Analisa Kadar Sulfat Dan Mangan Dalam Air Baku Dan Air Reservoir Pada Pdam Tirtanadi Delitua Menggunakan Spektrofotometer DR 2800
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan sumber daya alam yang dibutuhkan untuk sumber hajat hidup
orang banyak,bahkan untuk semua mahluk hidup. Oleh karena itu sumber daya
harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta
oleh mahluk hidup orang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus
dilakukan serta bijaksana, dengan memperhitungkan generasi sekarang maupun
mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus
ditanamkan pada segenap pengguna air.(Effendy.2003)
Melalui penyedian air bersih baik dari segi kualitas maupun kuantitas di
suatu daerah, maka penyebaran penyakit menular dalam hal ini adalah penyakit
perut diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Penurunan penyakit perut
diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Penurunan penyakit perut ini
didasarkan atas pertimbangan bahwa air merupakan salah satu mata rantai
penularan penyakit penyakit perut. Agar seseorang menjadi tetap sehat sangat
dipengaruhi oleh adanya kontak manusia tersebut dengan makanan dan minuman.
Air adalah salah satu di antara pembawa pembawa penyakit yang berasal
dari tinja untuk sampai kepada manusia. Supaya air yang masuk ketubuh manusia
baik berupa minuman ataupun makanan tidak menyebabkan bibit penyakit, maka
pengolahan ar baik berasal ari sumber, jaringan transmisi atau distribusi adalah
mutlak diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak antara kotoran sebagai
sumber penyakit dengan air yang sangat diperlukan.( Sutrisno, 1987)
Universitas Sumatera Utara
Saat ini masalah utama yang dihadapkan oleh sumber daya air meliputi
kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat
dan kuantitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.Kegiatan
industri,domestik dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya
air.Oleh karena itu,diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air
untuk seksama. (Effendy.2003)
2.2. Karakteristik Air
2.2.1. Karakteristik Fisik
Karakteristik fisik yang terpenting yang mempengaruhi kualitas air
ditentukan oleh (1) bahan padat keseluruhan, yang terapung maupun yang
terlarut, (2) kekeruhan, (3) warna, (4) bau dan rasa, dan (5) temperatur
(suhu) air.
a.
Bahan padat keseluruhan. Koloid mempengaruhi kualitas air dalam proses
koagulasi dan filtrasi. Material layang dapat diukur dengan melakukan
penyaringan, sedangkan meterial terlarut dapat diukur dengan penguapan.
b.
Kekeruhan. Air yang mengandung material kasat mata dalam larutan
disebut keruh. Kekeruhan dalam air terdiri dari lempung, liat, dan bahan
organik, dan mikroorganisme. Air sungai biasanya lebih keruh pada saat
terjadi hujan lebat dibandingkan pada kondisi normal. Kekeruhan
tergantung pada konsentrasi partikel – partikel padat yang ada didalam air.
Tingkat kekeruhan air biasanya diukur dengan alat yang disebut
turbidimeter.
Universitas Sumatera Utara
c.
Warna. Air murni tidak berwarna. Warna dalam air diakibatkan oleh adanya
material yang larut atau koloid dalam suspensi atau material. Air yang
mengalir
melewati
rawa
atau
tanah
yang
mengandung
mineral
dimungkinkan untuk mengambil warna material tersebut. Batas intensitas
warna yang dapat diterima adalah 5 mg/L.
d.
Bau dan rasa. Air murni tidak berbau dan tidak berasa, tetapi air minum
idealnya tidak berbau boleh berasa. Rasa dalam air biasanya akibat adanya
garam – garam terlarut. Bau dan rasa yang timbul dalam air karena
kehadiran mikroorganisme, bahan material, gas terlarut, dan bahan – bahan
organik.
e.
Temperatur. Temperatur air merupakan hal yang penting dalam kaitannya
dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk menghilangkan bahan –
bahan pencemar serta pengangkutannya. Temperatur air tergantung pada
sumbernya. Temperatur normal air dialam (tropis) sekitar 20°C sampai
30°C. Untuk sistem air bersih, temperatur ideal berkisar antara 5°C sampai
10°C.
2.2.2. Karakteristik Kimia
Kandungan bahan – bahan kimia yang ada didalam air
berpengaruh
terhadap
kesesuaian
penggunaan
air.
Secara
umum
karakteristik kimiawi air meliputi pH, alkalinitas, kation dan anion terlarut,
dan kesadahan.
a.
pH. Sebagai pengukur sifat keasaman dan kebasaan air dinyatakan dengan
nilai pH, yang didefinisikan sebagai logaritma dari pulang-baliknya
Universitas Sumatera Utara
konsentrasi ion-hidrogen dalam mol per liter. Air murni pada 24°C
ditimbang berkenaan dengan ion – ion H+ dan ion – ion OH¯ masing –
masing mempunyai kandungan 10-7 mol per liter. Dengan demikian pH air
murni adalah 7. Air dengan pH diatas 7 bersifat basa, dan pH dibawah 7
bersifat asam. Nilai pH air dapat diukur dengan potensiometer, yang
mengukur potensi listrik yang dibangkitkan oleh ion – ion H+, atau dengan
indikator, misalnya methyl orange atau phenolphthalein.
b.
