bab 2 tinjauan pustaka -...

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air Gambut

Tanah gambut adalah tanah-tanah jenuh air yang tersusun dari bahan tanah

organik, yaitu sisa-sisa tanaman dan jaringan tanaman yang melapuk dengan

ketebalan lebih dari 50 cm. Dalam sistem klasifikasi baru (taksonomi tanah) tanah

gambut disebut histosols. Dalam sistem klasifikasi lama, tanah gambut disebut dengan

organosols yaitu tanah yang tersusun dari bahan tanah organik. (Soil Survery Staff

1998).

Gambut adalah sisa timbunan tumbuhan yang telah mati dan kemudian

diuraikan oleh bakteri anaerob dan aerob menjadi komponen yang lebih stabil. Selain

zat organik yang membentuk gambut terdapat juga zat anorganik dalam jumlah yang

kecil. Di lingkungan pengendapannya gambut ini selalu dalam keadaan jenuh air

(lebih dari 90 %) (Sukandarrumidi,1995).

Air gambut adalah air permukaan yang banyak terdapat di daerah berawa atau

dataran rendah terutama di Sumatera dan Kalimantan, yang mempunyai ciri-ciri

sebagai berikut :

1. Intensitas warna yang tinggi(berwarna merah kecoklatan)

2. pH yang rendah

Universitas Sumatera Utara

3. Kandungan zat organic yang tinggi Kekeruhan dan kandungan partikel tersuspensi

yang rendah.Warna coklat kemerahan pada air gambut merupakan akibat dari

tingginya kandungan zat organik (bahan humus) terlarut terutama dalam bentuk

asam humus dan turunannya. Asam humus tersebut berasal dari dekomposisi

bahan organik seperti daun pohon atau kayu (Kusnaedi,2006).

8

Gambar 2.1 Model Struktur Asam Humus (Stevenson 1982)

Adanya ion besi menyebabkan air berwarna kemerahan, sedangkan oksida

mangan menyebabkan air berwarna kecoklatan atau kehitaman.

Humus terdiri dari 2 senyawa utama yaitu substansi non humus (missal lipid,

asam amino, karbohidrat) dan substansi humus (merupakan senyawa amorf dengan

berat molekul tinggi, warna coklat sampai hitam). Substansi humus dibedakan

menjadi :

1. Humic Acid (Asam humus) : warna gelap, amorf, dapat dieksraksi (larut) dengan

basa kuat, garam netral, tidak larut dalam asam, mengandung gugus fungsional


asam seperti fenolik dan karboksilik, aktif dalam reaksi kimia, berat molekul ( BM

20.000-1.360.000).

2. Fulvic acid (Asam Fulfat); dapat diekstraksi dengan basa kuat, gugus fungsional

asam, larut juga dalam asam ,mengandung gugus fungsional basa, aktif dalam

reaksi kimia BM 275-2110.

3. Humin; tidak larut asam dan basa, BM terbesar, tidak aktif, warna paling gelap.

Gambar 2.2. Model Struktur Asam Fulvat (Buffle 1977)

Tabel 2.1 Kandungan Unsur Mikro Tanah Gambut Di Sumatera Utara

Nama Unsur

Kandungan Unsur(kg/h)pada kedalaman 0-25 cm

Kandungan Unsur(kg/h)pada kedalaman 80-100 cm

Co 0,1-0,2 0,05-0,1

Cu 0,8-8 0,2-0,8

Fe 143-175 67-122

Mn 4,1-25 1,1-1,7

Mo 0,6-1 0,3-0,6

Zn 2,8-4,4 1,8-4,8

Sumber : Wahyunto, dkk. 2004


2.2 Warna

2.2.1 Pengertian Zat Warna

Warna merupakan akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi dalam air,

disamping adanya bahan pewarna tertentu yang kemungkinan mengandung logam

berat. Warna air limbah menunjukkan kualitasnya, air limbah yang baru akan

berwarna abu-abu, dan air limbah yang sudah basi atau busuk akan berwarna gelap

(Mahida, 1984). Warna tertentu dapat menunjukkan adanya logam berat yang

terkandung dalam air buangan.

Yang dimaksud zat warna adalah senyawa yang dapat dipergunakan dalam

bentuk larutan, sehingga penampanya berwarna. Warna air limbah dapat dibedakan

menjadi dua, yaitu warna sejati dan warna semu. Warna yang disebabkan oleh warna

organik yang mudah larut dan beberapa ion logam disebut warna sejati, jika air

tersebut mengandung kekeruhan atau adanya bahan tersuspensi dan juga oleh

penyebab warna sejati, maka warna tersebut dikatakan warna semu (Chatib, 1998).

Dan juga karena adanya bahan-bahan yang tersuspensi yang termasuk bersifat koloid.

Berdasarkan studi yang dilakukan oleh Black dan Cristman (1979) ditemukan bahwa

organik di dalam air limbah adalah koloid yang bermuatan negatif.

Zat warna adalah suatu senyawa yang kompleks yang dapat dipertahankan di

dalam jaringan molekul-molekul. Zat warna merupakan gabungan dari zat organik

yang tidak jauh, sehingga zat warna harus terdiri dari chromogen sebagai pembawa

warna dan Auxochrome sebagai pengikat antara warna dan serat. Chromogen adalah


senyawa aromatik yang berisi Crhomopore, yaitu zat pemberi warna yang berasal dari

radikal kimia, seperti kelompok azo (N=N). Agar warna dapat masuk dengan baik ke

kedalam bahan yang akan diberi warna, maka diperlukan bahan dari Auxochrome,

yaitu radikal yang memudahkan terjadinya pelarutan, misalnya kelompok pembentuk

garam –NH atau OH (Wardhana, 1995).

