BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Air - Pengaruh Efektivitas Koagulan PAC (Poly Auminium Chloride) dan Tawas terhadap Logam Mangan (Mn) pada Air Baku PDAM Tirtanadi Hamparan Perak

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

  Air merupakan kebutuhan yang utama bagi manusia. Air digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum dan kebutuhan rumah tangga, keperluan industri dan lain-lain. Tanpa air manusia dan mahkluk hidup lainnya tidak dapat hidup. Tubuh kita sebagian besar terdiri dari air, dimana air dapat berfungsi sebagai alat angkut zat dari bagian tubuh yang satu ke bagian tubuh yang lain (Effendi, 2008). berdasarkan PERMENKES RI NO 416/MENKES/PER/IX/1990 dimana air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak. Air bersih ini diperoleh dari air tanah yang terdiri dari air sumur gali atau sumur bor, air hujan, air ledeng, serta dari sumber mata air. Sebaliknya air tersebut tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau, jernih dan mempunyai suhu yang sesuai dengan standard yang ditetapkan sehingga menimbulkan rasa nyaman. Jika salah satu syarat tersebut tidak terpenuhi maka besar kemungkinan air itu tidak sehat karena mengandung beberapa zat kimia, mineral ataupun zat organis/ biologis yang dapat mengubah warna, rasa, bau dan kejernihan air (Effendi, 2003).

  Air itu sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup di dunia, khususnya sebagai air minum. Namun air dapat juga menimbulkan berbagai akibat gangguan kesehatan terhadap si-pemakai.

  Ini disebabkan karena:

  a. Adanya kemampuan dari air untuk melarutkan bahan-bahan padat, mengabsorbsikan gas-gas dan bahan cair lainnya, sehingga semua air alam mengandung mineral dan zat-zat lain dalam larutan yang diperolehnya dari udara, tanah dan bukit-bukit yang dilaluinya. Kandungan bahan atau zat- zat ini dalam air dalam konsentrasi tertentu dapat menimbulkan efek gangguan kesehatan pada si pemakai.

  b. Air sebagai faktor yang utama dalam penularan berbagai penyakit infeksi Dalam hubungannya dengan kebetulan manusia akan air minum dan dengan memperhatikan adanya efek gangguan kesehatan yang dapat ditimbulkan karena pemakaian air tersebut, maka ditetapkan standar kualitas air minum (Sutrisno, 1996).

  Menurut Situmorang (2007), pengolahan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut: a.

  Golongan a, yaitu yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.

  b.

  Golongan b, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum.

  c.

  Golongan c, yaitu yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.

  d.

  Golongan d, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air (Azrul, 1979).

  Ditinjau dari sudut pandang kesehatan, ketiga macam air ini tidaklah selalu memenuhi syarat kesehatan karena ketiga-tiganya mempunyai kemungkinan untuk dicemari. Demikian pula air permukaan, karena dapat terkontaminasi dengan berbagai zat- zat berbahaya untuk kesehatan. Air di dalam tanah demikian pula halnya, karena sekalipun telah terjadi proses penyaringan, namun tetap saja ada kemungkinan kontaminasi dengan zat-zat mineral ataupun kimia yang mungkin membahayakan kesehatan. Namun, demikian secara relatif jika di bandingkan antara ketiga macam air tersebut, maka pada umumnya air dalam pengolahan lebih lanjut (Azrul, 1979).

2.1.1 Air Sungai

  Sebagian besar air hujan yang turun kepermukaan tanah, mengalir ketempat-tempat yang lebih rendah dan setelah mengalami bermacam-macam perlawanan akibat gaya barat, akhirnya melimpah ke danau atau kelaut. Suatu alur yang panjang diatas permukaan bumi tempat mengalirnya air yang berasal dari hujan. Menurut undang-undang persungaian mengenai air sungai adalah suatu daerah yang terdapat di dalamnya air yang mengalir secara terus menerus (Suyono, 1994).

