1.LATAR BELAKANG
Air merupakan komponen utama kehidupan, tanpa air tak akan ada makhluk
hidup yang mampu bertahan di muka bumi. Air digunakan untuk minum guna
mengganti cairan tubuh yang hilang akibat penguapan. Tidak hanya itu, bagi
manusia air digunakan dalam berbagai sektor kehidupan, misalnya ; pertanian,
perikanan, peternakan, bahkan dalam dunia industri. Dalam kehidupan sehari-hari
air juga mengambil peranan pokok. Contohnya untuk minum, memasak, mencuci, mandi,
dan berbagai kebutuhan lainnya.
Dewasa ini, air
menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang serius. Untuk mendapat air
yang baik sesuai dengan standar tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal,
karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam limbah dari berbagai hasil
kegiatan manusia. Sehingga secara kualitas, sumberdaya air telah mengalami
penurunan. Demikian pula secara kuantitas, yang sudah tidak mampu memenuhi
kebutuhan yang terus meningkat.
Di daerah
perbatasan antara Demak dan Grobogan ada banyak sumur yang jika dilihat kasat
mata airnya nampak begitu jernih, tapi bila air itu digunakan untuk mencuci,
air tersebut sulit berbusa sehingga menghabiskan banyak sabun, dan jika air
tersebut digunakan untuk memasak, bisa menyebabkan penebalan pada ketel. Tentu
hal ini sangat merugikan warga setempat.Untuk itu, makalah ini akan membahas
masalah yang di alami masyarakat perbatasan Demak – Grobogan, khususnya dalam
masalah ” air ”
2. TUJUAN
Berdasarkan latar belakang di atas, maka
tulisan ini secara umum bertujuan untuk mengupas mengenai pencemaran air. Dan secara khusus, akan dibahas tentang air
sadah, jenis-jenis, dampak dan
penganggulangannya .
- MANFAAT
Penulisan ini kiranya dapat bermanfaat
dalam memberikan informasi tentang air, polusi air, air sadah, sumber, dampak dan
penanggulangannya, terutama bagi kita semua yang
sangat
membutuhkan air yang aman, bersih dan sehat.
A. 1. Pengertian Polusi Air
Polusi air adalah penyimpangan sifat-sifat
air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Istilah pencemaran air atau
polusi air dapat dipersepsikan berbeda oleh satu orang dengan orang lainnya
mengingat banyak pustaka acuan yang merumuskan definisi istilah tersebut, baik
dalam kamus atau buku teks ilmiah. Pengertian pencemaran air juga
didefinisikan dalam Peraturan Pemerintah,
sebagai turunan dari pengertian pencemaran
lingkungan hidup yang didefinisikan dalam
undang-undang. Dalam praktek
operasionalnya, pencemaran lingkungan
hidup tidak pernah ditunjukkan secara utuh,
melainkan sebagai pencemaraan dari
komponen-komponen lingkungan hidup, seperti
pencemaran
air, pencemaran air laut, pencemaran air tanah dan pencemaran udara.
Dengan demikian, definisi pencemaran air
mengacu pada definisi lingkungan hidup yang
ditetapkan dalam UU tentang lingkungan
hidup yaitu UU No. 23/1997.
Dalam
PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air
didefinisikan
sebagai : “pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk
hidup, zat,, energi dan atau komponen lain
ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga
kualitas air turun sampai ke tingkat
tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi
sesuai dengan peruntukannya” (Pasal 1, angka 2). Definisi
pencemaran air tersebut dapat
diuraikan sesuai makna pokoknya menjadi 3
(tga) aspek, yaitu aspek kejadian, aspek
penyebab atau pelaku dan aspek akibat
(Setiawan, 2001).
Berdasarkan definisi pencemaran air,
penyebab terjadinya pencemaran dapat
berupa masuknya mahluk hidup, zat, energi
atau komponen lain ke dalam air sehingga
menyebabkan kualitas air tercemar. Masukan
tersebut sering disebut dengan istilah unsur
pencemar, yang pada prakteknya masukan tersebut berupa
buangan yang bersifat rutin,
misalnya
buangan limbah cair. Aspek pelaku/penyebab dapat yang disebabkan oleh alam,
atau oleh manusia. Pencemaran yang
disebabkan oleh alam tidak dapat berimplikasi
hukum, tetapi Pemerintah tetap harus
menanggulangi pencemaran tersebut. Sedangkan
aspek akibat dapat dilihat berdasarkan
penurunan kualitas air sampai ke tingkat tertentu.
