Penentuan Kadar Amoniak Pada Air Reservoir di PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air Limau Manis Secara Spektrofotometri
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan
masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam
penularan, terutama penyakit perut. Air adalah salah satu di antara pembawa
penyakit yang berasal dari tinja untuk sampai kepada manusia. Peningkatan
kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan
diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air
tersebut berasal dari air permukaan (Sutrisno, 2006).
Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus ditanamkan
pada segenap pengguna air. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber
daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan
yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin
menurun. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya
air secara seksama (Effendi, 2003).
Syarat - Syarat Air Minum, dari segi kualitas :
a. Syarat Fisik
Adapun syarat fisik dari air adalah air tak boleh berwarna, air tak boleh berasa, air
tak boleh berbau, suhu air hendaknya dibawah ± 25 C
̊ , dan air harus jernih
(Sutrisno, 2006).
Universitas Sumatera Utara
b. Syarat Kimia
Air minum yang baik ialah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat - zat
kimia ataupun mineral, terutama oleh zat - zat ataupun mineral yang berbahaya
bagi kesehatan. Selanjutnya diharapkan pula zat ataupun bahan kimia yang
terdapat di dalam air minum, tidak sampai menimbulkan kerusakan pada tempat
penyimpanan air, sebaliknya zat ataupun bahan kimia dan atau mineral yang
dibutuhkan oleh tubuh, hendaknya harus terdapat dalam kadar yang sewajarnya
dalam sumber air minum tersebut (Azwar, 1996).
c. Syarat Bakteriologik
Air minum tidak boleh mengandung bakteri - bakteri penyakit (patogen) sama
sekali dan tidak mengandung bakteri - bakteri golongan Coli melebihi batas batas yang ditentukannya yaitu 1 Coli / 100 ml air. Air yang mengandung
golongan Coli dianggap telah berkontaminasi (berhubungan) dengan kotoran
manusia (Sutrisno, 2006).
2.2. Sumber Air
Air yang diperuntukkan bagi konsumsi manusia harus berasal dari sumber yang
bersih dan aman. Batasan - batasan sumber air yang bersih dan aman tersebut
antara lain :
a. Bebas dari kontaminasi kuman atau bibit penyakit.
b. Bebas dari substansi kimia yang berbahaya dan beracun.
c. Tidak berasa dan tidak berbau.
d. Dapat dipergunakan untuk mencukupi kebutuhan rumah tangga.
Universitas Sumatera Utara
e. Memenuhi standar minimal yang ditentukan oleh WHO atau Departemen
Kesehatan RI.
Air dinyatakan tercemar bila mengandung bibit penyakit, parasit, bahan bahan kimia yang berbahaya dan sampah atau limbah industri. Air yang berada dipermukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai sumber. Berdasarkan letak
sumbernya, air dapat dibagi menjadi air hujan, air permukaan dan air tanah
(Chandra, 2007).
2.2.1. Air Hujan
Air hujan merupakan sumber utama air bumi. Walau pada saat presipitasi
merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami pencemaran
ketika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer itu dapat
disebabkan oleh debu, mikroorganisme dan gas misalnya karbondioksida,
nitrogen dan amoniak (Chandra, 2007).
Untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum, hendaknya pada
waktu menampung air hujan jangan dilakukan saat awal hujan turun, karena
mengandung banyak kotoran. Selain itu hujan mempunyai sifat agresif terutama
pada pipa - pipa penyalur maupun bak - bak reservoir, karena dapat mempercepat
terjadinya korosi (perkaratan) dan air hujan juga mempunyai sifat lunak, sehingga
menyebabkan pemborosan terhadap pemakaian sabun (Sutrisno, 2006).
2.2.2. Air Permukaan
Air permukaan meliputi badan - badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk,
rawa, terjun dan sumur permukaan, sebagian besar dari air hujan yang jatuh
Universitas Sumatera Utara
kepermukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran
baik oleh tanah, sampah maupun lainnya (Chandra, 2007).
Pada umumnya air permukaan ini akan mendapatkan pengotoran selama
pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang - batang kayu, daun - daun, kotoran
industri kota dan sebagainya. Air permukaan ada 2 macam, yaitu :
a. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umunya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan air minum pada umumnya dapat mencukupi.
b. Air Rawa / Danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat - zat
organis yang telah membusuk. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis
tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan juga kelarutan O2
kurang sekali (anaerob), maka unsur - unsur Fe dan Mn ini akan larut. Jadi untuk
pengambilan air sebaiknya pada kedalaman tertentu ditengah - tengah agar
endapan - endapan Fe dan Mn tak terbawa (Sutrisno, 2006).
2.2.3. Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan bumi yang kemudian
mengalami penyerapan dalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara alamiah.
Proses - proses yang telah dialami air hujan tersebut, didalam perjalanan ke bawah
tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air
permukaan.
Universitas Sumatera Utara
Air tanah memiliki kelebihan dibandingkan sumber air lainnya. Pertama,
air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses
penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang tahun, saat musim
kemarau sekali pun. Sementara itu, air tanah juga memiliki beberapa kerugian dan
kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah mengandung zat - zat mineral
dalam konsentrasi yang tinggi. Konsentrasi yang tinggi dan zat - zat mineral
semacam magnesium, kalsium, dan logam berat seperti besi dapat menyebabkan
kesadahan air. Selain itu, untuk mengisap dan mengalirkan air keatas permukaan,
diperlukan pompa (Chandra, 2007).
Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air
menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air
menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1) Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2) Golongan B, yaitu golongan air yang dapat diguanakan sebagai air baku pada
air minum.
3) Golongan C, yaitu air yang dapat diguanakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan.
4) Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (Effendi, 2003).
2.3. Parameter Kualitas Air
Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dihubungkan
dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu. Dengan demikian, kualitas air yang
Universitas Sumatera Utara
diinginkan akan tergantung pada proses kegiatan itu sendiri, sebagai contoh:
kualitas air untuk kebutuhan air minum akan berbeda dengan kualitas air untuk
kebutuhan industri. Secara umum kualitas air berhubungan dengan kandungan
bahan terlarut didalamnya. Tingkat kandungan dari bahan tersebut akan
menentukan kelayakannya.
Parameter kualitas air dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu :
1. Parameter kualitas fisika
2. Parameter kualitas kimia
2.3.1 Parameter Fisika
Parameter - parameter fisika yang biasa digunakan untuk menentukan kualitas air
meliputi suhu, kecerahan dan kekeruhan, warna, konduktivitas, padatan total,
padatan terlarut, dan padatan tersuspensi.
a. Suhu
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang, ketinggian dari permukaan
laut, waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta
kedalaman badan air. Suhu juga sangat berperan dalam mengendalikan kondisi
ekosistem perairan (Effendi, 2003).
Peningkatan suhu perairan sebesar 10 ̊C menyebabkan terjadinya
peningkatan konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sekitar 2 - 3 kali lipat.
Namun, peningkatan suhu ini disertai dengan penurunan kadar oksigen terlarut
sehingga keberadaan oksigen sering kali tidak mampu memenuhi kebutuhan
oksigen bagi organisme akuatik untuk melakukan proses metabolisme dan
respirasi (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
b. Kecerahan dan Kekeruhan
Kecerahan air tegantung pada warna kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran
transparansi perairan, yang ditentukan secara visual. Nilai kecerahan dinyatakan
dalam satuan meter. Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu
pengukuran, dan padatan tersuspensi, serta ketelitian orang yang melakukan
pengukuran. pengukuran kecerahan sebaiknya dilakukan pada saat cuaca cerah.
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan - bahan yang terdapat
di dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik
yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus). Kekeruhan
dinyatakan dalam satuan unit turbiditas, yang setara dengan 1 mg/l SiO2 (Effendi,
2003).
c. Warna
Warna perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya
(true color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah
warna yang hanya disebabkan oleh bahan - bahan kimia terlarut, dimana bahan bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu.
Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut,
tetapi juga oleh bahan tersuspensi.Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan
organik dan bahan anorganik, karena keberadaan plankton, humus dan ion - ion
logam ( misalnya besi dan mangan), serta bahan - bahan lainnya (Effendi, 2003).
d. Konduktivitas
Konduktivitas ( Daya Hantar Listrik) adalah gambaran numerik dari kemampuan
air untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu, semakin banyak garam -
Universitas Sumatera Utara
garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai daya hantar listrik
(Effendi, 2003).
e. Padatan Total, terlarut, dan tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami evaporasi
dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan ysng terdapat di perairan
diklasifikasikan berdasarkan ukuran diameter partikel, seperti yang ditunjukkan
dalam tabel berikut :
Tabel 2.1. Klasifikasi Padatan di Perairan
Ukuran Diameter
Klasifikasi Padatan
(µm)
1. Padatan terlarut
< 10-3
2. Koloid
10-3 - 1
3. Padatan tersuspensi
>1
Ukuran Diameter
(mm)
< 10-6
10-6 - 10-3
> 10-3
Padatan Tersuspensi Total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah
bahan-bahan tersuspensi (diameter > 1µm) yang tertahan pada saringan millipore
dengan diameter pori 0,45µm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasadjasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang
terbawa ke badan air.
Padatan Terlarut Total (Total Dissolved Solid) adalah bahan - bahan
terlarut (diameter < 10 - 6 mm) dan koloid ( diameter 10 - 6 mm - 10 - 3 mm)
yang berupa senyawa - senyawa kimia dan bahan - bahan lain, yang tidak
tersaring pada kertas saring berdiameter 0,45 µm (Effendi,2003).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Parameter Kimia
Untuk mengetahui apakah suatu perairan tercemar atau tidak, diperlukan
serangkaian tahap pengujian untuk menentukan tingkat pencemaran tersebut.
Beberapa parameter kimia yang umumnya harus di ketahui, yaitu sebagai berikut :
a. Derajat Keasaman (pH)
pH merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam
atau basa suatu larutan. Dalam penyediaan air, pH merupakan suatu faktor yang
harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat keasaman dari air akan sangat
mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan dilakukan, misalnya dalam
melakukan koagulasi kimiawi, desinfeksi, pelunakan air dan dalam pencegahan
korosi (Sutrisno, 2006).
b. Oksigen Terlarut
Atmosfer bumi mengandung oksigen sekitar 210 mg/l. Oksigen merupakan salah
satu gas yang terlarut dalam perairan. Kadar oksigen yang terlarut di perairan
alami bervariasi tergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air dan tekanan
atmosfer. Semakin besar suhu dan ketinggian serta semakin kecil tekanan
atmosfer, kadar oksigen terlarut semakin kecil (Effendi, 2003).
c. Alkalinitas
Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam atau dikenal
dengan sebutan acid netralizing capacity. Alkalinitas juga diartikan sebagai
kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH perairan. Penyusun
alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat (HCO3-), karbonat (CO32-), hidroksida
(OH-). Borat (H2BO3-), silikat (HSiO3-), fosfat (HPO42- dan H2PO4-), sulfida (HS-)
Universitas Sumatera Utara
dan amonia (NH3) juga memberikan konstribusi terhadap alkalinitas. Namun
pembentuk alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida.
Nilai alkalinitas perairan alami tidak pernah melebihi 500 mg/l CaCO3.
Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh
organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi
atau kadar garam natrium yang tinggi. Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan
korosivitas logam dan dapat menimbulkan permasalahan kesehatan pada manusia,
terutama yang berhubungan dengan iritasi pada sistem pernapasan (gastro
intestinal). Jika di didihkan dengan waktu yang lama, perairan dengan nilai
alkalinitas yang tinggi akan menghasilakan deposit dan menimbulkan bau yang
kurang sedap (Effendi, 2003).
Nilai alkalinitas yang baik berkisar anatara 30 - 500 mg/l CaCO3. Nilai
alkalinitas diperairan berkisar anatara 5 hingga ratusan mg/l CaCO3. Nilai
alkalinitas pada perairan alami adalah 40 mg/l CaCO3. Perairan dengan nilai
alkalinitas > 40 mg/l CaCO3 disebut perairan sadah (hard water), sedangkan
perairan dengan nilai alkalinitas < 40 mg/l CaCO3 disebut perairan lunak (soft
water). Untuk kepentingan pengolahan air, sebaiknya nilai alkalinitas tidak terlalu
bervariasi (Effendi, 2003).
d. Kesadahan
Kesadahan (hardness) adalah gambaran kation logam divalen (valensi dua).
Kation - kation ini dapat bereaksi dengansabun membentuk endapan maupun
dengan anion - anion yang terdapat didalam air membentuk endapan atau karat
pada peralatan logam. Pada perairan tawas, kation divalen yang paling berlimpah
adalah kalsium dan magnesium, sehingga kesadahan pada dasarnya ditentukan
Universitas Sumatera Utara
oleh jumlah kalsium dan magnesium. kalsium dan magnesium berikatan dengan
anion penyusun alkalinitas, yaitu bikarbonat dan karbonat.
Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil
daripada air tanah. Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/l CaCO3
dan lebih dari 500 mg/l CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukan domestik,
pertanian dan industri. Namun, air sadah lebih disukai oleh organisme dari pada
air lunak (Effendi, 2003).
e. Bahan Organik
Semua bahan organik mengandung karbon (C) berkombinasi dengan satu atau
lebih elemen lainnya. Bahan organik berasal dari tiga sumber utama sebagai
berikut :
1) Alam, misalnya fiber, minyak nabati dan hewani, lemak hewani, alkaloid,
selulosa, kanji, gula dan sebagainya.
2) Sintesis, yang meliputi semua bhan organik yang diproses oleh manusia.
3) Fermentasi, misalnya alkohol, aseton, gliserol, antibiotika dan asam yang
semuanya diperoleh melalui aktivitas mikroorganisme (Effendi, 2003).
f. Amonia (NH3)
Amonia dan garam -garamnya bersifat larut dalam air. Amonia banyak digunakan
dalam proses produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, amonium fosfat,
amonium nitrat dan amonium sulfat) serta industri bubur kertas dan kertas.
Sumber amonia diperairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein
dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat dalam tanah dan air, yang berasal
dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati)
oleh mikroba dan jamur (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme
juga banyak mengeluarkan amonia. Sumber amonia yang lain adalah reduksi gas
nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri, dan
domestik. amonia yang terdapat dalam mineral masuk kebadan air melalui erosi
tanah (Effendi, 2003).
g. Besi
Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Besi
ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe2+) dan ferri (Fe3+). Pada perairan alami
dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ion ferro yang bersifat
mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri (Effendi, 2003).
Kadar besi pada perairan yang mendapat cukup aerasi atau aerob hampir
tidak pernah lebih dari 0,3 mg/l. Kadar besi pada perairan alami berkisar antara
0,05 - 0,2 mg/l. Pada air tanah dalam dengan kadar oksigen yang rendah, kadar
besi dapat mencapai 10 - 100 mg/l, sedangkan pada perairan laut sekitar 0,01
mg/l. Air hujan mengandung besi sekitar 0,05 mg/l. Kadar besi > 1,0 mg/l
dianggap membahayakan kehidupan organisme akuatik. Air yang diperuntukkan
bagi air minum sebaiknya memiliki kadar besi kurang dari 0,3 mg/l dan perairan
yang diperuntukkan bagi keperluan pertanian sebaiknya memiliki kadar besi tidak
lebih dari 20 mg/l (Effendi, 2003).
h. Mangan
Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/l atau kurang. kadar yang lebih
besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan
asam dapat mengandung mangan sekitar 10 - 150 mg/l. perairan laut mengandung
Universitas Sumatera Utara
mangan sekitar 0,002 mg/l. Kadar mangan pada perairan tawar sangat bervariasi,
antara 0,002 mg/l hingga lebih dari 4,0 mg/l (Effendi, 2003).
