Analisa Kadar Fosfat Dan Tss (Total Suspended Solid) Pada Air Sungai Dengan Metode Spektrofotometri
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan salah satu dari tiga komponen yang membentuk bumi (zat padat,
air, dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya 30%
berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair (uap
air) sebanyak 15% dari tekanan atmosfer (Gabriel, 2001).
Air merupakan sumber daya alam yang sangat diperlukan oleh manusia
dan makhluk hidup lainnya. Manusia memerlukan air baik untuk proses kimia,
fisika maupun untuk aktivitas kehidupan lainnya.
Sekalipun air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui,
tetapi
kualitas
air
sangat
dipengaruhi
oleh
peranan
manusia
dalam
pengelolaannya. Pengelolaan air meliputi strategi sebagai berikut:
1. Melindungi perairan agar terjaga kebersihannya sehingga dapat menjaga
kelangsungan flora dengan menjaga perakaran tanaman dari gangguan
fisik maupun kimiawi;
2. Mengusahakan cahaya matahari dapat menembus dasar perairan, sehingga
proses fotosintesis dapat berjalan lancar;
3. Menjaga agar fauna mangsa dan predator selalu seimbang dengan
mempertahankan rantai makanan.
4. Mempergunakan sumber daya alam berupa air seefisien mungkin,
sehingga zat hara yang ada dapat tersimpan dengan baik yang juga berarti
Universitas Sumatera Utara
sebagai penyimpanan energi dan materi (Supardi, 1994).
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang
seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar
tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal karena air banyak yang sudah
tercemar oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah
dari kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri, dan kegiatan-kegiatan
lainnya.
Untuk menetapkan standar air yang bersih tidaklah mudah, karena
tergantung pada banyak faktor penentu. Faktor penentu tersebut antara lain
adalah:
-
Kegunaan air:
- Air untuk minum
- Air untuk keperluan rumah tangga
- Air untuk industri
- Air untuk mengairi sawah
- Air untuk kolam perikanan, dan lain-lain.
-
Asal sumber air:
- Air dari mata air di pegunungan
- Air danau
- Air sungai
- Air sumur
-
Air hujan, dan lain-lain (Wardhana, 1995).
Universitas Sumatera Utara
Pada prinsipnya pengelolaan sumber daya alam air ini, sangat bergantung
pada bagaimana kita mempergunakan dan memelihara serta memperlakukan
sumber air itu menjadi seoptimal mungkin, tetapi tanpa merusak ataupun
mencemarinya dan juga mempertahankan keadaan lingkungan sebaik-baiknya
(Supardi, 1994).
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 dapat digunakan keperluan perikanan dan
peternakan
4.
Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,
usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA).
Air memiliki sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang
lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut:
a.
0
0
Pada kisaran suhu yang sesuai dengan kehidupan, yakni 0 C (32 F) –
0
0
100 C, air berwujud cair. Suhu 0 C merupakan titik beku (freezing point)
0
dan suhu 100 C merupakan titik didih (boiling point) air.
b.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi
panas ataupun dingin dalam seketika.
c.
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan.
d.
Air merupakan pelarut yang baik.
e.
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi.
f.
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku.
Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki densitas
Universitas Sumatera Utara
(massa/volume) yang lebih rendah daripada air. Dengan demikian, es akan
mengapung di dalam air.
2.2. Kualitas Air Untuk Kehidupan
Sesuai dengan ketentuan badan dunia (WHO) maupun badan setempat
(Departemen Kesehatan) serta ketentuan/peraturan lain yang berlaku seperti
APHA (American Public Health Association atau Asosiasi Kesehatan Masyarakat
AS), layak tidaknya air untuk kehidupan manusia ditentukan berdasarkan
persyaratan kualitas secara fisik, secara kimia, dan secara biologis.
2.2.1. Kualitas Air Secara Fisik
1.
Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik dan
anorganik, seperti lumpur dan buangan dari permukiman tertentu yang
menyebabkan air sungai menjadi keruh. Air yang mengandung kekeruhan
tinggi akan mengalami kesulitan kalau diproses untuk sumber air bersih.
Kesulitannya antara lain dalam proses penyaringan. Hal lain yang tidak
kalah pentingnya adalah bahwa air dengan kekeruhan tinggi akan sulit
untuk di disinfeksi, yaitu proses pembunuhan terhadap kandungan mikroba
Universitas Sumatera Utara
2. Temperatur
Kenaikan temperatur atau suhu di dalam badan air, dapat menyebabkan
penurunan kadar oksigen terlarut (DO atau Dissolved Oxygen) air. DO
yang terlalu rendah, dapat menimbulkan bau yang tidak sedap akibat
terjadinya degradasi atau penguraian bahan-bahan organik ataupun
anorganik di dalam air secara anaerobik. Selain itu dengan adanya kadar
residu/sisa yang tinggi di dalam air menyebabkan rasa yang tidak enak
serta dapat mengganggu pencernaan makanan (Suriawiria, 2005).
Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut:
a.
Menurunnya jumlah oksigen terlarut di dalam air
b.
Meningkatkan kecepatan reaksi kimia
c.
Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya
d.
Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air
lainnya mungkin akan mati (Kristanto, 2002).
3.
Warna
Warna air berubah bergantung kepada warna buangan yang memasuki
badan air.
4.
Bau dan rasa
Bau dan rasa yang terdapat di dalam air baku dapat dihasilkan oleh
kehadiran organisme seperti mikroalga dan bakteri. Dari segi estetika, air
yang berbau, apalagi bau busuk, ataupun air yang berasa secara alami
tidak dikehendaki dan tidak dibenarkan oleh peraturan dan ketentuan yang
berlaku.
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Kualitas Air Secara Kimia
1.
pH
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
berkisar antara 6,5 – 7,5 (Wardhana, 1995).
2.
Kandungan senyawa kimia di dalam air
Contoh : logam berat seperti Hg (air raksa) dan Pb (timbal) merupakan zat
kimia berbahaya jika masuk ke dalam air.
3.
Kandungan residu atau sisa
Contoh : residu pestisida, deterjen, kandungan senyawa toksin atau racun,
dan sebagain.
Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat
daripada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif
pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen.
Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki
sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air
akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan,
membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih
air.Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak
zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di
bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat
dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan)
dengan sebuah ion hidroksida (OH-).
Universitas Sumatera Utara
2.2.3. Kualitas Air Secara Biologis
1.
Parameter mikroba pencemar
Contoh : E.coli di dalam air, sangat tidak diharapkan apalagi kalau air
tersebut untuk kepentingan kehidupan manusia (rumah tangga). Untuk air
minum, E.coli harus kurang dari satu atau tidak ada sama sekali, kalau
kualitas air tersebut termasuk yang betul-betul memenuhi syarat.
2.
Patogen
Banyak jenis bakteri patogen (penyebab penyakit) berkembang dan
menular melalui badan air, misalnya penyebab penyakit tifus (Salmonella),
disentri (Shigella), kolera (Vibrio), dan difteri (Corynebacterium).
3. Penghasil toksin
Contoh : Clostridium, Pseudomonas, Vibrio (Suriawiria, 2005).
2.3. Pencemaran Air
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia
seperti oleh zat-zat deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa
pembuangan pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh
pestisida, herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan,
sehingga mutu air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk
tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah
atau kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air (sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Sumber Pencemaran Air
1.
Pencemaran Mikroorganisme dalam Air
Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri,
virus, protozoa, dan parasit sering mencemari air. Kuman yang masuk
kedalam air tersebut berasal dari buangan limbah rumah tangga maupun
buangan dari industri peternakan, rumah sakit, tanah pertanian, dan
sebagainya.
