5

BAB II. LANDASAN TEORI

A. Tinjauan Pustaka

1. Air

Air merupakan material yang membuat kehidupan terjadi di muka bumi.

Undang-Undang Sumber Daya Air Nomor 7 Tahun 2004 menyatakan bahwa air

adalah semua air yang terdapat pada, di atas maupun di bawah permukaan tanah,

termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang

berada di darat (UU RI No.7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air). Air di

permukaan bumi merupakan salah satu bagian sumber daya alam terbarukan dalam

suatu sistem siklus hidrologi.

Air menguap dari permukaan samudera akibat energi panas matahari. Laju

dan jumlah penguapan bervariasi dan uap air yang dihasilkan murni karena pada

waktu dibawa naik ke atmosfir kandungan garam ditinggalkan. Kemudian uap air

dibawa udara yang bergerak. Uap air akan mengalami kondensasi dan membentuk

butir-butir air, yang pada gilirannya akan jatuh kembali sebagai presipitasi berupa

hujan dan/atau salju dalam kondisi yang memungkinkan. Presipitasi ada yang jatuh

di samudra, di darat, dan sebagian menguap kembali sebelum mencapai ke

permukaan bumi. Presipitasi yang jatuh di permukaan bumi menyebar ke berbagai

arah dengan berbagai cara. Sebagian akan tertahan sementara di permukaan bumi

sebagai es atau salju, atau genangan air, yang dikenal dengan simpanan depresi.

Sebagian air hujan atau lelehan salju akan mengalir ke saluran atau sungai sebagai

aliran permukaan. Jika permukaan tanah porus, sebagian air akan meresap ke dalam

tanah melalui peristiwa yang disebut infiltrasi dan sebagian lagi akan kembali ke

atmosfer melalui penguapan dan transpirasi oleh tanaman.

Di bawah permukaan tanah terdapat zona kapiler (vadoze zone) atau zona

aerasi, yaitu pori-pori tanah yang berisi air dan udara. Air yang tersimpan di zona

tersebut disebut dengan kelengasan tanah (soil moisture) atau air kapiler. Pada

kondisi tertentu air dapat mengalir secara lateral pada zona kapiler yang disebut

dengan proses interflow. Uap air dalam zona kapiler dapat juga kembali ke

permukaan tanah kemudian menguap. Kelebihan air kapiler akan ditarik masuk oleh

6

gravitasi, proses ini disebut drainase gravitasi. Pada kedalaman tertentu, pori-pori

tanah atau batuan akan jenuh air. Batas atas zona jenuh air disebut muka air tanah

(water table). Air yang tersimpan dalam zona jenuh air disebut air tanah. Air tanah

ini bergerak sebagai aliran air tanah melalui batuan atau lapisan tanah sampai

akhirnya keluar ke permukaan sebagai sumber air (spring), atau sebagai rembesan ke

danau, waduk, sungai, atau ke laut (Suripin, 2004).

Gambar 1. Siklus Hidrologi

(Sumber: https://www.google.co.id/gambar siklus hidrologi pdf, 2015)

Air dapat berupa air tawar (fresh water) dan dapat pula berupa air asin (air

laut) yang merupakan bagian terbesar di bumi ini. UNESCO (1978) dan Chow et al.

(1988) menyatakan: jumlah air yang ada di bumi ini 96.54% berada di laut dan

1.73% ada di Kutub (Kutub Utara dan Selatan), 1.69% berupa air tanah (0.76% air

tawar dan 0.93% air asin). Jumlah air tanah dangkal, danau, rawa/ payau, sungai, dan

air biologi adalah 0.0151% dan ini hanya kurang lebih 9/1000 dari air tanah

(Kodoatie, 2005).

Lima aspek kehidupan terkandung dalam air, yaitu: a. sebagai energi kinetik

(dalam pengangkutan) penggerak turbin atau generator (tenaga listrik), b. sebagai

unsur pokok makhluk hidup (90% tubuh makhluk hidup berupa air), c. sebagai

7

habitat (tempat tinggal makhluk hidup), d. sebagai sarana industri, e. sebagai

penunjang kebutuhan rumah tangga (Budiastuti, 2010). Secara alami air mengalir

dari hulu ke hilir, dari daerah yang lebih tinggi ke daerah yang lebih rendah. Air

mengalir di atas permukaan tanah namun air juga mengalir di dalam tanah (Kodoatie

dan Sjarief, 2008). Kuantitas dan kualitas air pada lokasi serta waktu tertentu

dipengaruhi oleh berbagai hal, kepentingan, dan tujuan. Dua komponen utama

sumber daya air adalah air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water).

Konsep dasar dalam pengelolaan air permukaan yaitu wilayah sungai, sedangkan

untuk pengelolaan air tanah, cekungan air tanah (CAT) sebagai acuannya.

a. Air Permukaan

Air permukaan adalah semua air yang terdapat pada permukaan tanah,

seperti: air di dalam sistem sungai, air di dalam sistem irigasi, air di dalam sistem

drainase, air waduk, danau, kolam, retensi (Kodoatie dan Sjarief, 2008). Jumlah

air permukaan diperkirakan hanya 0.35 juta km3 atau hanya sekitar satu persen

dari air tawar yang ada di bumi. Air permukaan berasal dari aliran langsung air

hujan, lelehan salju, dan aliran yang berasal dari air tanah (Suripin, 2004). Air

permukaan biasanya mengandung berbagai macam organisme hidup. Air

permukaan sangat tergantung dengan curah hujan dan sering dicemari oleh

sampah keluarga, kotoran hewan, limbah industri. Air permukaan yang biasanya

dimanfaatkan sebagai sumber penyediaan air bersih dapat berasal dari: air waduk

yang berasal dari air hujan dan air sungai; air sungai yang berasal dari air hujan

dan mata air; air danau yang berasal dari air hujan, air sungai atau mata air.

b. Air Tanah

Air tanah adalah sejumlah air yang terdapat di bawah permukaan bumi

yang dapat dikumpulkan dengan sumur-sumur, terowongan atau sistem drainase

atau dengan pemompaan (Kodoatie dan Sjarief, 2008). UU Sumber Daya Air

menyatakan air tanah merupakan air yang terdapat dalam lapisan tanah atau

batuan di bawah permukaan tanah (UU RI No.7 Tahun 2004 tentang Sumber

Daya Air). Air tanah merupakan salah satu kebutuhan utama bagi manusia, baik

untuk memenuhi kebutuhan hidup maupun untuk menunjang aktivitasnya.

Air tanah merupakan sumber air tawar terbesar mencakup kira-kira 30%

dari total air tawar atau 10.5 juta km3 (Suripin, 2004). Pemanfaatan air tanah

8

akhir-akhir ini meningkat dengan cepat, bahkan di beberapa tempat tingkat

eksploitasinya semakin membahayakan. Air tanah diambil untuk digunakan

sebagai sumber air bersih maupun untuk irigasi, melalui sumur terbuka, sumur

tabung, spring, atau sumur horizontal. Cara pengambilan air tanah yang paling tua

dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali dengan kedalaman lebih

rendah dari posisi permukaan air tanah. Jumlah air yang diambil dari sumur gali

biasanya terbatas dan yang diambil adalah air tanah dangkal. Sumur gali biasanya

dibuat dengan kedalaman tidak lebih dari 5-8 meter di bawah permukaan tanah.

Air tanah dibedakan menjadi: air tanah bebas atau air tanah dangkal, air

tanah dalam, air tanah semi tertekan, dan air tanah tertekan atau artesis. Perbedaan

tersebut didasarkan pada keterdapatannya pada suatu susunan distribusi vertikal

akuifer (Soemarto, 1995). Susunan distribusi vertikal akuifer tersebut secara alami

didasarkan pada kedudukan suatu akuifer terhadap kedudukan akuifer lain dalam

kemampuannya mengandung maupun mengalirkan air.

