BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Manfaat Sumberdaya Air
a. Untuk kebutuhan domestik, penduduk yang bertempat tinggal di
perkampungan/desa memanfaatkan sungai sebagai tempat untuk mendapat
air untuk kebutuhan sehari-hari dan juga sebagai tempat pembuangan
limbah.
b. Untuk kebutuhan pertanian, untuk mengairi sawah dan ladang umumnya
digunakan air sungai, air danau, air irigasi serta air hujan. Sisa air yang tak
terambil oleh tanaman akan menguap, masuk kedalam tanah menjadi air
tanah dan masuk kedalam aliran air sungai.
c. Untuk industri, air di butuhkan di berbagai industri sebagai penunjang
proses industri, misalnya untuk pemanasan atau pendinginan mesin-mesin
industri serta juga sebagai komponen yang dibutuhkan untuk proses
produksi industri yang terletak dengan aliran air sungai umumnya
mengambil kebutuhan airnya dari sungai dan membuang limbahnya
kembali kedalam sungai.
d. Untuk perikanan, rekreasi dan alin-lain, untuk perikanan dan lain-lain
dapat memanfaatkan air sungai, air danau, air payau dan air laut sesuai
2.1.1 Pengolahan Air
1. Pengolahan fisika, yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk
mengurangi/ menghilangkan kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan
pasir, serta mengurangi kadar zat-zat organik yang ada dalam air yang
akan diolah.
2. Pengolahan kimia, yaitu suatu tingkat pengolahan dengan menggunakan
zat-zat kimia untuk membantu proses pengolahan selanjutnya.
3. Pengolahan bakteriologis, yaitu suatu tingkat pengolahan untuk
membunuh atau memusnahkan bakteri-bakteri yang terkandung dalam air
minum yakni dengan cara/jalan membubuhkan kaporit ( zat desinfektan ).
2.1.2 Parameter Uji Kualitas Air
Untuk mengetahui apakah suatu perairan tercemar atau tidak, dilakukan
serangkaian tahap pengujian untuk menentukn tingkat pencemaran tersebut.
Beberapa parameter uji yang umumnya harus diketahui, yaitu:
a. Nilai keasaman (pH) dan alkalinitas
Umumnya air yang normal memiliki pH sekitar netral, berkisar antara 6
hingga 8. Air limbah atau air yang tercemar memiliki pH sangat asam atau
pH cenderung basa, tergantung dari jenis limbah dan komponen
pencemarnya.
b. Suhu
kehidupan ikan dan hewan air lainnya. Naiknya suhu air yang relatif tinggi
seringkali ditandai dengan munculnya ikan-ikan dan hewan air lainnya ke
permukaan air pada suhu normal, lama kelamaan dapat menyebabkan
kematian ikan dan hewan lainnya.
c. BOD/COD
BOD (Biological Oxygen Demand) menunjukkan jumlah oksigen terlarut
yang dibutuhkan oleh organisme hidup didalam air untuk menguraikan
atau mengoksidasi bahan-bahan pencemar di dalam air.
COD (Chemical Oxygen Demand), merupakan uji yang lebih cepat
daripada uji BOD yaitu suatu uji yang berdasarkan suatu reaksi kimia
tertentu untuk menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan
oksidan untuk mengoksidasi bahan-bahan organik yang terdapat didalam
air.
d. Warna, rasa dan bau
Air yang normal tampak jernih, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak
berbau. Air yang tidak jernih seringkali merupakan petunjuk awal
terjadinya polusi di suatu perairan. Rasa air seringkali dihubungkan
dengan bau air. Bau air dapat disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut,
ganggang, plankton, tumbuhan air dan hewan air, baik yang masih hidup
maupun yang mati.
e. Jumlah padatan
Padatan yang dapat mencemari air, berdasarkan ukuran partikel dan
sifat-sifat lainnya dapat dikelompokkan menjadi padatan terendap (sedimen),
f. Kehadiran mikroba pencemar
Air merupakan habitat berjenis-jenis mikroba, seperti alga, protozoa dan
bakteri. Dari sekian banyak jenis mikroba yang bersifat patogen atau
merugikan manusia, ada beberapa jenis mikroba yang sangat tidak
dikehendaki kehadirannya karena mikroba tersebut dapat berperan sebagai
bioindikator kualitas perairan.
g. Kandungan minyak dan lemak
Meskipun minyak mengandung senyawa volatil yang mudah menguap,
namun masih ada sisa minyak yang tidak dapat menguap. Karena minyak
tidak dapat larut didalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di
air, kecuali jika minyak tersebut terdampar ke pantai atau tanah
disekeliling sungai. Minyak yang menutupi permukaan air akan
menghalangi penetrasi sinar mataharike dalam air. Selain itu, lapisan
minyak juga dapat mengurangi konsentrasi oksigen terlarut dalam air
karena fiksasi oksigen bebas menjadi terhabat. Akibatnya, terjadi
ketidakseimbangan ratai makanan di dalam air.
h. Kandungan bahan radioaktif
Meskipun jarang terjadi, namun pada perairan yang dekat dengan industri
peleburan dan pengolahan logam, sering kali ditemukan bahan-bahan
radioaktif seperti uranium, thorium-230 dan radium-226.
