konsep dasar sistem - lelyria.lecture.ub.ac.id · pencemaran dan/atau perusakan laut . air sangat...
TRANSCRIPT
3
Regulasi
Peraturan Pemerintah Nomor 20 Tahun 1990
Tentang Pengendalian Pencemaran Air
Undang-undang Republik Indonesia Nomor 7
Tahun 2004 Tentang Sumber Daya Air
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan
Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
Nomor 19 Tahun 1999 Tentang Pengendalian
Pencemaran dan/atau Perusakan Laut
AIR SANGAT PENTING UNTUK KEHIDUPAN
Bumi sebagian besar terdiri atas air (luas
daratan < luas lautan) sekitar 71%.
60% tubuh manusia terdiri atas air.
Makhluk hidup tidak dapat hidup tanpa air.
Saat ini air bersih menjadi barang mahal
karena banyak yang sudah tercemar
akibat kegiatan manusia.
4
Yang dikaji dalam pencemaran air bila
terdapat penyimpangan sifat-sifat air dari
keadaan normalnya bukan kemurniannya.
Didaerah pegunungan atau hutan dengan
udara yang bersih dan bebas dari
pencemaran air hujan yg turun
mengandung bahan terlarut (CO2, O2, N2)
serta bahan tersuspensi (debu, partikel dll)
Air permukaan dan air sumur umumnya
mengandung metal terlarut.
5
AIR SANGAT PENTING UNTUK KEHIDUPAN
Menurut Peruntukannya air di kategorikan
menjadi (PP_20_1990)
Golongan A air minum tanpa diolah
terlebih dahulu
Golongan B air baku diolah sebagai
air minum & keperluan rumah tangga
Golongan C perikanan & peternakan
Golongan D pertanian, usaha
perkotaan, industri, listrik tenaga air.
6
Pencemaran air adalah masuk atau
dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan
atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan
manusia, sehinga kualitas air turun sampai ke
tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak
dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya
(PP no 82 thn 2001)
Daya tampung beban pencemaran adalah
kemampuan air pada suatu sumber air,untuk
menerima masukan beban pencemaran tanpa
mengakibatkan air tersebut menjadi tercemar
7
Pencemaran Air
Beberapa sumber pencemaran air :
Limbah rumah tangga.(detergen, sampah, dll).
Limbah Industri. (Hg, Pb, Cu, dan logam berat
lainnya).
Limbah Pertanian. (pupuk urea, insectisida,
herbisida, dll).
Pertambangan minyak lepas pantai.
Kebocoran minyak tanker dll.
8
9
Polutan
Kimia Deterjen & Produk disinfektan
Pupuk & Pestisida
Minyak
Asam & Basa
Limbah & Sampah
Sedimen
Logam berat
Mikrobiologi & patogen
Radioaktif
ASPEK KIMIA-FISIKA PENCEMARAN AIR
Sifat kimia-fisika air yang umum diuji untuk
menentukan tingkat pencemaran air :
Nilai pH, keasaman dan alkalinitas
Suhu
Oksigen terlarut
Karbondioksida
Warna dan kekeruhan
Jumlah padatan
Nitrat
Fosfat
11
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
Yang normal adalah sekitar netral antara
6-8
pH air tercemar bisa tinggi atau rendah
tergantung jenis limbahnya
12
13
6 7 8
• Umumnya air limbah
industri anorganik asam
mineral tinggi
• Adanya komponen besi
sulfur (FeS2) karena
FeS2 dengan udara (O2) dan
air akan membentuk H2SO4
dan Fe yang larut
• Air limbah pH
rendahkorosif thd baja
pH a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
• Limbah dari
industri sabun
• Tidak dapat
digunakan untuk
pertanian
Mengganggu kehidupan ikan dan
hewan air, tumbuhan air
Keasaman kemampuan untuk menetralkan
basa.
a. Keasaman bebas dapat banyak
menurunkan pH disebabkan asam kuat
b. Keasaman total terdiri dari keasaman
bebas+karena asam lemah
Keasaman yang tinggi belum tentu mempunyai
pH rendah contoh asam lemah yg berpotensi
melepaskan hidrogen ( asam karbonat, asam
asetat dll)
14
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
Alkalinitas berkaitan dengan kesadahan air
Air sadah Air yang mengandung komponen
Na, Mg, Ca dan Fe dalam jumlah tinggi.
