xXHendrikXx

Air adalah zat kimia yang penting bagi semua bentuk kehidupan . Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi.Air berasal dari beberapa sumber yaitu: Laut yang memiliki konsentrasi unsur tertinggi dan TDS tinggi 30.000-36.000 mg/L, Hujan yaitu air yang berasal dari penguapan air permukaan/laut kemudian terkondensasikan. Hujan dapat mengabsorbsi gas-gas/uap/debu/bakteri yang ada di udara. Berikutnya air permukaan sungai, danau, kolam kumpulan air hujan atau air tanah yang mengalir dipermukan tanah yang mengandung garam-garam terlarut, bergantung pada kondisi tanah. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan serta aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) dan dibawah tanah (air artesis) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut.
Gambar 1: Siklus Hidrologi
Tabel Perkiraan Jumlah Air di Bumi
Air dalam Siklus Hidrologi Km3 Persen
Air di daratan 37800 2,8
Danau air tawar 125 0,009
Danau air asin dan laut daratan 104 0,008
Sungai 1,25 0,0001
Kelembaban tanah dan air vadose 67 0,005
Air tanah sampai kedalaman 4000 m 8350 0,61
Es dan glaciers 29200 2,14
Air di Atmosfir 13 0,001
Air di Lautan 1.320.000 97,3
Total Air di Bumi 1.360.000 100
Sumber : US Geological Survey, 1967
Nama sistematis Air
Nama lain Aqua, dihidrogen oksida, hydrogen hidroksida
Rumus mlekul H2O
Massa Molar 18.0153 g/mol
Densitas dan fase 0.998 g/cm³ (cairan pada 20 °C) 0.92 g/cm³ (padatan)
Titik lebur 0 °C (273.15 K) (32 ºF)
Titik didih 100 °C (373.15 K) (212 ºF)
Kalor jenis 4184 J/(kg•K) (cairan pada 20 °C)

Air ditulis dalam rumus kimia sebagai H2O dimana satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH-). Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar, yaitu pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan temperatur 273,15 K (0 °C).

Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam) disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat "hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut tidak larut dan akan mengendap dalam air.
Keadaan air yang berbentuk cair merupakan suatu keadaan yang tidak umum dalam kondisi normal, terlebih lagi dengan memperhatikan hubungan antara hidrida-hidrida lain yang mirip dalam kolom oksigen pada tabel periodik, yang mengisyaratkan bahwa air seharusnya berbentuk gas, sebagaimana hidrogen sulfida. Dengan memperhatikan tabel periodik, terlihat bahwa unsur-unsur yang mengelilingi oksigen adalah nitrogen, flor, dan fosfor, sulfur dan klor. Semua elemen-elemen ini apabila berikatan dengan hidrogen akan menghasilkan gas pada temperatur dan tekanan normal. Alasan mengapa hidrogen berikatan dengan oksigen membentuk fasa berkeadaan cair, adalah karena oksigen lebih bersifat elektronegatif ketimbang elemen-elemen lain tersebut (kecuali flor). Tarikan atom oksigen pada elektron-elektron ikatan jauh lebih kuat dari pada yang dilakukan oleh atom hidrogen, meninggalkan jumlah muatan positif pada kedua atom hidrogen, dan jumlah muatan negatif pada atom oksigen. Adanya muatan pada tiap-tiap atom tersebut membuat molekul air memiliki sejumlah momen dipol. Gaya tarik-menarik listrik antar molekul-molekul air akibat adanya dipol ini membuat masing-masing molekul saling berdekatan, membuatnya sulit untuk dipisahkan dan yang pada akhirnya menaikkan titik didih air. Gaya tarik-menarik ini disebut sebagai ikatan hidrogen.
Dari sudut pandang biologi, air memiliki sifat-sifat yang penting untuk adanya kehidupan. Air dapat memunculkan reaksi yang dapat membuat senyawa organic untuk melakukan replikasi. Semua makhluk hidup yang diketahui memiliki ketergantungan terhadap air. Air merupakan zat pelarut yang penting untuk makhluk hidup dan adalah bagian penting dalam proses metabolisme. Air juga dibutuhkan dalam fotosintesis dan respirasi. Fotosintesis menggunakan cahaya matahari untuk memisahkan atom hidroden dengan oksigen. Hidrogen akan digunakan untuk membentuk glukosa dan oksigen akan dilepas ke udara.
Tubuh manusia terdiri dari 55% sampai 78% air, tergantung dari ukuran badan. Agar dapat berfungsi dengan baik, tubuh manusia membutuhkan antara satu sampai tujuh liter air setiap hari untuk menghindari dehidrasi; jumlah pastinya bergantung pada tingkat aktivitas, suhu, kelembaban, dan beberapa faktor lainnya. Selain dari air minum, manusia mendapatkan cairan dari makanan dan minuman lain selain air. Gambar 2: Air dalam tubuh manusia
Fungsi air bagi tubuh manusia pada dasarnyanya adalah:
•Membentuk sel-sel baru, memelihara dan mengganti sel-sel yang rusak
•Melarutkan dan membawa nutrisi, oksigen dan hormon ke seluruh sel tubuh
•Melarutkan dan mengeluarkan zat-zat sampah dari dalam tubuh
•Sebagai katalisator dalam tubuh
•Sebagai pelumas sendi-sendi
•Menstabilkan suhu tubuh
•Meredam benturan bagi organ vital di dalam tubuh
Air Yang Tercemar
Menurut UU Republik Indonesia No 23 tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, yang dimaksud dengan pencemaran lingkungan hidup yaitu; masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup, oleh kegiatan manusia sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukkannya. Demikian pula dengan lingkungan air yang dapat pula tercemar karena masuknya atau dimasukannya mahluk hidup atau zat yang membahayakan bagi kesehatan. Air dikatakan tercemar apabila kualitasnya turun sampai ke tingkat yang membahayakan sehingga air tidak bisa digunakan sesuai peruntukannya.
Berdasarkan PP no 82 tahun 2001 pasal 8 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup, klasifikasi dan kriteria mutu air ditetapkan menjadi 4 kelas yaitu:
Kelas 1 : yaitu air yang dapat digunakan untuk bahan baku air minum atau peruntukan lainnya mempersyaratkan mutu air yang sama
Kelas 2 : air yang dapat digunakan untuk prasarana/ sarana rekreasi air, budidaya ikan air tawar, peternakan, dan pertanian
Kelas 3 : air yang dapat digunakan untuk budidaya ikan air tawar, peternakan dan pertanian
Kelas 4 : air yang dapat digunakan untuk mengairi pertanaman/ pertanian
Penyebab dan Dampak Pencemaran Air
1. Limbah Pemukiman
Limbah pemukiman mengandung limbah domestik berupa sampah organik dan sampah anorganik serta deterjen. Sampah organik adalah sampah yang dapat diuraikan atau dibusukkan oleh bakteri. Contohnya sisa-sisa sayuran, buah-buahan, dan daun-daunan. Sedangkan sampah anorganik sepertikertas, plastik, gelas atau kaca, kain, kayu-kayuan, logam, karet, dan kulit. Sampah-sampah ini tidak dapat diuraikan oleh bakteri (non biodegrable). Sampah organik yang dibuang ke sungai menyebabkan berkurangnya jumlah oksigen terlarut, karena sebagian besar digunakan bakteri untuk proses pembusukannya. Apabila sampah anorganik yang dibuang ke sungai, cahaya matahari dapat terhalang dan menghambat proses fotosintesis dari tumbuhan air dan alga, yang menghasilkan oksigen. Tentunya anda pernah melihat permukaan air sungai atau danau yang ditutupi buih deterjen. Deterjen merupakan limbah pemukiman yang paling potensial mencemari air. Pada saat ini hampir setiap rumah tangga menggunakan deterjen, padahal limbah deterjen sangat sukar diuraikan oleh bakteri.
Sehingga tetap aktif untuk jangka waktu yang lama. Penggunaan deterjen secara besar-besaran juga meningkatkan senyawa fosfat pada air sungai atau danau. Fosfat ini merangsang pertumbuhan ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan ganggang dan eceng gondok yang tidak terkendali menyebabkan permukaan air danau atau sungai tertutup sehingga menghalangi masuknya cahaya matahari dan mengakibatkan terhambatnya proses fotosintesis. Jika tumbuhan air ini mati, akan terjadi proses pembusukan yang menghabiskan persediaan oksigen dan pengendapan bahan-bahan yang menyebabkan pendangkalan.
2. Limbah Pertanian
Pupuk dan pestisida biasa digunakan para petani untuk merawat tanamannya. Namun pemakaian pupuk dan pestisida yang berlebihan dapat mencemari air. Limbah pupuk mengandung fosfat yang dapat merangsang pertumbuhan gulma air seperti ganggang dan eceng gondok. Pertumbuhan gulma air yang tidak terkendali ini menimbulkan dampak seperti yang diakibatkan pencemaran oleh deterjen.
Limbah pestisida mempunyai aktifitas dalam jangka waktu yang lama dan ketika terbawa aliran air keluar dari daerah pertanian, dapat mematikan hewan yang bukan sasaran seperti ikan, udang dan hewan air lainnya. Pestisida mempunyai sifat relatif tidak larut dalam air, tetapi mudah larut dan cenderung konsentrasinya meningkat dalam lemak dan sel-sel tubuh mahluk hidup disebut Biological Amplification, sehingga apabila masuk dalam rantai makanan konsentrasinya makin tinggi dan yang tertinggi adalah pada konsumen puncak. Contohnya ketika di dalam tubuh ikan kadarnya 6 ppm, di dalam tubuh burung pemakan ikan kadarnya naik menjadi 100 ppm dan akan meningkat terus sampai konsumen puncak.
3. Limbah Industri
Limbah industri sangat potensial sebagai penyebab terjadinya pencemaran air. Pada umumnya limbah industri mengandung limbah B3, yaitu bahan berbahaya dan beracun. Menurut PP 18 tahun 99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan atau merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta kelangsungan hidup manusia dan mahluk lainnya. Karakteristik limbah B3 adalah korosif/ menyebabkan karat, mudah terbakar dan meledak, bersifat toksik/ beracun dan menyebabkan infeksi/ penyakit. Limbah industri yang berbahaya antara lain yang mengandung logam dan cairan asam. Misalnya limbah yang dihasilkan industri pelapisan logam, yang mengandung tembaga dan nikel serta cairan asam sianida, asam borat, asam kromat, asam nitrat dan asam fosfat. Limbah ini bersifat korosif, dapat mematikan tumbuhan dan hewan air. Pada manusia menyebabkan iritasi pada kulit dan mata, mengganggu pernafasan dan menyebabkan kanker.
Logam yang paling berbahaya dari limbah industri adalah merkuri atau yang dikenal juga sebagai air raksa (Hg) atau air perak. Limbah yang mengandung merkurei selain berasal dari industri logam juga berasal dari industri kosmetik, batu baterai, plastik dan sebagainya. Di Jepang antara tahun 1953- 1960, lebih dari 100 orang meninggal atau cacat karena mengkonsumsi ikan yang berasal dari Teluk Minamata. Teluk ini tercemar merkuri yang bearasal dari sebuah pabrik plastik. Senyawa merkuri yang terlarut dalam air masuk melalui rantai makanan, yaitu mula-mula masuk ke dalam tubuh mikroorganisme yang kemudian dimakan yang dikonsumsi manusia. Bila merkuri masuk ke dalam tubuh manusia melalui saluran pencernaan, dapat menyebabkan kerusakan akut pada ginjal sedangkan pada anak-anak dapat menyebabkan Pink Disease/ acrodynia, alergi kulit dan kawasaki disease/ mucocutaneous lymph node syndrome.
4. Limbah Pertambangan
Limbah pertambangan seperti batubara biasanya tercemar asam sulfat dan senyawa besi, yang dapat mengalir ke luar daerah pertambangan. Air yang mengandung kedua senyawa ini dapat berubah menjadi asam. Bila air yang bersifat asam ini melewati daerah batuan karang/ kapur akan melarutkan senyawa Ca dan Mg dari batuan tersebut. Selanjutnya senyawa Ca dan Mg yang larut terbawa air akan memberi efek terjadinya AIR SADAH, yang tidak bisa digunakan untuk mencuci karena sabun tidak bisa berbuih. Bila dipaksakan akan memboroskan sabun, karena sabun tidak akan berbuih sebelum semua ion Ca dan Mg mengendap. Limbah pertambangan yang bersifat asam bisa menyebabkan korosi dan melarutkan logam-logam sehingga air yang dicemari bersifat racun dan dapat memusnahkan kehidupan akuatik.
Selain pertambangan batubara, pertambangan lain yang menghasilkan limbah berbahaya adalah pertambangan emas. Pertambangan emas menghasilkan limbah yang mengandung merkuri, yang banyak digunakan penambang emas tradisional atau penambang emas tanpa izin, untuk memproses bijih emas. Para penambang ini umumnya kurang mempedulikan dampak limbah yang mengandung merkuri karena kurangnya pengetahuan yang dimiliki.
Biasanya mereka membuang dan mengalirkan limbah bekas proses pengolahan pengolahan ke selokan, parit, kolam atau sungai. Merkuri tersebut selanjutnya berubah menjadi metil merkuri karena proses alamiah. Bila senyawa metil merkuri masuk ke dalam tubuh manusiamelalui media air, akan menyebabkan keracunan seperti yang dialami para korban Tragedi Minamata.