Alkalinitas. Kebanyakan air bersifat alkaline karena garam – garam alkaline
sangat umum berada ditanah. Ketidakmurnian air ini akibat adanya karbonat
dan bikarbonat dari kalsium, sodium dan magnesium. Alkalinitas
dinyatakan dalam mg/liter ekivalen kalsium karbonat.
c.
Kesadahan. Kesadahan air merupakan hal yang sangat penting dalam
penyediaan air bersih. Air dengan kesadahan tinggi memerlukan sabun lebih
banyak sebelum terbentuk busa. Air sadah mengandung karbonat dan sulfat,
atau klorida dan nitrat, dari kalsium dan magnesium, disamping besi dan
aluminium. Kesadahan air sementara akibat keberadaan kalsium dan
magnesium
bikarbonat
dapat
dihilangkan
dengan
dididihkan
atau
menambahkan kapur dalam air. Kesadahan air permanen akibat adanya
kalsium dan magnesium sulfat, klorida dan nitrat, dapat dilunakkan dengan
perlakuan khusus. Kesadahan air dinyatakan dalam mg/liter berat kalsium
karbonat.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3. Karakteristik Mikrobiologi
Spesies organisme makroskopik dapat dibedakan dengan mata
telanjang, sedangkan organisme mikroskopik memerlukan alat bantu
mikroskop untuk membedakan spesiesnya. Bakteri adalah organisme hidup
yang sangat kecil dimana spesiesnya tidak dapat diidentifikasi sekalipun
dengan alat bantu mikroskop. Bakteri yang dapat menimbulkan penyakit
disebut bakteri pathogen, sedangkan yang tidak membahayakan bagi
kesehatan disebut non-pathogen. Escherichia coli (colon bacili atau
coliform) adalah bakteri non-pathogen yang hidup dalam usus binatang
berdarah panas. Dalam air, bakteri ini biasanya mengeluarkan tinja,
sehingga keberadaannya didalam air dapat dijadikan indikasi keberadaan
bakteri pathogen. Kualitas air bersih ditentukan dengan keberadaan atau
ketidakberadaan bakteri ini melalui E-coli Test. (Suripin.2002)
2.3 Sumber Air
Makhluk Hidup tidak terlepas dari kebutuhan akan air. Manusia dalam
kehidupan sehari-hari memerlukan air untuk berbagai keperluan mulai dari air
minum, mencuci, mandi dan lain-lain. Sumber-sumber air tersebut adalah:
1. Air Angkasa (Hujan)
Air yang
berada dipermukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai
sumber. Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa
(hujan), air permukaan dan air tanah.
2. Air Permukaan
Universitas Sumatera Utara
Air permukaan yag meliputi badan-badan air semacam sungai, danau,
telaga, waduk, rawa, terjun, dan sumur permukaan, sebagian besar berasal dari air
huja yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan
mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah, maupun lainnya. Air permukaan
merupakan salah satu sumber penting bahan baku air bersih. Faktor-faktor yang
harus diperhatikan, antara lain:
1. Mutu atau kualitas baku
2. Jumlah atau kuantitasnya
3. Kontinuitasnya
3. Air Tanah
Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan
bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan ke alam tanah dan
mengalami proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air
hujan tersebut, di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah
menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air permukaan.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lain. Pertama, air
tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses
purifikasi atau penyernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu air tanah juga memiliki
beberapa kerugian atau kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah
mengandung zat-zat mineral semacam magnesium, kalsium, dan logam berat
Universitas Sumatera Utara
seperti besi dapat menyebabkan kesadahan air. Selain itu, untuk menghisap dan
mengalirkan air ke atas permukaan, diperlukan pompa.(Chandra,B.2007)
2.4. Syarat-syarat Air Minum
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk
hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa
lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai
air minum.(Slamet, 2007)
1. Syarat Kuantitas
Kebutuhan masyarakat terhadap air bervariasi dan bergantung pada keadaan
iklim, standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat ( Chandra, 2006).
Konsumsi air bersih di perkotaan Indonesia berdasarkan keperluan rumah tangga,
diperkirakan sebanyak 138,5 liter/orang/hari dengan perincian yaitu untuk
mandi,cuci,kakus 12 liter, minum 2 liter, cuci pakaian 10,7 liter, kebersihan
rumah 31,4 liter, taman 11,8 liter, cuci kendaraan 21,8 liter, wudhu 16,2 liter, lainlain 33,3 liter. (Slamet, 2007)
2.Syarat Kualitas
Syarat kualitas meliputi parameter fisik, kimia, radioaktivitas, dan mikrobiologis
yang memenuhi syarat kesehatan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI
(Slamet,2007). Syarat-syarat fisik yaitu air minum seharusnya jernih, tidak
berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Syarat-syarat Kmia (organik, anorganik)
Air minum tidak boleh mengandung senyawa-senyawa beracun dalam jumlah
melampaui batas yang telah ditentukan (Standar Air Minum Indonesia). Syarat-
Universitas Sumatera Utara
syarat bakteriologik ialah air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri
penyakit (phatogen) sama sekali dan tidak mengandung bakteri-bakteri golongan
coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan yaitu 1 coli/100 ml air.
(Sutrisno.T,2004)
2.5. Pengolahan Air Minum
Proses Pengolahan Air
1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Deli yang diambil
melalui bangunan yang panjang 25 meter (sesuai dengan lebar sungai)
dan tinggi lebih kurang 4 meter. Pada sisi kiri sekat berupa saluran
penyadap lebarnya 2 meter, dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian
air masuk ke intake.