Pengertian tingkat tertentu dalam definisi
tersebut adalah tingkat kualitas air yang menjadi
batas antara tingkat tak-cemar (tingkat
kualitas air belum sampai batas) dan tingkat cemar
(kualitas air yang telah sampai ke batas
atau melewati batas). Ada standar baku mutu
tertentu untuk peruntukan air. Sebagai
contoh adalah pada UU Kesehatan No. 23 tahun
1992 ayat 3 terkandung makna bahwa air
minum yang dikonsumsi masyarakat, harus
memenuhi persyaratan kualitas maupun
kuantitas, yang persyaratan kualitas tettuang
dalam Peraturan Mentri Kesehatan No. 146
tahun 1990 tentang syarat-syarat dan
pengawasan kualitas air. Sedangkan
parameter kualitas air minum/air bersih yang terdiri
dari parameter kimiawi, fisik, radioaktif
dan mikrobiologi, ditetapkan dalam
PERMENKES 416/1990 (Achmadi, 2001). Air
yang aman adalah air yang sesuai dengan
kriteria bagi peruntukan air tersebut.
Misalnya criteria air yang dapat diminum secara
langsung (air kualitas A) mempunyai
kriteria yang berbeda dengan air yang dapat
digunakan
untuk air baku
air minum (kualitas B) atau air kualitas C untuk keperluan
perikanan dan peternakan dan air kualitas
D untuk keperluan pertanian serta usaha
perkotaan, industri dan
pembangkit tenaga air.
2. Sifat-sifat Air Terpolusi
Sifat-sifat air terpolusi :
1. Nilai pH, keasaman dan
alkalinitas
2. Suhu
3. Warna, bau dan rasa
4. Jumlah padatan
5. Nilai BOD (biochemical
oxygen demand)/COD (chemical oxygen demand)
6. Pencemaran mikroorganisme
patogen
7. Kandungan minyak
8. Kandungan logam berat
9. Kandungan bahan radio aktif
3. Komponen
Pencemaran Air
Saat ini hampir 10 juta zat kimia telah dikenal manusia,
dan hampir 100.000 zat
kimia telah digunakan secara komersial. Kebanyakan sisa
zat kimia tersebut dibuang ke
badan
air atau air tanah. Sebagai contoh adalah pestisida yang biasa digunakan di
pertanian,
industri atau rumah tangga, detergen yang biasa digunakan di rumah tangga atau
PCBs yang biasa digunakan pada alat-alat elektronik.
Erat kaitannya dengan masalah indikator pencemaran air,
ternyata komponen
pencemaran air turut menentukan bagaimana indikator
tersebut terjadi. Menurut Wardhana
(1995), komponen pencemaran air yang berasal dari
industri, rumah tangga (pemukiman)
dan pertanian dapat dikelompokkan sebagai bahan buangan:
1. padat 4. cairan berminyak
2. organic dan olahan bahan makanan 5. berupa panas
3.
anorganik 6. zat kimia
3.1.1. Bahan buangan padat
Yang dimaksud bahan buangan padat adalah adalah bahan
buangan yang berbentuk
padat, baik yang kasar atau yang halus, misalnya sampah.
Buangan tersebut bila dibuang
ke air menjadi pencemaran dan akan menimbulkan pelarutan,
pengendapan ataupun
pembentukan koloidal.
Apabila bahan buangan padat tersebut menimbulkan
pelarutan, maka kepekatan
atau berat jenis air akan naik. Kadang-kadang pelarutan
ini disertai pula dengan perubahan
warna air. Air yang mengandung larutan pekat dan berwarna
gelap akan mengurangi
penetrasi sinar matahari ke dalam air. Sehingga proses
fotosintesa tanaman dalam air akan
terganggu. Jumlah oksigen terlarut dalam air menjadi
berkurang, kehidupan organisme
dalam air juga terganggu.
Terjadinya endapan di dasar perairan akan sangat
mengganggu kehidupan
organisme dalam air, karena endapan akan menutup
permukaan dasar air yang mungkin
mengandung telur ikan sehingga tidak dapat menetas.
Selain itu, endapan juga dapat
menghalangi sumber makanan ikan dalam air serta
menghalangi datangnya sinar matahari.
