Penentuan Kadar Fosfat dan Minyak Lemak pada Limbah Cair Oleokimia Dasar di Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi ini.Tidak
akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Air yang relatif bersih
sangat didambakan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk
keperluan industri, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan
pertanian dan lain sebagainya (Wardhana, 1995).
Air sangat diperlukan oleh seluruh makhluk hidup. Air selalu berkaitan
erat dengan keberadaan makhluk biologis san kehidupannya dalam alam ini, dan
planet bumi tempat makhluk biologis tumbuh dan berkembang biak. Dalam
kehidupan sehari-hari, manusia sangat tergantung pada air, dan kualitas kesehatan
juga sangat ditentukan oleh kualitas air untuk keperluan sehari-hari. Untuk
mendapatkan air yang baik, yaitu air dengan kualitas tertentu, pada saat ini di
beberapa tempat terutama pada daerah yang padat pemukiman sudah mulai sulit
karena adanya pencemaran air yang disebabkan oleh kegiatan manusia
(Situmorang, 2007).
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang
seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar
tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar
oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari
kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri dan kegiatan lainnya.
5
Universitas Sumatera Utara
Untuk menetapkan standar air yang bersih tidaklah mudah, karena
tergantung pada banyak faktor penentu. Faktor penentu tersebut antara lain:
-
-
Kegunaan air:
-
Air untuk minum
-
Air untuk keperluan rumah tangga
-
Air untuk industri
-
Air untuk mengairi sawah
-
Air untuk kolam perikanan, dan lain-lain
Asal sumber air:
-
Air dari mata air di pegunungan
-
Air danau
-
Air sungai
-
Air sumur
-
Air hujan, dan lain-lain
Air yang ada dibumi ini tidak pernah terdapat dalam keadaan murni bersih, tetapi
selalu ada senyawa atau mineral (unsur) lain yang terlarut di dalamnya. Hal ini
tidak berarti bahwa semua air di bumi ini telah tercemar. Sebagai contoh, air yang
diambil dari pegunungan dan air hujan. Keduanya dianggap sebagai air bersih,
namun senyawa atau mineral (unsur) yang terdapat di dalamnya berlainan seperti
tampak pada keterangan berikut ini:
Air hujan mengandung: SO4, Cl, NH3, CO2, N2, C,O2, debu.
Air dari mata air mengandung: Na, Mg, Ca, Fe, O2 (Wardhana, 1995).
6
Universitas Sumatera Utara
Air merupakan sumber daya alam yang sangat diperlukan oleh manusia dan
makhluk hidup lainnya. Manusia memerlukan air baik untuk proses kimia, fisika
maupun untuk aktivitas kehidupan lainnya.
Sekalipun air merupakan sumber daya alam yang dapat di perbaharui, tetapi
kualitas
air
sangat
dipengaruhi
oleh
peranan
manusia
dalam
pengelolaannya.pengelolaan air meliputi strategi sebagai berikut:
1.
Melindungi perairan agar terjaga kebersihannya sehingga dapat menjaga
kelangsungan flora dengan menjaga perakaran tanaman dari gangguan fisik
maupun kimiawi.
2.
Mengusahakan cahaya matahari dapat menembus dasar perairan, sehingga
proses fotosintesis dapat berjalan lancar.
3.
Menjaga agar fauna mangsa dan predator selalu seimbang dengan
mempertahankan rantai makanan.
4.
Mempergunakan sumber daya alam berupa air seefisien mungkin,sehingga
zat hara yang ada dapat tersimpan dengan baik yang juga berarti sebagai
penyimpanan energi dan materi. Pada prinsipnya pengelolaan sumber daya alam
air ini, sangat bergantung pada bagaimana kita mempergunakan dan memelihara
serta memperlakukan sumber air itu menjadi seoptimal mungkin, tetapi tanpa
merusak ataupun mencemarinya dan juga mempertahankan keadaan lingkungan
sebaik-baiknya (Supardi, 1994).
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut:
7
Universitas Sumatera Utara
1.
Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung tanpa diolah terlebih dahulu.
2.
Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah
sebagai air minum dan keperluan rumah tangga lainnya.
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 digunakan untuk usaha perkotaan, industri, dan pembangkit listrik
tenaga air (PLTA) (Kristanto, 2002).
2.2. Uji Kualitas Air
Untuk menetapkan kualitas air bersih sangat sulit karena ditentukan oleh banyak
faktor, seperti ditinjau dari kegunaan dan sumber air itu sendiri. Kegunaan air
dapat berupa untuk air minum, keperluan rumah tangga, keperluan industri, irigasi
pertanian dan perkebunan, perikanan,rekreasi dan lain-lain. Sedangkan kualitas air
berdasarkan sumbernya dapat berasal dari mata air pegunungan, air danau, air
sungai, air sumur ( air tanah), air hujan, air laut desalinasi, dan sumber air lainnya
yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan.
Untuk memberikan gambaran tentang kualitas air maka secara umum kualitas air
ditentukan berdasarkan beberapa parameter kualitas air, diantaranya kelarutan zat
padat di dalam air, konduktifitas ionik, kelarutan oksigen, pH, chemical oxygen
demand (COD), biological oxygen demand (BOD), dan total organik karbon.
Masing-masing parameter kualias air ini secara singkat di jelaska berikut ini:
8
Universitas Sumatera Utara
2.2.1. Kelarutan total zat padat
Zat padat terlarut di dalam air perlu diketahui untuk mengetahui produktivitas air,
karena produktivitas air terhadap kehidupan air sangat ditentukan oleh kelarutan
zat padat di dalamnya. Produktivitas air akan tinggi terhadap kehidupan
organisme seperti tumbuhan dan mikroba apabila zat padat terlarut tersebut
berupa nutrien dalam bentuk senyawa fosfat, nitrat, yang akan mendukung
kehidupan organisme. Air yang mengandung senyawa zat padat terlarut berupa
nutrien yang tinggi disebut eutrofik, sedangkan air yang mengandung sedikit zat
padat terlarut berupa nutrien berarti mempunyai daya dukung rendah terhadap
organisme disebut oligotrofik.
2.2.2. Konduktifitas ionik
Konduktifitas ionik sangat berguna untuk memberikan gambaran terhadap tingkat
kualitas air, karena pengukuran konduktifitas ionik adalah merupakan total
konduktifitas ion-ion yang terdapat di dalam larutan (air). Ion yang berbeda akan
memberikan konduktifitas yang berbeda. Pengukuran konduktifitas ionik air dapat
dilakukan dengan menggunakan konduktimeter, yaitu peralatan elektrokimia yang
dapat mengukur daya hantar (konduktans) air dengan menggunakan dua elektroda
planar.
2.2.3. Kelarutan oksigen
Kelarutan oksigen (DO) di dalam air merupakan indikator kualitas air karena
kadar oksigen yang terdapat di dalam air sangat di butuhkan oleh organisme air
dalam kelangsungan hidupnya. Kadar oksigen juga dapat di pergunakan sebagai
indikator tingkat pencemaran air, karen aberkurangnya kadar oksigen di dalam air
9
Universitas Sumatera Utara
dapat terjadi dengan kehadiran zat-zat kimia yang menyebabkan reaksi kimia
mengonsumsi oksigen. Kadar oksigen juga digunakan sebagai indikator terhadap
melimpahnya pertumbuhan mikroorganisme di dalam air seperti bakteri atau alga
yang akan mengonsumsi oksigen dalam jumlah banyak. Secara umum kehidupan
organisme di dalam air dapat bertahan apabila kadar oksigen terlarut DO 5 mg/L
atau lebih, akan tetapi ada juga yang dapat bertahan pada DO rendah, tergantung
jenis organismenya.
