Analisis Kadar Ion Besi (Fe3+), Kadmium (Cd2+), dan Kobal (Co2+) terhadap Aliran Air Sungai Lau Borus Kabupaten Karo dengan Menggunakan Metode Spektrofotometri Serapan Atom (SSA)

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Gunung Berapi

Di dataran tinggi Kabupaten Karo, Sumatera Utara, Indonesia, terdapat salah
satu gunung berapi yang dikenal dengan Gunung Sinabung. Koordinat puncak
Gunung Sinabung adalah 03 derajat 10 menit LU dan 98 derajat 23 menit BT dengan
puncak tertinggi dari gunung ini adalah 2.460 meter dari permukaan laut yang menjadi
puncak tertinggi di Sumatera Utara. Gunung ini belum pernah meletus sejak 1600
(Global Volcanism Program, 2008).

Pada tanggal 27 Agustus 2010, aktivitas Gunung Sinabung mulai terjadi dan
mengeluarkan asap dan abu vulkanis. Pada dini hari sekitar pukul 00.15 WIB tanggal
29 Agustus 2010, Gunung Sinabung mengeluarkan lava. Abu gunung ini cenderung
mengalir dari arah barat daya menuju timur laut (Ebo, 2010). Kemudian, pada
September 2013, Gunung Sibanung meletus. Letusannya melepaskan awan panas dan
abu vulkanik yang menjangkau kawasan Sibolangit dan Berastagi. Guguran lava pijar
dan semburan awan panas masih terus dihasilkan sampai Januari 2014 dan hingga kini
rentetan gempa, letusan, dan luncuran awan panas masih terjadi secara terus-menerus
(Suryani, 2014). Sampai saat ini, letusan Gunung Sinabung masih terjadi sehingga

statusnya masih dinyatakan awas.

Komponen utama erupsi gunung berapi adalah magma yang berbentuk padat,
lithic material atau memadat menjadi partikel besar yang dikenal sebagai ash (abu)
atau tephra. Erupsi gunung juga mengandung gas, dengan air (H2O), nitrogen (N2) dan
karbon dioksida (CO2). Gas ini telah menjadi sumber utama atmosfer planet dan
samudera, air mengembun ke dalam samudera, CO2 diubah oleh tanaman menjadi
oksigen

(O2),

dengan

beberapa

C

diubah

menjadi

bentuk

fosil.

Dan

Universitas Sumatera Utara

komponen utama atmosfer adalah N2 (78%) dan O2 (21%) yang merupakan sumber
emisi vulkanik (Robock, A., 2002).

Beberapa metode untuk mensurvei dan memprediksi aktivitas gunung api telah
digunakan saat ini, dan beberapa metode tersebut berhasil untuk beberapa gunung api.
Tetapi, mereka tidak dapat diprediksi secara sempurna kecuali metode tersebut dapat
menentukan posisi magma, waktu, sifat dasar, jarak dan durasi erupsi, dan lain-lain.
Untuk tujuan dalm hal mensurvei dan memprediksi aktivitas gunung api, fenomena
sifat dasar harus dipelajari secara keseluruhan dan detail. Hal ini penting untuk
mengetahui apakah parameter aktivitas vulkanik harus diobservasi secara kontinius.
Akan tetapi, banyak penomena yang belum dipelajari secara sempurna, khusunya dari

segi aspek kimia.

Mayoritas gunung berapi terjadi disepanjang garis tepi piring destruktif di
“daerah tumbukan” dimana satu piring fase berada di bawah yang lainnya. Pergeseran
dan tekanan menyebabkan batuan meleleh dan membentuk magma yang dipaksa naik
ke atas permukaan bumi dimana gunung api bererupsi sebagai lelehan batu (lava) atau
sebagai partikel abu atau cinder (abu api) (Collins, 2010).

Sejumlah skema dapat digunakan untuk mengklasifikasi erupsi gunung berapi.
Mereka pada umumnya diklasifikasikan pada dasar periode aktivitas mereka, jenis
aktifitas dan jenis tanah pembentuknya.

