Analisa Kandungan Seng (Zn) dan Kromium (Cr) Didalam Air Baku Dan Air Reservoir PDAM Tirtanadi Pengolahan Air Sunggal Dengan Metode Kolorimetri
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Sebuah molekul air terdiri dari sebuah atom oksigen yang berikatan kovalen
dengan dua atom hidrogen. Hidrogen dan oksigen mempunyai daya padu yang
sangat besar antara keduanya (Winarno, 1991). Air merupakan salah satu senyawa
kimia yang terdapat di alam secara berlimpah (Angel dan Wolseley, 1992). Air
merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air,
atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya (30%) berupa
daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair sebanyak 15%
dari atmosfer (Gabriel, 2001).
Di dalam tubuh manusia, air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat
yang diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Oksigen juga perlu dilarutkan sebelum dapat memasuki pembuluh-pembuluh
darah. Zat makanan hanya dapat diserap apabila dapat larut di dalam cairan. Air
ikut mempertahankan suhu tubuh dengan cara penguapan keringat pada tubuh
manusia. Transportasi zat-zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk
larutan dengan pelarut air (Mulia, 2005).
Air sangat penting bagi kehidupan manusia dan fungsinya tidak dapat
diganti dengan senyawa lain. Selain dengan fungsinya, air digunakan untuk
berbagai keperluan seperti : untuk minum, keperluan rumah tangga, keperluan
Universitas Sumatera Utara
industri, pertanian, pembangkit tenaga listrik, dan air untuk transportasi baik di
sungai maupun laut (Wardhana, 2001).
Untuk kelangsungan hidup, air harus tersedia dalam jumlah yang cukup
dan memiliki kualitas baik. Air minum merupakan salah satu kebutuhan manusia
yang sangat penting (Sunarya, .2001). Bila badan manusia hidup dianalisis
komposisi kimianya, maka akan diketahui bahwa kandungan airnya rata-rata 65%
atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2,5 liter harus diganti
dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti tersebut
1,5 liter berasal dari air minum dari sekitar 1,0 liter berasal dari bahan makanan
yang dikonsumsi (Winarno, 1992).
Jika ditinjau dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia
hanya 0,003% dari seluruh yang ada (Effendi, 2003). Air secara alamiah tidak
pernah dijumpai dalam keadaan murni, tetapi selalu ada senyawa atau mineral
atau unsur lain yang terdapat didalamnya. Ketika air mengembun di udara dan
jatuh dipermukaan bumi, air tersebut telah menyerap debu atau melarutkan
oksigen, karbondioksida dan berbagai jenis gas yang lainnya (Achmad, 2004).
Kesulitan untuk mendapatkan air bersih merupakan salah satu masalah yang
perlu mendapat perhatian yang seksama karena dengan penyediaan air bersih,
maka penyebaran penyakit dapat dikurangi seminimal mungkin. Supaya air yang
masuk kedalam tubuh manusia baik berupa makanan dan minuman tidak menjadi
pembawa penyakit (Mangku, 1997).
Universitas Sumatera Utara
2.1.1. Sifat Fisika dan Kimia Air
2.1.1.1. Sifat Fisika
Air memiliki titik beku 00C, pada saat air membeku maka massa jenis es
(00C) 0,92 g/cm3, pada saat berbentuk cair massa jenis air (00C) 1,00 g/cm3,
panas lebur 80 kal/g, titik didih 1000C, panas penguapan 540 kal/g, temperatur
kritis 3470C, tekanan kritis 217 Atm (Gabriel, 2001).
Menurut Moss & Tebbut (1993 ; 1992) pada kisaran suhu yang sesuai bagi
kehidupan, yakni 00C (320F) 1000C, air berwujud cair. Suhu 00C merupakan
titik beku (freezing point) dan suhu 1000C merupakan titik didih (boiling point)
air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat di dalam jaringan tubuh makhluk hidup
maupun air yang terdapat di laut, sungai, danau, dan badan air yang lain akan
berada dalam bentuk gas atau, sehingga tidak akan terdapat kehidupan di muka
bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian sel makhluk hidup adalah air.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpanan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi
panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencegah
terjadinya stres pada makhluk hidup karena adanya perubahan suhu yang
mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makhluk hidup. Sifat ini
juga menyebabkan air sangat baik dan cocok digunakan sebagai pendingin es
(Moss & Tebbut,1993 ; 1992).
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan
(evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan
energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air ini
Universitas Sumatera Utara
menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi yang besar. Pelepasan energi ini
merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat.
Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya
penyebaran panas secara baik di bumi (Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Tegangan permukaan yang
tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik.
Tegangan permukaan yang tinggi dalam pipa kapiler (pipa dengan lubang yang
kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik, air dapat
membawa nutrien dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan. Adanya tegangan
permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta,
dapat merayap di permukaan air (Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku.
Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai densitas
(massa/volume) yang lebih rendah daripada air. Sifat ini mengakibatkan danaudanau di daerah yang beriklim dingin hanya membeku pada bagian permukaan
sehingga kehidupan organisme tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat
mengakibatkan pecahnya pipa air pada saat air di dalam pipa membeku. Densitas
(berat jenis) air maksimum sebesar 1g/cm3 terjadi pada suhu 3,950C. Pada suhu
lebih besar maupun lebih kecil dari 3,950C, densitas air juga lebih kecil dari satu
(Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Universitas Sumatera Utara
2.1.1.2 Sifat Kimia
Sifat kimia baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung
mineral (Gabriel, 2001). Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi
kehidupan makhluk di bumi (Achmad, 2004). Sifat-sifat kimia yang lain yaitu :
1. Air dapat terurai oleh pengaruh arus listrik dengan reaksi
(Gabriel, 2001)
2. Air juga dapat larut dalam semua garam sodium, potasium, dan amonium
(Lagowski, 2012).
3. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar (Underwood, 2002).
4. Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat (Lagowski, 2012).
5. Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat
yang tidak mudah bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak)
disebut sebagai zat hidrofilik (suka air), dan zat-zat yang tidak mudah
bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak) disebut sebagai zat
hidrofobik (Underwood, 2002).
6. Pada air boiler, air memiliki standar silika maksimal 125 ppm, total alkali
500-800 ppm (Underwood, 2002).
7. Air merupakan elektrolit yang lemah, yang terionisasi menjadi ion
hidrogen dan gugus hidroksil serta berperan aktif dan banyak reaksi
biokimia di dalam tubuh (Sumardjo, 2009).
8. Air dan alkohol mempunyai
struktur molekul yang hampir memiliki
persamaan yaitu : H-O-H dan R-O-H (alkohol).
Universitas Sumatera Utara
9. Air memiliki atom oksigen yang nilai keelektronegatifannya sangat besar
3,44, sedangkan atom hidrogen memiliki nilai keelektronegatifan paling
kecil diantara unsur-unsur bukan logam sebesar 2,2 (Achmad,2004).
10. Molekul air bersifat polar.
11. Ikatan hidrogen dapat terjadi karena atom oksigen yang terikat dalam satu
molekul air masih mampu mengadakan ikatan dengan atom hidrogen yang
terikat dalam molekul air yang lain. Ikatan hidrogen inilah yang
menyebabkan air memiliki sifat–sifat yang khas (Achmad,2004).
12. Ikatan Hidrogen juga mempengaruhi struktur dari air, struktur ikatan
hidrogen sebesar 2,05 Å (Miessler, 1991).
13. Air merupakan pelarut yang baik. Air mampu melarutkan berbagai jenis
senyawa kimia. Air hujan mengandung senyawa kimia dalam jumlah yang
sangat sedikit, sedangkan air laut dapat mengandung senyawa hingga
35000 mg/liter (Tebbut,1992). Sifat ini memungkinkan unsur hara
(nutrien) terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan
memungkinkan bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh
makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali (Moss,1993).
14. Air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan pencemar
(polutan) yang masuk ke badan air (Moss,1993).
15. Air memiliki pengaruh yang lebih besar karena setiap molekul rata-rata
dapat mengikat empat atom hidrogen (Miessler, 1991).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Sumber Air
2.1.2.1. Air laut
Air laut merupakan bagian terbesar dari muka bumi, mempunyai sifat asin,
karena mengandung garam NaCl, dan memiliki kadar garam NaCl yang tinggi
dibandingkan dengan air daratan. Kadar garam NaCl dalam air laut adalah 3%.
(Sutrisno, 2004). Air yang dijumpai di alam berupa air laut sebanyak 80%,
sedangkan sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju dan hujan. Air laut turut
menentukan iklim dan kehidupan di bumi. Kadar garam pada air laut sangat
bervariasi dari setiap tempat. Perbandingan molekul air dengan molekul garam
sekitar 100 berbanding 1 (Gabriel, 2001).
