3. Air tanah
Air tanah ground water berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan kedalam tanah dan
mengalami proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami oleh air hujan tersebut, didalam perjalanannya kebawah tanah, membuat air tanah
menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air permukaan. Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air yang lain. Pertama,
air tanah biasanya terbebas dari kuman penyakitdan tidak perlu mengalami proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu air tanah juga memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah
mengandung zat-zat mineral dalam konsentrai yang tinggi. Konsentrasi yang tinggi dari zat-zat mineral semacam magnesium, kalsium, dan logam berat seperti
besi dapat mengakibatkan kesadahan air. Akibatnya apabila menggunakan air sadah untuk mencuci, sabun tidak akan berbusa dan bila diendapkan akan
terbentuk endapan semacam perak. Selain itu untuk menghisap dan mengalirkan air ke atas permukaan diperlukan pompa Chandra, 2007.
2.5. Pembagian Air Berdasarkan Analisis
Berdasarkan analisis air maka air digolongkan menjadi 3 tiga, yaitu: 1. Air kotorair tercemar
Air yang bercampur dengan satu atau berbagai campuran hasil buangan disebut air kotortercemar.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2. Air bersih Air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, namun bakteriologinya belum
terpenuhi. Air bersih ini diperoleh dari sumur gali, sumur bor, air hujan, air sumber yang dari mata air.
3. Air minum Air minum ialah air yang sudah terpenuhi sifat fisik, kimia, maupun
bakteriologi serta level kontaminasi maksimum LKM. Level kontaminasi maksimum meliputi kekeruhan, kandungan zat kimia organik atau anorganik,
dan jumlah bakteri coliform Gabriel, 2001.
2.6. Karakteristik Air
Air memiliki karakteristik fisika, kimia dan biologis yang sangat mempengaruhi kualitas air tersebut. Oleh sebab itu, pengolahan air mengacu kepada beberapa
parameter guna memperoleh air yang layak digunakan.
2.6.1. Karateristik Fisika Air
Karakter fisik air ialah karakter pada air yang dapat terlihat langsung melalui fisik air tanpa harus melakukan pengamatan yang lebih jauh pada air tersebut.
Karakteristik fisik air meliputi: 1. Kekeruhan
Kekeruhan dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh
bahan buangan industri.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2. Temperatur
Temperatur dalam air merupakan hal penting dalam kaitannya dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk menghilangkan bahan-bahan pencemar.
3. Warna
Air murni tidak berwarna. Warna didalam air diakibatkan oleh adanya material yang larut. Air yang mengalir melewati rawa atau tanah yang
mengandung mineral dimungkinkan untuk mengambil warna material tersebut.
4. Bau dan rasa
Air murni tidak berbau dan berasa. Rasa dalam air biasanya diakibatkan oleh garam-garam terlarut. Bau dan rasa pada air terjadi karena kehadiran
mikroorganisme, bahan mineral, dan bahan-bahan organik Suripin, 2002.
2.6.2. Karakteristik Kimia Air
Karakteristik kimia air meliputi banyaknya senyawa kimia yang terdapat di dalam air, sebagian diantaranya berasal dari alam secara alamiah dan sebagian lagi
sebagai kontribusi aktivitas makhluk hidup. Karakteristik kimia air meliputi: 1.
pH Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air,
dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksik dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi
pH.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2. DO Dissolved Oxigen
DO adalah jumlah oksigen terlarut yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosferudara. Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik.
3. BOD Biological Oxigen Demand
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan-bahan organik zat pencerna yang terdapat di dalam air
secara biologi. 4.
COD Chemical Oxigen Demand COD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-
bahan organik secara kimia. 5.
Kesadahan Kesadahan air yang tinggi akan mempersulit efektifitas pemakaian sabun,
namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian untuk industri air ketel, air pendingin, atau pemanas adanya kesadahan
dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
6. Senyawa-senyawa kimia yang bersifat racun didalam air
Zat-zat kimia yang larut dalam air yang dapat mengganggu bahkan membahayakan bagi kesehatan manusia antara lain :
1. Arsen
Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 0,05 mgl. Dikenal sebagai racun, bersifat karsinogenik dengan melalui kontak
dengan arsen atau melalui makanan food intake
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2. Barium
Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 1,5 mgl. Dikenal sebagai bahan kimia yang bersifat toksis terhadap hati, aliran darah dan
nervous. 3.
