chapter ii

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Air

II.1.1. Definisi Air

Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak ada satu pun mahluk

hidup yang berada di planet bumi ini, yang tidak membutuhkan air. Di dalam sel

hidup, baik pada tumbuh – tumbuhan ataupun pada hewan ( termasuk di dalam

nya manusia ) akan terkandung sejumlah air, yaitu lebih dari 75 % kandungan sel

tumbuh – tumbuhan atau lebih dari 67 % kandungan sel hewan terdiri dari air.

Jika kandungan tersebut kurang, misalnya dehidrasi pada manusia yang di

akibatkan muntaber, kalau tidak cepat di tanggulangi akan mengakibatkan

kematian, tanaman yang lupa tidak di siram pun akan layu dan kalau di biarkan

akan mati. ( Suriawiria, 2005 ).

II.1.2. Kegunaan Air

Tubuh manusia sebagian terdiri dari air, kira – kira 60 – 70 % dari berat

badan nya. Untuk kelangsungan hidup manusia, tubuh manusia memerlukan air

yang jumlah nya antara lain tergantung berat badan nya. Untuk orang dewasa

kira– kira memerlukan air 2.200 gram setiap harinya. Kegunaan air bagi tubuh

manusia antara lain untuk proses pencernaan, kebersihan, mengatur keseimbangan

suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila kekurangan

banyak air, maka akan mengakibatkan kematian. ( Sutrisno, 2004 )

Universitas Sumatera Utara

II.1.3. Sumber – Sumber Air

a. Air Laut

Mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl

dalam air laut 3%. Dengan keadaan ini, maka air laut tak memenuhi syarat untuk

air minum. ( Sutrisno, 2004 )

b. Air Atmosfir

Dalam keadaan murni, sangat bersih, karena dengan adanya pengotoran

udara yang disebabkan oleh kotoran – kotoran industri / debu dan lain sebagainya.

Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada

waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan mulai turun, karena

masih mengandung banyak kotoran. ( Sutrisno, 2004 )

c. Air Permukaan

Adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air

permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh

lumpur, batang – batang kayu, daun – daun, kotoran industri kota dan sebagainya.

Air permukaan ada 2 macam yakni :

1. Air Sungai

2. Air rawa/danau


1. Air Sungai

Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu

pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya

mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. ( Sutrisno, 2004 )

2. Air rawa / danau

Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat – zat

organik yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang

menyebabkan warna kuning cokelat. Dengan adanya pembusukan kadar zat

organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan dalam

keadaaan kelarutan O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur – unsur Fe dan Mn ini

akan larut. Pada permukaan air akan timbul algae (lumut) karena adanya sinar

matahari dan O2. ( Sutrisno, 2004 ).

d. Air Tanah

Terbagi atas :

1. Air tanah dangkal

Terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah

dangkal ini terdapat pada kedalaman 15,00 m. Sebagai sumber air minum, air

tanah dangkal ini ditinjau dari segi kualitas agak baik. ( Sutrisno, 2004 ).


2. Air tanah dalam

Terdapat setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam,

tak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan

memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman ( biasanya antara

100 – 300 m) akan didapatkan suatu lapis air. Kualitas dari air tanah dalam pada

umumnya lebih baik dari air dangkal, karena penyaringannya lebih sempurna dan

bebas dari bakteri. ( Sutrisno, 2004 ).

3. Mata air

Adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata

air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan

kualitas / kualitasnya sama dengan keadaan air dalam. ( Sutrisno, 2004 ).

II.1.4. Pencemaran Air

Pencemaran air sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta

penggunaan lahan tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke

bumi bersama air hujan, maka air tersebut sudah tercemar. Beberapa jenis bahan

kimia untuk pupuk dan pestisida pada lahan pertanian akan terbawa air ke daratan

sekitarnya sehingga mencemari air pada permukaan lokasi yang bersangkutan.

