Perbandingan Hasil Pengukuran Kadar Nikel Dengan Metode ICP (Inductively Couple Plasma) Dan Titrasi Kompleksiometri Pada Sampel Air Minum
17
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang diperoleh dari
berbagai sumber, tergantung pada kondisi daerah setempat. Saat ini, masalah yang
dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu
memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk kebutuhan
domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik dan kegiatan lain
berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan
kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi
semua mahluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu,
diperlukan pengelolahan dan perlindungan sumber daya air saksama.
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
a. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung, tanpa pengolohan terlebih dahulu
b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
c. Golongan C, yaitu air dapat digunakan keperluan perikanan dan peternakan
d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
diperkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA)
Universitas Sumatera Utara
18
Pengelolahan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan
secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah
pengelolaan yang dilakukan adalah pemantauan dan interpretasi data kualitas air.
Mencakup kualitas fisika, kimia, dan biologi. Namun, sebelum melangkah pada tahap
pengelolaan, diperlukan pemahaman yang baik tentang terminology, karakteristik,
dan interkoneksi parameter – parameter kualitas air (Effendi, 2003).
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak
akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan
manusia membutuhkan air, mulai dari menyiapkan diri (mandi), membersihkan
ruangan tempat tinggalnya, menyiapkan makanan, dan minuman sampai dengan
aktivitas – aktivitas lainnya.
Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan
proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun hewan
termasuk manusia. Tubuh manusia terdiri dari 60-70% air. Transportasi zat – zat
makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air. Juga hara –
hara dalam tanah hanya dapat diserap oleh akar dalam bentuk larutannya (Achmad,
2004).
2.1.1. Sifat Air
Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak memiliki oleh senyawa kimia yang
lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
19
1. Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0°C (32°F) - 100°C, air
berwujud cair. Suhu 0°C merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100°C
merupakan titik didih (boiling point) air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat
didalam jaringan tubuh makhluk hidup maupun air yang terdapat dilaut, sungai,
danau, dan badan air yang lain akan berada dalam bentuk gas atau padatan ; sehingga
tidak akan terdapat kehidupan di muka bumi, karena sekitar 60 % - 90 % bagian sel
makhluk hidup adalah air.
2.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas
atau pun dingin seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencegah terjadinya stress
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 sebagai pendingin mesin.
3. 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 menjadi
cairan (kondensasi) melepaskan energi panas 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.
4. 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 kimia hingga 35.000 mg/liter. Sifat ini
Universitas Sumatera Utara
20
memungkinkan unsur hara (nutrient) terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh
makhluk hidup dan memungkinkan bahan – bahan toksik yang masuk kedalam
jaringan tubuh makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali. Sifat ini juga
memungkinkan air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan
pencemar (polutan) yang masuk kebadan air.
5. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan memiliki
tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar molekul cairan tersebut tinggi.
Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu
bahan secara baik. Tegangan permukaan yang tinggi juga memungkinkan terjadinya
sistem kapiler, yaitu kemampuan untuk bergerak dalam pipa kapiler (pipa dengan
lubang yang kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat pelarut yang baik, air
dapat membawa nutrient dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan (akar, batang, dan
daun). Adanya tegangan permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya
jenis – jenis insekta, dapat merayap di permukaan air.
6. 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. Dengan demikian, es akan mengapung di air. Sifat ini
mengakibatkan danau –danau didaerah yang beriklim dingin hanya membeku pada
bagian permukaan (bagian di bawah pemukaan masih berupa cairan) sehingga
kehidupan organisme akuatik tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat mengakibatkan
pecahnya pipa air pada saat air di dalam pipa membeku. Densitas (berat jenis) air
maksimum sebesar 1 g/cm3 terjadinya pada suhu 3,95 °C. Pada suhu lebih besar
maupun lebih kecil dari 3,95 °C, densitas air lebih kecil dari satu (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
21
2.1.2. Masalah Pencemaran Air
Sesuai dengan sifat dan proses produksi terdapat pabrik-pabrik yang menggunakan
bahan-bahan beracun dan berbahaya, baik dalam bentuk bahan baku, hasil produksi
maupun hasil sampingan. Sifat bahaya dan racun yang ditimbulkannya dapat karena
sentuhan, penyimpanan yang kurang baik maupun penggunannya melebihi lethal
dosis. Bahan-bahan beracun dan bahaya timbul dalam proses ekstraksi, proses kimia.
