2. Litologi yaitu jenis tanah dan batuan dimana air akan melarutkan unsur-unsur
padat dalam batuan tersebut. 3.
Waktu yaitu semakin lama air tanah itu tinggal di suatu tempat akan semakin banyak unsur terlarut.
4. Aktivitas manusia yaitu kepadatan penduduk berpengaruh negatif terhadap
air tanah apabila kegiatannya tidak memperhatikan lingkungan seperti membuang sampah sembarangan dan kotoran manusia Suparmin, 2000.
2.5. Kualitas Air
Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air
menurut peruntukannya adalah sebagai berikut: 1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung,
tanpa pengolahan terlebih dahulu. 2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan
4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air Effendi, 2003.
Peraturan tentang kualitas air yang lain adalah Permenkes RI Nomor 416 tahun 1990 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air bersih dan Permenkes
RI Nomor 492 tentang persyaratan kualitas air minum. Standard kualitas air bersih dapat diartikan sebagai ketentuan-ketentuan berdasarkan Permenkes RI No.
416MENKESPERIX1990. Peraturan tersebut dalam bentuk pernyataan atau angka
Universitas Sumatera Utara
yang menunjukkan persyaratan–persyaratan yang harus dipenuhi agar air tersebut tidak menimbulkan gangguan kesehatan, penyakit, gangguan teknis, serta gangguan
dalam segi estetika. Peraturan ini dibuat dengan maksud bahwa air yang memenuhi syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam rangka pemeliharaan,
perlindungan serta mempertinggi derajat kesehatan masyarakat. Dengan peraturan ini telah diperoleh landasan hukum dan landasan teknis dalam hal pengawasan kualitas
air bersih.
2.6. Persyaratan Kualitas Air
Persyaratan kualitas air wajib dipenuhi dalam penggunaan air untuk kebutuhan hidup manusia. Air yang baik dan aman bagi kesehatan adalah apabila
memenuhi syarat fisika, kimia, mikrobiologi dan radioaktif.
2.6.1. Persyaratan Fisik
Menurut Kusnaedi 2010, persyaratan fisik air yaitu: 1.
Tidak berwarna Air yang berwarna berarti air tersebut telah mengandung bahan-bahan
berbahaya yang dapat mengganggu kesehatan jika dikonsumsi. 2.
Temperaturnya normal Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara 20-
26 C. Menurut Permenkes RI No 416 tahun 1990, temperatur air yang baik
adalah suhu udara ± 3 C.
3. Rasanya tawar
Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin menunjukkan bahwa kualitas air tersebut tidak baik.
Universitas Sumatera Utara
4. Tidak berbau
Air yang baik adalah air yang apabila dicium tidak menimbulkan bau baik dicium pada jarak dekat maupun jauh.
5. Jernih atau tidak keruh
Air yang keruh disebabkan oleh adanya koloid-koloid dari bahan tanah liat yang terkandung di dalam air tersebut. Semakin banyak kandungan koloid
maka air tersebut akan semakin keruh. Menurut Permenkes RI Nomor 416 tahun 1990, kekeruhan yang diperbolehkan di dalam air bersih adalah 25
NTU. 6.
Tidak mengandung zat padatan Air minum yang baik tidak diperbolehkan mengandung padatan, meskipun air
tersebut jernih namun jika mengandung padatan yang terapung maka air tersebut tidak baik digunakan sebagai air minum. Total zat padatan terlarut
TDS yang diperbolehkan di dalam air minum adalah 500 mgl menurut Permenkes RI Nomor 492 tahun 2010.
