BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Penentuan Kadar Besi (Fe) Dari Air Baku Dan Air Reservoir di PDAM Tirtanadi IPA Limau Manis Secara Spektrofotometri Sinar Tampak

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

  mahluk hidup yang berada di planet bumi ini, yang tidak membutuhkan air. Di dalam sel hidup, baik pada tumbuh-tumbuhan ataupun pada hewan (termasuk di dalamnya manusia) akan terkandung sejumlah air, yaitu lebih dari 75% kandungan sel tumbuh-tumbuhan atau lebih dari 67% kandungan sel hewan terdiri dari air (Suriawiria, 2005).

  Selain itu pula, air yang kita pergunakan setiap hari tidak lepas dari pengaruh pencemaran yang diakibatkan oleh ulah manusia juga. Beberapa bahan pencemar seperti bahan mikrobilogik (bakteri, virus, parasit), bahan organik (pestisida, deterjen), dan beberapa bahan inorganik (garam, asam, logam), serta beberapa bahan kimia lainnya sudah banyak ditemukan dalam air yang kita pergunakan (Darmono, 2001).

  Melalui penyediaan air bersih baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya di suatu daerah, maka penyebaran penyakit menular dalam hal ini adalah penyakit perut diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin, penurunan penyakit perut ini didasarkan atas pertimbangan bahwa air merupakan salah satu mata rantai penularan penyakit perut (Sutrisno, 1991).

  Peningkatan kualitas air minum dengan cara mengadakan pengelolahan terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama air tersebut berasal dari air permukaan. Pengolahan yang dimaksud bisa dimulai dari sangat sederhana sampai yang pada pengolahan yang lengkap sesuai dengan tingkat kotoran dari sumber asal air tersebut. Semakin kotor semakin berat pengolahan yang dibutuhkan dan semakin banyak ragam zat pencemar akan agar bisa dimanfaatkan sebagai air minum. Oleh karena itu dalam praktek sehari- hari maka pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai sumber persediaan atau tidak (Sutrisno, 1991).

  Peningkatan kuantitas air adalah merupakan syarat kedua setelah kualitas karena semakin maju tingkat kebutuhan air dari masyarakat tersebut untuk keperluan minum maka dibutuhkan air rata-rata sebanyak 5 liter/hari, sedangkan secara keseluruhan kebutuhan akan air di suatu rumah tangga untuk masyarakat Indonesia diperkirakan sebesar 60 liter/hari (Sutrisno, 1991).

2.2 Sumber - sumber air

  Air yang berada di permukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai sumber. Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi:

  1. Air Laut

  2. Air Atmosfir

  3. Air Permukaan

  4. Air Tanah

  2.2.1 Air Laut

  Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum (Sutrisno, 1991). diperlukan sebuah teknologi terapan untuk memfilter sekaligus destilasi (penyulingan) air untuk menghilangkan kadar garam yang tinggi. Disamping itu, filtrasi dan destilasi air laut membutuhkan pasokan energi listrik besar (Alamsyah, 2007).

  2.2.2 Air Atmosfir

  Air atmosfir merupakan hasil proses penguapan (evaporasi) air di permukaan bumi akibat pemanasan oleh sinar matahari. Dalam keadaan murni, air atmosfir merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami pencemaran ketika berada di atmosfir. Pencemaran yang berlangsung di atmosfir itu dapat disebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme, dan gas, misalnya, karbon dioksida, nitrogen, dan amonia. Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan di mulai pada saat hujan mulai turun, karena masih banyak mengandung kotoran (Sutrisno, 1991).

  Selain itu, air huajn yang tercemar oleh polusi udara mengakibatkan air hujan tidak bersifat netral lagi, melainkan bersifat asam. Hujan yang bersifat asam dapat menyebabkan korosif (karat) pada benda yang mengandung logam. Selain bersifat asam, air hujan cenderung bersifat sadah karena kandungan kalsium dan magnesiumnya cukup tinggi (Alamsyah, 2007).

