Pencemaran Limbah Organik TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Ekosistem Perairan

sungai, karena tidak ada batas yang jelas antara kedua bagian tersebut. Sehubungan dengan sifat perairan sungai yang merupakan sistem terbuka, maka peristiwa lingkungan di sekitarnya akan mempengaruhi keadaan perairannya.

2.2. Pencemaran

Pencemaran atau polusi terjadi bila dalam lingkungan hidup manusia baik fisik, biologis maupun sosial terdapat suatu bahan pencemar polutan, yang ditimbulkan oleh proses aktivitas manusia yang berakibat merugikan terhadap kehidupan manusia baik langsung maupun tidak langsung Sutrisno et al. 1991. Sedangkan menurut Saeni 1989, pencemaran adalah peristiwa adanya penambahan bermacam-macam bahan sebagai hasil dari aktivitas manusia ke dalam kingkungan yang biasanya dapat memberikan pengaruh yang berbahaya terhadap lingkungannya. Pencemaran juga terjadi apabila ada gangguan terhadap daur suatu zat, yaitu laju produksi suatu zat melebihi laju penggunaan zat, sehingga terjadi pembuangan Soemarwoto, 1992. Odum 1971 mendefinisikan pencemaran apabila terjadi perubahan fisik, kimia dan biologi yang tidak dikehendaki terhadap air, tanah dan udara. Dengan demikian apabila dilihat dari media yang dicemari, maka pencemaran dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu: pencemaran air, tanah dan udara Darmono, 2001; Kristanto, 2004. 2.3. Pencemaran Air 2.3.1. Definisi Pencemaran Air Air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbarui, tetapi air akan dapat dengan mudah terkontaminasi oleh aktivitas manusia. Air banyak digunakan oleh manusia untuk tujuan yang bermacam-macam sehingga dengan mudah dapat tercemar. Menurut tujuan penggunaannya, kriterianya berbeda-beda. Air yang sangat kotor utnuk diminum mungkin cukup bersih untuk mencuci, untuk pembangkit tenaga listrik, untuk pendingin mesin dan sebagainya. Air yang terlalu kotor untuk berenang ternyata cukup baik untuk bersampan maupun memancing ikan dan sebagainya. Pencemaran air dapat merupakan masalah regional maupun lingkungan global, dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan, maka air tersebut sudah tercemar Darmono, 2001. Menurut Peraturan Pemerintah nomor 82 tahun 2001, pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukkannya Anonimous, 2001. Berdasarkan pengertian ini, masalah pencemaran air terkait dengan tiga hal penting, yaitu: 1 unsur yang masuk atau dimasukkan ke dalam air, 2 kualitas dan penurunan kualitas air, serta 3 peruntukkan air. Sedangkan menurut Kristanto 2004, pencemaran air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Harsanto 1995, mengatakan bahwa air dikatakan tercemar jika mengalami hal-hal berikut : a. Air mengandung zat, energi dan atau komonen lain yang dapat merubah fungsi air sesuai peruntukkannya, atau disebut parameter pencemaran. b. Kandungan parameter pencemaran di dalam air telah melampaui batas toleransi tertentu atau disebut baku mutu hingga menimbulkan gangguan terhadap pemanfaatannya. Dengan kata lain air tidak sesuai dengan peruntukkannya.

