2.1 Pengertian Air
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan
makhluk hidup di bumi. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh
senyawa lain. Berdasarkan Permenkes RI No. 416/ MENKES/PER/IX/1990
tentang syarat-syarat pengawasan kualitas air, pengertian air minum dan air bersih
adalah sebagai berikut:
“Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat dan dapat
diminum langsung. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan
sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila
telah dimasak.”
2.2 Siklus Hidrologi
Siklus hidrologi merupakan suatu fenomena alam. Hidrologi sendiri
merupakan suatu ilmu yang mempelajari siklus air pada semua tahapan yang
dilaluinya, mulai dari proses evaporasi, kondensasi uap air, presipitas, penyebaran
air di permukaan bumi, penyerapan air ke dalam tanah, sampai berlangsungya
proses daur ulang (Chandra, 2006).
Menurut Surawiria tahun 1985, 40 juta mil-kubik air yang berada di
permukaan dan di dalam tanah tidak lebih dari 0,5% (0,2 juta mil kubik) yang
sumber air terdiri dari air laut, 2,5% merupakan bentuk salju abadi dan dalam
keadaan cair dapat digunakan.
Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran
yang dinamakan siklus hidrologi. Menurut Chandra tahun 2006, secara umum,
pergerakan air di alam terdiri dari berbagai peristiwa, yaitu :
1. Penguapan air (Evaporasi)
2. Pembentukan awan (Kondensasi)
3. Peristiwa jatuhnya air ke bumi/hujan (Presipitasi)
4. Aliran air pada permukaan bumi dan di dalam tanah
Penjelasan lebih lanjut, dapat diterangkan sebagai berikut air menguap
akibat panasnya matahari. Penguapan ini terjadi pada air permukaan, air yang
berada di lapisan tanah bagian atas (evaporasi), air yang berada di dalam
tumbuhan (transpirasi), hewan dan manusia (transpirasi, respirasi). Uap air ini
memasuki atmosfir. Di dalam atmosfir uap ini akan menjadi awan dan dalam
kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan berubah bentuk menjadi
tetesan-tetesan air dan jatuh kembali ke permukaan bumi sebagai hujan. Air hujan ini ada
yang mengalir langsung masuk ke dalam permukaan (runoff), ada yang meresap
ke dalam tanah (perkolasi) dan menjadi air tanah, baik yang dangkal maupun
yang dalam dan ada juga yang diserap oleh tumbuhan. Air tanah akan timbul ke
permukaan sebagai mata air dan menjadi air permukaan. Air permukaan, air tanah
dangkal dan air yang berada dalam tubuh akan menguap kembali menjadi awan,
Gambar 2.1 Siklus Hidrologi (Soemarto, 1987)
Air mempunyai karakteristik sebagai pelarut yang universal karena
molaritasnya yang tinggi sehingga mengakibatkan hampir semua senyawa dapat
larut dalam air baik dalam bentuk terlarut, tersuspensi, koloid maupun yang
mudah diendapkan (Soemirat, J., 1994). Menurut Mulia tahun 2005, siklus
hidrologi merupakan aspek penting untuk menyuplai daerah daratan dengan air.
Siklus hidrologi merupakan salah satu proses alami untuk membersihkan air dari
2.3 Sumber Air
Menurut Peraturan Pemerintah PP Nomor 82 tahun 2001 sumber air adalah
wadah air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, termasuk dalam
pengertian ini akuifer, mata air, sungai, rawa, danau, situ, waduk dan muara.
Menurut Sutrisno tahun 2004, sumber air di alam terdiri atas air laut, air atmosfir
(air metereologik), air permukaan, dan air tanah.
2.3.1 Air Laut
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 (Sutrisno, 2004).
2.3.2 Air Atmosfir
Air atmosfir atau air hujan merupakan sumber utama air bumi. Meskipun
pada saat presipitasi merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung
mengalami pencemaran ketika berada di atmosfir. Pencemaran yang berlangsung
di atmosfer itu dapat disebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme, dan gas,
misalnya karbon dioksida, nitrogen, dan amonia (Chandra, 2006).
Air angkasa (hujan) merupakan penyubliman uap air menjadi air murni
(H2O). Air murni ini sewaktu turun ke bumi melalui udara akan dapat melarutkan
benda-benda yang ada di udara, di antaranya gas (O2, CO2, N2, dan lain-lain),
Air hujan merupakan sumber ketersediaan air tanah baik secara langsung
maupun tidak langsung. Secara langsung air hujan terinfiltrasi ke dalam tanah,
sedangkan secara tidak langsung air hujan terkumpul pada aliran sungai atau
danau (Bouwer, 1978).
Menurut Sutrisno tahun 2004, sifat-sifat air angkasa adalah sebagai
berikut:
1. Bersifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak
reservoir sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi
(karatan).
2. Bersifat lunak/kurang mengandung larutan garam dan mineral
sehingga terasa kurang segar dan boros terhadap pemakaian sabun.
2.3.3 Air Permukaan
Menurut Peraturan Pemerintah RI Nomor 42 tahun 2008, air permukaan
adalah semua air yang terdapat pada permukaan tanah. Pada umumnya air
permukaan ini akan mengalami pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh
lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagai. Jenis
dan jumlah pengotoran ini untuk masing-masing air permukaan akan
berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotorannya
merupakan kotoran fisik, kimia dan mikrobiologi.
Menurut Effendi tahun 2003, perairan permukaan diklasifikasiakan
1. Badan air tergenang (standing waters atau lentik)
Perairan tergenang meliputi danau, kolam waduk (reservoir), rawa
(wetland), dan sebagainya. Perairan tergenang khusunya danau,
biasanya mengalami stratifikasi secara vertikal akibat perbedaan suhu
pada kolom air yang terjadi secara vertikal.
2. Badan air mengalir (flowing waters atau lotik)
Salah satu contoh perairan mengalir adalah sungai. Sungai dicirikan
oleh arus yang searah dan relatif kencang, dengan kecepatan berkisar
0,1-1,0 m/detik. Pada perairan sungai, biasanya terjadi percampuran
massa air secara menyeluruh dan tidak terbentuk stratifikasi vertikal
kolom air seperti pada perairan lentik.
Menurut Sutrisno tahun 2006, udara yang mengandung oksigen atau gas
O2 akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air
permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan,
O2 akan meresap ke dalam air permukaan. Panjangnya daerah perusakan ini
tergantung pada :
1. Sifat dan banyak pengotoran
a. Aliran sungai (cepat atau lambat)
b. Suhu/temperatur
2. Kadar Oksigen yang terlarut
Menurut Chandra tahun 2006, air permukaan merupakan salah satu sumber
1. Mutu atau kualitas baku
2. Jumlah atau kuantitasnya
3. Kontinuitasnya
Dibandingkan dengan sumber air lain, air permukaan merupakan sumber
air yang paling tercemar akibat kegiatan manusia, fauna, flora, dan zat-zat
lainnya. Sumber-sumber air permukaan antara lain, sungai, selokan, rawa, parit,
bendungan, danau, laut, dan air terjun. Air permukaan meliputi air sungai dan air
rawa/danau. Air permukaan tersebut dijelaskan sebagai berikut :
1. Air Sungai
Pada umumnya, air sungai mempunyai derajat pengotoran yang tinggi
sekali sehingga dibutuhkan tingkat pengolahan sebelum digunakan.
Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada
umumnya dapat mencukupi (Sutrisno, 2006).
2. Air Rawa / Danau
Adanya zat-zat organis yang telah membusuk membuat kebanyakan
air rawa berwarna misalnya asam humus yang larut dalam air yang
menyebabkan warna kuning. Dengan adanya pembusukan kadar zat
organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan
dalam keadaan kelarutan O2 kurang sekali. Apabila kandungan O2
kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan Mn ini akan larut.
Pada permukaan air akan tumbuh alga (lumut) dikarenakan adanya
sinar matahari dan O2. Jadi untuk pengambilan air, sebaiknya pada
Fe dan Mn tidak terbawa, demikian pula dengan lumut yang ada pada
permukaan rawa/telaga (Sutrisno, 2006).
2.3.4 Air Tanah
Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaaan
bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan ke dalam tanah dan
mengalami proses filtrasi secara alamiah. Air tanah memiliki beberapa kelebihan
dibanding sumber lain. Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit
dan tidak perlu mengalami proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah
juga cukup tersedia sepanjang tahun saat musim kemarau sekalipun. Sementara
itu, air tanah juga memiliki beberapa kerugian dan kelemahan dibanding sumber
air lainnya. Air tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi.
Konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral seperti magnesium, kalsium, dan
logam berat seperti besi yang menyebabkan kesadahan air. Selain itu, untuk
mengisap dan mengalirkan air ke atas permukaan, diperlukan pompa (Chandra,
2006).