2.2.4. Kebutuhan oksigen biologis (BOD)
Kebutuhan oksigen biologis atau biological oxygen demand (BOD) di defenisikan
sebagai pengukuran pengurangan kadar oksigen didalam air yang dikonsumsi oleh
mahkluk hidup (organisme) di daalam air selama periode 5 hari ada keadaan gelap
(tidak terjadi
proses fotosintesa). Pengurangan kadar oksigen ini adalah
disebabkan oleh kegiatan organisme (bakteri) mengonsumsi atau mendegradasi
senyawa organik dan nutrien lain yang terdapat didalam air. Air yang relatif bersih
akan mengandung mikroorganisme relatif sedikit, sehingga pengurangan oksigen
didalam air selama periode 5 hari akan sedikit, sedangkan untuk air yang terpolusi
dan mengandung banyak mikroorganisme bakteri akan mengonsumsi banyak
oksigen dalam proses degradasi senyawa organik dan nutrien selama 5
hari,sehingga pengurangan kadar oksigen menjadi sangat besar.
2.2.5. Kebutuhan oksigen kimia
Kebutuhan oksigen kimia atau chemical oxygen demand (COD) didefenisikan
sebagai kebutuhan oksigen untuk mengoksidasi senyawa kimia yang terdapat di
dalam air. Pengujian COD dilakukan untuk mengetahui jumlah senyawa organik
10
Universitas Sumatera Utara
yang dapat dioksidasi di dalam air tetapi dengan menggunakan senyawa kimia
sebagai sumber oksigen.
2.2.6. Kekuatan asam (pH) dan alkalinitas
Tingkat keasaman air atau sering juga disebut sebagai kekuatan asam (pH)
trmasuk parameter untuk kualitas air. Air yang belum terpolusi biasanya berada
pada skala pH 6,0-8,0. Besar pH air dapat diukur dengan menggunakan pH meter.
Tingakt keasaman air tidaklah cukup
sebagai parameter kualitas air,dan
parameter lainnya adalah alkalinitas. Untuk meyakinkan kualitas air yang
disebabkan oleh kehadiran senyawa alkali (basa) dapat dilakukan uji alkalinitas,
yaitu ditentukan berdasarkan banyaknya asam
yang dibutuhkan untuk
mereaksikan seluruh senyawa basa yang terdapat didalam air (Situmorang, 2007).
2.3. Pencemaran Air
Pencemaran air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan
dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat
dalam bentuk murni, namun bukan berarti bahwa semua air sudah tercemar.
Misalnya, walaupun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan
udara yang bersih dan bebas dari pencemaran, air hujan yang turun di atasnya
selalu mengandung bahan-bahan terlarut, seperti CO2, O2, dan N2, serta bahanbahan tersuspensi misalnya debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa hujan
dari atmosfir.
Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat
digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut dengan
pencemaran air. Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi,
11
Universitas Sumatera Utara
maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda. Sebagai contoh, air
kali di pegunungan yang belum tercemar tidak dapat digunakan langsung sebagai
air minum karena belum memenuhi persyaratan untuk dikategorikan sebagai air
minum (Kristanto, 2002).
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia seperti zatzat oleh deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa pembuangan
pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh peptisida,
herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan, sehingga mutu
air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk tumbuhtumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah atau
kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air(sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
2.3.1. Indikator Pencemaran Air
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau tanda yang dapat diamati melalui:
1. Adanya perubahan suhu air.
2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion Hidrogen.
3. Adanya perubahan warna,bau dan rasa air.
4. Timbulnya endapan, koloidal, bahan terlarut.
5. Adanya mikroorganisme.
12
Universitas Sumatera Utara
6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan.
Adanya tanda atau perubahan seperti tersebut di atas menunjukan bahwa air telah
tercemar. Masing-masing uraian indikator ini dijelaskan secara singkat berikut ini.
1. Adanya perubahan suhu air
Air sungai yang suhunya naik akan menganggu kehidupan hewan air dan
organisme air lainnya karena kadar oksigen yang terlarut dalam air akan turun
bersamaan dengan kenaikan suhu. Padahal setiap kehidupan memerlukan oksigen
untuk bernafas. Oksigen yang terlarut dalam air berasal dari udara yang secara
lambat terdifusi ke dalam air. Makin tinggi kenaikan suhu air maka makin sedikit
oksigen yang terlarut di dalammnya (Wardhana, 1995).
Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut:
a. Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air.
b. Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.
c. Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya.
d. Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya
mungkin akan mati (Kristanto, 2002).
2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen
Air
normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
berkisar antara 6,5 – 7,5. Air dapat bersifat asam atau basa, tergantung pada besar
kecilnya pH air atau besarnya konsentrasi ion Hidrogen di dalam air. Air yang
mempunyai pH lebih kecil dari pH normal akan bersifat asam, sedangkan air yang
13
Universitas Sumatera Utara
mempunyai pH lebih besar dari normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan
buangan dari kegiatan industri yang di buang ke sungai akan mengubah pH air
yang pada akhirnya dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air
(Wardhana, 1995).
3. Adanya perubahan warna, bau dan rasa
Air bersih dalam keadaan normal tidak berwarna (bening), tidak berbau dan tidak
berasa. Masuknya limbah yang dapat larut ke dalam air akan dapat mengubah
warna, bau, dan rasa pada air. Perubahan warna dapat disebabkan oleh hasil
buangan berupa proses kimia yang dapat menghasilkan warna, atau berasal dari
degradasi senyawa-senyawa organik dan senyawa hasil degradasi melarutkan di
dalam air. Namun perlu diketahui bahwa air yang tidak berwarna tidak selalu
terbebas dari polusi, karena banyak bahan buangan (terutama bahan buangan
industri) yang dibuang ke dalam air tanpamelalui proses pengolahan air tidak
berwarna sehingga kelihatan fisik air tetap jernih akan tetapi sudah mengandung
banyak bahan pencemar berbahaya (Situmorang, 2007).
Bau yang keluar dari dalam air dapat langsung berasal dari bahan buangan atau
air limbah dari kegiatan industri,atau dapat pula berasal dari hasil degradasi
bahan buangan oleh mikroba yang hidup di dalam air. Timbulnya bau pada air
lingkungan secara mutlak dapat dipakai sebagai salah satu tanda terjadinya tingkat
pencemaran air yang cukup tinggi. Air yang mempunyai rasa biasanya berasal
dari garam-garam yang terlarut. Bila hal ini terjadi maka berarti hal ini juga telah
ada pelarutan ion-ion logam yang dapat mengubah konsentrasi ion Hidrogen
14
Universitas Sumatera Utara
dalam air. Adanya rasa pada air pada umumnya diikuti pula dengan perubahan pH
air.
4. Timbulnya endapan, koloidal dan bahan terlarut
Endapan dan koloidal serta bahan terlarut berasal dari adanya bahan buangan
industri yang berbentuk padat. Bahan buangan industri yang berbentuk padat
kalau tidak dapat larut sempurna akan menjadi koloidal. Endapan sebelum sampai
ke dasar sungai akan melayang di dalam air bersama-sama dengan koloidal.
Endapan dan koloidal yang melayang di dalam air akan menghalangi masuknya
sinar matahari ke dalam lapisan air. Padahal sianr matahari sangat di perlukan
oleh mikroorganisme untuk melakukan proses fotosintesis. Karena tidak ada sinar
matahari maka proses fotosintesis tidak dapat berlangsung. Akibatnya, kehidupan
mikroorganisme jadi terganggu. Apabila endapan dan koloidal yang berasal dari
bahan buangan organik,maka mikroorganisme dengan bantuan oksigen yang
terlarut didalam air, akan melakukan degradasi bahan organik tersebut sehingga
menjadi bahan yang lebih sederhana (Wardhana, 1995).
5. Adanya mikroorganisme
Kehadiran mikroorganisme di dalam air dapat digunakan sebagai indikator tingkat
pencemaran lingkungan. Keberadaan mikroorganisme seperti bakteri patogen di
dalam air sangat berbahaya bagi kesehatan karena dapat menimbulkan penyakit
bagi yang menggunakannya. Pembuangan limbah berupa limbah yang berasal dari
industri makanan dan limbah rumah tangga akan dapat meningkatkan jumlah
mikroorganisme di dalam air karena ketersediaan limbah makanan akan
menjadikan
mikroorganisme
bertumbuh
dan
berkembang
dengan
baik.
15
Universitas Sumatera Utara
Mikroorganisme yang terdapat didalam air dapat di kelompokkan sebagai bakteri,
fungi dan alga (Situmorang, 2007).
