BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum

Air adalah senyawa 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 (run-off, meliputi

mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak

tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. 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. Pengelolaan sumber daya air yang kurang

baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut

konflik. Indonesia telah memiliki undang-undang yang mengatur sumber daya air sejak tahun

2004, yakni Undang Undang nomor 7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air

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 hidrida-hidrida 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

II-1

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 masing-masing 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-).

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.

      

Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada

elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan

hidrogen dan hidrogen peroksida (H2O2) yang dapat digunakan sebagai bahan bakar

kendaraan hidrogen.

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 zat-zat

"hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya

II-2

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, molekul-molekul zat tersebut

tidak larut dan akan mengendap dalam air.

2.2 Sungai

Sungai merupakan jalan air alami. mengalir menuju Samudera, Danau atau laut, atau

ke sungai yang lain. Pada beberapa kasus, sebuah sungai secara sederhana mengalir meresap

ke dalam tanah sebelum menemukan badan air lainnya. Dengan melalui sungai merupakan

cara yang biasa bagi air hujan yang turun di daratan untuk mengalir ke laut atau tampungan

air yang besar seperti danau. Sungai terdiri dari beberapa bagian, bermula dari mata air yang

mengalir ke anak sungai. Beberapa anak sungai akan bergabung untuk membentuk sungai

utama. Aliran air biasanya berbatasan dengan kepada saluran dengan dasar dan tebing di

sebelah kiri dan kanan. Penghujung sungai di mana sungai bertemu laut dikenali sebagai

muara sungai.

Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam sungai umumnya

terkumpul dari presipitasi, seperti hujan,embun, mata air, limpasan bawah tanah, dan di

beberapa negara tertentu air sungai juga berasal dari lelehan es / salju. Selain air, sungai juga

mengalirkan sedimen dan polutan

2.3 Sampling Air

Data hasil pengujian parameter kualitas lingkungan harus dapat pertanggung

jawabkan baik secara ilmiah maupun hukum karena data tersebut dapat digunakan  sebagai

dasar perencanaan, Evaluasi, maupun pengawasan yang sangat berguna bagi para pengambil

keputusan, perencanaan, penyusunan program baik di tingkat pusat maupun di tingkat daerah

dalam menentukan kebijakan pengelolaan lingkungan hidup selain itu hasil pengujian dapat

sebagai informasi adanya pencemaran lingkungan pada daerah tertentu atau pembuktian

kasus lingkungan dalam rangka penegakan hukum lingkungan.

II-3

Mengingat pentingnya data hasil pengujian parameter kualitas lingkungan tersebut,

maka proses pengambilan contoh yang merupakan langkah awal dalam menghasilkan data

kualitas lingkungan, harus mempertimbangkan kaidah-kaidah ilmiah yang berlaku dan

peraturan undang-undang yang berlaku.

Jika proses pengambilan contoh lingkungan dilakukan kurang tepat maka peralatan

secanggih apapun yang digunakan tidak dapat menghasilkan data yang mengambarkan

kondisi kualitas lingkungan yang sesungguhnya kecuali hanya data dari contoh yang

representatif.

Dalam praktik pengumpulan limbah dilakukan dalam wadah dengan  persyaratan

yaitu Volume wadah ahrus di sesuaikan dengan kategori limbah, wadah harus menjamin

keselamatan, pemberian label harus sesuai dengan kategori limbah, instruksi untuk

menyimpan atau untuk masing-masing kategori limbah harus disertakan contohnya ” simpan

pada pH kurang dari 7 “ dll.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengambilan contoh adalah mendapatkan

sampel/contoh uji yang benar-benar representatif, menghindari kontaminasi pada contoh dan

mencegah degradasi analit sebelum contoh sampai di laboratorium.

Secara garis besar prosedur sampling terdiri dari : Perencanaan sampling, persiapan

sampling dan pelaksanaaan sampling termasuk jaminan mutu dan pengendalian mutu

sampling. Prosedur sampling harus dituangkan secara tertulis meliputi, pengambilan,

pelabelan, pengawetan, transpor, penyimpanan dan dokumentasi.

Beberapa hal yang perlu dalam perencanaan sampling adalah :

Menentukan tujuan, Minsalnya untuk penelitian, Pemantauan dll

Menentukan petugas sampling .

Menentukan tipe sampel/contoh uji.

Menentukan frekwensi sampling.

Pengendalian Mutu yang di perlukan.

Menentukan parameter dan lokasi sampling.

Menentukan pengawet yang di perlukan .

Pengamanan contoh di lapangan

Menentukan penyimpanan dan batas waktu simpan.

II-4

Setelah perencanaan sampling dibuat, persiapan yang harus dilakukan sebelum pengambilan

contoh dilapangan adalah :

Menyiapkan dan mencuci wadah contoh yang diperlukan hinggá bebas dari

kontaminasi.

Membuat bahan pengawet yang diperlukan

Menyiapkan label yang dibutuhkan

Mencuci alat pengambil contoh.

Menyiapkan dokumentasi dan alat tulis yang diperlukan

Menyiapkan Formular Rekaman Lapangan.

MenyiapkanAir Suling/Blangko

Menyiapkan dan mengkalibrasi alat pengukur parameter lapangan.

Beberapa tahapan pekerjaan yang dilakukan dalam pengambilan contoh dilapangan sampai

contoh sebelum dibawa dan dianalisis di laboratorium.

Menyiapkan Wadah contoh

Membilas alat pengambil contoh dengan air suling.

Membilas alat pengambil contoh sebanyak 3x dengan contoh yang akan di ambil.

Mengambil contoh sesuai  sesuai titik sampling dan memasukanya ke dalam   wadah

yang sesuai.

Melakukan dan memberi bahan pengawet yang sesuai ke dalam contoh yang sudah

diambil.

Memberi label pada wadah contoh

Mengamankan contoh serta wadahnya minsalnya disegel dengan benar.

Mengukur parameter lapangan.

Mencatat kondisi lapangan

2.4 Parameter Uji Kualitas Air

Warna

Air yang sama sekali belum mengalami pencemaran, berwarna bening, atau sering

dikatakan tak berwarna. Timbulnya warna disebabkan oleh kehadiran bahan-bahan

tersuspensi yang berwarna, ekstrak senyawa-senyawa organik ataupun tumbuh-tumbuhan dan

II-5

karena terdapatnya mikro organisme seperti plankton, disamping itu juga akibat adanya ion-

ion metal alami seperti besi dan mangan. Komponen penyebab warna, khususnya yang

berasal dari limbah industri kemungkinan dapat membahayakan bagi manusia mau bagi biota

air. Disamping itu warna air juga memberi indikasi terdapatnya senyawa-senyawa organik,

yang melalui proses klorinasi dapat meningkatkan pertumbuhan mikro organisme air.

