4 bab ii tinjauan pustaka 2.1 air air merupakan senyawa kimia

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan

makhluk hidup di bumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh

senyawa lain. Penggunaan air yang utama dan sangat vital bagi kehidupan adalah

sebagai air minum. Hal ini terutama untuk mencukupi kebutuhan air di dalam

tubuh manusia itu sendiri. Menurut Notoadmodjo (2003), sekitar 55-60% berat

badan orang dewasa terdiri dari air, untuk anak-anak sekitar 65%, dan untuk bayi

sekitar 80% (Mulia, 2005).

Air diperlukan untuk melarutkan bebagai jenis zat yang diperlukan tubuh.

Sebagai contoh, oksigen perlu dilarutkan terlebih dahulu, sebelum dapat

memasuki pembuluh-pembuluh darah yang ada disekitar alveoli. Demikian

pulahalnya dengan segala zat makanan yang hanya dapat diserap apabila dapat

larut di dalam cairan yang meliput selaput lendir usus. Segala reaksi biokimia di

dalam tubuh manusia/hewan terlaksana di dalam lingkungan air. Air sebagai

bahan pelarut, membawa segala jenis makanan ke seluruh tubuh dan mengambil

kembali segala buangan untuk dikeluarkan melalui tubuh. Air juga ikut serta

mempertahankan suhu badan, karena dengan penguapannya suhu dapat menurun.

Air juga dipakai untuk membersihkan permukaan mata serta melicinkannya,

sehigga gerak kelopak mata menjadi lancar. Ringkasnya dalam segala fungsi

kehidupan seperti bereaksi terhadap segala stimulus, tumbuh, bermetabolisme,

bereproduksi, air selalu memegang peranan penting (Mulia, 2005).

Universitas Sumatera Utara

5

Air adalah materi esensial di dalam kehidupan tidak ada satu pun makhluk

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

hidup, baik pada tumbuh-tumbuhan ataupun pada hewan (termasuk di dalamnya

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

tumbuh-tumbuhan atau lebih dari 67% kandungan sel hewan, terdiri dari air. Jika

kandungan tersebut berkurang, misalnya dehidrasi pada manusia yang diakibatkan

muntaber, kalau tidak cepat ditanggulangi akan mengakibatkan kematian.

Tanaman yang lupa tidak disiram pun akan layu dan kalau dibiarkan akan mati

(Suriawiria, 2005).

Air merupakan sarana utama untuk meningkatkan derajat kesehatan

masyarakat, karena air merupakan salah satu media penularan penyakit, misalnya

penyakit diare. Supaya air masuk ke tubuh manusia, baik berupa minuman atau

makanan tidak menyebabkan/merupakan pembawa bibit penyakit mutlak

diperlukan pengolahan air yang berasal dari sumber atau untuk mencegah

terjadinya kontak antara kotoran sebagai sumber penyakit dengan air yang sangat

diperlukan (Sutrisno, 2004).

Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan

terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan

terutama apabila air tersebut berasal dari air permukaan. Pengolahan yang

dimaksud bisa dimulai dari yang sangat sederhana sampai yang pada pengolahan

yang mahir/lengkap, sesuai dengan tingkat kekotoran dari sumber asal air

tersebut, agar bisa dimanfaatkan sebagai air minum. Oleh karena itu dalam

praktek sehari-hari maka pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama

untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai (Sutrisno, 2004).


6

2.2 Air Minum

Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses

pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum.

Sedangkan, air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang

kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum setelah dimasak

(Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 492Tahun 2010; Peraturan Menteri

Kesehatan Nomor 416 tahun 1990).

Agar air minum tidak menyebabkan gangguan kesehatan, maka air

tersebut haruslah memenuhi persyaratan-persyaratan kesehatan. Di Indonesia,

standar air minum yang berlaku dapat dilihat pada Peraturan Menteri Kesehatan

RI No.416/MENKES/PER/IX/1990. Di dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI

No.416/MENKES/PER/IX/1990, persyaratan air minum dapat ditinjau dari

parameter fisika, parameter kimia, parameter mikrobiologi, dan parameter

radioaktivitas yang terdapat di dalam air minum tersebut (Mulia, 2005).