1. Periode aktifitas.
Aktif jika erupsi telah terjadi dalam waktu bersejarah, sebaliknya tidak aktif,
tidur, atau padam.
2. Jenis aktifitas.
Sebagian besar didasarkan pada kekerasan erupsi dan derajat eksploitasi. Nama
yang digunakan diturunkan dari lokasi gunung berapi yang menunjukkan jenis
aktifitas.

Universitas Sumatera Utara

3. Sifat topografis gunung
Sistem yang paling sederhana untuk klasifikasi berdasarkan periode aktivitas –
seperti aktif, diam, atau tidur. Gunung berapi dapat tetap tidak aktif untuk ratusan
atau ribuan tahun sebelum fase erupsi lainnya diselesaikan (Coates, 1981).

2.2. Air

Air adalah senyawa penting bagi semua bentuk kehidupan di bumi ini, sebagian besar
permukaan bumi tertutup oleh air sehingga sangat berpengaruh terhadap iklim. Air
yang tersebar di alam tidak ada yang berbentuk murni, akan tetapi tidak semua air di
alam sudah terpolusi. Sebagai Contoh, perairan di daerah pegunungan dan hutan yang
bebas dari polusi, masih mengandung bahan-bahan terlarut seperti CO2, O2, dan N2,
serta bahan tersuspensi seperti debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa dari
atmosfer.

Ciri-ciri air yang mengalami polusi sangat bervariasi tergantung dari jenis air
dan polutannya atau komponen yang mengakibatkan polusi. Polutan air dapat
dikelompokkan atas sembilan golongan berdasarkan sifat-sifatnya sebagai berikut:

-

padatan

-

bahan buangan yang membutuhkan oksigen (Oxigen Demanding Wastes)

-

mikroorganisme

-

komponen organik sintetik

-

nutrient tanaman

-

minyak

-

senyawa anorganik dan mineral

-

bahan radioaktif

-

panas

Pengelompokan di atas bukan merupakan pengelompokan baku, karena suatu jenis
polutan mungkin dapat dimasukkan ke dalam lebih dari satu kelompok (Agusnar, H.
2007).

Universitas Sumatera Utara

Komposisi dasar air alam tergantung pada pengikatan dan pelepasan solut
melalui pereaksi kimia dan proses fisika. Untuk kebanyakan bagian, solut mengalami
lingkaran geologikal dimana material memasuki larutan sebagai produk reaksi udara
dengan batu, vulkanisasi, dan lain-lain, dialirkan ke perairan dimana mereka
mengalami reaksi lebih lanjut, disimpan di dalam sendimen, dan akhirnya dibentuk
menjadi batuan baru, yang mengulangi siklus di atas. Lebih singkatnya, proses ini
memiliki jangka waktu yang sangat panjang. Material volatil yang masuk ke dalam
atmosfer untuk bagian dari siklus tersebut, dan beberapa elemen merupakan bagian
dari biokimia, seperti geomaterial, pemprosesan. Perpindahan secara fisika pada
material yang sangat kecil mengendap di dalam air dan sebagai debu dan hemburan air
laut di dalam air juga mempunyai bagian di dalam proses ini ((Bailey, R.A. 1978).

Air merupakan sumber kehidupan untuk makhluk hidup karena penting untuk
proses kehidupan. Air dikenal sebagai sumber alam yang paling berlimpah, dan
berikut merupakan pembagian kualitas air:

− Air merupakan satu-satunya material yang memiliki tiga sifat fisika di permukaan
bumi; yaitu gas, cair, dan padat.

− Air bersifat renewable karena siklus hidrologinya.

− Dalam bentuk asli air berwarna bening, tidak berasa, dan transparan. Semua sifat
memiliki keuntungan yang besar, seperti pertumbuhan tanaman. Contoh,
ketransparanan air membiarkan cahaya berpenetrasi di dalam sungai dan laut
sehingga penting dalam sumber makanan hewan dan tumbuhan.

