BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1. Air
II.1.1. Definisi Air
Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak ada satu pun mahluk hidup yang berada di planet bumi ini, yang tidak membutuhkan air. Di dalam sel hidup, baik pada tumbuh – tumbuhan ataupun pada hewan ( termasuk di dalam nya manusia ) akan terkandung sejumlah air, yaitu lebih dari 75 % kandungan sel tumbuh – tumbuhan atau lebih dari 67 % kandungan sel hewan terdiri dari air. Jika kandungan tersebut kurang, misalnya dehidrasi pada manusia yang di akibatkan muntaber, kalau tidak cepat di tanggulangi akan mengakibatkan kematian, tanaman yang lupa tidak di siram pun akan layu dan kalau di biarkan akan mati. ( Suriawiria, 2005 ).
II.1.2. Kegunaan Air
Tubuh manusia sebagian terdiri dari air, kira – kira 60 – 70 % dari berat badan nya. Untuk kelangsungan hidup manusia, tubuh manusia memerlukan air yang jumlah nya antara lain tergantung berat badan nya. Untuk orang dewasa kira– kira memerlukan air 2.200 gram setiap harinya. Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk proses pencernaan, kebersihan, mengatur keseimbangan suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila kekurangan
II.1.3. Sumber – Sumber Air
a. Air Laut
Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tak memenuhi syarat untuk air minum. ( Sutrisno, 2004 )
b. Air Atmosfir
Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran – kotoran industri / debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran. ( Sutrisno, 2004 )
c. 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.
Air permukaan ada 2 macam yakni :
1. Air Sungai 2. Air rawa/danau
1. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. ( Sutrisno, 2004 )
2. Air rawa / danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat – zat organik yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning cokelat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan dalam keadaaan kelarutan O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur – unsur Fe dan Mn ini
akan larut. Pada permukaan air akan timbul algae (lumut) karena adanya sinar matahari dan O2. ( Sutrisno, 2004 ).
d. Air Tanah
Terbagi atas :
1. Air tanah dangkal
Terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal ini terdapat pada kedalaman 15,00 m. Sebagai sumber air minum, air tanah dangkal ini ditinjau dari segi kualitas agak baik. ( Sutrisno, 2004 ).
2. Air tanah dalam
Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman ( biasanya antara 100 – 300 m) akan didapatkan suatu lapis air. Kualitas dari air tanah dalam pada umumnya lebih baik dari air dangkal, karena penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri. ( Sutrisno, 2004 ).
3. Mata air
Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas / kualitasnya sama dengan keadaan air dalam. ( Sutrisno, 2004 ).
II.1.4. Pencemaran Air
Pencemaran air sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan, maka air tersebut sudah tercemar. Beberapa jenis bahan kimia untuk pupuk dan pestisida pada lahan pertanian akan terbawa air ke daratan sekitarnya sehingga mencemari air pada permukaan lokasi yang bersangkutan. Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri, virus, dan parasit sering mencemari air. Kuman yang masuk ke dalam air tersebut berasal dari buangan limbah rumah tangga maupun buangan dari industri, peternakan, rumah sakit, tanah pertanian dan lain sebagainya. Pencemaran dari
kuman penyakit ini merupakan penyebab utama terjadinya penyakit yang di sebabkan oleh pencemaran air. ( Darmono, 2001 )
II.1.5. Komponen Pencemar Air
Meskipun rumus kimia air murni di lingkungan laboratorium adalah H2O
namun kenyataan nya di alam, rumus tersebut seolah – olah berubah menjadi H2O
+ X . Dalam hal ini, X merupakan komponen – komponen yang masuk atau di masukkan ke dalam badan air sehingga menyebabkan perairan menurun kualitasnya. ( Nugroho, 2006; Ryadi, 1984 ).
Karena X adalah merupakan zat – zat yang umumnya lebih banyak larut di dalam H2O, maka efek kelarutan bagi air akan menimbulkan pengaruh toksisitas
maupun wujud fisik yang berubah dari air. ( Ryadi, 1984 )
II.1.6. Proses Pengolahan Air Baku Menjadi Air Reservoir
a. Intake
Intake adalah tempat masuknya air baku melalui saluran yang bercabang dua di lengkapi dengan bar screen ( saringan kasar ) dan fine screen ( saringan halus ) yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran - kotoran yang terbawa air sungai.
b. Bak Pengendap I (Prasedimentasi)
Bangunan ini berfungsi sebagai bak pengendap awal untuk partikel yang ada pada air baku serta sebagai tempat penginjeksian klorin. Selain itu sebagai tempat untuk memisahkan materi suspensi.
