BAB II. Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi, terjadi juga

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Limbah Sejalan dengan perkembangan ilmu dan teknologi, terjadi juga peningkatan aktivitas manusia. Namun tidak jarang, aktivitas manusia sendiri juga dapat menyebabkan penurunan kualitas (mutu) air. Bila penurunan mutu air ini tidak diminimalkan maka akan terjadi pencemaran air. Peraturan pemerintah RI No. 82 tahun 2001 menyebutkan: Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energy, dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya (Mulia, 2005). Salah satu penyebab terjadinya pencemaran air adalah air limbah yang dibuang tanpa pengelolahan ke dalam suatu badan air. Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 tahun 2001, air limbah adalah sisa dari suatu usaha dan atau kegiatan yang berwujud cair. Air limbah dapat berasal dari rumah tangga (domestik) maupun industri (Mulia, 2005). Limbah yang banyak dipermasalahkan adalah limbah industri karena mengandung senyawa pencemaran yang dapat merusak lingkungan hidup. Industri mempunyai potensi sebagai pembuat pencemaran karena adanya limbah yang dihasilkan. Limbah tersebut mengandung senyawa organik dan anorganik dengan jumlah melebihi batas yang ditentukan (Ginting, 2007).

2 Limbah industri adalah semua jenis bahan sisa atau bahan buangan yang berasal dari hasil samping suatu proses perindustrian. Limbah industri dapat menjadi limbah yang sangat berbahaya bagi lingkungan hidup dan manusia (Palar, 2004). Jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri, pengawasan pada proses industri, derajat penggunaan air, derajat pengolahan air limbah yang ada. Puncak tertinggi aliran selalu tidak akan dilewati apabila melewati tangki penahan dan bak pengaman. Untuk memperkirakan jumlah air limbah yang dihasilkan oleh industri yang tidak menggunakan proses basah diperkirakan sekitar 50 m 3 /ha/hari. Sebagai patokan dapat dipertimbangkan bahwa 85-95% dari jumlah air yang dipergunakan adalah berupa air limbah apabila industri tersebut memanfaatkan kembali air limbahnya, maka jumlahnya akan lebih kecil lagi ( Sugiharto, 1987) Sumber limbah Air limbah merupakan sisa air yang dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan bagi kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup. Batasan lain mengatakan bahwa air limbah adalah kombinasi dari cairan dan sampah cair yang berasal dari daerah permukiman, perdagangan, perkantoran dan industri, bersama-sama dengan air tanah, air permukaan dan air hujan yang mungkin ada (Notoatmodjo, 2003).

3 Air limbah rumah tangga adalah air limbah yang tidak mengandung ekskreta manusia dan dapat berasal dari buangan kamar mandi, dapur, air cuci pakaian dan lain-lain yang mungkin mengandung mikroorganisme patogen. Violume air limbah rumah tangga bergantung pada volume pemakaian air penduduk setempat (Chandra, 2006). Limbah industri bersumber dari kegiatan industri baik karena proses secara langsung maupun proses secara tidak langsung. Limbah yang bersumber langsung dari kegiatan industri yaitu limbah yang terproduksi bersamaan dengan proses produksi sedang berlangsung, dimana produksi dan limbah hadir pada saat yang sama. Sedangkan limbah tidak langsung terproduksi sebelum maupun sesudah proses produksi (Ginting, 2007). Pencemaran yang diakibatkan dapat berakibat luas dan tergantung limbah, jenis limbah, volume dan frekuensinya. Sifat-sifat limbah ada yang korosif, oksidator, beracun dan iritasi. Limbah dalam volume yang kecil dengan frekuensi yang terus-menerus akan mengakibatkan degradasi secara perlahan-lahan. Sebaliknya limbah walaupun volumenya besar tidak memberi pengaruh yang signifikan terjadi hanya sekali, hal ini tergantung pada jenis dan sifat limbah tersebut, serta senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya. Perlakuan terhadap limbah ditujukan untuk berbagai macam tujuan tergantung pada teknologi pengolahan. Ada limbah yang diproses kembali untuk memperoleh senyawa-senyawa yang terkandung didalamnya, ada limbah yang diproses untuk tujan menghilangkan senyawa-senyawa pencemaran sampai pada batas toleransi yang diijinkan (Ginting, 2007).