Air tanah dangkal atau air tanah bebas disebut juga air tanah tidak tertekan

karena terdapat dalam suatu akuifer tidak tertekan (unconfined aquifer). Surbakti

(1987) menyatakan bahwa kedalaman air tanah dangkal maksimal 15 meter di

bawah permukaan tanah. Air tanah dangkal adalah air tanah yang ditemukan atau

terkandung dalam akuifer bebas atau tidak tertekan, yaitu akuifer jenuh air yang

berada di bagian atas dibatasi oleh muka air tanah bebas dan dibatasi oleh lapisan

kedap air (impermeable layer) di bagian bawahnya (Kodoatie, 1996).

Air tanah dalam adalah air tanah yang berada minimal 15 meter di bawah

permukaan tanah (Surbakti, 1987). Sumur-sumur gali yang dibuat untuk

mengusahakan air tanah dapat dikategorikan sebagai sumur dangkal, sumur dalam

atau artesis, tergantung seberapa dalam air tanah dapat diusahakan dari dalam

tanah. Air tanah (sumur) seringkali mengandung Ca2+

dan Mg2+

yang tinggi

sehingga meningkatkan kesadahan (Budiastuti, 2010).

Secara umum air tanah berasal dari air permukaan yang meresap ke dalam

tanah. Air hujan yang jatuh ke permukaan bumi kemudian meresap ke dalam

tanah melalui pori-pori tanah maupun akar tanaman pada zone aerasi, kemudian

mengalami infiltrasi dan perkolasi sehingga mencapai zone jenuh air. Jumlah air

9

tanah terbatas bila dibandingkan dengan air permukaan. Menurut Todd (1989),

asal usul air tanah dapat dibagi menjadi:

1) Air meteorik, merupakan air tanah yang berasal dari atmosfer, yaitu air hujan

yang jatuh ke permukaan.

2) Air konat, merupakan air tanah yang berasal dari proses pengendapan dan

terjebak di dalam batuan sendimen. Sifat air konat tidak mengikuti siklus

hidrologi seperti air meteorik, dan sangat dipengaruhi oleh proses saat

pembentukan.

3) Air juvenile, merupakan air tanah yang terbentuk akibat kegiatan vulkanik dan

kegiatan magma. Air juvenile mengalir ke permukaan tanah bersamaan dengan

aktivitas vulkanik dan mempunyai kandungan mineral yang tinggi.

4) Air metamorphose, merupakan air tanah yang terdapat pada batuan yang

mengalami perubahan akibat proses alam, seperti proses pelapukan.

5) Air marine, merupakan air laut yang masuk ke dalam akuifer.

Air tanah berdasarkan kadar garamnya dapat dibagi menjadi:

1) Air tanah tawar

Air tanah dapat berasal dari air hujan (disebut juga air meteoric atau

vadose). Air hujan yang meresap ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah,

perlahan-lahan mengalir ke laut, atau mengalir langsung dalam tanah atau

permukaan dan bergabung dengan aliran sungai. Air yang masuk ke dalam

tanah akan mengisi ruang antar butir formasi batuan serta mengalami

pergerakan di dalamnya, yang disebut sebagai air tanah.

Berdasarkan parameter yang berupa sifat fisik, sifat hidrodinamika,

kenampakan di lapangan dan cara terdapatnya, tipe air tanah dibedakan

menjadi tipe air tanah dangkal dan tipe air tanah dalam. Air tanah dangkal

mudah ditemukan dengan kedudukan muka air tanahnya dekat dengan

permukaan tanah. Fluktuasi air tanah dangkal dipengaruhi langsung oleh

keadaan musim regional. Sedangkan air tanah dalam, kedudukan muka air

tanahnya jauh di bawah muka air tanah dangkal, biasanya dibatasi oleh lapisan

kedap atau lapisan berbutir halus.

2) Air tanah asin (air asin)

10

Air tanah ain (air asin) banyak mengandung mineral garam. Kandungan

garam pada air tanah dikenal dengan kadar garam atau salinitas air tanah.

Adanya air asin di bawah tanah disebabkan oleh beberapa hal. Air asin

terbentuk karena batuan pembawa berupa jebakan mineral garam, batuan yang

banyak mengandung garam-garam NaCl, sehingga air pada jebakan tersebut

menjadi asin. Jebakan mineral terjadi ketika magma mendingin dan air

dilepaskan namun tidak sebagai air murni karena mengandung mineral yang

larut dalam magma seperti NaCl. Suhu yang tinggi akan meningkatkan

efektifitas pembentukan endapan mineral garam (Magetsari et al., 1992).

Air asin bisa juga terjadi pada lapisan yang dulunya merupakan laut

purba. Misalnya kawasan Bledug Kuwu. Tanah di kawasan ini merupakan

endapan alluvial. Tanah ini diperkirakan ada sejak 10 ribu tahun lampau.

Perkiraan kawasan Bledug Kuwu sebagai dasar laut purba mencakup juga

wilayah Sangiran di Kabupaten Sragen (di sebelah selatan Bledug Kuwu). Di

sekitar Bledug Kuwu juga ditemukan banyak lokasi yang mempunyai air asin

dan letupan lumpur. Jadi kemungkinan laut purba tersebut membentang dari

kawasan Bledug Kuwu ke arah barat daya (Sangiran) dan bisa juga sampai ke

kawasan Telukan.

Selain itu, terjadinya air asin di bawah permukaan karena adanya

peresapan air laut. Masuknya air laut ke dalam rongga tanah sering terjadi pada

daerah pantai yang disebut intrusi. Air yang terperangkap dalam batuan

sedimen saat pengendapan dinamakan connate. Air tawar yang terperangkap

dalam endapan laut pada umumnya asin. Air laut yang terendapkan terjadi

karena ada pengangkatan litosfer dari dalam bumi. Air laut yang ikut terangkat

litosfer menyebabkan air laut terjebak masuk ke daratan.

Air asin tidak hanya berasal dari air laut, tetapi air asin adalah semua air

yang mempunyai kadar kegaraman yang tinggi. Tingkat kegaraman biasanya

dicerminkan dari total kandungan zat terlarut Total Dissolved Solids (TDS).

Air tanah tawar mempunyai TDS kurang dari 1000 mg/l. Sementara air tanah

payau/asin TDSnya lebih dari 1000 mg/l. Kandungan unsur Cl- yang tinggi

umumnya didapati pada air asin. Air asin adalah pencemaran yang paling

umum ke dalam air tanah.

11

Intrusi air asin adalah suatu peristiwa penyusupan air asin ke dalam

akuifer di mana air asin menggantikan atau tercampur dengan air tanah tawar

yang ada di dalam akuifer. Penyusupan ini akan menyebabkan air tanah tidak

dapat dimanfaatkan, dan sumur yang memanfaatkannya terpaksa ditutup atau

ditinggalkan. Air dengan larutan garam yang tinggi tidak baik untuk sistem

irigasi maupun kebutuhan air bersih masyarakat (Kodoatie, 1996). Akan tetapi

sejumlah garam di dalam air terdapat angka-angka yang masih diijinkan untuk

berbagai macam keperluan. Persoalan salinitas akan timbul jika jumlah garam

yang ada melebihi dari angka yang diijinkan tanpa ada usaha untuk mencegah

akumulasi garam tersebut.

Tabel 1. Klasifikasi Air Berdasarkan Nilai TDS

Penggunaan TDS (mg/L)

Air minum (pemakaian domestik)

Konsumtif Peternakan

Pemakaian Irigasi

< 500

< 3000

< 5000

(Sumber: United States Environmental Protection Agency, 1976)

2. Kualitas Air

a. Pengertian Kualitas Air

Team PPLH (1990) menyatakan kualitas air adalah karakteristik yang

dicerminkan oleh parameter kimia organik, kimia anorganik, fisik, biotik, dan

radioaktif bagi perlindungan dan pengembangan air untuk peruntukan tertentu

(Mardani, 2001). Karakteristik kualitas air dibutuhkan untuk suatu pemanfaatan

tertentu. Atas dasar hal itu maka apabila suatu keadaan air tidak layak

diperuntukan untuk air minum, masih memungkinkan keadaan air tersebut dapat

digunakan untuk kebutuhan industri. Hal ini disebabkan oleh perbedaan keadaan

kualitas air yang tercermin dalam batas-batas setiap parameter air disesuaikan

peruntukannya.

