Penetapan Kadar Mangan (Mn) Dan Seng (Zn) Dalam Air Baku dan Air Reservoir Dengan Metode Kolorimetri di Instalasi Pengolahan Air (IPA) PDAM Tirtanadi Sunggal
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat dialam secara berlimpahlimpah. Air di muka bumi sekitar 97% merupakan air laut yang tidak dapat
digunakan secara langsung, dan sisanya sekitar 2% diantaranya tersimpan sebagai
gunung es di kutup dan uap air, yang juga tidak dapat dimanfaatkan secara
langsung, dan air yang benar-benar tersedia bagi keperluan manusia hanya o,62%
meliputi air yang terdapat di danau, sungai, dan air tanah, sehingga jika di tinjau
dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia hanya 0,003% dari
seluruh air yang ada (Effendi, 2003) .
Air juga merupakan pelarut yang sangat baik bagi banyak bahan, sehingga
air merupakan media transport utama bagi zat-zat makanan dan produk
buangan/sampah yang dihasilkan proses kehidupan. oleh karena itu air yang ada
dibumi tidak pernah terdapat dalam keadaan murni, tetapi selalu ada senyawa atau
mineral/unsur lain yang terdapat didalamnya (Achmad, 2004).
Air sangat penting dalam kehidupan kita. Tanpa air kelangsungan hidup
hanya beberapa hari saja. Air merupakan bahan bangunan dari setiap sel,
Kandungan air bagi setiap tubuh sangat bervariasi misalnya jaringan otot sekitar
7,5%, jaringan lemak sekitar 2%, darah sekitar 90%. Air merupakan bahan pelarut
di dalam tubuh dan membantu dalam pelembutan makanan. Suhu tubuh secara
tidak langsung di atur oleh air dengan cara penyerapan melalui paru-paru dan
keringat melalui kulit. Kebutuhan air untuk di minum setiap hari sekitar 2 liter
Universitas Sumatera Utara
(bagi orang dewasa). Setiap individu memerlukan air sekitar 60 liter/hari
(Gabriel, 2001).
Peningkatan kebutuhan manusia, menjadikan beban pengotoran juga
bertambah cepat sesuai dengan cepatnya pertumbuhan. Sebagai akibatnya saat ini,
sumber air tawar dan air bersih semakin langka. Untuk itu, penetapan kualitas air
bersih di tentukan oleh banyak faktor, seperti ditinjau dari kegunaan air itu
sendiri. Kegunaan air dapat berupa untuk air minum, keperluan rumah tangga,
keperluan industri, irigasi pertanian dan perkebunan, perikanan, rekreasi, dan lainlain. Sedangkan kualitas air berdasarkan sumbernya dapat berasal dari air sungai,
air tanah, air hujan, dan sumber air lainnya yang dapat dimanfaatkan
(Situmorang, 2007).
2.1.1 Sumber Air
Jumlah air dialam relatif konstan dan bersirkulasi akibat pengaruh cuaca,
sehingga terjadi suatu siklus yang disebut siklus hidrologi. Secara umum , siklus
hidrologi diawali dengan air menguap akibat panasnya matahari. Penguapan ini
terjadi pada air permukaan, air yang berada di dalam lapisan tanah bagian atas
(evaporasi), air yang ada didalam tumbuhan (transpirasi), hewan dan manusia
(transpirasi, respirasi). Uap air ini memasuki atmosfer. Didalam atmosfer uap ini
akan menjadi awan, dan dalam kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan
berubah bentuk menjadi tetesan-tetesan air dan jatuh kembali ke permukaan bumi
sebagai hujan. Air hujan ini ada yang mengalir langsung masuk ke dalam
permukaan (run off), ada yang meresap kedalam tanah (perkolasi) dan menjadi air
tanah, baik yang dangkal maupun yang dalam dan ada juga yang diserap oleh
Universitas Sumatera Utara
tumbuhan. Air tanah akan timbul kepermukaan sebagai mata air dan menjadi air
permukaan. Air permukaan bersama-sama dengan air tanah dangkal dan air yang
berada dalam tubuh akan menguap kembali menjadi awan, maka siklus hidrologi
akan kembali terulang (Mulia, 2005).
Sumber air yang umum digunakan pada masyarakat untuk mendapatkan
air bersih:
1. Air Permukaan
Air tawar berasal dari dua sumber, yaitu air permukaan (surface water )
dan air tanah (ground water). Air permukaan adalah air yang berada di sungai,
danau, waduk, rawa, dan badan air lainnya, yang tidak mengalami infiltrasi ke
bawah tanah. Areal tanah yang mengalirkan air ke suatu badan air disebut
watersheds atau drainage basins. Air yang mengalir dari daratan menuju suatu
badan air disebut limpasan permukaan (surface run off), dan air yang mengalir
disungai menuju laut disebut aliran air sungai (river run off).
Air hujan yang jatuh ke bumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar
bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya
bersifat asam, dengan nilai pH sekitar 4,2 (Effendi, 2003).
Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama
pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran
industri, dan sebagainya. Beberapa pengotoran ini, untuk masing-masing air
permukaan akan berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan
ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia, dan bakteriologi.
Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan akan
Universitas Sumatera Utara
mengalami suatu proses pembersihan sendiri yakni udara yang mengandung
oksigen atau O2 akan mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air
permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan,
O2 akan meresap kedalam air permukaan (sutrisno dan Susiastuti, 1991).
2. Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke pemukaan bumi yang
kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan kedalam tanah dan mengalami
proses fitrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut,
di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik
dan lebih murni dibandingkan air permukaan.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lainnya.
Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami
proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia
sepanjang tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu, air tanah juga
memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibanding dengan sumber air lainnya.
Air tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi tinggi. Konsentrasi yang
tinggi dari zat-zat mineral semacam magnesium, kalsium, logam berat seperti besi
dapat menyebabkan kesadahan air (Chandra, 2006).
Air tanah di bagi menjadi tiga, yaitu:
A. Air tanah dangkal
Air tanah dangkal terjadi karena proses peresapan air dari permukaan
tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air
Universitas Sumatera Utara
tanah akan tetap jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam
terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu
untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah disini berfungsi sebagai
saringan. Di samping penyaringan, pengotoran juga masih berlangsung, terutama
pada air yang dekat dengan permukaan tanah, setelah menemui lapisan rapat air,
air yang akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air ini dimanfaatkan
untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal. Air tanah dangkal didapat
pada kedalaman 15 meter. Sebagai sumber air minum, air tanah dangkal bila
ditinjau dari segi kualitas agak baik dan kuantitas kurang cukup (Sutrisno dan
Suciastuti,1991).
B. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Dalam
pengambilan air tanah dalam, harus menggunakan bor dan memasukkan pipa
kedalamnya (biasanya antara 100-300m) akan didapat suatu lapis air. Jika tekanan
air tanah ini besar, maka air dapat menyembur keluar, dalam keadaan ini, sumur
ini disebut dengan sumur artetis dan jika tidak dapat keluar dengan sendirinya,
digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air. Kualitas dari air tanah dalam,
umumnya lebih baik dari air dangkal, ini di karenakan penyaringan yang terjadi
lebih sempurna dan bebas dari bakteri (Sutrisno dan Suciastuti,1991).
C. Mata Air
Mata air merupakan air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke
permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, mempunyai kualitas
yang sama dengan keadaan air dalam (Sutrisno dan Suciastuti, 1991).
