BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Analisis Alkalinitas Pada Air Reservoir Di Pdam Tirtanadi Medan

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air, atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya 30% berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung uap air sebanyak 15% di dalam atmosfer (Gabriel, 2001).

Air memegang peranan penting dalam suatu komunitas, karena penyediaan air merupakan suatu persyaratan penting bagi terbentuknya suatu komunitas yang permanen. Air murni adalah berupa zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau yang terdiri dari atom hidrogen dan unsur oksigen dengan rumus kimia H

2 O. Air bersih adalah salah satu jenis sumber daya berbasis air yang bermutu

baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau dalam melakukan aktivitas mereka sehari-hari (Linsley, 1986).

Air sangat penting bagi kehidupan manusia dan fungsinya tidak dapat digantikan dengan senyawa lain. Sesuai fungsinya, air digunakan untuk berbagai keperluan seperti : untuk diminum, untuk sanitasi dan air untuk transportasi baik di sungai maupun laut (Linsley, 1986).

Seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dan semakin meningkatnya kesadaran akan kesehatan lingkungan, maka kebutuhan ini tidak diimbangi dengan meningkatnya ketersediaan air bersih yang cenderung menurun, terutama kualitas air yang memburuk. Oleh karena itu diperlukan suatu proses pengolahan

2.2 Jenis-Jenis Air Menurut Farmakope

a. Aqua Demineralisata Aqua Demineralisata adalah air yang telah dihilangkan kation dan anionnya (FI ed III, 1979).

b. Aqua Destillata Aqua Destillata adalah air hasil penyulingan tidak sama dengan air mineral, bahkan tidak ada kandungan mineralnya ( FI ed III, 1979).

c. Aqua Pro Injections Aqua Pro Injections adalah air suling segar yang disuling kembali, disterilkan dengan cara sterilisasi A atau C ( FI ed III, 1979).

d. Aqua Aromatika Aqua aromatika adalah larutan jenuh minyak atsiri atau zat-zat yang beraroma dalam air. Air aromatika harus mempunyai rasa yang menyerupai bahan asal, bebas bau, tidak berwarna dan tidak berlendir ( FI ed III, 1979).

e. Aqua Purificata (Air Murni) Air murni adalah air yang dimurnikan dengan proses destilasi, perlakuan dengan menggunakan penukar ion, osmosis balik, atau proses lain yang sesuai.

Dibuat dari air yang memenuhi persyaratan air minum. Tidak mengandung zat tambahan lain ( FI ed IV, 1995) f. Aqua Sterile Pro Injectione (Air Steril Untuk Injeksi) Air steril untuk injeksi adalah air untuk injeksi yang disterilkan disebut juga aqua bidestilata dan dikemas dengan cara yang sesuai. Tidak mengandung bahan anti mikroba atau bahan tambahan lainnya ( FI ed IV, 1995)

2.3 Sumber-Sumber Air

Kita ketahui bahwa sumber air merupakan komponen penting untuk penyediaan air bersih karena tanpa sumber air maka suatu system penyediaan air bersih tidak akan berfungsi. Berikut adalah 5 macam sumber air yang dapat digunakan :

2.3.1 Air Laut

Air ini rasanya asin karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3% dengan keadaan ini maka air laut tidak memenuhi syarat untuk diminum (Sutrisno, 2004)

2.3.2 Air Hujan

Cara menjadikan air hujan sebagai air minum hendaknya jangan saat air hujan baru mulai turun karena masih mengandung banyak kotoran. Air hujan juga mempunyai sifat agresif terutama terhadapa pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi atau karatan (Sutrisno, 2004)

2.3.3 Air Permukaan

Air permukaan adalah air yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang kayu, daun, kotoran industry dan lainnya. Untuk meminumnya harus melewati proses pembersihan yang sempurna (Sutrisno, 2004).