Berbagai kuman penyebab penyakit pada makhluk hidup seperti bakteri, virus,

dan parasit sering mencemari air. Kuman yang masuk ke dalam air tersebut

berasal dari buangan limbah rumah tangga maupun buangan dari industri,

peternakan, rumah sakit, tanah pertanian dan lain sebagainya. Pencemaran dari


kuman penyakit ini merupakan penyebab utama terjadinya penyakit yang di

sebabkan oleh pencemaran air. ( Darmono, 2001 )

II.1.5. Komponen Pencemar Air

Meskipun rumus kimia air murni di lingkungan laboratorium adalah H2O

namun kenyataan nya di alam, rumus tersebut seolah – olah berubah menjadi H2O

+ X . Dalam hal ini, X merupakan komponen – komponen yang masuk atau di

masukkan ke dalam badan air sehingga menyebabkan perairan menurun

kualitasnya. ( Nugroho, 2006; Ryadi, 1984 ).

Karena X adalah merupakan zat – zat yang umumnya lebih banyak larut di

dalam H2O, maka efek kelarutan bagi air akan menimbulkan pengaruh toksisitas

maupun wujud fisik yang berubah dari air. ( Ryadi, 1984 )

II.1.6. Proses Pengolahan Air Baku Menjadi Air Reservoir

a. Intake

Intake adalah tempat masuknya air baku melalui saluran yang bercabang

dua di lengkapi dengan bar screen ( saringan kasar ) dan fine screen ( saringan

halus ) yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran - kotoran yang

terbawa air sungai.


b. Bak Pengendap I (Prasedimentasi)

Bangunan ini berfungsi sebagai bak pengendap awal untuk partikel yang ada

pada air baku serta sebagai tempat penginjeksian klorin. Selain itu sebagai tempat

untuk memisahkan materi suspensi.

c. Bak Koagulasi

Bangunan ini berfungsi untuk menurunkan parameter turbidity, logam berat

dengan penambahan koagulan PAC dan penginjeksian klorin sesuai dengan

kondisi operasi melalui pompa dosing. Bangunan ini dilengkapi dengan 2 unit

pengaduk mekanik (Rapid Mix) yang berfungsi sebagai pengaduk / pencampur air

dengan bahan kimia seperti klorin dan Poly Aluminium Cloride ( PAC ).

d. Bak Flokulasi

Bangunan ini berfungsi untuk memperbesar flok yang terjadi pada saat

proses koagulasi sehingga lebih mudah di endapkan pada bak pengendap

(sedimentasi ). Untuk mempercepat reaksi flokulasi ditambahkan pengaduk

kecepatan lambat ( Slow Mix ).

e. Bak Sedimentasi

Bak sedimentasi berfungsi untuk pengendapan padatan dan flok yang

terbentuk dari proses flokulasi.


f. Saringan Pasir Cepat

Fungsi saringan pasir cepat untuk menangkap flok yang tidak dapat

dipisahkan pada bak pengendap.

g. Bak Netralisasi

Bak netralisasi berfungsi sebagai tempat pengaturan pH agar air hasil

pengolahan mempunyai pH netral dan juga sebagai tempat penambahan khlor

untuk menjaga agar kandungan klorin dalam air yang akan didistribusikan selalu

ada untuk menghindari adanya bakteri patogen dalam air.

h. Reservoir

Reservoir ini berfungsi untuk menampung air bersih / air olahan setelah

melewati saringan pasir cepat (filter) dan bak netralisasi.

i. Pompa Transmisi

Pompa transmisi (pompa distribusi air bersih) berfungsi untuk

mendistribusikan air bersih ke pelanggan.

Adapun bahan – bahan kimia yang di gunakan dalam proses pengolahan air

adalah :

1. Kapur ( CaCo3)

Kapur berfungsi untuk menaikkan derajat keasaman / kesadahan /

PH.


2. Liquid Clorine ( Cl2 )

Gas klorin untuk desinfektan ( pembunuh bakteri ).