Sedangkan perbandingan molekul air dengan ion-ion sekitar 150
berbanding 1. Ada dua macam elemen nutrisi yaitu elemen nutrisi utama (mayor),
misalnya nitrogen, phosphorous dan silikon dan elemen nutrisi mikro yaitu Fe,
Mn, Zn, kobalt, Mg dan Cu. Beberapa fungsi air laut yaitu : sebagai suatu unsur
keseimbangan darat, laut dan udara, sebagai tempat hidupnya binatang dan
tumbuh-tumbuhan laut dan sebagai devisa negara (Gabriel, 2001).
Pengolahan air laut sebagai air minum di Timur Tengah memanfaatkan
bongkahan es sebagai air minum, selain itu mengolah air laut menjadi air minum
melalui teknologi modern. Derajat kegaraman yang tinggi pada air laut
meningkatkan tekanan osmosis. Oleh sebab itu dengan cara menurunkan tekanan
osmosis, maka derajat kegaraman pada air laut akan turun (Gabriel, 2001).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.2. Air Atmosfer
Dalam keadaan murni, sangat bersih. Karena dengan adanya pengotoran
udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri atau debu dan lain
sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum,
hendaknya menampung air hujan tidak di mulai saat hujan turun, karena masih
mengandung banyak kotoran (Sutrisno, 1991).
Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur
maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi
atau karatan (Sutrisno, 1991).
2.1.2.3. Air Permukaan
Air permukaan adalah semua air yang terdapat di permukaan tanah, antara
lain sumur, sungai, rawa dan danau. Air permukaan berasal dari air hujan yang
meresap dan membentuk mata air di gunung atau hutan, kemudian mengalir di
permukaan bumi dan membentuk sungai atau mengumpul ditempat cekung yang
membentuk danau ataupun rawa (Effendi, 2003).
Menurut Sutrisno (1991), Air permukaan ada 2 macam yaitu :
A. Air Sungai
Air sungai dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya akan dapat mencukupi
(Sutrisno, 1991).
Universitas Sumatera Utara
B. Air rawa/danau
Air danau atau rawa merupakan air permukaan yang mengumpul pada cekungan
permukaan tanah. Permukaan air danau biasanya berwarna hijau kebiruan.
Warna ini disebabkan oleh banyaknya lumut yang tumbuh di permukaan air
maupun didasar danau atau rawa. Selain lumut, warna pada air danau juga
dipengaruhi oleh bahan organik (kayu, daun dan bahan lainnya) yang membusuk
akibat proses dekomposisi oleh mikroorganisme di dalam air (Slamet, 1994).
2.1.2.4. Air Tanah
Jenis-jenis dari air tanah ada 3, yaitu ;
A . Air Tanah Dangkal
Daya proses persiapan air dari permukaan tanah ini menjadi penyebab terjadinya
air tanah dangkal. Dimana salah satu prosesnya lumpur akan tertahan dengan
sebagian bakteri sehingga air tanah akan menjadi jernih, akan tetapi kandungan
zat kimia seperti garam-garam yang terlarut pada air tanah menjadi lebih banyak.
Hal ini dikarenakan lapisan tanah mengandung unsur-unsur kimia tertentu untuk
masing-masing lapisan tanah. Air tanah dangkal akan dijumpai pada kedalaman
15 meter dan memiliki kualitas dan kuantitas yang bergantung pada musim
(Sutrisno, 2004).
B. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat pada kedalaman 100 – 300 meter di bawah
permukaan tanah. Air tanah dalam berwarna jernih dan sangat baik digunakan
untuk air minum karena telah melalui proses penyaringan berulang-ulang oleh
Universitas Sumatera Utara
lapisan tanah. Air tanah dalam memiliki kuliatas yang lebih baik dari kualitas air
tanah dangkal. Hal ini disebabkan proses filtrasi air tanah dalam lebih panjang
lama dan sempurna dibandingkan air tanah dangkal. Kuantitas air tanah dalam
cukup besar dan tidak terlalu dipengaruhi oleh musim, sehingga air tanah dalam
tanah dapat digunakan untuk kepentingan industri dan dapat digunakan dalam
jangka waktu yang cukup lama (Slamet, 1994).
C. Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar langsung dari permukaan tanah. Mata air
biasanya terdapat pada lereng gunung, dapat berupa rembesan dan ada juga
keluar di daerah dataran rendah. Mata air memiliki kualitas hampir sama dengan
kualitas air tanah dalam dan sangat baik untuk air minum. Selain untuk air minum,
mata air juga dapat digunakan untuk keperluan lainnya, seperti mandi dan mencuci.
