Post on 17-Feb-2016
description
TUGAS UTILITAS
ZAT PENGOTOR (IMPURITAS) DALAM AIR
Disusun Oleh:
Andhi Septa Wijaya 21030113130146
Bella Ayu Silawanda 21030113120040
Brigitta Bella Timang P. 21030113120015
Christyowati Primi Sagita 21030113130142
Kristianingtyas Fanny P. 21030113120024
M. Akhsanil Auladi 21030113130141
Merreta Noorenza B. 21030113120047
Tri Yulianto Nugroho 21030113120049
Yulianto Triyono Hadi 21030113120041
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Diponegoro
Semarang
2015
ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat, nikmat dan
karunia-Nya tugas mata kuliah Utilitas dengan tema “Zat Pengotor (Impuritas)
pada Air” dapat terselesaikan dengan lancar dan sesuai dengan harapan.
Makalah ini berisi mengenai kontaminan air dari berbagai sumber,
pengelompokan pengotor berdasarkan yang terlarut atau tak larut dalam air
persaratan air masuk industri dan kesadahan air.
Penyusun berharap makalah ini memberi manfaat pada para pembaca dan
masyarakat. Makalah ini merupakan makalah terbaik yang saat ini penyusun
ajukan, penyusun mohon maaf jika makalah ini masih banyak kekurangan. Maka
dari itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari
pembaca.
Semarang, Maret 2014
Penyusun
iii
DAFTAR ISI
JUDUL .................................................................................................................... i
KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang ....................................................................................... 1
I.2. Tujuan .................................................................................................... 1
PEMBAHASAN
II.1Sumber Air Beserta Karakteristik dan Kandungannya. ......................... 2
II.2 Klasifikasi Pengotor Secara Umum pada Air. ..................................... 21
II.3 Parsyaratan Air Baku Mutu Industri. .................................................. 30
II.4 Kesadahan pada Air. .................. …………..........................................42
KESIMPULAN ..................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA
1
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Air merupakan salah satu pelarut yang sangat baik, kemampuan
melarutkan yang baik ini dikarenakan sifatnya yang polar.Air menyerap zat-zat
dalam perjalanan daur hidrologinya, sehingga menyebabkan air tersebut menjadi
tidak murni lagi.Zat-zat itu disebut sebagai zat pengotor atau
impuritas.Kontaminan dalam air utamanya dikelompokan dalam dua kategori
yaitu bahan terlarut (dissolved matter) dan bahan yang tidak larut (non soluble
contaminants).
Air yang berasal dari sumber yang berbeda tentunya memiliki karakteristik
yang berbeda pula. Misalnya air hujan akan berbeda karakteristik serta
kandungannya dengan air danau, air pegunungan atau dari sumber yang lain. Air
merupakan senyawa yang sangat diperlukan dalam bidang industry karena mudah
didapat dan harganya murah atau bahkan dapat diambil tanpa perlu membayar.
Namun dalam industri sebelum air didunakan, air harus diproses untuk
menghilangkan zat-zat yang tidak diinginkan. Kesadahan dalam air merupakan
salah satu peristiwa yang harus dukurangi atau dihilangkan agar proses dalam
pabrik berjalan dengan lancar.
I.2. Tujuan
1. Mengetahui sumber air beserta karakteristik dan kandungannya
2. Mengetahui klasifikasi pengotor secara umum
3. Mengetahui parsyaratan air baku mutu industri
4. Mengetahui masalah kesadahan pada air
2
PEMBAHASAN
2.1. SUMBER AIR
A. AIR HUJAN
Air hujan yang meresap ke bawah permukaan tanah dalam bentuk
penelusan maupun peresapan, dalam perjalanannya membawa unsur-unsur
kimia.Komposisi kimia air tanah ini memberikan beberapa pengaruh terhadap
berbagai kegiatan pemanfaatannya seperti pertanian, industri maupun domestik.
Komposisi zat terlarut dalam air tanah dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat)
kelompok (dalam Hadipurwo, 2006):
1.Unsur utama (major constituents), dengan kandungan 1,0-1000 mg/l, yakni:
natrium, kalsium, magnesium, bikarbonat, sulfat, klorida, silika.
2.Unsur sekunder (secondary constituents), dengan kandungan 0,01-10 mg/l,
yakni besi, strountium, kalium, kabornat, nitrat, florida, boron.
3.Unsur minor (minor constituents), dengan kandungan 0,0001-0,1 mg/l,
yakni atimon, aluminium, arsen, barium, brom, cadmium, krom, kobalt,
tembaga, germanium, jodium, timbal, litium, mangan, molibdiunum, nikel,
fosfat, rubidium, selenium, titanium, uranium, vanadium, seng.
4. Unsur langka (trace constituents), dengan kandungan biasanya kurang dari
0,001 mg/l, yakni berilium, bismut, cerium, cesium, galium, emas, indium,
lanthanum, niobium, platina, radium, ruthenium, scandium, perak, thalium,
tharium, timah, tungsten, yttrium, zirkon.
B. AIR TANAH
Sifat Fisik
Sifat fisik yang terdapat pada air seprti warna, bau, rasa, kekentalan,
kekeruhan, suhu (Hadipurwo, 2006). Berikut sifat fisik air tanah:
1.Warna air tanah disebabkan oleh zat yang terkandung di dalamnya, baik
berupa suspensi maupun terlarut.
2. Bau air tanah dapat disebabkan oleh zat atau gas yang mempunyai aroma
yang terkandung dalam air.
3
3. Rasa air tanah ditentukan oleh adanya garam atau zat yang terkandung
dalam air tersebut, baik yang tersuspensi maupun yang terlarut.
4. Kekentalan air dipengaruhi oleh partikel yang terkandung di dalamnya.
Semakin banyak yang dikandung akan semakin kental. Di samping itu
apabila suhunya semakin tinggi maka kekentalannya akan semakin kecil
(encer).
5. Kekeruhan air disebabkan oleh adanya tidak terlarutkan zat yang
dikandung. Sebagai contoh adalah adanya partikel lempung, lanau, juga
zat organik ataupun mikroorganisme.
6. Suhu air juga merupakan sifat fisik dari air. Suhu ini dipengaruhi oleh
keadaan sekeliling, seperti musim, cuaca, siang-malam, tempat ataupun
lokasinya.
Sifat Kimia
Termasuk dalam sifat kimia adalah kesadahan, jumlah garam terlarut (total
dissolved solidsatau TDS), daya hantar listrik (electric conductance atau DHL),
keasaman, dan kandungan ion.
1. Kesadahan atau Kekerasan
Kesadahan atau kekerasan (total hardness), adanya kandungan Ca dan Mg.
Kesadahan adadua macam, yaitu kesadahan karbonat dan kesadahan non
karbonat. Air dengan kesadahantinggi sukar melarutkan sabun, oleh karenanya
air tersebut perlu dilunakkan lebih dahulu(Tabel 3-1).
Tabel 2.1. Klasifikasi air berdasarkan kesadahan (Hem, 1959; Sawyer dan
Mc.Carty, 1994)
Kesadahan (mg/l CaCo3) Kelas Air
Hem (1959) Sawyer dan Mc. Carty (1994)
0 – 60 0 - 75 Lunak
61 – 120 75 - 150 Menengah
121 – 180 150 - 300 Keras
> 180 > 300 Sangat keras
Jumlah garam terlarut adalah jumlah garam yang terkandung di dalam air.
Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut menurut Hem (1959) tertera
seperti pada Tabel 2–2, sedangkan menurut David dan De Wiest (1966) tertera
seperti pada Tabel 2–3.
4
Tabel 2.2. Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut (Hem, 1959)
Jumlah garam terlarut mg/L Macam Air
< 3000 Tawar
3000 - 10.000 Asin (moderate saline)
10.000 - 35.000 Sangat asin (very saline)
> 35.000 Asin sekali (briny)
Tabel 2.3. Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut (Davis dan DeWiest,
1966)
Jumlah garam terlarut mg/L Macam Air
< 1000 Tawar
1000 - 10.000 Payau (brackish)
10.000 - 100.000 Cukup asin (moderate
saline)
> 100.000 Asin sekali (briny)
Sebagai gambaran adalah air laut mengandung garam-garaman terlarut
sekitar 34.000 mg/l.
2. Daya Hantar Listrik
Daya Hantar Listrik adalah sifat menghatanrkan listrik dari air. Air yang
banyak mengandung garam akan mempunyai DHL tinggi. Pengukurannya dengan
alat Electric Conductivity Meter (EC Meter), yang satuannya adalah
mikromhos/cm atau μmhos/cm atau μsiemens/cm sering ditulis μS/cm.
Air tanah pada umumnya mempunyai harga 100 - 5000 μmhos. Besaran
DHL dapat dikonversikan menjadi jumlah garam terlarut (mg/l), yaitu: 10
m3 μmhos/cm = 640 mg/l atau 1 mg/l = 1,56 mmhos/cm (1,56 μS/cm)
Hubungan antara harga DHL dengan jumlah garam yang terlarut secara
tepat perlu banyak koreksi seperti temperatur pengukuran, maupun tergantung
juga dengan jenis garam yang terlarut, tetapi secara umum angka tersebut di atas
sedikit banyak dapat mewakili.Hubungan antara harga DHL dan macam air
seperti terlihat Tabel 3-4.
5
Tabel 2.4. Klasifikasi air berdasarkan harga DHL (dalam Hadipurwo, 2006)
DHL (mmhos/cm pada 25°C) Macam Air
0,055 Air murni
0,5 - 5,0 Air suling
5 – 30 Air hujan
30 – 2000 Air tanah
35.000 - 45.000 Air laut
3. Keasaman Air
Keasaman air dinyatakan dengan pH, mempunyai besaran mulai dari 1-
14.Air yang mempunyai pH 7 adalah netral, sedangkan yang mempunyai pH lebih
besar/kecil dari 7 disebut bersifat basa/asam. Jadi air yang mengandung garam
kalsium karbonat atau magnesium karbonat, bersifat basa (pH 7,5 - 8), sedangkan
yang mempunyai harga pH < 7 adalah bersifat asam, sangat mudah melarutkan
Fe, sehingga air yang asam biasanya mempunyai kandungan besi (Fe) tinggi.
Pengukuran pH air di lapangan dilakukan dengan pH meter, atau kertas lakmus
(Hadipurwo, 2006).
4. Kandungan Ion
Kandungan ion baik kation maupun anion yang terkandung di dalam air
diukur banyaknya, biasanya dalam satuan part per million (ppm) atau mg/l. Ion-
ion yang diperiksa antara lain Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, SO4,
CO2, CO3, HCO3, H2SF, NH4, NO3, , NO2, KMn O4, SiO2, boron, ion-ion logam
yang biasanya jarang akan tetapi ion ini bersifat sebagai racun antara lain As, Pb,
Sn, Cr, Cd, Hg, Co (Hadipurwo, 2006).
Sifat Biologi/Bakteri
Kandungan biologi di dalam air diukur terutama dengan banyaknya bakteri
coli.Untuk standar air minum ada batas maksimum kandungan coli yang
diperbolehkan.
C. AIR LAUT
Air laut terutama dikenal karena kadar garam NaCl yang tinggi.
Sesungguhnya kandungan kimiawi air laut tidak hanya garam NaCl yang terlarut,
tetapi juga mengandung beberapa macam kation dan anion dengan konsentrasi
6
yang cukup tinggi. Umumnya kadar garam dalam air laut dianggap 35 bagian
perseribu, atau parts per thousand (ppt), walaupun terdapat variasi yang cukup
tinggi, seperti misalnya untuk daerah kering, seperti Laut Merah, Laut Tengah
kadar garamnya diatas 35 ppt. Dalam tabel di bawah dijelaskan mengenai
komposisi tipikal dari ion – ion yang berada dalam air laut dengan kadar garam 35
ppt. Selain ion – ion tersebut diatas air laut juga mengandung trace elements,
nutrient, dan zat organik terlarut (DOM, dissolved organic matter).
Tabel 2.5. Kandungan ion-ion utama air laut dengan kegaraman 35 ppt (Cox,
1966; Libes, 1992; Notodarmojo, 2005)
Jenis ion Konsentrasi
Klorida 19,344
Sodium (natrium) 10,773
Sulfat 2,712
Magnesium 1,294
Kalsium 0,412
Kalium 0,399
Bikarbonat 0,142
Bromida 0,0674
Strontium 0,0079
Boron 0,00445
Fluorida 0,00128
Selain ion – ion yang terdapat pada Tabel 3-12, air laut juga mengandung trace
elementsseperti Ni, Li, Fe, Mn, Zn, Cu, Hg, nutrien, dan zat organik terlarut
(Hadipurwo, 2006).