2.2.3 Air Permukaan

  Air permukaan yang meliputi badan-badan air semacam sungai, danau, dan telaga, waduk, rawa, terjun, dan sumur permukaan sebagian besar berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah, maupun lainnya. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia, dan bakteriologi. Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri dengan cara udara yang mengandung oksigen atau gas O

  2 akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran (Sutrisno, 1991).

  Air permukaan banyak digunakan untuk berbagai kepentingan, antara lain untuk diminum, kebutuhan rumah tangga, irigasi, pembangkit listrik, industri, dan sebagainya. Agar dapat diminum, air pemukaan harus di olah terlebih dahulu, meliputi pengolahan fisika, kimia dan biologi. Air permukaan ada 2 macam yaitu: a.

  Air sungai b. Air rawa/ danau.

2.2.3.1 Air Sungai

  Air sungai merupakan aliran yang berasal dari mata air yang kadang- kadang bercampur dengan limbah manusia, hewan, dan tumbuh-tumbuhan, termasuk campuran dari air hujan. Dalam penggunaan 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 dapat mencukupi (Sutrisno, 1991).

  Kualitas air sungai juga dipengaruhi oleh lingkungan di sekitar aliran dibandingkan di daerah hulu. Akibatnya secara fisika, kimia, maupun biologi, air di daerah muara sungai sangat rendah dan tidak layak dijadikan bahan baku air minum (Alamsyah, 2007).

2.2.3.2 Air Danau

  Air danau merupakan air permukaan yang mengumpul pada cekungan permukaan tanah. Permukaan air danau biasaanya berwarna hijau kebiruan warna ini disebabkan oleh banyaknya lumut yang tumbuh di permukaan air maupun di dasar danau. Selain itu warna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk (Alamsyah, 2007).

  Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula. Jadi untuk pengambilan air, sebaiknya dalam pada kedalaman tertentu di tengah-tengah agar endapan-endapan Fe dan Mn tak terbawa, demikian juga pada lumut yang ada di permukaan rawa /telaga (Sutrisno, 1991).

2.2.4 Air Tanah

  Air tanah merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau batuan dibawah permukaan tanah. Air berasal dari air hujan yang meresap ke dalam tanah. Dalam proses peresapan tersebut, air tanah mengalami penyaringan oleh lapisan-lapisan tanah. Air tanah lebih jernih dibandingkan air permukaan. Air tanah memiliki kandungan mineral yang cukup tinggi. Sifat dan kandungan mineral air tanah yang dilaluinya (Alamsyah, 2007).

  Menurut Sutrisno (1991), air tanah terbagi atas: 2. Air tanah dalam.

  3. Mata air.

  2.2.4.1 Air Tanah Dangkal

  Air tanah dangkal terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal ini terdapat pada kedalaman 15m. Lumpur-

     

  lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih. Air tanah dangkal akan berkualitas baik jika tanah disekitarnya tidak tercemar. Sebagai sumber air minum, air tanah dangkal ini ditinjau dari segi kualitas agak baik

  2.2.4.2 Air Tanah Dalam Air tanah dalam terdapat setelah lapis rapat air yang pertama.

  Pengambilan air tanah dalam harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapis air. Kualitas dari air tanah dalam pada umumnya lebih baik

   

  dari air dangkal. Air tanah dalam pada umumnya tergolong bersih dilihat dari segi

    mikrobiologi, karena sewaktu proses pengaliran mengalami penyaringan alamiah.

  Pada proses ini, mineral-mineral yang dilaluinya dapat larut dan terbawa, sehingga mengubah kualitas air tersebut.

2.2.4.3 Mata Air

  Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air memiliki kualitas air hampir sama dengan kualitas air tanah dalam dan sangat baik untu air minum. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir dalam.

2.3 Pencemaran Air

  Pencemaran air sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan, maka air tersebut sudah tercemar. Beberapa jenis bahan kimia untuk pupuk dan pestisida pada lahan pertanian akan terbawa air ke daratan sekitarnya sehingga mencemari air pada permukaan lokasi yang bersangkutan. Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri, virus, dan parasit sering mencemari air. Pencemaran dari kuman penyakit ini merupakan penyebab utama terjadinya penyakit yang di sebabkan oleh pencemaran air (Darmono, 2001).