Komponen-komponen tersebut dapat terlarut dalam air hujan dan masuk ke
i. Kandungan logam berat
Logam berat atau logam toksik adalah terminologi yang umumnya
digunakan untuk menjelaskan sekelompok elemen-elemen logam
hkebanyakan tergolong berbahaya bila masuk kedalam tubuh manusia
dalam konsentrasi yang sangat rendah disebut juga sebagai trace metals.
j. Phospat
Banyak terdapat di peraiaran dalam bentuk inorganik dan organik sebagai
larutan , debu, dan tubuh organisme. Sumber utama phospat inorganik dari
penggunaan detergen, alat pembersih untuk keperluan rumah tangga atau
industri, dan pupuk pertanian.
k. Nitrat, nitrit dan amonia
Merupakan senyawa nitrogen organik yang sangat banyak mendapat
perhatian pada kualitas air. Nitrat biasanya ada di permukaan dalam
konsentrasi kecil, dan kemungkinan mencapai konsentrasi tinggi pada air
tanah. Dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan kelainan pada
bayi yang disebut inflantile methomolobinemia. Nitrit adalah unsur
penting dalam proses photosintesis tanaman air. Nitrit merupakan bentuk
antara oksida amonia ke nitrit atau reduksi nitrat ke amonia. Nitrit dapat
masuk perairan melalui air limbah industri. Nitrit adalah penyebab
sebenarnya, karena di dalam rubuh dapat mengikat zat besi dari
hemoglobin yang membentuk methemoglobinemia. Asam yang dibentuk
dari nitrat dapat bereaksi membentuk nitrosamin yang kebanyakan
diketahui potensi karsinogenik. Amonia secara alamiah ada di air
karena terikt pada partikel tanah sehingga tidak lepas dari tanah. Amonia
dihasilkan dari determinasi urea dan dan nitrogen organik melalui proses
hidrolisis.
2.1.3. Dampak pencemaran
Pencemaran air dapat menyebabkan berkurangnya keanekaragam atau punahnya
populasi organisme perairan seperti benthos, perifiton dan plankton. Dengan
menurunya atau punahnya organisme tersebut maka sistem ekologis perairan
dapat terganggu. Sistem ekologis perairan (ekosistem) mempunyai kemampuan
untuk memurnikan kembali lingkungan yang telah tercemar sejauh beban
pencemaran masih berada dalam batas daya dukung lingkungan yang
bersangkutan. Apabila beban pencemaran melebihi daya dukung lingkungannya
maka kemampuan itu tidak dapat dipergunakan lagi.
Pencemaran air selain menyebabkan dampak lingkungan yang buruk,
seperti timbulnya bau, menurunya keanekaragaman dan mengganggu estetika juga
berdampak negatif bagi kesehatan makhluk hidup, karena di dalam air yang
tercemar selain mengandung mikroorganisme patogen, juga mengandung banyak
2.2. Limbah
2.2.1 Limbah Rumah Sakit
Limbah rumah sakit mencakup semua hasil buangan yang berasal dari instalansi
kesehatan, fasilitas penelitian, dan laboratorium. Selain itu, limbah layanan
kesehatan juga mencakup limbah yang berasal dari sumber-sumber kecil atau
menyebar misalnya limbah hasil perawatan yang dilakukan di rumah sakit
(dialisis, suntikan insulin, dan sebagainya ).
Klasifikasi limbah berbahaya yang berasal dari layanan kesehatan
masyarakat yaitu: limbah infeksius, limbah patologis, limbah benda tajam, limbah
farmasi, limbah genotoksik, limbah kimia, limbah yang mengandung logam berat,
limbah radioaktif.
a. Limbah infeksius
Limbah infeksius adalah limbah yang diduga mengandung patogen
(bakteri, virus parasit, atau jamur) dalam konsentrasi atau jumlah yang
cukup untuk menyebabkan penyakit pada pejamu yang rentan.
b. Limbah patologis
Limbah patologis terdiri dari jaringan, organ, bagian tubuh, janin manusia
dan bangkai hewan, darah dan cairan tubuh.
c. Limbah benda tajam
Benda tajam merupakan materi yang dapat menyebabkan luka iris atau
luka tusuk antara lain jarum, jarum suntik, skalpel, pisau ,peralatan infus,
d. Limbah farmasi
Limbah farmasi mencakup produk farmasi, obat-obatan, vaksin, dan serum
yang sudah kadaluarsa, tidak digunakan, tumpah, dan terkontaminasi yang
tidak diperlukan lagi dan harus dibuang dengan tepat.