ANALISIS AIR

Tahapan Analisis Air
1. Pengambilan Sampel (Sampling)
2. Transport dan Pengawetan Sampel
3. Analisis Kualitas (Fisika, Kimia, Mikrobiologi)
Tahap 1 dan 2 sangat menentukan hasil analisis yang diperoleh.

Sampling Air
Sampling air yaitu mengumpulkan sejumlah volume air secara teliti, dengan jumlah sekecil mungkin tetapi masih mewakili (Representatif). Terdapat tiga macam tekhnik penyamplingan air yaitu :
1. Sampling sesaat (Grab sampling)
à Sejumlah volume air diambil langsung dari badan air
2. Sampling sesaat tersusun (Integrated sampling)
à Sampling saat titik pengambilan terdiri dari n aliran
3. Sampling campuran (Composite sampling)
à Sampling untuk mewakili secara merata perubahan parameter selama masa yang cukup panjang









Gambar alat sampling air
Analisis Volume sampel Cara Pengawetan Waktu Pengawetan maksimal anjuran/batasan
Asiditas/alkalinitas 200 Didinginkan 1 / 14 hari
BOD 1000 Didinginkan 6 jam / 14 hari
CO2 200 Dianalisis segera 0
COD 100 ditambah H2SO4 (pH<2) 7 / 28 hari
DHL 500 Didinginkan 28 hari
Kekeruhan 50 Disimpan ditempat gelap 1 / 2 hari
Kesadahan 500 Ditambah HNO3 (pH<2) 6 bulan
Klor 500 Dianalisis Segera 0,5 / 2 jam
Logam 500 Penyaringan segera, lalu ditambahkan HNO3 (Ph<2) 6 bulan
N – NH¬3 500 Dianalisis segera atau tambahkan H2SO4 (pH<2) dan didinginkan 7 / 28 hari
N - Nitrat 200 tambahkan H2SO4 (pH<2) dan didinginkan 2 hari
N – Nitrit 200 Dianalisis segera atau dibekukan -20oC 0/2 hari
NH3 - Proteid 500 didinginkan atau tambahkan H2SO4 (pH<2) 7 / 28 hari
DO
500 Cara elektroda khusus (analisis segera 0,5 / 1 jam
Cara titrasi (analisis segera atau tambahkan H2SO4 pH<2) 8 jam
Ph 100 Dianalisis segera 2 jam
Suhu Dianalisis segera
Warna 500 Didinginkan 2 hari
Zat tersuspensi 200 Didinginkan 7 / 14 hari
Pengawetan Sampel
Sampel yang akan di analisis memiliki persyaratan-persyaratan tertentu dalam setiap parameternya. Usia sampel akan sangat berpengaruh pada tahapan analisis. Dengan pengawetan sampel akan sangat membantu kita dalam menyusun waktu analisis, parameter mana saja yang akan didahulukan dan mana yang diakhirkan. Berikut adalah table pengawetan sampel.
Analisis Kualitas Air
Analisis kualitas air dilakukan dengan beberapa parameter yaitu
A. Parameter Fisik :
 Warna
 Temperatur
 Penentuan pH
 Kekeruhan
 Daya Hantar Listrik
 Zat padat
o Total Solid
o Total Dissolved Solid
o Total Suspended Solid

B. Parameter Kimia :
 Asiditas atau Alkalinitas
 Kesadahan
 Kalsium
 Magnesium
 Mangan
 Oksigen ( DO )
 COD
 Klorida
 Zat organik ( angka permanganat )
 Ammonium
 Ammonium protein
 Nitrat
 Nitrit

Selain parameter diatas ada pula parameter yang biasa dipakai yaitu parameter mikrobiologi untuk mengetahui tingkat cemaran oleh mikroorganisme.

