asam humat, humin
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 asam humat, humin
1/24
5
BAB II TINJAUAN
PUSTAKA
Air di wilayah gambut merupakan sumber air baku yang potensial untuk
diolah menjadi air bersih, terutama di daerah-daerah pedalaman Kalimantan,
Sumatera maupun Papua. Secara umum proses/tahapan pengolahan air gambut
tidak berbeda jauh dengan air baku tawar lainnya. asalah utama dalam
mengolah air gambut berhubungan dengan karakteristik spesi!ik yang dimilikinya
"#ur, $%&$'.
Adapun ciri-ciri air gambut adalah memiliki kadar p( yang rendah ")-*'
sehingga bersi!at sangat asam, memiliki kadar organik yang tinggi, kadar besi dan
mangan tinggi, serta berwarna kuning atau coklat tua "pekat'.
Karakteristik tersebut sangat berkaitan dengan proses terbentuknya
"!ormasi' air gambut seperti terlihat pada +ambar &.
Sumber : Nur, 2012.+ambar &. ekanisme Pembentukan Air +ambut
arna coklat kemerahan pada air gambut merupakan akibat dari tingginya
kandungan at organik "bahan humus' terlarut terutama dalam bentuk asam
humus dan turunannya. Asam humus tersebut berasal dari dekomposisi bahan
organik seperti daun, pohon atau kayu dengan berbagai tingkat dekomposisi,
namun secara umum telah mencapai dekomposisi yang stabil. arna akan
-
7/26/2019 asam humat, humin
2/24
semakin tinggi karena disebabkan oleh adanya logam besi yang terikat oleh asam-
asam organik yang terlarut dalam air tersebut "usnimar et al., $%&%'.
Sumatera Selatan merupakan wilayah yang terdiri dari daerah dataran
rendah, berawa dan pasang surut merupakan sumber air gambut. leh pemerintah
sebagian dari daerah-daerah tersebut di atas dijadikan daerah pemukiman
transmigrasi, yang kemudian berkembang menjadi daerah perkebunan dan
pedesaan bahkan perkotaan. #amun dalam pengembangannya daerah ini
menghadapi kendala utama yaitu langkahnya air bersih, sehingga untuk dapat
memenuhi kebutuhan akan air sehari-hari masyarakat setempat meman!aatkan air
gambut yang banyak terdapat di daerah tersebut tanpa melalui proses pengolahan.
Air gambut tersebut cukup potensial bila dilihat dari kwantitasnya untuk dijadikan
sebagai sumber air bersih melalui pengolahan terlebih dahulu "0epartemen
Kesehatan, $%&%'.
2.1 Air Gambut
2.1.1 Pengertian Air Gambut
+ambut adalah jenis tanah yang terbentuk dari akumulasi sisa-sisa
tumbuhan yang setengah membusuk. leh sebab itu, kandungan bahan
organiknya tinggi. 1anah yang terutama terbentuk di lahan-lahan basah ini disebut
dalam bahasa 2nggris sebagai peat3 dan lahan-lahan bergambut di berbagai
belahan dunia dikenal dengan aneka nama seperti bog, moor, muskeg, pocosin,
mire, dan lain-lain. 2stilahgambut sendiri diambil dari bahasa daerah 4anjar "#ur,
$%&$'.
Sebagai bahan organik, gambut dapat diman!aatkan sebagai sumber energi.
olume gambut di seluruh dunia diperkirakan sejumlah * triliun m6, yang
menutupi wilayah sebesar kurang-lebih ) juta km7 atau sekitar $8 luas daratan di
dunia, dan mengandung potensi energi kira-kira 9 miliar terajoule "#aswir, $%%:'.
4eberapa jenis gambut di 2ndonesia;
&. Gambut topogen ialah lapisan tanah gambut yang terbentuk karena genangan
air yang terhambat drainasenya pada tanah-tanah cekung di belakang pantai, di
pedalaman atau di pegunungan. +ambut jenis ini umumnya tidak begitu dalam,
-
7/26/2019 asam humat, humin
3/24
sekitar * m saja, tidak begitu asam airnya dan relati! subur, dengan at hara
yang berasal dari lapisan tanah mineral di dasar cekungan, air sungai, sisa-sisa
tumbuhan, dan air hujan. +ambut topogen relati! tidak banyak dijumpai.
$. Gambut ombrogen lebih sering dijumpai, meski semua gambut ombrogen
bermula sebagai gambut topogen. +ambut ombrogen lebih tua umurnya. Pada
umumnya lapisan gambutnya lebih tebal, hingga kedalaman $% m, dan
permukaan tanah gambutnya lebih tinggi daripada permukaan sungai di
dekatnya. Kandungan unsur hara tanah sangat terbatas, hanya bersumber dari
lapisan gambut dan dari air hujan, sehingga tidak subur. Sungai-sungai atau
drainase yang keluar dari wilayah gambut ombrogen mengalirkan air yang
keasamannya tinggi "p( ),%n, ?, Ag, Au, ?a, 4a, 1i, , ?u, n, dan ?o. etode
elektrokoagulasi adalah proses metode air gambut menjadi air murni "@ustanti,
$%%:'.