Terutama adanya ion Ca dan Mg dalam bentuk
garam karbonat, sulfat , klorida, fosfat dll.
Efek air dengan kesadahan tinggi :
• Korosi pada alat yang terbuat dari besi
• Sabun kurang berbusa konsumsi sabun
bertambah
15
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
Macam kesadahan air :
a. Kesadahan tetap
• Disebabkan adanya garam klorida (Cl-) dan
sulfat (SO42- ) dari Ca dan Mg
• Sangat sukar dihilangkan
16
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
b. Kesadahan sementara
• Disebabkan garam karbonat (CO3-) yang tidak
larut dan bikarbonat (HCO3-) yang larut dari Ca
dan Mg.
• Garam karbonat diair dan karbondioksida
membentuk garam bikarbonat yang larut.
• Dapat dihilangkan dengan cara pemanasan
terbentuk garam CaCO3 yang tidak larut dan
mengendap
17
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
Contoh derajat kesadahan air berdasar
kandungan CaCO3 :
18
Derajat
Kesadahan
CaCO3
(ppm)
Ion Ca
(ppm)
• Lunak
• Agak sadah
• Sadah
• Sangat sadah
< 50
50 -100
100 – 200
> 200
< 2,9
2,9 – 5,9
5,9 – 11,9
> 11,9
a. PH, Keasaman dan Alkalinitas
b. Suhu
Dalam Industri biasanya air sebagai medium
pendingin mendapat panas dari bahan yg
didinginkan dibuang ke sungai atau sumber air
lain ( suhu >> dari air asalnya)
Dampak suhu air yang naik :
• Jumlah oksigen terlarut dalam air turun (difusi dari udara
semakin lambat)
• Kecepatan reaksi kimia naik
• Menganggu kehidupan ikan dan hewan air lain
mengalami kenaikan respirasi bahkan bisa mati.
19
c. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen)
Oksigen : gas tak berbau, tak berasa, hanya
sedikit larut dalam air.
Hewan dan tumbuhan air bergantung pada
oksigen yang terlarut (dapat dijadikan ukuran
kualitas air) min 5 ppm
(5 part per million atau 5 mg per liter air)
Oksigen terlarut berasal dari
• Proses fotosintetis tanaman air
• Dari atmosfer (udara) yg masuk ke air
20
c. Oksigen terlarut (Dissolved Oqygen)
Konsentrasi oksigen terlarut dalam keadaan
jenuh tergantung suhu dan tekanan atmosfer • Suhu 20oC tekanan 1 atm 9,2 ppm
• Suhu 50oC tekanan 1 atm 5,6 ppm
• Semakin tinggi suhu semakin rendah tingkat kejenuhan
Oksigen terlarut terlalu rendah organisme
aerob bisa mati, sedang organisme anaerob
akan menguraikan bahan organik ( jadi
metana dan hidrogen sulfida) akibat : air
berbau busuk.
21
d. Karbondioksida dalam air
Karbondioksida dari udara selalu bertukar dengan
yang diair jika air dan udara bersentuhan pada
air tenang : sedikit dan pada air bergelombang :
lebih cepat.
Karbondioksida dalam air hujan. Setiap tetes air
hujan biasanya mengandung 0,6 ppm CO2 .
Air dengan 25 ppm karbondioksida sudah
membahayakan makhluk hidup.
22
d. Karbondioksida dalam air
Karbondioksida bisa terbentuk sebagai hasil
metabolisme. Pada fotosintesis banyak digunakan
CO2 dan mengeluarkn O2 mempengaruhi
konsentrasi CO2 dalam air. Respirasi hewan dan
tumbuhan menghasilkan CO2
23
e. Warna dan kekeruhan
Bahan buangan dan air limbah dari kegiatan
industri berupa bahan anorganik dan organik
kadang dapat larut dalam air perubahan
warna air.
Warna air dialam sangat bervariasi:
• Air di rawa-rawa kuning, coklat atau kehijauan
• Air sungai kuning kecoklatan (mengandung lumpur)
• Air limbah yang mengandung Fe dalam jumlah tinggi
coklat kemerahan.
