BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Gambaran Umum Tukad Yeh Poh

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gambaran Umum Tukad Yeh Poh
Sungai merupakan tempat-tempat atau wadah-wadah serta jaringan
pengaliran air mulai dari mata air sampai ke muara dengan dibatasi kanan dan
kirinya serta sepanjang pengalirannya oleh garis sepandan. Sungai berfungsi
menampung curah hujan dan mengalirkannya ke laut. Sungai bagian hulu
dicirikan dengan badan sungai yang dangkal dan sempit, tebing curam dan tinggi,
berair jernih dan mengalir cepat. Badan sungai bagian hilir umumnya lebih lebar,
tebingnya curam atau landai, badan air dalam, keruh dan aliran air lambat
(Mulyanto, 2007). Sungai sebagai penampung dan penyalur air yang datang dari
daerah hulu sangat dipengaruhi oleh tata guna lahan dan luasnya daerah aliran
sungai, dimana pengaruhnya akan terlihat pada kualitas air sungai (Odum, 1996).
Tukad Yeh Poh merupakan salah satu sungai yang terletak di Kabupaten
Badung. Panjang aliran Tukad Yeh Poh sepanjang 16,00 km dan luas daerah
pengaliran sungai seluas 14,03 km². Secara geografis Tukad Yeh Poh berada pada
posisi 08o32’52,56” LS dan 115o11’48,56” BT sampai 08o33’15,08” LS dan
115o11’35,08” BT. Daerah Aliran Sungai (DAS) Tukad Yeh Poh bagian hulu
terletak di Kecamatan Mengwi, Kabupaten Badung dan bermuara di wilayah
Kelurahan Kerobokan Kelod, Kecamatan Kuta Utara, Kabupaten Badung. Batasbatas administratif kawasan Daerah Aliran Sungai (DAS) Tukad Yeh Poh yang
menjadi obyek penelitian dapat diuraikan sebagai berikut

Bagian Hulu
: Kelurahan Kapal
7
:
8

Bagian Tengah
: Kelurahan Dalung

Bagian Hilir
: Kelurahan Kerobokan
(BMAIR Badung, 2012)
2.1.1 Klimatologi
Kawasan Tukad Yeh Poh seperti juga wilayah lainnya di Bali secara
umum beriklim laut tropis yang dipengaruhi oleh angin musim dan terdapat
musim kemarau dan musim hujan yang diselingi oleh musim pancaroba. Suhu
udara rata-rata mencapai 280C dengan suhu minimum rata-rata 240C dan suhu
maksimum rata-rata 300C. Kelembaban udara rata-rata 52% dengan kisaran antara
35% hingga 77%. Sedangkan intensitas curah hujan pertahun berkisar antara
2000-3000 mm/tahun (BLH Badung, 2014).
2.1.2 Hidrologi Tukad Yeh Poh
Besarnya limpasan permukaan sungai sangat dipengaruhi oleh beberapa
faktor, yaitu kondisi tanah, jenis bebatuan, tata guna lahan, dan sistem pertanian.
Tinggi curah hujan wilayah adalah sebesar 2000-3000 mm/tahun. Karakteristik
aliran sungai seperti debit dan durasi banjir sangat dipengaruhi oleh kondisi
hidrometerorologi, tata guna lahan, kondisi geologi pada daerah aliran sungai, dan
morfologi sungai. Berdasarkan peta dasar skala 1:25.000 beberapa daerah aliran
sungai di Bali berdasarkan morfologi sungai secara umum dikelompokkan
menjadi 3 kelompok besar bentuk Daerah Aliran Sungai (DAS), yaitu:
• Daerah aliran sungai bentuk bulu (pohon).
• Daerah aliran sungai bentuk kipas.
• Daerah aliran sungai bentuk sejajar.
Berdasarkan pengelompokkan di atas, Tukad Yeh Poh termasuk daerah
aliran berbentuk bulu (pohon).
Ciri Daerah Aliran Sungai berbentuk pohon
9
adalah anak-anak sungai tersusun menyerupai cabang pohon dan bentuk Daerah
Aliran Sungai memanjang. Karakteristik puncak banjirnya tidak terpusat dengan
durasi banjir yang lama (BLH Badung, 2014).
2.2 Pencemaran Air Sungai
Pencemaran adalah suatu penyimpangan dari keadaan normalnya. Jadi
pencemaran air adalah suatu keadaan air tersebut telah mengalami penyimpangan
dari keadaan normalnya. Keadaan normal air masih tergantung pada faktor
penentu, yaitu kegunaan air itu sendiri dan asal sumber air (Wardhana, 2004).