Menurut Effendi tahun 2003, karakteristik perbedaan air tanah dan air
permukaan adalah pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal (residence
time). Daerah di bawah tanah yang terisi air disebut daerah saturasi (zona
saturation). Pada daerah saturasi, setiap pori tanah dan batuan terisi air yang
merupakan air tanah (groundwater). Batas atas daerah saturasi disebut water table
yang merupakan peralihan antara saturasi yang banyak mengandung air dan
daerah belum saturasi/jenuh (unsaturatedose zone) yang masih mampu menyerap
Permukaan Tanah Daerah Unsaturated
(tak jenuh)
Water table
Air tanah/Groundwater (Daerah saturasi) Lapisan tanah bagian bawah
Gambar 2.2 Penampang melintang tanah dan posisi air tanah (groundwater) di dalam tanah (modifikasi Miller, 1992)
2.3.4.1 Kedudukan air tanah
Menurut Sutrisno (2004), air tanah dapat dibedakan menjadi 3 yaitu:
1. Air Tanah Dangkal
Air tanah dangkal terdapat pada lapisan dengan kedalaman 15 meter. Air
tanah dangkal terjadi karena daya 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 (garam-garam yang
terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu
untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah di sini berfungsi sebagai
saringan. Disamping penyaringan, pengotoran juga masih terus berlangsung,
terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui lapisan
rapat air, air yang akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah
ini dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.
Air tanah dangkal diperoleh dari sumur dangkal. Jenis sumur ini banyak
kegiatan masak-cuci-kakus (MCK). Keadaan ini dapat menjadi sumber
pencemaran air sehingga persayaratan sanitasi yang ada perlu diperhatikan.
Hal-hal yang harus diketahui dalam pembuatan sumur dangkal ini adalah:
1. Sumur harus diberi tembok rapat air 3 meter dari muka tanah, agar
pengotoran oleh air permukaan dapat dihindarkan.
2. Sekeliling sumur harus diberi lantai rapat air selebar 1-1,5 m untuk
mencegah terjadinya pengotoran dari luar.
3. Pada lantai harus diberi saluran pembuangan air kotor, agar air kotor
dapat tersalurkan dan tidak mengotori sumur.
4. Pengambilan air sebaliknya dengan pipa kemudian air dipompa keluar.
5. Pada bibir sumur hendaknya diberi tembok pengaman setinggi 1 m.
Air tanah dangkal sebagai air minum bila ditinjau dari segi kualitas sedikit
kurang baik. Kuantitas kurang cukup dan tergantung pada musim.
2. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam atau air artesis adalah air yang berada pada kedalaman
100-300 meter. Air ini terdapat diantara dua lapisan kedap air. Lapisan diantara
dua lapisan kedap air tersebut disebut lapisan akuifer. Lapisan tersebut banyak
menampung air. Jika lapisan kedap air retak, secara alami air akan keluar ke
permukaan. Air yang memancar ke permukaan disebut mata air artesis.
Pengambilan air tanah dalam tak semudah pada air tanah dangkal. Jika tekanan air
ini disebut dengan sumur artesis. Jika air tidak keluar dengan sendirinya, maka
digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.
Pada umumnya, kualitas dari air tanah dalam lebih baik dari air dangkal
karena penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri. Susunan
unsur-unsur kimia tergantung pada lapisan tanah yang dilalui. Kualitas pada air tanah
secara umum mencukupi (tergantung pada lapisan keadaan tanah) dan sedikit
pengaruh oleh perubahan musim.
3. Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan
tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh
musim dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air tanah dalam. Mata air
biasanya mempunyai kualitas yang baik jika air itu berasal dari suatu akuifer dan
bukannya rembesan air sungai yang baru menempuh jarak pendek. Oleh sebab itu,
penting sekali untuk memelihara atau mempertahankan kualitas air yang baik ini
dengan cara melindungi mata air dan sekelilingnya dari kontaminasi kotoran
manusia dan binatang.
Berdasarkan keluarnya (munculnya permukaan tanah) terbagi atas
rembesan, dimana air keluar dari lereng-lereng dan umbul dimana air keluar ke
permukaan pada suatu dataran. Berdasarkan keluarnya mata air dapat dibedakan
atas :
b. Umbul, yaitu mata air dimana airnya keluar ke permukaan pada suatu
dataran.
2.3.4.2 Kualitas Fisik Air Tanah
Kualitas fisik air tanah akibat penyaringan secara alamiah akan tergantung
pada:
a. Porositas tanah, yaitu semakin besar porositas tanah semakin besar
kemampuan lapisan tanah untuk menyimpan air dan semakin besar
pori-pori tanah semakin mudah dilalui air tanah.
b. Permeabilitas tanah, semakin besar permeabilitas tanah semakin
mudah lapisan tanah itu dilalui air tanah, sehingga bahan-bahan kimia
yang terlarut ataupun tersuspensi dalam air tanah lolos melalui
pori-pori tanah.
c. Jenis batuan dalam tanah, karena batuan tersebut dapat mengandung
berbagai bahan kimia, diantaranya ada yang mudah larut dalam air.
Larutan zat kimia tersebut dalam air tanah dapat memengaruhi
kualitas air tanah. Misalnya lapisan tanah yang mengandung zat besi
yang berlebihan sehingga air tanah dapat berbau, berwarna dan berasa
(Sutrisno T, 2006).
2.3.4.3 Kualitas Kimia Air Tanah
Susunan unsur-unsur kimia air tanah tergantung pada lapisan-lapisan tanah
mengandung Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2. Jika melalui batuan granit maka air itu
lunak dan agresif karena mengandung gas CO2dan Mn(HCO)3(Sutrisno, 2006).
2.4 Pengertian Sumur
Sumur merupakan bentuk upaya manusia untuk mendapatkan air bersih
dengan cara menyadap air tanah melalui lubang yang digali vertikal dari
permukaan hingga mencapai lapisan air tanah/akuifer. Air sumur merupakan air
tanah yang disadap melalui lubang yang digali vertikal dari permukaan hingga
mencapai lapisan air tanah/akuifer (Kusnaedi, 2000).
Sumur resapan merupakan sumur atau lubang pada permukaan tanah yang
dibuat untuk menampung air hujan agar dapat meresap ke dalam tanah. Sumur
resapan merupakan kebalikan dari sumur air minum. Sumur resapan merupakan
lubang untuk memasukkan air ke dalam tanah sedangkan sumur air minum
berfungsi untuk menaikkan air tanah ke permukaan (Kusnaedi, 2000).
2.4.1 Pengertian Sumur Gali
Sumur gali adalah satu konstruksi sumur yang paling umum dan meluas
dipergunakan untuk mengambil air tanah bagi masyarakat kecil dan rumah-rumah
perorangan. Sumur gali biasanya mempunyai kedalaman 7-10 meter dari
permukaan tanah. Dari segi kesehatan, penggunaan sumur gali kurang baik bila
cara pembuatannya tidak benar-benar diperhatikan. Menurut Chandra tahun 2006,
1. Lokasi
Langkah pertama adalah menentukan tempat yang tepat untuk
membangun sumur. Sumur harus berjarak minimal 15 meter dan
terletak lebih tinggi dari sumber pencemaran seperti kakus, kandang
ternak, tempat sampah, dan sebagainya.
2. Dinding sumur
Dinding sumur harus dilapisi dengan batu yang disemen. Pelapisan
dinding tersebut paling tidak sedalam 6 meter dari permukaan tanah.
3. Dinding parapet
Dinding parapet merupakan dinding yang membatasi mulut sumur dan
harus dibuat setinggi 70-75 cm dari permukaan tanah. Dinding ini
merupakan satu kesatuan dengan dinding sumur.
4. Lantai kaki lima
Lantai kaki lima harus terbuat dari semen dan lebarnya lebih kurang 1
meter ke seluruh jurusan melingkar sumur dengan kemiringan sekitar
10 derajat ke arah tempat pembuangan air (drainase).
5. Drainase
Drainase atau saluran pembuangan air harus dibuat menyambung
dengan parit agar tidak terjadi genangan air di sekitar sumur.
6. Tutup sumur
Sumur sebaiknya ditutup dengan penutup terbuat dari batu terutama
pada sumur umum. Tutup semacam itu dapat mencegah kontaminasi
7. Pompa tangan/listrik
Sumur harus dilengkapi dengan pompa tangan/listrik. Pemakaian
timba dapat memperbesar kemungkinan terjadinya kontaminasi.
8. Tanggung jawab pemakai
Sumur harus dijaga kebersihannya bersama-sama oleh masyarakat
karena kontaminasi dapat terjadi setiap saat.
9. Kualitas
Kualitas air perlu dijaga melalui pelaksanaan pemeriksaan fisik,
kimia, maupun pemeriksaan bakteriologis secara teratur.
2.5 Kegunaan Air
Tubuh manusia sebagian besar terdiri dari air, kira-kira 60-70% dari berat
badannya. Untuk kelangsungan hidupnya manusia membutuhkan air yang
jumlahnya antara lain tergantung berat badan (Sutrisno, 2004).