Mutu air dinilai dalam parameter-parameter penentu kualitas air. Nilai-

nilai parameter mutu kualitas air tersebut dipergunakan untuk meninjau

kecocokan suatu keadaan air tertentu guna pemakaian tertentu pula, yang sering

disebut dengan kriteria. Kriteria mutu air adalah nilai-nilai yang didasarkan pada

pengalaman dan kenyataan ilmiah yang dapat dipergunakan oleh pemakainya

untuk menetapkan manfaat relatif dari air tertentu. Sedangkan baku mutu air

12

ditetapkan oleh badan-badan pengatur untuk menetapkan taraf-taraf batas bagi

berbagai bahan kandungan yang dapat disetujui sesuai dengan tujuan

pemanfaatannya (Linsley dan Franzini, 1991).

Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001

tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air dibagi

menjadi 4 kelas yaitu:

1) Kelas I

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum dan

peruntukan lainnya yang mempersyaratkan mutu air yang sama.

2) Kelas II

Air yang peruntukan dapat digunakan untuk prasarana/ sarana rekreasi air,

pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan

atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan

kegunaan tersebut.

3) Kelas III

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar,

peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang

mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.

4) Kelas IV

Air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman, dan atau

peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan

tersebut.

Kualitas air dapat memberikan gambaran sementara perbedaan keruangan

faktor eksternal dan internal dari suatu bahan air serta menggambarkan komposisi

tingkat biota di dalamnya. Kualitas air juga sangat penting untuk dipelajari karena

dapat dipergunakan untuk mengetahui dan mengelola kondisi badan air.

b. Kualitas Air Tanah

Air tanah adalah air yang terletak pada wilayah jenuh di bawah permukaan

tanah (Asdak, 2007). Air bawah tanah yang merupakan sumberdaya alam

terbarukan (renewable natural resources) saat ini telah memainkan peran penting

pada penyediaan pasokan kebutuhan air bagi berbagai keperluan, sehingga hal

tersebut menyebabkan terjadinya pergeseran nilai terhadap air bawah tanah itu

13

sendiri. Masyarakat, baik perseorangan maupun kelompok membutuhkan air

untuk keperluan sehari-hari dan untuk kebutuhan lainnya. Hal ini berarti fungsi air

tanah sebagai air minum dan air bersih harus diupayakan sebaik-baiknya agar

memenuhi persyaratan kualitas dan kuantitasnya.

Air bersih digunakan untuk memenuhi kebutuhan air domestik dan air non

domestik. Kebutuhan air domestik dapat berupa kebutuhan rumah tangga,

sedangkan kebutuhan air non domestik meliputi: kebutuhan air untuk industri,

pariwisata, tempat ibadah, tempat sosial, serta tempat-tempat komersial atau

tempat umum lainnya (Kodoatie dan Sjarief, 2008). Pemanfaatan air tanah sebagai

sumber air bersih selain harus memenuhi kuantitas juga harus memenuhi kriteria

kualitas air sesuai pemanfaatannya (Departemen Permukiman dan Prasarana

Wilayah, 2002). Air bersih harus bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit

dan bahan-bahan kimia yang dapat merugikan kesehatan manusia maupun

makhluk hidup lainnya.

Sebagian besar penduduk di Indonesia masih menggunakan air sumur

sebagai sumber air bersih untuk kebutuhan hidup sehari-hari. Air sumur umumnya

masih mengandung racun dan zat-zat berbahaya lainnya, seperti unsur besi. Unsur

besi jika keberadaannya melebihi standar yang telah ditentukan akan

menyebabkan bau dan rasa yang tidak enak, serta menimbulkan karat pada pipa

dan noda pada pakaian (Steel dan Ghee, 1979), serta di dalam tubuh manusia

dapat merusak dinding usus, yang dapat mengakibatkan kematian (Soemirat,

1994).

Pemanfaatan air tanah sebagai sumber air bersih untuk keperluan air

minum merupakan prioritas utama di atas segala keperluan yang lain. Air minum

yang ideal seharusnya jernih, tidak berbau, tidak berwarna, tidak berasa, tidak

mengandung kuman pathogen dan segala makhluk yang membahayakan manusia,

tidak mengandung zat kimia yang dapat mengubah fungsi tubuh, dapat diterima

secara estetis, dan tidak merugikan secara ekonomis. Air itu seharusnya tidak

menimbulkan korosif dan tidak meninggalkan endapan pada seluruh jaringan

distribusinya (Slamet, 1996).

Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air terhadap penggunaan

tertentu dalam memenuhi kebutuhan hidup manusia, mulai dari air untuk

14

memenuhi kebutuhan langsung yaitu: air minum, mandi, mencuci, air irigasi atau

pertanian, peternakan, perikanan, rekreasi, dan transportasi (Suripin, 2004).

Penentuan kualitas air untuk berbagai peruntukan terbagi dalam tiga parameter,

yaitu:

1) Parameter Fisika Air

a) Suhu

Temperatur air tanah dipengaruhi oleh musim, cuaca, siang, dan

malam, serta lokasinya. Temperatur air yang bersumber dari mata air

merupakan temperatur sebenarnya dari air tanah, karena sesuai temperatur

batuan yang ditempati sumber air. Temperatur air tanah sesuai dengan

hukum gradient barothermis yang berbunyi semakin dalam asal air tanah,

semakin tinggi temperaturnya (Karmono dan Cahyono, 1987).

Syarat suhu udara air bersih yaitu suhu udara normal (270C) ± 3

0C.

Suhu sangat berguna karena memperlihatkan kecenderungan aktivitas kimia

dan biologi, pengentalan, tekanan uap, ketegangan permukaan, dan nilai-

nilai penjenuhan dari benda padat dan gas. Secara umum, kenaikan suhu

perairan akan mengakibatkan kenaikan aktifitas biologi sehingga akan

membentuk O2 lebih banyak. Kenaikan suhu perairan secara alamiah

disebabkan oleh aktifitas penebangan vegetasi di sekitar sumber air tersebut,

sehingga cahaya matahari yang masuk ke dalam air semakin banyak. Suhu

air sebaiknya tidak terlalu panas dan sejuk agar tidak terjadi pelarutan zat

kimia yang ada pada saluran/ pipa yang dapat menbahayakan kesehatan,

tidak menghambat reaksi-reaksi biokimia di dalam saluran/ pipa, dan

mikroorganisme pathogen tidak mudah berkembang.

b) Warna

Kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna, dan

ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuhan dapat menimbulkan

warna pada air (Suriawira, 2005). Umumnya air murni tidak berwarna dan

bening atau jernih. Warna perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua,

yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna yang tampak (apparent

color). Warna sesungguhnya adalah warna yang hanya disebabkan oleh

bahan-bahan kimia terlarut dan pada penentuan warna sesungguhnya,

15

bahan-bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan

terlebih dahulu. Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan

oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi. Warna dapat diamati

secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan platinum kobalt (Pt

Co) dengan membandingkan warna air sampel dan warna standar.

c) Rasa dan Bau

Rasa dan bau disebabkan oleh adanya zat organik dan zat sulfide.

Zat organik tertentu ada yang menyebabkan rasa manis, asam, pahit, serta

bau wangi pada air minum/ ada juga zat organik yang menyebabkan

timbulnya warna tertentu. Zat sulfide akan menyebabkan air menjadi sangat

berbau seperti telur busuk, karena kadar sulfide dalam air adalah nol.

Garam-garam dapat menyebabkan rasa asin, pahit, dan getir.

d) TDS (Total Dissolved Solid)

Padatan terlarut adalah padatan yang mempunyai ukuran lebih kecil

dibandingkan padatan tersuspensi. Padatan terlarut terdiri dari senyawa

organik dan anorganik yang larut dalam air, mineral, dan garam-garaman

(Fardiaz, 2003). TDS secara langsung berhubungan dengan kemurnian air.