Universitas Sumatera Utara
3. Air Hujan
Air hujan atau air atmosfer ini didapat dari angkasa karena terjadinya
proses presipitasi dari awan, atmosfir yang mengandung uap air (Azwar,1996).
walau pada saat presipitasi merupakan air bersih, air hujan cenderung mengalami
pencemaran ketika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer
dapat di sebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme, dan gas, misalnya
karbondioksida, nitrogen, dan ammonia (Chandra, 2006). Maka untuk menjadikan
air hujan sebagai sumber air minum hendaknya saat menampung air hujan jangan
dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran.
Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun
bak-bak reservoir, sehingga hal ini mempercepat terjadinya korosi (karatan). Juga
air hujan mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun
(Sutrisno dan Suciastuti, 1991).
2.1.2 Standar Kualitas Air Minum
Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan
tidak berbau. Air Minumpun seharusnya tidak mengandung bakteri patogen, tidak
mengandung zat kimia yang mengubah fungsi tubuh, tidak korosif, dan tidak
meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Atas dasar pemikiran
tersebut, dibuatnya standar air minum yaitu peraturan yang memberi petunjuk
tentang konsentrasi berbagai parameter yang diperbolehkan ada dalam air minum
(Slamet, 2013). PERMENKES RI NO.492/MENKES/IV/2010 mengartikan air
minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan
Universitas Sumatera Utara
yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Beberapa
parameter wajib yang ada dalam air minum.
1. Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air tersebut.
Parameter fisika meliputi kekeruhan, warna, bau dan rasa, padatan total, terlarut,
dan tersuspensi, serta suhu.
1. Kekeruhan
Kekeruhan air disebabkan oleh zat-zat padat yang tersuspensi, baik yang
bersifat anorganik maupun organik. Zat anorganik, biasanya berasal dari lapukan
batuan dan logam, sedangkan zat organik berasal dari lapukan tanaman ataupun
hewan (Slamet,2013).
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan di pancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat
dalam air. Kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas. Tingginya nilai
kekeruhan dapat mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas
desinfeksi pada proses penjernihan air (Effendi, 2003).
2. Warna
Warna perairan dapat dikelompokkan menjadi warna sesungguhnya (true
color) yang disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut. Pada penentuan warna
sesungguhnya,
bahan-bahan
tersuspensi
penyebab
kekeruhan
sebaiknya
dipisahkan terlebih dahulu, dan warna tampak (apparent color) adalah warna yang
tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi.
Universitas Sumatera Utara
Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan organik dan bahan anorganik
seperti ion-ion logam misalnya logam mangan. Oksida logam mangan dalam
perairan dapat menyebabkan air berwarna kecoklatan atau kehitaman. Kadar
mangan sebanyak 0,05 mg/liter sudah cukup dapat menimbulkan warna pada
perairan (Peavy et al.,1985).
Warna pada perairan dapat diamati secara visual (langsung) dengan
membandingkan warna air sampel dengan warna standar. Air yang memiliki nilai
kekeruhan rendah biasanya memiliki nilai warna tampak dan warna sesungguhnya
yang sama dengan standar (Davis dan Cowell, 1991).
3. Bau dan Rasa
Bau dan rasa pada air minum akan mengurangi penerimaan masyarakat
terhadap air. Air minum yang berbau, selain tidak estetis dapat memberi petunjuk
akan kualitas air (Slamet, 2013). Bau dan rasa terjadi oleh adanya bahan-bahan
organik yang membusuk. Bahan-bahan tersebut berasal dari berbagai sumber,
sehingga intensitas bau dan rasa dapat meningkat, bila di lakukan klorinasi pada
air (Sutrisno dan Suciastuti,1991). Air yang tidak tawar dapat menunjukkan
kehadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan. Rasa logam, pahit,
asin, dan sebagainya pada air dapat menimbulkan bahaya serta efeknya
bergantung pada penyebab timbulnya rasa tersebut (Slamet, 2013).
4. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami
evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan tersuspensi total adalah
bahan-bahan tersuspensi yang memiliki diameter > 1 µm. padatan tersuspensi total
Universitas Sumatera Utara
terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik. Padatan terlarut total
adalah bahan-bahan terlarut yang memiliki diameter < 10-6 mm yang berupa
senyawa-senyawa kimia (Effendi, 2003).
5. Suhu
Temperatur air dapat mempengaruhi reaksi kimia dalam pengelolaan,
terutama apabila temperatur air sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah
100C-150C, tetapi iklim setempat, kedalaman pipa-pipa saluran air, dan jenis dari
sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur air. temperatur juga
mempengaruhi secara langsung toksisitas banyak bahan kimia pencemar,
pertumbuhan mikroorganisme, dan virus. Pengaruh temperatur pada kelarutan
tergantung pada efek panas dimana jika panas larutan adalah endotherm, maka
kelarutan meningkat dengan meningkatnya temperatur dan jika panas larutan
adalah eksotherm, maka kelarutan menurun dengan naiknya temperatur (Sutrisno
dan Suciastuti, 1991).
2. Parameter kimia
Kandungan bahan–bahan kima di dalam air berpengaruh terhadap kualitas
air. Beberapa parameter kimia secara umum, yaitu pH (derajat keasaman),
kesadahan, dan kandungan bahan organik dan anorganik.
1. pH (derajat keasaman)
Keberadaan ion hidrogen dalam air menggambarkan nilai pH (derajat
keasaman ), dengan persamaan pH = - log [H+]. Dalam penyediaan air, pH
merupakan satu faktor yang harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat
keasaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan
Universitas Sumatera Utara
dilakukan. pH air minum sebaiknya netral, tidak asam ataupun basa. Kualitas air
minum yang melebihi standar pH yakni lebih kecil dari 6,5 dan lebih besar dari
9,2 berakibat korosi pada pipa-pipa air, dan dapat menyebabkan beberapa
senyawa kimia berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno dan
Suciastuti, 1991).
2. Kesadahan
Kesadahan air diartikan sebagai gambaran kation logam valensi dua.
Kation-kation ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun
anion-anion yang terdapat didalam air membentuk endapan atau karat pada
peralatan logam. Air sadah biasanya ditemukan pada air tanah dan kesadahan air
ada yang bersifat sementara yang disebabkan oleh adanya kation-kation dari
kalsium dan magnesium dengan anion bikarbonat, juga air sadah yang bersifat
permanen yang terjadi bila terdapat kation-kation dari kalsium dan magnesium
dengan anion sulfat, nitrat, dan klorida.
Menurut Tebbut (1992), nilai kesadahan tidak memiliki implikasi
langsung terhadap kesehatan manusia. Kesadahan yang tinggi dapat menghambat
sifat toksik dari logam berat karena kation-kation penyusun kesadahan (kalsium
dan magnesium) membentuk senyawa kompleks dengan logam berat tersebut. Air
permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dari ada air tanah.
Menurut PERMENKES No.492/MENKES/PER/IV/2010, batas maksimum
kesadahan pada air minum adalah 500 mg/l.
Universitas Sumatera Utara
3. Kandungan bahan organik dan anorganik
Adanya bahan organik dalam air dapat menimbulkan perubahan fisik pada
air seperti warna, bau dan rasa, dan kekeruhan. Standar kekeruhan bahan organik
maksimal dalam air minum yang di perbolehkan adalah 10 mg/L (Sutrisno dan
Suciastuti, 1991).
Senyawa anorganik terdiri atas logam dan logam berat yang pada umumnya
bersifat toksik. Bahan kimia anorganik dalam bentuk asam, garam, dan logam
yang dianggap toksik seperti Pb, Cd, Hg dalam kadar tinggi dapat menyebabkan
air tidak enak untuk diminum (Darmono, 2001). Senyawa anorganik biasanya
berasal dari limbah domestik dan industri (Effendi, 2003).
3. Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi pada air minum yakni air minum yang tidak boleh
mengandung organisme patogen sama sekali seperti bakteri, protozoa, virus,
cacing yang dapat menyebabkan berbagai macam penyakit juga tidak boleh
mengandung bakteri golongan coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan
yaitu 1 coli/100 ml air. Walaupun bakteri coli merupakan bakteri nonpatogen
tetapi bila di temukan diperairan maka air tersebut telah terkontaminasi dan dapat
menyebabkan penyakit dan gangguan kesehatan (Sutrisno dan Suciastuti,1991).
4. Parameter Radioaktif
Parameter selanjutnya yang menentukan kualitas air yaitu parameter
radioaktif. Parameter ini terdiri atas tiga radiasi yakni alpha partikel, beta partikel,
radiasi gamma. Pengaruh radioaktif dapat bersifat akut atau kronis. Pada kadar
Universitas Sumatera Utara
yang tinggi, pengaruh radioaktif terhadap makhluk hidup bersifat akut, yakni
mengganggu proses pembelahan sel dan mengakibatkan rusaknya kromosom.
Setiap organ tubuh memperlihatkan respon yang berbeda terhadap radioaktif.
Radiasi gamma dapat mengakibatkan defisiensi sel darah putih dalam waktu dua
hari setelah seluruh tubuh mendapat radiasi gamma (Effendi, 2013).
2.2 Logam Berat
Logam adalah elemen dalam larutan yang dapat melepaskan satu atau
lebih elektron dan menjadi kation. Logam berat adalah unsur
logam yang
mempunyai densitas > 5gr/cm3. Perbedaan Logam berat dengan logam lainnya
yaitu terletak dari pengaruh yang dihasilkan logam berat bila ini berikatan dan
atau masuk kedalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya menimbulkan
efek-efek khusus bagi makhluk hidup. Semua logam berat dapat menjadi bahan
racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi bila sejumlah
logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski logam berat berbahaya
pada makhluk hidup, sebagian dari logam-logam berat tersebut, tetap dibutuhkan
oleh makhluk hidup (Soemirat, 2003).
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat dibagi menjadi dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, dimana keberadaannya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme, namun dalam jumlah
berlebihan, logam tersebut bisa menimbulkan efek toksik. Contoh logam berat ini
adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah
logam berat tidak esensial, dimana keberadaannya dalam tubuh masih belum
diketahui manfaatnya, bahkan bersifat toksik. Contoh logam berat ini adalah Hg,
Universitas Sumatera Utara
Cd, Pb, Cr, dan lain-lain. Logam berat dapat menimbulkan efek gangguan
terhadap kesehatan manusia, tergantung pada bagian mana logam berat tersebut
yang terikat dalam tubuh serta besarnya dosis paparan. Efek toksik dari logam
berat mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh.
(Widowati,dkk.,2008). Terjadinya toksisitas logam dapat melalui pernapasan,
termakan (melalui saluran pencernaan), dan penetrasi melalui kulit (Darmono,
2001).
2.2.1 Mangan (Mn)
Mangan adalah logam berwarna abu-abu keputihan. Mangan merupakan
logam keras, mudah retak, serta mudah teroksidasi. Mangan berada dalam bentuk
manganous (Mn2+) dan manganik (Mn4+). Pada perairan dengan kondisi anaerob
akibat dekomposisi bahan organik dengan kadar yang tinggi, Mn4+ senyawa
mangan dioksida mengalami reduksi menjadi Mn2+ yang bersifat larut. Mangan
valensi dua hanya terdapat pada perairan yang memiliki kondisi anaerob. Jika
perairan kembali mendapat cukup aerasi, Mn2+ mengalami reoksidasi membentuk
Mn4+ yang selanjutnya mengalami presipitasi dan mengendap di dasar perairan.
Kadar mangan pada kerak bumi sekitar 950 mg/kg. sumber alami mangan
adalah pyrolusite (MnO2), rhodocrosite (MnCO3), managnite (MnO3.H2O). logam
mangan biasa digunakan dalam industri baja, baterai, gelas, keramik, cat, dan
bahan celupan. Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau
kurang, sedangkan kadar mangan pada perairan air tawar sangat bervariasi, antara
0.002 mg/liter hingga lebih dari 4.0 mg/liter, dan pada air minum, kadar mangan
maksimum 0.05 mg/liter.
Universitas Sumatera Utara
Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur
toksik di perairan, misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara terbuka dan
mendapat cukup oksigen, air dengan kadar mangan (Mn2+) tinggi (lebih dari 0.01
mg/liter) akan membentuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn2+ menjadi
Mn4+. Koloid ini mengalami presipitasi membentuk warna coklat gelap sehingga
air menjadi keruh (Effendi,2003).
Sifat Logam Mangan (Mn)
Mangan adalah logam putih abu-abu, yang penampilannya serupa besituang. Ia melebur pada kira-kira 12500C. Logam mangan bereaksi dengan air
hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hydrogen:
Mn + 2H2O
Mn(OH)2 + H2
Endapan putih
Kation mangan (II) diturunkan dari mangan (II) oksida. Ia membentuk
garam-garam tak berwarna, dan terdapat dalam larutan, warnanya agak merah
jambu, ini disebabkan oleh adanya ion heksakuomanganat, [Mn(H2O)6]2+.
Endapan mangan (II) hidroksida, yang mula-mula berwarna putih:
Mn2+ + 2OH-
Mn(OH)2
Endapan putih
Endapan dengan cepat teroksidasi bila terkena udara, menjadi coklat, ketika
terbentuk mangan dioksida berhidrat, MnO(OH)2:
Mn(OH)2
+ O2 + H2O
MnO(OH)2
+ 2OH- (Vogel, 1979).
Mangan (II) dengan mudah teroksidasi menjadi Mn (IV) dalam larutan basa.
Persamaannya: Mn(OH)2 (s) + H2O2
MnO2 (s) + 2H2O (Lagowski, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Mangan Pada Manusia
Adanya logam mangan dalam perairan menyebabkan endapan MnO2 akan
memberikan noda-noda pada bahan/benda-benda yang berwarna putih. Adanya
unsur ini dapat menimbulkan bau dan rasa pada minuman. Konsentrasi Mn yang
lebih besar dari 0,5 mg/l, selain dapat menyebabkan rasa pada minuman, juga
meninggalkan warna coklat-kecoklatan pada pakaian cucian. Konsentrasi standar
maksimum yang ditetapkan Dep.Kes.R.I. untuk mangan adalah 0.05 – 0.5 mg/l.
0.05 mg/l merupakan batas konsentrasi maksimal yang dianjurkan, dan 0.5 mg/l
adalah batas konsentrasi maksimal yang diperbolehkan (Sutrisno dan suciastuti,
1991).
Walau mangan merupakan logam berat esensial, namun jika dikonsumsi
dan atau terpapar dalam dosis tinggi akan bersifat toksik. Paparan mangan dalam
debu atau asap maupun gas tidak boleh melebihi 5 mg/m3 karena dalam waktu
singkat akan menimbulkan toksisitas dengan gejala yang ditunjukkan berupa
penggumpalan darah, gangguan kulit, perubahan warna rambut, gangguan sistem
saraf, dan sebagainya. Defisiensi mangan jarang terjadi pada manusia karena
selain kebutuhan mangan yang kecil juga banyak terdapat pada berbagai jenis
pangan nabati. Defisiensi mangan dapat menunjukkan gejala kehilangan berat
badan, gangguan pertumbuhan kuku atau rambut dan lain sebagainya.