6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan
Zat radioaktif dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis apabila
tidak ditangani dengan benar maka tidak di benarkan dan sangat tidak etis bila ada
yang membuang bahan sisa radiokatif ke lingkungan. Secara nasional sudah ada
peraturan perundangan yang mengatur masalah bahan sisa (limbah) radioaktif.
Mengenai hal ini Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) secara aktif mengawasi
pelaksanaan peraturan perundangan tersebut. Pemakaran batu bara adalah salah
satu sumber yang dapat menaikkan radioaktivitas lingkungan (Wardhana, 1995).
2.3.2. Komponen Pencemaran Air
1. Bahan Buangan Padat
Bahan buangan padat adalah limbah padat berupa butiran besar dan halus yang
masuk kedalam air. Sebagian dari bahan buangan padat inin dapat melarut,
sebagian lagi membentuk koloid,dan yang lainnya tidak dapat melarut dalam air.
2. Bahan Buangan Organik
Bahan buangan organik biasanya dapat didegradasi oleh mikroorganisme. Bahan
buangan organik sebaiknya jangan masuk kedalam air karena senyawa organik
akan dapat meningkatkan jumlah dan aktivitas mikroorganisme seperti bakteri.
Meningkatnya jumlah bakteri, terutama bakteri patogen akan sangat berbahaya
bagi kesehatan manusia bila air yang terkontaminasi organisme dikonsumsi
(Situmorang, 2007).
16
Universitas Sumatera Utara
3. Bahan Buangan Anorganik
Bahan buangan anorganik pada umumnya berupa limbah yang tidak dapat
membusuk dan sulit didegradasi oleh mikroorganisme. Apabila bahan buangan
anorganik ini masuk ke air lingkungan maka akan terjadi peningkatan jumlah ion
logam di dalam air (Wardhana, 1995).
4. Bahan Buangan Makanan
Bahan buangan makanan merupakan bahan buangan organik, dan diberikan
pengelompokan khusus karena bahan buangan makanan pada umumnya akan
memberikan bau busuk, terutama yang mengandung nitrogen yang berasal dari
hasil degradasi senyawa protein dan asam amino oleh mikroorganisme.
5. Bahan Buangan Cairan Berminyak
Bahan buangan cairan berminyak disebabkan oleh pembuangan limbah minyak
oleh industri pengolahan minyak dan curahan bahan berminyak kr dalam air
(sungai dan laut) oleh mesin bertransportasi perairan. Bahan cair berminyak akan
mempengaruhi kehidupan air karena lapisan minyak didalam air akan
menghalangi masuknya oksigen ke dalam air, sehingga akan mengurangi
kelarutan oksigen didalam air.
6. Bahan Buangan Zat Kimia
Bahan buangan zat kimia termasuk pencemar yang sangat bebahaya dan potensil
merusak lingkungan. Bahan buangan berupa zat kimia dapat masuk ke dalam air
17
Universitas Sumatera Utara
secara langsung atau melalui mediasi. Beberapa zat kimia yang umum dikenal
sebagai pencemar diantaranya deterjen, insektisida, zat warna kimia, senyawa
organik, bahan sintesis, larutan penyamak kulit, dan lain-lain (Situmorang, 2007).
2.3.3. Dampak Pencemaran Air
1.
Dampak transmisi atau media penyebaran berbagai penyakit, terutama
diare, kolera, typhus abdominalis,disentri basiler.
2.
Menjadi media berkembang biak mikroorganisme patogen.
3.
Menjadi tempat-tempat berkembang biak nyamuk atau tempat hidup larva
nyamuk.
4.
Menimbulkan bau yang tidak enak serta mengurangi estetika.
5.
Merupakan sumber pencemar air permukaan, tanah, dan lingkungan hidup
lainnya.
6.
Menimbulkan ketidaknyamanan dan dapat mengurangiproduktivitas
manusia (Zulkifli, 2014).
2.3.4. Usaha Mencegah Pencemaran Air
Usaha pencegahan ini bukan merupakan proses yang sederhana, tetapi melibatkan
berbagai faktor sebagai berikut:
1.
Air limbah yang akan dibuang ke perairan harus diolah lebih dahulu
sehingga memenuhi standar air limbah yang telah ditetapkan pemerintah.
18
Universitas Sumatera Utara
2.
Menentukan dan mencegah terjadinya interaksi antarpolutan satu dengan
lainnya.
3.
Menggunakan bahan yang dapat mencegah dan menyerap minyak yang
tupah diperairan.
4.
Tidak membuang air limbah rumah tangga langsung ke dalam perairan.
Hal ini untuk mencegah pencemaran air oleh bakteri.
5.
Limbah radioaktif harus diproses terlebih dahulu agar tidak mengandung
bahaya radiasi dan barulah di buang di perairan.
6.
Mengeluarkan atau menguraikan deterjen atau bahan kimia lain dengan
menggunakan aktivitas mikroba tertentu sebelum dibuang ke dalam perairan
umum (Supardi, 1994).
2.4. Limbah Cair
2.4.1. Pengertian Air Limbah
Menurut PP No 82 tahun 2001, air limbah adalah sisa dari suatu usaha dan atau
kegiatan yang berwujud cair. Limbah cair atau air buangan adalah sisa air yang
dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum
lainnya, dan pada umunya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat
membahayakan bagi kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup.
Jenis-jenis limbah cair dapat digolongkan berdasarkan sifatnya yaitu fisika dan
sifat agregat, parameter logam, anorganik nonmetalik, organic agregat dan
mikroorganisme.
19
Universitas Sumatera Utara
Apabila limbah cair yang mengandung bahan pencemaran tersebut langsung
dialirkan ke sungai atau danau akan mengakibatkan terjadinya pencemaran pada
badan air tersebut. Pemerintah telah menetapkan baku mutu efluen dan baku mutu
beberapa badan air sesuai dengan peruntukannya. Baku mutu efluen bagi industri
diatur dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor KEP51/MENLH/10/1995. Baku mutu menetapkan kualitas dan jumlah (debit)
maksimal yang diizinkan (harus dipenuhi). Kualitas efluen dalam baku mutu
ditetapkan dengan memberikan batasan maksimal beberapa parameter bahan
pencemar yang terdapat dalam efluen suatu jenis industri. Pengolahan air limbah
ditujukan agar efluen dapat memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan. Baku
mutu air limbah juga menetapkan debit maksimal efluen, sehingga pengambilan
air juga akan terkendali dan dapat menjaga ketersediaan sumber air baik air
permukaan maupun air tanah dalam (Zulkifli, 2014).
2.4.2. Jenis Air Limbah
1. Limbah cair domestik
Limbah cair domestik adalah hasil buangan dari perumahan, bangunan,
perdagangan, perkantoran, dan saran sejenisnya. Volume limbah cair dari daerah
perumahan bervariasi, dari 200 sampai 400 liter per orang per hari, tergantung
pada tipe rumah. Aliran terbesar berasal dari rumah keluarga tunggal yang
mempunyai beberapa kamar mandi, mesin cuci otomatis, dan peralatan lain yang
menggunakan air. Angka volume limbah cair sebesar 400 liter/orang/hari bisa
digunakan untuk limbah cair dari perumahan dan perdagangan, ditambah dengan
rembesan air tanah (infiltration).
20
Universitas Sumatera Utara
2. Limbah cair industri
Limbah cair industri adalah buangan hasil proses/sisa dari suatu kegiatan/usaha
yang berwujud cair dimana kehadirannya pada suatu saat dan tempat tidak
dikehendaki lingkungannya karena tidak mempunyai nilai ekonomis sehingga
cenderung untuk dibuang (Asmadi, 2012).
2.5. Pengolahan Limbah Cair
Air buangan berupa limbah cair umumnya mengandung beberapa
komponen pencemar seperti senyawa kimia pengoksidasi dan pereduksi, sedimen,
kotoran, lumpur, minyak, bakteri, bakteri patogen, virus, garam, nutrien, pestisida,
senyawa organik, logam berat, dan bahan lainnya. Agar air limbah dapat
dipergunakan kembali atau dibuang kembali ke lingkungan maka perlu dilakukan
usaha untuk memisahkan bahan-bahan komponen pencemar ini dari dalam air.