Nilai TDS yang tinggi di dalam air menjadikan air tidak layak digunakan

sebagai air konsumsi. Berbagai level dan kriteria TDS tertera pada Tabel 2.

Tabel 2. Level dan Kriteria TDS

Level TDS (mg/L) Kriteria

<300 Baik sekali

≥300 - <600 Baik

≥600 - <900 Cukup

≥900 - <1200 Buruk

≥1200 Buruk sekali

(Sumber: WHO, 1996)

e) Kekeruhan

Kekeruhan merupakan ukuran transparasi perairan yang ditentukan

secara visual. Kekeruhan dapat disebabkan oleh banyak faktor, antara lain

karena adanya bahan yang tidak terlarut seperti: debu, tanah liat, bahan

organik atau anorganik, dan mikroorganisme air. Akibatnya air menjadi

kotor dan tidak jernih sehingga bakteri pathogen dapat berlindung di dalam

atau di sekitar bahan penyebab kekeruhan. Kekeruhan tergantung pada

16

konsentrasi partikel-partikel padat yang ada di dalam air (Suripin, 2004).

Alat pengukur tingkat kekeruhan air disebut dengan turbidmeter, satuan

NTU. Kontaminasi logam-logam seperti besi dan mangan serta adanya

partikel-partikel dari tanah merupakan suatu faktor penyebab kekeruhan

(Fardiaz, 2003).

2) Parameter Kimia Air

Kandungan bahan kimia di dalam air berpengaruh terhadap kesesuaian

penggunaan air. Secara umum karakteristik kimia air meliputi: pH, alkalinitas,

kation dan anion terlarut, dan kesadahan (Suripin, 2004).

a) Derajat Keasaman (pH)

Parameter pH merupakan salah satu parameter yang sangat penting

dalam analisis kualitas kimia air karena penyimpangan pH terhadap baku

mutu air minum dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia berubah

menjadi racun yang dapat mengganggu kesehatan. Air murni bersifat netral

dengan pH 7. Air dengan pH di atas 7 bersifat basa dan pH di bawah 7

bersifat asam.

b) Alkalinitas

Kebanyakan air bersifat alkaline karena garam-garam alkaline sangat

umum berada di tanah. Ketidakmurnian air disebabkan oleh adanya

karbonat dan bikarbonat dari kalsium, sodium, dan magnesium. Keasaman

air disebabkan adanya karbondioksida dalam air yang diukur berdasarkan

banyaknya kalsium karbonat yang diperlukan untuk menetralkan asam

karbonat.

c) Kesadahan (Hardness)

Kesadahan air merupakan hal yang sangat penting dalam penyediaan

air bersih. Air dengan kesadahan tinggi memerlukan sabun lebih banyak

sebelum terbentuk busa. Air sadah mengandung karbonat dan sulfat, atau

klorida dan nitrat, dari kalsium dan magnesium, di samping besi dan

alumunium.

Kesadahan Karbonat

Kesadahan karbonat disebabkan oleh adanya ion-ion magnesium

(Mg2+

) dan kalsium (Ca2+

) yang bersenyawa karbonat dan bikarbonat

17

dalam air, yang dapat dihilangkan dengan pemanasan biasa (memisahkan

CO2 dari karbonat).

Sulfat (SO-2

4)

Sulfat dalam air minum dapat mempengaruhi rasa dan bau. Sulfat

bersama klorida di dalam air akan memudahkan terjadinya korosi pada

alat-alat pemanasan yang terbuat dari logam. Sulfat berasal dari

pembusukan sampah. Pembusukan zat yang mengandung belerang dan

penurunan kadar campuran belerang menjadi sulfida menghasilkan bau.

Peningkatan kadar sulfat merupakan hasil sampingan dari industri kimia,

tekstil, dan kertas selama proses dari alam dan limbah industri (Martini,

2007).

Klorida (Cl-)

Hampir semua perairan mengandung klorida. Konsentrasinya

sangat bervariasi, dari konsentrasi terendah sampai konsentrasi yang

besar (seperti terkandung dalam air laut). Perubahan konsentrasi klorida

dalam air dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pencemaran dari

perairan lain, limbah industri, limbah rumah tangga, serta intrusi air laut.

Nitrit (NO-2) dan Nitrat (NO

-3)

Jumlah nitrat yang besar dalam tubuh cenderung berubah menjadi

nitrit dan dapat membentuk methaemoglobine sehingga dapat

menghambat perjalanan oksigen dalam tubuh, hal ini dapat menyebabkan

penyakit blue baby. Nitrit ádalah zat yang bersifat racun sehingga

kehadiran bahan ini dalam air minum tidak diperbolehkan.

Tabel 3. Kesadahan Air

Kelas Kesadahan (mg/L) Derajat Kesadahan

1 ≤55 Lunak

2 ≥56 - ≤100 Sedikit sadah

3 ≥101 - ≤200 Moderat sadah

4 ≥201 - ≤500 Sangat sadah

(Sumber: Suripin, 2004)

Kesadahan air sementara akibat keberadaan Kalsium dan

Magnesium bikarbonat dapat dihilangkan dengan dididihkan atau

menambahkan kapur dalam air. Kesadahan air permanen akibat adanya

18

Kalsium dan Magnesium Sulfat, Clorida, dan Nitrat dapat dilunakkan

dengan perlakuan khusus. Kesadahan air dinyatakan dalam mg/L berat

Kalsium karbonat (Suripin, 2004). Standar kesadahan total adalah 500

mg/L, jika melebihi akan dapat menimbulkan beberapa resiko seperti:

mengurangi efektivitas sabun, terbentuknya lapisan kerak pada alat dapur,

kemungkinan terjadi ledakan pada boiler, sumbatan pada pipa air.

d) Besi (Fe)

Air memiliki kandungan-kandungan logam tertentu yang diakibatkan

oleh berbagai faktor. Kandungan logam dalam air merupakan salah satu

penentu kelayakan air untuk dikonsumsi. Kandungan unsur kimia dalam air

sangat bergantung pada formasi geologi tempat air itu berada dan formasi

geologi tempat dilaluinya air. Apabila selama perjalanannya air tersebut

melalui suatu batuan yang mengandung besi maka secara otomatis air akan

mengandung besi. Disamping itu peran formasi geologi tempat tinggal air

juga banyak berperan terhadap kualitas air, sebab air mempunyai sifat

melarutkan batuan yang ditempati dan dilalui. Logam Fe merupakan salah

satu logam yang terdapat secara alami pada air, khususnya air yang belum

diolah.

Unsur besi adalah unsur pokok yang terdapat secara luas dan

biasanya dalam jumlah yang melimpah pada batuan dan tanah. Keberadaan

besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Besi ditemukan

dalam bentuk kation Ferro (Fe2+

) dan Ferri (Fe3+

). Pada perairan alami

dengan pH sekitar 7 kadar oksigen terlarut yang cukup, ion Fe2+

yang

bersifat mudah larut dioksidasi menjadi ion Fe3+

(Rahmayani, 2009). Dalam

jumlah kecil zat besi dibutuhkan oleh tubuh untuk pembentukan sel-sel

darah merah. Kandungan zat besi di dalam air yang melebihi batas akan

menimbulkan gangguan. Standar kualitas Fe dalam air minum ditetapkan

0.3 mg/L (Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/Menkes/Per/IV/2010

tentang Persyaratan Kualitas Air Minum). Unsur besi yang berlebih dalam

air akan menimbulkan perubahan rasa, warna, dan menimbulkan

pengendapan sehingga unsur besi dalam berbagai peruntukan air cenderung

dibatasi (Slamet, 1996).

19

e) Mangan (Mn)

Mn adalah logam berwarna abu-abu keperakan. Keberadaan Mn di

alam jarang sekali berada dalam keadaan unsur, umumnya berada dalam

keadaan senyawa dengan berbagai macam valensi. Hubungannya Mn

dengan kualitas air yang sering dijumpai adalah senyawa mangan dengan

valensi 2, valensi 4, dan valensi 6. Mangan di dalam senyawa MnCO3,

Mn(OH)2 mempunyai valensi dua, zat tersebut relatif sulit larut dalam air,

tetapi untuk senyawa Mn seperti garam MnCl2, MnSO4,

Mn(NO3)2 mempunyai kelarutan yang besar di dalam air (Janelle dan Wei,

2004).

