PROSES ALAMIAH AIR by:WINARTO SAGALA

BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak,bahkan oleh semua makhluk hidup.Oleh karena itu,sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain.Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana,dengan memperhitungkan kepentingan generasi mendatang.Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air.
Saat ini masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestic yang semakin menurun.Kegiatan industry,domestic,dan kegiatan lain berdampak negative terhadap sumber daya air ,antara lain menyebabkan penurunan kualitas air.Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan,kerusakan dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air .Oleh karena itu,diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya air secara saksama.
Sepanjang sejarah,kuantitas dan kualitas air yang sesuai dengan kebutuhan manusia merupakan factor penting yang menentukan kesehatan hidupnya.Kuantitas air berhubungan dengan adanya bahan-bahan lain terutama senyawa-senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa organic maupun anorganik juga adanya mikroorganisme yang memegang peranan penting dalam menentukan komposisi kimia air.
Seluruh peradaban manusia dan mahluk hidup lainnya dapat lenyap karena kurangnya air yang disebabkan berbagai factor terutama akibat dari perubahan iklim.Kualitas air yang buruk yang disebabkan adanya berbagai jenis bakteri pathogen dan kandungan bahan-bahan kimia berbahaya dapat membunuh berjuta manusia terutama dinegara-negara sedang berkembang.Suplay air dunia didapatkan dari 5 bagian siklus hidrologi,seperti terlihat pada gambar.Sebagian besar dari air ditemukan dalam bentuk larutan dan samudra.Bagian lainnya terdapat dalam bentuk uap air diatmosfer.(Achmad,2004)

Siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan presipitasi.Air yang terdapat dipermukaan bumi berubah menjadi uap air dilapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan)air sungai,danau,dan laut;serta proses evapotranspirasi atau penguapan air oleh tanaman.Uap air bergerak keatas hingga membentuk awan yang dapat berpindah karena tiupan angin.Ruang udara yang mendapat akumulasi uap air secara kontinu akan menjadi jenuh.Oleh pengaruh udara dingin pada lapisan atmosfer,uap air tersebut mengalami sublimasi sehingga butiran-butiran uap air membesar dan akhirnya jatuh sebagai hujan.Zat yang bersifat higroskopis (menyerap air) dapat mempercepat integrasi pengikatan molekul uap air menjadi air.Sehingga,pada pembuatan hujan buatan,dilakukan penambahan zat yang bersifat higroskopis terhadap awan (NaCl atau Urea).
Proses evaporasi yang berlangsung dilaut lebih banyak daripada proses evaporasi diperairan daratan.Dilaut,proses evaporasi juga melebihi proses presipitasi sehingga lautan merupakan sumber air utama bagi proses presipitasi.Sebaliknya,didaratan proses presipitasi lebih banyak daripada evaporasi.Didaratan,sekitar 50% air yang diperoleh melalui presipitasi akan mengalami evaporasi dan sisanya tersimpan didanau,sungai,maupun sebagai air tanah.Keseimbangan air yang terjadi melalui proses evaporasi dan presipitasi air dibumi.(Effendi,2003)


BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Penggolongan Air
Peraturan pemerintah No.20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya.Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut:

a) Golongan A,yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung,tanpa pengolahan terlebih dahulu.
b) Golongan B.yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
c) Golongan C,yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan.
d) Golongan D,yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,usaha diperkotaan,industry,dan pembangkit listrik tenaga air.(Effendi,2003)

Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut dengan penceramaran air.Karena kebutuhan mahluk hidup akan air sangat bervariasi,maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda.Sebagai contoh,air kali dipegunungan yang belum tercemar tidak dapat digunakan langsung sebagai air minum karena belum memenuhi persyaratan untuk dikategorikan sebagai air minum.(Kristanto,2002)
Air permukaan terdapat dalam danau,sungai dan sumber-sumber air lainnya,sedangkan air tanah (ground water),terdapat didalam tanah.Air tanah dapat melarutkan mineral-mineral bahan induk dari tanah yang dilewatinya.Sebagian besar mikroorganisme yang semula ada dalam air tanah berangsur-angsur disaring sewaktu air meresap dalam tanah. Air dalam bentuk padatan juga ditemukan dibumi yaitu yang mempunyai bentuk salju didaerah kutub utara dan selatan.
Terdapat perbedaaan yang cukup besar antara air tanah dengan air permukaan.Hal ini disebabkan oleh kandungan berbagai zat,baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dalam perjalanan menuju kelaut.Air permukaan yang terkumpul dalam danau atau waduk mengandung nutrisi penting untuk pertumbuhan ganggang.air permukaan yang mengandung bahan organic yang mudah terurai dalam konsentrasi tinggi secara normal akan mengandung bakteri dalam jumlah tinggi pula yang mempunyai pengaruh cukup besar terhadap kualitas air permukaan(Achmad,2004)