Cottam
(1969)
mengemukakan
bahwa
pencemaran
air
adalah
bertambahnya suatu material atau bahan dari setiap tindakan manusia yang
mempengaruhi kondisi perairan sehingga mengurangi atau merusak daya guna
perairan. Industri pertambangan dan energi mempunyai pengaruh besar terhadap
perubahan lingkungan karena mengubah sumber daya alam menjadi produk baru
dan menghasilkan limbah yang mencemari lingkungan. Kumar (1977)
berpendapat bahwa air dapat tercemar jika kualitas atau komposisinya baik secara
langsung atau tidak langsung berubah oleh aktivitas manusia sehingga tidak lagi
berfungsi sebagai air minum, keperluan rumah tangga, pertanian, rekreasi atau
maksud lain seperti sebelum terkena pencemaran. Pengaruh pencemaran air
limbah terhadap kualitas air dapat dilihat dari sifat fisik, kimia dan biologi
perairan. Sifat fisik antara lain peningkatan kekeruhan, padatan tersuspensi, air
menjadi berbau dan berwarna. Sedangkan sifat kimia dan biologi adalah
meningkatnya kandungan nutrien dan logam-logam serta bakteri (Mantiri, 1994).
10
2.3 Sumber Pencemaran Air
Perkembangan penduduk dan kegiatan manusia telah meningkatkan
pencemaran sungai-sungai, terutama sungai–sungai yang melintasi daerah
perkotaan dimana sebagian air bekas kegiatan manusia dibuang ke sistem perairan
yang sedikit atau tanpa pengolahan sama sekali terlebih dahulu. Hal ini
menyebabkan penurunan kualitas air sungai (Darsono, 1992).
Sumber pencemar perairan dapat berupa suatu lokasi tertentu (point
sources) dan tak tentu/tersebar (non-point sources/diffuse sources). Pencemar
yang berasal dari sumber point source bersifat lokal, efek yang ditimbulkan dapat
ditentukan berdasarkan karakteristik spasial kualitas air. Sumber pencemar point
source misalnya saluran limbah industri dan cerobong asap pabrik.
Volume
pencemar dari point source biasanya relatif tetap. Sumber pencemar non-point
source dapat berupa point source dalam jumlah yang banyak, misalnya limpasan
dari daerah pertanian yang mengandung pestisida dan pupuk, limpasan dari daerah
permukiman penduduk (domestik), dan limpasan dari daerah perkotaan.
Beberapa jenis pencemar dan sumber pencemar yang dikemukakan oleh
Davis dan Cornwell, 1991 dalam Effendi (2003), secara ringkas seperti terlihat
pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Jenis Pencemar dan Sumbernya
Sumber Tertentu (Point Source)
Jenis Pencemar
Limbah yang dapat
menurunkan kadar oksigen
Nutrien
Patogen
Sedimen
Garam-garam
Logam yang toksik
Bahan organik yang toksik
Pencemaran panas
Sumber Tak Tentu (Non-point Source)
Limpasan Daerah
Limpasan Daerah
Pertanian
Perkotaan
Limbah Domestik
Limbah Industri
X
X
X
x
X
X
X
-
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
-
x
x
x
x
x
-
11
2.4 Indikator Pencemaran Perairan
Beberapa parameter atau indikator kualitas air yang disarankan untuk
dianalisis sehubungan pemanfaatan sumberdaya air untuk berbagai keperluan,
antara lain parameter fisika, kimia dan biologi (Effendi, 2003). Indikator atau
tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda
yang dapat diamati yang dapat digolongkan menjadi:
 Pengamatan secara fisik, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna, bau dan rasa.
 Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
zat kimia yang terlarut dan perubahan pH.
 Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan
mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.
Indikator yang umum digunakan pada pemeriksaan pencemaran air adalah
pH atau konsentrasi ion hidrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen atau DO),
kebutuhan oksigen biokimia (Biochemical Oxygen Demand atau BOD) serta
kebutuhan oksigen kimiawi (Chemical Oxygen Demand atau COD).
Pemantauan kualitas air tukad Yeh Poh perlu disertai dengan pengukuran
dan pencatatan debit air agar data hasil analisis berhubungan dengan parameter
pencemaran air dan debit badan air sungai dapat dikaji untuk keperluan
pengendalian pencemarannya (Irianto dan Machbub, 2005).
2.5 Kualitas Air Sungai
Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air untuk digunakan bagi
pemenuhan kebutuhan manusia, seperti air minum, mengairi tanaman, minuman
12
ternak dan sebagainya. Air sungai merupakan sumber daya air yang penting untuk
menunjang pembangunan ekonomi dan kesejahteraan manusia, maka fungsi
sebagai sumber daya air harus dilestarikan agar dapat menunjang pembangunan
secara berkelanjutan (Arsyad, 2006).
Penentuan kualitas air pada dasarnya dapat dilakukan dengan pengujian
untuk membuktikan apakah pemanfaatan air itu sesuai atau tidak dengan
peruntukannya. Pembagian peruntukan air berdasarkan kelas telah diatur dalam
Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 Pasal 8 tentang Pengelolaan Kualitas
Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Klasifikasi mutu air ditetapkan menjadi 4
(empat) kelas, yaitu:

Kelas satu (I): air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air
minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang
sama dengan kegunaan tersebut;

Kelas dua (II): 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;

Kelas tiga (III): air yang peruntukannya dapat digunakan untuk
pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman,
dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan
kegunaan tersebut;

Kelas empat (IV): air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi
pertanaman dan atau peruntukan lain yang mensyaratkan mutu air yang
sama dengan kegunaan tersebut.