e. Limbah genotoksik
Limbah genotoksik sangat berbahaya dan bersifat mutagenik, teratogenik,
atau karsinogenik. Limbah ini menimbulkan persoalan pelik, baik di dalam
area kesehatan itu sendiri maupun setelah pembuangan sehingga
membutuhkan perhatian khusus. Limbah genotoksik dapat mencakup obat-
obatan sitostatik tertentu, muntahan, urine atau tinja pasien yang diterapi
dengan obat-obatan sitostatik, zat kimia, maupun radioaktif.
f. Limbah kimia
Limbah kimia mengandung zat kimia yang berbentuk padat, cair maupun
gas yang berasal dari, misalnya dari aktivitas diagnostik dan eksperiment
serta dari pemeliharaan kebersihan, aktivitas keseharian, dan prosedur
pemberian desinfektan. Limbah kimia dari instalansi kesehatan bisa
berupa limbah berbahaya, bisa juga tidak. pemeliharaan anstalasi
kesehatan dan kemungkinan ditemukan di dalam limbah yaitu,
formaldehid, zat kimia fotografis, solven, zat kimia organik, dan zat kimia
anorganik.
g. Limbah yang mengandung logam berat
Limbah yang mengandung logam berat dalam konsentrasi tinggi termasuk
Contohnya adalah limbah merkuri yang berasal dari bocoran peralatan
kedokteran yang rusak.
h. Limbah radioaktif
Limbah radioaktif juga mencakup benda padat, cair dan gas yang
terkontaminasi radionuklida. Limbah ini terbentuk akibat pelaksanaan
prosedur seperti analisis in-vitro pada jaringan dan cairan tubuh,
pencitraan organ dan lokalisasi tumor secara in- vivo, dan berbagai jenis
metode investigasi dan terapi lainnya.
2.2.2. Limbah Cair Rumah Sakit
Limbah cair dari layanan kesehatan mutunya serupa dengan limbah cair yang
berasal dari daerah perkotaan, tetapi mungkin juga mengandung berbagai
komponen berbahaya yang akan dibahas sebagai berikut:
a. Patogen mikrobiologis
Keprihatinan utama saat ini berkaitan dengan limbah cair yang
mengandung begitu banyak patogen usus, termasuk bakteri, virus, dan
cacing, yang mudah menular melalui air.
b. Zat kimia berbahaya
Sejumlah kecil zat kimia yang berasal dari aktivitas pembersihan dan
desinfektan biasanya dibuang secara teratur ke selokan. Jika rekomendasi
yang ada tidak diikuti, maka akan semakin banyak jenis zat kimia yang
c. Sediaan farmasi
Sejumlah kecil sediaan farmasi biasanya juga dibuang ke selokan dari
apotik rumah sakit dan dari berbagai bangsal. Jika rekomendasi pada
limbah sediaan farmasi tidak diikuti, akan semakin banyak jenis sediaan
farmasi, termasuk antibiotik dan obat-obatan genetoksik yang juga akan
dibuang ke selokan.
d. Isotop radioaktif
Sejumlah kecil isotop radioaktif akan dibuang ke selokan dari bagian
onkologi, tetapi pembuangan tersebut tidak akan menimbulkan resiko
terhadap kesehatan jika rekomendasi yang ada dipatuhi.
2.2.3. Pengolahan Limbah Rumah Sakit
Banyak rumah sakit, terutama rumah sakit yang sistem pembuangannya tidak
terhubung dengan instalasi pengolahan limbah kota, memiliki instalasi
pengolahan limbahnya sendiri. Pengolahan limbah cair rumah sakit ditempat
hanya akan efisien jika mencakup aktivitas sebagai berikut:
a. Pengolahan primer
b. Purifikasi biologis sekunder. Sebagian besar cacing akan mengendap
dalam lumpur akibat proses purifikasi sekunder, demikian pula dengan
bakteri (90-95%) dan virus; dengan demikian walau sudah terbebas dari
cacing efluen masih mengandung bakteri dan virus dalam konsentrasi
yang infektif.
c. Pengolahan tersier. Efluen sekunder kemungkinan akan mengandung
hasilnya tidak akan efisien. Dengan demikian, efluen harus menjalani
pengolahan tersier, misalnya pengolaman; jika tidak tersedia cukup ruang
untuk membuat kolam, teknik filtrasi pasir cepat dapat dipakai untuk
menghasilkan efluen tersier dengan kadar zat organik yang jauh lebih
berkurang (<10 mg/L).
d. Desinfeksi klor. Agar konsentrasi patogen sebanding dengan konsentrasi
yang ditemukan dalam air di alam, efluen tersier harus menjalani
desinfeksi klor sampai mencapai kadar yang ditetapkan. Desinfeksi
tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan klor dioksida, natrium
hipoklorit, atau gas klor. Pilihan lainnya adalah dengan melakukan
desinfeksi sinar ultraviolet.