2.
Pencemaran Air oleh Bahan Inorganik Nutrisi Tanaman
Penggunaan pupuk nitrogen dan fosfat dalam bidang pertanian telah
dilakukan sejak lama secara meluas. Pupuk kimia ini dapat menghasilkan
produksi tanaman pangan yang tinggi sehingga digunakan petani. Tetapi di
lain pihak, nitrat dan fosfat dapat mencemari sungai, danau, dan lautan.
Sebetulnya sumber pencemaran nitrat ini tidak hanya berasal dari pupuk
pertanian saja, karena di udara atmosfer bumi mengandung 78% gas
nitrogen. Pada waktu hujan dan terjadi kilat dan petir, di udara akan
-
-
terbentuk ammonia dan nitrogen (NH4 , NO3 ) dan terbawa air hujan
menuju permukaan tanah. Nitrogen akan bersenyawa dengan kompleks
lainnya.
3.
Limbah Organik Menyebabkan Kurangnya Oksigen Terlarut
Penyebab utama berkurangnya kadar oksigen dalam air ialah limbah
organik yang terbuang dalam air. Limbah organik akan mengalami
degradasi dan dekomposisi oleh bakteri aerob (menggunakan oksigen
dalam air), sehingga lama kelamaan oksigen yang terlarut dalam air akan
sangat berkurang.
Universitas Sumatera Utara
4.
Pencemaran Bahan Kimia Inorganik
Bahan kimia inorganik seperti asam, garam, dan bahan toksik logam
seperti Pb, Cd, Hg dalam kadar yang tinggi dapat menyebabkan air tidak
enak untuk diminum. Di samping dapat menyebabkan matinya kehidupan
air seperti ikan dan organisme lainnya, pencemaran bahan tersebut juga
dapat menurunkan produksi tanaman pangan dan merusak peralatan yang
dilalui air tersebut (karena bersifat korosif).
5.
Pencemaran Bahan Kimia Organik
Bahan kimia organik seperti minyak, plastik, pestisida, larutan pembersih,
deterjen, dan masih banyak lagi bahan organik terlarut yang digunakan
oleh manusia dapat menyebabkan kematian pada ikan maupun organisme
lainnya.
6.
Sedimen dan Bahan Tersuspensi
Bahan partikel yang tidak terlarut seperti pasir, lumpur, tanah, dan bahan
kimia inorganik menjadi bentuk bahan tersuspensi di dalam air, sehingga
bahan tersebut menjadi penyebab polusi tertinggi di dalam air. Partikel
yang tersuspensi menyebabkan kekeruhan dalam air, sehingga mengurangi
kemampuan ikan dan organisme air lainnya memperoleh makanan,
mengurangi tanaman air melakukan fotosintesis, pakan ikan menjadi
tertutup lumpur, insang ikan dan kerang tertutup oleh sedimen dan akan
mengakumulasi bahan beracun seperti pestisida dan senyawa logam.
7.
Meningkatnya Radioaktivitas Air Lingkungan
Zat radioaktif dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis
apabila tidak ditangani dengan benar maka tidak dibenarkan dan sangat
Universitas Sumatera Utara
tidak etis bila ada yang membuang bahan sisa radioaktif ke lingkungan.
Secara nasional sudah ada peraturan perundangan yang mengatur masalah
bahan sisa (limbah) radioaktif . Mengenai hal ini Badan Tenaga Atom
Nasional (BATAN) secara aktif mengawasi pelaksanaan peraturan
perundangan tersebut. Pembakaran batubara adalah salah satu sumber
yang dapat menaikkan radioaktivitas lingkungan (Wardhana, 1995).
2.3.2. Pencemaran Air Sungai, Danau, dan Waduk
Secara alamiah, sungai dapat tercemar pada daerah permukaan air saja.
Pada sungai yang besar dengan arus air yang deras, sejumlah kecil bahan
pencemaran akan mengalami pengenceran sehingga tingkat pencemaran menjadi
sangat rendah.
Hal tersebut menyebabkan konsumsi oksigen terlarut yang diperlukan
oleh kehidupan air dan biodegradasi akan cepat diperbaharui. Tetapi terkadang
sebuah sungai mengalami pencemaran yang berat sehingga air mengandung bahan
pencemaran yang sangat besar. Akibatnya, proses pengenceran dan biodegradasi
akan sangat menurun jika arus mengalir perlahan karena kekeringan atau
penggunaan sejumlah air untuk irigasi. Hal ini juga mengakibatkan penurunan
kadar oksigen terlarut. Suhu yang tinggi dalam air menyebabkan laju proses
biodegradasi yang dilakukan oleh bakteri pengurai aerobik menjadi naik dan dapat
menguapkan bahan kimia ke udara.
Proses pelarutan dalam danau, waduk, muara, dan laut sering kurang
efektif daripada dalam sungai karena air dalam danau, waduk, dan laut banyak
terdiri dari lapisan-lapisan yang sedikit mengalami pencampuran. Tetapi lapisan
tersebut terkadang dapat bercampur karena pengaruh ombak dan arus air. Bentuk
Universitas Sumatera Utara
lapisan air tersebut juga dapat mengurangi tingkat oksigen terlarut, terutama pada
lapisan paling bawah. Di samping itu, aliran air danau dan waduk sangat kecil
sehingga dapat mengurangi daya pengenceran dan penambahan kandungan
oksigen terlarut (Darmono, 2001).
2.3.3. Usaha Mencegah Pencemaran Air
Usaha pencegahan ini bukan merupakan proses yang sederhana, tetapi
melibatkan berbagai faktor sebagai berikut:
1.
Air limbah yang akan dibuang ke perairan harus diolah lebih dahulu
sehingga memenuhi standar air limbah yang telah ditetapkan pemerintah
2.
Menentukan dan mencegah terjadinya interaksi antarpolutan satu dengan
lainnya .
3.
Menggunakan bahan yang dapat mencegah dan menyerap minyak yang
tumpah di perairan
4.
Tidak membuang air limbah rumah tangga langsung ke dalam perairan.
Hal ini untuk mencegah pencemaran air oleh bakteri
5.
Limbah radioaktif harus diproses dahulu agar tidak mengandung bahaya
radiasi dan barulah dibuang di perairan
6.
Mengeluarkan atau menguraikan deterjen atau bahan kimia lain dengan
menggunakan aktivitas mikroba tertentu sebelum dibuang ke dalam
perairan umum (Supardi, 1994).
2.4. Fosfat
Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan
(Dugan, 1972). Fosfor merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan tingkat
tinggi dan alga, sehingga unsur ini menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan
Universitas Sumatera Utara
alga akuatik serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan.
Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat,
polifosfat dan fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk
terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme air. Di daerah pertanian
ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai atau danau
melalui drainase dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melalui
air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan deterjen yang
mengandung fosfat, seperti industri logam dan sebagainya.
Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa
makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui
proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi
pertumbuhannya. Keberadaan senyawa fosfat dalam air sangat berpengaruh
terhadap keseimbangan ekosistem perairan. Bila kadar fosfat dalam air rendah (<
0,01 mg P/L), pertumbuhan ganggang akan terhalang, kedaan ini dinamakan
oligotrop. Sebaliknya bila kadar fosfat dalam air tinggi, pertumbuhan tanaman dan
ganggang tidak terbatas lagi (kedaaan eutrop), sehingga dapat mengurangi jumlah
oksigen terlarut air. Hal ini tentu sangat berbahaya bagi kelestarian ekosistem
perairan (Alaerts, 1984
Berdasarkan kadar fosfor total, perairan diklasifikasikan menjadi tiga,
yaitu: perairan dengan tingkat kesuburan rendah, yang memiliki kadar fosfat total
berkisar antara 0 – 0,02 mg/liter; perairan dengan tingkat kesuburan sedang, yang
memiliki kadar fosfat total 0,021 – 0,05 mg/liter; dan perairan dengan tingkat
kesuburan tinggi, yang memiliki kadar fosfat total 0,051 – 0,1 mg/liter
(Yoshimura & Liaw, 1969).