2.6.2. Persyaratan Kimia
Menurut Slamet 2000, air yang baik adalah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat-zat kimia yang berbahaya bagi kesehatan antara lain Air Raksa
Hg, Aluminium Al, Arsen As, Barium Ba, Besi Fe, Flourida F, Kalsium Ca, Derajat keasaman pH dan zat-zat kimia lainnya. Air yang digunakan untuk
memenuhi kebutuhan sehari-hari sebaiknya tidak mengandung zat-zat kimia tersebut dalam konsentrasi yang melebihi seperti yang tercantum dalam PerMenKes RI
Nomor: 492MenkesperIV2010. Jika hal ini yang terjadi maka dapat menyebabkan
Universitas Sumatera Utara
gangguan kesehatan jika tetap digunakan. Contohnya Besi Fe, keberadaannya di dalam tubuh memang diperlukan namun dalam konsentrasi yang rendah. Jika di
dalam air bersih, konsentrasi Besi Fe yang diperbolehkan ada yaitu hanya dalam konsentrasi 1,0 mglt saja dan untuk air minum yaitu 0,3 mgl.
Menurut Permenkes RI Nomor 416 tahun 1990, untuk syarat kimia air yaitu kandungan besi Fe dan mangan Mn yang masih diperbolehkan ada dalam air
bersih adalah Fe 01,0 mgl dan Mn 0,5 mgl.
2.6.3. Persyaratan Mikrobiologi
Syarat biologi yang harus dipenuhi di dalam air yang digunakan untuk kebutuhan domestik adalah tidak boleh mengandung mikroorganisme yang berbahaya
bagi kesehatan. Mikroorganisme tersebut seperti bakteri total coliform. Menurut Permenkes RI No. 416 Tahun 1990, total coliform yang diperbolehkan dalam air
perpipaan adalah 10 per 100 ml air sedangkan untuk non perpipaan adalah 50 per 100 ml air.
2.6.4. Persyaratan Radioaktif
Adanya zat radioaktif di lingkungan tentu saja sangat membahayakan. Hal ini disebabkan zat radioaktif ini bersifat sangat reaktif karena mengandung radiasi yang
tinggi. Di dalam air, zat radioaktif ini biasanya ada akibat bahan radioaktif dibuang langsung ke lingkungan air. Zat radioaktif dapat menimbulkan kerusakan pada sel
yang terpapar dan kerusakan ini berupa kematian serta perubahan komposisi genetik. Perubahan genetik dapat menimbulkan penyakit seperti kanker dan mutasi Mulia,
2005.
Universitas Sumatera Utara
2.7. Air Bersih
Air Bersih yang baik yaitu harus memenuhi syarat kesehatan seperti dijelaskan di atas.
2.7.1. Pengertian Air Bersih
Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 416 Tahun 1990, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi
syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak.
2.8. Teknologi Penurunan Kandungan Besi Fe dan Mangan Mn dalam Air
Menurut Said, N.S dan Wahjono, H.D 1999, beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menurunkan kadar besi Fe dan mangan Mn dalam air adalah:
1. Oksidasi
Cara oksidasi ini dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu a.
Oksidasi dengan udara aerasi Fe dan Mn dapat dihilangkan dari dalam air dengan melakukan oksidasi
yaitu Fe menjadi FeOH
3
dan Mn menjadi Mn
2
O
3
yang tidak larut dalam air, kemudian diikuti dengan pengendapan dan penyaringan. Proses oksidasi
dilakukan dengan menggunakan udara biasa disebut aerasi yaitu dengan cara memasukkan udara dalam air.
b. Oksidasi dengan khlorine khlorinasi
Khlorine, Cl
2
dan ion hipoklorit OCl
-
adalah bahan oksidator yang kuat, sehingga meskipun pada pH rendah dan oksigen terlarut sedikit dapat
mengoksidasi dengan cepat. Untuk melakukan khlorinasi, khlorin dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur
Universitas Sumatera Utara
melalui orifice flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk mengoksidasi atau
menghilangkan besi dan mangan relatif sangat mudah karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.
c. Oksidasi dengan kalium permanganat
Dalam proses oksidasi Fe dan Mn dengan kalium permanganat, kebutuhan akan kalium permanganat cukup sedikit. Selanjutnya dalam proses akan
terbentuk mangan dioksida yang berlebihan. Mangan dioksida ini berfungsi sebagai oksidator yang dapat mengoksidasi Fe dan Mn dalam air tersebut.
