BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Air merupakan zat kimia yang

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan zat kimia yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang
diketahui sampai saat ini di bumi. Air adalah senyawa kimia dengan rumus kimia
H2O: satu molekul air tersusun dari dua atom hidrogen yang terikat secara
kovalen pada satu atom oksigen. Pada kondisi standar, air bersifat tidak berwarna,
tidak berasa dan tidak berbau yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperature
273,15 K
(0 oC). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang
penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya,
seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul
organik (Kusmayadi, 2008).
Air reservoir adalah air yang telah melalui filter dan sudah dapat dipakai
untuk air minum. Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteri dan ditampung
pada bak reservoir untuk diteruskan kepada konsumen (Sutrisno, 1987).
Menurut Kusmayadi (2008), sifat – sifat kimia fisika dari air adalah sebagai
berikut:
Informasi dan Sifat-sifat
Nama sistematis
Air
Nama alternative
Aqua,
dihidrogen
monoksida,
hydrogen
hidroksida
Universitas Sumatera Utara
Rumus molekul
H2O
Massa molar
18.0153 g/mol
Densitas dan fase
0.998 g/cm (cairan pada 20 oC)
0.92 g/cm (padatan)
Titik lebur
0 oC (273.15 K) (32 oF)
Titik didih
100 oC (373.15 K) (212 oF)
Kalor jenis
4184 J/(kg.K) (cairan pada 20 oC)
2.2 Sumber –sumber air
Menurut Sutrisno (1987), berdasarkan sumber-sumbernya, air terbagi atas
air laut, air atmosfer, air meteriologik (air hujan), air permukaan dan air tanah.
2.2.1 Air laut
Air laut mempunyai sifat asin, karena air laut mengandung garam NaCl.
Kadar garam NaCl dalam air laut sekitar 3%, maka air laut tidak memenuhi syarat
untuk air minum.
2.2.2 Air hujan
Air hujan dalam keadaan murni, sangat bersih, namun dengan adanya
pengotoran
udara
yang
disebabkan
oleh
kotoran-kotoran,
industri/debu
menyebabkan air hujan tercemar. Apabila air hujan akan dijadikan sebagai sumber
air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat
hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran. Air hujan
mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak
Universitas Sumatera Utara
reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan). Air
hujan ini mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun.
2.2.3 Air permukaan
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada
umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya,
misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan
sebagainya. Sumber-sumber air permukaan adalah air sungai dan air danau
(Sutrisno, 1987).
a.
Air sungai.
Air sungai dalam penggunaanya sebagai air minum haruslah mengalami
suatu pengolahan yang sempurna yaitu pengolahan air dari cara yang sederhana
sampai pengolahan yang lengkap (complete treatment process). Air sungai ini
pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali.
b.
Air danau.
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat
organis yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang
menyebabkan warna kuning coklat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis
tinggi, maka umumnya kadar Mn akan tinggi pula dan dalam keadaan kelarutan
O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Mn ini akan larut. Pada permukaan
air akan tumbuh algae (lumut) karena adanya sinar matahari dan O2.
2.2.4 Air Tanah
Universitas Sumatera Utara
a.
Air Tanah Dangkal
Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan
tanah. Air tanah dangkal ini dapat pada kedalaman 15,00 m. Air tanah dangkal ini
ditinjau dari segi kualitasna agak baik bila digunakan sebagai sumur air minum.
Kuantitas air tanah dangkal ini kurang baik dan tergantung pada musim.
b.
Air Tanah Dalam.
Air tanah dalam biasanya terdapat dikedalaman antara 100-300 m, umumnya
tergolong bersih, karena sewaktu proses pengalirannya mengalami penyaringan
alamiah dan kebanyakan mikroba sudah tidak ada lagi terdapat didalamnya. Air
tanah dalam kualitasna lebih baik dari air dangkal, karena penyaringannya lebih
sempurna dan bebas dari bakteri. Perubahan musim juga hanya sedikit
mempengaruhi air tanah dalam.
c.
Mata Air.