1abel &. uas 0aerah +ambut di Kalimantan dan Sumatera
(utan @awa +ambut
#o ProBinsi
uas (utan
"Km$' uas "Km$' 8-ase terhadap uas (utan
&KalimantanKalimantan 1engah &&C,&** $9,*9: $*.5
$ Kalimantan Selatan &D,:5: &,*5$ 9.&) Kalimantan 4arat 9D,%%C &9,D9$ $&.C
Sumatera
* @iau 5:,)C5 )5,&$9 5:.$
5 Eambi $D,C59 5,95& $&.$
C Sumatera Selatan C,D$& C,D$& &9.:
Sumber :h tt p : // www.setneg.go.id/index.2 01 1.
http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011 -
7/26/2019 asam humat, humin
4/24
2.1.2 Pr o s e s P e m b e n t ukan A ir G a mbut
+a mbut ter b e ntuk k are n a a d a nya tumpukan bahan organik dalam waktu
yang lama. 0i alam, bahan organik akan selalu mengalami perombakan,
umumnya secara biologi oleh makro dan mikroorganisme. Adanya tumpukan
menunjukkan bahwa perombakan bahan organik lebih kecil dibandingkan dengan
penambahan bahan organik. 0ekomposisi bahan organik ditentukan oleh aktiBitas
mikroorganisme, serta oleh komposisi kimianya. Kecepatan pembentukan gambut
dipengaruhi oleh kemampuan tanaman menghasilkan biomassa, susunan biomassa
yang terbentuk, kecepatan dekomposisi dan mineralisasi, keadaan anaerob,
temperatur, kemasaman dan aktiBitas mikroorganisme "#ur, $%&$'.
+a mbut ter b e ntuk d a r i bagian-bagian tumbuhan yang terhambat
pembusukannya, biasanya di lahan-lahan berawa, karena kadar keasaman yang
tinggi atau kondisi anaerob di perairan setempat. 1anah gambut sebagian besar
tersusun dari serpih dan kepingan sisa tumbuhan, daun, ranting, pepagan, bahkan
kayu-kayu besar, yang belum sepenuhnya membusuk. Kadang-kadang ditemukan
pula sisa-sisa bangkai binatang dan serangga yang turut terawetkan di dalam
lapisan-lapisan gambut.
a im n y a di dun i a , d i s e but sebagai gambut apabila kandungan bahan
organik dalam tanah melebihi )%8, akan tetapi hutan-hutan rawa gambut di
2ndonesia umumnya mempunyai kandungan melebihi C58 dan ke dalamannya
melebihi dari 5% cm. 1anah dengan kandungan bahan organik antara )5
-
7/26/2019 asam humat, humin
5/24
organiknya, para ahli arkeologi dapat merekonstruksi gambaran ekologi pada
masa purba "#ur, $%&$'.
Air gambut adalah air permukaan yang menggenangi suatu daerah, dimana
daerah tersebut terbentuk dari adanya tumpukan bahan organik dalam waktu yang
lama. 4erdasarkan penelitian, air gambut tersebut mengandung senyawa organik
trihalometan yang bersi!at karsinogenik "pemicu kanker'. Selain itu, air gambut
dapat menyebabkan iritasi kulit, gangguan metabolisme, dan menyebabkan
kerusakan pada gigi "0epartemen Kesehatan, $%&%'.
1abel $. Properti =isik 1anah +ambut Sumatera, Kalimantan, Eawa, dan K2Parameter
0uri
Sumatera
1ampan Palembang Pontianak
Kalimantan
4anjarmasin Palangkaraya
Eawa
@awa Pening
/K2
Sampel &F
Kadar Air C$&.$C *D$.D < 59$.9 $)5.)C C)&.D* **:.9) 5)C.)$ < 5)$.* )$&.)$ < 5C&.DC *:5.CD)9).4atas ?air **%.5) )%: < *CC.5 $D* $5:.CC &9$ $$D.9 < )55.* - $)4atas Plastis )DD.)5 $)5.: < )%D.: &:*.$& &:C.)D &*D.C &)*.* < &:9 - $&D.CD4atas Susut - 5:.*C - - $9.%$ **.C$ - -Speciic Gra!it" &.C &.55 < &.*: &.9$ &.*$ &.*D &.): < &.5& &.** < &.D$ &.94erat Eenis "k#/m)' - - &&.$) - :.C* &% - -Kadar p(0alam Air Suling ).:: ).C& ).)9 *.9 C.*D *.5 < 5.5 - *.D:0alam ?a?l$ ).:& ).%C ).$9 - C.)9 - - -Kadar Abu $&.:C 9.& < $&.& 5%.D* &.$ *.$C %.D$ < D )D.D) $).C)Kadar Serat D*.%9 $) < D9.: D&.9: D:.*5 C&.)) :).& < :$.: C$.&$ )).*5Kadar rganik - 9D.) < :C.5 - :9.9 :5.)9 :9.:& - DC.)DAngka Pori - 9.&$ - - C.9: 9.&D - -
Sumber : h tt p : // www.setneg.go.id/index.2 01 1.
2.1.3 Parameter Fisika an Kimia Air Gambut
2.1.3.1 Parameter Fisika
a. Suhu
Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses !isika, kimia, dan biologi
badan air. Peningkatan suhu dapat mengakibatkan peningkatan Biskositas, reaksi
kimia, eBaporasi dan Bolatilisasi. Peningkatan suhu juga dapat menyebabkan
penurunan kelarutan gas dalam air, seperti $, ?$, #$ dan sebagainya.
b. arna
Pada proses pengolahan air warna merupakan salah satu parameter !isika
yang digunakan sebagai persyaratan kualitas air baik untuk air bersih maupun
untuk air minum. Prinsip yang berlaku dalam penentuan parameter warna adalah
memisahkan terlebih dahulu at atau bahan-bahan yang terlarut yang
menyebabkan kekeruhan.
