3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Air bersih merupakan

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Air
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
diuraikan diatas, manusia menggunakan air berbagai keperluan seperti 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 harus jernih, tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau. Air
minum juga seharusnya tidak mengandung kuman patogen yang membahayakan
kesehatan manusia. Tidak mengandung zat kimia yang mengubah fungsi tubuh,
tidak dapat diterima secara estesis 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).
3
Universitas Sumatera Utara
2.2
Sumber air
Adapun sumber-sumber air :
2.2.1
Air laut
Air laut banyak mengandung garam dan mineral dengan kadar tinggi. Air
laut tidak akan bisa langsung dipakai sebagai air minum dan air bersih untuk
keperluan sehari-hari sehingga diperlukan pengolahan air untuk mendapatkan air
yang bersih (Effendi, 2003).
2.2.2
Air hujan
Air hujan merupakan hasil penyubliman awan atau uap menjadi air murni
yang ketika turun dan melalui udara akan melarutkan benda yang terdapat di
udara, dalam keadaan murni sangat bersih. Diantara beberapa benda yang terlarut
dari udara tersebut adalah gas (O2, CO2, H2 dan lain-lain), jasad renik dan debu
(Pitojo, 2002).
2.2.3
Air permukaan
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 mengumpul ditempat cekung yang
membentuk danau ataupun rawa (Effendi, 2003).
Air permukaan ada 2 macam yakni :
a. Air sungai
4
Universitas Sumatera Utara
Air sungai berasal dari mata air dan air hujan yang mengalir dari dataran
tinggi ke dataran yang lebih rendah. Secara fisik, pada saat hujan air sungai
terlihat berwarna cokelat dengan tingkat kekeruhan yang tinggi karena bercampur
dengan pasir, lumpur, kayu dan kotoron lainnya. Kualitas air sungai sangat
dipengaruhi oleh lingkungan disekitar aliran sungai yang banyak permukiman
penduduk dan industri. Limbah industri dan rumah tangga yang dibuang langsung
kesungai tanpa melalui proses pengolahan terlebih dulu terkumpul di muara
sungai, akibatnya secara kualitas fisika, kimia, maupun biologi, air di daerah
muara sungai sangat rendah dan tidak layak dijadikan bahan baku air minum
(Sutrisno, 2002).
b. Air rawa/danau
Air danau atau rawa merupakan air permukaan yang mengumpul pada
cekungan permukaan tanah. Permukaan air danau biasanya berwarna hijau
kebiruan. Warna ini disebabkan oleh banyaknya lumut yang tumbuh di permukaan
air maupun didasar danau atau rawa. Selain lumut, warna pada air danau juga
dipengaruhi oleh bahan organik (kayu, daun dan bahan lainnya) yang membusuk
akibat proses dekomposisi oleh mikroorganisme didalam air (Slamet, 1994).
2.2.4
Air tanah
Terbagi atas:
a. Air tanah dangkal
Air tanah dangkal terdapat pada kedalaman kurang lebih 15 meter dibawah
permukaan tanah. Jumlah air yang terkandung pada kedalaman ini cukup terbatas.
Biasanya hanya dipergunakan untuk keperluan rumah tangga, seperti minum,
5
Universitas Sumatera Utara
mandi dan mencuci. Penggunaan air tanah dangkal berupa sumur berdinding
semen maupun sumur bor. Secara fisik, air tanah terlihat jernih dan tidak
berwarna (bening) karena telah mengalami proses filtrasi oleh lapisan tanah.
Kualitas tanah dangkal cukup baik dan layak digunakan sebagai bahan baku air
minum (Sutrisno, 2002).
b. Air tanah dalam
Air tanah dalam terdapat pada kedalaman 100 – 300 meter di bawah
permukaan tanah. Air tanah dalam berwarna jernih dan sangat baik digunakan
untuk air minum karena telah melalui proses penyaringan berulang-ulang oleh
lapisan tanah. Air tanah dalam memiliki kuliatas yang lebih baik dari kualitas air
tanah dangkal. Hal ini disebabkan proses filtrasi air tanah dalam lebih panjang
lama dan sempurna dibandingkan air tanah dangkal. Kuantitas air tanah dalam
cukup besar dan tidak terlalu dipengaruhi oleh musim, sehingga air tanah dalam
tanah dapat digunakan untuk kepentingan industri dan dapat digunakan dalam
jangka waktu yang cukup lama (Slamet, 1994).
c.
Mata air
Mata air adalah air tanah yang keluar langsung dari permukaan tanah.
Mata air biasanya terdapat pada lereng gunung, dapat berupa rembesan dan ada
juga keluar di daerah dataran rendah. Mata air memiliki kualitas hampir sama
dengan kualitas air tanah dalam dan sangat baik untuk air minum. Selain untuk air
minum, mata air juga dapat digunakan untuk keperluan lainnya, seperti mandi dan
mencuci. Kuantitas air yang dihasilkan mata air cukup banyak dan tidak
dipengaruhi oleh musim (Sutrisno, 2002).