c. Bak Koagulasi
Bangunan ini berfungsi untuk menurunkan parameter turbidity, logam berat dengan penambahan koagulan PAC dan penginjeksian klorin sesuai dengan kondisi operasi melalui pompa dosing. Bangunan ini dilengkapi dengan 2 unit pengaduk mekanik (Rapid Mix) yang berfungsi sebagai pengaduk / pencampur air dengan bahan kimia seperti klorin dan Poly Aluminium Cloride ( PAC ).
d. Bak Flokulasi
Bangunan ini berfungsi untuk memperbesar flok yang terjadi pada saat proses koagulasi sehingga lebih mudah di endapkan pada bak pengendap (sedimentasi ). Untuk mempercepat reaksi flokulasi ditambahkan pengaduk kecepatan lambat ( Slow Mix ).
e. Bak Sedimentasi
Bak sedimentasi berfungsi untuk pengendapan padatan dan flok yang terbentuk dari proses flokulasi.
f. Saringan Pasir Cepat
Fungsi saringan pasir cepat untuk menangkap flok yang tidak dapat dipisahkan pada bak pengendap.
g. Bak Netralisasi
Bak netralisasi berfungsi sebagai tempat pengaturan pH agar air hasil pengolahan mempunyai pH netral dan juga sebagai tempat penambahan khlor untuk menjaga agar kandungan klorin dalam air yang akan didistribusikan selalu ada untuk menghindari adanya bakteri patogen dalam air.
h. Reservoir
Reservoir ini berfungsi untuk menampung air bersih / air olahan setelah melewati saringan pasir cepat (filter) dan bak netralisasi.
i. Pompa Transmisi
Pompa transmisi (pompa distribusi air bersih) berfungsi untuk mendistribusikan air bersih ke pelanggan.
Adapun bahan – bahan kimia yang di gunakan dalam proses pengolahan air adalah :
1. Kapur ( CaCo3)
Kapur berfungsi untuk menaikkan derajat keasaman / kesadahan / PH.
2. Liquid Clorine ( Cl2 )
Gas klorin untuk desinfektan ( pembunuh bakteri ). 3. Poly Aluminium Cloride ( Al2(OH)3Cl3 )
PAC berfungsi untuk menggumpalkan materi halus dalam air baku menjadi flok yang lebih besar. ( Katalog PDAM Tirtanadi )
II.1.7. Syarat – Syarat Air Minum
Syarat – syarat kualitas air minum dapat di lihat dalam parameter wajib dan parameter tambahan, yang secara keseluruhan telah di tetapkan dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492 / MENKES / PER / IV / 2010 yang terdapat dalam lampiran.
II.2. Logam Besi ( Fe )
II.2.1. Definisi
Besi ( Fe) adalah logam transisi yang memiliki sifat sangat kuat, tahan panas, mudah di murnikan, tetapi muda korosi. Besi ( Fe ) memiliki nomor atom 26 dan memiliki berat atom 55, 845 g/mol, serta titik leleh 1.538 0 C dan titik didih 2.861 0 C . ( Widowati, 2008 ).
Besi yang murni adalah yang berwarna putih perak, yang kukuh dan liat. (Svehla, 1985 ). Logam nya mudah larut dalam asam mineral. ( Albert, 1989 ).
II.2.2. Kegunaan Besi ( Fe)
a. Dalam bidang Industri
Besi ( Fe ) paling banyak di gunakan dalam pembuatan baja seperti besi tuang, besi tempa dan baja karbon. ( Widowati, 2008 ).
b. Dalam bidang kesehatan
Fe memiliki fungsi essensial dalam tubuh, yaitu :
1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru – paru ke seluruh tubuh yang terikat dalam hemoglobin
Kadar Fe2+ dalam tubuh manusia kira – kira sebesar 3 – 5 gr. Sebanyak 2/3 gr bagian terikat oleh Hb dan sisanya terikat dalam protein, dan inilah yang mengangkut oksigen dari paru – paru menuju sel ke seluruh tubuh. ( Widowati, 2008 )
2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel
Dalam setiap sel, Fe2+ bekerja sama dengan rantai protein pengangkut elektron. Protein pengangkut elektron bertugas memindahkan hidrogen ( H ) dan elektron ( e ) dari zat gizi penghasil energi ke oksigen sehingga dihasilkan air dan Adenosin Tri Pospat ( ATP ). ( Widowati, 2008 )
3. Sebagai bagian terpenting dari beberapa reaksi enzim
Enzim mengandung Fe2+ bisa melarutkan jenis obat – obatan tertentu yang tidak larut dalam air , berperan dalam reaksi
oksidasi dalam sistem biologi dan berperan dalam transport gas. ( Widowati, 2008 ).