Pembentukan koloidal terjadi bila buangan tersebut
berbentuk halus, sehinggasebagian ada yang larut dan sebagian lagi ada yang
melayang-layang sehingga air menjadi
keruh. Kekeruhan ini juga menghalangi penetrasi sinar
matahari, sehingga menghambat
fotosintesa dan berkurangnya kadar oksigen dalam air.
3.1.2. Bahan buangan organic dan olahan bahan makanan
Bahan buangan organic umumnya berupa limbah yang dapat
membusuk atau
terdegradasi oleh mikroorganisme, sehingga bila dibuang
ke perairan akan menaikkan
populasi mikroorganisme. Kadar BOD dalam hal ini akan
naik. Tidak tertutup
kemungkinan dengan berambahnya mikroorganisme dapat
berkembang pula bakteri
pathogen yang berbahaya bagi manusia. Demikian pula untuk
buangan olahan bahan
makanan yang sebenarnya adalah juga bahan buangan organic
yang baunya lebih
menyengat. Umumnya buangan olahan makanan mengandung
protein dan gugus amin,
maka bila didegradasi akan terurai menjadi senyawa yang
mudah menguap dan berbau
busuk (misal. NH3). 13
3.1.3. Bahan buangan anorganik
Bahan buangan anorganik sukar didegradasi oleh
mikroorganisme, umumnya
adalah logam. Apabila masuk ke perairan, maka akan
terjadi peningkatan jumlah ion
logam dalam air. Bahan buangan anorganik ini biasanya
berasal dari limbah industri yag
melibatkan
penggunaan unsure-unsur logam seperti timbal (Pb), Arsen (As), Cadmium
(Cd), air raksa atau merkuri (Hg), Nikel (Ni), Calsium
(Ca), Magnesium (Mg) dll.
Kandungan ion Mg dan Ca dalam air akan menyebabkan air
bersifat sadah.
Kesadahan air yang tinggi dapat merugikan karena dapat
merusak peralatan yang terbuat
dari besi melalui proses pengkaratan (korosi). Juga dapat
menimbulkan endapan atau kerak
pada peralatan.
Apabila ion-ion logam berasal dari logam berat maupun
yang bersifat racun sepertiPb, Cd ataupun Hg, maka air yang mengandung ion-ion
logam tersebut sangat berbahaya
bagi tubuh manusia, air tersebut tidak layak minum.
3.1.4. Bahan buangan cairan berminyak
Bahan buangan berminyak yang dibuang ke air lingkungan
akan mengapung
menutupi permukaan air. Jika bahan buangan minyak
mengandung senyawa yang volatile,
maka akan terjadi penguapan dan luas permukaan minyak
yang menutupi permukaan air
akan menyusut. Penyusutan minyak ini tergantung pada
jenis minyak dan waktu. Lapisan
minyak pada permukaan air dapat terdegradasi oleh
mikroorganisme tertentu, tetapi
membutuhkan waktu yang lama.
Lapisan minyak di permukaan akan mengganggu
mikroorganisme dalam air. Ini
disebabkan lapisan tersebut akan menghalangi diffusi
oksigen dari udara ke dalam air,
sehingga oksigen terlarut akan berkurang. Juga lapisan
tersebut akan menghalangi
masuknya sinar matahari ke dalam air, sehingga
fotosintesapun terganggu. Selain itu,
burungpun ikut terganggu, karena bulunya jadi lengket, tidak
dapat mengembang lagi
akibat kena minyak.
3.1.5. Bahan buangan berupa panas (polusi thermal)
Perubahan kecil pada temperatur air lingkungan bukan saja
dapat menghalau ikan
atau spesies lainnya, namun juga akan mempercepat proses
biologis pada tumbuhan dan
14
hewan bahkan akan menurunkan tingkat oksigen dalam air.
Akibatnya akan terjadi
kematian pada ikan atau akan terjadi kerusakan ekosistem.
Untuk itu, polusi thermal inipun
harus dihindari. Sebaiknya industri-industri jika akan
membuang air buangan ke perairan
harus memperhatikan hal ini.
3.1.6. Bahan buangan zat kimia
Bahan buangan zat kimia banyak ragamnya, tetapi dalam
bahan pencemar air ini
akan dikelompokkan menjadi :
a. Sabun (deterjen, sampo dan bahan pembersih lainnya),
b. Bahan pemberantas hama (insektisida),
c.