2.3.4 Air Tanah

Air tanah adalah air yang berada di bawah tanah di dalam zona jenhu dimana tekanan hidrostatiknya sama atau lebih besar dari tekanab atmosfer (Sutrisno, 2004)

2.3.5 Mata Air

Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan Atanah dengan hamper tidak dipengaruhi oleh musim, sedangkan kualitasnya sama dengan air dalam (Sutrisno, 2004)

2.4 Pencemaran Air

2.4.1 Komponen Pencemaran Air

Meskipun rumus kimia air murni di lingkungan laboratorium adalah H

2 O

namun kenyataannya di alam, rumus tersebut seolah-olah berubah menjadi H

2 O +

X. Dalam hal ini, X merupakan komponen-komponen yang masuk atau dimasukkan ke dalam badan air sehingga menyebabkan perairan menurun kualitasnya dan tidak sesuai dengan peruntukannya. Komponen tersebut dapat berupa komponen non-biologis dan komponen biologis. Komponen non-biologis dapat berupa pupuk/nitrogen tanaman, sampah/padatan, minyak, bahan radioaktif, senyawa anorganik dan mineral, termasuk logam-logam berat serat komponen anorganik sintetik seperti residu pestisida dan deterjen. Komponen biologis dapat berupa mikroba, khususnya mikroba yang bersifat merugikan manusia dan makhluk hidup lainnya, seperti bakteri pathogen dan bakteri pencemar (Nugroho, 2006)

2.4.2 Dampak Pencemaran Air

Pencemaran air dapat menyebabkan berkurangnya keanekaragaman atau punahnya populasi 17athogen perairan seperti benthos, perifiton, dan plankton.

Dengan menurunnya atau punahnya 17athogen tersebut maka 17athog ekologis perairan dapat terganggu. Apabila beban pencemaran melebihi daya dukung lingkungannya maka kemampuan itu tidak dapat dipergunakan lagi (Nugroho, 2006)

2.5 Air Minum

Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Hal inilah yang secara prinsip membedakan kualitas yang harus dimiliki antar air bersih dan air minum. Kualitas air minum setingkat lebih tinggi daripada kualitas air bersih ditinjau dari beberapa komponen pendukungnya. Agar air dapat dikategorikan sebagai air minum maka dipersyaratkan harus memenuhi ketentuan pemerintah berdasarkan peraturan Mentri Kesehatan Republik Indonesia No.

Dari pernyataan tersebut dapat dikatakan bahwa air bersih belum tentu dapat diminum, karena air bersih belum tentu memenuhi 18athogen air minum yang sehat, sedangkan air minum merupakan air yang bersih dan kualitasnya setingkat lebih tinggi dibandingkan dengan air bersih, air minum harus sesuai dengan parameternya yaitu parameter fisis, kimiawi, biologis maupun radiologis (Depkes, 2010).

416/MENKES/PER/IX/2002, yang merupakan Standar Nasional Indonesia (SNI) air minum (Depkes, 2010).

2.5.1 Parameter Kualitas Air Minum

Kualitas fisik yang meliputi kekeruhan, 18athogen1818e, warna, 18athoge rasa. Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan 18athoge dan anorganik yang terkandung di dalam air seperti lumpur dan bahan-bahan yang berasal dari buangan. Dari segi estetika, kekeruhan di dalam air dihubungkan dengan kemungkinan pencemaran oleh air buangan.
Kualitas kimia yang berhubungan dengan ion-ion senyawa ataupun logam yang membahayakan, di samping residu dari senyawa lainnya yang bersifat racun, seperti antara lain residu pestisida. Dengan adanya senyawa-senyawa ini kemungkinan besar bau, rasa dan warna air akan berubah, seperti yang umum disebabkan oleh adanya perubahan pH air. Pada saat ini kelompok logam berat seperti Hg, Ag, Pb, Cu, Zn, tidak diharapkan kehadirannya di dalam air.
Kualitas biologis, berhubungan dengan kehadiran mikroba 18athogen

(penyebab penyakit, terutama penyakit perut), pencemar (terutama bakteri

coli ) dan penghasil toksi memerlukan

patogen-patogen sebagaimana analisis air mengacu pada kehadiran mikroorganisme dalam air minum membuktikan air tersebut tercemar bahan tinja dari manusia/hewan berdarah panas atau hasil pembusukan materi 19athoge. Hal ini berpeluang bagi mikroorganisme 19athogen, secara berkala terdapat dalam saluran pencernaan, untuk masuk dalam air minum. Jumlahnya lebih banyak daripada pathogen pathogen (hal ini menyebabkan lebih mudah terdeteksi), dan. Dalam lingkungan yang dinamis, analisis biologi dapat memberikan gambaran yang jelas tentang kualitas perairan (Ardi, 2002).