1. Pengaruh Kegaraman
Kandungan garam, yang menyatakan jumlah ion yang terlarut per satuan
berat air dinyatakan sebagai kegaraman (s). Kegaraman didefinisikan sebagai
berikut (Libes, 1992):
s (%) = x 1000
Karena rasio massa dikalikan dengan angka 1000, maka satuan dari
kegaraman adalah ppt. Kadar garam air laut bervariasi, tetapi umumnya
mempunyai kisaran 33 sampai 37 ppt. Kegaraman diukur dengan alat yang
7
disebut salinometer. Selain ditunjukkan dengan kegaraman, kandungan garam air
laut juga sering dinyatakan dalam klorinitas, yang dinyatakan dengan suatu
persamaan empirik:
Kegaraman = 1,80655 x klorinitas
Di mana klorinitas didefinisikan sebagai massa (dalam gram) ion halida,
yang dinyatakan sebagai ion klorida, yang dapat diendapkan dari 1.000 gram air
laut oleh Ag+. Perlu ditambahkan bahwa penggunaan klorinitas sebagai ukuran
digunakan sebelum ditemukannya alat salinometer yang praktis.
Kadar garam atau kegaraman akibat intrusi air laut terhadap air tanah yang
tawar ditinjau dari potensi pemanfaatan air tanah tersebut merugikan.Sebagai
contoh, batas maksimum kandungan klorida menurut
Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 416 Tahun 1990 untuk air minum adalah
250 mg/l, dan 500 mg/l untuk air bersih. Akibat intrusi, kadar klorida dapat
melebihi nilai tersebut dan menimbulkan rasa payau atau asin. Sedangkan ambang
rasa payau/asin yang umumnya dapat diterima oleh manusia untuk air minum
berkisar 600 mg/l klorida. Dengan demikian, air dengan kadar klorida di atas 600
mg/l praktis tidak dapat digunakan untuk sumber air minum maupun air bersih,
walaupun kandungan garam sampai jumlah tertentu diperlukan oleh tubuh
manusia.
2. Pengaruh Kegaraman terhadap Tanaman
Pengaruh kegaraman pada tanaman dikaitkan pada dua hal yang penting
(O'Leary, 1970), yaitu toleransi dan respons tanaman. Setiap tanaman mempunyai
toleransi yang berbeda-beda terhadap kegaraman. Pengertian toleransi tanaman
terhadap kegaraman adalah dalam kaitannya dengan produksi yang dihasilkannya.
Sebagai contoh yang dilakukan oleh para peneliti dari Laboratorium
Kegaraman Departemen Pertanian di California (1954) menyimpulkan bahwa
tanaman padi pada tanah yang kadar garamnya melebihi 1.920 mg/l akan terjadi
penurunan produksi sebesar 16 %. Respon tanaman terhadap kegaraman
berpengaruh terhadap dua hal yaitu (Kodoatie, 1996) :
a) Penurunan jumlah air yang diantarkan ke daun akibat air berubah
menjadi air asin. Semakin besar air asinnya semakin besar pula
penurunan kuantitas airnya.
b) Makin besar kadar garam menyebabkan zat cytokinin (substansi yang
mengontrol daun) berkurang sehingga daun akan cepat menjadi layu.
Sehubungan dengan kegaraman, Foth (1991) membuat suatu pedoman sederhana
untuk mengetahui secara praktis, seberapa jauh kegaraman dapat mempengaruhi
tanaman. Foth (1991) membagi kegaraman tanah yang diukur dari nilai EC nya
menjadi 5 kategori, dan pengaruhnya secara umum terhadap tanaman, yaitu:
8
a) EC 0 – 1 μmhos/cm : pengaruh kegaraman dapat diabaikan.
b) EC 1 - 4 μmhos/cm : produktivitas tanaman yang sensitif mulai
terganggu.
c) EC 4 - 8 μmhos/cm : produktivitas beberapa tanaman mulai
terganggu.
d) EC 8 - 16 μmhos/cm : hanya tanaman yang toleran yang dapat
memberikan hasil yang baik.
e) EC > 16 μmhos/cm : hanya tanaman yang sangat toleran yang
dapat memberikan hasil yang sedikit memuaskan.
3. Pengaruh kegaraman terhadap tanah
Dampak kegaraman yang dominan adalah pada proses terjadinya
erosi tanah. Seperti diketahui bahwa secara umum tanah dapat dibedakan menjadi
dua kategori. Pertama adalah tanah bertekstur halus yang terdiri dari lempung
dan lanau dan tanah bertekstur kasar. Jenis yang pertama mempunyai 2 jenis
struktur yaitu struktur dengan unsur Na+ dominan (dispersed ) dan struktur
dengan unsur Ca++ dominan (floculated ). Untuk struktur dengan unsur Na+
dominan hanya baik pada daerah dengan kegaraman rendah dan sebaliknya untuk
struktur dengan unsur Ca++ dominan (Kodoatie, 1996).
Sangat sulit membedakan struktur ini secara akurat dalam kaitannya pada
ketahanan terhadap erosi. Secara umum ditemukan bahwa tanah bertekstur halus
akan lebih stabil terhadap erosi bila jumlah total kosentrasi kadar garam di dalam
air meningkat, sebaliknya erosi yang terjadi pada tanah bertekstur kasar hanya
tergantung dari ketahanannya terhadap gaya gravitasi (Jenkin dan Moore, 1984).
4. Kerapatan (Density) Air Laut
Dengan kadar kegaraman 35 ppt, dan temperatur 4oC, air laut mempunyai
kerapatan 1,0278 g/cm3. Nilai kerapatan tersebut sesungguhnya lebih tinggi dari
perhitungan teoritis berdasarkan massa garam terlarut dan massa airnya, yang bila
dihitung mempunyai nilai 1,0192 g/cm3 pada temperatur yang sama
(Notodarmojo, 2005).
Hal ini disebabkan oleh adanya suatu fenomena yang disebut sebagai pembatasan
elektrik (electrorestriction). Pembatasan elektrik merupakan suatu fenomena di
mana molekul air berkumpul di sekitar kation (Na+), membentuk semacam
kantung larutan, yang menyebabkan larutan tersebut lebih padat dan lebih berat
(Horne, 1968). Perhitungan kerapatan air laut (Notodarmojo, 2005) adalah
sebagai berikut:
9
D. AIR SUNGAI
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air adalah
benda cair, yang senantiasa bergerak kearah tempat yang lebih rendah, yang
dipengaruhi oleh gradien sungaidan gaya gravitasi bumi. Menurut Sandy (1985),
dalam pergerakannya air selain melarutkan sesuatu, juga mengkikis bumi,
sehingga akhirnya terbentuklah cekungan dimana air tertampung melalui saluran
kecil dan atau besar, yang disebut dengan istilah alur sungai (badan sungai). Lebih
jauh dikemukakan bahwa aliran sungai di bagian luarnya dibatasi oleh bagian
batuan yang keras yang disebut dengan tanggul sungai.
Lingkungan Fisik Sungai
1. Kedalam dan kecerahan sungai
Menurut Sandy (1985), kedalaman sungai sangat tergantung dari jumlah air
yangtertampung pada alur sungai yang diukur dari penampang dasar sungai
sampai ke permukaan air. Level rataan dasar sungai pengukurannya dirata-ratakan
minimal dari tiga titik yang berbeda yaitu di bagian tengah dan kanan kirinya.
Kedalaman perairan mempengaruhi jumlah dan jenis hewan
makrobenthos.Kedalaman air juga mempengaruhi kelimpahan dan distribusi
hewan makrobenthos. Perairan dengan kedalaman air yang berbeda akan dihuni
oleh makrobenthos yang berbeda pula dan terjadi stratifikasi komunitas yang
berbeda. Perairan yang lebih dalam mengakibatkan makrobenthos mendapat
tekanan fisiologis dan hidrostatis yang lebih besar (Reish, 1979; Zahidin (2008).
Kedalaman perairan juga mempengaruhi penetrasi sinar matahari ke dalam
perairan sehingga secara tidak langsung akan mempengaruhi kebutuhan oksigen
dan pertumbuhan organisme bentik (Sukarno, 1981; Zahidin 2008). Tang dan
Kasmawati (1992); Zahidin (2008), mengatakan bahwa produktivitas perairan
berkurang dan mengakibatkan rendahnya kepadatan hewan makrobenthos pada
perairan yang lebih dalam dikarenakan kandungan bahan-bahan organik yang
lebih sedikit atau kurang melimpah. Interaksi antara kekeruhan dan kedalaman
perairan akan mempengaruhi penetrasi cahaya matahari sehingga mempengaruhi
kecerahan suatu perairan.
Kecerahan perairan juga banyak dipengaruhi oleh bahan-bahan halus yang
melayang dalam perairan, baik berupa bahan organik (plankton, jasad renik,
detritus) maupun bahan anorganik (partikel lumpur dan pasir).Kecerahan
dipengaruhi zat-zat yang terlarut dalam perairan sehingga berhubungan dengan
penetrasi sinar matahari. Menurut Nybakken (1988); Zahidin (2008) makin tinggi
kecerahan, maka intensitas cahaya yang masuk ke dalam perairan akan semakin
besar. Kecerahan perairan berlawanan dengan kekeruhan yang juga disebabkan
adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut, maupun bahan
anorganik dan organik yang berupa plankton dan mikrooganisme lainnya.Akibat
kekeruhan yang tinggi dapat mengganggu sistem pernafasan dan daya lihat
10
organisme akuatik, serta dapat menghambat penerasi cahaya ke dalam air
(Effendi, 2003; Zahidin 2008).
2. Debit sungai
Debit sungai adalah besaran volume air yang mengalir per satuan waktu.
Volume air dihitung berdasarkan luas penampang dikalikan dengan tinggi
air.Sumber air sungai terbesar berasal dari curah hujan, di bagian hulu umumnya
curah hujannya lebih tinggi, dibanding di daerah tengah dan hilir.Sumber lainnya
berasal dari aliran bawah tanah, yang dibedakan menjadi air sub surface runof,
mata air dan air bawah tanah (base flow).Pada musim penghujan, aliran bawah
tanah bersumber dari air hujan, yang masuk melalui peristiwa infiltrasi
perkolasi.Air perkolasi menuju ke lapisan air tanah dalam (ground water), namun
sering ada yang keluar kesamping (sub-surface runof). Air aliran samping ini
sering keluar pada waktu musim hujan dan atau musim kemarau, yang berbeda
dengan aliran bawah tanah yang akan keluar pada waktu musim kemarau.
3. Suhu air
Salah satu faktor yang sangat penting dalam mengatur proses kehidupan dan
penyebaran organisme adalah temperatur (Nybakken, 1988); Zahidin (2008).
Termasuk hewan makrobenthos juga dipengaruhi oleh temperatur perairan, baik
secara langsung maupun tidak langsung.Menurut Effendi (2003); Zahidin (2008)
bahwa kisaran temperatur yang optimal untuk pertumbuhan fitoplankton secara
umum di perairan adalah 20 0C–30 0C. Pertumbuhan yang optimal Filum
Chlorophyta akan terjadi pada kisaran temperatur 30 0C – 35 0C dan untuk
Diatom pada temperatur 200C – 30 0C. Phylum Cyanophyta dapat bertoleransi
terhadap kisaran suhu yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan Chlorophyta
dan Diatom.
Secara umum, temperatur air sungai secara horizontal dipengaruhi oleh
ketinggiantempat (elevasi). Sandy (1985), mengemukakan bahwa di daerah-
daerah hulu air sungai relatif dingin, sedangkan di bagian tengah dan hilir semakin
tinggi suhunya. Akan tetapi Cole (1979); Zahidin (2008), menyatakan bahwa
selain pemanasan bersumber dari matahari, suhu air sungai juga sering bersumber
dari batuan kapur dan atau panas bumi. Tinggi rendahnya temperatur air sungai,
akan berpengaruh terhadap kehidupan (biota) perairan sungai.
4. Salinitas
Salinitas air sungai, di bagian hulu dan tengah hampir jarang dipengaruhi
oleh salinitas, berbeda dengan di daerah hilir. Tingginya salinitas air sungai di
daerah hilir, disebabkan oleh pengaruh pasang surut air laut. Namun demikian
11
Lebeck (1939), menyatakan bahwa salinitas air baik di bagian hulu, tengah dan
hilir selain dipengaruhi oleh pengaruh air laut, juga dipengaruhi oleh kandungan
unsur hara yang bersifat basa. Salinitas akan mempengaruhi penyebaran
organisme baik secara horisontal maupun secara vertikal (Odum, 1971); Zahidin
(2008). Salinitas juga akan mempengaruhi penyebaran plankton, hewan
makrobenthos dan organisme perairan lainnya. Penurunan salinitas dapat
menentukan distribusi dari invertebrata perairan.
