BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Kajian Teoritis 2.1.1 Pengertian Air adalah sangat penting bagi kehidupan manusia. Manusia akan lebih cepat meninggal karena kekurangan air dari pada kekurangan makanan. Di dalam tubuh manusia itu sendiri sebagian besar terdiri dari air. Tubuh orang dewasa, sekitar 55-60 % berat badan terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar 65 %, dan untuk bayi sekitar 80 % (Soekidjo, 2009). Kebutuhan manusia akan air sangat kompleks antara lain untuk minum, masak, mandi, mencuci (bermacam-macam cucian) dan sebaginya. Menurut perhitungan WHO di negara-negara maju tiap orang memerlukan air antara 60-120 liter per hari. Sedangkan di negara-negara berkembang, termaksud Indonesia tiap hari memerlukan air antara 30-60 liter per hari. Di antara kegunaan-kegunaan air tersebut, yang sangat penting adalah kebutuhan untuk minum. Oleh karena itu, untuk keperluan minum (termaksud untuk masak) air harus mempunyai persyaratan khusus agar air tersebut tidak menimbulkan penyakit bagi manusia. 1. Syarat-syarat air minum yang sehat a. Syarat fisik Persyaratan fisik untuk air minum yang sehat adalah bening (tak berwarna), tidak berasa, suhu dibawah suhu udara di luarnya, sehingga 7
8 dalam kehidupan sehari-hari. Cara mengenal air yang memenuhi persyaratan fisik ini tidak sukar. b. Syarat Bakteriologis Air untuk keperluan minum yang sehat harus bebas dari segala bakteri, terutama bakteri patogen. Cara untuk mengetahui apakah air minum terkontaminasi oleh bakteri patogen adalah dengan memeriksa sampel air tersebut. Dan bila dari pemeriksaan 100 cc air terdapat kurang dari 4 bakteri E.Coli maka air tersebut sudah memenuhi syarat kesehatan. c. Syarat kimia Air minum yang sehat harus mengandung zat-zat tertentu di dalam jumlah tertentu pula. Kekurangan atau kelebihan salah satu zat kimia di dalam air, akan menyebabkan gangguan fisiologis pada manusia. Sesuai dengan prinsip teknologi tepat guna di pedesaan maka air minum yang berasal dari mata air dan sumur dalam adalah dapat diterima sebagai air yang sehat, dan memenuhi ketiga persyaratan tersebut diatas, asalkan tidak tercemar oleh kotoran-kotoran terutama kotoran manusia dan binatang. Oleh karena itu, mata air atau sumur yang ada di pedesaan harus mendapatkan pengawasan dan perlindungan agar tidak di cemari oleh penduduk yang menggunakan air tersebut. 2. Sumber - sumber air minum Pada prinsipnya semua air dapat diproses menjadi air minum.
9 a. Air hujan Air hujan dapat ditampung kemudian dijadikan air minum. Tetapi air hujan ini tidak mengandung kalsium. Oleh karena itu, agar dapat di jadikan air minum yang sehat perlu ditambahkan kalsium di dalamnya. b. Air sungai dan danau Menurut asalnya sebagian dari air sungai dan air danau ini juga dari air hujan yang mengalir melalui saluran-saluran kedalam sungai atau danau ini. Kedua sumber air ini sering juga disebut air permukaan. Oleh karena air sungai dan danau ini sudah terkontaminasi atau tercemar oleh berbagai macam kotoran, maka bila akan dijadikan air minum harus diolah terlebih dahulu. c. Mata air Air yang keluar dari mata air ini biasanya berasal dari air tanah yang mencul secara alamiah. Oleh karena itu, air dari mata air ini, bila belum tercemar oleh kotoran sudah dapat dijadikan air minum langsung. Tetapi karena kita belum yakin apakah betul belum tercemar, maka alangkah baiknya air tersebut direbus dahulu sebelum diminum. d. Air sumur dangkal Air ini keluar dari dalam tanah, maka juga disebut air tanah. Air berasal dari lapisan air didalam tanah yang dangkal. Dalamnya lapisan air ini dari permukaan tanah dari tempat satu ke yang lain berbeda-beda. Biasanya berkisar antara 5 sampai dengan 15 meter dari permukaan
