manahan terjemahan

  • View
    1.747

  • Download
    64

Embed Size (px)

Text of manahan terjemahan

3 DASAR DARI PERAIRAN KIMIA ____________________________________________________ 3.1. KUALITAS AIR DAN KUANTITAS Sepanjang sejarah, kualitas dan kuantitas air yang tersedia bagi manusia memiliki merupakan faktor penting dalam menentukan kesejahteraan mereka. Seluruh peradaban hilang karena kekurangan air akibat perubahan iklim. Bahkan dalam beriklim iklim, fluktuasi masalah penyebab presipitasi. Menghancurkan kekeringan di Afrika selama tahun 1980 mengakibatkan gagal panen bencana dan kelaparan. Pada tahun 1997 sebuah banjir belum pernah terjadi sebelumnya melanda bagian besar dari North Dakota membanjiri sebagian besar Kota Grand Forks, dan pada tahun 1998 banjir yang dihasilkan oleh hujan lebat akibat Badai Mitch menewaskan ribuan di Amerika Tengah. Pada tahun 1999 panas menewaskan sejumlah orang di pusat dan timur Amerika Serikat dan kekeringan menghancurkan tanaman dan air persediaan. Pada bulan September 1999 Badai Floyd menghasilkan banjir 500 tahun di kawasan timur North Carolina. Air penyakit seperti kolera dan tipus menewaskan jutaan orang di masa lalu dan masih menyebabkan kesengsaraan yang besar di negara-negara kurang berkembang. Ambisius program bendungan dan konstruksi tanggul telah mengurangi kerusakan banjir, tetapi mereka memiliki nomor efek samping yang tidak diinginkan di beberapa daerah, seperti genangan lahan pertanian dengan waduk dan kegagalan bendungan yang tidak aman. Secara global, masalah dengan kuantitas dan kualitas air pasokan tetap dan dalam beberapa hal menjadi lebih serius. Masalah-masalah ini termasuk penggunaan air meningkat karena pertumbuhan penduduk, kontaminasi minum air dengan limbah berbahaya tidak benar dibuang (lihat Bab 19), dan perusakan satwa liar oleh polusi air. Perairan kimia, subjek bab ini, harus mempertimbangkan air di sungai, danau,

muara, laut, dan bawah tanah, serta fenomena yang menentukan distribusi dan sirkulasi spesies kimia di perairan alami. Studinya membutuhkan beberapa pemahaman tentang sumber, transportasi, karakteristik, dan komposisi air. Reaksi kimia yang terjadi pada air dan spesies kimia yang ditemukan di dalamnya sangat dipengaruhi oleh lingkungan di mana air itu ditemukan. Kimia air terkena suasana yang cukup berbeda dengan air pada 2000 CRC Press LLC dasar danau. Mikroorganisme memainkan peran penting dalam menentukan bahan kimia komposisi air. Dengan demikian, dalam membahas kimia air, perlu mempertimbangkan umum banyak faktor yang mempengaruhi kimia ini. Studi tentang air dikenal sebagai hidrologi dan dibagi menjadi beberapa subkategori. Limnologi adalah cabang ilmu pengetahuan yang berhubungan dengan karakteristik air tawar termasuk sifat biologis, serta sifat kimia dan fisik. Oseanografi adalah ilmu laut dan karakteristik fisik dan kimia. Kimia dan biologi lautan luas bumi adalah unik karena laut tinggi kadar garam, kedalaman besar, dan faktor lainnya. Sumber dan Penggunaan Air: Siklus hidrologi Persediaan air dunia ditemukan dalam lima bagian dari siklus hidrologi (Gambar 3.1). Sekitar 97% air bumi ditemukan di lautan. Fraksi lain adalah hadir sebagai uap air di atmosfer (awan). Air yang terkandung dalam solid state sebagai es dan salju di snowpacks, gletser, dan es di kutub. Permukaan air ditemukan di danau, sungai, dan waduk. Air tanah terletak di akuifer bawah tanah. Danau, waduk Limpasan 110 Penguapan dan transpirasi, 195