Pada air minum, kadar mangan maksimum 0,05 mg/l. perairan yang
diperuntukkan bagi irigasi pertanian untuk tanah yang bersifat asam sebaiknya
memiliki kadar mangan sekitar 0,2 mg/l, sedangkan tanah yang bersifat netral dan
alkalis sekitar 10 mg/l (Effendi, 2003).
i. Aluminium
Aluminium merupakan unsur yang tidak berbahaya. Perairan alami biasanya
memiliki kandungan aluminium kurang dari 1,0 mg/l. Perairan asam (acidic)
memiliki kadar aluminium yang tinggi. Untuk memelihara organisme akuatik
kadar aluminium sebaiknya tidak lebih dari 0,005 mg/l bagi perairan dengan pH <
6,5 dan tidak lebih dari 0,1 mg/l bagi perairan dengan pH > 6,5 (Effendi, 2003).
Kadar aluminium pada air laut biasanya sekitar 0,01 mg/l. Perairan bagi
keperluan pertanian sebaiknya memiliki kadar aluminium sekitar 5,0 mg/l. Kadar
Aluminium untuk keperluan air minum sekitar 0,2 mg/l. Bagi kepentingan
industri, misalnya pembangkit listrik tenaga uap, kadar aluminium perairan yang
dianggap baik tidak lebih dari 0,1 mg/l (Effendi, 2003).
j. Fluorida
Perairan alami biasanya memiliki kadar fluorida kurang dari 0,2 mg/l. Pada air
tanah dalam, kadar fluorida mencapai 10 mg/l, pada perairan laut sekitar 1,3 mg/l
sedangkan pada brine mencapai 600 mg/l. Perairan yang diperuntukkan bagi air
minum sebaiknya memiliki kadar fluorida 0,7 - 1,2 mg/l. Untuk kepentingan
pertanian, kadar fluorida yang dianjurkan adalah 10 - 15 mg/l (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
k. CO2 Agresif
CO2 yang terkandung dalam air berasal dari udara dan dari hasil dekomposisi zat
organik. Permukaan air biasanya mengandung CO2 bebas kurang dari 10 mg/l.
CO2 agresif dalam air dapat ditentukan dengan cara grafis dan analitis.
Penyimpangan terhadap standar konsentrasi maksimal CO2 agresif dalam air, akan
menyebabkan terjadinya korosifitas pada pipa - pipa logam (Sutrisno, 2006).
2.4. Proses Pengolahan Air
Yang dimaksud dengan pengolahan adalah usaha - usaha teknis yang dilakukan
untuk mengubah sifat - sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum
karena dengan adanya pengolahan ini maka akan didapatkan suatu air minum
yang memenuhi standar air minum yang telah ditentukan (Sutrisno, 1996).
Proses pengolahan air untuk kepentingan umum terlihat sebagai berikut :
1. Air sungai dialirkan atau dipompa. Tempat pengambilan air disebut intake.
Air diendapkan pada parit - parit lebar dan panjang.
2. Setelah diendapkan beberapa waktu, kemudian air dialirkan ke instalasi
penyaringan (melalui pengukuran debit air).
3. Air diendapkan di bak pertama.
4. Kemudian air dialirkan melalui tempat pembubuhan obat kimia berupa zat
koagulan, biasanya merupakan aluminium sulfat (tawas) Al2(SO4)3 dan larutan
kapur CaCO3 yang tujuannya untuk membentuk endapan.
5. Agar zat koagulan ini dapat bercampur dengan sempurna maka ada dua
cara yang ditempuh, yaitu menerjunkan air dan mengalirkan air melalui parit
yang berbelok - belok yang disebut mixing device.
Universitas Sumatera Utara
6. Bila air telah bercampur dengan baik, maka timbul kepingan yang lebih
besar.
Selanjutnya
untuk
memberikan
kesempatan
pengendapan,
air
dialirkan kedalam bak pengendapan yang kedua yang disebut dortmund
tank atau ascelerator. Dalam bak ini terjadi pemisahan antara kotoran dengan
air yang sudah bersih.
7. Air yang sudah nampak bersih ini dialirkan melalui saringan pasir yang
disebut rapid sand filter. Meskipun air ini sudah tampak bersih tetapi masih
terdapat kemungkinan mengandung bakteri.
8. Untuk membunuh bakteri tersebut, air kemudian dialirkan ke sebuah
chlironator, di sini dibubuhi zat chlor dengan syarat sisa chlor ialah 0,1 0,2 ppm.
9. Air yang sudah bersih ini, selanjutnya ditampung dalam bak penampung
air bersih untuk kemudian siap didistribusikan kepada para konsumen
(Azwar, 1996).
2.5. Amoniak
Amoniak dan garam - garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion amonium
adalah bentuk transisi dari amoniak. Amoniak banyak digunakan dalam proses
produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, amonium, fosfat, amonium
nitrat, dan amonium nitrat), serta industri bubur kertas dan kertas. Sumber
amoniak diperairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan
nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari
dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati) oleh
Universitas Sumatera Utara
mikroba dan jamur. Proses ini dikenal dengan istilah amonifikasi, ditunjukkan
dalam persamaan reaksi :
N organik + O2
NH3-N + O2
amonifikasi
NO2-N + O2
NO3-N
nitrifikasi
Gambar 2.1. Proses Amonifikasi dan Nitrifikasi
Reduksi nitrat (denitrifikasi) oleh aktivitas mikroba pada kondisi anaerob
yang merupakan proses yang biasa terjadi pada pengolahan limbah, juga
menghasilkan gas amoniak dan gas - gas lain, misalnya N2O, NO2, NO3, dan N2.
NH3 (gas)
NO3-
NO2-
(nitrat)
(nitrit)
(amoniak)
N2 (gas)
N2O (gas) (Dinitrogen oksida)
Gambar 2.2. Proses Dinitrifikasi
Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme
juga banyak mengeluarkan amoniak. Sumber amoniak yang lain adalah reduksi
gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri, dan
domestik. Amoniak yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi
tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal amoniak berada dalam
bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan gas ammonium.
Kesetimbangan antara gas amoniak dan gas ammonium ditunjukkan dalam
persamaan reaksi :
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
Gambar 2.3. Persamaan Reaksi Gas Amoniak dan Gas Ammonium
Universitas Sumatera Utara
Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk kompleks dengan beberapa
ion logam. Amoniak juga dapat terserap ke dalam bahan - bahan tersuspensi dan
koloid sehingga mengendap di dasar perairan.
Kadar amoniak pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 mg/l. Kadar
amoniak yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik
yang berasal dari limbah domestik, industri dan limpasan pupuk pertanian. Kadar
amoniak yang tinggi juga dapat ditemukan pada dasar danau yang mengalami
kondisi tanpa oksigen (Effendi, 2003).
Terdapat amoniak dalam air erat hubungannya dengan siklus pada N di
alam ini. Dengan melihat siklus tersebut dapat diketahui bahwa amonia dapat
terbentuk dari :
a. Dekomposisi bahan - bahan organik yang mengandung N, baik yang berasal
dari hewan oleh bakteri.
b. Hydrolisa urea yang terdapat pada urine hewan.
c. Dekomposisi bahan - bahan organik dari tumbuh - tumbuhan yang mati
oleh bakteri.
d. Dari N2 atmosfir, melalui pengubahan menjadi N2O5 oleh loncatan listrik
di udara menjadi HNO3 karena persatuannya dengan air, dan selanjutnya
jatuh di tanah oleh hujan. Dengan melalui pembentukannya menjadi protein
organik yang terjadi selanjutnya, dan oleh dekomposisi bakteri akhirnya akan
terbentuk amoniak.
e. Dari reduksi NO2- oleh bakteri.
