BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Perubahan lingkungan, baik pada skala global, regional, maupun lokal,

Transkripsi

1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Perubahan lingkungan, baik pada skala global, regional, maupun lokal, dapat dilakukan pemantaunnya melalui berbagai metode biologi, kimia dan fisika. Secara biologis, kualitas suatu lingkungan dapat diketahui dengan adanya kehadiran atau ketidak hadiran berbagai makhluk hidup penanda (bioindikator). Bioindikator atau indikator biologis adalah spesies atau populasi makhluk hidup, hewan, tumbuhan atau mikroorganisme yang kehadiran dan vitalitasnya dapat memberikan respon terhadap perubahan kondisi lingkugan (Nugroho, 2006). Seiring dengan meningkatnya kemajuan di sektor industri, semakin meningkat pula masalah pencemaran di Indonesia. Masuknya limbah industri ke dalam suatu perairan dapat menyebabkan menurunnya kualitas perairan tersebut (Nugroho, 2006). 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 mengandung zat cair (up air) senamyak 15% tekanan atmosfer (Gabriel, 2001). Air merupakan zat yang paling penting dalam kehidupan setelah udara. Sekitar tiga per empat bagian dari tubuh kita terdiri dari air dan tidak seorang pun dapat bertahan hidup lebih dari 4-5 hari tanpa minum air. Selain itu, air juga dipergunakan untuk memasak, mencuci, mandi, dan membersihkan kotoran yang ada di sekitar rumah. Air juga digunakan untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat rekreasi, transportasi, dan lain-lain. Penyakit-penyakit yang menyerang manusia 5

2 dapat juga ditularkan dan disebarkan melalui air. Kondisi tersebut tentunya dapat menimbulkan wabah penyakit dimana-mana (Chandra, 2006). Air merupakan kebutuhan manusia yang paling penting. Kadar air tubuh manusia mencapai 68% dan untuk tetap hidup kadar air dalam tubuh harus dipertahankan. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi mulai dari 2,1 liter hingga 2,8 liter perhari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya. Agar tetap sehat, air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia maupun bakteriologis (Bambang,dkk., 2014). Baik kuantitas maupun kualitas air harus dapat memenuhi kebutuhan kita. Kualitas air ditentukan oleh banyak faktor, yaitu zat yang terlarut, zat yang tersuspensi, dan makhluk hidup, khususnya jasad renik, didalam air. Air murni yang tidak mengandung zat yang terlarut, tidak baik untuk kehidupan kita. Sebaliknya zat terlarut ada yang bersifat racun. Apabila zat terlarut, zat yang tersuspensi dan makhluk hidup dalam air membuat kualitas air menjadi tidak sesuai untuk kehidupan kita, air itu disebut tercemar (Mahida,1993). Air dapat mengandung bahan kimia yang beracun atau organisme patogen tetapi masih jernih dan cemerlang. Dalam keadaan seperti itu, air dikatakan sebagai air terkontaminasi. Selanjutnya, air tercemar mungkin atau tidak terkontaminasi tetapi mempunyai penampilan atau rasa yang tidak dikehendaki, sedangkan air yang layak untuk diminum (bebas dari substansi yang berbahaya dan tidak menyenangkan) dikatakan sebagai dapat diminum (Volk, 1989). Menurut Suriawiria (1996) Air merupakan substrat yang paling parah akibat pencemaran. Berbagai sumber pencemar air yang berasal dari : 6

3 a. Sumber domestik (rumah-tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan sebagainya. b. Sumber non-domestik (pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan serta sumber-sumber lainnya. Banyak memasuki badan air. Secara langsung ataupun tidak langsung pencemar tersebut akan berpengaruh terhadap kualitas air, baik untuk keperluan air minum, air industry ataupun keperluan lainnya. Berbagai cara dan usaha telah banyak dilakukan agar kehadiran pencemaran terhadap air dapat dihindari, dikurangi atau minimal dapat dikendalikan. 2.2 Pencemaran air Definisi pencemaran air mengacu pada definisi lingkungan hidup yang ditetapkan dalam UU tentang Lingkungan Hidup yaitu UU No. 23/1997. Dalam PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air didefinisikan sebagai: pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan/atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (pasal 1, angka 2). Definisi pencemaran air tersebut dapat diuraikan sesuai makna pokoknya menjadi tiga aspek, yaitu aspek kejadian, aspek penyebab atau pelaku dan aspek akibat (Arif, 2010). Di Indonesia misalnya, setiap tahun lebih dari anak-anak di bawah umur 3 tahun diserang oleh berbagai jenis penyakit perut dengan jumlah kematian sekitar orang. Jumlah tersebut akan meningkat lebih banyak pada daerah/tempat yang keadaan sanitasi lingkungannya berada pada tingkat 7