Universitas Sumatera Utara
Fosfat yang berasal dari air atau limbah alami biasanya berbentuk sebagai
senyawa fosfat saja. Senyawa fosfat dapat diklasifikasikan sebagai ortofosfat,
fosfat yang terkondensasi (pyro, metha, polifosfat lainnya), dan senyawa fosfat
yang terikat secara organik.
Senyawa-senyawa fosfat yang biasa dideteksi dengan cara kolorimetri
tanpa hidrolisis atau oksidasi dengan pemanasan sampel disebut sebagai “fosfor
reaktif” atau ortofosfat. Hidrolisis asam pada titik didih air mengubah fosfat
terlarut atau fosfat partikulat yang berkondensasi menjadi ortofosfat terlarut.
Istilah “fosfat yang terhidrolisis asam” lebih disukai daripada “fosfat
terkondensasi”. Fraksi-fraksi senyawa fosfat yang terkonversi menjadi ortofosfat
hanya oleh proses oksidasi yang dekstruktif dari zat-zat organik disebut sebagai
“fosfat organik”. Total fosfat seperti juga fraksi fosfat yang terlarut atau
tersuspensi dapat dibagi secara analitik menjadi 3 bagian seperti tersebut di atas.
Metode
ini
menggunakan
membebaskan/menetapkam
fosfat
teknik
organik.
oksidasi
Metode
persulfat
untuk
kolorimetri
yang
dipergunakan adalah metode asam askorbat. Ammonium molibdat dan potassium
antimonil tartrat dalam media asam dengan ortofosfat untuk membentuk asam
heteropoli-asam fosfomolibdat yang tereduksi menjadi molybdenum yang
berwarna biru oleh asam askorbat.
Metode asam askorbat dapat digunakan untuk penetapan bentuk-bentuk
fosfat tertentu di dalam air minum, air permukaan, air payau, air limbah rumah
tangga dan limbah industri. Cara uji ini digunakan untuk penentuan kadar fosfat
yang terdapat dalam air/air limbah antara 0,01 - 1.0 mg/L PO4
3-
dengan
menggunakan metode asam askorbat dengan alat spektrofotometer pada panjang
Universitas Sumatera Utara
gelombang 890 nm.
Ciri-ciri air yang mengandung fosfat, yaitu:
1.
Warna air menjadi kehijauan
2.
Berbau tidak sedap
3.
Kekeruhan menjadi sangat meningkat (www.wikipedia.com).
2.4.1. Kegunaan Fosfat
Kegunaan fosfat dapat digunakan sebagai pupuk dan juga sebagai bahan
peledak, korek api, pestisida, odol dan deterjen.
-
Pembuatan pupuk
Pembuatan Fosfat Sebagai Pupuk mudah larut dalam air sehingga sebagian
besar
akan segera difiksasi oleh Al dan Fe yang terdapat di dalam tanah .
Fosfat dengan kandungan Ca setara CaO yang cukup tinggi (>40%) umumnya
mempunyai reaktivitas tinggi sehingga sesuai digunakan pada tanah-tanah masam.
Sebaliknya, fosfat dengan kandungan sesquioksida tinggi (Al2O3 dan Fe2O3)
tinggi kurang sesuai digunakan pada tanah-tanah masam.dunia hanya akan
bertahan untuk 100-120 tahun jika penambangan fosfat alam tidak dikelola
dengan tepat.
-
Pembuatan detergen
Komponen utama dalam pembuatan detergen ada 3 yaitu :
Universitas Sumatera Utara
1.
Surfaktan berfungsi meningkatkan daya pembahasan air sehingga kotoran
yang berlemak dapat dibasahi, mengendorkan dan mengangkut kotoran dari kain
dan mensuspensikan kotoran yang telah terlepas, sehingga kotoran tidak
menempel kembali pada barang yang dicuci. Macam-macam surfaktan yang
digunakan pada detergen yaitu:
2. Linear alkil benzena sulfanat (LAS), etoksisulfat, alkil sulfat, memiliki daya
bersih yang sangat baik, dengan busa yang sangat banyak, biasanya digunakan
untuk pencuci kain dan pencuci piring.
2.4.2. Penurunan Fosfat pada air
Senyawa fosfat dalam air limbah akan menimbulkan permasalahan bagi
lingkungan perairan. Tanah dapat dimanfaatkan untuk pengolahan air limbah
dalam rangka mengurangi pencemaran lingkungan menyebabkan suatu fenomena
yang disebut eutrofikasi (pengkayaan nutrien). Untuk mencegah kejadian tersebut,
air limbah yang akan dibuang harus diolah terlebih dahulu untuk mengetahui
kandungan fosfat sampai pada nilai (Alaerts, 1984).
1.
Penambahan Kapur ( CaO dan Ca(OH)2 )
Untuk mereaksikan alkalibikarbonat dan mengatur pH air (6-8) sehingga
menyebabkan pengendapan.
2.
Tawas ( Al2(SO4)3 )
Untuk menjernihkan air dan menurunkan alkalinitas air.
3.
Zeolit ( SiO4 dan AlO4 )
Sebagai penukar ion dan sebagai penyaring melalui adsorpsi selektif atau
penolakan molekul karena perbedaan dalam ukuran molekul.
4.
Penambahan Koagulan ( alum, kapur, ferrichlorida atau ferrous sulfat ).
Universitas Sumatera Utara
Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus dalam air berada.
dalam rentang 35-100 µg/L (www.scribdt.sudi_setyo_budi.pdf).
2.5. TSS (Total Suspended Solid)
Zat Padat Tersuspensi (TSS) adalah padatan yang menyebabkan
kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari
partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, misalnya
tanah liat, bahan-bahan organik tertentu, sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya .
Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia yang
heterogen, dan berfungsi sebagai bahan pembentuk endapan yang paling awal dan
dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan . TSS
berhubungan erat dengan erosi tanah dan erosi dari saluran sungai. TSS sangat
bervariasi, mulai kurang dari 5 mg L-1 yang yang paling ekstrem 30.000 mg L-1
di beberapa sungai. TSS tidak hanya menjadi ukuran penting erosi di alur sungai,
juga berhubungan erat dengan transportasi melalui sistem sungai nutrisi (terutama
fosfor), logam, dan berbagai bahan kimia industri dan pertanian .
2.5.1. Zat Padat dalam Air
Dalam air alam ditemui dua kelompok zat, yaitu zat terlarut seperti garam
dan molekul organis, dan zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat,
kwarts. Perbedaan pokok antara kedua zat ini ditentukan melalui ukuran/diameter
partikel-partikel tersebut.
Analisa zat padat dalam air sangat penting bagi penentuan komponenkomponen air secara lengkap, juga untuk perencanaan serta pengawasan prosesproses pengolahan dalam bidang air minum maupun dalam bidang air buangan.
Zat padat yang berada dalam suspensi dapat dibedakan menurut ukurannya
Universitas Sumatera Utara
sebagai:
partikel
tersuspensi
koloidal
(partikel
koloid)
dan
partikel
tersuspensibiasa (partikel tersuspensi).
