BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Dalam menjalankan fungsi kehidupan sehari-hari manusia amat tergantung
pada air. Karena air dipergunakan untuk mencuci, membersihkan, mandi dan lain
sebagainya(Azwar,1996).
Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan bagian
penting dalam proses metabolisme. Dari sudut pandang biologi, air memiliki
sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Semua makhluk hidup memiliki
ketergantungan terhadap air. Masalahnya, saat ini kualitas air minum di kota-kota
besar di Indonesia masih memprihatinkan. Kepadatan penduduk, tata ruang yang
salah dan tingginya eksploitasi sumber daya air sangat berpengaruh pada kualitas
air.Selain itu, kelangkaan air bersih juga sudah terjadi di Indonesia. Maka
pengolahan air, mutlak diperlukan agar air yang kita gunakan dalam kehidupan
kita tidak menyebabkan penyakit serta tidak berdampak negatif bagi tubuh kita
(Kusmayadi, 2008).
Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi kehidupan. Dengan demikian
semakin naik jumlah penduduk serta laju pertumbuhannya semakin naik pula laju
pemanfaatan sumber-sumber air. Pencemaran air juga bertambah cepat sesuai
dengan cepatnya pertumbuhan (Slamet,1994).
Bagi manusia, air minum adalah salah satu kebutuhan utama.Seperti telah
mandi, cuci, kakus, produksi pangan, papan dan sandang. Mengingat bahwa
berbagai penyakit dapat dibawa oleh air kepada manusia pada saat manusia
memanfaatkannya, maka tujuan utama penyediaan air minum/bersih bagi
masyarakat adalah mencegah penyakit bawaan air (Slamet, 1994).
Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, berasa dan
berbau.Air minum pun seharusnya tidak mengandung kuman patogen yang
membahayakan kesehatan manusia. Tidak mengandung zat kimia yang mengubah
fungsi tubuh dan dapat merugikan secara ekonomis. Pada hakekatnya, tujuan ini
dibuat untuk mencegah terjadinya penyakit yang disebabkan oleh air. Atas dasar
pemikiran tersebut dibuat standar air minum yaitu suatu peraturan yang memberi
petunjuk tentang konsentrasi berbagai parameter yang sebaiknya diperbolehkan
ada di dalam air minum (Slamet, 1994).
2.1.1 Sumber Air
Secara umum air yang terdapat di alam, yang dapat dikonsumsi oleh
manusia bersumber dari:
1. Air Laut
Air laut memiliki rasa asin karena mengandung garam murni (NaCl). Kadar
garam NaCl dalam air laut 3% dari jumlah total keseluruhan air laut. Dengan
keadaan ini, maka air laut tidak dapat digunakan secara langsung (Alamsyah,
2007).
2. Air hujan (air atmosfir/air materiologik)
Ditinjau dari segi kesehatan, air hujan sudah dapat dipercaya, sudah memenuhi
rumah sehingga air tersebut terkumpul dalam bak, kemurniannya tidak terjamin
karena air tersebut telah terkontaminasi dengan debu-debu dan unsur-unsur
lainnya, sehingga 12 hari kemudian air tersebut sudah terdapat mikroorganisme.
Biasanya sebelum jatuh ke permukaan bumi akan mengalami pencemaran
sehingga tidak memenuhi syarat apabila langsung diminum.
3. Air permukaan (sungai dan rawa/danau)
Air permukaan adalah semua air yang terdapat di permukaan tanah, antara lain
sumur, sungai, rawa dan danau. Air permukaan berasal dari air hujan yang
meresap dan membentuk mata air di gunung atau hutan, kemudian mengalir di
permukaan bumi dan membentuk sungai atau mengumpal di tempat cekung yang
membentuk danau ataupun rawa. Pada umumnya, air permukaan tampak kotor
dan berwarna (tidak bening). Hal itu akibat kotoran, pasir dan lumpur yang ikut
terbawa (hanyut) oleh aliran air. Air permukaan banyak digunakan untuk berbagai
kepentingan, antara lain untuk diminum, kebutuhan rumah tangga, irigasi,
pembangkit listrik, industri dan sebagainya. Agar dapat diminum air permukaan
harus diolah terlebih dahulu, meliputi pengolahan fisika, kimia dan biologi
(Alamsyah, 2007).
4. Air tanah (air tanah dangkal, air tanah dalam dan mata air)
Air dalam tanah terdiri dari air sumur dangkal dan air sumur dalam. Air sumur
dangkal dianggap belum memenuhi syarat untuk diminum karena mudah tercemar.