2. Intake
Intake berfungsi untuk pengambilan air baku. Bangunan ini merupakan
saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan kasa)
yang berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran
besar (> 10 cm) dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk
mencegah masuknya kotoran maupun sampah berukuran kecil (> 5 cm).
Masing- masing saluran dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air
(sluice
gate)
dan
penggerak
electromotor.Pemeriksaan
maupun
pembersihan saringan dilakukan secara periodik dan manual untuk
menjaga kestabilan jumlah air masuk.
3. RawWaterTank (RWT)
Universitas Sumatera Utara
Bangunan Raw Water Tank (bak pengendap air baku) merupakan
bangunan yang dibangun setelah intake yang terdiri dari 2 unit atau 4 unit
sel.Setiap unit berdimensi 23,3 meter x 20 meter, kedalaman 5 meter yang
dilengkapi dengan buah inlet gate 2 buah outlet sluice gate dan pintu bilas
2 buah.Raw Water Tank berfungsi sebagai tempat pengendapan partikelpartikel kasar dan lumpur yang terbawa dari sungai dan sedimentasi
(pengendapan ilmiah).
4. Raw Water Pump (RWP)
Raw Water Pump (pompa air baku) berfungsi untuk memompa air dari
RWT ke spliter box tempat pembubuhan koagulan berupa alum,dengan
dosis normal rata-rata 20-25 gr/m3 air dan pendistribusian aie ke masingmasing cleator yang terdiri dari 5 unit pompa air baku, kapasitas setiap
pompa 375 liter/detik dengan total head 15 meter memakai electromotor.
5. Cleator/Clarifier
Bangunan Cleator terdiri dari 4 unit dengan kapasitas masing-masing 350
detik/detik yang bervolume1.700 m3. Cleator berfungsi sebagai tempat
pemisahan antara flok yang bersifat sedimen dengan air bersih sebagai
effluent. Hasil Cleator dilengkapi dengan agiator-agiator sebagai
pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan flok-flok
tersebut dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara langsung
otomatis.
a. Primary
Reaction
Zone
b.Secondary Reaction
Zone
c.Return
Zone
Reaction
Universitas Sumatera Utara
d.Clarifier
Reaction
Zone
e. Concentrator
Pada primary zone terjadi proses penginjeksian zat berupa bahan dari
alumunium sulfat (alum/tawas, Al2(SO4)318 H2O sehingga terjadi proses
koagulasi atau proses pencampuran koagulan dengan air baku dengan
cepat dan merata. Tawas harganya relative lebih murah dibandingkan
dengan koagulan lain dipasar, tawas sudah cukup efektif digunakan pada
kondisi air baku sungai belawan. Untuk menentukan dosis tawas yang
tepag dalam proses, terlebih dahulu dilakukan jar test di laboratorium,
sehingga diketahui dosis optimal tawas. Jika pendosisan terlalu rendah,
maka pembekuan flok akan terganggu ditandai proses keruh. Jika dosis
tawas berlebih justru akan merusak proses,disamping itu sisa Al3+ tersebut
akan bereaksi kembali sehingga terjadi flok flok yang mengganggu
kualitas air. Oleh karena itu pendosisan tawas perlu perhitungan yang
tepat.
6. Filter
Dari cleator air dialirkan untuk menyaring kekeruhan (turbidity) berupa
flok-flok halus yang dari kotoran lain yang lolos dari cleator melalaui
pelekatan pada media filter yang berjumlah 24 unit jenis saringan pasir
cepat masing-masing bergerak menggunakan alat menggunakan motor
AC nominal daya sebesar 5 KVA bergerak terus.
Dimensi tiap filter yaitu 5,00 m x 8,25 m x 6,25 m. Tinggi maksimum
permukaan air adalah 5,05 m dan tebal media filter 114 m dengan
susunan lapisan.
Universitas Sumatera Utara
7. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi panjang
50m x lebar 40 m x tinggi 6 m yang berfungsi untuk menampung air
minum (air olahan) setelah melewati media filter dengan kapasitas total
12.000 m3 dan kemudian didisbustrikan ke pelanggan melalui reservoir
distribusi distribusi di berbagai cabang. Air yang mengalir dari filter ke
reservoir dibubuhi chlor (post chlorinsi) gina membunuh bakteri yang
berbahaya dan untuk proses netralisasi dibubuhkan larutan kapur jenuh
atau soda ash.
8. Finish Water Pump (FWP)
Finish Water Pump (pompa distribusi air bersih) berfungsi untuk
mendistribusikan air bersih dari reservoir utama di instalasi ke reservoir
distribusi cabang memlalui pipa transmisi berdiamater 1.000 mm dan
berdiamter 800mm. FWP terdiri dari 5 unit pompa dengan kapasitas
masing-masing 375 liter/detik total head 55m menggunakan motor AC.
9. Sludge Lagoon
Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman dalam mengatasi dan
meningkatkan kuulitas lingkungan. Prinsip ini telah mendorong
perusahaan sarana limbah berupa sludge lagoon. Lagoon ini berfungsi
sebagai media penampung air buangan bekas pencucian sistem
pengolahan dan kemudian air olahannya disalurkan kembali ke RWT
unutk proses kembali.