5. Padatan Tersuspensi
Muatan padatan tersuspensi dan kekeruhan, menurut Sandy (1985) sangat
dipengaruhi oleh musim.Pada waktu musim penghujan kadungan lumpur relatif
lebih tinggi karena besaran laju erosi yang terjadi; sedangkan pada musim
kemarau tingkat kekeruhan air sungai dipengaruhi oleh laju aliran air yang
terbatas menoreh hasil-hasil endapan sungai.
Faktor Lingkungan Kimiawai Sungai
1. Saprobitas
Saprobitas perairan adalah keadaan kualitas air yang diakibatkan adanya
penambahan bahan organik dalam suatu perairan yang biasanya indikatornya
adalah jumlah dan susunan spesies dari organisme di dalam perairan tersebut.
Lebih jelasnya saprobitas perairan diidentifikasi melalui analisa TROSAP.Analisa
ini menitikberatkan kepada evaluasi parameter penyubur (TropicIndicator) dan
parameter pencemar (Saprobic Indeks).Analisa trosap yang menggunakan dasar
evaluasi parameter penyubur (Tropic Indikator) menunjukkan besarnya
produktifitas primer sebagai hasil bioaktivitas organisme perairan.Sedangkan
untuk parameter pencemar (Tropic Indikator) menunjukkan aktivitas dekomposisi
dari “dead organic matter” bersama bio akumulasi jasad renik terhadap bahan
pencemar. Menurut Anggoro (1988); Zahidin (2008) bahwa tingkat saprobik akan
menunjukkan derajat pencemaran yang terjadi di dalam perairan dan akan
diwujudkan oleh banyaknya jasad renik indikator pencemaran.
Sementara Pantle dan Buck (1955) dalam Basmi (2000); Zahidin (2008),
menggolongkan tingkat saprobitas sebagai berikut :
a. Polisaprobik, yaitu saprobitas perairan yang tingkat pencemarannya
berat, sedikit atau tidak adanya oksigen terlarut (DO) di dalam perairan,
populasi bakteri padat, dan H2S tinggi.
b. α - Mesosaprobik, yaitu saprobitas perairan yang tingkat pencemarannya
sedang sampai dengan berat, kandungan oksigen terlarut (DO) di dalam
perairan meningkat, tidak ada H2S, dan bakteri cukup tinggi.
12
c. β - Mesosaprobik, yaitu saprobitas perairan yang tingkat pencemarannya
ringan sampai sedang, kandungan oksigen terlarut (DO) dalam perairan
tinggi, bakteri sangat menurun, menghasilkan produk akhir nitrat.
d. Oligrosaprobik, yaitu saprobitas perairan yang belum tercemar atau
mempunyai tingkat pencemaran ringan, penguraian bahan organik
sempurna, kandungan oksigen terlarut (DO) di dalam perairan tinggi,
jumlah bakteri sangat rendah.
2. DO
Dilihat dari jumlahnya, oksigen (O2) adalah satu jenis gas terlarut dalam air
dengan jumlah yang sangat banyak, yaitu menempati urutan kedua setelah
nitrogen. Namun jika dilihat dari segi kepentingan untuk budidaya perariran,
oksigen menempati urutan teratas.Oksigen yang diperlukan biota air untuk
pernafasannya haruslah terlarut dalam air. Oksigen merupakan salah satu faktor
pembatas, sehingga bila ketersediaannya di dalam air tidak mencukupi kebutuhan
biota budidaya, maka segala aktivitas biota akan terhambat (Ghufran dan Andi,
2007).
Kebutuhan oksigen bagi ikan mempunyai dua aspek yaitu kebutuhan
lingkungan bagi spesies tertentu dan kebutuhan konsumtif yang bergantung pada
keadaan metabolisme ikan.Ikan memerlukan oksigen guna pembakaran bahan
bakarnya (makanan) untuk menghasilkan aktivitas, seperti aktivitas berenang,
pertumbuhan, reproduksi, atau sebaliknya.Tampak dengan jelas bahwa
ketersediaan oksigen bagi ikan menentukan lingkaran aktivitas ikan.Konversi
makanan, demikian juga laju pertumbuhan, bergantung pada oksigen, dengan
ketentuan bahwa selama faktor kondisi lainnya adalah optimum (Zonneveld et.
al., 1991).
Menurut Cholik (1988) dalam Ghufran dan Andi (2007), oksigen dihasilkan
melalui proses difusi dari udara yang mengandung 20,95% oksigen. Proses ini
terjadi sangat cepat pada selaput permukaan air, namun berjalan sangat lambat ke
lapisan yang lebih dalam. Proses difusi ini baru dapat terjadi apabila terdapat
perbedaan tekanan oksigen di dalam air dan di udara.
Persamaan ini menjelaskan terjadinya reaksi antara karbondioksida dan air
dengan bantuan cahaya matahari berlangsung di klorofil menghasilkan gula dan
oksigen (Ghufran dan Andi, 2007).
3. CO2
Karbondioksida (CO2) atau biasa disebut asam arang sangat mudah larut
dalam suatu larutan.Perairan alami pada umumnya mengandung karbondioksida
sebesar 2 mg/ l. Konsentrasi karbondioksidayang tinggi (>10 mg/l), dapat
13
beracun, keberadaannya dalam darah dapat menghambat pengikatan oksigen oleh
hemoglobin (Ghufran dan Andi, 2007).
Karbondioksida pada atmosfer persentasenya sangat kecil, tetapi keberadaan
CO2 di perairan berasal dari berbagai sumber yaitu difusi dari atmosfer, air hujan,
air yang melewati tanah organik.Respirasi tumbuhan, hewan, dan bakteri aerob
dan anaerob. Sebagian kecil CO2 yang terdapat di atmosfer larut kedalam air
membentuk asam karbonat.Karbondioksida pada perairan lunak (soft water) yang
memiliki kesadahan (kadar kalsium dan magnesium) dan pH rendah, umumnya
terdapat dalam bentuk gas sangat sedikit yang terdapat dalam bentuk terikat
sebagai bikarbonat dan karbonat. Karbondiokasida pada perairan yang
sadahterdapat dalam bentuk bikarbonat.Karbondioksida bereaksi dengan kalsium
karbonat membentuk kalsium bikarbonat (Effendi, 2003).
4. Alkalinitas
Alkalinitas adalah konsentrasi total dari unsur basa-basa yang terkandung
dalam air dan biasa dinyatakan dalam mg/ l atau setara dengan kalsium karbonat
(CaCO3). Konsentrasi total alkalinitas sangat erat hubungannya dengan
konsentrasi total kesadahan total kesadahan air. Total alkalinitas pada lahan
biasanya mempunyai konsentrasi yang sama dengan total kesadahan air(Ghufran
dan Andi, 2007)
Perairan dengan total alkalinitas kurang dari 15–20 mg/l biasanya
mengandung sedikit karbondioksida yang cukup untuk produksi plankton pada
budidaya ikan. Karbondioksidaseringkali rendah suplainya pada perairan
yangalkalinitasnya tidak lebih dari 200–250 mg/l. Sore hari pH di perairan dengan
alkalinitas yang rendah, kadang-kadang sama besarnya pH air yang mengandung
total alkalinitas yang cukup atau tinggi. Perairan dengan alkalinitas rendah
mempunyai daya tangkap (buffer) yang rendah terhadap perubahan pH dan
hilangnya karbondioksidaakan menghasilkan peningkatan pH yang mendadak
(Afrianto dan Liviawati,1989).
5. Derajat keasaman (pH)
Menurut Ghufran dan Andi (2007), derajat keasaman lebih dikenal dengan
istilah pH.pH (singkatan dari puissance negatif de H), yaitu logaritma dari
kepekatan ion-ion H (hidrogen) yang terlepas dalam suatu cairan. Derajat
keasaman atau pH air menunjukkan aktivitas ion hidrogen (dalam mol per liter)
pada suhu tertentu atau dapat ditulis: pH=- log [H+]
Air murni berasosiasi sempurna sehingga memiliki ion H+ dan ion OH- dalam
konsentrasi yang sama, pH air murni sama dengan 7. Semakin tinggi konsentrasi
ion H+akan semakin rendah konsentrasi ion OH- dan pH < 7, perairan semacam
ini bersifat asam. Hal sebaliknya terjadi jika konsentrasi ion OH- yang tinggi dan
pH >7, maka perairan bersifat alkalis (basa).Air yang banyak mengandung CO2
14
biasanya mempunyai pH < 7 dan bersifat asam.pH air mempengaruhi tingkat
kesuburan perairan karena mempengaruhi kehidupan jasad renik. Perairan asam
akan kurang produktif, malah dapat membunuh hewan budidaya. Atas dasar ini,
maka usaha budidaya perairan akan berhasil baik dalam air dengan pH 6,5–9,0,
dan kisaran optimal adalah pH 7,5–8,7.
6. Kesadahan
Kesadahan atau kekerasan (hardness) air berbeda dengan keasaman air,
sekalipun keduanya erat kaitannya.Keduanya dapat dibedakan dengan mudah.Air
asam biasanya menunjukkan reaksi lunak, sedangkan air sadah biasanya
keras.Kesadahan air disebabkan oleh banyaknya mineral dalam air yang berasal
dari batuan dalam tanah, baik dalam bentuk ion maupun dalam bentuk molekul
(Ghufran dan Andi, 2007).
Perairan dengan nilai kesadahan tinggi pada umumnya merupakan
perairan yang berada di wilayah yang memilki lapisan tanah pucuk (top soil) tebal
dan batuan kapur.Perairan lunak berada pada wilayah dengan lapisan tanah atas
tipis dan batuan kapur relatif sedikit bahkan tidak ada. Air permukaan biasanya
memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dari pada air tanah.Perairan dengan
nilai kesadahan kurang dari 120 mg/l CaCO3 dan lebih dari 500 mg/l CaCO3
dianggap kurang baik bagi pertanian dan industri. Namun air sadah lebih disukai
oleh organisme (Effendi,2003).
E. AIR DANAU
Danau adalah sejumlah air (tawar atau asin) yang terakumulasi disuatu
tempat yang cukup luas yang dapat terjadi karena mencairnya gletser, aliran
sungai, atau karena adanya mata air. Kebanyakan danau adalah air tawar dan
banyak berada di belahan bumi utara pada ketingggian yang yang lebih atas.
Danau juga merupakan suatu cekungan pada permukaan bumi yang berisi
air. Danau dapat memiliki manfaat serta fungsi seperti untuk irigasi pengairan
sawah, ternak serta kebun, sebagai objek pariwisata, sebagai PLTA atau
pembangkit listrik tenaga air, sebagai tempat usaha perikanan darat, sebagai
sumber penyediaan air bagi makhluk hidup sekitar dan juga sebagai pengendali
banjir dan erosi.
Sifat Fisika Air Danau
1. Kecerahan
Kekeruhan air berbeda dengan yang lain, karena langsung dapat dilihat oleh
panca indera. Jika keruhnya oleh plankton, hal itu sangat baik untuk nafsu makan
15
namun jika keruhnya karena lumpur yang terlalu tebal itu akan menggangu.
Kandungan lumpur yang terlalu pekat dalam air akan mengganggu penglihatan
organisme sehingga menjadi salah satu sebab kurangnya nafsu makan ( Susanto,
1991).
Kekeruhan air dapat dianggap sebagai indikator kemampuan air dalam
meloloskan cahaya yang jatuh kebadan air, apakah cahaya tersebut kemudian
disebarkan atau diserap oleh air. Semakin kecil tingkat kekeruhan suatu perairan,
semakin dalam cahaya dapat masuk kedalam badan air, dan demikian semakin
besar kesempatan bagi vegetasi akuatis untuk melakukan proses fotosintesis
(Asdak, 2007).
Kecerahan adalah ukuran transparansi perairan atau sebagian cahaya yang
diteruskan.Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan yang diungkapkan
dengan satuan meter sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran
dan padatan tersuspensi. Selain itu kecerahan sangat dipengaruhi oleh kedalaman
perairan karena semakin dalam perairan maka daerah yang dalam tidak mampu
lagi dijangkau oleh cahaya.
2. Suhu
Menurut Irianto (2005) Organisme air memiliki derajat toleransi terhadap
suhu dengan dengan kisaran tertentu yang sangat berperan bagi pertumbuhan,
inkubasi telur, konversi pakan dan resistensi terhadap penyakit. Organisme air
akan mengalami stres bila terpapar pada suhu diluar kisaran yang dapat
ditoleransi. Pada dasarnya suhu rendah memungkinka air mengandung oksigen
lebih tinggi, tetapi suhu rendah menyebabkan stres pernapasan pada ikan berupa
menurunnya laju pernapasan dan denyut jantung.