Bahan-bahan ini juga harus dijaga dalam sistem pengangkutan, maupun sistem
penyimpanan serta penggunaannya. Bahan-bahan beracun dan berbahaya tergabung
sebagai limbah karenaa tumpahan atau kebocoran. Suatu bahan tergolong beracun
dan berbahaya dapat diketahui antara lain : mudah terbakar, sifat korosif, menyengat
sifat oxidator, sifat membunuh serta menimbulkan luka-luka bila tersentuh. Bahanbahan yang termasuk golongan ini adalah obat-obatan, insektisida, herbisida, pelarutperlarut seperti aseton, karbon tetra khlorida, bahan-bahan pembersih detergent,
amoiak, lem, cat dengan elemen dasar timbal.
Sifat-sifat beracun menunjukkan efek biologis, misalnya kemampuan bahan
menciptakan luka bila tersentuh tubuh dan menimbulkan ancaman terhadap
lingkungan hidup bila konsentrasinya melebihi nilai ambang batas. Sifat racun bahan
kimia belum tentu menimbulkan bahaya, apabila penggunaan bahan dilakukan secara
tepat dalam dosis yang tepat (Ginting, 2007).
Hampir sekitar 1,5 milyard penduduk bumi mengalami kekurangan air
minum, sehingga paling sedikit menyebabkan 5 juta kematian setiap tahun karena
penyakit yang dibawa air. Polusi air dapat berasal dari sumber terpusat yang
Universitas Sumatera Utara
22
membawa pencemaran dari lokasi – lokasi khusus seperti pabrik – pabrik, instalasi
pengolahan limbah dan tanker minyak, ddan sumber tak terpusat, yang ditimbulkan
jika hujan dan salju cair mengalir melewati lahan dan menghanyutkan pencemar –
pencemar diatasnya seperti pestisida dan pupuk dan mengendapkannya dalam danau,
telaga, rawa, perairan, pantai, dan air bawah tanah.
Polusi air berasal dari aktivitas manusia : dari industri dibuang melewati pipa
– pipa atau bocoran dari pipa – pipa itu dan tangki penyimpanannya. Air tercemar
dapat juga berasal dari pertambangan ketika rembesan air melarutkan dan tercemar
zat – zat kimia sisa proses produksi dan sisa galian.
Beberapa jenis bahan kimia beracun yang dijumpai manusia secara teratur
dapat menimbulkan resiko – resiko kesehatan. Sisa pestisida pada sayur – mayur,
merkuri dalam ikan dan banyak bahan kimia hasil industri dapat menimbulkan
kanker, cacat bawaan, mutasi genetika atau bahan kematian (Mulyanto, 2007).
2.1.3. Sumber Pencemaran Air
Beberapa sumber pencemaran air, antara lain :
a. Domestik (Rumah Tangga)
Yaitu yang berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi, kakus, dan
dapur.
b. Industri
Secara umum jenis polutan air dari industri dapat dikelompokkan sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
23
1. Fisik
Pasir atau lumpur yang tercampur dengan limbah air.
2. Kimia
Bahan pencemar yang berbahaya: Merkuri (Hg), Cadmium (Cd),
Timah Hitam (Pb), pestisida, dan jenis logam berat lainnya.
3. Mikrobiologi
Berbagai macam bakteri, virus, parasit, dan lain – lainnya. Misalnya
yang berasal dari pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong,
dan tempat pemerahan susu sapi.
4. Radioaktif
Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir (PLTN) dapat pula menimbulkan pencemaran air.
c. Pertanian dan Perkebunan
Polutan air dari pertanian/perkebunan dapat berupa:
1. Zat Kimia
Misalnya: berasal dari penggunaan pupuk, pestisida seperti (DDT,
Dieldrin, dan lain-lain).