Mata air adalah air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke permukaan
tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh
musim dan kualitas/kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.
2.3 Hubungan air dengan kesehatan
Menurut Sutrisno (1987), air sangat erat hubungannya dengan kehidupan
manusia, yang berarti besar sekali peranannya dalam kesehatan manusia. Adapun
beberapa hal yang menunjukkan adanya hubungan air dengan kesehatan adalah
sebagai berikut:
A. Air sebagai Breeding Places Vektor.
Universitas Sumatera Utara
Beberapa jenis serangga dapat memindahkan kuman penyakit dari seorang
penderita kepada orang lain. Serangga yang dapat menularkan kuman penyakit
tersebut disebut vektor. Contoh: Nyamuk Anopheles. Vektor mempunyai
beberapa bentuk, yaitu: bentuk telur, larva, dan dewasa. Dan dalam hal ini, vektor
membutuhkan habitat berupa air.
B. Air sebagai Media Penularan Penyakit.
Beberapa penyakit juga dapat ditularkan melalui media berupa air.
Mengingat air dapat berfungsi sebagai media penularan penyakit, maka untuk
mengurangi timbulnya penyakit atau menurunkan angka kematian tersebut, salah
satu usahanya adalah meningkatkan penggunaan air minum yang memenuhi
persyaratan kualitas dan kuantitas.
C. Kandungan Bahan Kimia.
Air mempunyai sifat melarutkan bahan kimia. Zat-zat kimia yang mudah
larut dalam air dan dapat menimbulkan masalah sebagai berikut:
-
Toksisitas
-
Reaksi – reaksi kimia yang menyebabkan:
1. Pengendapan yang berlebihan.
2. Timbulnya busa yang menetap, yang sulit untuk dihilangkan.
3. Timbulnya respon fisiologis yang tidak diharapkan terhadap rasa atau
pengaruh laxative.
4. Perubahan dari perwujudan fisik air.
2.4 Kegunaan Air Bagi Tubuh Manusia
Universitas Sumatera Utara
Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran
badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh membutuhkan antara satu sampai
tujuuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi: jumlah pastinya
bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa factor lainnya.
Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman
lain selain air. Sebagian besar orang percaya bahwa manusia membutuhkan 8-10
gelas (sekitar dua liter) perhari (Kusmayadi, 2008).
Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk: proses pencernaan,
metabolisme, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan
suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh
kehilangan banyak air, maka akan mengakibatkan kematian.
Untuk menjaga kebersihan tubuh, diperlukan juga air. Mandi dua kali
sehari dengan menggunakan air yang bersih, diharapkan orang akan bebas dari
penyakit kulit (Sutrisno, 1987).
2.5 Pengolahan Air Minum
Menurut Khairil (2006), proses yang diterapkan dalam sistem pengolahan
air minum pada Instalasi Pengolahan Air Bersih (IPA) di PDAM Tirtanadi, antara
lain sebagai berikut:
1. Intake
Intake merupakan suatu bangunan untuk menangkap atau mengumpulkan air
dari suatu sumber salah air, untuk dapat dimanfaatkan.
2. Kanal Intake
Universitas Sumatera Utara
Kanal intake adalah pintu air dimana pintu air tersebut diangkat apabila level
air tinggi dan diturunkan apabila level air rendah.
3. Bak Pengendap
Bak pengendap ini merupakan tempat terjadinya proses sedimentasi dimana
molekul-molekul yang mempunyai berat jenis lebih besar dari air akan
mengendap.
4. RWP station (Raw Water Pump)
RWP station ini hanyalah tempat untuk mentransfer air.
5. Clearator
Di dalam clearator ini, terjadi 5 proses:
1. Proses Primary
Pada proses ini terjadi injeksi bahan koagulan. Bahan kimia yang
digunakan adalah Aluminium Sulfat (Al2(SO4)) biasanya disebut sebagai
tawas. Persen tawas yang digunakan sebanyak 9-12% (ini yang efektif).