4 yang rendah. Ini misalnya kita dapati pada daerah perkampungan padat dengan keadaan selokan, pekarangan tidak teratur dan tidak terpelihara sebagaimana mestinya (Suriawiria, 1996). 2.3 Air limbah Limbah adalah zat atau bahan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi, baik industri maupun domestik, yang kehadirannya pada suatu saat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena dapat menurunkan kualitas lingkungan (Zulkifli, 2014) Apabila limbah masuk ke dalam lingkungan, ada beberapa kemungkinan yang diciptakan. Kemungkinan pertama, lingkungan tidak mendapat pengaruh yang berarti; kedua, ada pengaruh perubahan tapi tidak menyebabkan pencemaran; ketiga, memberi perubahan dan menimbulkan pencemaran. Ada berbagai alasan untuk mengatakan demikian. Tidak memberi pengaruh terhadap lingkungan karena volume limbah kecil dan parameter pencemar yang terdapat di dalamnya sedikit dengan konsentrasi kecil, karena itu andaikata masuk pun dalam lingkungan ternyata lingkungan mampu menetralisirnya. Kandungan bahan yang terdapat dalam limbah konsentrasinya barangkali dapat diabaikan karena kecilnya. Ada berbagai parameter pencemar yang menimbulkan perubahan kualitas lingkungan namun tidak menimbulkan pencemaran. Artinya lingkungan itu memberikan toleransi terhadap perubahan serta tidak menimbulkan dampak negatif (Gintings, 1992). 8

5 2.3.1 Jenis Air Limbah Menurut Zulkifli (2014), Limbah dikelompokkan berdasarkan sumbernya yaitu: 1. Limbah domestik atau rumah tangga yaitu limbah yang berasal dari kegiatan pemukiman penduduk atau rumah tangga dan kegiatan usaha 2. seperti pasar, restoran, gedung perkantoran dan sebagainya. 3. Limbah industri yaitu merupakan sisa atau buangan dari hasil proses industri. 4. Limbah pertanian yaitu limbah pertanian yang berasal dari daerah atau kegiatan pertanian maupun perkebunan. 5. Limbah pertambangan yaitu limbah pertambangan yang berasal dari kegiatan pertambangan 6. Limbah pariwisata yaitu limbah limbah yang berasal dari sarana transportasi yang membuang limbahnya. 7. Limbah medis yaitu limbah yang berasal dari dunia kesehatan atau limbah medis mirip dengan sampah domestik pada umumnya Karakteristik Air Limbah Karakteristik air limbah perlu diketahui karena hal ini akan menentukan cara pengolahan yang tepat sehingga tidak mencemari lingkungan hidup. Pengolahan air limbah dapat digolongkan menjadi tiga yaitu pengolahan secara fisika, kimia dan biologi (Zulkifli, 2014). 9

6 1. karakteristik fisik Tingkat kekotoran air limbah ditentukan oleh sifat fisik yang mudah terlihat. Sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat yang berdampak pada estetika, kejernihan, bau, warna dan temperatur (Zulkifli, 2014). 2. karakteristik Kimia Proses ini menggunakan reaksi kimia untuk mengubah air limbah yang berbahaya menjadi kurang berbahaya. Proses yang termasuk dalam pengolahan secara kimia adalah netralisasi, presipitasi, khlorinasi, koagulasi dan flokulasi. Pengolahan secara kimia dapat memperoleh efisiensi yang tinggi akan tetapi membutuhkan biaya yang tidak sedikit (Zulkifli, 2014). 3. karakteristik Biologi Pengolahan secara biologi dipandang sebagai pengolahan yang paling murah dan efisien. Pemeriksaan biologis di dalam limbah cair untuk mengetahui apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah cair. Apabila bakteri patogen, maka sebelum limbah cair dibuang ke perairan harus dilakukan pengolahan tertentu agar bakteri-bakteri tersebut mati dan tidak menimbulkan bahaya bagi makhluk hidup. Pengolahan air limbah secara biologis, bertujuan untuk menghilangkan bahan anorganik, organik, fosfat, dan amoniak dengan bantuan mikroorganisme (Zulkifli, 2014) Dampak Buruk Air Limbah Air limbah yang tidak di kelola dengan baik dapat menimbulkan dampak buruk bagi makhluk hidup dan lingkungannya. Beberapa dampak buruk tersebut adalah sebagai berikut (Ricki, 2005): 10