2.2.1 Parameter Fisika

Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air

tersebut. Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna dan jumlah

zat pada terlarut (TDS). Air yag baik idealnya tidak berbau. Air yang berbau

busuk tidak menarik dipandang dari sudut estetika. Selain itu juga, bau busuk bisa

disebabkan proses penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air yang ada

pada air (Mulia, 2005).

Selain itu juga, air yang baik tidak boleh memiliki perbedaan suhu yang

mencolok dengan udara sekitar (udara ambien). Di Indonesia, suhu air minum

idealnya 3ºC dari suhu udara air yang secara mencolok mempunyai suhu di atas


7

atau di bawah suhu udara berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol

yang terlarut) atau sedang terjadi proses biokimia yang mengeluarkan atau

menyerap energi dalam air (Mulia, 2005).

2.2.2 Parameter Kimiawi

Parameter kimiawi dikelompokkan menjadi kimia anorganik dan kimia

organik. Dalam standard air minum di Indonesia zat kimia anorganik dapat berupa

logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya dan beracun serta derajat keasaman (pH).

Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida, Volatile

organik chemicals (zat kimia organik mudah menguap) zat-zat berbahaya dan

beracun maupun zat pengikat Oksigen (Mulia, 2005).

Arsenic, Barium, Cadmium, Chromium, Mercury dan Selenium

merupakan logam beracun yang mempengaruhi organ bagian dalam manusia.

Timbal merusak sel darah merah, sistem saraf dan ginjal manusia. Tembaga

merupakan indikator terjadinya perkaratan. Konsentrasi flour yang terlalu tinggi

dalam air minum dapat menimbulkan gangguan pada gigi. Nitrit dalam air minum

akan bereaksi dengan hemoglobin membentuk Methemoglobin yang dapat

menyebabkan penyakit blue babies pada bayi (Mulia, 2005).

2.2.3 Parameter Mikrobiologi

Parameter mikrobiologi menggunakan bakteri Coliform sebagai organisme

petunjuk (indicator organism). Dalam laboratorium, istilah total coliform

menunjukkan bakteri Coliform dari tinja, tanah atau sumber alamiah lainnya.

Istilah fecal coliform (koliform tinja) menunjukkan bakteri koliform yang berasal

dari tinja manusia atau hewan berdarah panas lainnya. Penentuan parameter

mikrobiologi dimaksudkan untuk mencegah adanya mikroba patogen di dalam air


8

minum (Mulia, 2005).

2.3 Sumber Air Minum

Sampai saat ini kebanyakan orang memanfaatkan air permukaan tawar dan

air tanah sebagai sumber air minum. Sumber-sumber air tawar adalah air

permukaan yang merupakan air sungai dan danau. Air permukaan adalah air yang

berada di sungai, danau, waduk, rawa dan badan air lainnya yang tidak mengalami

infiltrasi ke bawah tanah. Air tanah pada umumnya tergolong bersih dilihat dari

segi mikrobiologis, karena sewaktu proses pengaliran mengalami penyaringan

alamiah dan dengan demikian kebanyakan mikroba sudah tidak lagi terdapat di

dalamnya. Namun demikian, kadar kimia air tanah tergantung sekali dari jenis

tanah yang dilaluinya. Pada proses ini mineral-mineral yang dilaluinya dapat larut

dan terbawa, sehingga mengubah kualitas air tersebut (Slamet, 2009).

Peraturan Pemerintah NO 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air

menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya:

1. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara

langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu.

2. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagia air baku air minum

3. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan

dan peternakan

4. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,

usaha di perkotaan, industi dan pembangkit tenaga listrik (Mulia, 2005).