2. Proses Secunder.
Pada proses ini merupakan tempat pembentukan flock. Flockulasi adalah
proses dimana koloid-koloid kecil diambil sehingga koloid-koloid
menyatu diakibatkan adanya putaran lambat. Bahan yang digunakan
adalah aglitator.
3. Proses Return
Proses return merupakan proses pemisahan, diakibatkan adanya sirkulasi
di dalam air dan terjadi sedimentasi secara alami disini akan terjadi
pemisahan koloid antara yang kotor dan yang bersih, diikat dengan
bahan koagulan.
Universitas Sumatera Utara
4. Klarifikasi
Proses dimana mengklarifikasi air yang bersih, masuk menjadi satu di
daerah kanal.
5. Concentrator
Proses dimana air yang dipisahkan dari hasil klarifikasi akan
dikumpulkan menjadi satu (air kumpulan).
6. Filter
Pada filternya, disini terjadi proses penyaringan cepat (Repeat Sand
Filter). Proses ini bertujuan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang
masih terkandung dalam air dan bertujuan untuk meningkatkan kualitas
air agar air yang dihasilkan tidak mengandung bakteri (steril) dan rasa
serta aroma air.
-
Mempunyai media saring yaitu batu kerikil, kepala batu, pasir kuarsa
ukuran 1.2 ml, 0.7 ml dan 0.4 ml.
-
Mempunyai strainer untuk menyempurnakan penyaringan.
7. Reservoir
Air yang telah melalui filter sudah dapat digunakan sebagai air minum.
Air tersebut telah bersih dari bakteriologis dan ditampung pada bak
reservoir untuk diteruskan pada konsumen. Pada reservoir, air
diinjeksikan dengan air kapur jenuh untuk menetralisir air. Apabila pH
dibawah 6,5 maka dilakukan penambahan dengan larutan kapur jernih
sehingga angka 6,5 akan naik. Untuk menghindari adanya alga atau
bakteri maka diinjeksi dengan chlorine.
Universitas Sumatera Utara
Di reservoir, pH yang menjadi kelayakan: 6,7-7,3. Sisa chlorine yang
masih layak: 0,2-0,1. Untuk turbidity yang menjadi kelayakan: 2 NTU.
8. FWP Station (Finish Water Pump)
Air masuk ke FWP Station sebagai transfer saja menggunakan pompa
finished water-pump, sebelum di distribusikan ke masyarakat.
9. Pemompaan.
Berfungsi untuk mengalirkan air kepada konsumen.
2.6 Syarat Air Minum
Menurut Sutrisno (1987), air minum harus memenuhi beberapa
persyaratan bila ditinjau dari segi kualitasnya, yaitu:
a. Syarat Fisik:
Air yang baik digunakan untuk minuman adalah air yang tidak berwarna, tidak
berasa, tidak berbau, jernih, suhu air hendaknya dibawah sela udara (sejuk ±
25oC).
b. Syarat Kimia:
Air minum yang baik adalah air minum tidak boleh mengandung racun, zatzat kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang telah ditentukan.
c. Syarat bakteriologik:
Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakeri penyakit (pathogen) sama
sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan Coli melebihi
batas-batas yang ditentukannya yaitu 1 Coli/100 ml air. Air yang mengandung
golongan Coli dianggap telah berkontaminasi dengan kotoran manusia.
Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologik, tidak langsung diperiksa
Universitas Sumatera Utara
apakah air itu mengandung bakteri pathogen, tetapi diperiksa dengan indicator
bakteri golongan Coli.
2.7 Standard Kualitas Air Minum
Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan
tidak berbau. Air minumpun seharusnya tidak mengandung kuman pathogen dan
segala makhluk yang membahayakan kesehatan manusia. Tidak mengandung zat
kimia yang dapat mengubah fungsi tubuh, tidak dapat diterima secara estetis, dan
dapat merugikan secara ekonomis. Air itu seharusnya tidak korosif, tidak
meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Pada hakekatnya,
tujuan ini dibuat untuk mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air
(Slamet, 1994).
