metode sampling dalam penentuan sifat kimia perairan
TRANSCRIPT
MAKALAH KIMIA LINGKUNGANMETODE SAMPLING, DALAM PENENTUAN SIFAT KIMIA PERAIRAN
OLEH :
M. AQLY SATYAWAN
H1E108056
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
FAKULTAS TEKNIK
PROGAM STUDI S-1 TEKNIK LINGKUNGAN
BANJARBARU
2009
i
KATA PENGANTAR
Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa
atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah
ini dengan tema “metode sampling pada pengukuran sifat kimia perairan” dan dengan
judul “oil dan grease” .
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah
Kimia Lingkungan. Penyusunan laporan ini berdasarkan format yang telah diberikan.
Namun demikian, penulis menyadari keterbatasan yang dimiliki dalam penyusunan
makalah ini sehingga makalah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis
mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini menjadi lebih baik
nantinya.
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Ibu Nopi Stiyati Prihartini, S.Si,
MT selaku dosen pengajar Kimia Lingkungan yang telah memberikan tugas ini dan
membimbing dalam penyusunannya, agar mahasiswa dapat menambah ilmu dan
menjadi mahasiswa yang lebih berkompeten.
Akhir kata, penulis mengharapkan agar makalah ini dapat bermanfaat bagi
kita semua.
Banjarbaru, Maret 2009
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
Kata Pengantar............................................................................................... i
Daftar isi......................................................................................................... ii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang............................................................................... 1
1.2 Tujuan............................................................................................ 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................... 20
2.1 Desinfeksi....................................................................................... 11
2.2 Zat organik .......... ............................................................... 15
BAB III METODE PENULISAN......................................................... 9
BAB V PENUTUP........................................................................................ 28
DAFTAR PUSTAKA
iii
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pencemaran adalah perubahan sifat fisika, kimia dan biologi yang tidak
dikehendaki pada udara, tanah dan air. Perubahan tersebut dapat menimbulkan
bahaya bagi kehidupan manusia atau organisme lainnya. Proses-proses industri,
tempat tinggal dan peninggalan-peninggalan dapat merusak/mencemari badan-badan
air. Pencemaran air merupakan penambahan bemacam-macam bahan sebagai
aktivitas manusia ke dalam lingkungan air yang biasanya memberikan pengaruh
berbahaya terhadap lingkungan.
Apabila suatu limbah yang berupa bahan pencemar masuk ke suatu badan
perairan dan mengganggap bahwa badan perairan merupakan tempat pembuangan
limbah baik domestik maupun limbah industri adalah salah karena dapat
menyebabkan perubahan dan gangguan terhadap sumber daya air.
Bahan pencemaran yang masuk ke dalam air dapat dikelompokkan atas
limbah organik, logam berat dan minyak. Masing-masing kelompok ini sangat
berpengaruh terhadap oganisme perairan. Logam berat merupakan bahan pencemar
yang paling banyak ditemukan diperairan akibat limbah industri dan limbah
perkotaan.
1.2 Tujuan
Tujuan yang hendak diambil dari pembuatan makalah ini adalah agar kita
mengetahui bahayanya pencemaran minyak dan pelumas (oil and grease) dalam
perairan serta penggunaan teknologi oil and grease pada metode sampling dalam
pentuan sifat kimia perairan.
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1 Aspek Kimia Pencemaran air
Sifat-sifat kimia air yang umum diuji dan dapat digunakan untuk
menentukan tingkat pencemaran air adalah :
1. Nilai pH, Keasaman, dan Alkalinitas
Nilai pH adalah ukuran derajat keasaman atau kebasaan zat cair atau
larutan. Nilai pH air yang normal adalah sekitar 6,7 – 8,6 sedangkan pH air
yang tercemar, misalnya air limbah (buangan), berbeda-beda tergantung pada
jenis limbahnya. Air yang mempunyai pH lebih kecil akan bersifat asam dan
air yang pH-nya lebih besar bersifat basa.
Air yang masih segar dari pegunungan biasanya mempunyai pH yang
lebih tinggi. Semakin lama pH air akan menurun menuju kondisi asam. Hal
ini dikarenakan bertambahnya bahan-bahan organik yang membebaskan CO2
jika mengalami proses penguraian.
Keasaman adalah kemampuan untuk menetralkan basa. Keasaman
yang tinggi belum tentu mempunyai pH yang rendah. Suatu asam lemah dapat
mempunyai keasaman yang tinggi, artinya mempunyai potensi untuk
melepaskan hidrogen. Contohnya asam karbonat, asam asetat, dan asam
organic lainnya. Keasaman dibedakan menjadi dua, yaitu :
a. Keasaman bebas, disebabkan oleh asam kuat seperti asam klorida dan
asam sulfat. Keasaman bebas dapat menurunkan banyak pH.
b. Keasaman total terdiri dari keasaman bebas ditambah keasaman yang
disebabkan oleh asam lemah.
2
Alkalinitas berkaitan dengan kesadahan air, yang merupakan salah
satu sifat air. Adanya ion kalsium dan magnesium di dalam air dalam bentuk
sulfat, klorida, dan hidrogen karbonat akan mengakibatkan sifat kesadahan
itu.
Air dengan tingkat kesadahan yang terlalu tinggi sangat merugikan
karena beberapa hal, diantaranya dapat menimbulkan korosi pada alat-alat
yang terbuat dari besi, menyebabkan sabun kurang berbusa (kalsium dan
magnesium didalam air bereaksi dengan sabun), sehingga meningkatkan
konsumsi sabun dan dapat menimbulkan endapan atau kerak di dalam wadah-
wadah pengolahan. Kesadahan air dibedakan menjadi dua macam, yaitu :
Kesadahan sementara, disebabkan karena garam-garam karbonat
(CO3-) dan bikarbonat (HCO3
-) dari kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg). Garam karbonat merupakan garam yang tidak larut, sedangkan
bikarbonat adalah garam yang larut. Garam karbonat dengan air dan
karbondioksida di udara akan membentuk garam bikarbonat yang
larut. Oleh karena itu semakin tinggi konsentrasi karbondioksida di
udara, semakin tinggi kelarutannya, dalam bentuk reaksi sebagai
berikut :
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2
Tidak larut larut
Kesadahan air ini bersifat sementara karena dapat dihilangkan dengan
cara pemanasan dimana terbentuk garam kalsium karbonat yang tidak
larut dan mengendap, sehingga dapat dihilangkan dengan mudah.