Kecerahan dipengaruhi oleh warna air, semakin dalam penetrasi sinar matahari

dapat menembus lapisan air, semakin produktif pula perairan tersebut. Hal ini seiring

dengan banyaknya fitoplankton di perairan tersebut. Kekeruhan ialah suatu istilah

yang digunakan untuk menyatakan derajat kegelapan di dalam air yang disebabkan

oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan sangat berhubungan erat dengan warna

perairan, sedangkan konsentrasinya sangat mempengaruhi kecerahan dengan cara

membatasi transmisi sinar matahari kedalamnya.

Akibat biologis dari kekeruhan adalah menurunnya aktifitas fotosintesa

tumbuhan, karena, fotosintesis secara langsung tergantung pada cahaya. Kekeruhan

merupakan salah satu faktor penting yang menyangkut produktifitas perairan, serta

aliran energi.

Warna yang timbul pada perairan disebabkan oleh buangan industri di hulu

sungai atau dapat juga berasal dari bahan hancuran sisi-sisi tumbuhan oleh bakteri.

Santaniello (1971) menyatakan bahwa industri-industri yang mengeluarkan warna

adalah industri kertas dan pulp, tekstil, petrokomia, dan kimia, air yang digunakan

oleh masyarakat umum diijinkan dengan kriteria bahwa air tersebut mengandung tidak

lebih dari 75 unit warna (standar kobal-platinum), sedangkan yang disarankan tidak


lebih dari 10 warna. Hal ini penting mengingat zat-zat warna banyak mengandung

logam-logam berat yang bersifat toksis.Dismping bersifat toksis, fotosintesis juga

terhambat di perairan yang mengandung 50 warna.

2.2.2 Penggolongan Zat Warna

Jenis zat warna ada dua, yaitu:

a. Zat Warna Alam

Zat warna alam adalah zat warna yang berasal dari alam, baik yang berasal dari

tanaman, hewan, maupun bahan metal. Tumbuhan-tumbuhan penghasil zat pewarna

alami yang tumbuh di Indonesia kurang lebih sebanyak 150 jenis tanaman, tetapi yang

paling efektif untuk dapat digunakan menjadi powder maupun dalam bentuk pasta hanya

beberapa jenis saja.

Zat warna dari tumbuhan yang biasanya digunakan antara lain: indigofer

(warnabiru), Sp Bixa orrellana (warna orange purple), Morinda citrifolia (warna kuning).

b. Zat warna yang berasal dari hewan

Jenis hewan yang biasa dijadikan zat warna antara lain: Kerang (Tyran purple),

Insekta (Ceochikal), dan Insekta warna merah .

Karena air gambut merupakan air berwarna alami maka salah satu proses

pengolahannya dapat dilakukan dengan adsorpsi atau penyerapan.Adsorpsi adalah proses

penyerapan pada permukaan partikel koloid oleh adanya gaya adhesi zat-zat lain.Daya

adsorpsi koloid sangat besar karena permukaan zat padat dengan jumlah yang

sama.Adsorpsi ini merupakan fenomena fisika dimana partikel-partikel bahan yang


diadsorpsi tertarik pada permukaan fase padat yang bertindak sebagai adsorben.

Ditinjau dari segi derajat adsorpsi dari suatu jenis adsorban pada umumnya mengikuti

aturan sebagai berikut :

1. Adsorpsi berlangsung sedikit terhadap semua senyawa organic,kecuali senyawa

halogen.

2. Adsorpsi berlangsung baik terhadap semua senyawa halogen dan senyawa alifatik.

3. Adsorpsi berlangsung sangat baik terhadap semua senyawa aromatic.

4. Makin banyak kandungan inti benzennya semakin baik adsorpsinya.

Berdasarkan kriteria tersebut maka pengolahan air berwarna(air gambut) dapat

dilakukan dengan proses adsorpsi, karena asam humus merupakan senyawa yang

mengandung gugus aromatic. (Fitria, 2008).

2.3 Mangan (Mn)

Logam Mangan adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memilki 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.

2.3.1 Fungsi Mangan.

Fungsi utama dalam tubuh : Komponen enzim

2.3.2 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 tubuh manusia mangan

akan diangkut melalui darah ke hati, ginjal, pankreas dan kelenjar endokrin.

2.3.3 Kebutuhan dan sumber Mangan (Mn).

Sumber makanan utama :Gandum, buah-buahan yg dikeringkan. Kebutuhan Harian Dewasa :Dibutuhkan 3,5 miligram

2.3.4 Akibat defisiensi Mangan .

Kekurangan mangan pada manusia dapat menyebabkan Penurunan

berat badan, iritasi kulit, mual & muntah, perubahan warna rambut ,

pertumbuhan rambut yang lambat.

2.3.5 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 hyperrefleks.

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.

Suatu sindrom yang disebabkan oleh mangan memiliki gejala seperti,

skizofrenia kebodohan, lemah otot, sakit kepala dan insomnia. karena merupakan


elemen penting bagi kesehatan manusia kekurangan mangan juga dapat menyebabkan

efek kesehatan. Ini adalah efek berikut: 1). Kegemukan , 2). Gula,3). Pembekuan

Darah,4). Masalah kulit,5). Menurunkan kadar kolesterol,6). Gangguan Skeleton ,7).

Kelahiran cacat,8). Perubahan warna rambut,9). Gejala Neurological.