http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011http://www.setneg.go.id/index.2011 -
7/26/2019 asam humat, humin
6/24
&%
c. Kekeruhan "#urbidit"'
Kekeruhan di dalam air disebabkan oleh adanya at tersuspensi, seperti
lumpur, at organik, plankton dan at-at halus lainnya. Kekeruhan merupakan
si!at optis dari suatu larutan, yaitu hamburan dan absorpsi cahaya yang
melaluinya. Kekeruhan dengan kadar semua jenis at suspensi tidak dapat
dihubungkan secara langsung, karena tergantung juga kepada ukuran dan bentuk
butiran.
d. 1SS "#otal Suspended Solid '
Padatan 1otal 1ersuspensi "1SS' adalah bahan-bahan tersuspensi "diameterG&Hm' yang tertahan pada saringan millipore dengan diameter pori %,*5 Hm
"I!!endi, $%%)'. 1SS terdiri atas lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik,
yang terutama disebabkan oleh kikisan tanah atau erosi tanah yang terbawa ke
badan air.
2.1.3.2 Parameter Kimia
a. p(
#ilai p( menunjukkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air.Kemampuan air untuk mengikat atau melepaskan sejumlah ion hidrogen akan
menunjukkan apakah perairan tersebut bersi!at asam atau basa. #ilai p( air
gambut berkisar antara $,D- * "2P2, $%&$'.
b. 0 "$issol!ed %x"gen'
ksigen terlarut "dissol!ed ox"gen' merupakan konsentrasi gas oksigen
yang terlarut dalam air. =aktor yang mempengaruhi jumlah oksigen terlarut di
dalam air adalah jumlah kehadiran bahan organik, suhu, aktiBitas bakteri,
kelarutan, !otosintesis dan kontak dengan udara.
c. 405 "&iochemical %x"gen $emand '
&iochemical %x"gen $emand adalah jumlah oksigen yang diperlukan oleh
mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik yang terdapat dalam air pada
keadaan aerobik yang diinkubasi pada suhu $%o? selama 5 hari, sehingga sering
disebut 405. #ilai 405 ini juga digunakan untuk menduga jumlah bahan
-
7/26/2019 asam humat, humin
7/24
organik di dalam air limbah yang dapat dioksidasi dan akan diuraikan oleh
mikroorganisme melalui proses biologi.
d. ?0 "'hemical %x"gen $emand '
?0 menyatakan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk
mengoksidasi semua bahan organik yang terdapat di perairan, menjadi ?$ dan
($. Pada prosedur penentuan ?0, oksigen yang dikonsumsi setara dengan
jumlah dikromat yang diperlukan dalam mengoksidasi air sampel. 4ila 40
memberikan gambaran jumlah bahan organik yang dapat terurai secara biologis
"bahan organik mudah terurai, biodegradable organic matter', maka ?0memberikan gambaran jumlah total bahan organik yang mudah terurai maupun
yang sulit.
e. 4esi "=e'
4esi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir
setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air.
Pada umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersi!at;
&. terlarut sebagai =e$J "!erro' atau =e)J "!erri',
$. tersuspensi sebagai butiran koloidal "diameter &Hm' atau lebih besar, seperti
=e$), =e, =e"(') dan sebagainya,
). tergabung dengan at organik atau at padat yang anorganik.
!. angan "n'
ogam mangan adalah unsur kimia dalam 1abel periodik yang memiliki
lambang n dan nomor atom $5, berwarna sil!er metallic, keras dan sangat
rapuh. ogam mangan memiliki energi ionisasi D,$& g/cm), titik leburnya sekitar
"&' &$*C D&D,) kE/mol, "$' &5%: kE/mol, ")' )$*9 kE/mol. ogam angan
memiliki jari-jari atom &,)5 L dan jari-jari ionnya %.9 L, logam ini bersi!at
paramagnetik.
angan mampu menimbulkan keracunan kronis pada manusia hingga
berdampak menimbulkan lemah pada kaki dan otot, muka kusam dan dampak
-
7/26/2019 asam humat, humin
8/24
lanjutan bagi manusia yang keracunan angan "n', bicaranya lambat dan
hiperre!leksi "PahleBi, $%%:'.
angan mempunyai warna putih-kelabu dan menyerupai besi. angan
berkilap metalik sampai submetalik, kekerasan $
-
7/26/2019 asam humat, humin
9/24
1. &og
erupakan jenis lahan gambut yang sumber airnya berasal dari air hujan dan
air permukaan, karena air hujan mempunyai p( yang agak asam maka setelah
bercampur dengan gambut akan bersi!at asam dan warnanya cokelat karena
terdapat kandungan organik.
2. (en
erupakan lahan gambut yang sumber airnya berasal dari air tanah yang
biasanya dikontaminasi oleh mineral sehingga p( air gambut tersebut memiliki
p( netral dan basa.
4erdasarkan kelarutannya dalam alkali dan asam, asam humus dibagi dalam
tiga !raksi utama yaitu "Kusnaedi, $%&%';
&. Asam (umat
Asam humat atau humus dapat dide!inisikan sebagai hasil akhir dekomposisi
bahan organik oleh organisme secara aerobik. ?iri-ciri dari asam humus ini
antara lain;
- Asam ini mempunyai berat molekul &%.%%% hingga &%%.%%% g/mol- erupakan makromolekul aromatik komplek dengan asam amino, gula
amino, peptide, serta komponen ali!atik yang posisinya berada antara
kelompok aromatik.
- erupakan bagian dari humus yang bersi!at tidak larut dalam air pada
kondisi p( $ tetapi larut pada p( yang lebih tinggi.
- 4isa diekstraksi dari tanah dengan bermacam reagen dan tidak larut dalam
larutan asam.