 PARAMETER FISIKA

Analisis Warna
Warna yang tampak pada air biasanya diakibatkan oleh adanya kontak air dengan zat organik yang sudah lapuk misalnya daun-daunan, kayu dan sebagainya, dalam keadaan tertentu zat organik tersebut akan terurai menghasilkan senyawa yang larut dalam air sehingga menyebabkan berwarna.yang biasanya mengakibatkan air menjadi berwarna kehijau-hijauan, konsentrasi ion besi dan mangan yang tinggi menyebabkan air berwarna kuning dan juga kontaminasi dari senyawa lain seperti zat warna tekstil atau limbah pabrik lainnya seperti air limbah industri pulp dan kertas mempunyai warna yang tinggi karena mengandung senyawa lignin/lindi hitam.
Derajat warna ditetapkan secara kolorimetri, dengan satuan unit Pt.Co atau TCU (True Colour Unit). Persyaratan air untuk keperluan minum yaitu maksimal memiliki derajat warna 15 TCU.Secara fisik air yang baik haruslah tidak berwarna.

Analisis Bau dan Rasa
Kualitas air yang baik haruslah tidak berbau dan berasa. Namun dalam keseharian kita sering menemukan bahwa air yang kita pakai untuk minum, mandi dan lain-lain memiliki bau atau rasa. Adanya Bau dan Rasa dalam air tersebut bisa diakibatkan oleh :
 Zat-zat anorganik yang terlarut dalam air, misalnya :
 Ion/senyawa sulfida yang menyebabkan bau sulfur/belerang pada air
 Klor yang tinggi yang menyebabkan bau kaporit atau halogen. Pemakaian klor sendiri lazim dilakukan untuk penjernihan air seperti di kolam renang maupun di PDAM walaupun dalam konsentrasi yang terhitung rendah dan relatif aman bagi kesehatan tubuh manusia.
 Ion besi dan mangan yang tinggi yang biasanya menyebabkan air menjadi berbau anyir. Air yang mengandung besi dan mangan yang tinggi biasanya terdapat di daerahyang mengandung kadar mineral tinggi seperti daerah bekas rawa-rawa atau danau
 Garam (NaCl) yang tinggi dapat menimbulkan rasa asin pada air seperti pada air laut.
 Kontak air dengan zat organik yang lapuk atau penguraian zat organik oleh bakteri dalam air, umumnya yang berlangsung secara anaerob. Dimana pada penguraian zat organik oleh bakteri yang bersifat anaerob ini dihasilkan senyawa-senyawa yang dapat mengakibatkan air berasa asam atau berbau tidak sedap.

Analisa bau air yang dilakukan pada percobaan praktikum kimia air ini sifatnya relatif, karena untuk analisisnya dilakukan secara langsung dengan menggunakan indra perasa dan penciuman tanpa disediakan parameter standar. Maka setiap orang pasti memiliki hasil yang beragam karena kepekaan dari indera penciuman dan indera perasa tersebut berbeda pada setiap individu.

Analisis kekeruhan (Turbidy)
Air berkualitas baik tentunya harus jernih atau tidak berwana. Namun banyak kondisi yang membuat air menjadi keruh. Kekeruhan dalam air diakibatkan oleh :
 Zat-zat yang tersuspensi dalam air (bentuk koloid sampai bentuk lumpur kasar)  berupa senyawa organik atau pun anorganik (misal : Fe2O3, MnO2)
 Turbulensi dalam air yang dapat mempengaruhi tinggi rendahnya kekeruhan (yang nampak).
Penentuan Kekeruhan dalam air dapat dilakukan dengan metode pengukuran, metode yang dapat digunakan adalah :
 Metode Nefelometri (unit kekeruhan NTU)
 Metode Hellige Turbidimetri (unit kekeruhan SiO2)
 Metode Visual (unit kekeruhan Jackson)

Pengukuran dari kekeruhan dilakukan dengan alat khusus yang digunakan untuk mengukur kekeruhan yaitu alat Turbidimeter. Alat ini memiliki skala digital dan berukuran relative kecil sehingga praktis digunakan.








Gambar alat Turbidimeter

Standar kekeruhan untuk air yang berkualitas baik adalah < 1 ppm SiO2. kekeruhan dalam air dapat dihilangkan dengan cara :
 Jika kekeruhan disebabkan oleh lumpur kasar, kekeruhan dapat dihilangkan dengan proses penyaringan
 Jika kekeruhan disebabkan oleh lumpur halus (partikel koloid) pengolahan dapat dilakukan dengan menambahkan bahan kimia Koagulan (Tawas Al/Fe, Al2(SO4)3, PAC) dan atau flokulan (KPE dan APE).

Derajat keasaman (pH)
Derajat keasaman atau pH adalah suatu besaran yang menunjukkan kadar sifat asam atau basa dari suatu larutan dengan menunjukkan konsentrasi H+ yang ada. Derajat keasaman mempengaruhi suasana air dan kehidupan alami didalamnya, misalnya kehidupan biologi dan mikrobiologi. pH dari air penting ditetapkan, karena air yang mempunyai pH rendah (asam) dan pH tinggi (basa) yang tidak dikehendaki, karena dalam penggunaannya secara teknis akan menyebabkan kerusakan pada peralatan. Misalnya pada pipa dan peralatan lainnya. Nilai pH air yang normal adalah netral, yaitu antara pH 6 sampai pH 8 (Fardiaz, 1992). Air yang pH-nya kurang dari 7 bersifat asam, sedangkan yang pH-nya lebih dari 7 bersifat basa. Tanah yang bersifat asam akan mengakibatkan pelarutan dan ketersediaan logam berat yang berlebihan dalam tanah (Darmono, 1995). Perubahan pH yang sangat asam maupun basa akan mengganggu kelangsungan hidup organisme akuatik karena menyebabkan terganggunya metabolisme dan respirasi dan banyak biota air yang mati pada pH<5 dan >9.
Derajat keasaman (pH) dalam air biasanya dipengaruhi oleh :
 Banyaknya mineral/zat terlarut
 CO2 terlarut
 Aktivitas bakteri
 Turbulensi air
 Limbah buangan manusia
Derajat keasaman/pH air secara teoritis dapat bervariasi antara 0 sampai dengan 14. pH air di Indonesia pada umumnya bervariasi antara 2 sampai dengan 10. Data pH diragukan keabsahannya apabila pH air kurang dari 2 atau lebih dari 10. . (Pusat Litbang Sumber Daya Air)