Mangan kronis dapat mengakibatkan keracunan dari lama menghirup debu dan

asap. Sistem saraf pusat adalah situs utama kerusakan dari penyakit, yang dapat

mengakibatkan cacat permanen. Gejala termasuk kelembekan, kantuk, kelemahan,

gangguan emosi, gaya berjalan spastik, berulang kram kaki, dan kelumpuhan. Insiden

tinggi pneumonia dan infeksi saluran pernapasan atas lainnya telah ditemukan pada

pekerja yang terkena debu atau asap dari senyawa mangan.

2.4 Zinkum (Zn)

Zinkum (seng) adalah unsur kimia dengan lambang kimia Zn, nomor atom 30,

dan massa atom relatif 65,39. Seng tidak diperoleh dengan bebas di alam, melainkan

dalam bentuk terikat. Mineral yang mengandung seng di alam bebas antara lain

kalamin, franklinit, smithsonit, willenit dan zinkit.

Dalam industri seng mempunyai arti penting : 1). melapisi besi atau baja untuk

mencegah proses karat, 2). digunakan untuk bahan batere, 3). Seng dan aliasenya

digunakan untuk cetakan logam, penyepuhan listrik dan metalurgi bubuk , 4). seng

dalam bentuk oksida digunakan untuk industri kosmetik, plastik, karet, sabun, pigmen

dalam cat dan tinta, 5). seng dalam bentuk sulfida digunakan untuk industri tabung


http://id.wikipedia.org/wiki/Unsur_kimia

http://id.wikipedia.org/wiki/Nomor_atom

http://id.wikipedia.org/wiki/Besi

http://id.wikipedia.org/wiki/Baja

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Perkaratan&action=edit

http://id.wikipedia.org/wiki/Batere

televisi dan lampu pendar, 6). seng dalam bentuk klorida digunakan untuk pengawetan

kayu.

Dalam bahasa sehari-hari, seng juga dimaksudkan sebagai plat seng yang

digunakan sebagai bahan bangunan. Seng telah diketahui sejak tahun 1934 sebagai

elemen penting bagi kehidupan hewan (tikus) dan defisiensi seng pada manusia baru

diketahui sekitar tahun 1961. Pada waktu itu diketahui adanya keterkaitan antara

kekurangan seng dalam konsumsi sehari-hari dengan gangguan pertumbuhan dan

kematangan seksual. Gangguan lainnya yang berkaitan dengan defisiensi seng, adanya

hambatan penyembuhan luka, gangguan fungsi pengecap dan gangguan nafsu makan.

Gejala ini berangsur-angsur hilang bila dalam menu sehari-hari diberikan makanan

yang mengandung seng.

Meski di Indonesia penelitian- penelitian tentang seng ( Zn ) belum banyak

dilakukan, hal ini bukan berarti defisiensi seng tidak ada. Justru peluang terjadinya

defisiensi seng di Indonesia diperkirakan lebih besar mengingat menu masyarakat

Indonesia, terutama pada golongan sosial ekonomi rendah, umumnya rendah protein

hewani padahal jenis protein ini banyak mengandung seng. Sebaliknya menu

masyarakat Indonesia relatif tinggi fitat dan serat yang menghambat absorbsi seng,

seperti kebiasaan minum teh setiap hari, bahkan pada golongan masyarakat tertentu

mengkonsumsi teh kental. Selain itu juga banyak mengkonsumsi kacang-kacangan

dan serelia, termasuk hasil olahannya. Bahan makanan ini banyak mengandung fitat


atau tannin . Sehingga potensi kekurangan zat seng ( Zn ) ini pada masyarakat

Indonesia cukup tinggi karena penyerapan zat seng ( Zn ) akan terganggu.

2.4.1 Fungsi Zinkum( Zn )

Zinkum adalah mikromineral yang ada di mana-mana dalam jaringan

manusia/hewan dan terlibat dalam fungsi berbagai enzim dalam proses metabolisme.

Tubuh manusia dewasa mengandung 2 - 2,5 gram seng. Tiga perempat dari jumlah

tersebut berada dalam tulang dan mobilisasinya sangat lambat. Dalam konsentrasi

tinggi seng ditemukan juga pada iris, retina, hepar, pankreas, ginjal, kulit, otot, testis

dan rambut, sehingga kekurangan seng berpengaruh pada jaringan-jaringan tersebut.

Di dalam darah seng terutama terdapat dalam sel darah merah, sedikit ditemukan

dalam sel darah putih, trombosit dan serum. Kira-kira 1/3 seng serum berikatan

dengan albumin atau asam amino histidin dan sistein. Dalam 100 ml darah terdapat

900 ml seng dan dalam 100 ml plasma terdapat 90 – 130 mg seng.

Seng terlibat pada lebih dari 90 enzim yang hubungannya denga metabolisme

karbohidrat dan energi, degradasi/sintesis protein, sintesis asam nukleat, biosintesis

heme, transpor CO2 (anhidrase karbonik) dan reaksi-reaksi lain. Pengaruh yang paling

nyata adalah dalam metabolisme, fungsi dan pemeliharaan kulit, pankreas dan organ-

organ reproduksi pria, terutama pada perubahan testosteron menjadi

dehidrotestosteron yang aktif. Dalam pankreas, seng ada hubungannya dengan

banyaknya sekresi protease yang dibutuhkan untuk pencernaan . Juga ada


hubungannya dengan insulin, walaupun tidak memegang peranan secara langsung

terhadap aktivitas insulin.