(Widowati,dkk., 2008)
2.2.2 Seng (Zn)
Seng adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi. Zn adalah
logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih kebiruan, pudar
Universitas Sumatera Utara
bila terkena uap udara, dan terbakar bila terkena udara dengan api hijau terang.
Seng dapat bereaksi dengan asam, basa, dan senyawa non logam. Zn memiliki
nomor atom 30 dan memiliki titik lebur 419,730C. seng di alam tidak berada
dalam keadaan bebas, tetapi dalam bentuk terikat dengan unsur lain berupa
mineral. sumber Zn bisa berupa mineral sphalerit (ZnS), kalamian (silikat), dan
zinkit (ZnO). Logam Zn digunakan dalam berbagai jenis industri, seperti cat,
produk
karet,
baterai,
tektil,
obat-obatan,
kosmetik
dan
sebagainya.
(Widowati,dkk., 2008)
Kadar seng pada perairan alami < 0.05 mg/liter. Seng termasuk unsur yang
penting dan berguna dalam metabolisme, dengan kebutuhan perhari 10 – 15 mg.
Dalam jumlah kecil merupakan unsur yang penting dalam metabolisme, karena
kekurangan Zn dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak. Dalam
jumlah besar unsur ini dapat menimbulkan rasa pahit dan sepat pada air minum.
Konsentrasi standar maksimum yang ditetapkan oleh Dep.Kes. R. I untuk Zn ini
adalah sebesar 1.0 mg/l untuk batas maksimum yang dianjurkan, dan sebesar 15.0
mg/l sebagai batas maksimal yang di perbolehkan. (Sutrisno dan Suciastuti, 1991)
Sifat Logam Seng (Zn)
Zink adalah logam putih kebiruan, logam ini mudah ditempa dan liat pada
110-1500C. Zink melebur pada 4100C dan mendidih pada 9060C (Vogel, 1979).
Senyawa-senyawa yang mengandung ion Zn2+ biasanya tidak berwarna dan
banyak yang larut dalam air, larutan berair mengandung ion kompleks tidak
berwarna Zn(H2O)42+, yang bisa terhidrolisis dengan kuat. Persamaannya:
Zn(H2O)42+ + H2O
Zn(H2O)3OH+ + H3O+ (Lagowski, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Seng Pada Manusia
Seng merupakan unsur esensial untuk pertumbuhan manusia, hewan,
maupun tanaman. Logam seng sebenarnya tidak toksik, tetapi dalam keadaan
sebagai ion, Zn bebas, memiliki toksisitas tinggi. Meskipun Zn merupakan unsur
esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat berbahaya dan bersifat
toksik. Pengkonsumsian Zn berlebih dalam jangka waktu yang lama bisa
mengakibatkan defisiensi mineral lain seperti Cu. Toksisitas Zn jarang terjadi
karena konsumsi Zn dari makanan. Hal tersebut biasanya terjadi karena gangguan
pada alat pencernaan dan diare yang diakibatkan oleh minuman atau makanan
yang terkontaminasi oleh peralatan yang dilapisi Zn. Gejala defisiensi Zn antara
lain, pertumbuhan terhambat, rambut rontok, dan sebagainya (Widowati,dkk.,
2008).
2.3 Kolorimetri
Menurut ahli kimia variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya
konsentrasi suatu komponen, membentuk dasar yang disebut analisis kolorimetrik.
Warna biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan
ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam
penyusun yang diinginkan itu sendiri. Intensitas warna kemudian dapat
dibandingkan dengan yang diperoleh dengan menangani kuantitas yang diketahui
dari zat itu dengan cara yang sama.
Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan
mengukur absorpsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat
tersebut. Kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni: kolorimetri visual dan
Universitas Sumatera Utara
kolorimetri fotolistrik. Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun
buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya
dilakukan dengan suatu instrument sederhana yang disebut kolorimeter atau
pembanding warna. Sedangkan kolorimetri fotolistrik biasanya digunakan dengan
cahaya yang dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relative sempit
dengan melewatkan cahaya putih melalui filter – filter, yakni, bahan dalam bentuk
lempengan berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya, yang
meneruskan hanya daerah spektral terbatas.
Keuntungan utama metode kolorimetri adalah metode ini memberikan cara
sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil. Kebanyakan
pengukuran kolorimetri terdiri dari pembandingan warna yang dihasilkan oleh zat
dalam kuantitas yang tak diketahui dengan warna yang sama yang dihasilkan oleh
kuantitas yang diketahui dari zat yang akan ditetapkan tersebut.
2.3.1 Hukum yang mendasari
Metode kolorimetri yang digunakan untuk penentuan kuantitatif suatu zat
warna dari kemampuannya untuk mengabsorpsi cahaya. Hukum yang mengatur
absorpsi itu biasanya dikenal dengan hukum Lambert dan hukum Beer, dan
dikenal sebagai hukum Beer-lambert.
Hukum Lambert. Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik
melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya
ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan
menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara
eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap,
atau
Universitas Sumatera Utara
dengan menyatakan bahwa lapisan dari manapun dari medium itu yang tebalnya
sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama. Hukum
ini dapat dinyatakan oleh persamaan diferensial:
T=
= 10 –al
A = log = al
Dimana: Io = intensitas cahaya yang masuk pada larutan
I = intensitas cahaya yang diteruskan larutan
l = tebal medium
a = konstanta untuk partikel larutan
T = transmitansi dari larutan
100T = persentase transmisi dari larutan
A = absorbansi
Hukum Beer. Hukum ini menyatakan bahwa intensitas cahaya monokromatrik
berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap
secara linear. Ini dapat ditulis dalam bentuk :
T=
= 10-a’c
A = log = a’c
Dengan c adalah konsentrasi dan a’ adalah ketetapan. Dengan penggabungan
kedua persamaan diatas diperoleh:
Universitas Sumatera Utara
T=
= 10-a’cl
A = log = a’cl
Ini adalah persamaan fundamental dari kolorimetri. Nilai a akan bergantung pada
cara menyatakan konsentrasi. Jika c dinyatakan mol dm-3 dan I dalam sentimeter,
maka a’ disebut koefisien absorpsi molar (Basset,1994).
2.3.2 Kriteria untuk analisis kolorimetri
1. Kespesifikan reaksi warna
Reaksi sangat selektif, sebab sangat sedikit reaksi yang khas untuk suatu zat
warna tertentu tetapi banyak reaksi yang menghasilkan warna yang sehubungan
saja. Sehingga mengubah keadaan kondisi dan pengendalian pH, dapat dicapai
pendekatan kespesifikan.
2. Kestabilan warna
Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil, sebab
periode warna maksimum cukup panjang untuk memungkinkan pengambilan
pembacaan yang tepat. Dalam hal ini pengaruh zat-zat lain dan kondisi
eksperimen (temperatur, pH) haruslah diketahui.
3.Kedapat ulangan
Prosedur kolorimetri harus memberikan hasil yang dapat diulang pada kondisi
eksperimen yang khas, dimana reaksi tidak mewakili perubahan kimia.
Universitas Sumatera Utara
5. Kejernihan larutan
Larutan harus bebas dari endapan karena kekeruhan akan menghamburkan
maupun menyerap cahaya
6. Kepekaan tinggi
Diperlukan reaksi warna yang sangat peka apabila ditetapkan zat kuantitas
sangat kecil (Basset, 1994).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air
Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat dialam secara berlimpahlimpah. Air di muka bumi sekitar 97% merupakan air laut yang tidak dapat
digunakan secara langsung, dan sisanya sekitar 2% diantaranya tersimpan sebagai
gunung es di kutup dan uap air, yang juga tidak dapat dimanfaatkan secara
langsung, dan air yang benar-benar tersedia bagi keperluan manusia hanya o,62%
meliputi air yang terdapat di danau, sungai, dan air tanah, sehingga jika di tinjau
dari segi kualitas, air yang memadai bagi konsumsi manusia hanya 0,003% dari
seluruh air yang ada (Effendi, 2003) .