4 2.1.2 Komposisi Air Limbah Menurut Sugiharto (2008), sesuai dengan sumber asalnya, maka air limbah mempunyai komposisi yang sangat bervariasi dari setiap tempat dan setiap saat. Akan tetapi, secara garis besar zat-zat yang terdapat di air limbah data dikelompokkan seperti pada skema berikut ini: Air limbah Air (99,9%) Bahan Padat (0,1%) Organik Anorganik Protein (65%) Karbohidrat (25%) Lemak (10%) Butiran Garam Metal Gambar Skema pengelompokan bahan yang terkandung di dalam air limbah Tujuan Pengolahan Air Limbah Limbah yang dihasilkan harus memenuhi standar baku mutu limbah dan sesuai dengan baku mutu lingkungan yang berlaku bagi kondisi lingkungan dimana kegiatan industri sedang berlangsung. Karena itu setiap parameter harus tersedia nilainya sebelum masuk system pengolahan dan setelah limbah keluar sistem pengolahan harus ditetapkan nilai-nnilai parameter yang harus dicapai. Artinya

5 harus diungkapkan kualitas limbah sebelum dan sesudah limbah diolah dan apakah limbah ini memenuhi syarat baku mutu (Ginting, 2007). untuk: Menrut Azwar (1996), pengolahan air limbah pada dasarnya bertujuan 1. Melindungi kesehatan anggota masyarakat dari ancaman terjangkitnya penyakit. Hal ini mudah dipahami karena air limbah sering dipakai sebagai tempat berkembangbiaknya pelbagai macam bibit penyakit. 2. Melindungi timbulnya kerusakan tanaman, terutama jika air limbah tersebut mengandung zat organis yang membahayakan kelangsungan hidup. 3. Menyediakan air bersih yang dapat dipakain untuk keperluan hidup seharihari, terutama jika sulit ditemukan air yang bersih Dampak Buruk Air Limbah Menurut Sugiharto (2008), sesuai dengan batasan dari air limbah yang merupakan benda sisa, maka sudah barang tentu bahwa air limbah merupakan benda yang sudah tidak dipergunakan lagi. Akan tetapi tidak berarti bahwa air limbah tersebut tidak perlu dilakukan pengelolaan, karena apabila limbah ini tidak dikelola secara baik akan dapat menimbulkan gangguan, baik terhadap lingkungan maupun terhadap kehidupan yang ada. Berikut beberapa dampak yang dapat diakibatkan oleh pengolahan limbah yang tidak dikelola secara baik: a. Ganguan kesehatan Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan penyakit bawaan air (waterbone disease). Selain itu di dalam air

6 limbah mungkin juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan kesehhatan bagi makhluk hidup yang mengkonsumsinya. Adakalanya, air limbah yang tidak dikelola dengan baik juga dapat menjadi sarang vector penyakit (misalnya nyamuk, lalat, kecoa, dan lain-lain). b. Penurunan kualitas lingkungan Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya: sungai dan danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut.. Adakalanya, air limbah juga dapat merembes dalam air tanah, sehingga menyebabkan pencemaran air tanah. Bila air tanah tercemar, maka kualitasya akan menurun sehingga tidak dapat lagi digunakan sesuai peruntukannya. c. Gangguan terhadap keindahan Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Kadang kadang air limbah daoat juga mengandung bahan-bahan yang bila terurai menghasilkan gas-gas yang berbau. Bila air limbah jenis ini mencemari badan air, maka dapat menimbulkan gangguan keindahan pada badan air tersebut. d. Gangguan terhadap kerusakan benda Adakalanya air limbah mengandung zat0zat yang dapat dikonversi oleh bakteri anaerobik menjadi gas yang agresif seperti H 2 S. gas ini dapat mempercepat proses perkaratan benda yang terbuat dari besi dan