2.4.2 Absorbsi dan Metabolisme

Proses absorbsi seng menyerupai absorbsi besi dalam tubuh, dimana untuk

absorbsi membutuhkan alat angkut, proses ini terjadi dalam usus halus (duodenum),

seng diangkut oleh albumin dan transferin masuk kealiran darah dan dibawa ke hati.

Kelebihan seng disimpan dalam hati dalam bentuk metalotionein, lainnya dibawa ke

pankreas dan jaringan tubuh yang lain. Di dalam pankreas seng digunakan untuk

membuat enzim pencernaan, yang pada waktu makan dikeluarkan ke dalam saluran

cerna. Dengan demikian saluran cerna menerima seng dari dua sumber, yaitu dari

makanan dan dari cairan pencernaan yang berasal dari pankreas.

Absorbsi seng diatur oleh metalotionein yang disintesis di dalam sel dinding

saluran cerna. Bila konsumsi seng tinggi, dalam sel dinding saluran cerna sebagian

diubah menjadi metalotionein sebagai simpanan, sehingga absorbsi berkurang.

Banyaknya seng yang diabsorbsi berkisar antara 15-40%. Absorbsi seng dipengaruhi

oleh status seng tubuh. Jika lebih banyak seng yang dibutuhkan, lebih banyak pula

jumlah seng yang diabsorbsi. Seng dikeluarkan tubuh terutama melalui feses.

Disamping itu seng dikeluarkan melalui urin, dan jaringan tubuh yang dibuang, seperti

jaringan kulit, sel dinding usus halus, cairan haid dan sperma.


2.4.3 Kebutuhan dan Sumber Seng ( Zn )

Kebutuhan seng sangat bervariasi tergantung fisiologik, patologik, dan menu

sehari-hari. Pada orang dewasa sehat, jumlah seng yang hilang melalui urin, feses,

kulit, semen, rambut dan kuku adalah 2,6 mg/hari. Dengan asumsi bahwa daya serap

usus terhadap seng hanya sekitar 25% dan adanya variasi individual, maka jumlah

kecukupan seng yang dianjurkan adalah 15 mg/hari. Widya Karya Pangan dan Gizi

tahun 1998 menetapkan angka kecukupan seng untuk Indonesia sebagai berikut:

a. Bayi : 3 – 5 mg.

b. 1 – 9 tahun : 8 – 10 mg.

c. 10 - > 60 tahun : 15 mg ( baik pria maupun wanita )

d. Ibu hamil : + 5 mg

e. Ibu menyusui : + 10 mg

Umumnya seng diperoleh dari bahan makanan asal hewani seperti daging,

hati, dan ayam. Bahan makanan asal hewani yang diperoleh dari laut seperti tiram,

kerang dan ikan haring mengandung seng dalam jumlah sangat tinggi. Sebaliknya

kadar seng dalam bahan makanan nabati seperti kacang-kacangan dan padi-padian

selain ditemukan rendah, juga mengandung zat fitat yang menghambat absorbsi seng (

Zn ). Kadar seng ( Zn ) pada buah-buahan juga rendah. Data dari berbagai negara

menunjukan bahwa kandungan seng ( Zn ) dalam makanan sehari-hari sangat rendah.

Meskipun di Indonesia belum mencantumkan kadar seng ( Zn ) dalam Daftar


Komposisi Bahan Makanan yang dikeluarkan oleh Direktorat Gizi Depkes RI, namun

bila dilihat dari pola menu masyarakat pada umumnya , diperkirakan kandungan seng

( Zn ) dalam makanan sehari-hari juga rendah. Apabila masukan makanan rendah

seng tersebut berkurang, maka masukan seng ( Zn ) makin berkurang dan ada

kemungkinan tidak mencukupi kebutuhan.

2.4.4 Akibat Defisiensi Seng ( Zn )

Kekurangan seng pertama dilaporkan pada tahun 1960-an, yaitu pada anak dan

remaja laki-laki di Mesir, Iran, dan Turki dengan karakteristik tubuh pendek, dan

keterlambatan pematangan seksual. Diduga penyebabnya makanan penduduk sedikit

mengandung daging, ayam dan ikan yang merupakan sumber utama seng dan tinggi

konsumsi serat dan fitat. Mengingat banyaknya enzim yang mengandung seng, maka

pada keadaan defisiensi seng reaksi biokimia dimana enzim - seng berperan akan

terganggu. Defisiensi seng dapat terjadi pada golongan rentan, yaitu anak-anak, ibu

hamil dan menyusui serta orang tua. Manifestasi klinis defisiensi seng pada manusia,

dapat terlihat sebagai berikut :

1. Kecepatan pertumbuhan menurun,

2. Nafsu makan dan masukan makanan menurun,

3. Lesiepitel lain seperti glositis, kebotakan,

4. Gangguan sistem kekebalan tubuh,

5. Perlambatan pematangan seksual dan impotensi

6. Fotopobia dan penurunan adaptasi dalam gelap,

7. Hambatan penyembuhan luka, dekubitus, lukabakar,


8. Perubahan tingkah laku,

9. Gangguan perkembangan fetus.

2.4.5 Akibat Kelebihan Seng ( Zn )

Kelebihan seng ( Zn ) hingga dua sampai tiga kali AKG menurunkan absorbsi

tembaga. Kelebihan sampai sepuluh kali AKG mempengaruhi metabolisme kolesterol,

mengubah nilai lipoprotein, dan tampaknya dapat mempercepat timbulnya

aterosklerosis. Dosis konsumsi seng ( Zn ) sebanyak 2 gram atau lebih dapat

menyebabkan muntah, diare, demam, kelelahan yang sangat, anemia, dan gangguan

reproduksi. Suplemen seng ( Zn ) bisa menyebabkan keracunan, begitupun makanan

yang asam dan disimpan dalam kaleng yang dilapisi seng ( Zn ) ( Almatsier, 2001 ).