  Air sungai dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tingi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi

  Pada umumnya air ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya. Beberapa pengotoran ini, untuk masing-masing air permukaan akan berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air tersebut. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia dan bakteriologi (Sutrisno, 1996).

  Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air sungai ini akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri sebagai berikut: pembusukan yang terjadi pada air permuakaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan, O

  2 akan meresap ke dalam air sungai.

  Panjangnya daerah perusakan ini tergantung pada: − Sifat dan banyak pengotoran.

• Aliran sungai (cepat atau lambat)
• Suhu/ temperatur − Kadar Oksigen yang terlarut (Sutrisno, 1996).

2.2 Mangan (Mn)

  Logam Mangan adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Mn dan nomor atom 25, berwarna silver metalik, keras dan sangat rapuh.

  Logam Mangan memiliki energi ionisasi 7,21 g/cm3, titik leburnya sekitar 1) 1246 717, 3KJ/mol, 2)1509 KJ/mol, 3) 3248 KJ/mol. Logam Mangan memiliki jari-jari atom 1,35 Ao, logam ini bersifat paramagnetik (Sugiarto, 2007).

  2.2.1 Fungsi Mangan.

  Fungsi utama dalam tubuh adalah sebagai komponen enzim (Sugiarto, 2007).

  2.2.2 Absorbsi dan Metabolisme

  Pengambilan mangan oleh manusia terutama terjadi melalui makanan, seperti bayam, teh dan rempah-rempah. Bahan makanan yang mengandung konsentrasi tertinggi adalah biji-bijian dan beras, kacang kedelai, telur, kacang- kacangan, minyak zaitun, kacang hijau dan tiram. Setelah penyerapan dalam kelenjar endokrin (Sugiarto, 2007).

  2.2.3 Akibat Defisiensi Mangan

  Kekurangan Mangan pada manusia dapat menyebabkan Penurunan berat badan, iritasi kulit, mual & muntah, perubahan warna rambut , pertumbuhan rambut yang lambat (Sugiarto, 2007).

  2.2.4 Akibat Kelebihan Mangan

  Mangan (Mn) mampu menimbulkan keracunan kronis pada manusia hingga berdampak menimbulkan lemah pada kaki, otot muka kusam, dan dampak lanjutan bagi manusia yang keracunan Mn, bicaranya lambat dan hyper reflex (Sugiarto, 2007).

  Efek mangan terjadi terutama di saluran pernapasan dan di otak. Gejala keracunan mangan adalah halusinasi, pelupa dan kerusakan saraf. Ketika orang- orang yang terkena mangan untuk jangka waktu lama mereka menjadi impoten. kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia. Karena merupakan elemen penting bagi kesehatan manusia kekurangan mangan juga dapat menyebabkan efek kesehatan berupa: kegemukan, gula, pembekuan darah, masalah kulit, menurunkan kadar kolesterol, gangguan skeleton, kelahiran cacat, perubahan warna rambut dan gejala neurologikal (Sugiarto, 2007).

  Konsentrasi Mn yang lebih besar dari 0,40 mg/L, dapat menyebabkan rasa yang aneh pada minuman dan meninggalkan warna coklat-coklatan pada pakaian cucian dan dapat juga menyebabkan kerusakan pada hati (Sutrisno, 1996).

  Dalam pengolahan air baku menjadi air bersih, zat koagulan perlu ditambahkan untuk menghilangkan kekeruhan apabila kekeruhan dan warna melebihi yang ditetapkan. Contohnya ialah Poly Aluminium Chloride (PAC) Aln(OH)mCl(3n-m) dan Aluminium Sulfat (Tawas) KAl(SO

  4 ) 2 . Jika air baku

  sudah jernih, tidak perlu lagi dibubuhkan koagulan, tetapi cukup dengan penyaringan dan disinfeksi. Secara teoretis, partikel-partikel halus penyebab kekeruhan dapat diendapkan secara alami tanpa pembubuhan koagulan. Namun, diperlukan waktu yang cukup lama sehingga tidak mungkin dilakukan dalam skala besar. Oleh karena itu, partikel-partikel kecil digumpalkan agar dapat lebih cepat diendapkan (Sumarni, 1989).

