AIR

Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk

kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi,tetapi tidak di planet lain. Air

menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330

juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut dan pada lapisan-

lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir

sebagai , hujan, sungai, muka air tawar, danau, ,uap air dan lautan es. Air dalam

obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui

penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata

air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di

banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi,

sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet

Mars, serta pada bulan-bulan Eropa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan

(es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara

alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Pengelolaan

sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air,

monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik. [ Indonesia telah

memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air sejak tahun 2004, yakni

Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air 1

1. Sifat Kimia Air

Di antara sifat-sifat kimia air, yang terutama adalah bahwa air

merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam

air. Konsekuensi yang sangat penting dari sifat kimia ini adalah mineral-

mineral dan zat-zat yang berguna yang terkandung tanah terlarut dalam air dan

dibawa ke laut oleh sungai. Diperkirakan lima milyar ton zat dibawa ke sungai

setiap tahun. Zat-zat tersebut penting bagi kehidupan laut.

Air juga mempercepat (mengkatalisis) hampir semua reaksi kimia yang

diketahui. Sifat kimia air yang penting lainnya adalah reaktivitas kimianya ada

1 http://id.wikipedia.org/wiki/Air

pada tingkat yang ideal. Air tidak terlalu reaktif yang membuatnya berpotensi

merusak (seperti asam sulfat) dan tidak juga terlalu lamban (seperti argon

yang tidak bereaksi kimia). Mengutip Michael Denton: “Tampaknya, seperti

semua sifatnya yang lain, reaktivitas air ideal baik bagi peran biologis

maupun geologisnya.”

Detail lain tentang kesesuaian sifat-sifat kimia air untuk kehidupan

selalu terungkap ketika para peneliti menyelidiki zat tersebut lebih jauh.

Harold Morowitz, seorang profesor biofisika dari Universitas Yale,

menyatakan:

Beberapa tahun ke belakang telah menyaksikan studi yang berkembang

tentang sebuah sifat air yang baru dipahami (yaitu, konduktansi proton) yang

ternyata hampir unik bagi zat tersebut, merupakan unsur kunci transfer energi

biologis, dan tentu saja penting bagi asal usul kehidupan. Semakin dalam

dipelajari, semakin terkesan sebagian dari kami dengan kesesuaian alam

dalam bentuk yang begitu tepat.2

2. Sifat Fisika Air

Suhu air adalah derajat panas air yang dinyatakan dalam satuan derajat

Celcius.

Warna adalah warna nyata dari air yang dapat disebabkan oleh adanya

2 http://id.wikipedia.org/wiki/Air

ion metal (besi dan mangan) humus, plankton, tumbuhan air dan limbah

industri, yang dimaksud dengan warna adalah warna nyata yang kekeruhannya

telah dihilangkan, sedangkan yang dimaksud dengan warna tampak adalah

warna yang tidak hanya disebabkan zat-zat terlarut dalam air akan tetapi juga

zat tersuspensi, yang dinyatakan dalam satuan warna skala PtCo.

Kekeruhan adalah sifat optik dari suatu larutan yang menyebabkan

cahaya yang melaluinya terabsorbsi dan terbias dan dihitung dalam satuan

mg/L SiO2 atau Unit Kekeruhan Nephelometri (UKN). Kekeruhan di dalam

air disebabkan oleh adanya zat tersuspensi seperti lempung, lumpur, zat

organik, plankton dan zat-zat halus lainnya.

Kejernihan adalah dalamnya lapisan air yang dapat ditembus oleh

sinar matahari yang dinyatakan dalam satuan cm.

Residu Total adalah residu yang tersisa setelah penguapan contoh dan

dilanjutkan dengan pengeringan pada suhu tertentu secara merata dan

dinyatakan dalam satuan mg/L

Residu Tersuspensi adalah berat zat padat dalam air yang tertahan

pada penyaring dengan kertas saring yang berpori sebesar 0,45 mm dan

dikeringkan pada suhu tertentu secara merata dan dinyatakan dalam satuan

mg/L

Residu Terlarut adalah berat zat padat dalam air yang lolos pada

penyaring dengan kertas saring yang berpori sebesar 0,45 mm dan dikeringkan

pada suhu tertentu secara merata dan dinyatakan dalam satuan mg/L

Residu Total terurai adalah bagian berat dari residu total yang terurai

menjadi gas pada pemanasan dengan suhu tertentu dan dinyatakan dalam

satuan mg/L

Residu Tersuspensi Terurai adalah bagian berat dari residu

tersuspensi yang terurai menjadi gas pada pemanasan dengan suhu tertentu

dan dinyatakan dalam satuan mg/L

Residu Terikat adalah bagian berat residu total atau residu tersuspensi

yang tidak terurai menjadi gas pada pemanasan dengan suhu tertentu dan

dinyatakan dalam satuan mg/L

Residu Mengendap adalah zat padat yang dapat mengendap selama

waktu tertentu dan dinyatakan dalam satuan mg/L atau mL/L.

