1a. karakteristik air limbah (1 dan 2) - wisjnuprapto

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH DAN DAMPAKNYA TERHADAP

LINGKUNGAN

Oleh:WISJNUPRAPTO

SUMBER AIR LIMBAH

Domestik

Industri

Pertanian

Pertambangan

Kandungan Bahan Pencemardalam Air Limbah

Sangat tergantung pada sumber air limbahTerdiri dari bahan padatan (solids): □ organik □ anorganik □ terlarut (dissolved) □ tersuspensi (suspended)Kandungan bahan C organik dinyatakan

dalam mg/l BOD, COD, atau TOC

Air Limbah Domestik

Berdasarkan konsentrasi BODnya, ada 3 kategori kualitas air limbah domestik, yaitu:

□ lemah □ sedang □ kuatPerbedaan konsentrasi C organik (BOD,

COD, TOC) di suatu tempat tergantung pada kebiasaan masyarakat serta tingkat budayanya yang menyangkut pola makan dan tingkat pemakaian air

Tabel 1. KOMPOSISI AIRLIMBAH DOMESTIK _____________________________________________________________________________

BAHAN YG TERKANDUNG SATUAN LEMAH SEDANG KUAT _____________________________________________________________________________

Padatan (Solids): Total Solids mg/l 200 500 1.000 Total Suspended Solids mg/l 100 300 500 Total Dissolved Solids mg/l 100 200 500 BOD (5; 20) mg/l 100 200 300 Oksigen terlarut mg/l 0 0 0 Nitrogen, total mg/l 25 50 86 Nitrogen organik mg/l 10 20 35 Nitrogen ammonia mg/l 15 30 50 Nitrat (NO3

-) mg/l 0,10 0,20 0,40 Nitrit (NO2

-) mg/l 0 0,05 0,10 Klorida (Cl-) mg/l 15 100 175 Alkalinitas mg/l 50 100 200 Lemak mg/l 0 20 40______________________________________________________________________ Sumber: Babbit and Bauman (1958)

KARAKTERISTIK FISIK AIR LIMBAH DOMESTIK

● Temperatur: temperatur ambien

● Kekeruhan (turbidity): akibat hadirnya bahan ter-suspensi seperti padatan air limbah, lumpur, tanah liat, dll. Dalam badan air akan menghambat penetra-si cahaya kedalam air sehingga mengurangi pertum-buhan tanaman yang menghasilkan oksigen. Secara keseluruhan merusak estetika, dan merusak kehi-dupan air.

● Warna: akibat hadirnya bahan organik terlarut (hasil ekstraksi daun-daunan,dll.). Secara umum tidak membahayakan, kecuali mengurangi nilai estetika kualitas air.

KARAKTERISTIK FISIK AIR LIMBAH DOMESTIK (lanjutan)

● Bau: akibat hadirnya senyawa-senyawa yang vola-tile, gas terlarut hasil dekomposisi senyawa organik. Merupakan indikasi terjadinya proses dekomposisi air limbah. Mengurangi estetika air.

● Rasa: akibat bahan-bahan yang menghasilkan bau, bahan terlarut, dan berbagai ion. Merusak estetika kualitas air.

● Padatan: akibat hadirnya padatan terlarut dan ter-suspensi, organik maupun anorganik. Merupakan ukuran kekuatan pencemaran air limbah domestik akibat banyaknya padatan organik, lumpur, dll..

KARAKTERISTIK BIOLOGI AIR LIMBAH DOMESTIK

● Air limbah domestik mengandung bakteria dalam jumlah yang sangat besar (mencapai 20 juta/ml, bahkan dapat lebih) yang berasal dari tubuh manusia dan bahan lain dalam air.

● Beberapa bakteria yang berasal dari manusia bersifat patogen, namun jumlahnya kecil dibandingkan dengan total populasi mikrobanya. Variasi jumlah bakteri patogen sangat tergantung ada tidaknya endemi penyakit di masyrakat.