Zat warna kimia,
d.
Zat radioaktif
a. Sabun
Adanya bahan buangan zat kimia yang berupa sabun
(deterjen, sampo dan bahan
pembersih lainnya) yang berlebihan di dalam air ditandai
dengan timbulnya buih-buih
sabun pada permukaan air. Sebenarnya ada perbedaan antara
sabun dan deterjen serta
bahan pembersih lainnya. Sabun berasal dari asam lemak
(stearat, palmitat atau oleat) yang
direaksikan dengan basa Na(OH) atau K(OH), berdasarkan
reaksi kimia berikut ini :
C17H35COOH + Na(OH) → C17H35COONa + H2O
Asam stearat basa sabun
Sabun natron (sabun keras) adalah garam natrium asam
lemak seperti pada contoh
reaksi di atas. Sedangkan sabun lunak adalah garam kalium
asam lemak yang diperoleh
dari reaksi asam lemak dengan basa K(OH). Sabun lemak
diberi pewarna yang menarik
dan pewangi (parfum) yang enak serta bahan antiseptic
seperti pada sabun mandi.
Beberapa sifat sabun antara lain adalah sebagai berikut :
a. Larutan sabun mempunyai sifat membersihkan karena
dapat mengemulsikan
kotoran yang melekat pada badan atau pakaian
b. Sabun dengan air sadah tidak dapat membentuk busa,
tapi akan membentuk
endapan
(C17H35COO)2Ca) dengan reaksi:
2
(C17H35COONa)
+ CaSO4 → (C17H35COO)2Ca + Na2SO4
15
c. Larutan sabun bereaksi basa karena terjadi hidrolisis
sebagian.
Sedangkan deterjen adalah juga bahan pembersih sepeti
halnya sabun, akan tetapi
dibuat dari senyawa petrokimia. Deterjen mempunyai
kelebihan dibandingkan dengan
sabun, karena dapat bekerja pada air sadah. Bahan
deterjen yang umum digunakan adalah
dedocylbenzensulfonat. Deterjen dalam air akan mengalami
ionisassi membentuk
komponen bipolar aktif yang akan mengikat ion Ca dan/atau
ion Mg pada air sadah.
Komponen bipolar aktif terbentuk pada ujung
dodecylbenzen-sulfonat. Untuk dapat
membersihkan kotoran dengan baik, deterjen diberi bahan
pembentuk yang bersifat alkalis.
Contoh bahan pembentuk yang bersifat alkalis adalah
natrium tripoliposfat.
Bahan buangan berupa sabun dan deterjen di dalam air
lingkungan akan
mengganggu karena alasan berikut :
a. Larutan sabun akan menaikkan pH air sehingga dapat
menggangg kehidupan
organisme di dalam air. Deterjen yang menggunakan bahan
non-Fosfat akan
menaikkan pH air sampai sekitar 10,5-11
b. Bahan antiseptic yang ditambahkan ke dalam
sabun/deterjen juga mengganggu
kehidupan mikro organisme di dalam air, bahkan dapat
mematikan
c. Ada sebagian bahan sabun atau deterjen yang tidak
dapat dipecah (didegradasi)
oleh mikro organisme yang ada di dalam air. Keadaan ini
sudah barang tentu
akan merugikan lingkungan. Namun akhir-akhir ini mulai
banyak digunakan
bahan sabun/deterjen yang dapat didegradsi oleh
mikroorganisme
b. Bahan pemberantas Hama
Pemakaian bahan pemberantas hama (insektisida) pada lahan
pertanian seringkali
mekiputi daerah yang sangat luas, sehingga sisa
insektisida pada daerah pertanian tersebut
cukup banyak. Sisa bahan insektisida tersebut dapat
sampai ke air lingkungan melalui
pengairan sawah, melalui hujan yang jatuh pada daerah
pertanian kemudian mengalir ke
sungai atau danau di sekitarnya. Seperti halnya pada
pencemaran udara, semua jenis bahan
insektisida bersifat racun apabila sampai kedalam air
lingkungan.
Bahan insektisida dalam air sulit untuk dipecah oleh
mikroorganisme, kalaupun
biasanya hal itu akan berlangsung dalam waktu yang lama.