Langkah yang digunakan untuk mengolah limbah cair dibagi menjadi 3
kelompok, yaitu: Pengolahan limbah primer, Pengolahan limbah sekunder,
Pengolahan limbah tersier.
2.5.1. Pengolahan Limbah Primer
Pengoalahan limbah primer terhadap air limbah cair adalah penghilangan
bahan padat yang tidak melarut di dalam air seperti sampah, kotoran dan lain-lain.
Langkah pertama yang dilakukan dalam pengolahan limbah primer adalah
skrining, yaitu menghilangkan bahan pencemar yang berukuran besar yang masuk
ke dalam limbah cair dengan menggunakan jaring atau peralatan lain. Dan
21
Universitas Sumatera Utara
langkah selanjutnya adalah penghilangan partikel kecil yang tidak dapat dijaring
dengan menggunakan Grit removal, yaitu bahan yang trbuat dari materi yang
tidak dapat diurai oleh mikroorganisme berbentuk seperti pasir sehingga limbah
cair di lewatkan dari bahan tersebut bertujuan sebagai penyaring untuk
menghilangkan partikel lebih kecil. Tahap berikutnya adalah proses sedimentasi
primer untuk menghilangkan benda adat yang mengapung dan mengendap. Proses
ini dilakukan dengan penambahan senyawa kimia agar bahan pencemar dapat
mengapung atau mengendap berupa lemak dan dapat dikumpulkan.
2.5.2. Pengolahan Limbah Sekunder
Pengolahan limbah sekunder biasanya dilakukan melalui proses biologi.
Pengolahan limbah sekunder dengan proses biologi adalah memberikan
kesempatan kepada mikroorganisme untuk mendegradasi senyawa organik yang
terdapat didalam air melalui penambahan oksigen sampai BOD air telah
berkurang sampai kadar yang di terima.
2.5.3. Pengolahan Limbah Tersier
Pengolahan limbah tersier adalah pengolahan lanjutan dari dari
pengolahan sekunder sehingga semua bahan pencemar yang terdapat didalam air
harus diyakinkan telah hilang dari air, dan air dapat dipergunakan kembali untuk
keperluan rumah tangga. Pengolahan limbah tersier ini adalah penghilangan bahan
pencemar berupa kontaminan yang tidak dapat terlihat oleh mata. Pengolahan
tersier dapat dikategorikan menjadi: Pembebasan bahan padat tersuspensi,
menghilangkan bahan organik terlarut, penghilangan bahan anorganik terlarut
(Situmorang, 2007).
22
Universitas Sumatera Utara
2.6. Fosfat
Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat
,polifosfat, fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk
terlarut, tersuspensi atau terikat didalam sel organisme air. Di daerah pertanian
ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai atau danau
melalui drainase dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melalui
air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan deterjen yang
mengandung fosfat, seperti industri logam dan sebagainya.
Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa
makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui
proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi
pertumbuhannya. Keberadaan senyawa fosfat dalam air sangat berpengaruh
terhadap keseimbangan ekosistem perairan. Bila kadar fosfat dalam air rendah (<
0,01 mg P/L), pertumbuhan ganggang akan terhalang, keadaan ini dinamakan
oligotrop. Sebaliknya bila kadar fosfat dalam air tinggi, pertumbuhan tanaman dan
ganggang tidak terbatas lagi (keadaan eutrop), sehingga dapat mengurangi jumlah
oksigen terlarut dalam air. Hal ini tentu sangat berbahaya bagi kelestarian
ekosistem perairan (Alaerts, 1984).
Dalam air, fosfor merupakan suatu komponen yang sangat penting dan
sering menimbulkan permasalahan lingkungan. Fosfor termasuk salah satu dari
beberapa unsur essensial untuk pertumbuhan ganggang dalam air. Pertumbuhan
ganggang yang berlebihan disamping hancurnya biomas dapat menyebabkan
pencemaran kualitas air. Sumber fosfor adalah limbah industri,hanyutan dari
23
Universitas Sumatera Utara
pupuk, limbah domestik, hanciran bahan organik, dan mineral fosfat (Achmad,
2004).
2.7. Minyak/Lemak
Minyak mengandung senyawa volatile yang mudah menguap, namun
masih ada sisa minyak yang tidak dapat menguap. Karena minyak tidak dapat
larut dalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di air, kecuali jika
minyak tersebut terdampar ke pantai atau tanah di sekeliling sungai. Minyak yang
menutupi permukaan air akan menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air.
Selain itu, lapisan minyak juga dapat mengurangi konsentrasi oksigen yang
terlarut dalam air karena fiksasi oksigen bebas menjadi terhambat. Akibatnya,
terjadi ketidakseimbangan rantai makanan di dalam air (Nugroho, 2006)
Minyak tidak dapat larut dalam air, melainkan akan mengapung di atas
permukaan air. Bahan buangan cairan berminyak yang dibuang ke air lingkungan
akan mengapung menutupi permukaan air. Kalau bahan buangan cairan
berminyak mengandung senyawa volatile maka akan terjadi penguapan dan luasan
permukaan minyak yang menutupi permukaan air akan menyusut. Penyusutan
luasan permukaan ini tergantung pada jenis minyaknya dan waktu. Lapisan
minyak
yang
menutupi
permukaan
air
dapat
juga
terdegradasi
oleh
mikroorganisme tertentu, namun memerlukan waktu yang cukup lama.
Lapisan minyak di permukaan air lingkungan akan menggangu kehidupan
organisme didalam air. Hal ini disebabkan oleh :
a.
Lapisan minyak pada permukaan air akan menghalangi difusi oksigen dari
udara kedalam air sehingga jumlah oksigen yang larut didalam air menjadi
24
Universitas Sumatera Utara
berkurang. Kandungan oksigen yang menurun akan menggangu kehidupan
hewan air.
b.
Adanya lapisan minyak pada permukaan air juga akan menghalangi
masuknya sinar matahari ke dalam air sehingga fotosintesis oleh tanaman
ait tidak dapat berlangsung. Akibatnya, oksigen yang seharusnya
dihasilkan pada proses fotosintesis tersebut tidak terjadi. Kandungan
oksigen dalam air menjadi semakin menurun.
c.
Tidak hanya hewan air saja yang terganggu akibat adanya lapisan minyak
pada permukaan air tersebut, tetapi burung air pun ikut terganggu karena
bulunya menjadi lengket, tidak bisa mengembang lagi akibat terkena
minyak (Wardhana, 1995)
2.8. Spektrofotometri
Alat yang digunakan untuk menganalisa spektrofotometri adalah
spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitransi
atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran
terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin
juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai
manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap. Dan
biasanya dalam praktek alat-alat sinar tunggal dijalankan dengan tangan dan alatalat sinar rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum absorpsi (Day &
Underwood, 1989).
Spektrofotometer
terdiri
atas
alat
spektrometer
dan
fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
25
Universitas Sumatera Utara
atau diabsorbsikan. Jadi spektofotometer adalah alat yang digunakan untuk
mengukur energi secara reaktif apabila energi tersebut ditransmisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan
spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari
sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini dapat diperoleh dengan alat pengurai
seperti prisma, grating ataupun celah optis.
Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan
diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yaang mempunyai spesifikasi
melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Fotometer filter ini tidak
mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis,
melainkan melalui suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm.
Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yng benar-benar
terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuklarutan sampel atau blanko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko atau pembanding
(Khopkar, 1990).
Kesalahan-kesalahan dalam spektrofotometer, dapat dicegah dengan
memperhatikan:
1.
Sel-sel contoh harus bersih
2.
Sidik jari dapat menyerap radiasi ungu
3.
Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali
26
Universitas Sumatera Utara
4.
Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik
5.
Penerapan panjang gelombang dari alat harus diteliti kadang-kadang
6.
Penyimpangan atau ketidakstabilan didalam sirkuit harus diperbaiki
7.
Ketidaktetapan contoh dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan jika
pengukuran tidak direncanakan dengan hati-hati (Day & Underwood, 1989).
27
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan kebutuhan utama bagi proses kehidupan di bumi ini.Tidak
akan ada kehidupan seandainya di bumi ini tidak ada air. Air yang relatif bersih
sangat didambakan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk
keperluan industri, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan
pertanian dan lain sebagainya (Wardhana, 1995).