Ca(HCO3)2 CaCO3
Dipanaskan (mengendap)
Kesadahan tetap, disebabkan oleh adanya garam-garam klorida (Cl-)
dan sulfat (SO4) dari kalsium (Ca) dan magnesium (Mg). Kesadahan
karena garam-garam tersebut bersifat tetap dan sukar dihilangkan.
3
Berdasarkan tingkat kesadahannya , air dapat digolongkan sebagai berikut
Tabel II.1.1.1. Derajat kesadahan air berdasarkan kandungan Kalsium
Karbonat
Derajat kesadahan CaCO3 (ppm) Ion Ca- (ppm)
Lunak < 50 < 2,9
Agak sadah 50 – 100 2,9 – 5,9
Sadah 100– 200 5,9 – 11,9
Sangat sadah > 200 > 11,9
(Kristanto, 2002).
2. Oksigen terlarut
Oksigen adalah gas yang tak berbau, tak berasa, dan hanya sedikit
larut dalam air. Untuk mempertahankan hidupnya, makhluk yang tinggal
dalam air baik tumbuhan maupun hewan, bergantung kepada oksigen yang
terlarut ini. Jadi, kadar oksigen terlarut dapat dijadikan ukuran untuk
menentukan kualitas air. Kehidupan di air dapat bertahan jika terdapat
oksigen terlarut sebanyak 5 ppm (5 mg oksigen setiap liter air). Selebihnya
bergantung kepada ketahanan organisme, derajat keaktifannya, kehadiran
bahan pencemar, suhu air dan sebagainya (Kristanto, 2002).
Oksigen terlarut merupakan parameter mutu air yang penting
karena nilai oksigen terlarut dapat menunjukkan tingkat pencemaran atau
tingkat pengolahan air limbah. Pengukuran oksigen terlarut dan CO2
mengkaji masalah polusi air daripada dalam menentukan mutu sanitasi karena
parameter DO dapat dengan cepat menentukan tingkat polusi air. Oksigen
terlarut dapat berasal dari fotosintesis tanaman air dan atmosfir yang masuk
kedalam air dengan kecepatan tertentu. Konsentrasi oksigen terlarut dalam
4
keadaan jenuh bervariasi tergantung dari suhu dan tekanan atmosfir. Semakin
tinggi suhu air, semakin rendah tingkat kejenuhan.
Jika oksigen terlarut terlalu rendah, maka organisme anaerob
mungkin akan mati dan organisme aerob akan menguraikan bahan organik
dan menghasilkan bahan seperti metana dan hidrogen sulfida. Zat-zat inilah
yang mengakibatkan air berbau busuk. Sebaliknya konsentrasi oksigen
terlarut yang terlalu tinggi juga mengakibatkan proses korosi yang semakin
cepat karena oksigen akan mengikat hidrogen yang melapisi permukaan
logam (Sunu, 2001).
3. Karbondioksida dalam air
Kepekatan oksigen terlarut dalam air bergantung pada kepekatan
karbondioksida yang ada. Karbondioksida dari udara selalu bertukar dengan
yang di air jika air dan udara bersentuhan. Pada air yang tenang, pertukaran
air ini sedikit. Proses yang terjadi adalah difusi. Jika air bergelombang maka
pertukaran akan menjadi lebih cepat.
Karbondioksida juga terdapat dalam air hujan, yang terbawa pada
saat tetes air turun dari udara. Setiap tetes air hujan mengandung 0,6 ppm
CO2, yang biasanya bereaksi dengan air melalui reaksi sebagai berikut :
CO2 + H2O H2CO3
Dan sebagian terurai menjadi ion-ion
H2CO3 H- + HCO3-
Hal ini mengakibatkan air hujan agak bersifat asam. Lebih-lebih jika udara
sudah tercemar dan mengandung asam lain yang lebih kuat daripada asam
karbonat. Kandungan CO2 dan H2CO3 dalam larutan dinamakan
karbondioksida bebas.
Jika air hujan jatuh di tanah, dan dalam tanah bertemu lagi dengan
karbondioksida maka air hujan ini akan menjadi lebih asam lagi. Jika
5
kemudian bersentuhan dengan batu kapur CaCO3, maka akan terjadi reaksi
yang membentuk garam asam.
CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2
Zat tersebut bertahan cukup lama jika tanah banyak mengandung CO2.
Jika tak terdapat lagi karbondioksida, maka garam asam itu akan terurai
menjadi CaCo3 melalui reaksi :
Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2 + CO2
Jika tanah mengandung magnesium, maka akan dapat terbentuk
Mg(HCO3)2 dan MgCO3. Air tanah biasanya mengandung campuran berbagai
garam karbonat, dan karbondioksida bebas yang dikandung kurang dari 10
ppm, air dengan 25 ppm karbondioksida sudah dapat membahayakan makhluk
hidup (Kristanto, 2002).
4. Nitrat
Nitrogen sebagai sumber nitrat terbanyak terdapat di udara, yaitu
sebesar 78% volume udara. Ada tiga tandon (gudang) nitrogen di alam. Yang
pertama adalah udara, kemudian senyawa anorganik (nitrat, nitrit, dan
amoniak), dan yang ketiga adalah senyawa organik (protein, asam urea).
Hanya sedikit tumbuhan yang dapat langsung memanfaatkan nitrogen udara.
Tumbuhan dapat menghisap nitrogen dalam bentuk nitrat (NO3). Proses
transformasi ini disebut fiksasi nitrogen.