Kuantitas air yang dihasilkan mata air cukup banyak dan tidak dipengaruhi
oleh musim (Sutrisno, 2002).
2.1.3. Standar Kualitas Air Minum
Standarisasi kualitas air tersebut bertujuan untuk memelihara, melindungi, dan
mempertinggi derajat kesehatan masyarakat, terutama dalam pengelolaan air atau
kegiatan usaha mengolah dan mendistribusikan air minum untuk masyarakat
umum. Dengan adanya standarisasi tersebut, dapat dinilai kelayakan
pendistribusian sumber air untuk keperluan rumah tangga (Kusnaedi, 2010).
Pengertian air minum menurut Kepmenkes RI No.492/MENKES/IV/2010
adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang
memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Pengukuran secara
Universitas Sumatera Utara
kuantitatif karakteristik tersebut adalah penting untuk penentuan mutu air.
Kualitas air dinyatakan dengan beberapa parameter, yaitu parameter fisika
(suhu, warna, rasa, kekeruhan, padatan terlarut dan sebagainya), parameter
kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, kadar logam, dan sebagainya), parameter
biologi (keberadaan plankton, bakteri, dan sebagainya) dan parameter
radioaktif.
2.1.3.1. Parameter Fisika
Parameter fisika yang biasa digunakan untuk menentukan kualitas air meliputi
cahaya, suhu, warna, bau dan rasa, kecerahan dan kekeruhan, konduktivitas,
padatan total, padatan terlarut, dan padatan tersuspensi. Parameter fisika pada air,
yaitu sebagai berikut.
1. Suhu
Temperatur dari air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air
tersebut dan dapat mempengaruhi pula reaksi kimia dalam pengolahan, terutama
apabila temperatur tersebut sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah 10150C, tetapi iklim setempat, kedalaman pipa-pipa saluran air dan jenis air dari
sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur ini. Disamping itu,
temperatur pada air akan mempengaruhi secara langsung toksisitas banyak bahan
kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme dan virus (Sutrisno, 2004).
2. Kekeruhan
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat
Universitas Sumatera Utara
didalam air. Nilai kekeruhan maksimum yang diperbolehkan pada air minum
yaitu sebesar 5 skala NTU. Kekeruhan dapat disebabkan karena adanya bahan
organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir
halus). Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempengaruhi proses penyaringan
dan mengurangi efektivitas pada proses penjernihan air tersebut (Effendi, 2003).
Air dikatakan keruh, apabila air tesebut mengandung begitu banyak
partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna yang berlumpur dan
kotor. Kekeruhan tidak merupakan sifat dari air yang membahayakan, tetapi ia
menjadi tidak disenangi karena rupanya. Terdapat suhu, intensitas bau, rasa dan
kekeruhan yang melebihi standar yang ditetapkan dapat menimbulkan ke
khawatiran terkandungnya bahan-bahan kimia yang dapat mengakibatkan efek
toksik terhadap manusia (Sutrisno, 2004).
3. Warna, Bau dan Rasa
Warna air yang terdapat di alam sangat bervariasi. Warna air yang tidak
normal batasannya menunjukkan adanya polusi. Warna air dapat dibedakan atas
dua macam yaitu warna sejati (true color) yang disebabkan oleh bahan-bahan
terlarut, dan warna semu (apparent color), yang selain disebabkan oleh adanya
bahan-bahan terlarut juga karena adanya bahan-bahan tersuspensi, termasuk
diantaranya yang bersifat koloid (Agusnar, 2007). Kadar maksimum warna yang
diperbolehkan pada air minum sebesar 15 TCU menurut Peraturan Menteri
Kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010.
Bau air tergantung dari sumber airnya. Bau air dapat disebabkan oleh
bahan-bahan kimia, ganggang, plankton atau tumbuhan dan hewan air, baik yang
Universitas Sumatera Utara
hidup maupun yang sudah mati. Air yang normal sebenarnya tidak
mempengaruhi rasa. Timbulnya rasa yang menyimpang biasanya disebabkan
oleh adanya polusi. Air yang mempunyai bau tidak normal juga dianggap
mempunyai rasa yang tidak normal (Agusnar, 2007).
4. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami penguapan
dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan tersuspensi total yaitu bahan-bahan
tersuspensi yang biasanya memiliki diameter sebesar >1 m. Padatan tersuspensi
total terdiri dari lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik. Padatan terlarut
total adalah bahan-bahan terlarut dengan ukuran diameter yaitu
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Sebuah molekul air terdiri dari sebuah atom oksigen yang berikatan kovalen
dengan dua atom hidrogen. Hidrogen dan oksigen mempunyai daya padu yang
sangat besar antara keduanya (Winarno, 1991). Air merupakan salah satu senyawa
kimia yang terdapat di alam secara berlimpah (Angel dan Wolseley, 1992). Air
merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air,
atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya (30%) berupa
daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair sebanyak 15%
dari atmosfer (Gabriel, 2001).
Di dalam tubuh manusia, air diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat
yang diperlukan untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh.
Oksigen juga perlu dilarutkan sebelum dapat memasuki pembuluh-pembuluh
darah. Zat makanan hanya dapat diserap apabila dapat larut di dalam cairan. Air
ikut mempertahankan suhu tubuh dengan cara penguapan keringat pada tubuh
manusia. Transportasi zat-zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk
larutan dengan pelarut air (Mulia, 2005).
Air sangat penting bagi kehidupan manusia dan fungsinya tidak dapat
diganti dengan senyawa lain. Selain dengan fungsinya, air digunakan untuk
berbagai keperluan seperti : untuk minum, keperluan rumah tangga, keperluan
Universitas Sumatera Utara
industri, pertanian, pembangkit tenaga listrik, dan air untuk transportasi baik di
sungai maupun laut (Wardhana, 2001).
Untuk kelangsungan hidup, air harus tersedia dalam jumlah yang cukup
dan memiliki kualitas baik. Air minum merupakan salah satu kebutuhan manusia
yang sangat penting (Sunarya, .2001). Bila badan manusia hidup dianalisis
komposisi kimianya, maka akan diketahui bahwa kandungan airnya rata-rata 65%
atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2,5 liter harus diganti
dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti tersebut
1,5 liter berasal dari air minum dari sekitar 1,0 liter berasal dari bahan makanan
yang dikonsumsi (Winarno, 1992).
Jika ditinjau dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia
hanya 0,003% dari seluruh yang ada (Effendi, 2003). Air secara alamiah tidak
pernah dijumpai dalam keadaan murni, tetapi selalu ada senyawa atau mineral
atau unsur lain yang terdapat didalamnya. Ketika air mengembun di udara dan
jatuh dipermukaan bumi, air tersebut telah menyerap debu atau melarutkan
oksigen, karbondioksida dan berbagai jenis gas yang lainnya (Achmad, 2004).
Kesulitan untuk mendapatkan air bersih merupakan salah satu masalah yang
perlu mendapat perhatian yang seksama karena dengan penyediaan air bersih,
maka penyebaran penyakit dapat dikurangi seminimal mungkin. Supaya air yang
masuk kedalam tubuh manusia baik berupa makanan dan minuman tidak menjadi
pembawa penyakit (Mangku, 1997).
Universitas Sumatera Utara
2.1.1. Sifat Fisika dan Kimia Air
2.1.1.1. Sifat Fisika
Air memiliki titik beku 00C, pada saat air membeku maka massa jenis es
(00C) 0,92 g/cm3, pada saat berbentuk cair massa jenis air (00C) 1,00 g/cm3,
panas lebur 80 kal/g, titik didih 1000C, panas penguapan 540 kal/g, temperatur
kritis 3470C, tekanan kritis 217 Atm (Gabriel, 2001).
Menurut Moss & Tebbut (1993 ; 1992) pada kisaran suhu yang sesuai bagi
kehidupan, yakni 00C (320F) 1000C, air berwujud cair. Suhu 00C merupakan
titik beku (freezing point) dan suhu 1000C merupakan titik didih (boiling point)
air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat di dalam jaringan tubuh makhluk hidup
maupun air yang terdapat di laut, sungai, danau, dan badan air yang lain akan
berada dalam bentuk gas atau, sehingga tidak akan terdapat kehidupan di muka
bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian sel makhluk hidup adalah air.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpanan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi
panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencegah
terjadinya stres pada makhluk hidup karena adanya perubahan suhu yang
mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makhluk hidup. Sifat ini
juga menyebabkan air sangat baik dan cocok digunakan sebagai pendingin es
(Moss & Tebbut,1993 ; 1992).
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan
(evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan
energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air ini
Universitas Sumatera Utara
menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi yang besar. Pelepasan energi ini
merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat.
Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya
penyebaran panas secara baik di bumi (Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Tegangan permukaan yang
tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik.
Tegangan permukaan yang tinggi dalam pipa kapiler (pipa dengan lubang yang
kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik, air dapat
membawa nutrien dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan. Adanya tegangan
permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta,
dapat merayap di permukaan air (Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku.
Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai densitas
(massa/volume) yang lebih rendah daripada air. Sifat ini mengakibatkan danaudanau di daerah yang beriklim dingin hanya membeku pada bagian permukaan
sehingga kehidupan organisme tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat
mengakibatkan pecahnya pipa air pada saat air di dalam pipa membeku. Densitas
(berat jenis) air maksimum sebesar 1g/cm3 terjadi pada suhu 3,950C. Pada suhu
lebih besar maupun lebih kecil dari 3,950C, densitas air juga lebih kecil dari satu
(Moss & Tebbut, 1993 ; 1992).
Universitas Sumatera Utara
2.1.1.2 Sifat Kimia
Sifat kimia baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung
mineral (Gabriel, 2001). Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi
kehidupan makhluk di bumi (Achmad, 2004). Sifat-sifat kimia yang lain yaitu :
1. Air dapat terurai oleh pengaruh arus listrik dengan reaksi
(Gabriel, 2001)
2. Air juga dapat larut dalam semua garam sodium, potasium, dan amonium
(Lagowski, 2012).
3. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi
standar (Underwood, 2002).
4. Air dapat bereaksi dengan basa kuat dan asam kuat (Lagowski, 2012).
5. Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat
yang tidak mudah bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak)
disebut sebagai zat hidrofilik (suka air), dan zat-zat yang tidak mudah
bercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak) disebut sebagai zat
hidrofobik (Underwood, 2002).
6. Pada air boiler, air memiliki standar silika maksimal 125 ppm, total alkali
500-800 ppm (Underwood, 2002).
7. Air merupakan elektrolit yang lemah, yang terionisasi menjadi ion
hidrogen dan gugus hidroksil serta berperan aktif dan banyak reaksi
biokimia di dalam tubuh (Sumardjo, 2009).
8. Air dan alkohol mempunyai
struktur molekul yang hampir memiliki
persamaan yaitu : H-O-H dan R-O-H (alkohol).
Universitas Sumatera Utara
9. Air memiliki atom oksigen yang nilai keelektronegatifannya sangat besar
3,44, sedangkan atom hidrogen memiliki nilai keelektronegatifan paling
kecil diantara unsur-unsur bukan logam sebesar 2,2 (Achmad,2004).
10. Molekul air bersifat polar.
11. Ikatan hidrogen dapat terjadi karena atom oksigen yang terikat dalam satu
molekul air masih mampu mengadakan ikatan dengan atom hidrogen yang
terikat dalam molekul air yang lain. Ikatan hidrogen inilah yang
menyebabkan air memiliki sifat–sifat yang khas (Achmad,2004).
12. Ikatan Hidrogen juga mempengaruhi struktur dari air, struktur ikatan
hidrogen sebesar 2,05 Å (Miessler, 1991).
13. Air merupakan pelarut yang baik. Air mampu melarutkan berbagai jenis
senyawa kimia. Air hujan mengandung senyawa kimia dalam jumlah yang
sangat sedikit, sedangkan air laut dapat mengandung senyawa hingga
35000 mg/liter (Tebbut,1992). Sifat ini memungkinkan unsur hara
(nutrien) terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan
memungkinkan bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh
makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali (Moss,1993).
14. Air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan pencemar
(polutan) yang masuk ke badan air (Moss,1993).
15. Air memiliki pengaruh yang lebih besar karena setiap molekul rata-rata
dapat mengikat empat atom hidrogen (Miessler, 1991).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2 Sumber Air
2.1.2.1. Air laut
Air laut merupakan bagian terbesar dari muka bumi, mempunyai sifat asin,
karena mengandung garam NaCl, dan memiliki kadar garam NaCl yang tinggi
dibandingkan dengan air daratan. Kadar garam NaCl dalam air laut adalah 3%.
(Sutrisno, 2004). Air yang dijumpai di alam berupa air laut sebanyak 80%,
sedangkan sisanya berupa air tanah/daratan, es, salju dan hujan. Air laut turut
menentukan iklim dan kehidupan di bumi. Kadar garam pada air laut sangat
bervariasi dari setiap tempat. Perbandingan molekul air dengan molekul garam
sekitar 100 berbanding 1 (Gabriel, 2001).