10 tanah. Air sumur pompa dangkal ini belum begitu sehat, karena kontaminasi kotoran dari permukaan tanah masih ada. Oleh karena itu, perlu direbus dahulu sebelum diminum. e. Air sumur dalam Air ini berasal dari lapisan air kedua didalam tanah. Dalamnya dari permukaan tanah biasanya diatas 15 meter. Oleh karena itu, sebagian besar air sumur dalam ini sudah cukup sehat untuk dijadikan air minum yang langsung (tanpa melalui proses pengolahan). 3. Pengolahan air minum secara sederhana Seperti telah disebutkan di dalam uraian terdahulu, bahwa air minum yang sehat harus memenuhi persyaratan-persyaratan tertentu. Sumbersumber air minum pada umumnya dan di daerah pedesaan khususnya tidak terlindung, sehingga air tersebut tidak atau kurang memenuhi persyaratan kesehatan. Untuk itu perlu pengolahan terlebih dahulu. Ada beberapa cara pengolahan air minum antara lain sebagai berikut: a. Pengolahan secara alamiah Pengolahan ini dilakukan dalam bentuk penyimpanan (storage) dari air yang diperoleh dari berbagai macam sumber, seperti air danau, air kali, air sumur dan sebagainya. Di dalam penyimpanan ini air dibiarkan untuk beberapa jam ditempatnya. Kemudian akan terjadi kongulasi dari zat-zat yang terdapat di dalam air, dan akhirnya berbentuk endapan. Air akan menjadi jernih karena partikel-partikel yang ada dalam air akan ikut mengendap.
11 b. Pengolahan air dengan menyaring Penyaringan air secara sederhana dapat dilakukan dengan kerikil, ijuk dan pasir. Lebih lanjut akan diuraikan kemudian. Penyaringan pasir dengan teknologi tinggi dilakukan oleh P.A.M (Perusahaan air minum) yang hasilnya dapat dikonsumsi umum. c. Pengolahan air dengan menambahkan zat kimia Zat kimia yang digunakan dapat berupa 2 macam, zat kimia yang berfungsi untuk kongulasi, dan akhirnya mempercepat pengendapan, (misalnya tawas). Zat kimia yang kedua adalah ada didalam air, (misalnya chlor). d. Pengolahan air dengan mengalirkan udara Tujuan utamanya adalah untuk menghilangkan rasa serta bau yang tidak enak, menghilangkan gas-gas yang tidak diperlukan, misalnya CO 2 dan juga menaikan derajat keasaman air. e. Pengolahan air dengan memanaskan sampai mendidih Tujuannya untuk membunuh kuman-kuman yang terdapat pada air, pengolahan semacam ini lebih tepat hanya untuk konsumsi kecil, misalnya untuk kebutuhan rumah tangga, dilihat dari segi konsumenya. Pengolahan air pada prinsipnya dapat digolongkan menjadi dua yakni : 1. Pengolahan air minum untuk umum a. Penampungan air hujan Air hujan dapat ditampung di dalam suatu dam (danau buatan), yang dibangun berdasarkan partisipasi masyarakat
12 setempat. Semua air hujan dialirkan ke danau tersebut melalui aluralur air. Kemudian disekitar danau tersebut dibuat sumur pompa atau sumur gali untuk umum. Air hujan juga dapat ditampung dengan bak-bak ferosemen, dan disekitarnya dibangun atap-atap untuk mengumpulkan air hujan. Di sekitar bak tersebut dibuat saluran-saluran keluar untuk pengambilan air untuk umum. Air hujan baik yang berasal dari sumur (danau) dan bak penampungan tersebut secara bakteriologik belum terjamin, untuk itu maka kewajiban keluarga-keluarga untuk memasaknya sendiri, misalnya dengan merebus air tersebut. b. Pengolahan air sungai Air sungai dialirkan kedalam suatu bak penampung, melalui saringan kasar yang dapat memisahkan benda-benda padat dalam partikel besar. c. Pengolahan mata air Mata air yang secara alamiah timbul di desa-desa perlu dikelola dengan melindungi sumber mata air tersebut, agar tidak tercemar oleh kotoran. Dari sini air tersebut dapat dialirkan kerumah-rumah penduduk melalui pipa-pipa bamboo, atau penduduk dapat bisa mengambilnya sendiri kesumber yang sudah terlindung tersebut.