- Asam humat adalah bagian yang paling mudah diekstrak di antara
komponen humus lainnya.
- empunyai warna yang berBariasi mulai dari cokelat pekat sampai abu-abu
pekat.
- (umus tanah gambut mengandung lebih banyak asam humat.
- Asam humus merupakan senyawa organik yang sangat kompleks, yang
secara umum memiliki ikatan aromatik yang panjang dan nonbiodegradable
-
7/26/2019 asam humat, humin
10/24
yang merupakan hasil oksidasi dari senyawa lignin "gugus !enolik'. Struktur
asam humat dapat dilihat pada +ambar $.
Sumber : Samosir, 200).
+ambar $. odel Struktur Asam (umat
$. Asam =ulBat
- Asam !ulBat berasal dari kataul!us yang berarti kuning, warna dari asam
!ulBat adalah kuning terang hingga mendekati cokelat. Asam !ulBat
merupakan senyawa asam organik alami yang berasal dari humus, larut
dalam air, sering ditemukan dalam air permukaan dengan berat molekular
yang rendah yaitu antara rentang &%%% hingga &%.%%%.
- Asam ini larut dalam air pada berbagai kondisi p( dan sangat rentan
terhadap serangan mikroba. Asam-asam !ulBat mengandung atom oksigen
dua kali lebih banyak dari pada asam humat, karena banyaknya gugus
karboksil "-?(' dan hidroksil "?(' sehingga secara kimia asam !ulBat
lebih reakti! dibandingkan senyawa-senyawa humus lainnya. Struktur asam
humat dapat dilihat pada +ambar ).
Sumber : Samosir, 200).+ambar ). odel Struktur Asam =ulBat
-
7/26/2019 asam humat, humin
11/24
). (umin
Kompleks humin dianggap sebagai molekul paling besar dari senyawa
humus karena rentang berat molekulnya mencapai &%%.%%% hingga &%.%%%.%%%,
sedangkan si!at kimia dan !isika humin belum banyak diketahui "=itria, $%%9'.
Karakteristik humin adalah berwarna coklat gelap, tidak larut dalam asam
dan basa, dan sangat resisten akan serangan mikroba, tidak dapat diekstrak oleh
asam maupun basa. Perbedaan antara asam humat, asam !ulBat dan humin bisa
dijelaskan melalui Bariasi berat molekul, keberadaan grup !ungsional seperti
karboksil dan !enolik dengan tingkat polimerisasi.
4ahan organik tanah dan tanaman berada dalam bentuk koloid.
4erdasarkan kemudahan berikatan dengan air, maka bahan organik dapat
dibedakan atas hidro!obik "tidak suka air' dan hidro!ilik "suka air'. Koloid
hidro!obik dapat di!lokulasi, sedangan koloid hidro!ilik biasanya tidak. Koloid
tanaman kebanyakan bersi!at hidro!ilik sehingga sulit untuk dikoagulasi secara
konBensional "=itria, $%%9'. Kandungan unsur yang terdapat pada tanah
gambut dapat dilihat pada 1abel ).
1abel ). Kandungan unsur mikro tanah gambut di Sumatera
Mnsur < unsurKandungan unsur "kg/ha'Pada kedalaman %-$5 cm
Kandungan unsur "kg/ha'Pada kedalaman 9%-&%% cm
- Kobalt "?o' %,& < %,$ %,%5 < &,%
- 1embaga "?u' %,9 < 9,% %,$ < %,9
- 4esi "=e' &*) < &D5 CD < &$$
- angan "n' *,& < $5 &,& < &,D
- olibdenum "o' %,C < &,% %,) < %,C
- Seng ">n' $,9 < *,* &,9 < *,9Sumber : Nurhasni et al., 2012.
Salah satu contoh kualitas air gambut lainnya yang diambil di daerah
Sumatera Selatan dapat dilihat pada 1abel *.
-
7/26/2019 asam humat, humin
12/24
1abel *. ?ontoh kualitas air gambut daerah Sumatera Selatan
#o Parameter Mnit Air 4aku
& 'olour pt. 'obalt &$5$ %dour
) #aste
* p* 5.%
5 #urbidit" =1M )D
C +monium mg/ below %.%*
D 'alcium mg/ 5,$$
9 'opper mg/ below %.%)
: ron disol!e mg/ &.$%
&% -anganese mg/ %.$&&& -agnesium mg/ D.):
&$ inc mg/ &.*C
&) &icarbonate mg/ 99.::
&* 'hloride mg/ &.5&
&5 Nitrate mg/ below %.&&
&C Nitrite mg/ %.%)
&D Sulphate mg/ 5C.99
&9 ead mg/ below %.%&
&: %rganic -atter mg/ &*.5*
b" -n%
$% +rsenic mg/ below %.%%&
$& 'admium mg/ below %.%&
$$ '"anide mg/l below %.%&
$) 'hrom hexa!alent mg/ below %.%%C
$* -ercur" mg/ below %.%%&
$5 coli /&%% m -
$C 'oliorm /&%% m -
$D Salmonella sp /&%% m -
Sumber : Nurhasni et al., 2012.
?ontoh kualitas air gambut lainnya yang terdapat di Kabupaten uaro
Eambi seperti di daerah 1angkit, 4ungur dan Sungai +elam, semuanya
mempunyai spesi!ikasi yang hampir sama, antara lain "#aswir, $%%:';
&. p( berkisar ),)*
-
7/26/2019 asam humat, humin
13/24
*. Kesadahan berkisar C,&-9,& mg/ ?a?