Tumbuhan dan hewan yang mati akan diuraikan proteinnya oleh
organisme pembusuk menjadi amoniak dan senyawa amonium. Nitrogen
dalam kotoran dan air seni juga akan berakhir menjadi amoniak juga.
Amoniak merupakan hasil tambahan penguraian protein tumbuhan atau
hewan, atau dalam kotorannya. Jadi, jika terdapat amoniak dalam air, ada
kemungkinan kotoran hewan masuk. Amoniak dalam air tidak terlalu
berbahaya jika air tersebut diberi klor.
6
Jika amoniak diubah menjadi nitrat, maka akan terdapat nitrit dalam
air. Hal ini terjadi jika air tidak mengalir, khususnya dibagian dasar. Nitrit
amat beracun di dalam air, tapi tidak bertahan lama. Kandungan nitrogen di
dalam air sebaiknya di bawah 0,3 ppm. Karena jika kandungannya di atas
jumlah tersebut akan mengakibatkan ganggang tumbuh dengan subur. Jika
kandungan nitrat dalam air mencapai 45 ppm maka berbahaya untuk
diminum karena nitrat tersebut akan berubah menjadi nitrit dalam perut.
Keracunan nitrit akan mengakibatkan wajah membiru dan kematian
(Kristanto, 2002).
5. Posfor
Seperti halnya oksigen, unsur penting lainnya dalam suatu ekosistem
adalah posfor. Dalam ekosistem air, posfor terdapat dalam tiga bentuk, yaitu
senyawa posfor anorganik seperti ortofosfat, senyawa organik dalam
protoplasma, dan sebagai senyawa organik terlarut yang terbentuk karena
kotoran atau tubuh organisme yang mengurai. Air biasanya mengandung
posfat anorganik terlarut. Dalam perjalanannya daur posfor mirip dengan
daur nitrogen.
Air biasanya mengandung posfat anorganik terlarut. Fitiplankton dan
tumbuhan air lainnya akan mengabsorpsi posfat ini dan membentuk senyawa,
misalnya adinosine triposfat, ATP. Herbivora yang memakan tumbuhan
tersebut akan mendapatkan posfor tersebut. Jika tumbuhan dan hewan
tersebut mati maka bakteri pengurai akan mengembalikan posfor itu ke dalam
air sebagai zat organik terlarut. Demikian pula dengan metabolisme hidup
dimana akhirnya bakteri menguraikan senyawa organik itu menjadi posfor,
dan daur tersebut akan terulang kembali.
7
Pencegahan pencemaran posfor dapat dilakukan dengan melarang
penggunaan deterjen yang mengandung posfat. Juga dengan mewajibkan
pengolahan limbah industri dengan memberikan air kapur atau aluminium
posfat agar posfatnya mengendap dan dapat dibuang (Kristanto, 2002).
Sifat-sifat kimia air yang lainnya adalah sifat-sifat yang berkenaan
dengan kapasitas pelarut. Air hampir merupakan pelarut universal, dengan
kemampuan melarutkan lebih banyak zat-zat daripada cairan apa pun. Hal ini
disebabkan oleh kemampuan pelarutnya mempunyai dua tipe: pertama,
bergantung pada sifat terpolarisasinya molekul air; dan kedua, karena ikatan
hidrogen. Bermacam-macam senyawa organik dan anorganik yang tidak
terpolarisasi – yang mengandung atom oksigen atau atom hidrogen yang
terikat pada atom oksigen lainnya atau atom nitrogen – bertahan dalam larutan
dengan ikatan hidrogen.
Kemampuan air sebagai pelarut polar untuk melarutkan berbagai
macam garam bergantung pada interaksi antara ion-ion garam dan muatan
listrik molekul-molekul air. Jika sejenis garam dilarutkan dalam air, garam ini
akan pecah menjadi komponen-komponen ionnya. Sebagai contoh, garam
dapur (NaCl) jika dimasukkan ke dalam air akan pecah menjadi ion-ion Na+
dan Cl-, dan molekul interaksi antara muatan listrik pada ion-ion garam dan
molekul-molekul air maka garam-garam dapat bertahan dalam larutan.
Selain itu sifat kimia air bergantung pada pecahnya ikatan hidrogen
dan oksigen yang kuat dalam molekul air. Dalam sembarang volume air,
beberapa molekul air telah memisahkan muatan listrik secara sempurna
sehingga molekul-molekul pecah menjadi dua bagian bermuatan listrik, H+
(ion hidrogen) dan OH- (ion hidroksil). Satu atom hidrogen bergerak menjauh,
meninggalkan satu elektronnya membentuk ikatan dengan elektron atom
oksigen. Karena itu, terbentuk ion hidrogen bebas bermuatan positif dan
meninggalkan ion hidroksil bermuatan negatif. Zat-zat tertentu melarut dalam
air dengan cara bereaksi dengan ion-ion ini. Radiasi matahari di perairan juga
8
merupakan faktor penting yang perlu diketahui. Radiasi matahari menentukan
intensitas dan kualitas cahaya pada suatu kedalaman tertentu dan juga
memengaruhi suhu perairan. Cahaya matahari merupakan sumber bagi
kehidupan jasad di perairan. Variasi suhu harian atau tahunan dari perairan
merupakan hasil dari radiasi, penguapan, dan konduksi panas. Cahaya yang
jatuh ke permukaan bumi terdiri atas cahaya matahari langsung dan cahaya
yang dilenturkan dari langit atau radiasi matahari yang tidak langsung.
Besarnya radiasi matahari yang jatuh pada suatu tempat bergantung pada
musim, letak, waktu, sudut jatuh, tinggi tempat, dan keadaan atmosfer.
Cahaya yang jatuh pada permukaan air akan dipantulkan dan diteruskan ke
dalam air.
Bagian cahaya yang dipantulkan bergantung pada sudut jatuh
(dihitung dari garis tegak lurus pada permukaan air) dan keadaan permukaan.