10. Monitoringsystem (SCADA)
Universitas Sumatera Utara
Metode pengawasan selama proses pengolahan di masing masing unit
oleh petugas selain dilakukan secara langsung juga dilakukan dengan
sistem media scada. Fasilitas ini dapat memperlihatkan secara langsung
kondisi
proses
pengolahan
dari
ruang
tertentu
baik
terhadap
kuantitas,kualitas maupun olahan. Fasilitas ini didesain sedemikian rupa
sehingga dapat mempermudah pengawasan terhadap proses pengolahan
air menurut standard an ketentuan yang berlaku.
11. Laboratorium
Laboratorium mempunyai peranan yang penting didalam penunjangan
mutu produksi air minum yang dihasilkan. Laboratorium akan
menganalisa mutu dan menjaga serta mengantisipasi hal hal yang tak
diinginkan terhadap kualitas air baku maupun air hasil olahan selama
proses. Pemeriksaan kulitas air dilakukan dalam periode waktu
tertentu.Beberapa indikator maupun parameter dalam pemeriksaan tetap
mempedomani
Peraturan
Menteri
Kesehatan
RI
No.429/MENKES/PER/IV/2010, yang meliputi aspek kimiawi, fisika,
dan mikrobiologi. Secara umum hasil pemeriksaan terhadapair hasil
olahan berada dalam kulitas air minum.(instruksi kerja PDAM Delitua)
2.6. Sulfat
Ion sulfat adalah salah satu anion yang banyak terjadi pada air alam. Ia
merupakan sesuatu yang penting dalam penyediaan air untuk umum karena
pengaruh pencucian perut yang cukup besar.
Universitas Sumatera Utara
Sulfat penting dalam penyediaan air untuk umum maupun untuk industri,
karena kecendrungan air untuk mengandungnya alam jumlah yang cukup besar
untuk membentuk kerak air yang keras pada ketel dan alat pengubah panas. Sulfat
merupakan suatu bahan yang perlu dipertimbangkan, sebab secara langsung
merupakan “penanggung jawab” dalam dua problem yang serius yang sering
dihubungkan dengan penanganan dan pengolahan air bekas.
Masalah ini berupa masalah bau dan masalah korosi pada perpipaan yang
diakibatkan dari reduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida dalam kondisi anaerobik.
Efek laksatif pada sulfat ditimbulkan pada konsentrasi 600-1000 mg/l, apabila
Mg+ dan Na+ merupakan kation yang bergabung dengan S04, yang akan
menimbulkan rasa mual dan ingin muntah.(Sutrisno.T,2004)
2.7. Mangan
Mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia
serupa dengan besi. Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn2+) dan
manganik (Mn4+). Di dalam tanah, Mn4+ berada dalam bentuk senyawa mangan
dioksida. Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik
dengan kadar yang tinggi, Mn4+ pada senyawa mangan dioksida mengalami
reduksi menjadi Mn2+ yang bersifat larut. Mn2+ berikatan dengan nitrat, sulfat, dan
klorida dan larut dalam air. Mangan dan besi valensi dua hanya terdapat pada
perairan yang memiliki kondisi anaerob. Jika perairan kembali mendapat cukup
air asi, Mn2+ mengalami reoksidasi membentuk Mn4+ yang selanjutnya mengalami
presipisitasi dan mengendap didasar perairan.
Universitas Sumatera Utara
Kadar mangan pada kerak bumi sektar 950 mg/kg sedangkan pada
perairan alami sekitar 0,2 mg/l. Kadar yang lebih besar dapat terjadi pada tanah
dan danau yang dalam. Mangan merupakan nutrien renik yang esensial bagi
tumbuhan dan hewan. Logam ini berperan dalam pertumbuhan dan merupakan
salah satu komponen penting pada sistem enzim. Defisiensi mangan dapat
mengakibatkan pertumbuhan terhambat, serta sisterm syaraf dan proses
reproduksi terganggu. Pada tumbuhan mangan merupakan sumber esensial pada
proses metabolisme. Meskipun tidak bersifat toksi mangan dapat mengendalikan
kadar unsur toksik di perairan misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara
terbuka akan membuka koloid karena terjadi oksidasi yang nantinya membentuk
perubahan warna cokelat gelap sehingga air menjadi keruh. (Effendi,H.2003)
2.8. Spektrofotometri
Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi
radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap kepekaan mata
manusia, gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang
berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang - panjang ini akan
menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760
mm.
Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada
pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada
panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma
Universitas Sumatera Utara
atau kisi difraksi dan detektor vakum phototube atau tabung foton hampa. Alat
yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk
menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan
mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari
konsentrasi.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu. Pada spektrometer panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih
terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, atau
celah optis. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang
kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan
suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun
pembanding.
Spektrofotometri ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari
tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan
elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan
tereksitasi singlet.
https://harisdianto.files.wordpress.com/2010/01/spektofotometri1.pdf
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Air
Air merupakan sumber daya alam yang dibutuhkan untuk sumber hajat hidup
orang banyak,bahkan untuk semua mahluk hidup. Oleh karena itu sumber daya
harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta
oleh mahluk hidup orang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus
dilakukan serta bijaksana, dengan memperhitungkan generasi sekarang maupun
mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus
ditanamkan pada segenap pengguna air.(Effendy.2003)
Melalui penyedian air bersih baik dari segi kualitas maupun kuantitas di
suatu daerah, maka penyebaran penyakit menular dalam hal ini adalah penyakit
perut diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Penurunan penyakit perut
diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Penurunan penyakit perut ini
didasarkan atas pertimbangan bahwa air merupakan salah satu mata rantai
penularan penyakit penyakit perut. Agar seseorang menjadi tetap sehat sangat
dipengaruhi oleh adanya kontak manusia tersebut dengan makanan dan minuman.