Temperatur (suhu)
Suhu adalah ukuran energi gerakan molekul. Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam mengatur proses kehidupan dan penyebaran organisme. Suhu air sangat berpengaruh terhadap keberlangsungan proses biologi dan kimia dalam sistem aquatik. Proses metabolisme hanya berfungsi di dalam kisaran suhu yang relatif sempit, biasanya antara 0-40oC. tetapi ada juga organisme yang mampu mentolerir suhu sedikit di atas dan sedikit di bawah batas-batas tersebut, misalnya ganggang hijau-biru yang hidup pada suhu 85oC di sumber air panas. Proses metabolisme meningkat dua kali untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC. Kebanyakan organisme laut telah mengalami adaptasi untuk hidup dan berkembang biak dalam kisaran suhu yang lebih sempit daripada kisaran total 0-40oC (Nybakken, 1992).
Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat sebagai berikut:
 Menurunkan jumlah oksigen terlarut di dalam air.
 Meningkatkan kecepatan reaksi kimia.
 Mengganggu kahidupan ikan dan hewan air lainnya.
 Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya mungkin akan mati (Kristanto, 2002).
Air yang baik hendaknya memiliki suhu yang hamper sama dengan suhu udara. Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan Thermometer. Temperatur air secara teoritis dapat bervariasi antara 0oC sampai dengan100oC. Temperatur air di Indonesia pada umumnya bervariasi antara 15oC sampai dengan 35oC. Data temperatur diragukan keabsahannya apabila nilai temperatur kurang dari 15oC atau lebih dari 35oC. (Pusat Litbang Sumber Daya Air)

Daya hantar listrik (DHL)
Daya hantar listrik didefinisikan sebagai kemampuan dari air untuk menghantarkan arus listrik. Daya hantar listrik ini dipengaruhi oleh :
 Konsentrasi zat yang terionisasi dalam air
 Jenis ion
 Valensi ion
 CO2 terlarut
 Temperatur/suhu
Pengukuran Daya hantar listrik dilakukan dengan menggunakan alat konduktometer dengan satuan mho/cm atau S/cm.


Analisis Padatan
Zat padat terlarut meliputi garam-garam anorganik, senyawa-senyawa organik yang berasal dari organisme hidup, dan gas-gas terlarut (Nybakken, 1992). Ciri paling khas pada air laut yang diketahui oleh semua orang ialah rasanya yang asin. Ini disebabkan karena didalam air laut terlarut garam-garam yang paling utama adalah natrum klorida (NaCl) yang sering disebut garam dapur. Selain NaCl, di dalam air laut terdapat pula MgCl2, kalium, kalsium dan sebagainya.
Di perairan pantai karena terjadi pengenceran misalnya karena pengaruh aliran sungai kadar zat padat terlarut bisa turun rendah. Sebaliknya di daerah dengan penguapan yang sangat kuat, zat padat terlarut bisa meningkat tinggi. Air payau adalah istilah umum yang digunakan untuk menyatakan air yang zat padat terlarutnya antara air tawar dan air laut.
Perairan estuari atau daerah sekitar kuala dapat mempengaruhi struktur salinitas yang kompleks, karena selain merupakan pertemuan antara air tawar yang relatif ringan dan air laut yang lebih berat juga pengadukan air sangat menentukan (Nontji, 1986).
Apabila air dicemari oleh limbah yang berasal dari industri pertambangan dan pertanian, kandungan zat padat tersebut akan meningkat. Jumlah zat padat terlarut ini dapat digunakan sebagai indikator terjadinya pencemaran air. Selain jumlah, jenis zat pencemar juga menentukan tingkat pencemaran. Air yang bersih adalah jika tingkat D.O nya tinggi, sedangkan B.O.D dan zat padat terlarutnya rendah.

Dalam analisis padatan, zat padat dibagi kedalam tiga kelompok yaitu:
1. Padataan yang larut(larutan sejati), yaitu padatan yang terlarut dan memiliki ukuran partikel kurang dari 10-9 m
2. Dispersi koloid, yaitu padatan dengan kuran partikel antara 10-7-10-9 m
3. Suspensi (padatan), yaitu zat padat dengan ukuran partikel lebih dari 10-7 m

Sehingga dalam analisisnya pun disesuaikan dengan 3 parameter yaitu:
1. Total Solid (TS) / Total Padatan
Definisi dari Total Solid yaitu semua zat yang tersisa sebagai residu jika sampel air dikeringkan pada suhu tertentu. Dalam penentuan Total Solid, zat padat yang akan terikur yaitu senua jenis padatan yang ada di dalam sampel air yang dianalisis. Dalam penentuan Total Solid, ada beberapa gangguan yang mungkin terjadi dan akan membuat hasil analisis tidak tepat.yaitu diantaranya
• Partikel besar yang tidak homogen mengambang dan tenggelam dalam sampel air harus dihilangkan
• Minyak dan lemak yang terkandung dalam sampel harus tetap ikut dianalisis
• Garam-garam yang telah mengendap sangat higroskopis sehingga pada saat penimbangan harus segera.
Metode yang dipakai yaitu Gravimetri. Pengukuran sampel untuk Total Solid dihitung berdasarkan hasil pengukuran konduktivitas dan diperkirakan mengandung 50-250 mg padatan.
2. Total Dissolved Solid (TDS) / Total Padatan Terlarut
Definisi dari Total Dissolved Solid yaitu semua zat padat yang larut sempurna dalam air (termasuk juga partikel koloid). Dalam penentuan TDS pun terdapat gangguan yang dapat mengganggu proses analisis, yaitu : Air yang kadar mineralnya tinggi (Ca2+, Mg2+, Cl- dan SO42-) dapat bersifat higroskopis sehingga memerlukan pemanasan yang lama, pendinginan dalam eksikator yang baik, dan penimbangan yang cepat.
Metode yang dipakai yaitu Gravimetri dengan memanfaatkan proses penyaringan. Alat yang dapat digunakan untuk menyaring diantaranya :
• Cawan Gouch
• Kaca Masir dengan pori-pori 0,5 mikron (mm)
• Millipored 0,45 mikron

3. Total Suspended Solid (TSS)
Definisi dari Total Suspended Solid yaitu semua zat padat yang tidak larut dalam air (partikel kasar).Dalam anlisis TSS, gangguan yang mungkin timbul yaitu:
• Tersumbatnya pori-pori penyaring sehingga mengakibatkan turunnya filtrat menjadi lama. Hal ini dapat diatasi dengan menyaring sampel memakai labu isap dan pompa vakum
• Bila terlalu banyak zat tersuspensi pada penyaring akan mengakibatkan banyaknya air yang terperangkap dalam padatan sehingga perlu waktu lama saat pengeringan padatan tersuspensi.
Metode yang dipakai yaitu Gravimetri dengan memanfaatkan proses penyaringan. Alat yang dapat digunakan untuk menyaring diantaranya :
• Cawan Gouch
• Kaca Masir dengan pori-pori 0,5 mikron (mm)
• Millipored 0,45 mikron