Untuk permukaan yang tenang, makin besar sudut jatuh, makin besar cahaya
yang dipantulkan. Intensitas dan kualitas cahaya yang masuk ke dalam
perairan menentukan iklim cahaya pada suatu kedalaman tertentu dan oleh
karena itu menentukan syarat-syarat bagi aktivitas fotosintetis tumbuh-
tumbuhan hijau. Cahaya diabsorbsi menghasilkan panas yang sangat penting
bagi proses-proses hidup. Dari sudut ekologi, sifat-sifat panas air dan
hubungan-hubungan yang terjadi dari padanya merupakan faktor-faktor yang
sangat penting dalam mempertahankan air sebagai suatu lingkungan hidup
yang cocok bagi kehidupan tumbuhan dan hewan.
9
2.2 Sifat Khas Badan Air
Kemampuan badan air untuk membersihkan dirinya sendiri dari
pencemar. Penghilangan bahan organik, nutrisi tanaman, atau pencemar
lainnya dari suatu danau atau sungai oleh aktivitas biologis dari komunitas
yang hidup didalamnya. Bahan biodegradabel yang masuk ke badan air,
sedikit demi sedikit digunakan oleh mikrorganisme dalam air, menurunkan
tingkat pencemar. Bila penambahan pencemar di hilir sungai tidak berlebihan,
air akan membersihkan diri dengan sendirinya self-cleansing. Proses ini tidak
berlaku untuk pencemar yang senyawa organik non biodegradabel atau logam.
Self purification merupakan suatu proses alami dimana sungai
mempertahankan kondisi asalnya melawan bahan – bahan asing yang masuk
ke dalam sungai. Menyempurnakan metode buatan dari pengelolaan kualitas
air dan menyangkut proses fisik kimia dan biologis. Dalam memecahkan
masalah eutrofikasi di danau, kehadiran phospor dan nitrogen yang berasal
dari kegiatan pertanian, industri dan sumber domestik harus dimengerti
terlebih dahulu, tidak langsung muncul di anak sungai. Kemampuan sungai
untuk menghilangkan tingkat polusi dari fosfor dan nitrogen adalah penting.
Vollenweideer (1968) meneliti fakta dari masuknya fosfat, amonia dan nitrat
oleh macrophyta yang berada di air. Dan mengatakan bahwa Callitriche dapat
menghilangkan secara efisien fosfat dari pembuangan air. Hynes (1970)
menyimpulkan bahwa nutrisi akan menurun seiring dengan perjalanan polutan
menuju hilir, mungkin disebabkan oleh uptake oleh tanaman, tetapi perlu
diingat bahwa hanya sedikit fakta dari percobaan yang dimiliki untuk
mendukung pandangan ini untuk mengindikasikan, pada air yang bergerak,
nitrogen dan fosfor cukup memadai bagi pertumbuhan maksimum dari alga
dan makrophyta.
10
Gambar 1. Pencemaran sungai oleh bahan organik
(sumber: aru.blogspot.com)
Sebagai gambaran dari self-purification, lihatlah Gambar 1
pencemaran sungai oleh bahan organik. Pada sungai yang tidak tercemar,
oksigen terlarut memiliki kadar sekitar 8 ppm dan BOD dalam keadaan yang
rendah. Sekarang bayangkan pencemar organik yang berasal dari pabrik
kertas atau pabrik makanan masuk kedalam badan air. Bahan organik ini tentu
membutuhkan oksigen untuk terdekomposisi. Hal ini menjadikan BOD
meningkat dan mempengaruhi Dissolved Oksigen di hilir sungai. Pencemar
organik ini menjadi makanan bagi sebagian bakteri aerob. Seiring dengan
mengalirnya air ke hilir, jumlah bakteri ini meningkat. Akibatnya ketersediaan
oksigen (DO) pada air sungai menurun. Pada titik tertentu pencemar organik
terdekomposisi dan terjadi recovery oksigen atau DO kembali meningkat
sebagai sumbangan dari atmosfir (aerasi) dan tanaman air.
Tahapan Self Purification seperti yang terlihat dalam Gambar 2
terdapat beberapa tahap dalam mekanisme self purification:
1. Clean Zone
2. Decomposition Zone
3. Septic Zone
4. Recovery Zone
11
Gambar 2. Tahapan dalam self purification
(sumber: Wikipedia)
Kondisi oksigen terlarut pada zona bersih berada pada 8 ppm, yang
merupakan konsentrasi normal DO di perairan dan BOD pada kondisi yang
rendah. Pada zona ini hewan – hewan air yang membutuhkan oksigen dalam
konsentrasi normal tumbuh dengan baik. Hewan hewan ini akan mati bila
konsentrasi oksigen menurun.
Dengan adanya pencemar yang memasuki badan air, peningkatan
BOD terjadi seiring dengan penurunan konsentrasi oksigen. Zona ini disebut
dengan zona dekomposisi dimana terjadi dekomposisi bahan organik oleh
bakteri. Populasi bakteri di zona ini meningkat. Hewan yang dapat tumbuh
adalah hewan dengan kebutuhan oksigen yang rendah, seperti beberapa jenis
ikan dan lintah.
Zona septik terjadi pada saat keberadaan oksigen dibawah 2 ppm. Ikan
akan menghilang atau pindah dari zona ini karena ketidaksesuaian dengan
kebutuhan oksigennya. Pada beberapa bagian kehidupan yang terdapat pada
zona ini adalah cacing lumpur, jamur dan bakteri anaerobik. Bakteri berada
pada populasi yang tinggi pada zona ini. Seiring dengan waktu dan jarak dari
lokasi pencemaran. Sungai mengalami peningkatan konsentrasi oksigen yang
12
berasal dari penangkapan udara oleh air, aerasi dan tanaman air. Selain itu
bahan organik mengalami penurunan setelah mengalami dekomposisi
sehingga BOD menurun. Zona ini disebut zona recovery, pada zona ini hewan
hewan yang tidak membutuhkan oksigen tinggi kembali dapat ditemui dan
hidup disini dan populasibakteri menurun. Zona bersih kembali tercapai
setelah recovery selesai. Hewan– hewan air dapat tumbuh kembali dengan
baik.