2. Mikrobiologi
Misalnya: virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak, dan
cacing tambang di lokasi perkebunan.
Universitas Sumatera Utara
24
3. Zat radioaktif
Berasal dari penggunaan zat radioaktif yang dipakai dalam proses
pematangan buah, mendapatkan bibit unggul, dan mempercepat
pertumuhan tanaman (Mukono, 2000).
2.1.4. Persyaratan Air Minum
Agar air minum tidak menyebabkan gangguan kesehatan, maka air tersebut haruslah
memenuhi persyaratan-persyaratan kesehatan. Di Indonesia, standar air minum yang
berlaku
dapat
dilihat
pada
Peraturan
Menteri
Kesehatan
RI
No.416/MENKES/IX/1990.
Di dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/IX/1990,
persyaratan air minum dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter kimia,
parameter mikrobiologi, dan parameter radioaktivitas yang terdapat didalam air
minum tersebut.
1. Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air tersebut.
Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna, dan jumlah zat padat
terlarut (TDS). Air yang baik idealnya tidak berbau. Air yang berbau busuk tidaak
menarik dipandang dari sudut estetika. Selain itu, bau busuk juga bisa disebabkan
proses penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air.
Air yang baik idealnya harus jernh. Air yang keruh mengandung partikel
padat tersuspensi yang dapat berupa zat-zat berbahaya bagi kesehatan. Di samping
Universitas Sumatera Utara
25
itu, air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba patogen dapat terlindung oleh
partikel.
Air idelanya juga tidak memiliki rasa/tawar. Air yang tidak tawar
mengindikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air tersebut. Rasa asin disebabkan
adanya garam-garam tertentu di dalam air, begitu juga rasa asam disebabkan adanya
asam di dalam air dan rasa pahit disebabkan oleh adanya basa di dalam air tersebut.
Selain itu juga, air yang baik tidak boleh memiliki perbedaan suhu yang
mencolok dengan udara sekitar. Di Indonesia, suhu air idealnya ±3oC dari suhu udara.
Air secara mencolokmempunyai suhu diatas atau dibawaah suhu udara berarti
mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol yang terlarut) atau sedang terjadi proses
biokimia yang mengeluarkan atau menyerap energi di dalam air.
Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid-TDS) adalah bahan-bahan
terlarut (diameter < 10-6) dan kloid (diameter 106-103mm) yang berupa senyawasenyawa kimia dan bahan-bahan lain. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan
naik. Kesadahan yang tinggi dapat mengakibatkan terjadinya endaapan/kerak pada
sistem perpipaan.
2. Parameter Kimiawi
Parameter kimiawi dikelompokkanmenjadi kimia anorganik dan kimia
organik. Dalam standar air minum di Indonesia zat kimia anorganik dapat berupa
logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya, dan beracun serta derajat keasaman (pH).
Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida, volatile organic
chemical (zat kimia organik mudah menguap) zat-zatt berbahaya dan beracun
maupun zat pengikat oksigen.
Universitas Sumatera Utara
26
Sumber logam dalam air dapat berasal dari industri, pertambangan ataupun
proses pelapukan secara alamiah. Korosi dari pipa penyalur air minum dapat juga
menyebabkan kehadiran logam dalam air minum.
Bahan kimia organik dalam air minum dapat dibedakan menjadi 3 kategori.
Kategori 1 adalah bahan kimia yang mungkin bersifat karsinogenik bagi manusia.
Kategori 2 adalah bahan kimia yang tidak bersifat karsinogenik bagi manusia.
Kategori 3 adalah bahan kimia yang dapat menyebabkan penyakit kronis tanpa ada
fakta karsinogenik.
3. Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi menggunakan bakteri koliform sebagai organisme
petunjuk (indicator
organism).
Dalam laboratorium,
istilah total
coliform
menunjukkan bakteri coliform dari tinja, tanah, atau sumber alamiah lainnya. Istilah
fecal coliform (koliform tinja) menunjukkan bakteri koliform berasal dari tinja
manusia atau hewan berdarah panas lainnya. Penetuan parameter mikrobiologi
dimaksudkan untuk mencegah adanya patogen di dalam air minum.