2.5 Magnesium (Mg)

Magnesium adalah logam alkali tanah yang tidak terdapat bebas dialam

melainkan dalam bentuk senyawa. Nomor massa dan nomor atom magnesium adalah

24,31 dan 12. Magnesium (Mg) adalah kation kedua terbanyak di intrasel setelah

kalium. Pada tubuh dewasa sehat ada 21–28 g Mg, 99% tersebar di kompartemen

intrasel dan hanya 1 % di cairan ekstrasel. Mg dibagi lagi ke dalam tiga kompartemen

utama tubuh: kira-kira 65% berada pada fase mineral rangka, 34% di ruang intrasel,

dan hanya 1% di dalam cairan ekstrasel . Usus halus adalah tempat utama penyerapan

Mg, sedangkan ekskresi sebagian besar melalui ginjal. Mg serum terdapat dalam 3


bentuk: fraksi yang berikatan dengan protein (25% berikatan dengan albumin dan 8%

dengan globulin), fraksi khelasi (12%), dan fraksi ion yang aktif metabolik (Mg++:

55%). Kadar Mg dalam plasma orang sehat sangat konstan, dengan kisaran kadar

serum total 0,75–0,96 mmol/L, dan rata-rata 0,85 mmol/L.

2.5.1 Fungsi magnesium.

Magnesium berperan penting dalam system enzim dalam tubuh.

Magnesium berperan sebagai katalisator dalam reaksi biologic termasuk

metabolisme energi, karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat, serta dalam

sintesis, degradasi, dan stabilitas bahan gen DNA di dalam semua sel jaringan

lunak.Di dalam sel ekstraselular, magnesium berperan dalam transmisi saraf,

kontraksi otot dan pembekuan darah. Dalam hal ini magnesium berlawanan

dengan kalsium.kerusakan gigi dengan cara menahan kalsium dalam email gigi.

2.5.2 Absorbsi dan Metabolisme.

Magnesium diabsorpsi di usus halus dengan bantuan alat angkut aktif dan

secara difusi pasif. Di dalam darah magnesium terdapat dalam bentuk ion bebas.

Keseimbangan magnesium dalam tubuh terjadi melalui penyesuaian eksresi

magnesium melalui urin. Eksresi magnesium meningkat oleh adanya hormone

tiroid, asidosis, aldosteron serta kekurangan fosfor dan kalium . eksresi

magnesium menurun karena pengaruh kalsitonin, glukagon dan PTH terhadap

. resorpsi tubula ginjal.


2.5.3 Kebutuhan dan sumber magnesium

Kebutuhan mineral magnesium sekitar 300 – 400 mg setiap hari,

dimana tingkatannya berbeda tergantung pada jenis kelamin dan usia.

Kebutuhan dari magnesium meningkat sehubungan dengan umur dan tingkat

tekanan hidup. Magnesium mengendalikan kontraksi otot, metabolisme

protein, diantara tugas vital lainnya. Sumber utama magnesium adalah sayur

hijau, serealia tumbuk, biji-bijian dan kacang-kacangan. Daging, susu dan hasilnya

serta cokelat merupakan sumber magnesium yang baik.

2.5.4 Akibat defisiensi magnesium

Di lain pihak, defisiensi magnesium pada pasien rawat-inap ternyata lebih lazim

daripada yang diduga sebelumnya. Kira-kira 10% pasien yang masuk rumah sakit

besar di kota mengalami hipomagnesemia, dan kekerapan ini bisa setinggi 65% pada

unit rawat intensif . Jadi, anggapan sebelumnya bahwa magnesium harus disediakan di

cairan rumatan hanya setelah masa rawat memanjang (misal > 7 hari) mungkin tidak

berlaku lagi. Sebaliknya magnesium dan mikromineral lain serta trace element harus

diberikan dini mengingat seringnya penyakit-penyakit “boros magnesium” seperti,

penyakit saluran cerna (diare akut dan kronik, enteritis regional, kolitis ulseratif,

malabsorpsi dll), obat-obat “boros magnesium” (diuretik, aminoglikosida, cisplatin)

dan kelainan endokrin (diabetes, hiperparatiroid,hipertiroid).


Diabetes militus mungkin merupakan penyakit yang tersering berkaitan

dengan defisiensi Mg. Sampai 39 persen penderita diabetes rawat jalan telah

dilaporkan hipomagnesemia. Pada ketoasidosis berat, Mg bisa terbuang ke dalam

urin selama asidosis. Kadar Mg mungkin normal atau tinggi akibat deplesi volume;

namun, terapi cairan dan insulin menghasilkan penurunan ke kisaran subnormal.

Insulin telah ditunjukkan menyebabkan perpindahan Mg ke dalam jaringan lunak.

Kekurangan insulin pada diabetes tipe 1 bisa mengakibatkan penurunan Mgintrasel.