6
Universitas Sumatera Utara
2.3 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
mengalami pencemaran dalam bentuk rembesan limbah cair dari suatu industri
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 (Achmad, 2004).
2.4 Macam – macam Air Menurut Farmakope Indonesia
2.4.1
Aqua aromatica
Adalah larutan jenuh minyak atsiri dalam air atau zat – zat yang beraroma
dalam air. Diantara air aromatika, ada yang mempunyai daya terapi yang lemah,
tetapi digunakan untuk memberi aroma pada obat – obat atau sebagai pengawet.
7
Universitas Sumatera Utara
Air aromatika harus mempunyai bau dan rasa yang menyerupai bahan asal, bebas
bau empiratik atau bau lai, tidak berwarna dan tidak berlendir (FI ed II, 1972).
2.4.2
Aqua demineralisata
Adalah air yang mineralnya telah dihilangkan dengan kation dan anion dan
hanya digunakan untuk bahan baku produksi (FI ed III, 1979).
2.4.3
Aqua destillata
Adalah air yang sudah melalui penyulingan mencapai kadar mineral
rendah sehingga dapat diminum (FI ed III, 1979).
2.4.4
Aqua pro injection
Adalah air yang dibuat dengan cara menyuling kembali air suling segar
dengan alat kaca netral atau wadah logam yang dilengkapi dengan labu percik.
Hasil sulingan pertama dibuang, sulingan selanjutnya ditampung dalam wadah
yang cocok dan segera digunakan. Jika dimaksudkan sebagai pelarut serbuk
injeksi, harus disterilkan dengan cara sterilisasi A atau C setelah diwadahkan (FI
ed III, 1979).
2.4.5
Aqua purificata
Adalah air yang dimurnikan yang diperoleh dengan destilasi, perlakuan
menggunakan penukar ion, osmosis balik, atau proses yang sesuai. Dibuat dari air
yang memenuhi persyaratan air minum dan tidak mengandung zat tambahan lain
(FI ed IV, 1995).
2.4.6
Aqua sterile pro injection
8
Universitas Sumatera Utara
Adalah air untuk injeksi yang disterilkan dan dikemas dengan cara yang
sesuai. Tidak mengandung bahan antimikroba atau bahan tambahan lainnya (FI ed
IV, 1995).
2.5 Pengolahan Air di PDAM Tirtanadi IPA 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 hulu ke hilir melewati
Kecamatan Pancur Batu dan 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.
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 cm). Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu ketinggian air
(sluice gate) dan penggerak elektromotor.
9
Universitas Sumatera Utara
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). 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.
Di Raw Water Tank ini terjadi penginjeksian klorin yang disebut
prechlorination. Prechlorination berfungsi mengoksidasi zat-zat organik,
anorganik, mengendalikan pertumbuhan lumut (alga), membunuh spora dari
lumut, jamur dan juga menghilangkan polutan-polutan lainnya.
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.
10
Universitas Sumatera Utara
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 m yang berfungsi untuk menampung air minum (air olahan) setelah
melewati 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 sebagai tempat
penyaluran air ke pelanggan. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi
klor (post chlorination) yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme
pathogen 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)
11
Universitas Sumatera Utara
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.
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. Lagoon terdiri dari tiga
sel. Sel pertama adalah sebagai tempat lumpur . jika sel telah penuh, lumpur akan
disedot ke atas dan digunakan untuk menimbuh tanah sekitar lagoon. Air dari sel
pertama ini akan dialirkan ke sel berikutnya yang difiltrasi dengan batu bronjong.
Air dari sel kedua ini difiltrasi lagi dengan batu benjong ke sel ketiga pada tiaptiap unit produksi, dibuang ke lagoon untuk diproses lagi menjadi air bersih.
Sehingga tidak ada air yang dibuang kembali ke badan air apabila sudah
memasuki intake.
2.6
Standar Baku Air Minum
Standar mutu air minum atau air untuk kebutuhan rumah tangga ditetapkan
berdasarkan
Peraturan
Menteri
Kesehatan
Republik
Indonesia
No.
907/MENKES/SK/VII/2002 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air
12
Universitas Sumatera Utara
minum. Standar baku air minum tersebut disesuaikan dengan Standar
International yang dikeluarkan oleh WHO (Kusnaedi, 2010).
Standarisasi kualitas air tersebut bertujuan untuk memelihara, melindungi,
dan mempertinggi derajat kesehatan masyarakat, terutama dalam pengelolaan air
atau kegiatan usaha mengolah dan mendistribusikan air minum untuk masyarakat
umum.