− Air mempunyai viskositas yang sangat rendah. Mobilitasnya membiarkannya
untuk mudah berpindah.

− Air merupakan salah satu dari sedikit senyawa yang mengembang ketika
membeku.

− Air mempunyai kapasitas panas yang sangat tinggi dari semua zat alam kecuali
ammonia.

− Air mempunyai tegangan permukaan yang tidak umum sehingga tidak hanya
membiarkan zat untuk mendorong dirinya sendiri, tetapi juga mendukung objek
dengan densitas yang lebih tinggi dan membasahi material lainnya.

− Air adalah pelarut universal yang sangat baik (Coates, D.R. 1981).

Universitas Sumatera Utara

Sifat unik yang dimiliki air menjadikan zat ini merupakan pelarut yang sangat
sempurna untuk berbagai material, sehingga air adalah dasar medium transportasi
untuk nutrient dan hasil limbah dalam proses kehidupan. (Manahan, E.S, 1984).

Ion di dalam air, baik ion ringan maupun ion berat, jarang sekali berbentuk
atom tersendiri, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga berbentuk molekul.
Ikatan itu dapat berupa garam organik, seperti senyawa metal, etil, fenil maupun
garam anorganik berupa oksida, klorida, sulfide, karbonat, dihidroksida, dan
sebagainya. Bentuk ion dari garam tersebut biasanya banyak ditemukan dalam air
kemudian bersenyawa atau diserap dan tertimbum dalam tanaman dan hewan air. Ion
kemudian bersenyawa dalam bahan kimia jaringan dan membentuk senyawa organik.
Ion ringan atau elemen makro tertentu, yang biasanya esensial dan bersenyawa dengan
protein jaringan makhluk hidup, berguna untuk proses pertumbuhan. Sedangkan ion
berat yang nonesensial juga dapat bersenyawa dengan protein jaringan dan tertimbun
serta berikat dengan protein, sehingga senyawa disebut metalotionein yang dapat

menyebabkan toksik (Darmono, 1995).

2.3. Ion

Ion berasal dari kerak bumi yang berupa bahan-bahan murni, organik, dan anorganik.
Ion merupakan bahan pertama yang dikenal oleh manusia dan digunakan sebagai alatalat yang berperanan penting dalam sejarah perdaban manusia. Ion mula-mula diambil
dari pertambangan di bawah tanah (kerak bumi). Secara alami siklus perputaran ion
adalah, dari kerak bumi kemudian ke lapisan tanah, kemudian ke makhluk hidup
(tanaman, hewan, dan manusia), ke dalam air, mengendap dan akhirnya kembali ke
makro dan ion mikro, dimana ion makro ditemukan lebih dari 1.000 mg/kg dan ion
mikro jumlahnya kurang dari 500 mg/kg.

Universitas Sumatera Utara

Tabel 2.1. Ion-ion Makro dan Mikro yang Ditemukan dalam Kerak Bumi
(Darmono, 1995)

Kelompok

Ion

Simbol

Jumlah (mg/kg)

Makro

Aluminium

Al

81.300

Besi

Fe 3+

50.000

Kalsium

Ca

36.300

Kalium

K

25.900

Magnesium

Mg

20.900

Mangan

Mn

1.000

Barium

Ba

425

Nikel

Ni

75

Seng

Zn

70

Tembaga

Cu

55

Plumbum

Pb

12,5

Uranium,

U

2,7

Timah putih

Sn

2

Kadmium

Cd 2+

0,2

Merkuri

Hg

0,08

Perak

Ag

0,07

Emas

Au

0,004

Mikro

*Ion ringan
Sumber: Stoker dan Seager (1979)

Universitas Sumatera Utara

2.4. Besi (Fe 3+)

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat
di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya, besi yang
ada di dalam air dapat bersifat:

− Terlarut sebagai Fe 2+ (Fero) atau Fe 3+ (Feri)

− Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter