jujubandungblog bebas

Parameter Fisika-Kimia-BiologiPenentu Kualitas AirJune 8, 2012 enviro air jujubandung

1. Parameter FisikBeberapa parameter fisik yang digunakan untuk menentukan kualitas air meliputi suhu,kekeruhan, warna, daya hantar listrik, jumlah zat padat terlarut, rasa, bau.

1.1. BauAir minum yang berbau, selain tidak estetis juga tidak disukai oleh masyarakat. Bau airdapat memberi petunjuk terhadap kualitas air, misalnya bau amis dapat disebabkanoleh adanya algae dalam air tersebut. Berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan RI No-mor 907/MENKES/SK/VII/2002, diketahui bahwa syarat air minum yang dapat dikon-sumsi manusia adalah tidak berbau.

1.2. Jumlah Zat Padat TerlarutZat padat merupakan materi residu setelah pemanasan dan pengeringan pada suhu 103

C 105 C. Residu atau zat padat yang tertinggal selama proses pemanasan pada tem-peratur tersebut adalah materi yang ada dalam contoh air dan tidak hilang atau men-guap pada 105 C. Dimensi zat padat dinyatakan dalam mg/l atau g/l, % berat (kg zat pa-dat/kg larutan), atau % volume (dm zat padat/liter larutan).

Dalam air alam, ditemui dua kelompok zat yaitu zat terlarut (seperti garam dan molekulorganis) serta zat padat tersuspensi dan koloidal (seperti tanah liat dan kwarts). Perbe-daan pokok antara kedua kelompok zat ini ditentukan melalui ukuran/diameter partikel-partikelnya.

Analisa zat padat dalam air digunakan untuk menentukan komponen-komponen air se-cara lengkap, proses perencanaan, serta pengawasan terhadap proses pengolahan airminum maupun air buangan. Karena bervariasinya materi organik dan anorganik dalamanalisa zat padat, tes yang dilakukan secara empiris tergantung pada karakteristik ma-

o o

o3

teri tersebut. Metode Gravimetry digunakan hampir pada semua kasus.

Jumlah dan sumber materi terlarut dan tidak terlarut yang terdapat dalam air sangatbervariasi. Pada air minum, kebanyakan merupakan materi terlarut yang terdiri darigaram anorganik, sedikit materi organik, dan gas terlarut. Total zat padat terlarut dalamair minum berada pada kisaran 20 1000 mg/L.

Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid atau TDS) merupakan bahan-bahan terlarut(diameter < 10 mm) dan koloid (diameter 10 mm 10 mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahan lain, yang tidak tersaring pada kertas saring berdiame-ter 0,45 m (Rao, 1992 dalam Eendi, 2003). Materi ini merupakan residu zat padat sete-lah penguapan pada suhu 105 C. TDS terdapat di dalam air sebagai hasil reaksi dari zatpadat, cair, dan gas di dalam air yang dapat berupa senyawa organik maupun anor-ganik. Substansi anorganik berasal dari mineral, logam, dan gas yang terbawa masuk kedalam air setelah kontak dengan materi pada permukaan dan tanah. Materi organik da-pat berasal dari hasil penguraian vegetasi, senyawa organik, dan gas-gas anorganik yangterlarut. TDS biasanya disebabkan oleh bahan anorganik berupa ion-ion yang terdapatdi perairan. Ion-ion yang biasa terdapat di perairan ditunjukkan dalam Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Ion-ion yang Terdapat di Perairan

Ion Utama (Major Ion)(1,0 1000 mg/liter)

Ion Sekunder (Secondary Ion)(0,01 10 mg/liter)

1. Sodium (Na) 1. Besi

2. Kalsium (Ca) 2. Strontium (Sr)

Magnesium (Mg) 3. Kalium (K)

4. Bikarbonat (HCO ) 4. Karbonat (CO )

5. Sulfat (SO4) 5. Nitrat (NO3)

6. Klorida (Cl) 6. Fluorida (F)

7. Boron (B)

8. Silika (SiO )

Sumber : Todd, 1970 dalam Eendi, 2003.

TDS tidak diinginkan dalam badan air karena dapat menimbulkan warna, rasa, dan bauyang tidak sedap. Beberapa senyawa kimia pembentuk TDS bersifat racun dan meru-

-6 -6 -3

o

3 3

2

pakan senyawa organik bersifat karsinogenik. Akan tetapi, beberapa zat dapat memberirasa segar pada air minum.

Kesadahan dan kekeruhan akan bertambah seiring dengan semakin banyaknya TDS.Analisis TDS biasanya dilakukan dengan penentuan Daya Hantar Listrik (DHL) air. TDSterdiri dari ion-ion sehingga kadar TDS sebanding dengan kadar DHL air. Penentuan jum-lah materi terlarut dan tidak terlarut juga dapat dilakukan dengan membandingkanjumlah yang terfiltrasi dengan yang tidak. Analisa TDS dapat digunakan untuk menen-tukan derajat keasinan dan faktor koreksi, misal untuk diagram kesadahan Caldwell Lawrence.

1.3. KekeruhanKekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya ca-haya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat di dalam air.Kekeruhan disebabkan adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan ter-larut (misalnya lumpur dan pasir halus), maupun bahan anorganik dan organik yangberupa plankton dan mikroorganisne lain (APHA, 1976; Davis dan Cornwell, 1991dalamEendi 2003). Zat anorganik yang menyebabkan kekeruhan dapat berasal dari pela-pukan batuan dan logam, sedangkan zat organik berasal dari lapukan hewan dan tum-buhan. Bakteri dapat dikategorikan sebagai materi organik tersuspensi yang menambahkekeruhan air.

Padatan tersuspensi berkolerasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatantersuspensi, semakin tinggi nilai kekeruhan. Akan tetapi, tingginya padatan terlaruttidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan. Tingginya nilai kekeruhan dapat mem-persulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjerni-han air.

Secara optis, kekeruhan merupakan suatu kondisi yang mengakibatkan cahaya dalamair didispersikan atau diserap dalam suatu contoh air. Beberapa metode pengukurankekeruhan antara lain (Santika, 1987) :

1.3.1. Metode Jackson Candler Turbidime-tryMetode ini dilakukan berdasarkan transmisi cahaya yang terjadi. Pengukuran kekeruhanmenggunakan metode ini bersifat visual dan dilakukan dengan cara membandingkancontoh air dengan air standar. Pada awalnya metode standar yang digunakan untukmenentukan kekeruhan adalah metode Turbidimeter Jackson Candler yang dikalibrasimenggunakan silika. Namun, tingkat kekeruhan terendah yang dapat diukur dengan alatini adalah 25 unit. Satu unit turbiditas Jackson Candler Turbidimeter dinyatakan dengansatuan 1 JTU.

1.3.2. Metode NephelometricNephelometer tidak dipengaruhi oleh perubahan kecil pada desain parameter. Satuankekeruhan dalam pengukuran nephelometer dinyatakan dalam NTU (Nephelometric Tur-bidity Unit). Nephelometric Method disarankan untuk metode visual karena ketepatan,sensitifitas, dan dapat digunakan dalam rentang turbiditas yang besar. Prinsip kerja darimetode ini adalah membandingkan cahaya yang didispersikan oleh contoh air padakondisi yang sama dengan intensitas cahaya yang didispersikan oleh larutan suspensistandar (polymer formazin). Semakin tinggi intensitas yang didispersikan, semakintinggi pula turbiditasnya. Penentuan turbiditas sebaiknya dilakukan pada saat pengam-bilan contoh air. Bila tidak, disimpan pada tempat yang gelap, paling lama 24 jam. Peny-impanan yang terlalu lama dapat menyebabkan kekeruhan.

1.3.3. Metode VisualMetode ini merupakan cara kuno yang lebih sesuai digunakan untuk contoh air dengantingkat kekeruhan yang tinggi.

Dalam sistem penyediaan air minum, kekeruhan merupakan salah satu faktor pentingkarena beberapa alasan sebagai berikut (Sawyer, 4th edition) :

Faktor estetika

Konsumen menghendaki air yang bebas dari kekeruhan. Kekeruhan pada air minum di-hubungkan dengan kemungkinan terjadinya polusi limbah cair dan bahaya kesehatanyang mengancam.

Filterability

Filtrasi air akan lebih sulit dilakukan dan akan membutuhkan biaya yang besar apabilakekeruhannya tinggi.

Desinfeksi

Pada air yang keruh, banyak terkandung organisme berbahaya yang tersembunyi padaproses desinfeksi.

Satuan kekeruhan yang biasa digunakan sebagai berikut :

mg/l SiO (satuan standar) = 1 unit turbiditas.NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Batas maksimal yang diperbolehkan oleh USEnvironmental Protection Agency adalah 0,5 1 unit kekeruhan (NTU). Dalambatas ini, air boleh digunakan sebagai air minum.JTU (Jackson Candle Turbidity Unit). 40 NTU = 40 JTU (Sawyer dan Mc Carthy :1978).

2

FTU (Formazin Turbidity Unit)

1.4. RasaAir minum biasanya tidak memberikan rasa (tawar). Air yang berasa menunjukkan ke-hadiran berbagai zat yang dapat membahayakan kesehatan. Efek yang dapat ditim-bulkan terhadap kesehatan manusia tergantung pada penyebab timbulnya rasa. Ber-dasarkan Keputusan Menteri Kesehatan RI Nomor 907/MENKES/SK/VII/2002, diketahuibahwa syarat air minum yang dapat dikonsumsi manusia adalah tidak berasa.

1.5. SuhuSuhu air sebaiknya sejuk atau tidak panas, agar tidak terjadi pelarutan zat kimia padasaluran/pipa yang dapat membahayakan kesehatan, menghambat reaksireaksi biokimiadi dalam saluran/pipa, mikroorganisme patogen tidak mudah berkembang biak, danbila diminum dapat menghilangkan dahaga.

Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari per-mukaan laut (altitude), waktu, sirkulasi udara, penutupan awan, aliran, serta kedala-man. Perubahan suhu mempengaruhi proses fisika, kimia, dan biologi badan air. Suhuberperan dalam mengendalikan kondisi ekosistem perairan.

Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia, evaporasi,volatilisasi, serta menyebabkan penurunan kelarutan gas dalam air (gas O2, CO2, N2,CH4, dan sebagainya) (Haslam, 1995 dalam Eendi, 2003). Peningkatan suhu jugamenyebabkan terjadinya peningkatan dekomposisi bahan organik oleh mikroba. Kis-aran suhu optimum bagi pertumbuhan fitoplankton di perairan adalah 20 C 30 C.

Pada umumnya, suhu dinyatakan dengan satuan derajat Celcius ( C) atau derajatFahrenheit ( F). Berdasarkan Keputusan Menteri Kesehatan RI Nomor 907/MENKES/SK/VII/2002, diketahui bahwa temperatur maksimum yang diperbolehkan dalam airminum sebesar 3 C. Pengukuran suhu pada contoh air air dapat dilakukan menggu-nakan termometer.

1.6. WarnaAir minum sebaiknya tidak berwarna untuk alasan estetika dan untuk mencegah keracu-nan dari berbagai zat kimia maupun mikroorganisme yang berwarna. Warna dapatmenghambat penetrasi cahaya ke dalam air. Warna pada air disebabkan oleh adanyapartikel hasil pembusukan bahan organik, ion-ion metal

o o

oo

o

alam (besi dan mangan), plankton, humus, buangan industri, dan tanaman air. Adanyaoksida besi menyebabkan air berwarna kemerahan, sedangkan oksida mangan menye-babkan air berwarna kecoklatan atau kehitaman. Kadar besi sebanyak 0,3 mg/l dankadar mangan sebanyak 0,05 mg/l sudah cukup dapat menimbulkan warna padaperairan (peavy et al., 1985 dalam Eendi, 2003). Kalsium karbonat yang berasal daridaerah berkapur menimbulkan warna kehijauan pada perairan. Bahan-bahan organik,misalnya tanin, lignin, dan asam humus yang berasal dari dekomposisi tumbuhan yangtelah mati menimbulkan warna kecoklatan.

Dalam penyediaan air minum, warna sangat dikaitkan dengan segi estetika. Warna airdapat dijadikan sebagai petunjuk jenis pengolahan yang sesuai. Berdasarkan zat penye-babnya, warna air dapat dibedakan menjadi :

1.6.1. Warna Sejati (true color)Warna sejati disebabkan adanya zat-zat organik dalam bentuk koloid. Warna ini tidakakan berubah walaupun mengalami penyaringan dan sentrifugasi. Pada penentuanwarna sejati, bahan-bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkanterlebih dahulu. Filtrasi (penyaringan) bertujuan menghilangkan materi tersuspensidalam air tanpa mengurangi keaslian warna air. Sentrifugasi mencegah interaksi warnadengan material penyaring. Warna sejati tidak dipengaruhi oleh kekeruhan. Contoh dariwarna sejati antara lain : warna air teh, warna air buangan industri tekstil, serta warnaakibat adanya asam humus, plankton, atau akibat tanaman air yang mati.