Derajat keasaman (pH) adalah logaritma negatif dan aktifitas ion

hidrogen dalam suatu larutan. Derajat keasaman (pH) air, penting untuk

menentukan nilai daya guna perairan baik untuk keperluan rumah tangga,

irigasi, kehidupan organisme perairan dan kepentingan lainnya. Nilai pH suatu

perairan mencirikan keseimbangan antara asam dan basa dalam air dan

merupakan pengukuran konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. Mengingat

nilai pH ditentukan oleh interaksi berbagai zat dalam air termasuk zat-zat yang

secara kimia maupun biokimia tidak stabil maka penentuan pH harus

dilakukan setelah pengambilan contoh dan tidak dapat diawetkan. pH dapat

diukur dengan metode kolorimetri dan elektrometri. Metode elektrometri lebih

banyak digunakan di laboratorium dan lapangan karena lebih teliti dan praktis.

Daya Hantar Listrik (DHL) adalah kemampuan dari larutan untuk

menghantarkan arus listerik yang dinyatakan dalam mmhos/cm, kemampuan

tersebut antara lain tergantung pada kadar zat terlarut yang mengion di dalam

air, pergerakan ion, valensi dan suhu.

Salinitas/Kegaraman adalah merupakan residu terlarut dalam air,

apabila semua bromida dan iodida dianggap sebagai klorida.

Klorositi adalah kadar klor dalam satuan g/L yang digunakan pada

perhitungan salinitas.3

3. Sifat Biologi Air

Air merupakan cairan singular, oleh karena kapasitasnya untuk

membentuk jaringan molekul 3 dimensi dengan ikatan hidrogen yang mutual.

Hal ini disebabkan karena setiap molekul air mempunyai 4 muatan fraksional

dengan arah tetrahedron, 2 muatan positif dari kedua atom hidrogen dan dua

muatan negatif dari atom oksigen.[16] Akibatnya, setiap molekul air dapat

membentuk 4 ikatan hidrogen dengan molekul disekitarnya. Sebagai contoh,

sebuah atom hidrogen yang terletak diantara dua atom oksigen, akan

3 http://auliachemy.wordpress.com/

membentuk satu ikatan kovalen dengan satu atom oksigen dan satu ikatan

hidrogen dengan atom oksigen lainnya, seperti yang terjadi pada es.

Perubahan densitas molekul air akan berpengaruh pada kemampuannya untuk

melarutkan partikel. Oleh karena sifat muatan fraksional molekul, pada

umumnya, air merupakan zat pelarut yang baik untuk partikel bermuatan atau

ion, namun tidak bagi senyawa hidrokarbon.

Konsep tentang sel sebagai larutan yang terbalut membran, pertama

kali dipelajari oleh ilmuwan Rusia bernama Troschin pada tahun 1956. Pada

monografnya, Problems of Cell Permeability, tesis Troschin mengatakan

bahwa partisi larutan yang terjadi antara lingkungan intraselular dan

ekstraselular tidak hanya ditentukan oleh permeabilitas membran, namun

terjadi akumulasi larutan tertentu di dalam protoplasma, sehingga membentuk

larutan gel yang berbeda dengan air murni.

Pada tahun 1962, Ling melalui monografnya, A physical theory of the

living state, mengutarakan bahwa air yang terkandung di dalam sel mengalami

polarisasi menjadi lapisan-lapisan yang menyelimuti permukaan protein dan

merupakan pelarut yang buruk bagi ion. Ion K+ diserap oleh sel normal, sebab

gugus karboksil dari protein cenderung untuk menarik K+ daripada ion Na+.

Teori ini, dikenal sebagai hipotesis induksi-asosiasi juga mengutarakan tidak

adanya pompa kation, ATPase, yang terikat pada membran sel, dan distribusi

semua larutan ditentukan oleh kombinasi dari gaya tarik menarik antara

masing-masing protein dengan modifikasi sifat larutan air dalam sel. Hasil

dari pengukuran NMR memang menunjukkan penurunan mobilitas air di

dalam sel namun dengan cepat terdifusi dengan [[molekul air normal. Hal ini

kemudian dikenal sebagai model two-fraction, fast-exchange.