  Pembuangan limbah industri, limbah rumah tangga, limbah pertanian, dan kotoran tanpa mengalami proses pengolahan sterilisasi merupakan penyebab utama pencemaran air. Limbah yang langsung dibuang ke perairan umum dan belum sempat diolah terlebih dahulu menyebabkan senyawa kimia yang terkandung pada air berdampak yang cukup bahaya bagi manusia yang mengggunakan air tersebut secara langsung (tanpa diolah). Bahan-bahan kimia tersebut, antara lain: sabun, detergen, insektisida, bahan pewarna, dan bahan radio aktif yang dapat menyebabkan beberapa macam penyakit ataupun gejala keracunan (Alamsyah, 2007).

  Sesuai dengan ketentuan badan dunia (WHO) maupun badan setempat (Departemen Kesehatan) serta ketentuan/ peraturan lain yang berlaku seperti APHA (American Publikc Health Association atau Asosiasi Kesehatan Masyarakat AS), layak tidaknya air untuk kehidupan manusia ditentukan berdasarkan persyaratan kualitas secara fisik, secara kimia, dan secara biologis.

  Kualitas secara fisik meliputi kekeruhan, temperatur, warna, bau, dan rasa (Suriawira, 2005).

  Kualitas air secara kimia meliputi nilai pH, kandungan senyawa kimia di dalam air, kandungan residu atau sisa, misalnya residu pestisida, deterjen, kandungan senyawa toksik atau racun, dan sebagainya. Kualitas air secara biologis, khususnya secara mikrobiologis, ditentukan oleh banyak parameter, yaitu parameter mikroba pencemar, patogen, dan penghasil toksin (Suriawira, 2005).

2.4.1 Air Bersih

  Air bersih adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, namun bakteriologi belum terpenuhi. Tidak semua air bersih layak minum, tetapi air minum biasanya berasal dari air bersih. Air bersih perlu diolah terlebih dahulu agar layak diminum dan menjadi air minum yang sehat (Suriawira, 2005). Menurut Gabriel tahun 2001 secara namun dapat dikatakan penggunaan air bersih sebagai berikut :

   Diolah menjadi air siap minum

   Untuk keperluan keluarga (cuci,mandi)

   Sarana pariwisata (air terjun)

   Pada industri (sarana pendingin)

   Sebagai alat pelarut (dalam bidang farmasi/kedokteran)

   Sebagai sarana irigasi sebagai sarana peternakan

   Sebagai sarana olah raga.

2.4.2 Air Minum

  Air Minum adalah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia dan bakteriologi serta level kontaminasi maksimun. Mengingat bahwa pada dasarnya tidak ada air yang seratus persen murni dalam arti sesuai benar dengan kualitas air yang tepat untuk kesehatan, maka walau bagaimanapun harus diusahakan air yang ada sedemikian rupa sehingga kualitas yang dibutuhkan tersebut memenuhi atau paling tidak mendekati syarat-syarat yang dikehendaki (Gabriel, 2001).

  Adapun persyaratan air minum yang layak minum baik secara fisik, kimia dan mikrobiologi menurut Peraturan Menteri Kesehatan Nomor: 429/ Menkes/ Per/ Iv/2010 Tanggal: 19 April 2010 yaitu:

  1. Syarat fisik, antara lain:

  a. Air harus bersih dan tidak keruh

  b. Tidak berwarna

  c. Tidak berasa dan tidak berbau d. Suhu antara 10-25 C (sejuk)

  2. Syarat kimiawi, antara lain:

  a. Tidak mengandung bahan kimiawi yang mengandung racun

  b. Tidak mengandung zat-zat kimiawi yang berlebihan

  d. pH air antara 6,5-9,2

  3. Syarat mikrobiologi, antara lain: Tidak mengandung kuman-kuman penyakit seperti disentri, tipus, kolera, dan bakteri patogen penyebab penyakit.