 PARAMETER KIMIA

Asiditas dan Alkalinitas

Air memiliki kemammpuan untuk tahan terhadap pengasaman dan pembasaan (buffer). Asiditas dan Alkalinitas adalah parameter yang menjabarkan keasaman/kebasaan yang dipengaruhi oleh adanya :
Asiditas : H+, CO2, HCO3-
Alkalinitas : OH-, CO32-, HCO3-
Berbeda dengan pH, tetapi pH bisa menjadi indikasi keasaman/kebasaan. Sehingga sebelum melakukan analisis, terlebih dulu diukur pH sampel air untuk mengetahui apakah sampel bersifat asam atau basa. Parameter yang dipakai adalah salah satu dari asiditas atau alkalnitas sesuai dengan sifat dari sampel air.
Asiditas dan alkalinitas sangat bergantung pada pH air dengan ketentuan sebagai berikut :
a) asiditas sebagai H+ hanya ada dalam air pada pH lebih kecil dari 4,5;
b) asiditas sebagai CO2 hanya ada dalam air pada pH antara 4,5 sampai dengan 8,3;
c) alkalinitas sebagai HCO3- hanya ada dalam air pada pH antara 4,5 sampai dengan 8,3;
d) alkalinitas sebagai CO32- hanya ada dalam air pada pH lebih besar dari 8,3;
e) alkalinitas sebagai hidroksida hanya ada dalam air pada pH lebih besar dari 10,5.
Untuk menentukan apakah percobaan Asiditas/Alkalinitas yang harus kita kerjakan maka kita harus menambahkan indikator Fenolptalein ke dalam contoh air (10 mL contoh air + 0,5 mL Fenolptalein). Jika contoh air berwarna ungu merah maka pHnya basa sehingga yang dilakukan adalah alkalinitas. Sedangkan bila larutan tidak berwarna ungu merah (tetap warna asli dari contoh air) maka pH asam sehingga yang dilakukan adalah asiditas.
Asiditas
Definisi dari asiditas yaitu banyaknya basa yang diperlukan untuk menetralkan
asam dalam air (tanpa menaikkan pH air). Yang menjadi penyebab keasaman pada air yaitu:
• CO2 terlarut
- berasal dari udara dan penguraian zat organik oleh mikroorganisme
• Asam Mineral
- berasal dari industri pengolahan logam/ pembuatan bahan kimia
- Secara alami terdapat dalam air alam
• Asam Humus
Dihasilkan oleh tumbuhan air yang melepaskan senyawa asam dan warna (umumnya air rawa dan danau)
Asiditas yang tinggi dapat menyebabkan air bersifat korosif
Alkalinitas
Definisi dari alkalinitas yaitu banyaknya asam yang diperlukan untuk menetralkan basa dalam air (tanpa menurunkan pH air).
Penyebab kebasaan dalam air :
• Bikarbonat (HCO3-)
• Karbonat (CO32-)
• Hidroksida (OH-) yang berasal dari pembuangan aktivitas manusia, pemakaian detergen yang mencemari air dll.
Alkalinitas yang tinggi beresiko menyebabkan pembentukan kerak pada ermukaan logam yang terkena air.

Kesadahan
Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Kesadahan disebabkan karena adanya ion-ion Ca2+, Mg2+. atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.
Namun, karena jumlah Ca2+ dan Mg2+ terlarut sangat dominan  tinjauan penyebab kesadahan adalah ion Ca2+ dan Mg2+. Sehingga jika kesadahan tinggi maka kandungan Ca2+ dan Mg2+ dalam air tinggi. DHL ada hubungannya dengan kesadahan. Konduktifitas atau daya hantar listrik (DHL) air disebabkan karena adanya ion logam dalam air maka jika konduktifitas 0 bisa dipastikan kesadahannya juga 0. tetapi kesadahan 0 belum tentu konduktifitasnya 0, karena masih ada kemungkinan logam lain yang terlarut yang tidak menimbulkan sadah, misal logam2 golongan I-A dalam sistem periodik unsur. Biasanya daerah yang dekat dengan gunung kapur, nilai kesadahan airnya tinggi
Jenis jenis kesadahan dalam air berbeda menurut penyebabnya, yaitu :
 Kesadahan Ca : kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam dari Ca2+ dalam air .
 Kesadahan Mg : kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam dari Mg2+ dalam air .
 Kesadahan sementara : kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam garam karbonat dan bikarbonat dari Ca dan Mg dalam air
 Kesadahan tetap : kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam garam non karbonat atau nonbikarbonat dari Ca dan Mg dalam air seperti garam-garam SO42-,Cl- NO3- dll.
 Kesadahan total : jumlah dari semua penyebab kesadahan.

Satuan yang dapat digunakan untuk menyatakan kesadahan air pun beragam :
 Derajat Kesadahan Jerman = oD (Germany Degree) 1oD = 10 mg CaO/L
 Derajat Kesadahan Francis = oF (French Degree) 1oF = 10 mg CaCO3/L
 Derajat Kesadahan Inggris = oE (England Degree) 1oE = 1 g/gallon = 14,3 mg CaCO3/L
 Derajat Amerika (Dalam mg CaCO3/L)
Kesadahan dalam air menyebabkan beberapa masalah diantaranya:
 Untuk keperluan industri j ika kesadahan dan ion CO32-/HCO3- dalam air tinggi akan menimbulkan kerak pada permukaan logam/alat-alat industri
Ca2+ + CO32- à CaCO3(s)
Ca(HCO3)2 (panas)à CaCO3(s) + H2O +CO2

 Untuk keperluan sanitasi penampakan air menjadi keruh putih Jika digunakan untuk mencuci penggunaan sabun menjadi boros karena sabun sukar berbusa. Hal ini disebabkan karena ion Ca dan Mg yang terkandung dalam air sadah diikat oleh sabun sehingga membentuk endapan berupa senyawa organic dan sabun pun tidak berbuih
Kriteria kesadahan dalam Derajat Jerman
pH 0D Keterangan
0 - 4 0 – 70 sangat rendah (sangat lunak)
4 - 8 70 – 140 rendah (lunak)
8 - 12 140 - 210 Sedang
12 - 18 210 - 320 agak tinggi (agak keras)
18 - 30 320 - 530 tinggi (keras


Menghilangkan kesadahan
Kesadahan dalam air dapat dihilangkan dengan berbagai macam cara baik secara kimia maupun secara fisika, tergantung dari penyebab kesadahannya :
1. Dengan metode pertukaran ion menggunakan resin penukar ion ataupun zeolit
2. Dengan pengkodensasian air. Pertama air sadah dipanaskan, kemudian uap dari air tersebut dikondensasikan atau didinginkan sehingga dapat dihasilkan air yang tidak sadah dari uap tersebut. Cara ini biasa digunakan dalam pembuatan aquadest.
3. Proses kimia yang biasanya dipakai dalam penghilangan air sadah dengan skala besar yang dilakukan dengan menambahkan Caustic soda sehingga penyebab kesadahan akan mengendap sebagai garam-garam karbonat.
 Kesadahan tetap : (+) Na2CO3
Ca2+/Mg2+ + Ca(OH)2  CaCO3 (s)/MgCO3(s) + 2Na2+
 Kesadahan sementara : (+) CaO
1. Mg2+ + Ca(OH)2  Mg(OH)2 (s) + Ca2+
2. Ca2+ + Na2CO3  CaCO3(s) + 2Na2+
3. HCO3- + Ca(OH)2  CaCO3 (s) + H2O
4. CO2 + CaOH)2  CaCO3 (s) + H2O

Penambahan kapur/ soda tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi Ca, Mg HCO3- dan CO2 dalam air.
Kesadahan tetap atau sementara juga dapat ditentukan dari asiditas dan alkalinitas dari HCO3- dengan membandingkan konsentrasi Ca, Mg dan HCO3- dalam satuan Normalitas atau perbandingan ekuivalen pada volume yang sama. Jika:
 Konsentrasi HCO3- lebih besar daripada konsentrasi Ca dan Mg maka kesadahan yang mungkin terjadi yaitu kesadahan sementara. Besarnya kesadahan sementara dihitung dari ekuivalen Ca dan Mg.
 Konsentrasi HCO3- lebih kecil daripada Ca dan Mg maka kesadahan yang mungkin terjadi yaitu kesadahan tetap.
Nitrogen

Nitrogen dalam air terdapat dalam berbagai bentuk senyawa. Berupa gas nitrogen, ammoniak, nitrit, nitrat, ammonium bebas dan ammonium protein dimana senyawa-senyawa tersebut akan mengalami suatu siklus yang disebut siklus Nitrogen.

Bagan keberadaan nitrogen dalam air

 Gas Nitrogen (N2)
Gas N2 dalam air berasal dari udara, digunakan oleh ganggang dan beberapa jenis bakteri untuk pertumbuhannya. Gas N2 tidak bersifat reaktif sehingga keberadaannya dalam air tidak berbahaya. N2 sangat tidak stabil dan mudah keluar dalam air karena tingkat kejenuhannya rendah.