2.2.4. Pengolahan Lumpur
Lumpur yang bersal dari instalansi pengolahan limbah perlu menjalani proses
pengolahanan aerob dahulu untuk memastikan musnahnya sebagian besar patogen
melalui metode pemanasan. Cara lain adalah dengan menghamparkan lumpur
tersebut dalam kolam-kolam pengeringan kemudian dimasukkan insenerator
bersama dengan limbah layanan kesehatan yang infeksius. Pengolahan limbah
rumah sakit di tempat akan menghasilkan lumpur yang mengandung cacing dan
2.3. Fosfor
Fosfor merupakan salah satu bahan kimia yang sangat penting bagi mahluk hidup.
Fosfor terdapat di alam dalam dua bentuk yaitu senyawa fosfat organik dan
senyawa fosfat anorganik. Senyawa fosfat organik terdapat pada tumbuhan dan
hewan, sedangkan senyawa fosfat anorganik terdapat pada air dan tanah dimana
fosfat ini terlarut dia air tanah maupun air laut yang terkikis dan mengendap di
sedimen. Fosfor juga merupakan faktor pembatas. Perbandingan fosfor dengan
unsur lain dalam ekosistem air lebih kecil daripada dalam tubuh organisme hidup.
Diduga bahwa fosfor merupakan nutrien pembatas dalam eutrofikasi; artinya air
dapat mempunyai misalnya konsentrasi nitrat yang tinggi tanpa percepatan
eutrofikasi asalkan fosfat sangat rendah
2.3.1. Sifat Fosfor
1. Sifat Fisika Unsur Fosfor
a. Titik didih : 550 K
b. Wujud : padat
c. Warna : tidak berwarna/merah/putih
d. Titik leleh : 317,3 K (44,2 oC)¬(277 oC)
e. Massa jenis (fosfor putih) : 1,823 g/cm3¬2,34 g/cm3
f. Energi ionisasi (fosfor putih) : 1011,8. (fosfor hitam) : 2,609 g/cm3
g. Secara umum fosfor membentuk padatan putih yang lengket
i. Fosfor putih mudah menguap
j. Larut dalam pelarut nonpolar
k. Fosfor merah tidak larut dalam semua pelarut (benzena)
l. Fosfor putih bersifat sangat reaktif.
2. Sifat Kimia Unsur Fosfor
a. Memancarkan cahaya.
b. Mudah terbakar di udara, beracun.
c. Fosfor putih digunakan sebagai bahan baku pembuatan asam fosfat
di industri.
d. Fosfor merah bersifat tidak reaktif, kurang beracun. Fosfor merah
digunakan sebagai bahan campuran pembuatan pasir halus dan
bidang gesek korek api.
http://www.slideshare.net/aghnanprahas/fosfor-14710430
2.3.2. Terjadinya Fosfor
Hanya beberapa persen saja fosfor yang ada di dalam tanah yang tersedia bagi
tumbuh- tumbuhan berderajat tinggi. Kebanyakan fosfat- fosfat dalam tanah
secara relatif tidak dapat larut. Fosfat-fosfat besi dan kelompok kombinasi-
kombinasi kalsium secara khusus tak dapat larut. Sumber fosfor yang langsung
untuk menumbuhkan tanaman-tanaman adalah dalam bentuk ion fosfat anorganik
dalam larutan tanah. Struktur tanah dan aerasi adalah sangat penting dalam
mengatur dapat diperolehnya fosfat pada tanah-tanah berkapur. Pencucian dari
itu. Suatu struktur tanah yang lepas meningkatkan daya serap dan aerasi yang
baik. Dalam kondisi-kondisi ini, jasad-jasad tanah disuplai dengan oksigen secara
baik. Keadaan demikian menyuburkan akan adanya karbon dioksida bebas.
2.3.3. Tersedianya Fosfor
Air limbah yang berasal dari rumah tangga sangat kaya akan senyawa-senyawa
fosfor. Kadar fosfor anorganik biasanya berkisar antara 2 sampai 3 mg/L;
bagian-bagian yang organik bervariasi dari 0,4 hingga 1 mg/L. Hal ini kebanyakan
tergantung pada , penduduk yang memberi sumbangan, dimana jumlah fosfor
yang dilepaskan merupakan suatu fungsi kadar fosfor air limbah rumah tangga
dengan cepat meningkat.(Mahida,U.N,1993)
2.3.4. Manfaat Fosfor
Kegunaan Fosfor/Fosfat. Kegunaan fosfor yang penting adalah dalam pembuatan
pupuk, dan secara luas digunakan dalam bahan peledak, korek api, pestisida, odol
dan deterjen. Selain itu juga diperlukan untuk memperkuat tulang dan gigi.