  2.5 Peranan Air Dalam Tubuh

  Air mempunyai peranan penting dalam tubuh. Konsumsi air yang cukup bisa membuat fungsi organ dalam tubuh berjalan lancar. Sekitar 80% tubuh manusia terdiri dari air. Diantara organ-organ tubuh, darah dan otak adalah yang paling tinggi kandungan airnya. Masing-masing organ vital itu mengandung hingga 90% sampai 95% air. Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk: proses pencernaan, metabolisme, mengangkat zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh kehilangan banyak air, maka akan mengakibatkan kematian. Untuk menjaga kebersihan tubuh, diperlukan juga air. Diharapkan orang akan bebas dari penyakir seperti kudis, dermatitis dan penyakit-penyakit yang disebabkan karena fungi (Sutrisno, 1991).

  2.6 Logam Fe

  Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26. Bilangan oksidasi. Fe memiliki berat atom 55,845 g/mol, titik leleh 1.538° C, dan titik didih 2.861° C. Besi adalah logam dalam kelompok makromineral di dalam kerak bumi, tetapi masuk kelompok mikro dalam sistem biologi. Besi juga dimurnikan, tetapi mudah korosi sehingga memerlukan logam lain untuk melindungi besi dari korosi (Widowati, 2008).

  Mineral yang sering berada dalam air dengan jumlah besar adalah kandungan Fe. Beberapa wilayah perairan di Indonesia tercemar Fe karena aktivitas industri. Makanan dapat tercemar oleh besi melalui tanah. Besi dalam air

• 2 +3

  tanah bisa berbentuk Fe dan Fe terlarut. Selain itu, besi juga berada pada alat- alat sederhana sampai dengan mesin dan alat-alat automobil, kapal besar, tank, dan berbagai komponen bangunan. Fe juga digunakan sebagai pelapis makanan kaleng siap saji. Air yang tercemar Fe saat pengolahan menggunakan peralatan (panci) yang mengandung Fe atau peralatan pengemasan (kaleng) mengandung Fe. Oleh karena itu, pencemaran Fe berasal dari sampah rumah tangga ataupun limbah industri (Widowati, 2008).

2.6.1 Kegunaan Besi

  a. Dalam bidang Industri Besi (Fe) paling banyak di gunakan dalam pembuatan baja seperti besi tuang, besi tempa dan baja karbon. ( Widowati, 2008 ).

  b. Dalam bidang kesehatan Fe memiliki fungsi dalam tubuh, yaitu :

  1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh yang terikat dalam hemoglobin.

  2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel

  3. Sebagai bagian terpenting dari beberapa reaksi enzim

  2.6.2 Efek Toksik Logam Fe

  Adanya unsur-unsur besi (Fe) dalam air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan tubuh akan unsur tersebut. Besi (Fe) merupakan suatu unsur yang penting dan berguna untuk metabolisme tubuh. Untuk keperluan ini tubuh membutuhkan 7-35 mg unsur tersebut per hari, yang tidak hanya diperoleh dari air. Besi dalam tubuh makhluk hidup berperan penting dalam sel darah merah. Di sisi lain besi juga memberikan pengaruh negatif bagi kehidupan manusia jika konsentrasi unsur ini melebihi ±2 mg/L seperti menyebabkan gangguan fungsi hati. Atas dasar pertimbangan tersebut di atas, maka ditetapkan standar konsentrasi maksimum besi dalam air minum oleh Dep.Kes.RI sebesar 0,1- 1,0 mg/L (Sutrisno, 1991).

  Anak-anak seringkali mengonsumsi dalam dosis berlebih karena obat atau makanan difortifikasi besi (Fe). Konsumsi Fe dalam dosis tinggi bisa menyebabkan toksisitas, dan menyebabkan kematian pada anak-anak berusia kurang dari 6 tahun. Toksisitas ditandai dengan gejala muntah disertai dengan darah (Widowati, 2008).