 Amoniak (NH3)
Ammoniak pada pH rendah stabil sebagai NH4+ (amonium) dan pada pH tinggi sebagai NH3 (amoniak). Dalam air permukaan Ammoniak berasal dari :
- Kotoran manusia (air seni dan tinja)
- Dekomposisi zat organik secara mikrobiologi
o C,H,O,N,S + O2 à CO2 + H2O + NH3
- Pencemaran dari penggunaan pupuk dalam pertanian
Kandungan ammoniak dalam air permukaan (30 mg/L) lebih besar dibanding air tanah. Kandungan ammoniak yang tinggi dalam air menunjukkan pencemaran yang tinggi (bau dan rasa). Syarat air minum NH3 harus 0 ppm, dalam air sungai yang baik 0,5 ppm. Ammoniak dalam air dapat dihilangkan melalui proses aerasi dan klorinasi.
Ammoniak dalam air ditetapkan dengan metode penentuan kolorimetri ketinggian tetap, menggunakan tabung nessler dan comparator sebagai :
- NH4+ (amonium), yang terlarut dalam air
- NH4+-Protein, senyawa nitrogen dalam bentuk protein
 Nitrit (NO2-)
Nitrit bersifat tidak stabil (tidak bertahan lama) karena nitrit merupakan keadaan sementara dari proses oksidasi NH4+ menjadi NO3- (nitrifikasi).
2NH4+ + 3 O2 à 2NO2- + 4H+ +2H2O + energi
2NO2- + O2 à 2 NO3- + energi
Nitrit dalam air berasal dari bahan inhibitor korosi yang banyak dipakai di pabrik.
Senyawa nitrogen dalam bentuk nitrit inilah yang berbahaya bagi tubuh manusia karena :
1. Dapat bereaksi dengan hemoglobin dalam darah, sehingga darah tidak dapat mengangkut oksigen
2. Membentuk nitrosin (RR’N-NO) sehingga bersifat karsinogenik
 Nitrat (NO3-)
Nitrat merupakan senyawa nitrogen yang bersifat stabil. Dalam air nitrat berasal dari :
- Buangan industri bahan peledak, pupuk, cat, dll
- Penggunaan pupuk dalam pertanian
Kadar nitrat dalam air tidak boleh melebihi 10 ppm. Tingginya kandungan nitrat bisa menyebabkan :
- Stimulasi pertumbuhan ganggang dan tanaman air yang tak terbatas à DO level rendah hewan air mati
- Penyakit metamoglobinemia (cynose/penyakit biru pada bayi). Nitrat direduksi oleh bakteri asam susu dalam ASI menjadi nitrit. Nitrit berikatan dengan hemoglobin dalam darah.


Klorida dalam air
Bermacam-macam zat kimia seperti ozon (O3), Klor (Cl2), klordioksida (ClO2), dan proses fisik seperti penyinaran dengan ultra-violet, pemanasan dan lain-lain, digunakan untuk desinfeksi air. Dari bermacam-macam zat kimia yang disebutkan di atas, klor adalah zat kimia yang sering dipakai karena harganya murah dan masih mempunyai daya desinfeksi sampai beberapa jam setelah pembubuhannya (residu klor).
Selain dapat membasmi bakteri dan mikroorganisme seperti amoeba, ganggang dan lain-lain, klor dapat mengoksidasi ion-ion logam seperti Fe2+, Mn2+, dan memecah molekul organis seperti warna. Selama proses tersebut, klor sendiri direduksi sampai menjadi klorida (Cl-) yang tidak mempunyai daya desinfeksi. Di samping ini klor juga bereaksi dengan amoniak.
Klor berasal dari gas klor(Cl2), NaOCl, Ca(OCl)2, atau larutan HOCl (asam hipoklorit). Klorida sering terdapat dalam air dalam bentuk terikat maupun bebas. Kandungan klorida dalam tiap air alam selalu berbeda.
Tingginya Klorida dalam air dapat diakibatkan oleh terlarutnya garam-garam klorida disekitar badan air karena garam klorida umumnya larut baik dalam air atau karena proses disinfektan air oleh Cl2 atau kaporit. Akibat tingginya klorida dapat mengakibatkan rasa asin, jika bertemu dengan garam alkali dan air akan bersifat korosi pada logam.
Klorida dalam air ditetapkan melalui metode argentometri, dengan larutan standar AgNO3. Dikenal tiga cara pada metode ini, yaitu :
1. Metode Mohr
2. Metode Fajans
3. Metode Volhard
Dari ketiga cara tersebut, yang paling banyak digunakan pada analisis air adalah cara Mohr, karena lebih mudah dan murah


Zat Organik dalam air
Tingginya zat organik dalam air akibat dari masuknya berbagai bahan organik kedalam badan air, misalnya : daun, ranting pohon, hewan mati, dll dan pencemaran dari industri seperti industri kertas, pembuatan tepung, dll. Tingginya zat organik ini dapat mengakibatkan badan air keruh atau berwarna, badan air berbau akibat penguraian zat organik serta rendahnya DO level.
Zat organik dalam air ditetapkan sebagai angka permanganat, melalui metode permanganimetri. Angka permanganat didefinisikan sebagai mg KMnO4 yang diperlukan untuk mengoksidasi sempurna seluruh zat organik dalam 1 L air Gangguan yang dapat terjadi dalam proses analisis bisa diakibatkan oleh tingginya ion klorida sehingga ion klorida dapat ikut teroksidasi saat pengoksidasian zat organik. Sehingga dalam prosesnya penentuan kadar zat organik dibagi kedalam dua cara titrasi berdasarkan kandungan Cl-nya.
 Titrasi Cara Asam
Titrasi ini dilakukan jika konsentrasi Cl- < 300ppm. Oksidasi zat organik dilakukan pada kondisi asam sehingga titrasi dilakukan pada kondisi asam
 Titrasi Cara Asam
Titrasi ini dilakukan jika konsentrasi Cl- > 300 ppm. Oksidasi zat organik dilakukan pada kondisi basa sehingga titrasi dilakukan pada kondisi asam.


Besi (Fe)
Besi dalam air berada dalam 2 bentuk, yaitu Fe2+ yang larut dalam air (air tidak berwarna) dan Fe3+ yang tidak larut dalam air menyebabkan kekeruhan dalam air dan larut pada pH < 5. Umumnya dalam air tanah besi berada dalam bentuk Fe2+ dan dipermukaan berbentuk Fe3+ karena terjadi proses oksidasi oleh oksigen di udara.
Tingginya kandungan besi menyebabkan :
1. Noda pada pakaian, kertas dan peralatan
2. Rasa logam pada air
3. Bau amis/anyir
Secara umum Fe (II) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1,0 – 10,0 mg/L, namun demikian tingkat kandungan besi sampai sebesar 50 mg/L dapat juga ditemukan dalam air tanah di tempat-tempat tertentu. Air tanah yang mengandung Fe(II) mempunyai sifat unik. Dalam kondisi tidak ada oksigen air tanah yang mengandung Fe(II) jernih, begitu mengalami oksidasi oleh oksigen yang berasal dari atmosfer, ion ferro akan berubah menjadi ion ferri dengan reaksi sebagai berikut :
4 Fe2+ + O2 + 10 H2O 4 Fe(OH)3 + 8 H+
Sehingga air menjadi keruh. Pada pembentukan besi (III) oksidasi terhidrat yang tidak larut menyebabkan air berubah menjadi abu-abu.
Besi (II) dapat terjadi sebagai ion stabil yang larut di dasar danau dan sumber air yang kekurangan oksigen. Ion Fe(OH)+ dapat terjadi dalam perairan yang bersifat basa, tetapi bisa ada CO2 maka terbentuk FeCO3 yang tidak larut. Dalam perairan dengan pH sangat rendah, kedua bentuk ion ferro dan ferri dapat ditemukan. Hal ini terjadi bila perairan memperoleh buangan dari limbah tambang asam (Acid Mine Waters). Limbah yang bersifat H2SO4 yang dihasilkan oleh oksidasi dari oksidasi FeS2 (bijih Besi) melalui reaksi sebagai berikut:
2 FeS2(s) + 2 H2O + 7 O2 4 H+ + 4 SO42- + 2 Fe2+
Dan tahap selanjutnya oksidasi dari ion ferro menjadi ion ferri dalam suatu proses yang terjadi sangat lambat. Di bawah pH 3,5 oksidasi tersebut dikatalisi oleh bakteri besi, Thiobacillus ferroxidaus. Bakteri lainnya yang terlibat dalam oksidasi besi dengan adanya air tambang asam adalah Thiobacillus thiooxidaus dan Thiobacillus ferrooxidaus.
Dengan bantuan bakteri ini ion ferri selanjutnya melarutkan pyrite
FeS2(s) + 14 Fe3+ + 8 H2O 15 Fe2+ + 2 SO42- + 16 H+
Ion ferro selanjutnya mengalami oksidasi menjadi ion ferri. Peristiwa tersebut merupakan siklus dari pelarutan pyrite.
Kerusakan perairan yang disebabkan oleh aliran limbah tambang asam ini diperlihatkan dengan penutupan permukaan air oleh suatu lapisan yang sangat tipis dari Fe (OH)3 yang bersifat semi gelatin.