13
2.6 Parameter Penentu Kualitas Air
2.6.1 Parameter Fisika
a.
Suhu
Suhu sangat berpengaruh terhadap proses-proses yang terjadi dalam
badan air. Suhu air buangan kebanyakan lebih tinggi dari pada suhu badan air.
Hal ini erat hubungannya dengan proses biodegradasi. Pengamatan suhu
dimaksudkan untuk mengetahui kondisi perairan dan interaksi antara suhu
dengan aspek kesehatan habitat dan biota air lainnya. Kenaikan suhu air akan
menimbulkan beberapa akibat sebagai berikut: (1) jumlah oksigen terlarut di
dalam air menurun. (2) kecepatan reaksi kimia meningkat. (3) kehidupan ikan
dan hewan air lainnya terganggu. (4) jika batas suhu yang mematikan
terlampaui, ikan dan hewan air lainnya akan mati (Fardiaz, 1992).
b. Daya Hantar Listrik (DHL)
Daya hantar listrik adalah bilangan yang menyatakan kemampuan
larutan cair untuk menghantarkan arus listrik. Kemampuan ini tergantung
keberadaan ion, konsentrasi ion total, valensi konsentrasi relatif ion dan suhu
saat pengukuran. Makin tinggi konduktivitas dalam air, maka air akan terasa
payau sampai asin (Mahida, 1986).
Daya hantar listrik dapat dikatakan sebagai penetapan pendahuluan
dalam pemeriksaan kualitas air. Dengan mengetahui nilai DHL suatu badan
air, secara garis besar jumlah ion di dalam air dapat diketahui. Jika nilai
DHLnya tinggi, maka kadar ion dalam badan air tersebut juga tinggi dan
sebaliknya jika nilai DHLnya rendah, maka kadar ion dalam badan air tersebut
rendah pula. Air suling (aquades) memiliki DHL 1 μmhos/cm, sedangkan
14
perairan alami sekitar 20-1500 μmhos/cm. Perairan laut memiliki nilai DHL
yang sangat tinggi karena banyak mengandung garam terlarut (Effendi, 2003).
c.
Padatan Tersuspensi Total (Total Suspended Solid, TSS)
Total padatan tersuspensi atau total suspended solid adalah padatan
yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung
mengendap. Padatan tersuspensi (suspeded solids) adalah partikel-partikel yang
berukuran lebih besar dari 0,45 µm berada dalam badan air.
Padatan
tersuspensi terbentuk dari partikel-partikel sedimen, bahan-bahan organik
(detritus yang terkomposisi), juga sel-sel fitoplankton dan mikroorganisme
hidup lainnya (Fardiaz, 1992).
Padatan tersuspensi bahan anorganik yang tinggi dapat menurunkan
produktivitas primer di perairan karena menurunnya penetrasi cahaya matahari.
Sementara itu, padatan tersuspensi bahan organik yang tinggi di perairan akan
mendorong meningkatnya aktivitas mikroorganisme untuk menguraikannya
sehingga kebutuhan oksigen terlarut akan meningkat. Menurut Alabaster dan
Lloyd (1982), kandungan TSS kurang dari 25 mg/L tidak berpengaruh terhadap
kehidupan biota perairan, kandungan 25 – 80 mg/L sedikit berpengaruh
terhadap kepentingan perikanan dan kandungan di atas 81 mg/L kurang baik
bagi kepentingan perikanan.
2.6.2 Parameter Kimia
a.
Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman merupakan gambaran jumlah atau aktivitas ion
hidrogen dalam perairan. Secara umum nilai pH menggambarkan seberapa
besar tingkat keasaman atau kebasaan suatu perairan. Perairan dengan nilai pH
15
= 7 bersifat netral, pH < 7 bersifat asam dan pH > 7 bersifat basa (Effendi,
2003). Adanya ion karbonat, bikarbonat dan ion hidroksida akan menaikkan
kebasaan air, sementara adanya asam-asam mineral bebas dan asam karbonat
menaikkan keasaman suatu perairan. Sejalan dengan pernyataan tersebut,
Mahida (1986) menyatakan bahwa limbah buangan industri dan rumah tangga
dapat mempengaruhi nilai pH perairan.
Nilai pH dapat mempengaruhi
spesiasi senyawa kimia dan toksisitas dari unsur-unsur renik yang terdapat di
perairan, sebagai contoh H2S yang bersifat toksik banyak ditemui di perairan
tercemar dan perairan dengan nilai pH rendah.
b. Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen, DO)
Dissolved Oxygen merupakan gas oksigen yang terdapat di perairan
dalam bentuk molekul oksigen bukan dalam bentuk molekul hidrogenoksida,
biasanya dinyatakan dalam mg/L (ppm) (Darsono, 1992).
Oksigen bebas
dalam air dapat berkurang bila dalam air terdapat kotoran/limbah organik yang
bersifat degradable.