Cadmium Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 0,01 mgl.
Sebagai racun yang akut bagi manusia melalui makanan 4.
Chromium Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 0,05 mgl.
Bersifat karsinogenik pada pernafasan. Bersifat kumulatif dalam daging tikus pada kadar mgl.
5. Lead timah hitam
Kadar maksimum yang diperbolehkan dalam air 0,05 mgl. Dikenal sebagai racun melalui makanan, air, udara dan menghisap rokok.
6. Merkuri
Kadar maksimum yang diperbolehkan dalam air 0,002 mgl. Dikenal sebagai racun pada pekerja dan ikan. Terdapat didalam air kurang dari 1
mgl. Terdapat di makanan 10-70. 7.
Nitrat Kadar maksimum yang diperbolehkan dalam air minum 10 mgl. Air
sumur dengan kandungan 15-250 mgl menyebabkan methemogloinemia pada bayi karena disebabkan susu yang dicampur dengan air tersebut.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
8. Selenium
Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air minum 0,01 mgl. Dikenal sebagai racun yang behubungan dengan pekerjaan. Dan
menyebabkan keracunan pada anak bila lebih dari 3-4 mgkg makanan masuk.
9. Silver perak
Kadar maksimum yang masih diperbolehkan dalam air minum 0,05 mgl menyebabkan penyakit argria, warna kulit yang kelabu kebiru-biruan.
10. Sulfat
Konsentrasi maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 250 mgl. Menyebabkan laxative apabila kadarnya berupa maksimum dan sodium.
11. Besi
Konsentrasi maksimum yang masih diperbolehkan dalam air 0,3 mgl. Besi berguna untuk metabolisme. Nilai ambang rasa 2 mgl,
menimbulkan warna, menyebabkan timbulnya koloidal yang berwarna dalam air.
12. Tembaga
Konsentrasi yang masih diperbolehkan dalam air 1 mgl. Penting untuk metabolisme. Menyebabkan air mempunyai rasa tertentu. Nilai ambang
rasa 1-5 mgl. 13.
Chlorida Konsentrasi maksimum yang diperbolehkan dalam air 250 mgl. Kadar
yang berlebihan menyebabkan air asin rasanya. Rasa asin akan bertambah akibat adanya limbah yang mencemari air.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
14. Fluor
Kekurangan fluor di dala air dapat menyebabkan karies gigi, dan kelebihan fluor menyebabkan penyakit fluoresis. Kadar di dalam air
minum 1-2 mgl Sutrisno, 2004.
2.6.3. Karakteristik Biologis Air
Berbagai macam organisme hidup dalam air lebih banyak ditemukan pada air permukaan daripada air tanah, karena proses penyaringan oleh lapisan tanah.
Jenis-jenis organisme yang terdapat dalam air meliputi organisme mikroskopik dan makroskopik.
Organisme mikroskopik seperti bakteri dan coliform dapat ditemukan dalam air. Bakteri yang hidup di perairan umumnya uniseluler, tidak memiliki
klorofil, berkembangbiak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner, sebagian besar ± 80 berbentuk batang. Secara umum hidupnya saprofitik pada
sisa buangan hewan atau tanaman yang sudah mati, ada juga yang bersifat parasitik pada hewan dan manusia sehingga dapat menyebabkan penyakit.