1.6.2. Warna Semu (apparent color)Warna semu disebabkan oleh adanya partikel-partikel tersuspensi dalam air. Warna iniakan mengalami perubahan setelah disaring atau disentrifugasi serta dapat mengalamipengendapan. Warna semu akan semakin pekat bila kekeruhan air meningkat.

Warna dapat diamati secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan skala plat-inum kobalt (dinyatakan dengan satuan PtCo) dengan cara membandingkan warna con-toh air dengan warna standar. Air yang memiliki nilai kekeruhan rendah biasanya memi-liki warna yang sama dengan warna standar (APHA, 1976; Davis dan Cornwell, 1991dalam Eendi, 2003). Intensitas warna cenderung meningkat dengan meningkatnya nilaipH (Sawyer dan McCarty, 1978).

Visual Comparison Method dapat diaplikasikan hampir pada seluruh contoh air yang da-pat diminum. Prinsip dari metode ini adalah membandingkan warna contoh air denganwarna larutan standar yang sudah diketahui konsentrasinya. Larutan standar diletakkandalam tabung Nessler dan harus terlindung dari debu serta penguapan. Tabung Nessleryang digunakan harus memiliki warna, ketebalan, ketinggian cairan, dan diametertabung yang sama.

Untuk segi estetika, warna air sebaiknya tidak melebihi 15 PtCo. Sumber air untuk ke-pentingan air minum sebaiknya memiliki nilai warna antara 5 50 PtCo. Contoh air den-

gan warna kurang dari 70 unit diteliti dengan cara perbandingan langsung menggu-nakan larutan standard. Bila kandungan warna contoh air lebih tinggi daripada warnastandar yang tersedia, dilakukan pengenceran terhadap contoh air menggunakanaquadest. Batas waktu maksimum pengukuran adalah 48 jam dengan cara didinginkanpada suhu 4 C untuk pengawetan.

1.7. Daya Hantar Listrik (DHL)Daya hantar listrik (DHL) merupakan kemampuan suatu cairan untuk menghantarkanarus listrik (disebut juga konduktivitas). DHL pada air merupakan ekspresi numerik yangmenunjukkan kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan arus listrik. Oleh karenaitu, semakin banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula ni-lai DHL. Besarnya nilai DHL bergantung kepada kehadiran ion-ion anorganik, valensi,suhu, serta konsentrasi total maupun relatifnya.

Pengukuran daya hantar listrik bertujuan mengukur kemampuan ion-ion dalam air un-tuk menghantarkan listrik serta memprediksi kandungan mineral dalam air. Pengukuranyang dilakukan berdasarkan kemampuan kation dan anion untuk menghantarkan aruslistrik yang dialirkan dalam contoh air dapat dijadikan indikator, dimana semakin besarnilai daya hantar listrik yang ditunjukkan pada konduktivitimeter berarti semakin besarkemampuan kation dan anion yang terdapat dalam contoh air untuk menghantarkanarus listrik. Hal ini mengindikasikan bahwa semakin banyak mineral yang terkandungdalam air.

Konduktivitas dinyatakan dengan satuan p mhos/cm atau p Siemens/cm. Dalam analisaair, satuan yang biasa digunakan adalah mhos/cm. Air suling (aquades) memiliki nilaiDHL sekitar 1 mhos/cm, sedangkan perairan alami sekitar 20 1500 mhos/cm (Boyd,1988 dalam Eendi, 2003).

Besarnya daya hantar listrik bergantung pada kandungan ion anorganik (TDS) yang dise-but juga materi tersuspensi. Hubungan antara TDS dan DHL dinyatakan dalam per-samaan (2.1) (Metcalf & Eddy : 1991 dalam Eendi, 2003).

TDS (mg/L) = DHL (mmhos/cm atau ds/m) x 640 (2.1)

Nilai TDS biasanya lebih kecil daripada nilai DHL. Pada penentuan nilai TDS, bahan-ba-han yang mudah menguap (volatile) tidak terukur karena melibatkan proses pem-anasan.

Pengukuran DHL dilakukan menggunakan konduktivitimeter dengan satuan mhos/cm.Prinsip kerja alat ini adalah banyaknya ion yang terlarut dalam contoh air berbanding lu-rus dengan daya hantar listrik. Batas waktu maksimum pengukuran yang direkomen-dasikan adalah 28 hari.

o

Menurut APHA, AWWA (1992) dalam Eendi (2003) diketahui bahwa pengukuran DHLberguna dalam hal sebagai berikut :

Menetapkan tingkat mineralisasi dan derajat disosiasi dari air destilasi.Memperkirakan efek total dari konsentrasi ion.Mengevaluasi pengolahan yang cocok dengan kondisi mineral air.Memperkirakan jumlah zat padat terlarut dalam air.Menentukan air layak dikonsumsi atau tidak.

2. Parameter Kimia2.1. BesiBesi atau Ferrum (Fe) merupakan metal berwarna putih keperakan, liat, dan dapatdibentuk. Pada umumnya, besi di dalam air dapat bersifat :

Terlarut sebagai Fe (fero) atau Fe (feri)Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 m) atau lebih besar, sepertiFe O , FeO, FeOOH, Fe(OH) , dan sebagainyaTergabung dengan zat organis atau zat padat inorganis (seperti tanah liat)

Besi di alam dapat ditemui dalam bentuk pyrite (FeS2), hematite (Fe O ), magnetite(Fe O ), limonite [FeO(OH)], goethite (HFeO ), dan ochre [Fe(OH) ] (Cole, 1988 dan Moore,1991). Senyawa besi pada umumnya sukar larut dan cukup banyak terdapat di dalamtanah. Kadang-kadang besi juga terdapat sebagai senyawa siderite (FeCO ) yang bersifatmudah larut dalam air (Cole, 1988 dalam Eendi, 2003).

Pada perairan alami dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ionferro yang bersifat mudah larut, dioksidasi menjadi ion ferri. Pada oksidasi ini terjadipelepasan elektron. Sebaliknya, pada reduksi ferri menjadi ferro, terjadi penangkapanelektron. Proses oksidasi dan reduksi besi tidak melibatkan oksigen dan hidrogen (Eck-enfelder, 1989; Mackereth et al., 1989 dalam Eendi, 2003). Reaksi oksidasi ion ferromenjadi ion ferri ditunjukkan dalam persamaan (2.2).

Fe Fe + e (2.2)

Proses oksidasi dan reduksi besi melibatkan bakteri sebagai mediator. Bakteri kemosin-tesis Thiobacillus dan Ferrobacillus memiliki sistem enzim yang dapat mentransfer elek-tron dari ion ferro ke oksigen, menghasilkan ion ferri, air, dan energi bebas untuk sintesisbahan organik dari karbondioksida. Bakteri kemosintesis bekerja optimum pada pH ren-dah (sekitar 5). Metabolisme bakteri Desulfovibrio menghasilkan yang dapat

2+ 3+

2 3 3

2 33 4 2 3

3

2+ 3+ -

H2SO4

melarutkan besi (Cole, 1988 dalam Eendi, 2003).

Pada pH sekitar 7,5 7,7 ion ferri mengalami oksidasi dan berikatan dengan hidroksidamembentuk Fe(OH)3 yang bersifat tidak larut dan mengendap (presipitasi) di dasarperairan, membentuk warna kemerahan pada substrat dasar. Oleh karena itu, besihanya ditemukan pada perairan yang berada dalam kondisi anaerob (anoksik) dansuasana asam (Cole, 1988 dalam Eendi, 2003).

Pada perairan alami, besi berikatan dengan anion membentuk senyawa FeCl2,Fe(HCO3), dan FeSO4. Pada perairan yang diperuntukkan bagi keperluan domestik, pen-gendapan ion ferri dapat mengakibatkan warna kemerahan pada porselin, bak mandi,pipa air, dan pakaian. Kelarutan besi meningkat dengan menurunnya pH.

Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe yang lebih besar dari 1 mg/l, tetapi dalamair tanah, kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Pada air yang tidak mengandung oksigen,seperti air tanah, besi berada sebagai Fe yang cukup padat terlarut, sedangkan padaair sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe teroksidasi menjadi Fe yang sulit larutpada pH 6 sampai 8 (kelarutan hanya di bawah beberapa g/l), bahkan dapat menjadiferihidroksida Fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bisamengendap. Dalam air sungai, besi berada sebagai Fe , Fe terlarut, dan Fe dalambentuk senyawa organis berupa koloidal. Besi merupakan sumber makanan utama bagibakteri besi (crentothrix, leptothrix, dan gallionella) yang dapat menimbulkan bau, ben-tuknya kotor, dan memiliki rasa yang aneh.

Besi termasuk unsur yang penting bagi makhluk hidup. Pada tumbuhan, besi berperansebagai penyusun sitokrom dan klorofil. Kadar besi yang berlebihan dapat menim-bulkan warna merah, menimbulkan karat pada peralatan logam, serta dapat memu-darkan bahan celupan (dyes) dan tekstil. Pada tumbuhan, besi berperan dalam sistemenzim dan transfer elektron pada proses fotosintesis. Besi banyak digunakan dalamkegiatan pertambangan, industri kimia, bahan celupan, tekstil, penyulingan, minyak,dan sebagainya (Eckenfelder, 1989 dalam Eendi, 2003). Pada air minum, Fe dapatmenimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan pada dinding pipa, pertumbuhan bak-teri besi, dan kekeruhan.

Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan haemoglobin. Banyaknya Fe di dalamtubuh dikendalikan pada fase absorbsi. Tubuh manusia tidak dapat mengekskresikanFe. Oleh karena itu, manusia yang sering mendapat transfusi darah, warna kulitnya men-jadi hitam karena akumulasi Fe. Sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh, dalam dosis besardapat merusak dinding usus dan dapat menyebabkan kematian. Debu Fe juga dapat di-akumulasi di dalam alveoli dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru.

Metode fenantroline dapat digunakan untuk mengukur kandungan besi di dalam air, ke-cuali terdapat fosfat atau logam berat yang mengganggu. Metode ini dilakukanberdasarkan kemampuan 1,10-phenantroline untuk membentuk ion kompleks setelahberikatan dengan Fe . Warna yang dihasilkan sesuai dengan hukum Beer dan dapatdiukur secara visual menggunakan spektrofotometer.

2+2+ 3+

2+ 3+ 3+

2+

2.2. Fluorida (F)Fluor (F) merupakan salah satu unsur yang melimpah pada kerak bumi. Fluor adalahhalogen yang sangat reaktif sehingga selalu terdapat dalam bentuk senyawa. Unsur iniditemukan dalam bentuk ion fluorida (F ). Fluor yang berikatan dengan kation mono-valen, misalnya NaF, AgF, dan KF bersifat mudah larut; sedangkan fluor yang berikatandengan kation divalen, misalnya CaF dan PbF bersifat tidak larut dalam air.

Sumber fluorida di alam adalah fluorspar (CaF ), cryolite (Na AlF ), dan fluorapatite. Ke-beradaan fluorida juga dapat berasal dari pembakaran batu bara. Fluorida banyak digu-nakan dalam industri besi baja, gelas, pelapisan logam, aluminium, dan pestisida (Eck-enfelder, 1989).

Sejumlah kecil fluorida menguntungkan bagi pencegahan kerusakan gigi, akan tetapikonsentrasi yang melebihi kisaran 1,7 mg/liter dapat mengakibatkan pewarnaan padaenamel gigi, yang dikenal dengan istilah mottling (Sawyer dan McCarty, 1978). Kadaryang berlebihan juga dapat berimplikasi terhadap kerusakan pada tulang.

Fluorida anorganik bersifat lebih toksik dan lebih iritan daripada yang organik. Keracu-nan kronis menyebabkan orang menjadi kurus, pertumbuhan tubuh terganggu, terjadifluorisasi gigi serta kerangka, dan gangguan pencernaan yang disertai dengan dehidrasi.Pada kasus keracunan berat akan terjadi cacat tulang, kelumpuhan, dan kematian.