2.2.Air Permukaan (Surface Water)

Air permukaan adalah air yang berada disungai,danau,waduk,rawa,dan badan air lain yang tidak mengalami infiltrasi kebawah tanah.Areal tanah yang mengalirkan air kesuatu badan air disebut watersheds atau drainage basins.Air yang mengalir dari daratan menuju suatu badan air disebut limpasan permukaan(surface run off);dan air yang mengalir disungai menuju laut disebut aliran air sungai(river run off).Sekitar 69% air yang masuk kesungai berasal dari air hujan,pencairan es/salju (terutama untuk wilayah ugahari) dan sisanya berasal dari tanah.

Perairan Tergenang (lentik)
Perairan tergenang meliputi danau,rawa,kolam,waduk(reservoir),rawa(wetland) dan sebagainya.Perairan tergenang(lentik),khususnya danau,biasanya mengalami statifikasi secara vertical akibat perbedaan intensitas cahaya dan perbedaan suhu pada kolom air yang terjadi secara vertical.Danau dicirikan dengan arus yang sangat lambat (0,001-0,01m/detik) atau tidak ada arus sama sekali.Oleh karena itu,waktu tinggal (residence time) air dapat berlangsung lama.Arus air didanau dapat bergerak keberbagai arah.Perairan danau biasanya memiliki stratifikasi kualitas air secaran vertical.Stratifikasi ini tergantung pada kedalaman dan musim.Zonase (perwilayahan) perairan tergenang (danau) dibagai menjadi dua,yaitu zonase bentos dan zonase kolom air.Zonase bentos disebut juga zonase dasar,terdiri dari supra-litorial,litorial,sub-litorial dan profundal.Zonase kolom air atau open water zone terdiri atas limnetik,tropogenik,kompensasi dan tropolitik.
Perairan Mengalir (Lotik)
Salah satu contoh perairan mengalir adalah sungai.Sungai dicirikan oleh arus yang searah dan relative kencang,dengan kecepatan berkisar antara 0,1-1,0 m/detik,serta sangat dipengaruhi oleh waktu,iklim,dan pola drainase.Pada perairan sungai,biasanya terjadi percampuran mass air secara menyeluruh dan tidak terbentuk stratifikasi vertikal kolom air seperti pada perairan lentik.Kecepatan arus,erosi,dan sedimentasi merupakan fenomena yang biasa terjadi disungai sehingga kehidupan flora dan fauna sangat dipengaruhi oleh ketiga variable tersebut.Klasifikasi perairan lentik sangat dipengaruhi oleh intensitas cahaya dan perbedaan suhu air;sedangkan klasifisikasi perairan lotik justru dipengaruhi oleh kecepatan arus atau pergerakan air,jenis sedimen dasar,erosi,dan sedimentasi (Haslam,1995;Jeffries dan Mills,1996).Kecepatan arus dan pergerakan air sangat dipengaruhi oleh jenis bentang alam (landscape),jenis batuan dasar,dan curah hujan.semakin rumit bentang alam,semakin besar ukuran batuan dasar,dan semakin banyak curah hujan,pergerakan air semakin kuat dan kecepatan arus semakin cepat.

