Air

Air Air adalah zat kimia yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Pengaturan air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik.

Sifat-sifat kimia Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) and temperatur 273,15 K (0 °C). Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidridahidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masingmasing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen. Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai

sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-).

Elektrolisis air Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirinya arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidrokida (OH-). Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan sebagai berikut. 2H2O(l)→2H2(g)+O2(g)

Kelarutan (solvasi) Air adalah pelarut yang kuat, melarutkan banyak jenis zat kimia. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zatzat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekulmolekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.

Kohesi dan adesi Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektronelektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polarannya.

Daur Ulang Air Limbah Pada tahun 1994 dalam sebuah jurnal International Water Science Technology, Hidenari Yasui dari Kurita Co, Jepang, memperkenalkan sebuah proses inovasi pengolahan air limbah dengan mereduksi jumlah endapan lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan lumpur aktif. Proses inovasi tersebut kemudian dikenal dengan proses pengolahan air limbah emisi zero (zero emission). Hidenari yasui berhasil mereduksi hampir 100 persen dari limbah endapan lumpur dengan menerapkan teknologi ozon pada proses pengolahan air limbah lumpur aktif. Bagan pengolahan air limbah lumpur aktif dengan penerapan sistem ozon. Pada sistem ini sebagian endapan lumpur diambil untuk melalui proses ozonisasi dalam chamber ozon proses. Selanjutnya endapan lumpur tadi dikembalikan pada chamber lumpur aktif. Melalui proses ozonisasi endapan lumpur tadi menjadi material yang mudah untuk diuraikan dan direduksi oleh mikroorganisme. Dalam chamber lumpur aktif bersamaan dengan proses penguraian air limbah material oleh mikroorganisme, terjadi pula proses penguraian endapan lumpur hasil proses tersebut, sehingga tercipta sistem praktis pengolahan air limbah. Ozon yang merupakan spesis aktif dari oksigen memiliki oksidasi potential 2.07V, lebih tinggi dibandingkan chlorine yang hanya memiliki oksidasi potential 1.36V. Dengan oksidasi potential yang tinggi ozon dapat dimanfaatkan untuk membunuh bakteri (strilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration), menguraikan senyawa organik (degradation). Dengan kemampuan multifungsi yang dimilikinya ozon dapat menguraikan endapan lumpur yang sebagian besar kandungannya adalah bakteri dan senyawa-senyawa organik seperti phenol, benzene, atrazine, dioxin, dan berbagai zat pewarna organik yang tidak dapat teruraikan dalam proses lumpur aktif. Ozon membunuh bakteri dengan cara merusak dinding sel bakteri sekaligus menguraikan bakteri tersebut (Collignon, 1994). Hal ini berbeda dengan chlorine yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Ozon juga mampu membunuh bakteri tipe filamen seperti bakteri S Natans, M Parvicella, Thiotrix I dan II penyebab bulking di mana zat padat dan zat cair sulit terpisahkan pada kolam pengendapan. Dengan menerapkan teknologi ozon pada pengolahan air limbah lumpur aktif didapatkan sistem praktis pengolahan air limbah. Beberapa keuntungan penerapan sistem ini adalah lumpur endapan dapat dihilangkan sehingga pengolahan lanjutan dan/atau pencemaran sungai dapat dihindarkan, bulking dapat dihilangkan sehingga sistem proses lumpur aktif berjalan stabil, dan air limbah dapat didaur ulang. Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya.

Air minum Air minum adalah air yang digunakan untuk konsumsi manusia. Menurut departemen kesehatan, syarat-syarat air minum adalah tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna, dan tidak mengandung logam berat. Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan ataupun tanpa proses pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung di minum ( Keputusan Menteri Kesehatan Nomor 907 Tahun 2002) Walaupun air dari sumber alam dapat diminum oleh manusia, terdapat resiko bahwa air ini telah tercemar oleh bakteri (misalnya Escherichia coli) atau zat-zat berbahaya. Bakteri dapat dibunuh dengan memasak air hingga 100 °C, namun banyak zat berbahaya, terutama logam, tidak dapat dihilangkan dengan cara ini. Saat ini terdapat krisis air minum di berbagai negara berkembang di dunia akibat jumlah penduduk yang terlalu banyak dan pencemaran air.