2.3. KesadahanKesadahan (hardness) disebabkan adanya kandungan ion-ion logam bervalensi banyak(terutama ion-ion bervalensi dua, seperti Ca, Mg, Fe, Mn, Sr). Kationkation logam ini da-pat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun dengan anion-anion yang ter-dapat di dalam air membentuk endapan/karat pada peralatan logam. Kation-kationutama penyebab kesadahan di dalam air antara lain Ca , Mg , Sr , Fe , dan Mn .Anion-anion utama penyebab kesadahan di dalam air antara lain HCO , SO , Cl , NO, dan SiO . Air sadah merupakan air yang dibutuhkan oleh sabun untuk membusakan

dalam jumlah tertentu dan juga dapat menimbulkan kerak pada pipa air panas, pem-anas, ketel uap, dan alat-alat lain yang menyebabkan temperatur air naik.

Kesadahan air berkaitan erat dengan kemampuan air membentuk busa. Semakin besarkesadahan air, semakin sulit bagi sabun untuk membentuk busa karena terjadi presipi-tasi. Busa tidak akan terbentuk sebelum semua kation pembentuk kesadahan mengen-dap. Pada kondisi ini, air mengalami pelunakan atau penurunan kesadahan yang dise-babkan oleh sabun. Endapan yang terbentuk dapat menyebabkan pewarnaan pada ba-han yang dicuci. Pada perairan sadah (hard), kandungan kalsium, magnesium, karbonat,dan sulfat biasanya tinggi (Brown, 1987 dalam Eendi, 2003). Jika dipanaskan, perairansadah akan membentuk deposit (kerak). Pada Tabel 2.5 diperlihatkan klasifikasi perairanberdasarkan nilai kesadahan.

-

2 2

2 3 6

2+ 2+ 2+ 2+ 2+

3 - 42- - 3- 32-

Tabel 2.5 Klasifikasi Perairan Berdasarkan Nilai Kesadahan

Kesadahan (mg/l CaCO3) Klasifikasi Perairan

< 50 Lunak (so)

50 150 Menengah (moderately hard)

150 300 Sadah (hard)

> 300 Sangat sadah (very hard)

Sumber : Peavy et al, 1985 dalam Eendi, 2003

Nilai kesadahan air diperlukan dalam penilaian kelayakan perairan untukkepentingan industri dan domestik. Tebbut (1992) dalam Eendi (2003)mengemukakan bahwa nilai kesadahan tidak memiliki pengaruh langsung terhadap ke-sehatan manusia. Nilai kesadahan juga digunakan sebagai dasar bagi pemilihan metodeyang diterapkan dalam proses pelunakan air.

Dampak dari air sadah sebagai berikut :

Sabun sulit berbusa

Sabun terbuat dari garam natrium dan potasium dari asam lemah. Jika terdapat ion kal-sium dan magnesium, akan terbentuk Ca palmitat atau Mg palmitat dalam bentuk enda-pan sehingga sabun tidak berbusa.

Pembentukan kerak pada boiler

Dalam air terdapat bikarbonat (HCO ). Dalam temperatur normal bentuk tersebut sta-bil, namun dalam temperatur tinggi akan menghasilkan kerak. Apabila terdapat Mg ,maka CO akan terlepas dan pH air akan naik. Kerak yang timbul dapat mempersempitvolume boiler dan meningkatkan tekanan pada boiler sehingga memungkinkan boilermeledak.

Kerak pada pipa penyaluran air

Pada pipa distribusi air, kerak dapat mengakibatkan pemampatan dan mempengaruhi

3-2+

2

aliran air karena kerak yang muncul akan menaikkan faktor kekasaran (c) dan mengaki-batkan debit turun.

Air permukaan memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil daripada air tanah. Perairandengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/l CaCO3 dan lebih dari 500 mg/l CaCO ku-rang baik bagi peruntukkan domestik, pertanian, dan industri. Namun, air sadah lebihdisukai oleh organisme daripada air lunak.

Kesadahan pada awalnya ditentukan dengan titrasi menggunakan sabun standar yangdapat bereaksi dengan ion penyusun kesadahan. Dalam perkembangannya, kesadahanditentukan dengan titrasi menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid) atausenyawa lain yang dapat bereaksi dengan kalsium dan magnesium. Kation-kation yangbiasa mengakibatkan kesadahan pada air diperlihatkan pada Tabel 2.6.

Tabel 2.6. Kation-kation Penyusun Kesadahan dan Anion-anion Pasangan/Asosiasinya

Kation Anion

Ca HCO3 -

Mg SO

Sr Cl

Fe NO

Mn SiO

Sumber : Sawyer dan McCarty, 1978

Kesadahan diklasifikasikan berdasarkan dua cara, yaitu berdasarkan ion logam (metal)dan berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam. Berdasarkan ion logam(metal), kesadahan dibedakan menjadi kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium.Berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam, kesadahan dibedakan menjadikesadahan karbonat dan kesadahan non-karbonat.

Kesadahan Kalsium dan Magnesium

3

2+

2+ 42-

2+ -

2+ 3-

2+ 32-

Kalsium dan magnesium merupakan penyebab utama kesadahan air karena kandun-gannya dalam air lebih besar dibandingkan ion logam bervalensi dua lainnya. Kesada-han kalsium dan magnesium digunakan untuk menentukan jumlah kapur dan soda abuyang dibutuhkan dalam proses pelunakan air (lime-soda ash soening). Jika kesadahankalsium sudah ditentukan, maka kesadahan magnesium

dapat dicari dengan pengurangan kesadahan kalsium dengan kesadahan total sesuaipersamaan (2.3).

Kesadahan Total Kesadahan Kalsium = Kesadahan Magnesium (2.3)

Pada penentuan nilai kesadahan, keberadaan besi dan mangan dianggap sebagai peng-ganggu karena dapat bereaksi dengan pereaksi yang digunakan. Untuk mendapatkankadar ion kalsium dan ion magnesium dari nilai kesadahan, digunakan persamaan (2.4)dan (2.5) (Cole, 1988 dalam Eendi, 2003).

Kadar Ca (mg/liter) = 0,4 x kesadahan kalsium (2.4)

Kadar Mg (mg/liter) = 0,243 x kesadahan magnesium (2.5)

Kesadahan Karbonat dan Non-Karbonat

Pada kesadahan karbonat, kalsium dan magnesium berasosiasi dengan ion CO danHCO . Pada kesadahan non-karbonat, kalsium dan magnesium berasosiasi dengan ionSO , Cl , dan NO . Kesadahan karbonat disebut kesadahan sementara karena sangatsensitif terhadap panas dan mengendap dengan mudah pada suhu tinggi. Kesadahannon-karbonat disebut kesadahan permanen karena kalsium dan magnesium yangberikatan dengan sulfat dan klorida tidak mengendap dan nilai kesadahan tidakberubah meskipun pada suhu tinggi.

Kesadahan karbonat dan kesadahan non-karbonat dapat diketahui menggunakan per-samaan (2.6 2.8) (Boyd, 1988 dalam Eendi, 2003).

Apabila Alkalinitas Total < Kesadahan TotalMaka Kesadahan Karbonat = Alkalinitas Total

(2.6)

Apabila Alkalinitas Total Kesadahan TotalMaka Kesadahan Karbonat = Kesadahan Total

(2.7)

Kesadahan Non-karbonat = Kesadahan Total Kesadahan Kar-bonat

(2.8)

2+

2+

32-

3-

42- - 3-

Metode Titrasi EDTA merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengukur ke-sadahan di dalam air menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) atau garamnatriumnya sebagai titran. EDTA membentuk ion kompleks yang sangat stabil denganCa dan Mg , juga ion-ion logam bervalensi dua lainnya.

Indikator Eriochrome Black T (EBT) merupakan indikator yang sangat baik untuk menun-jukkan bahwa ion penyebab kesadahan sudah terkompleksasi. Indikator EBT yangberwarna biru ditambahkan pada air sadah (pH 10), membentuk ion kompleks denganCa dan Mg yang berwarna merah anggur. Pada saat titrasi dengan EDTA, ion-ion ke-sadahan bebas dikompleksasi. EDTA mengganggu ion kompleks (M.EBT) karena mampumembentuk ion kompleks yang lebih stabil dengan ion-ion kesadahan. Hal ini membe-baskan indikator EBT, dimana warna wine red berubah menjadi biru, menunjukkan titikakhir titrasi.

2.4. Klorida (Cl)Sekitar 3/4 dari klorin (Cl2) yang terdapat di bumi berada dalam bentuk larutan. Unsurklor dalam air terdapat dalam bentuk ion klorida (Cl ). Ion klorida adalah salah satu an-ion anorganik utama yang ditemukan pada perairan alami dalam jumlah yang lebihbanyak daripada anion halogen lainnya. Klorida biasanya terdapat dalam bentuksenyawa natrium klorida (NaCl), kalium klorida (KCl), dan kalsium klorida (CaCl ). Selaindalam bentuk larutan, klorida dalam bentuk padatan ditemukan pada batuan mineralsodalite [Na (AlSiO ) ]. Pelapukan batuan dan tanah melepaskan klorida ke perairan.Sebagian besar klorida bersifat mudah larut.

Klorida terdapat di alam dengan konsentrasi yang beragam. Kadar klorida umumnyameningkat seiring dengan meningkatnya kadar mineral. Kadar klorida yang tinggi, yangdiikuti oleh kadar kalsium dan magnesium yang juga tinggi, dapat meningkatkan sifatkorosivitas air. Hal ini mengakibatkan terjadinya perkaratan peralatan logam. Kadarklorida > 250 mg/l dapat memberikan rasa asin pada air karena nilai tersebut meru-pakan batas klorida untuk suplai air, yaitu sebesar 250 mg/l (Rump dan Krist, 1992dalam Eendi, 2003). Perairan yang diperuntukkan bagi keperulan domestik, termasukair minum, pertanian, dan industri, sebaiknya memiliki kadar klorida lebih kecil dari 100mg/liter (Sawyer dan McCarty, 1978). Keberadaan klorida di dalam air menunjukkanbahwa air tersebut telah mengalami pencemaran atau mendapatkan rembesan dari airlaut.

Klorida tidak bersifat toksik bagi makhluk hidup, bahkan berperan dalam pengaturantekanan osmotik sel. Klorida tidak memiliki efek fisiologis yang merugikan, tetapi sepertiamonia dan nitrat, kenaikan akan terjadi secara tiba-tiba di atas baku mutu sehingga da-pat menyebabkan polusi. Toleransi klorida untuk manusia bervariasi berdasarkan iklim,penggunaannya, dan klorida yang hilang melalui respirasi. Klorida dapat menimbulkangangguan pada jantung/ginjal.

Di Indonesia, khlor digunakan sebagai desinfektan dalam penyediaan air minum untukmenghilangkan mikroorganisme yang tidak dibutuhkan. Beberapa alasan yang menye-

2+ 2+

2+ 2+

-

2

8 4 6

babkan klorin sering digunakan sebagai desinfektan adalah sebagai berikut (Tebbut,1992 dalam Eendi, 2003) :

Dapat dikemas dalam bentuk gas, larutan, dan bubuk (powder).Harga relatif murah.Memiliki daya larut yang tinggi serta dapat larut pada kadar yang tinggi.Residu klorin dalam bentuk larutan tidak berbahaya bagi manusia, jika terdapatdalam kadar yang tidak berlebihan.Bersifat sangat toksik bagi mikroorganisme, dengan cara menghambat aktivitasmetabolisme mikroorganisme tersebut.

Proses penambahan klor dikenal dengan klorinasi. Klorin yang digunakan sebagai desin-fektan adalah gas klor yang berupa molekul klor (Cl2) atau kalsium hipoklorit [Ca(OCl)2].Penambahan klor secara kurang tepat akan menimbulkan bau dan rasa pada air. Padakadar klor kurang dari 1.000 mg/liter, semua klor berada dalam bentuk ion klorida (Cl )dan hipoklorit (HOCl), atau terdisosiasi menjadi H dan OCl .

Selain bereaksi dengan air, klorin juga bereaksi dengan senyawa nitrogen membentukmono-amines, di-amines, tri-amines, N-kloramines, N-kloramides, dan senyawa nitrogenberklor lainnya. Monokloramines (NH Cl) adalah bentuk senyawa klor dan nitrogen yangutama di perairan. Senyawa ini bersifat stabil dan biasanya ditemukan beberapa harisetelah penambahan klorin. Klor yang berikatan dengan senyawa kimia lain dikenal se-bagai klorin terikat, sedangkan klorin bebas adalah ion klorida dan ion hipoklorit yangtidak berikatan dengan senyawa lainnya.

Penentuan jumlah klorin di perairan diperlukan dalam proses pengolahan air baku un-tuk keperluan domestik dan pengolahan limbah cair yang menggunakan klorin sebagaidesinfektan, untuk mengetahui kadar klorin yang tersisa di perairan.