Coliform tidak termasuk dalam taksonomi bakteri namun hanya istilah untuk menyebutkan kelompok mikroorganisme yang berada di air. Pada keadaan
normal, coliform terdapat di air dalam jumlah standar dan dapat diukur, namun bila terjadi pencemaran air, jumlah coliform akan menjadi sangat banyak dan
dapat melebihi jumlah bakteri patogen lain. Oleh karena itu, coliform dapat digunakan sebagai indikator pencemaran air. Coliform memproduksi bermacam-
macam racun seperti indol dan skatol yang dapat menimbulkan penyakit bila jumlahnya berlebih dalam tubuh.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan no. 492MENKESPER2010, coliform tidak boleh terdapat di dalam air minum. Organisme mikroskopik
lainnya seperti; jamur, alga, dan virus juga terdapat di dalam air. Jamur adalah tanaman yang dapat tumbuh tanpa sinar matahari dan pada waktu tertentu dapat
merajalela pada pipa-pipa air, sehingga menimbulkan rasa dan bau yang tidak enak. Sementara alga adalah tumbuhan kecil yang hidup di air yang jika dalam
jumlah yang besar dapat mempengaruhi rasa, warna, dan bau pada air. Pertumbuhan alga yang berlebihan dapat dikontrol dengan penambahan tembaga
sulfat. Dan virus adalah mikrooganisme penyebab infeksi dan ukurannya lebih kecil dari bakteri. Virus dalam air biasanya dikendalikan dengan klorinasi
dikombinasikan dengan proses penonaktifan virus Suripin, 2002.
2.7. Pencemaran Air
Pencemaran air didefinisikan sebagai perubahan langsung maupun tidak langsung terhadap keadaan air dari keadaan yang normal menjadi keadaan air yang
berbahaya atau yang berpotensi menyebabkan penyakit atau gangguan bagi kehidupan mahluk hidup. Perubahan langsung dan tidak langsung ini dapat berupa
perubahan fisik, kimia,. termal dan biologi. Air alamiah yang terdapat pada permukaan bumi sangat sulit ditemukan dalam keadaan murni, semuanya
mengandung bahan mineral tertentu dalam konsentrasi yang bervariasi. Namun air tersebut tidak dikatakan langsung sebagai air tercemar. Kehadiran bahan
pencemar didalam air dalam jumlah yang tidak normal mengakibatkan air dinyatakan sebagai air yang terpolusi Situmorang, 2007.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
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 dengan air hujan, maka air tersebut sudah tercemar. Beberapa jenis bahan kimia untuk
pupuk dan pestisida pada lahan pertanian akan terbawa oleh air dan akan mencemari lokasi bersangkutan. Dengan demikian banyak sekali penyebab
terjadinya pencemaran air ini Darmono, 2001.
2.7.1. Indikator Pencemar Air
Situmorang 2007 mengemukakan beberapa indikator terhadap pencemaran air dapat diamati dengan melihat perubahan keadaan air yang meliputi :
1. Perubahan suhu air
Apabila suhu air meningkat maka kelarutan oksigen didalam air juga akan menurun, akhirnya akan mempengaruhi kehidupan air karena berkurangnya
kadar oksigen yan dibutuhkan oleh mahluk hidup didalam air. Pengaruh kenaikan suhu ini terhadap kehidupan air dapat dilihat pada kehidupan ikan
sebagai contoh. Apabila suhu didalam air meningkat, maka suhu tubuh ikan juga akan naik dan mengakibatkan peningkatan laju metabolisme ikan.
Apabila pada peningkatan suhu ini akan menyebabkan penurunan kadar oksigen, maka daya tahan ikan akan melampaui daya dukung tubuhnya untuk
bertahan hidup dan akhirnya akan mengakibatkan kematian terhadap ikan. 2.
Perubahan tingkat keasaman, basa dan salinitas air
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Air dalam keadaan normal memiliki pH 6,0-7,5. Tingkat keasaman air dapat berubah disebabkan oleh hadirnya senyawa kimia buangan ke dalam air.
Mahluk hidup harus beradaptasi terhadap kadar keasaman, tingkat basa dan kadar salinitas. Kemudian meningkatnya kadar basa di dalam air biasanya
tidak berasal dari aktivitas manusia secara langsung, akan tetapi berasal dari pelapukan bahan mineral didalam tanah. Lalu salinitas air juga dapat
meningkat yang disebabkan oleh penambhan pupuk kedalam air pertanian, kemudian dengan adanya musim kemarau akan meyebabkan kadar garam di
dalam air menjadi meningkat karena proses perubahan konsentrasi. 3.