Bakteri mencapai jumlah yang besar setelah pengeluaran bahan
organik yang menjadi makanannya meningkat. Populasi dari protozoa yang
memakan bakteri juga meningkat. Awalnya suspended solid dengan tingkat
yang tinggi menghambat cahaya dan kekurangan oksigen memiliki efek
gangguan pada alga. Seiring dengan recovery sungai alga kembali muncul
dengan Cladophora sebagai salah satu yang dapat mendominasi badan air dan
menyelimutinya, hal ini dapat mengurangi kadar oksigen di malam hari. Satu
karakteristik pertumbuhan yang ditemukan di kondisi tercemar adalah jamur
kotoran (sewage fungus) yang mana kadang merupakan campuran dari
bakteri, protozoa, alga dan jamur dimana bakteri merupakan spesies yang
mendominasi. Hal ini dapat terlihat sebagai lumpur yang berwarna coklat
terang di badan air, atau sebagai rambut halus dengan bentuk pita yang
memanjang.
13
Gambar 3. Perubahan kimia dan biologi di hilir dari sumber pencemar
organik. (sumber : Wikipedia)
Seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3 (bagian bawah) spesies yang
sensitif terhadap pencemar seperti stonefly dan beberapa mayfly hilang akibat
pencemaran dan komunitas jenisnya menjadi berkurang dengan spesies
dominan yang toleran. Tubificid worm yang memiliki hemoglobin menjadikan
mereka bertahan hidup ketika kadar oksigen rendah. Seiring dengan
meningkatnya oksigen jumlah tubificid turun dengan larva Chironomous
menjadi spesies yang dominan.
Peningkatan oksigen lebih lanjut memungkinkan spesies seperti kutu
air, Ascellus dan spesies lain seperti udang air tawar, Gammarus dan
Hydropsyche sp. kembali muncul. Kemunculan ini hanya ketika sungai
terrecovery sepenuhnya, yang mana membutuhkan jarak ke hilir dari sumber
pencemar ketika mayfly dan stonefly yang paling sensitif muncul. Tipe
14
macroinvertebrata dan kelimpahannya biasanya digunakan untuk menentukan
status pencemaran dari sungai dan aliran air. (Cf Section on Biomonitoring).
Walaupun ikan dapat bergerak dan menjauh dari pencemaran, mereka
kadang membutuhkan kadar oksigen yang tinggi dan dapat terbunuh oleh zat
beracun seperti amonia. Ikan pertama yang dapat terlihat muncul di hilir
sumber pencemar kadang merupakan spesies yang toleran seperti stickleback
(Gasterosteus aculeatus), tetapi ikan seperti salmon dan trout (ikan air tawar)
dapat menghilang karena kadar oksigen yang rendah dalam jarak yang jauh.
Mekanisme Fisika Self Purification : Flotasi Kebanyakan efek self
purification yang dipelajari berkenaan dengan mikroba dan bahan organik,
walaupun demikian reduksi dari konsentrasi logam berat juga dikenal.
Penjelasan self purification tidak bisa dijelaskan hanya secara biologi dan
bagaimanapun berhubungan dengan kecepatan dan oksigen. Efek dari
konsentrasi pencemar diatas permukaan air berjalan secara normal setelah
jeram, air terjun, dan tebing tebing batuan. Pada lokasi ini karakter dari aliran
air yang mengalami turbulensi memastikan konsentrasi pencemar di air tetap
(akibat dari pencampuran yang baik) walaupun sebelumnya terdapat
perbedaan konsentrasi. Analisis kimia selanjutnya mengatakan bahwa
konsentrasi normal dari pencemar pada lapisan permukaan sekitar 1.5 kali
lebih tinggi dibanding pada badan air. Hanya terdapat satu mekanisme yang
dapat menjelaskan pengangkatan pencemar ini ke lapisan atas permukaan air
dan itu adalah flotasi. Pencemar dihilangkan dari badan air dengan gelembung
udara. Hasilnya buih terbentuk dipermukaan air. Gelembung ini penting untuk
proses, dapat dihasilkan dari penangkapan udara oleh air atau oleh formasi
gelembung dari udara yang terlarut. Mekanisme pertama dari pembentukan
gelembung terjadi di air terjun tetapi tidak menunjukkan perubahan penting
dalam jeram. Sebagai tambahan gelembung air dibentuk dari udara yang
ditangkap tidak dapat terlalu kecil dan hal itu tidak akan menghasilkan flotasi
patikel kecil, bila perbedaan dalam ukuran dari gelembung air dan partikel,
15
besar, partikel akan ditolak oleh gelembung daripada menariknya ke
gelembung. Hal ini dijelaskan oleh hidrodinamika koloid.
Dengan dikemukakannya mekanisme dari self purification di air
sungai pertanyaan penting telah terjawab. Flotasi dapat terjadi di lokasi tetapi
dampak dari flotasi dapat mengurangi konsentrasi dari pencemar diseluruh
badan air.
2.3 Minyak (Oil)
Minyak tidak berbeda dalam bentuk umum trigliseridanya, tetapi
hanya berbeda dalam bentuk (wujud). Perbedaan ini didasarkan pada
perbedaan titik lelehnya. Pada suhu kamar minyak berwujud cair. Titik leleh
minyak tergantung pada strukturnya, biasanya meningkat dengan
bertambahnya jumlah karbon. Banyaknya ikatan ganda dua karbon
jugaberpengaruh. Minyak termasuk salah satu anggota golongan
lipid yaitu merupakan lipid netral (Ketaren, 1986).
Minyak yang mencemari air sering di masukkan ke dalam
kelompok padatan, yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air.