Dalam air kotor selalu terdapat bakteri, baik yang aerob maupun yang
anaerob. Bakteri ini akan menguraikan zat organik dalam air menjadi senyawa
yang lebih sederhana. Bila oksigen bebas dalam air habis/sangat berkurang
jumlahnya maka yang bekerja, tumbuh dan berkembang adalah bakteri anaerob
(Darsono, 1992).
Oksigen larut dalam air dan tidak bereaksi dengan air secara kimiawi.
Pada tekanan tertentu, kelarutan oksigen dalam air dipengaruhi oleh suhu.
Faktor lain yang mempengaruhi kelarutan oksigen adalah adanya pergolakan
air dan luas permukaan air terbuka bagi atmosfer (Mahida, 1986). Persentase
16
oksigen di sekeliling perairan dipengaruhi oleh suhu perairan, salinitas
perairan, ketinggian tempat dan plankton yang terdapat di perairan. DO juga
dipengaruhi oleh suhu perairan, di udara yang panas oksigen terlarut akan
turun. Daya larut oksigen lebih rendah dalam air laut jika dibandingkan dengan
daya larutnya dalam air tawar. Daya larut oksigen dalam air limbah kurang dari
95% dibandingkan dengan daya larut dalam air tawar (Setiaji, 1995).
Terbatasnya kelarutan oksigen dalam air menyebabkan kemampuan air
untuk membersihkan dirinya juga terbatas, sehingga diperlukan pengolahan air
limbah untuk mengurangi bahan-bahan penyebab pencemaran. Oksidasi
biologis meningkat bersama meningkatnya suhu perairan sehingga oksigen
terlarut akan menurun (Mahida, 1986).
Pada umumnya air lingkungan yang telah tercemar kandungan
oksigennya sangat rendah. Hal ini dikarenakan oksigen yang terlarut di dalam
air digunakan oleh mikroorganisme untuk mendegradasi bahan buangan
organik sehingga menjadi bahan yang lebih sederhana (Wardhana, 2004).
Suatu perairan yang tingkat pencemarannya rendah dan dapat dikategorikan
sebagai perairan yang baik memiliki kadar oksigen terlarut (DO) lebih dari 5
ppm (Salmin, 2005).
c.
Kebutuhan Oksigen Biokimia (Biochemical Oxygen Demand, BOD)
Biochemical Oxygen Demand merupakan ukuran jumlah zat organik
yang dapat dioksidasi oleh bakteri aerob/jumlah oksigen yang digunakan untuk
mengoksidasi sejumlah tertentu zat organik dalam keadaan aerob. BOD
merupakan salah satu indikator pencemaran organik pada suatu perairan.
Perairan dengan nilai BOD tinggi mengindikasikan bahwa air tersebut tercemar
17
oleh bahan organik. Bahan organik akan distabilkan secara biologis dengan
melibatkan mikroba melalui sistem oksidasi aerobik dan anaerobik. Oksidasi
aerobik dapat menyebabkan penurunan kandungan oksigen terlarut di perairan
sampai pada tingkat terendah, sehingga kondisi perairan menjadi anaerobik
yang dapat mengakibatkan kematian organisme akuatik.
Jumlah mikroorganisme dalam air lingkungan tergantung pada tingkat
kebersihan air. Air yang bersih relatif mengandung mikroorganisme lebih
sedikit dibanding air tercemar. Air tercemar oleh bahan buangan yang bersifat
antiseptik atau bersifat racun, seperti fenol, detergen, asam sianida, insektisida
dan sebagainya, menyebabkan jumlah mikroorganismenya juga relatif sedikit
dalam perairan tersebut. Sehingga makin besar kadar BOD nya, maka
merupakan indikasi bahwa perairan tersebut telah tercemar. Kadar oksigen
biokimia (BOD) dalam air yang tingkat pencemarannya masih rendah dan
dapat dikategorikan sebagai perairan yang baik berkisaran 0 – 10 ppm (Salmin,
2005).
Pemeriksaaan BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organik dengan
oksigen di dalam air dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri
aerobik. Sebagai hasil akan terbentuk karbon dioksida, air dan amoniak.
Reaksi oksidasi dapat ditulis sebagai berikut:
CnHaObNc + (
Zat organik
O2
oksigen
nCO2 +
H2O + cNH3
bakteri
Oksidasi senyawa organik secara biologis dapat terjadi secara sempurna
dalam waktu 21-28 hari, namun biasanya penetapan dilakukan dengan BOD5,
dimana kondisi penetapan inkubasi selama 5 hari dalam suhu 20oC dalam
18
suasana tanpa cahaya. Hal ini dilakukan karena sudah dapat diketahui bahwa
tahap oksidasi yang berlangsung sebesar 70% selama 5 hari dan menunggu
hingga 21-28 hari tidak efektif untuk suatu analisis yang memerlukan waktu
cepat (Salmin, 2005)
d. Kebutuhan Oksigen Kimia (Chemical Oxygen Demand, COD)
Effendi (2003) menggambarkan COD sebagai jumlah total oksigen
yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik secara
kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologi maupun yang sukar
didegradasi menjadi CO2 dan H2O. Berdasarkan kemampuan oksidasi,
penentuan nilai COD dianggap paling baik dalam menggambarkan keberadaan
bahan organik. Banyak zat organik yang tidak mengalami penguraian biologis
secara cepat berdasarkan pengujian BOD lima hari, tetapi senyawa-senyawa
organik tersebut tetap menurunkan kualitas air.