Walaupun dinyatakan air baku itu langsung dapat diminum. Namun dalam

persiapan penyediaan air dan sistem distribusi harus dijelaskan tentang bagaimana


9

air tersebut dinyatakan aman sebagai air minum (Tjokrokusumo, 1995).

2.4 Kualitas Air Minum

Sumber air baku pada dasarnya harus dapat dipersiapkan sebagai sumber

air minum dan karena kenyataannya di alam mengalami berbagai macam dan jenis

pencemar baik dari akibat peristiwa alam maupun kegiatan manusia, maka air

tersebut dinyatakan tercemar secara potensial oleh kejadian lingkungan

(Tjokrokusumo, 1995).

Negara dengan keadaan ekonomi lebih rendah dan teknologi juga rendah,

maka biasanya kesehatannya pun rendah. Di Negara sedemikian biasanya standar

air minum tidak ketat, karena kemampuan mengelolah air(teknologi) masih belum

canggih dan masyarakat belum mampu membeli air yang harus diolah secara

canggih yang tentunya juga mahal. Standar di setiap Negara memang harus layak

bagi keadaan social-ekonomi-budaya setempat. Untuk Negara berkembang seperti

Indonesia, perlu didapatkan cara-cara pengelolahan ataupun pengelolahan air yang

relatif murah (tekologi tepat guna), sehingga kualitas air yang dikonsumsi

masyarakat dapat dinyatakan baik atau memenuhi stadar internasional, tapi

terjangkau oleh masyarakat (Slamet, 2009).

Maka karena itu air minum yang ideal seharusnya jernih, tidak berasa,

tidak berwarna dan tidak berbau. Tidak mengandung zat kimia yang dapat

mengubah fungsi tubuh, tidak dapat diterima secara estetis, dan dapat merugikan

secara ekonomis. Air itu seharusnya tidak korosif, tidak meninggalkan endapan

pada seluruh jaringan distribusinya. Pada hakekatnya, tujuan ini dibuat untuk

mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air. Karena itu dibuatlah


10

parameter-parameter demi menjaga kualitas air minum. Persyaratan kualitas air

minum dapat dilihat dalam Lampiran 2.

2.5 Nitrit Dalam Air Minum

Di perairan alami, nitrit (NO2) biasanya ditemukan dalam jumlah yang

sangat sedikit, lebih sedikit daripada nitrat karena bersifat tidak stabil dengan

keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk sementara antara amonia dan nitrat.

Kadar nitrit dalam perairan relatif kecil karena segera dioksidasi menjadi nitrat

(Slamet, 2009).

Nitrifikasi adalah proses pembentukan senyawa nitrat dari senyawa

amonium. Proses ini merupakan proses dimana ion ammonium dioksidasi menjadi

ion nitrit, serta ion nitrit menjadi ion nitrat. Proses ini dapat terjadi di tanah, air

laut, maupun air tawar. Nitrifikasi muncul secara alamiah dilingkungan dengan

keberadaan bakteri khusus nitrifikasi. Tingkat reaksi nitrifikasi sangat tergantung

pada sejumlah faktor lingkungan (Jacob dan Cordaro, 2000).

Menurut Jacob dan Cordaro (2000), proses nitrifikasi dipengaruhi oleh dua

bakteri berbeda. Nitrosomonas mempengaruhi tahap pertama yaitu pembentukan

nitrit:

NH4 + Nitrosomonas + 2O2 NO2 + 2H2O

Hasil nitrit kemudian akan diubah menjadi nitrat oleh bakteri nitrobacter:

2NO2 + Nitrobacter + O2 + 2H2O 2NO3 + 2H2O

Hal tersebut terjadi karena beberapa faktor yaitu substrat di dalam air, konsentrasi

oksigen, suhu, pH dan adanya zat beracun atau zat yang menghambat proses

nitrifikasi.