2.3.Air Tanah (Groundwater)

Air tanah (groundwater) merupakan air yang berada dibawah permukaan tanah.air tanah ditemukan pada akifer.Pergerakan air tanah sangat lambat;kecepatan arus berkisar antara 10-10 – 10-3 m/detik dan dipengaruhi oleh prioritas,permeabilitas dari lapisa tanah dan pengisian kembali air (rechange).Karakteristik utama yang membedakan air tanah dan air permukaan adalah pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal (residence time) yang sanga lama,dapat mencapai puluhan bahkan ratusan tahun .Karena pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang lama tersebut,air tanah akan sulit untuk pulih kembali jika mengalami pencemaran.Daerah dibawah tanah yang berisi air disebut daerah saturasi (zone of saturation).Pada daerah saturai,setiap pori tanah dan batuan terisi oleh air,yang merupakan air tanah (groundwater).Batas atas daerah saturasi disebut water table,yang merupakan peralihan antara daerah saturasi yang banyak mengandung air dan daerah belum saturasi/jenuh (unsaturated/vadose zone) yang masih mampu menyerap air.Jadi,daerah saturasi berada dibawah daerah unsaturated.Air tanah yang berasal dari lapisan deposit pasir memiliki kandungan karbondioksida tinggi dan kandungan bahan terlarut (total dissolved solid/TDS) rendah.Air tanah yang berasal dari lapisan deposit kapur (limestone) juga memiliki kadar karbondioksida yang rendah (karena karbondioksida bereaksi dengan kapur),namun demikian nilai TDS yang tinggi.(Effendi,2003)

2.4.Sifat-sifat yang unik dari Air

Air merupakan senyawa kimia yang terdiri dari atom H dan O.Sebuah molekul air terdir dari satu atom O yang berikatan kovalen dengan dengan dua atom H.Molekul air yang satu dengan molekul-molekul air lainnya bergabung dengan satu ikatan hydrogen antara atom H dengan atom O dari molekul air yang lain.Adanya ikatan hydrogen inilah yang menyebabkan air mempunyai sifat-sifat yang khas,seperti pada table berikut.
Tabel.sifat-sifat penting dari air
Sifat Efek dan Kegunaan
Pelarut yang sangat baik

Konstanta dielektrik paling tinggi diantara cairan murni lainnya.

Tegangan permukaan lebih tinggi daripada cairan lainnya.


Transparan terhadap cahaya tampak dan sinar yang mempunyai panjang gelombang lebih besar dari ultraviolet.

Bobot jenis tertinggi dalam bentuk cairan(fasa cair) pada 40C.

Panas penguapan lebih tinggi dari material lainnya.

Kapasitas kalor lebih tinggi dibandingkan dengan cairan lain kecuali ammonia.

Panas laten dan peleburan lebih tinggi dari pada cairan lain kecuali ammonia Transport zat-zat makanan dan bahan buangan yang dihasilkan proses biologi.
Kelarutan dan ionisasi dari senyawa ini tinggi dalam larutannya.

Faktor pengendali dalam fisiologi,membentuk fenomena tetes dan permukaan.

Tidak berwarna,mengakibatkan cahaya yang dibutuhkan untuk fotosintesis mencapai kedalaman tertentu .

Air beku(es) mengapung,sirkulasi vertical menghambat stratifikasi badan air.

Menentukan transfer panas dan molekul air antara atmosfer dan badan air.

Stabilisasi dari temperature organism dan wilayah geografis.


Temperatur stabil pada titik beku

Air merupakan pelarut yang sangat baik bagi banyak bahan,sehingga air merupakan media transport utama bagi zat-zat makanan dan produk buangan/sampah yang dihasilkan proses kehidupan.Oleh karena itu air yang ada dibumi tidak pernah terdapat dalam keadaan murni,tetapi selalu ada senyawa atau mineral/unsure lain yang terdapat didalamnya.Meskipun demikian tidak berarti bahwa semua perairan dibumi ini telah tercemar.Sebagai contoh,air yang berasal dari sumber air didaerah pegunungan atau daerah hulu sungai dapat dianggap sebagai air yang bersih.
Dalam table tersebut dapat dijelaskan bahwa air selain pelarut yang sangat baik juga mempunyai konstanta dielektrik yang sangat tinggai sehingga berpengaruh besar pada sifat-sifat pelarutnya.Hal ini menyebabkan banyak sekali senyawa ionis berdesosiasi dalam air.Kapasitas kalor air cukup tinggi yaitu 1 kal.g-1.C-1,oleh karena itu kalor yang diperlukan untuk merubah suhu dari sejumlah massa air cukup tinggi pula sehingga menstabilkan suhu air pada seluruh wilayah geografi.Sifat alamiah dapat mencegah perubahan suhu secara tiba-tiba dalam badan air yang cukup luas dan akan melindungi kehidupan aquatic dari adanya kejutan perubahan suhu.Disamping itu dengan kalor pemguapan yang sangat tinggi yaitu 585 kal.g-1 pada suhu 200C dapat menjaga kestabilan suhu badan air dan wilayah geografi sekitarnya,kondisi ini mempengaruhi juga perpindahan kalor dan uap air antar badan air dan atmosfer.(Achmad,2004)














