BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. dan atmosfer ). Bumi dilingkupi air sebanyak 70 % sedangkan sisanya ( 30 % )

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air dan atmosfer ). Bumi dilingkupi air sebanyak 70 % sedangkan sisanya ( 30 % ) berupa daratan ( dilihat dari permukaan bumi ). Udara mengan-dung zat cair(uap air) sebanyak 15 % dari tekanan atmosfer ( Gabriel, J.F, 2001 ) Sifat Air Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut : 1. Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0 C (32 F) -100 C, air berwujud cair. Suhu 0 C merupakan titik beku dan suhu 100 C merupakan titik didih. 2. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpan panas yang sangat baik. 3. Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan (evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan energi panas

2 dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air menjadi cair ( kondensasi ) melepaskan energi panas yang besar. 4. Air merupakan pelarut yang baik, air mampu melarutkan berbagai jenis senyawa kimia, sehingga sifat ini juga memungkinkan air digunakan untuk pencuci yang baik dan bahan pencemar ( polutan ) yang masuk kebadan air. 5. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan memiliki tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar molekul cairan tersebut tinggi. Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air tersebut memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik. 6. Air merupakan satu - satunya senyawa yang merenggang ketika membeku. Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai densitas ( massa/ volume ) yang lebih rendah dari pada air. Dengan demikian, es akan mengapung di air ( Effendi, 2002 ) Sumber Sumber Air Air yang berada dipermukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai sumber dan secara garis besar dapat dikatakan, air bersumber dari laut yaitu air laut, dari darat yaitu air tanah dan dari udara yaitu air hujan. 1. Air laut 2. Air hujan 3. Air tanah

3 Air tanah disebut pula air tawar oleh karena tidak terasa asin. Berdasarkan lokasi air maka air tanah dapat dibagi dalam 2 (dua) bentuk bagian yaitu: 1. Air permukaan tanah. 2. Air jauh dari permukaan tanah. a. Air permukaan tanah Air permukaan tanah adalah sungai, rawa-rawa, danau, waduk (buatan). b. Air jauh dari permukaan tanah / air tertekan Disebut pula air tertekan yaitu air yang tersimpan didalam lapisan tanah ; termasuk air tanah adalah sumur gali dan sumur bor Pembagian Air Berdasarkan Analisis Berdasarkan analisis air maka air digolongkan dalam 3 ( tiga ) golongan yaitu air kotor / air tercemar, air bersih dan air siap minum / diminum 1. Air kotor / air tercemar Air yang bercampur dengan satu atau berbagai campuran hasil buangan disebut air tercemar / air kotor. Sumber air kotor / air tercemar menurut lokasi pencemaran a. Air tercemar dipedesaan. Sumber pencemaran adalah hasil sampah rumah tangga, hasil kotoran hewan, hasil industri kecil.

4 b. Air tercemar perkotaan bersumber dari sampah rumah tangga, pusat perbelanjaan, industri kecil, industri berat, hotel, restauran, tempat keramaian. 2. Air Bersih Air bersih adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, namun bakteriologi belum terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali, sumur bor, air hujan, air dari sumber mata air. 3. Air siap diminum / air minum Air siap diminum / air minum ialah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia dan bakteriologi serta level kontaminan maksimum ( LKM ) ( Maximum Conta- minant Level ). Level kontaminasi maksimum meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri coliform yang diperkenankan dalam batas - batas aman dan harus memenuhi syarat sebagai berikut ini : a. Harus jernih, transparan dan tidak berwarna b. Tidak dicemari bahan organik maupun bahan anorganik c. Tidak berbau, tidak berasa, kesan enak bila diminum d. Mengandung mineral yang cukup sesuai dengan standart e. Bebas kuman / LKM coliform dalam batas aman ( Gabriel,J.F, 2001 ).

5 Menurut Peraturan Pemerintah No 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukkannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukkannya 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 diperkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air ( Effendi, 2002 ) Aspek Kimia-Fisika Pencemaran Air Sifat-sifat kimia-fisika air yang umum diuji dan dapat digunakan untuk menen- tukan tingkat pencemaran air adalah: 1. Padatan 2. Kekeruhan 3. Bau 4. Temperatur 5. Daya hantar listrik 6. Warna 7. Keasaman air