Air organik Air organik adalah istilah untuk air yang sama sekali tidak mengandung unsur kimia lain selain H2O (air) itu sendiri. Unsur kimia lain yang biasa terkandung di dalam air adalah mineral anorganik, seperti Ferrum, Merkuri, Alumunium. Untuk mengukur kadar kemurnian air dari mineral anoragnik digunakan TDS meter (Total Dissolved Solids meter), yaitu alat untuk mengukur total zat padat yang terlarut dalam zat cair. Satuan yang digunakan adalah ppm (part per million) atau bagian per sejuta. Pembagian kategori air menurut total zat padat yang terkandung di dalamnya (TDS) adalah: > 100 ppm : bukan air minum 10 - 100 ppm: air minum 1 - 10 ppm : air murni 0 ppm : air organic

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Air adalah zat yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup yang ada di bumi. Semmua makhluk hidup membutuhkan air yang mengandung zat kimia yang berbahaya bagi kelangsungan hidup. Kandungan dalam air yang bersih tidak mengandung zat kimia yang dapat memmbahayakan makhluk hidup. Oleh sebab itu penulis ingin mengetahui apa saja kandungan air yang bersih dan kotor, cara membersihkan air limbah dan kegunaan air yang diatur oleh Undang-undang.

1.2 Rumusan Masalah 1. Kandungan apa saja yang terdapat di dalam air? 2. Apa saja sumber pencemaran air itu? 3. Bagaimana cara membuat air bersih?

1.3 Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin disampaikan adalah untuk mengetahui kandungan zat kimia apa saja yang terkandung dalam air bersih dan kotor, pemanfaatan air yang telah diatur Undang-undang.

1.4 Metode Penelitian

Adapun metode penelitian adalah dengan pengumpulan data dari media elektronik.

1.5 Batasan Masalah Adapun pembatasan masalah dalam penulisan ini dimaksudkan agar tidak menyimpang dari pokok permasalahan yangb ditulis. Penulisan ini dititik beratkan pada air, kualitas dan pencemarannya.

Peraturan Pemerintah No. 20 Tahun 1990 Tentang : Pengendalian Pencemaran Air PERATURAN PEMERINTAH REPUBLIK INDONESIA TENTANG PENGENDALIAN PENCEMARAN AIR BAB I INVENTARISASI KUALITAS DAN KUANTITAS AIR Pasal 2 Gubernur menunjuk instansi teknis di daerah untuk melakukan inventarisasi kualitas dan kuantitas air untuk kepentingan pengendalian pencemaran air. Pasal 3 (1) Gubernur Kepala daerah Tingkat I, menetapkan prioritas pelaksanaan inventarisasi kualitas dan kuantitas air. (2) Apabila sumber air berada atau mengalir melalui atau merupakan batas dari dua atau lebih Propinsi Daerah Tingkt I, prioritas sebagaimana dimaksud dalam ayat (1) ditetapkan oleh Gubernur Kepala Daerah TingkaI di bawah koordinasi Menteri. Pasal 4 (1) Data kualitas dan kuantitas air disusun dan didokumentasikan pada instansi teknis yang bertanggung jawab di bidang pengelolaan lingkungan hidup di daerah. (2) Data kualitas dan kuantitas air sebagaimana dimaksud dalam ayat (1) diolah oleh instansi yang bersangkutan dan laporannya disampaikan kepada Menteri dan Gubernur Kepala daerah Tingkat I yang bersangkutan, sekurang-kurangnya sekali dalam setahun. Pasal 5 (1) Gubernur Kepala Daerah Tingkat I mengidentifikasikan sumbersumber pencemaran air. (2) Berdasarkan hasil identifikasi sebagaimana dimaksud dalam ayat (1) , Gubernur Kepala Daerah Tingkat I yang bersangkutan menetapkan tindak lanjut pengendaliannya. Pasal 6

Data kualitas dan kuantitas air sebagaimana dimaksud dalamPasal 4 dipakai sebagai : a. dasar pertimbangan penetapan peruntukkan air dan baku mutu air pada sumber air yang bersangkutan; b. dasar perhitungan daya tampung beban pencemaran air pada sumber air yang telah ditetapkannya peruntukannya; c. dasar penilaian tingkat pencemaran air.