Pada uji COD bahan organik dioksidasi oleh kalium dikromat
(K2Cr2O7) yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent),
kemudian dilakukan pemanasan selama 2 jam dengan penambahan katalis
perak sulfat (Ag2SO4) untuk mempercepat reaksi. Oksidasi terhadap bahan
buangan organik mengikuti reaksi sebagai berikut:
CaHbOc + Cr2O72- + H+
Zat organik
(warna kuning)
ΔΕ
Ag2SO
CO2 + H2O + Cr3+
(warna hijau)
4
(Alaerts dan Santika, 1994)
Untuk memastikan bahwa semua zat organik habis teroksidasi maka zat
pengoksidasi K2Cr2O7 harus tersisa sesudah pemanasan. K2Cr2O7 yang tersisa
di dalam larutan tersebut digunakan untuk menentukan berapa oksigen yang
19
telah terpakai. Sisa K2Cr2O7 tersebut ditentukan melalui titrasi dengan ferro
ammonium sulfat, dimana reaksi yang berlangsung adalah sebagai berikut:
6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+
6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O
Indikator ferroin digunakan untuk menentukan titik akhir titrasi yaitu
pada saat warna hijau-biru larutan berubah menjadi coklat-merah (Alaerts,
1990).
Setelah diperoleh volume ferro ammonium sulfat yang digunakan,
kemudian dilanjutkan dengan perhitungan untuk mengetahui nilai COD mg/L.
Perhitungannya adalah sebagai berikut:
Keterangan :
a = Volume Fe(NH4)2(SO4)2 yang digunakan untuk titrasi blanko (mL)
b = Volume Fe(NH4)2(SO4)2 yang digunakan untuk titrasi sampel air (mL)
c = Volume sampel air (mL)
N FAS = Normalitas Fe(NH4)2(SO4)2 (grek/L)
e.
Fosfat
Fosfat adalah anion yang terbentuk dari ikatan antara atom fosfor
dengan atom oksigen. Fosfat dalam perairan berasal dari deterjen dalam limbah
cair dan pestisida serta insektisida dari lahan pertanian. Fosfat terdapat dalam
air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat, polifosfat dan fosfat
organik.
Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk terlarut,
tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme dalam air. Di daerah pertanian
ortofosfat berasal dari pupuk yang masuk ke dalam sungai melalui drainase dan
aliran air hujan (Peavy et al., 1986).
20
Polifosfat dapat memasuki sungai melaui air buangan penduduk dan
industri yang menggunakan bahan detergen yang mengandung fosfat, seperti
industri pencucian, industri logam dan sebagainya. Fosfat organik terdapat
dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa makanan.
Menurut Boyd (1982), kadar fosfat yang diperkenankan dalam air
minum adalah 0,2 ppm. Kadar fosfat dalam perairan alami umumnya berkisar
antara 0,005-0,02 ppm. Kadar fosfat melebihi 0,1 ppm tergolong perairan yang
eutrof.
f.
Timbal (Pb)
Timbal adalah logam lunak kebiruan atau kelabu keperakan yang lazim
terdapat dalam kandungan endapan sulfit yang tercampur mineral-mineral lain
terutama seng dan tembaga. Penggunaan Pb terbesar adalah dalam industri
baterai
kendaraan
bermotor
seperti
timbal
metalik
dan
komponen-
komponennya. Timbal digunakan pada bensin untuk kendaraan, cat dan
pestisida. Pencemaran Pb dapat terjadi di udara, air, maupun tanah.
Pencemaran Pb merupakan masalah utama, tanah dan debu sekitar jalan raya
pada umumnya telah tercemar timbal yang berasal dari bensin selama
bertahun-tahun (Sunu, 2001).
Timbal (Pb) dan persenyawaannya dapat berada di dalam badan
perairan secara alamiah dan juga sebagai dampak dari aktivitas manusia.
Timbal (Pb) yang masuk ke dalam perairan sebagai dampak aktivitas
kehidupan manusia diantaranya adalah air buangan dari pertambangan bijih
timah hitam, buangan sisa industri baterai dan bahan bakar angkutan air.
Secara alamiah, Pb dapat masuk ke badan perairan melalui pengkristalan Pb di
21
udara dengan bantuan air hujan. Selain itu, proses korosifikasi dari batuan
mineral akibat hempasan gelombang dan angin, juga merupakan salah satu
jalur sumber Pb yang akan masuk dalam badan perairan. Logam Pb yang
masuk ke badan perairan sebagai dampak dari aktivitas kehidupan manusia.
Senyawa Pb yang ada dalam badan perairan dapat ditemukan dalam bentuk
ion-ion divalen atau ion-ion tetravalen (Pb2+, Pb4+). Badan perairan yang telah
kemasukan senyawa atau ion-ion Pb, sehingga jumlah Pb yang ada dalam
badan perairan melebihi kosentrasi yang semestinya, dapat mengakibatkan
kematian bagi biota perairan (Palar, 2004). Kosentrasi logam toksik salah
satunya Pb dalam lingkungan perairan secara alamiah biasanya sangat kecil
sekali.
g.