3. Poly Aluminium Cloride ( Al2(OH)3Cl3 )

PAC berfungsi untuk menggumpalkan materi halus dalam air baku

menjadi flok yang lebih besar. ( Katalog PDAM Tirtanadi )

II.1.7. Syarat – Syarat Air Minum

Syarat – syarat kualitas air minum dapat di lihat dalam parameter

wajib dan parameter tambahan, yang secara keseluruhan telah di tetapkan dalam

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 492 / MENKES / PER /

IV / 2010 yang terdapat dalam lampiran.

II.2. Logam Besi ( Fe )

II.2.1. Definisi

Besi ( Fe) adalah logam transisi yang memiliki sifat sangat kuat, tahan

panas, mudah di murnikan, tetapi muda korosi. Besi ( Fe ) memiliki nomor atom

26 dan memiliki berat atom 55, 845 g/mol, serta titik leleh 1.538 0 C dan titik

didih 2.861 0 C . ( Widowati, 2008 ).

Besi yang murni adalah yang berwarna putih perak, yang kukuh dan liat.

(Svehla, 1985 ). Logam nya mudah larut dalam asam mineral. ( Albert, 1989 ).


II.2.2. Kegunaan Besi ( Fe)

a. Dalam bidang Industri

Besi ( Fe ) paling banyak di gunakan dalam pembuatan baja seperti

besi tuang, besi tempa dan baja karbon. ( Widowati, 2008 ).

b. Dalam bidang kesehatan

Fe memiliki fungsi essensial dalam tubuh, yaitu :

1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru – paru ke seluruh tubuh yang

terikat dalam hemoglobin

Kadar Fe2+ dalam tubuh manusia kira – kira sebesar 3 – 5

gr. Sebanyak 2/3 gr bagian terikat oleh Hb dan sisanya terikat

dalam protein, dan inilah yang mengangkut oksigen dari paru –

paru menuju sel ke seluruh tubuh. ( Widowati, 2008 )

2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel

Dalam setiap sel, Fe2+ bekerja sama dengan rantai protein

pengangkut elektron. Protein pengangkut elektron bertugas

memindahkan hidrogen ( H ) dan elektron ( e ) dari zat gizi

penghasil energi ke oksigen sehingga dihasilkan air dan Adenosin

Tri Pospat ( ATP ). ( Widowati, 2008 )


3. Sebagai bagian terpenting dari beberapa reaksi enzim

Enzim mengandung Fe2+ bisa melarutkan jenis obat –

obatan tertentu yang tidak larut dalam air , berperan dalam reaksi

oksidasi dalam sistem biologi dan berperan dalam transport gas.

( Widowati, 2008 ).

II.2.3. Dampak kelebihan Fe

a. Secara Fisik

Kelebihan Fe pada air dapat menimbulkan bau dan warna pada air

minum, seperti menyebabkan air menjadi kemerah – merahan dan memberi rasa

yang tidak enak pada minuman. ( Sutrisno, 2004 )

Selain itu, kelebihan Fe juga dapat menimbulkan korosif pada pipa dan

menimbulkan noda – noda pada pakaian apabila dipakai untuk mencuci.

(Suriawiria, 2005 ).

b. Dalam bidang kesehatan

Besi ( Fe2+ ) dalam dosis besar pada manusia bersifat toksik karena,

konsumsi Fe2+ berlebih berakibat pada meningkatnya feritrin dan hemosiderin

dalam sel parenkim hati, akibatnya hemosiderin akan masuk ke dalam sel

parenkim organ – organ lain, misalnya pankreas, otot jantung dan ginjal sehingga

dalam jangka panjang, hemosiderin akan tertimbun dalam organ – organ dan

merusak kerja organ tersebut. Rusaknya jaringan ini di sebut penyakit


hemokromatosis. Kerusakan sel juga meluas pada hati, jantung dan organ lain,

bahkan bisa berakhir dengan kematian. ( Widowati, 2008 ).