5. Angka Kn*berkisar 5%,95-&%*,DD mg/
C. 3hospat total berkisar %,%D-%,%$ mg/
D. Kadar besi berkisar $,**-$,99 mg/
9. Kadar mangan berkisar tt-%,&)9 mg/
2.2 Pengola"an Air Gambut
Karakteristik air gambut seperti yang telah disebutkan di atas menunjukkan
bahwa air gambut kurang menguntungkan untuk dijadikan air minum bagi
masyarakat di daerah berawa. #amun karena jumlah air gambut tersebut sangatbanyak dan dominan berada di daerah tersebut maka harus bisa menjadi alternati!
sumber air minum masyarakat. Kondisi yang kurang menguntungkan dari segi
kesehatan adalah sebagai berikut "?ahyana, $%%:';
- Kadar keasaman p( yang rendah dapat menyebabkan kerusakan gigi dan sakit
perut.
- Kandungan organik yang tinggi dapat menjadi sumber makanan bagi
mikroorganisme dalam air, sehingga dapat menimbulkan bau apabila bahanorganik tersebut terurai secara biologi.
- Apabila dalam pengolahan air gambut tersebut digunakan klor sebagai
desin!ektan, akan terbentuk trihalometan seperti senyawa argonoklor yang
dapat bersi!at karsinogenik "kelarutan logam dalam air semakin tinggi bila p(
semakin rendah'.
- 2katannya yang kuat dengan logam "4esi dan angan' menyebabkan
kandungan logam dalam air tinggi dan dapat menimbulkan kematian jika
dikonsumsi secara terus-menerus.
4erdasarkan pada pengetahuan tentang penyebab dan kandungan warna
pada air gambut dan si!at-si!atnya, maka proses dan metode pengolahan yang
dapat diterapkan untuk mengolah jenis air berwarna alami adalah proses oksidasi,
proses adsorpsi, proses koagulasi-!lokulasi dan elektrokoagulasi.
-
7/26/2019 asam humat, humin
14/24
&. Proses ksidasi
Proses oksidasi untuk pengolahan air berwarna "yang mengandung senyawa
organik' yang dapat dianjurkan adalah dengan oon atau peroksida, karena tidak
menghasilkan suatu ikatan atau senyawa yang berbahaya "dapat menguraikannya
sehingga mudah terurai dan menguap'. on atau peroksida dikenal sebagai
oksidator yang kuat yang dapat digunakan dalam pengolahan air sehingga ikatan
polimer dan monomernya akan terputus dan akan membentuk ?$ dan ($
apabila oksidasinya sempurna. #amun dalam aplikasinya biaya operasi relati!
mahal, dan perlu digunakan unit penghasil oon.
$. Proses Adsorpsi
Adsorbsi merupakan !enomena !isika dimana molekul-molekul bahan yang
diadsorpsi tertarik pada permukaan bidang padat yang bertindak sebagai adsorban.
Adsorbsi merupakan !enomena bidang batas, yang e!isiensinya makin tinggi
apabila luas bidang permukaan adsorban makin besar. 0itinjau dari segi derajat
adsorpsi pada suatu jenis adsorban secara umum mengikuti aturan sebagai berikut
"?ahyana, $%%:';
- Adsorpsi berlangsung sedikit terhadap semua senyawa organik, kecuali
senyawa berhalogen "=, 4r dan ?l'.
- Adsorpsi berlangsung baik pada semua senyawa berhalogen dan senyawa
ali!atik.
- Adsorpsi berlangsung sangat baik terhadap semua senyawa aromatik, semakin
banyak kandungan inti benennya semakin baik adsorpsinya.
4erdasarkan kriteria di atas, maka pengolahan air berwarna "air gambut'dapat dilakukan dengan cara adsorpsi karena asam humus mempunyai gugus
senyawa aromatik. #amun secara umum proses ini masih mahal.
0alam pengolahan air gambut dengan proses adsorpsi pada prinsipnya
adalah menarik molekul asam-asam humus ke permukaan suatu adsorben. ?ontoh
adsorben yang biasa digunakan adalah karbon akti! "charcoal', eolit, resin, dan
tanah liat dari lokasi sumber air gambut.
-
7/26/2019 asam humat, humin
15/24
). Proses Koagulasi - =lokulasi
Proses koagulasi yang diiringi dengan proses !lokulasi merupakan salah satu
proses pengolahan air yang sudah lama digunakan. Proses ini penting untuk
penyisihan warna dan organik. 0e!inisi koagulasi sebagai proses cukup banyak
tapi dari laporan #urhasni et al., "$%&$' dapat disimpulkan menjadi tiga;
a. Proses untuk menggabungkan partikel kecil menjadi agregat yang lebih besar.
b. Proses penambahan bahan kimia ke dalam air untuk menghasilkan spesies
kimia yang berperan dalam destabilisasi kontaminan dan meningkatkan
kemungkinan penyisihan.
c. Proses untuk menggabungkan partikel koloid dan partikel kecil menjadi
agregat yang lebih besar dan dapat mengadsorb material organik terlarut ke
permukaan agregat sehingga dapat mengendap.
Partikel koloid yang terkandung dalam air alam umumnya mempunyai
muatan negati!, sehingga koagulan yang diperlukan adalah yang bermuatan
positi!. Koagulan yang umum digunakan dalam pengolahan air adalah garam
aluminium seperti alum.=lok-!lok yang terbentuk pada umumnya juga mempunyai kemampuan
adsorpsi yang cukup besar, sehingga pada saat yang bersamaan dengan
pembentukan dan penggabungan mikro!lok akan terjadi proses adsorpsi dan
pemerangkapan bahan-bahan terlarut dalam air, dan akan ikut tersisih dalam
proses pengendapan dan penyaringan, sedangkan pada air berwarna alami atau air
gambut konsentrasi bahan koloid atau partikel tersuspensi lainnya umumnya
sangat rendah, sehingga ada pendapat mengatakan bahwa sesungguhnya proses
koagulasi dan !lokulasi yang dilaksanakan pada air berwarna tidak lain adalah
melaksanakan proses adsorpsi dengan bantuan penambahan bahan kimia "PahleBi,
$%%:'.