Air juga merupakan pelarut yang sangat baik bagi banyak bahan, sehingga
air merupakan media transport utama bagi zat-zat makanan dan produk
buangan/sampah yang dihasilkan proses kehidupan. oleh karena itu air yang ada
dibumi tidak pernah terdapat dalam keadaan murni, tetapi selalu ada senyawa atau
mineral/unsur lain yang terdapat didalamnya (Achmad, 2004).
Air sangat penting dalam kehidupan kita. Tanpa air kelangsungan hidup
hanya beberapa hari saja. Air merupakan bahan bangunan dari setiap sel,
Kandungan air bagi setiap tubuh sangat bervariasi misalnya jaringan otot sekitar
7,5%, jaringan lemak sekitar 2%, darah sekitar 90%. Air merupakan bahan pelarut
di dalam tubuh dan membantu dalam pelembutan makanan. Suhu tubuh secara
tidak langsung di atur oleh air dengan cara penyerapan melalui paru-paru dan
keringat melalui kulit. Kebutuhan air untuk di minum setiap hari sekitar 2 liter
Universitas Sumatera Utara
(bagi orang dewasa). Setiap individu memerlukan air sekitar 60 liter/hari
(Gabriel, 2001).
Peningkatan kebutuhan manusia, menjadikan beban pengotoran juga
bertambah cepat sesuai dengan cepatnya pertumbuhan. Sebagai akibatnya saat ini,
sumber air tawar dan air bersih semakin langka. Untuk itu, penetapan kualitas air
bersih di tentukan oleh banyak faktor, seperti ditinjau dari kegunaan air itu
sendiri. Kegunaan air dapat berupa untuk air minum, keperluan rumah tangga,
keperluan industri, irigasi pertanian dan perkebunan, perikanan, rekreasi, dan lainlain. Sedangkan kualitas air berdasarkan sumbernya dapat berasal dari air sungai,
air tanah, air hujan, dan sumber air lainnya yang dapat dimanfaatkan
(Situmorang, 2007).
2.1.1 Sumber Air
Jumlah air dialam relatif konstan dan bersirkulasi akibat pengaruh cuaca,
sehingga terjadi suatu siklus yang disebut siklus hidrologi. Secara umum , siklus
hidrologi diawali dengan air menguap akibat panasnya matahari. Penguapan ini
terjadi pada air permukaan, air yang berada di dalam lapisan tanah bagian atas
(evaporasi), air yang ada didalam tumbuhan (transpirasi), hewan dan manusia
(transpirasi, respirasi). Uap air ini memasuki atmosfer. Didalam atmosfer uap ini
akan menjadi awan, dan dalam kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan
berubah bentuk menjadi tetesan-tetesan air dan jatuh kembali ke permukaan bumi
sebagai hujan. Air hujan ini ada yang mengalir langsung masuk ke dalam
permukaan (run off), ada yang meresap kedalam tanah (perkolasi) dan menjadi air
tanah, baik yang dangkal maupun yang dalam dan ada juga yang diserap oleh
Universitas Sumatera Utara
tumbuhan. Air tanah akan timbul kepermukaan sebagai mata air dan menjadi air
permukaan. Air permukaan bersama-sama dengan air tanah dangkal dan air yang
berada dalam tubuh akan menguap kembali menjadi awan, maka siklus hidrologi
akan kembali terulang (Mulia, 2005).
Sumber air yang umum digunakan pada masyarakat untuk mendapatkan
air bersih:
1. Air Permukaan
Air tawar berasal dari dua sumber, yaitu air permukaan (surface water )
dan air tanah (ground water). Air permukaan adalah air yang berada di sungai,
danau, waduk, rawa, dan badan air lainnya, yang tidak mengalami infiltrasi ke
bawah tanah. Areal tanah yang mengalirkan air ke suatu badan air disebut
watersheds atau drainage basins. Air yang mengalir dari daratan menuju suatu
badan air disebut limpasan permukaan (surface run off), dan air yang mengalir
disungai menuju laut disebut aliran air sungai (river run off).
Air hujan yang jatuh ke bumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar
bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya
bersifat asam, dengan nilai pH sekitar 4,2 (Effendi, 2003).
Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama
pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran
industri, dan sebagainya. Beberapa pengotoran ini, untuk masing-masing air
permukaan akan berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan
ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia, dan bakteriologi.
Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan akan
Universitas Sumatera Utara
mengalami suatu proses pembersihan sendiri yakni udara yang mengandung
oksigen atau O2 akan mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air
permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan,
O2 akan meresap kedalam air permukaan (sutrisno dan Susiastuti, 1991).
2. Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke pemukaan bumi yang
kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan kedalam tanah dan mengalami
proses fitrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut,
di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik
dan lebih murni dibandingkan air permukaan.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lainnya.
Pertama, air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami
proses purifikasi atau penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia
sepanjang tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu, air tanah juga
memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibanding dengan sumber air lainnya.
Air tanah mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi tinggi. Konsentrasi yang
tinggi dari zat-zat mineral semacam magnesium, kalsium, logam berat seperti besi
dapat menyebabkan kesadahan air (Chandra, 2006).
Air tanah di bagi menjadi tiga, yaitu:
A. Air tanah dangkal
Air tanah dangkal terjadi karena proses peresapan air dari permukaan
tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air
Universitas Sumatera Utara
tanah akan tetap jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam
terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu
untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah disini berfungsi sebagai
saringan. Di samping penyaringan, pengotoran juga masih berlangsung, terutama
pada air yang dekat dengan permukaan tanah, setelah menemui lapisan rapat air,
air yang akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air ini dimanfaatkan
untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal. Air tanah dangkal didapat
pada kedalaman 15 meter. Sebagai sumber air minum, air tanah dangkal bila
ditinjau dari segi kualitas agak baik dan kuantitas kurang cukup (Sutrisno dan
Suciastuti,1991).
B. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Dalam
pengambilan air tanah dalam, harus menggunakan bor dan memasukkan pipa
kedalamnya (biasanya antara 100-300m) akan didapat suatu lapis air. Jika tekanan
air tanah ini besar, maka air dapat menyembur keluar, dalam keadaan ini, sumur
ini disebut dengan sumur artetis dan jika tidak dapat keluar dengan sendirinya,
digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air. Kualitas dari air tanah dalam,
umumnya lebih baik dari air dangkal, ini di karenakan penyaringan yang terjadi
lebih sempurna dan bebas dari bakteri (Sutrisno dan Suciastuti,1991).
C. Mata Air
Mata air merupakan air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke
permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, mempunyai kualitas
yang sama dengan keadaan air dalam (Sutrisno dan Suciastuti, 1991).
Universitas Sumatera Utara
3. Air Hujan
Air hujan atau air atmosfer ini didapat dari angkasa karena terjadinya
proses presipitasi dari awan, atmosfir yang mengandung uap air (Azwar,1996).
walau pada saat presipitasi merupakan air bersih, air hujan cenderung mengalami
pencemaran ketika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer
dapat di sebabkan oleh partikel debu, mikroorganisme, dan gas, misalnya
karbondioksida, nitrogen, dan ammonia (Chandra, 2006). Maka untuk menjadikan
air hujan sebagai sumber air minum hendaknya saat menampung air hujan jangan
dimulai pada saat hujan mulai turun, karena masih mengandung banyak kotoran.
Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun
bak-bak reservoir, sehingga hal ini mempercepat terjadinya korosi (karatan). Juga
air hujan mempunyai sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun
(Sutrisno dan Suciastuti, 1991).
2.1.2 Standar Kualitas Air Minum
Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, tidak berasa, dan
tidak berbau. Air Minumpun seharusnya tidak mengandung bakteri patogen, tidak
mengandung zat kimia yang mengubah fungsi tubuh, tidak korosif, dan tidak
meninggalkan endapan pada seluruh jaringan distribusinya. Atas dasar pemikiran
tersebut, dibuatnya standar air minum yaitu peraturan yang memberi petunjuk
tentang konsentrasi berbagai parameter yang diperbolehkan ada dalam air minum
(Slamet, 2013). PERMENKES RI NO.492/MENKES/IV/2010 mengartikan air
minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan
Universitas Sumatera Utara
yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Beberapa
parameter wajib yang ada dalam air minum.
1. Parameter Fisika
Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air tersebut.
Parameter fisika meliputi kekeruhan, warna, bau dan rasa, padatan total, terlarut,
dan tersuspensi, serta suhu.
1. Kekeruhan
Kekeruhan air disebabkan oleh zat-zat padat yang tersuspensi, baik yang
bersifat anorganik maupun organik. Zat anorganik, biasanya berasal dari lapukan
batuan dan logam, sedangkan zat organik berasal dari lapukan tanaman ataupun
hewan (Slamet,2013).
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan di pancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat
dalam air. Kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas. Tingginya nilai
kekeruhan dapat mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas
desinfeksi pada proses penjernihan air (Effendi, 2003).
2. Warna
Warna perairan dapat dikelompokkan menjadi warna sesungguhnya (true
color) yang disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut. Pada penentuan warna
sesungguhnya,
bahan-bahan
tersuspensi
penyebab
kekeruhan
sebaiknya
dipisahkan terlebih dahulu, dan warna tampak (apparent color) adalah warna yang
tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi.
Universitas Sumatera Utara
Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan organik dan bahan anorganik
seperti ion-ion logam misalnya logam mangan. Oksida logam mangan dalam
perairan dapat menyebabkan air berwarna kecoklatan atau kehitaman. Kadar
mangan sebanyak 0,05 mg/liter sudah cukup dapat menimbulkan warna pada
perairan (Peavy et al.,1985).
Warna pada perairan dapat diamati secara visual (langsung) dengan
membandingkan warna air sampel dengan warna standar. Air yang memiliki nilai
kekeruhan rendah biasanya memiliki nilai warna tampak dan warna sesungguhnya
yang sama dengan standar (Davis dan Cowell, 1991).
3. Bau dan Rasa
Bau dan rasa pada air minum akan mengurangi penerimaan masyarakat
terhadap air. Air minum yang berbau, selain tidak estetis dapat memberi petunjuk
akan kualitas air (Slamet, 2013). Bau dan rasa terjadi oleh adanya bahan-bahan
organik yang membusuk. Bahan-bahan tersebut berasal dari berbagai sumber,
sehingga intensitas bau dan rasa dapat meningkat, bila di lakukan klorinasi pada
air (Sutrisno dan Suciastuti,1991). Air yang tidak tawar dapat menunjukkan
kehadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan. Rasa logam, pahit,
asin, dan sebagainya pada air dapat menimbulkan bahaya serta efeknya
bergantung pada penyebab timbulnya rasa tersebut (Slamet, 2013).
4. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami
evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan tersuspensi total adalah
bahan-bahan tersuspensi yang memiliki diameter > 1 µm. padatan tersuspensi total
Universitas Sumatera Utara
terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik. Padatan terlarut total
adalah bahan-bahan terlarut yang memiliki diameter < 10-6 mm yang berupa
senyawa-senyawa kimia (Effendi, 2003).
5. Suhu
Temperatur air dapat mempengaruhi reaksi kimia dalam pengelolaan,
terutama apabila temperatur air sangat tinggi. Temperatur yang diinginkan adalah
100C-150C, tetapi iklim setempat, kedalaman pipa-pipa saluran air, dan jenis dari
sumber-sumber air akan mempengaruhi temperatur air. temperatur juga
mempengaruhi secara langsung toksisitas banyak bahan kimia pencemar,
pertumbuhan mikroorganisme, dan virus. Pengaruh temperatur pada kelarutan
tergantung pada efek panas dimana jika panas larutan adalah endotherm, maka
kelarutan meningkat dengan meningkatnya temperatur dan jika panas larutan
adalah eksotherm, maka kelarutan menurun dengan naiknya temperatur (Sutrisno
dan Suciastuti, 1991).
2. Parameter kimia
Kandungan bahan–bahan kima di dalam air berpengaruh terhadap kualitas
air. Beberapa parameter kimia secara umum, yaitu pH (derajat keasaman),
kesadahan, dan kandungan bahan organik dan anorganik.
1. pH (derajat keasaman)
Keberadaan ion hidrogen dalam air menggambarkan nilai pH (derajat
keasaman ), dengan persamaan pH = - log [H+]. Dalam penyediaan air, pH
merupakan satu faktor yang harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat
keasaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan
Universitas Sumatera Utara
dilakukan. pH air minum sebaiknya netral, tidak asam ataupun basa. Kualitas air
minum yang melebihi standar pH yakni lebih kecil dari 6,5 dan lebih besar dari
9,2 berakibat korosi pada pipa-pipa air, dan dapat menyebabkan beberapa
senyawa kimia berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno dan
Suciastuti, 1991).
2. Kesadahan
Kesadahan air diartikan sebagai gambaran kation logam valensi dua.
Kation-kation ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun
anion-anion yang terdapat didalam air membentuk endapan atau karat pada
peralatan logam. Air sadah biasanya ditemukan pada air tanah dan kesadahan air
ada yang bersifat sementara yang disebabkan oleh adanya kation-kation dari
kalsium dan magnesium dengan anion bikarbonat, juga air sadah yang bersifat
permanen yang terjadi bila terdapat kation-kation dari kalsium dan magnesium
dengan anion sulfat, nitrat, dan klorida.
Menurut Tebbut (1992), nilai kesadahan tidak memiliki implikasi
langsung terhadap kesehatan manusia. Kesadahan yang tinggi dapat menghambat
sifat toksik dari logam berat karena kation-kation penyusun kesadahan (kalsium
dan magnesium) membentuk senyawa kompleks dengan logam berat tersebut. Air
permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dari ada air tanah.
Menurut PERMENKES No.492/MENKES/PER/IV/2010, batas maksimum
kesadahan pada air minum adalah 500 mg/l.
Universitas Sumatera Utara
3. Kandungan bahan organik dan anorganik
Adanya bahan organik dalam air dapat menimbulkan perubahan fisik pada
air seperti warna, bau dan rasa, dan kekeruhan. Standar kekeruhan bahan organik
maksimal dalam air minum yang di perbolehkan adalah 10 mg/L (Sutrisno dan
Suciastuti, 1991).
Senyawa anorganik terdiri atas logam dan logam berat yang pada umumnya
bersifat toksik. Bahan kimia anorganik dalam bentuk asam, garam, dan logam
yang dianggap toksik seperti Pb, Cd, Hg dalam kadar tinggi dapat menyebabkan
air tidak enak untuk diminum (Darmono, 2001). Senyawa anorganik biasanya
berasal dari limbah domestik dan industri (Effendi, 2003).
3. Parameter Mikrobiologi
Parameter mikrobiologi pada air minum yakni air minum yang tidak boleh
mengandung organisme patogen sama sekali seperti bakteri, protozoa, virus,
cacing yang dapat menyebabkan berbagai macam penyakit juga tidak boleh
mengandung bakteri golongan coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan
yaitu 1 coli/100 ml air. Walaupun bakteri coli merupakan bakteri nonpatogen
tetapi bila di temukan diperairan maka air tersebut telah terkontaminasi dan dapat
menyebabkan penyakit dan gangguan kesehatan (Sutrisno dan Suciastuti,1991).
4. Parameter Radioaktif
Parameter selanjutnya yang menentukan kualitas air yaitu parameter
radioaktif. Parameter ini terdiri atas tiga radiasi yakni alpha partikel, beta partikel,
radiasi gamma. Pengaruh radioaktif dapat bersifat akut atau kronis. Pada kadar
Universitas Sumatera Utara
yang tinggi, pengaruh radioaktif terhadap makhluk hidup bersifat akut, yakni
mengganggu proses pembelahan sel dan mengakibatkan rusaknya kromosom.
Setiap organ tubuh memperlihatkan respon yang berbeda terhadap radioaktif.
Radiasi gamma dapat mengakibatkan defisiensi sel darah putih dalam waktu dua
hari setelah seluruh tubuh mendapat radiasi gamma (Effendi, 2013).
2.2 Logam Berat
Logam adalah elemen dalam larutan yang dapat melepaskan satu atau
lebih elektron dan menjadi kation. Logam berat adalah unsur
logam yang
mempunyai densitas > 5gr/cm3. Perbedaan Logam berat dengan logam lainnya
yaitu terletak dari pengaruh yang dihasilkan logam berat bila ini berikatan dan
atau masuk kedalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya menimbulkan
efek-efek khusus bagi makhluk hidup. Semua logam berat dapat menjadi bahan
racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi bila sejumlah
logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski logam berat berbahaya
pada makhluk hidup, sebagian dari logam-logam berat tersebut, tetap dibutuhkan
oleh makhluk hidup (Soemirat, 2003).
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat dibagi menjadi dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, dimana keberadaannya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme, namun dalam jumlah
berlebihan, logam tersebut bisa menimbulkan efek toksik. Contoh logam berat ini
adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn, dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah
logam berat tidak esensial, dimana keberadaannya dalam tubuh masih belum
diketahui manfaatnya, bahkan bersifat toksik. Contoh logam berat ini adalah Hg,
Universitas Sumatera Utara
Cd, Pb, Cr, dan lain-lain. Logam berat dapat menimbulkan efek gangguan
terhadap kesehatan manusia, tergantung pada bagian mana logam berat tersebut
yang terikat dalam tubuh serta besarnya dosis paparan. Efek toksik dari logam
berat mampu menghalangi kerja enzim sehingga mengganggu metabolisme tubuh.
(Widowati,dkk.,2008). Terjadinya toksisitas logam dapat melalui pernapasan,
termakan (melalui saluran pencernaan), dan penetrasi melalui kulit (Darmono,
2001).
2.2.1 Mangan (Mn)
Mangan adalah logam berwarna abu-abu keputihan. Mangan merupakan
logam keras, mudah retak, serta mudah teroksidasi. Mangan berada dalam bentuk
manganous (Mn2+) dan manganik (Mn4+). Pada perairan dengan kondisi anaerob
akibat dekomposisi bahan organik dengan kadar yang tinggi, Mn4+ senyawa
mangan dioksida mengalami reduksi menjadi Mn2+ yang bersifat larut. Mangan
valensi dua hanya terdapat pada perairan yang memiliki kondisi anaerob. Jika
perairan kembali mendapat cukup aerasi, Mn2+ mengalami reoksidasi membentuk
Mn4+ yang selanjutnya mengalami presipitasi dan mengendap di dasar perairan.
Kadar mangan pada kerak bumi sekitar 950 mg/kg. sumber alami mangan
adalah pyrolusite (MnO2), rhodocrosite (MnCO3), managnite (MnO3.H2O). logam
mangan biasa digunakan dalam industri baja, baterai, gelas, keramik, cat, dan
bahan celupan. Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau
kurang, sedangkan kadar mangan pada perairan air tawar sangat bervariasi, antara
0.002 mg/liter hingga lebih dari 4.0 mg/liter, dan pada air minum, kadar mangan
maksimum 0.05 mg/liter.
Universitas Sumatera Utara
Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur
toksik di perairan, misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara terbuka dan
mendapat cukup oksigen, air dengan kadar mangan (Mn2+) tinggi (lebih dari 0.01
mg/liter) akan membentuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn2+ menjadi
Mn4+. Koloid ini mengalami presipitasi membentuk warna coklat gelap sehingga
air menjadi keruh (Effendi,2003).
Sifat Logam Mangan (Mn)
Mangan adalah logam putih abu-abu, yang penampilannya serupa besituang. Ia melebur pada kira-kira 12500C. Logam mangan bereaksi dengan air
hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hydrogen:
Mn + 2H2O
Mn(OH)2 + H2
Endapan putih
Kation mangan (II) diturunkan dari mangan (II) oksida. Ia membentuk
garam-garam tak berwarna, dan terdapat dalam larutan, warnanya agak merah
jambu, ini disebabkan oleh adanya ion heksakuomanganat, [Mn(H2O)6]2+.
Endapan mangan (II) hidroksida, yang mula-mula berwarna putih:
Mn2+ + 2OH-
Mn(OH)2
Endapan putih
Endapan dengan cepat teroksidasi bila terkena udara, menjadi coklat, ketika
terbentuk mangan dioksida berhidrat, MnO(OH)2:
Mn(OH)2
+ O2 + H2O
MnO(OH)2
+ 2OH- (Vogel, 1979).
Mangan (II) dengan mudah teroksidasi menjadi Mn (IV) dalam larutan basa.
Persamaannya: Mn(OH)2 (s) + H2O2
MnO2 (s) + 2H2O (Lagowski, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Mangan Pada Manusia
Adanya logam mangan dalam perairan menyebabkan endapan MnO2 akan
memberikan noda-noda pada bahan/benda-benda yang berwarna putih. Adanya
unsur ini dapat menimbulkan bau dan rasa pada minuman. Konsentrasi Mn yang
lebih besar dari 0,5 mg/l, selain dapat menyebabkan rasa pada minuman, juga
meninggalkan warna coklat-kecoklatan pada pakaian cucian. Konsentrasi standar
maksimum yang ditetapkan Dep.Kes.R.I. untuk mangan adalah 0.05 – 0.5 mg/l.
0.05 mg/l merupakan batas konsentrasi maksimal yang dianjurkan, dan 0.5 mg/l
adalah batas konsentrasi maksimal yang diperbolehkan (Sutrisno dan suciastuti,
1991).
Walau mangan merupakan logam berat esensial, namun jika dikonsumsi
dan atau terpapar dalam dosis tinggi akan bersifat toksik. Paparan mangan dalam
debu atau asap maupun gas tidak boleh melebihi 5 mg/m3 karena dalam waktu
singkat akan menimbulkan toksisitas dengan gejala yang ditunjukkan berupa
penggumpalan darah, gangguan kulit, perubahan warna rambut, gangguan sistem
saraf, dan sebagainya. Defisiensi mangan jarang terjadi pada manusia karena
selain kebutuhan mangan yang kecil juga banyak terdapat pada berbagai jenis
pangan nabati. Defisiensi mangan dapat menunjukkan gejala kehilangan berat
badan, gangguan pertumbuhan kuku atau rambut dan lain sebagainya.