BAB III
PARAMETER KIMIA PERAIRAN
3.1.pH dan Asiditas
Pada dasarnya,asiditas (keasaman) tidak sama dengan pH.Asiditas melibatkan dua komponen,yaitu jumlah asam,baik asam kuat maupun asam lemah (misalnya asam karbonat dan asam asetat),dan konsentrasi ion hydrogen.Menurut APHA(1976),pada dasarnya asiditas menggambarkan kapasitas kuantitatif air untuk menetralkan basa (BNC);sedangkan Tebbut(1992) menyatkan bahwa pH hanya menggambarkan konsentrasi ion hydrogen.Sebagian besar biota akuatik sensitive terhadap perubahan pH dan menyukai pH sekitar 7 – 8,5.Nilai pH sangat mempengaruhi proses biokimiawi perairan,misalnya proses nitrifikasi akan berakhir jika pH rendah.
3.2.Potensi Redoks
Potensi redoks (reduksi dan oksidasi) atau Oxidation-Reduction Potential (ORP) yang menggambarkan aktivitas electron (e) diperairan adalah potensi larutan untuk mentransfer electron dari suatu oksidan kepada reduktan.Suatu bahan dikatakan mengalami oksidasi jika kehilangan electron dan dikatan mengalami reduksi jika menerima electron.Adanya parameter ORP dilatarbelakangi oleh kenyataan bahwa suatu system,dalam hal ini larutan,mengalami proses oksidasi sehingga terjadi perubahan yang terus-menerus dari perbandingan (rasio) antara bentuk teroksidasi dan tereduksi.Potensi redoks mempengaruhi proses kimia yang terjadi diperairan.Nilai ORP sedikit dipengaruhi oleh suhu,namun sangat dipengaruhi oleh kadar oksigen.
3.3.Oksigen Terlarut
Fluktuasi harian oksigen dapat mempengaruhi parameter kimia yang lain,terutama pada saat kondisi tanpa oksigen,yang dapat mengakibatkan perubahan sifat kelarutan beberapa unsure kimia diperairan.Kadar oksigen pada lapisan eufotik lebih tinggi,semakin kebawah (pada lapisan kompensasi dan profundal) semakin berkurang.Selain akibat dari respirasi tumbuhan dan hewan,hilangnya oksigen diperairan juga terjadi karena oksigen dimanfaatkan oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organic.Oksidasi bahan organic diperairan dipengaruhi oleh beberapa factor sebagai berikut:
- Suhu
- pH
- Pasokan Oksigen
- Jenis Bahan Organik
- Rasio Karbon dan Nitrogen
Hilangnya oksigen diperairan dipengaruhi oleh respirasi tumbuhan dan hewan.Selain itu juga dipengaruhi oleh mikroba,karena oksigen dimanfaatkan oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organic.Oksidasi bahan organic diperairan dipengaruhi oleh beberapa factor seperti Suhu,pH,Pasoka Oksigen,Jenis Bahan Organik,Rasio Karbon dan Nitrogen.
3.4.Karbondioksida
Sekitar setengah dari karbondioksida yang merupakan hasil pembakaran berada diatmosfer dan setengahnya lagi tersimpan di laut dan digunakan dalam proses fotosintesis oleh diatom dan algae laut lain.Small(1972) dalam Cole(1988) mengembangkan bahwa 88% hasil fotosintesis dibumi ini merupakan sumbangan dari algae di lautanMeskipun persentasi karbondioksida diatmiosfer relative kecil,akan tetapi keberadaan karbondioksida diperairan relative banyak,karena karbondioksida memiliki sifat kelarutan yang tinggi (Jeffries and Mills,1996).Sifat kelarutan beberapa jenis gas dalam air murni ditunjukkan dalam table berikut.
Tabel.Persentase Volume Gas Karbondioksida di Atmosfer
Gas Persentase (%)
1.Nitrogen (N2)
2.Oksigen (O2)
3.Argon (Ar)
4.Karbondioksida (CO2) 78,084
20,946
0,934
0,033

