BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Rumus kimia

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Rumus kimia dari air adalah merupakan perpaduan dua atom H (hidrogen) dan
satu atom O (oksigen) dengan formula atau rumus molekul H2O. Air yang berada
dialam ditemukan dengan wujud padat, cair, dan gas. Pada tekanan atmosfer (76 cmHg) dan didinginkan sampai 0 . Dalam keadaan normal (murni), air bersifat netral
dan dapat melarutkan berbagai zat. Air akan pecah menjadi unsur H dan O pada suhu
2500
(Manik, 2009).
Air di dalamnya biasanya logam berikatan dalam senyawa kimia atau dalam
bentuk ion, bergantung pada kompartemen tempat logan tersebut berada. Tingkat
kandungan logam pada setiap kompartemen sangat bervariasi, bergantung pada
lokasi, jenis kompartemen dan tingkat pencemarannya. konsentrasi logam dalam air
dan biota yang hidup didalamnya telah banyak dilaporkan, biasannya tingkat
konsentrasi logam berat dalam air dibedakan menurut tingkat pencemarannya, yaitu
polusi berat, polusi sedang dan nonpolusi. Perairan dengan tingkat polusi berat
biasannya memiliki kandungan logam berat dalam air, dan organisme yang hidup
didalamnya cukup tinggi. Polusi sedang, kandungan logam berat dalam air dan biota
yang hidup didalamnya berada dalam batas marjinal, sedangkan pada tingkat
nonpolusi, kandungan logam berat dalam air dan organisme yang hidup di dalamnya
sangat rendah, bahkan tidak terdeteksi (Darmono, 2001).
2.2 Pencemaran Air
Pencemaran air adalah masuknya bahan yang tidak diinginkan kedalam air (oleh
kegiatan mausia dan atau secara alami) yang mengakibatkan turunnya kualitas air
tersebut sehingga tidak dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya. Pencemaran
air tidak hanya menimbulkan dampak negatif terhadap makhluk hudup, tetapi juga
mengakibatkan ganguan estetika, seperti air yang mengandung minyak atau bahan
lain yang mengapung. Bahan pencemar yang masuk ke suatu perairan biasanya
merupakan limbah suatu aktivitas (Manik, 2009).
Menurut sumbernya, limbah sebagai bahan pencemar air dibedakan sebagai:
1. Limbah domestik ( limbah rumah tangga, perkantoran, pertokoan, pasar, dan
pusat perdagangan)
2. Limbah industri, pertambangan, dan transportasi
3. Limbah laboratorium dan rumah sakit
4. Limbah pertanian dan peternakan
5. Limbah pariwisata (Manik, 2009).
Kekeruhan dan warna dapat terjadi karen adanya zat-zat koloid berupa zat-zat
yang terapung serta terurai secara halus, kehadiran zat organik, lumpur atau karena
tingginya kandungan logam besi dan mangan. Amonia dalam air dapat berasal dari
adanya rembesan dari lingkungan yang kotor, dari salurn air pembuangan domestik.
Amonia terbentuk karena adanya pembusukan zat organik secara bakterial atau
karena adanya pencemaran pertanian. Senyawa besi dan mangan sangat umum
terdapat dalam tanah dan mudah larut dalam air terutama bila bersifat asam (Kodoatie
dan Robert, 2010).
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau standar yang dapat diamati melalui:
1. adanya perubahan suhu air
2. adanya perubahan pH atau konentrasi ion Hidrogen
3. adanya perubahan warna, bau, dan rasa air
4. timbulnya endapan, koloidal, bahan terlarut
5. adanya mikroorganisme
6. meningkatnya radioaktivitas air lingkungan (Wardhana, 1995).
Pencemaran yang berasal dari rumah tangga (umumnya dalam bentuk pencemar
organik), atau yang berasal dari pabrik, industri serta kegiatan lainnya (umumnya
dalam bentuk pencemar non organik) kalau mengenai badan air (sungai, danau, dan
sebagainya), akan menyebabkan penurunan terhadap kualitas dan kesehatan air.
Sumber air tersebut secara langsung tidak dapat digunakan untuk kepentingan rumah
tangga, kalaupun dapat harus melalui pengolahan terlebih dahulu, yang tentu saja ada
biaya pengolahan yang mungkin besar, bergantung kepada nilai pencemarannya.