24
e. Warna dan kekeruhan
Warna air dibedakan 2 macam :
• True collor diakibatkan oleh bahan-bahan terlarut.
• Apparent collor (warna semu) diakibatkan oleh
selain bahan-bahan terlarut, bisa karena bahan
tersuspensi termasuk yg bersifat koloid
Kekeruhan terjadi karena :
• Bahan yang terapung
• Terurainya bahan organik, jasad renik
• Lumpur tanah liat
• Benda lain yang melayang atau terapung dan sangat
halus sekali
25
Padatan dalam air bahan padat organik
maupun anorganik yang larut, mengendap
maupun tersuspensi.
4 kelompok padatan :
1.Padatan terendap (sedimen)
2.Padatan tersuspensi dan koloid
3.Padatan terlarut total
4.Minyak dan lemak
26
f. Padatan
Dampak :
• Penyumbatan saluran air dan selokan
• Mengurangi populasi ikan dan hewan air lain
telur dan sumber makanan memungkinkan
terendam dalam sedimen
• Mengurangi penetrasi sinar kedalam air
mengurangi kecepatan fotosintesis
• Kekeruhan air.
27
f. Padatan (1. Padatan terendap)
Padatan tersuspensi : padatan yang
menyebabkan kekeruhan air , tidak terlarut dan
tidak dapat langsung mengendap, ukuran
maupun beratnya < sedimen. Misal : tanah liat,
sel mikroorganisme dll.
Industri fermentasi dan tekstil biasanya
padatan tersuspensinya tinggi diukur dengan
turbidimeter (dalam ppm).
Dapat mengurangi penetrasi sinar matahari
kedalam air.
28
f. Padatan (2. Padatan tersuspensi dan koloid)
Padatan terlarut : padatan yang
mempunyai ukuran < padatan tersuspensi
Terdiri dari senyawa organik dan
anorganik yang larut dalam air, mineral (
Hg, Pb, As, Cd, dll) dan garamnya.
Padatan terlarut total : Jumlah kepekatan
padatan dalam suatu sampel air (ppm).
29
f. Padatan (3. Padatan terlarut)
Minyak dalam air mengapung, biasanya
berasal dari pembersihan dan pencucian
kapal dilaut, pengeboran minyak diarea
laut, kebocoran kapal pengangkut minyak,
buangan pabrik dll.
30
f. Padatan (4. Minyak dan lemak)
Dampak pencemaran air karena minyak :
• Penetrasi sinar kedalam air kurang
• Konsentrasi oksigen terlarut menurun
• Mengganggu kehidupan burung air
• Mengganggu kehidupan tumbuhan laut
31
f. Padatan (4. Minyak dan lemak)
Nitrogen sbg sumber nitrat 78% volume
udara.
Sumber nitrogen : udara,senyawa anorganik
(nitrit, nitrat, amonia),senyawa organik (protein,
asam urea)
Tumbuhan dapat menghisap nitrogen dalam
bentuk nitrat (NO3)
Pengikatan (fiksasi) nitrogen pengubahan
dari nitrogen bebas diudara menjadi menjadi
nitrat (dapat secara biologi maupun kimia)
32
g. Nitrat
33
g. Nitrat
• Ledakan petir yang
melalui udara
memberikan cukup
energi untuk
menyatukan
oksigen dan
nitrogen
membentuk
nitrogen dioksida
(NO2)
• Gas bereaksi
dengan air
membentuk asam
nitrat (NO3)
•Tumbuhan dan hewan yang
telah mati akan diuraikan
proteinnya oleh organisme
pembusuk amoniak dan
senyawa amonium
•Nitrogen dalam kotoran dan
air seni amoniak
Amoniakhasil tambahan
penguraian protein tumbuhan
& hewan dalam kotorannya
34
g. Nitrat
Bila amoniak diubah menjadi nitrat
terdapat nitrit dalam air.
