BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak ada satu pun makhluk hidup yang berada di planet bumi ini, yang tidak membutuhkan air (Suriawiria, 2005). Air secara alamiah tidak pernah dijumpai dalam keadaan betul-betul murni. Ketika air mengembun di udara dan jatuh dipermukaan bumi, air tersebut telah menyerap debu atau melarutkan oksigen, karbon dioksida dan berbagai jenis gas lainnya. Kemudian air tersebut, baik yang diatas maupun dibawah permukaan tanah waktu mengalir menuju ke berbagai tempat yang lebih rendah letaknya, melarutkan berbagai jenis batuan yang dilaluinya atau zat-zat organik lainnya (Achmad, 2004). 2.1.1 Pengolahan Air Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air tersebut berasal dari air permukaan. Pengolahan yang dimaksud bisa dimulai dari yang sangat sederhana sampai pada pengolahan yang mahir/lengkap, sesuai dengan tingkat kekotoran dari sumber asal air tersebut. Semakin kotor semakin berat pengolahan yang dibutuhkan dan semakin banyak ragam zat pencemar akan semakin banyak pula teknik-teknik yang diperlukan untuk mengolah air tersebut. Oleh karena itu dalam praktik sehari-hari maka 3
pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai sumber persediaan atau tidak (Sutrisno, 2002). Menurut (Sutrisno, 2002), proses pengolahan air minum terdiri dari: 1. Bangunan penangkap air Bangunan penangkap air ini merupakan suatu bangunan untuk menangkap/mengumpulkan air dari suatu sumber asal air untuk dapat dimanfaatkan. 2. Bangunan pengendap pertama Bangunan pengendap pertama dalam pengolahan air ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel padat dari air sungai. 3. Pembubuhan koagulan Koagulan adalah bahan kimia yang dibutuhkan pada air untuk membantu proses pengendapan partikel-partikel kecil yang tak dapat mengendap dengan sendirinya. Bahan/zat kimia yang digunakan sebagai koagulan adalah aluminium sulfat, biasanya disebut tawas. Bahan ini paling ekonomis (murah) dan mudah didapat pada pasaran serta mudah disimpan. 4. Bangunan pengaduk cepat Unit ini untuk meratakan bahan/zat kimia (koagulan) yang ditambahkan agar dapat bercampur dengan air secara baik, sempurna dan cepat. 5. Bangunan pembentuk flok Unit ini berfungsi untuk membentuk partikel padat yang lebih besar supaya dapat diendapkan dari hasil reaksi partikel kecil (koloidal) dengan bahan/zat koagulan yang kita bubuhkan. 4
6. Bangunan pengendap kedua Unit ini berfungsi mengendapkan flok yang terbentuk pada unit bak pembentuk flok. 7. Filter (saringan) Effluent (hasil olahan) dari bak pengendap mengalir ke filter, gumpalangumpalan dan lumpur (flok) tertahan pada lapisan atas filter. Pada saat-saat tertentu dimana hilangnya tekanan dari air di atas saringan terlalu tinggi, yaitu karena adanya lapisan lumpur pada bagian atas dari saringan, maka saringan akan dicuci kembali dengan air bertekanan dari bawah. 8. Reservoir Air yang telah melalui filter sudah dapat digunakan sebagai air minum. Air tersebut telah bersih dan bebas dari bakteri dan ditampung pada bak reservoir untuk diteruskan kepada konsumen. 2.1.2 Peranan Air dalam Tubuh Peranan air dalam tubuh menurut Almatsier (2004) mempunyai berbagai fungsi dalam proses vital tubuh, yaitu: 1. Sebagai pelarut dan alat angkut Air di dalam tubuh berfungsi sebagai pelarut zat-zat gizi berupa monosakarida, asam amino, lemak, vitamin dan mineral serta bahan-bahan lain yang diperlukan tubuh seperti oksigen dan hormon-hormon. Di samping itu, air sebagai pelarut mengangkut sisa-sisa metabolisme, termasuk karbondioksida dan ureum untuk di keluarkan dari tubuh melalui paru-paru, kulit dan ginjal. 5