Universitas Sumatera Utara
Dari siklus nitrogen tersebut jelas pula bahwa NH4+ bisa terdapat dalam air
melalui tanah maupun langsung terjadi pada air, apabila proses dekomposisi oleh
bakteri ataupun hydrolisa terjadi dalam air (Sutrisno, 2006).
Amoniak merupakan suatu zat yang menimbulkan bau yang sangat tajam
dan menusuk hidung. Jadi kehadiran bahan ini dalam air minum adalah
menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan mempenharuhi
penerimaan masyarakat. Standar kualitas air minum dari Dep. Kes. R.I. tidak
memperbolehkan amoniak terdapat pada air minum (Sutrisno, 2006).
2.6. Air Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton berdimensi panjang 50 m, lebar 40 m,
tinggi 3,5 m berfungsi untuk menampung air minum / air olahan setelah melewati
media filter dengan kapasitas 12.000 m3 dan kemudian didistribusikan ke
pelanggan melalui reservoir - reservoir distribusi diberbagai cabang. Air yang
mengalir
dari
filter
ke
reservoir
dibubuhi
chlor
(post
chlorination)
(http://repository.usu.ac.id/bitstream/12345678/20807/4/Chapter%20II.pdf).
Setelah melalui banyak proses pengolahan, pada proses filter air yang
nampak bersih dialirkan melalui saringan pasir lalu untuk membunuh bakterinya
dialirkan ke sebuah chlironator yaitu pembubuhan zat chlor dan air yang sudah
bersih siap untuk didistribusikan. Sebelum didistribusikan air masuk ke dalam
reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air
bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena
kebanyakan distribusi menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya
diletakkan di tempat lebih tinggi dari pada tempat- tempat yang menjadi sasaran
Universitas Sumatera Utara
distribusi. Biasanya terletak diatas bukit atau gunung. Gabungan dari unit-unit
pengolahan air ini disebut IPA (Instalasi Pengolahan Air). Untuk menghemat
biaya pembangunan, biasanya Intake (Sumber pengambilan air), WTP (penyalur
air baku dari pompa intake sampai ke presedimentation), dan Reservoir dibangun
dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak
diperlukan pompa dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan
air dari WTP ke reservoir. Setelah dari reservoir air bersih siap untuk
didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi
(http://pengolahanair-oke..com/2013/03/instalasi-pengolahan-air bersih.html).
2.7. Spektrofotometer
Spektrofotometri UV - Vis adalah anggota analisis spektroskopik yang memakai
sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (190 - 380 nm) dan sinar tampak
(380 - 780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotmeter. Radiasi ultra violet
jauh (100 - 190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah radiasi tersebut di absorpsi
oleh udara. Ada kalanya spektrofotometer UV -Vis yang beredar diperdagangkan
memberikan rentang pengukuran panjang gelombang 190 - 1100 nm.
Hal ini perlu diperhatikan lebih seksama sebab di atas panjang gelombang
780 nm merupakan daerah radiasi infra merah. Oleh sebab itu pengukuran di atas
panjang gelombang 780 nm harus dipakai dengan kualitas sensitif terhadap radiasi
infra merah. Spektrofotometri UV - Vis melibatkan energi elektronik yang cukup
besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV- Vis lebih
banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif.
Universitas Sumatera Utara
Pada umumnya konfigurasi dasar
setiap spektrofotometer UV - Vis
berupa susunan peralatan optik yang terkontruksi sebagai berikut :
M
SR
SK
D
A
VD
Gambar 2.4.Bagan Alat Spektrofotometer
Keterangan :
SR
: Sumber Radiasi
M
: Monokromator
SK
: Sampel Kompartemen
D
: Detektor
A
: Amplifier atau penguat
VS
: Visual display atau meter
Setiap bagian peralatan optik dari spektrofotometer UV - Vis
memegang fungsi dan peranan tersendiri yang saling terkait fungsi dan
peranannya. Setiap fungsi dan peranan tiap bagian dituntut ketelitian dan
ketepatan yang optimal, sehingga akan diperoleh hasil pengukuran yang tinggi
tingkat ketelitian dan ketepatannya.
a. Sumber Radiasi
Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada spektrofotometer UV - Vis
adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Sumber radiasi
deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 190 nm sampai 380 nm
(daerah ultra violet dekat), karena pada rentangan panjang gelombang tersebut
sumber radiasi deuterium memberikan spektrum energi radiasi yang lurus. Umur
sumber radiasi deuterium sekitar 500 jam pemakaian.
Universitas Sumatera Utara
Sumber radiasi tungstein merupakan campuran dari filamen tungstein
dan gas iodin (halogen), oleh sebab itu disebut sebagai sumber radiasi "tungstein iodin". Sumber radiasi tungstein-iodin ini dipakai pada spektrofotometer UV - Vis
sebagai radiasi pada daerah pengukuran sinar tampak dengan rentangan panjang
gelombang 380 - 900 nm, karena pada daerah tersebut sumber radiasi tungsteiniodin memberikan energi radiasi sebagai garis lengkung. Umur tungstein-iodin
sekitar 1000 jam pemakaian.
Sumber radiasi merkuri adalah suatu sumber radiasi mengandung uap
merkuri bertekanan rendah dan biasanya sumber radiasi merkuri ini dipakai untuk
mengecek atau kalibrasi panjang gelombang pada spektrofotometer UV - Vis pada
daerah ultra violet khususnya disekitar panjang gelombang 365 nm dan sekaligus
mengecek resolusi dari monokromator.
b. Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromator dan sumber
radiasi
yang
memancarkan
radiasi
polikromatis.
Monokromator
pada
spektrofotometer UV - Vis biasanya terdiri dari susunan : celah masuk - filter prisma - kisi - celah keluar.
c. Sel atau kuvet
Sel atau kuvet merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari
pemakaiannya kuvet ada dua macam yaitu kuvet yang permanen terbuat dari
bahan gelas atau silika atau kuvet disposible untuk satu kali pemakaian yang
terbuat dari teflon atau plastik.
Universitas Sumatera Utara
d. Detektor
Detektor merupakan salah satu bagian spektrofotometer UV - Vis yang penting.
Oleh sebab itu kualitas detektor akan menentukan kualitas spektrofotometer UV Vis. Fungsi detektor di dalam spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi
yang diterima menjadi sinyal eletronik.
e. Amplifier atau penguat
Amplifier dalam spektrofotometer adalah untuk menguatkan sinyal yang
dikeluarkan oleh detektor.
f. Visual display atau meter
Dalam visual spektrofotometer visual display untuk mencatat sinyal yang
diberikan oleh amplifier.
Dilihat dari sistem optik spektrofotometer dapat digolongkan dalam tiga
macam yaitu :
1. Sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam)
2. Sistem optik radiasi berkas ganda (double beam)
3. Sistem optik radiasi berkas terpisah (splitter beam) (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan suatu sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan
masyarakat, karena air merupakan salah satu media dari berbagai macam
penularan, terutama penyakit perut. Air adalah salah satu di antara pembawa
penyakit yang berasal dari tinja untuk sampai kepada manusia. Peningkatan
kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan
diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air
tersebut berasal dari air permukaan (Sutrisno, 2006).
Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus ditanamkan
pada segenap pengguna air. Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber
daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan
yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin
menurun. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya
air secara seksama (Effendi, 2003).
Syarat - Syarat Air Minum, dari segi kualitas :
a. Syarat Fisik
Adapun syarat fisik dari air adalah air tak boleh berwarna, air tak boleh berasa, air
tak boleh berbau, suhu air hendaknya dibawah ± 25 C
̊ , dan air harus jernih
(Sutrisno, 2006).