  Poly Aluminium Chloride (PAC) adalah suatu persenyawaan anorganik komplek, mempunyai rumus umum Aln(OH)mCl(3n-m). Beberapa keunggulan yang dimiliki Poly Aluminium Chloride (PAC) dibandingkan dengan koagulan

  1. Dapat bekerja di tingkat pH yang lebih luas sehingga tidak diperlukan pengkoreksian terhadap pH.

  2. Kandungan belerang yang cukup akan mengoksidasi senyawa karboksilat rantai siklik membentuk alifatik dan rantai gugus karbon yang lebih pendek sehinga mudah membentuk flok.

  3. Tidak menjadi keruh bila pemakaiannya berlebihan.

  4. Tidak perlu bahan pembantu karena mengandung polimer khusus dengan struktur polielektrolit.

  Kandungan basa yang cukup akan menambah gugus hidroksil dalam air sehingga penurunan pH tidak terlalu ekstrim dan hemat dalam penggunaan bahan.

  6. Lebih cepat membentuk flok dari pada koagulan biasa, diakibatkan gugus aktif aluminat bekerja efektif mengikat koloid yang diperkuat rantai polimer dari gugus polielektrolit sehingga gumpalan floknya menjadi lebih padat (Rifa’i, 2007).

  Koagulan selain menurunkan kekeruhan, juga dapat menurunkan kadar Fe, Mn, dan zat organik. Analisis Fe, Mn, dan zat organic dilakukan terhadap air hasil jar test (Anugrah, 2013).

2.4 Tawas (Aluminium Sulfat)

  Tawas (Aluminium Sulfat) adalah sejenis koagulan dengan rumus kimia AL

  2 SO 4 .11 H2O atau 14H

2 O atau 18 H

  2 O, umumnya yang digunakan adalah 18

  H

2 O. Tawas merupakan bahan koagulan yang paling banyak digunakan, karena

  penyimpanannya. Bahan ini dapat berfungsi efektif pada pH antara 4-8. Jumlah pemakaian tawas tergantung turbidity (kekeruhan) air baku. Semakin tinggi turbidity air baku maka semakin besar jumlah tawas yang dibutuhkan. Pemakaian tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang terkandung oleh air baku tersebut. Semakin banyak dosis tawas yang di tambahkan maka pH akan semakin turun, karena di hasilkan asam sulfat sehingga di perlukan pencarian dosis tawas yang efektif antara pH 5,8 - 7,4 (Nainggolan, 2011).

  Koagulan yang berbasis Aluminium seperti Aluminium Sulfat digunakan koloidal dan bahan-bahan terlarut lainnya melalui air, sehingga menimbulkan konsentrasi aluminium yang lebih tinggi dalam air yang diolah dari pada dalam air mentah itu sendiri (Nainggolan, 2011).

  Dosis koagulan yang ditambahkan dalam proses pengolahan air bersih penting untuk ditentukan agar tidak boros membubuhkannya. Salah satu cara penentuan dosis tersebut adalah dengan jar test di laboratorium. Jar test merupakan cara yang paling tepat untuk menentukan kondisi optimum proses koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi dari berbagai mutu air baku. Jar test dilakukan dengan cara membubuhkan koagulan dengan konsentrasi yang berbeda- beda diikuti dengan pengadukan cepat, pengadukan lambat, dan sedimentasi. Partikel terlarut dalam air baku akan mengendap, filtrat yang diperoleh diukur kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat organiknya. Dosis koagulan yang tepat ditentukan dari penurunan kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat organik hingga Menkes/Per/IV/2010. Dosis optimum koagulan ditentukan, yaitu yang dapat menurunkan kekeruhan, kadar Fe, Mn, dan zat organik hingga memenuhi persyaratan Permenkes dengan nilai konsentrasi terendah. Efektivitas PAC dengan Tawas juga dibandingkan (Anugrah, 2013).