Air sangat diperlukan oleh seluruh makhluk hidup. Air selalu berkaitan
erat dengan keberadaan makhluk biologis san kehidupannya dalam alam ini, dan
planet bumi tempat makhluk biologis tumbuh dan berkembang biak. Dalam
kehidupan sehari-hari, manusia sangat tergantung pada air, dan kualitas kesehatan
juga sangat ditentukan oleh kualitas air untuk keperluan sehari-hari. Untuk
mendapatkan air yang baik, yaitu air dengan kualitas tertentu, pada saat ini di
beberapa tempat terutama pada daerah yang padat pemukiman sudah mulai sulit
karena adanya pencemaran air yang disebabkan oleh kegiatan manusia
(Situmorang, 2007).
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang
seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar
tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal karena air sudah banyak tercemar
oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah dari
kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri dan kegiatan lainnya.
5
Universitas Sumatera Utara
Untuk menetapkan standar air yang bersih tidaklah mudah, karena
tergantung pada banyak faktor penentu. Faktor penentu tersebut antara lain:
-
-
Kegunaan air:
-
Air untuk minum
-
Air untuk keperluan rumah tangga
-
Air untuk industri
-
Air untuk mengairi sawah
-
Air untuk kolam perikanan, dan lain-lain
Asal sumber air:
-
Air dari mata air di pegunungan
-
Air danau
-
Air sungai
-
Air sumur
-
Air hujan, dan lain-lain
Air yang ada dibumi ini tidak pernah terdapat dalam keadaan murni bersih, tetapi
selalu ada senyawa atau mineral (unsur) lain yang terlarut di dalamnya. Hal ini
tidak berarti bahwa semua air di bumi ini telah tercemar. Sebagai contoh, air yang
diambil dari pegunungan dan air hujan. Keduanya dianggap sebagai air bersih,
namun senyawa atau mineral (unsur) yang terdapat di dalamnya berlainan seperti
tampak pada keterangan berikut ini:
Air hujan mengandung: SO4, Cl, NH3, CO2, N2, C,O2, debu.
Air dari mata air mengandung: Na, Mg, Ca, Fe, O2 (Wardhana, 1995).
6
Universitas Sumatera Utara
Air merupakan sumber daya alam yang sangat diperlukan oleh manusia dan
makhluk hidup lainnya. Manusia memerlukan air baik untuk proses kimia, fisika
maupun untuk aktivitas kehidupan lainnya.
Sekalipun air merupakan sumber daya alam yang dapat di perbaharui, tetapi
kualitas
air
sangat
dipengaruhi
oleh
peranan
manusia
dalam
pengelolaannya.pengelolaan air meliputi strategi sebagai berikut:
1.
Melindungi perairan agar terjaga kebersihannya sehingga dapat menjaga
kelangsungan flora dengan menjaga perakaran tanaman dari gangguan fisik
maupun kimiawi.
2.
Mengusahakan cahaya matahari dapat menembus dasar perairan, sehingga
proses fotosintesis dapat berjalan lancar.
3.
Menjaga agar fauna mangsa dan predator selalu seimbang dengan
mempertahankan rantai makanan.
4.
Mempergunakan sumber daya alam berupa air seefisien mungkin,sehingga
zat hara yang ada dapat tersimpan dengan baik yang juga berarti sebagai
penyimpanan energi dan materi. Pada prinsipnya pengelolaan sumber daya alam
air ini, sangat bergantung pada bagaimana kita mempergunakan dan memelihara
serta memperlakukan sumber air itu menjadi seoptimal mungkin, tetapi tanpa
merusak ataupun mencemarinya dan juga mempertahankan keadaan lingkungan
sebaik-baiknya (Supardi, 1994).
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut:
7
Universitas Sumatera Utara
1.
Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung tanpa diolah terlebih dahulu.
2.
Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk diolah
sebagai air minum dan keperluan rumah tangga lainnya.
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 digunakan untuk usaha perkotaan, industri, dan pembangkit listrik
tenaga air (PLTA) (Kristanto, 2002).
2.2. Uji Kualitas Air
Untuk menetapkan kualitas air bersih sangat sulit karena ditentukan oleh banyak
faktor, seperti ditinjau dari kegunaan dan sumber air itu sendiri. Kegunaan air
dapat berupa untuk air minum, keperluan rumah tangga, keperluan industri, irigasi
pertanian dan perkebunan, perikanan,rekreasi dan lain-lain. Sedangkan kualitas air
berdasarkan sumbernya dapat berasal dari mata air pegunungan, air danau, air
sungai, air sumur ( air tanah), air hujan, air laut desalinasi, dan sumber air lainnya
yang dapat dimanfaatkan untuk kehidupan.
Untuk memberikan gambaran tentang kualitas air maka secara umum kualitas air
ditentukan berdasarkan beberapa parameter kualitas air, diantaranya kelarutan zat
padat di dalam air, konduktifitas ionik, kelarutan oksigen, pH, chemical oxygen
demand (COD), biological oxygen demand (BOD), dan total organik karbon.
Masing-masing parameter kualias air ini secara singkat di jelaska berikut ini:
8
Universitas Sumatera Utara
2.2.1. Kelarutan total zat padat
Zat padat terlarut di dalam air perlu diketahui untuk mengetahui produktivitas air,
karena produktivitas air terhadap kehidupan air sangat ditentukan oleh kelarutan
zat padat di dalamnya. Produktivitas air akan tinggi terhadap kehidupan
organisme seperti tumbuhan dan mikroba apabila zat padat terlarut tersebut
berupa nutrien dalam bentuk senyawa fosfat, nitrat, yang akan mendukung
kehidupan organisme. Air yang mengandung senyawa zat padat terlarut berupa
nutrien yang tinggi disebut eutrofik, sedangkan air yang mengandung sedikit zat
padat terlarut berupa nutrien berarti mempunyai daya dukung rendah terhadap
organisme disebut oligotrofik.
2.2.2. Konduktifitas ionik
Konduktifitas ionik sangat berguna untuk memberikan gambaran terhadap tingkat
kualitas air, karena pengukuran konduktifitas ionik adalah merupakan total
konduktifitas ion-ion yang terdapat di dalam larutan (air). Ion yang berbeda akan
memberikan konduktifitas yang berbeda. Pengukuran konduktifitas ionik air dapat
dilakukan dengan menggunakan konduktimeter, yaitu peralatan elektrokimia yang
dapat mengukur daya hantar (konduktans) air dengan menggunakan dua elektroda
planar.
2.2.3. Kelarutan oksigen
Kelarutan oksigen (DO) di dalam air merupakan indikator kualitas air karena
kadar oksigen yang terdapat di dalam air sangat di butuhkan oleh organisme air
dalam kelangsungan hidupnya. Kadar oksigen juga dapat di pergunakan sebagai
indikator tingkat pencemaran air, karen aberkurangnya kadar oksigen di dalam air
9
Universitas Sumatera Utara
dapat terjadi dengan kehadiran zat-zat kimia yang menyebabkan reaksi kimia
mengonsumsi oksigen. Kadar oksigen juga digunakan sebagai indikator terhadap
melimpahnya pertumbuhan mikroorganisme di dalam air seperti bakteri atau alga
yang akan mengonsumsi oksigen dalam jumlah banyak. Secara umum kehidupan
organisme di dalam air dapat bertahan apabila kadar oksigen terlarut DO 5 mg/L
atau lebih, akan tetapi ada juga yang dapat bertahan pada DO rendah, tergantung
jenis organismenya.
2.2.4. Kebutuhan oksigen biologis (BOD)
Kebutuhan oksigen biologis atau biological oxygen demand (BOD) di defenisikan
sebagai pengukuran pengurangan kadar oksigen didalam air yang dikonsumsi oleh
mahkluk hidup (organisme) di daalam air selama periode 5 hari ada keadaan gelap
(tidak terjadi
proses fotosintesa). Pengurangan kadar oksigen ini adalah
disebabkan oleh kegiatan organisme (bakteri) mengonsumsi atau mendegradasi
senyawa organik dan nutrien lain yang terdapat didalam air. Air yang relatif bersih
akan mengandung mikroorganisme relatif sedikit, sehingga pengurangan oksigen
didalam air selama periode 5 hari akan sedikit, sedangkan untuk air yang terpolusi
dan mengandung banyak mikroorganisme bakteri akan mengonsumsi banyak
oksigen dalam proses degradasi senyawa organik dan nutrien selama 5
hari,sehingga pengurangan kadar oksigen menjadi sangat besar.