Waktu degradasi oleh
mikroorganisme berselang antara beberapa minggu sampai
dengan beberapa tahun. Bahan
16
insektisida seringkali dicampur dengan senyawa minyak
bumi sehingga air yang terkena
bahan buangan pemberantas hama ini permukaannya akan
tertutup lapisan minyak
c. Zat Warna Kimia
Zat warna dipakai hampir pada semua industri. Tanpa
memakai zat warna, hasil
atau produk industri tidak menarik. Oleh karena itu
hampir semua produk
memanfaatkannya agar produk itu dapat dipasarkan dengan
mudah.
Pada dasarnya semua zat warna adalah racun bagi tubuh
manusia. Oleh karena itu
pencemaran zat warna ke air lingkungan perlu mendapat
perhatian sunggh-sungguh agar
tidak sampai masuk ke dalam tubuh manusia melalui air
minum. Ada zat warna tertentu
yang relatif aman bagi manusia, yaitu zat warna yang
digunakan pada industri bahan
makanan dan minuman, industri farmasi/obat-obatan.
Zat warna tersusun dari chromogen dan auxochrome. Chromogen merupakan
senyawa aromatic yang berisi chromopore, yaitu zat
pemberi warna yang berasal dari
radikal
kimia, misal kelompok nitroso (-NO), kelompok azo (-N=N-), kelompok etilen
(>C=C<)
dan lain lain. Macam-macam warna
dapat diperoleh dari penggabungan radikal
kimia tersebut di atas dengan senyawa lain. Sedangkan
auxochrome adalah radikal yang
memudahkan terjadinya pelarutan, sehingga zat warna dapat
mudah meresap dengan baik
ke dalam bahan yang akan diberi warna. Contoh
auxochrome adalah –COOH atau –SO3H
atau
kelompok pembentuk garam –NH2 atau
–OH.
Zat warna dapat pula diperoleh dari senyawa anorganik dan
mineral alam yang
disebut dengan pigmen. Ada pula bahan tambahan yang
digunakan sesuai dengan
fungsinya, misalnya bahan pembentuk lapisan film (misal,
bahan vernis, emulsi lateks),
bahan pengencer (misal, terpentin, naftalen), bahan
pengering (missal, Co, Mn, naftalen),
bahan anti mengelupas (missal, polihidroksi fenol) dan
bahan pembentuk elastic (misal,
minyak).
Berdasarkan bahan susunan zat warna dan bahan-bahan yang
ditambahkan, dapat
dimengerti bahwa hampir semua zat warna kimia adalah
racun. Apabila masuk ke dalam
tubuh manusia dapat bersifat cocarcinogenik, yaitu merangsang tumbuhnya kanker. Oleh
sebab itu, pembuangan zat kimia ke air lingkungan
sangatlah berbahaya. Selain sifatnya
racun, zat warna kimia juga akan mempengaruhi kandungan
oksigen dalam air
17
mempengaruhi pH air lingkungan, yang menjadikan gangguan
bagi mikroorganisme dan
hewan air.
d. Zat radioaktif
Tidak tertutup kemungkanan adanya pembuangan sisa zat
radioaktif ke air
lingkungan secara langsung. Ini dimungkinkan karena
aplikasi teknologi nuklir yang
menggunakan zat radioaktif pada berbagai bidang sudah
banyak dikembangkan, sebagai
contoh adalah aplikasi teknologinuklir pada bidang
pertanian, kedokteran, farmasi dan lain
lain. Adanya zat radioaktif dalam air lingkungan jelas
sangat membahayakan bagi
lingkungan dan manusia. Zat radioaktif dapat menimbulkan
kerusakan biologis baik
melalui efek langsung atau efek tertunda.
4. Penanganan Air Buangan
a. Penyaringan
b. Pengendapan dan pemisahan
c. Pemidahan endapan
- Proses penanganan sekunder
a. Penyaringan trikel
b. Lumpur aktif
- Proses penanganan tersier
a. Adsorbsi
b. Elektrodoalisis
c. Osmosis berlawanan
Contoh tahap proses penanganan air buangan :
- Penanganan primer, yaitu membuang bahan-bahan
padatan yang mengendap atau mengapung.
- Penaganan sekunder, yaitu proses dekomposisi
bahan-bahan padatan secara biologis.
- Pengendapan, yaitu menghilangkan
komponen-komponen fosfor dan padatan tersuspensi.
- Adsorbsi, yaitu bahan-bahan organik terlarut.