4. Parameter Radioaktivitas
Apapun bentuk radio aktivitas efeknya sama, yakni menimbulkan kerusakan
pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian dan perubahan komposisi
genetik. Kematian sel-sel dapat diganti kembali apabila sel dapat beregenerasi dan
apabila tidak seluruhnya sel mati. Perubahan genetis dapat menimbulkan penyakit
seperti kanker dan mutasi.
Sinar alpha, beta, dan gamma berbeda dalam kemampuan menembus jaringan
tubuh. Sinar alpha sulit menembus kulit dan sinar gamma dapat menembus sangat
Universitas Sumatera Utara
27
dalam. Kerusakan yang terjadi ditentukan oleh intensits serta frekuensi dan luasnya
pemaparan (Mulia, 2005).
2.2. Nikel
Nikel adalah logam berwarna putih perak dengan berat jenis 8,5 dan berat atom 58,71
g/mol. Ni merupakan logam yang resistensi terhadap korosi dan oksidasi pada
temperatur tinggi sehingga bisa digunakan untuk memproduksi stainless steel. Bijih
nickel lateric (nickel ore) mengandung kadar Ni tinggi, sedangkan ferronikel adalah
paduan logam antara nikel dan besi. Logam nikel memiliki sifat kuat, dapat ditempa,
serta tahan terhadap karat dan tahan terhadap oksidasi (Widowaty, 2008).
Nikel adalah logam yang cukup keras putih mengkilat terdapat didalam kerak
bumi sebanyak kurang lebih 0.002%. Nikel terdapat pada batuan ultrabasa seperti
dunit dan peridotit yang mengalami serpentinisasi dan lapuk yang menghasilkan
mineral sekunder bijih nikel garnierit.
Nikel digunakan untuk membuat campuran logam (non-ferros alloy),misal
alloy nikel-besi dengan kandungan nikel antara 50-80 %, sisanya besi. Alloy alni
yaitu campuran alluminium, nikel, dan besi, yang dalam penggunaannya sama dengan
penggunaan baja karbon. Alloy ferrit yang mengandung nikel oksida (NiO) dan
oksida seng. Alloy tersebut biasanya dimanfaatkan untuk peralatan elektronika
(Sukandarrumidi, 2009).
Pembuangan limbah yang mengandung Ni mengakibatkan pencemaran Ni
pada tanah, air, dan tanaman. Total Ni dalam tanah bisa mencapai 5-500 ppm,
Universitas Sumatera Utara
28
sedangkan kadar Ni pada air tanah mencapai 0,005-0,05 ppm dan kadar Ni pada
tumbuhan tidak lebih dari 1 ppm (Sukandarrumidi, 2009).
Pada kondisi pH < 9, nikel membentuk senyawa kompleks dengan hidroksida,
karbonat, dan sulfat. Pada pH > 9, nikel akan membentuk senyawa kompleks dengan
hidroksida dan karbonat, dan selanjutnya mengalami presipitasi. Demikian juga pada
kondisi anaerob, nikel bersifat tidak larut.
Sumber nikel di perairan adalah niccolite (NiAs), pentladite [(Fe3Ni)9S8],
garnierite
[(Ni,Mg)6(OH)6(Si4O11).H2O],
limonite
[(Ni,Fe)O(OH).nH2O],
dan
pyrhotile. Nikel banyak digunakan dalam industri metalurgi, pelapisan logam,
industri kimia, pembakaran minyak, dan pembakaran limbah.
Nikel merupakan unsur yang memiliki toksisitas rendah. Toksisitas nikel
(EC50) terhadap Lemma minor adalah 0,45 mg/L. nilai LC50 nikel terhadap Daphina
magna adalah 19.5 mg/L, terhadap beberapa jenis ikan tawar dan ikan air laut
berkisar antara 1-100 mg/L. Bersama-sama dengan Cu dan Zn, nikel memiliki sifat
aditif. Urutan toksisitas beberapa logam dari yang sangat rendah sampai yang sangat
tinggi berturut adalah: Sn
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air bersih merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia yang diperoleh dari
berbagai sumber, tergantung pada kondisi daerah setempat. Saat ini, masalah yang
dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu
memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk kebutuhan
domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik dan kegiatan lain
berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan
kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi
semua mahluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu,
diperlukan pengelolahan dan perlindungan sumber daya air saksama.