Metode Mohr (Argentometric) dapat digunakan untuk pemeriksaan klorida menggu-nakan larutan perak nitrat (0,0141 N) untuk mentitrasi sehingga dapat bereaksi denganlarutan N/71 dimana setiap mm ekivalen dengan 0,5 mg ion klorida. Pada titrasi, ionklorida dipresipitasi sebagai klorida putih perak berdasarkan persamaan reaksi (2.9).

Ag + Cl AgCl (Ksp = 3 x 10 ) (2.9)

Titik akhir dengan indikator potassium chromate dapat menunjukkan kehadiran Ag .Ketika ion klorida mencapai 0, konsentrasi ion perak akan meningkat dimana kelarutanproduk kromat perak meningkat dan terbentuk warna merah coklat sesuai dengan per-samaan reaksi (2.10).

2 Ag + CrO4 Ag CrO (Ksp = 5 x 10 ) (2.10)

-+ -

2

+ - -10

+

+ 2- 2 4 -12

Beberapa hal yang harus diperhatikan untuk mendapatkan hasil pemeriksaan yang aku-rat antara lain :

Digunakan contoh air yang seragam, dianjurkan 100 ml, sehingga konsentrasi ionpada titik akhir titrasi konstan.pH berada dalam rentang 7 atau 8 karena Ag dipresipitasi sebagai AgOH padapH tinggi dan CrO4 akan berubah menjadi Cr O pada pH rendah.Jumlah indikator harus diperhatikan untuk mengukur konsentrasi Cr O4 atauAg CrO yang terbentuk sangat cepat atau sangat lama.

2.5. ManganMangan (Mn), metal kelabu-kemerahan, merupakan kation logam yang memiliki karak-teristik kimia serupa dengan besi. Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn ) danmanganik (Mn ). Di dalam tanah, Mn berada dalam bentuk senyawa mangan dioksidayang sangat tak terlarut di dalam air dan mengandung karbondioksida. Pada kondisi re-duksi (anaerob) akibat dekomposisi bahan organik dengan kadar yang tinggi, Mn padasenyawa mangan dioksida mengalami reduksi menjadi Mn yang bersifat larut. Mnberikatan dengan nitrat, sulfat, dan klorida serta larut dalam air. Mangan dan besivalensi dua hanya terdapat pada perairan yang memiliki kondisi anaerob (Cole, 1988dalam Eendi, 2003). Jika perairan mendapat cukup aerasi, Mn mengalami reoksidasimembentuk Mn yang selanjutnya mengalami presipitasi dan mengendap di dasarperairan (Moore, 1991 dalam Eendi, 2003).

Mangan biasanya muncul dalam air sumur sebagai Mn(HCO ) , MnCl , atau MnSO . Man-gan juga dapat ditemukan di dasar reservoir dimana terjadi kondisi anaerob akibat ter-jadinya proses dekomposisi. Kenaikan pH menjadi 9 10 dapat menyebabkan Mgberpresipitasi dalam bentuk yang tidak terlarut.

Kadar mangan pada kerak bumi sekitar 950 mg/kg. Sumber alami mangan adalah pyro-lusite (MnO ), rhodocrosite (MnCO ), manganite (Mn O .H O), hausmannite (Mn O ), bi-otite mica [K(Mg,Fe) (AlSi O )(OH) ], dan amphibole [(Mg,Fe) Si O (OH) ] (McNeely etal., 1979; Moore, 1991 dalam Eendi 2003).

Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau kurang. Kadar yang lebihbesar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan yangdiperuntukkan bagi irigasi pertanian untuk tanah yang bersifat asam sebaiknya memilikikadar mangan sekitar 0,2 mg/liter, sedangkan untuk tanah yang bersifat netral dan alka-lis sekitar 10 mg/liter.

Mangan merupakan nutrien renik yang esensial bagi tumbuhan dan hewan. Logam iniberperan dalam pertumbuhan dan merupakan salah satu komponen penting pada sis-tem enzim. Defisiensi mangan dapat mengakibatkan pertumbuhan terhambat serta ter-ganggunya sistem saraf dan proses reproduksi. Pada tumbuhan, mangan merupakanunsur esensial dalam proses metabolisme.

+2- 2 72-

2 2-

2 4

2+4+ 4+

4+2+ 2+

2+4+

3 2 2 4

2 3 2 3 2 3 43 3 10 2 7 8 22 2

Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur toksik diperairan, misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara terbuka dan mendapat cukupoksigen, air dengan kadar mangan (Mn ) tinggi (lebih dari 0,01 mg/liter) akan memben-tuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn menjadi Mn . Koloid ini mengalamipresipitasi membentuk warna cokelat gelap sehingga air menjadi keruh.

Mangan merupakan ion logam yang dapat menimbulkan masalah dalam sistem penye-diaan air minum, masalah utama timbul pada air tanah dan kesulitannya adalah ketikasumber air mengandung mangan pada musim-musim tertentu. Hal ini disebabkanadanya reaksi-reaksi kimia yang sangat dipengaruhi oleh kondisi lingkungan. Masuknyamangan ke dalam sistem penyediaan air minum akibat adanya perubahan kondisilingkungan sebagai hasil reaksi biologi secara garis besar dituliskan sebagai berikut :

Air tanah yang mengandung sejumlah mangan selalu kekurangan oksigen ter-larut dan mengandung karbondioksida dalam jumlah yang tinggi. Mangan hadirdalam bentuk Mn . Tingginya kandungan karbondioksida menunjukkan adanyaoksidasi materi organik oleh bakteri yang ekstensif, sedangkan tidak adanya oksi-gen terlarut menunjukkan berkembangnya kondisi anaerob.

Masalah mangan di sumber air permukaan berkolerasi dengan stratifikasi reser-voar, tetapi hanya terjadi jika kondisi anaerob terjadi di lapisan hipolimnion.Mangan terlarut yang dilepaskan dari lumpur di dasar reservoar akan terkandungdi dalam air lapisan hipolimnion sampai terjadi arus balik. Pada waktu ini, man-gan didistribusikan di dalam reservoar dan menyebabkan masalah dalam suplaiair sampai tercapainya waktu yang cukup untuk terjadinya reaksi oksidsi dansedimentasi pada kondisi alami.Keberadaan buangan organik di sekitar sumber air menghasilkan kondisianaerob pada tanah dan menyebabkan kualitas air menjadi buruk akibatbanyaknya mangan terlarut.Dengan dasar petimbangan termodinamika, hanya Mn(IV) yang terdapat dalamtingkat oksidasi stabil untuk mangan di dalam air yang mengandung oksigen.Jadi, bentuk-bentuk ini hanya dapat direduksi menjadi Mn(II) yang terlarut padakondisi reduksi yang sangat anaerob.Beberapa penelitian menunjukkan bahwa terdapat beberapa bakteri yangmampu menggunakan Mn sebagai akseptor elektron untuk metabolisme energidalam kondisi anaerob dan mereduksinya menjadi Mn .Aliran air tanah dari lapisan hypolimnion ke permukaan akan membawa mangandan menimbulkan masalah air minum sampai terjadi proses oksidasi dan sedi-mentasi secara alami.

Konsentrasi mangan dalam suatu contoh air biasanya mencapai beberapa miligram perliter, oleh karena itu digunakan metode kolorimetri. Metode ini dilakukan berdasarkanoksidasi mangan dari kondisi rendah ke Mn(VII) yang membentuk ion permanganatberwarna tinggi. Warna yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi mangan dan da-pat diukur secara visual atau fotometrik.

Metode persulfat sesuai untuk penyelidikan mangan secara berkala karena pretreat-ment contoh air tidak diperlukan untuk mencegah interferensi klorida. Ammonium per-

2+2+ 4+

2+

+42+

sulfat biasa digunakan sebagai agen pengoksidasi. Interferensi klorida dapat dicegahdengan penambahan Hg untuk membentuk kompleks HgCl karena konstanta stabili-tas HgCl sebesar 1,71013 dan konsentrasi ion klorida menurun sampai level bawah se-hingga tidak dapat mereduksi ion permanganat sesuai reaksi (2.11). Ag berfungsi seba-gai katalis untuk mengoksidasi mangan dengan valensi yang lebih rendah.

2 Mn + 5 S O + 8 H O 2 MnO + 10 SO + 16 H (2.11)

2.6. NatriumNatrium (Na) adalah salah satu unsur alkali utama yang ditemukan di perairan danmerupakan kation penting yang mempengaruhi kesetimbangan keseluruhan kation diperairan. Natrium elemental sangat reaktif, sehingga bila berada di dalam air akan ter-dapat sebagai suatu senyawa. Hampir semua senyawa natrium mudah larut dalam airdan bersifat sangat reaktif.

Sumber utama natrium di perairan adalah albite (NaAlSi O ), nepheline (NaAlSiO ),halite (NaCl), dan mirabilite (Na SO .10H O). Garam-garam natrium digunakan dalam in-dustri sehingga limbah industri dan limbah domestik merupakan sumber natrium antro-pogenik. Hampir semua perairan alami mengandung natrium dengan kadar antara 1mg/liter hingga ribuan mg/liter. Pengukuran kadar natrium perlu dilakukan jika perairandiperuntukkan bagi air minum dan kepentingan irigasi pertanian.

Natrium bagi tubuh tidak merupakan benda asing, tetapi toksisitasnya tergantung padagugus senyawanya. NaOH atau hidroksida Na sangat korosif, tetapi NaCl justru dibu-tuhkan olah tubuh.

2.7. NitratNitrat (NO ) adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan nutrienutama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalamair dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa ni-trogen di perairan. Nitrifikasi yang merupakan proses oksidasi amonia menjadi nitrit dannitrat merupakan proses yang penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung pada kon-disi aerob. Oksidasi amonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas, sedan-gkan oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri Nitrobacter. Kedua jenis bakteritersebut merupakan bakteri kemotrofik, yaitu bakteri yang mendapatkan energi dariproses kimiawi. Oksidasi nitrit menjadi amonia ditunjukkan dalam persamaan reaksi(2.12), sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat ditunjukkan dalam persamaan reaksi(2.13) (Novotny dan Olem, 1994 dalam Eendi, 2003).

2+ 22

+

2+ 2 82- 2 4 - 42- +

3 8 42 4 2

3

2 NH + 3 O 2 NO + 2 H + 2 H O (2.12)

2 NO + O 2 NO (2.13)

Proses nitrifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa parameter sebagai berikut (Novotnydan Olem, 1994 dalam Eendi, 2003) :

Pada kadar oksigen terlarut < 2 mg/liter, reaksi akan berjalan lambat.Nilai pH yang optimum bagi proses nitrifikasi adalag 8 9. Pada pH < 6, reaksiakan berhenti.Bakteri yang melakukan nitrifikasi cenderung menempel pada sedimen dan ba-han padatan lainnya.Kecepatan pertumbuhan bakteri nitrifikasi lebih lambat daripada bakteri het-erotrof. Jika perairan banyak mengandung bahan organik, pertumbuhan bakteriheterotrof akan melebihi pertumbuhan bakteri nitrifikasi.Suhu optimum proses nitrifikasi adalah 20 C 25 C. Pada kondisi suhu kurangatau lebih dari kisaran tersebut, kecepatan nitrifikasi berkurang.

Amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi merupakan proses mikrobiologis yang sangatdipengaruhi oleh suhu dan aerasi (Novotny dan Olem, 1994 dala Eendi 2003). Nitratyang merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan dikonversi menjadi protein, sesuaidengan persamaan reaksi (2.14).

NO + CO + tumbuhan + cahaya matahari protein (2.14)

Nitrat merupakan salah satu sumber utama nitrogen di perairan. Kadar nitrat padaperairan alami tidak pernah lebih dari 0,1 mg/liter. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/litermenggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manu-sia dan tinja hewan. Kadar nitrat lebih dari 0,2 mg/liter dapat mengakibatkan terjadinyaeutrofikasi (pengayaan) perairan, yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae dantumbuhan air secara pesat (bloomingKadar nitrat secara alamiah biasanya agak rendah,namum kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali pada air tanah di daerah-daerah yangdiberi pupuk yang mengandung nitrat. Kadar nitrat tidak boleh lebih dari 10 mg NO /latau 50 (MEE) mg NO /l.

Nitrat tidak bersifat toksik terhadap organisme akuatik. Konsumsi air yang mengandungkadar nitrat yang tinggi akan menurunkan kapasitas darah untuk mengikat oksigen,terutama pada bayi yang berumur kurang dari lima bulan. Keadaan ini dikenal sebagaimethemoglobinemia atau blue baby disease yang mengakibatkan kulit bayi berwarna ke-biruan (cyanosis) (Davis dan Cornwell, 1991; Mason, 1993 dalam Eendi, 2003).