7 1. Gangguan kesehatan Air limbah dapat mengandung bibit penyakit yang dapat menimbulkan penyakit bawaan air (waterborne disease). Selain itu di dalam air limbah mungkin juga terdapat zat-zat berbahaya dan beracun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan bagi makhluk hidup yang mengkonsumsinya. 2. Penurunan kualitas lingkungan Air limbah yang dibuang langsung ke air permukaan (misalnya: sungai dan danau) dapat mengakibatkan pencemaran air permukaan tersebut. Sebagai contoh, bahan organik yang terdapat dalam air limbah bila dibuang langsung ke sungai dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (Dissolved Oxygen) di dalam sungai tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan di dalam air yang membutuhkan oksigen akan terganggu, dalam hal ini akan mengurangi perkembangannya. 3. Gangguan terhadap keindahan Adakalanya air limbah mengandung polutan yang tidak mengganggu kesehatan dan ekosistem, tetapi mengganggu keindahan. Contoh yang sederhana adalah air limbah yang mengandung pigmen warna yang dapat menimbulkan perubahan warna pada badan air penerima. Walaupun pigmen tersebut tidak menimbulkan gangguan terhadap kesehatan, tetapi terjadi gangguan keindahan terhadap badan air penerima tersebut. 4. Gangguan terhadap kerusakan benda Adakalanya air limbah mengandungh zat-zat yang dapat dikonversi oleh bakteri anaerobik menjadi gas yang agresif seperti H 2 S. Gas ini dapat mempercepat proses perkaratan pada benda yang terbuat dari besi (misalnya pipa 11

8 saluran air limbah) dan bangunan air kotor lainnya. Dengan cepat rusaknya air tersebut maka biaya pemeliharaannya akan semakin besar juga, yang berarti akan menimbulkan kerugian material Pengolahan Air Limbah Proses pengolahan limbah cair pada dasarnya dikelompokkan menjadi tiga tahap yaitu proses pengolahan primer, sekunder dan tersier (Pramudya,2001): 1. Pengolahan Primer Pengolahan primer limbah cair yaitu membuang bahan-bahan padatan yang mengendap atau mengapung. Pada dasarnya pengolahan primer terdiri dari tahap-tahap untuk memisahkan air dari limbah padatan dengan membiarkan padatan tersebut mengendap atau memisahkan bagian-bagian padatan yang mengapung seperti plastik, kertas, daun dan sebagainya. 2. Pengolahan sekunder Pengolahan sekunder limbah cair yaitu proses dekomposisi bahan-bahan padatan secara biologis. Pada proses pengolahan sekunder ini pada dasarnya terdapat dua macam sistem yaitu penyarinng trikel dan lumpur aktif. Penerapan yang efisien baik sistem penyaring trikel maupun sistem lumpur aktif sangat efektif untuk menghilangkan sebagian besar padatan tersuspensi dan BOD. 3. Pengolahan Tersier Proses pengolahan primer dan sekunder limbah cair dapat menurunkan nilai BOD air dan menghilangkan bakteri yang berbahaya, akan tetapi kedua proses baik primer maupun sekunder tersebut tidak dapat menghilangkan komponen-komponen organik dan anorganik yang terlarut. 12

9 Komponen-komponen tersebut pada umumnya tahan terhadap pemecahan oleh bakteri. Pengolahan tersier merupakan proses untuk menghilangkan bahan-bahan terlarut tersebut. Proses pengolahan untuk menghilangkan bahan-bahan terlarut tersebut telah dikembangkan mulai dari proses biologis untuk menghilangkan senyawa-senyawa nitrogen dan fosfor sampai pada proses pemisahan fisiko-kimia. 2.4 Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air Menurut Riadi (1986) Ketentuan Teknis Tentang Persyaratan Biologis Air yaitu: 1. Aktinomysetes Masuk dalam kelompok biologi yang disebut moldluke bacteria. Biasanya ada di dalam setiap air baku maupun dalam sistem distrtibusi air PAM yang tidak mengalami pengolahan yang baik maupun sistem jaringan perpipaan yang memungkinkan adanya kontaminasi dengan air tanah. Hadirnya organisme ini menimbulkan rasa atau bau yang tidak biasa dalam air minum. Biasanya merupakan problem lokal sehingga pemecahannya dapat dilakukan dengan mempergunakan sistem filtrasi yang bisa menghalangi dan menahan bentuk sporanya. 2. Algae Masuk dalam kelompok biologi Phytoplankton. Biasanya terdapat dalam air baku yang belum diolah. Menimbulkan rasa dan bau yang tidak biasa dalam air minum. Gejala ini lebih dipengaruhi oleh faktor musim sehingga kadar organisme ini bervariasi sepanjang perbedaan musim. 13