Mangan (Mn)
Mangan (Mn) sifatnya hampir sama dengan besi. Umumnya dalam air tanah Mangan berada dalam bentuk Mn2+ dan dipermukaan berbentuk MnO2. Mn dalam air bila teroksidasi akan menimbulkan endapan kecoklatan dari MnO2. Mangan dalam air berada dalam 2 bentuk, yaitu Mn2+ yang larut dalam air (air tidak berwarna) dan Mn4+ yang tidak larut dalam air (MnO2) yang dapat menyebabkan kekeruhan dalam air.
Bila kadar Mn dalam air lebih dari 0,5 mg/L akan menimbulkan noda pada pakaian/kertas berupa titik coklat yang sukar dihilangkan. Jika konsentrasi Mn sangat tinggi dapat bersifat racun. Mn juga dapat menimbulkan rasa logam pada air dan air menjadi berbau anyir.


Oksigen
Oksigen secara terpisah ditemukan oleh Carl Wilhelm Scheele di Uppsala pada tahun 1773 dan Joseph Priestley di Wiltshire pada tahun 1774. Oksigen atau zat asam adalah unsur kimia dalam sistem tabel periodik yang mempunyai lambang O dan nomor atom 8. Ia merupakan unsur golongan kalkogen dan dapat dengan mudah bereaksi dengan hampir semua unsur lainnya (utamanya menjadi oksida). Pada Temperatur dan tekanan standar, dua atom unsur ini berikatan menjadi dioksigen, yaitu senyawa gas diatomik dengan rumus O2 yang tidak berwarna, tidak berasa, dan tidak berbau. Oksigen merupakan unsur paling melimpah ketiga di alam semesta berdasarkan massa dan unsur paling melimpah di kerak Bumi. Gas oksigen diatomik mengisi 20,9% volume atmosfer bumi..
Semua kelompok molekul struktural yang terdapat pada organisme hidup, seperti protein, karbohidrat, dan lemak, mengandung oksigen. Demikian pula senyawa anorganik yang terdapat pada cangkang, gigi, dan tulang hewan. Oksigen dalam bentuk O2 dihasilkan dari air oleh sianobakteri, ganggang, dan tumbuhan selama fotosintesis, dan digunakan pada respirasi sel oleh hampir semua makhluk hidup. Oksigen beracun bagi organisme anaerob, yang merupakan bentuk kehidupan paling dominan pada masa-masa awal evolusi kehidupan. O2 kemudian mulai berakumulasi pada atomsfer sekitar 2,5 milyar tahun yang lalu. Terdapat pula alotrop oksigen lainnya, yaitu ozon (O3). Lapisan ozon pada atomsfer membantu melindungi biosfer dari radiasi ultraviolet, namun pada permukaan bumi ia adalah polutan yang merupakan produk samping dari asbut.
Oksigen secara industri dihasilkan dengan distilasi bertingkat udara cair, dengan munggunakan zeolit untuk memisahkan karbon dioksida dan nitrogen dari udara, ataupun elektrolisis air, dll. Oksigen digunakan dalam produksi baja, plastik, dan tekstil, ia juga digunakan sebagai propelan roket, untuk terapi oksigen, dan sebagai penyokong kehidupan pada pesawat terbang, kapal selam, penerbangan luar angkasa, dan penyelaman.
Pada temperatur dan tekanan standar, oksigen berupa gas tak berwarna dan tak berasa dengan rumus kimia O2, di mana dua atom oksigen secara kimiawi berikatan dengan konfigurasi elektron triplet spin. Ikatan ini memiliki orde ikatan dua dan sering dijelaskan secara sederhana sebagai ikatan gandaataupun sebagai kombinasi satu ikatan dua elektron dengan dua ikatan tiga elektron.
Oksigen triplet merupakan keadaan dasar molekul O2. Konfigurasi elektron molekul ini memiliki dua elektron tak berpasangan yang menduduki dua orbital molekul yang berdegenerasi.Kedua orbital ini dikelompokkan sebagai antiikat (melemahkan orde ikatan dari tiga menjadi dua), sehingga ikatan oksigen diatomik adalah lebih lemah daripada ikatan rangkap tiga nitrogen.
Dalam bentuk triplet yang normal, molekul O2 bersifat paramagnetik oleh karena spin momen magnetik elektron tak berpasangan molekul tersebut dan energi pertukaran negatif antara molekul O2 yang bersebelahan. Oksigen cair akan tertarik kepada magnet, sedemikiannya pada percobaan laboratorium, jembatan oksigen cair akan terbentuk di antara dua kutub magnet kuat.
Oksigen singlet, adalah nama molekul oksigen O2 yang kesemuaan spin elektronnya berpasangan. Ia lebih reaktif terhadap molekul organik pada umumnya. Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama fotosintesis. Ia juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar berpanjang gelombang pendek, dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber oksigen aktif. Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan juga ada pada hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia menyebabkan kerusakan pada jaringan
Menurut massanya, oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah di biosfer, udara, laut, dan tanah bumi. Oksigen merupakan unsur kimia paling melimpah ketiga di alam semesta, setelah hidrogen dan helium. Sekitar 0,9% massa Matahari adalah oksigen. Oksigen mengisi sekitar 49,2% massa kerak bumi dan merupakan komponen utama dalam samudera (88,8% berdasarkan massa). Gas oksigen merupakan komponen paling umum kedua dalam atmosfer bumi, menduduki 21,0% volume dan 23,1% massa (sekitar 1015 ton) atmosfer. Bumi memiliki ketidaklaziman pada atmosfernya dibandingkan planet-planet lainnya dalam sistem tata surya karena ia memiliki konsentrasi gas oksigen yang tinggi di atmosfernya. Bandingkan dengan Mars yang hanya memiliki 0,1% O2 berdasarkan volume dan Venus yang bahkan memiliki kadar konsentrasi yang lebih rendah. Namun, O2 yang berada di planet-planet selain bumi hanya dihasilkan dari radiasi ultraviolet yang menimpa molekul-molekul beratom oksigen, misalnya karbon dioksida.
Konsentrasi gas oksigen di Bumi yang tidak lazim ini merupakan akibat dari siklus oksigen. Siklus biogeokimia ini menjelaskan pergerakan oksigen di dalam dan di antara tiga reservoir utama bumi: atmosfer, biosfer, dan litosfer. Faktor utama yang mendorong siklus oksigen ini adalah fotosintesis. Fotosintesis melepaskan oksigen ke atmosfer, manakala respirasi dan proses pembusukan mengeluarkannya dari atmosfer. Dalam keadaan kesetimbangan, laju produksi dan konsumsi oksigen adalah sekitar 1/2000 keseluruhan oksigen yang ada di atmosfer setiap tahunnya.
Oksigen bebas juga terdapat dalam air sebagai larutan. Peningkatan kelarutan O2 pada temperatur yang rendah memiliki implikasi yang besar pada kehidupan laut. Lautan di sekitar kutub bumi dapat menyokong kehidupan laut yang lebih banyak oleh karena kandungan oksigen yang lebih tinggi.Air yang terkena polusi dapat mengurangi jumlah O2 dalam air tersebut. Para ilmuwan menaksir kualitas air dengan mengukur kebutuhan oksigen biologis atau jumlah O2 yang diperlukan untuk mengembalikan konsentrasi oksigen dalam air itu seperti semula.
Di alam, oksigen bebas dihasilkan dari fotolisis air selama fotosintesis oksigenik. Ganggang hijau dan sianobakteri di lingkungan lautan menghasilkan sekitar 70% oksigen bebas yang dihasilkan di bumi, sedangkan sisanya dihasilkan oleh tumbuhan daratan.
Persamaan kimia yang sederhana untuk fotosintesis adalah:
6CO2 + 6H2O + foton → C6H12O6 + 6O2
Evolusi oksigen fotolitik terjadi di membran tilakoid organisme dan memerlukan energi empat foton. Terdapat banyak langkah proses yang terlibat, namun hasilnya merupakan pembentukan gradien proton di seluruh permukaan tilakod. Ini digunakan untuk mensintesis ATP via fotofosforilasi. O2 yang dihasilkan sebagai produk sampingan kemudian dilepaskan ke atmosfer.
Dioksigen molekuler, O2, sangatlah penting untuk respirasi sel organisme aerob. Oksigen digunakan di mitokondria untuk membantu menghasilkan adenosina trifosfat (ATP) selama fosforilasi oksidatif. Reaksi respirasi aerob ini secara garis besar merupakan kebalikan dari fotosintesis, secara sederhana:
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2880 kJ•mol-1
Pada vetebrata, O2 berdifusi melalui membran paru-paru dan dibawa oleh sel darah merah. Hemoglobin mengikat O2, mengubah warnanya dari merah kebiruan menjadi merah cerah. Terdapat pula hewan lainnya yang menggunakan hemosianin (hewan moluska dan beberapa antropoda) ataupun hemeritrin (laba-laba dan lobster). Satu liter darah dapat melarutkan 200 cc O2.
Spesi oksigen yang reaktif, misalnya ion superoksida (O2−) dan hidrogen peroksida (H2O2), adalah produk sampingan penggunaan oksigen dalam tubuh organisme.[32] Namun, bagian sistem kekebalan organisme tingkat tinggi pula menghasilkan peroksida, superoksida, dan oksigen singlet untuk menghancurkan mikroba. Spesi oksigen reaktif juga memainkan peran yang penting pada respon hipersensitif tumbuhan melawan serangan patogen.
Dalam keadaan istirahai, manusia dewasa menghirup 1,8 sampai 2,4 gram oksigen per menit. Jumlah ini setara dengan 6 milyar ton oksigen yang dihirup oleh seluruh manusia per tahun.