6 8. Alkalinitas 9. Fosfat 10. Nitrogen 11. Amoniak 12. BOD 13. COD ( Gintings,P, 1992 ). 2.2 Nitrogen Semua nitrogen yang terdapat didalam campuran organik dapat dianggap sebagai nitrogen organik. Dalam air limbah domestik, kebanyakan dari nitrogen organik berada dalam bentuk protein protein atau produk-produk yang diakibatkan oleh degradasi ( penurunan kadar nilai ) nitrogen organik menjadi amoniak dalam pembusukan anaerobik sedangkan nitrat atau nitrit dalam pembusuk aerobik ( Soemarwoto, 1989 ). Nitrogen sebagai salah satu nutrien terdapat dalam protein, protein merupakan komposisi utama plankton, dasar semua jaringan makanan yang bertalian dengan air. Dalam plankton terdapat 50 protein atau 7 10 % nitrogen. Ada tiga tandon ( gudang ) nitrogen dialam. Pertama ialah udara kedua senyawa anorganik ( nitrat, nitrit, amoniak ), dan ketiga ialah senyawa organik ( protein, uren, dan asamurik). Nitrogen terbanyak ada diudara, 78 % volume udara adalah nitrogen.

7 Jika amoniak diubah menjadi nitrat oleh bakteri, maka akan terdapat nitrit dalam air, hal ini terjadi jika air tidak mengalir, khususnya dibagian dasar. Jumlah nitrit tidak akan banyak, apalagi dipermukaan. Karena itu populasi industri akan ditunjukkan jika nitrit cukup banyak jumlahnya. Karena nitrit digunakan dalam air ketel untuk mencegah terjadinya korosi, maka buangan air ketel dapat menimbulkan populasi nitrit ( Sastrawijaya,T, 1991 ) Nitrogen Anorganik dan Organik Nitrogen anorganik terdiri dari gas ammonia ( NH₃ ), ammonium ( NH₄ ),nitrit ( NO₂ ), nitrat ( NO₃ ) dan molekul nitrogen ( N₂ ) dalam bentuk gas. Nitrogen organik berupa protein, asam amino, dan urea. Bentuk-bentuk nitrogen tersebut mengalami transformasi sebagai siklus nitrogen. Transformasi nitrogen dapat melibatkan ataupun tidak melibatkan makrobiologi dan mikrobiologi. Adapun transformasi nitrogen mikrobiologis mencakup hal hal sebagai berikut: 1. Asimilasi nitrogen anorganik ( ammonium dan nitrat ) oleh tumbuhan dan oleh mikroorganisme untuk membentuk nitrogen organik, misalnya asam amino dan protein. Diperairan, proses ini terutama dilakukan oleh bakteri autotrof dan tumbuhan. 2. Fiksasi nitrogen menjadi ammoniak dan nitrogen organik oleh mikroorganisme. Fiksasi nitrogen secara langsung dapat dilakukan oleh beberapa jenis Cynophyta ( blue green algae ) dan bakteri.

8 3. Nitrifikasi, yaitu oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat. Proses oksidasi dilakukan oleh bakteri aerob. Nitrifikasi berjalan secara optimal pada ph 8 dan pada ph < 7 berkurang secara nyata. Bakteri nitrifikasi bersifat mesofilik, menyukai suhu 30 C. 4. Ammonifikasi nitrogen organik untuk menghasilkan ammonia selama proses dekomposisi bahan organik. Proses ini banyak dilakukan oleh mikroba dan jamur. Autolisis sel dan eksresi amonia oleh zooplankton dan ikan juga berperan sebagai amonia. 5. Denitrifikasi, yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit. Proses reduksi nitrat berjalan optimum pada kondisi anoksik ( tidak ada oksigen ). Proses ini juga melibatkan bakteri dan jamur. Dinitrogen oksida adalah produk utama yang dihasilkan dari denitrifikasi pada perairan dengan kadar oksigen yang sangat rendah, sedangkan molekul nitrogen adalah produk utama dari proses denitrifikasi pada perairan dengan kondisi anearob Nitrit Diperairan alami nitrit ( ) biasanya ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikit dari pada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan ( intermediate ) antara amonia dan nitrat ( nitrifikasi ), dan antara nitrat dan gas nitrogen ( denitrifikasi ). Denitrifikasi berlangsung pada kondisi anaerob.