Perubahan warna, bau dan rasa pada air Air bersih dalam keadaan normal tidak berwarna, tidak berbau dan tidak
berasa. Masuknya limbah kedalam air akan mengakibatkan perubahan warna, bau dan rasa pada air.
4. Terbentuknya endapan dan koloid
Terbentuknya endapan dan koloid dari bahan terlarut juga merupakan indikator pencemaran air. Bahan buangan dari industri bila tidak melarut
sempurna didalam air maka akan mengakibatkan terbentuknya koloid dan ada pula membentuk endapan pada dasar air setelah didiamkan beberapa saat.
5. Mikroorganisme dalam air
Mikroorganisme dapat digunakan sebagai indikator tingkat pencemaran lingkungan. Kehadiran mikroorganisme seperti bakteri patogen sangat
berbahaya bagi kesehatan karena dapat menimbulkan penyakit.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
2.8. Proses Pengolahan Air
Dalam proses pengolahan air ini lazimnya dikenal dengan dua cara yakni : 1.
Pengolahan Lengkap atau Complete Treatment Process, yaitu air yang akan mengalami pengolahan lengkap, baik secara fisik, kimia dan bakteriologis.
a. Pengolahan Fisik, yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk
mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan pasir, serta mengurangi kadar zat-zat organik yang ada didalam
air. b.
Pengolahan kimia, yaitu suatu tingkat pengolahan dengan menggunakan zat- zat kimia membantu proses pengolahan selanjutnya. Misalnya dengan
pembubuhan kapur dalam proses pelunakan dan sebagainya. c.
Pengolahan bakteriologis, yaitu suatu tingkat pengolahan untuk membunuh atau memusnahkan bakteri-bakteri yang terkandung didalam air dengan cara
membubuhkan kaporit zat desinfektan. 2.
Pengolahan sebagian atau Partial Treatment Process Misalnya dengan diadakan pengolahan kimia atau pengolahan bakteriologis saja.
Pengolahan ini pada lazimnya dilakukan untuk: Mata air bersih dan air dari sumur yang dalam Sutrisno, 2004.
2.9. Ammonia
Ammonium dan ammonia yang merupakan produk penguraian protein yang sudah dibahas sebelumnya masuk kedalam badan sungai terutama melalui limbah
domestik. Konsentrasinya didalam sungai akan semakin berkurang bila semakin jauh dari titik pembuangan yang disebabkan adanya aktifitas mikroorganisme
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
didalam air. Mikroorganisme tersebut akan mengoksidasi ammonium menjadi nitrit dan akhirnya menjadi nitrat.
Proses oksidasi ammonium menjadi nitrit dilakukan oleh jenis-jenis bakteri seperti Nitrosomonas
NH
4
+ O
2 Nitrosomonas
NO
2
+ 2H
2
Gambar 2.3. Reaksi Nitrifikasi Menjadi Nitrit O
Selanjutnya nitrit oleh aktivitas bakteri dari kelompok nitrobacter akan dioksidasi lebih lanjut menjadi nitrat
2NO
2
+ O
2 Nitrobacter
2NO Gambar 2.4. Reaksi Nitrifikasi Menjadi Nitrat
3
Jenie, 1993 Terdapatnya ammonia didalam air erat hubungannya dengan siklus N di
alam ini. Dengan melihat siklus N dapat diketahui bahwa ammonis dapat terbentuk dari :
d. Dekomposisi bahan-bahan organik yang mengandung N baik yang berasal
dari hewan misalnya feses oleh bakteri e.
Hidrolisa urea yang terdapat pada urin hewan f.
Dekomposisi bahan-bahan organik dari tumbuh-tumbuhan yang mati oleh bakteri.
g. Dari N
2
atmosfir, melalui pengubahan menjadi N
2
O
5
oleh loncatan listrik di udara, menjadi HNO
3
karena persatuannya dengan air dan selanjutnya jatuh
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ditanah oleh hujan. Dengan melalui pembentukannya menjadi protein organik yang terjadi selanjutnya, dan oleh dekomposisi bakteri akhirnya akan terbentuk
ammonia. h.