Proses Fosfor / Fosfat Dalam Lingkungan Hidup Perputaran unsur fosfor
dalam lingkungan hidup relatif sederhana bila dibandingkan dengan perputaran
bahan kimia lainnya, tetapi mempunyai peranan yang sangat penting yaitu sebagai
pembawa energi dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat). Perputaran unsur fosfor
Dalam lingkungan hidup ini tidak diketemukan senyawa fosfor dalam
bentuk gas, unsur fosfor yang terdapat dalam atmosfir adalah partikel-partikel
fosfor padat. Batu karang fosfat dalam tanah terkikis karena pengaruh iklim
menjadi senyawa-senyawa fosfat yang terlarut dalam air tanah dan dapat
digunakan/diambil oleh tumbuh-tumbuhan untuk kebutuhan hidupnya
/pertumbuhannnya.
Penguraian senyawa organik (tumbuh-tumbuhan dan hewan yang mati
serta detergen limbah rumah tangga ) menghasilkan senyawa-senyawa fosfat yang
dapat menyuburkan tanah untuk pertanian. Sebagai senyawa fosfat yang terlarut
dalam air tanah akan terbawa oleh aliran air sungai menuju ke laut atau ke danau,
kemudian mengendap pada dasar laut atau dasar danau.
Kegunaan Fosfor dalam kehidupan mikroorganisme membutuhkan fosfor
untuk membentuk fosfor anorganik dan akan mengubahnya menjadi organik
fosfor yang dibutuhkan untuk menjadi organik fosfor yang dibutuhkan, untuk
metabolisme karbohidrat, lemak. bahan makanan utama yang digunakan oleh
semua organisme untuk energi dan pertumbuhan.
Kegunaan fosfor yang paling umum ialah pada ragaan tabung sinar katoda
(CRT) dan lampu fluoresen, sementara fosfor dapat ditemukan pula pada berbagai
jenis mainan yang dapat berpendar dalam Asam fosfor yang mengandung 70% –
75% P2O5, gelap (glow in the dark). telah menjadi bahan penting pertanian dan
fosfor, dan produk-produk lainnya. Trisodium fosfat sangat penting sebagai agen
pembersih, sebagai pelunak air, dan untuk menjaga korosi pipa-pipa.
Fosfor juga merupakan bahan penting bagi sel-sel protoplasma, jaringan
saraf dan tulang. Bahan tambahan dalam deterjen, bahan pembersih lantai dan
insektisida. Selain itu fosfor diaplikasikan pula pada LED (Light Fosfor Emitting
Diode) untuk menghasilkan cahaya putih. bahan makanan utama yang digunakan
oleh semua organisme untuk energi dan pertumbuhan.
2.3.5. Efek Fosfor
Ada beberapa efek dari fosfor, antara lain:
1. fosfor berdampak negatif apabila bijih fosfor yang diolah menjadi fosfat
larut dalam air, sehingga menyebabkan terjadinya limbah radioaktif
(disebabkan bijih fosfor mengandung uranium)
2. meningkatnya unsur fosfor dalam air akan dapat meningkatkan populasi
algae secara massal yang dapat menimbulkan eutrofikasi dalam ekosistem
air
3. efek yang ditimbulkan akibat menghirup asam fosfor putih dalam jangka
pendek adalah batuk- batuk dan iritasi pada tenggorokan serta paru – paru.
Sedangkan dalam jangka panjang dapat menyebabkan patahnya tulang
4. fosfor kuning memberi efek kronis terhadap gangguan kesehatan dapat
menyebabkan kropos tulang. Dan fosfor kuning ini dapat mengeluarkan
uap sehingga apabila terhirup akan mengganggu kesehatan.
5. Mengkonsumsi fosfor putih yang terdapat pada minuman soda dalam
jumlah tertentu dapat menyebabkan kerusakan hati dan jantung, gagal
ginjal, muntah – muntah, lemas, dan bahkan kematian.
6. Penyalahgunan fosfor menjadi Bom yang sangat mengerikan. Kerugian
Fosfor bom yaitu memiliki sifat utama membakar.
2.3.6. Penghilangan Unsur Fosfor
Pada senyawa kimia, nitrogen dan fosfor adalah kunci penyebab pencemaran
dalam limbah cair. Oleh karena itu dalam konsentrasi yang tinggi, kita harus
mengurangi kandungan unsur-unsur ini didalam limbah cair. Cara penghilangan
unsur fosfor adalah sebagai berikut:
a. Penghilangan unsur fosfor oleh koagulan
Senyawa Ca(PO4)2 terdapat pada tulang ternak dan gigi hewan serta
senyawa protein yang terdiri atas unsur C,H,O,N,S,P dari bahan pangan
yang menyebabkan adanya limbah kimia fosfor (P). Pengendalian unsur
fosfor dilakukan dengan penambahan superfosfat. Unsur fosfor dalam
limbah cair harus dihilangkan dengan cara pengendapan menggunakan
bahan koagulan seperti garam Ca2+, ferro sulfat, Fe2+, dan ferri sulfat, Fe3+,
tawas atau aluminium sulfat Al2(SO4).18 H2O, dan bahan koagulan FeCl3
Penggunaan bahan koagulan tersebut harus diatur nilai pH dalam
limbah cair terlebih dahulu agar metode pengendapan berlangsung
maksimal. Nilai pH dalam limbah cair dijaga sekitar 6 sampai 8,5 agar
dapat digunakan bahan koagulan Fe(SO4)3 dan Al2(SO4)4. 18H2O.