Total Padatan Terlarut (Total Dissoveld Solid, TDS)

TDS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik terutama yang

disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi yang terbawa ke dalam badan air. Materi yang

terlarut mempunyai dampak buruk terhadap kualitas air karena mengurangi penetrasi

matahari ke dalam badan air, kekeruhan air meningkat yang menyebabkan gangguan

pertumbuhan bagi organisme produser.

pH

pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan melalui

konsentrasi/aktifitas ion hidrogen (H+). Secara matematis dinyatakan sebagai:

pH = - log (H+).

H+ selalu ada dalam keseimbangan yang dinamis dengan air (H2O) yang membentuk suasana

untuk semua reaksi kimiawi yang berkaitan dengan masalah pencemaran air, dimana sumber

ion hidrogen tidak pernah habis.

H+ tidak hanya merupakan unsur molekul H2O saja, tetapi juga merupakan unsur banyak

senyawa lain. Dalam air murni, banyaknya molekul H2O yang terionkan ada sebanyak 10-7,

sehingga pH air dikatakan 7. Bila konsentrasi ion hidrogen bertambah, maka nilai pH akan

turun dan larutan disebut bersifat asam. Sebaliknya, jika konsentrasi ion hidrogen berkurang,

menyebabkan nilai pH naik dan larutan disebut bersifat basa.

pH yang ideal bagi kehidupan biota air adalah antara 6,8 sampai 8,5. pH yang sangat

rendah, menyebabkan kelarutan logam-logam dalam air makin besar, yang bersifat toksik

bagi organisme air, sebaliknya pH yang tinggi dapat meningkatkan konsentrasi amoniak

dalam air yang juga bersifat toksik bagi organisme air. pH air biasanya ditentukan langsung

di lapangan dengan alat pH-meter, atau dapat juga dengan kertas pH.

II-6

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman

atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas

ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara

eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah

skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan

berdasarkan persetujuan internasional.

Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan Denmark Søren Peder Lauritz

Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH".

Beberapa rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk powerp (pangkat),

yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman Potenz (yang juga berarti pangkat), dan ada pula

yang merujuk pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya ilmiah pada

tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah tetapan yang berarti "logaritma

negatif". Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan sebagai 7,0.

Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih

daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali.

Menurut definisi asli Sørensen, p[H] didefinisikan sebagai minus logaritma

konsentrasi ion hidrogen. Definisi ini telah lama ditinggalkan dan diganti dengan definisi pH.

Adalah mungkin untuk mengukur konsentrasi ion hidrogen secara langsung apabila elektroda

yang digunakan dikalibrasi sesuai dengan konsentrasi ion hidrogen. Salah satu caranya

adalah dengan mentitrasi larutan asam kuat yang konsentrasinya diketahui dengan larutan

alkali kuat yang konsentrasinya juga diketahui pada keberadaan konsentrasi elektrolit latar

yang relatif tinggi. Oleh karena konsentrasi asam dan alkali diketahui, adalah mudah untuk

menghitung ion hidrogen sehingga potensial yang terukur dapat dikorelasikan dengan

kosentrasi ion. Kalibrasi ini biasanya dilakukan menggunakan plot Gran. Kalibrasi ini akan

menghasilkan nilai potensial elektroda standar, E0, dan faktor gradien, f, sehingga persamaan

Nerstnya berbentuk

II-7

Persamaan ini dapat digunakan untuk menurunkan konsentrasi ion hidrogen dari pengukuran

eksperimental E. Faktor gradien biasanya lebih kecil sedikit dari satu. Untuk faktor gradien

kurang dari 0,95, ini mengindikasikan bahwa elektroda tidak berfungsi dengan baik.

Keberadaan elektrolit latar menjamin bahwa koefisien aktivitas ion hidrogen secara efektif

konstan selama titrasi. Oleh karena ia konstan, maka nilainya dapat ditentukan sebagai satu

dengan menentukan keadaan standarnya sebagai larutan yang mengandung elektrolit latar.

Dengan menggunakan prosedur ini, aktivitas ion akan sama dengan nilai konsentrasi.

Perbedaan antara p[H] dengan pH biasanya cukup kecil. Dinyatakan bahwa pH = p[H] +

0,04. Pada prakteknya terminologi p[H] dan pH sering dicampuradukkan dan menyebabkan

kerancuan.

Kekeruhan

Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik

yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang dihasilkan oleh buangan industri.

Alkalinitas dan kesadahan - Alkalinitas menggambarkan jumlah basa ( alkali ) yang

terkandung dalam air, sedangkan alkalinitas total adalah konsentrasi total dari basa yang

terkandung dalam air yang dinyatakan dalam ppm setara dengan kalsium karbonat. Total

alkalinitas biasanya selalu dikaitkan dengan pH karena pH air ini akan menunjukkan apakah

suatu perairan itu asam atau basa. Alkalinitas juga disebut dengan Daya Menggabung Asam

(DMA) atau buffer/penyangga suatu perairan yang dapat menunjukkan kesuburan suatu

perairan tersebut. Sedangkan kesadahan menggambarkan kandungan Ca, Mg dan ion-ion

yang terlarut dalam air.

Asiditas - Alkalinitas

Berdasarkan Effendi (2000) Nilai alkalinitas berkaitan jenis perairan yaitu perairan

dengan nilai alkalinitas kurang dari 40 mg/l CaCO3 disebut sebagai perairan lunak (Soft

water), sedangkan perairan yang nilai alkalinatasnya lebih dari 40 mg/l CaCO3 disebut

sebagai perairan keras (Hard water). Perairan dengan nilai alkalinitas yang tinggi lebih

produkstif daripada dengan perairan yang nilai alkalinitasnya rendah.

Menurut Schimittou (1991), perairan dengan alkalinitas yang rendah (misal kurang

dari 15 mg/l) tidak diinginkan dalam akuakultur karena : Perairan tersebut sangat asam

II-8

sehingga performansi produksi ikan ( Kesehatan umum dan kelangsungan hidup,

pertumbuhan, hasil dan efisiensi pakan) dipengaruhi secara negatif. Produksi phytoplankton

dibatasi oleh ketidakcukupan CO2 dan HCO3 yang cenderung menyebabkan rendahnya

kelarutan oksigen dan bisa mengakibatkan kematian plankton.