Senyawa mangan dan besi di dalam sistem air alami dan juga di

dalam sistem pengolahan air, berubah-ubah tergantung derajat keasaman

(pH) air. Kandungan Mn yang melebihi ambang batas dapat berakibat

kurang baik bagi kesehatan maupun estetika kepada konsumen. Mn dalam

air menimbulkan warna ungu/hitam. Kandungan Mn dalam air minum tidak

boleh melebihi 0.4 mg/L (Peraturan Menteri Kesehatan RI

No.492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum).

3) Parameter Biologi Air

Kualitas air bersih ditentukan dengan keberadaan atau ketidakberadaan

bakteri Escherichia coli melalui E. coli Test (Suripin, 2004). Escherichia coli

adalah bakteri non-pathogen yang hidup dalam usus binatang berdarah panas.

Bakteri ini dalam air biasanya mengeluarkan tinja, sehingga keberadaannya di

dalam air dapat dijadikan indikasi keberadaan bakteri pathogen. Organisme

pathogen di perairan merupakan indikasi adanya pencemaran air. Oleh karena

itu organisme pathogen di perairan harus diketahui. Mengingat tidak mungkin

mengindikasikan berbagai macam organisme pathogen, maka pengukurannya

menggunakan bakteri E. coli sebagai indikator organisme. Bila dalam sumber

air ditemukan bakteri Coliform, maka hal ini merupakan indikasi bahwa

sumber tersebut telah mengalami pencemaran oleh kotoran manusia/hewan

(Suriawira, 1996). Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI

No.492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum, standar

20

E. coli dan total bakteri Coliform pada air minum kadar maksimum yang

diperbolehkan 0 jumlah per 100 ml sampel.

Penyediaan air bersih untuk kebutuhan rumah tangga pada dasarnya

memerlukan air yang langsung dapat diminum (portable water). Air tersebut

seharusnya tidak berwarna, tidak berbau, dan berasa segar (Suripin, 2004).

Persyaratan kualitas air minum menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI

No.492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum Tabel 4.

Tabel 4. Parameter Wajib Persyaratan Kualitas Air Minum

No Jenis Parameter Satuan Kadar Maksimum

yang diperbolehkan

1

Parameter yang berhubungan langsung

dengan kesehatan

a. Parameter Mikrobiologi

1) E. coli

2) Total bakteri Coliform

b. Kimia an-organik

1) Arsen

2) Fluorida

3) Total Kromium

4) Kadmium

5) Nitrit, (Sebagai NO2-)

6) Nitrat, (Sebagai NO3-)

7) Sianida

8) Selenium

Jumlah per 100

ml sampel

Jumlah per 100

ml sampel

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

0

0

0.01

1.5

0.05

0.003

3

50

0.07

0.01

2 Parameter yang tidak langsung

berhubungan dengan kesehatan

a. Parameter Fisik

1) Bau

2) Warna

3) Total zat padat terlarut (TDS)

4) Kekeruhan

5) Rasa

6) Suhu

b. Parameter Kimia

1) Alumunium

2) Besi

3) Kesadahan

4) Khlorida

5) Mangan

6) pH

7) Seng

8) Sulfat

9) Tembaga

10) Amonia

-

TCU

mg/L

NTU

- 0C

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

-

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

Tidak berbau

15

500

5

Tidak berasa

Suhu udara ± 3

0.2

0.3

500

250

0.4

6.5-8.5

3

250

2

1.5

(Sumber: Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/Menkes/Per/IV/2010)

21

3. Eceng gondok

a. Klasifikasi Eceng gondok

Eceng gondok merupakan tanaman asli Brazil yang didatangkan ke

Indonesia tahun 1894 untuk melengkapi koleksi tanaman di Kebun Raya Bogor.

Tanaman ini telah menyebar ke seluruh perairan yang ada, baik waduk, rawa,

maupun sungai di perairan Jawa, Sumatera, Kalimantan, dan daerah lainnya

(Suprapti, 2008).

Klasifikasi eceng gondok menurut Lawrence (1994) adalah sebagai

berikut:

Kingdom : Plantae

Divisi : Phanerogamae

Kelas : Monocotyledonae

Ordo : Alismatales

Famili : Pontederiaceae

Genus : Eichornia

Spesies : Eichornia crassipes (Mart.) Solms

k

Gambar 2. Eceng gondok

(Sumber: https://www.google.co.id/Gambar+Eichornia+crassipes, 2015)

Eceng gondok termasuk dalam genus Eichornia, famili Pontederiaceae,

kelas Monocotyledonae, dan divisi phanerogamae (Gerbano dan Siregar, 2005).

Eceng gondok merupakan tanaman yang hidup mengapung di air dan kadang-

Keterangan:

1 Bunga

2 Daun

3 Tangkai Daun

4 Akar

1

2

3

4

22

kadang berakar dalam tanah. Tingginya sekitar 0.4-0.8 meter. Tidak mempunyai

batang, daunnya tunggal, dan berbentuk oval. Ujung dan pangkalnya meruncing,

pangkal tangkai daun menggelembung. Permukaan daunnya licin, mengkilap, dan

berwarna hijau. Daun eceng gondok tergolong dalam mikrofita yang terletak di

atas permukaan air, yang di dalamnya terdapat lapisan rongga udara dan berfungsi

sebagai alat pengapung tumbuhan. Zat hijau daun (klorofil) eceng gondok terdapat

dalam sel epidermis. Di permukaan atas daun dipenuhi oleh mulut daun (stomata)

dan bulu daun. Rongga udara yang terdapat dalam akar, tangkai daun, dan daun

selain sebagai alat penampungan juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan O2

dari proses fotosintesis. Oksigen hasil dari fotosintesis ini digunakan untuk

respirasi tumbuhan di malam hari dengan menghasilkan CO2 yang akan terlepas

ke dalam air.

Tangkai daun memanjang, berbentuk silindris, dengan diameter 1-2 cm.

Tangkai ini mengandung air yang dibalut serat yang kuat dan lentur. Tangkai

berbentuk bulat menggelembung yang di dalamnya penuh dengan udara yang

berperan untuk mengapungkan tumbuhan di permukaan air. Lapisan terluar

petiole adalah lapisan epidermis, kemudian di bagian bawahnya terdapat jaringan

tipis sklerenkim dengan bentuk sel yang tebal disebut lapisan parenkim, kemudian

di dalam jaringan ini terdapat jaringan pengangkut (xylem dan floem). Rongga-

rongga udara dibatasi oleh dinding penyekat berupa selaput tipis berwarna putih.

Bunganya termasuk bunga majemuk dengan jumlah 10-35 tangkai dengan

daun pelindung duduknya sangat rapat (dekat), yang terbawah memiliki helaian

kecil dan pelepah berbentuk tabung, poros bulir persegi (Steenis, et al., 1975).

Bunga eceng gondok berbentuk bulir dan mempunyai tangkai yang panjang serta

mempunyai dua daun pembalut. Bijinya berbentuk bulat dan berwarna hitam.

Buahnya berbentuk kapsul dengan tiga ruang, biji mempunyai kulit biji yang

keras (Matthews, 1967).

Akarnya merupakan akar serabut. Bagian akar eceng gondok ditumbuhi

dengan bulu-bulu akar yang berserabut, berfungsi sebagai pegangan atau jangkar

tumbuhan. Sebagian besar peranan akar untuk menyerap zat-zat yang diperlukan

tumbuhan dari dalam air. Pada ujung akar terdapat kantung akar yang berwarna

merah di bawah sinar matahari. Susunan akarnya dapat mengumpulkan lumpur

23

atau partikel-partikel yang terlarut dalam air. Akar tanaman ini mampu

menetralisir air yang tercemar limbah sehingga seringkali dimanfaatkan untuk

penanganan limbah industri.

