Polutan Alum TINJAUAN PUSTAKA

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Polutan

Polutan adalah bahan-bahan yang bersifat asing bagi alam atau bahan yang berasal dari alam itu sendiri yang memasuki suatu tatanan ekosistem sehingga mengganggu peruntukan ekosistem tersebut Effendi 2003. Menurut Manahan 2002 polutan adalah substansi yang melebihi konsentrasi alami sebagai akibat dari aktivitas manusia yang memiliki pengaruh yang merugikan terhadap lingkungannya atau suatu nilai di lingkungan. Polutan dikelompokkan menjadi dua berdasarkan cara masuknya ke dalam lingkungan yaitu polutan alami dan antropogenik. Polutan alami adalah polutan yang memasuki suatu lingkungan secara alami misalnya akibat letusan gunung berapi, tanah longsor, banjir dan fenomena alam lain Notodarmojo 2005. Polutan antropogenik adalah polutan yang masuk ke badan air akibat aktivitas manusia misalnya kegiatan domestik, perkotaan dan kegiatan industri. Intensitas polutan antropogenik dapat dikendalikan dengan cara mengontrol aktivitas yang disebabkan oleh polutan tersebut.

2.2. Karakteristik Fisik, Kimia dan Biologi Polutan

Polutan yang berada di limbah cair harus diketahui karakteristiknya untuk mempermudah penanganan atau pengolahannya sehingga harus dipahami dengan baik asal limbah cair karena merupakan hal yang penting dalam desain dan operasi dari fasilitas pengumpulan, pengolahan dan pembuangannya. Demikian pula dalam teknik pengelolaan kualitas lingkungan. Perlu ditekankan bahwa pada dasarnya parameter-parameter limbah cair ini saling berhubungan seperti temperatur yang mempengaruhi aktivitas biologi dan jumlah gas terlarut dalam limbah cair itu sendiri. Komposisi fisik, kimia dan biologi limbah cair dapat dilihat pada Tabel 1. 8 Tabel 1. Karakteristik fisik, kimia, biologi dan sumber limbah cair Karakteristik Sumber Fisik: Warna Bau Padatan Temperatur Kimia: Organik: Karbohidrat Lemak, minyak dan tumpahan minyak Pestisida Fenol Protein Polutan prioritas Surfaktan Volatile Organic Compounds VOC Lain-lain Anorganik: Alkalinitas Klorida Logam berat Nitrogen pH Fosfor Polutan prioritas Belerang Gas: Hidrogen sulfida Metana Oksigen Biologi: Hewan Tumbuhan Protista: Eubakteria Archaebakteria Virus Limbah domestik dan rumah tangga, penguraian alami bahan organik Dekomposisi limbah cair, limbah industri Suplai air domestik, limbah industri dan domestik, erosi tanah, inflowinfiltrasi Limbah industri dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik Limbah pertanian Limbah industri Limbah industri, komersil dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik Penguraian alami bahan organik Limbah domestik, suplai air domestik, infiltrasi air tanah Limbah domestik, suplai air domestik, infiltrasi air tanah Limbah industri Limbah pertanian dan industri Limbah industri, komersil dan domestik Limbah industri, komersil dan domestik, aliran air alami Limbah industri, komersil dan domestik Suplai air domestik, limbah industri, komersil dan domestik Dekomposisi limbah domestik Suplai air domestik, infiltrasi air permukaan Perairan dan instalasi pengolahan limbah Perairan dan instalasi pengolahan limbah Limbah domestik, infiltrasi air permukaan, instalasi pengolahan limbah Limbah domestik, infiltrasi air permukaan, instalasi pengolahan limbah Limbah domestik Sumber : Metcalf dan Eddy 2004 9 Karakteristik biologi, terutama berguna untuk mendeteksi kandungan mikroorganisme dalam air yaitu hewan bersel satu atau protista. Protista adalah hewan yang mampu hidup sendiri dan membuat sel-sel baru untuk regenerasinya. Hewan multiseluler tergolong dalam protista sebab ada satu sel yang bisa hidup sendiri bila dipisahkan. Selain protista, makhluk hidup yang termasuk dalam karakteristik biologi adalah virus, hewan dan tumbuhan Sugiharto 2005. Menurut Slamet 2006 protista memiliki efek yang merugikan terhadap kesehatan manusia khususnya dan lingkungan pada umumnya karena berbagai penyakit yang berbahaya dapat tersebar melalui air. Adanya penyebab penyakit di dalam air, dapat menyebabkan efek langsung terhadap kesehatan. Penyebab penyakit yang mungkin ada, dapat dikelompokkan menjadi 2 bagian besar yaitu penyebab hidup, yang menyebabkan penyakit menular dan penyebab tidak hidup yang menyebabkan penyakit tidak menular. Peran air dalam terjadinya penyakit menular dapat bermacam-macam sebagai berikut : a. Air sebagai penyebar mikroba patogen b. Air sebagai sarang insekta penyebar penyakit c. Jumlah air bersih yang tersedia tidak mencukupi sehingga orang tidak dapat membersihkan dirinya dengan baik d. Air sebagai sarang hospes sementara penyakit. Penyakit menular yang disebabkan air secara langsung dikenal sebagai penyakit bawaan air atau waterborne-disease. Penyakit-penyakit ini hanya dapat menyebar bila mikroba dapat masuk ke dalam sumber air yang dipakai sehari- hari. Sedangkan jenis mikroba yang dapat menyebar melalui air seperti virus, bakteri, protozoa dan metazoa. Menurut Hilgenkamp 2006, ada 2 jenis epidemi yaitu epidemi umum dan inang ke inang. Epidemi umum disebabkan oleh kontaminasi air dan makanan dari pencernaan manusia. Bakteri, virus dan protozoa merupakan agen epidemi umum seperti antraks, disentri, botulism, brucellosis, kolera, giardiasis, hepatitis dan demam tifoid. Sedangkan epidemi inang ke inang berpindah dari satu inang ke inang lainnya dan untuk menjadi epidemi maka mikroba harus berpindah ke inang yang baru contohnya pada penyakit tuberkulosis. 10 Mikroba seperti bakteri, virus atau parasit tetap ada di dalam air minum meskipun air minum diperiksa secara teratur. Pada umumnya air minum terkontaminasi bakteri coliform E. coli akibat kebocoran pipa setelah dilakukan uji kandungan bakteri oleh instalasi pengolahan air. Bakteri tersebut berasal dari pipa pembuangan yang dialirkan ke badan air dan air permukaan yang terkontaminasi oleh semua materi yang memasuki air permukaan. Cryptosporidium merupakan parasit lain yang terkandung pada air permukaan. Parasit penyebab penyakit lainnya adalah Giardia lambia yang mengkontaminasi kotoran hewan dan manusia yang menyebabkan sakit perut dan diare. Infeksi bakteri terjadi sesaat setelah air diminum.