2. Sebagai katalisator Air berperan sebagai katalisator dalam berbagai reaksi biologik dalam sel, termasuk di dalam saluran cerna. 3. Sebagai pelumas Air sebagai bagian jaringan tubuh di perlukan untuk pertumbuhan. 4. Sebagai pengatur suhu Karena kemampuan air untuk menyalurkan panas, air memegang peranan dalam mendistribusikan panas di dalam tubuh. 2.1.3 Penggolongan Air Air pada sumber air menurut kegunaannya digolongkan menjadi: 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 untuk diolah sebagai air minum dan keperluan rumah tangga. 3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. 4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri dan listrik negara. Menurut definisi 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 6
terlebih dahulu. Dengan demikian air sumur tersebut menjadi kurang/tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya (Achmad, 2004). 2.1.4 Sumber Air Air yang ada di permukaan bumi berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan letak sumbernya air dibagi menjadi tiga, yaitu: 1. Air hujan Air hujan merupakan sumber utama air di bumi. Dalam keadaan murni, air hujan sangat bersih, tetapi setelah mencapai permukaan bumi, air hujan tidak murni lagi karena ada pengotoran udara yang disebabkan oleh pengotoran industri/debu dan lain sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaklah pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih banyak mengandung kotoran (Sutrisno, 2002). 2. Air permukaan Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengaliran. Dibandingkan dengan sumber lain air permukaan merupakan sumber air yang tercemar berat. Keadaan ini terutama berlaku bagi tempat-tempat yang dekat dengan tempat tinggal penduduk. Hampir semua air buangan dan sisa kegiatan manusia dilimpahkan atau dicuci dengan air dan pada waktunya akan dibuang ke dalam badan air permukaan. Disamping manusia, flora dan fauna juga turut mengambil bagian dalam mengotori air permukaan, misalnya oleh batangbatang kayu, daun-daun, tinja dan lain-lain (Sutrisno, 2002). 7
Air permukaan ada 2 macam yakni: a. Air sungai Sungai mempunyai karakteristik umum yaitu debit aliran pengeluaran dan fluktuasi kualitas air sepanjang tahun, hari bahkan jam. Debit aliran minimum biasanya terjadi pada akhir periode musim kering. Debit aliran maksimum yang disertai dengan kualitas air yang buruk biasanya terjadi sesudah hujan lebat selama periode musim hujan (Joko, 2010). b. Air rawa/danau Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan adanya zat-zat organik yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat. Pada permukaan air akan tumbuh alga (lumut) karena adanya sinar matahari dan O 2 (Sutrisno, 2002). 3. Air tanah Sebagian air hujan yang mencapai permukaan bumi akan menyerap kedalam tanah dan akan menjadi air tanah. Air tanah terbagi atas 3 yaitu (Sutrisno, 2002): a. Air tanah dangkal Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air permukaan tanah, lumpur akan tertahan demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih. Air tanah dangkal akan terdapat pada kedalaman 15 meter. Air tanah ini bisa dimanfaatkan sebagai sumber air minum melalui sumursumur dangkal. Dari segi kualitas cukup baik sedangkan kuantitasnya kurang cukup dan tergantung pada musim. 8