Endapan yang diperoleh dipisahkan cairannya dengan cara filtrasi.
b. Pengambilan unsur fosfor oleh mikroba
Bakteri acinotebacter sp mampu mengambil fosfor dalam limbah cair
berbentuk polifosfat proses berlangsung secara anaerobik dan diikuti
dengan aerobik. Proses lumpur aktif termasuk perlakuan biologi aerobik
yang menggunakan oksigen untuk tumbuh dan berkembang biak mikroba
adalah perlakuan sinambung atau kontinu yang berupa sistem dengan
pertumbuhan sel mikrobah tersuspensi, hidup atau mati dalam limbah cair.
Lumpur aktif adalah kumpulan endapan sejumlah mikroba aktif yang
menyeruapai lumpur. (Suharto, 2011)
2.4. Fosfat
Dalam kimia ortofosfat (bahasa inggris: orthophosphate, inorganic phosphate, Pi)
atau sering disebut gugus fosfat adalah sebuah ion poliatomik atau radikal terdiri
dari satu atom fosforus dan empat oksigen. Dalam bentuk ionik, dia membawa
sebuah -3 muatan formal, dan dinotasikan PO43-.
Fosfat adalah unsur dalam suatu batuan beku (apatit) atau sedimen dengan
kandungan P2O5. Fosfat apatit termasuk fosfat primer karena gugusan oksida
fosfatnya terdapat dalam mineral apatit (Ca10 (PO4)6.F2) yang terbentuk selama
proses pembekuan magma. Kadang kadang, endapan fosfat berasosiasi dengan
batuan beku alkali kompleks, terutama karbonit kompleks dan sienit.
Fosfat adalah sumber utama unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut
dalam air, tetapi dapat diolah untuk memperoleh produk fosfat dengan
menambahkan asam .Fosfat dipasarkan dengan berbagai kandungan P2O5, antara
4-42 %. Sementara itu, tingkat uji pupuk fosfat ditentukan oleh jumlah kandungan
N (nitrogen), P (fosfat atau P2O5), dan K (potasium cair atau K2O).
Didalam air limbah fosfat terdapat sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat
dan fosfat organis. Ortofosfat adalah senyawa monomer seperti H2PO4- , HPO4
2-dan PO43-, sedangkan polifosfat merupakan senyawa polimer seperti (PO3)6
3-(heksametafosfat), P3O105- (tripolifosfat) dan P2O74- (pirofosfat); fosfat organis
adalah P yang terikat dengan senyawa-senyawa organis sehingga tidak berada
dalam larutan secara terlepas. Dalam air alam atau buangan, fosfor yang terlepas
dan senyawa P selain yang disebut diatas hampir tidak ditemui.
Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk terlarut, tersuspensi
atau terikat didalam sel organisme. Berdasarkan ikatan kimia, senyawa fosfat
dibedakan sebagai berikut: ortofosfat, polifosfat, dan fosfat organis. Sedangkan
klasifikasi penting lain berdasarkan sifat fisis adalah fosfat terlarut, fosfat
Analisis fosfat terdiri dari 4 tahap yang dapat digabungkan sedemikian
rupa sehingga setiap unsur fosfat dapat ditentukan. Adapun 4 tahap analisa fosfat
yaitu:
A. Penyaringan pendahuluan
Tahap ini dilakukan untuk dapat membedakan antara fosfat total dan fosfat
terlarut. Sebagai saringan digunakan filter membran dengan pori 0,45µm; bila
sampel terlalu sulit disaring karena sangat keruh, maka sampel dapat disaring
dahulu pada saringan kasar terbuat dari glass-fiber, kemudian disaring lagi dengan
filter membran.
B. Hidrolisa pendahuluan: analisis polifosfat
Bila sampel dipanaskan dalam suasana asam, maka akan dihidrolisa semua
polifosfat, pirofosfat, trifosfat, heksafosfat serta sebagian kecil fosfat organis
menjadi ortofosfat. Jumlah polifosfat (sebenarnya”acid hydrolyzable phosphate”)
adalah perbedaan jumlah ortofosfat pada sampel yang didapatkan setelah
pengolahan hidrolisa dalam suasana asam dan ortofosfat pada sampel tanpa
hidrolisa.