Keberadaan pompa kation yang digerakkan oleh ATP pada membran

sel, terus menjadi bahan perdebatan, sejalan dengan perdebatan tentang

karakteristik cairan di dalam sitoplasma dan air normal pada umumnya.

Argumentasi terkuat yang menentang teori mengenai jenis air yang khusus di

dalam sel, berasal dari kalangan ahli kimiawan fisis. Mereka berpendapat

bahwa air di dalam sel tidak mungkin berbeda dengan air normal, sehingga

perubahan struktur dan karakter air intraselular juga akan dialami dengan air

ekstraselular. Pendapat ini didasarkan pada pemikiran bahwa, meskipun jika

pompa kation benar ada terikat pada membran sel, pompa tersebut hanya

menciptakan kesetimbangan osmotik selular yang memisahkan satu larutan

dari larutan lain, namun tidak bagi air. Air dikatakan memiliki kesetimbangan

sendiri yang tidak dapat dibatasi oleh membran sel.

Para ahli lain yang berpendapat bahwa air di dalam sel sangat berbeda

dengan air pada umumnya. Air yang menjadi tidak bebas bergerak oleh karena

pengaruh permukaan ionik, disebut sebagai air berikat (bahasa Inggris: bound

water), sedangkan air diluar jangkauan pengaruh ion tersebut disebut air bebas

(bahasa Inggris: bulk water).

Air berikat dapat segera melarutkan ion, oleh karena tiap jenis ion akan

segera tertarik oleh masing-masing muatan fraksional molekul air, sehingga

kation dan anion dapat berada berdekatan tanpa harus membentuk garam. Ion

lebih mudah terhidrasi oleh air yang reaktif, padat dengan ikatan lemah,

daripada air inert tidak padat dengan daya ikat kuat. Hal ini menciptakan zona

air, sebagai contoh, kation kecil yang sangat terhidrasi akan cenderung

terakumulasi pada fasa air yang lebih padat, sedangkan kation yang lebih

besar akan cenderung terakumulasi pada fasa air yang lebih renggang, dan

menciptakan partisi ion seperti serial Hofmeister sebagai berikut:

Mg2+ > Ca2+ > H+ >> Na+

NH+ > Cs+ > Rb+ > K+

ATP3- >> ATP2- = ADP2- = HPO42-

I- > Br- > Cl- > H2PO4-

catatan

densitas air berikat semakin tinggi ke arah kanan.

Interaksi antara molekul air berikat dan gugus ionik diasumsikan

terjadi pada rentang jarak yang pendek, sehingga atom hidrogen terorientasi ke

arah anion dan menghambat interaksi antara populasi air berikat dengan air

bebas. Orientasi molekul air berikat semakin terbatas permukaan molekul

polielektrolit bermuatan negatif antara lain DNA, RNA, asam hialorunat,

kondroitin sulfat, dan jenis biopolimer bermuatan lain. Energi elektrostatik

antara molekul biopolimer bermuatan sama yang berdesakan akan

menciptakan gaya hidrasi yang mendorong molekul air bebas keluar dari

dalam sitoplasma.

Pada umumnya, konsenstrasi larutan polielektrolit yang cukup tinggi

akan membentuk gel. Misalnya gel agarose atau gel dari asam hialuronat yang

mengandung 99,9% air dari total berat gel. Tertahannya molekul air di dalam

struktur kristal gel merupakan salah satu contoh kecenderungan alami setiap

komponen dari suatu sistem untuk bercampur dengan merata. Molekul air

dapat terlepas dari gel sebagai respon dari tekanan udara, peningkatan suhu

atau melalui mekanisme penguapan, namun dengan turunnya rasio kandungan

air, daya ikat ionik yang terjadi antara molekul zat terlarut yang menahan

molekul air akan semakin kuat.

Meskipun demikian, pendekatan ionik seperti ini masih belum dapat

menjelaskan beberapa fenomena anomali larutan seperti,

perbedaan sifat air di dalam sitoplasma oosit hewan katak dengan air di

dalam inti sel dan air normal

turunnya koefisien difusi air di dalam Artemia cyst dibandingkan dengan

koefisien air yang sama pada gel agarose dan air normal

lebih rendahnya densitas air pada Artemia cyst dibandingkan air normal

pada suhu yang sama

anomali trimetilamina oksida pada jaringan otot

kedua kandungan air normal, dan air dengan koefisien partisi 1,5 yang

dimiliki mitokondria pada suhu 0-4 °C

Fenomena anomali larutan ini dianggap terjadi pada rentang jarak jauh

yang berada di luar domain pendekatan ionik.