Penetapan nitrogen nitrat merupakan analisa yang sulit dilakukan untuk mencapai hasilyang diinginkan. Berdasarkan Standard Methods, metode yang digunakan adalah

3 2- 2 - - 2

2 2- 3-

o o

3- 2

33

metode Asam Phenoldisulfat dan Metode Brusin. Brusin merupakan senyawa kompleksorganik yang bereaksi dengan nitrat pada kondisi asam dan peningkatan temperatur dialam menghasilkan warna kuning. Metode Brusin mempunyai kelebihan dari metodephenoldisulfat, dimana klorida dalam konsentrasi normal tidak mengganggu, tetapiwarna yang dihasilkan tidak mengikuti hukum Beers.

2.8. NitritDi perairan alami, nitrit (NO2) ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikitdaripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Nitrit meru-pakan bentuk peralihan (intermediate) antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antaranitrat dengan gas nitrogen (denitrifikasi) yang berlangsung pada kondisi anaerob. Prosesdenitrifikasi ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.15) (Novotny dan Olem, 1994 dalamEendi, 2003).

NO + H 1/2 (H O + N ) + 5/4 O (2.15)

Pada denitrifikasi, gas N2 dilepaskan dari dalam air ke udara. Keberadaan nitritmenggambarkan berlangsungnya proses biologis perombakan bahan organik yangmemiliki kadar oksigen terlarut sangat rendah.

Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar nitrit padaperairan relatif kecil karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Di perairan, kadar nitritjarang melebihi 1 mg/liter (Sawyer dan McCarty, 1987). Bagi manusia dan hewan, nitritbersifat lebih toksik daripada nitrat.

Garam-garam nitrit digunakan sebagai penghambat terjadinya proses korosi pada in-dustri. Pada manusia, konsumsi nitrit yang berlebihan dapat mengakibatkan tergang-gunya proses pengikatan oksigen oleh hemoglobin darah, yang selanjutnya membentukmet-hemoglobin yang tidak mampu mengikat oksigen. Selain itu, NO juga dapatmenimbulkan nitrosamin (RRN NO) pada air buangan tertentu yang dapat menye-babkan kanker. Penetapan nitrogen pada umumnya digunakan sebagai pengontrol dera-jat purifikasi yang terjadi pada pengolahan biologis.

Metode Reaksi Diazotasi Spectrofotometri merupakan metode yang digunakan untukpemeriksaan nitrit. Metode ini menggunakan dua macam reagen yaitu asam sulfanilatdan 1naphthylamine hydrocloride. Reaksi antara reagen dan nitrit terjadi pada suasanaasam dan ditentukan secara kolorimetris menggunakan spektrofotometer. Pada pH 2sampai 2,5, nitrit berikatan dengan hasil reaksi antara diazo asam sulfanilik danN-(1-nail)-etilendiamin dihydrocloride membentuk celupan berwarna ungu kemerah-merahan. Warna tersebut mengikuti hukum Beer-Lambert dan menyerap sinar denganpanjang gelombang 543 nm. Hasil yang diperoleh akan dibandingkan warnanya denganwarna standar.

3 - + 2 2 2

2

2.9. pHpH merupakan suatu parameter penting untuk menentukan kadar asam/basa dalam air.Penentuan pH merupakan tes yang paling penting dan paling sering digunakan padakimia air. pH digunakan pada penentuan alkalinitas, CO , serta dalam kesetimbanganasam basa. Pada temperatur yang diberikan, intensitas asam atau karakter dasar suatularutan diindikasikan oleh pH dan aktivitas ion hidrogen. Perubahan pH air dapatmenyebabkan berubahnya bau, rasa, dan warna. Pada proses pengolahan air sepertikoagulasi, desinfeksi, dan pelunakan air, nilai pH harus dijaga sampai rentang dimanaorganisme partikulat terlibat.

Asam dan basa pada dasarnya dibedakan dari rasanya kemudian dari efek yang ditim-bulkan pada indikator. Reaksi netralisasi dari asam dan basa selalu menghasilkan air.Ion H dan OH selalu berada pada keseimbangan kimiawi yang dinamis dengan H2Oberdasarkan reaksi (2.16).

H O H + OH (2.16)

Ion hidrogen bersifat asam. Keberadaan ion hidrogen menggambarkan nilai pH derajatkeasaman yang dinyatakan dengan persamaan (2.17)

pH = log [H ] .(2.17)

Konsentrasi ion hidrogen dalam air murni yang netral adalah 10 g/l. Nilai disosiasi (Kw)pada suhu 25 C sebesar 10 seperti yang ditunjukkan pada persamaan (2.18).

[H ] + [OH ] = Kw (2.18)

Skala pH berkisar antara 0 14. Klasifikasi nilai pH adalah sebagai berikut :

pH = 7 menunjukkan keadaan netral0 < pH < 7 menunjukkan keadaan asam7 < pH < 14 menunjukkan keadaan basa (alkalis)

Air minum sebaiknya netral, tidak asam/basa, untuk mencegah terjadinya pelarutanlogam berat dan korosi jaringan distribusi air minum. pH standar untuk air minum sebe-sar 6,5 8,5. Air adalah bahan pelarut yang baik sekali, maka dibantu dengan pH yangtidak netral, dapat melarutkan berbagai elemen kimia yang dilaluinya.

Pengukuran pH dapat dilakukan menggunakan kertas lakmus, kertas pH universal, laru-tan indikator universal (metode Colorimeter) dan pHmeter (metode Elektroda Poten-

2

+ -

2 + -

+

-7o -14

+ -

siometri). Pengukuran pH penting untuk mengetahui keadaan larutan sehingga dapatdiketahui kecenderungan reaksi kimia yang terjadi serta pengendapan materi yangmenyangkut reaksi asam basa.

Elektroda hidrogen merupakan absolut standard dalam penghitungan pH. Karena elek-troda hidrogen mengalami kerumitan dalam penggunaannya, ditemukanlah elektrodayang dapat dibuat dari gelas yang memberikan potensial yang berhubungan dengan ak-tivitas ion hidrogen tanpa gangguan dari ion-ion lain. Penggunaannya menjadi metodestandard dari pengukuran pH.

Pengukuran pH diatas 10 dan pada temperatur tinggi sebaiknya menggunakan elek-troda gelas spesial. Alat-alat yang digunakan pada umumnya distandarisasi denganlarutan buer, dimana nilai pH nya diketahui dan lebih baik digunakan larutan buerdengan pH 1 2 unit yang mendekati nilai pH contoh air.

Mackereth et al. (1989) dalam Eendi, 2003 berpendapat bahwa pH juga berkaitan eratdengan karbondioksida dan alkalinitas. Semakin tinggi nilai pH, semakin tinggi pula ni-lai alkalinitas dan semakin rendah kadar karbondioksida bebas. Larutan yang bersifatasam (pH rendah) bersifat korosif. pH juga mempengaruhi toksisitas suatu senyawakimia. Toksisitas logam memperlihatkan peningkatan pada pH rendah (Novotny danOlem, 1994 dalamEendi 2003).

2.10. SulfatIon sulfat (SO ) adalah anion utama yang terdapat di dalam air. Jumlah ion sulfat yangberlebih dalam air minum menyebabkan terjadinya efek cuci perut pada manusia. Sulfatmempunyai peranan penting dalam penyaluran air maupun dalam penggunaan olehumum.

Sulfat banyak ditemukan dalam bentuk SO dalam air alam. Kehadirannya dibatasisebesar 250 mg/l untuk air yang dikonsumsi oleh manusia. Sulfat terdapat di air alamisebagai hasil pelumeran gypsum dan mineral lainnya. Sulfat dapat juga berasal dari ok-sidasi terakhir sulfida, sulfit, dan thiosulfat yang berasal dari bekas tambang batubara.Kehadiran sulfat dapat menimbulkan masalah bau dan korosi pada pipa air buangan ak-ibat reduksi SO menjadi S dalam kondisi anaerob dan bersama ion H membentukH2S.

Dalam pipa, proses perubahan secara biologis terjadi selama transportasi air buangan.Perubahan ini memerlukan O . Apabila kandungan O tidak cukup dari aerasi naturaludara dalam pipa, terjadi reduksi sulfat dan terbentuk ion sulfida. S akan berubah men-jadi H2S pada pH tertentu dan sebagian lepas ke udara di atas air buangan. Bila pipaberventilasi baik dan dindingnya kering, hal ini tidak akan menimbulkan masalah. Bilaterjadi hal sebaliknya, keseimbangan berkumpul pada dinding bagian atas pipa. H2Slarut dalam air sesuai dengan tekanan parsial udara dalam pipa dan bakteri akan men-goksidasi H S menjadi H SO , yang dapat merusak beton (dikenal dengan crown ko-rosi).

4

42-

42- - +

2 2-

2 2 4

Metode turbidimeter merupakan salah satu metode analisa yang digunakan untuk men-gukur sulfat dengan prinsip barium sulfat terbentuk setelah contoh air ditambahkan bar-ium khlorida yang berguna untuk presipitasi dalam bentuk koloid dengan bantuan laru-tan buer asam yang mengandung MgCl, potassium nitrat, sodium asetat, dan asamasetat sesuai reaksi (2.19).

SO + BaCl BaSO (koloid) + 2 Cl (2.19)

Metode ini dapat dilakukan dengan cepat dan lebih sering digunakan daripada metodelainnya. Konsentrasi sulfat > 10 mg/l dapat dianalisa dengan mengambil sulfat dalamjumlah kecil dan melarutkannya dalam 50 ml contoh air.

2.11. KaliumKalium (K) atau potasium yang menyusun sekitar 2,5 % lapisan kerak bumi adalah salahsatu unsur alkali utama di perairan. Di perairan, kalium terdapat dalam bentuk ion atauberikatan dengan ion lain membentuk garam yang mudah larut dan sedikit sekali mem-bentuk presipitasi. Cole (1988) dalam Eendi (2003) menyatakan bahwa kalium cen-derung membentuk micas yang bersifat tidak larut. Kondisi ini mengakibatkan kadarkalium di perairan lebih sedikit daripada kadar natrium.

Hampir 95 % dari produksi kalium digunakan sebagai pupuk bagi tanaman. Selain itu,kalium juga digunakan dalam industri gelas, farmasi, karet sintetis, sabun, detergen, dansebagainya.

Perairan dengan rasio Na : K kurang dari 10 bersifat toksik bagi beberapa organisme aku-atik. Kadar kalium yang terlalu tinggi sehingga melebihi 2.000 mg/liter berbahaya bagisistem pencernaan dan saraf manusia. Kadar kalium sebanyak 50 mg/liter dan kadar na-trium 100 mg/liter yang terdapat secara bersamaan kurang baik bagi kepentingan indus-tri karena dapat membentuk karat dan menyebabkan terjadinya korosi pada peralatanlogam.

2.12. Zat OrganikZat organik (KMnO ) merupakan indikator umum bagi pencemaran. Tingginya zat or-ganik yang dapat dioksidasi menunjukkan adanya pencemaran. Zat organik mudah diu-raikan oleh mikroorganisme. Oleh sebab itu, bila zat organik banyak terdapat di badanair, dapat menyebabkan jumlah oksigen di dalam air berkurang. Bila keadaan ini terusberlanjut, maka jumlah oksigen akan semakin menipis sehingga kondisi menjadianaerob dan dapat menimbulkan bau.

Setiap senyawa organik mengandung ikatan karbon yang dikombinasikan antara satu

42- 2 4 -

4

elemen dengan elemen lainnya. Bahan organik berasal dari tiga sumber utama sebagaiberikut (Sawyer dan McCarty, 1978) :

Alam, misalnya fiber, minyak nabati dan hewani, lemak hewani, alkaloid, selu-losa, kanji, gula, dan sebagainya.Sintesis, yang meliputi semua bahan organik yang diproses oleh manusia.Fermentasi, misalnya alkohol, aseton, gliserol, antibiotika, dan asam; yang se-muanyan diperoleh melalui aktivitas mikroorganisme.

Karakteristik bahan organik yang membedakannya dari bahan anorganik adalah sebagaiberikut (Sawyer dan McCarty, 1978) :

Senyawa organik biasanya mudah terbakar.Senyawa organik mempunyai titik leleh dan titik didih yang lebih rendah.Senyawa organik kurang larut dalam air.Beberapa senyawa organik memiliki formula yang serupa (isomer).Reaksi dengan senyawa lain berlangsung lambat karena bukan terjadi dalambentuk ion, melainkan dalam bentuk molekul.Berat molekul senyawa organik bisa menjadi sangat tinggi, seringkali lebih dari1000.Kebanyakan senyawa organik berfungsi sebagai sumber makanan bakteri.