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
a. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung, tanpa pengolohan terlebih dahulu
b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
c. Golongan C, yaitu air dapat digunakan keperluan perikanan dan peternakan
d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
diperkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA)
Universitas Sumatera Utara
18
Pengelolahan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan
secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah
pengelolaan yang dilakukan adalah pemantauan dan interpretasi data kualitas air.
Mencakup kualitas fisika, kimia, dan biologi. Namun, sebelum melangkah pada tahap
pengelolaan, diperlukan pemahaman yang baik tentang terminology, karakteristik,
dan interkoneksi parameter – parameter kualitas air (Effendi, 2003).
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat
manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak
akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan
manusia membutuhkan air, mulai dari menyiapkan diri (mandi), membersihkan
ruangan tempat tinggalnya, menyiapkan makanan, dan minuman sampai dengan
aktivitas – aktivitas lainnya.
Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan
proses ekskresi. Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun hewan
termasuk manusia. Tubuh manusia terdiri dari 60-70% air. Transportasi zat – zat
makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air. Juga hara –
hara dalam tanah hanya dapat diserap oleh akar dalam bentuk larutannya (Achmad,
2004).
2.1.1. Sifat Air
Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak memiliki oleh senyawa kimia yang
lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
19
1. Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0°C (32°F) - 100°C, air
berwujud cair. Suhu 0°C merupakan titik beku (freezing point) dan suhu 100°C
merupakan titik didih (boiling point) air. Tanpa sifat tersebut, air yang terdapat
didalam jaringan tubuh makhluk hidup maupun air yang terdapat dilaut, sungai,
danau, dan badan air yang lain akan berada dalam bentuk gas atau padatan ; sehingga
tidak akan terdapat kehidupan di muka bumi, karena sekitar 60 % - 90 % bagian sel
makhluk hidup adalah air.
2.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas
atau pun dingin seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencegah terjadinya stress
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 sebagai pendingin mesin.
3. 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 menjadi
cairan (kondensasi) melepaskan energi panas 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.
4. 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 kimia hingga 35.000 mg/liter. Sifat ini
Universitas Sumatera Utara
20
memungkinkan unsur hara (nutrient) terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh
makhluk hidup dan memungkinkan bahan – bahan toksik yang masuk kedalam
jaringan tubuh makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali. Sifat ini juga
memungkinkan air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan
pencemar (polutan) yang masuk kebadan air.
5. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan memiliki
tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar molekul cairan tersebut tinggi.
Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu
bahan secara baik. Tegangan permukaan yang tinggi juga memungkinkan terjadinya
sistem kapiler, yaitu kemampuan untuk bergerak dalam pipa kapiler (pipa dengan
lubang yang kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat pelarut yang baik, air
dapat membawa nutrient dari dalam tanah ke jaringan tumbuhan (akar, batang, dan
daun). Adanya tegangan permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya
jenis – jenis insekta, dapat merayap di permukaan air.
6. 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. Dengan demikian, es akan mengapung di air. Sifat ini
mengakibatkan danau –danau didaerah yang beriklim dingin hanya membeku pada
bagian permukaan (bagian di bawah pemukaan masih berupa cairan) sehingga
kehidupan organisme akuatik tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat mengakibatkan
pecahnya pipa air pada saat air di dalam pipa membeku. Densitas (berat jenis) air
maksimum sebesar 1 g/cm3 terjadinya pada suhu 3,95 °C. Pada suhu lebih besar
maupun lebih kecil dari 3,95 °C, densitas air lebih kecil dari satu (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
21
2.1.2. Masalah Pencemaran Air
Sesuai dengan sifat dan proses produksi terdapat pabrik-pabrik yang menggunakan
bahan-bahan beracun dan berbahaya, baik dalam bentuk bahan baku, hasil produksi
maupun hasil sampingan. Sifat bahaya dan racun yang ditimbulkannya dapat karena
sentuhan, penyimpanan yang kurang baik maupun penggunannya melebihi lethal
dosis. Bahan-bahan beracun dan bahaya timbul dalam proses ekstraksi, proses kimia.