13 2. Pengolahan air untuk rumah tangga a. Air sumur Air sumur pompa, terutama air sumur pompa dalam sudah cukup memenuhi persyaratan kesehatan. Tetapi sumur pompa ini di daerah pedesaan masih mahal, disamping itu, teknologi masih dianggap tinggi untuk masyarakat pedesaan. Yang lebih umum di daerah pedesaan adalah sumur gali. Agar air sumur pompa gali ini tidak tercemar oleh kotoran di sekitarnya. Perlu adanya syarat-syarat sebagai berikut: 1. Harus ada bibir sumur, agar bila musim hujan tiba, air tanah tidak akan masuk kedalamnya. 2. Pada bagian atas kurang lebih 3 m dari permukaan tanah harus ditembok, agar air yang dari atas tidak dapat mengotori air sumur. 3. Perlu diberi lapisan kerikil di bagian bawah sumur tersebut untuk mengurangi kekeruhan. b. Air hujan Kebutuhan rumah tangga akan air dapat pula dilakukan melalui penampungan air hujan. Tiap-tiap keluarga dapat melakukan penampungan air hujan dari atapnya masing-masing melalui aliran talang. Pada musim hujan hal ini tidak jadi masalah, tetapi pada musim kemarau mungkin jadi masalah. Untuk mengatasi keluarga memerlukan tempat penampungan air hujan yang lebih besar agar mempunyai tendon untuk musim kemarau.
14 4. Penyaringan air (Filtrasi) Filtrasi adalah cara pemisahan zat padat dari cairan melalui saringan yang berpori. Cara filtrasi juga dipakai untuk memisahkan zat-zat yang berkelanjutan berbeda (Kumalasari, 2007). Penyaringan air yaitu air yang dapat menyaring dari berbagai bentuk kualitas air baik fisik, kimia, biologi serta dapat menjernihkan air, dilihat dari warnanya, misalnya dari air kotor menjadi air jernih. Adsorpsi (penyerapan) Penyerapan adalah suatu proses pemisahan dimana komponen dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menyerap (adsorben). Biasanya partikel-partikel kecil zat penyerap dilepaskan pada adsorpsi kimia yani merupakan ikatan kuat antara penyerap dan zat yang diserap sehingga tidak mungkin terjadi proses yang bolakbalik. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorbsi (Prawira, 2008). 2.1.2 Saringan pasir lambat (SPL) Saringan pasir lambat merupakan saringan air yang dibuat dengan menggunakan lapisan pasir pada bagian atas dan kerikil pada bagian bawah. Selain itu saringan pasir lambat bisa juga menggunakan bahan seperti ijuk dan arang agar lebih mendapatkan hasil penyaringan yang memenuhi syarat kualitas air yang baik. Air bersih didapatkan dengan jalan menyaring air baku melewati lapisan pasir terlebih dahulu, yang kemudian melewati lapisan kerikil. Di mana pada lapisan pasir akan melewati media penyaringan Pada saat proses filtrasi dengan debit air lambat (Kumalasari, 2007).