Air adalah salah satu di antara pembawa pembawa penyakit yang berasal
dari tinja untuk sampai kepada manusia. Supaya air yang masuk ketubuh manusia
baik berupa minuman ataupun makanan tidak menyebabkan bibit penyakit, maka
pengolahan ar baik berasal ari sumber, jaringan transmisi atau distribusi adalah
mutlak diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak antara kotoran sebagai
sumber penyakit dengan air yang sangat diperlukan.( Sutrisno, 1987)
Universitas Sumatera Utara
Saat ini masalah utama yang dihadapkan oleh sumber daya air meliputi
kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat
dan kuantitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.Kegiatan
industri,domestik dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya
air.Oleh karena itu,diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air
untuk seksama. (Effendy.2003)
2.2. Karakteristik Air
2.2.1. Karakteristik Fisik
Karakteristik fisik yang terpenting yang mempengaruhi kualitas air
ditentukan oleh (1) bahan padat keseluruhan, yang terapung maupun yang
terlarut, (2) kekeruhan, (3) warna, (4) bau dan rasa, dan (5) temperatur
(suhu) air.
a.
Bahan padat keseluruhan. Koloid mempengaruhi kualitas air dalam proses
koagulasi dan filtrasi. Material layang dapat diukur dengan melakukan
penyaringan, sedangkan meterial terlarut dapat diukur dengan penguapan.
b.
Kekeruhan. Air yang mengandung material kasat mata dalam larutan
disebut keruh. Kekeruhan dalam air terdiri dari lempung, liat, dan bahan
organik, dan mikroorganisme. Air sungai biasanya lebih keruh pada saat
terjadi hujan lebat dibandingkan pada kondisi normal. Kekeruhan
tergantung pada konsentrasi partikel – partikel padat yang ada didalam air.
Tingkat kekeruhan air biasanya diukur dengan alat yang disebut
turbidimeter.
Universitas Sumatera Utara
c.
Warna. Air murni tidak berwarna. Warna dalam air diakibatkan oleh adanya
material yang larut atau koloid dalam suspensi atau material. Air yang
mengalir
melewati
rawa
atau
tanah
yang
mengandung
mineral
dimungkinkan untuk mengambil warna material tersebut. Batas intensitas
warna yang dapat diterima adalah 5 mg/L.
d.
Bau dan rasa. Air murni tidak berbau dan tidak berasa, tetapi air minum
idealnya tidak berbau boleh berasa. Rasa dalam air biasanya akibat adanya
garam – garam terlarut. Bau dan rasa yang timbul dalam air karena
kehadiran mikroorganisme, bahan material, gas terlarut, dan bahan – bahan
organik.
e.
Temperatur. Temperatur air merupakan hal yang penting dalam kaitannya
dengan tujuan penggunaan, pengolahan untuk menghilangkan bahan –
bahan pencemar serta pengangkutannya. Temperatur air tergantung pada
sumbernya. Temperatur normal air dialam (tropis) sekitar 20°C sampai
30°C. Untuk sistem air bersih, temperatur ideal berkisar antara 5°C sampai
10°C.
2.2.2. Karakteristik Kimia
Kandungan bahan – bahan kimia yang ada didalam air
berpengaruh
terhadap
kesesuaian
penggunaan
air.
Secara
umum
karakteristik kimiawi air meliputi pH, alkalinitas, kation dan anion terlarut,
dan kesadahan.
a.
pH. Sebagai pengukur sifat keasaman dan kebasaan air dinyatakan dengan
nilai pH, yang didefinisikan sebagai logaritma dari pulang-baliknya
Universitas Sumatera Utara
konsentrasi ion-hidrogen dalam mol per liter. Air murni pada 24°C
ditimbang berkenaan dengan ion – ion H+ dan ion – ion OH¯ masing –
masing mempunyai kandungan 10-7 mol per liter. Dengan demikian pH air
murni adalah 7. Air dengan pH diatas 7 bersifat basa, dan pH dibawah 7
bersifat asam. Nilai pH air dapat diukur dengan potensiometer, yang
mengukur potensi listrik yang dibangkitkan oleh ion – ion H+, atau dengan
indikator, misalnya methyl orange atau phenolphthalein.
b.
Alkalinitas. Kebanyakan air bersifat alkaline karena garam – garam alkaline
sangat umum berada ditanah. Ketidakmurnian air ini akibat adanya karbonat
dan bikarbonat dari kalsium, sodium dan magnesium. Alkalinitas
dinyatakan dalam mg/liter ekivalen kalsium karbonat.
c.
Kesadahan. Kesadahan air merupakan hal yang sangat penting dalam
penyediaan air bersih. Air dengan kesadahan tinggi memerlukan sabun lebih
banyak sebelum terbentuk busa. Air sadah mengandung karbonat dan sulfat,
atau klorida dan nitrat, dari kalsium dan magnesium, disamping besi dan
aluminium. Kesadahan air sementara akibat keberadaan kalsium dan
magnesium
bikarbonat
dapat
dihilangkan
dengan
dididihkan
atau
menambahkan kapur dalam air. Kesadahan air permanen akibat adanya
kalsium dan magnesium sulfat, klorida dan nitrat, dapat dilunakkan dengan
perlakuan khusus. Kesadahan air dinyatakan dalam mg/liter berat kalsium
karbonat.