Bahan-bahan ini juga harus dijaga dalam sistem pengangkutan, maupun sistem
penyimpanan serta penggunaannya. Bahan-bahan beracun dan berbahaya tergabung
sebagai limbah karenaa tumpahan atau kebocoran. Suatu bahan tergolong beracun
dan berbahaya dapat diketahui antara lain : mudah terbakar, sifat korosif, menyengat
sifat oxidator, sifat membunuh serta menimbulkan luka-luka bila tersentuh. Bahanbahan yang termasuk golongan ini adalah obat-obatan, insektisida, herbisida, pelarutperlarut seperti aseton, karbon tetra khlorida, bahan-bahan pembersih detergent,
amoiak, lem, cat dengan elemen dasar timbal.
Sifat-sifat beracun menunjukkan efek biologis, misalnya kemampuan bahan
menciptakan luka bila tersentuh tubuh dan menimbulkan ancaman terhadap
lingkungan hidup bila konsentrasinya melebihi nilai ambang batas. Sifat racun bahan
kimia belum tentu menimbulkan bahaya, apabila penggunaan bahan dilakukan secara
tepat dalam dosis yang tepat (Ginting, 2007).
Hampir sekitar 1,5 milyard penduduk bumi mengalami kekurangan air
minum, sehingga paling sedikit menyebabkan 5 juta kematian setiap tahun karena
penyakit yang dibawa air. Polusi air dapat berasal dari sumber terpusat yang
Universitas Sumatera Utara
22
membawa pencemaran dari lokasi – lokasi khusus seperti pabrik – pabrik, instalasi
pengolahan limbah dan tanker minyak, ddan sumber tak terpusat, yang ditimbulkan
jika hujan dan salju cair mengalir melewati lahan dan menghanyutkan pencemar –
pencemar diatasnya seperti pestisida dan pupuk dan mengendapkannya dalam danau,
telaga, rawa, perairan, pantai, dan air bawah tanah.
Polusi air berasal dari aktivitas manusia : dari industri dibuang melewati pipa
– pipa atau bocoran dari pipa – pipa itu dan tangki penyimpanannya. Air tercemar
dapat juga berasal dari pertambangan ketika rembesan air melarutkan dan tercemar
zat – zat kimia sisa proses produksi dan sisa galian.
Beberapa jenis bahan kimia beracun yang dijumpai manusia secara teratur
dapat menimbulkan resiko – resiko kesehatan. Sisa pestisida pada sayur – mayur,
merkuri dalam ikan dan banyak bahan kimia hasil industri dapat menimbulkan
kanker, cacat bawaan, mutasi genetika atau bahan kematian (Mulyanto, 2007).
2.1.3. Sumber Pencemaran Air
Beberapa sumber pencemaran air, antara lain :
a. Domestik (Rumah Tangga)
Yaitu yang berasal dari pembuangan air kotor dari kamar mandi, kakus, dan
dapur.
b. Industri
Secara umum jenis polutan air dari industri dapat dikelompokkan sebagai
berikut :
Universitas Sumatera Utara
23
1. Fisik
Pasir atau lumpur yang tercampur dengan limbah air.
2. Kimia
Bahan pencemar yang berbahaya: Merkuri (Hg), Cadmium (Cd),
Timah Hitam (Pb), pestisida, dan jenis logam berat lainnya.
3. Mikrobiologi
Berbagai macam bakteri, virus, parasit, dan lain – lainnya. Misalnya
yang berasal dari pabrik yang mengolah hasil ternak, rumah potong,
dan tempat pemerahan susu sapi.
4. Radioaktif
Beberapa bahan radioaktif yang dihasilkan oleh Pembangkit Listrik
Tenaga Nuklir (PLTN) dapat pula menimbulkan pencemaran air.
c. Pertanian dan Perkebunan
Polutan air dari pertanian/perkebunan dapat berupa:
1. Zat Kimia
Misalnya: berasal dari penggunaan pupuk, pestisida seperti (DDT,
Dieldrin, dan lain-lain).