Minyak tidak larut dalam air oleh karena itu minyak mengapung di atas air.
Jika pencemaran minyak terjadi dipantai maka proses
penghilangan minyak mungkin lebih cepat karena minyak
akan melekat pada benda-benda padat seperti batu dan pasir
di pantai yang mengalami kontak dengan air yang tercemar
tersebut. (Srikandi, 1992). Suatu perairan yang terdapat minyak
di dalamnya maka minyak akan selalu berada di atas
permukaan air hal ini dikarenakan minyak tidak larut dalam
air dan berat jenis minyak lebih kecil dari pada berat jenis air.
Apabila minyak tidak diolah terlebih dahulu sebelum dibuang
16
ke badan air penerima, maka akan membentuk selaput.
Minyak akan membentuk ester dan alkohol atau gliserol
dengan asam gemuk. Gliseril dari asam gemuk dalam fase
padat maka dikenal dengan nama lemak, sedangkan apabila
dalam fase cair disebut minyak (Sugiharto, 1987).
Semua jenis minyak mengandung senyawa volatil yang dapat segera
menguap. Sisa minyak yang tidak menguap akan mengalami emulsifikasi
yang mengakibatkan air dan minyak dapat bercampur.
Terdapat dua macam emulsi yang terbentuk antara minyak dengan air,
yaitu emulsi minyak dalam air, terjadi jika droplet-droplet minyak terdispersi
di dalam air dan di stabilkan dengan interaksi kimia dimana air menutupi
permukaan droplet-droplet tersebut.
Yang kedua emulsi air dalam minyak, Emulsi air dalam minyak
terbentuk jika droplet-droplet air ditutupi oleh lapisan minyak
dimana sebagian besar emulsi minyak tersebut akan
mengalami degradasi melalui foto oksidasi spontan dan
oksidasi oleh mikroorganisme. Emulsi semacam ini terlihat
sebagai lapisan yang mengapung pada permukaan air dan
lekat, dan terkadang karena kandungan air di dalam droplet-
droplet minyak tersebut cukup tinggi maka total volumenya
menjadi lebih besar dibandingkan dengan minyak
aslinya.Sebagian besar emulsi minyak tersebut kemudian
akan mengalami degradasi melalui foto oksidasi spontan dan
oksidasi oleh mikroorganisme. Mikroorganisme merupakan
organisme yang paling berperan dalam dekomposisi minyak
di laut. Setelah kira-kira tiga bulan, hanya tinggal 15% dari
volume minyak yang mencemari air masih tetap terdapat di
dalam air.
17
Metode Pemisahan Minyak
Adapun metode pemisahan minyak/oli yaitu :
1. Metode Gravity Setling
Prinsip kerjanya adalah perbedaan density minyak
dengan air, dimana air mempunyai density yang lebih besar
daripada minyak, maka dengan menempatkan campuran air
dan minyak tersebut pada suatu tempat yang tenang, maka
air akan mengendap dan terpisahkan dari minyak.
2. Metode Kimia
Pemisahan minyak-air berupa emulsi dengan metode
kimia adalah penambahan zat kimia ke dalam larutan emulsi
tersebut. Chemical agent ini mempunyai sifat kecendrungan
yang lebih kuat untuk menempati partikel air dibanding
kecendrungan yang dimiliki emulsifyng agent. Sifat
kecenderungan yang lebih besar untuk menempati
permukaan partikel air tersebut mengakibatkan molekul
amulsifyng agent yang mula-mula menempati partikel air menjadi
terdesak dan lari menyebar ke fase minyak. Dengan
terdesaknya molekul tersebut, maka kedudukannya
digantikan oleh molekul chemical agent. Chemical agent ini
mempunyai molekul-molekul yang lebih kecil dibanding
dengan molekul-molekulpada emulsifyng agent. Lapisan film ini
ternyata tidak menghalangi gaya tarik menarik antar molekul
air, sehingga dengan demikian partikel-partikel air akan saling
bertumbukan dan membentuk butiran yang lebih besar
sehingga memungkinkan pengendapan secara gravitasi
18
terjadi. Banyak zat-zat kimia (reagen) yang dijual di pasaran,
misalnya Visco (nalco), Aquanox (Baker) dan lain-lain. Pemilihan
zat kimia yang akan tergantung pada sifat-sifat emulsinya.
Perusahaan-perusahaan penyediaan zat kimia membantu
perusahaan-perusahaan minyak dalam hal pemilihan zat
kimia yang akan dipakai. Setelah mereka menguji secara
kuantitatif dan kualitatif pada emulsi minyaknya, sifat-
sifatnya dapat diketahui misalnya gravity minyak, grafik
temperatur vs viskositas minyak dan lain-lain. Data-data
tersebut perlu untuk menentukan reagen mana yang akan
dipakai, berapa banyaknya, bagaimana temperaturnya, dan
lain-lain.
Dari sejarah perkembangan, telah dibuat berbagai jenis
alat pemisah minyak dari yang sangat sederhana, kemudian
dimodifikasi dan disempurnakan dengan tujuan mendapat
efisiensi pemisahan sebesar mungkin. Adapun untuk
memenuhi kebutuhan tersebut telah dirancang beberapa
metode alat pemisahan minyak yaitu :
a) Interceptor dengan berbagai sekat (baffles) yaitu :
1. Multiple partial transverse baffles
2. Top and bottom transverse baffles
3. Transverse and longitudinal baffles
b) Paralel Plate Interceptor (PPI)
c) American Petroleum Institute (API) Interceptor
Separator American Petroleum Institute (API) adalah suatu
pemisah gravity jenis bak horizontal yang berbentuk sekat
dengan penggaruk minyak di atasnya. Separator ini juga
mempunyai prinsip kerja yang sama dengan model separator oil
19
trap yakni dengan menggunakan sistem gravitasi yang
memakai perbedaan densitas. Jenis bak ini banyak digunakan
dari bahan beton (concrete) ataupun bahan lainnya.