Eceng gondok memiliki keunggulan dalam kegiatan fotosintesis,

penyediaan oksigen, dan penyerapan sinar matahari. Bagian dinding permukaan

akar, tangkai daun, dan daunnya memiliki lapisan yang sangat peka sehingga pada

kedalaman yang ekstrem sampai 8 meter di bawah permukaan air masih mampu

menyerap sinar matahari serta zat-zat yang larut di bawah permukaan air. Akar,

tangkai daun, dan daunnya juga memiliki kantung-kantung udara sehingga

mampu mengapung di air. Keunggulan lain dari eceng gondok adalah berpotensi

untuk menurunkan Fe, Zn, Mn, dan Al dari air limbah (Haryanti et al., 2009).

Eceng gondok mampu mentolerir adanya Fe, Zn, Mn, dan Al dalam limbah

sehingga tanaman tetap tumbuh dan beradaptasi dengan medium tersebut. Santoso

(1990) menyatakan bahwa unsur-unsur hara tanaman seperti N, P, dan K cukup

tersedia pada limbah-limbah tersebut, sehingga energi untuk pembelahan mitosis

dan pemanjangan sel cukup. Eceng gondok juga dapat digunakan sebagai

komponen utama pembersih air limbah dari berbagai industri dan rumah tangga.

Karena kemampuannya yang besar, tanaman ini diteliti oleh NASA untuk

digunakan sebagai tanaman pembersih air di pesawat ruang angkasa (Little, 1979;

Thayagajaran, 1984).

Menurut Zimmel et al., (2006); Tripathi dan Shukla (1991) eceng gondok

juga dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi COD dari air limbah.

Tingginya konsentrasi zat organik dalam limbah cair tahu termasuk kandungan

amoniak akan menyebabkan terjadi penurunan kandungan oksigen dalam air

sehingga kebutuhan oksigen biologi dan kebutuhan oksigen kimia dalam perairan

tinggi. Pada akar eceng gondok memiliki mikrobia rhizofera yang mampu

mereduksi bahan organik dan anorganik dalam air dan menguraikannya dari

senyawa komplek menjadi senyawa sederhana. Eceng gondok memanfaatkan

bahan organik untuk proses fotosintesis dari hasil penguraian oleh bakteri. Seiring

dengan berlangsungnya proses fotosintesis dan penguraian maka terjadi juga

proses penurunan konsentrasi zat organik dalam limbah dan oksigen dari hasil

24

fotosintesis eceng gondok meningkat. Peningkatan oksigen terlarut dalam air

berpengaruh pada penurunan kadar COD.

b. Pertumbuhan Eceng gondok

Eceng gondok pada umumnya tumbuh mengapung di atas permukaan air

dan lahan-lahan basah atau di antara tanaman-tanaman pertanian yang

dibudidayakan di lahan basah. Tanaman ini banyak dijumpai di daerah rendah di

pinggiran sawah, danau, waduk, rawa, dan di kawasan industri di pinggir sungai

dari hulu sampai hilir (Gerbono dan Siregar, 2005; Thayagajaran, 1984). Tanaman

ini hidup di daerah tropis maupun subtropis. Eceng gondok digolongkan sebagai

gulma perairan yang mampu menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan

dan berkembangbiak secara cepat. Tempat tumbuh yang ideal bagi eceng gondok

adalah perairan yang dangkal dan berair keruh, dengan suhu berkisar antara 28-

300C dan kondisi pH berkisar 4-12. Di perairan yang dalam dan berair jernih di

dataran tinggi, tanaman ini sulit tumbuh. Eceng gondok mampu menghisap air

dan menguapkanya ke udara melalui proses evaporasi.

Eceng gondok berkembangbiak dengan sangat cepat, baik secara vegetatif

maupun generatif. Perkembangbiakan dengan cara vegetatif dapat melipat ganda

dalam waktu 7-10 hari (Suprapti, 2008). Kondisi optimum bagi perkembangannya

memerlukan kisaran waktu antara 11-18 hari. Pertumbuhannya sangat cepat dan

menimbulkan berbagai masalah. Kondisi merugikan yang timbul sebagai dampak

pertumbuhan eceng gondok yang tidak terkendali diantaranya adalah (Siswoyo,

2011):

1) Meningkatnya evapontranspirasi (penguapan dan hilangnya air melalui daun-

daun tanaman), karena daun-daunnya yang lebar dan serta pertumbuhannya

yang cepat.

2) Menurunnya jumlah cahaya yang masuk ke dalam perairan sehingga

menyebabkan menurunnya tingkat kelarutan oksigen dalam air DO (Dissolved

Oxygens).

3) Mengganggu lalu lintas (transportasi) air, khususnya bagi masyarakat yang

kehidupannya masih tergantung dari sungai seperti di pedalaman Kalimantan

dan beberapa daerah lainnya.

4) Meningkatnya habitat bagi faktor penyakit pada manusia.

25

5) Menurunkan nilai estetika lingkungan perairan.

Syarat pertumbuhan yang optimum bagi eceng gondok adalah air yang

dangkal, ruang tumbuh luas, air tenang, cukup cahaya matahari, suhu antara 20-

300C, cukup unsur hara, dan pH antara 7-7.5. Eceng gondok memanfaatkan

kedalaman air secara terbatas yakni antara 2-3 meter. Namun di daerah tropis ada

kemungkinan sampai sedalam 5 meter. Hal ini disebabkan penetrasi cahaya

matahari hanya akan terjadi pada kedalaman 2-3 meter atau paling banyak 5 meter

di bawah permukaan air. Kedalaman air tidak mempengaruhi produksi biji. Eceng

gondok tetapi mempengaruhi perkecambahan biji. Prosentase perkecambahan biji

Eceng gondok yang dibenamkan beberapa sentimeter di dalam lumpur menjadi

menurun jika dibandingkan dengan yang diletakkan di permukaan lumpur.

Ketenangan air merupakan faktor yang sangat penting untuk memungkinkan

pertumbuhan massal dari eceng gondok. Keadaan air yang bergolak karena

mengalir atau bergelombang karena angin dapat menghambat pertumbuhan eceng

gondok.

c. Manfaat Eceng gondok

Eceng gondok merupakan tumbuhan air tawar yang dikenal sebagai gulma.

Tumbuhan ini banyak ditemukan di Indonesia khususnya di perairan. Eceng

gondok menghasilkan bahan organik yang mempercepat proses pendangkalan,

juga mengurangi produksi ikan karena kerapatan tumbuhan menghalangi

masuknya sinar matahari ke dalam air dan menghambat proses aerasi.

Pertumbuhan eceng gondok yang sangat pesat, selain menimbulkan masalah juga

bermanfaat. Eceng gondok dapat dimanfaatkan dalam beberapa hal, diantaranya:

1) Bahan baku produk kerajinan anyaman

Tangkai daun eceng gondok dapat dijadikan sebagai bahan baku produk

kerajinan anyaman yang dapat dikomersialkan. Hanya dengan berbekal

keterampilan yang mudah dipelajari, didukung dengan kemauan, kreatifitas,

dan seni, maka eceng gondok dapat diolah menjadi kerajinan tas, sepatu,

sandal, keranjang, tempat tissue bahkan dapat dibuat mebel seperti kursi, meja,

dan sofa. Bagian tumbuhan eceng gondok dikeringkan terlebih dahulu

kemudian diolah menjadi berbagai macam kerajinan yang memiliki nilai jual.

26

2) Alternatif pembuatan bioetanol

Eceng gondok dapat dimanfaatkan sebagai alternatif pembuatan

bioetanol. Kandungan selulosa dan senyawa organik pada eceng gondok

berpotensi memberikan nilai kalor yang cukup baik. Dengan demikian

bioetanol dari eceng gondok ini dapat dimanfaatan sebagai bahan bakar

alternatif, disamping itu dapat membuat dampak baik bagi lingkungan (Barus,

2004).