Analisis Oksigen dalam air

Oksigen dalam air berasal dari udara dan hasil fotosintesis tumbuhan air Manfaat oksigen dalam air yaitu dalam respirasi berbagai biota air, oksidator untuk zat organik dan anorganik secara kimia atau mikrobiologi Konsentrasi oksigen yang tinggi dalam air sangat bermanfaat bagi kehidupan biota air dan manusia tapi sangat merugikan bagi kegiatan industri
1. Dissolved Oxygen (DO) / Oksigen terlarut
Yang dimaksud adalah oksigen terlarut yang terkandung di dalam air, berasal dari udara dan hasil proses fotosintesis tumbuhan air. Oksigen diperlukan oleh semua mahluk yang hidup di air seperti ikan, udang, kerang dan hewan lainnya termasuk mikroorganisme seperti bakteri. Kandungan oksigen terlarut (DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan normal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut ini mum ini sudah cukup mendukung kehidupan organisme (SWINGLE, 1968). Agar ikan dapat hidup, air harus mengandung oksigen paling sedikit 5 mg/ liter atau 5 ppm (part per million). Apabila kadar oksigen kurang dari 5 ppm, ikan akan mati, tetapi bakteri yang kebutuhan oksigen terlarutnya lebih rendah dari 5 ppm akan berkembang.

Apabila sungai menjadi tempat pembuangan limbah yang mengandung bahan organik, sebagian besar oksigen terlarut digunakan bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dan nitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air. Sehingga kadar oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat dan akibatnya hewan-hewan seperti ikan, udang dan kerang akan mati. Lalu apakah penyebab bau busuk dari air yang tercemar? Bau busuk ini berasal dari gas NH3 dan H2S yang merupakan hasil proses penguraian bahan organik lanjutan oleh bakteri anaerob.
DO didefinisikan sebagai mg Oksigen yang terlarut dalam 1 liter air. Kelarutan Oksigen dalam air yaitu 8-9 mg/L (T=20oC) Kelarutan Oksigen dalam air dipengaruhi oleh :
- Suhu
- Tekanan
- Turbulensi air
- Tingkat pencemaran
Semakin tinggi DO level kualitas air semakin baik. Sebaliknya DO level rendah maka kualitas air jelek dan kandungan pencemar tinggi. Metode yang dapat digunakan untuk penetapan DO dalam air :
1. Metode elektrokimia, dengan DO-meter, menggunakan elektroda membrane, untuk keperluan lapangan/ laboratorium.
2. Metode titrasi, dengan cara Winkler, untuk pengerjaan di laboratorium.



Gambar DO meter

2. Chemical Oxygen Demand (COD)
COD didefinisikan sebagai mg Oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi semua zat organik secara kimia dalam 1 liter air. COD (Chemical Oxygen Demand) sama dengan BOD, yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi kimia oleh bakteri. Pengujian COD pada air limbah memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengujian BOD. Keunggulan itu antara lain :

 Sanggup menguji air limbah industri yang beracun yang tidak dapat diuji dengan BOD karena bakteri akan mati.
 Waktu pengujian yang lebih singkat, kurang lebih hanya 3 jam

COD sering dijadikan sebagai parameter penentu kualitas limbah/ air buangan. Parameter COD dipengaruhi oleh tingkat pencemaran, khususnya zat organik. COD level yang tinggi menunjukkan keberadaan zat organik tinggi dan pertumbuhan mikroorganisme tinggi sehingga kualitas air semakin jelek
COD dapat ditetapkan dengan metode :
 Titrimetri,
 Spektrofotometri, pengukuran di l 420 atau 600 nm
Pada saat penetapan COD bukan hanya zat organik yang teroksidasi tetapi termasuk juga zat anorganik. Jadi COD menjadi penunjuk tingkat pencemaran akibat adanya zat organik dan anorganik. Dalam penentuan COD level, terdapat beberapa gangguan, yaitu :
Gangguan pada analisis COD :
 Klorida ( ≥ 2000 ppm) dapat mengganggu fungsi katalisator dari Ag2SO4, pada keadaan tertentu turut teroksidasi oleh dikromat, sehingga harus dihilangkan dihilangkan dengan menambahkan HgSO4
 Nitrit, teroksidasi oleh dikromat menjadi nitrat, sehingga harusdihilangkan dengan penambahan asam sulfamat
 Sulfit, teroksidasi oleh dikromat menjadi sulfat sehingga harus dihilangkan dengan penambahan asam sulfamat

3. Biological Oxygen Demand (BOD)
BOD didefinisikan sebagai mg Oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi seluruh zat organik secara biokimia dalam 1 liter air. BOD (Biochemical Oxygen Demand) artinya kebutuhan oksigen biokima yang menunjukkan jumlah oksigen yang digunakan dalam reaksi oksidasi oleh bakteri. BOD dianggap pula sebagai prosedur oksidasi basah, dimana mikroorganisme dalam air digunakan sebagai pengoksidasi zat organik menjadi CO2, H2O dan NH3 . BOD, sering dijadikan sebagai parameter penentu kualitas limbah domestik/industri. BOD, menunjukkan tingkat pencemaran zat organik yang bersifat biodegradable. Parameter BOD dipengaruhi oleh : tingkat pencemaran, khususnya zat organik (BOD tinggi maka kualitas air semakin jelek). Sehingga makin banyak bahan organik dalam air, makin besar B.O.D nya sedangkan D.O akan makin rendah. Air yang bersih adalah yang B.O.D nya kurang dari 1 mg/l atau 1ppm, jika B.O.D nya di atas 4ppm, air dikatakan tercemar