II.2.4. Efek Defisiensi

Anemia salah satunya di karenakan oleh kekurangan Fe2+ yang berperan

dalam pembentukan Hb yang di sebabkan kekurangan konsumsi Fe2+, oleh sebab

itu kadar Hb menurun. Defisiensi juga menggangu fungsi kelenjar tiroid serta

kemampuan berkurang nya mengatur suhu tubuh. Defisiensi pada anak – anak

dapat mengakibatkan berkurangnya daya konsentrasi, daya ingat serta

terganggunya kemampuan belajar. ( Widowati,2008)

II.2.5. Kadar Batas Aman

Menurut Keputusan Menteri Kesehatan RI No.492 / MENKES / PER / IV/

2010 tentang air minum kadar maksimal besi ( Fe ) adalah 0,30 Mg/L.

II.2.6. Keberadaan Fe dalam Air

Logam – logam lingkungan perairan ( hydrosphere ) umumnya berada

dalam bentuk ion. ( Heryando, 2008 ). Ion – ion logam tersebut berinteraksi

dengan spesies kimia yang berada dalam perairan, begitu juga dengan logam Fe.

Interaksi ion logam Fe dengan spesies kimia dalam perairan antara lain :


1. Reaksi Hidrolisis

Jika ion logam Fe yang mempunyai muatan tinggi seperti Fe3+ akan

terhidrolisa kuat oleh air dengan konstanta keseimbangan (K1) kecil.

Persamaan Reaksi :

Fe (H2O)63+ + H2O Fe (H2O)5OH

2+ + H3O+

Hidrolisis dapat juga berlangsung lebih lanjut dengan lepas nya satu atau

lebih proton dari air yang terkoordinasi

Fe (H2O)5OH2+ + H2O Fe (H2O)4 (OH)2+ + H3O+

( Heryando, 2008; Connell, 1995)

2. Reaksi Reduksi dan Oksidasi

Reaksi oksidasi dan reduksi logam Fe sangat di pengaruhi oleh kadar

oksigen. Apabila kadar oksigen terlarut dalam air cukup besar, oksidasi Fe 2+

menjadi Fe3+ akan berlangsung dan Fe3+ yang terbentuk akan di pisahkan oleh

pasir lambat. Besi dalam bentuk ion Fe++ sangat mudah larut di dalam air. Oksigen

terlarut di dalam air akan mengoksidasi Fe++ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan

endapan, sehingga akan menyebabkan kekeruhan dalam air yang berwarna merah

karat. ( Suriawiria, 2005 ).

II.2.7. Reaksi Logam besi ( Fe) dengan O – Phenantroline

Besi di reduksi menjadi Fe 2+ kemudian di reaksikan dengan O –

Phenantroline menjadi komponen yang merah. ( Golterman, 1978). Besi (II)


bereaksi dengan 1,10 phenantroline membentuk kompleks jingga merah

[C12H8N2)3Fe]2+ ( Basset,1994 ). Total besi dapat di perkirakan setelah di cerna

dan di reduksi. Besi yang terdapat dalam air berbentuk ion ( Fe2+ atau Fe3+)

sebagai larutan kompleks, koloid dan sebagai suspensi yang tidak dapat larut. Fe2+

akan di oksidasi segera oleh O2 menjadi Fe3+ dan Fe3+ akan mengendap, dalam

suasana asam. ( Golterman, 1978). Indikator 1,10 phenantroline bereaksi dengan

besi Ferro di dalam larutan dan akan membentuk warna jingga merah , tetapi jika

besi Ferri tidak bereaksi dengan 1, 10 phenantroline. (The handbook, 2002).