BAB II PENGGOLONGAN AIR Pasal 7 (1) Penggolongan air menurut peruntukkannya ditetapkan sebagai berikut : Golongan A : Air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu; Golongan B : Air yang dapat dighunakan sebagai air baku air minum; Golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan; Golongan D : Air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri, pembangkit listrik tenaga air. (2) Dengan Peraturan Pemerintah dapat ditetapkan perluasan pemanfaatan air di luar penggolongan air sebagaimana yang telah ditetapkan dalam ayat (1). Pasal 8 (1) Ketetapan tentang baku mutu air untuk golongan air sebagaimana dimaksud dalam Pasal 7 ditetapkan sebagaimana tercantum dalam lampiran Peraturan Pemerintah ini. (2) Dengan Peraturan Pemerintah dapat ditetapkan penambahan parameter dan baku mutu untuk parameter tersebut dalam baku mutu air sebagaimana dalam ayat (1). (3) Penilaian kualitas air yang menyangkut paramater yang belum tercantum dalam baku mutu air sebagaimana dimaksud dalam ayat (1) dilakukan dengan menunjuk kepada fungsi dan guna air serta atau kepada ilmu pengetahuan. Pasal 9 Metode analisis untuk setiap parameter baku mutu air dan baku mutu limbah cair ditetapkan oleh Menteri. Pasal 10 (1) Gubernur Kepala Daerah Tingkat I menetapkan : a. Peruntukan air sesuai dengan penggolongan air sebagaimana dimaksud dalam Pasal 7 ayat (1), kecuali kemudian ditentukan lain oleh Menteri;

b. Baku mutu untuk peruntukan air menurut penggolongan sebagaimana dimaksudkan dalam huruf a. (2) Peruntukan air dan baku mutu air yang berada atau mengalir melalui atau merupakan batas dari dua atau lebih propinsi Daerah Tingkat I ditetapkan oleh Para Gubernur Kepala Daerah Tingkat I yang bersangkutan di bawah koordinasi Menteri. (3) Peruntukan air dan baku mutu air pada sumber air yang berada di bawah wewenang pengelolaan suatu badan pengelola sebagaimana dimaksud dalam Undang-undang Nomor 11 Tahun 1974 tentang Pengairan ditetapkan oleh Menteri yang bertanggung jawab di bidang pengairan setelah berkonsultasi dengan Menteri. Pasal 11 Apabila kualitas air lebih rendah dari kualitas air menurut golongan yang telah ditetapkan, Gubernur Kepala daerah Tingkat I menetapkan program peningkatan kualitas air. Pasal 12 Apabila kualitas air telah memenuhi kualitas menurut penggolongannya sesuai yangtelah ditetapkan. Gubernur Kepala Daerah Tingkat I menetapkan program peningkatan penggolongan untuknya

1. DAFTAR KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN A

Keterangan : mg = miligram mL = mililiter L = liter Bq = Bequerel NTU = Nephelometric Turbidity Units TCU = True Color Units Logam berat merupakan logam terlarut

2. DAFTAR KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN B

Keterangan : mg = miligram mL = mililiter L = liter Bq = Bequerel Logam berat merupakan logam terlarut

3. DAFTAR KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN C

Keterangan : mg = miligram mL = mililiter L = liter Bq = Bequerel Logam berat merupakan logam terlarut

4. DAFTAR KRITERIA KUALITAS AIR GOLONGAN D

Keterangan : - = tidak dipersyaratkan Ug = mikrogram mg = miligram mL = mililiter L = liter Bq = Bequerel Logam berat merupakan logam terlarut

Saringan Pasir Lambat (SPL) Saringan Pasir Lambat (SPL) sudah lama dikenal di Eropa sejak awal tahun 1800an. Untuk memenuhi kebutuhan akan air bersih, SPL dapat digunakan untuk menyaring air keruh ataupun air kotor. Saringan Pasir Lambat sangat cocok untuk komunitas skala kecil atau skala rumah tangga. Hal ini tidak lain karena debit air bersih yang dihasilkan oleh SPL relatif kecil. Ada dua jenis proses penyaringan yang terjadi pada Saringan Pasir Lambat, yakni secara fisika dan biologi. Partikel-partikel yang ada dalam sumber air yang keruh secara fisik akan tertahan oleh lapisan pasir pada SPF. Disisi lain, bakteri-bakteri dari genus Pseudomonas dan Trichoderma akan tumbuh dan berkembang biak. Pada saat proses filtrasi dengan debit air lambat (100-200 liter/jam/m2 luas permukaan saringan), patogen yang tertahan oleh saringan akan dimusnahkan oleh bakteri-bakteri tersebut. Secara umum skema dari Saringan Pasir Lambat dapat dilihat sebagai berikut :