Energi pada molekul air menjadi tinggi ketika ikatan hidrogen yang

dimiliki menjadi tidak maksimal, seperti saat molekul air berada dekat dengan

permukaan atau gugus hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon kemudian disebut

bersifat hidrofobik sebab tidak membentuk ikatan hidrogen dengan molekul

air. Daya ikat hidrogen pada kondisi ini akan menembus beberapa zona air

dan partisi ion, sehingga dikatakan bahwa sebagai karakter air pada rentang

jarak jauh. Pada rentang ini, molekul garam seperti Na2SO4, sodium asetat

dan sodium fosfat akan memiliki kecenderungan untuk terurai menjadi kation

Na+ dan anionnya.4

gb.1

4. Hubungan Manusia dan Air

Air di dalam tubuh manusia,berkisar antara 50-70% dari seluruh berat

badan (1,2). air terdapat di seluruh badan, di tulang terdapat air sebanyak

22%berat tulang,di darah dan ginjal sebanyak83%. Pentingnya air untuk

kesehatan dapat dilihat dari jumlah air yang ada didalam organ, seperti

80%dari darah terdiri atas air,25% dari tulang,75% dari urat syaraf,80% dari

ginjal,70% dari hati, dan 75% dari otot adalah air. Keehilangan 15% dari berat

badan dapat mengakibatkan kematian karena orang dewasa perlu minum air

minimum 1,5-2 liter sehari. Kekurangan air ini dapat banyak menyebabkan

penyakit batu ginjal dan kandung kemih di daerah tropis seperti Indonesia,

4 http://id.wikipedia.org/wiki/Air

karena terjadinya kristalisasi unsur-unsur yang ada di dalam cairan tubuh

Dalam segala fungsi kehidupan seperti bereaksi terhadap segala

stimulus, tumbuh, bermetabolisme, reproduksi, air selalu memegang peranan

penting bahwa air sangat dibutuhkan bagi kehidupan masyarakat sehari-hari.

Tampak dari tempat-tempat di bumi ini yang dipilih masyarakat untuk

bermukim. Pemukinan banyak ditemukan disekitar perairan seperti sungai-

sungai. Oleh karena itu pula kota-kota di dunia ini pada awalnya terletak di

dekat sungai-sungai. Manusia sebagai makhluk budaya terpengaruh oleh sifat-

sifat lingkungan air sehingga dapat mengembangkan teknologi dalam rangka

mendayagunakan air. Air menstimulir manusia untuk membuat wadah-wadah

air baik dari tanah, perunggu, perak, emas. Air juga menstimilir orang untuk

membuat rakit,perahu, kapal-kapal, dan lain-lainnya, agar dapat

mendayagunakan air sebagai media transport.orang saat ini juga

mamanfaatkan air bagi pembangkit tenaga listrik, rekreasi, perikanan, dan

yang lain sebagainya.5 contoh gambar hubungan manusia dengan air bisa di

lihat di gambar 2 di bawah ini.

gb.2

5. Dampak pencemaran air

Istilah pencemaran air atau polusi air dapat dipersepsikan berbeda oleh

satu orang dengan orang lainnya mengingat banyak pustaka acuan yang

merumuskan definisi istilah tersebut, baik dalam kamus atau buku teks ilmiah.

5 Juli soemirat slamet. Kesehatan lingkungan Lingkungan. Bandung: Gajah Mada UniversityPress. 1994. Hal 84-85

Pengertian pencemaran air juga didefinisikan dalam Peraturan Pemerintah,

sebagai turunan dari pengertian pencemaran lingkungan hidup yang

didefinisikan dalam undang-undang. Dalam praktek operasionalnya,

pencemaran lingkungan hidup tidak pernah ditunjukkan secara utuh,

melainkan sebagai pencemaraan dari komponen-komponen lingkungan hidup,

seperti pencemaran air, pencemaran air laut, pencemaran air tanah dan

pencemaran udara. Dengan demikian, definisi pencemaran air mengacu pada

definisi lingkungan hidup yang ditetapkan dalam UU tentang lingkungan

hidup yaitu UU No. 23/1997.

Dalam PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air,

pencemaran air didefinisikan sebagai : “pencemaran air adalah masuknya atau

dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam

air oleh kegiaan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu

yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya”

(Pasal 1, angka 2). Definisi pencemaran air tersebut dapa.