7 bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air tersebut maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan menimbulkan jerugia material. Untuk menghidarkan terjadinya gangguan-ganguan diatas, air limbah yang dialirkan ke lingkungan hatus memenuhi ketentuan seperti yang disebutkan dalam Baku Mutu Air Limbah. Apabila air limbah tidak memenuhi ketentuan tersebut, maka perlu dilakukan pengelolahan air limbah sebelum mengalirkannya ke lingkungan. (Mulia, 2005) Pengendalian Pencemaran Air Limbah Pengendalian pencemaran adalah setiap usaha pengelolaan limbah yang meliputi identifikasi sumber-sumber limbah, pemeriksaan konsentrasi bahan pencemar yang terkandung di dalamnya serta jenis-jenis bahan pencemar dan jangkauan serta tingkat bahaya pencemaran yang mungkin ditimbulkan. Pengendalian pencemaran di Negara ini dilakukan melalui dua system yaitu melalui analisa dampak lingkungan dan pemasangan instalasi pengolahan limbah baik dalam lokasi pabrik maupun diluar lokasi. Pengendalian ini bertujuan untuk menekan, mengurangi atau meniadakan dan mencegah zat-zat pencemar yang terdapat pada limbah industri agar tidak memasuki lingkungan (Ginting, 2007). Persoalan penting dalam limbah cair adalah bagaimana perusahaan industri mengolah limbahnya sebelum dilakukan pembuangan dan kemana hasil olahan tersebut di buang. Setelah adanya peraturan dan ketentuan tentang pengendalian pencemaran maka perusahaan industri diwajibkan membuat instalasi pengolahan limbah. Setiap limbah yang telah memenuhi syarat tidak ada lagi alasan untuk

8 menolak pembungan limbahnya ke tempat badan penerima. Sekalipun demikian ada limbah yang memenuhi syarat padahal limbah yang dihasilkan terlihat keruh atau berwarna. Pemeriksaan laboratorium menunjukkan bahwa limbah tersebut berada dalam ambang batas (Ginting, 2007). 2.2 Total Zat Padat Terlarut (Total Dissolved Solid) Kelarutan zat padat dalam air atau disebut sebagai total Dissolved solid (TDS) adalah terlarutnya zat padat, baik berupa ion, berupa senyawa, koloid di dalam air. Sebagai contoh adalah air permukaan apabila diamati setelah turun hujan akan mengakibatkan air sungai maupun kolam kelihatan keruh yang disebabkan oleh larutnya partikel tersuspensi di dalam air, sedangkan pada musim kemarau, air kelihatan berwarna hijau karena adanya ganggang di dalam air. Konsentrasi kelarutan zat padat ini dalam keadaan normal sangat rendah, sehingga tidak kelihatan oleh mata telanjang (Situmorang, 2007). Total zat padat terlarut biasanya terdiri atas zat organik, garam anorganik dan gas terlarut. Bila total zat padat terlarut bertambah maka kesadahan akan naik pula. Selanjutnya efek padatan terlarut ataupun kesadahan terhadap kesehatan tergantung pada spesies kimia penyebab masalah tersebut (Slamet, 1994). Umumnya ion kalsium dan magnesium di dalam air yang akan menyebabkan sifat kesadahan air. Bila air yang mempunyai tingkat kesadahan yang terlalu tinggi dapat menimbulkan korosi pada benda-benda yang terbuat dari logam, dan dapat menimbulkan endapan. Untuk itu maka, air yang akan digunakan untuk industri terlebih dahulu dihilangkan kesadahannya (Sunu, 2001).

