BAB II TINJAUAN PUSTAKA. semakin naik jumlah penduduk serta laju pertumbuhannya semakin naik pula laju

Transkripsi

1 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

2 2.2 Sumber air Adapun sumber-sumber air : 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) 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 (O 2, CO 2, H 2 dan lain-lain), jasad renik dan debu (Pitojo, 2002) 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

3 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) 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

4 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 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

5 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 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

6 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) Aqua demineralisata Adalah air yang mineralnya telah dihilangkan dengan kation dan anion dan hanya digunakan untuk bahan baku produksi (FI ed III, 1979) Aqua destillata Adalah air yang sudah melalui penyulingan mencapai kadar mineral rendah sehingga dapat diminum (FI ed III, 1979) 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) 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) Aqua sterile pro injection 8

7 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

8 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

9 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 meter 3. 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 Finish Water Pump (FWP) 11

10 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

11 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

12 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

13 klorida (Cl - ), nitrit (NO - 2 ), 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 : Zn OH Zn (OH) 2 Seng bereaksi dengan ion H +, sesuai dengan mekanisme reaksi berikut : 15

14 Zn + 2H + Zn 2+ + H 2 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 Zn 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