b. Air tanah dalam Air tanah dalam terdapat pada lapisan rapat air yang pertama dan kedalaman 100-300 meter. Ditinjau dari segi kualitas pada umumnya lebih baik dari air tanah dangkal, sedangkan kuantitasnya mencukupi tergantung pada keadaan tanah dan sedikit dipengaruhi oleh perubahan musim. c. Mata air Mata air adalah tempat dimana air tanah keluar kepermukaan tanah, keluarnya air tanah tersebut secara alami dan biasanya terletak di lereng-lereng gunung atau sepanjang tepi sungai. 2.2 Kandungan Bahan Kimia Kandungan bahan kimia air menurut Sutrisno (2002), air mempunyai sifat melarutkan bahan kimia. Air rumusnya adalah : H 2 O + X, dimana X merupakan zat-zat yang dihasilkan air buangan oleh aktivitas manusia selama beberapa tahun. Dengan bertambahnya aktivitas manusia, maka faktor X tersebut dalam air akan bertambah dan merupakan masalah. Faktor X merupakan zat-zat kimia yang mudah larut dalam air dan dapat menimbulkan masalah sebagai berikut: a. Toksisitas b. Reaksi-reaksi kimia yang menyebabkan: 1. Pengendapan yang berlebihan. 2. Timbulnya busa yang menetap, yang sulit untuk dihilangkan. 3. Timbulnya respon fisiologis yang tidak diharapkan terhadap rasa. 4. Perubahan dari perwujudan fisik air. 9
Zat-zat kimia yang larut dalam air yang dapat menganggu bahkan membahayakn kesehatan manusia antara lain arsen, barium, cadmium, chromium, lead (timah hitam), merkuri, nitrat, selenium, perak, sulfat, besi, aluminium, tembaga, chloride dan fluor (Sutrisno, 2002). 2.2.1 Aluminium Aluminium adalah logam putih, yang liat dan dapat ditempa, bubuknya berwarna abu-abu. Ia melebur pada suhu 659 0 C. Bila terkena udara, objek-objek aluminium teroksidasi pada permukaannya, tetapi lapisan oksida ini melindungi objek dari oksida lebih lanjut. Asam klorida encer dengan mudah melarutkan logam ini, pelarutan lebih lambat dalam asam sulfat encer atau asam nitrat encer (Svehla, 1985). Ciri-ciri aluminum antara lain: a. Aluminium merupakan logam yang berwarna perak-putih. b. Aluminium dapat dibentuk sesuai dengan keinginan karena memiliki sifat plastisitas yang cukup tinggi. c. Merupakan unsur metalik yang paling berlimpah dalam kerak bumi setelah silisium dan oksigen. Aluminium merupakan unsur terbanyak ketiga dalam kerak bumi. Kebanyakan aluminium yang dibawa air terdapat sebagai partikel-partikel mineral mikroskopik yang tersuspensi. Konsentrasi dari aluminium yang terlarut dalam air kurang dari 1,0 mg/l (Achmad, 2004). Aluminium disimbolkan dengan Al. Aluminium terdapat pada golongan III A, unsur kimia dengan nomor atom 13 dan massa atom 26, 9815, secara umum 10
logam-logam golongan III A cendrung kurang reaktif dan kurang bersifat logam dibandingkan dengan golongan I A dan II A. golongan III A juga bisa disebut logam pasca transisi karena terdapat setelah jajaran unsur-unsur transisi (Achmad, 2004). Satu-satunya status oksidasi aluminium yang penting dalam kimia akuatik adalah status 3+. Karena aluminium bukan merupakan anggota unsur transisi, semua garam sederhananya tidak berwarna. Kebanyakan senyawa aluminium, kecuali oksida dan hidroksida, larut dalam air. Larutan berair dari garam aluminium sangat terhidrolisis dan karena itu bersifat asam (Lagowski, 2012). Menurut parning (2002), beberapa penggunaan aluminium yaitu: a. Untuk logam campuran, aluminium dicampurkan dengan logam-logam lain untuk menghasilkan logam campuran yang kuat dan ringan. Misalnya, magnalium yaitu campuran 90% Al dan 10% Mg, digunakan untuk konstruksi pesawat terbang. b. Aluminium dipakai untuk kabel listrik dan alat masak di dapur karena merupakan konduktor listrik dan panas. c. Aluminium tahan karat dan tidak beracun sehingga dipakai sebagai bahan pembuatan peralatan dapur seperti panci dan sendok. Aluminium disebut tahan karat bukan berarti tidak mengalami oksidasi. Sebenarnya, aluminium lebih mudah teroksidasi (berkarat) dibandingkan dengan besi. Akan tetapi, oksida Al 2 O 3 yang terbentuk mampu melapisi logam aluminium bagian dalam sehingga bebas dari perkaratan berikutnya. 11