Universitas Sumatera Utara
2.2.3. Karakteristik Mikrobiologi
Spesies organisme makroskopik dapat dibedakan dengan mata
telanjang, sedangkan organisme mikroskopik memerlukan alat bantu
mikroskop untuk membedakan spesiesnya. Bakteri adalah organisme hidup
yang sangat kecil dimana spesiesnya tidak dapat diidentifikasi sekalipun
dengan alat bantu mikroskop. Bakteri yang dapat menimbulkan penyakit
disebut bakteri pathogen, sedangkan yang tidak membahayakan bagi
kesehatan disebut non-pathogen. Escherichia coli (colon bacili atau
coliform) adalah bakteri non-pathogen yang hidup dalam usus binatang
berdarah panas. Dalam air, bakteri ini biasanya mengeluarkan tinja,
sehingga keberadaannya didalam air dapat dijadikan indikasi keberadaan
bakteri pathogen. Kualitas air bersih ditentukan dengan keberadaan atau
ketidakberadaan bakteri ini melalui E-coli Test. (Suripin.2002)
2.3 Sumber Air
Makhluk Hidup tidak terlepas dari kebutuhan akan air. Manusia dalam
kehidupan sehari-hari memerlukan air untuk berbagai keperluan mulai dari air
minum, mencuci, mandi dan lain-lain. Sumber-sumber air tersebut adalah:
1. Air Angkasa (Hujan)
Air yang
berada dipermukaan bumi ini dapat berasal dari berbagai
sumber. Berdasarkan letak sumbernya, air dapat dibagi menjadi air angkasa
(hujan), air permukaan dan air tanah.
2. Air Permukaan
Universitas Sumatera Utara
Air permukaan yag meliputi badan-badan air semacam sungai, danau,
telaga, waduk, rawa, terjun, dan sumur permukaan, sebagian besar berasal dari air
huja yang jatuh ke permukaan bumi. Air hujan tersebut kemudian akan
mengalami pencemaran baik oleh tanah, sampah, maupun lainnya. Air permukaan
merupakan salah satu sumber penting bahan baku air bersih. Faktor-faktor yang
harus diperhatikan, antara lain:
1. Mutu atau kualitas baku
2. Jumlah atau kuantitasnya
3. Kontinuitasnya
3. Air Tanah
Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan
bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan ke alam tanah dan
mengalami proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air
hujan tersebut, di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah
menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan air permukaan.
Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lain. Pertama, air
tanah biasanya bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses
purifikasi atau penyernihan. Persediaan air tanah juga cukup tersedia sepanjang
tahun, saat musim kemarau sekalipun. Sementara itu air tanah juga memiliki
beberapa kerugian atau kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah
mengandung zat-zat mineral semacam magnesium, kalsium, dan logam berat
Universitas Sumatera Utara
seperti besi dapat menyebabkan kesadahan air. Selain itu, untuk menghisap dan
mengalirkan air ke atas permukaan, diperlukan pompa.(Chandra,B.2007)
2.4. Syarat-syarat Air Minum
Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk
hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa
lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah sebagai
air minum.(Slamet, 2007)
1. Syarat Kuantitas
Kebutuhan masyarakat terhadap air bervariasi dan bergantung pada keadaan
iklim, standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat ( Chandra, 2006).
Konsumsi air bersih di perkotaan Indonesia berdasarkan keperluan rumah tangga,
diperkirakan sebanyak 138,5 liter/orang/hari dengan perincian yaitu untuk
mandi,cuci,kakus 12 liter, minum 2 liter, cuci pakaian 10,7 liter, kebersihan
rumah 31,4 liter, taman 11,8 liter, cuci kendaraan 21,8 liter, wudhu 16,2 liter, lainlain 33,3 liter. (Slamet, 2007)
2.Syarat Kualitas
Syarat kualitas meliputi parameter fisik, kimia, radioaktivitas, dan mikrobiologis
yang memenuhi syarat kesehatan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI
(Slamet,2007). Syarat-syarat fisik yaitu air minum seharusnya jernih, tidak
berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Syarat-syarat Kmia (organik, anorganik)
Air minum tidak boleh mengandung senyawa-senyawa beracun dalam jumlah
melampaui batas yang telah ditentukan (Standar Air Minum Indonesia). Syarat-
Universitas Sumatera Utara
syarat bakteriologik ialah air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri
penyakit (phatogen) sama sekali dan tidak mengandung bakteri-bakteri golongan
coli melebihi batas-batas yang telah ditentukan yaitu 1 coli/100 ml air.
(Sutrisno.T,2004)
2.5. Pengolahan Air Minum
Proses Pengolahan Air
1. Bendungan
Sumber air baku adalah air permukaan dari sungai Deli yang diambil
melalui bangunan yang panjang 25 meter (sesuai dengan lebar sungai)
dan tinggi lebih kurang 4 meter. Pada sisi kiri sekat berupa saluran
penyadap lebarnya 2 meter, dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian
air masuk ke intake.