2.2.1. Kekeruhan

Istilah keruh diaplikasikan pada air yang mengandung materi tersuspensi yang menghambat cahaya melewati air atau tingkat visual terbatas. Kekeruhan dapat disebabkan oleh berbagai variasi materi tersuspensi yang bervariasi dalam ukuran mulai dari koloid ke dispersi kasar tergantung pada tingkat turbulensinya. Sungai yang mengalir sampai ke laut akan melewati daerah perkotaan sehingga menambah kadar limbah cair industri dan domestik, baik yang sudah diolah atau belum. Limbah industri tertentu dapat menambah jumlah substansi organik dan substansi anorganik lainnya yang menyebabkan kekeruhan Metcalf Eddy 2004. Air dengan tingkat kekeruhan tinggi sukar disaring sehingga menambah biaya pengolahan. Kekeruhan air juga dapat menghambat proses desinfeksi sehingga kekeruhan air harus dihilangkan dari air yang akan dipergunakan untuk air minum. Berdasarkan sifat pengendapannya, bahan-bahan yang mengakibatkan kekeruhan air yaitu bahan-bahan yang mudah diendapkan settleable dan bahan yang sukar mengendap koloid. Bahan jenis pertama dapat dihilangkan dengan sedimentasi dan filtrasi dan yang kedua dapat dihilangkan dengan proses koagulasi dan filtrasi diikuti proses sedimentasi dan filtrasi yang memerlukan penambahan koagulan dalam air Suriawiria 2008. 11