Sedangkan untuk air sumur dalam, jauh lebih murni dan pada umumnya dapat
langsung di minum, namun memerlukan pemeriksaan laboratorium untuk
2.1.2 Air Sungai
Air sungai akan mengalir dari hulu (mata air) ke hilir (muara) karena
pengaruh kemiringan permukaan bumi. Secara fisik, air sungai terlihat berwarna
cokelatdengan tingkat kekeruhan yang tinggi karena bercampur dengan lumpur,
pelapukan kayu dan pencemarlainnya. Kualitas air sungaijuga dipengaruhi oleh
lingkungan disekitar aliran sungai. Secara umum, kualitas air sungai di daerah
hilir (muara) lebih rendah dibandingkan di daerah hulu (mata air). Hal ini terjadi
akibat limbah industri dan limbah rumah tangga yang dibuang langsung ke sungai
akan terkumpul di muara sungai. Akibatnya secara kualitas fisika, kimia, maupun
biologi, air di daerah muara sungai sangat rendah dan tidak layak di jadikan bahan
baku air minum (Sitepoe, 1997).
2.1.3 Penggolongan Air
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut.
1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.
3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan.
4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
di perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air.
Menurut definisi tersebut di atas bila suatu sumber air yang termasuk
dalam kategori golongan A, misalnya sebuah sumur penduduk kemudian
maka kategori sumur tadi bukan golongan A lagi, tapi sudah turun menjadi
golongan B karena air sudah tidak dapat digunakan langsung sebagai air minum
tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu. Dengan demikian air sumur tersebut
menjadi kurang/tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya (Achmad,
2004).
2.1.4 Pengolahan Air di PDAM Tirtanadi Sunggal
Proses pengolahan air baku menjadi air bersih di IPA Sunggal memerlukan
unit-unit pengolahan. Unit-unit serta proses pengolahan air yang terdapat di IPA
Sunggal adalah sebagai berikut:
1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Belawan yang berhulu di
Kecamatan Pancur Batu dan melintasi Kecamatan Sunggal. Untuk menampung air
tersebut dibuatlah bendungan dengan panjang 25 m (sesuai dengan lebar sungai)
dan tinggi ± 4 m. Pada sisi kanan bendungan, dibuat sekat (channel) berupa
saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian
air masuk ke intake. Bendungan dibuat dengan sistem melintang.
2. Intake
Intake berfungsi untuk pengambilan/penyadap air baku. Bangunan ini merupakan
saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan kasar) yang
berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran besar (>10 cm)
dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk mencegah masuknya
kotoran–kotoran maupun sampah berukuran kecil yang terbawa arus sungai (>5
dan penggerak elektromotor. Pemeriksaan maupun pembersihan saringan
dilakukan secara periodik dan manual untuk menjaga kestabilan air masuk.
3. Raw Water Tank (RWT)
Raw Water Tank atau bak air baku merupakan bangunan yang dibangun setelah
intake yang terdiri dari dua unit (empat sel). Setiap unit berdimensi 50 m x 25 m,
tinggi 5 m yang dilengkapi dengan dua buah inlet gate, dua buah outlet gate,
sluice gate dan pintu bilas dua buah. Raw water tank berfungsi sebagai tempat
pengendapan partikel-partikel kasar dan lumpur yang terbawa dari sungai dengan
sistem sedimentasi (pengendapan alamiah). Di IPA Sunggal volume air baku pada
dua RWT memiliki ± 14.000 m3. Waktu pengendapan (detention time) untuk air
baku yang akan diolah di RWT IPA Sunggal kurang dari 15 menit agar
menghasilkan air baku dengan turbidity (kekeruhan) rendah. Tiap sel dalam raw
water tank dibersihkan sekali dalam empat bulan, dan dilakukan secara bergilir
setiap bulannya. Hal ini dilakukan agar proses pengolahan air terus berjalan,
karena pada saat melakukan pembersihan, sel Raw Water Tank ditutup, sehingga
air baku dari intake tidak dapat masuk. Pembersihan sel Raw Water Tank
dilakukan pada malam hari secara manual dengan menggunakan nozle dan
dibuang ke lagoon.
Di Raw Water Tank ini terjadi penginjeksian klorin yang disebut
prechlorination. Prechlorination berfungsi mengoksidasi zat-zat organik,
anorganik dan mengendalikan pertumbuhan lumut (alga) dan membunuh spora
4. Raw Water Pump(RWP)
Raw Water Pump atau pompa air baku berfungsi untuk memompakan air dari
RWT ke clearator. RWP ini terdiri dari 16 unit pompa air baku. Kapasitas setiap
pompa adalah 110 l/detik dengan rata-rata 18 m, memakai motor AC nominal 75
KW.