15 Kebutuhan akan air bersih di daerah pedesaan dan pinggiran kota untuk air minum, memasak, mencuci dan sebagiannya harus diperhatikan. Cara penjernihan air perlu diketahui karena semakin banyak sumber air yang tercemar limbah rumah tangga maupun limbah industri. Cara penyaringan air baik secara alami maupun kimiawi. Cara-cara yang disajikan dapat digunakan di desa karena bahan dan alatnya mudah didapatkan (Suwoyo, 2012). Gambar 2.1 Teknik Penyaringan Pasir Lambat 2.1.3 Saringan pasir cepat (SPC) Saringan Pasir Cepat (SPC) merupakan saringan air yang dapat menghasilkan debit air hasil penyaringan yang lebih banyak daripada Saringan Pasir Lambat (SPL). Walaupun demikian saringan ini kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu karena debit air yang cepat, lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi di
16 Saringan Pasir Lambat, sehingga akan membutuhkan proses disinfeksi kuman yang lebih intensif. Secara umum bahan lapisan saringan yang digunakan pada Saringan Pasir Cepat sama dengan Saringan Pasir Lambat, yakni pasir, kerikil dan batu. Perbedaan yang terlihat jelas adalah pada arah aliran air ketika penyaringan. Pada saringan pasir lambat arah aliran airnya dari atas ke bawah, sedangkan pada Saringan Pasir Cepat dari bawah ke atas (up flow). Selain itu pada saringan pasir cepat umumnya dapat melakukan backwash atau pencucian saringan tanpa membongkar keseluruhan saringan (Kumalasari, 2007). 2.1.4 Gravity-Fed Filtering System Gravity-Fed Filtering System merupakan gabungan dari Saringan Pasir Cepat(SPC) dan Saringan Pasir Lambat(SPL). Air bersih dihasilkan melalui dua tahap. Pertama-tama air disaring menggunakan Saringan Pasir Cepat(SPC). Air hasil penyaringan tersebut dan kemudian hasilnya disaring kembali menggunakan Saringan Pasir Lambat. Dengan dua kali penyaringan tersebut diharapkan kualitas air bersih yang dihasilkan tersebut dapat lebih baik. Untuk mengantisipasi debit air hasil penyaringan yang keluar dari Saringan Pasir Cepat, dapat digunakan beberapa / multi Saringan Pasir Lambat.
17 2.1.5 Teknik-teknik dalam penyaringan air Ada berbagai macam cara sederhana yang dapat digunakan untuk mendapatkan air bersih, dan cara yang paling mudah adalah dengan cara saringan pasir lambat atau penyaringan air sederhana. Cara-cara manusia untuk mendapatkan air bersih melalui proses pembuatan alat penyaringan atau penjernihan air. Ada beberapa cara menjernihkan/menyaring untuk mendapatkan air yang layak digunakan manusia. Di sini akan membahas tentang sistem penjernihan dan penyaringan dengan memperlambat aliran atau saringan pasir lambat (SPL). Sistem ini menggunakan bahan penyaring, seperti ijuk, kerikil, arang kayu, dan pasir. Air yang melewati penyaring tersebut akan tersaring sehingga menghasilkan air yang jernih (Kumalasari, 2007). Berikut beberapa alternatif cara sederhana untuk mendapatkan air bersih dengan cara penyaringan air sederhana. Saringan air sederhana/tradisional merupakan modifikasi dari saringan pasir, arang, kerikil, dan ijuk atau saringan pasir lambat. Pada saringan tradisional ini selain menggunakan pasir, kerikil, batu dan arang juga ditambah satu buah lapisan ijuk yang berasal dari sabut kelapa (Kumalasari, 2007). Saringan air sederhana atau tradisional dapat disusun sebagai berikut lapisan paling bawah adalah batu koral, lapisan selanjutnya adalah ijuk, lalu arang pada lapisan ketiga. Diatas arang dapat diletakkan kerikil sebagai lapisan keempat dan pasir sebagai lapisan kelima kemudian meletakkan kembali kerikil sebagai lapisan paling atas.
18 1. Ijuk Ijuk digunakan karena memiliki kelenturan sekaligus kepadatan sehingga mudah menyaring kotoran besar pada air. Namun, kepadatanya tidak membuat air sulit mengalir karena itu air tetap bisa mengalir dengan baik. Jadi intinya, ijuk memudahkan penyaringan sederhana dengan cara mekanis, Ijuk berfungsi menyaring kotoran yang ukuranya lebih besar. 2. Arang Lapisan arang ini sangat efektif dalam menghilangkan bau dan rasa yang ada pada air baku. Arang yang digunakan dapat berupa arang kayu atau arang batok kelapa. Arang berfungsi untuk menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam bahan penyaringan air. 3. Kerikil Batu-batu atau kerikil berfungsi untuk menyaring material material yang berukuran besar. 4. Pasir Pasir ini sangat efektif sebagai media penyaring agar mendapatkan air yang bersih.