Menurut Wardhana tahun 2004, air digunakan sebagai :
1. Air untuk minum
2. Air untuk keperluan rumah tangga
3. Air untuk industri
4. Air untuk mengairi sawah
5. Air untuk kolam perikanan, dan lain-lain
Menurut Alamsyah tahun 2007, manfaat air bagi tubuh manusia adalah :
1. Membantu proses pencernaan
3. Mengangkut zat-zat makanan
4. Menjaga keseimbangan suhu tubuh
2.6 Hubungan Air dan Penyakit
Penyakit yang menyerang manusia dapat ditularkan dan menyebar secara
langsung maupun tidak langsung melalui air. Penyakit yang berhubungan dengan
air dapat dibagi dalam kelompok-kelompok berdasarkan cara penularannya, yaitu:
1. Waterborne disease
2. Waterwashed mechanism
3. Water-bashed mechanism
4. Water-related insect vector mechanism
2.7 Persyaratan Air 2.7.1 Syarat Kuantitas
Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di alam semesta
berlimpah-limpah. Namun, ketersediaan air yang memenuhi syarat bagi keperluan
manusia relatif sedikit karena dibatasi oleh berbagai faktor. Konsumsi air bersih di
perkotaan Indonesia berdasarkan keperluan rumah tangga, diperkirakan sebanyak
138,5 liter/orang/hari dengan perincian yaitu untuk mandi, cuci, kakus 12 liter,
minum 2 liter, cuci pakaian 10,7 liter, kebersihan rumah 31,4 liter, taman 11,8
liter, cuci kendaraan 21,8 liter, wudhu 16,2 liter, lain-lain 33,3 liter (Slamet,
2007). Jadi untuk negara yang sudah maju kebutuhan air pasti lebih besar dari
2.7.2 Syarat Kualitas
Air yang digunakan untuk kepentingan umum wajib diuji kualitas airnya.
Di dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990,
kualitas air harus memenuhi syarat kesehatan meliputi persyaratan mikrobiologi,
fisika, radioaktif dan kimia tertera pada lampiran 1 dan 2.
2.7.2.1 Parameter Mikrobiologi
Menurut Sutrisno tahun 2006, air minum dan air bersih tidak boleh
megandung bakteri-bakteri patogen sama sekali dan tidak mengandung bakteri
golongan Coli melebihi batas yang ditentukan yaitu 0 Coli/100mL air. Bakteri
golongan Coli ini berasal dari usus besar (feaces) dan tanah. Bakteri patogen yang
memungkinkan ada alam air antar lain adalah :
1. Bakteri typhsum
2. Vibrio colerae
3. Bakteri dysentriae
4. Entamoba hystolotica
5. Bakteri enteritis
Air yang mengandung golongan Coli dianggap telah berkontaminasi
dengan kotoran manusia. Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologis,
tidak langsung apakah air itu mengandung bakteri patogen tetapi diperiksa dengan
indikator bakteri golongan Coli.
Menurut Fardiaz tahun 1992, air merupakan medium pembawa
mikroorganisme yang terdapat di dalam air bervariasi tergantung dari berbagai
faktor. Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut :
1. Sumber air
Jumlah dan jenis mikroorganisme di dalam air dipengaruhi oleh
sumber air tersebut, misalnya air atmosfir, air tanah, air permukaan,
air tergenang, air laut dan sebagainya.
2. Komponen nutrien dalam air
Air, terutama air buangan sering mengandung komponen yang
dibutuhkan oleh spesies mikroorganisme tertentu. Seperti contoh, air
yang mengandung besi dalam jumlah tinggi sering ditumbuhi oleh
bakteri besi yaitu Ferrobacillus (F. ferrooxidans). Mikroorgansime
yang bersifat saprofit organiktrofik sering tumbuh pada air buangan
yang mengandung sampah tanaman dan bangkai hewan. Semua air
secara alamiah juga mengandung mineral-mineral yang cukup untuk
kehidupan mikroogranisme di dalam air.
3. Komponen beracun
Komponen beracun yang terdapat di dalam air mempengaruhi jumlah
dan jenis mikroorganisme di dalam air tesebut. Hidrogen sulfida yang
diproduksi oleh mikroorganisme pembusuk dari sampah-sampah
organik bersifat beracun bagi ganggang dan mikroorganisme lainnya.
Komponen-komponen metalik, asam-asam organik maupun
anorganik, akolhol, antibiotik, khlorin, dan sebagainya dapat
4. Organisme air
Adanya organisme lain di dalam air dapat mempengaruhi jumlah dan
jenis mikroogansime air. Adanya protozoa dan bakteriophage
mengurangi jumlah bakteri karena kedua organisme tersebut dapat
membunuh bakteri. Selain itu beberapa bakteri air memproduksi
antibiotik yang dapat membunuh bakteri lainnya.
5. Faktor fisik
Jumlah dan jenis mikroorganisme juga dipengaruhi oleh faktor fisik
air seperti suhu, pH, tekanan osmotik, tekanan hidrostatik, aerasi, dan
penetrasi sinar matahari. Sebagai contoh, mikroorganisme yang dapat
hidup di dalam air laut adalah yang tahan terhadap tekanan osmotik
tinggi.
Bakteri indikator polusi atau indikator sanitasi adalah bakteri yang dapat
digunakan sebagai petunjuk adanya polusi feses atau kotoran manusia atau hewan.
Air yang tercemar oleh kotoran manusia maupun hewan tidak dapat digunakan
untuk keperluan minum, mencuci makanan atau memasak karena dianggap
mengandung mikroorganisme patogen yang berbahaya bagi kesehatan, terutama
patogen penyebab infeksi saluran pencernaan. Berikut bakteri indikator polusi
menurut Fardiaz tahun 1992 :
1. Escherichia coli
2. Streptococcus fekal
2.7.2.2 Parameter Fisika
Menurut Chandra tahun 2006, secara fisika, parameter yang menjadi acuan
meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna dan jumlah zat padat terlarut (TDS).
1. Bau
Bau timbul karena kegiatan mikroorganisme yang menguraikan zat
organik menghasilkan gas tertentu, juga karena reaksi kimia
menimbulkan gas. Intensitas bau yang ditimbulkan bergantung pada
jenis dan banyaknya gas yang dihasilkan. Menurut Wardhana tahun
2004, mikroba dalam air akan mengubah bahan buangan organik
terutama gugus protein secara degradasi menjadi bahan yang mudah
menguap dan berbau. Timbulnya bau pada air lingkungan secara
mutlak dapat dipakai sebagai salah satu tanda terjadinya tingkat
pencemaran air yang cukup tinggi. Air yang baik adalah air yang tidak
berbau.
2. Kekeruhan
Kekeruhan atau turbidity disebabkan oleh banyak faktor antara lain
bahan yang tidak terlarut seperti debu, tanah liat, bahan organik atau
inorganik dan mikroorganisme air. Hal tersebut mengakibatkan air
akan menjadi kotor dan tidak jernih. Selain itu, bakteri patogen dapat
terlindungi di dalam atau di sekitar bahan penyebab turbidity.
Kekeruhan mempengaruhi sifat optis terhadap air yang menyebabkan
terjadinya pembiasan cahaya dalam air. Kekeruhan akan membatasi
terapung maupun terurai seperti bahan organik, jasad renik, lumpur
tanah liat dan benda-benda lainnya yang melayang maupun
mengapung. Nilai kekeruhan pada air dikonversikan dalam ukuran
SiO2dalam satuan mg/L. Semakin keruh air maka semakin tinggi pula
daya hantar listrik dan semakin banyak kepadatannya. Air yang baik
idealnya harus jernih dan tidak lebih dari 5 NTU.
3. Rasa
Air yang baik idealnya tidak berasa. Air yang tidak tawar
mengidentifikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air, begitu juga
rasa asam disebabkan adanya asam di dalam air dan rasa pahit
disebabkan adanya basa di dalam air tersebut. Menurut Fardiaz tahun
1992, air yang normal sebenarnya tidak mempunyai rasa. Timbulnya
rasa yang menyimpang biasanya disebabkan oleh adanya polusi dan
rasa yang menyimpang biasanya dihubungkan dengan baunya karena
pengujian terhadap rasa air jarang dilakukan. Air yang mempunyai
bau tidak normal juga diaggap mempunyai rasa yang tidak normal.
Sebagi contoh, bau fenol dari air dianggap mempunyai rasa fenol dan
bau khlor karena adanya senyama khloramin (R-NH-Cl atau R-N-Cl2)
juga dianggap mempunyai rasa khlor.
4. Suhu/temperatur
Air yang baik memiliki suhu udara ± 3oC. Air yang secara mencolok
mempunyai suhu di atas atau di bawah suhu udara berarti
sedang terjadi proses biokimia yang mengeluarkan atau menyerap
energi dalam air. Menurut Effendi tahun 2003, peningkatan suhu
mengakibatkan peningkatan vikositas, reaksi kimia, evaporasi, dan
volatilitasi. Peningkatan suhu juga menyebabkan penurunan kelarutan
gas dalam air misalnya gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya
(Haslam, 1995). Selain itu, peningkatan suhu juga menyebabkan
peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air, dan
selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen.