Pada analisis ortofosfat sebelum hidrolisa sebagian kecil polifosfat ikut
teranalisa namun dapat diabaikan. Kedua analisa ortofosfat dengan dan tanpa
hidrolisa dapat dilakukan pada sampel yang tidak disaring (polifosfat total) atau
sampel yang telah disaring (polifosfat terlarut).
Fosfat total adalah semua zat ortofosfat, polifosfat baik yang terlarut
maupun yang terikat dalam senyawa organis. Untuk melepaskan fosfat (atau
fosfor) dari senyawa organis maka diperlukan proses peleburan dengan asam serta
reaksi oksidasi. Setelah peleburan semua fosfat dan fosfat yang telah menjadi
ortofosfat dapat ditentukan dengan metode asam askorbik.
D. Analisis ortofosfat (metode asam askorbik)
Amonium molibdat dan antimoniltartrat bereaksi dalam suasana asam
dengan ortofosfat hingga membentuk asam fosfomolibdik; asam fosfomolibdik
tersebut kemudian direduksi oleh asam asorbik sampai menjadi molibden biru.
Warna ini sebanding dengan konsentrasi fosfor. Skala kadar P yang dapat diliputi
adalah 0,01 mg P/L sampai 2 mgP/L (Alaert,G.1987).
2.5. Spektrofotometri
Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual,
yang dengan studi lebih mendalam dari absorpsi energi radiasi oleh
macam-macam zat kimia memperkenankan dilakukannya pengukuran ciri-cirinya serta
kuantitatifnya dengan ketelitian yang lebih besar. Dalam penggunaan pada masa
sekarang, istilah spektrofotometri merupakan metode pengukuran berapa jauh
energi radiasi diserap oleh suatu sistem sebagai fungsi panjang gelombang dari
radiasi, maupun pengukuran absorpsi terisolasi pada suatu panjang gelombag
2.5.1. Spektrum UV- Visible
Spektrum absorpsi dalam daerah- daerah ultra violet dan visble umumnya terdiri
dari satu atau beberapa pita absorpsi yang lebar seperti terlihat pada gambar.
Semua molekul dapat menyerap radiasi dalam daerah UV- visible, oleh karena
mereka mengandung elektron, baik yang dipakai bersama maupun tidak yang
dapat dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Panjang gelombang pada
waktu absorpsi terjadi tergantung pada bagaimana erat elektron terikat didalam
molekul. Elektron dalam suatu ikatan kovalen tunggal erat terikat, dan radiasi
dengan energi tinggi, atau panjang gelombang pendek, diperlukan untuk
eksitasinya.
Spektofotometer UV- visible biasanya bekerja dari sekitar 220-1000 nm.
Identifikasi senyawa organik dalam daerah ini jauh lebih terbatas daripada
inframerah. Hal ini oleh karena pita absorpsi adalah luas dan kekurangan
perincian. Akan tetapi gugus-gugus fungsi tertentu, seperti karbonil, nitro, dan
sistem konjugat, memang menunjukkan puncak- puncak yang khas, dan
keterangan – keterangan berguna sering dapat diperoleh mengenai ada atau tidak
adanya gugus – gugus demikian didalam molekul.
Hubungan antara absorpsi radiasi dan panjang jalan melalui medium yang
menyerap pertama kali dirumuskan oleh Bouguer (1729), dan hubungan antara
konsentrasi macam zat penyerap dan besarnya absorpsi dirumuskan oleh Beer
dalam tahun 1859. Hukum Bouguer dan Beer dengan mudah digabung menjadi
pernyataan yang sesuai. Telah diketahui bahwa perubahan konsentrasi terhadap
tergantung pada besarnya harga tetapan. Dengan perkataan lain, dalam hukum
Beer tertulis, k4 = f(b). Demikian pula dalam hukum Bouguer, k2 = f(c). Substitusi
hubungan- hubungan dasar ini kedalam hukum – hukum Bouguer dan Beer
menghasilkan
log 𝑃o
𝑃 = f(c)b dan log 𝑃𝑜
𝑃 = f(f)c
(Bouguer) (Beer)
Kedua hukum harus diberlakukan bersamaan pada setiap titik, sehingga
f(c)b = f(b)c
atau kalau dipisahkan variabelnya,
𝒇(𝒄)
𝒄 =
𝒇(𝒃) 𝒄
Substitusi pernyataan Bouguer maupun Beer menghasilkan pendapatan yang
sama:
log𝑃𝑜
𝑃 = f(c)b = Kbc
log𝑃𝑜
𝑃 = f(c)c = Kbc
Tanda- tanda Po dan P seperti digunakan disini disarankan untuk
tenaga-tenaga radiasi berturutan, untuk yang jatuh dan untuk ditransmisi. Istilah log
Tanda untuk panjang b diterima untuk panjang jalan lewat medium
penyerap: biasanya dinyatakan dalam sentimeter.
Dua satuan c yang berbeda untuk c, konsentrasi solut yang menyerap,
sering digunakan, gram per liter atau mol per liter.