2.2.5. Kebutuhan oksigen kimia
Kebutuhan oksigen kimia atau chemical oxygen demand (COD) didefenisikan
sebagai kebutuhan oksigen untuk mengoksidasi senyawa kimia yang terdapat di
dalam air. Pengujian COD dilakukan untuk mengetahui jumlah senyawa organik
10
Universitas Sumatera Utara
yang dapat dioksidasi di dalam air tetapi dengan menggunakan senyawa kimia
sebagai sumber oksigen.
2.2.6. Kekuatan asam (pH) dan alkalinitas
Tingkat keasaman air atau sering juga disebut sebagai kekuatan asam (pH)
trmasuk parameter untuk kualitas air. Air yang belum terpolusi biasanya berada
pada skala pH 6,0-8,0. Besar pH air dapat diukur dengan menggunakan pH meter.
Tingakt keasaman air tidaklah cukup
sebagai parameter kualitas air,dan
parameter lainnya adalah alkalinitas. Untuk meyakinkan kualitas air yang
disebabkan oleh kehadiran senyawa alkali (basa) dapat dilakukan uji alkalinitas,
yaitu ditentukan berdasarkan banyaknya asam
yang dibutuhkan untuk
mereaksikan seluruh senyawa basa yang terdapat didalam air (Situmorang, 2007).
2.3. Pencemaran Air
Pencemaran air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan
dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam semesta ini tidak pernah terdapat
dalam bentuk murni, namun bukan berarti bahwa semua air sudah tercemar.
Misalnya, walaupun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan
udara yang bersih dan bebas dari pencemaran, air hujan yang turun di atasnya
selalu mengandung bahan-bahan terlarut, seperti CO2, O2, dan N2, serta bahanbahan tersuspensi misalnya debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa hujan
dari atmosfir.
Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat
digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut dengan
pencemaran air. Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi,
11
Universitas Sumatera Utara
maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda. Sebagai contoh, air
kali di pegunungan yang belum tercemar tidak dapat digunakan langsung sebagai
air minum karena belum memenuhi persyaratan untuk dikategorikan sebagai air
minum (Kristanto, 2002).
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia seperti zatzat oleh deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa pembuangan
pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh peptisida,
herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan, sehingga mutu
air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk tumbuhtumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah atau
kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air(sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
2.3.1. Indikator Pencemaran Air
Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah adanya
perubahan atau tanda yang dapat diamati melalui:
1. Adanya perubahan suhu air.
2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion Hidrogen.
3. Adanya perubahan warna,bau dan rasa air.
4. Timbulnya endapan, koloidal, bahan terlarut.
5. Adanya mikroorganisme.
12
Universitas Sumatera Utara
6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan.
Adanya tanda atau perubahan seperti tersebut di atas menunjukan bahwa air telah
tercemar. Masing-masing uraian indikator ini dijelaskan secara singkat berikut ini.
1. Adanya perubahan suhu air
Air sungai yang suhunya naik akan menganggu kehidupan hewan air dan
organisme air lainnya karena kadar oksigen yang terlarut dalam air akan turun
bersamaan dengan kenaikan suhu. Padahal setiap kehidupan memerlukan oksigen
untuk bernafas. Oksigen yang terlarut dalam air berasal dari udara yang secara
lambat terdifusi ke dalam air. Makin tinggi kenaikan suhu air maka makin sedikit
oksigen yang terlarut di dalammnya (Wardhana, 1995).
Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut:
a. Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air.
b. Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.
c. Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya.
d. Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya
mungkin akan mati (Kristanto, 2002).
2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen
Air
normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
berkisar antara 6,5 – 7,5. Air dapat bersifat asam atau basa, tergantung pada besar
kecilnya pH air atau besarnya konsentrasi ion Hidrogen di dalam air. Air yang
mempunyai pH lebih kecil dari pH normal akan bersifat asam, sedangkan air yang
13
Universitas Sumatera Utara
mempunyai pH lebih besar dari normal akan bersifat basa. Air limbah dan bahan
buangan dari kegiatan industri yang di buang ke sungai akan mengubah pH air
yang pada akhirnya dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air
(Wardhana, 1995).
3. Adanya perubahan warna, bau dan rasa
Air bersih dalam keadaan normal tidak berwarna (bening), tidak berbau dan tidak
berasa. Masuknya limbah yang dapat larut ke dalam air akan dapat mengubah
warna, bau, dan rasa pada air. Perubahan warna dapat disebabkan oleh hasil
buangan berupa proses kimia yang dapat menghasilkan warna, atau berasal dari
degradasi senyawa-senyawa organik dan senyawa hasil degradasi melarutkan di
dalam air. Namun perlu diketahui bahwa air yang tidak berwarna tidak selalu
terbebas dari polusi, karena banyak bahan buangan (terutama bahan buangan
industri) yang dibuang ke dalam air tanpamelalui proses pengolahan air tidak
berwarna sehingga kelihatan fisik air tetap jernih akan tetapi sudah mengandung
banyak bahan pencemar berbahaya (Situmorang, 2007).
Bau yang keluar dari dalam air dapat langsung berasal dari bahan buangan atau
air limbah dari kegiatan industri,atau dapat pula berasal dari hasil degradasi
bahan buangan oleh mikroba yang hidup di dalam air. Timbulnya bau pada air
lingkungan secara mutlak dapat dipakai sebagai salah satu tanda terjadinya tingkat
pencemaran air yang cukup tinggi. Air yang mempunyai rasa biasanya berasal
dari garam-garam yang terlarut. Bila hal ini terjadi maka berarti hal ini juga telah
ada pelarutan ion-ion logam yang dapat mengubah konsentrasi ion Hidrogen
14
Universitas Sumatera Utara
dalam air. Adanya rasa pada air pada umumnya diikuti pula dengan perubahan pH
air.
4. Timbulnya endapan, koloidal dan bahan terlarut
Endapan dan koloidal serta bahan terlarut berasal dari adanya bahan buangan
industri yang berbentuk padat. Bahan buangan industri yang berbentuk padat
kalau tidak dapat larut sempurna akan menjadi koloidal. Endapan sebelum sampai
ke dasar sungai akan melayang di dalam air bersama-sama dengan koloidal.
Endapan dan koloidal yang melayang di dalam air akan menghalangi masuknya
sinar matahari ke dalam lapisan air. Padahal sianr matahari sangat di perlukan
oleh mikroorganisme untuk melakukan proses fotosintesis. Karena tidak ada sinar
matahari maka proses fotosintesis tidak dapat berlangsung. Akibatnya, kehidupan
mikroorganisme jadi terganggu. Apabila endapan dan koloidal yang berasal dari
bahan buangan organik,maka mikroorganisme dengan bantuan oksigen yang
terlarut didalam air, akan melakukan degradasi bahan organik tersebut sehingga
menjadi bahan yang lebih sederhana (Wardhana, 1995).
5. Adanya mikroorganisme
Kehadiran mikroorganisme di dalam air dapat digunakan sebagai indikator tingkat
pencemaran lingkungan. Keberadaan mikroorganisme seperti bakteri patogen di
dalam air sangat berbahaya bagi kesehatan karena dapat menimbulkan penyakit
bagi yang menggunakannya. Pembuangan limbah berupa limbah yang berasal dari
industri makanan dan limbah rumah tangga akan dapat meningkatkan jumlah
mikroorganisme di dalam air karena ketersediaan limbah makanan akan
menjadikan
mikroorganisme
bertumbuh
dan
berkembang
dengan
baik.
15
Universitas Sumatera Utara
Mikroorganisme yang terdapat didalam air dapat di kelompokkan sebagai bakteri,
fungi dan alga (Situmorang, 2007).