5. Clearator(Clarifier)
Bangunan clearator terdiri dari lima unit dengan kapasitas masing-masing 400
l/detik. Clearator berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang bersifat
sedimen dengan air bersih sebagai effluent. Hasil clearator dilengkapi dengan
agitator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan
flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara
otomatis.
6. Filter
Filter merupakan tempat berlangsungnya proses filtrasi, yaitu proses penyaringan
flok-flok sangat kecil dan sangat ringan yang tidak tertahan (lolos) dari clearator.
Filter yang dipakai di IPA Sunggal adalah sistem penyaringan permukaan
(surface filter). Filter tersebut berjumlah 32 unit yang prosesnya berlangsung
secara paralel, menggunakan jenis saringan cepat (rapid sand filter) berupa pasir
silika dengan menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW. Filter ini
berfungsi menyaring turbidity melalui pelekatan pada media filter.
7. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi 50 m x 40 m x 4
media filter. IPA Sunggal mempunyai dua buah reservoir (R1 dan R2) dengan
kapasitas total 12.000 meter3. Reservoir berfungsi untuk menampung air bersih
yang telah disaring melalui filter dan juga berfungsi sebagaitempat penyaluran air
ke pelanggan. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi klor (post
chlorination) yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen dan
penambahan larutan kapur jenuh untuk menetralisasi pH air karena dengan adanya
kandungan alum dalam air akan membuat pH air bersifat asam. Kapur disalurkan
dari saturator.Saturator adalah sebuah tabung besar yang merupakan terminal
larutan kapur untuk diinjeksikan ke air hasil olahan. Di PDAM Tirtanadi terdapat
dua saturator yang dialirkan ke masing-masing reservoir 1 dan reservoir 2.
8. Finish Water Pump (FWP)
Finish Water Pump (FWP) IPA Sunggal berjumlah 14 unit yang berfungsi untuk
mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir
distribusi cabang-cabang melalui pipa-pipa transmisi yang dibagi menjadi lima
jalur dengan kapasitas 150 liter/detik. Air hasil olahan tersebut dapat
didistribusikan bila air memenuhi syarat kualitas air. Untuk memastikan kualitas
air, perlu dilakukan pengendalian mutu. Pengendalian mutu mutlak diperlukan
agar kualitas air bersih dapat dijamin sesuai dengan Keputusan Menteri Kesehatan
Republik Indonesia No. 492/ MENKES/ PER/ IV/ 2010 yang meliputi aspek
9. Lagoon
Air buangan (limbah cair) dari masing-masing unit pengolahan dialirkan ke
lagoon untuk didaur ulang. Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman
dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan.
2.1.5 Standar Baku Air Minum
Standar mutu air minum untuk kebutuhan rumah tangga berdasarkan
Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 907/ MENKES/ SK/ VII/ 2002
tentang persyaratan kualitas air minum. Standar baku air minum tersebut
disesuaikan dengan standar internasional yang dikeluarkan oleh WHO
(Kusnaedi,2010).
Kualitas air yang memenuhi persyaratan secara fisik, kimia dan
mikrobiologi menurut Kusnaedi (2010) antara lain:
1.Persyaratan Fisik
a. Tidak berwarna
Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti
mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.
b. Temperatur normal
Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara
(20-260C). Air yang sangat mencolok mempunyai temperatur di atas atau di
bawah temperatur udara berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol
c. Rasanya tawar
Air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit atau asin
menunjukkan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan
oleh adanya garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam
diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.
d. Tidak berbau
Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari
dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang
mengalami dekomposisi (penguraian) oleh mikroorganisme air.
e. Jernih atau tidak keruh
Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari bahan
tanah liat. Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh.
f. Tidak mengandung zat padatan
Air minum yang baik tidak boleh mengandung zat padatan. Walaupun
jernih, air yang mengandung zat padatan yang terapung tidak baik
digunakan sebagai air minum. Apabila air di didihkan, zat padat tersebut
dapat larut sehingga menurunkan kualitas air.
2. Persyaratan Kimia
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang
melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain : pH, zat organik,
kesadahan, besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), klorida (Cl), nitrit
3. Persyaratan mikrobiologi
a. Tidak mengandung bakteri patogen, misalnya bakteri golongan E.coli,
Salmonella thipy, Vibrio clotera, kuman-kuman ini mudah tersebar oleh air.
b. Tidak mengandung bakteri non patogen, seperti actinomycetes,
phytoplankton, coliform, dadocera.