Walaupun disimpulkan bahwa hipomagnesemia disebabkan oleh diabetes dan

bukan kebalikannya, defisiensi Mg juga bisa mempengaruhi onset penyakit ini. Defisit

Mg mengganggu reaksi enzimatik yang menggunakan atau memproduksi adenosine

triphosphate (ATP), yang memodifikasi kaskad enzimatik pada metabolisme

karbohidrat, sehingga memicu DM. Defisiensi Mg dapat menghasilkan kelainan

dalam aktivitas tirosin-kinase pada reseptor insulin. Kejadian ini terkait dengan

timbulnya resistensi insulin dan penurunan utilisasi

glukosa oleh sel.


Gambar 2.3.Deplesi Magnesium Pada Penyakit Saluran Cerna.

Kandungan Mg dalam cairan saluran cerna atas adalah kira-kira 1 mEq/L.

Muntah-muntah dan sedot lambung dapat memperberat deplesi Mg. Kandungan Mg

pada cairan diare dan drainase fistula jauh lebih tinggi ( sampai 15 mEq/L).

Akibatnya, deplesi Mg banyak dijumpai pada diare akut dan kronik, enteritis regional,

kolitis ulseratif, fistula usus dan empedu. Sindrom absorpsi yang disebabkan

nontropical sprue, trauma radiasi akibat terapi untuk penyakit seperti karsinoma

serviks, dan limfangiektasi usus bisa mengakibatkan defisiensi Mg. Kondisi-kondisi

lain yang mengakibatkan deplesi magnesium meliputi steatorea, pankreatitis

hemoragik akut atau edematosa, dan reseksi usus halus.

Magnesium bersama-sama dengan mikromineral lain seperti kalsium, fosfat,

dan zinc harus diberikan pada pasien rawat-inap dengan kelainan endokrin dan

saluran cerna. Pasien dengan asupan oral tidak akurat harus dikelola dengan cairan

parenteral yang sesuai mengandung unsur-unsur ini di samping glukosa dan asam

amino (misal Aminofluid . Tujuan terapi cairan rumatan adalah: 1) mencegah


dehidrasi dan gangguan elektrolit 2) mencegah defisiensi mikromineral 3) mencegah

dan mengatasi ketoasidosis 4) meminimalkan degradasi protein dan 5) akhirnya,

diindikasikan untuk mempercepat penyembuhan. ( [email protected], Jakarta, 29

Nov 2009).

2.5.5 Akibat kelebihan magnesium.

Akibat kelebihan magnesium belum diketahui secara pasti. Kelebihan

magnesium terjadi pada penyakit gagal ginjal.

2.6 Elektrokoagulasi

Elektrokoagulasi adalah proses penggumpalan dan pengendapan partikel-partikel

halus dalam air menggunakan energi listrik. Proses elektrokoagulasi dilakukan pada

bejana elektrolisis yang didalamnya terdapat dua penghantar arus listrik searah yang

disebut elektroda, yang tercelup dalam larutan limbah sebagai elektrolit. Apabila

dalam suatu larutan elektrolit ditempatkan dua elektroda dan dialiri arus listrik

searah, maka akan terjadi peristiwa elektrokimia yaitu gejala dekomposisi elektrolit,

yaitu ion positif (kation) bergerak ke katoda dan menerima elektron yang di reduksi

dan ion negative (anion) bergerak ke anoda dan menyerahkan elektron yang

dioksidasi. Sehingga membentuk flok yang mampu mengikat kontaminan dan

partikel-partikel dalam limbah.

2.6.1 Flokulasi

Flokulasi adalah penggabungan dari partikel-partikel hasil koagulasi menjadi

partikel yang lebih besar dan mempunyai kecepatan mengendap yang lebih besar,


dengan cara pengadukan lambat. Dalam hal ini proses koagulasi harus diikuti

flokulasi yaitu penggumpalan koloid terkoagulasi sehingga membentuk flok yang

mudah terendapkan atau transportasi partikel tidak stabil, sehingga kontak antar

partikel dapat terjadi (Sutrisno,1987).

Proses Flokulasi

Terdapat 3 (tiga) tahapan penting yang diperlukan dalam proses koagulasi yaitu:

tahap pembentukan inti endapan, tahap flokulasi dan tahap pemisahan flok dengan

cairan.

1. Tahap pembentukan inti Endapan

Pada tahap ini diperlukan zat koagulan yang berfungsi untuk penggabungan antara

koagulan dengan pollutan yang ada dalam air. Agar penggabungan dapat berlangsung

diperlukan pengadukan dan pengaturan pH. Pengadukan dilakukan pada kecepatan 60

s/d 100 rpm selama 1 s/d 3 menit ; pengaturan pH tergantung dari jenis koagulan yang

digunakan misalnya :

Tawas pH 6 s/d 8

Ferro Sulfat pH 8 s/d 11

Ferri Sulfat pH 5 s/d 9

2. Tahap Flokulasi

Pada tahap ini terjadi penggabungan inti-inti endapan, sehingga menjadi molekul

yang lebih besar. Pada tahap ini dilakukan pengadukan lambat dengan kecepatan 40

s/d 50 rpm selama 15 s/d 30 menit. Untuk mempercepat dapat terbentuknyaflok dapat

ditambahkan flokulan misalnya polielektrolit.Polielektrolit digunakan secara luas,


baik untuk pengolahan air proses maupun untuk pengolahan air limbah industry.

Polielektrolit dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu non ionik, kationik dan anionik,

biasanya bersifat larut dalam air.

Sifat yang menguntungkan dari penggunaan polielektrolit adalah volume lumpur

yang terbentuk relative lebih kecil, mempunyai kemampuan untuk menghilangkan

warna dan efisien untuk proses pemisahan air dari lumpur.