6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan
Zat radioaktif dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis apabila
tidak ditangani dengan benar maka tidak di benarkan dan sangat tidak etis bila ada
yang membuang bahan sisa radiokatif ke lingkungan. Secara nasional sudah ada
peraturan perundangan yang mengatur masalah bahan sisa (limbah) radioaktif.
Mengenai hal ini Badan Tenaga Atom Nasional (BATAN) secara aktif mengawasi
pelaksanaan peraturan perundangan tersebut. Pemakaran batu bara adalah salah
satu sumber yang dapat menaikkan radioaktivitas lingkungan (Wardhana, 1995).
2.3.2. Komponen Pencemaran Air
1. Bahan Buangan Padat
Bahan buangan padat adalah limbah padat berupa butiran besar dan halus yang
masuk kedalam air. Sebagian dari bahan buangan padat inin dapat melarut,
sebagian lagi membentuk koloid,dan yang lainnya tidak dapat melarut dalam air.
2. Bahan Buangan Organik
Bahan buangan organik biasanya dapat didegradasi oleh mikroorganisme. Bahan
buangan organik sebaiknya jangan masuk kedalam air karena senyawa organik
akan dapat meningkatkan jumlah dan aktivitas mikroorganisme seperti bakteri.
Meningkatnya jumlah bakteri, terutama bakteri patogen akan sangat berbahaya
bagi kesehatan manusia bila air yang terkontaminasi organisme dikonsumsi
(Situmorang, 2007).
16
Universitas Sumatera Utara
3. Bahan Buangan Anorganik
Bahan buangan anorganik pada umumnya berupa limbah yang tidak dapat
membusuk dan sulit didegradasi oleh mikroorganisme. Apabila bahan buangan
anorganik ini masuk ke air lingkungan maka akan terjadi peningkatan jumlah ion
logam di dalam air (Wardhana, 1995).
4. Bahan Buangan Makanan
Bahan buangan makanan merupakan bahan buangan organik, dan diberikan
pengelompokan khusus karena bahan buangan makanan pada umumnya akan
memberikan bau busuk, terutama yang mengandung nitrogen yang berasal dari
hasil degradasi senyawa protein dan asam amino oleh mikroorganisme.
5. Bahan Buangan Cairan Berminyak
Bahan buangan cairan berminyak disebabkan oleh pembuangan limbah minyak
oleh industri pengolahan minyak dan curahan bahan berminyak kr dalam air
(sungai dan laut) oleh mesin bertransportasi perairan. Bahan cair berminyak akan
mempengaruhi kehidupan air karena lapisan minyak didalam air akan
menghalangi masuknya oksigen ke dalam air, sehingga akan mengurangi
kelarutan oksigen didalam air.
6. Bahan Buangan Zat Kimia
Bahan buangan zat kimia termasuk pencemar yang sangat bebahaya dan potensil
merusak lingkungan. Bahan buangan berupa zat kimia dapat masuk ke dalam air
17
Universitas Sumatera Utara
secara langsung atau melalui mediasi. Beberapa zat kimia yang umum dikenal
sebagai pencemar diantaranya deterjen, insektisida, zat warna kimia, senyawa
organik, bahan sintesis, larutan penyamak kulit, dan lain-lain (Situmorang, 2007).
2.3.3. Dampak Pencemaran Air
1.
Dampak transmisi atau media penyebaran berbagai penyakit, terutama
diare, kolera, typhus abdominalis,disentri basiler.
2.
Menjadi media berkembang biak mikroorganisme patogen.
3.
Menjadi tempat-tempat berkembang biak nyamuk atau tempat hidup larva
nyamuk.
4.
Menimbulkan bau yang tidak enak serta mengurangi estetika.
5.
Merupakan sumber pencemar air permukaan, tanah, dan lingkungan hidup
lainnya.
6.
Menimbulkan ketidaknyamanan dan dapat mengurangiproduktivitas
manusia (Zulkifli, 2014).
2.3.4. Usaha Mencegah Pencemaran Air
Usaha pencegahan ini bukan merupakan proses yang sederhana, tetapi melibatkan
berbagai faktor sebagai berikut:
1.
Air limbah yang akan dibuang ke perairan harus diolah lebih dahulu
sehingga memenuhi standar air limbah yang telah ditetapkan pemerintah.
18
Universitas Sumatera Utara
2.
Menentukan dan mencegah terjadinya interaksi antarpolutan satu dengan
lainnya.
3.
Menggunakan bahan yang dapat mencegah dan menyerap minyak yang
tupah diperairan.
4.
Tidak membuang air limbah rumah tangga langsung ke dalam perairan.
Hal ini untuk mencegah pencemaran air oleh bakteri.
5.
Limbah radioaktif harus diproses terlebih dahulu agar tidak mengandung
bahaya radiasi dan barulah di buang di perairan.
6.
Mengeluarkan atau menguraikan deterjen atau bahan kimia lain dengan
menggunakan aktivitas mikroba tertentu sebelum dibuang ke dalam perairan
umum (Supardi, 1994).
2.4. Limbah Cair
2.4.1. Pengertian Air Limbah
Menurut PP No 82 tahun 2001, air limbah adalah sisa dari suatu usaha dan atau
kegiatan yang berwujud cair. Limbah cair atau air buangan adalah sisa air yang
dibuang yang berasal dari rumah tangga, industri maupun tempat-tempat umum
lainnya, dan pada umunya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat
membahayakan bagi kesehatan manusia serta mengganggu lingkungan hidup.
Jenis-jenis limbah cair dapat digolongkan berdasarkan sifatnya yaitu fisika dan
sifat agregat, parameter logam, anorganik nonmetalik, organic agregat dan
mikroorganisme.
19
Universitas Sumatera Utara
Apabila limbah cair yang mengandung bahan pencemaran tersebut langsung
dialirkan ke sungai atau danau akan mengakibatkan terjadinya pencemaran pada
badan air tersebut. Pemerintah telah menetapkan baku mutu efluen dan baku mutu
beberapa badan air sesuai dengan peruntukannya. Baku mutu efluen bagi industri
diatur dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor KEP51/MENLH/10/1995. Baku mutu menetapkan kualitas dan jumlah (debit)
maksimal yang diizinkan (harus dipenuhi). Kualitas efluen dalam baku mutu
ditetapkan dengan memberikan batasan maksimal beberapa parameter bahan
pencemar yang terdapat dalam efluen suatu jenis industri. Pengolahan air limbah
ditujukan agar efluen dapat memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan. Baku
mutu air limbah juga menetapkan debit maksimal efluen, sehingga pengambilan
air juga akan terkendali dan dapat menjaga ketersediaan sumber air baik air
permukaan maupun air tanah dalam (Zulkifli, 2014).
2.4.2. Jenis Air Limbah
1. Limbah cair domestik
Limbah cair domestik adalah hasil buangan dari perumahan, bangunan,
perdagangan, perkantoran, dan saran sejenisnya. Volume limbah cair dari daerah
perumahan bervariasi, dari 200 sampai 400 liter per orang per hari, tergantung
pada tipe rumah. Aliran terbesar berasal dari rumah keluarga tunggal yang
mempunyai beberapa kamar mandi, mesin cuci otomatis, dan peralatan lain yang
menggunakan air. Angka volume limbah cair sebesar 400 liter/orang/hari bisa
digunakan untuk limbah cair dari perumahan dan perdagangan, ditambah dengan
rembesan air tanah (infiltration).
20
Universitas Sumatera Utara
2. Limbah cair industri
Limbah cair industri adalah buangan hasil proses/sisa dari suatu kegiatan/usaha
yang berwujud cair dimana kehadirannya pada suatu saat dan tempat tidak
dikehendaki lingkungannya karena tidak mempunyai nilai ekonomis sehingga
cenderung untuk dibuang (Asmadi, 2012).
2.5. Pengolahan Limbah Cair
Air buangan berupa limbah cair umumnya mengandung beberapa
komponen pencemar seperti senyawa kimia pengoksidasi dan pereduksi, sedimen,
kotoran, lumpur, minyak, bakteri, bakteri patogen, virus, garam, nutrien, pestisida,
senyawa organik, logam berat, dan bahan lainnya. Agar air limbah dapat
dipergunakan kembali atau dibuang kembali ke lingkungan maka perlu dilakukan
usaha untuk memisahkan bahan-bahan komponen pencemar ini dari dalam air.
