam larutan sampel tersebut 21 tetes PAN Indikator Solution 0,1%. Mangan dalam sampel air reservoir bereaksi dengan PAN Indikator Solution 0,1% menghasilkan mangan (Mn2+), warna jingga/orange akan terbentuk jika mangan ada didalam sampel. Diamkan larutan sampel air tersebut selama 2 menit masa reaksi. Sebagai blanko, digunakan aquadest sebanyak 10 ml. Aquadest dimasukkan ke dalam kuvet, lalu diukur dengan alat colorimetri, sehingga menunjukkan angka 0,00 mg/l (sebagai blanko). Setelah itu, masukkan larutan sampel air ke dalam alat colorimetri dan baca hasil yang tertera pada layar (Sipayung, 2007).