10 3. Coliform Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air permukaan atau badan-badan air yang mengalami kontaminasi dengan tinja. Hadirnya indikator bakteri ini memberikan kesimpulan bahwa sesungguhnya air telah mengalami kontaminasi biologis. Cara penafsiran terhadap hadirnya bakteri ini memerlukan tes laboratorium akan jumahnya untuk dikaitkan dengan indeks kualitas air secara higenis. 4. Cladocera, copepod dan isopoda Merupakan kelompok biologi yang termasuk Crustacea. Untuk menghindarkan organisme ini dapat dilakukan dengan menggunakan sistem pentahapan penjernihan air. 5. Sterptokokus Faecalis Termasuk dalam kelompok bakteri. Terdapat dalam air limbah manusia dan binatang yang menerima buangan tinjanya. Sebagaimana halnya coliform, adanya bakteri ini juga memberikan konsklusi akan adanya kontaminasi faekal. Cara pemecahan seperti pada coliform 6. Bakteri Besi Termasuk dalam kelompok Bakteri. Terdapat secara alamiah dalam air tanah maupun air permukaan yang mengandung besi. Adanya bakteri ini menimbulkan lapisan lendir, sering bewarna merah, terus tumbuh dan sering menyumbat pipa maupun sistem penyaringan. Dengan kadar besi 0,1-0,2 mg per liter cukup merangsang pertumbuhan bakrteri terus-menerus dan meninggalkan undukan lendir. 14

11 7. Rotifera Termasuk dalam keloompok Zooplankton. Terdapat dalam reservoir air yang terbuka. Sepanjang data-data yang ditemukan, tidak dijumpai kerugiankerugian yang berkaitan secara higennis. Namun demikian pengaruh merugikan dapat menembus beberapa filter tertentu. Sebagian dapat bergerombol hingga membentuk ukuran yang mudah kita lihat secara makroskopis. 8. Cacing-cacing bebas Termasuk dalam kelompok Nematoda. Pada berbagai pengamatan umumnya dapat diketemukan 7 spesies pada air sekalipun sudah dikelolah. Yaitu bagianbagian akhir sistem pengolahan air minum. Antara lain yang diketemukan adalah spesies Diplogaster, Momhystera, Seinura dan lain-lain. Dalam penentuan standard kualitas air jelas-jelas organisme ini harus ditolak karena mereka justru melindungi berbagai bakteri patogenik maupun virus. Biasanya cacing-cacing ini membebasan bau. Pada saringan pasir lambat umumnya dapat menembus. Namun tidak pada saringan pasir cepat. Biasanya cacingcacing ini resisten terhadap dosis klorin yang dipakai pada desinfeksi air. 2.5 Mikroorganisme dalam air Air tanah mengandung zat-zat anorganik maupun zat-zat organik dan oleh karena itu merupakan tempat baik bagi kehidupan mikroorganisme. Mikroorganisme-mikroorganisme yang autotrof merupakan penghuni pertama di dalam air yang mengandung zat-zat anorganik. Sel-sel yang mati merupakan bahan organik yang memungkinkan kehidupan mikroorganisme-mikroorganisme 15