● Di Indonesia yang dominan adalah mikroorganisme penyebab penyakit typhus, para typhus, cholera, disentri. Disamping itu juga terkandung telur-telur cacing usus dan virus.

KARAKTERISTIK BIOLOGI AIR LIMBAH DOMESTIK (lanjutan)

Hampir seluruh bakteri dalam air limbah domestik berkaitan dengan proses biodegradasi bahan organik Dengan demikian komposisi kimia air limbah domes-tik akan berubah terus menerus selama proses sta-bilisasi berlangsung. Konsentrasi beberapa senyawa dalam air limbah akan berubah dengan waktu.

Kualitas biologi air limbah domestik ditetapkan berda-sarkan 2 macam test:

□ Jumlah total m.o/ml yang tumbuh pada substrat standard dalam kondisi aerob, dlm waktu tertentu □ MPN grup Coli/ml, dan yang viable

AIR LIMBAH INDUSTRI

Pada dasarnya air limbah industri mempunyai efek yang mirip dengan air limbah domestik terhadap kualitas air, yaitu meningkatkan konsentrasi bahan-bahan terlarut dan tersuspensi.

Dampaknya dapat berbeda tergantung pada jenis industrinya. Variasi air limbah industri sangat luas.

Hanya industri makanan dan processing serat yang air limbahnya mempunyai dampak yang sama dengan air limbah domestik, yaitu mendorong berlangsungnya proses degradasi dalam air.

AIR LIMBAH INDUSTRI (lanjutan)

Karakteristiknya dapat berbeda-beda dengan varia-si yang sangat besar, tergantung pada:

□ jenis/macam industrinya □ bahan baku yang digunakan

□ proses produksi yang diaplikasikan● Spektrum konsentrasi bahan pencemar sangat luas □ BOD : 0 - 65.000 mg/l

□ COD : 0 - 100.000 mg/l □ Logam berat : 0 - 200 mg/l

□ dlsb.

AIR LIMBAH INDUSTRI (lanjutan)

Spektrum yang luas mengenai kualitas air limbah industri menyangkut kandungan:

● padatan tersuspensi (Suspended Solids) ● padatan terlarut (Dissolved Solids) ● bahan organik (sbg. BOD, COD, protein & lemak) ● bahan anorganik (N, P, S, Si, logam dan logam berat, dll) ● minyak dan lemak ● warna dan bau ● dll. termasuk pH

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH INDUSTRI(beberapa contoh)

Industri Susu: Kandungan bahan organik terlarut tinggi, terutama protein, lemak dan laktosa.

Industri Farmasi: Kandungan bahan organik terlarut maupun tersuspensi tinggi, termasuk vitamin.

Industri Minuman Ringan: pH air dan kandungan BOD serta padatan tersuspensinya tinggi.

Industri Tekstil: Alkalinitasnya tinggi, kandungan warna, BOD, padatan tersuspensi, dan temperatur tinggi.

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH INDUSTRI (lanjutan)

Industri Kulit: Tingkat kesadahannya tinggi, kandungan padatan total, garam-garam, sulfida, Khrom, dan BOD tinggi.

Industri Insektisida/Pestisida: Bersifat asam, kandungan bahan organik (terutama struktur ring benzena) tinggi, toksik terhadap bakteria dan ikan.

Industri Pulp dan Kertas: pH bisa tinggi atau rendah, dan berwarna (lignin). Tinggi kandungan padatan tersuspensi, koloid, dan terlarut, serta bahan pengisi anorganik.

Industri Pelapisan Logam: Bersifat asam, kandungan logam (seng, khrom hexavalen) tinggi, volume kecil, bersifat toksik

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH INDUSTRI (lanjutan)

Industri Karet: Kandungan padatan tersuspensi, Klorida, bau, dan BOD tinggi. pH bervariasi.

Industri Minyak Kelapa Sawit: Tinggi kandungan padatan tersuspensi dan terlarut, organik, warna, minyak dan lemak. pH air rendah.