Air minum yang memenuhi persyaratan harus memenuhi syarat fisik,
kimia, bakteriologis, serta level kontaminasi maksimum (LKM). Level
kontaminasi maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri
Coliform yang diizinkan dalam batas-batas maksimum (Slamet, 1994).
Menurut Slamet (1994), parameter uji air selalu dibagi antara lain sebagai berikut:
1. Parameter fisis
2. Parameter kimiawi
3. Parameter biologis
Daftar kadar maksimum yang diperbolehkan dalam air minum menurut Peraturan
Mentri Kesehatan RI Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September
1990 tentang syarat-syarat air minum, dapat dilihat dalam tabel dibawah ini:
Table 2.7.1 Syarat-syarat air minum menurut Peraturan Mentri Kesehatan RI
Universitas Sumatera Utara
Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tanggal 3 September 1990.
Kadar maksimum
No
Parameter
Satuan
Keterangan
yang diperbolehkan
A.Fisika
1.
Bau
2.
Jumlah zat padat
Mg/l
1000
Skala
5
terlarut
3.
Kekeruhan
NTU
4.
Rasa
5.
Suhu
6.
Warna
o
Tidak berasa
C
Suhu Udara (± 3 oC )
Skala
15
TCU
Universitas Sumatera Utara
B. Kimia
1.
Air Raksa
Mg/l
0,001
2.
Aluminium
Mg/l
0,2
3.
Arsen
Mg/l
0,05
4.
Barium
Mg/l
1,0
5.
Besi
Mg/l
0,3
6.
Flourida
Mg/l
1,5
7.
Kadmium
Mg/l
0.005
8.
Kesadahan
Mg/l
500
9.
Khlorida
Mg/l
250
10. Kromium
Mg/l
0,05
11. Mangan
Mg/l
0,1
12. Natrium
Mg/l
200
13. Nitrat
Mg/l
1,0
14. Nitrit
Mg/l
1,0
15. Perak
Mg/l
0,05
-
6,5-9,0
16. pH
Merupakan batas
minimum dan
maksimum khusus
air hujan, pH
minimum 5,5.
17
Selenium
Mg/l
0,01
Universitas Sumatera Utara
18. Seng
Mg/l
5,0
Merupakan batas
maksimum dan
minimum.
19. Sianida
Mg/l
0,1
20. Sulfat
Mg/l
400
21. Sulfida (H2S)
Mg/l
0,05
22. Tembaga
Mg/l
1,0
23. Timbal
Mg/l
0,05
b. Kimia Organik
1.
Detergen
Mg/l
0,5
2.
Pestisida Total
Mg/l
0,10
3
Zat Organik
Mg/l
10
Jumlah
0
C. Mikrobiologi
1.
Koliform tinja
per 100
ml
2.
Total Koliform
Jumlah
0
per 100
ml
Menurut Gabriel (2001), Standard air minum menurut WHO:
Universitas Sumatera Utara
1. Syarat Fisik
a. Rasa
Tidak berasa
b. Bau
Tidak berbau
c. Sisa zat padat
500-1000 ppm
d. Derajat kekeruhan
e. Warna
f. pH
Tidak melebihi 5-15 unit (Turbidity unit)
5-30 unit (skala Platina-Cobalt)
7-8,5 atau 6,5-9,5
2. Syarat Kimia
Level Kontaminasi
Timbal (Pb)
Selenium (Se)
Arsen (Ar)
Khrom (Cr)
Tembaga (Cu)
Flourida
Universitas Sumatera Utara
3. Zat yang tidak menganggu
tetapi
tidak boleh
melebihi
batas yang ditentukan
Besi
0,3-1,0 mg/l
Mangan
0,1-0,3 mg/l
Seng
1,0-1,5 mg/l
Calsium
75-200 mg/l
Magnesium
50- 150 mg/l
Sulfat
200-500 mg/l
Chlorida
200-600 mg/l
0,001 mg/l
Nitrogen-Nitrat
NO3
50 ppm
Menurut Gabriel (2001), syarat Air Minum Standard Internasional ditunjukkan
dalam tabel 2.7.2
Diperkenankan
Total Solid
Maksimum (kelebihan)
500 mg/l
1500 mg/l
Warna
5 unit
50 unit
Kekeruhan
5 unit
25 unit
Rasa
Tidak berasa
-
Bau
Tidak berbau
-
0,3 mg/l
1 mg/l
Besi (Fe)
Universitas Sumatera Utara
Diperkenankan
Maksimum (kelebihan)
Mangan (Mn)
0,1 mg/l
0,5 mg/l
Tembaga (Cu)
1,0 mg/l
1,5 mg/l
Zink (Zn)
5,0 mg/l
15 mg/l
Calsium (Ca)
75 mg/l
200 mg/l
Magnesium (Mg)
50 mg/l
150 mg/l
Sulfate (SO4)
200 mg/l
400 mg/l
Chlorida (Cl)
200 mg/l
600 mg/l
7-8,5
Kurang 6,5 atau lebih besar
pH Range
dari 9,2
Magnesium dan sodium sulfat
Phenolic substan
500 mg/l
1000 mg/l
0,001 mg/l
0,002 mg/l
2.8 Mangan
Mangan berwarna putih keabu-abuan, dengan sifat yang keras tapi rapuh.