Universitas Sumatera Utara
b. Syarat Kimia
Air minum yang baik ialah air yang tidak tercemar secara berlebihan oleh zat - zat
kimia ataupun mineral, terutama oleh zat - zat ataupun mineral yang berbahaya
bagi kesehatan. Selanjutnya diharapkan pula zat ataupun bahan kimia yang
terdapat di dalam air minum, tidak sampai menimbulkan kerusakan pada tempat
penyimpanan air, sebaliknya zat ataupun bahan kimia dan atau mineral yang
dibutuhkan oleh tubuh, hendaknya harus terdapat dalam kadar yang sewajarnya
dalam sumber air minum tersebut (Azwar, 1996).
c. Syarat Bakteriologik
Air minum tidak boleh mengandung bakteri - bakteri penyakit (patogen) sama
sekali dan tidak mengandung bakteri - bakteri golongan Coli melebihi batas batas yang ditentukannya yaitu 1 Coli / 100 ml air. Air yang mengandung
golongan Coli dianggap telah berkontaminasi (berhubungan) dengan kotoran
manusia (Sutrisno, 2006).
2.2. Sumber Air
Air yang diperuntukkan bagi konsumsi manusia harus berasal dari sumber yang
bersih dan aman. Batasan - batasan sumber air yang bersih dan aman tersebut
antara lain :
a. Bebas dari kontaminasi kuman atau bibit penyakit.
b. Bebas dari substansi kimia yang berbahaya dan beracun.
c. Tidak berasa dan tidak berbau.
d. Dapat dipergunakan untuk mencukupi kebutuhan rumah tangga.
Universitas Sumatera Utara
e. Memenuhi standar minimal yang ditentukan oleh WHO atau Departemen
Kesehatan RI.
Air dinyatakan tercemar bila mengandung bibit penyakit, parasit, bahan bahan kimia yang berbahaya dan sampah atau limbah industri. Air yang berada dipermukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai sumber. Berdasarkan letak
sumbernya, air dapat dibagi menjadi air hujan, air permukaan dan air tanah
(Chandra, 2007).
2.2.1. Air Hujan
Air hujan merupakan sumber utama air bumi. Walau pada saat presipitasi
merupakan air yang paling bersih, air tersebut cenderung mengalami pencemaran
ketika berada di atmosfer. Pencemaran yang berlangsung di atmosfer itu dapat
disebabkan oleh debu, mikroorganisme dan gas misalnya karbondioksida,
nitrogen dan amoniak (Chandra, 2007).
Untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum, hendaknya pada
waktu menampung air hujan jangan dilakukan saat awal hujan turun, karena
mengandung banyak kotoran. Selain itu hujan mempunyai sifat agresif terutama
pada pipa - pipa penyalur maupun bak - bak reservoir, karena dapat mempercepat
terjadinya korosi (perkaratan) dan air hujan juga mempunyai sifat lunak, sehingga
menyebabkan pemborosan terhadap pemakaian sabun (Sutrisno, 2006).
2.2.2. Air Permukaan
Air permukaan meliputi badan - badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk,
rawa, terjun dan sumur permukaan, sebagian besar dari air hujan yang jatuh
Universitas Sumatera Utara
kepermukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan mengalami pencemaran
baik oleh tanah, sampah maupun lainnya (Chandra, 2007).
Pada umumnya air permukaan ini akan mendapatkan pengotoran selama
pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang - batang kayu, daun - daun, kotoran
industri kota dan sebagainya. Air permukaan ada 2 macam, yaitu :
a. Air Sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu
pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umunya
mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. debit yang tersedia untuk
memenuhi kebutuhan air minum pada umumnya dapat mencukupi.
b. Air Rawa / Danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat - zat
organis yang telah membusuk. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis
tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan juga kelarutan O2
kurang sekali (anaerob), maka unsur - unsur Fe dan Mn ini akan larut. Jadi untuk
pengambilan air sebaiknya pada kedalaman tertentu ditengah - tengah agar
endapan - endapan Fe dan Mn tak terbawa (Sutrisno, 2006).
2.2.3. Air Tanah
Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan bumi yang kemudian
mengalami penyerapan dalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara alamiah.
Proses - proses yang telah dialami air hujan tersebut, didalam perjalanan ke bawah
tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air
permukaan.
Universitas Sumatera Utara
Air tanah memiliki kelebihan dibandingkan sumber air lainnya. Pertama,
air tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses
penjernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang tahun, saat musim
kemarau sekali pun. Sementara itu, air tanah juga memiliki beberapa kerugian dan
kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah mengandung zat - zat mineral
dalam konsentrasi yang tinggi. Konsentrasi yang tinggi dan zat - zat mineral
semacam magnesium, kalsium, dan logam berat seperti besi dapat menyebabkan
kesadahan air. Selain itu, untuk mengisap dan mengalirkan air keatas permukaan,
diperlukan pompa (Chandra, 2007).
Peraturan Pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air
menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air
menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1) Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.
2) Golongan B, yaitu golongan air yang dapat diguanakan sebagai air baku pada
air minum.
3) Golongan C, yaitu air yang dapat diguanakan untuk keperluan perikanan dan
peternakan.
4) Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha
di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (Effendi, 2003).
2.3. Parameter Kualitas Air
Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dihubungkan
dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu. Dengan demikian, kualitas air yang
Universitas Sumatera Utara
diinginkan akan tergantung pada proses kegiatan itu sendiri, sebagai contoh:
kualitas air untuk kebutuhan air minum akan berbeda dengan kualitas air untuk
kebutuhan industri. Secara umum kualitas air berhubungan dengan kandungan
bahan terlarut didalamnya. Tingkat kandungan dari bahan tersebut akan
menentukan kelayakannya.
Parameter kualitas air dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu :
1. Parameter kualitas fisika
2. Parameter kualitas kimia
2.3.1 Parameter Fisika
Parameter - parameter fisika yang biasa digunakan untuk menentukan kualitas air
meliputi suhu, kecerahan dan kekeruhan, warna, konduktivitas, padatan total,
padatan terlarut, dan padatan tersuspensi.
a. Suhu
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang, ketinggian dari permukaan
laut, waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta
kedalaman badan air. Suhu juga sangat berperan dalam mengendalikan kondisi
ekosistem perairan (Effendi, 2003).
Peningkatan suhu perairan sebesar 10 ̊C menyebabkan terjadinya
peningkatan konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sekitar 2 - 3 kali lipat.
Namun, peningkatan suhu ini disertai dengan penurunan kadar oksigen terlarut
sehingga keberadaan oksigen sering kali tidak mampu memenuhi kebutuhan
oksigen bagi organisme akuatik untuk melakukan proses metabolisme dan
respirasi (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
b. Kecerahan dan Kekeruhan
Kecerahan air tegantung pada warna kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran
transparansi perairan, yang ditentukan secara visual. Nilai kecerahan dinyatakan
dalam satuan meter. Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu
pengukuran, dan padatan tersuspensi, serta ketelitian orang yang melakukan
pengukuran. pengukuran kecerahan sebaiknya dilakukan pada saat cuaca cerah.
Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan
banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan - bahan yang terdapat
di dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik
yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus). Kekeruhan
dinyatakan dalam satuan unit turbiditas, yang setara dengan 1 mg/l SiO2 (Effendi,
2003).
c. Warna
Warna perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya
(true color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah
warna yang hanya disebabkan oleh bahan - bahan kimia terlarut, dimana bahan bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu.
Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut,
tetapi juga oleh bahan tersuspensi.Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan
organik dan bahan anorganik, karena keberadaan plankton, humus dan ion - ion
logam ( misalnya besi dan mangan), serta bahan - bahan lainnya (Effendi, 2003).
d. Konduktivitas
Konduktivitas ( Daya Hantar Listrik) adalah gambaran numerik dari kemampuan
air untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu, semakin banyak garam -
Universitas Sumatera Utara
garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai daya hantar listrik
(Effendi, 2003).
e. Padatan Total, terlarut, dan tersuspensi
Padatan total adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami evaporasi
dan pengeringan pada suhu tertentu. Padatan ysng terdapat di perairan
diklasifikasikan berdasarkan ukuran diameter partikel, seperti yang ditunjukkan
dalam tabel berikut :
Tabel 2.1. Klasifikasi Padatan di Perairan
Ukuran Diameter
Klasifikasi Padatan
(µm)
1. Padatan terlarut
< 10-3
2. Koloid
10-3 - 1
3. Padatan tersuspensi
>1
Ukuran Diameter
(mm)
< 10-6
10-6 - 10-3
> 10-3
Padatan Tersuspensi Total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah
bahan-bahan tersuspensi (diameter > 1µm) yang tertahan pada saringan millipore
dengan diameter pori 0,45µm. TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasadjasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang
terbawa ke badan air.
Padatan Terlarut Total (Total Dissolved Solid) adalah bahan - bahan
terlarut (diameter < 10 - 6 mm) dan koloid ( diameter 10 - 6 mm - 10 - 3 mm)
yang berupa senyawa - senyawa kimia dan bahan - bahan lain, yang tidak
tersaring pada kertas saring berdiameter 0,45 µm (Effendi,2003).
Universitas Sumatera Utara
2.4.2 Parameter Kimia
Untuk mengetahui apakah suatu perairan tercemar atau tidak, diperlukan
serangkaian tahap pengujian untuk menentukan tingkat pencemaran tersebut.
Beberapa parameter kimia yang umumnya harus di ketahui, yaitu sebagai berikut :
a. Derajat Keasaman (pH)
pH merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam
atau basa suatu larutan. Dalam penyediaan air, pH merupakan suatu faktor yang
harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat keasaman dari air akan sangat
mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan dilakukan, misalnya dalam
melakukan koagulasi kimiawi, desinfeksi, pelunakan air dan dalam pencegahan
korosi (Sutrisno, 2006).
b. Oksigen Terlarut
Atmosfer bumi mengandung oksigen sekitar 210 mg/l. Oksigen merupakan salah
satu gas yang terlarut dalam perairan. Kadar oksigen yang terlarut di perairan
alami bervariasi tergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air dan tekanan
atmosfer. Semakin besar suhu dan ketinggian serta semakin kecil tekanan
atmosfer, kadar oksigen terlarut semakin kecil (Effendi, 2003).
c. Alkalinitas
Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam atau dikenal
dengan sebutan acid netralizing capacity. Alkalinitas juga diartikan sebagai
kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH perairan. Penyusun
alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat (HCO3-), karbonat (CO32-), hidroksida
(OH-). Borat (H2BO3-), silikat (HSiO3-), fosfat (HPO42- dan H2PO4-), sulfida (HS-)
Universitas Sumatera Utara
dan amonia (NH3) juga memberikan konstribusi terhadap alkalinitas. Namun
pembentuk alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat dan hidroksida.
Nilai alkalinitas perairan alami tidak pernah melebihi 500 mg/l CaCO3.
Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh
organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi
atau kadar garam natrium yang tinggi. Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan
korosivitas logam dan dapat menimbulkan permasalahan kesehatan pada manusia,
terutama yang berhubungan dengan iritasi pada sistem pernapasan (gastro
intestinal). Jika di didihkan dengan waktu yang lama, perairan dengan nilai
alkalinitas yang tinggi akan menghasilakan deposit dan menimbulkan bau yang
kurang sedap (Effendi, 2003).
Nilai alkalinitas yang baik berkisar anatara 30 - 500 mg/l CaCO3. Nilai
alkalinitas diperairan berkisar anatara 5 hingga ratusan mg/l CaCO3. Nilai
alkalinitas pada perairan alami adalah 40 mg/l CaCO3. Perairan dengan nilai
alkalinitas > 40 mg/l CaCO3 disebut perairan sadah (hard water), sedangkan
perairan dengan nilai alkalinitas < 40 mg/l CaCO3 disebut perairan lunak (soft
water). Untuk kepentingan pengolahan air, sebaiknya nilai alkalinitas tidak terlalu
bervariasi (Effendi, 2003).
d. Kesadahan
Kesadahan (hardness) adalah gambaran kation logam divalen (valensi dua).
Kation - kation ini dapat bereaksi dengansabun membentuk endapan maupun
dengan anion - anion yang terdapat didalam air membentuk endapan atau karat
pada peralatan logam. Pada perairan tawas, kation divalen yang paling berlimpah
adalah kalsium dan magnesium, sehingga kesadahan pada dasarnya ditentukan
Universitas Sumatera Utara
oleh jumlah kalsium dan magnesium. kalsium dan magnesium berikatan dengan
anion penyusun alkalinitas, yaitu bikarbonat dan karbonat.
Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil
daripada air tanah. Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/l CaCO3
dan lebih dari 500 mg/l CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukan domestik,
pertanian dan industri. Namun, air sadah lebih disukai oleh organisme dari pada
air lunak (Effendi, 2003).
e. Bahan Organik
Semua bahan organik mengandung karbon (C) berkombinasi dengan satu atau
lebih elemen lainnya. Bahan organik berasal dari tiga sumber utama sebagai
berikut :
1) Alam, misalnya fiber, minyak nabati dan hewani, lemak hewani, alkaloid,
selulosa, kanji, gula dan sebagainya.
2) Sintesis, yang meliputi semua bhan organik yang diproses oleh manusia.
3) Fermentasi, misalnya alkohol, aseton, gliserol, antibiotika dan asam yang
semuanya diperoleh melalui aktivitas mikroorganisme (Effendi, 2003).
f. Amonia (NH3)
Amonia dan garam -garamnya bersifat larut dalam air. Amonia banyak digunakan
dalam proses produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, amonium fosfat,
amonium nitrat dan amonium sulfat) serta industri bubur kertas dan kertas.
Sumber amonia diperairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein
dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat dalam tanah dan air, yang berasal
dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati)
oleh mikroba dan jamur (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme
juga banyak mengeluarkan amonia. Sumber amonia yang lain adalah reduksi gas
nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri, dan
domestik. amonia yang terdapat dalam mineral masuk kebadan air melalui erosi
tanah (Effendi, 2003).
g. Besi
Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Besi
ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe2+) dan ferri (Fe3+). Pada perairan alami
dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ion ferro yang bersifat
mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri (Effendi, 2003).
Kadar besi pada perairan yang mendapat cukup aerasi atau aerob hampir
tidak pernah lebih dari 0,3 mg/l. Kadar besi pada perairan alami berkisar antara
0,05 - 0,2 mg/l. Pada air tanah dalam dengan kadar oksigen yang rendah, kadar
besi dapat mencapai 10 - 100 mg/l, sedangkan pada perairan laut sekitar 0,01
mg/l. Air hujan mengandung besi sekitar 0,05 mg/l. Kadar besi > 1,0 mg/l
dianggap membahayakan kehidupan organisme akuatik. Air yang diperuntukkan
bagi air minum sebaiknya memiliki kadar besi kurang dari 0,3 mg/l dan perairan
yang diperuntukkan bagi keperluan pertanian sebaiknya memiliki kadar besi tidak
lebih dari 20 mg/l (Effendi, 2003).
h. Mangan
Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/l atau kurang. kadar yang lebih
besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan
asam dapat mengandung mangan sekitar 10 - 150 mg/l. perairan laut mengandung
Universitas Sumatera Utara
mangan sekitar 0,002 mg/l. Kadar mangan pada perairan tawar sangat bervariasi,
antara 0,002 mg/l hingga lebih dari 4,0 mg/l (Effendi, 2003).