11

2.5.1 Penyebaran Nitrit Dalam Air Minum

Pertambahan penduduk di kota-kota besar umumnya diikuti dengan

peningkatan kebutuhan air minum. Kepadatan penduduk dan terbatasnya lahan

untuk daerah pemukiman menyebabkan terjadinya pencemaran air tanah terutama

oleh zat-zat organik yang berasal dari buangan rumah tangga. Selain itu terdapat

pipa instalasi jaringan PDAM yang sudah tua dan menjadi aus sehingga

mengakibatkan terjadinya rembesan air buangan ke dalam pipa dan menyebabkan

air minum tercemar. Pencemaran air minum oleh bahan organik menyebabkan

ammonia meningkat. Ammonia larut di dalam air dan membentuk senyawa

ammonium yang cenderung akan mengikat oksigen. Dengan adanya mikroba

nitrosomonas senyawa ammonium dan oksigen dapat membentuk senyawa nitrit

dengan adaya mikroba nitrobakter akan membentuk senyawa nitrat (Wardhana,

2004)

2.5.2 Metabolisme Nitrit

Nitrat diabsorbsi dengan cepat pada saluran pencernaan bagian atas, dan

sebagian besar dikeluarkan melalui urin. Pengeluaran melalui urin mempunyai

waktu paruh sekitar lima jam. Asupan nitrit dapat bereaksi dengan zat-zat yang

ada dalam saluran pencernaan. Jika diserap ke dalam sistem sirkulasi, nitrit atau

mengoksidasi hemoglobin menjadi methomoglobin (Silalahi, 2005).

Ternyata, sebagian nitrat yang sedang diangkut dalam darah dikeluarkan

melalui kelenjar ludah. Nitrat di dalam mulut, mikroba rongga mulut dapat

mereduksi nitrat menjadi nitrit dan kemudian tertelan. Sebanyak 25% dari asupan

nitrat dikeluarkan melalui kelenjar ludah. Sekitar 20% dari nitrat dalam kelenjar

ludah direduksi menjadi nitrit. Karena itu, sekitar 5% dari asupan nitrat


12

sesungguhnya direduksi menjadi nitrit di dalam ludah dan tertelan kembali.

Sintesa nitrit dan nitrat terjadi di dalam tubuh. Jika pH lambung meningkat,

bakteri akan berkembang, kemudian dapat mereduksi nitrat menjadi nitrit. Nitrit

juga dapat terbentuk melalui reduksi nitrat oleh bakteri pada infeksi kelenjar

kemih (Silalahi, 2005).

2.5.3 Toksisitas Nitrit dan Nitrat

Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 492 Tahun 2010 memberikan

persyaratan kualitas air minum yang diperbolehkan mengandung nitrat maksimum

50 mg/L dan 3 mg/L untuk nitrit. Sedangkan menurut Peraturan Menteri

Kesehatan Nomor 416 Tahun 1990 bahwa syarat kualitas air bersih yang

digunakan sebagai air minum setelah dimasak adalah 10 mg/L untuk nitrat dan 1

mg/L untuk nitrit.

Nitrat dan nitrit dalam jumlah besar dapat menyebabkan gangguan gastro

intestinal, diare campur darah, disusul dengan konvulsi, koma dan bila tidak

ditolongakan meninggal. Keracunan kronis menyebabkan depresi umum, sakit

kepala, dan gangguan mental. Nitrit terutama akan bereaksi dengan hemoglobin

membentuk methemoglobin (metHb). Dalam jumlah melebihi normal MetHb

akan menimbulkan methemoglobinemia. Pada bayi methemoglobinemia sering

dijumpai karena pembentukan-pembentukan enzim untuk menguraikan metHb

menjadi Hb masih belum sempurna. Sebagai akibat methemoglobinemia, bayi

akan kekurangan oxygen, maka mukanya akan tampak membiru (Slamet,2009).

Konsentrasi nitrit yang besar di dalam air berpotensi terbentuknya

nitrosamin yang bersifat karsinogenik. Nitrosamin terbentuk melalui reaksi kimia


13

antara agen nitrosasi dan senyawa amin yang mudah dinitrosasi. Pada umumnya,

precursor (bahan baku) pembentuk nitrosamine adalah amin sekunder dan tertier.