Suhu juga berpengaruh pada kejenuhan (kapasitas air menyerap oksigen),
karena semakin tinggi suhu yang diterima maka semakin sedikit oksigen yang
dapat larut.Menurut Susanto (1991) suhu air adalah salah satu sifat fisik yang
dapat mempengaruhi nafsu makan dan pertumbuhan badan ikan.Kenaikan suhu
air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang
terlalu rendah akan menimbulkan bau tidak sedap akibat tejadinya degredasi
anaerobik yang mungkin terjadi (Suriawiria, 1996).Suhu suatu perairan sangat
dipengaruhi oleh musim, lintang dan ketinggian dari permukaan laut. Waktu
dalam suatu hari dan sirkulasi udara , penutupan awan dan aliran serta kedalaman
dari perairan. Menurut pernyataan Boyd Suhu perairan yang optimal yaitu kisaran
25 – 32 ºC.
16
Sifat Kimia Danau
1. PH
Air hujan pada umumnya bersifat asam akibat kontak dengan
karbondioksida dan senyawa sulfur alami di udara. Sulfur dioksida, nitrogen
oksida serta hasil emisi industri lainnya akan lebih meningkatkan ke asaman air
hujan. Adapun air murni bersifat netral (PH 7), pada kondisi demikian maka ion-
ion penyusunnya (H+ dan OH) akan terdisosiasi pada keadaan setimbang (Irianto,
2005).
pH air biasanya dimanfaatkan untuk menentukan indeks pencemaran
dengan melihat tingkat keasaman atau kebasaan air yang dikaji, terutama oksidasi
sulfur dan nitrogen pada proses pengasaman dan oksidasi kalsium dan magnesium
pada proses pembasaan. Angka indeks yang umum digunakan mempunyai kisaran
antara 0-14 dan merupakan angka logaritmik negatif dari konsenterasi ion
hidrogen didalam air (Asdak, 2007).
Pembatasan pH pula dilakukan, karena pH akan mempengaruhi rasa,
korrosivitas air dan efisiensi chlorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih
toksik dalam bentuk molekular, dimana dissosiasi senyawa-senyawa tersebut
dipengaruhi oleh pH (Suriawiria, 1996).Pada umumnya, bakteri tumbuh dengan
baik pada pH netral dan alkalis, sedangkan jamur lebih menyukai pH rendah
(kondisi asam). Oleh karena itu, proses dekomposisi bahan organik berlangsung
lebih cepat pada kondisi pH netral dan alkalis (Effendi, 2003).
Dalam air yang bersih jumlah konsentrasi ion H+ dan OH- berada dalam
keseimbangan sehingga air yang bersih akan bereaksi netral. Dalam air murni
1/10000000 teriokan sehingga pH air dikatakan sebesar 7.Peningkatan ion hidrgen
yang menyebabkan nilai pH turun dan disebutkan sebagai larutan asam.
Sebaiknya apabila ion hydrogen berkurang akan menyebabkan nilai pH naik dan
keadaan seperti ini disebut sebagai larutan basa.
Menurut Susanto (1991) keasaman air atau yang populer dengan istilah PH
air sangat berperan dalam kehidupan ikan. Pada umumnya PH yang sangat cocok
untuk semua jenis ikan berkisar antara 6,7 – 8,6. Namun begitu, ada jenis ikan
yang karena hidup aslinya di rawa-rawa, mempunyai ketahanan untuk tetap
bertahan hidup pada kisaran PH yang sangat rendah ataupun tinggi, yaitu antara 4
– 9, misalnya ikan sepat siam.
2. Oksigen Terlarut (DO)
Tabel 2.6. Hubungan Antara kadar oksigen terlarut jenuh dan suhu pada
tekanan udara 760 mm Hg
Suhu ( oC ) Kadar Oksigen Terlarut (mg/liter)
0 14,62
17
1 14,22
2 13,83
3 13,46
4 13,11
5 12,77
6 12,45
7 12,14
8 11,84
9 11,56
10 11,29
11 11,03
12 10,78
13 10,54
Sumber : Cole (1983) dalam Hefni Effendi (2003).
Tabel 2.7. Hubungan Antara kadar oksigen terlarut jenuh dan salinitas pada
tekanan 760 mm Hg
Suhu
(oC)
Salinitas ( o/o )
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
20 8,9 8,6 8,4 8,1 7,9 7,7 7,4 7,2 6,9 6,8
22 8,6 8,4 8,1 7,9 7,6 7,4 7,2 6,9 6,7 6,6
24 8,3 8,1 7,8 7,6 7,4 7,2 6,9 6,7 6,5 6,4
26 8,1 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 6,7 6,5 6,3 6,1
28 7,8 7,6 7,4 7,2 7,0 6,8 6,5 6,3 6,1 6,0
30 7,6 7,4 7,1 6,9 6,7 6,5 6,3 6,1 5,9 5,8
32 7,3 7,1 6,9 6,7 6,5 6,3 6,1 5,9 5,7 5,6
Sumber: Weber (1991) dalam Hefni Effendi (2003).
Menurut Mills dalam Effendi (2003), atmosfer bumi mengandung oksigen
sekitar 210 ml/liter. Oksigen merupakan salah satu gas yang terlarut dalam
perairan. Kadar oksigen yang terlrut dalam perairan alami bervariasi, tergantung
18
pada suhu,salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan
ketinggian (altitude) serta semakin kecil tekanan atmosfer, kadar oksigen terlarut
semakin kecil.
3. Karbondioksida Terlarut
Proses oksidasi akan mengeluarkan gas karbondioksida terlarut yang akan
di gunakan lagi oleh tumbuhhan air untuk melakukan proses fotosintesis. Bakteri
aerob yang hidup dalam air juga membutuhkan oksigen dalam proses pencernaan
bahan organik yang berada dalam air (Khiatuddin, 2003).
Gas karbondioksida di atmosfer, bersama-sama dengan gas hidrogen
monoksida (HO), gas metan (CH4) juga disebut gas-gas rumah kaca karena gas-
gas tersebut ikut berperan terhadap terjadinya proses pemanasan global melalui
peranannya dalam meningkatkan suhu atmosfer (Asdak, 2007).
Karbondioksida sangat mudah larut dalam pelarut, termasuk air. Dalam
jumlah atau kadar tertentu, karbondioksida ini dapat merupakan racun. Ikan
mempunyai naluri yang kuat dalam mendeteksi kadar karbondioksida dan akan
berusaha mengghindari daerah atau area yang kadar karbondioksidanya tinggi
(Lesmana, 2005).
Karbondioksida adalah gas yang tersusun atas satu atom karbon dan dua
atom oksigen. Atmosfer bumi mengandung karbondioksida dengan persentase
yang relative kecil (0,033%), meskipun persentase karbondioksida di atmosfer
kecil, akan tetapi keberadaan karbondioksida di perairan relative banyak, karena
karbondioksida memiliki sifat kelarutan yanag tinggi.
Sumber CO2 dalam perairan berasal dari :
a) Difusi dari atmosfir
Karbondioksida yang terdapat di atmosfir mengalami difusi secara
langsung dalam air, walaupun volume karbondioksida di atmosfir hanya
sedikit.
b) Air hujan
Air hujan melarutkan karbondioksida, kandungan sekitar 0,55-0,60
mg/l dari karbondioksida diatmosfir bumi.
c) Air yang melewati tanah organik.
Tanah organic yang mengalami dekomposisi mengandung relative
banyak karbondioksida sebagai hasil proses dekomposisi.
d) Respirasi tumbuhan, hewan, bakteri aerob dan anaerob.
Respirasi tumbuhan dan hewan mengeluarkan karbondioksida,
dekomposisi bahan organik pada kondisi aerob menghasilkan
19
karbondioksida sebagai salah satu produk akhir.dekomposisi anaerob
karbohidrat pada bagian dasar perairan, pada akhirnya akan menghasilkan
karbondioksida.
4. Alkalinitas
Kapasitas air tawar di tentukan oleh alkalinitas karbonat dan secara umum di
gambarkan sebagai setara dengan mg/liter kalsium karbonat (Irianto,
2005).Alkalinitas merupakan penyangga(buffer) perubahan pHair dan indikasi
kesuburan yang diukur dengan kandungan karbonat. Alkalinitas adalah kapasitas
air untuk menetralkan tambahan asam tanpa penurunan nilai pH larutan (Alaerts
dan Ir. S. Sumetri. S).Alkalinitas adalah suatu parameter kimia perairan yang
menunjukan jumlah ion carbonat dan bicarbonat yang mengikat logam golongan
alkali tanah pada perairan tawar.
5. Kesadahan
Menurut untung (2002) kesadahan air menunjukkan tingkat kandungan
mineral seperti kalsium, magnesium dan seng di dalam air.Jika kandungan unsur-
unsur mineral tersebut tinggi maka air tersebut termasuk “keras” (hardness). Tidak
semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain, setiap
jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang tertentu untuk
hidupnya. Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting
dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH.
Kesadahan (hardness) adalah gambaran kation logam divalent (valensi
dua) atau kesadahan adalah jumlah ion kalsium, magnesium, strontium dan
barium yang sangat terdapat dalam air.Namun karena konsentrasi strontium dan
barium yang sangat sedikit maka kesadahan lebih ditekan pada keberadaan ion
kalsium dan magnesium saja.Nilai kesadahan air menunjukkan indikasi tentang
sifat-sifat air dan juga indikasi tentang adanya pencemaran air.Kesadahan air
berkaitan erat dengan kemampuan air untuk membentuk busa. Semakin sadah air,
semakin susah untuk sabun untuk membentuk busa karena menadi prepitasi yang
mengendap. Perairan dengan nilai kesadahan tinggi pada umumnya adalah
perairan yang berada pada wilayah yang memiliki lapisan tanah puncak (top soil)
tebal dan batuan kapur.
6. Ca dan Mg
Kesadahan umum atau "General Hardness" merupakan ukuran yang
menunjukkan jumlah ion kalsium (Ca++) dan ion magnesium (Mg++) dalam air.
Ion-ion lain sebenarnya ikut pula mempengaruhi nilai GH, akan tetapi
pengaruhnya diketahui sangat kecil dan relatif sulit diukur sehingga diabaikan
(http://www.geocities.com/wpurwakusuma/parameter_air.htm).
Nilai kandungan kalsium (Ca2+) terlarut akan digunakan untuk
menganalisis pengaruh litologi terhadap komposisi kimia airtanah. Magnesium
20
(Mg2+) sebagai kation yang dijadikan parameter besar kecilnya pengaruh
pelarutan litologi dalam air.
Sifat Biologi air Danau
a. Flora
Tumbuhan air atau hidrofolik ialah golongan yang mencakup semua
tumbuhan yang hidup di air Bersauh (berakar dalam lumpurr dan dasar air) atau
tidak. Disamping tipe mikroskopik yang mengapung bebas dan berenang-renang
yang merupakan dasar utama pembentukan kategori tersendiri yang di sebut
plankton.Golongan hidrofolok cenderung melintas memotong golongan lainnya
dan dengan itu sering ditiadakan dari spectrum biologi (Polunin, 1994).
Flora di suatu wilayah yang biasanya dijelaskan dalam istilah biologi
untuk menyertakan genus dan spesies tanaman hidup, pilihan mereka tumbuh
berkembang biak atau kebiasaan, dan sambungan ke satu sama lain di lingkungan
juga.
b. Fauna
Perairan danau, hewan yang paling umum mendominasi danau adalah
hewan dari golongan hewan bertulang belakang (hewan vertebrata) yakni
ikan.Ikan-ikan tersebut berada pada setiap lapisan perairan baik pada zona litoral
dan zona limnetik.Hal ini di sebabkan oleh kemampuan gerak ikan. Biasanya
ikan-ikan bergerak bebas antar zona litoral dan limnetik, akan tetapi bagian besar
ikan-ikan meenghabiskan waktunya di derah litoral dan kebanyakan daei mereka
berkembang biak di daerah tersebut (Odum, 1996).
Flora dapat merujuk kepada sekelompok tanaman, sebuah penyelidikan
dari kelompok tanaman, serta bakteri.Flora adalah akar kata bunga, yang berarti
menyangkut bunga.
c. Produktifitas Primer
Produktivitas primer merupakan hasil fotosintesis yang dilakukan oleh
tumbuhan berklorofil, dalam pengaturan metabolisme komunitas yang
dipengaruhi oleh intensitas cahaya, karbondioksida (CO2), dan faktor temperatur
(Barus, 2002).