2.2.2. Padatan Tersuspensi Total

Sumber utama padatan tersuspensi adalah fasilitas yang membuang berbagai macam padatan termasuk yang menghasilkan BOD. Kandungan padatan tersuspensi di dalam air sangat tinggi. Tingginya kandungan padatan tersuspensi tersebut dapat merusak kehidupan ekosistem di dalam air tersebut. Di dalam udara juga padatan tersuspensi merupakan penyebab masalah kesehatan tertinggi. Hal yang sama juga adalah padatan tersuspensi dalam aliran air tanah yang mengalir ke dalam air yang juga dapat merusak kehidupan ekosistem di dalam air tersebut. Peningkatan kandungan padatan tersuspensi membuat air makin keruh atau kabur sehingga membatasi cahaya matahari mencapai tumbuhan air dan menghambat pertumbuhannya. Padatan tersuspensi, selain membahayakan respirasi hewan air pada umumnya, juga dapat menyebabkan gangguan pada insang ikan karena insang luka akibat bergesekan dengan padatan tersuspensi sehingga epitelium insang menebal dan mengembang sebagai respons pertahanan hidup karena adanya padatan tersuspensi yang masuk ke dalam insang tersebut Slanina 1962, diacu dalam Alabaster Lloyd 1980. Insang yang bergesekan dengan padatan tersuspensi dalam waktu yang singkat dapat membahayakan ikan meskipun tidak memiliki efek letal Herbert Merkens 1961, diacu dalam Alabaster Lloyd

1980. Padatan tersuspensi juga dapat bercampur dengan air yang didisinfeksi

sehingga melindungi mikroorganisme dari disinfektan. Mikroorganisme yang bertahan hidup tersebut dapat mengkontaminasi air Hill 2004. Penentuan padatan tersuspensi penting dalam analisis polusi air. Parameter ini merupakan salah satu parameter utama untuk mengevaluasi kandungan limbah cair domestik dan menentukan efisiensi unit pengolahan limbah Sawyer et al. 2003. 12

2.2.3. Warna

Warna alami air berada dalam bentuk partikel koloid bermuatan negatif sehingga penyerapan warna dapat dengan mudah dilakukan melalui koagulasi dengan penambahan garam yang mengandung ion logam trivalen seperti aluminum. Air permukaan dapat terlihat sangat berwarna karena adanya materi tersuspensi berwarna tetapi dalam kenyataannya tidak berwarna. Warna yang disebabkan materi tersuspensi merupakan warna yang bukan sebenarnya apparent color dan berbeda dari warna yang disebabkan oleh daun-daunan atau bahan organik yang berbentuk koloid sehingga disebut warna yang sebenarnya true color. Pada analisis air penting untuk membedakan warna sebenarnya dan bukan sebenarnya Sawyer et al. 2003. Dilihat dari segi estetika, konsumen pada umumnya tidak mau meminum air yang berwarna. Warna yang berasal dari bahan-bahan buangan industri kemungkinan dapat membahayakan kesehatan. Warna dalam air juga dapat menunjukkan kemungkinan hadirnya senyawa-senyawa organik yang bila dilakukan proses klorinasi terhadap air tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kloroform. Senyawa-senyawa organik tersebut dapat meningkatkan pertumbuhan mikroorganisme akuatik Suriawiria 2008.

2.2.4. Perak Ag

Perak atau argentum Ag adalah logam berwarna putih. Perak ditemukan pada industri alloy, keramik, gelas, fotografi, cermin dan cat rambut. Perak akan menjadi sangat korosif bila terikat pada nitrat. Senyawa perak berbentuk debu dapat menimbulkan iritasi kulit dan terakumulasi di dalam berbagai organ bila masuk ke dalam tubuh sehingga menimbulkan pigmentasi kelabu atau penghitaman kulit yang disebut argyria. Pigmentasi ini bersifat permanen karena tubuh tidak dapat mengekskresikannya Slamet 2006. 13

2.2.5. Merkuri Hg

Merkuri merupakan satu-satunya logam berbentuk cair pada suhu ruang. Kadar merkuri di kulit bumi adalah 0,1 – 1 ppm. Merkuri mempunyai tiga valensi yaitu valensi 0, I dan II. Merkuri memiliki beberapa bentuk tetapi bentuk utamanya adalah HgS cinnabar yang stabil. Unsur merkuri dalam bentuk cinnabar dapat mengalami oksidasi dan mengeluarkan uap merkuri. Merkuri dalam bentuk senyawa organik dan anorganik bersifat sangat toksik Landis Yu 2004; Notodarmojo 2005; Eisler 2006. Hg anorganik dapat berubah menjadi organik dan sebaliknya karena terjadi interaksi dengan mikroba. Genus Pseudomonas dan Neurospora dapat mengubah Hg anorganik menjadi organik. Staphylococcus aureus dapat mereduksi Hg 2+ menjadi unsur Hg Slamet 2006.