II.2.3. Dampak kelebihan Fe a. Secara Fisik
Kelebihan Fe pada air dapat menimbulkan bau dan warna pada air minum, seperti menyebabkan air menjadi kemerah – merahan dan memberi rasa yang tidak enak pada minuman. ( Sutrisno, 2004 )
Selain itu, kelebihan Fe juga dapat menimbulkan korosif pada pipa dan menimbulkan noda – noda pada pakaian apabila dipakai untuk mencuci. (Suriawiria, 2005 ).
b. Dalam bidang kesehatan
Besi ( Fe2+ ) dalam dosis besar pada manusia bersifat toksik karena, konsumsi Fe2+ berlebih berakibat pada meningkatnya feritrin dan hemosiderin dalam sel parenkim hati, akibatnya hemosiderin akan masuk ke dalam sel parenkim organ – organ lain, misalnya pankreas, otot jantung dan ginjal sehingga dalam jangka panjang, hemosiderin akan tertimbun dalam organ – organ dan merusak kerja organ tersebut. Rusaknya jaringan ini di sebut penyakit
hemokromatosis. Kerusakan sel juga meluas pada hati, jantung dan organ lain, bahkan bisa berakhir dengan kematian. ( Widowati, 2008 ).
II.2.4. Efek Defisiensi
Anemia salah satunya di karenakan oleh kekurangan Fe2+ yang berperan dalam pembentukan Hb yang di sebabkan kekurangan konsumsi Fe2+, oleh sebab itu kadar Hb menurun. Defisiensi juga menggangu fungsi kelenjar tiroid serta kemampuan berkurang nya mengatur suhu tubuh. Defisiensi pada anak – anak dapat mengakibatkan berkurangnya daya konsentrasi, daya ingat serta terganggunya kemampuan belajar. ( Widowati,2008)
II.2.5. Kadar Batas Aman
Menurut Keputusan Menteri Kesehatan RI No.492 / MENKES / PER / IV/ 2010 tentang air minum kadar maksimal besi ( Fe) adalah 0,30 Mg/L.
II.2.6. Keberadaan Fe dalam Air
Logam – logam lingkungan perairan ( hydrosphere ) umumnya berada dalam bentuk ion. ( Heryando, 2008 ). Ion – ion logam tersebut berinteraksi dengan spesies kimia yang berada dalam perairan, begitu juga dengan logam Fe. Interaksi ion logam Fe dengan spesies kimia dalam perairan antara lain :
1. Reaksi Hidrolisis
Jika ion logam Fe yang mempunyai muatan tinggi seperti Fe3+ akan terhidrolisa kuat oleh air dengan konstanta keseimbangan (K1) kecil. Persamaan Reaksi :
Fe (H2O)63+ + H2O Fe (H2O)5OH2+ + H3O+
Hidrolisis dapat juga berlangsung lebih lanjut dengan lepas nya satu atau lebih proton dari air yang terkoordinasi
Fe (H2O)5OH2+ + H2O Fe (H2O)4 (OH)2+ + H3O+
( Heryando, 2008; Connell, 1995)
2. Reaksi Reduksi dan Oksidasi
Reaksi oksidasi dan reduksi logam Fe sangat di pengaruhi oleh kadar oksigen. Apabila kadar oksigen terlarut dalam air cukup besar, oksidasi Fe 2+ menjadi Fe3+ akan berlangsung dan Fe3+ yang terbentuk akan di pisahkan oleh pasir lambat. Besi dalam bentuk ion Fe++ sangat mudah larut di dalam air. Oksigen terlarut di dalam air akan mengoksidasi Fe++ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan
endapan, sehingga akan menyebabkan kekeruhan dalam air yang berwarna merah karat. ( Suriawiria, 2005 ).
