Kualitas Air

Bahan Ajar Hidrologi Dasar

BAB .V

KUALITAS A

Analisis fisik dan kimia air mempunyinformasi tu tentang kondi si kualitas airkeperuntuluankkeperluanminum, haruslah memiliki sifatkomposisiyangfisiksesuaiimia danegan stan ditetapkan, terutamakesehatandari. aspek

5.1Faktor.-faktor yang berpengaruh terhadap kualita

Kondisi ku alitas air di suatu kualitastempattentuair d tempat lain. Kondisiterpengaruhkualit-folehasktorairfaktoryang secara dapat dikategorikan menjadinon-alami fakto(manursia),alamiyangdan s diuraikan sebagai berikut :

a.Iklim

Curah huja n dan kualitasnyabumidayamerupakangjatuh ke bagian darihidrosikiuslogi sangat berpengarkualitasruhairterhadapdisuat Sebagai contoh, kualitasdaerahpantaiairhujantenntunyadi berbed air hujanpegunungdi an. Contoh lain adal ah tropishujan yang akan berbedauladepngan hujan yangiklimjatuhkutubdidaerah. d b.Batuan / geologi

Komposisi kimia air, terutama airtanahhujanmer yang jatuh ke dalam tanah-reaksidanantarkimiterjadairnyadanreakmi batuan penyusteunmpatakuairBfeberapaberada.proses kimia anta media pelarutb atuandanmineraldapatomposisimembuat k kimia air ber satu tempatk eyang lain. Sebagai contoh adala Gunung Sewu mengandungnyakunsurlebihkarbonairba tanahatdibandingdaer vulkan Merapi.Bahan Ajar Hidrologi Dasar

c.Waktu

Komposisi kimia air juga tergantungtime) aidar idiw dalam media untuk bereaksiSemakindenganlamaineralair berbat dalam tanah, makaama pulasemakbereaksinl dengan mineral bat jumlah unsur dalamyang terlarutairakan semakin banyak d komposisi Sebagaikimiaaircontoh. adalah airtanah yang (basin)yang sangat luas dimanaahsangerakatlambnUnsurairtant,kompos terlarutnya sudah sangat-kadangjenuhterasHaldaniniasinkadangdiakibat. lamanya waktu kontak airtanah dan mineral batu d.Vegetasi

Tumbuhan mempunyai pengaruh yangsuatupositif wilayahr.tumbuhanAka yang menyerapditranspirasikandankemudime Appelo dan Postma (1993)menyerapternyatasemu iontidakyang ad sehingga tentu komposisisajamerubahkimia dalam air. Sela menyerap atmosfer,gasdariagaisebcontoh (SO2, NH3, dan NO2 merubahpula komposisi air hujan sebagai komponen (Jankowski, 201).

e.Manusia

Faktor ini dapat dikategorik-alami.-anAkhirsebagaiini, fak manusia ini merupakanoryangsangafakterhadapberpengaruhkondisi kual suatu wilayah. Adanitratyapolusidari airlimbahseperumahti tan limbah industritempat pembuangandan sampah merupakan co bahwaaktivitas manusiaruph mampukomposisime kualitas air s

Perlu diingat-faktorbahwa penentufaktor kualdiuraikantasair disep atas tidak berdiri sendiri,-sama,elainkansehinggadpattidate faktor yang paling Appeldomindan. PostmaSecara (1993)detail mengi faktor-faktorberpengaruhyang terhadap kualitas air se Gambar5.1.

Kualitas AirBahan Ajar Hidrologi Dasar

Gambar Fakto5.-1fa.ktor yang berpengaruhda lamterhadapsiklus ku hidrologi (Appello dan Postma, 1993

5.2Komposisi. kimia air di bumi

Komposisi kimia air di bumi yahingdrologimerupakantent saja terpenga ruh-prosesolehsepertiprosesdiilustrasyangikan pada Ga Selanjutnya,membandingkanTabel5.1. komposisairkimiahujan,airai sungai,danau,ir dan airtanah serta air tercemar).