Pada tanah-tanah asam dapat menyerap fosfor yang akan mereduksi efek pemupukan

pada tingkat produksi akuakultur sistem ekstensif, tingkat pemupukan ekstensif dan

pemupukan intensif. Fluktuasi pada pH dan faktorfaktor yang berhubungan dapat

menyebabkan ketidakstabilan mutu air yang dapat menyebabkan ikan stres. Pada tingkat pH

yang ekstrem dapat menyebabkan kondisikondisi stres masam pada pagi hari dan kondisi

stres alkalin pada senja hari.

Untuk meningkatkan kandungan alkalinitas total pada kolam pemeliharaan ikan dapat

digunakan kapur pertanian. Oleh karena itu dalam kolam pemeliharaan ikan sebelum

digunakan dilakukan proses pengapuran dengan menggunakan beberapa jenis batu kapur

yang disesuaikan dengan kualitas tanah dasar kolam pemeliharaan.

Pengukuran tingkat alkalinitas air dapat dilakukan secara kimiawi dengan metode

titrasi kimia. Analisis titrimetri merupakan analisis kimia kuantitatif yang dilakukan dengan

menetapkan volume suatu larutan yang kosentrasinya diketahui dengan tepat yang diperlukan

untuk bereaksi secara kuantitatif dengan larutan dari zat yang akan ditetapkan. Larutan

dengan kosentrasi yang diketahui dengan tepat disebut larutan standar.

Larutan standar ditambahkan dari dalam sebuah buret. Proses penambahan larutan

standar sampai reaksi tepat lengkap bereaksi, disebut titrasi, dan zat yang akan ditentukan

konsentrasinya disebut dititrasi. Titik pada saat reaksi itu tepat lengkap bereaksi disebut titik

ekivalen (Vogel, 1994).

Alkalinity adalah kapasitas air untuk menentukan asam tanpa penurunan nilai pH

larutan. Alkalinity dalam air yaitu : ion karbonat (CO32-), ion bikarbonat (HCO3), ion borat

(BO32-), ion fosfat (PO4

3-), dan ion silikat (SiO42-).

Alkalinity ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti H2SO4 dan HCl

dapat menetralkan zat-zat alkalinity yang merupakan zat basa sampai titik akhir titrasi yaitu

kira-kira pH 8,3 dan 4,5.

II-9

No. Indikatoryang digunakan Keadaan Basa Keadaan Asam

1 Phenolpthalein Merah

lembayung

Tidak berwana

2 Metil orange Kuning orange Merah

3 Metil red + brom Biru kehijauan

4 Kresol hijau - Biru muda atau kelabu

- kelabu kemerahan atau biru merah

muda

Alkalinitas menggambarkan jumlah basa ( alkali ) yang terkandung dalam air,

sedangkan alkalinitas total adalah konsentrasi total dari basa yang terkandung dalam air yang

dinyatakan dalam ppm setara dengan kalsium karbonat. Total alkalinitas biasanya selalu

dikaitkan dengan pH karena pH air ini akan menunjukkan apakah suatu perairan itu asam

atau basa. Alkalinitas juga disebut dengan Daya Menggabung Asam (DMA) atau

buffer/penyangga suatu perairan yang dapat menunjukkan kesuburan suatu perairan tersebut.

Sedangkan kesadahan menggambarkan kandungan Ca, Mg dan ion-ion yang terlarut dalam

air.

Berdasarkan Effendi (2000) Nilai alkalinitas berkaitan jenis perairan yaitu perairan

dengan nilai alkalinitas kurang dari 40 mg/l CaCO3 disebut sebagai perairan lunak (Soft

water), sedangkan perairan yang nilai alkalinatasnya lebih dari 40 mg/l CaCO3 disebut

sebagai perairan keras (Hard water). Perairan dengan nilai alkalinitas yang tinggi lebih

produkstif daripada dengan perairan yang nilai alkalinitasnya rendah.

Menurut Schimittou (1991), perairan dengan alkalinitas yang rendah (misal kurang dari 15

mg/l) tidak diinginkan dalam akuakultur karena :

Perairan tersebut sangat asam sehingga performansi produksi ikan ( Kesehatan umum

dan kelangsungan hidup, pertumbuhan, hasil dan efisiensi pakan) dipengaruhi secara

negatif.

Produksi phytoplankton dibatasi oleh ketidakcukupan CO2 dan HCO3 yang

cenderung menyebabkan rendahnya kelarutan oksigen dan bisa mengakibatkan

kematian plankton.

II-10

Pada tanah-tanah asam dapat menyerap fosfor yang akan mereduksi efek pemupukan

pada tingkat produksi akuakultur sistem ekstensif, tingkat pemupukan ekstensif dan

pemupukan intensif.

Fluktuasi pada pH dan faktorfaktor yang berhubungan dapat menyebabkan

ketidakstabilan mutu air yang dapat menyebabkan ikan stres.

Pada tingkat pH yang ekstrem dapat menyebabkan kondisikondisi stres masam pada

pagi hari dan kondisi stres alkalin pada senja hari.

Untuk meningkatkan kandungan alkalinitas total pada kolam pemeliharaan ikan dapat

digunakan kapur pertanian. Oleh karena itu dalam kolam pemeliharaan ikan sebelum

digunakan dilakukan proses pengapuran dengan menggunakan beberapa jenis batu kapur

yang disesuaikan dengan kualitas tanah dasar kolam pemeliharaan.

Zat Organik

Kimia organik adalah percabangan studi ilmiah dari ilmu kimia mengenai struktur,

sifat, komposisi, reaksi, dan sintesis senyawa organik. Senyawa organik dibangun terutama

oleh karbon dan hidrogen, dan dapat mengandung unsur-unsur lain seperti nitrogen, oksigen,

fosfor, halogen dan belerang.

