BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Umum Tentang Air
Air merupakan elemen yang paling melimpah di atas bumi, yang meliputi 70 % permukaannya dan berjumlah kira-kira 1,4 ribu juta kilometer kubik. Apabila dituang merata diseluruh permukaan bumi akan terbentuk lapisan dengan kedalaman rata-rata 3 kilometer. Namun hanya sebagian kecil saja dari jumlah ini yang benar-benar dimanfaatkan, yaitu kira-kira hanya 0,003 %. Sebagian besar air, kira-kira 97 %, ada dalam samudera atau laut, dan kadar garamnya terlalu tinggi. Sedangkan dari 3 % sisanya yang ada, hampir semuanya, kira-kira 87 persennya, tersimpan dalam lapisan kutub atau sangat dalam dibawah tanah (Middleton 2008). Dalam satu tahun, rata-rata jumlah tersebut tersisa lebih dari 40.000 kilometer kubik air segar yang dapat diperoleh dari sungai-sungai di dunia. Bandingkan dengan jumlah penyedotan yang kini hanya ada sedikit diatas 3.000 kilometer kubik tiap tahun. Ketersediaan ini(sepadan dengan lebih dari 7.000 meter kubik untuk setiap orang), sepintas kelihatannya cukup untuk menjamin persediaan yang cukup bagi setiap penduduk, tetapi kenyataannya air tersebut seringkali tersedia di tempat-tempat yang tidak tepat. (Sanim,B.,2011)
sebagai sumber penyakit dengan air yang sangat diperlukan. (Totok,S dan Suciastuti,E.,1987)
Masalah terbesar mengenai persediaan air bukan hanya dari sisi masalah kelangkaan air semata, melainkan dari kekeliruan menentukan kebijakan tentang air. Meskipun penambahan investasi dalam sektor ini diperlukan, penambahan itu perlu disertai dengan perubahan kebijakan. Prioritas utama haruslah pada cara pemanfaatan sumberdaya air secara bijak. (Sanim,B.,2011)
Secara umum sumber-sumber air berasal dari: air laut, air atmosfer/air meteriologik, air permukaan dan air tanah.
1.Air laut
Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam (NaCl). Kadar garam (NaCl) dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini; maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum.
2.Air Atmosfer, Air Meteriologik
Dalam keadaan murni,sangat bersih, karena adanya pengotoran udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada penampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih banyak mengandung kotoran.
3.Air Permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir dipermukaan bumi. pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya.
Beberapa pengotoran ini, masing-masing permukaan akan berbeda-beda tergantung pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotornya antara lain yaitu, pengotor fisik,kimia dan bakteriologi. Air permukaan ini ada dua macam yaitu air sungai dan air rawa.
4.Air Tanah
Air tanah secara umum dibagi menjadi tiga yaitu air tanah dangkal, air tanah dalam dan mata air.
a.Air Tanah Dangkal
Terjadi karena adanya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah disini berfungsi sebagai saringan. Disamping penyaringan, pengotoran juga masih berlangsung terutama pada muka air yang terdapat dengan permukaan tanah, setelah menemui lapisan rapat ini, air terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
Terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam ini, tidak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman tertentu akan didapat suatu lapisan air. Jika tekanan air tanah ini lebih besar, maka air ini akan dapat menyembur keluar dan dalam keadaan ini disebut artesis. Jika air tidak dapat keluar dengan sendirinya, maka digunakanlah pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
c.Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak berpengaruh oleh musim dan kualitas ataupun kuantitas sama dengan keadaan air dalam, contoh; air sumur. (Totok,S dan Suciastuti,E.,1987)
2.2.Standar Kualitas Air
Pemerintah telah menetapkan standar kualitas air yang berbeda-beda bergantung pada penggunaannya. Standar kualitas air untuk air minum berbeda dengan standar kualitas air untuk keperluan mandi, mencuci, pertanian, perikanan dan peternakan.
Dalam Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.20 Tahun 1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, air menurut peruntukannya digolongkan menjadi empat golongan yakni A,B,C dan D.
Golongan B, air dapat digunakan sebagai air baku air minum.
Golongan C, air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.
Golongan D, air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air.
Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No.82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi empat kelas, yakni kelas satu, dua, tiga dan empat. Kelas satu, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum,
dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas dua, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana
rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas tiga, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan
air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas empat, air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yan g mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air. Berdasarkan peraturan tersebut, dikenal istilah air minum, air bersih, air kolam renang dan air pemandian umum.
Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Air kolam renang adalah air di dalam kolam renang yang digunakan untuk olahraga renang dan kualitasnya memenuhi syarat-syarat kesehatan. Air pemandian umum adalah air yang digunakan pada tempat pemandian umum tidak termasuk pemandian untuk pengobatan tradisional dan kolam renang yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan.
Persyaratan kualitas air meliputi persyaratan mikrobiologi, fisika dan kimia. Air dengan kualitas baik harus memenuhi persyaratan parameter fisika, kimia dan mikrobiologi. (Rahayu,I.,2007)
2.3. Sifat-Sifat Mutu Air
Air murni adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa,warna dan bau yang terdiri dari dua atom hydrogen dan satu atom oksigen (H2O). Karena air bersifat universal, maka yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat-tingkat tertentu ada zat yang terlarut didalamnya. Disamping itu akibat daur hidrologi air juga mengandung berbagai zat lainnya termasuk gas, zat-zat ini sering disebut pencemar yang terdapat didalam air.
2.3.1.Sifat-sifat Fisik dari Air
Sifat-sifat fisik dari air murni adalah terdiri dari ; padatan total terlarut (PTT), kekeruhan, rasa dan bau, warna dan suhu.
a. Padatan Total Terlarut (PTT) dikenal juga sebagai total dissolved solute (TDS) menyatakan jumlah total zat anorganik dan organik didalam air. Dasar pengukuran TDS adalah konduktivitas larutan atau daya hantar larutan. Konduktivitas atau daya hantar merupakan ukuran kemampuan larutan mengalirkan arus listrik, menunjukkan banyaknya ion terlarut atau garam terlarut. Tentu saja pencemar organic yang relatif kurang mengion, tidak dapat dipantau dengan baik. Senyawa anorganikpun berlainan sumbangannya pada daya hantar, bergantung pada faktor derajat ionisasi, muatan ionnya, serta mobilitasnya. Daya hantar juga bersesuaian dengan suhu, biasanya yaitu 250C. Pengukuran TDS dapat menggunakan TDS scan. (Rahayu,I.,2007)
b.Suhu air merupakan hal yang yang penting dalam kaitannya dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk menghilangkan bahan-bahan pencemar serta pengangkutannya. Suhu air tergantung pada sumbernya. Suhu normal air di alam (tropis) sekitar 200C sampai 300C. Untuk system air bersih, suhu ideal berkisar antara 50C sampai 10 0C. (Suripin.,2004). Suhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas terutama agar tidak terjadi pelarutan zat kimia yang ada pada saluran/pipa, mikroorganisme patogen tidak mudah berkembang biak dan bila diminum air dapat menghilangkan dahaga. (Slamet,J,S.,2013) c.Kekeruhan, air murni biasanya tidak keruh (bersifat jernih). Kekeruhan
kotoran-kotoran lainnya yang yang terikut di dalam air (Franzini,J,B.,1979). Kekeruhan air disebabkan oleh zat padat yang tersuspensi, baik yang bersifat anorganik maupun yang organik. Zat anorganik, biasanya berasalkan lapukan batuan dan logam, sedangkan yang organik dapat berasal dari lapukan tanaman atau hewan. Buangan industri dapat juga merupakan sumber kekeruhan. Zat organik dapat menjadi makanan bakteri, sehingga mendukung perkembang biakannya. Bakteri ini juga merupakan zat organik tersuspensi sehingga pertambahannya akan menambah pula kekeruhan air. Demikiaan pula dengan alga yang berkembang biak karena adanya zat hara seperti N,P,K akan menambah kekeruhan air. Air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba terlindung oleh zat tersuspensi tersebut. Hal ini berbahaya bagi kesehatan, bila mikroba itu patogen. (Slamet,J,S.,2013) d.Air minum sebaiknya tidak berwarna untuk alasan estetis dan untuk
