BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Analisa Kadar Mangan (Mn) Pada Air Baku dan Air Reservoir di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Dalam menjalankan fungsi kehidupan sehari-hari manusia amat tergantung pada air. Karena air dipergunakan untuk mencuci, membersihkan, mandi dan lain sebagainya(Azwar,1996).

Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan bagian sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Semua makhluk hidup memiliki ketergantungan terhadap air. Masalahnya, saat ini kualitas air minum di kota-kota besar di Indonesia masih memprihatinkan. Kepadatan penduduk, tata ruang yang salah dan tingginya eksploitasi sumber daya air sangat berpengaruh pada kualitas air.Selain itu, kelangkaan air bersih juga sudah terjadi di Indonesia. Maka pengolahan air, mutlak diperlukan agar air yang kita gunakan dalam kehidupan kita tidak menyebabkan penyakit serta tidak berdampak negatif bagi tubuh kita (Kusmayadi, 2008).

Air bersih merupakan kebutuhan dasar bagi kehidupan. Dengan demikian semakin naik jumlah penduduk serta laju pertumbuhannya semakin naik pula laju pemanfaatan sumber-sumber air. Pencemaran air juga bertambah cepat sesuai dengan cepatnya pertumbuhan (Slamet,1994).

Bagi manusia, air minum adalah salah satu kebutuhan utama.Seperti telah diuraikan terdahulu, manusia menggunakan air untuk berbagai keperluan seperti mandi, cuci, kakus, produksi pangan, papan dan sandang. Mengingat bahwa berbagai penyakit dapat dibawa oleh air kepada manusia pada saat manusia memanfaatkannya, maka tujuan utama penyediaan air minum/bersih bagi masyarakat adalah mencegah penyakit bawaan air (Slamet, 1994).

Air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berwarna, berasa dan berbau.Air minum pun seharusnya tidak mengandung kuman patogen yang membahayakan kesehatan manusia. Tidak mengandung zat kimia yang mengubah fungsi tubuh dan dapat merugikan secara ekonomis. Pada hakekatnya, tujuan ini pemikiran tersebut dibuat standar air minum yaitu suatu peraturan yang memberi petunjuk tentang konsentrasi berbagai parameter yang sebaiknya diperbolehkan ada di dalam air minum (Slamet, 1994).

2.1.1 Sumber Air

Secara umum air yang terdapat di alam, yang dapat dikonsumsi oleh manusia bersumber dari:

1. Air Laut Air laut memiliki rasa asin karena mengandung garam murni (NaCl). Kadar garam NaCl dalam air laut 3% dari jumlah total keseluruhan air laut. Dengan keadaan ini, maka air laut tidak dapat digunakan secara langsung (Alamsyah, 2007).

2. Air hujan (air atmosfir/air materiologik) Ditinjau dari segi kesehatan, air hujan sudah dapat dipercaya, sudah memenuhi syarat bakteriologis. Air yang jatuh keatap dan mengalir melalui tabung-tabung rumah sehingga air tersebut terkumpul dalam bak, kemurniannya tidak terjamin karena air tersebut telah terkontaminasi dengan debu-debu dan unsur-unsur lainnya, sehingga 12 hari kemudian air tersebut sudah terdapat mikroorganisme. Biasanya sebelum jatuh ke permukaan bumi akan mengalami pencemaran sehingga tidak memenuhi syarat apabila langsung diminum.

3. Air permukaan (sungai dan rawa/danau) Air permukaan adalah semua air yang terdapat di permukaan tanah, antara lain sumur, sungai, rawa dan danau. Air permukaan berasal dari air hujan yang permukaan bumi dan membentuk sungai atau mengumpal di tempat cekung yang membentuk danau ataupun rawa. Pada umumnya, air permukaan tampak kotor dan berwarna (tidak bening). Hal itu akibat kotoran, pasir dan lumpur yang ikut terbawa (hanyut) oleh aliran air. Air permukaan banyak digunakan untuk berbagai kepentingan, antara lain untuk diminum, kebutuhan rumah tangga, irigasi, pembangkit listrik, industri dan sebagainya. Agar dapat diminum air permukaan harus diolah terlebih dahulu, meliputi pengolahan fisika, kimia dan biologi (Alamsyah, 2007).

4. Air tanah (air tanah dangkal, air tanah dalam dan mata air) Air dalam tanah terdiri dari air sumur dangkal dan air sumur dalam. Air sumur dangkal dianggap belum memenuhi syarat untuk diminum karena mudah tercemar.

Sedangkan untuk air sumur dalam, jauh lebih murni dan pada umumnya dapat langsung di minum, namun memerlukan pemeriksaan laboratorium untuk memastikan kualitasnya (Joko, 2010).