- Elektrodialisis, yaitu menurunkan konsetrasi
garam-garam terlarut sampai pada konsentrasi air semula, sebelum
digunakan.
- Khloranisasi, yaitu menghilangkan organisme
penyebab penyakit.
B. 1. AIR SADAH
Pernahkah anda memperhatikan
dasar ketel yang selalu anda gunakan untuk memasak air? Semakin lama dasar
ketel tersebut akan semakin tebal. Mengapa? Kerak yang terbentuk pada dasar
ketel akan menyebabkan penghantaran panas terhambat, sehingga untuk memanaskan
air akan membutukan pemanasan yang lebih lama.
Kerak yang terbentuk pada dasar
ketel disebabkan oleh air sadah. Air sadah adalah air yang mengandung ion Ca2+ atau Mg2+.
Air sadah bukan merupakan air
yang berbahaya, karena memang ion-ion tersebut dapat larut dalam air. Akan
tetapi dengan kadar Ca2+ yang tinggi akan menyebabkan air menjadi
keruh.
2. DAMPAK
Walaupun tidak berbahaya, ternyata air sadah dapat menyebabkan beberapa
kerugian, antara lain :
Sabun menjadi kurang
berbuih. Hal ini
terjadi karena ion Ca2+ atau Mg2+ dapat bereaksi dengan sabun membentuk
endapan.
Ca2+ (aq) + 2RCOONa (aq) –> Ca(RCOO)2 (s)
+ 2Na+ (aq)
Dengan terbentuknya endapan, maka
fungsi sabun sebagai pengikat kotoran menjadi kurang atau bahkan tidak efektif.
Sabun akan berbuih kembali setelah semua ion Ca2+ atau Mg2+ yang terdapat dalam
air mengendap. Lain halnya dengan detergen, detergen tidak bereaksi dengan ion
Ca2+ atau Mg2+ sehingga detergen tidak terpengaruh oleh air sadah.
Air sadah dapat
menyebabkan terbentuknya kerak pada dasar ketel yang selalu digunakan untuk
memanaskan air.
Sehingga untuk memanaskan air tersebut diperlukan pemanasan yang lebih lama.
Hal ini merupakan pemborosan energi. Timbulnya kerak pada pipa uap dapat
menyebabkan penyumbatan sehingga dikhawatirkan pipa tersebut akan meledak.
Air sadah digolongkan menjadi dua
jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu
air sadah sementara dan air sadah tetap.
3. JENIS- JENIS AIR SADAH
1. Air sadah sementara
Air sadah sementara
adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air tersebut
mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat
(Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air
sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air,
sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan
pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2
(aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
2. Air sadah tetap
Air sadah tetap adalah air sadah yang
mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan
SO42-. Berarti senyawa yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2),
kalsium nitrat (Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2),
magnesium nitrat (Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4).
Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut
disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya
dengan cara pemanasan. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus
dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan
zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu
Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk
mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+.
CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) +
2NaCl (aq)
Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) +
2KNO3 (aq)
Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah
terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah
terbebas dari kesadahan.
Pada industri yang menggunakan
ketel uap, air yang digunakan harus terbebas dari kesadahan. Proses
penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri adalah
melalui penyaringan dengan menggunakan zat-zat sebagai berikut :
4. CARA MENANGGULANGI
KESADAHAN
1. Resin
pengikat kation dan anion.
Resin adalah zat polimer alami
ataupun sintetik yang salah satu fungsinya adalah dapat mengikat kation dan
anion tertentu. Secara teknis, air sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang
berisi resin pengikat kation dan anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan
Mg2+ dapat diikat resin. Dengan demikian, air tersebut akan terbebas dari
kesadahan.
2. Zeolit
Untuk memperoleh zeolit alam Lampung
dengan komposisi kimia didominasioleh kation Na+ dilakukan proses pemanasan, prosedurnya
adalah:
1. Serpihan zeolit diayak dengan siever
berukuran kurang lebih 20-30 mesh,untuk memperoleh butiran zeolit
berukuran seragam.
2. Timbang zeolit yang telah diayak
masingmasing 800 gr
3. Siapkan larutan garam NaCl 3 M sebanyak
1600 ml, sesuai dengan perbandingan solid :liquid (zeolit : larutan garam )
yaitu 1: 2 [gr : ml]
4. Bahan-bahan yang telah disiapkan, dipanaskan
pada temperatur yang diusahakan konstan 100oC selama 4 jam, disertai dengan pengadukan.