Seringkali zat-zat yang beracun justru terdapat di dalam bahan buangan industri yang tidak mengakibatkan perubahan warna pada air sehingga air tetap tampak jernih. (Wardhana,W,A.,2004)
e.Rasa dan bau, air murni biasanya tidak berasa dan tidak berbau. Rasa dan bau pada air biasanya disebabkan oleh adanya bahan organik yang membusuk atau bahan kimia yang mudah menguap (Franzini,J,B.,1979). Apabila air mempunyai rasa (kecuali air laut) maka hal itu berarti telah terjadi pelarutan sejenis garam-garam yang terlarut. Bila hal ini terjadi maka berarti juga telah ada pelarutan ion-ion logam yang dapat mengubah konsentrasi ion Hidrogen dalam air. Adanya rasa pada air pada umumnya diikuti pula dengan perubahan pH air (Wardhana,W,A.,2004). Bau dan rasa yang timbul dalam air karena kehadiran mikroorganisme, bahan mineral, gas terlarut dan bahan-bahan organik. Polusi dapat menimbulkan bau dan rasa yang tidak di kehendaki. Untuk menghilangkan bau dan rasa yang tidak di kehendaki dapat dilakukan dengan aerasi, pemakaian potassium permanganate, pemakaian karbon aktif, koagulasi, sedimentasi dan filtrasi. (Suripin.,2004)
2.3.2.Sifat-sifat kimia
Sifat-sifat kimia dari air meliputi antara lain:
pH>7 bersifat basa dan air dengan pH<7 bersifat asam. Air yang dapat diminum haruslah berada pada rentang nilai pH 6,5-8,5. Selain pH meter derajat keasaman dapat juga diuji dengan menggunakan indikator asam-basa. Indikator asam-basa ini dapat berupa larutan indikator, seperti fenolftalein(PP), brom thimol blue (BTB), kertas lakmus dan indikator universal. Berbeda dengan pH meter, indikator asam-basa tidak langsung menunjukkan nilai pH suatu larutan. Indikator asam-basa hanya menguji sifat asam atau sifat basa air secara kualitatif.
b).Kandungan logam, sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya kandungan logam didalam air tidak boleh melewati kadar yang telah ditetapkan. Pada TDS scan informasi yang diperoleh hanyalah total garam yang terlarut (garam terdiri atas ion logam dan ion nonlogam) jadi jenis logam yang terlarut dan kadarnya tidak dapat ditentukan. Padahal, kadar setiap ion logam didalam air memiliki nilai ambang yang berbeda. Untuk menentukan jenis ion logam dan kadarnya di dalam air kita dapat menggunakan spektrofotometer. (Rahayu,I.,2007)
c).Alkalinitas air adalah pengukuran kapasitasnya untuk menetralisir asam-asam. Pada air alamiah, alkalinitas dikaitkan dengan konsentrasi bikarbonat, karbonat dan hidrokarbonat dalam milligram per liter. Keasaman dinyatakan dalam jumlah kalsium karbonat yang dibutuhkan untuk menetralisir air tersebut.
tetapi air tanah mengandung jumlah dioksida dan merupakan hal yang penting, karena mempengaruhi pH air, menimbulkan karat bagi kebanyakan sistem pipa dan mempengaruhi kebutuhan dosis bila dipergunakan pengolahan kimiawi. (Franzini,J,B.,1979)
2.3.3.Sifat-sifat Biologi
Hal ini berhubungan dengan mikroorganisme/bakteri yang terdapat di dalam air. Dari sudut kontrol terhadap penyakit ada dua golongan besar mikroorganisme yaitu:
a).Mikroorganisme patogen, yang dapat menyebabkan penyakit, yang merupakan pusat perhatian pada masalah kualitas air.(Franzini,J,B.,1979)
Menurut (Rahayu,I.,2007),Salah satu jenis bakteri patogen adalah bakteri Escherichia coli. Bakteri ini berbentuk batangan pendek dan berasal dari
adalah melalui kontaminasi feses penderita pada sumber air. Apabila air tersebut diminum orang sehat, orang tersebut dapat tertular tifus. Vibrio cholera dapat menyebabkan penyakit kolera dengan gejala sakit perut disertai sering buang air dan muntah-muntah. Air yang tampak jernih pun dapat mengandung bakteri Vibrio cholera, bahkan bakteri ini dapat hidup di air laut yang asin.