3. Tahap Pemisahan flok dengan Cairan

Flok yang terbentuk selanjutnya harus dipisahkan dari cairannya, yaitu dengan

cara pengendapan atau pengapungan. Bila flok yang terbentuk dipisahkan dengan

cara pengendapan, maka dapat digunakan alat klarifier, sedangkan Bila flok yang

terjadi diapungkan dengan menggunakan gelembung udara, maka flok dapat diambil

dengan menggunakan skimmer

Gambar 2.4. Proses Flokulasi


Zat-zat kimia yang digunakan untuk mendestabilkan partikel koloid disebut

dengan koagulan. Koagulan yang paling sering digunakan adalah alumunium sulfat.

Jika senyawa ini dimasukkan ke dalam air akan terionisasi membentuk Al3+ dan SO42-

yang dapat menetralkan muatan koloid.

Al2(SO4)3 → 2 Al3+ + 3SO42-

H2O → H + + OH-

2Al3+ + 6 OH- → 2 Al(OH)3 (Laing D.1973).

Mekanisme yang terjadi pada proses flokulasi dengan koagulannya adalah sebagai

berikut :

1. Adsorpsi flokulan (polimer) pada permukaan partikel koloid sehingga terbentuk

lapisan flokulan. Dalam hal ini terjadi destabilisasi muatan elektron negatif

partikel koloid oleh muatan positif hasil hidrolisa flokulan sehingga terjadi

penggumpalan yang tidak stabil, proses ini disebut adsorpsi koagulasi.

2. Gumpalan (partikel-partikel) yang tidak stabil ini akan membentuk flok yang lebih

besar, sehingga akibat dari tubrukan partikel-partikel dengan bantuan pengadukan,

sehingga menjadi stabil dan mudah mengendap (terflokulasi).

(Nainggolan,J.W.1997)

Reaksi koagulasi dengan Tawas secara sederhana dapat ditulis sebagai berikut :


Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(HCO3)2 ==> 2 Al(OH)3 +3 Ca(SO4) + 6 CO2 + 18 H2O

alkalinity

Al2(SO4)3.18 H2O + 3 Ca(OH)2 ==> 2 Al(OH)3 + 3 Ca(SO4) + 3 CO2 + 18 H2O

mengendap

Pengendapan kotoran dapat terjadi karena pembentukan alumunium hidroksida,

Al(OH)3 yang berupa partikel padat yang akan menarik partikel - partikel kotoran

sehingga menggumpal bersama-sama, menjadi besar dan berat dan segera dapat

mengendap.

Reaksi Pada Katoda

Reaksi pada katoda adalah reduksi terhadap kation. Jadi yang diperhatikan hanya

kation saja.

1. Jika larutan mengandung ion-ion logam alkali, ion-ion logam alkali tanah, ion

logam Al3+ dan ion Mg2+, maka ion-ion logam alkali ini tidak dapat direduksi

dari larutan.Yang akan mengalami reduksi adalah pelarut (air) dan terbentuk

gas Hidrogen (H2) pada katoda.

2 H2O + 2e ==> 2 OH- + H2

2. Jika larutan mengandung asam, maka ion H+ dari asam akan direduksi menjadi

gas hydrogen pada katoda.

2 H+ + 2e ==> H2

3. Jika larutan mengandung ion-ion lain, maka ion-ion logam ini akan direduksi

menjadi logamnya dan logam yang terbentuk itu diendapkan pada permukaan

batang katoda.


Fe2+ + 2e ==> Fe

Mn2+ + 2 e ==> Mn (Suaib,1994).

Reaksi pada Anoda

1. Elektroda pada anoda, elektrodanya dioksidasi menjadi ionnya.

Contoh : Al ==> Al3+ + 3 e

Zn ==> Zn2+ + 2 e

2. Dalam system elektrokimia dengan anoda terbuat dari alumunium,

beberapa kemungkinan reaksi elektroda dapat terjadi sebagai berikut;

Anoda Al ==> Al3+ + 3e

Katoda : 2 H2O + 2 e ==> H2 + 2OH

a. 2 H+ + 2e ==> H2

b. O2 + 4 H+ + 4e ==> 2 H2O

2.6.2 Proses Elektrokoagulasi

Elektrokoagulasi dikenal juga sebagai elektrolisis gelombang pendek.

Elektrokoagulasi merupakan suatu proses yang melewatkan arus listrik ke dalam air.

Itu dapat digunakan menjadi sebuah uji nyata dengan proses yang sangat efektif untuk

pemindahan bahan pengkontaminasi di dalam air. Proses ini dapat mengurangi lebih

dari 99% kation logam berat. Pada dasarnya sebuah elektroda logam akan teroksidasi


dari logam M menjadi kation (Mn+). Selanjutnya, air akan direduksi menjadi gas

hidrogen dan ion hidroksil (OH). Elektrokoagulasi ini dikenal sebagai reaksi in situ

kation logam.

Gambar 2.5. Prinsif Kerja Elektrokoagulasi.

Interaksi yang terjadi dalam larutan :

1. Migrasi menuju muatan elektroda yang berlawanan (elektroporesis) dan netralisasi

muatan.

2. Kation atau ion hidroksil membentuk sebuah endapan dengan pengotor.

3. Interaksi kation logam dengan OH- membentuk sebuah hidroksida, dengan sifat

adsorpsi yang tinggi selanjutnya berikatan dengan pollutan (bridge coagulation).

4. Senyawa hidroksida yang terbentuk membentuk gumpalan (flok) yang lebih besar

.