Atau mungkin anda dapat memodifikasinya sehingga menjadi seperti gambar di bawah ini

Secara berkala pasir dan kerikil dari SPL harus selalu dibersihkan. Hal ini untuk menjaga agar kualitas air bersih yang dihasilkan selalu terjaga dan yang terpenting adalah tidak terjadi penumpukan patogen / kuman pada saringan. Untuk disinfeksi kuman yang ter-

kandung dalam air dapat menggunakan menggunakan berbagai cara seperti khlorinasi, brominasi, ozonisasi, penyinaran ultraviolet ataupun menggunakan aktif karbon. Untuk menjaga hal-hal yang tidak diinginkan, sebaiknya air hasil penyaringan dimasak terlebih dahulu hingga mendidih sebelum dikonsumsi.

Saringan Pasir Cepat (SPC) Saringan Pasir Cepat (SPC) atau bahasa kerennya Rapid Sand Filter (RSF) merupakan saringan air yang dapat menghasilkan debit air hasil penyaringan yang lebih banyak daripada Saringan Pasir Lambat (SPL). Walaupun demikian saringan ini kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu karena debit air yang cepat, lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi di Saringan Pasir Lambat. Sehingga akan membutuhkan proses disinfeksi kuman yang lebih intensif. Secara umum bahan lapisan saringan yang digunakan pada Saringan Pasir Cepat sama dengan Saringan Pasir Lambat, yakni pasir, kerikil dan batu. Perbedaan yang terlihat jelas adalah pada arah aliran air ketika penyaringan. Pada Saringan Pasir Lambat arah aliran airnya dari atas ke bawah, sedangkan pada Saringan Pasir Cepat dari bawah ke atas (up flow). Selain itu pada saringan pasir cepat umumnya dapat melakukan backwash atau pencucian saringan tanpa membongkar keseluruhan saringan.

Seperti halnya air hasil saringan yang lain, air dari hasil saringan pasir cepat ini sebaiknya di disinfeksi dari kuman penyakit terlebih dahulu sebelum dikonsumsi.

Distilasi : Cara Sederhana Mendapatkan Air Bersih dari Air Laut / Air Asin

Air bersih yang dihasilkan dari proses distilasi didapatkan dengan jalan melakukan penguapan terhadap air sumber / air baku. Cara ini efektif untuk menghilangkan garam yang menyebabkan rasa asin pada air. Ada dua cara sederhana dalam membuat alat distilasi air ini, yakni menggunakan kompor atau menggunakan sinar matahari. Stove-top still merupakan model sederhana untuk alat distilasi dengan menggunakan kompor. Pertama-tama kompor memanaskan air yang ada sebuah belanga. Pemanasan tersebut akan menghasilkan uap panas yang akan dipakai untuk memanaskan belanga kedua yang berisi air sumber yang nantinya akan berisi air bersih. Pemanasan pada belanga kedua juga akan memicu munculnya uap air dari air sumber. Butiran-butiran uap air ini akan tertahan poleh membran plastik dan akhirnya akan jatuh pada wadah air bersih yang terletak ditengah-tengah belanga kedua. Untuk lebih lengkapnya lihat gambar dibawh ini.

Adapun cara yang kedua adalah menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan uap air. Butiran uap-uap air tersebut kemudian akan tertahan pada kaca tembus pandang. Setelah butiran semakin banyak, maka akan berubah menjadi tetesan air yang akan ditahan oleh palung/talang air yang akan mengarahkan butiran air ke dalam wadah untuk penampungan air bersih.

TUGAS KIMIA PENCEMARAN AIR Guru Pembimbing : Drs. Jarko

Oleh : Galank W. (17)

SMA NEGERI 2 NGANJUK 2008/ 2009