Tembaga (Cu)
Tembaga (Cu) disebut juga cuprum, termasuk dalam golongan I B pada
tabel periodik. Cu mempunyai nomor atom 29 dengan massa relatif (Ar)
63.546 g/mol. Unsur logam ini berbentuk kristal berwarna kemerah-merahan
karena adanya lapisan tipis tarnish yang teroksidasi saat terkena udara (Palar,
2008).
Tembaga bersumber dari peristiwa pengikisan (erosi) dari batuan
mineral, debu, dan partikulat-partikulat Cu yang ada dalam lapisan udara yang
dibawah turun oleh hujan (Laws, 1993). Logam Cu masuk ke dalam
lingkungan akibat dari aktivitas manusia seperti buangan limbah industri yang
mengandung Cu dan sebagainya (Palar, 2004).
Keberadaan unsur tembaga di alam dapat ditemukan dalam bentuk
logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk persenyawaan
22
atau sebagai senyawa padat dalam bentuk mineral seperti kalkosit (Cu2S),
kovelit (CuS), kalkopirit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4) dan enargit (Cu3AsS4)
(Widowati et al., 2008). Di perairan alami tembaga (Cu) terdapat dalam bentuk
partikulat, koloid dan terlarut. Ikatan Cu kompleks dengan ligan organik,
terutama adalah oleh material humus. Pada perairan alami, kadar tembaga
biasanya 0,02 mg/L. Air tanah dapat mengandung tembaga sekitar 0.005 mg/L
sampai 12 mg/L (Palar, 2004).
Tembaga termasuk logam berat essensial karena keberadaanya dalam
tubuh sangat sedikit namun diperlukan dalam proses fisiologis organisme.
Walaupun dibutuhkan tubuh, bila kelebihan dapat menganggu kesehatan atau
mengakibatkan keracunan (Clark, 1989). Tembaga dimanfaatkan dalam proses
pertumbuhan, metabolisme, dan aktivitas enzim pada berbagai jenis alga,
cyanobakteria, dan organisme perairan lainnya. Namun jika konsentarsi Cu
pada suatu perairan
tinggi,
maka akan menyebabkan terhambatnya
pertumbuhan organisme perairan.
2.6.3 Parameter Biologi
Air mempunyai peranan untuk kehidupan manusia, hewan, tumbuhtumbuhan dan jasad lain. Salah satu sumber daya air yang dipergunakan untuk
memenuhi kebutuhan manusia adalah air sungai. Sungai sering dipakai untuk
membuang kotoran baik kotoran manusia, hewan maupun untuk pembuangan
sampah, sehingga air yang terdapat dalam sungai tersebut sering mengandung
bibit penyakit menular seperti disentri, kolera, tipes dan penyakit saluran
pencernaan yang lain. Lingkungan perairan mudah tercemar oleh mikroorganisme
patogen (berbahaya) yang masuk dari berbagai sumber seperti permukiman,
23
pertanian dan peternakan. Bakteri yang umum digunakan sebagai indikator
tercemarnya suatu badan air adalah bakteri Escherichia coli, yang merupakan
salah satu bakteri yang tergolong Coliform dan hidup normal di dalam kotoran
manusia dan hewan sehingga disebut juga Fecal coliform. Fecal coliform adalah
anggota dari Coliform yang mampu memfermentasi laktosa pada suhu 44,50C dan
merupakan bagian yang paling dominan (97%) pada tinja manusia dan hewan
(Effendi, 2003).
Alaerts dan Santika (1990) menyatakan bahwa Fecal oliform merupakan
bakteri petunjuk adanya pencemaran tinja yang paling efisien, karena Fecal
coliform hanya dan selalu terdapat dalam tinja manusia. Jika bakteri tersebut
terdapat dalam perairan maka dapat dikatakan perairan tersebut telah tercemar dan
tidak dapat dijadikan sebagai sumber air minum. Bakteri Coliform lainnya berasal
dari hewan dan tanaman mati disebut dengan nonfecal Coliform.
2.7 Baku Mutu Lingkungan Hidup
Baku mutu lingkungan hidup didefinisikan sebagai ukuran batas atau
kadar mahluk hidup, zat energi atau komponen yang ada dan/atau unsur pencemar
yang ditenggang keberadaannya dalam suatu sumber daya tertentu sebagai unsur
lingkungan hidup (Kementerian Negara Lingkungan Hidup, 2009), sedangkan
baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar mahluk hidup, zat energi atau
komponen yang ada atau harus ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang
keberadaannya dalam air.
Air merupakan komponen lingkungan hidup yang penting bagi
kelangsungan hidup dan kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya,
sehingga dipandang perlu untuk melakukan upaya-upaya melestarikan fungsi air.