2.2.6. Krom Cr

Krom adalah logam kelabu yang keras, ditemukan pada industri gelas, logam, fotografi dan pelapisan logam. Krom dalam bentuk unsur sebenarnya tidak beracun tetapi bila berada dalam bentuk senyawa maka sangat iritan dan korosif sehingga menimbulkan ulcus yang dalam pada kulit dan selaput lendir. Inhalasi krom dapat menimbulkan kerusakan pada tulang hidung. Di dalam paru-paru, krom dapat menimbulkan kanker Slamet 2006. Di dalam air, krom terlarut berada dalam bentuk kromat [CrVI] dan dalam bentuk trivalen [CrIII] terhidrolisis seluruhnya dalam air dan krom tersebut mengendap sebagai hidroksida sehingga kandungan kromium dalam larutan hanya tertinggal sedikit. Krom III tidak berbahaya bagi kesehatan manusia. Krom digunakan secara ekstensif dalam industri untuk membuat campuran logam, kaca pembesar, katalis, krom oksida dan garam kromat. Krom oksida digunakan untuk memproduksi asam kromat dam industri pelapisan logam. Garam kromat digunakan pada cat dan menghasilkan larutan pembersih di laboratorium. Keracunan kromat dapat menyebabkan kelainan kulit dan kerusakan hati bahkan menyebabkan kanker karsinogen Sawyer et al. 2003. 14

2.3. Alum

Koagulan yang paling populer dalam aplikasi pengolahan limbah adalah aluminum sulfat atau alum yang dapat diperoleh dalam bentuk cairan atau padat. Alum adalah suatu garam yang bila dimasukkan ke dalam cairan akan menghasilkan endapan aluminum hidroksida. Alum bersifat amfoter artinya dapat larut dalam basa dan asam kuat Eckenfelder 2000; Sawyer et al. 2003. Menurut Eckenfelder 2002, reaksi yang terjadi ketika alum dimasukkan ke dalam air adalah : Al 2 SO 4 3 + 6H 2 O → 2AlOH 3 + 3H 2 SO 4 Menurut Chang 2002, AlOH 3 bereaksi dengan asam dan basa dengan reaksi sebagai berikut : AlOH 3s + 3H + aq → Al 3+ aq + 3H 2 O l AlOH 3s + OH - aq ↔ AlOH 4 - aq Tingginya kelarutan AlOH 3 dalam medium basa adalah hasil dari pembentukan ion kompleks AlOH 4 - karena AlOH 3 bertindak sebagai asam Lewis dan OH - sebagai basa Lewis. Menurut Sawyer et al. 2003 kemampuan alum untuk larut dalam basa dan asam kuat merupakan hal yang penting dalam koagulasi karena ion pada alum, basa dan asam kuat bereaksi membentuk kompleks ion yang bertambah atau berkurang karena penambahan basa dan asam kuat sampai reaksi menjadi netral dan terbentuk endapan. Reaksi yang terjadi pada ion Al 3+ dan OH - adalah : Al 3+ + OH - ↔ AlOH 2+ AlOH 2+ + OH - ↔ AlOH 2 + AlOH 2 + + OH - ↔ AlOH 3aq AlOH 3 + OH - ↔ AlOH 4 - Konsentrasi OH - rendah ketika dalam kondisi asam dan ion yang berada dalam larutan adalah ion positif yaitu Al 3+ dan AlOH 4 + dan jika dalam kondisi basa maka konsentrasi OH - akan bertambah sehingga ion ini akan menambah jumlah ion kompleks alum sampai muatan ion menjadi netral dan terbentuk ion AlOH 3 yang kemudian mengendap dalam larutan. Basa yang terus menerus ditambahkan akan meningkatkan konsentrasi OH - dalam larutan sehingga terbentuk ion negatif AlOH 4 - yang mudah larut. 15

2.4. Koagulasi