Air hujan, 304 Penguapan, 1164 Snowpack, Kondensasi es Infiltrasi ke air tanah Air hujan, 1055 Air Tanah Samudra Gerakan uap air tanah 110 Gambar 3.1. Siklus hidrologi, jumlah air di triliunan liter per hari. Ada hubungan kuat antara hidrosfer, di mana air ditemukan, dan litosfer, yang merupakan bagian dari geosfer diakses air. Manusia kegiatan tersebut mempengaruhi keduanya. Misalnya, gangguan tanah dengan konversi padang rumput atau hutan untuk lahan pertanian atau intensifikasi produksi pertanian dapat mengurangi 2000 CRC Press LLC vegetasi penutup, transpirasi penurunan (kehilangan uap air oleh tanaman) dan mempengaruhi iklim mikro. Hasilnya adalah peningkatan limpasan hujan, erosi, dan akumulasi lumpur di badan air. Siklus nutrisi dapat dipercepat, menyebabkan pengayaan hara dari air permukaan. Hal ini, pada gilirannya, dapat sangat mempengaruhi karakteristik kimia dan biologis dari badan air. Air yang digunakan manusia terutama segar air permukaan dan air tanah, yang

sumber yang mungkin berbeda satu sama lain secara signifikan. Pada daerah kering, kecil sebagian kecil dari pasokan air berasal dari laut, sumber yang kemungkinan akan menjadi lebih penting sebagai pasokan dunia dari dwindles air tawar relatif terhadap permintaan. Saline air tanah payau atau juga dapat digunakan di beberapa daerah. Di Amerika Serikat, rata-rata sekitar 1,48 '1013 liter air jatuh sebagai presipitasi setiap hari, yang diterjemahkan menjadi 76 cm per tahun. Itu jumlah, sekitar 1,02 "1013 liter per hari, atau 53 cm per tahun, akan hilang oleh evaporasi dan transpirasi. Dengan demikian, air yang secara teoritis tersedia untuk digunakan adalah sekitar 4,6 '1012 liter per hari, atau hanya 23 sentimeter per tahun. Saat ini, AS menggunakan 1,6 '1012 liter per hari, atau 8 cm dari rata-rata tahunan presipitasi. Jumlah ini hampir sepuluh kali lipat peningkatan dari penggunaan 1,66 '1011 liter per hari pada pergantian abad. Yang lebih mencolok adalah peningkatan per kapita dari sekitar 40 liter per hari pada 1900 menjadi sekitar 600 liter per hari sekarang. Banyak dari ini kenaikan ini dicatat dengan menggunakan pertanian dan industri yang tinggi, yang setiap account untuk sekitar 46% dari total konsumsi. Penggunaan Kota mengkonsumsi sisanya 8%. Sejak sekitar 1980, namun, air digunakan di AS telah menunjukkan mendorong trend dengan total konsumsi turun sekitar 9% selama waktu di mana populasi tumbuh 16%, menurut angka yang disusun oleh US Geological Survey.1 Tren ini, yang diilustrasikan pada Gambar 3.2, telah dikaitkan dengan keberhasilan upaya menghemat air, terutama di industri (termasuk pembangkit listrik) dan pertanian sektor. Konservasi dan daur ulang telah menyumbang banyak penurunan penggunaan di sektor industri. Air irigasi telah digunakan jauh lebih efisien dengan mengganti irigasi semprot, yang kehilangan sejumlah besar air ke tindakan angin dan penguapan, dengan sistem irigasi yang berlaku air langsung ke tanah. Trickle sistem irigasi yang berlaku hanya jumlah air yang dibutuhkan langsung ke akar tanaman sangat efisien.