Peningkatan suhu perairan sebesar 10oC menyebabkan terjadinya
peningkatan konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sekitar 2-3 kali
lipat.
5. Warna
Air yang bersih tidak boleh berwarna. Pemeriksaan warna dapat
dilakukan dengan kalorimeter. Batasan yang diperbolehkan pada air
kurang dari 15 unit. Menurut Wardhana tahun 2004, bahan
buangan dan air limbah dari kegiatan industri yang berupa bahan
anorganik dan organik seringkali larut dalam air. Apabila bahan
buangan dan air limbah industri dapat larut dalam air maka akan
terjadi perubahan warna. Adanya oksida besi menyebabkan air
berwarna kemerahan sedangkan oksida mangan menyebabkan air
berwarna cokelat atau kehitaman. Kadar besi sebanyak 0,3 mg/L dan
mangan 0,05 mg/L sudah cukup dapat menimbulkan warna pada
cahaya ke dalam air dan mengakibatkan terganggunya proses
fotosintesis. Perbedaan warna pada kolom air menunjukkan indikasi
bahwa semakin dalam perairan, semakin tinggi nilai warna karena
terlarutnya bahan organik yang terakumulasi di dasar perairan
(Effendi, 2003).
6. Jumlah zat padat terlarut
Berasal dari bahan organik maupun anorganik, baik yang larut,
mengendap dan tersuspensi. Banyaknya padatan menunjukkan
banyaknya lumpur yang terkandung dalam air. Kadar maksimum yang
diperbolehkan adalah 1000 mg/L.
2.7.2.3 Parameter Radioaktif
Risiko kesehatan akibat keberadaan radionuklida yang terjadi secara alami
di dalam air harus dipertimbangkan, walaupun kontribusi air pada pajanan umum
terhadap radionuklida sangat kecil dalam keadaan normal (Widyastuti, dkk,
2011).
Bentuk radioaktivitas efeknya adalah sama yakni menimbulkan kerusakan
pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian dan perubahan
komposisi genetik. Kematian sel-sel dapat diganti kembali apabila sel dapat
beregenerasi dan apabila tidak seluruh sel mati. Perubahan genetis dapat
menimbulkan penyakit seperti kanker dan mutasi. Air yang baik tidak memenuhi
2.7.2.4 Parameter Kimiawi
Masalah kesehatan terkait konstituen kimiawi berbeda dengan masalah
kesehatan yang terkait dengan kontaminasi mikroba dan masalah terkait
konstituen kimiawi utama muncul akibat kemampuan konstituen kimiawi untuk
menyebabkan efek kesehatan yang buruk setelah periode pajanan yang panjang.
Terdapat beberapa konstituen kimiawi air yang dapat menyebabkan masalah
kesehatan akibat pajanan tunggal, kecuali melalui kontaminasi besar-besaran pada
persediaan air secara tidak sengaja. Selain itu, pengalaman menunjukkan bahwa
pada banyak insiden semacam ini, tetapi tidak semuanya, air menjadi tidak dapat
digunakan karena rasa, bau dan tampilan air yang tidak layak dikonsumsi
(Widyastuti, dkk, 2011).
Menurut Sutrisno tahun 2004, tinjauan kualitas air tergolong baik bila
memenuhi persyaratan kimia sebagai berikut:
1. pH (derajat keasaman)
pH merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas
keadaan asam atau basa sesuatu larutan. Hal ini untuk menyatakan
konsentrasi ion H+. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari
pada penyimpangan standar kualitas air yakni pH yang lebih kecil dari
6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan dapat menyebabkan korosi pada
pipa-pipa air dan dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia
Skala pH diukur dengan pH meter atau lakmus. Air murni mempunyai
pH 7. Apabila pH air dibawah 7 berarti air bersifat asam, sedangkan
bila diatas 7 bersifat basa (rasanya pahit) (Kusnaedi, 2004).
2. Zat padat/jumlah (Total solids)
Bahan padat (solids) adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada
penguapan dan pengeringan pada suhu 103o-105oC. Dalam hal ini
dikenal beberapa istilah tentang bahan padat yaitu :
a. Dossolved solids dan undisolved solids
b. Volatile solids dan fixed solids
c. Settleable solids dan unsettlabel solids
Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan
standar kualitas air adalah hal total solids yakni bahwa air akan
memberi rasa yang tidak enak pada lidah, rasa mual terutama yang
disebabkan oleh natrium sulfat dan magnesium sulfat dan terjadinya
‘cardiac disease’serta toxaemia pada wanita-wanita hamil.
3. Zat organik
Zat organik yang terdapat di dalam air bisa berasal dari :
a. Alam: minyak tumbuh-tumbuhan, serat-serat minyak dan lemak
hewan, alkohol, selulosa, gula, pati, dan sebagainya.
b. Sintesa: berbagai persenyawaan dan buah-buahan yang dihasilkan
c. Fermentasi: alkohol, aseton, gliserol, antibiotik, dan sejenisnya
yang berasal dari kegiatan mikroorganisme terhadap bahan-bahan
organik.
4. Kesadahan jumlah (Total hardness)
Kesadahan merupakan sifat air yang disebabkan oleh adanya ion-ion
(kation) logam valensi dua. Ion-ion semacam ini mampu bereaksi
dengan sabun membentuk kerak air. Kesadahan dalam air sebagian
besar adalah berasal dari kontaknya dengan tanah dan pembentuk
batuan. Pengaruh langsung terhadap kesehatan akibat penyimpangan
dari standar ini tidak ada, tetapi kesadahan dapat menyebabkan sabun
pembersih menjadi tidak efektif.
5. Bahan kimia anorganik
Air sering tercemar oleh komponen-komponen anorganik, diantaranya
berbagai logam berat yang berbahaya. Beberapa logam berat tersebut
digunakan dalam berbagai keperluan. Penggunaan logam berat
tersebut baik secara langsung maupun tidak langsung telah mencemari
lingkungan. Beberapa logam berat tersebut ternyata telah mencemari
lingkungan melebihi batas berbahaya bagi kehidupan lingkungan.
Logam-logam tersebut diketahui dapat mengumpul dalam tubuh suatu
organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu lama
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor
416/MENKES/PER/IX/1990, persyaratan kimia air adalah sebagi berikut :
Tabel 2.1 Persyaratan Kualitas Kimia Air Bersih Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 416 Tahun 1990
Sumber: Depkes, RI, 1990
2.8 Pencemaran Air
Pencemaran air diakibatkan oleh masuknya bahan pencemar (polutan)
berupa gas, bahan-bahan terlarut, dan partikulat. Pencemaran memasuki badan air
dalam berbagai cara, misalnya melalui atmosfer,tanah, limpasan (run off)
pertanian, limbah domestik dan perkotaan, pembuangan limbah industri dan
2.8.1 Sumber Pencemar
Sumber pencemar (polutan) dapat berupa suatu lokasi tertentu (point
source) atau tak tentu/tersebar (non-point/diffuse source). Sumber pencemar point
sorce bersifat lokal serta volume pencemar biasanya relatif tetap misalnya knalpot
mobil, cerobong asap dan saluran limbah industri. Sumber pencemar non-point
dapat berupa jumlah yang banyak misalnya limpasan daerah pertanian yang
mengandung pupuk dan pestisida, limpasan dari daerah permukiman, dan
sebagainya (Effendi, 2003).
2.8.2 Bahan Pencemar (polutan)
Menurut Effendi tahun 2003, bahan pencemar atau polutan adalah bahan
yang bersifat asing bagi alam atau bahan yang berasal dari alam itu sendiri yang
memasuki suatu tatanan ekosistem sehingga mengganggu peruntukan ekosistem
tersebut. Berdasarkan sifat toksiknya, polutan/pencemar dibedakan menjadi dua
yaitu polutan tak toksik (non-toxic polutan) dan polutan toksik (toxic polutan).
1. Polutan tak toksik (non-toxic polutan)
Polutan/pencemar tak toksik biasanya telah berada pada ekosistem
secara alami. Sifat destruktif pencemar ini muncul apabila berada
dalam jumlah yang berlebihan sehingga dapat mengganggu
kesetimbangan ekosistem melalui perubahan proses fisika-kimia
perairan. Polutan tak toksik terdiri atas bahan-bahan tersuspensi dan
2. Polutan toksik (toxic polutan)
Polutan toksik dapat mengakibatkan kematian (lethal) maupun bukan
kematian (sub-lethal). Polutan toksik ini biasanya berupa bahan-bahan
yang bukan bahan alami, misalnya pestisida, detergen, dan bahan
artifisial lainnya. Polutan berupa bahan yang bukan alami dikenal
dengan istilah xenobiotik (polutan artifical) yaitu polutan yang
diproduksi oleh manusia (non-made substance). Polutan yang berupa
bahan-bahan kimia bersifat stabil dan tidak mudah mengalami
degradasi sehingga bersifat persisten di alam dalam kurun waktu yang
lama. Polutan ini disebut rekalsitran (Effendi, 2003).