24
Upaya yang dilakukan adalah dengan pengelolaan kualitas air dan pengendalian
pencemaran air secara bijaksana dengan memperhatikan kepentingan generasi
sekarang dan mendatang serta keseimbangan ekologis yaitu dengan menetapkan
peraturan pemerintah tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian
pencemaran air. Pengelolaan kualitas air adalah upaya pemeliharaan air sehingga
tercapai kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukannya untuk menjaga agar
kualitas air tetap dalam kondisi alamiahnya. Pengendalian pencemaran air
dilakukan untuk menjamin kualitas agar sesuai dengan baku mutu air melalui
upaya pencegahan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas air
(Kementerian Negara Lingkungan Hidup, 2002).
Upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air akibat makin
meningkatnya kegiatan pembangunan yang mengandung resiko pencemaran dan
kerusakan lingkungan hidup adalah disusunnya Peraturan Daerah tentang
Pengendalian Pencemaran dan Perusakan Lingkungan Hidup. Selanjutnya
Pemerintah Provinsi Bali menyusun Peraturan Gubernur Nomor 8 Tahun 2007
tentang Baku Mutu Lingkungan Hidup dan Kriteria Kerusakan Lingkungan
Hidup. Peraturan ini sebagai dasar penetapan kelas air di Provinsi Bali. Arti
penting baku mutu lingkungan adalah untuk mencegah terjadinya pencemaran
terhadap lingkungan oleh berbagai aktivitas industri dan aktivitas manusia. Selain
itu juga sebagai penentuan terjadinya pencemaran lingkungan hidup serta untuk
pengendalian terhadap pencemaran lingkungan.
2.8 Status Mutu Air Sungai
Status mutu air adalah kondisi mutu air yang menunjukkan kondisi baik
maupun kondisi cemar pada suatu sumber air dalam waktu tertentu dengan
25
membandingkan terhadap baku mutu air yang ditetapkan. Banyak cara untuk
melakukan penilaian status mutu air pada suatu sumber air, yaitu diantaranya yang
disajikan dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 115 Tahun
2003 (Kementerian Negara Lingkungan Hidup, 2003), tentang Pedoman
Penentuan Status Mutu Air, yaitu dengan Metoda STORET dan Metoda Indeks
Pencemaran. Metoda STORET merupakan salah satu metoda yang umum
digunakan untuk menentukan status mutu perairan. Dengan metoda ini dapat
diketahui parameter-parameter yang memenuhi atau melampaui baku mutu air.
Metoda STORET ditentukan untuk suatu peruntukan, kemudian dapat
dikembangkan untuk beberapa peruntukan bagi seluruh badan air atau sebagaian
dari suatu sungai. Pengelolaan kualitas air atas dasar metoda STORET ini dapat
memberikan masukan pada pengambilan keputusan agar dapat menilai kualitas
badan air untuk suatu peruntukan serta melakukan tindakan untuk memperbaiki
kualitas jika penurunan kualitas akibat kehadiran senyawa pencemar. Metoda
STORET mencakup berbagai parameter kualitas yang independen dan bermakna.
Secara prinsip metoda STORET adalah membandingkan antara data
kualitas air dengan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukannya guna
menentukan status mutu air. Cara untuk menentukan status mutu air adalah
dengan menggunakan sistem nilai dari “US-EPA (Environmental Protection
Agency)” dengan mengklasifikasikan mutu air dalam empat kelas, yaitu:
Kelas A: baik sekali, skor = 0 memenuhi baku mutu
Kelas B: baik, skor = -1 s/d -10 cemar ringan
Kelas C: sedang, skor = -11 s/d -30 cemar sedang
Kelas D: buruk, skor ≤ -31 cemar berat
26
2.9 Spektrofotometri UV-Vis
Spektroskopi merupakan ilmu yang mempelajari interaksi antara radiasi
gelombang elekromagnetik dengan suatu materi. Radiasi elektromagnetik adalah
suatu bentuk dari energi yang dipancarkan suatu sumber cahaya yang bergerak ke
depan dengan kecepatan 3x1010 m.s-1. Dikenal berbagai bentuk radiasi
elektromagnetik dan yang mudah dilihat adalah cahaya atau sinar tampak. Daerah
sinar tampak mulai dari warna merah pada panjang gelombang 780 nm sampai
warna ungu pada panjang gelombang 780 nm (kisaran frekuensi 12800–26300
cm-1). Sedangkan daerah ultraviolet berkisar dari 380 nm sampai 180 nm (kisaran
frekuensi 2630–55500 cm-1). Energi pada daerah ultraviolet dan sinar tampak
berkisar dari 140 sampai 660 kj/mol (Mulja dan Syahrani, 1990).
Spektroskopi pada daerah ultraviolet dan sinar tampak biasa disebut
spektroskopi UV-Vis atau spektrofotometer UV-Vis. Dari spekrum absorbsi dapat
diketahui panjang gelombang dengan absorbansi maksimum dari suatu unsur atau
senyawa. Konsentrasi suatu unsur atau senyawa juga dengan mudah dapat
dihitung dari kurva standar yang diukur pada panjang gelombang dengan
absorbansi maksimum yang telah ditentukan.