Pencemaran lain yang secara tidak langsung membawa akibat terhadap krisis air
adalah yang diakibatkan oleh pencemaran udara yang berbentuk senyawa penyebab
penipisan lapisan ozon (O3) di udara, atau penyebab efek rumah kaca, secara
langsung akibatnya akan terasa oleh penduduk bumi, yaitu peningkatan panas bumi
(Suriawiria, 2005).
2.3 Mikroorganisme didalam Air
Bakteri umumnya uniseluler/ sel tunggal, tidak mepunyi khlorofil, berkembang
biak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner. Bakteri hidup bebas secara
kosmopoltan dimana-mana, khususnya di udara, ditanah, di dalam air, pada bahanbahan makanan, pada tubuh manusia, hewan ataupun tumbuhan., ada pula yang hidup
besimbiosis dengan jasad-hidup lain, baik hewan ataupun tanaman. Bakteri sifat
hidupnya secara umum adalah saprofitik pada sisa/buangan hewan ataupun tanaman
ynag sudah mati, tetapi banyak juga yang parasitik pada hewan, manusia dan tanaman
dengan menyebabkan
banyak jenis penyakit. Bakteri termasuk kedalam divisi
Schizophyta yang terbagi kedalam beberapa kelas, antara lain Pseudomonadales,
Chlamydobacteriales,
Eubacteriales,
Actinomycetales,
Spirochetales
dan
Rickettsiales (Suriawiria, 1996).
Mikroba yang terdapat di dalam suatu tempat dapat langsung mempengaruhi
lingkungannya, baik lingkungan fisik, lingkungan kimia ataupun lingkungan
biologisnya.
Aktivitas
mikroorganisme
dipengaruhi
oleh
lingkungan
dapat
mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan sifat fisiologi mikroorganisme.
Golongan bakteri ada yang sangat tahan terhadap perubahan lingkungan, sehingga
cepat dapat menyesuaikan dengan golongan baru, ada pula golongan mikroorganisme
yang sama sekali peka terhadap perubahan lingkungan hingga tidak dapat
menyesuaikan diri. Faktor lingkungan penting artinya di dalam usaha mengendalikan
kegiatan mikroorganisme, baik untuk kepentingan dan proses ataupun pengendalian
air (Suriawiria, 1996).
Faktor abiotik yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri, yaitu:
1. Temperatur
Pada umumnya batas daerah temperatur bagi kehidupan mikroorganisma terletak
antara 0oC dan 90oC, sehingga untuk masing-masing mikroorganisme dikenal nilai
temperatur minimum, optimum dan maksimum. Temperatur minimum suatu jenis
mikroorganisma ialah nilai paling rendah di mana kegiatan mikroorganisma masih
berlangsung. Temperatur optimum adalah nilai yang paling sesuai/ baik untuk
kehidupan mikroorganisma. Temperatur maksimum adalah nilai tertinggi yang masih
dapat digunakan untuk aktivitas mikroorganisma, tetapi pada tingkatan fisiologi yang
paling minimal.
2. Kelembaban
Mikroorganisme mempunyai nilai kelembaban optimum. Pada umumnya untuk
pertumbuhan ragi dan bakteri diperlukan kelembaban yang tinggi di atas 85%, sedang
untuk jamur dan aktinomiset diperlukan kelembaban yang rendah di bawah 80%.
3. Tekanan Osmosa
Pada umumnya larutan hipertonis menghambat pertumbuhan, karena dapat
menyebabkan plasmolisa. Bakteri memerlukan nilai pH antara 6,5-7,5, ragi antara
4,0-4,5, sedang jamur dan aktinomiset tertentu mempunyai daerah pH yang luas.
4. Logam Berat
Ion-ion logam berat seperti Hg, Ag, Cu, Au, Zn, Li dan Pb walaupun pada kadar
yang sangat rendah akan bersifat toksis terhadap mikroorganisma, karena ion-ion
logam berat dapat bereksi dengan gugusan senyawa sel.