Organik pada sistem air alami berasal dari sumber-sumber alami maupun aktivitasmanusia. Organik yang terlarut dalam air biasa ditemukan dalam dua kategori, yaitu :

Organik Biodegradable

Materi biodegradable mengandung organik yang dapat digunakan sebagai makananbagi mikroorganisme yang hidup di alam dalam waktu yang singkat. Dalam bentuk ter-larut, materi ini mengandung zat tepung, lemak, protein, alkohol, asam, aldehid, dan es-ter. Materi ini dapat menyebabkan masalah warna, rasa, bau, serta merupakan efek ke-dua yang dihasilkan dari aktivitas mikroorganisme pada substansi-substansi tersebut.Penggunaan organik terlarut oleh mikroba dapat terjadi melalui proses oksidasi dan re-duksi. Kondisi aerob merupakan hasil akhir dekomposisi organik oleh mikroba yangbersifat stabil dan merupakan senyawa yang masih dapat diterima. Proses anaerobmenghasilkan produk yang tidak stabil dan tidak dapat diterima.

Organik Non Biodegradable

Beberapa materi organik resisten dari degradasi biologis. Asam tannin, lignin, selulosa,dan fenol biasa ditemukan pada sistem air alami. Molekul dengan ikatan yang kuat danstruktur cincin merupakan esensi non biodegradable. Sebagai contoh senyawa detergenalkylbenzenesulfonate (ABS), dimana dengan adanya cincin benzene, senyawa tersebuttidak dapat terbiodegradasi. Sebagai surfaktan, ABS menyebabkan busa pada IPAL danmeningkatkan kekeruhan.

Beberapa organik yang non biodegradable bersifat toksik bagi organisme. Hal ini dite-

mukan pada pestisida organik, beberapa industri kimia, dan campuran hidrokarbonyang berkombinasi dengan klorin. Sebagian besar pestisida bersifat toksik kumulatif danmenyebabkan beberapa masalah pada rantai makanan yang lebih tinggi.

Pengukuran organik non biodegradable dapat dilakukan menggunakan tes COD (Chemi-cal Oxygen Demand). Organik non biodegradable dapat ditentukan dari analisa TOC (To-tal Organic Compound). BOD dan TOC dapat mengukur fraksi biodegradable dari organik,dimana BOD harus disubstraksi dari COD dan TOC untuk menghitung organik nonbiodegradable.

Secara umum, komponen penyusun materi organik terdiri dari 6 unsur, yaitu :

Unsur mikro : Nitrogen (N), Phosfor (P), Sulfur (S)Unsur makro : Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O)

Penetapan materi organik dapat dilakukan dengan metode Titrasi Permanganometri,yang dapat dituliskan dalam persamaan reaksi (2.20).

Zat anorganik + KMnO tidak berubah warna lagiZat organik +KMnO CO + H O

(2.20)

Pada penetapan zat organik dengan metode Titrasi Permanganometri, digunakanKMnO untuk membedakan antara zat organik dan zat anorganik. KMnO dapat men-goksidasi zat-zat anorganik jauh lebih cepat daripada zat organik, selain itu proses re-duksi zat organik oleh KMnO memerlukan temperatur yang lebih tinggi. Penetapan zatorganik hanya dapat dilakukan setelah seluruh reduktor (KMnO ) telah habis bereaksidengan zat anorganik. Zat organik dioksidasi oleh KMnO berlebih dalam suasana asamdan panas. Kelebihan KMnO akan direduksi oleh asam oksalat berlebih dan kelebihanasam oksalat akan dititrasi kembali oleh KMnO . Hal ini dapat juga dilakukan menggu-nakan Hexane-Extractable pada air tesuspensi. Prinsipnya adalah adsorbsi dan flokulasidengan hidroksida aluminium dari materi organik tersuspensi. Kandungan materi or-ganik dalam air dapat dijadikan indikator pencemar bila konsentrasinya cukup tinggi,karena zat organik dapat diuraikan secara alami oleh bakteri sehingga kadar DO menu-run.

2.13. CO2 AgresifKarbondioksida (CO ) adalah komponen normal dalam semua air alami dan merupakangas yang mudah larut dalam air. CO di alam terdiri dari CO bebas dan CO terikat yangtergantung pada pH air. CO bebas terdiri dari CO yang berada dalam kesetimbangan,diperlukan untuk memelihara ion bikarbonat (HCO ) dan CO agresif yang dapatmelarutkan CaCO dan bersifat korosif. CO terikat hadir dalam bentuk bikarbonat(HCO ) dan karbonat (CO ). CO agresif merupakan CO yang berada dalam keseim-bangan dan diperlukan untuk memelihara ion bikarbonat dalam air.

4

4 2 2

4 4

44

44

4

22 2 2

2 23- 2

3 23- 32- 2 2

Air permukaan pada umumnya mengandung < 10 mg CO bebas/liter, namun beberapaair tanah mengandung lebih banyak lagi. Tidak semua CO bersifat agresif. CO bersifatagresif apabila terjadi kesetimbangan dalam reaksi (2.21).

CO + H O HCO + H (2.21)

Kadar HCO yang meningkat akan membuat kesetimbangan bergeser ke arah CO . COmenjadi agresif dan berusaha mempercepat kesetimbangan melalui reaksi denganCaCO atau benda lain sehingga terjadi kekorosifan.

CO2 dapat berasal dari beberapa sumber, antara lain :

Masuknya CO melalui air permukaan oleh absorbsi dari atmosfer. Hal ini hanyaterjadi ketika konsentrasi CO dalam air lebih kecil daripada konsentrasi COdalam atmosfer dan mengikuti Hukum Henry, yang berbunyi Antara konsentrasiCO di udara dengan CO terlarut dalam air akan terjadi kesetimbangan (CO atm CO terlarut).Proses oksidasi biologi materi organik. Hal ini terutama terjadi pada air tercemar.Oksidasi bakteri tersebut mengeluarkan CO sebagai hasil akhir, baik aerobmaupun anaerob.Aktivitas fotosintesis yang dibatasi. Hal ini terjadi apabila konsentrasi CO dalamair lebih besar daripada konsentrasi CO di atmosfer.Perkolasi air ke dalam tanah. Air tanah mengandung 30 50 mg/l CO . Hal inidisebabkan air mengalami perkolasi dalam tanah yang tidak mengandung cukupkalsium/magnesium karbonat untuk menetralisir CO melalui pembentukanbikarbonat.Spesies karbon, misal CaCO (kapur).Proses dekomposisi materi organik.

Air yang banyak mengandung CO akan bersifat korosif karena dapat melarutkan logamyang terdapat pada pipa penyaluran air sehingga dapat terjadi korosi pada pipa dis-tribusi air minum. Korosi disebabkan air mempunyai pH rendah, yang disebabkanadanya kandungan CO agresif yang tinggi.

Beberapa metode penentuan CO agresif yang dapat dilakukan antara lain :

2.13.1. Metode nomografikDilakukan menggunakan grafik Mudlein-Frankfurt dan Langlier Index dengan satuanmg/l. Parameter yang harus diketahui bila menggunakan metode ini adalah CO bebas(ditetapkan sesuai prosedur penetapan asiditas dan alkalinitas) dan HCO (kesadahansementara). Jika hasilnya berada di atas kesetimbangan, maka terdapat CO agresif danjika hasilnya berada di bawah kestimbangan, maka tidak terdapat CO agresif. Index COdikatakan agresif jika konsentrasi CO dalam air dan konsentrasi CO2 seimbang. Air agre-

22 2

2 2 3- +

3- 2 2

3

22 2

2 2 22

2

22

2

2

3

2

2

2

23-

22 2

2

sif terhadap CaCO jika mengandung CO terlarut yang lebih besar daripada kondisi se-timbang menurut persamaan reaksi (2.22) dan (2.23).

CaCO Ca + CO3 (2.22)

CaCO + CO + H O Ca + 2 HCO (2.23)

Kondisi A = agresif [CO ] terlarut > [CO ] setimbang

Kondisi B = setimbang [CO ] ada = [CO ] setimbang

Kondisi C = pengendapan [CO ] ada < [CO ] setimbang

2.13.2. TeoritisMetode ini dilakukan dengan menggunakan pH dan kadar HCO3 dalam air, berdasarkankemampuan air dalam melarutkan marmer.

2.13.3. Metode titrasiMetode ini dapat dilakukan baik secara potensiometri maupun dengan indikator.

Beberapa hal yang menyebabkan pentingnya pemeriksaan CO2 di dalam air sebagaiberikut :

Merupakan karakteristik kualitas air yang penting, yaitu kemampuan untuk mem-pertahankan keseimbangan pH (buer capacity).Berhubungan dengan proses pelunakan, koagulasi, dan netralisasi.Berhubungan dengan masalah korosi dan kesadahan dalam air.

Beberapa metode yang dapat dilakukan untuk menghilangkan CO2 agresif dalam air an-tara lain :

Aerasi. Metode ini dilakukan dengan cara mengeluarkan CO2 dalam air denganmemasukkan O2 agar CO2 yang ada dalam air kembali ke atmosfer.Penambahan zat kimia yaitu kapur (CaO) dan batu marmer (CaCO ) untukmenaikkan pH air sampai 8,3.

Agar memperoleh hasil yang baik, perlu diperhatikan pengumpulan, penanganan, dananalisa CO . Dibandingkan di dalam air, tekanan parsial CO lebih besar di atmosfer,oleh karena itu pengukuran CO di udara harus dihindari dengan cara menutup rapatkontainer yang digunakan.

3 2

3 2+ 2-

3 2 2 2+ 3-

2 2

2 2

2 2

3

2 22

2.14. Daya Pengikat Chlor (DPC)Dalam pengolahan air diperlukan pembubuhan senyawa desinfektan yang bertujuanmencegah penyebaran waterborne disease (penyakit bawaan air). Bermacam-macam zatkimia seperti ozon (O3), klor (Cl2), klordioksida (ClO2), dan proses fisik seperti penyi-naran dengan UV dan pemanasan digunakan untuk desinfeksi air. Dari berbagai macamzat, klor merupakan zat kimia yang sering digunakan karena harganya murah dan masihmempunyai daya desinfeksi sampai beberapa jam setelah pembubuhannya (residuklor).

Selain membasmi bakteri dan mikroorganisme seperti amoeba dan ganggang, klor da-pat mengoksidasi ion-ion logam seperti Fe dan Mn menjadi Fe dan Mn sertamemecah molekul organis seperti warna. Selama proses tersebut, klor direduksi men-jadi klorida (Cl ) yang tidak mempunyai daya desinfeksi.

Klor berasal dari gas klor (Cl2), NaOCl, Ca(OCl)2 (kaporit), atau larutan HOCl (asamhipoklorik). Breakpoint chlorination (klorinasi titik retak) merupakan jumlah klor yangdibutuhkan sehingga semua zat yang dioksidasi dapat teroksidasi, amoniak hilang seba-gai N2, serta masih ada residu klor aktif terlarut yang konsentrasinya dianggap perlu un-tuk pembasmian kuman-kuman.

Klorin digunakan dalam bentuk klorin bebas atau hipoklorit. Kedua unsur ini berfungsisebagai potensial agen oksidasi. Korin bereaksi dengan air membentuk hipoklorous danasam hipoklorik sesuai reaksi (2.24).

Cl + H O HOCl + H + Cl (2.24)

Klorindioksida merupakan agen desinfeksi yang efektif, terutama untuk air yang mem-punyai pH tinggi. Selain itu, senyawa ini sangat efektif untuk memecah fenol. Klorindiok-sida merupakan gas yang tidak stabil dan dihasilkan dari penggabungan senyawasodium klorit dengan klorin kuat. Desinfeksi dengan ozon merupakan salah satu desin-fektan kuat lainnya. Ozon lebih efektif bila konsentrasi air rendah.

Gas klor merupakan oksidan yang kuat sehingga bersifat racun bagi manusia. Pada kon-sentrasi rendah, klorin membunuh mikroorganisme dengan memasuki sel dan bereaksidengan enzim serta protoplasma. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, oksidasi dindingsel akan memusnahkan organisme tersebut. Beberapa faktor yang mempengaruhi halini antara lain bentuk klor, pH, konsentrasi, waktu kontak, tipe organisme, dan temper-atur.

Dampak penambahan klorin bagi kesehatan secara langsung sebenarnya tidak ada,

2+ 2+ 3+ 4+

-

2 2 + -

tetapi penambahan klorin berlebih menyebabkan air menjadi payau. Fungsi lain dariklorin adalah :

Sebagai tracer.Detektor kontaminasi pada air tanah.Kontrol pemompaan air tanah pada lokasi dimana ada intrusi air laut.