9 Pada denitrifikasi, gas N₂ yang dapat terlepas dilepaskan dari dalam air ke udara. Ion nitrit dapat berperan sebagai sumber nitrogent bagi tanaman yang berada didalam perairan. Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar nitrit pada perairan relatif kecil karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami kadar nitrit sekitar 0,001 mg/l dan sebaliknya tidak melebihi 0,06 mg/l. Kadar nitrit yang lebih dari 0,05 mg/l bersifat toksik bagi organisme perairan yang sangat sensitif. Bagi manusia dan hewan, nitrit lebih bersifat toksik dari pada nitrat. Garam-garam nitrit digunakan sebagai penghambat terjadinya proses korosi pada industri. Pada manusia, konsumsi nitrit yang berlebihan dapat mengakibatkan terganggunya proses pengikatan oksigen oleh hemoglobin darah, yang selanjutnya membentuk met-hemoglobin yang tidak mampu mengikat oksigen. Nitrifikasi yang merupakan proses oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat adalah proses yang penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung dalam proses aerob. Oksidasi amonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas, sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh nitrobacter. Kedua jenis bakteri tersebut merupakan bakteri kemotrofik, yaitu bakteri yang mendapatkan energi dari proses kimiawi. Oksidasi nitrit menjadi amonia ditunjukkan dalam persamaan reaksi ( 8.4 ), sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat ditunjukkan dalam persamaan reaksi (8.5).

10 Nitrosomonas 2 NH₃ + 3 O₂ 2 NO₂ ˉ + 2H + 2H2O (8.4) Nitrobacter 2 NO₂ + O₂ 2 NO₃ˉ (8.5) Amonifikasi, nitrifikasi dan denitrifikasi merupakan proses mikrobiologis, oleh karena itu, proses ini sangat dipengaruhi oleh suhu dan aerasi (Effendi,2002). 2.3 Limbah Limbah adalah buangan yang kehadirannya tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi. Limbah yang mengandung bahan polutan yang memiliki sifat racun dan berbahaya dikenal dengan limbah B-3, yang dinyatakan sebagai bahan dalam jumlah relatif sedikit tetapi berpotensi untuk merusak lingkungan hidup dan sumber daya. Bila ditinjau secara kimiawi, bahan bahan ini terdiri dari bahan kimia organik dan anorganik. Tingkat bahaya keracunan yang disebabkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah, baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang.

11 2.3.1 Kualitas Limbah Kualitas limbah menunjukkan spesifikasi limbah yang diukur dari jumlah kandungan bahan pencemar di dalam limbah. Kandungan pencemar di dalam limbah terdiri dari beberapa parameter. Semakin kecil jumlah parameter dan semakin kecil konsentrasinya, hal itu akan menunjukkan semakin kecilnya peluang untuk terjadinya pencemaran lingkungan. Beberapa kemungkinan yang akan terjadi akibat masuknya limbah kedalam lingkungan 1. Lingkungan tidak mendapat pengaruh yang berarti. Hal ini disebabkan karena volume limbah kecil, parameter pencemar yang terdapat dalam limbah sedikit dengan konsentrasi yang kecil. 2. Adanya pengaruh perubahan, tetapi tidak mengakibatkan pencemaran. 3. Memberikan perubahan dan menimbulkan pencemaran. Sedangkan faktor faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah: 1. Volume limbah 2. Kandungan bahan pencemar 3. Frekuensi pembuangan limbah Karakteristik Limbah Cair Limbah sering menimbulkan masalah pencemaran dan kerusakan lingkungan. Terdapat beberapa kerancuan dalam mengidentifikasi limbah cair, yaitu buangan air

12 yang digunakan untuk mendinginkan mesin suatu pabrik. Limbah air bersumber dari pabrik yang biasanya banyak menggunakan air dalam proses produksinya. Air dari pabrik membawa sejumlah padatan dan partikel, baik yang larut maupun yang mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan ada yang halus. Kerap kali air buangan pabrik berwarna keruh dan bersuhu tinggi ( Kristianto, 2004 ). Air limbah yang telah tercemar mempunyai ciri yang dapat diidentifikasi secara visual dari kekeruhan, warna, rasa, bau yang ditimbulkan dan indikasi lainnya. Sedangkan identifikasi secara laboratorium ditandai dengan perubahan sifat kimia air. Jenis industri yang menghasilkan limbah cair diantaranya adalah industri pulp dan rayon, pengolahan crumb rubber, besi dan baja, kertas, minyak goreng, tekstil, electroplating, polywood dan lain-lain ( Gintings,P,1992 ). 2.4 Karet Secara umum karet adalah turunan isoprenoid paling penting yang berbobot molekul lebih besar daripada bobot molekul tetraterpenoid tetapi beberapa poliisoprenol ( misalnya solanesol ) telah diidentifikasi dalam jaringan fotosintesis. Karet banyak terdapat dalam tumbuhan dikotil. Dalam beberapa tumbuhan terdapat sebagai komponen lateks dan dapat diperoleh dengan menyadap pembuluh lateks. Pada tumbuhan lain karet terdapat dalam smua jaringan dan hanya akan diperoleh setelah penggilingan tumbuhan itu ( Robinson,T,1991 ).