2. Mikrobiologi
Misalnya: virus, bakteri, parasit yang berasal dari kotoran ternak, dan
cacing tambang di lokasi perkebunan.
Universitas Sumatera Utara
24
3. Zat radioaktif
Berasal dari penggunaan zat radioaktif yang dipakai dalam proses
pematangan buah, mendapatkan bibit unggul, dan mempercepat
pertumuhan tanaman (Mukono, 2000).
2.1.4. Persyaratan Air Minum
Agar air minum tidak menyebabkan gangguan kesehatan, maka air tersebut haruslah
memenuhi persyaratan-persyaratan kesehatan. Di Indonesia, standar air minum yang
berlaku
dapat
dilihat
pada
Peraturan
Menteri
Kesehatan
RI
No.416/MENKES/IX/1990.
Di dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/IX/1990,
persyaratan air minum dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter kimia,
parameter mikrobiologi, dan parameter radioaktivitas yang terdapat didalam air
minum tersebut.
1. Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air tersebut.
Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna, dan jumlah zat padat
terlarut (TDS). Air yang baik idealnya tidak berbau. Air yang berbau busuk tidaak
menarik dipandang dari sudut estetika. Selain itu, bau busuk juga bisa disebabkan
proses penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air.
Air yang baik idealnya harus jernh. Air yang keruh mengandung partikel
padat tersuspensi yang dapat berupa zat-zat berbahaya bagi kesehatan. Di samping
Universitas Sumatera Utara
25
itu, air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba patogen dapat terlindung oleh
partikel.
Air idelanya juga tidak memiliki rasa/tawar. Air yang tidak tawar
mengindikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air tersebut. Rasa asin disebabkan
adanya garam-garam tertentu di dalam air, begitu juga rasa asam disebabkan adanya
asam di dalam air dan rasa pahit disebabkan oleh adanya basa di dalam air tersebut.
Selain itu juga, air yang baik tidak boleh memiliki perbedaan suhu yang
mencolok dengan udara sekitar. Di Indonesia, suhu air idealnya ±3oC dari suhu udara.
Air secara mencolokmempunyai suhu diatas atau dibawaah suhu udara berarti
mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol yang terlarut) atau sedang terjadi proses
biokimia yang mengeluarkan atau menyerap energi di dalam air.
Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid-TDS) adalah bahan-bahan
terlarut (diameter < 10-6) dan kloid (diameter 106-103mm) yang berupa senyawasenyawa kimia dan bahan-bahan lain. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan
naik. Kesadahan yang tinggi dapat mengakibatkan terjadinya endaapan/kerak pada
sistem perpipaan.
2. Parameter Kimiawi
Parameter kimiawi dikelompokkanmenjadi kimia anorganik dan kimia
organik. Dalam standar air minum di Indonesia zat kimia anorganik dapat berupa
logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya, dan beracun serta derajat keasaman (pH).
Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida, volatile organic
chemical (zat kimia organik mudah menguap) zat-zatt berbahaya dan beracun
maupun zat pengikat oksigen.
Universitas Sumatera Utara
26
Sumber logam dalam air dapat berasal dari industri, pertambangan ataupun
proses pelapukan secara alamiah. Korosi dari pipa penyalur air minum dapat juga
menyebabkan kehadiran logam dalam air minum.
Bahan kimia organik dalam air minum dapat dibedakan menjadi 3 kategori.
Kategori 1 adalah bahan kimia yang mungkin bersifat karsinogenik bagi manusia.
Kategori 2 adalah bahan kimia yang tidak bersifat karsinogenik bagi manusia.
Kategori 3 adalah bahan kimia yang dapat menyebabkan penyakit kronis tanpa ada
fakta karsinogenik.
3. Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi menggunakan bakteri koliform sebagai organisme
petunjuk (indicator
organism).
Dalam laboratorium,
istilah total
coliform
menunjukkan bakteri coliform dari tinja, tanah, atau sumber alamiah lainnya. Istilah
fecal coliform (koliform tinja) menunjukkan bakteri koliform berasal dari tinja
manusia atau hewan berdarah panas lainnya. Penetuan parameter mikrobiologi
dimaksudkan untuk mencegah adanya patogen di dalam air minum.