Sebagaimana umumnya bak pemisah horizontal, maka dua
hal yang tidak dapat dipenuhi sebagai bak pemisah ideal
adalah masalah turbulensi dan stabilitas pengendapan
(Anonim, 1994). Oleh karena itu dengan separator API / oil trap,
partikel-partikel di bawah 150 mikron tidak dapat dipisahkan
dari air limbah. Karena mudahnya pembuatan dan bentuknya
yang sederhana,separator ini masih banyak digunakan
terutama bila diketahui bahwa partikel minyak dalam air
mempunyai ukuran di atas 150 mikron.
d) Corrugated Plate Interceptor (CPI)
Pada dasarnya prinsip kerja dari CPI sama dengan
separator API. Akan tetapi di dalam CPI ditambahkan plate-plate
fiberglass yang tersusun paralel dengan kemiringan 45°-60°.
Plate-plate ini dapat berfungsi menambah luas penampang
lintang dari aliran atau mengurangi lintasan butiran partikel
minyak ke permukaan sehingga butiran minyak yang telah
terkumpul di bawah permukaan plate dapat mengumpul lebih
lanjut atau meluncur ke atas permukaan air, plate juga
berfungsi untuk mempersingkat jarak tempuh partikel minyak
di dalam fase air sehingga pembentukan lapisan minyak
dapat lebih cepat dan juga mengatur alirannya agar lebih
laminer. Minyak yang terkumpul pada permukaan akan
langsung masuk ke skim pipe. Alat ini mampu memisahkan
partikel-partikel yang dipakai di industri-industri yang lebih
kecil yaitu di bawah 150 mikron. Alat ini banyak dipakai di
20
industri-industri karena selain hemat tempat juga hemat
biaya pembuatan serta pemeliharaan dibandingkan dengan
alat pemisah sebelumnya. Selain itu ada beberapa
keuntungan dari Corrugated Plate Interceptor yaitu :
1. Peningkatan metode pemisahan minyak dari air.
2. Aliran laminer antara piringan atau plate-plate.
3. Distribusi aliran yang efektif tidak dipengaruhi oleh angin.
4. Konstruksinya murah khususnya dalam bahan tahan asam.
Efisiensi dari suatu alat pemisah minyak-air adalah
berbanding terbalik dengan perbandingan tentang laju
keluarnya pada unit area permukaan. Suatu area permukaan
alat pemisah dapat ditingkatkan oleh instalasi dari plat paralel
di dalam ruang alat pemisah. Dalam keadaan dimana ruang
yang tersedia untuk suatu alat pemisah terbatas, area
permukaan yang ekstra yang disediakan oleh suatu unit
parallel-plate yang tersusun rapi membuat parallel-plate dari
alat pemisah tersebut menjadi alternatif yang menarik pada
alat pemisah yang biasa. Aliran yang melalui suatu unit
parallel-plate dapat menjadi dua atau tiga kali dari suatu alat
pemisah biasa yang sepadan.
Sebagai tambahan terhadap peningkatan area
permukaan alat pemisah, kehadiran dari plat parallel dapat
mengurangi kecenderungan ke arah kontak yang lebih cepat
dan mengurangi pergolakan di dalam alat pemisah, dengan
begitu efisiensi dapat ditingkatkan. Plat pada umumnya
dipasang dalam posisi miring untuk mendorong minyak yang
terkumpulpada bagian bawah plat untuk dipindahkan ke
permukaan alat pemisah, sedangkan lumpur yang terkumpul
21
di atas plat akan mengendap ke dasar pemisah. Untuk
meningkatkan koleksi minyak dan lumpur, plat biasanya
berkerut/berombak-ombak.
Secara umum, parameter yang digunakan untuk
perancangan alat pemisah yang konvensional adalah juga
digunakan untuk ukuran parallel-plate sistem maksimum
(desain) aliran air limbah, bobot jenis dan kekentalan dari
fase air limbah mengandung air, dan bobot jenis air limbah
minyak.
Pada penelitian pemisahan minyak ini, menggunakan
metode gravity setling, dimana air mempunyai density yang
lebih besar daripada minyak, maka dengan menempatkan
campuran air dan minyak tersebut pada suatu tempat yang
tenang, maka air akan mengendap, lapisan minyak (oil layer)
akan mengapung sehingga terjadi pemisahan antara air dan
minyak dikarenakan oleh berat jenis molekul. (Hodson, and
Kilbourne, 1998).
3. Melalui Kolam Perangkap Minyak (Oil Trap)
Teknologi oil trap merupakan pengolahan pemisahan
minyak-air secara fisika, menggunakan prinsip gravitasi. Hal
ini tergantung dari perbedaan berat jenis tersebut. Sedimen
kasar akan mengendap di dasar kolam perangkap dan minyak
akan mengapung, sedangkan air yang telah berpisah dengan
minyak tersebut dibuang ke outlet.
Pada pemisahan minyak dan air, kecepatan naiknya
butir minyak akan mencapai konstan bila gaya dorong ke atas
akibat adanya perbedaan berat jenis sama dengan tahanan
22
gerak fluida saat bergerak. Hal ini tergantung dari berat jenis,
viskositas fluida dan ukuran butiran minyak.
Oil trap hanya berupa kolam atau kompartemen yang di
dalamnya hanya ruang kosong, proses terjadinya pemisahan
minyak pada oil trap yaitu setelah ruang yang terdapat di
dalam kolam terisi penuh, dimana alirannya horizontal yang
rendah dan laminer akan memberikan waktu tinggal bagi
butir-butir minyak untuk terpisah bergabung membentuk
lapisan minyak (oil layer) yang akan mengapung. Maka antara
minyak dan air dapat dipisahkan, minyak memiliki berat jenis
yang lebih kecil dari pada air sehingga posisi minyak akan
berada di atas air dan minyak akan di buang melalui outlet.