II.2.7. Reaksi Logam besi ( Fe) dengan O – Phenantroline
Besi di reduksi menjadi Fe 2+ kemudian di reaksikan dengan O – Phenantroline menjadi komponen yang merah. ( Golterman, 1978). Besi (II)
bereaksi dengan 1,10 phenantroline membentuk kompleks jingga merah [C12H8N2)3Fe]2+ ( Basset,1994 ). Total besi dapat di perkirakan setelah di cerna
dan di reduksi. Besi yang terdapat dalam air berbentuk ion ( Fe2+ atau Fe3+) sebagai larutan kompleks, koloid dan sebagai suspensi yang tidak dapat larut. Fe2+ akan di oksidasi segera oleh O2 menjadi Fe3+ dan Fe3+ akan mengendap, dalam
suasana asam. ( Golterman, 1978). Indikator 1,10 phenantroline bereaksi dengan besi Ferro di dalam larutan dan akan membentuk warna jingga merah , tetapi jika besi Ferri tidak bereaksi dengan 1, 10 phenantroline. (The handbook, 2002).
II.2.8. Penanggulangan Pencemaran Fe
Cara yang sederhana untuk penghilangan Fe++ adalah kombinasi aerasi dan filtrasi dengan saringan pasir kering ( pasir aktif ), sehingga endapan Fe+++ yang terbentuk sesudah aerasi akan di pisahkan oleh saringan pasir di dalam proses filtrasi.( Suriawiria, 2005 )
II.2.9. Pengobatan Toksisitas Fe
Pengobatan toksisistas Fe adalah mencegah terjadi nya absorpsi Fe baik dari saluran pencernaan atau saluran nafas, yaitu dengan cara memuntahkan bahan makanan yang dimakan yang telah tercemar Fe dengan obat emetika, atau bisa juga dengan menggunakan obat pencahar yaitu pemberian 5 % larutan Sodium Bikarbonat ( NaHCO3 ), dimana sejumlah besi terikat sebagai ferro – bikarbonat
Untuk mengurangi toksisitas Fe akibat injeksi Fe pada penderita dialisis ginjal, bisa di berikan vitamin E. Kelebihan Fe dalam tubuh bisa di kurangi melalui donor darah secara teratur. ( Widowati, 2008 ).
II.3. Spektrofotometri Sinar Tampak ( Visible )
II.3.1. Definisi
Spektrofotometri adalah analisa kuantitatif yang mengukur jauhnya penyerapan energi cahaya ( absorsbsi ) oleh suatu sistem kimia itu sebagai fungsi dari suatu panjang gelombang radiasi, atau pengukuran penyerapan cahaya oleh suatu panjang gelombang tertentu.( Day, 1986 ). Spektrofotometri sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400 – 800 nm. ( Kosasih, 2004 )
II.3.2. Radiasi Elektromagnetik
Radiasi elektromagnetik, yang mana sinar tampak merupakan salah satunya, dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang. Sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400 – 800 nm. Warna sinar tampak dapat di hubungkan dengan panjang gelombang nya. Sinar putih mengandung radiasi pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak. Sinar pada panjang gelombang tunggal ( radiasi monokromatik ) dapat di pilih dari sinar putih. ( Gandjar, 2007 ).
II.3.3. Penyerapan radiasi Oleh Molekul
Penyerapan molekular spektrofotometri secara luas digunakan untuk menentukan logam - logam, spesis kation, spesis anion dan ion kompleks. ( Ingle,
1988 ). Jika suatu molekul bergerak dari suatu tingkat energi ke tingkat energi yang lebih rendah maka beberapa energi akan dilepaskan. Energi ini dapat hilang sebagai radiasi dan dapat dikatakan telah terjadi emisi radiasi. Jika suatu molekul di kenai suatu radiasi elektromagnetik pada frekuensi yang sesuai sehingga energi molekul tersebut di tingkatkan ke level yang lebih tinggi, maka terjadi peristiwa penyerapan ( absorbsi ) energi oleh molekul. Banyak nya sinar yang di absorbsi pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyak nya molekul yang menyerap radiasi, sehingga spektra absorbsi juga dapat di gunakan untuk analisis kuantitatif. Jika suatu molekul sederhana di kenakan radiasi elektromagnetik maka molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik yang energi nya sesuai. (Gandjar, 2007 ).
II.3.4. Analisa Kuantitatif Spektrofotometer Visible ( Sinar tampak )
Dalam analisa kuantitatif, suatu berkas radiasi di kenakan pada cuplikan (larutan sampel ) dan intensitas sinar radiasi yang di teruskan akan di ukur besarnya. Radiasi yang di serap oleh cuplikan di tentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang di teruskan dengan intensitas sinar yang di serap. ( Gandjar, 2007 ).
Untuk menentukan besi sering di gunakan 1,10 phenantroline dalam bentuk kompleks dan besi ferro. Absorbansi dari jingga merah yang terbentuk adalah pada panjang gelombang 510 nm. ( Ingle, 1988 )