5. Radiasi
Cahaya mempunyai daya merusak kepada sel mikroorganisme yang tidak
mempunyai daya merusak kepada sel mikroorganisme yang tidak mempunyai pigmen
fotosintesa. Cahaya dengan gelombang pendek dapat berpengaruh terhadap jasad
hidup.
6. Tegangan Muka
Tegangan muka mempengaruhi cairan sehingga permukaanya akan menyerupai
membran yang elastis, sehingga dapat mempengaruhi kehidupan mikroorganisme.
7. Tekanan Hidrostatik dan Mekanik
Tekanan yang tinggi akan menyebabkan meningkatnya beberap reaksi kimia,
pengecilan volume koloid organik anzim, molekul dan juga menaikkan viskositas
cairan serta disosiasi elektrolit.
Faktor biotik yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri:
1. Bebas Hama
Hewan percobaan yang bebas mikroorganisma disebut mengalami kehidupan
aksenik atau tanpa benda-benda asing
2. Asosiasi
Simbiosa adalah asosiasi di antara dua atau lebih jasad, di mana sedikitnya satu
jenis mendapat keuntungn, sedang jenis lainnya mengalai kerugian, atau mungkin
keuntungan (Suriawiria, 1996).
2.4 Persyaratan Air
2.4.1 Persyaratan Biologis untuk Air
Ditentukan baik oleh kehadiran mikroorganisme yang patogen, maupun juga
yang nonpatogen. Mikroorganisme nonpathogen secara relatif tidak berbahaya bagi
kepentingan kesehatan, namun karena golongan ini sering dalam jumlah berlebihan
dapat mempengaruhi rasa , bau dan lain-lain, timbal balik justru dapat berakibat
menyulitkan pengelolaan air (water treatment) (Ryadi, 1984).
Mikroorganisme koliform yang ada di dalam air sekalipun tidak patogen, pada
saat ini masih tetap digunakan sebagai indikator untuk mengetahui sejauh mana air
telah terkontaminasi oleh bahan-bahan buangan organik, khususnya bahan-bahan
fekal. Dasar penggunan indikator koliform ini adalah bahwa secara karakteristik
bakteri ini adalah merupakan penghuni tetap feses dan sebaliknya feses manusia
merupakan media penyebaran dari beberapa jenis bakteri patogen, khususnya bila
feses ini berasal dari orang-orang yang disebut karier (Ryadi, 1984).
Persyaratan higenis kadar e-coli yang diperbolehkan tergantung pada media
cairan. Jenis koliform ini pada umunya bersifat aerob, dan hanya sedikit secara
fakultatif anaerob, merupakan gram negatif, serta tidak membentuk spora, berbentuk
rod shape (lonjong), dan mengadakan fermentasi dengan laktosa dalam waktu 48 jam
pada temperatur 35oC.
2.4.2
Persyaratan Fisis untuk Air
Ditentukan oleh faktor kekeruhan (turbidity), warna, bau (odor) maupun rasa.
Dari keempat indikator tersebut, hanya bau saja penilaiannya ditentukan secara
subyektif, dengan jalan air diencerkan secara berturut-turut sampai pengeenceran
berapakah ia masih tetap bau pada larutan yang paling encer. Jumlah pengenceran itu
akan merupakan angka bau (odor number) dari air yang diperiksa (Ryadi, 1984).
2.4.3
Persyratan Kimia untuk Air
Bahan-bahan kimia pada umumnya mudah larut dalam air, maka tercemarnya
air oleh bahan-bahan kimia yang terlarut khususnya timbal balik perlu dinilai
kadarnya untuk mengetahui sejauh mana bahan-bahan terlarut itu mulai dapat
dikatakan membahayakan eksistensi organisme maupun mengganggu bila digunakan
untuk suatu keperluan (misalnya untuk air industri/ water processing) (Ryadi, 1984).
Flor sebagai contoh adalah unsur yang penting, hadirnya didalam air minum
masih harus memenuhi persyaratan kadar maksimal yang diperbolehkan dan kadar
minimal yang di perlukan. Hasil pengamatan dalam epidemilogi suatu penyakit gigi
di Amerika yang menggunakan kadar alamiah flour antara 3-8 mg/liter ternyata telah
menimbulkan kelainan gigi berupa kerusakan email, dan kelainan-kelainan warna
(Ryadi, 1984).