Dalam metode analisa zat padat, pengertian zat padat total adalah semua
zat-zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam
bejana tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Zat padat total terdiri dari zat
padat total terlarut dan zat padat total tersuspensi yang dapat bersifat organis dan
inorganis seperti skema berikut:
Zat padat terlarut
Zat padat total
Zat padat tersuspensi organis
Zat padat tersuspensi
Zat padat tersuspensi inorganis
Zat padat tersuspensi sendiri dapat diklasifikasikan sekali lagi menjadi
antara lain zat padat terapung yang selalu bersifat organis dan zat padat terendap
yang dapat bersifat organis dan inorganis. Zat padat terendap adalah zat padat
dalam suspensi yang dalam keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu
tertentu karena pengaruh gaya beratnya (Alaerts, 1984).
2.5.2. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total (residu) adalah bahan yang tersisa setelah air sampel
mengalami evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu (APHA, 1976). Residu
dianggap sebagai kandungan total bahan terlarut dan tersuspensi dalam air.
Selama penentuan residu ini, sebagian besar bikarbonat yang merupakan anion
utama di perairan telah mengalami transformasi menjadi karbondioksida,
Universitas Sumatera Utara
sehingga karbondioksida dan gas-gas lain yang menghilang pada saat pemanasan
tidak tercukup dalam nilai padatan total (Boyd, 1998).
Padatan yang terdapat di perairan diklasifikasikan berdasarkan ukuran
diameter partikel, seperti yang ditunjukkan dalam tabel di bawah ini:
Tabel 2.1 Klasifikasi Padatan di Perairan Berdasarkan Ukuran Diameter
Klasifikasi Padatan
1. Padatan terlarut
2.
Koloid
3.
Padatan
Ukuran Diameter (um)
< 10
-3
Ukuran Diameter (mm)
< 10
-3
10 – 1
>1
-6
10-6 - 10
> 10
-3
-3
Tersuspensi
Padatan tersuspensi total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah bahanbahan tersuspensi (diameter > 1 µm) yang tertahan pada saringan millipore
dengan diameter pori 0,45 µm.TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasadjasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang
terbawa ke badan air (Effendi, 2003).
Total Suspended Solid (TSS) yang tinggi menghalangi masuknya sinar
matahari ke dalam air, sehingga akan mengganggu proses fotosintesis
menyebabkan turunnya oksigen terlarut yang dilepas kedalam air oleh tanaman.
Jika sinar matahari terhalansi dari dasar tanaman akan berhenti memproduksi
oksigen dan akan mati. Total Suspended Solid (TSS) yang tinggi juga
menyebabkan penurunan kejernihan air (Alaerts, 1984).
Kelarutan zat padat dalam air atau disebut sebagai total dissolve
Universitas Sumatera Utara
solid(TDS) adalah terlarutnya zat padat, baik berupa ion, senyawa, atau koloid di
dalamair. Zat padat terlarut di dalam air perlu diketahui untuk mengetahui
produktivitas air, karena produktivitas air terhadap kehidupan air sangat
ditentukan oleh kelarutan zat padat di dalamnya. Produktivitas air akan tinggi
terhadap kehidupan organisme seperti tumbuhan dan mikroba apabila zat padat
terlarut tersebut berupa nutrien dalam bentuk senyawa fosfat, nitrat, yang akan
mendukung kehidupan organisme.
Zat padat terlarut di dalam air juga merupakan indikasi ketidaknormalan
air, yaitu terjadi penyimpangan air dari keadaan yang sebenarnya. Penyimpangan
keadaan air ini paling banyak disebabkan oleh kegiatan manusia seperti buangan
berupa limbah industri, kotoran manusia dan hewan, limbah rumah tangga, dan
lain-lain (Situmorang, 2007).
Rasio antara padatan terlarut dan kedalaman rata-rata perairan merupakan
salah satu cara untuk menilai produktivitas perairan. Perbandingan antara TDS
dan kedalaman rata-rata ini dikenal sebagai Morphoedaphic Index (MEI
Kesesuaian perairan untuk kepentingan perikanan berdasarkan nilai
padatan tersuspensi ditunjukkan dalam tabel di bawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Kesesuaian Perairan Untuk Kepentingan Perikanan Berdasarkan
Nilai Padatan Tersuspensi (TSS)
Nilai TSS (mg/liter)
Pengaruh Terhadap Kepentingan Perikanan
< 25
Tidak berpengaruh
25 – 80
Sedikit berpengaruh
81 – 400
Kurang baik bagi kepentingan perikanan
> 400
Tidak baik bagi kepentingan perikanan
Effendi, 2003).
2.6. Spektrofotometri
Alat
yang
digunakan
untuk
analisa
spektrofotometri
adalah
spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitransi
atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran
terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin
juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai
manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap.
Pengertian lengkap dari spektrofotometer memerlukan suatu pengetahuan
terperinci tentang optik dan elektronika
.Dan biasanya dalam praktek alat-alat sinar tunggal dijalankan dengan
tangan dan alat-alat sinar rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum
absorpsi (Day & Underwood, 1989)
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometer
terdiri
atas
alat
spektrometer
dan
fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
atau diabsorbsikan. Jadi spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk
mengukur energi secara relatif apabila energi tersebut ditransmisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan
spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari
sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini dapat diperoleh dengan alat pengurai
seperti prisma, grating ataupun celah optis.
Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan
diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi
melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Fotometer filter ini tidak
mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis,
melainkan melalui suatu trayek panjang gelombang 30–40 nm.
Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar
terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko atau pembanding
(Khopkar, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kesalahan- kesalahan dalam spektrofotometer, dapat dicegah dengan
memperhatikan:
1.
Sel-sel contoh harus bersih
2.
Sidik jari dapat menyerap radiasi ungu
3.
Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali
4.
Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik
5.
Penerapan panjang gelombang dari alat harus diteliti kadang-kadang
6.
Penyimpangan atau ketidakstabilan di dalam sirkuit harus diperbaiki
7.
Ketidaktetapan contoh dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan jika
pengukuran tidak direncanakan dengan hati- hati (Day & Underwood,
1989).
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan salah satu dari tiga komponen yang membentuk bumi (zat padat,
air, dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya 30%
berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair (uap
air) sebanyak 15% dari tekanan atmosfer (Gabriel, 2001).
Air merupakan sumber daya alam yang sangat diperlukan oleh manusia
dan makhluk hidup lainnya. Manusia memerlukan air baik untuk proses kimia,
fisika maupun untuk aktivitas kehidupan lainnya.
Sekalipun air merupakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui,
tetapi
kualitas
air
sangat
dipengaruhi
oleh
peranan
manusia
dalam
pengelolaannya. Pengelolaan air meliputi strategi sebagai berikut:
1. Melindungi perairan agar terjaga kebersihannya sehingga dapat menjaga
kelangsungan flora dengan menjaga perakaran tanaman dari gangguan
fisik maupun kimiawi;
2. Mengusahakan cahaya matahari dapat menembus dasar perairan, sehingga
proses fotosintesis dapat berjalan lancar;
3. Menjaga agar fauna mangsa dan predator selalu seimbang dengan
mempertahankan rantai makanan.
4. Mempergunakan sumber daya alam berupa air seefisien mungkin,
sehingga zat hara yang ada dapat tersimpan dengan baik yang juga berarti
Universitas Sumatera Utara
sebagai penyimpanan energi dan materi (Supardi, 1994).