Agen nitrosasi yang paling penting dalam pembentukan nitrosamine adalah N2 O3

yang mudah terbentuk dari nitrit dalam suasana asam sebagai berikut:

NO2- + H

+ HNO2

HNO2 + H+ H2NO2

+

H2NO2+ + N2

- N2O3 + H2O

N2O3 bereaksi dengan pasangan electron bebas yang ada pada amin sekunder

membentuk nitrosamin.

R2NH + N2O3 R2 N-N=O + HNO2

Reaksi ini terjadi pada suasana dalam air. Kondisi pH yang optimum untuk

nitrosasi senyawa amin sekunder berkisar antar 2,5 dan 3,5.

2.6 Penentuan Kadar Nitrit

Prinsip pengukuran kadar nitrit dan nitrat berdasarkan pembentukan

senyawa azo yang berwarna merah keunguan yang terjadibila direaksikan dengan

asam sulfanilat dan N- (1-naftil etilen diamindihidroklorida). Warna yang

terbentuk diukur absorbansinya secara spektrofotometri sinar tampak pada

panjang gelombang maksimum 543 nm (SNI, 2006).

2.6.1 Spektrofotometri Sinar Tampak

Panjang gelombang sinar tampak lebih pendek dari pada panjang

gelombang radiasi inframerah. Satuan yang digunakan adalah nanometer(1 nm =

10 -7 cm). Spectrum sinar tampak terentang dari sekitar 400 nm ungu sampai 750

nm (merah) (Fessenden dan Fessenden, 1986).


14

Warna sinar tampak dapat dihubungkan dengan panjang gelombangnya.

Sinar pada panjang gelombang tunggal (radiasi monokromatik) diabsorbsi

maka sinar yang dihasilkan akan nampak sebagai warna komplemen warna yang

diserap tadi. Jadi ketika warna biru (450 sampai 480 nm) diabsorbsi maka radiasi

yang dihasilkan adalah warna kuning (Gandjar dan Rohman, 2008).

Tabel 2.1 Warna sinar tampak dapat dihubungkan dengan panjang gelombangnya

Panjang

gelombang

Warna yang diserap Warna yang diamati/warna

komplementer

400-435 nm Ungu (lembayung) Hijau kekuningan

450-480 nm Biru Kuning

480-490 nm Biru Kehijauan Orange

480-500 nm Hijau Kebiruan Merah

500-560 nm Hijau Merah anggur

560-580 nm Hijau kekuningan Ungu (lembayung)

580-595 nm Kuning Biru

595-610 nm Orange Biru kekuningan

610-750 nm Merah Hijau Kebiruan

(Ganjar dan Roman, 2008).

Spektra sinar tampak dapat digunakan untuk informasi kualitatif dan

sekaligus dapat digunakan untuk analisis kuantitatif. Data yang diperoleh

spektofotometri sinar tampak adalah panjang gelombang maksimal, intensitas,

efek pH, dan pelarut, yang kesemuanya itu dapat diperbandingkan dengan data

yang sudah dipublikasikan (Gandjar dan Rohman, 2008).

Menurut Gandjar dan Rohman (2008), dalam Hukum Lambert-Beer

menyatakan bahwa intensitas yang diteruskan oleh larutan zat penyerap

berbanding lurus dengan tebal dan konsentrasi larutan. Dalam hukum Lambert-

Beer tersebut ada beberapa pembatasan yaitu;

1. Sinar yang digunakan dianggap monokromatis


15

2. Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang luas

yang sama

3. Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap

yang lain dalam larutan tersebut

4. Tidak terjadi peristiwa fluoresensi atau fosforiensi

5. Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan

Suatu zat warna ialah senyawa organik berwarna yang digunakan untuk

memberi warna ke suatu objek. Warna merupakan hasil suatu perangkat kompleks

respon faali maupun psikologis terhadap panjang gelombang antara 400-750 nm,

yang jatuh pada selaput retina mata (Fessenden dan Fessenden, 1986).