Menurut Mason tahun 1993, mengelompokkan pencemar toksik menjadi
lima sebagai berikut :
1. Logam (metals), meliputi: lead (timbal), kadmium, zinc, copper dan
merkuri. Logam berat diartikan sebagai logam dengan nomor atom
>20, tidak termasuk logam alkali, alkali tanah, lantanida, dan aktinida.
2. Senyawa organik, meliputi pestisida organoklorin, herbisida, PCB,
hidrokarbon alfatik berklor, armoatik polinuklir, dibenzodioksin
berklor, senyawa organometalik, fenol dan formaldehida. Senyawa ini
berasal dari kegiatan industri, pertanian dan domestik.
3. Gas, misalnya klorin dan amonia
4. Anion, misalnya sianida, flourida, sulfida dan sulfat
Pengaruh bahan pencemar yang berupa gas, bahan terlarut dan partikulat
terhadap lingkungan perairan dan kesehatan manusia ditunjukkan secara skematik
dalam Gambar 2.3
Gambar 2.3 Bagan pengaruh beberapa jenis bahan pencemar terhadap lingkungan perairan (Effendi, 2003)
2.9 Kadmium (Cd)
2.9.1 Pengertian dan Sumber Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) adalah logam berwarna putih perak, lunak, mengkilap,
tidak larut dalam basa, tahan terhadap tekanan, mudah bereaksi, serta
menghasilkan kadmium oksida bila dipanaskan. Cd umumnya terdapat dalam
kombinasi dengan klor (Cd klorida) atau belerang (Cd sulfit). Cd bisa membentuk
ion Cd2+yang bersifat tidak stabil. Cd memiliki nomor atom 40, berat atom 112,4
Kadmium bersifat lentur, tahan terhadap tekanan, serta dapat dimanfaatkan
sebagai pencampuran logam lain, seperti nikel (Ni), emas (Au), kuprum (Cu) dan
besi (Fe). Cd terdapat pada kerak bumi bersama seng (Zn). Terdapat satu jenis
mineral Cd di alam, yaitu green ockite (CdS) yang ditemukan bersama mineral
spalerite (ZnS). Kadmium (Cd) yang terdapat di dalam lingkungan pada kadar
rendah berasal dari kegiatan penambangan seng (Zn), plubum (Pb), kobalt (Co),
serta kuprum (Cu). Sementara dalam kadar tinggi, kadmium berasal dari hasil
sampingan dan emisi industri antara lain dari hasil sampingan penambangan,
peleburan seng (Zn) dan timbal (Pb). Cd dari hasil peleburan dan refining bijih
Zn merat memiliki kadar Cd sebesar 0,2-0,3%. Sumber lain adalah dari
penggunaan sisa lumpur kotor sebagai pupuk tanaman yang kemudian terbawa
oleh aliran angin dan air.
Sumber pencemaran dan paparan Cd berasal dari polusi udara, keramik
berglazur, rokok, air sumur, makanan yang tumbuh di daerah pertanian yang
tercemar Cd, fungisida, pupuk, serta cat. Paparan dan toksisitas Cd berasal dari
rokok, tembakau, pipa rokok yang mengandung Cd, plastik berlapis kadmium,
serta air minum.
2.9.2 Kegunaan Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan logam yang sangat penting dan banyak kegunaannya
di bidang industri, khususnya untuk electroplating (pelapisan elektrik) serta
galvanisasi karena Cd memiliki keistimewaan non korosif. Cd banyak digunakan
dalam pembuatan alloy, dan digunakan pula sebagai pigmen warna cat, keramik,
pembuatan tabung TV, karet, sabun, kembang api, percetakan tekstil, dan pigmen
tekstil untuk gelas dan e-mail gigi.
Pemanfaatan persenyawaan Cd meliputi:
1. Senyawa CdS dan CdSes yang banyak digunakan sebagai zat warna.
2. Senyawa Cd sulfat (CdSO4) yang digunakan dalam industri baterai
yang berfungsi sebagai pembuatan sel aseton karena memiliki
potensial voltase stabil, yaitu 1,0186 volt.
3. Senyawa Cd-Bromida (CdBr) dan Cd-ionida (CdI2) yang digunakan
untuk fotografi.
4. Senyawa dietil-Cd {(C2H5)2Cd} yang digunakan untuk pembuatan
tetraetil-Pb.
5. Senyawa Cd-stearat untuk perindustrian manufaktur polyvinilkhlorida
(PVC) sebagai bahan untuk stabilizer.
Selain itu, Cd dalam konsentrasi rendah banyak digunakan dalam
industri-industri ringan, seperti pada proses pengolahan roti, pengolahan ikan, pengolahan
minuman, industri tekstil dan lain-lain.
2.9.3 Tingkat Pencemaran Kadmium (Cd)
Sehubungan dengan beraneka ragamnya penggunaan logam Cd, maka
pelapisan Cd dari limbah indsutri ditambah Cd yang berasal dari alam akan
menimbulkan pencemaran lingkungan yang meluas mengingat Cd merupakan
substansi yang persisten di dalam lingkungan. Cd bisa berada di atmosfer, tanah
Cd di atmosfer berasal dari penambangan/pengolahan bahan tambang,
peleburan, galvanisasi, pabrik pewarna, pabrik baterai dan electriplating. Cd
ditanah berasal dari endapan atmosfer, debu, air limbah tambang, pupuk limbah
lumpur, pupuk fosfat dan pestisida. Cd di perairan berasal dari endapan atmosfer,
debu, air limbah tambang, air prosesing limbah, dan limbah cair industri.
Berdasarkan laporan pemantauan kualitas air oleh Puslitbang Pengairan
Departemen Pekerjaaan Umum tahun 1989, rata-rata kadar logam berat Cd di
sungai-sungai di Pulau Jawa adalah 0,04 mg/L, Sumatera 0,20 mg/L, dan
Kalimantan 0,06 mg/L.
Dalam strata lingkungan, logam Cd dan persenyawaan ditemukan dalam
banyak lapisan. Secara sederhana dapat diketahui bahwa kandungan logam Cd
akan dijumpai di daerah-daerah penimbunan sampah dan aliran air hujan, selain
dalam air limbah industri. Tingkat pencemaran Cd dapat dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Persentase Cd yang Masuk ke Badan Air
Sumber : Mueller et. al., (1979)
TPA sering kali tidak difungsikan secara benar dalam pengoperasiannya.
TPA merupakan tempat pembuangan akhir sampah yang berkaitan dengan
kemungkinan terjadinya pencemaran lindi (leachate) ke badan air maupun air
Asal Sampel Konsentrasi Cd (%)
Limbah padat 82
Limbah cair rumah tangga 5
Limbah cair industri 0,6
Aliran dari pemukiman perkotaan 5
Aliran air tanah >1
tanah, pencemaran udara oleh gas dan efek rumah kaca serta berkembang biaknya
vektor penyakit (Hardyanti, 2009).
Lindi adalah substansi cairan yang dihasilkan dalam proses pembusukan
sampah. Di TPA, lindi umumnya berasal dari sampah organik yang
terdekomposisi dan dengan adanya limpasan air hujan yang akan mencemari
lingkungan. Lindi mengandung zat berbahaya apalagi jika berasal dari sampah
yang tercampur (Bulekbasandiang, 2009).
Logam Cd juga akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi
dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan, dan manusia). Jumlah Cd yang masuk
dalam organisme melebihi nilai ambang maka biota dari suatu strata akan
mengalami kematian dan bahkan kemusnahan. Keadaan inilah yang menjadi
penyebab kehancuran suatu tatanan sistem lingkungan (ekosistem) karena salah
satu mata rantainya telah hilang (Palar, 2008).
2.9.4 Pencegahan dan Penanggulangan Pencemaran
Metode yang biasa digunakan untuk membersihkan/mengurangi
pencemaran adalah dengan tanaman yang disebut fitoremediasi. Tanaman
dianggap sebagai hiperakumulator Cd apabila mampu menyerap unsur Cd sebesar
100 ppm (Aiyen, 2005).
Jenis alga yang memiliki kemampuan tinggi untuk mengabsopsi logam Cd
sehingga bisa digunakan sebagai bioindikator pencemaran adalah Chaetocerus sp,
Euchema sp, Cladophora glomerata, Euchema isiforme, Sargassumsp (Putra dkk,
2.9.5 Efek Toksik Cd
Cd belum diketahui fungsinya secara biologis dan dipandang sebagai
xenobiotik dengan toksisitas yang tinggi dan merupakan unsur lingkungan yang
persisten. Efek toksis Cd akan menunjukkan gejala yang dipengaruhi oleh
beberapa faktor, yaitu :
1. Tingkat dan lamanya paparan, semakin tinggi kadar dan semakin lama
paparan, efek toksik yang diberikan akan lebih besar. Cd dalam dosis
tunggal besar mampu menginduksi gangguan saluran penceranaan,
sedangkan paparan Cd dalm dosis rendah tetapi berulang kali bisa
mengakibatkan gangguan fungsi ginjal.