Industri Minyak Bumi : Kandungan garam-garam terlarut dari lapangan, BOD dan bau tinggi, me-ngandung phenol dan senyawa sulfur dari refinery.

Industri Phosphat: Mengandung tanah liat, lendir, dan minyak,dengan pH rendah. Tinggi kandungan padatan tersuspensi, phosphor, silika, dan florida.

AIR LIMBAH PERTANIAN

● Berasal dari sisa air penggunaan irigasi ● Faktor-faktor yang sangat mempengaruhi kualitas air limbah pertanian, antara lain: □ Evaporasi dan transpirasi. Garam-garam dalam air irigasi akan meningkat konsentrasinya akibat kedua proses tersebut dan tertinggal dalam air tanah □ Perlindian (leaching). Air diberikan dalam jumlah yang cukup untuk menyingkirkan kelebihan garam garam dari dalam tanah, bervariasi antara 6 - 25 % dari yang diperlukan

AIR LIMBAH PERTANIAN(lanjutan)

● Air irigasi biasanya digunakan lebih dari satu kali sehingga konsentrasi garam-gram dalam air limbah meningkat tinggi dibandingkan dengan air baku irigasinya.

● Berbeda dengan air limbah domestik dan industri yang berada dalam sistim tertutup, air limbah pertanian ada dalam sistim terbuka● Bahan pencemar utama yang terkandung adalah:

□ Insektisida/pestisida□ Pupuk (N, P, dll) dari sisa proses

pemupukan□ Lumpur akibat erosi pada saluran irigasi

(untuk tempat-tempat tetentu)

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH PERTANIAN

Garam dan ion: meningkat lebih dari lima kali dari air bakunya

Kesadahan: tinggi Total padatan terlarut: meningkat banyak dari air bakunya Kekeruhan: tinggi di tempat-tempat tertentu Nutrien: meningkat banyak dari air bakunya □ Nitrat: □ Phosphor: Selain dari pemupukan, peningkatan konsentrasi terjadi akibat biodegradasi daun-daunan ● Insektisida dan herbisida: konsentrasi agak tinggi di

musim kemarau● Rasa dan bau: tinggi akibat kandungan garam-garam

mineral dan hasil dekomposisi bahan organik

AIR LIMBAH KEGIATAN PERTAMBANGAN

Pada tambang mineral (emas, perak, dll.), air lim-bah berasal proses tailling, ekstraksi dan pemurni-an mineralnya

Pada tambang batubara, air limbah berasal dari proses pembukaan lahan, pencucian batubara, dan over burden

Pada tambang minyak bumi, air limbah berasal dari proses pengeboran yang dilakukan dengan penam-bahan “drilling mud”.

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH KEGIATAN PERTAMBANGAN

● Air limbah tambang mineral: □ Dari proses tailling: - TSS berupa lumpur dengan konsentrasi tinggi □ Dari proses ekstraksi dan pemurnian mineral: - Tergantung bahan yang digunakan dalam proses. Biasanya mengandung ion logam berat seperti mercuri atau chrom hexavalen yang

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH KEGIATAN PERTAMBANGAN (lanjutan)

● Air limbah tambang batubara: □ Dari kegiatan pembukaan lahan - TSS (dalam bentuk lumpur) dengan konsentrasi tinggi akibat erosi dalam kegiatan ini. - sejumlah mineral tanah seperti Fe dan Mn - pH agak rendah (asam) □ Dari proses pencucian batubara - TSS konsentrasi tinggi berbentuk slurry - Koloid ringan seolah-olah mengandung minyak dari hidrokarbon batubara

KARAKTERISTIK AIR LIMBAH KEGIATAN PERTAMBANGAN (lanjutan)

□ Akibat timbulnya over burden yang melarut- kan pyrit (FeS2) dari dalam tanah:

- FeS2

- bersifat asam (pH rendah)