3.5.Alkalinitas
Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam,atau dikenal dengan sebutan acid-neutralizing capacity(ANC) atau kuantitas anion didalam air yang dapat menetralkan kation hydrogen.Alkalinitas juga diartikan sebagai kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH perairan.Penyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat,karbonat dan hidroksida.Borat,silikat,fosfat,sulfide dan ammonia.Kation utama yang mendominasi air tawar adalah kalsium dan magnesium,sedangkan pada perairan laut adalah sodium dan magnesium.Anion utama pada perairan laut adalah klorida.
3.6.Kesadahan
Kesadahan (hardness) adalah gambaran kation logam divalent (valensi dua).Kation-kation ini dapat bereaksi dengan sabun (soap) membentuk endapan (presipitasi) maupun dengan anion-anion yang terdapat didalam air membentuk endapan atau karat pada peralatn logam.Pada perairan tawar,kation divalent yang paling berlimpah adalah kalsium dan magnesium,sehingga kesadahan pada dasarnya ditentukan oleh jumlah kalsium dan magnesium.Kation yang lain,misalnya strontium,besi valensi dua (kation ferro),dan mangan juga memberikan kontribusi bagi nilai kesadahan total,meskipun peranannya relative kecil.
Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dari pada air tanah.Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/liter CaCO3 dan bisa lebih dari 500 mg/liter CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukan domestic,pertanian,dan industry.Namun air sadah lebih disukai oleh mikroorganisme dari pada air lunak.Perairan lunak (soft) yang bersifat asam memiliki kandungan kalsium,magnesium,karbonat dan sulfat yang rendah.Jika dipanaskan perairan lunak akan mengakibatkan terjadinya korosi pada peralatan logam.Pada perairan sadah (hard),mengandung kalsium,magnesium,karbonat dan sulfat dalam jumlah yang banyak.Jika dipanaskan akan membentuk deposit (kerak).

Tabel.Kation-Kation Penyusun \Kesadahan dan Anionnya
Kation Anion
Ca2+
Mg2+
Sr2+
Fe2+
Mn2+ HCO3-
SO42-
Cl-
NO-3
SiO32-

3.7.Bahan Organik
Bahan-bahan organic yang perlu diperhatikan dalam pengelolaan kualitas air adalah sebagai berikut(Tebbut,1992).
(i) Karbohidrat (C H O).Bahan-bahan organic yang mengandungkarbon,hydrogen dan oksigen misalnya glukosa,kanji(starch) dan selulosa.
(ii) Senyawa nitrogen (C H O N S).Bahan organic yang mengandung karbon,hydrogen,oksigen,dan kadang-kadang sulfur misalnya protein,asam amino dan urea.
(iii) Lemak (lipids atau fats) (C H O).Bahan organic yang mengandung karbon,hydrogen,dan sedikit oksigen.Lemak memiliki sifat kelarutan yang buruk dalam air,akan tetapi larut dalam pelarut organic.(Effendi,2003)
Indikasi keberadaan bahan organic dapat diukur dengan parameter lain,misalnya kebutuhan oksigen biokimiawi atau BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan kebutuhan oksigen kimiawi atau COD (Chemical Oxygen Demand).Nilai COD biasanya lebih besar daripada BOD,meskipun tidak selau demikian.







DAFTAR PUSTAKA

Achmad.R.2004.Kimia Lingkungan.Penerbit ANDI.Yogyakarta
Effendi.H.2003.Telaah Kualitas Air.Kasinius.Yogyakarta
Kristanto.P.2002.Ekologi Industri.Penerbit ANDI.Yogyakarta