19 Gambar 2.2 Teknik Penyaringan Air Metode Absorpsi 2.1.6 Dampak pencemaran air Air merupakan salah satu sumber kehidupan bagi umat manusia. Apabila air telah tercemar maka kehidupan manusia akan terganggu. Ini merupakan bencana besar. Semua mahluk hidup di muka bumi ini memerlukan air, dari organisme sampai dengan mamalia. Tanpa air tidak ada kehidupan di muka bumi ini. Jumlah air di muka bumi ini cukup banyak. Sekitar 71% dari luas permukaan bumi ini terdiri atas air. Enam puluh persen tubuh manusia pun terdiri atas air (Widyaninggsih, 2009). Berdasarkan model pengolahan air, pengamatan indikator dan komponen pencemaran air lingkungan dapat di golongkan menjadi :
20 1. Pengolahan air secara fisik dilakukan untuk menghilangkan kotoran pada air berupa zat padat, misalnya sampah, kayu, dan pasir. Pengolahan secara fisik dilakukan dengan filtrasi. 2. Pengolahan air secara kimia digunakan bahan-bahan kimia untuk memenuhi parameter kimia, misalnya untuk mengontrol PH air supaya netral. 3. Pengolahan air secara biologi dilakukan agar air dapat memenuhi standar parameter biologi, antara lain dengan pemanasan dan penyinaran dengan ultraviolet sehingga bakteri dan virus yang terdapat dalam air akan mati (Kumalasari, 2007). Ketiga macam pengamatan tersebut di atas tidak dapat di pisahkan satu dengan lainnya. Masing-masing saling mengisi agar di peroleh hasil pengamatan yang lengkap dan cermat (Kumalasari, 2007). Air yang tidak dapat memenuhi syarat kualitas fisik air mengakibatkan kerugian yang besar bagi manusia. Kerugian yang di sebabkan oleh pencemaran air dapat berupa: 1. Air menjadi tidak bermanfaat lagi. 2. Air menjadi penyebab timbulnya penyakit (Wardhana, 2001). Baku mutu air untuk keperluan air bersih dilihat dari parameter fisik air yang harus memenuhi Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 416/Men.Kes/Per/IX/1990 (Wardhana, 2001).
21 Menurut Permenkes/IX/1990 tentang parameter fisik air Parameter Fisik Satuan Kadar Maksimum Yang Di Perbolehkan Bau - Tidak Berbau Warna TCU 50 Total Zat Padat Mg/l 1500 Terlarut (TDS) Kekeruhan NTU 25 Rasa - Tidak Berasa Suhu Wardhana, 2001 2.1.7 Air menjadi penyebab penyakit 0 C Suhu Udara ± 3 Untuk mendapakan air lingkungan yang bersih orang harus menembusnya dengan cara merawat lingkungan agar tetap bersih (Suripin, 2002). Air lingkungan yang kotor karena tercemar oleh berbagai macam komponen pencemar menyebabkan lingkungan hidup menjadi tidak nyaman untuk dihuni. Pencemaran air dapat menimbulkan kerugian yang lebih jauh lagi, yaitu kematian. Kematian dapat terjadi karena pencemaran yang terlalu parah sehingga air telah menjadi penyebab berbagai macam penyakit (Suripin, 2002). Air yang telah tercemar, baik oleh senyawa organik maupun anorganik akan mudah sekali menjadi media berkembangnya berbagai macam penyakit. Air yang tercemar dapat berupa air yang tergenang (tidak mengalir) dan dapat pula air yang mengalir (Suripin, 2002).