2.3.2. Pencemaran Air Sungai

Hampir setiap hari sungai di seluruh dunia menerima sejumlah besar aliran sediment baik secara alamiah, buangan industri, buangan limbah rumah tangga, aliran air permukaan, daerah urban dan pertanian. Terkadang sebuah sungai mengalami pencemaran yang berat sehingga air mengandung bahan pencemar yang sangat besar Darmono, 2001; Mahida, 1986. Perairan sungai apabila menerima bahan-bahan asing dari luar dapat menyebabkan berubahnya kualitas air, sehingga hidrobiota yang hidup didalamnya mengalami gangguan, maka sungai tersebut dikatakan tercemar. Tiga penyebab utama tercemarnya suatu badan air Environmental Agency, 1962, yaitu: a. Peningkatan konsumsi atau penggunaan air sehubungan dengan peningkatan ekonomi dan taraf hidup masyarakat, dengan konsekuensi meningkatnya air limbah yang mengandung berbagai senyawa atau materi tertentu. b. Terjadinya pemusatan penduduk dan industri diikuti dengan peningkatan buangan yang tertampung di perairan sehingga daya pemulihan diri perairan itu terlampaui. Akibatnya perairan menjadi tercemar dengan tingkat yang semakin berat. c. Kurangnya atau rendahnya investasi sosial ekonomi budaya untuk memperbaiki lingkungan, seperti investasi untuk system sanitasi dan perlakuan lainnya. Pada sungai yang besar dengan arus air yang deras, sejumlah kecil bahan pencemar akan mengalami pengenceran sehingga tingkat pencemaran menjadi sangat rendah. Hal tersebut menyebabkan konsumsi oksigen terlarut yang diperlukan oleh kehidupan air dan biodegradasi akan cepat diperbarui. Tetapi, proses pengenceran, degradasi dan nondegradasi pada arus sungai yang lambat tidak dapat menghilangkan polusi limbah oleh proses penjernihan alamiah. Hal ini juga mengakibatkan penurunan kadar oksigen terlarut. Proses biodegradari tidak efektif untuk mengurangi degradasi polutan atau nonbiodegradasi polutan dari beberapa bahan kimia DDT, PCB, beberapa bahan isotop radioaktif, dan komponen merkuri, akibatnya kandungan bahan polutan menjadi berlipat ganda dalam jaringan biologi magnifikasi biologi jika bahan tersebut memasuki rantai makan Darmono, 2001. Menurut Manan 1997, masalah kualitas air sungai terutama disebabkan oleh kandungan sedimen dalam air sungai akibat terjadinya erosi pada bagian DAS, terutama dibagian hulu. Di Indonesia banyak sungai yang telah mencapai taraf pencemaran yang merugikan, khususnya sungai-sungai yang alirannya melalui daerah perkotaan daerah padat penduduk dan wilayah perindustrian Saeni, 1989. Penurunan kualitas air terutama disebabkan oleh limbah domestik, limbah industri, kegiatan pertambangan dan limbah pertanian.

2.4. Indikator Pencemaran Air

Sungai dinyatakan tercemar apabila sifat fisik, kimia dan biologinya mengalami perubahan. Menurut Wardhana 2001, indikator atau tanda bahwa air telah tercemar adalah: 1 perubahan suhu air; 2 perubahan pH atau konsentrasi ion hydrogen, 3 perubahan warna, bau dan rasa air; 4 timbulnya endapan, koloid dan bahan terlarut; 5 adanya mikroorganisme; 6 meningkatnya radioktivitas air.

2.4.1. Perubahan Suhu Air

Kegiatan industri adalah proses disertai dengan timbulnya panas reaksi atau panas dari suatu gerakan mesin. Agar proses industri dan mesin-mesin yang menunjang kegiatan tersebut dapat berjalan baik maka panas yang terjadi harus dihilangkan dengan proses pendinginan air. Apabila air yang panas hasil proses pendinginan dibuang ke sungai maka air sungai akan menjadi panas. Hal ini akan mengganggu kehidupan hewan air dan organisme air lainnya, karena kadar oksigen yang terlarut dalam air akan turun bersamaan dengan kenaikan suhu. Kenaikan suhu air menyebabkan menurunnya oksigen terlarut dalam air.

2.4.2. Perubahan pH atau Konsentrasi Ion Hidrogen

Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH kisaran 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 limbah dan bahan buangan kegiatan industri yang dibuang ke sungai akan mengubah pH air yang akhirnya dapat mengganggu kehidupan organisme di dalam air.

2.4.3. Perubahan Warna, Bau dan Rasa Air

Bahan buangan dan air limbah dari kegiatan industri mengandung bahan organik dan anorganik yang dapat larut dalam air, sehingga menyebabkan terjadinya perubahan warna pada air. 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. Bahan buangan industri yang bersifat organik dan air limbah dari kegiatan industri pengolahan bahan makanan seringkali menimbulkan bau yang sangat menyengat hidung. Mikroba di dalam air akan mengubah bahan buangan organik terutama gugus protein, secara degradasi menjadi bahan yang mudah menguap dan berbau. Timbulnya bau akibat proses penguraian bahan organik yang dilakukan oleh mikroba. Bau pada air dapat dipakai sebagai salah satu indikator terjadinya tingkat pencemaran air yang cukup tinggi. Apabila air mempunyai rasa kecuali air laut maka hal itu berarti telah terjadi pelarutan sejenis garam-garaman. Air yang mempunyai rasa biasanya berasal dari garam-garam yang terlarut. Bila hal ini terjadi maka berarti juga telah ada pelarutan ion-ion logam yang dapat mengubah konsentrasi ion hidrogen dalam air.