d. Pada proses termit campuran Al dan Fe 2 O 3 digunakan untuk mengelas atau menyambung besi baja karena reaksi antara aluminium dengan oksida logam akan menghasilkan kalor yang cukup untuk melebur besi. Aluminium adalah metal yang dapat dibentuk dan karena banyak digunakan, sehingga terdapat banyak di lingkungan dan didapat pada berbagai jenis makanan. Sumber alamiah aluminium terutama adalah bauxit dan cryolit. Industri kilang minyak, peleburan metal, serta lain-lain industri pengguna aluminium merupakan sumber buatan. Aluminium menjadi faktor resiko di lingkungan kerja tertentu, seperti pertambangan di mana dapat ditemukan terlarut dalam air. Banyak orang belum yakin apakah aluminium ini beracun. Tetapi, dalam dosis tinggi dapat menimbulkan luka pada usus. Aluminium yang terbentuk debu akan diakumulasi di dalam paru-paru. Aluminium juga dapat menyebabkan iritasi kulit, selaput lendir dan saluran pernapasan (Slamet, 1994). Aluminium dapat terakumulasi dalam tanaman dan menyebabkan masalah kesehatan bagi hewan yang memakan tanaman tersebut. Konsentrasi aluminium yang tinggi juga ditemukan dalam danau yang telah berubah menjadi asam. Di danau seperti ini jumlah ikan dan amfibi menurun akibat reaksi ion aluminium dengan protein dalam insang ikan dan embrio katak. Konsentrasi aluminium yang tinggi tidak hanya menimbulkan efek pada ikan tetapi juga pada burung dan hewan lainnya yang mengkonsumsi ikan. Konsekuensi bagi burung yang mengkonsumsi ikan yang terkontaminasi aluminium adalah cangkang telur menjadi tipis dan anak burung menetas dengan berat badan rendah. Dampak 12
lingkungan negatif lainnya adalah bahwa ion aluminium dapat bereaksi dengan fosfat membuat kadar fosfat dalam air yang diperlukan organisme air menjadi turun (Risky, 2012). 2.3 Spektrofotometri Tampak (Visible) Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-750 nm. Warna sinar tampak dapat dihubungkan dengan panjang gelombangnya. Sinar putih mengandung radiasi pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak. Sinar pada panjang gelombang tunggal (radiasi monokromatik) dapat dipilih dari sinar putih (sebagai contoh dengan alat prisma). Disebutkan juga warna komplementer, yang mempunyai makna sebagai berikut: jika salah satu komponen warna putih dihilangkan (biasanya dengan absorbsi) maka sinar yang dihasilkan akan nampak sebagai komplemen warna yang diserap tadi. Jadi jika warna biru (450 sampai 480 nm) dihilangkan dari sinar putih tersebut (atau warna biru diabsorbsi) maka radiasi yang dihasilkan adalah warna kuning (Rohman, 2007). Table 2.1 Hubungan antara warna dengan panjang gelombang sinar tampak Panjang gelombang Warna yang diserap Warna yang diamati/warna komplementer 400 435 nm 450 480 nm 480 490 nm 490 500 nm 500 560 nm 560 580 nm 580 595 nm 595 610 nm 610 750 nm Ungu (lembayung) Biru Biru kehijauan Hijau kebiruan Hijau Hijau kekuningan Kuning Orange merah Hijau kekuningan Kuning Orange Merah Merah anggur Ungu (lembayung) Biru Biru kekuningan Hijau kebiruan 13