Sedangkan perbandingan molekul air dengan ion-ion sekitar 150
berbanding 1. Ada dua macam elemen nutrisi yaitu elemen nutrisi utama (mayor),
misalnya nitrogen, phosphorous dan silikon dan elemen nutrisi mikro yaitu Fe,
Mn, Zn, kobalt, Mg dan Cu. Beberapa fungsi air laut yaitu : sebagai suatu unsur
keseimbangan darat, laut dan udara, sebagai tempat hidupnya binatang dan
tumbuh-tumbuhan laut dan sebagai devisa negara (Gabriel, 2001).
Pengolahan air laut sebagai air minum di Timur Tengah memanfaatkan
bongkahan es sebagai air minum, selain itu mengolah air laut menjadi air minum
melalui teknologi modern. Derajat kegaraman yang tinggi pada air laut
meningkatkan tekanan osmosis. Oleh sebab itu dengan cara menurunkan tekanan
osmosis, maka derajat kegaraman pada air laut akan turun (Gabriel, 2001).
Universitas Sumatera Utara
2.1.2.2. Air Atmosfer
Dalam keadaan murni, sangat bersih. Karena dengan adanya pengotoran
udara yang disebabkan oleh kotoran-kotoran industri atau debu dan lain
sebagainya. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum,
hendaknya menampung air hujan tidak di mulai saat hujan turun, karena masih
mengandung banyak kotoran (Sutrisno, 1991).
Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur
maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi
atau karatan (Sutrisno, 1991).
2.1.2.3. Air Permukaan
Air permukaan adalah semua air yang terdapat di permukaan tanah, antara
lain sumur, sungai, rawa dan danau. Air permukaan berasal dari air hujan yang
meresap dan membentuk mata air di gunung atau hutan, kemudian mengalir di
permukaan bumi dan membentuk sungai atau mengumpul ditempat cekung yang
membentuk danau ataupun rawa (Effendi, 2003).
Menurut Sutrisno (1991), Air permukaan ada 2 macam yaitu :
A. Air Sungai
Air sungai dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya akan dapat mencukupi
(Sutrisno, 1991).
Universitas Sumatera Utara
B. Air rawa/danau
Air danau atau rawa merupakan air permukaan yang mengumpul pada cekungan
permukaan tanah. Permukaan air danau biasanya berwarna hijau kebiruan.
Warna ini disebabkan oleh banyaknya lumut yang tumbuh di permukaan air
maupun didasar danau atau rawa. Selain lumut, warna pada air danau juga
dipengaruhi oleh bahan organik (kayu, daun dan bahan lainnya) yang membusuk
akibat proses dekomposisi oleh mikroorganisme di dalam air (Slamet, 1994).
2.1.2.4. Air Tanah
Jenis-jenis dari air tanah ada 3, yaitu ;
A . Air Tanah Dangkal
Daya proses persiapan air dari permukaan tanah ini menjadi penyebab terjadinya
air tanah dangkal. Dimana salah satu prosesnya lumpur akan tertahan dengan
sebagian bakteri sehingga air tanah akan menjadi jernih, akan tetapi kandungan
zat kimia seperti garam-garam yang terlarut pada air tanah menjadi lebih banyak.
Hal ini dikarenakan lapisan tanah mengandung unsur-unsur kimia tertentu untuk
masing-masing lapisan tanah. Air tanah dangkal akan dijumpai pada kedalaman
15 meter dan memiliki kualitas dan kuantitas yang bergantung pada musim
(Sutrisno, 2004).
B. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat pada kedalaman 100 – 300 meter di bawah
permukaan tanah. Air tanah dalam berwarna jernih dan sangat baik digunakan
untuk air minum karena telah melalui proses penyaringan berulang-ulang oleh
Universitas Sumatera Utara
lapisan tanah. Air tanah dalam memiliki kuliatas yang lebih baik dari kualitas air
tanah dangkal. Hal ini disebabkan proses filtrasi air tanah dalam lebih panjang
lama dan sempurna dibandingkan air tanah dangkal. Kuantitas air tanah dalam
cukup besar dan tidak terlalu dipengaruhi oleh musim, sehingga air tanah dalam
tanah dapat digunakan untuk kepentingan industri dan dapat digunakan dalam
jangka waktu yang cukup lama (Slamet, 1994).
C. Mata Air
Mata air adalah air tanah yang keluar langsung dari permukaan tanah. Mata air
biasanya terdapat pada lereng gunung, dapat berupa rembesan dan ada juga
keluar di daerah dataran rendah. Mata air memiliki kualitas hampir sama dengan
kualitas air tanah dalam dan sangat baik untuk air minum. Selain untuk air minum,
mata air juga dapat digunakan untuk keperluan lainnya, seperti mandi dan mencuci.