Menurut Bayard (1983), produksi umum atau produktifitas primer
merupakan hasil produksi zat-zat organik yang baru dari substreat-substrat
anorganik. Hasil produksi ini, dapat berupa energi atau zat-zat organik yang baru.
Produktifitas primer kebanyakan di lakukan dengan cara fotosintesis.
Produktifitas primer dalam air di pengaruhi oleh suhu, perubahan salinitas,
21
penyinaran, kedalaman, dan organisme akuatik (plankton dan spesies lain) serta di
pengaruhi juga oleh daur siang dan musiman. Sehingga terjadi perubahan
produksi antara daerah yang satu dengan daerah yang lainnya.
2.2. MACAM-MACAM KONTAMINAN
Air merupakan salah satu pelarut yang sangat baik, kemampuan
melarutkan yang baik ini dikarenakan sifatnya yang polar.Air menyerap zat-zat
dalam perjalanan daur hidrologinya, sehingga menyebabkan air tersebut menjadi
tidak murni lagi.Zat-zat itu disebut sebagai zat pengotor atau
impuritas.Kontaminan dalam air utamanya dikelompokan dalam dua kategori
yaitu bahan terlarut (dissolved matter) dan bahan yang tidak larut (non soluble
contaminants).
2.2.1. Kontaminan Terlarut Dalam Air
Air dapat melarutkan zat-zat dari batu-batuan dan tanah yang terkontak
dengannya.Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air karena
kontaknya dengan batu-batuan tersebut, antara lain : CaCO3, MgCO3, CaSO4,
MgSO4, NaCl, Na2SO4, SiO2, dan sebagainya. Kontaminan terlarut dibagi menjadi
5 kelompok dapat dilihat pada table 2.1
Table 2.8. Kontaminan terlarut dalam sumber- sumber air
Kontaminan Terlarut Konsentrasi Zat Yang Terkandung
Kontaminan Primer > 5 mg/L -Bikarbonat
-Kalsium
-Khlorida
-Magnesium
-Silika
-TDS
-Sodium
-Sulfat
Kontaminan Sekunder 0,1 – 5 mg/L -Ammonia
-Flourida
-Iron
-Nitrat
-Pottasium
-Stronsium
Kontaminan Tersier 0,01 – 0,1 mg/L -Alumunium
-Arsen
-Barium
-Promida
-Tembaga
-Mangan
-Phospat
22
Kontaminan Trace < 0,01 mg/L -Cobalt
-Antimony
-Cadmium
-Chromium
-Mercury
-Timah
-Titanium
Kontaminan Transien Berubah ubah Siklus Biologis (karbon, oksigen,
nitrogen, sulfur), reaksi redoks,
zat organic dan radionuklida
1. KONTAMINAN PRIMER
Merupakan padatan terlarut yang pada umumnya mempunya konsentrasi
diatas 5 mg/L.
a) Bikarbonat (HCO3-) – Berat Molekul 61
Ion bikarbonat merupakan kontaminan penyebab alkali utama dari
hampir semua sumber air.Ion ini biasanya ditemukan dalam kisaran konsentrasi
antara 5 hingga 500 mg/L sebagai CaCO3.Munculnya ion ini ke dalam air
sebagai akibat dari aktifitas bakteri penghasil CO2 dan mineral yang
mengandung senyawa karbonat.Aktifitas populasi manusia seperti indutri dan
kegiatan domestik secara umum juga mengantarkan bahan-bahan alkalin ke
dalam air.
b) Kalsium (Ca2+) – Berat Atom 40
Kalsium merupakan komponen terbesar penyebab kesadahan dalam
air dan biasanya berada dalam kisaran antara 5 sampai 500 mg/L sebagai
CaCO3 (2 hingga 200 mg/L Ca).Kalsium dalam sumber air terutama berasal
dari beberapa mineral yaitu kapur dan gypsum.Kalsium merupakan faktor
utama yang menentukan indeks kestabilan (stability index).
c) Klorida (Cl-) – Berat Atom 35,5
Hampir semua garam klorida mudah larut dalam air (highly soluble)
dan biasanya berada dalam kisaran konsentrasi dari 10 hingga 100 mg/L pada
berbagai sumber air.Air laut mengandung klorida di atas 30.000 mg/L sebagai
CaCO3.
23
d) Magnesium (Mg2+) – Berat Atom 24,3
Keseadahan magnesium dalam air biasanya sebesar sepertiga dari
kesadahan total sedangkan sisanya yang dua pertiga merupakan kesadahan
kalsium. Kandungan ion magnesium biasanya dalam kisaran konsentrasi dari
10 hingga 50 mg/L (sekitar 40 hingga 200 mg/L sebagai CaCO3).Dalam air
laut, konsentrasi magnesium sekitar 5 kali kalsium (basis equivalen).Produksi
magnesium hidroksida dari air laut merupakan langkah awal dari pembuatan
magnesium. Magnesium merupakan komponen yang cukup besar dalam
kebanyakan mineral termasuk dolomit, magnetit, dan tanah liat.Karena
magnesium karbonat lebih mudah larut dari pada kalsium karbonat maka
jarang ditemukan magnesium karbonat sebagai komponen utama dalam kerak
kecuali dalam evaporator air laut.
e) Silika (SiO2) – Berat Molekul 60
Silika terdapat hampir pada semua jenis mineral dan didapatkan dalam
air pada kisaran antara 1 hingga 100 mg/L. Silika tidak dikehendaki dalam air
make up boiler bukan hanya karena bisa membentuk kerak di dalam ketel
tetapi juga karena relatif volatil pada temperatur tinggi dan akhirnya bisa
membentuk deposit pada baling – baling turbin.
f) Natrium (Na+) – Berat Atom 23
Semua garam natrium mudah larut dalam air meskipun beberapa
senyawa kompleks dengan mineral tertentu kurang larut dalam air.Kandungan
klorida yang tinggi dalam air laut biasanya berikatan dengan ion
natrium.Dalam berbagai sumber air, biasa terkadung dengan kisaran antara 10
hingga 100 mg/L (sekitar 20 hingga 200 mg/L sebagai CaCO3).Konsentrasi
natrium dalam air minum tidak dibatasi menurut Federal Drinking Water
Standards.Namun dalam air umpan ketel, terutama ketel tekanan tinggi,
kandungan natrium juga harus dibatasi.
g) Sulfat (SO42-) – Berat Molekul 96
Sulfat yang terkandung di dalam air berasal dari mineral – mineral
tertentu khususnya gypsum, atau muncul dari oksidasi mineral – mineral yang
berikatan sebagai senyawa sulfida. Biasanya berada dalam kisaran
24
konsentrasi antara 5 hingga 200 mg/L. Batas atas konsentrasi yang disarankan
dalam air rumah tangga adalah 250 mg/L, karena menyebabkan rasa tidak
enak dan potensial menimbulkan sakit perut. Karena kalsium sulfat relatif
tidak larut dalam air (lebih kecil dari 2000 mg/L) maka konsentrasi sulfat
yang tinggi tidak dikehendaki dalam sistem penguapan.
h) Total Dissolved Solid (TDS)
TDS merupakan jumlah semua bahan yang larut di dalam air.
Biasanya TDS dalam air dalam kisaran antara 25 hingga 5000 mg/L.
Kandungan TDS untuk air baku air minum dibatasi hingga 500 mg/L.
Konsentrasi TDS yang tinggi akan mempengaruhi rasa air. Konduktifitas
listrik yang tinggi sebagai akibat tingginya tatal padatan terlarut cenderung
mempercepat proses korosi.
2. KONTAMINAN SEKUNDER
Kontaminan sekunder biasanya berada dalam kisaran konsentrasi di atas
0,1 mg/L sampai 5 mg/L
a) Ammonia (NH3) BM 17, biasanya dinyatakan sebagai N (Nitrogen)
dengan BM 14
Gas ammonia sangat larut dalam air, bereaksi dengan air
menghasilkan ammonium hidroksida.Karena senyawa ini mengalami ionisasi
dalam air membentuk NH4+ + OH-.Pada pH tinggi, gas ammonia bebas berada
dalam bentuk tak terionisasi.Pada pH umumnya air sumber, ammonia
terionisasi sempurna.Konsentrasi ammonia tidak dibatasi di dalam air
standar.Namun demikian, ammonia korosif terhadap logam paduan tembaga,
sehingga perlu diperhatikan kandungan ammonia pada system pendingin dan
air umpan boiler.
b) Flourida (F – BM 18)
Flourida adalah kontaminan yang umum dari kebanyakan mineral
termasuk appetite dan mica. Dalam praktek, penambahan flourida ke dalam air
rumah tannga sampai konsentrasi 1,5 hingga 2,5 mg/L diangapmenguntungkan
25
untuk mengendalikan karies gigi namun dalam standar air minum konsentrasi
flourida dibatasi. konsentrasi flourida yang tinggi ditemukan dalam air limbah
pabrik gelas dan pabrik baja
c) Iron (Fe2+ dan Fe+) – BM 55,9
Besi didapat dalam berbagai macam mineral termasuk tanah
liat.Dalam keadaan tidak ada oksigen besi terlarut dalam air. Bila dioksidasi
pada kisaran pH 7 hingga 8,5 besi hampir tidak larut dalam air dan
konsentrasinya dalam air dapat dikurangi sampai lebih kecil dari 0,3 mg/L.
3. KONTAMINAN TERSIER
Kontaminan tersier biasanya berada dalam kisaran konsentrasi di atas
0,01 mg/L sampai 0,1 mg/L
a) Arsen (As)
Arsenmerupakanunsur yang melimpah di alam yang ditemukanberupa
mineral sepertiarsenopirit, nikolit, orpiment, enargitdan lain-lain.Arsen
memiliki berat atom yaitu 74,92 g/mol dan secara kimiawi memiliki
karakteristik berupa fosfor. Arsen memiliki 2 bentuk padatan yaitu kuning
kehitaman dan abu-abu. Dahulu arsen banyak digunakan sebagai obat untuk
infeksi parasit, seperti protozoa, amoeba, cacing, sprirocheta dan tripanisoma.
Di dalam tanah, arsen berupa bijih yaitu arsenopirit dan orpiment, yang
berasal dari salah satu unsur kerak bumi yang berjumlah besar, menempati
urutan ke-20 dari unsur yang berbahaya sehingga dapat mencemari air tanah.
Arsen terkandung dalam semua batuan sebesar 1-5 ppm dengan konsentrasi
yang lebih tinggi ditemukan pada batuan beku dan sedimen. Pada tanah hasil
pelapukan batuan, biasanya mengandung Arsen sebesar 0,1-40 ppm dengan
rata-rata 5-6 ppm.Dalam air tanah, Arsen dibagi menjadi dua bentuk, yaitu
bentuk tereduksi yang terbentuk dalam kondisi anaerobik, sering disebut
arsenit dan bentuk teroksidasi yang terbentuk dalam kondisi aerobik, umumnya
disebut arsenat (Jones, 2000).
Arsen yang terkandung dalam air sangat berbahaya meskipun
konsentrasinya sebagai kontaminan dalam air cenderung rendah. Jika sering
26
tidak disadari, maka Arsen yang terkandung dalam air, seperti air minum, dapat
tersimpan dalam tubuh selama bertahun-tahun dan mengakibatkan berbagai
dampak serius seperti kanker kulit, kanker paru-paru, dan kanker kantung
kemih.
b) Tembaga (Cu)
Tembaga (Cu) umumnya berbentuk kristal dan memiliki warna
kemerahan dengan berat atom sebesar 63,54 g/mol. Unsur tembaga di alam
dapat ditemukan dalam bentuk logam bebas, tetapi lebih banyak ditemukan
dalam bentuk senyawa padat seperti mineral (Palar, 2004). Tembaga di
perairan alami terdapat dalam bentuk partikulat, koloid dan terlarut. Fase
terlarut merupakan Cu2+ bebas dan ikatan kompleks, baik dengan ligan
inorganik terutama (CuOH+, Cu2(OH)22+) maupun organik. Biasanya jumlah
Cu yang terlarut dalam badan perairan adalah 0,002 ppm sampai 0,005 ppm.
Logam tembaga (Cu) bersifat racun terhadap semua tumbuhan pada
konsentrasi di atas 0,1 ppm. Konsentrasi normal dari tembaga di tanah berkisar
20 ppm, dengan tingkat mobilitas sangat lambat karena ikatan yang sangat kuat
dengan material organik dan mineral tanah liat. Tembaga muncul pada limbah
industri biasanya dalam bentuk ion bivalen Cu(II) sebagai hydrolitic product.