2. Pertukaran ion
Penurunan besi dan mangan dengan cara pertukaran ion yaitu dengan cara mengalirkan air baku yang mengandung Fe dan Mn melalui suatu media
pertukaran ion. Sehingga Fe dan Mn akan bereaksi dengan media penukar ionnya. Sebagai media penukar ion yang sering dipakai zeolit alami yang
merupakan senyawa hydrous silikat aluminium dengan kalsium dan natrium. Selain bahan penukar ion alami ada juga penukar ion tiruan resin sintetis
yang mempunyai sifat-sifat yang lebih khusus. Ditinjau dari siklus penukar ionnya, ada dua tipe yaitu: penukar ion dengan siklus Na yang regenerasinya
dengan memakai larutan NaCl, dan penukar ion dengan siklus H yang regenerasinya dengan menggunakan larutan HCl.
3. Filtrasi kontak
Ada dua cara yang banyak dipakai, yaitu: a.
Filtrasi dengan media filter yang mengandung MnO
2
Universitas Sumatera Utara
Air baku yang mengandung Fe dan Mn dialirkan ke suatu filter yang medianya mengandung MnO
2
.
n
H
2
O. Selama mengalir melalui media tersebut Fe dan Mn yang terdapat dalam air baku akan teroksidasi menjadi
bentuk FeOH
3
dan Mn
2
O
3
oksigen terlarut dalam air, dengan oksigen sebagai oksidator.
b. Dengan mangan zeolit
Air baku yang mengandung Fe dan Mn dialirkan melalui suatu filter bed yang media filternya terdiri dari mangan-zeolit K
2
Z.MnO.Mn
2
O
7
. Mangan zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan
besi dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri- oksida dan mangandioksida yang tak larut dalam air.
4. Soda lime
Proses ini merupakan gabungan antara proses pemberian zat alkali untuk menaikkan pH dengan proses aerasi. Dengan menaikkan pH air baku sampai
harga tertentu maka reaksi oksidasi besi dan mangan dengan cara aerasi dapat berjalan lebih cepat. Zat alkali yang sering dipakai yaitu CaO atau larutan
kapur [CaOH
2
] dan soda api [NaOH] atau campuran antara keduanya. Cara penambahan zat alkali yakni sebelum proses aerasi. Untuk oksidasi besi,
sangat efektif pada pH 8-9, sedang untuk oksidasi mangan baru efektif pada pH 10. Oleh karena pH air baku menjadi tinggi, maka setelah Fe dan Mn nya
dipisahkan, air olahan harus dinetralkan kembali.
Universitas Sumatera Utara
5. Bakteri besi
Pada saringan pasir lambat, pada saat operasi dengan kecepatan 10-30 meterhari, setelah operasi berjalan 7-10 hari, maka pada permukaan atau
dalam media filternya akan tumbuh dan berkembang biak bakteri besi yang dapat mengoksidasi besi atau mangan yang ada dalam air. Bakteri besi
mendapatkan energi aktivasi yang dihasilkan oleh reaksi oksida besi ataupun oksida mangan, untuk proses perkembangbiakannya. Dengan didapatkannya
energi tersebut maka jumlah sel bakteri juga akan bertambah. Dengan bertambahnya jumlah sel bakteri besi tersebut, maka kemampuan
mengoksidasi-nyapun menjadi bertambah pula. Sedangkan besi yang telah teroksidasi akan tersaringtertinggal dalam filter. Yang termasuk dalam grup
Bakteri besi yang banyak dijumpai yaitu: Crenothrix yang dapat menghilangkan besi maupun Mangan.
6. Filtrasi dua tahap
Cara ini sebetulnya untuk menghilangkan meniadakan proses koagulasi dan sedimentasi yaitu dengan cara melakukan penyaringan 2 dua tahap
dengan saringan pasir cepat. Setelah proses aerasi, maka senyawa besi dalam bentuk FeOH
3
larut dalam air dialirkan ke dalam saringan pasir cepat secara bertahap. Cara ini dapat menghemat biaya operasi untuk koagulasi dan
pengendapan tetapi beban saringan pertama akan cukup besar. 7.
Koagulasi Proses penurunan kadar besi dan mangan dengan cara koagulasi dapat
dilakukan dengan dua cara, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
a. Koagulasi dengan penambahan bahan koagulan
Besi dan mangan banyak terdapat dalam air tanah dan umumnya berada dalam bentuk senyawa valensi 2 atau dalam bentuk ion Fe
2+
dan Mn
2+
. Lain halnya jika besi dan mangan tersebut berada dalam air dalam bentuk
senyawa organik dan koloid, misalnya bersenyawa dengan zat warna organik atau asam humus humic acid, maka keadaan yang demikian
susah dihilangkan baik dengan cara aerasi, penambahan khlorine maupun dengan penambahan kalium permanganat. Adanya partikel-partikel halus
FeOH
3
.nH
2
O air juga sukar mengendap dan menyebabkan air menjadi keruh. Untuk menghilangkan zat besi dan mangan seperti pada kasus
tersebut, perlu dilakukan koagulasi dengan membubuhkan bahan koagulan, misalnya aluminium sulfat, Al
2
SO
4
.nH
2
O dalam air yang mengandung koloid. Dengan pembubuhan koagulan tersebut, koloid
dalam air menjadi bergabung dan membentuk gumpalan flock kemudian mengendap. Setelah koloid senyawa besi dan mangan mengendap,
kemudian air disaring dengan saringan pasir cepat atau saringan pasir lambat.
b. Koagulasi dengan cara elektrolitik
Ke dalam air baku dimasukkan elektroda dari lempengan logam aluminium Al yang dialiri dengan listrik arus searah. Dengan adanya
arus listrik tersebut, maka elektroda logam Al tersebut sedikit demi sedikit akan larut ke dalam air membentuk ion Al
3+
, yang oleh reaksi hidrolisa air akan membentuk AlOH
3
merupakan koagulan yang sangat efektif.
Universitas Sumatera Utara
Dengan terbentuknya AlOH
3
.nH
2
O dan besi organik serta partikel- pertikel koloid lain yang bermuatan negatif akan tertarik oleh ion Al
3+
sehingga menggumpal menjadi partikel yang besar, mengendap dan dapat dipisahkan. Cara ini sangat efektif, tetapi makin besar skalanya maka
kebutuhan listriknya makin besar pula. 8.
Cara lain Khususnya untuk menghilangkan besi yang ada dalam air ada cara lain
yang dapat digunakan yaitu dengan Oksidasi Kontak Contact Oxydation. Air baku dialirkan melalui saringan pasir atau media lainnya yang permukaannya
terlapisi oleh zat oksiferrihidroksida FeOOH. Pada saat melalui media tersebut Fe
2+
dengan waktu yang sangat singkat akan teroksidasi menjadi Fe
3+
dengan zatoksigen yang terlarut DO sebagai oksidator. Tetapi jika kandugnan oksigen yang terlarut dalam air baku kecil
misalnya air tanah, maka air bakunya harus dikontakkan dengan udara dengan cara kontak biasa atau menggunakan peralatan tertentu untuk suplai oksigen.
Mekanisme reaksi penghilangan besi dengan oksidasi kontak adalah merupakan reaksi auto-katalitik dengan oksiferrihidroksida FeOOH sebagai
katalis, yang banyak terdapat pada bijih limonite. Jika dibandingkan dengan cara-cara yang lain, penghilangan besi dengan cara ini mempunyai
karakteristik yang sangat berbeda. Cara oksidasi kontak ini mempunyai keuntungan:
1.
Tanpa proses koagulasi dan pengendapan.
2.
Kecepatan filtrasi besar.
Universitas Sumatera Utara
3.
Waktu pakai media filter penyaringan katalis lama.
4.
Tanpa proses regenerasi.
2.9. Koagulasi dan Flokulasi 2.9.1. Koagulasi