Biasa disebut sebagai air asam tambang

DAMPAK AIR LIMBAH TERHADAP LINGKUNGAN

Dampak terhadap lingkungan menyangkut: ● estetika badan air (akibat kekeruhan, warna, dan bau) ● ekologi badan air (akibat konsumsi oksigen terlarut oleh bahan organic biodegradable; kandungan bahan toksik, nutrien, dan bahan toksik, dll.) ● kesehatan (akibat kandungan bahan toksik, logam berat dan bakteri patogen)

DAMPAK AIR LIMBAH TERHADAP LINGKUNGAN (lanjutan)

Dampak yang ditimbulkan adalah akibat kandungan bahan dalam air limbah. Bahan-bahan tersebut dapat dikelompokkan sbb.: □ Yang dapat menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air (kekeruhan dan warna) □ Yang dapat ter-biodegradasi dalam air (organic biodegradable) □ Yang dapat menghalangi transfer O2 dari udara ke dalam air (minyak dan lemak) □ Yang mendorong proses eutrofikasi (nutrien) □ Yang bersifat toksik

Bahan yang dapat menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air

1. Yang mengandung kekeruhan (turbidity) air akibat padatan tersuspensi (SS) dan lumpur dengan konsentrasi tinggi (air limbah domestik, industri farmasi, minuman ringan, tekstil, kulit, pulp dan kertas, karet,

minyak kelapa sawit, phosphat, kegiatan pertanian dan pertambangan, dll.)

2. Yang mengandung warna dengan konsentrasi tinggi (air limbah industri tekstil, pulp dan kertas, minyak kelapa sawit, dll.)

Bahan yang dapat menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam air (lanjutan)

● Dampak terhadap lingkungan yang ditimbulkan: □ Merusak estetika badan air akibat kekeruhan dan warna □ Merusak ekologi badan air karena terhalangnya penetrasi sinar matahari ke dalam air yang meng- akibatkan terhambatnya pertumbuhan organisme air yang menghasilkan oksigen. Keadaan ini dapat menyebabkan kondisi badan air menjadi anaerob sehingga merusak kehidupan air dan akhirnya dapat merusak estetika badan air

Kondisi anaerob

•

‘

Keruh dan berwarna

Gas H2S, CH4,CO2 dll

● Merupakan bahan organik yang biodegradable yang dalam pengukurannya dinyatakan sebagai BOD. Bahan tersebut terkandung dalam air limbah domestik, industri makanan & minuman, minyak kelapa sawit, pulp dan kertas, tekstil, dll. ● Bahan tersebut akan mengkonsumsi oksigen terlarut (DO) dalam air untuk proses dekomposisi secara aerob. Apabila BOD air limbah tinggi, ke- butuhan oksigen akan melebihi jumlah oksigen terlarutnya, sehingga terjadi defisit oksigen, dan kondisi badan air akan menjadi anaerob.

Bahan yang terbiodegradasi dalam air

Bahan yang terbiodegradasi dalam air (lanjutan)

Apabila badan air menjadi anaerob, proses biode-gradasi akan berlangsung pula secara anaerob.

Jika keadaan tersebut terjadi, maka kehidupan air akan terganggu dan rusak. Ikan dan tanaman air akan musnah.

Hasil proses biodegradasi bahan organik, baik se-cara aerob maupun anaerob adalah lumpur biologi yang akan mengendap di dasar badan air bersa-ma-sama dengan endapan lain, dan akan terdegra-dasi secara anaerob

Def

isit

O2

jenu

h

defisit O2 nol %

I IIIII

0 km x km

IV

defisit O2 60%

defisit O2 100 %

v arah aliran

Z O N A

Pencemaran

Def

isit

O2

jenu

h

defisit O2 nol

I IIIII

0 km x km

defisit O2 60%

defisit O2 100 %

v arah aliran

Z O N A

Titik pencemaran

PERSAMAAN STREETER & PHELPS

k’. LDt = (10-k’.t - 10-k’2.t) + Da(10 -k’2.t) k’2 - k’ Dimana:Dt = defisit oksigen jenuh pada waktu tDa = defisit oksigen jenuh awalk’ = konstanta reaksi, berbasis 10k’2 = kecepatan transfer oksigen pada T = 20 oC

Dengan persamaan ini dapat dihitung harga Dt untuk setiap waktu t. Jika dari pengukuran dapat ditentukan kecepatan aliran v, maka panjang setiap zona dapat dihitung.