Mangan sangat reaktif secara kimiawi, dan terurai dengan air dingin perlahanlahan. Mangan berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan 2 – 6, berat jenis
4,8, reniform, massif, botriodal, stalaktit, dan kadang-kadang berstruktur radial
dan berserat. Dalam baja, mangan meningkatkan kualitas tempaan baik dari segi
kekuatan, kekerasan,dan kemampuan pengerasan. Dengan aluminum dan bismut,
khususnya dengan sejumlah kecil tembaga, membentuk alloy yang bersifat
ferromagnetik. Logam mangan bersifat ferromagnetik setelah diberi perlakuan.
Logam murninya terdapat sebagai bentuk allotropik dengan empat jenis. Salah
satunya, jenis alfa, stabil pada suhu luar biasa tinggi; sedangkan mangan jenis
Universitas Sumatera Utara
gamma, yang berubah menjadi alfa pada suhu tinggi, dikatakan fleksibel, mudah
dipotong dan ditempa (http://www.google.com).
2.8.1 Fungsi Mangan Bagi Tubuh
Mangan dioksida (sebagai pirolusit) digunakan sebagai depolariser dan sel
kering baterai dan untuk menghilangkan warna hijau pada gelas yang disebabkan
oleh pengotor besi. Mangan sendiri memberi warna lembayung pada kaca.
Dioksidanya berguna untuk pembuatan oksigen dan khlorin, dan dalam
pengeringan cat hitam. Senyawa permanganat adalah oksidator yang kuat dan
digunakan dalam analisis kuantitatif dan dalam pengobatan. Mangan juga banyak
tersebar dalam tubuh. Mangan merupakan unsur yang penting untuk penggunaan
vitamin B1 (Slamet, 1994).
2.8.2 Penetapan Kadar Mangan
Cara pengujian kadar mangan dalam air dengan menggunakan alat
colorimetri DR/890. Mangan ditambahkan dengan 1 bungkus Ascorbic Acid lalu
ditambahkan dengan 15 tetes Alkaline Cyabide Reagent Solution. Setelah itu,
ditambahkan ke dalam larutan sampel tersebut 21 tetes PAN Indikator Solution
0,1%. Mangan dalam sampel air reservoir bereaksi dengan PAN Indikator
Solution 0,1% menghasilkan mangan (Mn2+), warna jingga/orange akan terbentuk
jika mangan ada didalam sampel. Diamkan larutan sampel air tersebut selama 2
menit masa reaksi. Sebagai blanko, digunakan aquadest sebanyak 10 ml. Aquadest
dimasukkan ke dalam kuvet, lalu diukur dengan alat colorimetri, sehingga
menunjukkan angka 0,00 mg/l (sebagai blanko). Setelah itu, masukkan larutan
sampel air ke dalam alat colorimetri dan baca hasil yang tertera pada layar
(Sipayung, 2007).
Universitas Sumatera Utara