2.5 Metode Jar Test

  Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan dosis optimum dari koagulan yang digunakan dalam proses pengolahan air bersih.

  Apabila percobaan dilakuakan secara tepat, informasi yang berguna akan proses koagulasi flokulasi dan penjernihan (Rifa’i, 2007).

  

Jar test memberikan data mengenai kondisi optimum untuk parameter-parameter

  proses seperti : a. Dosis koagulan dan koagulan pembantu.

  b. pH.

  c. Metode pembubuhan bahan kimia (pada atau dibawah permukaan air, pembubuhan beberapa bahan kimia secara bersamaan atau berurutan, lokasi pembubuhan relatif terhadap peralatan pengadukan).

  d. Kecepatan larutan kimia.

  Waktu dan intensitas pengadukan cepat dan pengadukan lambat (flokulasi).

  e. Waktu penjernihan. Untuk jar test penetapan standarisasi dan prosedur tetap merupakan syarat untuk mendapatkan hasil-hasil yang benar. Terpisah dari parameter- parameter proses yang disebutkan di atas, variabel-variabel berikut juga harus dimonitor dan dikontrol, yaitu seperti : − Temperatur air di dalam gelas beaker jar test. − Warna dan kekeruhan air baku yang telah diolah atau air olahan. − Metode pengeluaran contoh air (sample air). − Peralatan percobaan laboratorium dan prosedur analisis laboratorium.

  Bagian-bagian penting dari sebuah jar test sebagai berikut :

  a. Sebuah motor yang dapat diatur

  b. Batang-batang pengaduk dengan impeller atau rotor dan kecepatan rotasi rotor dapat diatur c. Sebuah gelas beaker atau tabung di bawah setiap rotor

  d. Sebuah pengatur waktu (otomatis dan manual)

  e. Perlengkapan pada setiap tabung : − Stater pada setiap tabung − Tabung pembubuh bahan kimia, satu atau dua buah untuk setiap jar yang dipasang pada sebuah jar − Tempat sample (sebuah untuk jar test) (Rifa’i, 2007).

  Jar test dapat digunakan untuk merancang suatu instalasi pengolahan air,

  untuk menentukan intensitas pengadukan, periode pengadukan cepat dan lambat, periode sedimentasi, jenis dan jumlah bahan kimia yang akan digunakan.

  Kebanyakan pada instalasi pengolahan yang ada. Jar test digunakan untuk menetukan kondisi operasional optimum untuk berbagai kualitas air baku, untuk menyelidiki perbandingan terhadap pengaruh kondisi-kondisi yang berbeda, untuk suatu variabel proses yang spesifik (Rifa’i, 2007).

2.6 Metode Spektrofotometri DR/ 2400

  Spektrofotometer visible adalah pengukuran panjang gelombang dan intensitas sinar ultraviolet dan cahaya tampak yang diabsorbsi oleh sampel. Sinar tampak berada pada panjang gelombang 400-800 nm. Spektrum ini sangat berguna untuk pengukuran secara kuantitatif (Ompusunggu, 2009).

  Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban 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 (Day dan Underwood, 2000).

  Prinsip dari alat ini yaitu radiasi pada rentang panjang gelombang 400-800 nm dilewatkan melalui suatu larutan senyawa. Elektron-elektron pada ikatan di dalam molekul menjadi tereksitasi sehingga menempati keadaan kuantum yang lebih tinggi dan dalam proses menyerap sejumlah energi yang melewati larutan tersebut. Semakin longgar elektron tersebut ditahan di dalam ikatan molekul, semakin panjang gelombang (energi lebih rendah) radiasi yang diserap (Watson, 2010).

  Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko, dan suatu alat untuk mengukur perbedaan antara sampel dan blanko ataupun