Cemaran logam tembaga pada bahan pangan pada awalnya terjadi
karena penggunaan pupuk dan pestisida secara berlebihan. Dirjen Pengawasan
Obat dan Makanan (POM) RI telah menetapkan batas maksimum cemaran
logam berat tembaga pada sayuran segar, yaitu 50 ppm.
c) Timbal (Pb)
Timbal merupakan logam berat yang sangat beracun dan sumber
utamanya adalah makanan dan minuman. Timbal menunjukkan beracun pada
sistem saraf, hemetologic, hemetotoxic dan mempengaruhi kinerja ginjal.
Unsur timbal (Pb) sebagian besar diakumulasi oleh organ tanaman, yaitu daun,
batang, akar dan akar umbi-umbian (bawang merah). Perpindahan timbal dari
tanah ke tanaman tergantung komposisi dan pH tanah. Konsentrasi timbal yang
tinggi (100-1000 mg/kg) akan mengakibatkan pengaruh toksik pada proses
fotosintesis dan pertumbuhan. Tanaman dapat menyerap logam Pb pada saat
27
kondisi kesuburan dan kandungan bahan organik tanah rendah. Pada keadaan
ini logam berat Pb akan terlepas dari ikatan tanah dan berupa ion yang
bergerak bebas pada larutan tanah.
d) Mangan (Mn)
Mangan (Mn) merupakan kation logam yang memiliki karakteristik serupa
dengan besi dan memiliki nomor atom 25. Logam mangan berwarna putih
keabu-abuan, merupakan logam berat dan sangat rapuh tetapi muda teroksidasi.
Mangan berbentuk manganous (Mn2+) dan magnetik (Mn4+). Di dalam tanah,
Mn4+ berada dalam bentuk senyawa mangan dioksida.
Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik
dengan kadar yang tinggi, Mn4+ pada senyawa mangan dioksida direduksi
menjadi Mn2+ yang bersifat larut. Adanya unsur ini dapat menimbulkan bau
dan rasa pada minuman. Konsentrasi Mn yang lebih besar dari 0,5 mg/L dapat
menyebabkan rasa yang tidak enak pada minuman, meninggalkan warna
kecoklat-coklatan pada pakaian, dapat menyebabkan kerusakan pada hati dan
bersifat toksik pada alat pernapasan.
e) Seng (Zn)
Seng (Zn) adalah logam berwarna putih kebiru-biruan dengan
massa jenis 7,14 g/cm3, nomor atom 30 dan berat molekul 65,37 g/mol. Seng
termasuk dalam kelompok mikromineral, yaitu diperlukan dalam jumlah yang
sangat sedikit. Seng bersifat racun dan menyebabkan kematian pada ikan yang
berada dalam sungai. Kematian ikan akibat logam berat seperti seng terjadi
karena bereaksinya kation logam dengan fraksi tertentu pada lendir insang
sehingga insang diselimuti gumpalan lendir logam berat.
4. KONTAMINAN TRACE
Kontaminan tersier biasanya berada dalam kisaran konsentrasi di atas 0,01
mg/L sampai 0,1 mg/L
a) Kadmium (Cd)
Kadmium merupakan logam berwarna putih perak, lunak, tidak larut
dalam basa, mudah bereaksi dan menghasilkan Kadmium Oksida bila
28
dipanaskan. Kadmium membentuk Cd2+ yang bersifat tidak stabil. Kadmium
memiliki nomor atom 40 dan berat atom 112,4 g/mol (Widowati dkk., 2008).
Logam kadmium digunakan untuk elektrolisis bahan pigmen untuk industri cat,
enamel dan plastik. Biasanya kadmium selalu dalam bentuk campuran dengan
logam lain terutama dalam pertambangan timah hitam dan seng (Darmono,
1995).
Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat yang merupakan racun bagi
tubuh manusia. Waktu paruh kadmium adalah 30 tahun dan dapat terakumulasi
pada ginjal, sehingga ginjal mengalami disfungsi. Konsentrasi normal
kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi konsentrasi tertinggi yaitu
1700 ppm ditemukan pada permukaan sampel tanah yang diambil di dekat
pertambangan bijih seng (Zn) . Kadmium yang terdapat dalam tubuh manusia
sebagian besar diperoleh melalui makanan dan tembakau, hanya sejumlah kecil
berasal dari air minum dan polusi udara.
b) Kromium (Cr)
Kromium (Cr) merupakan logam dengan nomor atom 24 dan berat atom
yaitu 51,996 g/mol. Kromium selalu berada dalam kondisi berikatan dengan
unsur lain seperti silika, besi oksida, dan magnesium oksida. Sumber utama
masuknya kromium ke lapisan udara adalah dari pembakaran dan mobilisasi
batu bara dan minyak bumi. Dari pembakaran batu bara, Cr yang dilepaskan ke
udara sebesar 10 ppm, sedangkan dari pembakaran minyak bumi, Cr yang
terlepas ke udara sebesar 0,3 ppm.
Dalam perairan, Cr dapat masuk melalui 2 cara, yaitu secara alamiah
yang disebabkan oleh faktor fisika seperti erosi, dan nonalamiah yang
disebabkan oleh aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Logam kromium dan
kromium trivalen bersifat stabil dan non-toksik, sedangkan senyawa
heksavalent yang larut dalam air bersifat irritant, korosif, dan beracun bagi
manusia. Efek kromium pada manusia adalah dapat mengakibatkan carcinoma
dan dermatitis.
29
c) Merkuri (Hg)
Merkuri disebut juga sebagai air raksa, merupakan logam yang secara
alami ada dan satu-satunya logam yang pada suhu kamar berwujud cair. Logam
murninya berwarna keperakan, cairan tak berbau, dan mengkilap. Merkuri
memiliki nomor atom 80 dan akan memadat pada tekanan 7.640 atm. Merkuri
ditemukan di alam dan tersebar dalam batu-batuan, biji tambang, tanah, air dan
udara sebagai senyawa anorganik dan organik. Logam Hg digunakan dalam
produksi gas klor dan soda kaustik, termometer, bahan tambal gigi, dan baterai.
Umumnya, kadar dalam tanah, air dan udara relatif rendah tetapi
berbagai jenis aktivitas manusia dapat meningkatkan kadar ini, misalnya
aktivitas penambangan yang dapat menghasilkan merkuri sebanyak 10.000
ton/tahun. Pekerja yang mengalami pemaparan terus menerus terhadap kadar
0,05 Hg mg/m3 udara menunjukkan gejala nonspesifik berupa neurastenia,
sedangkan pada kadar 0,1-0,2 mg/m3 menyebabkan tremor. Kadar Hg dalam
air di daeah yang tida tercemar sekitar 0,1 µg/l tetapi angka ini dapat setinggi
80 µg/l di tempat yang dekat dengan endapan bijih Hg. Dalam makanan,
kecuali ikan, kadarnya sangat rendah yaitu dalam rentang 5-20 µg/kg.
5. KONTAMINAN TRANSIEN
Kelompok bahan transien memiliki konsentrasi yang berubah-ubah
tergantung pada aktivitas mikrobiologis maupun perubahan lingkungan.Beberapa
kontaminan pada kondisi transien muncul sebagai akibat dari aktifitas
biologis.Sebagai contoh adalah konsentrasi CO2 dan O2 dalam air yang berubah-
ubah sesuai dengan adanya cahaya matahari yang masuk ke perairan dan
mempengaruhi fotosintesis. Contoh lain adalah konsentrasi antara NH3, N2, NO2-
dan NO3- dalam air yang sering berubah sebagai akibat adanya siklus nitrogen.
2.2.2 Bahan yang tidak larut (non soluble contaminat)
Kontaminan tidak larut dalam air dapat berupa koloid, suspensi, atau
makhluk hidup.Kontaminan tidak larut memiliki ciri-ciri sebagai berikut:
30
◦ Kontaminan tidak larut merupakan istilah yang diterapkan pada zat
heterogen yang terkandung dalam kebanyakan jenis air.
◦ Kontaminan tidak larut terutama terdiri atas lumpur, humus, limbah
dan bahan buangan industri.
◦ Kontaminan tidak larut menyebabkan air menjadi keruh dan bila
digunakan sebagai air umpan ketel akan menyebabkan terbentuknya
deposit, kerak dan atau busa.
◦ Kontaminan tidak larut dalam air pendingin akan menimbulkan
endapan dan timbulnya korosi di bawah endapan tersebut.
Kontaminan tak larut dalam air diklasifikasikan lebih lanjut sebagai
berikut:
Kelompok 1 – Padatan
Mengapung
Mengendap
Tersuspensi
Kelompok 2 – Organisme microbial
Alga
Bakteri
Jamur
Virus
2.3. SYARAT AIR YANG DIGUNAKAN DALAM INDUSTRI
A. Air yang Digunakan untuk Umpan Boiler
Secara umum air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler adalah air
yang tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang
dapat membentuk kerak pada boiler, air yang tidak mengandung unsur yang dapat
menyebabkan korosi terhadap boiler dan sistem penunjangnya dan juga tidak
mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya pembusaan terhadap air
boiler. Oleh karena itu untuk dapat digunakan sebagai air umpan boiler maka air
31
baku dari sumber air harus dilakukan pengolahan terlebih dahulu yang bertujuan
untuk menghilangkan unsur-unsur atau padatan yang terkandung didalam air baik
dalam bentuk tersuspensi, terlarut, ataupun koloid yang dapat menyebabkan
terjadinya kerak, korosi dan pembusaan dalam boiler. Disamping itu senyawa
organik dapat menyebabkan berbagai masalah dalam operasi boiler.
Kualitas air umpan boiler juga dipengaruhi oleh kondisi operasi boiler,
dimana semakin tinggi tekanan dan temperature operasi maka semakin murni
kualitas air umpan yang diperlukan. Batasan terhadap nilai parameter-parameter
penting untuk air umpan boiler, sering ditentukan oleh pihak pembuat alat, atau
dapat mengacu pada criteria dari badan-badan International seperti ASME dan
ABMA.
Uap atau steam merupakan gas yang dihasilkan dari proses yang disebut
penguapan. Bahan baku yangdigunakan untuk menghasilkan steam adalah air. Sec
ara umum air yang akan digunakan sebagai air umpan boiler adalah air yang
tidak mengandung unsur yang dapat menyebabkan terjadinya endapan yang dapat
membentuk kerak pada boiler, air yang tidak mengandung unsur yang dapat
menyebabkan korosi terhadap boiler. Dengan demikian airini di treatment hingga
memenuhi standar karakteristik air umpan boiler. Berikut ini merupakan
persyaratan baku mutu air umpan boiler:
Tabel 2.9. Baku Mutu Air Umpan Boiler
Parameter Satuan Ukuran
pH unit 10,5-11,5
Conductivity µmhos/cm 5000, max
TDS ppm 3500, max
P-Alkalinity ppm -
M-Alkalinity ppm 800, max
O-Alkalinity ppm 2,5 x SiO2, min
T Hardness ppm -
Silika ppm 150, max
Besi ppm 2,max
Phospat residual ppm
Sulfite residual ppm 20-50
32
pH condensate unit 8,0-9,0
Di dalam industri kimia, steam merupakan suatu komponen penunjang
yang sangat penting.Penggunaan steam dalam industri kimia misalkan sebagai
pembangkit tenaga, pemanas, fluida pada jet ejector, dan lain sebagainya.Steam
ini dihasilkan dari suatu alat yang dinamakan boiler.
Boiler atau ketel uap merupakan sebuah alat untuk pembangkit uap (uap
air), dimana uap ini berfungsi sebagi zat pemindah tenaga kaloris.Tenaga kalor
yang dikandung dalam uap dinyatakan dengan entalpi panas. Boiler secara umum
terdiri dari 2 bagian, yaitu :
1. Dapur pemanasan, yaitu untuk menghasilkan panas yang didapat dari
pembakaran bahan bakar
2. Boiler proper, yaitu sebuah alat yang mengubah air menjadi uap. Fluida
panas (uap) kemudian disirkulasikan dari ketel untuk berbagai proses dalam
aplikasi industri, seperti untuk penggerak, pemanas, dan lain-lain.
Hal-hal yang mempengaruhi effisiensi boiler adalah bahan bakar dan kualitas
air umpan boiler. Parameter-parameter yang mempengaruhi kualitas air umpan
boiler antara lain :
1. Oksigen terlarut : Dalam jumlah yang tinggi dapat menyebabkan korosi
pada peralatan boiler.
2. Kekeruhan : Dapat mengendap pada perpipaan dan peralatan proses serta
mengganggu proses.
3. pH : Bila tidak sesuai dengan standart kualitas air umpan boiler dapat
menyebabkan korosi pada peralatan.