2.1.2 Air Sungai

Air sungai akan mengalir dari hulu (mata air) ke hilir (muara) karena pengaruh kemiringan permukaan bumi. Secara fisik, air sungai terlihat berwarna cokelatdengan tingkat kekeruhan yang tinggi karena bercampur dengan lumpur, pelapukan kayu dan pencemarlainnya. Kualitas air sungaijuga dipengaruhi oleh lingkungan disekitar aliran sungai. Secara umum, kualitas air sungai di daerah hilir (muara) lebih rendah dibandingkan di daerah hulu (mata air). Hal ini terjadi akibat limbah industri dan limbah rumah tangga yang dibuang langsung ke sungai biologi, air di daerah muara sungai sangat rendah dan tidak layak di jadikan bahan baku air minum (Sitepoe, 1997).

2.1.3 Penggolongan Air 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 air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.

3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan 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.

Menurut definisi tersebut di atas bila suatu sumber air yang termasuk dalam kategori golongan A, misalnya sebuah sumur penduduk kemudian mengalami pencemaran dalam bentuk rembesan limbah cair dari suatu industri maka kategori sumur tadi bukan golongan A lagi, tapi sudah turun menjadi golongan B karena air sudah tidak dapat digunakan langsung sebagai air minum tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu. Dengan demikian air sumur tersebut menjadi kurang/tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannya (Achmad, 2004).

2.1.4 Pengolahan Air di PDAM Tirtanadi Sunggal

Proses pengolahan air baku menjadi air bersih di IPA Sunggal memerlukan unit-unit pengolahan. Unit-unit serta proses pengolahan air yang terdapat di IPA

1. Bendungan Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Belawan yang berhulu di Kecamatan Pancur Batu dan melintasi Kecamatan Sunggal. Untuk menampung air tersebut dibuatlah bendungan dengan panjang 25 m (sesuai dengan lebar sungai) dan tinggi ± 4 m. Pada sisi kanan bendungan, dibuat sekat (channel) berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air masuk ke intake. Bendungan dibuat dengan sistem melintang.

2. Intake

Intake berfungsi untuk pengambilan/penyadap air baku. Bangunan ini merupakan

saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan kasar) yang berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran besar (>10 cm) dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran–kotoran maupun sampah berukuran kecil yang terbawa arus sungai (>5 cm). Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu ketinggian air (sluice gate) dan penggerak elektromotor. Pemeriksaan maupun pembersihan saringan dilakukan secara periodik dan manual untuk menjaga kestabilan air masuk.

3. Raw Water Tank (RWT)

Raw Water Tank atau bak air baku merupakan bangunan yang dibangun setelah

intake yang terdiri dari dua unit (empat sel). Setiap unit berdimensi 50 m x 25 m,

tinggi 5 m yang dilengkapi dengan dua buah inlet gate, dua buah outlet gate,

sluice gate dan pintu bilas dua buah. Raw water tank berfungsi sebagai tempat

pengendapan partikel-partikel kasar dan lumpur yang terbawa dari sungai dengan

dua RWT memiliki ± 14.000 m . Waktu pengendapan (detention time) untuk air baku yang akan diolah di RWT IPA Sunggal kurang dari 15 menit agar menghasilkan air baku dengan turbidity (kekeruhan) rendah. Tiap sel dalam raw

water tank dibersihkan sekali dalam empat bulan, dan dilakukan secara bergilir

setiap bulannya. Hal ini dilakukan agar proses pengolahan air terus berjalan, karena pada saat melakukan pembersihan, sel Raw Water Tank ditutup, sehingga air baku dari intake tidak dapat masuk. Pembersihan sel Raw Water Tank dilakukan pada malam hari secara manual dengan menggunakan nozle dan dibuang ke lagoon. Di Raw Water Tank ini terjadi penginjeksian klorin yang disebut

prechlorination . Prechlorination berfungsi mengoksidasi zat-zat organik,

anorganik dan mengendalikan pertumbuhan lumut (alga) dan membunuh spora dari lumut, jamur dan juga menghilangkan polutan-polutan lainnya.

4. Raw Water Pump(RWP)

Raw Water Pump atau pompa air baku berfungsi untuk memompakan air dari

RWT ke clearator. RWP ini terdiri dari 16 unit pompa air baku. Kapasitas setiap

pompa adalah 110 l/detik dengan rata-rata 18 m, memakai motor AC nominal 75 KW.

5. Clearator(Clarifier) Bangunan clearator terdiri dari lima unit dengan kapasitas masing-masing 400 l/detik. Clearator berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang bersifat

agitator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan

flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara otomatis.