Pada air minum, kadar mangan maksimum 0,05 mg/l. perairan yang
diperuntukkan bagi irigasi pertanian untuk tanah yang bersifat asam sebaiknya
memiliki kadar mangan sekitar 0,2 mg/l, sedangkan tanah yang bersifat netral dan
alkalis sekitar 10 mg/l (Effendi, 2003).
i. Aluminium
Aluminium merupakan unsur yang tidak berbahaya. Perairan alami biasanya
memiliki kandungan aluminium kurang dari 1,0 mg/l. Perairan asam (acidic)
memiliki kadar aluminium yang tinggi. Untuk memelihara organisme akuatik
kadar aluminium sebaiknya tidak lebih dari 0,005 mg/l bagi perairan dengan pH <
6,5 dan tidak lebih dari 0,1 mg/l bagi perairan dengan pH > 6,5 (Effendi, 2003).
Kadar aluminium pada air laut biasanya sekitar 0,01 mg/l. Perairan bagi
keperluan pertanian sebaiknya memiliki kadar aluminium sekitar 5,0 mg/l. Kadar
Aluminium untuk keperluan air minum sekitar 0,2 mg/l. Bagi kepentingan
industri, misalnya pembangkit listrik tenaga uap, kadar aluminium perairan yang
dianggap baik tidak lebih dari 0,1 mg/l (Effendi, 2003).
j. Fluorida
Perairan alami biasanya memiliki kadar fluorida kurang dari 0,2 mg/l. Pada air
tanah dalam, kadar fluorida mencapai 10 mg/l, pada perairan laut sekitar 1,3 mg/l
sedangkan pada brine mencapai 600 mg/l. Perairan yang diperuntukkan bagi air
minum sebaiknya memiliki kadar fluorida 0,7 - 1,2 mg/l. Untuk kepentingan
pertanian, kadar fluorida yang dianjurkan adalah 10 - 15 mg/l (Effendi, 2003).
Universitas Sumatera Utara
k. CO2 Agresif
CO2 yang terkandung dalam air berasal dari udara dan dari hasil dekomposisi zat
organik. Permukaan air biasanya mengandung CO2 bebas kurang dari 10 mg/l.
CO2 agresif dalam air dapat ditentukan dengan cara grafis dan analitis.
Penyimpangan terhadap standar konsentrasi maksimal CO2 agresif dalam air, akan
menyebabkan terjadinya korosifitas pada pipa - pipa logam (Sutrisno, 2006).
2.4. Proses Pengolahan Air
Yang dimaksud dengan pengolahan adalah usaha - usaha teknis yang dilakukan
untuk mengubah sifat - sifat suatu zat. Hal ini penting artinya bagi air minum
karena dengan adanya pengolahan ini maka akan didapatkan suatu air minum
yang memenuhi standar air minum yang telah ditentukan (Sutrisno, 1996).
Proses pengolahan air untuk kepentingan umum terlihat sebagai berikut :
1. Air sungai dialirkan atau dipompa. Tempat pengambilan air disebut intake.
Air diendapkan pada parit - parit lebar dan panjang.
2. Setelah diendapkan beberapa waktu, kemudian air dialirkan ke instalasi
penyaringan (melalui pengukuran debit air).
3. Air diendapkan di bak pertama.
4. Kemudian air dialirkan melalui tempat pembubuhan obat kimia berupa zat
koagulan, biasanya merupakan aluminium sulfat (tawas) Al2(SO4)3 dan larutan
kapur CaCO3 yang tujuannya untuk membentuk endapan.
5. Agar zat koagulan ini dapat bercampur dengan sempurna maka ada dua
cara yang ditempuh, yaitu menerjunkan air dan mengalirkan air melalui parit
yang berbelok - belok yang disebut mixing device.
Universitas Sumatera Utara
6. Bila air telah bercampur dengan baik, maka timbul kepingan yang lebih
besar.
Selanjutnya
untuk
memberikan
kesempatan
pengendapan,
air
dialirkan kedalam bak pengendapan yang kedua yang disebut dortmund
tank atau ascelerator. Dalam bak ini terjadi pemisahan antara kotoran dengan
air yang sudah bersih.
7. Air yang sudah nampak bersih ini dialirkan melalui saringan pasir yang
disebut rapid sand filter. Meskipun air ini sudah tampak bersih tetapi masih
terdapat kemungkinan mengandung bakteri.
8. Untuk membunuh bakteri tersebut, air kemudian dialirkan ke sebuah
chlironator, di sini dibubuhi zat chlor dengan syarat sisa chlor ialah 0,1 0,2 ppm.
9. Air yang sudah bersih ini, selanjutnya ditampung dalam bak penampung
air bersih untuk kemudian siap didistribusikan kepada para konsumen
(Azwar, 1996).
2.5. Amoniak
Amoniak dan garam - garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion amonium
adalah bentuk transisi dari amoniak. Amoniak banyak digunakan dalam proses
produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, amonium, fosfat, amonium
nitrat, dan amonium nitrat), serta industri bubur kertas dan kertas. Sumber
amoniak diperairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan
nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari
dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati) oleh
Universitas Sumatera Utara
mikroba dan jamur. Proses ini dikenal dengan istilah amonifikasi, ditunjukkan
dalam persamaan reaksi :
N organik + O2
NH3-N + O2
amonifikasi
NO2-N + O2
NO3-N
nitrifikasi
Gambar 2.1. Proses Amonifikasi dan Nitrifikasi
Reduksi nitrat (denitrifikasi) oleh aktivitas mikroba pada kondisi anaerob
yang merupakan proses yang biasa terjadi pada pengolahan limbah, juga
menghasilkan gas amoniak dan gas - gas lain, misalnya N2O, NO2, NO3, dan N2.
NH3 (gas)
NO3-
NO2-
(nitrat)
(nitrit)
(amoniak)
N2 (gas)
N2O (gas) (Dinitrogen oksida)
Gambar 2.2. Proses Dinitrifikasi
Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme
juga banyak mengeluarkan amoniak. Sumber amoniak yang lain adalah reduksi
gas nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri, dan
domestik. Amoniak yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi
tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal amoniak berada dalam
bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan gas ammonium.
Kesetimbangan antara gas amoniak dan gas ammonium ditunjukkan dalam
persamaan reaksi :
NH3 + H2O
NH4+ + OH-
Gambar 2.3. Persamaan Reaksi Gas Amoniak dan Gas Ammonium
Universitas Sumatera Utara
Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk kompleks dengan beberapa
ion logam. Amoniak juga dapat terserap ke dalam bahan - bahan tersuspensi dan
koloid sehingga mengendap di dasar perairan.
Kadar amoniak pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 mg/l. Kadar
amoniak yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik
yang berasal dari limbah domestik, industri dan limpasan pupuk pertanian. Kadar
amoniak yang tinggi juga dapat ditemukan pada dasar danau yang mengalami
kondisi tanpa oksigen (Effendi, 2003).
Terdapat amoniak dalam air erat hubungannya dengan siklus pada N di
alam ini. Dengan melihat siklus tersebut dapat diketahui bahwa amonia dapat
terbentuk dari :
a. Dekomposisi bahan - bahan organik yang mengandung N, baik yang berasal
dari hewan oleh bakteri.
b. Hydrolisa urea yang terdapat pada urine hewan.
c. Dekomposisi bahan - bahan organik dari tumbuh - tumbuhan yang mati
oleh bakteri.
d. Dari N2 atmosfir, melalui pengubahan menjadi N2O5 oleh loncatan listrik
di udara menjadi HNO3 karena persatuannya dengan air, dan selanjutnya
jatuh di tanah oleh hujan. Dengan melalui pembentukannya menjadi protein
organik yang terjadi selanjutnya, dan oleh dekomposisi bakteri akhirnya akan
terbentuk amoniak.
e. Dari reduksi NO2- oleh bakteri.