Gambar 4. Gambar Oil Trap
4. Proses Pemisahan Minyak Pada Reaktor Pemisah Minyak
Pada metode ini limbah akan diolah menggunakan
reaktor pemisah minyak, sebelum limbah dialirkan ke reaktor
pemisah minyak, dilakukan penambahan air sebanyak 20 %
dari total volume limbah. Penambahan air ini dimaksudkan
agar minyak yang terlarut dalam air dapat terurai dan
terpisah, serta untuk mempermudah minyak membentuk
suatu lapisan minyak atau mempercepat bergabungnya antar
molekul minyak yang memiliki berat jenis yang sama.
Sehingga konsentrasi minyak yang larut dalam air dapat
berkurang dan minyak yang terapung akan menjadi lebih
banyak, serta untuk mengurangi sifat limbah yang pekat agar
dapat dialirkan ke reaktor pemisah minyak. Pengolahan
limbah menggunakan reaktor pemisah minyak ini adalah
pengolahan secara fisika, serta berdasar pada prinsip
23
gravitasi dan berat jenis molekul. Dimana limbah ditampung
pada reservoar lalu dialirkan menuju reaktor pemisah minyak.
Dalam reaktor pemisah minyak terdapat empat ruang sekat
yang disusun dengan kemiringan 60°, yang berfungsi
menambah luas penampang lintang dari aliran atau
mengurangi lintasan butiran partikel minyak ke permukaan,
dan pembentukan lapisan minyak dapat terjadi lebih cepat
serta untuk menciptakan suatu aliran yang laminer. Limbah
yang masuk ke dalam reaktor akan melewati sekat-sekat
yang terbuat dari kaca. Disinilah terjadi proses fisika
pemisahan antara minyak dan air. Karena minyak akan
melekat pada benda-benda padat dan karena minyak
memiliki viskositas yang cukup kental serta sekat yang
terbuat dari bahan kaca memiliki permukaan yang kasat
maka minyak yang melewati sekat kaca ini akan menempel
pada kaca sehingga konsentrasi minyak akan berkurang dan
akan terus berkurang setelah melewati sekat yang lainnya.
Berdasarkan prinsip gravitasi dimana minyak memiliki berat
jenis yang lebih kecil dari pada berat jenis air, maka minyak
akan terapung diatas air. Pada saat penelitian, setelah limbah
masuk pada reaktor terjadi pembentukan droplet-droplet
minyak, dikarenakan sekat dengan kemiringan 60° sehingga
terciptanya aliran yang laminer pada reaktor, pada saat aliran
laminer inilah minyak akan terpisah dari air, minyak terapung
dan dikeluarkan melalui pipa pembuangan minyak yang
berada pada reaktor pemisah minyak. Limbah yang terdapat
dalam reaktor akan terjadi emulsi, yaitu emulsi air dalam
minyak. Emulsi air dalam minyak terbentuk droplet-droplet air
24
ditutupi oleh lapisan minyak, danemulsi ini distabilkan oleh
interaksi di antara droplet-droplet air yang tertutup. Emulsi ini
terlihat sebagai lapisan yang mengapung pada permukaan air
dan lekat sehingga minyak akan menempel pada kaca.
Pada metode ini dilakukan proses pemisahan kadar
minyak yang terdapat pada limbah. Untuk proses pemisahan
minyak menggunakan reaktor pemisah minyak, dengan
menggunakan reaktor yang bermedia zeolit dan karbon aktif.
Faktor waktu detensi atau waktu tinggal juga mempengaruhi
pada proses pemisahan minyak, menurut (Ondrey, 2006) waktu
tinggal yang diperlukan hanya sekitar 30 menit, maka
droplets minyak akan terpisah dari air. Pada metode ini
kondisi aliran laminer, sebagai akibat adanya sekat-sekat
yang mengurangi lajunya aliran yang masuk ke dalam reaktor
pemisah minyak.
Gambar 5. Reaktor Pemisah Minyak
25
2.4 Pelumas (Grease)
BAB III
METODE PENULISAN
Metode penulisan yang digunakan adalah kajian pustaka, dimana penulis
mengambil materi-materi yang dibahas dari beberapa referensi yang di dapatkan dari
buku-buku di perpustakaan maupun dari internet.
26
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Disinfeksi adalah penghancuran mikororganisme-mikroorganisme yang dapat
menyebabkan penyakit dan merupakan proses untuk menghilangkan semua bakteri
dalam air. Disinfeksi merupakan pelindung final bagi manusia dan sangat membantu
pengurangan jumlah penyakit yang disebarkan melalui air dan makanan. Disinfeksi
dibagi menjadi dua macam yaitu disinfeksi secara fisik dan secara kimia. Disinfeksi
secara fisik dapat dilakukan dengan pendidihan air yang merupakan cara paling
sederhana dan populer, kemudian dengan cara penyaringan dan radiasi sinar UV.
Disinfeksi secara kimia dilakukan denagn cara menambahkan bahan-bahan kimia
tertentu yang dapat membunuh bakteri yang disebut disinfektan. Bahan-bahan kimia
yang digunakan sebagai disinfektan adalah Klorin, Kloramin, Klorin dioksida dan
Ozon.
27
Zat organik adalah zat yang pada umumnya merupakan bagian dari binatang
atau tumbuhan dengan komponen utamanya adalah Karbon, Protein dan Lemak
Lipid. Limbah organik adalah sisa atau buangan dari berbagai aktivitas manusia
seperti rumah tangga, industri, pemukiman, peternakan, pertanian dan perikanan yang
berupa bahan organik. Bahan organik pada limbah organik tersusun oleh Karbon,
Hidrogen, Oksigen, Nitrogen, Fosfor, Sulfur dan Mineral lainnya. Limbah organik
yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid,
tersuspensi dan terlarut
DAFTAR PUSTAKA
http://jukungkami.blogspot.com
di akses pada tanggal 26 juni 2009
http://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/dekomposisi-zat-organik/feed/
di akses pada tanggal 26 juni 2009
28
29