Tabel 5.1. Komposisi kimia air pada si

Sumber : Jankowski (2001)

* cetak tebal menunjukkan ion posi tif dan negaBahan Ajar Hidrologi Dasar

Dari Tabel 5.1. terindikasimempunyai bahwakomposisikimiaa unsurlaut yang didominasi ion natriumyangdansangatkloridabesar,denganse kandungan-unsurunsuryangsangatlain jugatinggi dan jauh diata Dari laut, dairn terbawmenguap angindankeataskemudiandaratajatuh sebagaihujan. Pada masa tersebut, air dapatdi terp atmosfer. Selain itu kualitas tergantungairhujan darsan kontaminasi pada atmosfer. dekatHujan lautpada mempundaerah kandungan unsur-,Nat,CV, danSO4 lebihMg2+ yatinggi daripada jatuh di daratan yang lugs.

Air permukaan yang tawar biasanyayang msengandudikit. Selanjutnya, airtanah secaramineralumum tmelebihrlarutmiliki yka tinggi dibanding dengan(sungai/danau)airpermuka.Haln ini terj adanya interaksiCO2yangantaraada pada tanah dan batua airtanah. SelainCO2dapaitu bertambah karena adany mikroorganismetanah(Jankowski, 2001).

5.3Parameter.-Parameter Kualitas Air Alami 5.3.Kadar1. Keasinan

Kadar keasinan air dapat diukurTotalberdaDissolvedarkan Solids (TDS) dan Daya Hantar Listrik (DHL).5.3.1Total.1. Dissolved Solids (TDS)

TDS menunjukkan yangbanyaknyaterlarutzatmengendapatauyang(padat dalam air. TDS biasanya dandiukurmempunyaisecara satuangravim Keuntungan memakaiadalahprameterbahwa iniTDS tidak tergant terhadap suhu,tidak danterpengaruh olehpun kombjeninasinyagaram ym berasdaril sumber yang berbeda. Besarnyadrinilai aspek fisik air yang lain.

Nilai TDS dapat diperoleh di laboratoriumsecara sederhana adalah sebagai berikut :

TDS =(anionion+ kat+silika + unsur minor + metal +

5.3.1Daya.2. Hantar Listrik (DHL)

Sering juga dikenal sebagai kemampuanElectrical airCond untuk menghantarkan arusfungsilitrikdariyangkonsentrasimrupka termasukdidalamnya totalionyangvalensiterlarut serta ting bergerak dalamSatuanairdari. DHL yang biasa dipakai (pS/cm).


Selanjutny a, karena gerakan suhionu,dalammaka airnila DHL akan semaggi kindengatin meningktemperaturnya air. Di lapan pengukuran DHL harusdengandi temperatursesuaikan normal, yai temperatur tipedakngukuranpada 25 C maka perlu dikoreks

E C25 c =t ECtx0.t02)( x EC

Keterangan :

EC25c = EC pada temperatur 25C ( terkoreksi)

ECt=E C padatemperatur to C (hasil pengt=S elisihtemper-25)at-uraut 0)(t25Secaraum um, pengaruhtemperakebturanyakanterhadapion

berkisar 2% kenaikankenaikantemperaturEC,untukset1Ciap(Hem, 1970 Selanjutny a, DHL yang tinggitermenunjukkanlaruttinggij laut mempunyai nilai DHLsemenctaprai air50000tawarpS/cmme DHL tidak Ieb ih Akibatnya,dari1000 pS/cmjikabung.kianta antaramencariDHh dan TDS akanhubunganterlihatlinier seperti yang disajik

Sumber : http://waterquality.montana.ed Gambar Hubungan5.2. linier anta ra DHL dan T

Dari Gamba r 5.2. terlihat bahwmempunyaiantarakorelasnila yang sangat positif (mendekatidisimpulkan1). bahwaSehinggasemakidaBahan Ajar Hidrologi Dasar

jumlah ion yang makaterlarutakan dalamsemakinai r,tinggi- pula nya.

5.3.pH2. (aktivi tas ion hidrogen)

Aktivitas ion hidrogentdikenaliamdamerupakanriirnildapai pH unit logaritmik, pada suhuIndonesisekitara 25CpH,.IebihDala sebagai derajat kebasaan/derajatSkala-asaminkieasamanmempu.yai v nilai-14.0 Tabel ini5.2.menyajikanberikutfikasi klasitingk-basaaatairtanahasam.