Dewasa ini air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang
seksama dan cermat. Untuk mendapatkan air yang baik, sesuai dengan standar
tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal karena air banyak yang sudah
tercemar oleh bermacam-macam limbah dari hasil kegiatan manusia, baik limbah
dari kegiatan rumah tangga, limbah dari kegiatan industri, dan kegiatan-kegiatan
lainnya.
Untuk menetapkan standar air yang bersih tidaklah mudah, karena
tergantung pada banyak faktor penentu. Faktor penentu tersebut antara lain
adalah:
-
Kegunaan air:
- Air untuk minum
- Air untuk keperluan rumah tangga
- Air untuk industri
- Air untuk mengairi sawah
- Air untuk kolam perikanan, dan lain-lain.
-
Asal sumber air:
- Air dari mata air di pegunungan
- Air danau
- Air sungai
- Air sumur
-
Air hujan, dan lain-lain (Wardhana, 1995).
Universitas Sumatera Utara
Pada prinsipnya pengelolaan sumber daya alam air ini, sangat bergantung
pada bagaimana kita mempergunakan dan memelihara serta memperlakukan
sumber air itu menjadi seoptimal mungkin, tetapi tanpa merusak ataupun
mencemarinya dan juga mempertahankan keadaan lingkungan sebaik-baiknya
(Supardi, 1994).
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 dapat digunakan keperluan perikanan dan
peternakan
4.
Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,
usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air (PLTA).
Air memiliki sifat yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang
lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut:
a.
0
0
Pada kisaran suhu yang sesuai dengan kehidupan, yakni 0 C (32 F) –
0
0
100 C, air berwujud cair. Suhu 0 C merupakan titik beku (freezing point)
0
dan suhu 100 C merupakan titik didih (boiling point) air.
b.
Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai
penyimpan panas yang baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi
panas ataupun dingin dalam seketika.
c.
Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan.
d.
Air merupakan pelarut yang baik.
e.
Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi.
f.
Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku.
Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki densitas
Universitas Sumatera Utara
(massa/volume) yang lebih rendah daripada air. Dengan demikian, es akan
mengapung di dalam air.
2.2. Kualitas Air Untuk Kehidupan
Sesuai dengan ketentuan badan dunia (WHO) maupun badan setempat
(Departemen Kesehatan) serta ketentuan/peraturan lain yang berlaku seperti
APHA (American Public Health Association atau Asosiasi Kesehatan Masyarakat
AS), layak tidaknya air untuk kehidupan manusia ditentukan berdasarkan
persyaratan kualitas secara fisik, secara kimia, dan secara biologis.
2.2.1. Kualitas Air Secara Fisik
1.
Kekeruhan
Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik dan
anorganik, seperti lumpur dan buangan dari permukiman tertentu yang
menyebabkan air sungai menjadi keruh. Air yang mengandung kekeruhan
tinggi akan mengalami kesulitan kalau diproses untuk sumber air bersih.
Kesulitannya antara lain dalam proses penyaringan. Hal lain yang tidak
kalah pentingnya adalah bahwa air dengan kekeruhan tinggi akan sulit
untuk di disinfeksi, yaitu proses pembunuhan terhadap kandungan mikroba
Universitas Sumatera Utara
2. Temperatur
Kenaikan temperatur atau suhu di dalam badan air, dapat menyebabkan
penurunan kadar oksigen terlarut (DO atau Dissolved Oxygen) air. DO
yang terlalu rendah, dapat menimbulkan bau yang tidak sedap akibat
terjadinya degradasi atau penguraian bahan-bahan organik ataupun
anorganik di dalam air secara anaerobik. Selain itu dengan adanya kadar
residu/sisa yang tinggi di dalam air menyebabkan rasa yang tidak enak
serta dapat mengganggu pencernaan makanan (Suriawiria, 2005).
Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut:
a.
Menurunnya jumlah oksigen terlarut di dalam air
b.
Meningkatkan kecepatan reaksi kimia
c.
Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya
d.
Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air
lainnya mungkin akan mati (Kristanto, 2002).
3.
Warna
Warna air berubah bergantung kepada warna buangan yang memasuki
badan air.
4.
Bau dan rasa
Bau dan rasa yang terdapat di dalam air baku dapat dihasilkan oleh
kehadiran organisme seperti mikroalga dan bakteri. Dari segi estetika, air
yang berbau, apalagi bau busuk, ataupun air yang berasa secara alami
tidak dikehendaki dan tidak dibenarkan oleh peraturan dan ketentuan yang
berlaku.
Universitas Sumatera Utara
2.2.2. Kualitas Air Secara Kimia
1.
pH
Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai pH
berkisar antara 6,5 – 7,5 (Wardhana, 1995).
2.
Kandungan senyawa kimia di dalam air
Contoh : logam berat seperti Hg (air raksa) dan Pb (timbal) merupakan zat
kimia berbahaya jika masuk ke dalam air.
3.
Kandungan residu atau sisa
Contoh : residu pestisida, deterjen, kandungan senyawa toksin atau racun,
dan sebagain.
Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat
daripada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif
pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen.
Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki
sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air
akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan,
membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih
air.Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak
zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di
bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat
dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan)
dengan sebuah ion hidroksida (OH-).
Universitas Sumatera Utara
2.2.3. Kualitas Air Secara Biologis
1.
Parameter mikroba pencemar
Contoh : E.coli di dalam air, sangat tidak diharapkan apalagi kalau air
tersebut untuk kepentingan kehidupan manusia (rumah tangga). Untuk air
minum, E.coli harus kurang dari satu atau tidak ada sama sekali, kalau
kualitas air tersebut termasuk yang betul-betul memenuhi syarat.
2.
Patogen
Banyak jenis bakteri patogen (penyebab penyakit) berkembang dan
menular melalui badan air, misalnya penyebab penyakit tifus (Salmonella),
disentri (Shigella), kolera (Vibrio), dan difteri (Corynebacterium).
3. Penghasil toksin
Contoh : Clostridium, Pseudomonas, Vibrio (Suriawiria, 2005).
2.3. Pencemaran Air
Pencemaran air dan tanah umumnya terjadi oleh tingkah laku manusia
seperti oleh zat-zat deterjen, asam belerang, dan zat-zat kimia sebagai sisa
pembuangan pabrik-pabrik kimia/industri. Pencemaran ini pun bisa juga oleh
pestisida, herbisida, pupuk tanaman yang merupakan unsur-unsur polutan,
sehingga mutu air dan tanah berkurang bahkan dapat membahayakan, baik untuk
tumbuh-tumbuhan, hewan, dan manusia. Jangan dilupakan pula sampah-sampah
atau kotoran yang tidak berguna akibat proses kehidupan manusia yang sering
membuang sampah kedalam tanah/air (sungai). Hal ini jelas akan mempengaruhi
produktivitas air, tanah, dan lingkungan secara luas (Supardi, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Sumber Pencemaran Air
1.
Pencemaran Mikroorganisme dalam Air
Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri,
virus, protozoa, dan parasit sering mencemari air. Kuman yang masuk
kedalam air tersebut berasal dari buangan limbah rumah tangga maupun
buangan dari industri peternakan, rumah sakit, tanah pertanian, dan
sebagainya.
2.
Pencemaran Air oleh Bahan Inorganik Nutrisi Tanaman
Penggunaan pupuk nitrogen dan fosfat dalam bidang pertanian telah
dilakukan sejak lama secara meluas. Pupuk kimia ini dapat menghasilkan
produksi tanaman pangan yang tinggi sehingga digunakan petani. Tetapi di
lain pihak, nitrat dan fosfat dapat mencemari sungai, danau, dan lautan.