6. Filter

Filter merupakan tempat berlangsungnya proses filtrasi, yaitu proses penyaringan

flok-flok sangat kecil dan sangat ringan yang tidak tertahan (lolos) dari clearator.

Filter yang dipakai di IPA Sunggal adalah sistem penyaringan permukaan

(surface filter). Filter tersebut berjumlah 32 unit yang prosesnya berlangsung secara paralel, menggunakan jenis saringan cepat (rapid sand filter) berupa pasir silika dengan menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW. Filter ini berfungsi menyaring turbidity melalui pelekatan pada media filter.

7. Reservoir

Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi 50 m x 40 m x 4

m yang berfungsi untuk menampung air minum (air olahan) setelah melewati media filter. IPA Sunggal mempunyai dua buah reservoir (R1 dan R2) dengan

kapasitas total 12.000 meter . Reservoir berfungsi untuk menampung air bersih yang telah disaring melalui filter dan juga berfungsi sebagaitempat penyaluran air ke pelanggan. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi klor (post

chlorination ) yang bertujuan untuk membunuh mikroorganisme patogen dan

penambahan larutan kapur jenuh untuk menetralisasi pH air karena dengan adanya kandungan alum dalam air akan membuat pH air bersifat asam. Kapur disalurkan dari saturator.Saturator adalah sebuah tabung besar yang merupakan terminal dua saturator yang dialirkan ke masing-masing reservoir 1 dan reservoir 2.

8. Finish Water Pump (FWP)

Finish Water Pump (FWP)

IPA Sunggal berjumlah 14 unit yang berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir distribusi cabang-cabang melalui pipa-pipa transmisi yang dibagi menjadi lima jalur dengan kapasitas 150 liter/detik. Air hasil olahan tersebut dapat didistribusikan bila air memenuhi syarat kualitas air. Untuk memastikan kualitas air, perlu dilakukan pengendalian mutu. Pengendalian mutu mutlak diperlukan agar kualitas air bersih dapat dijamin sesuai dengan Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 492/ MENKES/ PER/ IV/ 2010 yang meliputi aspek fisika, kimia dan mikrobiologi.

9. Lagoon

Air buangan (limbah cair) dari masing-masing unit pengolahan dialirkan ke

lagoon untuk didaur ulang. Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman

dalam mengatasi dan meningkatkan kualitas lingkungan.

2.1.5 Standar Baku Air Minum

Standar mutu air minum untuk kebutuhan rumah tangga berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.

907/ MENKES/ SK/ VII/ 2002 tentang persyaratan kualitas air minum. Standar baku air minum tersebut (Kusnaedi,2010).

Kualitas air yang memenuhi persyaratan secara fisik, kimia dan mikrobiologi menurut Kusnaedi (2010) antara lain:

1.Persyaratan Fisik a.

Tidak berwarna Air untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.

Temperatur normal Air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara (20-26

C). Air yang sangat mencolok mempunyai temperatur di atas atau di bawah temperatur udara berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol yang terlarut dalam air cukup banyak). c.

Rasanya tawar Air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit atau asin menunjukkan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan oleh adanya garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.

Tidak berbau Air yang baik memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat. Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang e.

Jernih atau tidak keruh Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari bahan tanah liat. Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh.

Tidak mengandung zat padatan Air minum yang baik tidak boleh mengandung zat padatan. Walaupun jernih, air yang mengandung zat padatan yang terapung tidak baik digunakan sebagai air minum. Apabila air di didihkan, zat padat tersebut dapat larut sehingga menurunkan kualitas air.

2. Persyaratan Kimia

Air bersih tidak boleh mengandung bahan-bahan kimia dalam jumlah yang melampaui batas. Beberapa persyaratan kimia antara lain : pH, zat organik, kesadahan, besi (Fe), mangan (Mn), tembaga (Cu), seng (Zn), klorida (Cl), nitrit (NO 2 ), flourida (F), serta zat-zat beracun dan berbahaya.

3. Persyaratan mikrobiologi a.

Tidak mengandung bakteri patogen, misalnya bakteri golongan E.coli, Salmonella thipy, Vibrio clotera , kuman-kuman ini mudah tersebar oleh air.

Tidak mengandung bakteri non patogen, seperti actinomycetes, phytoplankton , coliform, dadocera.

2.2 Kandungan Bahan Kimia

2.2.1 Mangan

hampir setiap tempat dibumi. Dalam hubungannya dengan kualitas air yang sering

2+ 4+ 6+ dijumpai adalah mangan berbentuk ion dengan valensi (Mn ), (Mn ) dan (Mn ).