Definisi asli dari kimia organik ini berasal dari kesalahpahaman bahwa semua

senyawa organik pasti berasal dari organisme hidup, namun telah dibuktikan bahwa ada

beberapa perkecualian. Bahkan sebenarnya, kehidupan juga sangat bergantung pada kimia

anorganik; sebagai contoh, banyak enzim yang mendasarkan kerjanya pada logam transisi

seperti besi dan tembaga, juga gigi dan tulang yang komposisinya merupakan campuran dari

senyama organik maupun anorganik. Contoh lainnya adalah larutan HCl, larutan ini berperan

besar dalam proses pencernaan makanan yang hampir seluruh organisme (terutama

organisme tingkat tinggi) memakai larutan HCl untuk mencerna makanannya, yang juga

digolongkan dalam senyawa anorganik. Mengenai unsur karbon, kimia anorganik biasanya

berkaitan dengan senyawa karbon yang sederhana yang tidak mengandung ikatan antar

karbon misalnya oksida, garam, asam, karbid, dan mineral. Namun hal ini tidak berarti

bahwa tidak ada senyawa karbon tunggal dalam senyawa organik misalnya metan dan

turunannya.

II-11

Kimia organik sebagai suatu ilmu secara umum disetujui telah dimulai pada tahun

1828 dengan sintesis urea organik oleh Friedrich Woehler, yang secara tidak sengaja

menguapkan larutan amonium sianat NH4OCN.

Bahan Organik dan garam mineral dalam air - Mineral merupakan salah satu unsur

kimia yang selalu ada dalam suatu perairan, beberapa jenis mineral antara lain adalah

Kalsium (Ca), Pospor (P), Magnesium (Mg), Potassium (K), Sodium (Na), Sulphur (S), zat

besi (Fe), Tembaga (Cu), Mangan (Mn), Seng (Zn), Florin (F), Yodium (I) dan Nikel (Ni).

Diperairan umum mineral yang diperlukan oleh phytoplakton senantiasa diperoleh dari

pembongkaran bahan-bahan organik sisa dari tumbuhan dan binatang yang sudah mati. Di

alam mineral tersebut berasal dari air yang masuk, atau adanya penambahan pupuk buatan.

Pembongkaran bahan organik dilakukan oleh jasad renik yang terdapat didalam air. Pada

umumnya jasad renik ini menghendaki perairan yang pHnya 7 sedikit mendekati basa.

Pembongkaran bahan organik ada yang dilakukan secara anaerob (tidak memerlukan

oksigen). Proses pembongkaran itu juga dipengaruhi oleh suhu air. Bahan organik yang larut

didalam air belum dapat dimanfaatkan oleh binatang air secara langsung. Bahan-bahan

organik yang mengendap di dasar perairan yang dangkal dapat dimakan secara langsung oleh

berbagai macam binatang benthos (binatang yaang hidup didasar perairan) seperti siput

vivipar javanica, cacing tubifex, larva chironomaus dan sebagainya. Bagian-bagian dari pada

lumpur organik demikian yang tidak dapat dicernakan, menyisa sebagai detritus di dasar

perairan. Jumlah bahan organik yang terdapat dalam suatu perairan dapat digunakan sebagai

salah satu indikator banyak tidaknya mineral yang dapat dibongkar kelak.

Bila suasana perairan anaerob, maka protein-protein yang menang mengandung

belerang dapat dibongkar oleh bakteri anaerob (diantaranya adalah Bakterium vulgare). Hasil

pembongkaran tersebut adalah gas hidrogen sulfida (H2S) dan ditandai bau busuk, air

berwarna kehitaman. Gas itu merupakan limiting factor/ faktor pembatas bagi kesuburan

perairan. Kandungan H2S - 6 mg/ l sudah dapat membunuh ikan Cyprinus carpio dalam

beberapa jam saja. Untuk mencegah timbulnya H2S dalam kolam biasanya kolam yang akan

digunakan untuk budidaya ikan harus dilakukan pengolahan tanah dasar dan pengeringan.

Jenis gas beracun lainnya yang berasal dari pembongkaran bahan organik adalah gas

metana. Gas Metana ( CH4 ) adalah gas yang bersifat mereduksi dan dikenal sebagai gas

rawa. Metana itu timbul pada proses pembongkaran hidrat arang dari bahan organik yang

II-12

tertimbun dalam perairan. Hidrat arang dalam suasana anaerob mulamula dibongkar menjadi

asam-asam karboksilat. Bila suasana air tetap anaerob maka asam-asam karboksilat

direduksikan lebih lanjut menjadi Metana. Bila gas Metana ini berhubungan dengan O2 dalam

air sekelilingnya, maka air itu akan berkurang O2, dan sebagai hasilnya timbullah gas CO2.

Pembongkaran dalam suasana anaerob juga dapat dilakukan oleh ragi (Saccharomyces), hasil

pembongkaran itu adalah alkohol dan lebih lanjut lagi menjadi asam cuka (asam asetat ) oleh

bakterium aceti. Kandungan bahan organik dalam air sangat sulit untuk ditentukan yang biasa

disebut dengan kandungan total bahan organik (Total Organic Matter/TOM).

Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen/ DO)

Adanya oksigen terlarut dalam air adalah sangat penting untuk kelangsungan kehidupan

ikan dan organisme air lainnya yaitu untuk proses respirasi. Kemampuan air untuk

membersihkan pencemaran secara alamiah banyak tergantung pada cukup tidaknya kadar

oksigen terlarut. Adanya oksigen terlarut dalam air berasal dari udara dan dari proses

fotosintesa tumbuh-tumbuhan air. Kelarutan oksigen dalam air, tergantung pada temperatur,

tekanan atmosfer dan kandungan mineral dalam air. Kelarutan maksimum oksigen dalam air,

pada suhu 00C yaitu sebesar 14,16 mg/L. Sejalan dengan meningkatnya suhu, maka

konsentrasi oksigen dalam air akan berkurang.

Hubungan antara suhu air dan kandungan

oksigen terlarutSuhu Air

Kandungan Oksigen Terlarut (DO)

0°C 14,18 ppm

5°C 12,34 ppm

10°C 10,92 ppm

15°C 9,79 ppm

20°C 8,88 ppm

25°C 8,12 ppm

30°C 7,48 ppm

Ada dua metode yang umum digunakan untuk analisa oksigen terlarut dalam air yaitu dengan

metode titrasi cara Winkler dan metode elektrokimia dengan alat DO-meter.