4. Parameter Radioaktivitas
Apapun bentuk radio aktivitas efeknya sama, yakni menimbulkan kerusakan
pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian dan perubahan komposisi
genetik. Kematian sel-sel dapat diganti kembali apabila sel dapat beregenerasi dan
apabila tidak seluruhnya sel mati. Perubahan genetis dapat menimbulkan penyakit
seperti kanker dan mutasi.
Sinar alpha, beta, dan gamma berbeda dalam kemampuan menembus jaringan
tubuh. Sinar alpha sulit menembus kulit dan sinar gamma dapat menembus sangat
Universitas Sumatera Utara
27
dalam. Kerusakan yang terjadi ditentukan oleh intensits serta frekuensi dan luasnya
pemaparan (Mulia, 2005).
2.2. Nikel
Nikel adalah logam berwarna putih perak dengan berat jenis 8,5 dan berat atom 58,71
g/mol. Ni merupakan logam yang resistensi terhadap korosi dan oksidasi pada
temperatur tinggi sehingga bisa digunakan untuk memproduksi stainless steel. Bijih
nickel lateric (nickel ore) mengandung kadar Ni tinggi, sedangkan ferronikel adalah
paduan logam antara nikel dan besi. Logam nikel memiliki sifat kuat, dapat ditempa,
serta tahan terhadap karat dan tahan terhadap oksidasi (Widowaty, 2008).
Nikel adalah logam yang cukup keras putih mengkilat terdapat didalam kerak
bumi sebanyak kurang lebih 0.002%. Nikel terdapat pada batuan ultrabasa seperti
dunit dan peridotit yang mengalami serpentinisasi dan lapuk yang menghasilkan
mineral sekunder bijih nikel garnierit.
Nikel digunakan untuk membuat campuran logam (non-ferros alloy),misal
alloy nikel-besi dengan kandungan nikel antara 50-80 %, sisanya besi. Alloy alni
yaitu campuran alluminium, nikel, dan besi, yang dalam penggunaannya sama dengan
penggunaan baja karbon. Alloy ferrit yang mengandung nikel oksida (NiO) dan
oksida seng. Alloy tersebut biasanya dimanfaatkan untuk peralatan elektronika
(Sukandarrumidi, 2009).
Pembuangan limbah yang mengandung Ni mengakibatkan pencemaran Ni
pada tanah, air, dan tanaman. Total Ni dalam tanah bisa mencapai 5-500 ppm,
Universitas Sumatera Utara
28
sedangkan kadar Ni pada air tanah mencapai 0,005-0,05 ppm dan kadar Ni pada
tumbuhan tidak lebih dari 1 ppm (Sukandarrumidi, 2009).
Pada kondisi pH < 9, nikel membentuk senyawa kompleks dengan hidroksida,
karbonat, dan sulfat. Pada pH > 9, nikel akan membentuk senyawa kompleks dengan
hidroksida dan karbonat, dan selanjutnya mengalami presipitasi. Demikian juga pada
kondisi anaerob, nikel bersifat tidak larut.
Sumber nikel di perairan adalah niccolite (NiAs), pentladite [(Fe3Ni)9S8],
garnierite
[(Ni,Mg)6(OH)6(Si4O11).H2O],
limonite
[(Ni,Fe)O(OH).nH2O],
dan
pyrhotile. Nikel banyak digunakan dalam industri metalurgi, pelapisan logam,
industri kimia, pembakaran minyak, dan pembakaran limbah.
Nikel merupakan unsur yang memiliki toksisitas rendah. Toksisitas nikel
(EC50) terhadap Lemma minor adalah 0,45 mg/L. nilai LC50 nikel terhadap Daphina
magna adalah 19.5 mg/L, terhadap beberapa jenis ikan tawar dan ikan air laut
berkisar antara 1-100 mg/L. Bersama-sama dengan Cu dan Zn, nikel memiliki sifat
aditif. Urutan toksisitas beberapa logam dari yang sangat rendah sampai yang sangat
tinggi berturut adalah: Sn