Penelitian yang telah dilakukan untuk mengolah air gambut di antaranya;
&. Proses pengolahan air gambut dengan cara koagulasi yang lain yaitu,
two staged coagulation. #wo staged coagulation adalah proses koagulasi yang
dilakukan dalam dua tahap, dimana pada setiap proses dilakukan pembubuhan
-
7/26/2019 asam humat, humin
16/24
$%
dosis dan pengkondisian p( yang kemudian diikuti oleh satu kali proses
!lokulasi "=itria, $%%9'.
$. Pengolahan air gambut menggunakan proses hibrid adsorpsi
-
7/26/2019 asam humat, humin
17/24
Standar air baku atau air bersih tersebut disesuaikan dengan Standar
2nternasional yang dikeluarkan oleh 4orld *ealth %rgani5ation "4*%6.
Standarisasi kualitas air tersebut bertujuan untuk memelihara, melindungi, dan
mempertinggi derajat kesehatan mengolah dan mendistribusikan air bersih untuk
masyarakat umum. Kualitas air yang digunakan sebagai air bersih sebaiknya
memenuhi persyaratan secara !isik, kimia, dan mikrobiologi.
0ari segi kualitas air minum harus memenuhi "Kusnaedi, $%&%';
a. Syarat !isik;
&. Air tidak berwarnaAir untuk keperluan rumah tangga harus jernih. Air yang berwarna berarti
mengandung bahan-bahan lain yang berbahaya bagi kesehatan.
$. Air rasanya tawar
Air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit, atau asin
menunjukkan bahwa kualitas air tersebut tidak baik. @asa asin disebabkan
oleh adanya garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam
diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik.
). Air tak boleh berbau
Air yang memiliki ciri tidak berbau bila dicium dari jauh maupun dari dekat.
Air yang berbau busuk mengandung bahan organik yang sedang mengalami
dekomposisi "penguraian' oleh mikrorganisme air.
*. Air harus jernih tidak keruh
Air yang keruh disebabkan adanya butiran-butiran koloid dari bahan tanah.
Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh. 0erajat
kekeruhan dinyatakan dengan satuan unit.
5. 1idak mengandung at padatan
Air minum yang baik tidak boleh mengandung at padatan, walaupun
jernih, air yang mengandung padatan yang terapung tidak baik digunakan
sebagai air minum. Apabila air dididihkan, at padat tersebut dapat larut
sehingga menurunkan kualitas air minum.
-
7/26/2019 asam humat, humin
18/24
Syarat-syarat kekeruhan dan warna harus dipenuhi oleh setiap jenis air
minum dimana dilakukan penyaringan dalam pengolahannya. Kadar bilangan
yang disyaratkan dan tidak boleh dilampaui dapat dilihat pada 1abel 5;
1abel 5. Parameter !isik air bersih
Parameter SatuanKadar maksimum yang
diperbolehkan
mperatur o? Suhu udara N )o? Kekeruhan #1M1idak berbau dan berasa
Sumber : eputusan -enteri esehatan 7 Nomor )2/-NS/3er/8/2010.
b. Syarat kimia
Air minum tidak boleh mengandung racun, at-at mineral atau at-at
kimia tertentu dalam jumlah melampaui batas yang ditentukan dapat dilihat pada
1abel C.
1abel C. Parameter kimia air bersih
KadarParameter Satuan maksimum yang Keterangan
diperbolehkan
Alumunium mg/ %,$4esi mg/ %,)Klorida mg/ $5%Kesadahan mg/ 5%%angan mg/ %,*
p( mg/ C,5-9,5Seng mg/ )Sul!at mg/ $5%1embaga mg/ $1otal padatan terlarut mg/ 5%%Ammonia mg/ &,5
Sumber : eputusan -enteri esehatan 7 Nomor )2/-NS/3er/8/2010.
2.! %lektrokoagulasi
Ilektrokoagulasi dikenal juga sebagai Olektrolisis Gelombang 3endek.
Ilektrokoagulasi merupakan suatu proses yang melewatkan arus listrik ke dalam
air. (al tersebut dapat dijadikan sebuah uji nyata dengan proses yang sangat
e!ekti! untuk pemindahan bahan pengkontaminasi di dalam air. Proses ini dapat
mengurangi lebih dari :: 8 kation logam berat.
Ke tera n g a narna Pt-?o &54au dan rasa - -
-
7/26/2019 asam humat, humin
19/24
Ilektrokoagulasi merupakan metode pengolahan air secara elektrokimia
dimana pada anoda terjadi pelepasan koagulan akti! berupa ion logam "biasanya
aluminium atau besi' ke dalam larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi
elektrolisis berupa pelepasan gas hidrogen "=itria, $%%9'. Ilektrokoagulasi adalah
proses kompleks yang melibatkan !enomena kimia dan !isika dengan
menggunakan elektroda untuk menghasilkan ion yang digunakan untuk mengolah
air limbah "PahleBi, $%%:'.