2.6 Water Treatment

Proses-proses utama dilakukan oleh pabrik pengolahan air yaitu pemisahan padatan dan menghilangkan kuman. Bahan-bahan yang tidak dapat larut dapat digolongkan menurut ukurannya dan ini mempengaruhi metoda-metoda perawatan yang digunakan. Padatan-padatan yang besar bias terjadi secara alami, seperti pasir, kerikil dan reruntuhan alami yang besar (daun-daun, tongkat-tongkat dll) atau bias juga puing-puing. Partikel-partikel yang besar dapat dihilangkan dengan cara yang sederhana atau menyaring. Bahan-bahan lebih kecil yang tidak bias dilarutkan sebagai contoh, partikel-partikel tanah liat atau senyawa-senyawa organic yang tidak bias dilarutkan menunjukkan suatu maslah yang penting yang dapat member warna atau kekeruhan atau kedua-duanya kedalam air dan dapat melindungi pathogen-patogen dari obat desinfeksi. Partikel-partikel kecil ini, dikenal sebagai koloid-koloid. Bahan-bahan tidak larut ini berikatan satu sama penggumpal kimia di dalam air yang mempercepat pembentukan gumpalan yang besar dan dapat menangkap partikel-partikel yang kecil dan dapat dihilangkan dengan pengendapan.

Beberapa bahan-bahan yang dapat larut didalam air dengan demikian akan sedikit mempengaruhi koagulasi, proses-proses pengendapan dan filtasi. Bahan- bahan yang dapat larut berupa organic atau anorganik, bagaimanapun grup utama pada jenis yang dapat larut ialah anorganik. Raw water dipilih atau ditentukan dengan mengandung konsentrasi yang rendah senyawa organik yang dapat larut dan proses-proses treatment spesifik digunakan jika perlu untuk menghilangkan senyawa yang dapat larut sebagai contoh superklorinasi untuk menghilangkan senyawa rasa dan bau.

2.7 Alkalinitas

Alkalinitas adalah pengukuran kapasitas air untuk mentralkan asam-asam lemah, meskipun asam lemah atau basa lemah juga dapat sebagai penyebabnya.

Peyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat (HCO ), karbonat (CO ) dan

hidroksida (OH ). Garam dari asam lemah lain seperti: Borat (H

2 BO 3 ), silikat

(HSiO ), fosfat (HPO dan H PO ), sulfida (HS ) dan ammonia (NH ) juga

3 membrikan kontribusi terhadap alkalinitas dalam jumlah sedikit (Santika, 1984).

Meskipun banyak komponen penyebab alkalinitas perairan, penyebab utama dari alkalinitas tersebut adalah hidroksida, karbonat dan bikarbonat. Pada keadaan tertentu (siang hari) adanya ganggang dan lumut air dapat menyebabkan turunnya kadar karbondioksida naik dan menyebabkan pH larutan naik (Santika, 1984).

2.7.1 Peranan Alkalinitas

Alkalinitas berperan dalam hal-hal sebagai berikut: a. Sistem Penyangga

Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi berperan sebagai penyangga perairan terhadap perubahan pH yang drastis.

Jika asam ditambahkan kedalam perairan maka asam tersebut akan digunakan untuk mengonversi karbonat menjadi bikarbonat dan bikarbonat menjadi asam karbonat. Hal ini dapat menjadikan perairan perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami perubahan pH secaradrastis (Cole, 1988).