2. Intake
Intake berfungsi untuk pengambilan air baku. Bangunan ini merupakan
saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan kasa)
yang berfungsi untuk mencegah masuknya sampah-sampah berukuran
besar (> 10 cm) dan fine screen (saringan halus) yang berfungsi untuk
mencegah masuknya kotoran maupun sampah berukuran kecil (> 5 cm).
Masing- masing saluran dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air
(sluice
gate)
dan
penggerak
electromotor.Pemeriksaan
maupun
pembersihan saringan dilakukan secara periodik dan manual untuk
menjaga kestabilan jumlah air masuk.
3. RawWaterTank (RWT)
Universitas Sumatera Utara
Bangunan Raw Water Tank (bak pengendap air baku) merupakan
bangunan yang dibangun setelah intake yang terdiri dari 2 unit atau 4 unit
sel.Setiap unit berdimensi 23,3 meter x 20 meter, kedalaman 5 meter yang
dilengkapi dengan buah inlet gate 2 buah outlet sluice gate dan pintu bilas
2 buah.Raw Water Tank berfungsi sebagai tempat pengendapan partikelpartikel kasar dan lumpur yang terbawa dari sungai dan sedimentasi
(pengendapan ilmiah).
4. Raw Water Pump (RWP)
Raw Water Pump (pompa air baku) berfungsi untuk memompa air dari
RWT ke spliter box tempat pembubuhan koagulan berupa alum,dengan
dosis normal rata-rata 20-25 gr/m3 air dan pendistribusian aie ke masingmasing cleator yang terdiri dari 5 unit pompa air baku, kapasitas setiap
pompa 375 liter/detik dengan total head 15 meter memakai electromotor.
5. Cleator/Clarifier
Bangunan Cleator terdiri dari 4 unit dengan kapasitas masing-masing 350
detik/detik yang bervolume1.700 m3. Cleator berfungsi sebagai tempat
pemisahan antara flok yang bersifat sedimen dengan air bersih sebagai
effluent. Hasil Cleator dilengkapi dengan agiator-agiator sebagai
pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan flok-flok
tersebut dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara langsung
otomatis.
a. Primary
Reaction
Zone
b.Secondary Reaction
Zone
c.Return
Zone
Reaction
Universitas Sumatera Utara
d.Clarifier
Reaction
Zone
e. Concentrator
Pada primary zone terjadi proses penginjeksian zat berupa bahan dari
alumunium sulfat (alum/tawas, Al2(SO4)318 H2O sehingga terjadi proses
koagulasi atau proses pencampuran koagulan dengan air baku dengan
cepat dan merata. Tawas harganya relative lebih murah dibandingkan
dengan koagulan lain dipasar, tawas sudah cukup efektif digunakan pada
kondisi air baku sungai belawan. Untuk menentukan dosis tawas yang
tepag dalam proses, terlebih dahulu dilakukan jar test di laboratorium,
sehingga diketahui dosis optimal tawas. Jika pendosisan terlalu rendah,
maka pembekuan flok akan terganggu ditandai proses keruh. Jika dosis
tawas berlebih justru akan merusak proses,disamping itu sisa Al3+ tersebut
akan bereaksi kembali sehingga terjadi flok flok yang mengganggu
kualitas air. Oleh karena itu pendosisan tawas perlu perhitungan yang
tepat.
6. Filter
Dari cleator air dialirkan untuk menyaring kekeruhan (turbidity) berupa
flok-flok halus yang dari kotoran lain yang lolos dari cleator melalaui
pelekatan pada media filter yang berjumlah 24 unit jenis saringan pasir
cepat masing-masing bergerak menggunakan alat menggunakan motor
AC nominal daya sebesar 5 KVA bergerak terus.
Dimensi tiap filter yaitu 5,00 m x 8,25 m x 6,25 m. Tinggi maksimum
permukaan air adalah 5,05 m dan tebal media filter 114 m dengan
susunan lapisan.
Universitas Sumatera Utara
7. Reservoir
Reservoir merupakan bangunan beton dibawah tanah berdimensi panjang
50m x lebar 40 m x tinggi 6 m yang berfungsi untuk menampung air
minum (air olahan) setelah melewati media filter dengan kapasitas total
12.000 m3 dan kemudian didisbustrikan ke pelanggan melalui reservoir
distribusi distribusi di berbagai cabang. Air yang mengalir dari filter ke
reservoir dibubuhi chlor (post chlorinsi) gina membunuh bakteri yang
berbahaya dan untuk proses netralisasi dibubuhkan larutan kapur jenuh
atau soda ash.
8. Finish Water Pump (FWP)
Finish Water Pump (pompa distribusi air bersih) berfungsi untuk
mendistribusikan air bersih dari reservoir utama di instalasi ke reservoir
distribusi cabang memlalui pipa transmisi berdiamater 1.000 mm dan
berdiamter 800mm. FWP terdiri dari 5 unit pompa dengan kapasitas
masing-masing 375 liter/detik total head 55m menggunakan motor AC.
9. Sludge Lagoon
Daur ulang merupakan cara yang tepat dan aman dalam mengatasi dan
meningkatkan kuulitas lingkungan. Prinsip ini telah mendorong
perusahaan sarana limbah berupa sludge lagoon. Lagoon ini berfungsi
sebagai media penampung air buangan bekas pencucian sistem
pengolahan dan kemudian air olahannya disalurkan kembali ke RWT
unutk proses kembali.