Sebetulnya sumber pencemaran nitrat ini tidak hanya berasal dari pupuk
pertanian saja, karena di udara atmosfer bumi mengandung 78% gas
nitrogen. Pada waktu hujan dan terjadi kilat dan petir, di udara akan
-
-
terbentuk ammonia dan nitrogen (NH4 , NO3 ) dan terbawa air hujan
menuju permukaan tanah. Nitrogen akan bersenyawa dengan kompleks
lainnya.
3.
Limbah Organik Menyebabkan Kurangnya Oksigen Terlarut
Penyebab utama berkurangnya kadar oksigen dalam air ialah limbah
organik yang terbuang dalam air. Limbah organik akan mengalami
degradasi dan dekomposisi oleh bakteri aerob (menggunakan oksigen
dalam air), sehingga lama kelamaan oksigen yang terlarut dalam air akan
sangat berkurang.
Universitas Sumatera Utara
4.
Pencemaran Bahan Kimia Inorganik
Bahan kimia inorganik seperti asam, garam, dan bahan toksik logam
seperti Pb, Cd, Hg dalam kadar yang tinggi dapat menyebabkan air tidak
enak untuk diminum. Di samping dapat menyebabkan matinya kehidupan
air seperti ikan dan organisme lainnya, pencemaran bahan tersebut juga
dapat menurunkan produksi tanaman pangan dan merusak peralatan yang
dilalui air tersebut (karena bersifat korosif).
5.
Pencemaran Bahan Kimia Organik
Bahan kimia organik seperti minyak, plastik, pestisida, larutan pembersih,
deterjen, dan masih banyak lagi bahan organik terlarut yang digunakan
oleh manusia dapat menyebabkan kematian pada ikan maupun organisme
lainnya.
6.
Sedimen dan Bahan Tersuspensi
Bahan partikel yang tidak terlarut seperti pasir, lumpur, tanah, dan bahan
kimia inorganik menjadi bentuk bahan tersuspensi di dalam air, sehingga
bahan tersebut menjadi penyebab polusi tertinggi di dalam air. Partikel
yang tersuspensi menyebabkan kekeruhan dalam air, sehingga mengurangi
kemampuan ikan dan organisme air lainnya memperoleh makanan,
mengurangi tanaman air melakukan fotosintesis, pakan ikan menjadi
tertutup lumpur, insang ikan dan kerang tertutup oleh sedimen dan akan
mengakumulasi bahan beracun seperti pestisida dan senyawa logam.
7.
Meningkatnya Radioaktivitas Air Lingkungan
Zat radioaktif dapat menyebabkan berbagai macam kerusakan biologis
apabila tidak ditangani dengan benar maka tidak dibenarkan dan sangat
Universitas Sumatera Utara
tidak etis bila ada yang membuang bahan sisa radioaktif ke lingkungan.
Secara nasional sudah ada peraturan perundangan yang mengatur masalah
bahan sisa (limbah) radioaktif . Mengenai hal ini Badan Tenaga Atom
Nasional (BATAN) secara aktif mengawasi pelaksanaan peraturan
perundangan tersebut. Pembakaran batubara adalah salah satu sumber
yang dapat menaikkan radioaktivitas lingkungan (Wardhana, 1995).
2.3.2. Pencemaran Air Sungai, Danau, dan Waduk
Secara alamiah, sungai dapat tercemar pada daerah permukaan air saja.
Pada sungai yang besar dengan arus air yang deras, sejumlah kecil bahan
pencemaran akan mengalami pengenceran sehingga tingkat pencemaran menjadi
sangat rendah.
Hal tersebut menyebabkan konsumsi oksigen terlarut yang diperlukan
oleh kehidupan air dan biodegradasi akan cepat diperbaharui. Tetapi terkadang
sebuah sungai mengalami pencemaran yang berat sehingga air mengandung bahan
pencemaran yang sangat besar. Akibatnya, proses pengenceran dan biodegradasi
akan sangat menurun jika arus mengalir perlahan karena kekeringan atau
penggunaan sejumlah air untuk irigasi. Hal ini juga mengakibatkan penurunan
kadar oksigen terlarut. Suhu yang tinggi dalam air menyebabkan laju proses
biodegradasi yang dilakukan oleh bakteri pengurai aerobik menjadi naik dan dapat
menguapkan bahan kimia ke udara.
Proses pelarutan dalam danau, waduk, muara, dan laut sering kurang
efektif daripada dalam sungai karena air dalam danau, waduk, dan laut banyak
terdiri dari lapisan-lapisan yang sedikit mengalami pencampuran. Tetapi lapisan
tersebut terkadang dapat bercampur karena pengaruh ombak dan arus air. Bentuk
Universitas Sumatera Utara
lapisan air tersebut juga dapat mengurangi tingkat oksigen terlarut, terutama pada
lapisan paling bawah. Di samping itu, aliran air danau dan waduk sangat kecil
sehingga dapat mengurangi daya pengenceran dan penambahan kandungan
oksigen terlarut (Darmono, 2001).
2.3.3. Usaha Mencegah Pencemaran Air
Usaha pencegahan ini bukan merupakan proses yang sederhana, tetapi
melibatkan berbagai faktor sebagai berikut:
1.
Air limbah yang akan dibuang ke perairan harus diolah lebih dahulu
sehingga memenuhi standar air limbah yang telah ditetapkan pemerintah
2.
Menentukan dan mencegah terjadinya interaksi antarpolutan satu dengan
lainnya .
3.
Menggunakan bahan yang dapat mencegah dan menyerap minyak yang
tumpah di perairan
4.
Tidak membuang air limbah rumah tangga langsung ke dalam perairan.
Hal ini untuk mencegah pencemaran air oleh bakteri
5.
Limbah radioaktif harus diproses dahulu agar tidak mengandung bahaya
radiasi dan barulah dibuang di perairan
6.
Mengeluarkan atau menguraikan deterjen atau bahan kimia lain dengan
menggunakan aktivitas mikroba tertentu sebelum dibuang ke dalam
perairan umum (Supardi, 1994).
2.4. Fosfat
Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan
(Dugan, 1972). Fosfor merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan tingkat
tinggi dan alga, sehingga unsur ini menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan
Universitas Sumatera Utara
alga akuatik serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan.
Fosfat terdapat dalam air alam atau air limbah sebagai senyawa ortofosfat,
polifosfat dan fosfat organis. Setiap senyawa fosfat tersebut terdapat dalam bentuk
terlarut, tersuspensi atau terikat di dalam sel organisme air. Di daerah pertanian
ortofosfat berasal dari bahan pupuk yang masuk ke dalam sungai atau danau
melalui drainase dan aliran air hujan. Polifosfat dapat memasuki sungai melalui
air buangan penduduk dan industri yang menggunakan bahan deterjen yang
mengandung fosfat, seperti industri logam dan sebagainya.
Fosfat organis terdapat dalam air buangan penduduk (tinja) dan sisa
makanan. Fosfat organis dapat pula terjadi dari ortofosfat yang terlarut melalui
proses biologis karena baik bakteri maupun tanaman menyerap fosfat bagi
pertumbuhannya. Keberadaan senyawa fosfat dalam air sangat berpengaruh
terhadap keseimbangan ekosistem perairan. Bila kadar fosfat dalam air rendah (<
0,01 mg P/L), pertumbuhan ganggang akan terhalang, kedaan ini dinamakan
oligotrop. Sebaliknya bila kadar fosfat dalam air tinggi, pertumbuhan tanaman dan
ganggang tidak terbatas lagi (kedaaan eutrop), sehingga dapat mengurangi jumlah
oksigen terlarut air. Hal ini tentu sangat berbahaya bagi kelestarian ekosistem
perairan (Alaerts, 1984
Berdasarkan kadar fosfor total, perairan diklasifikasikan menjadi tiga,
yaitu: perairan dengan tingkat kesuburan rendah, yang memiliki kadar fosfat total
berkisar antara 0 – 0,02 mg/liter; perairan dengan tingkat kesuburan sedang, yang
memiliki kadar fosfat total 0,021 – 0,05 mg/liter; dan perairan dengan tingkat
kesuburan tinggi, yang memiliki kadar fosfat total 0,051 – 0,1 mg/liter
(Yoshimura & Liaw, 1969).
Universitas Sumatera Utara
Fosfat yang berasal dari air atau limbah alami biasanya berbentuk sebagai
senyawa fosfat saja. Senyawa fosfat dapat diklasifikasikan sebagai ortofosfat,
fosfat yang terkondensasi (pyro, metha, polifosfat lainnya), dan senyawa fosfat
yang terikat secara organik.
Senyawa-senyawa fosfat yang biasa dideteksi dengan cara kolorimetri
tanpa hidrolisis atau oksidasi dengan pemanasan sampel disebut sebagai “fosfor
reaktif” atau ortofosfat. Hidrolisis asam pada titik didih air mengubah fosfat
terlarut atau fosfat partikulat yang berkondensasi menjadi ortofosfat terlarut.
Istilah “fosfat yang terhidrolisis asam” lebih disukai daripada “fosfat
terkondensasi”. Fraksi-fraksi senyawa fosfat yang terkonversi menjadi ortofosfat
hanya oleh proses oksidasi yang dekstruktif dari zat-zat organik disebut sebagai
“fosfat organik”. Total fosfat seperti juga fraksi fosfat yang terlarut atau
tersuspensi dapat dibagi secara analitik menjadi 3 bagian seperti tersebut di atas.
Metode
ini
menggunakan
membebaskan/menetapkam
fosfat
teknik
organik.
oksidasi
Metode
persulfat
untuk
kolorimetri
yang
dipergunakan adalah metode asam askorbat. Ammonium molibdat dan potassium
antimonil tartrat dalam media asam dengan ortofosfat untuk membentuk asam
heteropoli-asam fosfomolibdat yang tereduksi menjadi molybdenum yang
berwarna biru oleh asam askorbat.
Metode asam askorbat dapat digunakan untuk penetapan bentuk-bentuk
fosfat tertentu di dalam air minum, air permukaan, air payau, air limbah rumah
tangga dan limbah industri. Cara uji ini digunakan untuk penentuan kadar fosfat
yang terdapat dalam air/air limbah antara 0,01 - 1.0 mg/L PO4
3-
dengan
menggunakan metode asam askorbat dengan alat spektrofotometer pada panjang
Universitas Sumatera Utara
gelombang 890 nm.
Ciri-ciri air yang mengandung fosfat, yaitu:
1.
Warna air menjadi kehijauan
2.
Berbau tidak sedap
3.
Kekeruhan menjadi sangat meningkat (www.wikipedia.com).
2.4.1. Kegunaan Fosfat
Kegunaan fosfat dapat digunakan sebagai pupuk dan juga sebagai bahan
peledak, korek api, pestisida, odol dan deterjen.
-
Pembuatan pupuk
Pembuatan Fosfat Sebagai Pupuk mudah larut dalam air sehingga sebagian
besar
akan segera difiksasi oleh Al dan Fe yang terdapat di dalam tanah .
Fosfat dengan kandungan Ca setara CaO yang cukup tinggi (>40%) umumnya
mempunyai reaktivitas tinggi sehingga sesuai digunakan pada tanah-tanah masam.
Sebaliknya, fosfat dengan kandungan sesquioksida tinggi (Al2O3 dan Fe2O3)
tinggi kurang sesuai digunakan pada tanah-tanah masam.dunia hanya akan
bertahan untuk 100-120 tahun jika penambangan fosfat alam tidak dikelola
dengan tepat.
-
Pembuatan detergen
Komponen utama dalam pembuatan detergen ada 3 yaitu :
Universitas Sumatera Utara
1.
Surfaktan berfungsi meningkatkan daya pembahasan air sehingga kotoran
yang berlemak dapat dibasahi, mengendorkan dan mengangkut kotoran dari kain
dan mensuspensikan kotoran yang telah terlepas, sehingga kotoran tidak
menempel kembali pada barang yang dicuci. Macam-macam surfaktan yang
digunakan pada detergen yaitu:
2. Linear alkil benzena sulfanat (LAS), etoksisulfat, alkil sulfat, memiliki daya
bersih yang sangat baik, dengan busa yang sangat banyak, biasanya digunakan
untuk pencuci kain dan pencuci piring.
2.4.2. Penurunan Fosfat pada air
Senyawa fosfat dalam air limbah akan menimbulkan permasalahan bagi
lingkungan perairan. Tanah dapat dimanfaatkan untuk pengolahan air limbah
dalam rangka mengurangi pencemaran lingkungan menyebabkan suatu fenomena
yang disebut eutrofikasi (pengkayaan nutrien). Untuk mencegah kejadian tersebut,
air limbah yang akan dibuang harus diolah terlebih dahulu untuk mengetahui
kandungan fosfat sampai pada nilai (Alaerts, 1984).
1.
Penambahan Kapur ( CaO dan Ca(OH)2 )
Untuk mereaksikan alkalibikarbonat dan mengatur pH air (6-8) sehingga
menyebabkan pengendapan.
2.
Tawas ( Al2(SO4)3 )
Untuk menjernihkan air dan menurunkan alkalinitas air.
3.
Zeolit ( SiO4 dan AlO4 )
Sebagai penukar ion dan sebagai penyaring melalui adsorpsi selektif atau
penolakan molekul karena perbedaan dalam ukuran molekul.
4.
Penambahan Koagulan ( alum, kapur, ferrichlorida atau ferrous sulfat ).
Universitas Sumatera Utara
Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus dalam air berada.
dalam rentang 35-100 µg/L (www.scribdt.sudi_setyo_budi.pdf).
2.5. TSS (Total Suspended Solid)
Zat Padat Tersuspensi (TSS) adalah padatan yang menyebabkan
kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri dari
partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, misalnya
tanah liat, bahan-bahan organik tertentu, sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya .
Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia yang
heterogen, dan berfungsi sebagai bahan pembentuk endapan yang paling awal dan
dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan . TSS
berhubungan erat dengan erosi tanah dan erosi dari saluran sungai. TSS sangat
bervariasi, mulai kurang dari 5 mg L-1 yang yang paling ekstrem 30.000 mg L-1
di beberapa sungai. TSS tidak hanya menjadi ukuran penting erosi di alur sungai,
juga berhubungan erat dengan transportasi melalui sistem sungai nutrisi (terutama
fosfor), logam, dan berbagai bahan kimia industri dan pertanian .
2.5.1. Zat Padat dalam Air
Dalam air alam ditemui dua kelompok zat, yaitu zat terlarut seperti garam
dan molekul organis, dan zat padat tersuspensi dan koloidal seperti tanah liat,
kwarts. Perbedaan pokok antara kedua zat ini ditentukan melalui ukuran/diameter
partikel-partikel tersebut.
Analisa zat padat dalam air sangat penting bagi penentuan komponenkomponen air secara lengkap, juga untuk perencanaan serta pengawasan prosesproses pengolahan dalam bidang air minum maupun dalam bidang air buangan.