9 Zat padat terlarut di dalam air perlu diketahui untuk mengetahui produktivitas air, karena produktivitas air terhadap kehidupan air sangat ditentukan oleh kelarutan zat padat di dalamnya. Produktivitas air akan tinggi terhadap kehidupan organisme seperti tumbuhan dan mikroba apabila zat padat terlarut tersebut berupa nutrient berupa posfat, nitrat, dsb, yang akan mendukung kehidupan organisme, air ini disebut eutrofik, sedangkan air yang mengandung sedikit zat padat terlarut berupa nutrient berarti mempunyai daya dukung rendah terhadap organisme disebut oligotrofik (Situmorang, 2007). Zat padat di dalam air juga merupakan indikasi ketidaknormalan air, yaitu terjadi penyimpangan air dari keadaan yang sebenarnya. Penyimpangan keadaan air ini paling banyak disebabkan oleh kegiatan manusia seperti buangan berupa limbah industri, kotoran manusia dan hewan, limbah rumah tangga, dll. Dengan demikian kesadaran manusia terhadap lingkungan dapat mengurangi kelarutan zat padat di dalam air (Situmorang, 2007). Apabila bahan buangan padat larut di dalam air, maka kepekatan atau berat jenis cairan akan naik. Adakalanya pelarutan bahan buangan padat di dalam air akan disertai pula dengan perubahan warna air. Air yang mengandung larutan pekat dan berwarna gelap akan mengurangi penetrasi sinar matahari ke dalam air. Akibatnya, proses fotosintesis tanaman di dalam air akan menjadi terganggu. Jumlah oksigen yang terlarut di dalam air juga akan berkurang. Hal ini sudah barang tentu berakibat terhadap kehidupan organisme yang hidup di dalam air. Dari segi kesehatan, apabila air yang mengandung padatan terlarut terminum oleh manusia tidak akan memberikan efek yang langsung karena efek padatan terlarut

10 akan memberi rasa pada air seperti garam. Air yang teminum akan menyebabkan akumulasi garam di dalam ginjal manusia dalam waktu lama yang akan mempengaruhi fungsi fisiologis ginjal (Wardhana, 2004). Pengukuran zat padat terlarut dapat dilakukan secara pecobaan di laboratorium melalui penguapan air (pada volume tertentu) di dalam oven, kemudian mengukur berat beker sebelum dan sesudah pengeringan air, dinyatakan sebagai total zat padat terlarut yang dinyatakan sebagai mg per liter atau part permillion (ppm) (Situmorang, 2007). Adapun cara lain untuk pengukuran zat padat terlarut dengan TDS meter. TDS meter adalah suatu alat teknologi yang digunakan untuk mengetahui jumlah zat terlarut (baik itu zat organik maupun anorganik) yang terdapat pada sebuah larutan, Gambar 2.2 Cara kerja TDS meter Keterangan: - Signal processing adalah rangkaian yang berfungsi untuk:

11 a. Memberikan sumber tenaga AC konstan pada probe agar pada larutan dapat terjadi aliran arus (sehingga dapat terukur konduktansi atau resistansinya). b. Mengkonversi nilai konduktansi menjadi tegangan. - Sensor yang digunakan pada rangkaian ini adalah dua probe biasa dengan jarak 1 cm yang fungsinya untuk mendapatkan nilai konduktansi suatu larutan. - Solution to be measured adalah larutan yang akan diukur kadar TDSnya. - Micro Controller digunakan untuk mengubah nilai tegangan (analog) yang dihasilkan Signa Prossecing menjadi nilai bit-bit (Digital) dan mengkonversinya menjadi satuan TDS atau PPM. - LCD (Liquid Crystal Display) digunakan untuk menampilkan output Micro Controller sehingga dapat terbaca oleh user. (Sumber tegangan yang digunakan pada rangkaian ini adalah +12V dan -12V) ( 2.3 Total Zat Padat Tersuspensi (Total Suspended Solid) Padatan tersuspensi adalah jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada di dalam air limbah setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron. Materi yang tersuspensi mempunyai dampak buruk terhadap kualitas air karena mengurangi penetrasi matahari ke dalam badan air, kekeruhan air meningkat yang menyebabkan gangguan pertumbuhan bagi