(Widowati,dkk., 2008)
2.2.2 Seng (Zn)
Seng adalah komponen alam yang terdapat di kerak bumi. Zn adalah
logam yang memiliki karakteristik cukup reaktif, berwarna putih kebiruan, pudar
Universitas Sumatera Utara
bila terkena uap udara, dan terbakar bila terkena udara dengan api hijau terang.
Seng dapat bereaksi dengan asam, basa, dan senyawa non logam. Zn memiliki
nomor atom 30 dan memiliki titik lebur 419,730C. seng di alam tidak berada
dalam keadaan bebas, tetapi dalam bentuk terikat dengan unsur lain berupa
mineral. sumber Zn bisa berupa mineral sphalerit (ZnS), kalamian (silikat), dan
zinkit (ZnO). Logam Zn digunakan dalam berbagai jenis industri, seperti cat,
produk
karet,
baterai,
tektil,
obat-obatan,
kosmetik
dan
sebagainya.
(Widowati,dkk., 2008)
Kadar seng pada perairan alami < 0.05 mg/liter. Seng termasuk unsur yang
penting dan berguna dalam metabolisme, dengan kebutuhan perhari 10 – 15 mg.
Dalam jumlah kecil merupakan unsur yang penting dalam metabolisme, karena
kekurangan Zn dapat menyebabkan hambatan pada pertumbuhan anak. Dalam
jumlah besar unsur ini dapat menimbulkan rasa pahit dan sepat pada air minum.
Konsentrasi standar maksimum yang ditetapkan oleh Dep.Kes. R. I untuk Zn ini
adalah sebesar 1.0 mg/l untuk batas maksimum yang dianjurkan, dan sebesar 15.0
mg/l sebagai batas maksimal yang di perbolehkan. (Sutrisno dan Suciastuti, 1991)
Sifat Logam Seng (Zn)
Zink adalah logam putih kebiruan, logam ini mudah ditempa dan liat pada
110-1500C. Zink melebur pada 4100C dan mendidih pada 9060C (Vogel, 1979).
Senyawa-senyawa yang mengandung ion Zn2+ biasanya tidak berwarna dan
banyak yang larut dalam air, larutan berair mengandung ion kompleks tidak
berwarna Zn(H2O)42+, yang bisa terhidrolisis dengan kuat. Persamaannya:
Zn(H2O)42+ + H2O
Zn(H2O)3OH+ + H3O+ (Lagowski, 2012).
Universitas Sumatera Utara
Pengaruh Seng Pada Manusia
Seng merupakan unsur esensial untuk pertumbuhan manusia, hewan,
maupun tanaman. Logam seng sebenarnya tidak toksik, tetapi dalam keadaan
sebagai ion, Zn bebas, memiliki toksisitas tinggi. Meskipun Zn merupakan unsur
esensial bagi tubuh, tetapi dalam dosis tinggi Zn dapat berbahaya dan bersifat
toksik. Pengkonsumsian Zn berlebih dalam jangka waktu yang lama bisa
mengakibatkan defisiensi mineral lain seperti Cu. Toksisitas Zn jarang terjadi
karena konsumsi Zn dari makanan. Hal tersebut biasanya terjadi karena gangguan
pada alat pencernaan dan diare yang diakibatkan oleh minuman atau makanan
yang terkontaminasi oleh peralatan yang dilapisi Zn. Gejala defisiensi Zn antara
lain, pertumbuhan terhambat, rambut rontok, dan sebagainya (Widowati,dkk.,
2008).
2.3 Kolorimetri
Menurut ahli kimia variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya
konsentrasi suatu komponen, membentuk dasar yang disebut analisis kolorimetrik.
Warna biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna dengan
ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam
penyusun yang diinginkan itu sendiri. Intensitas warna kemudian dapat
dibandingkan dengan yang diperoleh dengan menangani kuantitas yang diketahui
dari zat itu dengan cara yang sama.
Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan
mengukur absorpsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat
tersebut. Kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni: kolorimetri visual dan
Universitas Sumatera Utara
kolorimetri fotolistrik. Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun
buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya
dilakukan dengan suatu instrument sederhana yang disebut kolorimeter atau
pembanding warna. Sedangkan kolorimetri fotolistrik biasanya digunakan dengan
cahaya yang dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relative sempit
dengan melewatkan cahaya putih melalui filter – filter, yakni, bahan dalam bentuk
lempengan berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin, dan sebagainya, yang
meneruskan hanya daerah spektral terbatas.
Keuntungan utama metode kolorimetri adalah metode ini memberikan cara
sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil. Kebanyakan
pengukuran kolorimetri terdiri dari pembandingan warna yang dihasilkan oleh zat
dalam kuantitas yang tak diketahui dengan warna yang sama yang dihasilkan oleh
kuantitas yang diketahui dari zat yang akan ditetapkan tersebut.
2.3.1 Hukum yang mendasari
Metode kolorimetri yang digunakan untuk penentuan kuantitatif suatu zat
warna dari kemampuannya untuk mengabsorpsi cahaya. Hukum yang mengatur
absorpsi itu biasanya dikenal dengan hukum Lambert dan hukum Beer, dan
dikenal sebagai hukum Beer-lambert.
Hukum Lambert. Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya monokromatik
melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas oleh bertambahnya
ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Ini setara dengan
menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang secara
eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap,
atau
Universitas Sumatera Utara
dengan menyatakan bahwa lapisan dari manapun dari medium itu yang tebalnya
sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama. Hukum
ini dapat dinyatakan oleh persamaan diferensial:
T=
= 10 –al
A = log = al
Dimana: Io = intensitas cahaya yang masuk pada larutan
I = intensitas cahaya yang diteruskan larutan
l = tebal medium
a = konstanta untuk partikel larutan
T = transmitansi dari larutan
100T = persentase transmisi dari larutan
A = absorbansi
Hukum Beer. Hukum ini menyatakan bahwa intensitas cahaya monokromatrik
berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi zat penyerap
secara linear. Ini dapat ditulis dalam bentuk :
T=
= 10-a’c
A = log = a’c
Dengan c adalah konsentrasi dan a’ adalah ketetapan. Dengan penggabungan
kedua persamaan diatas diperoleh:
Universitas Sumatera Utara
T=
= 10-a’cl
A = log = a’cl
Ini adalah persamaan fundamental dari kolorimetri. Nilai a akan bergantung pada
cara menyatakan konsentrasi. Jika c dinyatakan mol dm-3 dan I dalam sentimeter,
maka a’ disebut koefisien absorpsi molar (Basset,1994).
2.3.2 Kriteria untuk analisis kolorimetri
1. Kespesifikan reaksi warna
Reaksi sangat selektif, sebab sangat sedikit reaksi yang khas untuk suatu zat
warna tertentu tetapi banyak reaksi yang menghasilkan warna yang sehubungan
saja. Sehingga mengubah keadaan kondisi dan pengendalian pH, dapat dicapai
pendekatan kespesifikan.
2. Kestabilan warna
Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil, sebab
periode warna maksimum cukup panjang untuk memungkinkan pengambilan
pembacaan yang tepat. Dalam hal ini pengaruh zat-zat lain dan kondisi
eksperimen (temperatur, pH) haruslah diketahui.
3.Kedapat ulangan
Prosedur kolorimetri harus memberikan hasil yang dapat diulang pada kondisi
eksperimen yang khas, dimana reaksi tidak mewakili perubahan kimia.
Universitas Sumatera Utara
5. Kejernihan larutan
Larutan harus bebas dari endapan karena kekeruhan akan menghamburkan
maupun menyerap cahaya
6. Kepekaan tinggi
Diperlukan reaksi warna yang sangat peka apabila ditetapkan zat kuantitas
sangat kecil (Basset, 1994).
Universitas Sumatera Utara