5. Oksidasi pollutan sehingga sifat toksiknya berkurang.


6. Sesudah flok terjadi,gas H2 membantu Flotasi dengan membawa pollutan

kelapisan buih flok di permukaan cairan. (Holt,P.2006).

Gambar 2.6. Interaksi Dalam Proses Elektrokoagulasi 2.6.3 Keuntungan Elektrokoagulasi

Eletrokoagulasi menggunakan peralatan yang sederhana dan mudah

dioperasikan. Pengolahan air limbah dengan elektrokoagulasi menghasilkan air yang

bersih, warna dan baunya berkurang. Endapan yang terbentuk dari proses

elektrokoagulasi lebih mudah dipisahkan dari air. Flok-flok yang dibentuk dengan

elektrokoagulasi memiliki persamaan dengan flok-flok kimia. Hasil elektrokoagulasi

dapat menurunkan total padatan terlarut. Proses elektrokoagulasi dapat memindahkan

partikel-partikel koloid yang lebih kecil. Proses elektrokoagulasi dapat diatur arus

listriknya.


2.6.4 Kerugian Elektrokoagulasi

Elektrodanya dapat terlarut sehingga dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi.

Penggunaan arus listrik yang mahal. Pada berbagai sistem elektrokoagulasi, lapisan

oksida dapat membentuk katoda dan pengaturan unit elektrokoagulasi kurang efisien.

(http://en.wikipedia.org./wiki/elektrocoagulation,2008).

Elektrodanya dapat terlarut sehingga dapat mengakibatkan terjadinya oksidasi.

Penggunaan arus listrik yang mahal. Pada berbagai sistem elektrokoagulasi, lapisan

oksida dapat membentuk katoda dan pengaturan unit elektrokoagulasi kurang efisien.

kurang efisien. kurang kurang kurang .

(http://en.wikipedia.org./wiki/elektrocoagulation,2008).

2.7 Spektrofotometer Serapan Atom ( SSA )

Sejak diperkenalkan oleh A. Walsh ( 1955 ) metoda spektrofotometer serapan

atom ( SSA ) telah mengalami perkembangan yang sangat pesat. Sampai saat ini telah

digunakan untuk mendeteksi ( menganalisa ) hampir keseluruhan unsur – unsur logam

yang terdapat di dalam jadwal berkala unsur ( sistem periodik unsur ). Metoda SSA

digunakan untuk menganalisis sampel yang terdapat di dalam bentuk bahan – bahan

biologi, pertanian, makanan dan minuman, air tanah, pupuk, besi baja dan juga bahan

– bahan pencemar lingkungan. Pada tahun terakhir ini alat SSA semakin sensitive dan

canggih dan dapat digabungkan dengan computer dalam pengolahan datanya.

Investasi besar dalam peralatan – peralatan seperti SSA amat penting dalam


http://en.wikipedia.org./wiki/elektrocoagulation,2008

http://en.wikipedia.org./wiki/elektrocoagulation,2008

menunjang misi laboratorium. Maka pemanfaatannya bergantung pada kemampuan

sumber daya manusia, seperti kemampuan pemahaman teori dasar, spectrum aplikasi,

ketertelusuran metoda analisis yang disyaratkan pada SNI 19 – 17025 – 2000 .

Spektrofotometer Serapan Atom adalah metoda analisis yang berdasarkan

pada pengukuran radiasi cahaya yang diserap atom bebas . Analisis menggunakan

Spektrofotometer Serapan Atom ini mempunyai keuntungan berupa analisisnya sangat

peka, teliti dan cepat, pengerjaannya relative sederhana serta tidak perlu dilakukan

pemisahan unsur logam dalam pelaksanaannya.

Analisis Spektrofotometer Serapan Atom yang didasarkan pada proses

penyerapan energi radiasi dari sumber nyala atom – atom yang berada pada tingkat

energi dasar. Komponen – komponen utama yang menyusun Spektrofotometer

Serapan Atom adalah sumber cahaya, atomizer, monokromator, detector, dan

penampilan data

2.7.1 Instrumentasi Spektrofotometer Serapan Atom

Prinsip utama untuk pengukuran penyerapan atom adalah pelemahan radiasi .

latar belakang spesifik untuk elemen tertentu karena penyerapan yang dialami oleh

sampel dalam atomisasi. Perbandingan antara radiasi awal dan dilemahkan satu

memberikan informasi mengenai konsentrasi dari unsur dalam sampel dianalisis.

Komponen utama spektrometer serapan atom adalah:

1. Sumber radiasi khusus untuk unsur-unsur tertentu (lampu dengan katoda yang

kosong atau tanpa elektrode).

2. Kompartemen sampel, dengan unit atomising (grafit burner)


3. Monochromator

4. Photo-detektor

5. Komputer untuk kontrol peralatan dan analisis data.

Sumber radiasi spektrometer serapan atom harus berisi elemen yang diukur

dalam sampel. Ada akan digunakan lampu dengan katoda kosong, membangun dari

atau diisi dengan elemen tertentu atau lampu tanpa elektrodasilinder kaca yang berisi

beberapa miligram dari unsur ini. Sumber radiasi memancarkan energi radiasi khusus

untuk unsur tertentu, yang melintasi komponen sampel. Di sini radiasi dilemahkan

karena penyerapan oleh atomisasi sampel. Sinyal yang diterima dari foto-detektor

yang diperkuat dan diproses untuk penentuan nilai dan ditampilkan pada layar

komputer atau, akhirnya,dicetak di atas kertas.

Gambar. 2. 7. Skematis ringkas dari alat SSA


bab 2 tinjauan pustaka -...

Documents