12 organisme produsen. Suspended solid (material tersuspensi) dapat dibagi menjadi zat padat dan koloid (Mulia, 2005). Zat padat tersuspensi yang mengandung zat-zat organik pada umumnya terdiri dari protein, gangguan dan bakteri. Pengukuran konsentrasi mikroorganisme dalam limbah diukur dengan zat padat tersuspensi organik sebagai padatan tersuspensi yang menguap pada temperature tertentu (Ginting, 2007). Padatan tersuspensi adalah padatan yang menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, misalnya tanah liat, bahan-bahan organik tertentu, sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya (Azrul, 1996). Kekeruhan yang terjadi karena zat padat yang tersuspensi baik organik maupun anorganik. Zat anorganik biasanya berasal dari lapukan batuan dan logam, sedangkan yang organik baiasanya berasal dari lapukan tanaman dan hewan. Buangan industri dapat menjadi sumber utama kekeruhan. Zat organik dapat menjadi makanan bakteri sehingga mendukung perkembangbiakan. Bakteri ini juga merupakan zat organik tersuspensi sehihingga pertambahannya akan menambah pula kekeruhan air. Air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba terlindung oleh zat tersuspensi tersebut. Hal ini tentu berbahaya bagi kesehatan bila mikroba itu patogen (Slamet, 1994). Peningkatan kandungan padatan tersuspensi dalam air dapat mengakibatkan penurunan kedalaman eufotik, sehingga kedalaman perairan

13 produktif menjadi turun. Penentuan padatan tersuspensi sangat berguna dalam analisis perairan tercemar dan buangan serta dapat digunakan untuk mengevaluasi kekuatan air, buangan domestik, maupun menentukan efisiensi unit pengolahan. Padatan tersuspensi mempengaruhi kekeruhan dan kecerahan air. Oleh karena itu pengendapan dan pembusukan bahan-bahan organik dapat mengurangi nilai guna perairan (Situmorang, 2007). Analisis padatan tersuspensi dilakukan dengan metode gravimetri. Analisis gravimetri adalah cara analisis kuantitatif berdasarkan berat tetap (berat konstan ). Dalam analisis ini, unsur atau senyawa yang di analisis di pisahkan dari sejumlah bahan yang di analisis. Bagian terbesar analisis gravimetri menyangkut perubahan unsur atau gugus dari senyawa yang di analisis menjadi senyawa lain yang murni dan stabil, sehingga dapat diketahui berat tetapnya (Rohman, 2007). Gravimetri merupakan cara pemeriksaan jumlah zat yang paling tua dan yang paling sederhana dibandingkan dengan cara pemeriksaan kimia lainnya (Rohman, 2007). Tahap pengukuran dalam metode gravimetri adalah penimbangan. Analitnya secara fisik dipisahkan dari semua komponen lain dari sampel itu maupun pelarutnya. Pengendapan merupakan teknik yang paling meluas penggunaannya untuk memisahkan analit dari pengganggu-pengganggunya (Underwood, 1992). Menurut Underwood (1992), persyaratan berikut yang harus dipenuhi agar gravimetri berhasil, yaitu:

14 a. Proses pemisahan hendaknya cukup sempurna sehingga kuantitas analit yang tak-terendapkan secara analisis tak-dapat dideteksi (biasanya 0,1 mg atau kurang, dalam menetapkan penyusunan utama dari suatu makro). b. Zat yang ditimbang hendaknya mempunyai susunan yang pasti dan hendaknya murni atau hampir murni. Bila tidak, akan diperoleh hasil yang tidak tepat. Nilai TSS biasanya ditentukan dengan cara menuangkan air dengan volume tertentu, biasanya dalam ukuran liter, melalui sebuah filter dengan ukuran pori-pori tertentu. Sebelumnya, filter ini ditimbang dan kemudian beratnya akan dibandingkan dengan berat filter setelah dialirkan air setelah mengalami pengeringan. Berat filter tersebut akan bertambah disebabkan oleh terdapatnya partikel-partikel tersuspensi yang terperangkap dalam filter tersebut. Padatan yang tersuspensi ini dapat berupa bahan-bahan organik dan inorganik. Satuan TSS adalah miligram per liter (mg/l) (Suharto, 2011).