10. Monitoringsystem (SCADA)
Universitas Sumatera Utara
Metode pengawasan selama proses pengolahan di masing masing unit
oleh petugas selain dilakukan secara langsung juga dilakukan dengan
sistem media scada. Fasilitas ini dapat memperlihatkan secara langsung
kondisi
proses
pengolahan
dari
ruang
tertentu
baik
terhadap
kuantitas,kualitas maupun olahan. Fasilitas ini didesain sedemikian rupa
sehingga dapat mempermudah pengawasan terhadap proses pengolahan
air menurut standard an ketentuan yang berlaku.
11. Laboratorium
Laboratorium mempunyai peranan yang penting didalam penunjangan
mutu produksi air minum yang dihasilkan. Laboratorium akan
menganalisa mutu dan menjaga serta mengantisipasi hal hal yang tak
diinginkan terhadap kualitas air baku maupun air hasil olahan selama
proses. Pemeriksaan kulitas air dilakukan dalam periode waktu
tertentu.Beberapa indikator maupun parameter dalam pemeriksaan tetap
mempedomani
Peraturan
Menteri
Kesehatan
RI
No.429/MENKES/PER/IV/2010, yang meliputi aspek kimiawi, fisika,
dan mikrobiologi. Secara umum hasil pemeriksaan terhadapair hasil
olahan berada dalam kulitas air minum.(instruksi kerja PDAM Delitua)
2.6. Sulfat
Ion sulfat adalah salah satu anion yang banyak terjadi pada air alam. Ia
merupakan sesuatu yang penting dalam penyediaan air untuk umum karena
pengaruh pencucian perut yang cukup besar.
Universitas Sumatera Utara
Sulfat penting dalam penyediaan air untuk umum maupun untuk industri,
karena kecendrungan air untuk mengandungnya alam jumlah yang cukup besar
untuk membentuk kerak air yang keras pada ketel dan alat pengubah panas. Sulfat
merupakan suatu bahan yang perlu dipertimbangkan, sebab secara langsung
merupakan “penanggung jawab” dalam dua problem yang serius yang sering
dihubungkan dengan penanganan dan pengolahan air bekas.
Masalah ini berupa masalah bau dan masalah korosi pada perpipaan yang
diakibatkan dari reduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida dalam kondisi anaerobik.
Efek laksatif pada sulfat ditimbulkan pada konsentrasi 600-1000 mg/l, apabila
Mg+ dan Na+ merupakan kation yang bergabung dengan S04, yang akan
menimbulkan rasa mual dan ingin muntah.(Sutrisno.T,2004)
2.7. Mangan
Mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia
serupa dengan besi. Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn2+) dan
manganik (Mn4+). Di dalam tanah, Mn4+ berada dalam bentuk senyawa mangan
dioksida. Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik
dengan kadar yang tinggi, Mn4+ pada senyawa mangan dioksida mengalami
reduksi menjadi Mn2+ yang bersifat larut. Mn2+ berikatan dengan nitrat, sulfat, dan
klorida dan larut dalam air. Mangan dan besi valensi dua hanya terdapat pada
perairan yang memiliki kondisi anaerob. Jika perairan kembali mendapat cukup
air asi, Mn2+ mengalami reoksidasi membentuk Mn4+ yang selanjutnya mengalami
presipisitasi dan mengendap didasar perairan.
Universitas Sumatera Utara
Kadar mangan pada kerak bumi sektar 950 mg/kg sedangkan pada
perairan alami sekitar 0,2 mg/l. Kadar yang lebih besar dapat terjadi pada tanah
dan danau yang dalam. Mangan merupakan nutrien renik yang esensial bagi
tumbuhan dan hewan. Logam ini berperan dalam pertumbuhan dan merupakan
salah satu komponen penting pada sistem enzim. Defisiensi mangan dapat
mengakibatkan pertumbuhan terhambat, serta sisterm syaraf dan proses
reproduksi terganggu. Pada tumbuhan mangan merupakan sumber esensial pada
proses metabolisme. Meskipun tidak bersifat toksi mangan dapat mengendalikan
kadar unsur toksik di perairan misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara
terbuka akan membuka koloid karena terjadi oksidasi yang nantinya membentuk
perubahan warna cokelat gelap sehingga air menjadi keruh. (Effendi,H.2003)
2.8. Spektrofotometri
Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi
radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap kepekaan mata
manusia, gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang
berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang - panjang ini akan
menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760
mm.
Spektrofotometri adalah suatu metode analisis yang berdasarkan pada
pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada
panjang gelombang yang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma
Universitas Sumatera Utara
atau kisi difraksi dan detektor vakum phototube atau tabung foton hampa. Alat
yang digunakan adalah spektrofotometer, yaitu sutu alat yang digunakan untuk
menentukan suatu senyawa baik secara kuantitatif maupun kualitatif dengan
mengukur transmitan ataupun absorban dari suatu cuplikan sebagai fungsi dari
konsentrasi.
Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang
tertentu. Pada spektrometer panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih
terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating, atau
celah optis. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang
kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan
suatu alat untuk mengukur perbedaan absorbsi antara sampel dan blanko ataupun
pembanding.
Spektrofotometri ini hanya terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari
tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan
elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan
tereksitasi singlet.
https://harisdianto.files.wordpress.com/2010/01/spektofotometri1.pdf
Universitas Sumatera Utara