22 Penyakit menular akibat pencemaran air dapat terjadi karena berbagai macam sebab, antara lain Karena alasan-alasan berikut ini: 1. Air merupakan tempat berkembang-biaknya mikroorganisme, termaksud mikroba patogen. 2. Air yang telah tercemar tidak dapat di gunakan sebagai air pembersih, sedangkan air bersih sudah tidak mencukupi sehingga kebersihan manusia dan lingkungannya tidak terjamin yang pada akhirnya manusia mudah terserang penyakit. Untuk itu perlu di lakukan cara penyaringan air secara sederhana melalui metode filtrasi untuk mendapatkan air bersih. Bahaya biologis dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti, Diare, infeksi cacing, disentri (baik amuba dan bakteri), kolera, masalah lambung, penyakit tipus, penyakit kuning. Sedangkan bahaya kimia dapat menyebabkan masalah kesehatan sebagai berikut, Infeksi kulit, gangguan usus, gangguan hati, tulang dan sistem peredaran darah, kelahiran anomaly, anemia, kerusakan sumsum tulang, leukemia, kerusakan sistem saraf pusat masalah karsinogenik (Eighmyeal, 2002). 8 metode penjernihan air sederhana baik secara alami maupun kimiawi yang akan diuraikan berikut ini dapat digunakan di desa dan daerah pinggiran kota, karena menggunakan teknologi sederhana serta bahan dan alatnya mudah didapat (Suripin, 2002). Metode penjernihan air tersebut antara lain adalah:
23 1. Metode penjernihan air : cara penyaringan-1 dengan kerikil, ijuk, pasir, arang tempurung kelapa & pecahan bata 2. Metode penjernihan air : cara penyaringan dengan batu, kerikil, pasir, arang, ijuk, koral 3. Metode penjernihan air : cara penyaringan dengan kerikil, arang aktif, ijuk, pasir dan bahan kimia dengan tawas, bubuk kapur dan kaporit 4. Metode penjernihan air : cara penyaringan-2 dengan ijuk, arang, kerikil, pasir, pecahan genting dan bahan kimia dengan tawas, bubuk kapur dan kaporit 5. Metode penjernihan air : menggunakan biji kelor (moringa oleifera) 6. Metode penjernihan air : pengolahan air gambut untuk daerah rawa pasang surut 7. Metode penjernihan air : jempeng (saringan batu cadas) di bali 8. Metode penjernihan air : menggunakan arang sekam padi 2.1.8 Alat penjernihan air sederhana 1. Alat a. Pisau b. Gunting c. Paku 2. Bahan a. Tong Air/Loyang Besar b. Pipa
24 c. Kran air d. Kerikil e. Pasir f. Arang g. Ijuk 2.1.9 Cara pembuatan 1. Memotong atau melubangi bagian samping tong air hingga terlubang. 2. Melubangi tong air dengan paku dan memasukan kran air kedalam tong air yang sudah terlubangi. 3. Memasukkan bahan-bahan tersebut sesuai susunan: a. Kerikil b. Pasir c. Kerikil d. Arang e. Ijuk f. Batu koral 4. Setelah selesai menyusun dan membuat alat tersebut mencoba memasukkan air kotor yang keruh ke dalam tong air/loyang besar yang telah di siapkan, dilihat dan mengamati hasilnya (Kumalasri, 2007).
25 2.2 Kerangka Teori Sistem Penyaringan Air Sederhana Sistem Penjernihan Air Teknik Penyaringan Air sederhana SPL Absorpsi Hasil Penyaringan Kualitas Kimia Kualitas Fisik Kualitas Biologi Warna Rasa Bau Skema 2.1 Kerangka Teori
26 2.3 Kerangka konsep Teknik Penyaringan Air Sederhana 1. Metode Saringan Pasir Lambat 2. Metode Absorpsi Parameter Fisik Air 1. Warna 2. Rasa 3. Bau 4. TDS Permenkes/IX/1990 1. Memenuhi Syarat : a. TDS <1500 mg/l b. Tidak Berbau c. Tidak Berasa d. Tidak Berwarna 2. Tidak Memenuhi Syarat : a. Masih Berbau b. Masih Berasa c. Masih Berwarna d. TDS >1500 mg/l Skema 2.2 Kerangka Konsep