2.2 Kandungan Bahan Kimia 2.2.1 Mangan
Mangan adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada
hampir setiap tempat dibumi. Dalam hubungannya dengan kualitas air yang sering
dijumpai adalah mangan berbentuk ion dengan valensi (Mn2+), (Mn4+) dan (Mn6+).
Didalam sistem pengelolahan air, senyawa mangan dapat berubah-ubah
tergantung derajat keasaman (pH) air. Apabila teroksidasi oleh udara atau
oksidator lain, mangan berbentuk (Mn4+). Perubahan ini tergantung pada pH,
alkaliniti, adanya zat organik.
Mangan bereaksi dengan air dan larut dalam larutan asam. Mangan banyak
digunakan pada berbagai alloy. Mangan digunakan sebagai bahan campuran
logam karena mangan bisa menghasilkan logam sehingga mudah dibentuk,
meningkatkan kualitas kekuatan logam, kekerasan dan ketahanan. Sekitar 90%
mangan dunia digunakan dengan tujuan metalurgi, yaitu untuk produksi besi-baja,
sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi antara lain digunakan
untuk membuat baterai kering, keramik dan gelas, serta bahan kimia (Widowati,
2.2.2 Penetapan Kadar Mangan Secara Kolorimetri
Cara pengujian kadar mangan dalam air dengan menggunakan alat
colorimetri DR/890. Mangan ditambahkan dengan 1 bungkus ascorbic acid lalu
ditambahkan dengan 15 tetes natrium sianida. Setelah itu, ditambahkan ke dalam
larutan sampel tersebut 21 tetes PAN Indicator Solution 0,1%. Mangan dalam
sampel air reservoir bereaksi dengan PAN Indicator 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).
2.2.3 Kolorimetri
Kolorimetri adalah suatu teknik pengukuran yang berdasarkan
diabsorbsinya cahaya oleh zat berwarna baik warna yang berasal dari zat itu
sendiri maupun warna yang terbentuk akibat reaksi dengan zat lain (Khopkar,
2007).
Kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni:
1. Kolorimetri visual
Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya
digunakan sebagai sumber cahaya. Penetapannya biasa dilakukan dengan suatu
instrumen sederhana yang disebut kolorimeter pembanding (comparator) warna,
2. Kolorimetri fotolistrik
Sel fotolistrik digunakan untuk mengukur intensitas cahaya. Pada alat ini cahaya
yang digunakan dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relatif sempit
dengan melewatkan cahaya putih melalui filter-filter dalam bentuk lempengan
berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin dan sebagainya. Keuntungan utama
metode kolorimetri adalah bahwa metode ini memberikan cara sederhana untuk
menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil (Khopar,2007).
Pemilihan prosedur kolormetri untuk penetapan zat akan bergantung pada
pertimbangan sebagai berikut :
a. Metode kolorimetri seringkali memberikan hasil yang lebih tepat pada
konsentrasi rendah dibandingkan prosedur titrimetri ataupun gravimetri
padanannya. Selain itu prosedur kolorimetri lebih sederhana dilakukan dari pada
prosedur titrimetri ataupun gravimetri.
b. Suatu metode kolorimetri seringkali dapat diterapkan pada kondisi-kondisi
dimana tidak terdapat prosedur gravimetri ataupun titrimetri yang memuaskan,
misalnya untuk zat-zat hayati tertentu.
c. Prosedur kolorimetri mempunyai keunggulan untuk penetapan rutin dari
beberapa komponen dalam sejumlah contoh yang serupa dan dapat dilakukan
dengan cepat.
Batas atas metode kolorimetri pada umumnya adalah penetapan konstituen
yang ada dalam kuantitas kurang dari 1 atau 2%. Kriteria untuk hasil analisis
kolorimetri yang memuaskan:
Reaksi warna yang dipilih hendaklah merupakan reaksi yang spesifik (hanya
menghasilkan warna untuk zat sehubungan saja).
2. Kestabilanwarna
Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil
(periode warna maksimum cukup panjang) untuk memungkinkan pengambilan
pembacaan yang tepat. Dalam hal ini pengaruh zat-zat lain dan kondisi
eksperimen (temperatur, pH) haruslah diketahui.
3. Kejernihan larutan
Larutan harus bebas dari endapan karena kekeruhan akan menghamburkan
maupun menyerap cahaya.
4. Kepekaan tinggi.
Diperlukan reaksi warna yang sangat peka bila kuantitas zat yang akan ditetapkan