Dengan
adanya
standarisasi
tersebut,
dapat
dinilai
kelayakan
pendistribusian sumber air untuk keperluan rumah tangga (Kusnaedi, 2010).
Kualitas air yang digunakan sebagai air minum menurut Kusnaedi (2010)
sebaiknya memenuhi persyaratan secara fisik, kimia, dan mikrobiologi.
1. Persyaratan fisik
Air yang berkualitas baik harus memenuhi persyaratan fisik sebagai
berikut.
a. Tidak berwarna
Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti
mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.
b. Temperaturnya normal
Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara
(20 – 26° C). Air yang secara mencolok mempunyai temperatur di atas
atau di bawah temperatur udara, berarti mengandung zat-zat tertentu
(misalnya, fenol yang terlarut di dalam air cukup banyak) atau sedang
terjadi proses tertentu (proses dekomposisi bahan organik oleh
mikroorganisme yang menghasilkan energi) yang mengeluarkan atau
menyerap energi dalam air.
13
Universitas Sumatera Utara
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.
Derajat kekeruhan dinyatakan dengan satuan unit.
f. Tidak mengandung zat padatan
Air minum yang baik tidak boleh mengandung zat padatan, walaupun
jernih, air yang mengandung padatan yang terapung tidak baik digunakan
sebagai air minum. Apabila air dididihkan, zat padat tersebut dapat larut
sehingga menurunkan kualitas air minum.
2. Persyaratan kimia
Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang
melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain adalah: pH, zat
organik, kesadahan, besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn),
14
Universitas Sumatera Utara
klorida (Cl-), nitrit (NO2-), fluorida (F), logam berat, zat reaktif serta zat–
zat beracun dan berbahaya.
3. Persyaratan mikrobiologis
Persyaratan mikrobiologis yang harus dipenuhi oleh air adalah sebagai
berikut.
a. Tidak mengandung bakteri pathogen, misalnya bakteri golongan coli,
Salmonella thypi, vibrio chlotera. Kuman - kuman ini mudah tersebar
melalui air.
b. Tidak
mengandung
bakteri
non
patogen,
seperti
actinomycetes,
phytoplankton coliform, dadocera.
2.7
Logam Seng (Zn)
Seng (Zn) adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi. Zn adalah
logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih kebiruan, pudar
bila terkena udara dengan api hijau terang. Zn dapat bereaksi dengan asam, basa,
dan senyawa non logam. Zn memiliki nomor atom 30 dan memiliki titik lebur
419,37°C (Widowati, 2008).
Seng (Zn) adalah logam yang murni dan secara alami ada dalam air. Seng
tidak bereaksi dengan molekul air. ion tidak membentuk hidroksida seng
pelindung larut air Zn(OH)2 lapisan dengan ion hidroksida dilarutkan, sesuai
dengan mekanisme reaksi berikut :
Zn2+ + 2OH
Zn (OH)2
Seng bereaksi dengan ion H+, sesuai dengan mekanisme reaksi berikut :
15
Universitas Sumatera Utara
Zn + 2H+
Zn2+ + H2
Reaksi ini melepaskan hidrogen yang bereaksi dengan oksigen sehingga
menyebabkan kekeruhan susu dalam air dengan konsentrasi yang lebih tinggi.
Selain itu, seng dapat menambahkan rasa yang tidak diinginkan terhadap air,
misalnya pada konsentrasi sekitar 2 mg/L.
Kelarutan Zn tergantung pada suhu dan pH air yang bersangkutan. Ketika
pH cukup netral, seng tidak larut dalam air. Kelarutan meningkat apabila
keasaman meningkat. Seng larut dalam air sebagai ZnOH+ atau Zn2+.
2.8
Penetapan Kadar Seng (Zn)
Metode-metode penetapan kadar seng (Zn) dalam air yaitu secara
kolorimetri dan spektrofotometri serapan atom (SSA). Adapun metode yang
digunakan pada penetapan kadar seng (Zn) ini adalah metode kolorimetri.
Cara pengujian kadar seng dalam air dengan metode kolorimetri yaitu
dengan menggunakan alat Colorimeter Dr/890. Zn dalam sampel bereaksi dengan
Zinco Ver 5 reagent powder pillow menghasilkan warna merah orange. Jika
didalam sampel mengandung seng, dimana warna dari reagen tersebut berwarna
ungu (Sipayung, 2007).
Sampel dipipet masing-masing sebanyak 20 ml. Dimana air yang dipakai
untuk sampel diambil dari air baku dan air reservoir. Dimasukkan kedalam botol,
kemudian tambahkan satu bungkus Zinc ver 5 powder pillow kocok himgga larut.
Pipet 10 ml larutan lalu masukkan kedalam botol kedua (sebagai blanko), lalu
tambahkan 0,5 ml Cyclohexanone kedalam botol pertama, aduk hingga homogen.
16
Universitas Sumatera Utara