5. Setelah 4 jam, tuang zeolit yang telah dipanaskan
ke corong-corong yang dilapisikertas saring. Penyaringan dilakukan secara gravimetric.
6. Kemudian bilas dengan aquades.
Pembilasan dilakukan sampai air bilasan yang terakhir menetes dari mulut corong
terbukti bebas ion Cl-, menggunakan indikator AgNO3.
7. pengeringan sampel yang telah bebas ion
Cldi urnace pada temperatur 110oC selama 2
jam.
8. Sampel siap digunakan sebagai unggun filtrasi.
Pelaksanaan Penelitian
Kesadahan air dibuat dengan melarutkan
CaCl2 sebanyak 120 gram ke dalam air 100 liter. Dalam air CaCl2 akan
terionisasi Menjadi Ca2+ dan Cl-. Ion Ca2+ inilah yang akan dikurangi
konsentrasinya dalam air keluaran. Dengan laju alir tetap sebesar 30 lt/jam,
ketinggian unggun zeolit 20-30 mesh Divariasikan
5 cm, 10 cm, 15 cm. Selama 1 jam
air sadah dialirkan dan setiap 10 menit
diambil sampelnya untuk dianalisa dengan AAS di Lab. TEL Jurusan TGP UI. Dalam
penelitian ini tidak dilakukan regenerasi zeolit.
Pertukaran ion dapat dituliskan sebagai berikut:
NaZ +
CaCl2 CaZ + 2 NaCl
NaZ =
Natrium -Zeolit
CaZ =
Calsium –Zeolit
Proses pertukaran ion berlangsung secara
kontinyu dengan model aliran upflow
(dari atas ke bawah).
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Kurva
terobosan
Bentuk khas hasil adsorbsi dengan menggunakan
unggun tetap beraliran kntinyu
adalah berupa kurva terobosan. Kurva
terobosan adalah kurva yang menunjukkan hubungan antara konsentrasi adsorbat
keluaran kolom adsorbsi terhadap waktu adsorbsi. Waktu adsorbsi disini adalah
waktu yang diukur pada interval tertentu selama terjadinya kontak antara adorbat
dengan zeolit yang berlangsung secara kontinyu. Kurva terobosan adsorbsi ion
Ca2+ hasil penelitian dapat dilihat pada gambar 1
Gambar 1.
Kurva
terobosan ion Ca
Dari gambar di atas nampak perbedaan kurva
penyerapan ion Ca2+. Proses adsorbsi yang
paling baik terjadi pada zeolit dengan
unggun 15
cm yang mencapai 200 ppm. Zeolit dengan
unggun 10 cm mencapai 300 ppm, sedangkan
zeolit dengan unggun 5 cm hanya mencapai
500
ppm. Dari sini terlihat semakin tinggi
unggun
zeolit makin rendah konsentrasi ion Ca2+.
Akan
tetapi laju peningkatan ion Ca2+ yang
terendah
adalah zeolit dengan unggun 10 cm.
Seharusnya
laju peningkatan yang terendah terjadi
pada
unggun zeolit 15 cm. Hal ini dapat terjadi
disebabkan oleh perubahan laju alir ketika
mengoperasikan percobaan pada unggun
zeolit
15 cm, dimana laju alir telah berkurang
karena
jumlah
air pada raw water berkurang sehingga
tekanan airnya juga berkurang.
Dalam literature tentang adsorbsi
(Sundstrom,1979), konsentrasi suatu spesi
yang
diadsorb dalam effluent selama beberapa
waktu
pertama menunjukkan kecenderungan konstan.
Setelah unggun mulai jenuh barulah
konsentrasi
spesi tersebut meningkat tajam. Pada
kondisi ini
kurva yang terjadi berbentuk huruf S.
titik
dimana konsentrasi dalam effluent mulai
meningkat disebut titik tembus (break
point)
sedangkan kurvanya dinamakan kurva
terobosan
(breakthrough curve). Dalam
percobaan ini
terjadi kurva terobosan titik tembusnya.
Dari fenomena yang ada, dalam
penelitian ini adsorbsi yang terjadi
adalah
adsorbsi fisika di mana ion Ca2+ yang
telah
teradsorb dapat mengikat ion Na+. Dengan
demikian terjadi pertukaran ion antara ion
Na+
dari zeolit dan ion Ca2+ dari air.