Berdasarkan definisi pencemaran air, penyebab terjadinya pencemaran

dapat berupa masuknya mahluk hidup, zat, energi atau komponen lain ke

dalam air sehingga menyebabkan kualitas air tercemar. Masukan tersebut

sering disebut dengan istilahunsur pencemar, yang pada prakteknya masukan

tersebut berupa buangan yang bersifat rutin, misalnya buangan limbah cair.

Contoh dampak pencemaran air dapat di lihat pada gambar 3

gb.3

6. Indikator pencemaran air

indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah tercemar adalah

adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat digolongkan

menjadi.

Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan

tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya

perubahan warna, bau dan rasa.

- Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air

berdasarkan zat kimia yang terlarut, perubahan pH

- Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air

berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya

bakteri pathogen.

Indikator yang umum diketahui pada pemeriksaan pencemaran air

adalah pH atau konsentrasi ion hydrogen, oksigen terlarut (Dissolved Oxygen,

DO), kebutuhan oksigen biokimia (Biochemiycal Oxygen Demand, BOD)

serta kebutuhan oksigen kimiawi (Chemical Oxygen Demand, COD).

7. pH atau Konsentrasi Ion Hidrogen

Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan mempunyai

pH sekitar 6,5 – 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar

kecilnya pH. Bila pH di bawah pH normal, maka air tersebut bersifat asam,

sedangkan air yang mempunyai pH di atas pH normal bersifat basa. Air

limbah dan bahan buangan industri akan mengubah pH air yang akhirnya akan

mengganggu kehidupan biota akuatik.

Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahab pH dan

menyukai pH antara 7 – 8,5. Nilai pH sangat mempengaruhi proses

biokimiawi perairan , misalnya proses nitrifikasi akan berakhir pada pH yang

rendah. Pengaruh nilai pH pada komunitas biologi perairan dapat dilihat di

bawah ini :

8. Pengaruh pH Terhadap Komunitas Biologi Perairan

nilai pH 6,0 – 6,5

1. Keanekaragaman plankton dan bentos sedikit menurun

2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas tidak mengalami perubahan

nilai pH 5,5 – 6,0

1. Penurunan nilai keanekaragaman plankton dan bentos semakin tampak

2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas masih belum mengalami

perubahan yang berarti

3. Algae hijau berfilamen mulai tampak pada zona litoral

nilai pH 5,0 – 5,5

1. Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifilton dan

bentos semakin besar

2. Terjadi penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos

3. Algae hijau berfilamen semakin banyak

4. Proses nitrifikasi terhambat

nilai pH 4,5 – 5,0

1. Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifilton dan

bentos semakin besar

2. Penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos

3. Algae hijau berfilamen semakin banyak

4. Proses nitrifikasi terhambat

Pada pH < 4, sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak dapat

bertoleransi terhadap pH rendah. Namun ada sejenis algae yaitu

Chlamydomonas acidophila mampu bertahan pada pH =1 dan algaeEuglena

pada pH 1,6.

9. Sumber Pencemaran Air

Banyak penyebab sumber pencemaran air, tetapi secara umum dapat

dikategorikan menjadi 2 (dua) yaitu sumber kontaminan langsung dan tidak

langsung. Sumber langsung meliputi efluen yang keluar dari industri, TPA

sampah, rumah tangga dan sebagainya. Sumber tak langsung adalah

kontaminan yang memasuki badan air dari tanah, air tanah atau atmosfir

berupa hujan (Pencemaran Ling. Online, 2003). Pada dasarnya sumber

pencemaran air berasal dari industri, rumah tangga (pemukiman) dan

pertanian. Tanah dan air tanah mengandung sisa dari aktivitas pertanian

misalnya pupuk dan pestisida. Kontaminan dari atmosfir juga berasal dari

aktifitas manusia yaitu pencemaran udara yang menghasilkan hujan asam. 6

contoh sumber pencemaran air dapat dilihat pada gambar 4 dan gambar 5.

gb.4

gb.5

6 http://www.scribd.com/doc/24234034/PENCEMARAN-AIR-Sumber-Dampak-dan-Penanggulangannya

DAFTAR PUSTAKA

Slamet, Juli Soemirat. Kesehatan Lingkungan. Bandung: Gajah Mada university Press.1994

http://auliachemy.wordpress.com/

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

http://www.scribd.com/doc/24234034/PENCEMARAN-AIR-Sumber-Dampak-dan-Penanggulangannya