Saat ini penggunaan teknologi elektrokoagulasi dikembangkan untuk
meningkatkan kualitas e!luen air limbah. Ilektrokoagulasi digunakan untuk
mengolah e!luen dari beberapa air limbah yang berasal dari industri makanan,
limbah tekstil, limbah rumah tangga, limbah yang mengandung senyawa arsenik,
air yang mengandung !luorida, dan air yang mengandung partikel yang sangat
halus, bentonit dan kaolit.
Ilektrokoagulasi mampu mengolah berbagai polutan termasuk padatan
tersuspensi, logam berat, tinta, bahan organik "seperti limbah domestik', minyak
dan lemak, ion dan radionuklida. Karakteristik polutan mempengaruhi mekanisme
pengolahan, misalnya polutan berbentuk ion akan diturunkan melalui proses
presipitasi sedangkan padatan tersuspensi yang bermuatan akan diabsorbsi ke
koagulan yang bermuatan.
+ambar * menunjukkan proses elektrokoagulasi yang sangat kompleks.
Koagulan dan produk hidrolisis saling berinteraksi dengan polutan atau dengan
ion lain atau dengan gas hidrogen. ekanisme penyisihan yang umum terjadi
dalam elektrokoagulasi terbagi dalam tiga !aktor utama, yaitu "a' terbentuknya
koagulan akibat proses oksidasi elektrolisis pada elektroda, "b' destabilisasikontaminan, partikel tersuspensi dan pemecahan emulsi, dan "c' agregatisasi dari
hasil destabilisasi untuk membentuk !lok "PahleBi, $%%:'.
-
7/26/2019 asam humat, humin
20/24
Sumber: (itria, 2009
+ambar *. 2nteraksi dalam Proses Ilektrokoagulasi
Proses destabilisasi kontaminan, partikel tersuspensi dan pemecahan emulsi
terjadi melalui tahapan berikut;
- Kompresi lapisan ganda "double la"er' yang terjadi di sekeliling spesi
bermuatan yang disebabkan interaksi dengan ion yang terbentuk dari oksidasidi elektroda.
- #etralisasi ion bermuatan dalam air limbah dengan menggunakan ion
berlawanan yang dihasilkan dari elektroda. Adanya ion tersebut menyebabkan
berkurangnya gaya tolak-menolak antar partikel dalam air limbah, sehingga
gaya !an der waals menonjol dalam proses koagulasi dapat berlangsung.
- Pembentukan !lok akibat proses koagulasi sehingga terbentuk sludge blanket
yang mampu menjebak dan menjembatani partikel koloid yang masih ada di airlimbah.
@eaksi kimia yang terjadi pada proses elektrokoagulasi yaitu reaksi reduksi
oksidasi, sebagai akibat adanya arus listrik "0?'. Pada reaksi ini terjadi
pergerakan dari ion-ion yaitu ion positi! "disebut kation' yang bergerak pada
katoda yang bermuatan negati!, sedangkan ion-ion negati! bergerak menuju anoda
yang bermuatan positi! yang kemudian ion-ion tersebut dinamakan sebagai anion
"bermuatan negati!'.
-
7/26/2019 asam humat, humin
21/24
Ilektroda dalam proses elektrokoagulasi merupakan salah satu alat untuk
menghantarkan atau menyampaikan arus listrik ke dalam larutan agar larutan
tersebut terjadi suatu reaksi "perubahan kimia'. Ilektroda tempat terjadi reaksi
reduksi disebut katoda, sedangkan tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut
anoda.
enurut Eohanes reaksi yang terjadi pada elektroda tersebut sebagai berikut;
a' @eaksi pada Katoda
Pada katoda akan terjadi reaksi-reaksi reduksi terhadap kation, yang termasuk
dalam kation ini adalah ion (J dan ion ion logam.
&. 2on (J dari suatu asam akan direduksi menjadi gas hidrogen yang akan
bebas sebagai gelembung-gelembung gas.
$(J
J $e ($ ............................................................................. "&'
$. Eika larutan mengandung ion-ion logam alkali, alkali tanah, maka ion-ion
ini tidak dapat direduksi dari larutan yang mengalami reduksi adalah
pelarut "air' dan terbentuk gas hidrogen "($' pada katoda.
$($ J $e $(-J ($ .............................................................. "$'
0ari da!tar Io "deret potensial logam/deret Bolta', maka akan diketahui
bahwa reduksi terhadap air limbah lebih mudah berlangsung dari pada
reduksi terhadap pelarutnya "air'.
K, 4a, ?a, #a, g, Al, >n, ?r, =e, ?d, ?o, #i, Sn, Pb, Sb, 4i, ?u, (g, Ag,
Pt, Au.
). Eika larutan mengandung ion-ion logam lain, maka ion-ion logam akandireduksi menjadi logamnya dan terdapat pada batang katoda.
b' @eaksi pada Anoda
&. Anoda yang digunakan adalah logam Aluminium akan teroksidasi;
Al)J J )($ Al"(') J )(
- J)e .............................................. ")'
$. 2on (- dari basa akan mengalami oksidasi membentuk gas oksigen "$';
*(- $($ J $ J *e ............................................................... "*'
-
7/26/2019 asam humat, humin
22/24
). Anion-anion lain "S*-$, S)
-$' tidak dapat dioksidasi dari larutan, yang
akan mengalami oksidasi adalah pelarutnya "($' membentuk gas oksigen
"$' pada anoda;
$($ *(- J $ J *e ................................................................. "5'
0ari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses elektrokoagulasi, maka pada
katoda akan dihasilkan gas hidrogen dan reaksi ion logamnya, sedang pada anoda
akan dihasilkan gas halogen dan pengendapan !lok-!lok yang terbentuk.