Kapasitas
Adsorbsi ion Ca terhadap
waktu
adsorbsi
Dari hasil kurva terobosan yang terbentuk
pada gambar 1 dibuat suatu grafik
yang menyatakan hubungan antara jumlah adsorbat
yang terasorbsi (q) oleh zeolit terhadap waktu adsorbsi.
Grafik hubungan q vs t untuk adsorbsi
ion Ca2+ menggunakan zeolit disajikan
dalam,gambar 2.
Biru = Unggun zeolit 5 cm
Pink = unggun 10 cm
Kuning = unggun 15 cm
Gambar 2.
Kapasitas adsorbsi ion Ca pada zeolit.
Dari gambar 2 terlihat pada kurva
semakin lama semakin meningkat. Seharusnya
kapasitas adsorbsi pada rentang waktu
tertentu
awalnya meningkat dan selanjutnya mencapai
kesetimbangan (konstan). Hal ini
disebabkan
pengambilan sampel didasarkan pada waktu
selama 60 menit sehingga tidak dapat
diketahui
sampai seberapa lama kondisi unggun akan
jenuh. Akan tetapi dari hasil kurva
terobosan
dapat dilihat perkiraan kondisi unggun
yang
mencapai kejenuhan. Perbedaan ini
disebabkan
pada perhitungan kapasitas adsorbsi
menggunakan satuan mg ion Ca/gr zeolit.
Berdasarkan hal tersebut maka dimungkinkan
untuk unggun 5 cm dengan berat 300 gram
memiliki kapasitas terbesar zeolit dengan
unggun
15 cm dengan berat 900 gram memiliki
kapasitas
adsorbsi terkecil.
Hasil perhitungan kapasitas adsorbsi pada
ketiga
jenis unggun zeolit disajikan dalam tabel
berikut.
kapasitas absorbsi ion Ca pada Zeolit
|
|
|
|
|
|
|
Zeolit
|
C* (mg / lt)
|
q * (mg ion Ca / gr
Zeolit)
|
|
unggun 5 cm
|
600
|
10,83
|
|
900
|
43,33
|
|
1200
|
105,83
|
|
1300
|
193,33
|
|
unggun 10 cm
|
600
|
6,25
|
|
900
|
22,5
|
|
1100
|
50,83
|
|
1200
|
91,25
|
|
unggun 15 cm
|
500
|
3,61
|
|
800
|
13,33
|
|
1000
|
30,56
|
|
1100
|
55,28
|
|
PENGHILANGAN
KESADAHAN AIR YANG MENGANDUNG ION
Ca2+
DENGAN MENGGUNAKAN ZEOLIT ALAM LAMPUNG
SEBAGAI PENUKAR KATION
Untuk menghilangkan kesadahan
sementara ataupun kesadahan tetap pada air yang anda gunakan di rumah dapat
dilakukan dengan menggunakan zeolit. Anda cukup menyediakan tong yang dapat
menampung zeolit. Pada dasar tong sudah dibuat keran. Air yang akan anda
gunakan dilewatkan pada zeolit terlebih dahulu. Air yang telah dilewatkan pada
zeolit dapat anda gunakan untuk keperluan rumah tangga, spserti mencuci, mandi
dan keperluan masak.
Zeolit memiliki kapasitas untuk
menukar ion, artinya anda tidak dapat menggunakan zeolit yang sama selamanya. Sehingga pada rentang waktu tertentu anda
harus menggantinya.
KESIMPULAN
Berdasarkan
pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan, diantaranya :
Ø Air adalah
Ø Polusi
Air adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari
kemurniannya.
Ø Air sadah adalah air yang mengandung ion
Ca2+ atau Mg2+. Air sadah bukan merupakan air yang berbahaya, karena memang ion-ion
tersebut dapat larut dalam air. Akan tetapi dengan kadar Ca2+ yang
tinggi akan menyebabkan air menjadi keruh.
Ø Air sadah dapat mengakibatkan sabun
menjadi sulit berbuih dan kerak di dasar ketel.
Ø Air sadah dapat dibedakan menjadi 2 macam
yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.
Ø Kesadahan sementara dapat dihilangkan
dengan pemanasan, sedangkan kesadahan tetap dapat dihilangkan dengan penggunaan
resin pengikat kation dan anion serta penggunaan zeolit.