Bahan yang dapat menghalangi transfer O2 dari udara ke dalam air

● Minyak dan lemak merupakan bahan yang lebih kecil berat jenisnya dari pada air, sehingga dalam air mereka akan mengapung ke permukaan.

● Bahan tersebut terkandung dalam air limbah indus-tri minyak kelapa sawit, kilang minyak bumi, kegiat-an pengeboran minyak bumi, dll.

● Apabila permukaan air sudah tertutup oleh lapisan minyak dan lemak, proses transfer oksigen dari udara ke air akan terhambat.

Bahan yang dapat menghalangi transfer O2 dari udara ke dalam air (lanjutan)

Hambatan tersebut dapat menyebabkan kondisi badan air menjadi anaerob, karena DO terpakai terus tanpa ada tambahan dari udara.

Tumbuhan dan hewan air akan rusak jika terlapisi oleh minyak dan lemak.

Secara umum, dampak kehadiran minyak dan le-mak dalam badan air mirip dengan dampak bahan yang terbiodegradasi, warna, dan kekeruhan dengan konsentrasi tinggi, yaitu merusak estetika dan kehidupan air.

Kondisi anaerob

Gas H2S, CH4,CO2 dll

O2 O2 O2 O2

lapisanminyak dan lemak

BAHAN YANG MENDORONG PROSES EUTROFIKASI

● Proses eutrofikasi dipicu kehadiran nutrien dalam air, yaitu karbon organik (C), N, dan P dalam kon-sentrasi yang berlebihan.

● Proses eutrofikasi merupakan proses pertumbuhan algae yang luar biasa (blooming) dalam air sehing-ga dapat menghalangi penetrasi sinar matahari ke dalam lapisan air yang lebih dalam

BAHAN YANG MENDORONG PROSES EUTROFIKASI (lanjutan)

● Air limbah yang mengandung nutrien dalam kon-sentrasi yang cukup tinggi adalah air limbah industri makanan dan minuman, industri pupuk, industri phosphat, dll.

● Dampak terhadap lingkungan perairan yang dapat ditimbulkan secara umum mirip dengan dampak yang ditimbulkan oleh kehadiran bahan organik biodegradable, kekeruhan dan warna, serta minyak dan lemak dalam air, yaitu kerusakan kehidupan air dan estetika.

PROSES EUTROFIKASI merupakan pertum-buhan Algae yang luar biasa dalam badan air (Algal Blooming).

Sel algae

N

P

C

Kondisi anaerobGas H2S, CH4,CO2 dll

BAHAN YANG BERSIFAT TOKSIK

Bahan toksik yang mungkin ada dalam air limbah adalah:

□ insektisida/pestisida yang terkandung dalam air limbah pertanian dan industri insektisida/ pestisida □ ion-ion logam berat seperti mercuri, chrom hexavalen, dan nikel yang terkandung dalam air limbah industri pelapisan logam, kulit, kilang minyak bumi, dan kegiatan pertambangan

BAHAN YANG BERSIFAT TOKSIK(lanjutan)

Insektisida/pestisida merupakan bahan toksik yang langsung meracuni mahluk hidup, baik manusia, hewan, maupun tumbuh-tumbuhan.

Ion logam berat jika terkonsumsi manusia dapat menimbulkan gangguan atau kerusakan pada sistim syaraf dalam jangka panjang, seperti pada kasus Minimata di Jepang.

Dalam air, ion tersebut dapat teradsorpsi dan ter-akumulasi dalam sel tumbuhan air. Tumbuhan ini kemudian menjadi makanan ikan, dan ion logam akan terakumulasi pada sel ikan. Jika kemudian ikan dikonsumsi manusia akan berbahaya.

1a. karakteristik air limbah (1 dan 2) - wisjnuprapto

Documents