Dari reduksi NO
2
Sutrisno, 2004 oleh bakteri
Ammonia NH
3
N organik + O dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion
ammonium adalah bentuk transisi dari ammonia. Ammonia banyak digunakan dalam proses produksi urea. Industri bahan kimia asam nitrat, ammonium sulfat,
ammonium nitrat dan ammonium sulfat serta industri bubur kertas dan kertas pulp dan paper. Sumber ammonia diperairan adalah pemecahan nitrogen
organik protein dan urea dan nitrogen anorganik yang terdapat didalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organik tumbuhan dan biota
akuatik yang telah mati oleh mikroba dan jamur. Proses ini dikenal dengan istilah amonifikasi, ditunjukkan dalam persamaan reaksi :
2
→ NH
3
-N + O
2
→ NO
2
-N + O
2
Gambar 2.5. Reaksi Amonifikasi → NO3-N
Reduksi nitrat denitrifikasi oleh aktivitas mikroba pada kondisi anaerob, yang merupakan proses yang biasa terjadi pada pengolahan limbah, juga
menghasilkan gas ammonia dan gas-gas lain, misalnya N
2
O, NO, NO
2
dan N
2
. Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme
juga banyak mengeluarkan ammonia. Sumber ammonia yang lain adalah reduksi gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri dan
domestik. Ammonia yang terdapat dalam mineral masuk kebadan air melalui erosi tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal ammonia berada dalam
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan gas amonium. Kesetimbangan antara gas ammonia dan gas ammonium ditunjukkan dalam persamaan reaksi :
NH
3
+ H
2
O → NH
4 +
+ OH
-
Gambar 2.6. Reaksi Kesetimbangan Ammonia dan Ammonium Selain terdapat dalam bentuk gas, ammonia membentuk kompleks dengan
beberapa ion logam. Ammonia juga dapat terserap ke dalam bahan-bahan tersuspensi dan koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Ammonia di
perairan dapat menghilang melalui proses volatilisasi karena tekanan parsial ammonia dalam larutan meningkat dengan semakin meningkatnya pH. Hilangnya
ammonia ke atmosfer juga dapat meningkat dengan meningkatnya kecepatan angin dan suhu.
Ammonia yang terukur di perairan berupa amonia total NH
3
dan NH
4 +
Ammonia bebas NH .
Ammonia bebas tidak dapat terionisasi, sedangkan ammonium dapat terionisasi. Presentase ammonia bebas meningkat dengan meningkatnya pH di perairan. Pada
pH 7 atau kurang, sebagian ammonia akan mengalami ionisasi. Sebaliknya, pada pH lebih besar dari 7, ammonia tidak terionisasi yang bersifat toksik terdapat
dalam jumlah yang banyak.
3
yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap organisme akuatik. Toksisitas ammonia terhadap organisme akuatik akan
meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, pH dan suhu. Avertebrata air lebih toleran terhadap toksisitas ammonia daripada ikan.ikan tidak dapat
bertoleransi terhadap kadar ammonia bebas yang telalu tinggi karena dapat
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya akan mengakibatkan sufokasi. Akan tetapi, ammonia bebas ini tidak dapat diukur
secara langsung Effendi, 2003. Kosnsentrasi ammonia yang tinggi pada permukaan air akan menyebabkan
kematian ikan yang terdapat pada perairan tersebut. Keasaman air atau nilai pH nya sangat mempengaruhi apakah jumlah ammonia yang akan bersifat racun atau
tidak. Pengaruh pH terhadap toksisitas ammonia ditunjukkan dengan keadaan pada kondisi pH rendah akan bersifat racun bila jumlah ammonia banyak,
sedangkan pada pH tinggi, hanya dengan jumlah ammonia yang rendah pun sudah akan bersifat racun. Toksisitas ammonia juga tergantung dari jumlah ammonia
yang masuk dalam sel tumbuhan dan hewan Jenie, 1993.
2.10. Metode Penentuan Ammonia 2.10.1. Metode Penentuan Ammonia Dengan Titrasi