Bahan kimia yang digunakan dalam proses koagulasi air atau limbah bereaksi dengan air membentuk endapan hidroksida yang tidak larut. Ion hydrogen yang dilepaskan bereaksi dengan ion-ion penyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berperan sebagai penyangga untuk mengetahui kisaran pH yang optimum bagi penggunaan koagulan. Dalam hal ini nilai alkalinitas sebaiknya berada pada kisaran optimumuntuk mengikat ion hydrogen yang dilepaskan pada proses koagulasi (Cole, 1988).

Pelunakan air Alkalinitas adalah paremeter kualitas air yang harus dipertimbangkan dalam menentukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dalam proses pelunakan dengan metode pengendapan. Pelunakan air yang bertujuan untuk menurunkan kesadahan (Cole, 1988).

Pengendalian Korosi

Alkalinitas merupakan parameter yang sangit penting penting termasuk didalam pengendalian korosi. Hal itu harus diketahui disamping itu untuk pengelompokan dala Lengelier Saturasi Indeks (Cole, 1988).

Limbah Industri Banyak para agen yang mencegah pengecekan campuran limbah yang disebabkan (hidroksida) alkalinitas untuk penerimaan air. Sebaiknya pH alkalinitas ialah suatu factor yang penting didalam penentuan kemampuan dari limbah untuk pengolahan secara biologi (Cole, 1988).

2.7.2 Metode Titrasi

2.7.2.1Metode Titrasi Volumetri

Alkalinitas dapat diukur dengan titrasi volumetric dengan H

2 SO 4 didalam

satuan CaCO

3 dengan menggunakan indicator warna. Dimana untuk sampel

dengan pH diatas 8,3 titrasi dilakukan dalam dua tahap. Pada tahap pertama titrasi sampai pH 8,2 dengan phenolphthalein sebagai indicator yang ditunjukkan dari perubahan warna merah menjadi tidak berwarna. Setelah itu titrasi dilanjutkan dengan penambahan indicator metal orange sampai pH 4,5 (larutan menjadi tidak berwarna). Untuk sampel yang pH nya kurang dari 8,3 hanya dilakukan titrasi satu tahap dengan metal orange sebagai indicator sampai pH 4,5 (warna berubah dari kuning jadi merah) (Sawyer, 1998).

Pemilihan pH 8,3 sebagai titik akhir titrasi tahap pertama ialah berdasarkan pada titrasi alkalimetri. Nilai pH 8,3 ini untuk titrasi karbonat menjadi bikarbonat :

3 2-

3 Penggunaan pH 4,5 untuk titik akhir titrasi pada tahap kedua dari titrasi sesuai dengan perkiraan untuk titik keseimbangan untuk konversi dari ion bikarbonat menjadi asam karbonat :

HCO +

3 H H

2 CO

3 Dalam hal ini pada titik akhir titrasi akan tergantung pada awal konsentrasi ion

bikarbonat didalam sampel tersebut. Penggunaan ini dapat dirumuskan sebagai berikut: pH (bikarbonat) = 3,2 - ½ log [HCO

3 ]

dimana HCO

3 0,01 M sesuai dengan alkalinitas 500 mg/l CaCO 3 sebagai titik

kesetimbangan. Dalam hal ini asam karbonat atau karbon dioksida yang dibentuk dari bikarbonat tidak akan hilang selama titrasi ini berlangsung (Sawyer, 1998).

Pemilihan indikator yang sesuai: Indikator adalah suatu zat yang warnanya berbeda-beda sesuai dengan konsentrasi ion-hidrogen. Jika asam kuat dititrasi maka perubahan yang besar dalam pH pada titik ekivalen cukup untuk menjangkau indicator metal orange (3,1

– 4,4) dan phenolphthalein (8,0 – 9,8)