II.2.8. Penanggulangan Pencemaran Fe

Cara yang sederhana untuk penghilangan Fe++ adalah kombinasi aerasi dan

filtrasi dengan saringan pasir kering ( pasir aktif ), sehingga endapan Fe+++ yang

terbentuk sesudah aerasi akan di pisahkan oleh saringan pasir di dalam proses

filtrasi.( Suriawiria, 2005 )

II.2.9. Pengobatan Toksisitas Fe

Pengobatan toksisistas Fe adalah mencegah terjadi nya absorpsi Fe baik

dari saluran pencernaan atau saluran nafas, yaitu dengan cara memuntahkan bahan

makanan yang dimakan yang telah tercemar Fe dengan obat emetika, atau bisa

juga dengan menggunakan obat pencahar yaitu pemberian 5 % larutan Sodium

Bikarbonat ( NaHCO3 ), dimana sejumlah besi terikat sebagai ferro – bikarbonat

yang tidak bisa di absorpsi. ( Darmono, 2001 )


Untuk mengurangi toksisitas Fe akibat injeksi Fe pada penderita dialisis

ginjal, bisa di berikan vitamin E. Kelebihan Fe dalam tubuh bisa di kurangi

melalui donor darah secara teratur. ( Widowati, 2008 ).

II.3. Spektrofotometri Sinar Tampak ( Visible )

II.3.1. Definisi

Spektrofotometri adalah analisa kuantitatif yang mengukur jauhnya

penyerapan energi cahaya ( absorsbsi ) oleh suatu sistem kimia itu sebagai fungsi

dari suatu panjang gelombang radiasi, atau pengukuran penyerapan cahaya oleh

suatu panjang gelombang tertentu.( Day, 1986 ). Spektrofotometri sinar tampak

mempunyai panjang gelombang 400 – 800 nm. ( Kosasih, 2004 )

II.3.2. Radiasi Elektromagnetik

Radiasi elektromagnetik, yang mana sinar tampak merupakan salah

satunya, dapat dianggap sebagai energi yang merambat dalam bentuk gelombang.

Sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400 – 800 nm. Warna sinar tampak

dapat di hubungkan dengan panjang gelombang nya. Sinar putih mengandung

radiasi pada semua panjang gelombang di daerah sinar tampak. Sinar pada

panjang gelombang tunggal ( radiasi monokromatik ) dapat di pilih dari sinar

putih. ( Gandjar, 2007 ).

II.3.3. Penyerapan radiasi Oleh Molekul

Penyerapan molekular spektrofotometri secara luas digunakan untuk

menentukan logam - logam, spesis kation, spesis anion dan ion kompleks. ( Ingle,


1988 ). Jika suatu molekul bergerak dari suatu tingkat energi ke tingkat energi

yang lebih rendah maka beberapa energi akan dilepaskan. Energi ini dapat hilang

sebagai radiasi dan dapat dikatakan telah terjadi emisi radiasi. Jika suatu molekul

di kenai suatu radiasi elektromagnetik pada frekuensi yang sesuai sehingga energi

molekul tersebut di tingkatkan ke level yang lebih tinggi, maka terjadi peristiwa

penyerapan ( absorbsi ) energi oleh molekul. Banyak nya sinar yang di absorbsi

pada panjang gelombang tertentu sebanding dengan banyak nya molekul yang

menyerap radiasi, sehingga spektra absorbsi juga dapat di gunakan untuk analisis

kuantitatif. Jika suatu molekul sederhana di kenakan radiasi elektromagnetik maka

molekul tersebut akan menyerap radiasi elektromagnetik yang energi nya sesuai.

(Gandjar, 2007 ).

II.3.4. Analisa Kuantitatif Spektrofotometer Visible ( Sinar tampak )

Dalam analisa kuantitatif, suatu berkas radiasi di kenakan pada cuplikan

(larutan sampel ) dan intensitas sinar radiasi yang di teruskan akan di ukur

besarnya. Radiasi yang di serap oleh cuplikan di tentukan dengan membandingkan

intensitas sinar yang di teruskan dengan intensitas sinar yang di serap. ( Gandjar,

2007 ).

Untuk menentukan besi sering di gunakan 1,10 phenantroline dalam

bentuk kompleks dan besi ferro. Absorbansi dari jingga merah yang terbentuk

adalah pada panjang gelombang 510 nm. ( Ingle, 1988 )


chapter ii

Documents