Didalam sistem pengelolahan air, senyawa mangan dapat berubah-ubah tergantung derajat keasaman (pH) air. Apabila teroksidasi oleh udara atau

oksidator lain, mangan berbentuk (Mn ). Perubahan ini tergantung pada pH, alkaliniti, adanya zat organik.

Mangan bereaksi dengan air dan larut dalam larutan asam. Mangan banyak digunakan pada berbagai alloy. Mangan digunakan sebagai bahan campuran logam karena mangan bisa menghasilkan logam sehingga mudah dibentuk, meningkatkan kualitas kekuatan logam, kekerasan dan ketahanan. Sekitar 90% mangan dunia digunakan dengan tujuan metalurgi, yaitu untuk produksi besi-baja, sedangkan penggunaan mangan untuk tujuan non-metalurgi antara lain digunakan untuk membuat baterai kering, keramik dan gelas, serta bahan kimia (Widowati, 2008).

2.2.2 Penetapan Kadar Mangan Secara Kolorimetri

Cara pengujian kadar mangan dalam air dengan menggunakan alat

colorimetri DR/890 . Mangan ditambahkan dengan 1 bungkus ascorbic acid lalu

ditambahkan dengan 15 tetes natrium sianida. Setelah itu, ditambahkan ke dalam larutan sampel tersebut 21 tetes PAN Indicator Solution 0,1%. Mangan dalam sampel air reservoir bereaksi dengan PAN Indicator Solution 0,1% menghasilkan

mangan (Mn ), warna jingga/orange akan terbentuk jika mangan ada didalam sampel. Diamkan larutan sampel air tersebut selama 2 menit masa reaksi. Sebagai kuvet, lalu diukur dengan alat colorimetri, sehingga menunjukkan angka 0,00 mg/l (sebagai blanko). Setelah itu, masukkan larutan sampel air ke dalam alat

colorimetri dan baca hasil yang tertera pada layar (Sipayung, 2007).

2.2.3 Kolorimetri

Kolorimetri adalah suatu teknik pengukuran yang berdasarkan diabsorbsinya cahaya oleh zat berwarna baik warna yang berasal dari zat itu sendiri maupun warna yang terbentuk akibat reaksi dengan zat lain (Khopkar, 2007).

Kolorimetri terbagi menjadi dua, yakni: 1. Kolorimetri visual

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah ataupun buatan umumnya digunakan sebagai sumber cahaya. Penetapannya biasa dilakukan dengan suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter pembanding (comparator) warna, dan perbedaan intensitas warna dilihat dengan menggunakan mata.

2. Kolorimetri fotolistrik

Sel fotolistrik digunakan untuk mengukur intensitas cahaya. Pada alat ini cahaya yang digunakan dibatasi dalam jangka panjang gelombang yang relatif sempit dengan melewatkan cahaya putih melalui filter-filter dalam bentuk lempengan berwarna yang terbuat dari kaca, gelatin dan sebagainya. Keuntungan utama metode kolorimetri adalah bahwa metode ini memberikan cara sederhana untuk menetapkan kuantitas zat yang sangat kecil (Khopar,2007).

Pemilihan prosedur kolormetri untuk penetapan zat akan bergantung pada

a. Metode kolorimetri seringkali memberikan hasil yang lebih tepat pada konsentrasi rendah dibandingkan prosedur titrimetri ataupun gravimetri padanannya. Selain itu prosedur kolorimetri lebih sederhana dilakukan dari pada prosedur titrimetri ataupun gravimetri.

b. Suatu metode kolorimetri seringkali dapat diterapkan pada kondisi-kondisi dimana tidak terdapat prosedur gravimetri ataupun titrimetri yang memuaskan, misalnya untuk zat-zat hayati tertentu.

c. Prosedur kolorimetri mempunyai keunggulan untuk penetapan rutin dari beberapa komponen dalam sejumlah contoh yang serupa dan dapat dilakukan dengan cepat.

Batas atas metode kolorimetri pada umumnya adalah penetapan konstituen yang ada dalam kuantitas kurang dari 1 atau 2%. Kriteria untuk hasil analisis kolorimetri yang memuaskan: 1.

Kespesifikan reaksi warna Reaksi warna yang dipilih hendaklah merupakan reaksi yang spesifik (hanya menghasilkan warna untuk zat sehubungan saja).

2. Kestabilanwarna Reaksi warna yang dipilih hendaknya menghasilkan warna yang cukup stabil (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. Kejernihan larutan maupun menyerap cahaya.

4. Kepekaan tinggi. Diperlukan reaksi warna yang sangat peka bila kuantitas zat yang akan ditetapkan sangat kecil (Basset, 1994).

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Analisa Kadar Mangan (Mn) Pada Air Baku dan Air Reservoir di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal