Makalah Air dan Polusi Air

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 .

3. 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

• Proses penanganan primer

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 :

1. Penanganan primer, yaitu membuang bahan-bahan padatan yang mengendap atau mengapung.
2. Penaganan sekunder, yaitu proses dekomposisi bahan-bahan padatan secara biologis.
3. Pengendapan, yaitu menghilangkan komponen-komponen fosfor dan padatan tersuspensi.
4. Adsorbsi, yaitu bahan-bahan organik terlarut.
5. Elektrodialisis, yaitu menurunkan konsetrasi garam-garam terlarut sampai pada konsentrasi air semula, sebelum digunakan.
6. 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.