Masalah utama dengan pasokan air adalah distribusi seragam dengan lokasi dan waktu. Seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.3, curah hujan tidak merata jatuh di daratan Amerika Serikat Hal ini menyebabkan kesulitan karena orang di daerah dengan curah hujan rendah sering mengkonsumsi lebih banyak air dibandingkan masyarakat di daerah dengan curah hujan lebih. Pertumbuhan penduduk yang pesat di lebih kering barat daya negara bagian AS selama empat dekade terakhir telah lebih jauh memperburuk masalah. Kekurangan air menjadi lebih akut di wilayah ini yang berisi enam dari sebelas negara kota terbesar (Los Angeles, Houston, Dallas, San Diego, Phoenix, dan San Antonio). Masalah daerah lainnya termasuk Florida, di mana overdevelopment wilayah pesisir mengancam Danau Okeechobee, Timur Laut, terganggu dengan sistem air memburuk, dan Dataran Tinggi, mulai dari Texas menjulur ke Nebraska, di mana irigasi tuntutan pada akuifer Oglala yang ditinggalkan tabel air terus tanpa harapan untuk mengisi ulang. Masalah-masalah yang kecil, namun, dibandingkan dengan mereka di beberapa bagian Afrika di mana kekurangan air adalah berkontribusi terhadap kondisi kelaparan nyata. 2000 CRC Press LLC 0 400 800 1,200 1,600 Tahun Listrik pembangkit listrik Industri, selain tenaga listrik Irigasi Publik dan pribadi dipasok dalam negeri, komersial, ternak

Gambar 3.2. Tren Penggunaan Air di Amerika Serikat (Data dari US Geological Survey). 150-200 100-150 50-100 200 Gambar 3.3. Distribusi curah hujan di daratan Amerika Serikat, menunjukkan curah hujan tahunan rata-rata di sentimeter. 2000 CRC Press LLC 3.2. ATAS SIFAT AIR, A ZAT UNIK Air memiliki sejumlah properti unik yang penting untuk kehidupan. Beberapa karakteristik khusus dari air termasuk karakter polar, kecenderungan untuk membentuk hidrogen obligasi, dan kemampuan untuk ion logam hidrat. Properti ini dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Penting Properti Air Properti Efek dan Signifikansi Sangat baik pelarut Transportasi nutrisi dan produk-produk limbah, membuat mungkin proses biologis dalam media air Kelarutan tertinggi dielektrik Tinggi konstan zat ionik dan ionizaof mereka setiap tion cair umum dalam larutan Lebih tinggi daripada tegangan permukaan Mengontrol faktor dalam fisiologi; penurunan mengatur dan lain fenomena permukaan cairan Transparan untuk terlihat dan tak berwarna, cahaya yang memungkinkan diperlukan untuk fotosintesis panjang-panjang gelombang frac-untuk mencapai kedalaman yang cukup besar dalam badan air tion dari sinar ultraviolet

Maksimum kepadatan sebagai mengapung Es; sirkulasi vertikal dibatasi bertingkat cair pada suhu 4 C badan air Panas yang lebih tinggi penguapan Menentukan transfer molekul panas dan air daripada bahan lain antara atmosfer dan badan air Tinggi panas laten fusi dari Suhu stabil pada titik beku air dari cairan lain kecuali amonia Tinggi kapasitas panas dari Stabilisasi suhu organisme dan geoany cairan lain kecuali daerah grafis amonia Para Molekul Air Sifat air terbaik dapat dipahami dengan mempertimbangkan struktur dan ikatan dari molekul air: (+) (-) O HH Molekul air terdiri dari dua atom hidrogen terikat pada atom oksigen. 2000 CRC Press LLC Tiga atom tidak dalam garis lurus, melainkan, seperti yang ditunjukkan di atas, mereka membentuk sudut dari 105 . Karena struktur bengkok air dan fakta bahwa atom oksigen menarik negatif elektron lebih kuat daripada atom hidrogen, molekul air berperilaku seperti dipol yang bermuatan listrik berlawanan di kedua ujung. Air dipol dapat tertarik ke ion

Search related