Kandungan nitrogen dalam air sebaiknya
dibawah 0,3 ppm bila >> maka
ganggang dapat tumbuh dengan subur
Bila mencapai 45 ppm maka berbahaya
untuk diminum, bila keracunan nitrit akan
mengakibatkan wajah membiru dan
kematian
h. Fosfor
Air biasanya mengandung fosfat anorganik
terlarut diabsorpsi oleh fitoplankton dan
tumbuhan air lain membentuk senyawa misal
ATP (Adenosine triposfat)
Herbivora yang makan tumbuhan akan
mendapatkan fosfor tersebut.
Pengeluaran kotoran metabolisme makhluk
hidup +Penguraian tumbuhan dan hewan mati
oleh bakteri mengembalikan fosfor ke air
dalam bentuk fosfor organik penguraian
menjadi fosfor
35
h. Fosfor
Fosfor masuk air dengan jalan :
• Kotoran
• Limbah
• Kegiatan pertanian
• Tumbuhan dan hewan yang telah mati
Pencegahan naiknya kadar fosfor dalam air :
• Melarang penggunaan detergen yang mengandung
fosfat
• Mewajibkan pengolahan limbah industri dengan
pemberian air kapur atau alumunium sulfat agar
fosfatnya mengendap dan dapat dibuang.
36
ASPEK BIOKIMIA PENCEMARAN AIR
37
Organisme pengurai aerobik (dalam air) •Menguraikan senyawa organik menjadi CO2 dan H2O
•Mengubah amoniak dan nitrit menjadi nitrat
OKSIGEN
Terlarut
Bila bahan organik sedikit
bakteri aerob akan
menguraikan dengan
mudah tanpa mengganggu
keseimbangan oksigen
dalam air
Bila bahan organik banyak
bakteri aerob akan
melipatgandakan diri
kekurangan oksigen bahkan
bisa sampai titik nol
Diambil alih oleh bakteri
anaerobik menghasilkan
metana dan hidrogen sulfida
yang berbau busuk.
ASPEK BIOKIMIA PENCEMARAN AIR
Pengujian yang berhubungan dengan
kandungan oksigen dalam air dibedakan
menjadi :
a. Uji BOD (Biochemical oxygen Demand)
b. Uji COD (Chemical oxygen Demand)
38
a. BOD (BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND)
Menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang
dibutuhkan oleh organisme untuk menguraikan
atau mengoksidasi bahan-bahan buangan
didalam air.
Bila konsumsi oksigen tinggi sisa oksigen
terlarut dalam air kecil.
39
Uji BOD :
jumlah oksigen yang akan dihabiskan oleh
mikroorganisme selama 5 hari oleh bakteri
pengurai aerobik dalam suatu volume limbah
pada suhu 200C (hasilnya dinyatakan dalam
ppm)
40
a. BOD (BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND)
Kelemahan Uji BOD :
• Butuh waktu yang lama (5 hari) dan belum
menunjukkan nilai total BOD tetapi hanya 68%
dari total BOD.
• Kadang kurang teliti tergantung adanya
senyawa penghambat dalam air seperti
germisida seperti klorin menghambat
pertumbuhan mikroorganisme yang dibutuhkan
untuk menguraikan bahan organik.
41
a. BOD (BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND)
b. COD (Chemical Oxygen demand)
Untuk mengetahui jumlah oksigen yang
dibutuhkan oleh bahan oksidan (misal kalium
dikromat K2Cr2O7) untuk mengoksidasi bahan-
bahan organik yang terdapat didalam air.
Selain bakteri yang dapat mengoksidasi zat
organik adalah kalium dikromat (bahkan lebih
banyak) menjadi CO2, H2O serta sejumlah ion
chrom nilai COD lebih besar dari BOD untuk
air yang sama.
42
b. COD (Chemical Oxygen demand)
Bahan yang stabil terhadap reaksi biologi
dan mikroorganisme dapat ikut teroksidasi
96% hasil uji COD selama 10 menit.
Klor dapat mengganggu uji ini karena
bereaksi dengan kalium dikromat
menambahkan sulfat merkuri.