2.5 Klasifikasi Air
Dalam upaya pengendalian pencemaran air, maka
mutu air diklasifikasikan
menjadi empat kelas, yaitu:
a) Kelas satu, yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air
minum dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama
dengan kegunaan tersebut.
b) Kelas dua,
yaitu air
yang peruntukannya dapat digunakan untuk
prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air
untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan
mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut,
c) Kelas
tiga,yaitu
air
yang
peruntukannya
dapt
digunakan
untuk
pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman,
dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan
kegunaan tersebut.
d) Kelas empat, yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi
pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang
sama dengan kegunaan tersebut (Manik, 2009).
2.6 Klorin
Desinfeksi bertujuan untuk membunuh bakteri patogen yang penyebarannya
melalui air, seperti bakteri penyebab typhus, kolera, disentri, dan lain-lain. Metode
tersebut merupakan salah satu cara untuk membunuh bakteri patogen, karena ada tiga
cara, yakni:
-
Cara Kimia, dengan penambahan bahan kimia
-
Cara Fisika, dengan pemanasan dengan air, sinar ultraviolet
-
Cara Mekanis, dengan pengendapan ( bakteri berkurang 25-75 %), saringan
pasir lambat dapat mengurangi bakteri 85-99 % (Waluyo, 2009).
Klorin dalam bentuk asam hipoklorus 40 hingga 80 kali lebih efektif pada
kondisi pH yang asam. Klorin cair didapat dalam suatu klorimator. Klorimator kecil
memasukkan gas tersebut secara langsung kedalam air, sedangkan klorimator besar
biasannya melarutkan gas didalam air, kemudian mengisi larutan. Klorimator harus
dipelihara pada suhu paling sedikit 70 oF (21 oC) untuk mencegah kondisasi gas
klorin di pipa-pipa pengisian pengatur otomatik maupun manual untuk pemakaian
klorin dapat diperoleh (Linsley dan Joseph, 1996).
Klorinasi
awal,
yaitu
pemakaian
klorin
sebelum
pengolahan,
akan
menyempurnakan koagulasi, mengurangi beban filter dan tumbuhnya ganggang,
sedangkan klorinasi akhir adalah pemakaian klorin setelah pengolahan, merupakan
metode yang umum yang sering digunakan. Klorin yang dipakai sedemikian rupa
sehingga meninggalkan residu besar yang berlebihan (superklorinasi) sering
dipergunakan untuk menghilangkan rasa dan bau tertentu, superklorinasi harus diikuti
dengan deklorinasi yang biasanya berupa pengolahan dengan sulfur dioksida atau
dengan melewatkan air yang bersagkutan melalaui suatu filter butiran karbon yang
diaktifkan (Linsley dan Joseph, 1996).
Klorin banyak digunakan dalam pengolahan air bersih dan air limbah sebagai
oksidator dan desinfektan. Sebagai oksidator digunakan untuk menghilangkan bau,
rasa, dan warna pada pengolahan air bersih dan untuk mengoksidasi Fe (II) dan Mn
(II) yang banyak terkandung dalam air tanah menjadi Fe (III) dan Mn (III) (Waluyo,
2009).
Klor memiliki beberapa kualitas yang mendukung penggunaannya dalam
persediaan air, keunggulannya adalah bahwa klor adalah senyawa bakterisida yang
sangat efektif bahkan bila digunakan dalam konsentrasi 1 ppm. Klor juga cukup stabil
(tanpa adanya bahan organik yang berkelebihan) dan cukup murah (Volk,w dan
Margaret, F.W. 1989).
2.7 Pengolahan Air
Air Yang Belum Diolah
Air
murni
bersih
Tangki
pencampuran
Tangki
flokulasi dan
sedimentasi
Klorinasi
Alas
penyaringan
Gambar 2.1. Pengolahan air di perkotaan (Volk,w dan Margaret, F.W. 1989).