2.4.4. Timbulnya Endapan, Koloid dan Bahan Terlarut.

Endapan dan koloid serta bahan terlarut berasal dari adanya bahan buangan industri yang berbentuk padat. Bahan buangan industri yang berbentuk padat kalau tidak dapat larut sempurna akan mengendap di dasar sungai dan yang dapat larut sebagian akan menjadi koloid. Endapan sebelum sampai ke dasar sungai akan melayang di dalam air bersama-sama dengan koloid. Endapan dan koloid yang melayang di dalam air akan menghalangi masuknya sinar matahari ke dalam lapisan air. Padahal sinar matahari sangat diperlukan oleh mikroorganisme untuk melakukan proses fotosintesis, akibatnya kehidupan mikroorganisme jadi terganggu.

2.4.5. Mikroorganisme

Mikroorganisme sangat berperan dalam proses degradasi bahan buangan yang berasal dari kegiatan industri yang dibuang ke perairan, baik sungai, danau maupun laut. Bila bahan-bahan pencemar berada dalam jumlah yang banyak berarti mikroorganisme akan ikut berkembang biak. Pada perkembangbiakan mikroorganisme tidak tertutup kemungkinan bahwa mikroba patogen ikut berkembang pula. Pada umumnya industri pengolahan bahan makanan berpotensi untuk menyebabkan berkembangbiaknya mikroorganisme, termasuk mikroba patogen. Parameter mikrobiologi, seperti bakteri Eschericia coli E.coli, termasuk parameter baku mutu air. Keberadaan E.coli dalam perairan menunjukkan bahwa telah terjadi pencemaran akibat tinja manusia. Sebagai salah satu species bakteri Eschericiae, E. coli tergolong enterobacteriaceae, berbentuk batang dengan diameter 0,5 μ dan panjang 1 – 3 μ, serta tumbuh optimal dalam suasana aerob dan anaerob pada suhu 37 o C atau 15 o C – 45 o C dengan pH 7. Dalam saluran pencernaan, E. coli berkembang biak dan mengalami proses alamiah seperti mutasi dari tidak patogen menjadi patogen atau sebaliknya. Salah satu faktor virulensi penting E. coli, berupa Enterotoxigenic E. coli ETEC adalah kemampuan merangsang sel-sel mukosa usus untuk mengekskresikan air dan garam-garam elektrolit secara berlebihan sehingga menyebabkan diare dan dehidrasi Hasutji, 1995.

2.4.6. Meningkatnya Radioaktivitas Air

Aplikasi teknologi nuklir antara lain dapat dijumpai pada bidang kedokteran, farmasi, biologi, pertanian, hidrologi, pertambangan, industri dan lain-lain. Mengingat bahwa zat radiokatif dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis apabila tidak ditangani dengan benar, baik melalui efek langsung maupun efek tertunda, maka tidak dibenarkan dan sangat tidak etis bila ada yang membuang bahan sisa limbah radioaktif, diantaranya adalah Peraturan Pemerintah RI nomor 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, Peraturan Menteri Kesehatan RI nomor 416PerMENKESIX1990 tentang Pengawasan dan Persyaratan Kualitas Air Bersih. 2.5. Sumber dan Komposisi Air Limbah 2.5.1. Sumber Air Limbah Pengertian air limbah wastewater menurut Salvato dalam Sugiarto 1987 adalah kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air tanah, air permukaan serta buangan lainnya. Air limbah berdasarkan sumbernya dapat berasal dari rumah tangga dan industri Metcalf dan Eddy, 1979.

2.5.1.1. Air Limbah Rumah Tangga

Air limbah rumah tangga adalah air yang telah dipergunakan, berasal dari rumah tangga atau pemukiman termasuk didalamnya adalah yang berasal dari kamar mandi, tempat cuci, WC serta tempat memasak dan lain-lain, yang mungkin mengandung mikroorganisme pathogen dalam jumlah kecil serta dapat membahayakan kesehatan manusia Kusnoputranto, 1997. Sedangkan menurut Sugiharto 1987 air limbah rumah tangga berasal dari perumahan, perdagangan, perkantoran, serta daerah fasilitas rekreasi. Hasil penelitian Feachem 1981 dalam Kusnoputranto 1997, tentang kandungan bakteri menunjukkan bahwa air limbah rumah tangga terkontaminasi oleh tinja manusia. Disebutkan bahwa 38 dari streptococcus fecal yang diisolasi adalah enterococcus Streptococcus faecalis, S.faecium dan S.durans. Sebagian besar enterococcus pada air mandi adalah S. faecalis var liquifaciens . Streptococcus bovis merupakan hasil isolasi 22 dari seluruh streptococcus. Komposisi air limbah rumah tangga yang berasal dari pemukiman terdiri dari tinja, air kemih, dan buangan air limbah lain seperti kamar mandi, dapur, cucian yang kurang lebih mengandung 99,9 air dan 0,1 zat padat.