2. Bentuk kimia dari logam berat Cd sebagi contoh toksisitas akut Cd
yang dinyatakan dengan LD50 pada tikus dalam bentuk senyawa Cd
kaprilat sebesar 270 mg/kg berat badan, Cd stearat 203 mg/kg berat
badan, LD50pada mencit dalam bentuk senyawa CdSO4 47 mg/kg bb,
CdCl257 mg/kg bb, Cd(NO3)248 mg/kg bb, Cd kaprilat 85 mg/kg bb,
Cd stearat 98 mg/kg bb dan CdCO3202 mg/kg bb. LD50rata-rata 100
mg/kg bb untuk garam kadmium yang larut dan mencapai ribuan
mg/kg bb untuk garam Cd yang tidak larut.
3. Kompleks protein-logam ataupun Cd bergabung dengan metaloprotein
(MT) suatu protein dengan bobot molekul rendah. Bentuk kompleks
Cd kurang toksik dbandingkan Cd2+. Apabila Cd MT melepakan Cd2+
4. Faktor penjamu Cd seperti halnya toksikan lainnya. Hewan tua dan
hewan muda umunya lebih rentan daripada hewan dewasa muda.
Hasil penelitian membuktikan bahwa mencit dan tikus yang baru lahir
mengabsorpsi Cd lebih besar daripada hewan yang dewasa.
5. Faktor-faktor diet, misalnya defisiensi protein, vitamin C, vitamin D,
kalsium (Ca) dan besi (Fe) akan meningkatkan toksisitas Cd.
Cd bentuk asap atau gas bisa berakibat fatal bila konsentrasi Cd 40-50
mg/m3 terinhalasi selama 1 jam dan konsentrasi Cd 9 mg/m3terinhalasi selama 5
jam. Konsentrasi lebih rendah tidak berakibat fatal (Bastarache, 2003).
Paparan Cd secara akut bisa menyebabkan nekrosis pada ginjal dan
paparan yang lebih lama berlanjut dengan terjadinya proteinuria. Gejala lain
toksisitas akut dari Cd adalah iritasi alat respiratori, alat pencernaan, pneumonitis,
sakit dada yang kadang-kadang menyebabkan hemorragic pulmonary edema,
osteomalasia, batu ginjal, dan hiperkalsimuria karena gangguan metabolisme Ca
dan P, alopesia, anemia, artritis, kanker, radang paru-paru, pendarahan otak,
serosis hati, pembengkakan jantung, diabetes, empisema, hipoglisemia, hipertensi,
impoten, invertil, kerusakan ginjal, kesulitan belajar, migrain, peradangan,
osteoporosis, skizofrenia, stroke, penyakit kardiovaskular, kadar kolesterol tinggi,
gangguan pertumbuhan, mati rasa, rambut rontok, kulit bersisik dan kering,
berbagai gejala yang kompleks dan bersamaan, kehilangan nafsu makan, daya
tahan tubuh lemah, kerusakan ginjal dan hepar, terjadinya metal fume fever gejala
yang mirip flu, kerusakan paru-paru, sakit kepala, kedinginan hingga menggigil,
Toksisitas kronis Cd bisa merusak sistem fisiologis tubuh, antara lain
sistem urinaria (ren), sistem respirasi (paru-paru), sistem sirkulasi (darah) dan
jantung, kerusakan sistem reproduksi, sistem syaraf, bahkan dapat mengakibatkan
kerapuhan tulang. Toksisitas kronis Cd, baik melalui inhalasi maupun oral, bisa
menyebabkan kerusakan tubulus renalis, kerusakan ginjal yang ditunjukkan oleh
ekskresi berlebihan, protein berat molekul rendah, gagal ginjal, gangguan sistem
kardiovaskular, gangguan sistem skeletal, menurunkan fungsi pulmo, empisema,
kehilangan mineral tulang yang disebabkan oleh disfungsi nefron ginjal,
berkurangnya, reabsorpsi Ca, dan terjadinya peningkatan ekskresi Ca yang
berpengaruh terhadap tulang. Peningkatan ekskresi Ca tersebut diantaranya
menyebabkan osteoporosis dan osteamalsia, anemia, diskolorasi gigi menjadi
kuning, rhinitis, ulserasi septum nasal, anosmia, proteinuria, azotemia, jaundice,
terjadinya kanker paru-paru dan prostat. Cd terabsorbsi lewat pencernaan
sehingga menyebabkan mual muntah, diare, sakit perut dan tenesmus. Inhalasi Cd
menyebabkan demam, batuk, gelisah, sakit kepala dan nyeri perut. Cd terabsorpsi
lewat pencernaan sehingga menyebabkan mual, muntah, diare, sakit perut, dan
tenesmus (rejan). Inhalasi Cd menyebabkan demam, batuk, gelisah, sakit kepala,
dan nyeri perut.
2.9.6 Metabolisme Cd dalam Tubuh
Kadmium ditransportasikan dalam darah yang berikatan dengan sel darah
merah dan protein berat molekul tinggi dalam plasma, khususnya oleh albumen.
Sejumlah kecil Cd dalam darah mungkin ditransportasikan oleh metalotionin.
biasanya 1ɥ g/dL, sedangkan bayi yang baru lahir mengandung Cd cukup rendah, yaitu kurang dari 1 mg dari beban total tubuh.
Absorpsi Cd melalui gastrointestinal lebih rendah dibandingkan absorpsi
melalui respirasi, yaitu sekitar 5-8%. Absorpsi Cd akan meningkat bila terjadi
defisiensi Ca, Fe, dan rendah protein di dalam makanannya. Difisiensi Ca dalam
makanan akan merangsang sintesis ikatan Ca-protein sehingga akan
meningkatkan absorpsi Cd sedangkan kecukupan Zn dalam makanan bisa
menurunkan absorpsi Cd. Hal tersebut diduga karena Zn merangsang produksi
metalotionin.
Cd yang ditransportasikan dalam darah berikatan dengan protein yang
memiliki berat molekul rendah, yaitu metalotionin (MT) yang memiliki berat
molekul 6.000, banyak mengandung sulfhidril dan dapat mengikat 11% Cd dan
Zn. Dalam isolat MT yang berasal dari ginjal, ditemukan Zn sebesar 2,2% dan Cd
5,9%. MT memiliki daya ikat yang sama terhadap beberapa jenis logam berat
sehingga kandungan logam berat bebas dalam jaringan berkurang. Kemungkinan
besar pengaruh toksisitas Cd disebabkan oleh interaksi antara Cd dan protein
tersebut sehingga memunculkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim.
Metalotionin merupakan protein yang sangat peka dan akurat sebagai indikator
pencemaran. Hal itu didasarkan pada suatu fenomena alam dimana logam-logam
bisa terikat di dalam jaringan tubuh organisme karena adanya protein tersebut.
Sebagai konsekuensi dari banyaknya kandungan asam amino sistein,
Kelompok itu mengikat logam-logam berat yang sangat kuat khususnya merkuri
(Hg), kadmium (Cd), perak (Ag), dan seng (Zn) (Lasut, 2002).
Logam berat Cd memiliki kemampuan untuk mengikat gugus S (sulfur)
dan COOH (karboksil) dari molekul protein, asam amino, dan amida. Logam
berat juga memiliki kemampuan untuk mengggantikan keberadaan logam-logam
lain yang terdapat dalam metalloprotein. Sebagai contoh, untuk logam yang ada
dalam suatu protein, logam Cu dapat digantikan oleh Cd sehingga peran Cu dalam
pembentukan ikatan-ikatan kovalen koordinasi antara molekul protein terganggu.
Logam berat Cd memiliki afinitas yang tinggi terhadap unsur S yang
menyebabkan Cd menyerang ikatan belerang dalam enzim sehingga enzim yang
bersangkutan menjadi tidak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2)
juga bereaksi dengan logam berat Cd. Cd terikat pada sel-sel membran yang
menghambat proses transformasi melalui dinding sel (Manahan, 1977).
Metabolisme Cd berhubungan dengan metabolisme Zn, yaitu sama-sama
membentuk ikatan dengan MT demikian pula transpor Cd karena Cd memiliki
sifat kimia yang mirip dengan Zn.
Setelah toksikan Cd memasuki darah, toksikan didistribusikan dengan
cepat ke seluruh tubuh. Pengikatan toksikan dalam jaringan bisa menyebabkan
lebih tingginya kadar toksikan dalam jaringan tersebut. Ikatan kovalen bersifat
nonreversible dan akan memberikan efektoksik sedangkan ikatan nonkovalen
bersifat reversible. Ikatan nonkovalen terdiri dari :
1. Protein plasma yang bisa mengikat senyawa asing (toksikan Cd
reversible toksikan bisa lepas dari protein sehingga toksikan bebas
mengikat.
2. Hepar dan ginjal memiliki kapasitas yang lebih tinggi untuk mengikat
zat kimia (toksikan Cd). Pengikatan toksikan bisa meningkatkan
kadarnya dalam organ.