  2.6.3 Pengobatan Toksisitas Fe

  Pengobatan toksisistas Fe adalah mencegah terjadinya absorpsi Fe baik dari saluran pencernaan atau saluran nafas, yaitu dengan cara memuntahkan bahan makanan yang dimakan yang telah tercemar Fe dengan obat emetika, atau bisa juga dengan menggunakan obat pencahar. (Darmono, 2001) Untuk mengurangi toksisitas Fe akibat injeksi Fe pada penderita dialisis ginjal, bisa di berikan vitamin E. Kelebihan Fe dalam tubuh bisa di kurangi

2.6.4 Penanggulangan Pencemaran Fe

  Menurut Alamsyah tahun 2007, adapun metode-metode yang digunakan untuk menghilangkan atau menurunkan kadar besi (Fe) dalam air adalah :

  1. Aerasi dan Oksidasi

  2+

  Oksidasi besi adalah penghilangan Fe (fero) di dalam air yang sangat

  3+

  mudah larut, yaitu dengan jalan oksidasi ion-ion menjadi Fe (feri) yang berbentuk endapan. Aerasi merupakan proses penangkapan oksigen (O

  2 ) di

  udara oleh air (proses oksidasi) yang akan diproses. Tujuannya adalah untuk

• 2 mereaksikan oksigen dengan kation-kation besi (Fe ) yang terdapat dalam air.
• 2

  Apabila kation Fe bereaksi dengan oksigen akan membentuk senyawa oksida Fe

2 O 3 yang dapat mengendap.

  2. Penambahan bahan kimia dan pengendapan Kekeruhan disebabkan oleh adanya partikel-partikel kecil dan koloid, termasuk didalamnya besi dalam air yang bersifat sebagai butir koloidal dan besi yang tergabung dengan zat organis dan anorganic (seperti tanah liat) dengan pembubuhan atau penambahan bahan kimia dengan sifat tertentu yang disebutkan flokulan yang umumnya dipakai yaitu Aluminium sufat (AI

  2 (SO 4 ) 3 ) dalam bentuk

  larutan. Selain pembubuhan flokulan diperlukan pengadukan sampai flok-flok terbentuk. Flok ini mengumpulkan partikel kecil tersebut (bertumbukan) dan akhirnya bersama-sama mengendap.

  3. Filtrasi Bahan padat sisa yang tetap berada di dalam air setelah pengendapan flokulan akan bersentuhan dengan media filter (seperti pasir atau krikil) dan melekat padanya.

2.6.5 Penetapan Kadar Logam Fe Secara Spektrofotometri

  Baik besi (II) dapat ditetapkan secara spektrofotometri. Penggunaan alat spektrofotometri DR 2800 (HACH) dengan program 265 Iron, Ferrover. Besi (II) bereaksi dengan 1,10-fenantrolina membentuk kompleks jingga-merah

• 2

  [Fe(C

18 H

  8 N 2 ) 3 ] , pada panjang gelombang 515 nm. Intensitas warnanya tak

  tergantung pada keasaman dalam jangka pH 2-9, dan stabil untuk waktu yang lama. (Svegla,1985).

2.7 Teori Spektrofotometri Visible

  Spektrofotometer visibel adalah pengukuran panjang gelombang dan intensitas sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel.

  Spektrum ini sangat berguna untuk pengukuran secara kuantitatif (Dachriyanus, 2004)

  Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang antara 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-750 nm. Warna sinar tampak dapat dihubungkan dengan panjang gelombangnya. Sinar putih mengandung radiasi pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak. Sinar pada panjang gelombang tunggal (radiasi monokromatik) dapat dipilih dari sinar putih (sebagai contoh dengan alat prisma). Disebutkan juga warna komplementer, yang mempunyai makna sebagai berikut: jika salah satu komponen warna putih sebagai komplemen warna yang diserap tadi. Jadi jika warna biru (450 sampai 480 nm) dihilangkan dari sinar putih tersebut (atau warna biru diabsorbsi) maka radiasi yang dihasilkan adalah warna kuning (Rohman, 2007).

Table 2.1 Hubungan antara warna dengan panjang gelombang sinar tampak

  Panjang gelombang Warna yang diserap Warna yang diamati/warna komplementer 400 – 435 nm Ungu (lembayung) Hijau kekuningan 450 – 480 nm Biru Kuning 480 – 490 nm Biru kehijauan Orange 490 – 500 nm Hijau kebiruan Merah 500 – 560 nm Hijau Merah anggur 560 – 580 nm Hijau kekuningan Ungu (lembayung) 580 – 595 nm Kuning Biru 595 – 610 nm Orange Biru kekuningan 610 – 750 nm Merah Hijau kebiruan