Universitas Sumatera Utara
Dari siklus nitrogen tersebut jelas pula bahwa NH4+ bisa terdapat dalam air
melalui tanah maupun langsung terjadi pada air, apabila proses dekomposisi oleh
bakteri ataupun hydrolisa terjadi dalam air (Sutrisno, 2006).
Amoniak merupakan suatu zat yang menimbulkan bau yang sangat tajam
dan menusuk hidung. Jadi kehadiran bahan ini dalam air minum adalah
menyangkut perubahan fisik dari pada air tersebut yang akan mempenharuhi
penerimaan masyarakat. Standar kualitas air minum dari Dep. Kes. R.I. tidak
memperbolehkan amoniak terdapat pada air minum (Sutrisno, 2006).
2.6. Air Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton berdimensi panjang 50 m, lebar 40 m,
tinggi 3,5 m berfungsi untuk menampung air minum / air olahan setelah melewati
media filter dengan kapasitas 12.000 m3 dan kemudian didistribusikan ke
pelanggan melalui reservoir - reservoir distribusi diberbagai cabang. Air yang
mengalir
dari
filter
ke
reservoir
dibubuhi
chlor
(post
chlorination)
(http://repository.usu.ac.id/bitstream/12345678/20807/4/Chapter%20II.pdf).
Setelah melalui banyak proses pengolahan, pada proses filter air yang
nampak bersih dialirkan melalui saringan pasir lalu untuk membunuh bakterinya
dialirkan ke sebuah chlironator yaitu pembubuhan zat chlor dan air yang sudah
bersih siap untuk didistribusikan. Sebelum didistribusikan air masuk ke dalam
reservoir. Reservoir ini berfungsi sebagai tempat penampungan sementara air
bersih sebelum didistribusikan melalui pipa-pipa secara grafitasi. Karena
kebanyakan distribusi menggunakan grafitasi, maka reservoir ini biasanya
diletakkan di tempat lebih tinggi dari pada tempat- tempat yang menjadi sasaran
Universitas Sumatera Utara
distribusi. Biasanya terletak diatas bukit atau gunung. Gabungan dari unit-unit
pengolahan air ini disebut IPA (Instalasi Pengolahan Air). Untuk menghemat
biaya pembangunan, biasanya Intake (Sumber pengambilan air), WTP (penyalur
air baku dari pompa intake sampai ke presedimentation), dan Reservoir dibangun
dalam satu kawasan dengan ketinggian yang cukup tinggi, sehingga tidak
diperlukan pompa dengan kapasitas pompa dorong yang besar untuk menyalurkan
air dari WTP ke reservoir. Setelah dari reservoir air bersih siap untuk
didistribusikan melalui pipa-pipa dengan berbagai ukuran ke tiap daerah distribusi
(http://pengolahanair-oke..com/2013/03/instalasi-pengolahan-air bersih.html).
2.7. Spektrofotometer
Spektrofotometri UV - Vis adalah anggota analisis spektroskopik yang memakai
sumber radiasi elektromagnetik ultra violet dekat (190 - 380 nm) dan sinar tampak
(380 - 780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotmeter. Radiasi ultra violet
jauh (100 - 190 nm) tidak dipakai, sebab pada daerah radiasi tersebut di absorpsi
oleh udara. Ada kalanya spektrofotometer UV -Vis yang beredar diperdagangkan
memberikan rentang pengukuran panjang gelombang 190 - 1100 nm.
Hal ini perlu diperhatikan lebih seksama sebab di atas panjang gelombang
780 nm merupakan daerah radiasi infra merah. Oleh sebab itu pengukuran di atas
panjang gelombang 780 nm harus dipakai dengan kualitas sensitif terhadap radiasi
infra merah. Spektrofotometri UV - Vis melibatkan energi elektronik yang cukup
besar pada molekul yang dianalisis, sehingga spektrofotometri UV- Vis lebih
banyak dipakai untuk analisis kuantitatif dibandingkan kualitatif.
Universitas Sumatera Utara
Pada umumnya konfigurasi dasar
setiap spektrofotometer UV - Vis
berupa susunan peralatan optik yang terkontruksi sebagai berikut :
M
SR
SK
D
A
VD
Gambar 2.4.Bagan Alat Spektrofotometer
Keterangan :
SR
: Sumber Radiasi
M
: Monokromator
SK
: Sampel Kompartemen
D
: Detektor
A
: Amplifier atau penguat
VS
: Visual display atau meter
Setiap bagian peralatan optik dari spektrofotometer UV - Vis
memegang fungsi dan peranan tersendiri yang saling terkait fungsi dan
peranannya. Setiap fungsi dan peranan tiap bagian dituntut ketelitian dan
ketepatan yang optimal, sehingga akan diperoleh hasil pengukuran yang tinggi
tingkat ketelitian dan ketepatannya.
a. Sumber Radiasi
Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada spektrofotometer UV - Vis
adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Sumber radiasi
deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 190 nm sampai 380 nm
(daerah ultra violet dekat), karena pada rentangan panjang gelombang tersebut
sumber radiasi deuterium memberikan spektrum energi radiasi yang lurus. Umur
sumber radiasi deuterium sekitar 500 jam pemakaian.
Universitas Sumatera Utara
Sumber radiasi tungstein merupakan campuran dari filamen tungstein
dan gas iodin (halogen), oleh sebab itu disebut sebagai sumber radiasi "tungstein iodin". Sumber radiasi tungstein-iodin ini dipakai pada spektrofotometer UV - Vis
sebagai radiasi pada daerah pengukuran sinar tampak dengan rentangan panjang
gelombang 380 - 900 nm, karena pada daerah tersebut sumber radiasi tungsteiniodin memberikan energi radiasi sebagai garis lengkung. Umur tungstein-iodin
sekitar 1000 jam pemakaian.
Sumber radiasi merkuri adalah suatu sumber radiasi mengandung uap
merkuri bertekanan rendah dan biasanya sumber radiasi merkuri ini dipakai untuk
mengecek atau kalibrasi panjang gelombang pada spektrofotometer UV - Vis pada
daerah ultra violet khususnya disekitar panjang gelombang 365 nm dan sekaligus
mengecek resolusi dari monokromator.
b. Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromator dan sumber
radiasi
yang
memancarkan
radiasi
polikromatis.
Monokromator
pada
spektrofotometer UV - Vis biasanya terdiri dari susunan : celah masuk - filter prisma - kisi - celah keluar.
c. Sel atau kuvet
Sel atau kuvet merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari
pemakaiannya kuvet ada dua macam yaitu kuvet yang permanen terbuat dari
bahan gelas atau silika atau kuvet disposible untuk satu kali pemakaian yang
terbuat dari teflon atau plastik.
Universitas Sumatera Utara
d. Detektor
Detektor merupakan salah satu bagian spektrofotometer UV - Vis yang penting.
Oleh sebab itu kualitas detektor akan menentukan kualitas spektrofotometer UV Vis. Fungsi detektor di dalam spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi
yang diterima menjadi sinyal eletronik.
e. Amplifier atau penguat
Amplifier dalam spektrofotometer adalah untuk menguatkan sinyal yang
dikeluarkan oleh detektor.
f. Visual display atau meter
Dalam visual spektrofotometer visual display untuk mencatat sinyal yang
diberikan oleh amplifier.
Dilihat dari sistem optik spektrofotometer dapat digolongkan dalam tiga
macam yaitu :
1. Sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam)
2. Sistem optik radiasi berkas ganda (double beam)
3. Sistem optik radiasi berkas terpisah (splitter beam) (Mulja, 1995).
Universitas Sumatera Utara