II-13

DO-meter manual DO-meter digital

Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen =DO) dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk

pernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi

untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi

bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama oksigen dalam

suatu perairan berasal sari suatu proses difusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis

organisme yang hidup dalam perairan tersebut (SALMIN, 2000). Kecepatan difusi oksigen

dari udara, tergantung sari beberapa faktor, seperti kekeruhan air, suhu, salinitas, pergerakan

massa air dan udara seperti arus, gelombang dan pasang surut. ODUM (1971) menyatakan

bahwa kadar oksigen dalam air laut akan bertambah dengan semakin rendahnya suhu dan

berkurang dengan semakin tingginya salinitas. Pada lapisan permukaan, kadar oksigen akan

lebih tinggi, karena adanya proses difusi antara air dengan udara bebas serta adanya proses

fotosintesis. Dengan bertambahnya kedalaman akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut,

karena proses fotosintesis semakin berkurang dan kadar oksigen yang ada banyak digunakan

untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik Keperluan organism

terhadap oksigen relatif bervariasi tergantung pada jenis, stadium dan aktifitasnya.

Kebutuhan oksigen untuk ikan dalam keadaan diam relative lebih sedikit apabila

dibandingkan dengan ikan pada saat bergerak atau memijah. Jenis-jenis ikan tertentu yang

dapat menggunakan oksigen dari udara bebas, memiliki daya tahan yang lebih terhadap

perairan yang kekurangan oksigen terlarut (WARDOYO, 1978). Kandungan oksigen terlarut

(DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan nornal dan tidak tercemar oleh senyawa

beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung

kehidupan organisme (SWINGLE, 1968). Idealnya, kandungan oksigen terlarut tidak boleh

kurang dari 1,7 ppm selama waktu 8 jam dengan sedikitnya pada tingkat kejenuhan sebesar

II-14

70 % (HUET, 1970). KLH menetapkan bahwa kandungan oksigen terlarut adalah 5 ppm

untuk kepentingan wisata bahari dan biota laut (ANONIMOUS, 2004).

Oksigen memegang peranan penting sebagai indikator kualitas perairan, karena

oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik.

Selain itu, oksigen juga menentukan khan biologis yang dilakukan oleh organisme aerobic

atau anaerobik. Dalam kondisi aerobik, peranan oksigen adalah untuk mengoksidasi bahan

organik dan anorganik dengan hasil akhirnya adalah nutrien yang pada akhirnya dapat

memberikan kesuburan perairan. Dalam kondisi anaerobik, oksigen yang dihasilkan akan

mereduksi senyawa-senyawa kimia menjadi lebih sederhana dalam bentuk nutrien dan gas.

Karena proses oksidasi dan reduksi inilah maka peranan oksigen terlarut sangat

penting untuk membantu mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun

secara perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah

tangga.

Sebagaimana diketahui bahwa oksigen berperan sebagai pengoksidasi dan pereduksi

bahan kimia beracun menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak beracun.

Disamping itu, oksigen juga sangat dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk pernapasan.

Organisme tertentu, seperti mikroorganisme, sangat berperan dalam menguraikan senyawa

kimia beracun rnenjadi senyawa lain yang Iebih sederhana dan tidak beracun. Karena

peranannya yang penting ini, air buangan industri dan limbah sebelum dibuang ke

lingkungan umum terlebih dahulu diperkaya kadar oksigennya.

ANALISIS OKSIGEN TERLARUT

(DO)

Oksigen terlarut dapat dianalisis atau ditentukan dengan 2 macam cara, yaitu :

1. Metoda titrasi dengan cara WINKLER

2. Metoda elektrokimia

1. Metoda titrasi dengan cara WINKLER

Metoda titrasi dengan cara WINKLER secara umum banyak digunakan untuk

menentukan kadar oksigen terlarut. Prinsipnya dengan menggunakan titrasi iodometri.

Sampel yang akan dianalisis terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl2 den NaOH - KI,

sehingga akan terjadi endapan MnO2. Dengan menambahkan H2SO4 atan HCl maka endapan

yang terjadi akan larut kembali dan juga akan membebaskan molekul iodium (I2) yang

II-15

ekivalen dengan oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini selanjutnya dititrasi dengan

larutan standar natrium tiosulfat (Na2S2O3) dan menggunakan indikator larutan amilum

(kanji).

Reaksi kimia yang terjadi dapat dirumuskan sebagai berikut :

MnCI2 + NaOH →Mn(OH)2 + 2 NaCI

2 Mn(OH)2 + O2 → 2 MnO2 + 2 H2O

MnO2 + 2 KI + 2 H2O → Mn(OH)2 + I2 + 2 KOH

I2 + 2 Na2S2O3 → Na2S4O6 + 2 NaI

2. Metoda elektrokimia

Cara penentuan oksigen terlarut denganmetoda elektrokimia adalah cara langsung

untuk menentukan oksigen terlarut dengan alat DO meter. Prinsip kerjanya adalah

menggunakan probe oksigen yang terdiri dari katoda dan anoda yang direndam dalarn larutan

elektrolit.

Pada alat DO meter, probe ini biasanya menggunakan katoda perak (Ag) dan anoda

timbal (Pb). Secara keseluruhan, elektroda ini dilapisi dengan membran plastik yang bersifat

semi permeable terhadap oksigen.

Penentuan oksigen terlarut (DO) dengan cara titrasi berdasarkan metoda WINKLER

lebih analitis apabila dibandingkan dengan cara alat DO meter. Hal yang perlu diperhatikan

dalam titrasi iodometri ialah penentuan titik akhir titrasinya, standarisasi larutan tiosulfat dan

pembuatan larutan standar kalium bikromat yang tepat. Dengan mengikuti prosedur

penimbangan kaliumbikromat dan standarisasi tiosulfat secara analitis, akan diperoleh hasil

penentuan oksigen terlarut yang lebih akurat. Sedangkan penentuan oksigen terlarut

dengan cara DO meter, harus diperhatikan suhu dan salinitas sampel yang akan diperiksa.

Peranan suhu dan salinitas ini sangat vital terhadap akurasi penentuan oksigen terlarut

dengan cara DO meter. Disamping itu, sebagaimana lazimnya alat yang digital, peranan

kalibrasi alat sangat menentukan akurasinya hasil penentuan.

Berdasarkan pengalaman di lapangan, penentuan oksigen terlarut dengan cara titrasi

lebih dianjurkan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Alat DO meter masih

dianjurkan jika sifat penentuannya hanya bersifat kisaran.

KEBUTUHAN OKSIGEN BIOLOGI (BOD)

II-16

Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen yang

diperlukan oleh organisme pada saat pemecahan bahan organik, pada kondisi aerobik.

Pemecahan bahan organik diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organism

sebagai bahan makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi (PESCOD,1973).