Zat padat yang berada dalam suspensi dapat dibedakan menurut ukurannya
Universitas Sumatera Utara
sebagai:
partikel
tersuspensi
koloidal
(partikel
koloid)
dan
partikel
tersuspensibiasa (partikel tersuspensi).
Dalam metode analisa zat padat, pengertian zat padat total adalah semua
zat-zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam
bejana tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Zat padat total terdiri dari zat
padat total terlarut dan zat padat total tersuspensi yang dapat bersifat organis dan
inorganis seperti skema berikut:
Zat padat terlarut
Zat padat total
Zat padat tersuspensi organis
Zat padat tersuspensi
Zat padat tersuspensi inorganis
Zat padat tersuspensi sendiri dapat diklasifikasikan sekali lagi menjadi
antara lain zat padat terapung yang selalu bersifat organis dan zat padat terendap
yang dapat bersifat organis dan inorganis. Zat padat terendap adalah zat padat
dalam suspensi yang dalam keadaan tenang dapat mengendap setelah waktu
tertentu karena pengaruh gaya beratnya (Alaerts, 1984).
2.5.2. Padatan Total, Terlarut, dan Tersuspensi
Padatan total (residu) adalah bahan yang tersisa setelah air sampel
mengalami evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu (APHA, 1976). Residu
dianggap sebagai kandungan total bahan terlarut dan tersuspensi dalam air.
Selama penentuan residu ini, sebagian besar bikarbonat yang merupakan anion
utama di perairan telah mengalami transformasi menjadi karbondioksida,
Universitas Sumatera Utara
sehingga karbondioksida dan gas-gas lain yang menghilang pada saat pemanasan
tidak tercukup dalam nilai padatan total (Boyd, 1998).
Padatan yang terdapat di perairan diklasifikasikan berdasarkan ukuran
diameter partikel, seperti yang ditunjukkan dalam tabel di bawah ini:
Tabel 2.1 Klasifikasi Padatan di Perairan Berdasarkan Ukuran Diameter
Klasifikasi Padatan
1. Padatan terlarut
2.
Koloid
3.
Padatan
Ukuran Diameter (um)
< 10
-3
Ukuran Diameter (mm)
< 10
-3
10 – 1
>1
-6
10-6 - 10
> 10
-3
-3
Tersuspensi
Padatan tersuspensi total (Total Suspended Solid atau TSS) adalah bahanbahan tersuspensi (diameter > 1 µm) yang tertahan pada saringan millipore
dengan diameter pori 0,45 µm.TSS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasadjasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang
terbawa ke badan air (Effendi, 2003).
Total Suspended Solid (TSS) yang tinggi menghalangi masuknya sinar
matahari ke dalam air, sehingga akan mengganggu proses fotosintesis
menyebabkan turunnya oksigen terlarut yang dilepas kedalam air oleh tanaman.
Jika sinar matahari terhalansi dari dasar tanaman akan berhenti memproduksi
oksigen dan akan mati. Total Suspended Solid (TSS) yang tinggi juga
menyebabkan penurunan kejernihan air (Alaerts, 1984).
Kelarutan zat padat dalam air atau disebut sebagai total dissolve
Universitas Sumatera Utara
solid(TDS) adalah terlarutnya zat padat, baik berupa ion, senyawa, atau koloid di
dalamair. Zat padat terlarut di dalam air perlu diketahui untuk mengetahui
produktivitas air, karena produktivitas air terhadap kehidupan air sangat
ditentukan oleh kelarutan zat padat di dalamnya. Produktivitas air akan tinggi
terhadap kehidupan organisme seperti tumbuhan dan mikroba apabila zat padat
terlarut tersebut berupa nutrien dalam bentuk senyawa fosfat, nitrat, yang akan
mendukung kehidupan organisme.
Zat padat terlarut di dalam air juga merupakan indikasi ketidaknormalan
air, yaitu terjadi penyimpangan air dari keadaan yang sebenarnya. Penyimpangan
keadaan air ini paling banyak disebabkan oleh kegiatan manusia seperti buangan
berupa limbah industri, kotoran manusia dan hewan, limbah rumah tangga, dan
lain-lain (Situmorang, 2007).
Rasio antara padatan terlarut dan kedalaman rata-rata perairan merupakan
salah satu cara untuk menilai produktivitas perairan. Perbandingan antara TDS
dan kedalaman rata-rata ini dikenal sebagai Morphoedaphic Index (MEI
Kesesuaian perairan untuk kepentingan perikanan berdasarkan nilai
padatan tersuspensi ditunjukkan dalam tabel di bawah ini:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Kesesuaian Perairan Untuk Kepentingan Perikanan Berdasarkan
Nilai Padatan Tersuspensi (TSS)
Nilai TSS (mg/liter)
Pengaruh Terhadap Kepentingan Perikanan
< 25
Tidak berpengaruh
25 – 80
Sedikit berpengaruh
81 – 400
Kurang baik bagi kepentingan perikanan
> 400
Tidak baik bagi kepentingan perikanan
Effendi, 2003).
2.6. Spektrofotometri
Alat
yang
digunakan
untuk
analisa
spektrofotometri
adalah
spektrofotometer. Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitransi
atau absorbansi suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang, pengukuran
terhadap suatu deretan contoh pada suatu panjang gelombang tunggal mungkin
juga dapat dilakukan. Alat-alat demikian dapat dikelompokkan baik sebagai
manual atau perekam, maupun sebagai sinar tunggal atau sinar rangkap.
Pengertian lengkap dari spektrofotometer memerlukan suatu pengetahuan
terperinci tentang optik dan elektronika
.Dan biasanya dalam praktek alat-alat sinar tunggal dijalankan dengan
tangan dan alat-alat sinar rangkap biasanya menonjolkan pencatatan spektrum
absorpsi (Day & Underwood, 1989)
Universitas Sumatera Utara
Spektrofotometer
terdiri
atas
alat
spektrometer
dan
fotometer.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan
atau diabsorbsikan. Jadi spektrofotometer adalah alat yang digunakan untuk
mengukur energi secara relatif apabila energi tersebut ditransmisikan,
direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang. Kelebihan
spektrofotometer dibandingkan dengan fotometer adalah panjang gelombang dari
sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini dapat diperoleh dengan alat pengurai
seperti prisma, grating ataupun celah optis.
Pada fotometer filter, sinar dengan panjang gelombang yang diinginkan
diperoleh dengan berbagai filter dari berbagai warna yang mempunyai spesifikasi
melewatkan trayek panjang gelombang tertentu. Fotometer filter ini tidak
mungkin diperoleh panjang gelombang yang benar-benar monokromatis,
melainkan melalui suatu trayek panjang gelombang 30–40 nm.
Sedangkan pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar-benar
terseleksi dapat diperoleh dengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko atau pembanding
(Khopkar, 1990).
Universitas Sumatera Utara
Kesalahan- kesalahan dalam spektrofotometer, dapat dicegah dengan
memperhatikan:
1.
Sel-sel contoh harus bersih
2.
Sidik jari dapat menyerap radiasi ungu
3.
Penempatan sel dalam sinar harus dapat ditiru kembali
4.
Gelembung gas tidak boleh ada dalam lintasan optik
5.
Penerapan panjang gelombang dari alat harus diteliti kadang-kadang
6.
Penyimpangan atau ketidakstabilan di dalam sirkuit harus diperbaiki
7.
Ketidaktetapan contoh dapat menyebabkan kesalahan-kesalahan jika
pengukuran tidak direncanakan dengan hati- hati (Day & Underwood,
1989).
Universitas Sumatera Utara