Cd memiliki afinitas yang kuat terhadap hepar dan ginjal. Pada umumnya,
sekitar 50-75% dari beban Cd dalam tubuh terdapat pada kedua organ tersebut.
Kadar Cd dalam hepar dan ginjal bervariasi tergantung pada kadar total Cd dalam
tubuh. Apabila MT hepar dan ginjal tidak mampu lagi melakukan detoksifikasi
maka akan terjadi kerusakan sel hepar dan ren.
2.9.7 Absorpsi, Distribusi, Eksresi Cd dalam Tubuh
Logam berat Cd bisa masuk ke dalam tubuh hewan atau manusia melalui
berbagai cara, yaitu:
1. Dari udara yang tercemar, misalnya asap rokok dan asap pembakaran
batu bara.
2. Melalui wadah/tempat berlapis Cd yang digunakan untuk tempat
makanan atau minuman.
3. Melalui kontaminasi perairan dan hasil pertanian yang tercemar Cd.
4. Melalui jalur rantai makanan.
5. Melalui konsumsi daging yang diberi obat anthelminthes yang
Absorpsi kadmium dalam saluran pencernaan meliputi 2 tahap yaitu:
1. Penyerapan Cd dari lumen usus melewati membran brush border ke
dalam sel mukosa.
2. Transpor Cd ke dalam aliran darah dan deposisi dalam jaringan,
terutama dideposit di hati dan ginjal. Seperti halnya Zn, Cd memiliki
afinitas yang tinggi pada testis sehingga konsentrasi pada jaringan
testis juga lebih tinggi dibandingkan pada jaringan lainnya.
Kadmium tidak diabsorpsi dengan baik, yaitu sekitar 5-8%. Namun, itu
tetap lebih tinggi dibandingkan absorpsi mineral dan sulit dieleminasi dari dalam
tubuh sehingga akan dideposit di dalam tubuh. Kadmium diabsorpsi dan
diakumulasi. Eksresi Cd terjadi melalui urin dan feses. Daya akumulasi Cd sangat
efisien dengan waktu paruh biologis yang sangat panjang dalam tubuh manusia,
yaitu kurang lebih 40 tahun. Pada mamalia yang baru lahir tidak terdapat Cd,
tetapi selanjutnya Cd bisa terakumulasi terus dalam tubuh sepanjang hidupnya,
yaitu dalam hati dan ginjal, sekitar 50-75%, terutama yang berikatan dengan
proteintionin dan mengubah tionin menjadi metalotionin. Proporsi Cd yang
diabsorpsi dalam tubuh organisme dipengaruhi oleh umur, jenis kelamin, susunan
kimia Cd, serta dosis dan frekuensi paparan Cd.
Data urin yang diperoleh menyatakan bahwa 1% dari orang yang
menderita ginjal karena terpapar Cd menunjukkan:
1. β -2 microglobulin pada pria 3,2 µg/g kreatinin dan 5,5 µg/g kreatinin
2. Protein pengikat retinol pada pria 4,4 µg/g kreatinin dan 7,4 µg/g
kreatinin.
3. Aminocirudia (proline) pada pria 10,4 µg/g kreatinin dan pada wanita
5,1 µg/g kreatinin.
4. Glukosuria pada pria 7,4 µg/g kreatinin dan pada wanita 7,4 µg/g
kreatinin.
2.9.8 Efek Toksik Cd terhadap Hepar
Hasil penelitian menunjukkan bahwa dosis intake Cd dan lama paparan
berpengaruh sangat nyata terhadap kadar Cd dalam hepar. Peningkatan kadar
SGOT dan SGPT lebih jelas dapat dilihat pada tabel 2.3
Tabel 2.3 Pengaruh Lama Paparan Cd Sebesar 66 ppm Terhadap Kadar Cd Hepar, SGOT, SPGT pada Tikus
No Lama paparan Kadar Cd hepar (ppm)
Kadar SGOT (ppm)
Kadar SPGT (ppm)
1. 2 minggu 2,2 107,95 104,95
2. 4 minggu 3,99 112,65 174,10
3. 6 minggu 5,57 137,85 134,00
4. 8 minggu 9,85 167,05 136,90
Sumber : Ratnaningsih, 2003
Tingginya kadar SGOT dan SGPT disebakan oleh adanya kerusakan
hepar. Gambaran histopatologi pada konsentrasi 66 ppm Cd mulai
memperlihatkan perubahan pada pengamatan minggu kedua dimana pita-pita sel
yang membentuk lobus tidak beraturan dan jaringan ikat mulai tampak.
menunjukkan semakin jelasnya jaringan ikat dan semakin banyaknya sel
kerioreksis. Demikian juga dengan eosiniptile inclution (Ratnaningsih, 2003).
2.9.9 Efek Toksik Cd Terhadap Ginjal
Logam Cd bisa menimbulkan kerusakan ginjal yang mampu dideteksi dari
jumlah protein dalam urin. Protenuria ditemukan pada 80% dari 43 pekerja yang
telah bekerja selama 20 tahun di industri baterai Cd alkalin. Kadar protein yang
ditemukan dalam urin pekerja adalah 150 mg/hari dengan jumlah albumin yang
rendah dan terjadi peningkatan senyawa α , 2-β dan γ globulin. Proteinuria juga ditemukan pada orang yang telah terpapar Cd dalam waktu lama yaitu dalam
jangka waktu 20-30 tahun. Keadaan tersebut dijadikan indikator keracunan Cd
secara kronis. Proteinuria merupakan gejala awal dari kerusakan sistem ekskresi
khususnya ginjal. Petunjuk lain dari kerusakan pada ginjal adalah adanya asam
amino dan glukosa dalam urin, ketidaknormalan kandungan asam urat Ca dan P
dalam urin. Penelitian yang dilakukan di Swedia menujukkan bahwa batu ginjal
ditemukan pada 44 % pekerja yang terpapar Cd selama 15 tahun. Kandungan Ca
dan P yang tinggi dalam urin mengakibatkan kerusakan ginjal karena Cd (Palar,
1994).
Darah akan mentransportasikan Cd menuju hepar, lalu akan berikatan
dengan protein membentuk kompleks protein. Selanjutnya, Cd diangkut menuju
ginjal dan diakumulasikan dalam ginjal sehingga sangat mengganggu ginjal
2.9.10 Efek Toksik Cd terhadap Paru-Paru, Jantung dan Darah
Keracunan yang disebabkan oleh inhalasi uap atau debu Cd bisa
mengakibatkan kerusakan organ respirasi paru-paru. Inhalasi debu Cd selama 20
tahun oleh para pekerja industri yang menggunakan Cd telah menyebabkan
terjadinya pembengkakan paru-paru. Cd lebih beracun bila terinhalasi melalui
saluran pernapasan daripada saluran pencernaan. Kasus keracunan akut Cd
kebanyakan berasal dari debu dan asap Cd yang terhisap, terutama CdO (Palar,
1999).
Cd-S yang terhirup selama 12-14 tahun tidak menimbulkan pengaruh
buruk dalam bentuk apapun terhadap paru-paru. Efek keracunan baru terlihat bila
terjadi paparan CdS selama 25 tahun. Pembengkakan paru-paru terjadi karena
Cd2+ menghambat kerja senyawa α -antipirin. Paparan Cd-stearat 0,02-0,7 mg
Cd/m3 selang sehari tidak menimbulkan efek apapun terhadap paru-paru (Palar,
1994).
Keracunan kronis yang disebabkan oleh CO bisa mengakibatkan anemia.
Penyakit itu ditemukan pada para pekerja yang bekerja selama 5-30 tahun di
industri yang menggunakan atau menghasilkan CdO. Ada hubungan antara
kandungan Cd yang tinggi dalam darah dengan rendahnya kadar hemoglobin.
2.9.11 Efek Toksik Cd Terhadap Tulang dan Sistem Reproduksi
Toksisitas Cd bisa mengakibatkan kerapuhan tulang. Gejala rasa sakit
pada tulang akan mengakibatkan kesulitan berjalan. Di jepang, pernah terjadi
peristiwa keracunan Cd yang mengakibatkan terjadinya kerapuhan tulang pada
terjadinya gangguan daya keseimbangan kandungan Ca dan P dalam ginjal. Daya
toksisitas Cd juga memengaruhi sistem repsoduksi dan organ-organnya. Pada
konsentrasi tertentu, Cd bisa mematikan sel-sel sperma pada laki-laki sehingga
terjadi inpotensi. Impotensi karena keracunan Cd dapat dibuktikan dengan
rendahnya kadar testosteron dalam darah.
2.9.12 Pencegahan dan Penanggulangan Toksisitas Cd
Menurut Widowati tahun 2008, pencegahan dan penanggulangan toksisitas
Cd dilakukan dengan hal berikut:
1. Menghindari paparan Cd dengan mengurangi rokok, mengurangi
konsumsi makanan yang rentan terkontaminasi Cd antara lain kerang
dan shellfish serta mengurangi minuman yang tercemar Cd antara lain
kopi atau teh.
2. Untuk mencegah toksisitas Cd, perubahan kecukupan Zn dalam tubuh
dengan mengonsumsi makanan yang mengandung Zn tinggi antar lain
biji-bijian yang tidak ditumbuk halus, makanan dari golongan
leguminosae dan kacang-kacangan. Konsumsi suplemen Zn 15-30
mg/hari bisa mgurangi toksisitas Cd. Nutrisi dalam diet secara
signifikan berpengaruh terhadap toksisitas bahan toksik, baik pada
2.10 Pengolahan Air
Menurut Sutrisno tahun 2006, yang termasuk dengan pengolahan adalah
usaha-usaha teknis yang dilakukan untuk mengubah sifat-sifat suatu zat.
Pengolahan ini pada lazimnya dilakukan untuk :
1. Mata air bersih
2. Air dari sumur yang dangkal/dalam
Adapun unit-unit pengolahan air terdiri dari:
1. Bangunan Penangkap Air
2. Bangunan Pengendap Pertama
3. Pembubuhan Koagulant
4. Bangunan Pengaduk Cepat
5. Bangunan Pembentuk Floc
6. Bangunan Pengendap Kedua
7. Filter (Saringan)
8. Reservoir
9. Pemompaan
2.10.1 Filtrasi
Filtrasi adalah proses penyaringan untuk menghilangkan zat padat
tersuspensi (yang diukur dengan kekeruhan) dari air melalui media berpori-pori
(Ditjen PPM & PLP, 1998). Proses penyaringan air melalui pengaliran air pada
media butiran. Secara alami penyaringan air terjadi pada permukaan yang
mengalami peresapan pada lapisan tanah. Bakteri dapat dihilangkan secara efektif
Pada proses penyaringan, partikel-partikel yang cukup besar akan tersaring
pada media pasir, sedangkan bakteri dan bahan koloid yang berukuran lebih kecil
tidak tersaring seluruhnya. Ruang antara butiran berfungsi sebagai sedimentasi
dimana butiran terlarut mengendap. Bahan-bahan koloid yang terlarut
kemungkinan akan ditangkap karena adanya gaya elektrokinetik. Banyak
bahan-bahan yang terlarut tidak dapat membentuk flok dan pengendapan
gumpalan-gumpalan masuk ke dalam filter dan tersaring.
Menurut Sutrisno tahun 2004, dalam proses penjernihan air diketahui 2
macam filter:
1. Saringan Pasir Lambat (slow sand filter) a. Pengertian
Saringan pasir lambat adalah metode penjernih air yang bertujuan untuk
menjernihkan air dengan bahan dan cara yang sederhana. Filtrasi lambat yaitu
0,2-2 liter per menit/ft2. Teknologi saringan pasir lambat sendiri dapat merupakan
saringan pasir lambat yang banyak diterapkan di Indonesia. Saringan pasir lambat
arah aliran dari atas ke bawah memiliki kelemahan. Kelemahan dari metode ini
adalah sering terjadi penyumbatan pada saringan pasir yang disebabkan karena
tingkat kekeruhan air baku naik (Heltina, 2009). Selain itu, kelemahan dari
teknologi saringan lambat arah aliran atas ke bawah yaitu tidak didukung oleh
iklim indonesia ketika musim hujan. Ketika musim hujan datang maka air baku
mempunyai tingkat kekeruhan yang tinggi. Penyumbatan yang terjadi dalam
saringan air dapat ditanggulangi dengan cara penyucian secara manual. Penyucian
dan kemudian dicuci. Setelah bersih dimasukan dan disusun kembali seperti
semula (Heltina, 2009). Pencucian secara manual, memerlukan waktu dan tenaga
besar dan tenaga yang cukup besar.
b. Proses pengolahan saringan pasir lambat
Proses pengolahan air bersih dengan saringan pasir lambat terdiri dari
beberapa unit proses seperti bangunan penyadap, bak penampung, saringan pasir
lambat dan bak penampung air bersih (Darmanto, 1990). Air baku yang
digunakan dalam saringan lambat menggunakan air sungai atau air danau yang
tingkat kekeruhannya tidak terlalu tinggi.
Desain kontraksi pada umumnya dirancang setelah didapat hasil dari
survei lapangan baik mengenai kualitas maupun kuantitas. Kapasitas pengolahan
dapat dirancang dengan berbagai macam ukuran sesuai dengan kebutuhan yang
diperlukan. Untuk sistem saringan pasir lambat biasanya terdiri dari sebuah bak
yang terbuat dari beton, ferosmen, bata semen atau bak fiber glass untuk
menampung air dan media penyaring pasir. Bak ini dilengkapi dengan sistem
saluran bawah, intlet, outlet dan peralatan kontrol. Saringan pasir lambat dengan
arah dari atas ke bawah terdapat dua tipe saringan yaitu (Idaman, 1999) :
1. Saringan pasir lambat dengan kontrol pada intlet
2. Saringan pasir lambat dengan sistem outlet
Menurut Idaman tahun 1999, hal-hal yang perlu diperhatikan dalam
1. Bagian intlet
Struktur intlet dibuat sedemikan rupa sehingga air masuk dalam saringan
tidak merusak atau mengaduk permukaan media pasir bagian atas. Struktur
ini biasanya berbentuk persegi empat dan berfungsi untuk mengeringkan
air yang berada di atas media penyaringan.
2. Lapisan air di atas media penyaringan
Tinggi lapisan air yang berada di atas media penyaringan dibuat
sedemikan rupa sehingga dapat mendorong air mengalir melalui unggun
pasir. Memiliki fungsi agar dapat memberikan waktu tinggal air yang
diolah dengan unggun pasir sesuai dengan kriteria desain.
3. Bagian pengeluaran
Bagian outlet berfungsi sebagai weir untuk kontrol tinggi muka air di atas
lapisan pasir.
4. Media pasir (unggun pasir)
Media penyaring dibuat dari segala jenis bahan inert (tidak larut dalam air
atau tidak bereaksi dengan bahan kimia yang ada dalam air). Media yang
dipakai pada umumnya adalah pasir silika karena mudah diperoleh dan
harganya cukup murah dan tidak mudah pecah. Diameter pasir yang
digunakan cukup halus yaitu ukuran 0,2-0,4mm.
5. Sistem saluran bawah
Sistem saluran bawah berfungsi untuk mengalirkan air olahan serta
sebagai penyangga media penyaring. Saluran air ini terdiri dari saluran
diatasnya ditutup dengan lapisan kerikil dan berfungsi untuk menyangga
lapisan pasir agar pasir tidak menutup lubang saluran bawah.
6. Ruang pengeluaran
Ruang pengeluaran terbagi menjadi dua bagian yang dipisahkan dengan
sekat atau dinding pembatas. Dinding pembatas dilengkapi dengan weir
agar limpasan air olahannya sedikit lebih tinggi dari lapisan pasir. Weir
berfungsi untuk mencegah timbulnya tekanan dibawah atmosfir dalam
lapisan pasir serta untuk menjamin saringan pasir beroperasi tanpa
fluktuasi level. Air bebas yang jatuh melalui weir akan mengakibatkan
konsentrasi oksigen dalam air olahan akan bertambah besar.
c. Kekurangan dan kelebihan dari saringan pasir lambat
1. Kekurangan
i. Jika air bakunya mempunyai kekeruhan yang tinggi, beban filter
menjadi besar, sehingga sering terjadi kebutuan. Akibatnya,
waktu pencucian filter menjadi pendek.
ii. Kecepatan penyaringan rendah, sehingga memerlukan ruangan
yang cukup luas.
iii. Pencucian filter dilakukan secara manual, yakni dengan cara
mengeruk lapisan pasir bagian atas dan dicuci dengan air bersih,
dan setelah bersih dimasukkan lagi ke dalam bak saringan seperti
iv. Karena tanpa bahan kimia, tidak dapat digunakan untuk
menyaring air gambut (Idaman,1999).
2. Kelebihan
i. Tidak memerlukan bahan kimia, sehingga biaya operasinya
sangat murah.
ii. Dapat menghilangkan zat besi, mangan, dan warna serta
kekeruhan.
iii. Dapat menghilangkan ammonia dan polutan organik karena
proses penyaringan berjalan secara fisika dan biokimia.
iv. Sangat cocok untuk daerah pedesaan dan proses pengolahan
sangat sederhana (Idaman,1999).
d. Fungsi dari saringan pasir lambat
Saringan pasir lambat memiliki beberapa fungsi seperti dalam usaha
pemurnian air dengan melakukan air pada lapisan pasir, sehiggga nantinya terjadi
perubahan kualitas air yang mencangkup penjernihan air, perubahan sifat kimiawi
air, penuruan kandungan bakteri ( Darmanto, 1990).
2. Saringan Pasir Cepat (rapid sand filter) a. Pengertian
Saringan pasir cepat atau sering disebut rapid sand filter merupakan
sistem air yang dapat menghasilkan air yang lebih banyak dari pada sistem