Langkah yang digunakan untuk mengolah limbah cair dibagi menjadi 3
kelompok, yaitu: Pengolahan limbah primer, Pengolahan limbah sekunder,
Pengolahan limbah tersier.
2.5.1. Pengolahan Limbah Primer
Pengoalahan limbah primer terhadap air limbah cair adalah penghilangan
bahan padat yang tidak melarut di dalam air seperti sampah, kotoran dan lain-lain.
Langkah pertama yang dilakukan dalam pengolahan limbah primer adalah
skrining, yaitu menghilangkan bahan pencemar yang berukuran besar yang masuk
ke dalam limbah cair dengan menggunakan jaring atau peralatan lain. Dan
21
Universitas Sumatera Utara
langkah selanjutnya adalah penghilangan partikel kecil yang tidak dapat dijaring
dengan menggunakan Grit removal, yaitu bahan yang trbuat dari materi yang
tidak dapat diurai oleh mikroorganisme berbentuk seperti pasir sehingga limbah
cair di lewatkan dari bahan tersebut bertujuan sebagai penyaring untuk
menghilangkan partikel lebih kecil. Tahap berikutnya adalah proses sedimentasi
primer untuk menghilangkan benda adat yang mengapung dan mengendap. Proses
ini dilakukan dengan penambahan senyawa kimia agar bahan pencemar dapat
mengapung atau mengendap berupa lemak dan dapat dikumpulkan.
2.5.2. Pengolahan Limbah Sekunder
Pengolahan limbah sekunder biasanya dilakukan melalui proses biologi.
Pengolahan limbah sekunder dengan proses biologi adalah memberikan
kesempatan kepada mikroorganisme untuk mendegradasi senyawa organik yang
terdapat didalam air melalui penambahan oksigen sampai BOD air telah
berkurang sampai kadar yang di terima.
2.5.3. Pengolahan Limbah Tersier
Pengolahan limbah tersier adalah pengolahan lanjutan dari dari
pengolahan sekunder sehingga semua bahan pencemar yang terdapat didalam air
harus diyakinkan telah hilang dari air, dan air dapat dipergunakan kembali untuk
keperluan rumah tangga. Pengolahan limbah tersier ini adalah penghilangan bahan
pencemar berupa kontaminan yang tidak dapat terlihat oleh mata. Pengolahan
tersier dapat dikategorikan menjadi: Pembebasan bahan padat tersuspensi,
menghilangkan bahan organik terlarut, penghilangan bahan anorganik terlarut
(Situmorang, 2007).
22
Universitas Sumatera Utara
2.6. Fosfat
Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat
,polifosfat, fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk
terlarut, tersuspensi atau terikat didalam sel organisme air. Di daerah pertanian
ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai atau danau
melalui drainase dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melalui
air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan deterjen yang
mengandung fosfat, seperti industri logam dan sebagainya.
Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa
makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui
proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi
pertumbuhannya. Keberadaan senyawa fosfat dalam air sangat berpengaruh
terhadap keseimbangan ekosistem perairan. Bila kadar fosfat dalam air rendah (<
0,01 mg P/L), pertumbuhan ganggang akan terhalang, keadaan ini dinamakan
oligotrop. Sebaliknya bila kadar fosfat dalam air tinggi, pertumbuhan tanaman dan
ganggang tidak terbatas lagi (keadaan eutrop), sehingga dapat mengurangi jumlah
oksigen terlarut dalam air. Hal ini tentu sangat berbahaya bagi kelestarian
ekosistem perairan (Alaerts, 1984).
Dalam air, fosfor merupakan suatu komponen yang sangat penting dan
sering menimbulkan permasalahan lingkungan. Fosfor termasuk salah satu dari
beberapa unsur essensial untuk pertumbuhan ganggang dalam air. Pertumbuhan
ganggang yang berlebihan disamping hancurnya biomas dapat menyebabkan
pencemaran kualitas air. Sumber fosfor adalah limbah industri,hanyutan dari
23
Universitas Sumatera Utara
pupuk, limbah domestik, hanciran bahan organik, dan mineral fosfat (Achmad,
2004).
2.7. Minyak/Lemak
Minyak mengandung senyawa volatile yang mudah menguap, namun
masih ada sisa minyak yang tidak dapat menguap. Karena minyak tidak dapat
larut dalam air, maka sisa minyak akan tetap mengapung di air, kecuali jika
minyak tersebut terdampar ke pantai atau tanah di sekeliling sungai. Minyak yang
menutupi permukaan air akan menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air.
Selain itu, lapisan minyak juga dapat mengurangi konsentrasi oksigen yang
terlarut dalam air karena fiksasi oksigen bebas menjadi terhambat. Akibatnya,
terjadi ketidakseimbangan rantai makanan di dalam air (Nugroho, 2006)
Minyak tidak dapat larut dalam air, melainkan akan mengapung di atas
permukaan air. Bahan buangan cairan berminyak yang dibuang ke air lingkungan
akan mengapung menutupi permukaan air. Kalau bahan buangan cairan
berminyak mengandung senyawa volatile maka akan terjadi penguapan dan luasan
permukaan minyak yang menutupi permukaan air akan menyusut. Penyusutan
luasan permukaan ini tergantung pada jenis minyaknya dan waktu. Lapisan
minyak
yang
menutupi
permukaan
air
dapat
juga
terdegradasi
oleh
mikroorganisme tertentu, namun memerlukan waktu yang cukup lama.
Lapisan minyak di permukaan air lingkungan akan menggangu kehidupan
organisme didalam air. Hal ini disebabkan oleh :
a.
Lapisan minyak pada permukaan air akan menghalangi difusi oksigen dari
udara kedalam air sehingga jumlah oksigen yang larut didalam air menjadi
24
Universitas Sumatera Utara
berkurang. Kandungan oksigen yang menurun akan menggangu kehidupan
hewan air.
b.
Adanya lapisan minyak pada permukaan air juga akan menghalangi
masuknya sinar matahari ke dalam air sehingga fotosintesis oleh tanaman
ait tidak dapat berlangsung. Akibatnya, oksigen yang seharusnya
dihasilkan pada proses fotosintesis tersebut tidak terjadi. Kandungan
oksigen dalam air menjadi semakin menurun.
c.
Tidak hanya hewan air saja yang terganggu akibat adanya lapisan minyak
pada permukaan air tersebut, tetapi burung air pun ikut terganggu karena
bulunya menjadi lengket, tidak bisa mengembang lagi akibat terkena
minyak (Wardhana, 1995)
2.8. Spektrofotometri
Alat yang digunakan untuk menganalisa spektrofotometri adalah
spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitransi
atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran
terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin
juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai
manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap. Dan
biasanya dalam praktek alat-alat sinar tunggal dijalankan dengan tangan dan alatalat sinar rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum absorpsi (Day &
Underwood, 1989).
Spektrofotometer
terdiri
atas
alat
spektrometer
dan
fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
25
Universitas Sumatera Utara
atau diabsorbsikan. Jadi spektofotometer adalah alat yang digunakan untuk
mengukur energi secara reaktif apabila energi tersebut ditransmisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan
spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari
sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini dapat diperoleh dengan alat pengurai
seperti prisma, grating ataupun celah optis.
Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan
diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yaang mempunyai spesifikasi
melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Fotometer filter ini tidak
mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis,
melainkan melalui suatu trayek panjang gelombang 30-40 nm.
Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yng benar-benar
terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuklarutan sampel atau blanko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko atau pembanding
(Khopkar, 1990).
Kesalahan-kesalahan dalam spektrofotometer, dapat dicegah dengan
memperhatikan:
1.
Sel-sel contoh harus bersih
2.
Sidik jari dapat menyerap radiasi ungu
3.
Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali
26
Universitas Sumatera Utara
4.
Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik
5.
Penerapan panjang gelombang dari alat harus diteliti kadang-kadang
6.
Penyimpangan atau ketidakstabilan didalam sirkuit harus diperbaiki
7.
Ketidaktetapan contoh dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan jika
pengukuran tidak direncanakan dengan hati-hati (Day & Underwood, 1989).
27
Universitas Sumatera Utara