2.5.1.2. Air Limbah Industri Pabrik

Limbah air bersumber dari industri pabrik yang biasanya banyak menggunakan air dalam proses produksinya. Di samping itu ada pula bahan baku yang mengandung air, sehingga dalam proses pengolahannya air tersebut harus dibuang. Air ikutan dalam proses pengolahan kemudian dibuang, misalnya ketika digunakan untuk mencuci suatu bahan sebelum diproses lanjut, pada air tersebut ditambahkan bahan kimia tertentu, kemudian diproses dan setelah itu dibuang. Semua jenis perlakuan ini mengakibatkan adanya air buangan. Pada beberapa jenis industri tertentu, misalnya industri pengolahan kawat seng, besi-baja, sebagian besar air digunakan untuk pendinginan mesin ataupun dapur pengecoran. Air dipompa dari sumbernya, kemudian dilewatkan pada bagian-bagian yang membutuhkan pendinginan, untuk selanjutnya dibuang. Oleh karena itu pada saluran pembuangan pabrik tersebut terlihat air mengalir dalam volume yang cukup besar. Air limbah dari pabrik membawa sejumlah padatan dan partikel, baik yang larut maupun yang mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan ada yang halus. Kerapkali air buangan pabrik berwarna keruh dan bersuhu tinggi. Air limbah yang telah tercemar mempunyai ciri yang dapat diidentifikasikan secara visual dari kekeruhan, warna, rasa, bau yang ditimbulkan dan indikasi lainnya. Sedangkan identifikasi secara laboratorium ditandai dengan perubahan sifat kimia air Kristanto, 2004. Jenis industri yang menghasilkan limbah cair di antaranya adalah industri tapioka, pupl dan rayon, pengolahan crumb rubber, besi dan baja, kertas, minyak goreng, tekstil, elektroplating, plywood, monosodium diutamat dan lain-lain.

2.5.2. Komposisi Air Limbah

Menurut Kodrat 1982, bahan pencemar yang terkandung dalam air limbah sangat dipengaruhi oleh sifat dan jenis sumber penghasil limbah, yang dibedakan menjadi tiga yaitu sifat fisik, kimia dan biologi. Bahan pencemar yang terdapat dalam air limbah dapat berupa bahan terapung, padatan tersuspensi atau padatan terlarut. Selain itu air limbah juga dapat mengandung mikroorganisme seperti virus, bakteri, protozoa dan lain-lain. Komposisi air limbah sangat bervariasi tergantung pada tempat, sumber dan waktu, secara garis besar, zat-zat yang terdapat di dalam air limbah dapat dikelompokkan seperti pada Gambar 2. Gambar 2. Komposisi Air Limbah Tebbutt, 1977

2.6. Limbah Organik

Beribu-ribu bahan organik, baik bahan alami maupun sintetis, masuk ke dalam badan air sebagai hasil dari aktivitas manusia. Penyusun utama bahan organik biasanya berupa polisakarida karbohidrat, polipeptida protein, lemak fats, dan asam nukleat nukleid acid Dugan, 1972 dalam Effendi, 2003. Setiap bahan organik memiliki karakteristik fisik, kimia, dan toksisitas yang berbeda. Namun, pemantauan setiap jenis bahan organik merupakan suatu hal yang sulit dilakukan. Salah satu contoh komposisi dan persentase komponen penyusun limbah bahan organik ditunjukkan pada Tabel 1. Tabel 1. Komposisi Limbah Organik Jenis Bahan Organik Persentase 1. Lemak 2. Protein 3. Abu 4. Asam Amino, kanji starch 5. Lignin 6. Selulosa 7. Hemiselulosa 8. Alkohol 30 25 21 8 6 4 3 3 Sumber : Higgins dan Burns, 1975 dalam Abel 1989. Air Limbah Anorganik 30 Organik 70 Air 99,9 Bahan Padatan 0,1 Protein 65 Karbohidrat 25 Lemak 10 Butiran Garam Metal Secara normal bahan organik tersusun oleh unsur C, H, O, dan dalam beberapa hal mengandung N, S, P, dan Fe. Struktur dan sifat-sifat senyawa organik memiliki kisaran yang sangat luas. Masalah pencemaran bahan organik naik pesat sejak berkembangnya metode sintesis zat-zat organik dan dengan dipergunakannya berbagai zat organik untuk industri, obat-obatan, pertanian, makanan dan lain-lain Saeni, 1989. Senyawa-senyawa organik umumnya tidak stabil dan mudah dioksidasi secara biologis atau kimia menjadi senyawa stabil, antara lain CO 2 , NO 2 , H 2 O. Untuk menyatakan kandungan zat-zat organik dilakukan dengan pengukuran jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk menstabilkan.

2.7. Kualitas Perairan