4. Kesadahan : Merupakan kandungan ion Ca dan Mg yang dapat
menyebabkan kerak pada peralatan dan perpipaan boiler sehingga
menimbulkan local overheating.
5. Fe : Fe dapat menyebabkan air berwarna dan mengendap di saluran air
dan boiler bila teroksidasi oleh oksigen.
6. Asiditas : Kadar asiditas yang tinggi dapat menyebabkan korosi.
33
Gambar 1. Prinsip dasar boiler
Mekanisme Pembentukan Uap
Air umpan ketel dari tangki dipompakan ke economizer untuk dipanaskan
awal sebelum masuk ketel uap. Darieconomizer air yang sudah hangat dialirkan
ke ketel selanjutnya dipanaskan sampai menghasilkan uap jenuh (saturated
steam). Uap jenuh dari ketel dipanaskan lanjut di pemanas lanjut (superheater)
dan menghasilkan uap panas lanjut (superheated steam) yang siap untuk
digunakan, seperti :
1. Menggerakkan turbin uap (steam turbine)
2. Untuk keperluan pemrosesan (merebus, memanaskan, dll.) Steam
generation juga dilengkapi dengan peralatan peralatan keselamatan,
seperti :
- Pengukur level air di ketel
- Pengukur tekanan di ketel, dll.
B. Air yang digunakan untuk pemanas atau pendingin
Air pendingin merupakan salah satu jenis air yang diperlukan dalam
proses industri. Kualitas air pendingin akan mempengaruhi integritas komponen
atau struktur reaktor, karena pada dasarnya air sebagai pendingin akan
berhubungan langsung dengan komponen atau struktur reaktor. Air yang
34
digunakan sebagai pendingin harus memenuhi persyaratan yang sesuai dengan
komponen atau struktur yang dirumuskan dalam spesifikasi kualitas air pendingin
(Lestari, 2006). Dalam memenuhui spesifikasi dari air pendingin maka dilakukan
pengolahan terhadap air pendingin tersebut dengan berbagai metode dan teknologi
peralatan yang bervariasi.
Air pendingin adalah air limbah yang berasal dari aliran air yang
digunakan untuk penghilangan panas dan tidak berkontak langsung dengan bahan
baku, produk antara dan produk akhir (KEP-49/MENLH/11/2010).Sistem air
pendingin merupakan bagian yang terintegrasi dari proses operasi pada industri.
Untuk produktifitas pabrik yang kontinu, sistem tersebut memerlukan pengolahan
kimia yang tepat, tindakan pencegahan, dan perawatan yang baik. Kebanyakan
proses produksi pada industri memerlukan air pendingin untuk efisiensi dan
operasi yang baik. Air pendingin sistem mengontrol suhu dan tekanan dengan cara
memindahkan panas dari fluida proses ke air pendingin yang kemudian akan
membawa panasnya. Total nilai dari proses produksi akan menjadi berarti jika
sistem pendingin ini dapat menjaga suhu dan tekanan proses dengan baik.
Memonitor & mengatur korosi, deposisi, pertumbuhan mikroba, dan sistem
operasi sangat penting untuk mencapai Total Cost of Operation (TCO) yang
optimal.
Air pendingin mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap efisiensi
total engine serta umur engine.Apabila temperatur air pendingin masuk engine
terlalu tinggi, maka efisiensi mekanis engineakan menurun dan dikhawatirkan
dapat terjadi over - heatingi pada engine. Sedang bila temperatur air terlalu
rendah, maka efisiensi termal akan menurun (Handoyo, 1999). Proses
pendinginan melibatkan pemindahan panas dari satu substansi ke substansi yang
lain. Substansi yang kehilangan panas disebut cooled, dan yang menerima panas
disebut coolant. Beberapa faktor yang membuat air menjadi coolant yang baik
adalah :
1. Sangar berlimpah dan tidak mahal.
2. Dapat ditangani dengan mudah dan aman digunakan.
3. Dapat membawa panas per unit volume dalam jumlah yang besar.
35
4. Tidak mengembang ataupun menyusut (volumenya) pada perubahan suhu
dalam range normal.
5. Tidak terdekomposisi.
Beberapa parameter penting dalam sistem air pendingin :
1. Konduktivitas mengindikasikan jumlah dissolved mineral dalam air.
2. pH, menunjukkan indikasi dari tingkat keasaman atau kebasaan dari air.
3. Alkalinitas, berupa ion carbonate (CO3-2) dan ion bicarbonate (HCO3
-).
4. Hardness / kesadahan, menunjukkan jumlah ion calcium dan magnesium
yang ada dalam air.
Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor
sebagai berikut:
1. Air merupakan malcri yang dapat diperoleh dalam jumlah besar.
2. Mudah dalam pcngaturan dan pengolahan.
3. Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume.
4. Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya
perubahan temperatur pendingin.
5. Tidak terdekomposisi.
Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin:
1. Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar
yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut
yang dapat menyebabkan air kotor.
2. Tidak menyebabkan korosi.
3. Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut
saat air masuk unit pengolahan airseperti pasir, mikroba dan zat-zat
organik.
Berikut ini adalah standar industri terhadap air pendingin yang digunakan:
Tabel 2.10. Standar Industri Terhadap Air Pendingin(KEP-49/MENLH/11/2010)
No. Jenis Air Limbah Parameter
Kadar
Maksimum
(mg/L)
Metode
Pengukuran
1. Air Pendingin Residu Klorin 2 Standard Method
36
4500-Cl
Karbon
Organik Total 5
SNI-06-6989.28-
2005 atau APHA
5310
Secara umum, industri menerapkan parameter air pendingin ialah sebagai berikut:
Tabel 2.11. Parameter Air Pendingin (Setiadi, 2007)
Cara Pengendalian Air Pendingin
a. Pengendalian Pembentukan Kerak
Pembentukan kerak dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut yang ada
di air. CaCO3 merupakan kerak yang sering ditemui pada sistem air pendingin
dan terbentuk jika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggi. Pengendalian
gangguan ini dimaksudkan untuk mencegah pembentukan kerak CaCO3
dengan menjaga agar kadar Ca dan alkalinitas dalam air sirkulasi cukup
rendah, dan mencegah pengendapan kerak pada permukaan logam. Untuk
maksud pertama dapat ditempuh dua cara, yaitu :
1. Menurunkan siklus konsentrasi air yang bersirkulasi atau
2. Menambah asam, misalnya H2SO4, agar pH air di bawah 7. Dapat
digunakan inhibitor kerak berupa bahan kimiasepertipolifosfat,
fosfonat, ester fosfonat dan poliacrylat.
37
b. Pengendalian Korosi
Pengendalian korosi dilakukan dengan cara menambahkan bahan
kimiayangberfungsi sebagai inhibitor (penghambat). Inhibitor yang umum
dipakai adalahpolifosfat, kromat, dikromat, silikat, nitrat ferrosianida dan
molibdat. Dosis inhibitoryang digunakan harus tepat, karena suatu inhibitor
hanya dapat bekerja efektif setelahkadarnya mencapai harga tertentu. Kadar
minimum yang dibutuhkan oleh suatuinhibitor agar dapat bekerja secara efektif
disebut batas kritis. Pemakaian inhibitor yang melebihi batas kritis akan
menambah biaya operasi. Jika kadar inhibitor turun dibawah batas kritis, bukan
saja menjadi tidak efektif, tetapi dapat pula menyebabkan pitting(Setiadi,
2007).
c. Pengendalian Pembentukan Fouling dan Penghilangan Padatan
Tersuspensi
Pembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat
dicegah atau dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam
organometal, ammonium kuartener, dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida).
Klorin merupakan chemicals yang paling banyak dipakai. Dosis pemakaian
klorin yang efektif adalah sebesar 0,3 sampai 1,0 ppm. Pengolahan yang tepat
diperoleh secara percobaan, karena penggunaan beberapa biosida secara
bersama-sama kadang-kadang memberikan hasil yang lebih baik dan senyawa-
senyawa tersebut acap kali digunakan bersama klorin. Padatan tersuspensi
dalam air merupakan masalah yang cukup serius. Padatan tersuspensi tersebut
dapat menempel pada permukaan perpindahan panas sehingga mengakibatkan
berkurangnya efisiensi perpindahan panas. Salah satu metoda yang digunakan
untuk mengendalikan padatan tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasi
secara kontinu terhadap sebagian air yang disirkulasi.
d. Penanganan Masalah Lumut/ Mikroorganisme
Cara mengatasi tumbuhnya lumut dan mikroorganisme pada
pendingin sekunder adalah sebagai berikut:
1. Pencegahan kontaminasi nutrisi dan padatan tersuspensi pada air pendingin.
Untuk mencegah agar sekecil mungkin kontaminasi nutrisi dan padatan
38
tersuspensi yang berasal dari air make-up, dilakukan pra-pengolahan seperti
penyaringan.
2. Pemakaian bahan pengontrol lumut. Fungsi dari bahan pengontrol lumut
diklasifikasikan atas sterilisasi. Karena setiap bahan pengontrol lumut
mempunyai mekanisme kerja yang berbeda, maka apabila penanggulangan
lumut dilakukan, kondisi deposit lumut harus dipelajari supaya dapat
memilih bahan kimia yang sesuai.
3. Sterilisasi adalah suatu perawatan untuk merendahkan potensi pelekatan
mikroorganisme dalam sistem air pendingin dengan jalan pembunuhan
mikroorganisme. Bahan kimia yang mempunyai efek sterilisasi adalah
senyawa klor, senyawa organik, nitrogen-sulfur dan lain-lain. Mekanisme
kerja bahan-bahan kimia ini diperkirakan sebagai berikut: Bahan kimia ini
mempunyai reaktivitas yang tinggi terhadap radikal SH sistein (komponen
protein dalam mikroorganisme), dan membunuh mikroorganisme dengan
jalan melumpuhkan enzim (bagian yang aktif) radikal SH, atau membunuh
mikroorganisme dengan daya oksidasi dari bahan kimia tersebut. Secara
umum, klorinasi digunakan untuk sterilisasi karena efektif dan murah.
Namun, karena klor bersifat korosif terhadap metal, maka konsentrasi sisa
klor (residual chlorine) dalam air pendingin harus dikontrol meksimum 1
ppm (Cl2).
4. Peredaman pertumbuhan mikroorganisme . Ini adalah perawatan dengan
menurunkan kecepatan pertumbuhan lumut dengan jalan meredam
pertumbuhan mikroorganisme dalam sistem pendingin air sekunder.
Mekanisme kerja bahan kimia yang digunakan hampir sama dengan
mekanisme kerja biocide-boicide lainnya, hanya penggunaannya yang
berbeda. Pada perawatan ini perlu dipertahankan pemakaian bahan kimia
secara kontinu / dalam waktu relatif lama walaupun konsentrasi kecil.
Sedangkan biocide lainnya adalah sebaliknya. Bahan kimia yang cocok
untuk perawatan secara biostatik adalah senyawa organik nitrogen-sulfur
dan senyawa-senyawa amina.
5. Pencegahan pelekatan: getah lendir yang diproduksi mikroorganisme
bertalian dengan pelekatan mikroorganisme pada permukaan padatan.
39
Dalam pencegahan pelekatan lumut, bahan kimia bereaksi dengan getah
lendir dan kemudian menetralisasinya, sehingga daya pelekatan
mikroorganisme diturunkan atau dilemahkan. Bahan kimia yang
mempunyai efek seperti ini adalah senyawa garam ammonium kwartener,
senyawa bromine dan lain-lain.
6. Pengikisan lumut: perawatan ini adalah mengikis lumut yang melekat pada
system pendingin dengan bahan-bahan kimia. Bahan kimia yang
mempunyai efek mengikis adalah senyawa klor, peroksida, senyawa amina
dan lainlain. Mekanisme kerja bahan-bahan kimia ini menurunkan daya
pelekatan lumut dengan jalan denaturasi getah lendir dan membentuk
gelembung- gelembung, akibat reaksi bahan kimia dengan lumut, sehingga
lumut secara alami terkikis. Dengan demikian setelah penambahan bahan
kimia, dengan menaikkan kecepatan aliran air akan meningkatkan efek
pengikisan.
7. Pendispersi lumpur: padatan tersuspensi dalam air akan menjadi gumpalan
(flocs) akibat aktivitas mikroorganisme dan terakumulasi sebagai lumpur.
Pengolahan dispersi lumpur bukan hanya meredam pembentukan gumpalan
tetapi juga mendispersi gumpalan yang telah terbentuk. Padatan tersuspensi
yang terdispesi dibuang keluar melalui air blowdown sehingga volume
akumulasi lumpur dikurangi. Bahan kimia untuk pencegahan pelekatan
lumut dan pengikisan lumut juga digunakan untuk pendispersi lumut dan
untuk bioflokulasi (penggumpalan akibat mikrobiologi) padatan tersuspensi.