12 yang heterotrof. Temperatur turut menentukan populasi mikroorganisme dalam air. Temperatur sekitar 30 ºC atau lebih sedikit baik sekali bagi kehidupan bakteri patogen yang berasal dari hewan maupun manusia. Sinar matahari, terutama sinar ultra-ungunya, memang dapat mematikan bakteri, akan tetapi daya tembus sinar ultra-ungu ke dalam air itu tidak seberapa (Dwidjoseputro, 1990). Masalah utama yang harus dihadapi dalam pengolahan air ialah semakin tingginya tingkat pencemaran air, baik pencemaran yang berasal dari air limbah rumah tangga maupun limbah industri, sehingga upaya-upaya baru terus dilakukan untuk mendapatkan sumber air, khususnya untuk pemenuhan akan air minum yang memenuhi persyaratan yang telah ditetapkan. Dalam pengelolaannya, air minum rentan terhadap kontaminasi dari berbagai mikroorganisme terutama bakteri coliform. Semakin tinggi tingkat kontaminasi bakteri coliform, semakin tinggi pula risiko kehadiran bakteri-bakteri patogen lain yang biasa hidup dalam kotoran manusia dan hewan. Salah satu contoh bakteri patogen yang kemungkinan terdapat dalam air terkontaminasi kotoran manusia atau hewan berdarah panas ialah bakteri Escherichia coli, yaitu mikroba penyebab gejala diare, demam, kram perut, dan muntah-muntah (Bambang, dkk., 2014). 2.6 Bakteri Coliform Bakteri coliform adalah golongan bakteri intestinal, yaitu hidup dalam saluran pencernaan manusia. coliform merupakan suatu grup bakteri yang digunakan sebagai indikator adanya polusi kotoran dan kondisi sanitasi yang tidak baik terhadap air, makanan, susu dan produk produk susu. Adanya bakteri coliform di dalam makanan atau minuman menunjukkan kemungkinan adanya 16

13 mikroorganisme yang bersifat enteropatogenik (bakteri penyebab diare) atau toksigenik yang berbahaya bagi kesehatan (Suriawiria, 1996). Bakteri coliform menurut Nugroho (2006) dapat dibedakan atas dua grup yaitu : 1. Coli-fekal : bakteri yang betul-betul berasal dari tinja atau feses. Misalnya, Escherichia coli. 2. Coli-non fekal : bakteri yang tidak patogen (tidak menyebabkan penyakit). Misalnya : Aerobacter dan Klebsiella. Sifat-sifat bakteri coliform menurut Suriawiria (1996) adalah: 1. Mampu tumbuh baik pada beberapa jenis substrat dan dapat mempergunakan berbagai jenis karbohidrat dan komponen organic lain sebagai sumber energi dan beberapa komponen nitrogen sederhana sebagai sumber nitrogen. 2. Mempunyai sifat dapat mensintesa vitamin. 3. Mempunyai interval suhu pertumbuhan antara 10-46,5 C. 4. Mampu menghasilkan asam dan gas gula. 5. Dapat menghilangkan rasa pada bahan pangan. 6. Pseudomonas aerogenes dapat menyebabkan pelendiran. 2.7 Analisis coliform dengan Metode Most Probable Number (MPN) Metode MPN untuk uji kualitas mikrobiologi air digunakan kelompok coliform sebagai indikator. Kelompok coliform mencakup bakteri yang bersifat aerobik dan anaerobik fakultatif. Kelompok coliform dipilihkan menjadi coliform asal tinja dan bukan tinja (misalnya tanah). Uji ini diawali dengan memasukkan 10 ml cairan dari sampel ke dalam lauryl tryptose broth (Lay, 1994). 17

14 Ada 2 tahap pengujian yang dilakukan dalam pengujian total bakteri coliform yaitu: 1. Tahap Pertama Uji Dugaan (Presumtive Test) Tabung reaksi berisi 10 ml medium cair yang dicampuri laktosa diisi dengan 1-5 ml dari sampel air. Volume inokulum ini bergantung pada asal usul sampel air tersebut. Jika diduga air contoh tersebut banyak mengandung kotoran, maka cukuplah diambil 1 ml saja untuk diinokulasi kedalam tabung reaksi tersebut. Di dalam medium cair tersebut lebih dahulu diletakkan tabung durham dalam posisi terbalik jika dalam waktu 48 jam tabung tabung durham mengandung gas, test dinyatakan positif. Sebaliknya, jika setelah 48 jam tidak ada gas, test dikatakan negatif dan ini berarti bahwa air aman diminum. Mungkin sekali gas yang tertampung dalam tabung durham itu berasal dari sel-sel ragi atau dari mikroorganisme yang lain yang gram positif, untuk menghilangkan keragu-raguan ini perlulah dilakukan test berikutnya, yaitu uji kepastian 2. Tahap kedua uji kepastian ( Confirmed Test ) Uji dapat dikerjakan seperti pada keterangan pertama, hanya di dalam medium perlu ditambahkan zat warna hijau berlian. Kepada medium ini kemudian diinokulasikan sejumlah ml air yang mengandung bakteri yang menghasilkan gas. Hijau berlian berguna untuk menghambat pertumbuhan bakteri gram positif dan meningkatkan pertumbuhan bakteri golongan kolon. Jika timbul gas sebelum 48 jam berakhir, test ini disebut positif. (Dwidjoseputro,1990). 18