43
BAHAN PENCEMAR YANG LAIN - LOGAM BERAT
Komponen anorganik yang mencemari air
diantaranya logam berat yang biasanya
berbahaya :
44
a. Merkuri (Hg)
b. Timbal (Pb)
c. Arsenik (As)
d. Kadmium (Cd)
e. Kromium (Cr)
f. Nikel (Ni)
Dapat mengumpul dalam
tubuh suatu organisme
dalam jangka waktu lama
sebagai racun yang
terakumulasi. Hg dan Pb
adalah yang paling sering
45
Mercuri kebanyakan terdapat dialam
dalam bentuk senyawa tersebar air,
dikarang, tanah, udara maupun organisme
hidup
LOGAM BERAT (a. Mercuri)
46
Sifat :
Satu-satunya logam yang berwujud cair
pada suhu kamar dengan titik beku
terendah dibanding logam lain (-390C)
Volatilitas tertinggi dari semua logam.
Ketahanan listrik sangat rendah
konduktor terbaik
Banyak logam dapat larut dalam merkuri
Bersifat racun terhadap semua makhluk
hidup.
LOGAM BERAT (a. Mercuri)
47
Penggunaan dengan jumlah besar :
• Industri klor-alkali (sebagai katoda dari sel
elektrolisis) produksi klorin (Cl2) dan NaOH
dengan cara elektrolisis garam NaCl
• Produksi alat listrik (misal lampu mercuri
lampu jalan, pabrikbiaya lbh murah dari
lampu pijar dan bisa untuk tegangan tinggi)
• Fungisida untuk membunuh jamur dalam
cat, kertas dll.
LOGAM BERAT (a. Mercuri)
Semua komponen mercuri dalam jumlah
cukup akan beracun terhadap tubuh.
Pengaruh merkuri didalam tubuh diduga
karena dapat menghambat kerja enzym
dan mengakibatkan kerusakan sel
(kemampuan mercuri untuk terikat dengan
grup yang mengandung sulfur dalam
molekul pada enzym dan dinding sel).
48
LOGAM BERAT (a. Mercuri)
49
Pencemaran oleh timbal dapat terjadi di air,
tanah maupun udara.
Sifat : • Titik cair rendah sehingga bila digunakan dalam bentuk
cair membutuhkan teknik yang sederhana
• Merupakan logam yang lunakmudah diubah ke
berbagai bentuk
• Dapat berfungsi sebagai lapisan pelindung bila kontak
dengan udara lembab
• Densitas timbal lebih tinggi dibanding logam lain (kecuali
emas dan mercuri)
LOGAM BERAT (b. Timbal)
Apabila timbal tertelan atau terhirup oleh
manusia dan di dalam tubuh, ia akan
beredar mengikuti aliran darah, diserap
kembali di dalam ginjal dan otak, dan
disimpan di dalam tulang dan gigi.
50
LOGAM BERAT (b. Timbal)
Anak di perkotaan pada negara berkembang
memiliki risiko yang tinggi dalam keracunan timbal.
Timbal yang terserap oleh anak, walaupun dalam
jumlah kecil, dapat menyebabkan gangguan pada
fase awal pertumbuhan fisik dan mental yang
kemudian berakibat pada fungsi kecerdasan dan
kemampuan akademik.
Pada kadar tinggi, keracunan timbal pada anak
dapat menyebabkan: anemia, kerusakan otak,
liver, ginjal, syaraf dan pencernaan, koma, kejang-
kejang atau epilepsi, serta dapat menyebabkan
kematian
51
LOGAM BERAT (b. Timbal)
52
Baku mutu air
Baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar
makhluk hidup, zat, energi, atau komponen yang
ada atau harus ada dan atau unsur pencemar
yang ditenggang keberadaannya di dalam air
air tetap dapat digunakan sesuai kriterianya
56
Dampak Pencemaran Air
Air kotor & beracun
Krisis air bersih
Banjir
Keracunan dan diare
Penyakit kulit
Alergi
Air laut naik
Tanah kering,
lingkungan hidup
rusak
Konservasi sumber daya air
Konservasi sumber daya air adalah upaya
memelihara keberadaan serta
keberlanjutan keadaan, sifat, dan fungsi
sumber daya air agar senantiasa tersedia
dalam kuantitas dan kualitas yang
memadai untuk memenuhi kebutuhan
makhluk hidup, baik pada waktu sekarang
maupun yang akan datang (UU_7_2004)
57