Sungai dapat tercemar pada daerah permukaan air akan tetapi pada sungai yang
besar dengan arus air yang deras, sejumlah kecil bahan pencemaran mengalami
pengenceran sehingga tingkat pencemaran menjadi sangat rendah. Hal tersebut
menyebabkan konsumsi oksigen terlarut yang diperlukan oleh kehidupan air dan
biodegradasi akan cepat diperbarui, tetapi terkadang sebuah sungai mengalami
pencemaran yang berat sehingga air mengandung bahan pencemar yang sangat besar,
akibatnya proses pengenceran dan biodegradasi akan sangat menurun jika arus air
mengalir perlahan karena kekeringan atau penggunaan sejumlah air untuk irigasi.
Oksigen terlarut juga dapat menurun akibat dari proses tersebut. Suhu yang tinggi
dalam air menyebabkan laju proses biodegradasi yang dilakukan oleh bakteri
pengurai aerobik menjadi naik dan dapat menguapkan bahan kimia ke udara
(Darmono, 2001).
Netralisasi pH adalah suatu upaya agar pH air menjadi normal, setelah pH
mendekati normal barulah proses pengolahan dapat dilakukan secara efektif. Fungsi
dari pengaturan pH dalam instalasi air minum bertujuan untuk mengendalikan korosif
perpipaan dalam sistem distribusi. Korosif membentuk racun bila pH kurang dari 6,5
atau lebih dari 9,5 (Waluyo, 2009).
Sedimentasi adalah proses pengendapan partikel-partikel padat yang tersuspensi
dalam cairan atau zat cair karena pengaruh gravitasi (gaya berat) secara alami.
Sedimentasi berguna untuk mereduksi bahan-bahan tersuspensi (kekeruhan) dari
dalam air dan dapat berfungsi untuk mereduksi kandungan organisme (patogen)
tertentu dalam air (Waluyo, 2009).
Koagulasi atau flokulasi adalah proses pengumpulan partikel-partikel halus yang
tidak dapat diendapkan secara gravitasi, menjadi partikel yang lebih besar sehingga
dapat dengan menambahkan bahan koagulan. Partikel-partikel tersebut kemudian
dihilangkan melalui proses sedimentasi dan filtrasi. Koagulasi berguna untuk
memudahkan partikel-partikel tersuspensi yang tidak dapat mengendap secara
gravitasi dan sangat lembut (seperti koloidal) di dalam air menjadi partikel-partikel
yang dapat mengendap (Waluyo, 2009).
Filtrasi adalah proses penyaringan untuk menghilangkan zat padat tersuspensi
(yang diukur dengan kekeruhan) dari air melalui media berpori. Zat padat tersuspensi
dihilangkan pada waktu air melalui suatu lapisan materi berbentuk butiran yang
dinamakan media filter. Proses ini dinamakan perkolasi (Waluyo, 2009).
Sumber daya air yang dikelola terdiri dari upaya merencanakan, melaksanakan,
memantau, dan mengevaluasi penyelenggaraan konservasi sumber daya air,
pendayagunaan sumber daya air, dan pengendalian daya rusak air. Sumber daya air
dikelola
berdasarkan
asas
kelestarian,
keseimbangan,
kemanfaatan
umum,
keterpaduan dan keserasian, keadilan, kemandirian, serta transparansi dan Sumber
daya air dikelola secara menyeluruh, terpadu dan berwawasan lingkungan hidup
dengan tujuan mewujudkan kemanfaatan sumber daya air yang berkelanjutan untuk
sebesar-besar kemakmuran rakyat bumi (Kodoatie dan Robert, 2010).
8.
Angka Lempeng Total
Angka lempeng total, yaitu perhitungan jumlah tidak berdasarkan kepada jenis,
tetapi secara kasar terhadap golongan atau kelompok besar mikroorganisme umum
seperti bakteri, fungi, mikroalge ataupun terhadap kelompok bakteri tertentu. Angka
lempeng total bakteri ditentukan berdasarkan penanaman bahan dalam jumlah dan
pengenceran tertentu kedalam media yang umum untuk bakteri. Setelah melakukan
masa inkubasi pada temperatur kamar selama waktu maksimal 4 x 24 jam,
perhitungan koloni dilakukan, diamati bahwa tiap koloni berasal dari sebuah sel,
maka jumlah sel mewakili dan terdapat di dalam bahan yang dianalisis (Suriawiria,
1996).