Proses elektrokoagulasi dilakukan pada bejana elektrolisis yang di dalamnya
terdapat katoda dan anoda sebagai penghantar arus listrik searah yang disebutelektroda, yang tercelup dalam larutan limbah sebagai elektrolit, karena dalam
proses elektrokoagulasi ini menghasilkan gas yang berupa gelembung-gelembung
gas, maka kotoran-kotoran yang terbentuk yang ada dalam air akan terangkat ke
atas permukaan air. =lok-!lok terbentuk ternyata mempunyai ukuran yang relati!
kecil, sehingga !lok-!lok yang terbentuk tadi lama-kelamaan akan bertambah
besar ukurannya. Setelah air mengalami elektrokoagulasi, kemudian dilakukan
proses pengendapan, yaitu ber!ungsi untuk mengendapkan partikel-partikel atau!lok yang terbentuk tadi, kemudian e!luen yang dihasilkan akan dianalisis di
laboratorium.
Proses ini dapat mengambil lebih dari :: 8 kation beberapa logam berat
dan dapat juga membunuh mikroorganisme dalam air. Proses ini juga dapat
mengendapkan koloid-koloid yang bermuatan dan menghilangkan ion-ion lain,
koloid-koloid, dan emulsi-emulsi dalam jumlah yang signi!ikan.
Ilektrokoagulasi seringkali dapat menetralisir muatan-muatan partikel dan
ion, sehingga bisa mengendapkan kontaminan-kontaminan, menurunkan
konsentrasi lebih rendah dari yang bisa dicapai dengan pengendapan kimiawi, dan
dapat menggantikan dan/atau mengurangi penggunaan bahan-bahan kimia yang
mahal "garam, logam, dan polimer'.
Ilektrokoagulasi mampu menyisihkan berbagai jenis polutan dalam air,
yaitu partikel tersuspensi, logam-logam berat, produk minyak bumi, warna pada
at pewarna, larutan humus, dan de!louridasi air. Selain itu, elektrokoagulasi
-
7/26/2019 asam humat, humin
23/24
dapat digunakan untuk pengolahan awal teknologi membran seperti reBerse
osmosis. Pada penelitian ini akan dilihat bagaimana metode elektrokoagulasi
dapat mengurangi kadar 10S, 405, ?0, logam besi, logam mangan dan
menaikkan p( dalam air gambut dengan berbagai Bariasi rapat arus dan waktu
proses serta bagaimana kee!ektiBitasan penggunaan metode elektrokoagulasi
untuk mengurangi kadar pencemar tersebut "@ustanti, $%%:'.
Ilektrokoagulasi merupakan metode elektrokimia untuk mengolah air
tercemar yang telah berhasil diterapkan tidak hanya untuk pengolahan larut atau
koloid polutan, limbah cair industri susu, kilang minyak sayur, air limbah nitrat,
air limbah yang mengandung logam berat, dan senyawa !enolik dan pestisida, tapi
juga air !luoride dan pengolahan asam humat "#aswir, $%%:'.
+ambaran tentang keuntungan dan kerugian dari penggunaan
elektrokoagulasi. 4eberapa keuntungan dari proses elektrokoagulasi adalah
sebagai berikut "usnimar et al., $%&%';
a. Peralatan yang dibutuhkan sederhana dan mudah dioperasikan.
b. Air limbah yang diolah dengan elektrokoagulasi menghasilkan e!luen yang
jernih, tidak berwarna dan tidak berbau.
c. umpur yang dihasilkan elektrokoagulasi relati! stabil dan mudah dipisahkan
karena berasal dari oksida logam. Selain itu, jumlah lumpur yang dihasilkan
sedikit.
d. =lok yang terbentuk pada elektrokoagulasi memiliki kesamaan dengan !lok
yang berasal dari koagulasi kimia. Perbedaannya adalah !lok dari
elektrokoagulasi berukuran lebih besar dengan kandungan air yang sedikit,
lebih stabil dan mudah dipisahkan secara cepat dengan !iltrasi.e. Ilektrokoagulasi menghasilkan e!luen dengan kandungan 1SS lebih sedikit,
sehingga mengurangi biaya reco!er" bila air hasil pengolahan digunakan
kembali.
!. Ilektrokoagulasi dapat mengolah partikel koloid yang sangat kecil karena
penggunaan arus listrik menyebabkan proses koagulasi lebih mudah terjadi dan
lebih cepat.
-
7/26/2019 asam humat, humin
24/24
g. +elembung gas yang dihasilkan selama proses elektrolisis dan membawa
polutan yang diolah untuk naik ke permukaan tersebut mudah dikumpulkan
dan dipisahkan.
h. Perawatan reaktor elektrokoagulasi lebih mudah karena proses elektrolisis yang
terjadi cukup dikendalikan dari penggunaan listrik tanpa perlu memindahkan
bagian dalamnya.
Kerugian dari penggunaan elektrokagulasi adalah;
a. Ilektroda yang digunakan dalam metode ini harus diganti secara teratur.
b. Penggunaan listrik terkadang lebih mahal dari pada beberapa daerah.c. 1erbentuknya lapisan pada elektroda dapat mengurangi e!isiensi pengolahan.
d. Proses elektrokoagulasi membutuhkan konduktiBitas yang tinggi pada air
limbah yang diolah.
e. (idrolisis seperti gelatin cenderung solubiliti pada beberapa kasus.
4eberapa !aktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi antara lain "#aswir,
$%%:';
a. Kerapatan arus listrikb. aktu
c. 1egangan
d. Kadar keasaman "p('
e. Ketebalan plat
!. Earak antar elektroda