3) Eceng gondok sebagai serat alami

Eceng gondok adalah salah satu bahan serat alami yang belum banyak

termanfaatkan. Eceng gondok yang mulanya adalah tanaman gulma di daerah

perairan kini sedang dikembangkan untuk bahan baku industri serat tekstil.

Pemanfaatan tanaman gulma ini dapat dinilai ekonomis karena ketersediannya

yang cukup melimpah di alam Indonesia. Kandungan serat pada eceng gondok

mencapai 20% dari berat keringnya. Dengan kondisi seperti itu, maka serat

Eceng gondok berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai bahan komposit tekstil.

Dibandingkan dengan penghasil serat lain, eceng gondok tidak berkedudukan

sebagai komoditas primer masyarakat pada umumnya (seperti papan, sandang,

dan pangan) karena pada dasarnya eceng gondok berupa gulma. Sebut saja

serat nanas (untuk pangan), serabut kelapa (untuk arang/briket), serat bambu

(media pengganti kayu, biasanya digunakan untuk dinding rumah, pagar, atap,

industri kerajinan, dll), serat kapas (produksi kapas sedang menurun dan harus

bersaing dengan industri tekstil yang telah mapan). Dalam hal ini, kita tidak

perlu khawatir bahwa meningkatnya konsumsi eceng gondok akan

mengganggu stabilitas papan, sandang, atau pangan yang sangat penting bagi

masyarakat.

4) Fitoremediasi

Fitoremediasi adalah upaya penggunaan tanaman dan bagian-bagiannya

untuk dekontaminasi limbah dan masalah-masalah pencemaran lingkungan

baik secara ex-situ menggunakan kolam buatan atau reaktor maupun in-situ

(langsung di lapangan) pada tanah atau daerah yang terkontaminasi limbah

(Subroto, 1996). Pencucian polutan dalam fitoremediasi dapat dimediasi oleh

tumbuhan, termasuk pohon, rumput-rumputan, dan tumbuhan air.

27

Strategi fitoremediasi yang sudah digunakan secara komersial maupun

masih dalam taraf riset yaitu strategi berlandaskan pada kemampuan

mengakumulasi kontaminan (phytoextraction) atau pada kemampuan menyerap

dan mentranspirasi air dari dalam tanah. Kemampuan akar menyerap

kontaminan dari air tanah (rhizofiltration) dan kemampuan tumbuhan dalam

memetabolisme kontaminan di dalam jaringan (phytotransformation) juga

digunakan dalam strategi fitoremediasi. Fitoremediasi juga berlandaskan pada

kemampuan tumbuhan dalam menstimulasi aktivitas biodegradasi oleh mikrob

yang berasosiasi dengan akar (phytostimulation) dan imobilisasi kontaminan di

dalam tanah oleh eksudat dari akar (phytostabilization) serta kemampuan

tumbuhan dalam menyerap logam dari dalam tanah dalam jumlah besar dan

secara ekonomis digunakan untuk meremediasi tanah yang bermasalah

(phytomining) (Chaney, 1995).

Eceng gondok sebagai fitoremediasi dimanfaatkan untuk memperbaiki

kualitas air yang tercemar, khususnya terhadap limbah domestik dan industri,

sebab eceng gondok memiliki kemampuan menyerap zat pencemar yang lebih

baik dibandingkan jenis tumbuhan lainnya. Menurut Sriyana (2006), eceng

gondok dapat menyerap zat organik melalui ujung akar. Zat–zat organik yang

terserap akan masuk ke dalam tangkai daun melalui pembuluh pengangkut

kemudian menyebar ke seluruh bagian tanaman eceng gondok. Pada proses ini

zat organik akan mengalami reaksi biologi dan terakumulasi di dalam tangkai

daun tanaman, kemudian diteruskan ke daun. Lapisan epidermis pada eceng

gondok tidak berfungsi sebagai alat perlindungan jaringan, tetapi berfungsi

untuk mengabsorbsi gas-gas dan zat-zat makanan secara langsung dari air.

Jaringan di sebelah dalam banyak terdapat jaringan pengangkut yang terdiri

dari xylem dan floem, dengan letak yang tersebar merata di dalam parenkim

(Widyaningsih, 2007).

Banyak peneliti melaporkan bahwa eceng gondok dapat menyerap zat

pencemar dalam air dan dapat dimanfaatkan untuk mengurangi beban

pencemaran lingkungan. Tercatat bahwa dalam waktu 24 jam eceng gondok

mampu menyerap logam Cd, Hg, dan Ni sebesar 1.35 mg/g, 1.77 mg/g, dan

1.16 mg/g bila logam itu berada dalam keadaan tidak tercampur dan menyerap

28

Cd 1.23 mg/g, Hg 1.88 mg/g, dan Ni 0.35 mg/g berat kering apabila logam-

logam itu berada dalam keadaan tercampur dengan logam lain dalam air

(Aningsih, 1991).

Eceng gondok adalah salah satu jenis tanaman mengapung (floating)

yang dapat digunakan untuk pengolahan limbah karena tingkat pertumbuhan

tanaman yang tinggi dan kemampuannya dalam menyerap hara langsung dari

kolam air (Suryati dan Priyanto, 2003). Filtrasi, adsorpsi padatan tersuspensi,

dan pertumbuhan mikroba pada akarnya dapat menghilangkan unsur-unsur

hara dari air.

Eceng gondok merupakan tumbuhan yang sangat toleran terhadap kadar

unsur hara yang rendah dalam air, tetapi respon terhadap kadar unsur hara yang

tinggi juga sangat besar. Pertumbuhan eceng gondok dipengaruhi oleh pH.

Pada pH sekitar 7.0-7.5, eceng gondok mempunyai pertumbuhan yang lebih

baik. Pada pH di bawah 4.2 dapat meracuni pertumbuhan eceng gondok,

sehingga eceng gondok mati. Eceng gondok dapat dimanfaatkan untuk proses

pemulihan lingkungan. Pemanfaatan tumbuhan dalam aktivitas kehidupan

manusia untuk proses pemulihan lingkungan yang tercemar dengan

menggunakan tumbuhan telah dikenal luas dengan istilah fitoremediasi

(phytoremediation). Proses dalam sistem ini berlangsung secara alami dengan

enam tahap proses secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap zat

kontaminan/pencemar yang berada di sekitarnya. Menurut Mangkoedihardjo

(2005) keenam tahapan tersebut adalah sebagai berikut:

1) Phytoaccumulation (phytoextraction) yaitu proses tumbuhan menarik zat

kontaminan dari media sehingga berakumulasi di sekitar akar tumbuhan.

Proses ini disebut juga hyperaccumulation.

2) Rhizofiltration (rhizo=akar) adalah proses adsorpsi atau pengendapan zat

kontaminan oleh akar dengan cara menempel pada akar. Proses ini telah

dibuktikan dengan percobaan menanam bunga matahari pada kolam

mengandung zat radio aktif di Chernobyl, Ukraina.

3) Phytostabilization yaitu penempelan zat-zat kontaminan tertentu pada akar

yang tidak mungkin terserap ke dalam batang tumbuhan. Zat-zat tersebut

29

menempel erat pada akar sehingga tidak akan terbawa oleh aliran air dalam

media.

4) Rhyzodegradation yaitu penguraian zat-zat kontaminan oleh aktivitas

mikroba yang berada di sekitar akar tumbuhan. Misalnya ragi, fungi, dan

bakteri. Oksigen hasil fotosintesis di daun dan tangkai daun ditransfer ke

akar yang permukaannya luas sehingga membuat rizhosfer menyediakan

lingkungan mikro dengan kondisi yang kondusif bagi bakteri nitrit. Hal

tersebut menyebabkan aktivitas dekomposisi oleh bakteri nitrit yaitu

perubahan amoniak menjadi nitrat lebih meningkat (Fitter dan Hay, l989).

5) Phytodegradation (phytotransformation) yaitu proses yang dilakukan

tumbuhan untuk menguraikan zat kontaminan yang mempunyai rantai

molekul yang kompleks menjadi molekul yang sederhana yang dapat

berguna bagi pertumbuhan tumbuhan itu sendiri. Proses ini dapat

berlangsung pada daun, batang, akar atau di luar sekitar akar dengan

bantuan enzim yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu sendiri.