13 Sejarah mengenai karet dimulai pada tahun 1943 Michelede Cuneome lakukan pelayaran ekspedisi ke Benua Amerika yang dulu dikenal sebagai Benua Baru. Dalam perjalanan ini ditemukan sejenis pohon yang mengandung getah. Pohon pohon itu hidup secara liar dihutan hutan pedalaman Amerika yang lebat. Orang orang Amerika asli mengambilnya dengan cara menebangnya dan getah yang diperoleh dijadikan oleh penduduk asli pedalaman tersebut dijadikan bola yang dapat dipantul - pantulkan. Pengenalan bahan baku karet ini kemudian berlanjut didaerah Seville pada tahun 1524 dan para ilmuwan berminat menyelidiki kandungan yang terdapat dalam bahan tersebut agar dapat digunakan untuk membuat alat yang bermanfaat bagi kehidupan manusia sehari - hari. Dengan peralatan dan pengetahuan yang masih terbatas, ilmuwan dizaman dahulu memisahkan karet menjadi tiga unsur. Unsur unsur tersebut adalah susu, lilin, serta bahan yang ringan dan bening. Hanya ekspedisi Peru yang banyak memberi tambahan pengetahuan mengenai karet, mereka berhasil menjumpai tanaman karet yang bisa diambil getahnya tanpa harus menebang pohonnya terlebih dahulu seperti yang biasa dilakukan sebelumnya. Cara baru yang ditemukan adalah dengan melukai kulit batang tanaman. Tanaman yang dilukai batangnya ini diperkenalkan sebagai tanaman Havea. Dimana cara pelukaan untuk memperoleh getah karet memang jauh lebih efisien daripada cara tebang langsung ( TimPenulis, 1999 ).

14 Tabel 2.1 Komposisi Lateks Segar dan Karet Kering Disajikan Pada Tabel Berikut Komponen Komponen dalam latek segar Komponen dalam lateks kering (%) (%) Karet Hidrokarbon Protein 1,4 2,5-3,5 Karbohidrat 1,6 - Lipida 1,6 2,5 3,5 Persenyawaan- 0,4 - organik lain Persenyawaan- 0,5 0,1 0,5 anorganik Air 58,5 0,3 1,0 Sumber:Morton,M.Reinhold,1987.

15 Dalam pengolahan karet selain dihasilkan produk produk yang diinginkan juga dihasilkan produk lain berupa limbah. Limbah yang menjadi masalah dipabrik pabrik biasanya berupa cairan. Cairan dikenal dengan nama air limbah karet karena komponennya sebagian besar terdiri dari air dan zat-zat sisa pengolahan karet. Berdasarkan hasil penenlitian, unsur N, P, K, dan Mg ternyata terdapat didalam limbah. 2.5 Spektrofotometer Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorpsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut ditransmisikan, direfleksikan dan diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Pada spektrofotometer panjang gelombang yang benar benar terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blangko ataupun pembanding.

16 Peralatan ( instrumentasi ) 1. Sumber Cahaya Sumber yang biasa digunakan pada spektroskopi absorpsi adalah lampu wolfram. Baterai lampu hidrogen atau lampu deuterium digunakan untuk sumber pada daerah UV. Lampu wolfram adalah energi yang dibebaskan tidak bervariasi pada berbagai panjang gelombang. Untuk memperoleh tegangan yang stabil dapat digunakan transformator. 2. Monokromator Digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis, alatnya dapat berupa prisma ataupun grating. Untuk mengarahkan sinar monokromatis yang diinginkan dari hasil penguraian ini dapat digunakan celah. Jika celah posisinya tetap, maka prisma atau gratingnya yang dirotasikan untuk mendapatkan λ yang diinginkan. 3. Sel Absorpsi Pada pengukuran didaerah tampak kuvet kaca atau kuvet kaca corex dapat digunakan, tetapi untuk pengukuran pada daerah UV kita harus menggunakan sel kuarsa karena gelas tidak tembus cahaya pada daerah ini. Umumnya tebal kuvetnya adalah 10 mm, tetapi yang lebih kecil ataupun yang lebih besar dapat digunakan. Sel yang biasa digunakan berbentuk persegi, tetapi yang bentuk silinder juga dapat digunakan.

17 4. Detektor Peranan detektor adalah menerima dan memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang. Pada spektrofotometer, tabung pengganda elektron yang digunakan prinsip kerjanya telah diuraikan ( Khopkar, 2003 ).