Parameter BOD, secara umum banyak dipakai untuk menentukan tingkat pencemaran

air buangan. Penentuan BOD sangat penting untuk menelusuri aliran pencemaran dari tingkat

hulu ke muara. Sesungguhnya penentuan BOD merupakan suatu prosedur bioassay yang

menyangkut pengukuran banyaknya oksigen yang digunakan oleh organisme selama

organisme tersebut menguraikan bahan organic yang ada dalam suatu perairan, pada

kondisi yang harnpir sama dengan kondisi yang ada di alam. Selama pemeriksaan BOD,

contoh yang diperiksa harus bebas dari udara luar untuk rnencegah kontaminasi dari oksigen

yang ada di udara bebas. Konsentrasi air buangan/sampel tersebut juga harus berada pada

suatu tingkat pencemaran tertentu, hal ini untuk menjaga supaya oksigen terlarut selalu ada

selama pemeriksaan. Hal ini penting diperhatikan mengingat kelarutan oksigen dalam air

terbatas dan hanya berkisar ± 9 ppm pads suhu 20°C (SAWYER & MC CARTY, 1978).

Penguraian bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacam-macam

organisme dan menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO2) dan air

(H2O). Pemeriksaan BOD tersebut dianggap sebagai suatu prosedur oksidasi dimana

organisme hidup bertindak sebagai medium untuk menguraikan bahan organik menjadi CO2

dan H2O. Reaksi oksidasi selama pemeriksaan BOD merupakan hasil dari aktifitas biologis

dengan kecepatan reaksi yang berlangsung sangat dipengaruhi oleh jumlah populasi dan

suhu. Karenanya selama pemeriksaan BOD, suhu harus diusahakan konstan pada 20°C yang

merupakan suhu yang umum di alam. Secara teoritis, waktu yang diperlukan untuk proses

oksidasi yang sempurna sehingga bahan organik terurai menjadi CO2 dan H2O adalah tidak

terbatas. Dalam prakteknya dilaboratoriurn, biasanya berlangsung selama 5 hari dengan

anggapan bahwa selama waktu itu persentase reaksi cukup besar dari total BOD.

Nilai BOD 5 hari merupakan bagian dari total BOD dan nilai BOD 5 hari merupakan

70 - 80% dari nilai BOD total (SAWYER & MC CARTY, 1978). Penentuan waktu inkubasi

adalah 5 hari, dapat mengurangi kemungkinan hasil oksidasi ammonia (NH3) yang cukup

tinggi. Sebagaimana diketahui bahwa, ammonia sebagai hasil sampingan ini dapat dioksidasi

II-17

menjadi nitrit dan nitrat, sehingga dapat mempengaruhi hasil penentuan BOD. Reaksi kimia

yang dapat terjadi adalah :

Oksidasi nitrogen anorganik ini memerlukan oksigen terlarut, sehingga perlu

diperhitungkan. Dalam praktek untuk penentuan BOD yang berdasarkan pada pemeriksaan

oksigen terlarut (DO), biasanya dilakukan secara langsung atau dengan cara pengenceran.

Prosedur secara umum adalah menyesuaikan sampel pada suhu 20°C dan

mengalirkan oksigen atau udara kedalam air untuk memperbesar kadar oksigen terlarut dan

mengurangi gas yang terlarut, sehingga sampel mendekati kejenuhan oksigen terlarut.

Dengan cara pengenceran pengukuran BOD didasarkan atas kecepatan degradasi biokimia

bahan organik yang berbanding langsung dengan banyaknya zat yang tidak teroksidasi pada

saat

tertentu. Kecepatan dimana oksigen yang digunakan dalam pengenceran sampel

berbanding lurus dengan persentase sampel yang ada dalam pengenceran dengan anggapan

faktor lainnya adalah konstan.

Sebagai contoh adalah 10 % pengenceran akan menggunakan sepersepuluh dari

kecepatan penggunaan sampel 100% (SAWYER & MC CARTY, 1978). Dalam hal

dilakukan pengenceran, kualitas aimya perlu diperhatikan dan secara umum yang dipakai

aquades yang telah mengalami demineralisasi. Untuk analisis air laut, pengencer yang

digunakan adalah standard sea water (SSW). Oerajat keasaman (pH) air pengencer biasanya

berkisar antara 6,5 - 8,5 dan untuk menjaga agar pH-nya konstan bisa digunakan larutan

penyangga (buffer) fosfat.

Untuk menentukan BOD, terlebih dahulu diukur DO nya (DO 0 hari), sementara

sampel yang lainnya diinkubasi selama 5 hari pada suhu 20°C, selanjutnya setelah 5 hari

diukur DO nya (DO 5 hari). Kadar BOD ditentukan dengan rumus :

5 X [ kadar { DO(0 hari) - DO (5 hari) }] ppm

Selama penentuan oksigen terlarut, baik untuk DO maupun BOD, diusahakan

seminimal mungkin larutan sampai yang akan diperiksa tidak berkontak dengan udara bebas.

Khusus untuk penentuan BOD, sebaiknya digunakan botol sampel BOD dengan volume 250

ml dan semua isinya dititrasi secara langsung.

Perhitungan kadar DO nya :

DO,ml/L = B/B -2 x 5,6 x 10 x N x V

II-18

Dimana :

B = volume botol sampel BOD = 250 ml

B - 2 = volume air dalam botol sampel setelah ditambah 1 ml larutan MnCl2 dan 1 ml

NaOH - KI.

5,6 = konstanta yang sama dengan ml oksigen ~ 1 mgrek tiosulfat

10 = volume K2Cr2O7 0,01 N yang ditambahkan

N = normalitas tiosulfat

V = volume tiosulfat yang dibutuhkan untuk titrasi.

Angka BOD (Biochemical Oxygen Demand) atau disebut juga Kebutuhan Oksigen

Biokimiawi adalah suatu analisa empiris yang mencoba mendekati secara global proses-

proses mikrobiologis yang sebenarnya terjadi di dalam air.

Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme aerobik

untuk menguraikan hampir semua zat organik yang terlarut maupun yang tersuspensi di

dalam air. Pengukuran BOD diperlukan untuk menentukan beban pencemaran akibat air

buangan penduduk ataupun industri dan untuk mendesain sistim pengolahan biologis bagi air

yang tercemar tersebut. Penguraian zat organik adalah proses alamiah, yang kalau suatu

badan air dicemari oleh zat organik maka selama proses penguraiannya mikroorganisme

dapat menghabiskan oksigen terlarut dalam air

tersebut. Hal ini dapat mengakibatkan kematian ikan-ikan dalam air. Disamping itu

kehabisan oksigen dapat mengubah keadaan menjadi anaerobik sehingga dapat menimbulkan

bau busuk.