6) Phytovolatilization yaitu proses menarik dan transpirasi zat kontaminan oleh

tumbuhan dalam bentuk yang telah menjadi larutan terurai sebagai bahan

yang tidak berbahaya lagi untuk selanjutnya diuapkan ke atmosfer.

Beberapa tumbuhan dapat menguapkan air 200-1000 liter per hari untuk

setiap batang.

Eceng gondok dapat menyerap zat organik melalui ujung akar. Zat–zat

organik yang terserap akan masuk ke dalam tangaki daun melalui pembuluh

pengangkut kemudian menyebar ke seluruh bagian tanaman eceng gondok.

Pada proses ini zat organik akan mengalami reaksi biologi dan terakumulasi di

dalam batang tanaman, kemudian diteruskan ke daun (Sriyana, 2006).

4. Asas-asas Lingkungan

Lingkungan terdiri dari komponen abiotik, biotik, dan kultur yang saling

terkait satu dengan lainnya. Lingkungan hidup merupakan kesatuan ruang dengan

semua benda, daya, keadaan, dan makhluk hidup, termasuk manusia dan perilakunya,

yang mempengaruhi kelangsungan perikehidupan dan kesejahteraan manusia serta

makhluk hidup lain (Undang-Undang Republik Indonesia No.32 Tahun 2009 tentang

Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan Hidup). Kondisi dan tata hubungan

30

antara komponen lingkungan menganut asas tertentu. Asas-asas lingkungan terdiri

dari 14 asas yang terbagi dalam 4 kelompok, yaitu: a. Asas 1-6 mengenai sumber

daya alam, b. Asas 6-8 mengenai keanekaragaman, c. Asas 9-12 mengenai stabilitas

ekonomi, d. Asas 13-14 mengenai populasi (Sastrawijaya, 2000).

Asas lingkungan yang berkaitan dengan penelitian ini adalah asas ke-1

mengenai energi tak pernah hilang hanya berubah dan asas ke-4 mengenai kejenuhan

dan ketidak jenuhan.

a. Asas ke-1

Semua energi yang memasuki sebuah organisme hidup, populasi atau

ekosistem dapat dianggap sebagai energi yang tersimpan atau terlepaskan. Energi

dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk yang lain tetapi tidak dapat hilang,

dihancurkan atau diciptakan. Asas ini menjelaskan bahwa energi yang masuk

dalam individu, populasi atau ekosistem dianggap sebagai energi yang tersimpan

atau terlepaskan. Pada penelitian ini eceng gondok mempunyai kemampuan

sebagai biofilter karena pada akar eceng gondok terdapat mikrobia rhizosfera

yang dapat mereduksi bahan-bahan organik maupun anorganik yang terlarut di

dalam air dengan cara menyerapnya dari perairan dan sedimen kemudian

mengakumulasikan bahan terlarut tersebut kedalam struktur tubuhnya sebagai

sumber nutrisi. Eceng gondok memanfaatkan bahan organik untuk proses

fotosintesis dari hasil penguraian oleh bakteri.

b. Asas ke-4

Kemampuan lingkungan untuk menyokong suatu materi ada batasnya.

Untuk semua kategori sumber alam, jika pengadaanya sudah optimum, pengaruh

kenaikan menurun dengan penambahan sumber alam itu sampai ke suatu tingkat

maksimum. Asas ini menjelaskan bahwa penggunaan sumber daya alam hingga

melebihi batas maksimal ini tidak ada pengaruh yang menguntungkan lagi. Dalam

penelitian ini, kemampuan eceng gondok dalam menyerap logam Fe dan Mn ada

batasnya. Penambahan berbagai parameter hingga mencapai maksimal justru akan

menurunkan kemampuan eceng gondok dalam menyerap logam Fe dan Mn

karena kenaikan pengadaanya yang melebihi batas maksimal justru akan merusak

disebabkan kesan peracunan dari penjenuhan Fe dan Mn.

31

B. Kerangka Berpikir

Air merupakan kebutuhan pokok bagi kehidupan, baik manusia, hewan, maupun

tumbuh-tumbuhan. Permasalahan terkait dengan air sebagai kebutuhan pokok

kehidupan sehari-hari, baik sebagai air minum, air bersih, industri, dan irigasi terletak

pada kuantitas dan kualitasnya. Kualitas air minum merupakan salah satu aspek yang

sangat penting. Air minum adalah air yang melalui proses pengolahan atau tanpa proses

pengolahan yang memenuhi syarat kesehatan dan dapat langsung diminum. Kualitas air

harus memenuhi syarat kesehatan yang meliputi persyaratan fisika, kimia, dan biologi

(Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/Menkes/Per/IV/2010 tentang Persyaratan

Kualitas Air Minum).

Air sumur sebagai salah satu air bawah tanah hingga saat ini masih digunakan

kebanyakan masyarakat sebagai sumber air untuk keperluan sehari-hari dan untuk

kebutuhan lainnya. Kualitas air tanah pada sumur gali yang dimanfaatkan oleh sebagian

penduduk yang bertempat tinggal di daerah Kelurahan Telukan, Kecamatan Grogol

Sukoharjo tidak begitu baik. Berkaitan dengan hal tersebut maka perlu dilakukan

analisis kualitas air sumur. Ketergantungan masyarakat pada air sumur dengan kualitas

air yang buruk diperlukan suatu upaya perbaikan kualitas air. Salah satu upaya

perbaikan kualitas air yang buruk yaitu dengan fitoremediasi.

Fitoremediasi adalah pemanfaatan tanaman, mikroorganisme untuk

meminimalisasi dan mendetoksifikasi polutan. Eceng gondok merupakan salah satu

tanaman fitoremediasi mampu menyerap zat organik, anorganik, serta logam berat lain

yang merupakan bahan pencemar (Enein et al., 2011). Proses fitoremediasi berlangsung

secara alami dengan enam tahap proses secara serial yang dilakukan tumbuhan terhadap

zat kontaminan/ pencemar yang berada disekitarnya yaitu: phytoaccumulation

(phytoextraction), rhizofiltration, phytostabilization, rhyzodegradation,

phytodegradation, phytovolatilization. Pemanfaatan eceng gondok diharapkan dapat

memperbaiki kualitas air sumur di Kelurahan Telukan, Kecamatan Grogol Sukoharjo.

Secara sederhana kerangka pemikiran dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 3.

32

Gambar 3. Kerangka Berpikir

C. Hipotesis

Berdasarkan kajian teori dan kerangka pemikiran, maka hipotesis penelitian

dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Kualitas air sumur di Kelurahan Telukan, Kecamatan Grogol Sukoharjo tercemar,

yang ditandai dengan air berwarna keruh, menimbulkan kerak berwarna kuning,

berbau, dan berasa asin.

2. Ada pengaruh pemanfaatan eceng gondok terhadap peningkatan kualitas air sumur di

Kelurahan Telukan, Kecamatan Grogol Sukoharjo.

Tercemar

Air sumur keruh, terasa asin, menimbulkan

kerak/ endapan berwarna kuning pada wadah

air (Survei pendahuluan Maret 2014).

Air sumur berasa (Pendataan Profil Desa dan

Tingkat Perkembangan Desa, 2013).

Bau, TDS, Kekeruhan, Fe, dan Mn melebihi

baku mutu (Hasil Analisis Uji Pendahuluan,

2014).

Lapisan air asin bawah tanah menyebar

merata pada daerah Telukan dari arah Barat-

Timur/Utara-Selatan dgn kedalaman berkisar

20-30 m dari permukaan dan dgn kedalaman

sekitar 100 m (Pembela (2005).

Eceng gondok sebagai

Fitoremediator

Air Sumur

Peningkatan Kualitas Air Sumur

Tidak tercemar

Memenuhi baku mutu untuk

air minum, menurut

Peraturan Menteri Kesehatan

RI

No.492/Menkes/Per/IV/2010.

Suhu

pH

Cahaya

Bahan Baku Air Minum