2.15. AsiditasAsiditas adalah kapasitas kuantitatif air untuk bereaksi dengan basa kuat sehingga men-stabilkan pH hingga mencapai 8,3 atau kemampuan air untuk mengikat OH untuk men-capai pH 8,3 dari pH asal yang rendah. Semua air yang memiliki pH < 8,5 mengandungasiditas.

Pada dasarnya, asiditas (keasaman) tidak sama dengan pH. Asiditas melibatkan duakomponen, yaitu jumlah asam, baik asam kuat maupun asam lemah (misalnya asamkarbonat dan asam asetat), serta konsentrasi ion hidrogen. Menurut APHA (1976) dalamEendi (2003), pada dasarnya asiditas menggambarkan kapasitas kuantitatif air untukmenetralkan basa sampai pH tertentu, yang dikenal dengan base-neutralizing capacity(BNC); sedangkan Tebbut (1992) dalam Eendi (2003) menyatakan bahwa pH hanyamenggambarkan konsentrasi ion hidrogen.

Pada kebanyakan air alami, air buangan domestik, dan air buangan industri bersifatbuer karena sistem karbondioksida-bikarbonat. Pada titrasi beberapa asam lemah, da-pat diketahui bahwa titik akhir stoikiometri dari asam karbonat tidak dapat dicapai sam-pai pH sekitar 8,5. Oleh karena itu dapat disimpulkan bahwa semua air yang memiliki pH< 8,5 mempunyai sifat asiditas. Biasanya titik akhir phenophtalein pada pH 8,2 sampai8,4 digunakan sebagai titik referensi.

Dari titrasi terhadap asam karbonat dan asam kuat, diketahui bahwa asiditas dari airalami disebabkan oleh CO yang merupakan agen efektif dalam air yang memiliki pH >3,7 atau disebabkan oleh asam mineral kuat yang merupakan agen efektif dalam airdengan pH < 3,7. Dapat dikatakan bahwa asiditas di dalam air disebabkan oleh CO ter-larut dalam air, asam-asam mineral (H SO , HCl, HNO ), dan garam dari asam kuat den-gan basa lemah.

Asiditas Total (Asiditas Phenophtalein)

Asiditas total merupakan asiditas yang disebabkan adanya CO dan asam mineral. Kar-bondioksida merupakan komponen normal dalam air alami. Sumber CO dalam air da-pat berasal dari adsorbsi atmosfer, proses oksidasi biologi materi organik, aktivitas foto-sintesis, dan perkolasi air dalam tanah. Karbondioksida dapat masuk ke permukaan airdengan cara adsorbsi dari atmosfer, tetapi hanya dapat terjadi jika konsentrasi COdalam air < kesetimbangan CO di atmosfer. Karbondioksida dapat diproduksi dalam airmelalui oksidasi biologi dari materi organik, terutama pada air tercemar. Pada beberapa

-

2

22 4 3

22

22

kasus, jika aktivitas fotosintesis dibatasi, konsentrasi CO di dalam air dapat melebihi ke-seimbangan CO di atmosfer dan CO akan keluar dari air. Air permukaan secara konstanmengadsorpsi atau melepas CO untuk menjaga keseimbangan dengan atmosfer.

Air tanah dan air dari lapisan hypolimnion di danau dan reservoir biasanya mengandungCO dalam jumlah yang cukup banyak. Konsentrasi ini dihasilkan dari oksidasi materi or-ganik oleh bakteri dimana materi organik ini mengalami kontak dengan air dan padakondisi ini CO tidak bebas untuk keluar ke atmosfer. CO merupakan produk akhir darioksidasi bakteri secara anaerobik dan aerobik. Oleh karena itu konsentrasi CO tidak di-batasi oleh jumlah oksigen terlarut.

Asiditas Mineral (Asiditas Metil Orange)

Asiditas mineral merupakan asiditas yang disebabkan oleh asam mineral. Dapat jugadisebut asiditas metil orange karena untuk menentukan titik akhir titrasi digunakan in-dikator metil orange untuk mencapai pH 3,7. Asiditas mineral di dalam air dapat berasaldari industri metalurgi, produksi materi organik sintetik, drainase buangan tambang,dan hidrolisis garam-garam logam berat.

Asiditas mineral terdapat di limbah industri, terutama industri metalurgi dan produksimateri organik sintetik. Beberapa air alami juga mengandung asiditas mineral. Ke-banyakan dari limbah industri mengandung asam organik. Kehadirannya di alam dapatditentukan dengan titrasi elektrometrik dan gas chromatografi.

Garam logam berat, terutama yang bervalensi 3, terhidrolisa dalam air untukmelepaskan asiditas mineral sesuai dengan reaksi (2.25).

FeCl + 3 H O Fe (OH) + 3 H + 3 Cl (2.25)

Kehadirannya dapat diketahui dari pembentukan endapan ketika pH larutan meningkatselama netralisasi. Air yang mengandung asiditas biasanya bersifat korosif sehinggamemerlukan banyak biaya untuk menghilangkan/mengontrol substansi yang menye-babkan korosi (umumnya CO ). Jumlah keberadaan asiditas merupakan faktor pentingdalam penentuan metode pengolahan, apakah dengan aerasi atau netralisasi sederhanadengan kapur atau sodium hidroksida. CO merupakan pertimbangan penting dalammengestimasi persyaratan kimia untuk pelunakan kapur/kapur soda. Dalam penelitianini, digunakan titrasi asam basa dengan indikator phenophtalein (p) dan metil orange(m) sesuai reaksi (2.26) sampai (2.28).

H + OH H O (2.26)

22 2

2

2

2 22

3 2 3 + -

2

2

+ - 2

CO + OH HCO (2.27)

HCO + H H O + CO (2.28)

Karbondioksida dan asiditas mineral dapat diukur dengan larutan standar menggu-nakan reagen alkaline. Asam mineral dapat diukur dengan titrasi pada pH 3,7 sehinggadisebut asiditas metil orange. Titrasi contoh air pada pH mencapai 8,3 dapat mengukurasam mineral dan asiditas dari asam lemah. Asam mineral dapat dinetralkan ketika pHmencapai 3,7. Hasil yang diperoleh dinyatakan dalam CaCO . Karena CaCO memiliki be-rat ekivalen 50, maka N/50 NaOH digunakan sebagai agen penitrasi sehingga 1 ml eki-valen dengan 1 mg asiditas.

2.16. AlkalinitasAlkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa menurunkanpH larutan atau dikenal dengan sebutan acid-neutralizing capacity (ANC) atau kuantitasanion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Alkalinitas merupakan hasilreaksi terpisah dalam larutan dan merupakan analisa makro yang menggabungkan be-berapa reaksi. Alkalinitas merupakan kemampuan air untuk mengikat ion positif hinggamencapai pH 4,5.

Alkalinitas dalam air disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO ), bikarbonat (HCO ),hidroksida (OH ), borat (BO ), fosfat (PO ), silikat (SiO4 ), ammonia, asam organik,garam yang terbentuk dari asam organik yang resisten terhadap oksidasi biologis.Dalam air alami, alkalinitas sebagian besar disebabkan adanya bikarbonat, karbonat,dan hidroksida. Pada keadaan tertentu, keberadaan ganggang dan lumut dalam airmenyebabkan turunnya kadar CO dan HCO sehingga kadar CO dan OH naik dan pHlarutan menjadi naik.

Pada awalnya, alkalinitas adalah gambaran pelapukan batuan yang terdapat pada sis-tem drainase. Alkalinitas dihasilkan dari karbondioksida dan air yang dapat melarutkansedimen batuan karbonat menjadi bikarbonat. Jika Me merupakan logam alkali tanah(misalnya kalsium dan magnesium), maka reaksi yang menggambarkan pelarutan bat-uan karbonat ditunjukkan dalam reaksi (2.29).

MeCO + CO + H O Me + 2HCO (2.29)

Kalsium karbonat merupakan senyawa yang memberi kontribusi terbesar terhadap nilaialkalinitas dan kesadahan di perairan tawar. Senyawa ini terdapat di dalam tanah dalamjumlah yang berlimpah sehingga kadarnya di perairan tawar cukup tinggi. Kelarutan kal-

2 - 3 -

3 + 2 2

3 3

32- 3-- 32- 43- 4-

2 3- 32- -

3 2 2 2+ 32-

sium karbonat menurun dengan meningkatnya suhu dan meningkat dengan keber-adaan karbondioksida. Kalsium karbonat bereaksi dengan karbondioksida membentukkalsium bikarbonat [Ca(HCO )2] yang memiliki daya larut lebih tinggi dibandingkan den-gan kalsium karbonat (CaCO ) (Cole, 1983 dalam Eendi 2003).

Tingginya kadar bikarbonat di perairan disebabkan oleh ionisasi asam karbonat,terutama pada perairan yang banyak mengandung karbondioksida (kadar CO men-galami saturasi/jenuh). Reaksi pembentukan bikarbonat dari karbonat adalah reaksi se-timbang dan mengharuskan keberadaan karbondioksida untuk mempertahankan bikar-bonat dalam bentuk larutan. Jika kadar karbondioksida bertambah atau berkurang,maka akan terjadi perubahan kadar ion bikarbonat.

Bikarbonat mengandung asam (CO ) dan basa (CO ) pada konsentrasi yang sama,seperti yang ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.30).

2 HCO CO + CO + H O (2.30)

Selain karena bereaksi dengan ion H , karbonat dianggap basa karena dapat mengalamihidrolisis menghasilkan OH- seperti persamaan reaksi (2.31).

CO + H O HCO + OH (2.31)

Sifat kebasaan CO lebih kuat daripada sifat keasaman CO sehingga pada kondisi ke-setimbangan, ion OH dalam larutan bikarbonat selalu melebihi ion H .

Akumulasi hidroksida menyebabkan perairan yang banyak ditumbuhi algae memiliki ni-lai pH yang tinggi, sekitar 9 10. Nilai alkalinitas sangat dipengaruhi oleh pH. Dengankata lain, alkalinitas berperan sebagai sistem penyangga (buer) agar perubahan pHtidak terlalu besar. Alkalinitas juga merupakan parameter pengontrol untuk anaerobicdigester dan instalasi lumpur aktif.

Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti asam sulfat dan asamklorida dapat menetralkan zat-zat alkaliniti yang bersifat basa sampai titk akhir titrasi(titik ekivalensi) kira-kira pada pH 8,3 dan 4,5. Titik akhir ini dapat ditentukan oleh jenisindikator yang dipilih dan perubahan nilai pH pada pHmeter waktu titrasi asam basa.Reaksi yang terjadi ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.32) sampai (2.34).

OH + H H O (pH = 8,3) (2.32)

33

2

2 32-

3 - 2 32- 2

+

32- 2 3- -

32- 2- +

- + 2

CO + H HCO - (pH = 8,3) (2.33)

HCO + H H O + CO (pH = 4,5) (2.34)

Jumlah asam yang diperlukan untuk mencapai titik akhir pada pH 8,3 (sebagian dari al-kalinitas total) dikenal sebagai nilai P (phenolphtalein) dan yang diperlukan sampai pH4,3 dikenal sebagai nilai T (total alkalinity) atau M (metil orange).

Air ledeng memerlukan ion alkalinitas dalam konsentrasi tertentu. Jika kadar alkalinitasterlalu tinggi dibandingkan kadar Ca dan Mg , air menjadi agresif dan menyebabkankarat pada pipa. Alkalinitas yang rendah dan tidak seimbang dengan kesadahan dapatmenyebabkan timbulnya kerak CaCO pada dinding pipa yang memperkecil diame-ter/penampang basah pipa.

Satuan alkalinitas dinyatakan dengan mg/liter kalsium karbonat (CaCO ) ataumili-ekuivalen/liter. Selain bergantung pada pH, alkalinitas juga dipengaruhi oleh kom-posisi mineral, suhu, dan kekuatan ion. Nilai alkalinitas perairan alami hampir tidak per-nah melebihi 500 mg/liter CaCO Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggitidak terlalu disukai oleh oragnisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai ke-sadahan yang tinggi atau kadar garam natrium yang tinggi.

Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan korosivitas logam dan dapat menimbulkan per-masalahan pada kesehatan manusia, terutama yang berhubungan dengan iritasi padasistem pencernaan (gastro intestinal). Nilai alkalinitas yang baik berkisar antara 30 500mg/liter CaCO . Perairan dengan nilai alkalinitas > 40 mg/liter CaCO disebut perairansadah (hard water), sedangkan perairan dengan nilai akalinitas < 40 mg/liter disebutperairan lunak (so water). Untuk kepentingan pengolahan air, sebaiknya nilai alkalini-tas tidak terlalu bervariasi

Alkalinitas berperan dalam hal-hal sebagai berikut :

Sistem penyangga (buer)

Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi berperan se-bagai penyangga (buer capacity) perairan terhadap perubahan pH yang drastis. Jikabasa kuat ditambahkan ke dalam perairan, maka basa tersebut akan bereaksi denganasam karbonat membentuk garam bikarbonat dan akhirnya menjadi karbonat. Jikaasam ditambahkan ke dalam perairan, maka asam tersebut akan digunakan untuk men-gonversi karbonat menjadi bikarbonat dan bikarbonat menjadi asam karbonat. Fenom-ena ini menjadikan perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami pe-rubahan pH secara drastis (Cole, 1988 dalam Eendi 2003). Pada sistem penyangga, COberperan sebagai asam dan ion HCO berperan sebagai garam.

32- + 3

3 - + 2 2

2+ 2+

3

3

3.

3 3

23-

Koagulasi kimia

Bahan kimia yang digunakan dalam proses koagulasi air atau air limbah bereaksi den-gan air membentuk presipitasi hidroksida yang tidak larut. Ion hidrogen yang dilepaskanbereaksi dengan ion-ion penyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berperan sebagaipenyangga untuk mengetahui kisaran pH optimum bagi penggunaan koagulan. Dalamhal ini, nilai alkalinitas sebaiknya berada pada kisaran optimum untuk mengikat ionhidrogen yang dilepaskan pada proses koagulasi.

Pelunakan air (water soening)

Alkalinitas adalah parameter kualitas air yang harus dipertimbangkan dalam menen-tukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dalam proses pelunakan (soening)dengan metode presipitasi yang bertujuan untuk menurunkan kesadahan.

Perubahan pH yang terjadi pada perairan yang memiliki nilai alkalinitas rendah cukupbesar, sedangkan perubahan pH yang terjadi pada perairan yang memiliki nilai alkalini-tas sedang relatif rendah. Hal ini menunjukkan bahwa alkalinitas yang lebih tinggimemiliki sistem penyangga yang lebih baik.

Alkalinitas biasanya dinyatakan sebagai :

Alkalinitas phenophtalein

Alkalinitas phenophtalein dapat diketahui dengan titrasi asam sampai mencapai pH di-mana HCO merupakan spesies karbonat dominan (pH = 8,3).

Alkalinitas total

Alkalinitas total dapat diketahui dengan titrasi asam untuk mencapai titik akhir metil or-ange (pH = 4,5) dimana spesies karbonat dan bikarbonat telah dikonversi menjadi CO .

Alkalinitas pada air memberikan sedikit masalah kesehatan. Alkalinitas yang tinggimenyebabkan rasa air yang tidak enak (pahit). Pengukuran asiditasalkalinitas harus di-lakukan sesegera mungkin dan biasanya dilakukan di tempat pengambilan contoh.Batas waktu yang dianjurkan adalah 14 hari.

3. Parameter Bi-ologi

3-

2

Pemeriksaan air secara biologis sangat penting untuk mengetahui keberadaan mikroor-ganisme yang terdapat dalam air. Berbagai jenis bakteri patogen dapat ditemukandalam sistem penyediaan air bersih, walaupun dalam konsentrasi yang rendah. Analisamikrobiologi untuk bakteri-bakteri tersebut dilakukan berdasarkan organisme petunjuk(indicator organism). Bakteri-bakteri ini menunjukkan adanya pencemaran oleh tinjamanusia dan hewan berdarah panas lainnya, serta mudah dideteksi. Bila organismepetunjuk ini ditemui dalam contoh air, berarti air tersebut tercemar oleh bakteri tinjaserta ada kemungkinan mengandung bakteri patogen. Bila contoh air tidak mengan-dung organisme petunjuk berarti tidak ada pencemaran oleh tinja dan air tidak mengan-dung bakteri patogen. Tes dengan organisme petunjuk merupakan cara yang paling mu-dah untuk menentukan pencemaran air oleh bakteri patogen dan dapat dilakukan se-cara rutin.

Coliform termasuk dalam keluarga Enterobacteriaceae dan genus Escherichia dengankarakteristik bakteri yang mempunyai bentuk batang, gram negatif, sangat motil, tidakberspora, dan bersifat aerobik fakultatif dengan memanfaatkan oksigen pada kondisiaerob dan melakukan fermentasi pada kondisi anaerob. Bentuk dari bakteri ini diperli-hatkan pada Gambar 2.1. Bakteri dalam genus ini dapat tumbuh dengan mudah padamedia yang mengandung garam-garam mineral, karbohidrat, dan garam-garam ammo-nium.

Gambar 2.1 E.coli dengan Perbesaran 10.000 kali(Photo from a Public Domain, Retrieved from Wikimedia Commons )

Escheria coli , dengan nama aslinya Bacterium coli, diidentifikasi pertama kali padatahun 1885 oleh seorang dokter anak dari Jerman , Theodor Escherich. E.coli terdis-tribusi sebagian besar pada usus besar manusia dan hewan berdarah panas serta meru-pakan bakteri fakultatif anaerob yang sangat dominan pada usus besar. Bakteri ini digu-nakan sebagai indikator dalam menganalisa bakteri fecal coliform dalam air karenamampu bertahan hidup di luar sistem pencernaan. Kehadiran bakteri ini di dalam airtidak berbahaya, tetapi menandakan keberadaan bakteri patogen lain. Terdapat beber-apa strain dari E.coli yang jika masuk ke sistem pencernaan akan mengakibatkanpenyakit perut seperti diare.

Karakteristik fermentasi yang dilakukan E.coli adalah sebagai berikut :

Mengubah piruvat menjadi asetil-CoA dan formate.Mereduksi asetil-CoA menjadi etanol.Tidak mampu untuk mengubah piruvat menjadi asetonin dan 2,3-butanediol.Mengubah formate menjadi karbondioksida dan hydrogen.

Perubahan formate menjadi karbon dioksida dan hidrogen hanya terjadi padakondisi anaerobik dan memerlukan enzim formate lyase sebagai katalis reaksi.

Enterobacter aerogenes merupakan salah satu coliform yang bersifat non-fecal coliform.Bakteri ini berasal dari tanah dan beberapa sumber selain dari saluranpencernaan ma-malia dan hewan berdarah panas. Karakteristik fermentasi daribakteri ini yang membe-dakan dengan E.coli adalah kemampuannya untuk merubah piruvat menjadi asetonindan 2,3-butanediol serta tidak mampu membentuk Succinate. Walaupun termasukdalam golongan fecal coliform, E.coli tidak selalu bersifat patogen. Salah satu strain E.coliyang berbahaya adalah E. coli E.coli jenis ini menghasilkan racun berbahaya jikahidup dan berkembang biak pada makanan. Jika makanan tidak dimasak secara benarmaka racun dari jenis E.coli ini akan mengakibatkan timbulnya gangguan pencernaanyang cukup berbahaya seperti diare hingga berak darah yang akan menyebabkan kema-tian jika tidak ditangani secepatnya.

Walaupun coliform dapat dengan mudah dideteksi, namun hubungannya dengan kon-taminasi bakteri fecal perlu dipertanyakan karena beberapa coliform dapat ditemukansecara alami pada lingkungan. Fecal coliform tidak dapat digunakan sebagai indikatoradanya pencemaran oleh bakteri fecal , yang dapat digunakan sebagai indikator pence-maran oleh bakteri fecal hanyalah E.coli.

3.1. Analisa ColiformAnalisa coliform merupakan tes untuk mendeteksi keberadaan dan memeperkirakanjumlah bakteri coliform dalam air yang diteliti. Terdapat 3 metoda yang dapat digunakandalam menganalisa coliform yaitu Standard Plate Count (SPC), metoda tabung fermen-tasi atau sering disebut Most Probable Number (MPN), dan metode penyaringan denganmembran.

Prinsip analisa SPC dan penyaringan dengan membran adalah berdasarkan sifat bakteriyang berkembang biak dalam waktu 24 sampai 72 jam pada suhu tertentu dan dalamsuasana yang cocok yaitu pada media yang terdiri dari agar-agar (dari bahan yang ne-tral) yang mengandung beberapa jenis zat kimia yang merupakan gizi bagi bakteri ter-tentu serta dapat mengatur nilai pH.

Prinsip Analisa MPN hampir sama dengan prinsip analisa SPC, tetapi bakteri tidakberkembang pada media agar-agar, melainkan dalam media tersuspensi pada kaldu(broth) yang mengandung gizi untuk pertumbuhannya. Bakteri-bakteri tersebut dapatdideteksi karena mampu memfermentasikan laktosa yang kemudian menghasilkan gasserta menyebabkan terjadinya perubahan pH.

Metoda SPC digunakan untuk tes bakteri total , sedangkan metoda penyaringan denganmembran dan MPN lebih cocok untuk untuk analisa total coliform dan fecal coliform.Analisa total coliform dan fecal coliform menggunakan metoda

penyaringan dengan membran lebih baik dibandingkan dengan metode MPN karena be-

O157:H7.

berapa hal sebagai berikut :

Hanya membutuhkan satu kali analisa sedangkan metoda MPN membutuhkan 2 3 kali analisa.Waktu inkubasi lebih cepat.Hasil analisanya memberikan angka konsentrasi dengan ketelitian yang cukuptinggi sedangkan metoda MPN hanya memberikan angka konsentrasi secarastatistik yang paling memungkinkan.

Walaupun mempunyai kekurangan dibandingkan metoda penyaringan dengan mem-bran, pada banyak sumber literatur dan daar analisa baku metoda MPN masih banyakdigunakan.

Gangguan yang dapat menyebabkan ketidakakuratan hasil analisa coliform dalam airminum adalah adanya konsentrasi sisa klor dalam air. Klor dapat membunuh bakteri se-hingga dapat mengganggu analisa coliform. Pada air yang mengandung klor, sebelumanalisa harus ditambahkan 0,1 ml larutan pereduksi per 125 ml contoh air. Larutan pere-duksi yang digunakan adalah 10 gram Na S O per 100 ml air suling yang steril. Denganpenambahan larutan ini, kadar residu klor dapat dinetralkan sampai 15 mg Cl2/l. Jikacontoh air mengandung logam berat seperti Cu dan Cr (VI) dengan kadar lebih dari0,01 mg/l, diperlukan penambahan larutan EDTA 0,15 g/ml sebanyak 3 ml dalam contohair.

Jumlah Perkiraan Terdekat (JPT) bakteri Coliform/100 cc air digunakan sebagai indikatorkelompok mikrobiologis. Suatu bakteri dapat dijadikan indikator bagi kelompok lainyang patogen didasarkan atas beberapa hal sebagai berikut :

Bakteri tersebut harus tidak patogen.Harus berada di air apabila kuman patogen juga ada atau mungkin sekali ada,dan terdapat dalam jumlah yang jauh lebih besar.Jumlah kuman indikator harus dapat dikorelasikan dengan probabilitas adanyakuman patogen.Mudah dan cepat dapat dikenali dengan cara laboratoris yang murah.

Harus dapat dikuantifikasi dalam tes laboratoris.Tidak berkembang biak apabila kuman patogen tidak berkembang biak.Dapat bertahan lebih lama daripada kuman patogen di dalam dingkungan yangtdak menguntungkan.

Namun demikian, terdapat berbagai kelemahan pada bakteri Coliform yang mungkinsekali perlu diubah, antara lain sebagai berikut :

Tidak sepenuhnya apatogen.Tidak semua bakteri Coliform berasal dari usus manusia, dapat berasal darihewan dan bahkan ada yang hidup bebas. Oleh karena itu terdapat tes lanjutanyang bertujuan untuk memeriksa E. coli yang pasti berasal dari tinja.Tidak sepenuhnya dapat mewakili virus karena Coliform musnah lebih dahuluoleh khlor sedangkan virus tidak. Kista amoeba dan telur cacing juga tahan lebih

2 2 4

2+

lama di dalam saluran air bersih dibandingkan bakteri Coliform.Bakteri Coliform dapat berkembang biak dalam air walaupun secara terbatas.

Untuk mencegah kontaminasi pada contoh air, dilakukan sterilisasi terhadap semua per-alatan yang digunakan dalam pemeriksaan Coliform. Beberapa cara sterilisasi adalah se-bagai berikut :

Autoklave

Sterilisasi terjadi setelah suhu mencapai 120 C atau tekanan uap mencapai 1,2 kg/cmselama 20 menit. Sebelum dimasukkan, benda-benda yang akan disterilisasi dibungkusdengan kertas koran atau kertas kra sulfat yang berwarna coklat. Cara meletakkanbenda-benda dalam autoklave harus diatur sehingga semua permukaan dan ujung yangakan disterilisasikan tercapai oleh suhu da