Pengukuran BOD didasarkan atas reaksi oksidasi zat organik oleh oksigen dalam air,

dan proses tersebut berlangsung disebabkan adanya bakter aerobik. Menurut penelitian,

untuk supaya 100% bahan organik terurai, diperlukan waktu kira-kira 20 hari. Namun dalam

waktu 5 hari, pada temperatur inkubasi 20 0C, bahan organik yang dapat diuraikan mencapai

75%, sehingga waktu ini sudah dianggap cukup. Maka timbullah istilah BOD520 dapat

ditentukan dengan mencari selisih antara harga DO0-DO5 dengan metode Azida modifikasi.

BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorgasnisme untuk

menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna) yang terdapat di dalam air buangan secara

biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas self purification badan air

penerima.

II-19

Reaksi:

Zat Organik + m.o + O2 → CO2 + m.o + sisa material organik

(CHONSP)

Kadar oksigen terlarut dalam suatu wadah budidaya ikan sebaiknya berkisar antara 7

– 9 ppm. Konsentrasi oksigen terlarut ini sangat menentukan dalam akuakultur. Kadar

oksigen terlarut dalam wadah budidaya ikan dapat ditentukan dengan dua cara yaitu dengan

cara titrasi atau dengan menggunakan alat ukur yang disebut dengan DO meter (Dissolved

Oxygen).

Oksigen merupakan parameter yang sangat penting dalam air. Sebagian besar

makhluk hidup dalam air membutuhkan oksigen untuk mempertahankan hidupnya, baik

tanaman maupun hewan air, bergantung kepada oksigen yang terlarut. Ikan merupakan

makhluk air dengan kebutuhan oksigen tertinggi, kemudian invertebrata, dan yang terkecil

kebutuhan oksigennya adalah bakteri.

Keseimbangan oksigen terlarut (OT) dalam air secara alamiah terjadi secara

bekesinambungan. Mikoorganisme sebagai makhluk terkecil dalam air, untuk

pertumbuhannya membutuhkan sumber energi yaitu unsur karbon (C) yang dapat diperoleh

dari bahan organik yang berasal dari tanaman, ganggang yang mati, maupun oksigen dari

udara.

II-20

Bahan organik tersebut oleh mikroorganisme akan duraikan menadi karbon dioksida

(CO2) dan air (H2O). CO2 selanjutnya dimanfaatkan oleh tanaman dalam air untuk proses

fotosintesis membentuk oksigen, dan seterusnya.

Oksigen yang dimanfaatkan untuk proses penguraian bahan organik tersebut akan

diganti oleh oksigen yang masuk dari udara maupun dari sumber lainnya secepat habisnya

oksigen terlarut yang digunakan oleh bakteri atau dengan kata lain oksigen yang diambil oleh

biota air selalu setimbang dengan oksigen yang masuk dari udara maupun dari hasil

fotosintesa tanaman air.

Apabila pada suatu saat bahan organik dalam air menjadi berlebih sebagai akibat

masuknya limbah aktivitas manusia (seperti limbah organik dari industri), yang berarti suplai

karbon (C) melimpah, menyebabkan kecepatan pertumbuhan mikroorganisme akan berlipat

ganda, yang berati juga meningkatnya kebutuhan oksigen, sementara suplai oksigen dari

udara jumlahnya tetap. Pada kondisi seperti ini, kesetimbangan antara oksigen yang masuk

ke air dengan yang dimanfaatkan oleh biota air tidak setimbang, akibatnya terjadi defisit

oksigen terlarut dalam air. Bila penurunan oksigen terlarut tetap berlanjut hingga nol, biota

air yang membutuhkan oksigen (aerobik) akan mati, dan digantikan dengan tumbuhnya

mikroba yang tidak membutuhkan oksigen atau mikroba anerobik. Sama halnya dengan

mikroba aerobik, mikroba anaerobik juga akan memanfatkan karbon dari bahan organik. Dari

respirasi anaerobik ini terbentuk gas metana (CH4) disamping terbentuk gas asam sulfida

(H2S) yang berbau busuk.

Kimia analitik adalah cabang ilmu kimia yang berfokus pada analisis cuplikan

material untuk mengetahui komposisi, struktur, dan fungsi kimiawinya. Secara tradisional,

kimia analitik dibagi menjadi dua jenis, kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif bertujuan

untuk mengetahui keberadaan suatu unsur atau senyawa kimia, baik organik maupun

inorganik, sedangkan analisis kuantitatif bertujuan untuk mengetahui jumlah suatu unsur atau

senyawa dalam suatu cuplikan.

Kimia analitik modern dikategorisasikan melalui dua pendekatan, target dan metode.

Berdasarkan targetnya, kimia analitik dapat dibagi menjadi kimia bioanalitik, analisis

material, analisis kimia, analisis lingkungan, dan forensik. Berdasarkan metodenya, kimia

analitik dapat dibagi menjadi spektroskopi, spektrometri massa, kromatografi dan

elektroforesis, kristalografi, mikroskopi, dan elektrokimia.

II-21

Meskipun kimia analitik modern didominasi oleh instrumen-instrumen canggih, akar

dari kimia analitik dan beberapa prinsip yang digunakan dalam kimia analitik modern berasal

dari teknik analisis tradisional yang masih dipakai hingga sekarang. Contohnya adalah titrasi

dan gravimetri.

Angka COD (Chemical Oxygen Demand) atau Kebutuhan Oksigen Kimiawi adalah

jumlah O2 (mg) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi total zat-zat organik yang terdapat

dalam 1 liter sampel air. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh total zat-

zat organik baik yang dapat diuraikan secara biologis, maupun yang hanya dapat diuraikan

dengan proses kimia.

Analisa COD berbeda dengan analisa BOD, namun perbandingan antara angka COD

dengan angka BOD dapat ditetapkan. Secara umum perbandingan BOD5/COD = 0,40 – 0,60.

Pengukuran COD dilakukan dengan metode refluks – titrimtri.

COD adalah banyaknya oksigen yang di butuhkan untuk mengoksidasi

bahan-bahan organik secara kimia.

BOD dan COD

Untuk menentukan tingkat penurunan kualitas air dapat dilihat dari penurunan kadar

oksigen terlatut (OT) sebagai akibat masuknya bahan organik dari luar, umumnya digunakan

uji BOD dan atau COD.