Helicobacter pylori adalah jenis bakteri lain yang mungkin terdapat di dalam air
kotor dan penyebab utama radang usus buntu pada manusia. Helicobacter pylori hidup dan berkembang biak pada usus manusia yang terinfeksi. Oleh karena itu, sebelum kita minum pastikan air tersebut telah dimasak terlebih dahulu. Air yang telah dimasak akan bebas bakteri, karena sebagian besar bakteri tidak dapat hidup pada suhu tinggi. Dengan demikian, ketika memasak air kita telah membunuh bakteri patogen yang ada di dalam air tersebut.
b)..Mikroorganisme non patogen, adalah mikroorganisme yang tidak menimbulkan penyakit. Mikroorganisme ini biasanya digunakan dalam fermentasi makanan dan minuman. (Franzini,J,B.,1979)
2.4.Besi (Fe) dan Mangan (Mn)
2.4.1. Besi (Fe)
Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersifat;
1. Terlarut sebagai Fe2+ (ferro) atau Fe3+ (ferri)
2. Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 µm) atau lebih besar, seperti Fe2O3, FeO, FeOOH, Fe(OH)3 dan sebagainya
3. Tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik (seperti tanah liat).
Pada air permukaan jarang ditemukan kadar Fe lebih besar dari 1 mg/L, tetapi didalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi Fe yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain dan perkakas dapur. (Alaerts,G.,1984)
Fe2+ , Fe3+ telarut dan Fe3+ dalam bentuk senyawa organis berupa koloidal. (Alaerts,G.,1984)
Bagi pihak riset, Fe2+, Fe3+, dan besi yang dapat atau yang tidak dapat disaring sebaiknya dibedakan , tetapi pada umumnya satu analisa global sudah cukup. (Alaerts,G.,1984)
2.4.2.Dampak Besi (Fe)
Besi atau ferum adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat di bentuk. Di alam didapat sebagai hematit. Di dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi dan kekeruhan. Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan hemoglobin. Banyakanya Fe di dalam tubuh dikendalikan pada fase absorpsi. Tubuh manusia tidak dapat mengekskresikan Fe. Karenanya mereka yang sering mendapat transfusi darah, warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi Fe.
Sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh, tetapi dalm dosis besar dapat merusak dinding usus. Kematian seringkali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Debu Fe juga dapat diakumulasi di dalam alveoli, dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru. (Slamet,J,S.,2013)
2.4.3.Mangan (Mn)
menimbulkan rasa dan bau, serta dapat menyebabkan pertumbuhan bakteri mangan pada air distribusi. Bakteri ini, mereduksi mangan sehingga energi berkurang, sehingga terbentuk endapan, menyebabkan kerusakan pada pipa. Akumulasi dari bakteri ini akan menyebabkan kerusakan, dan menimbulkan bau dan rasa pada air. (Crawford,H,B.,1940)
2.4.4.Dampak Mangan (Mn)
Mangan adalah metal kelabu-kemerahan. Keracunan seringkali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf: insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask). Bila pemaparan berlanjut maka, bicaranya melambat dan monoton, terjadi hyperrefleksi, clonus pada patella dan tumit dan berjalan seperti penderita parkinsonism. Keracunan Mn ini adalah salah satu contoh, dimana kasus keracunan tidak menimbulkan gejala muntah berak, sebagaimana orang awam meperkirakannya. Di dalam penyediaan air, seperti halnya Fe, mangan (Mn) juga menimbulkan masalah warna, hanya warnanya ungu/hitam. (Slamet,J,S.,2013)
2.4.5. Spektrofotometri
spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan spektrofotometer dibandingkan fotometer adalah panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating ataupun celah optis. Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Pada fotometer filter, tidak mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis, melainkan suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm. Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari spektrum tampak yang kontinu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. (Khopkar,S.M.,2008)
2. Monokromator. Digunakan untuk memperoleh sumber, sinar yang
monokromatis. Alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratingnya yang dirotasikan untuk mendapatkan yang diinginkan. Ada dua tipe prisma yaitu susunan Cornu dan Littrow. Secara umum tipe Cornu menggunakan sudut 600, sedangkan tipe Littrow menggunakan prisma dimana pada sisinya tegak lurus dengan arah sinar yang berlapis aluminium serta mempunyai sudut optik 300.
3. Sel Absorpsi. Pada pengukuran didaerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 10 mm, tetapi yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat digunakan, sel yang biasa digunakan berbentuk persegi, tetapi bentuk silinder dapat juga digunakan. Kita harus menggunakan kuvet yang bertutup untuk pelarut organik. Sel yang baik adalah kuarsa atau gelas hasil leburan serta seragam keseluruhannya.
4. Detektor. Peranan detektor penerima adalah memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. (Khopkar,S.M.,2008)
2.4.6.Cara Kerja Spektrofotometer
nm (650 nm-1100 nm) agar daerah yang diperlukan dapat terliputi. Dengan ruang fotosel dalam keadaan tertutup “nol” galvanometer dengan menggunakan