Juga polielektrolit atau polimer digunakan untuk pendispersi anorganik
padatan tersuspensi atau peredaman penggumpalan padatan tersuspensi.
8. Penyaringan pembantumerupakan suatu pengolahan untuk menurunkan
akumulasi lumpur dan pelekatan lumut yaitu dengan jalan penyaringan
sebagian air pendingin yang disirkulasikan untuk membuang padatan
tersuspensi(Lestari, 2010).
e. Pengendalian Scale
Scale dapat dikendalikan dengan beberapa cara, yaitu :
1. Membatasi konsentrasi dari mineral-mineral pembentuk scale.
40
2. Menambahkan asam untuk menjaga agar mineral pembentuk scale
(contoh : calcium carbonate) tetap larut.
3. Meningkatkan aliran air dengan luas permukaan yang besar.
4. Menambahkan bahan kimia anti scale.
C. Air yang Digunakan untuk Proses (Yang Ikut Bereaksi)
Berbagai jenis operasi di industri membutuhkan air yang disebut air
industri. Air industri ini meliputi: air proses, air umpan boiler, air pendingin
(cooling water), air sanitasi dan air limbah. Kelima jenis air ini memerlukan
tingkat pengolahan yang berbeda dan secara umum tingkat pengolahan air
industri, akan tergantung pada sumber air darimana air baku diambil dan juga
maksud penggunaan terhadap air hasil olahan tersebut. Pada prinsipnya,
pengolahan air bertujuan untuk menghilangkan atau mengurangi zat yang
terkandung dalam air yang berada dalam bentuk terlarut (ion), bentuk
tersuspensi ataupun bentuk koloid hingga dicapai kualitas air yang memenuhi
dengan persyaratan sesuai dengan maksud penggunaannya.
Air proses adalah air dari utilitas yang sudah di treatment bebas mineral
pengotor dan pH netral sehingga bisa digunakan untuk melarutkan atau
mengencerkan zat dalam proses reaksi kimia. Pada umumnya air untuk proses
dari kegiatan industri diperuntukan sebagai pelarut, pencampur, pengencer,
media pembawa pencuci dan lainnya. Dengan kualitas air proses yang berbeda
tergantung fungsinya dan sangat ditentukan oleh jenis industri lainnya.
Parameter - parameter yang dianggap penting sangat berbeda pada kegiatan
industri yang berbeda, demikian pula jumlah air yang diperlukan untuk setiap
produk yang dihasilkan sangat berbeda. Sebagai contoh: pada industri kertas
memerlukan air proses sekitar 70-90% dari total kebutuhan air untuk kegiatan
industrinya. Demikian juga untuk industri tekstil kebutuhan air untuk industri
proses mencapai persentasi yang sama untuk industri kertas. Sedang pada
industri sabun kebutuhan air prosesnya tidak sebesar industri kertas dan tekstil
yaitu sekitar 30-50% dari total kebutuhan airnya dan untuk industri ban
kebutuhan air proses sangat rendah sekitar 5-10% dari kebutuhan air.
41
Besi dan mangan merupakan parameter penting pada industri tekstil
karena kehadiran industri besi dan mangan akan mengganggu dalam proses
pewarnaan dan memberikan flek atau noda pada lembar kertas/ tekstil.
Demikian pula kesadahan merupakan parameter penting untuk industri tekstil
disamping parameter- parameter lain seperti alkalinitas, silika, padatan terlarut
dan lainnya.
D. Air yang digunakan untuk sanitasi
Air bersih (Sanitasi) adalah salah satu jenis sumberdaya berbasis air yang
bermutu baik dan biasa dimanfaatkan oleh manusia untuk dikonsumsi atau
dalam melakukan aktivitas mereka sehari-hari dan memenuhi persyaratan
untuk pengairan sawah, untuk treatment air minum dan untuk treatmen air
sanitasi. Persyaratan disini ditinjau dari persyaratan kandungan kimia, fisika
dan biologis.
Pengertian Air Bersih:
1. Secara Umum: Air yang aman dan sehat yang bisa dikonsumsi
manusia.
2. Secara Fisik : Tidak berwarna, tidak berbau, tidak berasa.
3. Syarat Mikrobiologis : Koliform tinja/total koliform (maks 0 per
100 ml air)
4. Secara Kimia:
a.PH netral (bukan asam/basa)
b.Tidak mengandung racun dan logam berat berbahaya
Untuk konsumsi air minum menurut departemen kesehatan, syarat-syarat
air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak
mengandung logam berat.Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh
manusia, terdapat risiko bahwa air ini telah tercemar
oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Walaupun
bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat
berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini, dibunuh
dengan memasak air hingga 100 °C, banyak zat berbahaya, terutama logam,
tidak dapat dihilangkan dengan cara ini.
42
2.4. KESADAHAN
1. PengertianKesadahan Air
Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air,
umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat.
Air sadah atau air kerasadalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi,
sedangkan air lunakadalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion
kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain
maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk
menentukan kesadahan air adalah dengan sabun.Dalam air lunak, sabun akan
menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan
busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Kesadahan air total dinyatakan dalam
satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO3.
Kesukaran pembentukan busa oleh sabun dalam air merupakan indikasi
kesadahan air.Kesadahan air terutama diakibatkan oleh adanya ion-ion kalsium
dan magnesium.Sabun dalam air bereaksi lebih dulu dengan ion-ion ini sebelum
dapat berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan air.Senyawa kalsium,
magnesium, dansenyawa lain yang bereaksi dengan sabun, mempunyai ukuran
yang disebut kesadahan total (total hardness).
Kesadahan total dari sudut kationnya merupakan jumlah kesadahan
kalsium dan kesadahan magnesium, atau:
TH↔CaH + MgH
Kesadahan total dari sudut anionnya dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu
kesadahan karbonat atau kesadahan sementara dan kesadahan nonkarbonat atau
kesadahan tetap, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut:
TH↔ KH + NH
Dengan:
TH : kesadahan total
CaH : kesadahan kalsium = kadar Ca2+
MgH : kesadahan magnesium = kadar Mg2+
KH : kesadahan karbonat = Ca(HCO3)2, Mg(HCO3)2
NH : kesadahan nonkarbonat = CaSO4, MgSO4, CaCl2, MgCl2, dsb.
43
Satuan yang dipakai untuk menyatakan kesadahan, adalah sebagai berikut:
- Milival = milligram equivalent perliter
- mg/l = ppm sebagai CaCO3
- °d = derajat kesadahan Jerman = 5,6 mg CaO/liter
Hubungan antara satuan-satuan tersebut adalah sebagai berikut:
1 mval = 50 mg/l sebagai CaCO3 = 2,8°d.
Kerugian yang dapat timbul akibat adanya kesadahandalam air industri
diantaranya adalah pembentukan kerak dalam ketel dan sistem pendingin, selain
itu pemakaian sabun akan meningkat bila kesadahan terdapat dalam air pencuci.
2. Mengetahui Kesadahan Air
Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu digunakan adalah air
sadah atau bukan dengan menggunakan sabun.Ketika air yang digunakan adalah
air sadah, maka sabun akan sukar berbuih, walaupun berbuih, buihnya sedikit.
Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika
ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang
digunakan adalah air sadah tetap.
3. Efek Air Sadah
Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat
menyebabkan beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan
mineral yang menyumbat saluran pipa dan keran.Air sadah juga menyebabkan
pemborosan sabun di rumah tangga dan air sadah yang bercampur sabun tidak
dapat membentuk busa, tetapi malah membentuk gumpalan sampah sabun (soap
scrum) yang sukardihilangkan.Efek ini timbul karena ion 2+ menghancurkan sifat
surfaktan dari sabun dengan membentuk endapan padat (sampah sabun tersebut).
Komponen utama dari sampah tersebut adalah kalsium stearat, yang muncul dari
stearat natrium, komponen utama dari sabun: 2Cl7H35COO- + Ca2+→
(C17H35COO)2Ca.
Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk
mencegah kerugian. Pada industri yang menggunakan ketel uap air yang
digunakan harus terbebas dari kesadahan. Hal ini dikarenakan kalsium dan
44
magnesium karbonat cenderung mengendap pada permukaan pipa dan permukaan
penukar panas. Presipitasi (pembentukan padatan tak larut) ini terutama
disebabkan oleh dekomposisi termal ion bikarbonat, tetapi bisa juga terjadi sampai
batas tertentu walaupun tanpa adanya ion tersebut. Penumpukan endapan ini dapat
mengakibatkan terhambatnya aliran air di dalam pipa.Dalam ketel uap, endapan
mengganggu aliran panas kedalam air, mengurangi efisiensi pemanasan dan
memungkinkan komponen logam ketel uap terlalu panas. Dalam sistem
bertekanan, panas berlebih ini dapat menyebabkan kegagalan ketel uap.Kerusakan
yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat bervariasi tergantung pada
bentuk kristal, misalnya kalsit atau aragonit.
4. Jenis Air Sadah
Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang
diikat oleh kation (Ca2+atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah
tetap.
a) Air Sadah Sementara
Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat
(HCO3-) atau boleh jadi air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat
(Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Air yang
mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara
karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air
tersebutter bebas dari ion Ca2+danatau Mg2+.Dengan jalan pemanasan,
senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang
terjadi adalah:
Ca(HCO3)2 (aq)→ CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2(g).
b) Air sadah Tetap
Air sadah tetap adalah air sadah yang mengandung anion selain ion
bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3-, dan SO42-.Berarti senyawa
yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2), kalsiumnitrat
(Ca(NO3)2), kalsiumsulfat (CaSO4), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air
yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena
kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk
membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia,
45
yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi
yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3(aq) atau K2CO3(aq).
Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+
dan atau Mg2+
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq)→ CaCO3 (s) + 2NaCl (aq),
MgNO3 (aq) + K2CO3 (aq)→ MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3, berarti air tersebut
telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain, air tersebut telah
terbebas dari kesadahan.
46
KESIMPULAN
1. Air yang berasal dari sumber yang berbeda mempunyai karakteristik dan
kandungan yang berbeda pula
2. Zat pengotor (impuritas) secara umum dapat dibaggi menjadi dua jenis yaitu
zat pengotor yang larut dalam air dan zat pengotor yang tak larut dalam air
3. Dalam bidang industri, air memharus memenuhi baku mutu agar proses dalam
industri berjalan dengan lancar
4. Kesadahan air dalam dunia industri harus dihindari karena dapat membentuk
kerak pada lapisan logam.
DAFTAR PUSTAKA
Afriansyah,A. 2009. Konsentrasi Kadmium (Cd) dan Tembaga (Cu) dalam Air,
Seston, Kerang dan Fraksinasinya dalam Sedimen di Perairan Delta
Berau, Kalimantan Timur. Program Studi Ilmu dan Teknologi
Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor
Anonym .2011.Air Industri (Air Boiler). (online) tersedia:
http://vionaadistie.blogspot.com/2011/01/air-industri-air-boiler.html
(Diakses pada tanggal 17 Maret 2015 pukul 20.00 WIB)
Anonym .Pengolahan Air Sanitasi.(online) tersedia:
http://nanosmartfilter.com/pengolahan-air-bersih-untuk-industri/
(Diakses pada tanggal 5 September 2014 pukul 23.40 WIB)
Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air : Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan
Lingkungan Perairan. Kanisius, Yogyakarta.
Gumilar, Arie. 2011. Sistem air Pendingin. Jakarta: STE.
Handoyo, Ekadewi. 1999. Pengaruh Temperatur Air Pendingin Terhadap
Konsumsi Bahan Bakar MotorDiesel Stasioner di Sebuah Huller.
Surabaya: Universitas Eka Petra.
Keister, Timothy. 2008. Cooling Water Management Basic Principles and
Technology. New York: ProChemTech International.
Kristanto, Danis Dwi. 2015. Jurnal Ilmiah : Konservasi Sumberdaya Air. Jurusan
Teknik Pengairan. Fakultas Teknik. Universitas Brawijaya. Malang .
2015
Kementerian ESDM Badan Geologi Pusat Sumber Daya Air Tanah dan Geologi
Lingkungan.Jl. Diponegoro 57, Bandung 40122, Jawa Barat - Republik
Indonesia
Roepandi, Opan.2008.Pengoperasian Sistem Air Pendingin. Surabaya: PT.
Indonesia Power.
Widaningrum, dkk. 2007. Bahaya Kontaminasi Logam Berat dalam Sayuran dan
Alternatif Pencegahan Cemarannya. Balai Besar Penelitian dan
Pengembangan Pascapanen Pertanian