Tabel 2.7.2.1. Indikator Untuk Titrasi Alkalinitas

Perubahan Warna Jenis Pelarut Konsentrasi warna

Keadaan Keadaa pada Basa n Asam interval pH

1. 60% 0,1% - 1% 8,0 – 9,8 Merah Tidak Phenolpthalein alKohol lembayung berwarn

2. Air 0,1% 3,1 – 4,4 Kuning a Metil Orange

Orange Merah

2.7.2.2 Metode Potensiometri

Metode potensiometri ini menggunakan pH meter dimana dalam mengukur pH sampel memakai elektroda yang bersih. pH meter adalah suatu voltmeter elektronik dengan resistans input yang tinggi. (Resistans iut pH meter

yang baik adalah daerah 10 – 10 Ω). Baik instrument yang memakai katup maupun memakai transitor banyak dipakai. Alat–alat ini umumnya menggunakan listrik dari jaringan pusat (110 atau 220 V) dan mengandung rangkaian penyedia tenaga (power supplay) sendiri berikut sebuah penyearah arus (rectifier) (Letterman, 1999).

Instrument-instrument yang lebih kurang mengandung sebuah pengganda (amplifier) differensial, instrument-instrument yang lebih mahal mengubah isyarat arus searah yang digandakan dan komponen arussearah disaring dan akhirnya isyarat yang telah digandakan diperlihatkan di atas suatu meteran yang telah dikalibrasi dalam satuan pH (dan dalam kebanyakan kasus, juga dalam millivolt).

Jenis ketiga dari pH meter elektronik juga dikenal pada instrument mutar sebuah potensiometer sampai sebuah galvanometer dan rangkaian potensiometer. Pada instrument-instrumen demikian pH dibaca dari posisi tombol potensiometer (Letterman, 1999).

Untuk titrasi dilakukan dengan asam sulfat dan pada setiap ± 0,5 ml penambahan asam sulfat kedalam sampel secara perlahan diaduk untuk memberikan waktu yang cukup bagi kesetimbangan elektroda. Nilai pH hasil titrasi dibaca setelah setiap penambahan H

2 SO 4 tersebut, atau dilakukan dengan

pencatatan dengan rekorder. Dekat titik ekivalensi pH mulai berubah dengan cepat dan volume titran yang ditambah harus sekecil mungkin. Titrasi selesai sampai titik lengkungan yang keduanya terlihat jelas (Santika, 1984) Pada pengukuran pH yang secara nyata untuk mengetahui titik akhir titrasi yang setimbang didalam penentuan alkalinitas dapat jadi semakin baik dengan menggunakan titrasi elektrometris. Pada dasarnya kenyataannya yang paling penting didalam air alami dimana total alkalinitas ialah suatu tambahan dari reaksi penyebab dari garam asam lemah dengan bikarbonatnya saja. Didalam “standar metode” hanya memegang untuk kemurnian yang diutamakan dalam larutan dan tidak harus sesuai dengan pengelompokan untuk limbah industry atau peristiwa air alami. Titik akhir titrasi ini ditentukan oleh:

1. Jenis indikator yang dipilih dimana warnanya berubah-ubah pada titik akhir titrasi.

2. Perubahan nilai pH pada pH meter waktu titrasi asam – basa memperlihatkan titik akhir titrasi/ekivalen (Santika, 1984).

2.7.3 Gangguan pada Analisa Alkalinitas

Gangguan yang dapat terjadi pada saat analisa alkalinitas serta pencegahannya yaitu :

1. Sabun (detergen) dan Lumpur dapat mempengaruhi elektroda dan memperlambat respon pH meter. Usahakan titrasi dilakukan dengan perlahan untuk memberikan waktu yang cukup bagi keseimbangan pH elektroda.

2. Amoniak, jangan dihilangkan tetapi ikut dianalisa karena merupakan penyebab alkalinitas juga.

3. Karbondioksida akan mempengaruhi alkalinitas suatu sampel yang terbuka terhadap udara. Hal ini dapat diatasi dengan melakukan pengocokan, pengadukan dan penyaringan.

4. Pengenceran sampel tidak diperbolehkan karena air pengenceran mempunyai alkalinitas yang berbeda.

5. Pemanasan sampel tidak diperbolehkan karena mengurangi karbondioksida terlarut, sehingga alkalinitas berkurang pula (Santika, 1984).

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Analisis Alkalinitas Pada Air Reservoir Di Pdam Tirtanadi Medan