Kuantitas air yang dihasilkan mata air cukup banyak dan tidak dipengaruhi
oleh musim (Sutrisno, 2002).
2.1.3. Standar Kualitas Air Minum
Standarisasi kualitas air tersebut bertujuan untuk memelihara, melindungi, dan
mempertinggi derajat kesehatan masyarakat, terutama dalam pengelolaan air atau
kegiatan usaha mengolah dan mendistribusikan air minum untuk masyarakat
umum. Dengan adanya standarisasi tersebut, dapat dinilai kelayakan
pendistribusian sumber air untuk keperluan rumah tangga (Kusnaedi, 2010).
Pengertian air minum menurut Kepmenkes RI No.492/MENKES/IV/2010
adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang
memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Pengukuran secara
Universitas Sumatera Utara
kuantitatif karakteristik tersebut adalah penting untuk penentuan mutu air.
Kualitas air dinyatakan dengan beberapa parameter, yaitu parameter fisika
(suhu, warna, rasa, kekeruhan, padatan terlarut dan sebagainya), parameter
kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, kadar logam, dan sebagainya), parameter
biologi (keberadaan plankton, bakteri, dan sebagainya) dan parameter
radioaktif.
2.1.3.1. Parameter Fisika
Parameter fisika yang biasa digunakan untuk menentukan kualitas air meliputi
cahaya, suhu, warna, bau dan rasa, kecerahan dan kekeruhan, konduktivitas,
padatan total, padatan terlarut, dan padatan tersuspensi. Parameter fisika pada air,
yaitu sebagai berikut.
1. Suhu
Temperatur dari air akan mempengaruhi penerimaan masyarakat akan air
tersebut dan dapat mempengaruhi pula reaksi kimia dalam pengolahan, terutama
apabila temperatur tersebut sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah 10150C, tetapi iklim setempat, kedalaman pipa-pipa saluran air dan jenis air dari
sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur ini. Disamping itu,
temperatur pada air akan mempengaruhi secara langsung toksisitas banyak bahan
kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme dan virus (Sutrisno, 2004).
2. Kekeruhan
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat
Universitas Sumatera Utara
didalam air. Nilai kekeruhan maksimum yang diperbolehkan pada air minum
yaitu sebesar 5 skala NTU. Kekeruhan dapat disebabkan karena adanya bahan
organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir
halus). Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempengaruhi proses penyaringan
dan mengurangi efektivitas pada proses penjernihan air tersebut (Effendi, 2003).
Air dikatakan keruh, apabila air tesebut mengandung begitu banyak
partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna yang berlumpur dan
kotor. Kekeruhan tidak merupakan sifat dari air yang membahayakan, tetapi ia
menjadi tidak disenangi karena rupanya. Terdapat suhu, intensitas bau, rasa dan
kekeruhan yang melebihi standar yang ditetapkan dapat menimbulkan ke
khawatiran terkandungnya bahan-bahan kimia yang dapat mengakibatkan efek
toksik terhadap manusia (Sutrisno, 2004).
3. Warna, Bau dan Rasa
Warna air yang terdapat di alam sangat bervariasi. Warna air yang tidak
normal batasannya menunjukkan adanya polusi. Warna air dapat dibedakan atas
dua macam yaitu warna sejati (true color) yang disebabkan oleh bahan-bahan
terlarut, dan warna semu (apparent color), yang selain disebabkan oleh adanya
bahan-bahan terlarut juga karena adanya bahan-bahan tersuspensi, termasuk
diantaranya yang bersifat koloid (Agusnar, 2007). Kadar maksimum warna yang
diperbolehkan pada air minum sebesar 15 TCU menurut Peraturan Menteri
Kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010.
Bau air tergantung dari sumber airnya. Bau air dapat disebabkan oleh
bahan-bahan kimia, ganggang, plankton atau tumbuhan dan hewan air, baik yang
Universitas Sumatera Utara
hidup maupun yang sudah mati. Air yang normal sebenarnya tidak
mempengaruhi rasa. Timbulnya rasa yang menyimpang biasanya disebabkan
oleh adanya polusi. Air yang mempunyai bau tidak normal juga dianggap
mempunyai rasa yang tidak normal (Agusnar, 2007).
4. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami penguapan
dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan tersuspensi total yaitu bahan-bahan
tersuspensi yang biasanya memiliki diameter sebesar >1 m. Padatan tersuspensi
total terdiri dari lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik. Padatan terlarut
total adalah bahan-bahan terlarut dengan ukuran diameter yaitu