Ada beberapa hal yang harus diperhatikan dalam analisis dengan

spektrofotometri sinar tampak terutama untuk senyawa yang semula tidak

berwarna yang akan dianalisis dengan spektrofotometri sinar tampak karena

senyawa tersebut harus diubah terlebih dahulu menjadi senyawa yang berwarna.

Berikut adalah tahapan-tahapan yang harus diperhatikan:

a. Pembentukan yang dapat menyerap sinar tampak

Menurut Gandjar dan Rohman (2008), hal ini perlu dilakukan jika

senyawa yang dianalisis tidak menyerap pula pada daerah tersebut. Cara yang

digunakan adalah dengan merubah senyawa lain atau direaksikan dengan pereaksi

tertentu. Pereaksi yang digunakan harus memenuhi beberapa persyaratan yaitu :

1. Reaksinya selektif dan sensitif

2. Reaksinya cepat, kuantitatif, dan reprodusibel

3. Hasil reaksi dalam jangka waktu yang lama.

Contohnya dengan cara mengubahnya menjadi senyawa yang berwarna


16

setelah didiazotasi dan dikopling degan naftil etilen diamin (NED). Zat warna azo

merupakan kelas zat yang terbesar dan terpenting, jumlahnya mencapai ribuan.

Dalam pewarnaan azo, mula-mula senyawa aromatik teraktifkan terhadap

subtitusi elektrofilik, kemudian diolah dengan suatu garam diazonium untuk

membentuk zat warna (Gandjar dan Rohman, 2008)

b. Waktu operasional (operating time)

Cara ini digunakan untuk pengukuran hasil reaksi ataupembentukan

warna. Tujuannya adalah untuk mengetahui waktu pengukuran yang stabil.

Waktu operasional ditentukan dengan mengukur hubungan antara waktu

pengukuran dengan absorbs larutan (Gandjar dan Rohman, 2008).

c. Pemilihan panjang gelombang

Panjang gelombang yang digunakan untuk analisis kuantitatif adalah panjang

gelombang yang mempunyai absorbansi maksimal. Untuk memilih panjang

gelombang maksimal dilakukan dengan membuat kurva hubungan antara

absorbansi dengan panjang gelombang dari suatu larutan baku pada konsentrasi

tertentu (Gandjar dan Rohman, 2008).

d. Pembuatan kurva baku

Dibuat seri larutan baku dari zat yang akan dianalisis dengan berbagai

konsentrasi. Masing-masing absorbansi larutan dengan berbagai konsentrasi

diukur, kemudian dibuat kurva yang merupakan hubungan antara absorbansi (y)

dengan konsentrasi (x) (Gandjar dan Rohman, 2008).

e. Pembacaan absorbansi sampel atau cuplikan

Absorban yang terbaca pada spektrofotometri hendaknya antara 0,2

sampai 0,8 atau 15% samapai 70% jika dibaca sebagai tramitans. Anjuran ini


17

berdasarkan anggapan bahwa kesalahan dalam pembacaan T adalah 0,005 atau

0,5% (kesalahan fotometrik) (Gandjar dan Rohman, 2008).

2.6.2 Reaksi Diazotasi

Reaksi diazotasi merupakan reaksi senyawa aromatik yang teraktifkan

terhadap substitusi elektrofilik sehingga terbentuk garam diazonium yang untuk

membentuk warna (Fessenden dan Fessenden, 1986).

Reaksi diazotasi disebut juga dengan uji griess. Reaksi dizotasi antar asam

sulfanilat dengan nitrit yang akan membentuk garam diazonium akan diikuti

reaksi kopling dengan NED membentuk zat pewarna azo yang merah:

(Gandjar dan Rohman, 2008).


4 bab ii tinjauan pustaka 2.1 air air merupakan senyawa kimia

Documents