Transmitans, T= 𝑃𝑜 𝑃⁄ adalah hanya fraksi tenaga jatuh yang
ditransmisikan oleh suatu contoh. Transmitans persen, %T = P/PO x 100.
Jika A= log(Po/P) dan T= P/Po, maka A= log (1/T).
Karena dari hukum Beer, absorbansi adalah berbanding lurus dengan konsentrasi,
maka adalah jelas bahwa transmitans tidak demikian; log Tdigambarkan harus
digambarkan terhadap c untuk memperoleh suatu grafik linear.
2.5.2. Peralatan untuk Spektrofotometri
Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitans atau absorbans suatu
contoh sebagai fungsi panjang gelombang; pengukuran terhadap suatu deretan
contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin juga dapat dilakukan.
Spektrofotometer sinar tunggal amupun sinar rangkap dan alat-alat yang
bekerja dalam bermacam- macam daerah dari spektrum, semuanya mempunyai
unsur – unsur penting ini. Adapun unsur-unsur yang terdapat pada
1. Sumber
Sumber energi radiasi yang biasa bagi daerah tampa k dari spektrum
maupun inframerah dan ultraviolet adalah suatu lampu pijar dengan
filamen wolfram. Pada kondisi operasi biasa, hasil lampu wolfram ini
adalah memadai dari kira-kira 325 atau 350 nm hingga kira-kira 3µm.
2. Monokromator
Ini merupakan peralatan optik untuk mengisolasi dari sumber kontinu
suatu berkas radiasi dengan kemurnian spektral yang tinggi dari panjang
gelombang apapun yang dikehendaki. Unsur – unsur terpenting sebuah
monokromator adalah sistem celah dan unsur dispersif. Radiasi dari
sumber difokuskan ke celah masuk, kemudian dikumpulkan oleh sebuah
lensa atau cermin sehingga sinar paralel jatuh pada unsur dispersi yang
merupakan suatu prisma atau suatu fisi difraksi. Dengan pemutaran secara
mekanik prisma atau kisi, bermacam – macam bagian spektrum yang
dihasilkan oleh unsur dispersif difokuskan ke celah keluar, yang dari sini
melalui suatu jalan optik selanjutnya, menjumpai contohnya.
3. Wadah contoh
Wadah contoh merupakan sel untuk menempatkan cairan didalam sinar
dari spektrofotometer. Sel harus memancarkan energi radiasi dalam daerah
spektral yang penting; maka sel gelas melayani dalam daerah tampak,
kuarsa atau gelas berkadar silikat yang tinggi dan garam batuan dalam
inframerah. Sel – sel untuk UV-visible mempunyai panjang lintasan
batas lintasan sangat pendek, fraksi dari 1 milliliter, keatas sampai10 cm
atau bahkan lebih.
4. Detektor
Detektor untuk suatu spektrofotometer, kita mengharapkan kepekaan
tinggi di dalam daerah spektral yang penting, tanggap linear untuk tenaga
radiasi, waktu tanggap yang cepat, dapat dipengaruhi oleh amplifikasi, dan
tingkat stabilitas tinggi. Jenis deteksi yang digunakan paling luas
berdasarkan perubahan fotokimia, efek fotoelektrik, dan efek
termoelektrik. Fotografi tidak digunakan lebih lama dalam
spektrofotometri biasa; pada umumnya detektor fotoelektrik dipergunakan
dalam daerah tampak dan ultraviolet.
5. Penguatan dan pembacaan
Adalah alat elektronika yang terperinci dari penguatan (amplifikasi) dan
pembacaan. Unsur ini dapat menguatkan tahanan pemasukan yang tinggi
sehingga rangkaian fototabung tidak terkuras. Malahan voltase pada
tahanan beban digunakan untuk mengendalikan suatu rangkaian yang
menarik teganganya dari suatu sumber bebas dan yang mempunyai tenaga
cukup besar untuk menjalankan sebuah meteran atau peralatan pembaca
lain.
2.5.3. Prinsip Kerja Alat Spektrofotometer
Cahaya polikromatis yang berasal dari lampu wolfram sebagai sumber cahaya
untuk melewati monokromator untuk diuraikan menjadi cahaya monokromatis
yang diteruskan ke celah untuk memperoleh panjang gelombang tertentu yang
kemudian masuk ke sel absorbansi dan sebagian lagi ditransmisikan dalam bentuk
energi radiasi ke detektor yang akan diubah menjadi sinyal – sinyal elektronik dan
diperkuat oleh amflifier untuk dibaca oleh recorder sebagai %T.
2.5.4. Kesalahan-Kesalahan dalam Spektrofotometri
Kesalahan dalam pengukuran secara spektrofotometri dapat timbul dari banyak
sekali sebab, beberapa diantaranya adalah:
1. Sel – sel contoh harus bersih
2. Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik
3. Penerapan panjang gelombang harus teliti