Radiasi yang berasal dari ultraviolet-visibel diabsorbsi oleh molekul
organik aromatik, molekul yang mengandung elektron-π terkonjugasi dan atau
atom yang mengandung elektron-n, menyebabkan transisi elektron dari orbit
terluarnya dari tingkat energi elektron dasar ke tingkat energi elektron tereksitasi
yang lebih tinggi. Besarnya absorbansi radiasi tersebut sebanding dengan
banyaknya molekul analit yang mengabsorbsi dan dapat digunakan untuk analisis
kuantitatif (Satiadarma, 2004).
27
Spektrofotometer dapat digunakan untuk mengukur serapan sinar
ultraviolet dan sinar tampak oleh suatu materi dalam bentuk larutannya. Jumlah
cahaya yang diserap oleh suatu zat dalam larutan berbanding lurus dengan
konsentrasi zat dalam larutannya. Hubungan antara serapan cahaya dengan
konsentrasi zat dalam larutan dapat dinyatakan dengan persamaan Lambert-Beer
berikut ini:
A = - log T = є b c
Dimana:
A = absorbansi
T = transmitansi
є = absorptivitas molar (L/mol cm)
b = panjang sel (cm)
c = konsentrasi zat yang menyerap sinar (mol/L)
Dalam
aplikasinya,
terdapat
beberapa
persyaratan
agar
hukum
Lambert‐Beer dapat digunakan, syarat pertama yaitu konsentrasi larutan yang
diukur harus encer, kemudian zat pengabsorbsi (zat yang dianalisis) tidak boleh
terdisosiasi, berasosiasi atau bereaksi dengan pelarut menghasilkan produk lain.
Syarat berikutnya radiasi cahaya yang digunakan untuk pengukuran harus
monokromatis (cahaya yang mempunyai satu macam panjang gelombang). Dan
syarat yang terakhir yaitu kejernihan, kekeruhan larutan yang disebabkan oleh
partikel-partikel koloid misalnya menyebabkan penyimpangan hukum Beer.
2.10 Spektrofotometri Serapan Atom (AAS)
Prinsip dasar spektrofotometri serapan atom adalah interaksi antara radiasi
elektromagnetik dengan atom. Spektrofotometri serapan atom merupakan metode
28
yang sangat tepat untuk analisis zat pada konsentrasi rendah (Khopkar, 1990).
Teknik ini adalah teknik yang paling umum dipakai untuk analisis unsur.
Spektrofotometri serapan atom merupakan metode analisis instrumental
yang digunakan untuk menentukan kadar logam dalam larutan. Metode ini
didasarkan pada absorpsi cahaya oleh atom pada panjang gelombang tertentu
tergantung pada jenis unsur. Pada analisis dengan AAS akan terjadi proses
atomisasi yaitu sampel yang dianalisis diuraikan menjadi atom-atom netral dalam
bentuk uap.
Larutan sampel disemprotkan ke suatu nyala dalam bentuk aerosol dan
unsur-unsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala
mengandung atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan
tereksitasi secara termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai
atom netral dalam keadaan dasar (ground state). Atom-atom ground state ini
kemudian menyerap radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang sesuai
dengan unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang gelombang yang dihasilkan oleh
sumber radiasi adalah sama dengan panjang gelombang yang diabsorpsi oleh atom
dalam nyala.
Proses atomisasi yang terjadi dalam AAS adalah sebagai berikut: larutan
sampel disemprotkan dalam bentuk aerosol (kabut) ke dalam nyala/api. Mulamula terjadi penguapan pelarut yang menghasilkan sisa partikel yang padat dan
halus di dalam nyala. Partikel-partikel padat ini kemudian berubah menjadi bentuk
uap (gas), selanjutnya sebagian atau seluruhnya mengalami disosiasi menjadi
atom netral. Proses ini disebabkan pengaruh langsung dari panas atau peristiwa
reduksi oleh zat-zat dalam nyala. Di dalam nyala atom-atom netral mampu
29
menyerap (mengabsorpsi) energi cahaya yang dikenakan padanya dengan panjang
gelombang yang sesuai dengan besarnya energi transisi dari tingkat energi dasar
ke tingkat energi yang lebih tinggi (Zainudin, 1986).
2.11 Metode Kurva Kalibrasi
Analisis kuantitatif dengan kurva kalibrasi diperoleh dengan mengalurkan
konsentrasi zat standar dengan absorbansi. Kurva kalibrasi diperoleh dengan
mengukur absorbansi dari sederetan konsentrasi larutan standar. Untuk senyawa
atau zat yang mengikuti hukum Lambert-Beer, plot antara absorbansi dengan
konsentrasi merupakan garis lurus.
Gambar 2.1. Kurva Kalibrasi
Dengan kurva kalibrasi, konsentrasi larutan sampel dapat dengan mudah
diketahui dengan pembacaan absorbansi sampel seperti pada Gambar 2.1.
Perhitungan konsentrasi dapat dilakukan dengan menggunakan persamaan regresi
linier dengan model y = bx + a, dimana y adalah absorbansi, x adalah konsentrasi,
b adalah slope dan a adalah intersep (Zainudin, 1986).