Biological Oxygen Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biologis (KOB)

menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme hidup untuk

memecah atau mengoksidasi bahan organik dalam air.

Oleh karena itu, nilai BOD bukanlah merupakan nilai yang menujukkan jumlah atau

kadar bahan organik dalam air, tetapi mengukur secara relative jumlah oksigen yang

dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mengoksidasi atau menguraikan bahan-bahan

organik tersebut. BOD tinggi menunjukkan bahwa jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh

mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan organik dalam air tersebut tinggi, berarti dalam

air sudah terjadi defisit oksigen. Banyaknya mikroorganisme yang tumbuh dalam air

disebabkan banyaknya makanan yang tersedia (bahan organik), oleh karena itu secara tidak

langsung BOD selalu dikaitkan dengan kadar bahan organik dalam air.

II-22

BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu pengukuran jumlah oksigen yang

dihabiskan dalam waktu lima hari oleh mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu

volume air pada suhu 20 derajat Celcius.

BOD5 500mg/liter (atau ppm) berarti 500 mgram oksigen akan dihabiskan oleh

mikroorganisme dalam satu liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu 20 derajat

Celcius.Beberapa dasar yang sering digunakan untuk menentukan kualitas air dilihat dari

kadar BOD adalah:

Erat kaitannya dengan BOD adalah COD. Dalam bahan buangan, tidak semua bahan

kimia organik dapat diuraikan oleh mikroorganisme secara cepat. Bahan organik dalam air

bersifat:

Dapat diuraikan oleh bakteri (biodegradasi) dalam waktu lima hari

Bahan organik yang tidak teruraikan oleh bakteri dalam waktu lima hari

Bahan organik yang tidak mengalami biodegradasi

Uji COD ini meliputi semua bahan organik di atas, baik yang dapat diuraikan oleh

mikroorganisme maupun yang tidak dapat diuraikan. Oleh karena itu hasil uji COD akan

lebih tinggi dari hasil uji BOD.

Jart Test

Tawas (Alum) adalah sejenis koagulan dengan rumus kimia Al2(SO4)3.11 H2O atau 14

H2O atau 18 H2O, umumnya yang digunakan adalah 18 H2O. Tawas merupakan bahan

koagulan yang paling banyak digunakan, karena bahan ini paling ekonomis,mudah diperoleh

di pasaran serta mudah penyimpanannya. Jumlah pemakaian tawas tergantung kepada

turbidity (kekeruhan) air baku. Semakin tinggi turbidity air baku maka semakin besar jumlah

tawas yang dibutuhkan. Pemakaian tawas juga tidak terlepas dari sifat-sifat kimia yang

dikandung oleh air baku tersebut.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Al2(SO4)3 → 2 Al3+ + 3 (SO4)2-

Air akan mengalami:

H2O → H+ + OH-

selanjutnya

2Al3+ + 6OH- → 2Al(OH)3

Selain itu akan dihasilkan asam

II-23

3 (SO4)2- + 6H+ → 3H2SO4

Dengan demikian makin banyak dosis tawas yang ditambahkan maka pH akan semakin

turun, karena dihasilkan asam sulfat. Apabila alkalinitas alami dari air tidak seimbang dengan

dosis tawas perlu ditambahkan alkalinitas, biasanya ditambahkan larutan kapur (Ca(OH)2)

atau (Na2CO3). Reaksi yang terjadi:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2 Al(OH)3 + 6CO2

Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 3CO2

Al2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4

Koagulan yang berbasis aluminium seperti aluminium sulfat dan poly aluminium

klorida yang digunakan pada pengolahan air minum untuk memperkuat penghilangan materi

partikulat, kolloidal dan bahan-bahan terlarut lainnya melalui proses koagulasi. Pemakaian

alum sebagai koagulan dalam pengolahan air, sering menimbulkan konsentrasi aluminium

yang lebih tinggi dalam air yang diolah dari pada dalam air mentah itu sendiri (Srinivasan).

Jar tes merupakan metode standar yang dilakukan untuk menguji proses koagulasi (Gozan

dkk, 2006; Kemmer, 2002). Data yang didapat dengan melakukan jar tes antara lain dosis

optimum penambahan koagulan, lama pengendapan serta volume endapan yang terbentuk.

Jar tes yang dilakukan adalah untuk membandingkan kinerja koagulan yang digunakan untuk

mengendapkan padatan tersuspensi yang terdapat pada air limbah di WMP 5L CPP.

Koagulan yang digunakan adalah tawas, Poly Aluminium Chloride (PAC) dan Nalcolyte

8100.

Setelah melakukan jar tes dilakukan uji kekeruhan dengan mengunakan turbidimeter serta

mengukur pH untuk mendapatkan data yang dibutuhkan. Percobaan jar tes ini dilakukan

berulang kali untuk mendapatkan hasil yang terbaik dan berguna untuk melakukan

perbandingan antara hasil jar tes yang satu dengan yang lainnya.

Metode jar tes yang dilakukan menggunakan 10 ml PAC/Nalco atau 10 gram tawas

kemudian dilarutkan dalam 1000 ml air/ aquades. Setelah larutan koagulan jadi maka

perbandingannya adalah untuk setiap 1 ml yang dilarutkan dalam 1000 ml sampel limbah

sama dengan 10 ppm.Penambahan koagulan dengan dosis yang berbeda-beda untuk masing-

masing wadah. Kemudian melakukan pengadukan selama satu menit untuk meratakan

penyebaran koagulan sehingga kinerja dari koagulan bisa efektif.

II-24

Percobaan jar tes ini dikondisikan dengan keadaan di lapangan nantinya dimana pengadukan

dilakukan secara manual dan air yang digunakan sebagai pelarut koagulan adalah air keran

yang berasal dari sungai. Jar test adalah suatu percobaan yang berfungsi untuk menentukan

dosis optimal dari koagulan (biasanya tawas/alum) yang digunakn pada proses pengolahan

air bersih.

Kekeruhan air dapat dihilangkan melalui pembubuhan koagulan. Umumnya koagulan

tersebut berupa Al2(SO4)3, namun dapat pula berupa garam FeCl3 atau sesuatu poly-

elektrolit organis. Selain pembubuhan koagulan diperlukan pengadukan sampai terbentuk

flok. Flok-flok ini mengumpulkan partikel-partikel kecil dan koloid yang tumbuh dan

akhirnya bersama-sama mengendap.

Baku Mutu

II-25