Tabe l 5.2. Klasifikasi N ilai pH dalam

Sumber : Jankowski (2 001)

Nilai pH d alam air (terutamadapaiirtanah)atberubahtidaji suhu berubah. Gambar 5.dalam3.enunjukair. kan nilai pH

Sumber:http://w ww.fs.fed.us/r6/colville/waterfest Gambar nilai5.3. pHjenisberbagdani penggunaan air di bumiBahan Ajar Hidrologi Dasar

5.3.Eh3. (tingka-reduksitoksidasir)

Banyak sek ali reaksi dalammengalair,amiterutamaperpindaai elektronzatantacrair, gas,terlarmauputn. unsuKehirlangan elekt berarti terjadisedangkanreasi okunsuridasi,memp eroleh ion ta indikasiterjadinya proses reduksi. Reaksi reduksi sendiri dakkarenmuangktinterdapat ion yamerupakanngbebas dal nilai potensi-alksidasireksi yangredukdinyatasatuankanmilivoltdalam (mV nilai Eh = + maka reaksiadalahyangoksidadomiinansi, sebaliknterjadi =-maka reaksinya adreduksi,alah seperti yang diilustrasik

Ga mbar Nilai5.4. Eh pada ai rtanah

Air hujan yang masuk ke tanahlarumelaluitanyanginfilsan teroksidasi d engan kandunganberlebih.oksiAigenrtanahiferyangdalam tertekan biasanyaprosesdidominasireduksiolehdi mana jumlah Sementara ituyangairtanahterkontaminasi ol eh limbah be reduksi.

5.3.Dissolved4. Oxygen (DO)

Dalam Bah asa Indonesia dikenalu tdalamsebagair.oks Parameter ini penting untuk yangmengettahuierlarutbanyakdala Jika banyak 02 yang dievaluasiterlarut, makatentuairsajayangserin udara, sebagaairtanahicontohdangkal. Sebaliknyakuiferairta tertekanmengandung 02 yang lebih sedikkandunganit.Pada air 02 biasanya lebih sedikit dibandin g air yang t 5.3.Ion5. Mayor

Ion mayor dikenal sebagai ionte rbesaryangmempunyang dapat larut madalamyor diklasifikair.Ionduasikanyaitu menjadi:Bahan Ajar Hidrologi Dasar

a.Ion yan g mempunyai muatan negatif (anion) b.Ion yan g mempunyai muatan positif (cation Secara ala mi, dikenal 7 ion m ayorCa2+yang dap (kalsium),(kalium) , Mg2+ (magnes(natrium),(kiorida),Na2+CI- HCO3 (bikarbonat),-)dan.Unsulfr at au(SO4biasanyionmay ormeminilki kon

diatas 1 mg/I dalam air.

Kalsium

Kalsium me rupakan ion dominan yangdi bumiberada yang mengandung meat alpentikelangsun.Ioniniuntuksaganng hidup tu dan hewan. Da lambersifatairyangalamimasihion ini mempuny cukup besarcon.toh,Sebagaipada air tawar j umlah kalsiu

mg/I,danpadaairlaut mg/It,dapat mencapsementaiarahasil400pada airprosesevaporasidapat mencapaiKals75ium000 mempunyaimg/I(JanotasiCa2+y angberartiberjumlahmempunya i2.muatanberat posiato

adalah 40,078 . Dalamdapatair,berupkgas,llariumutan,aupun padat tegantung dareaksifase/tingkatkimiayang terj adi.Di clam, sumber kalsium terbesarrutamaadalahyangd menandung -mineineralsilikat,danpiroxifeldsparn,amphibol,(Hem, Mineral pengh asilbesarkalsiumjikaolehlaterrutir ada lah batuan k dapat mengandungaragonitemineral tekdan.lsit,Unsurdolomikalsium terd pada mineralbatuandisediment yang berasosisi dengan (Hem, 1985). Selanjutnya,3.menunjukkanTabel m ineral5.dijumpaiyang mengandung kalsium. Di air,kalsiumminer aldapatyangmengah rekasi pelarutan yangpadatapatndanmembenada tpukla yang ti

TabelM ineral5.3. batuan yang meengandung kalBahan Ajar Hidrologi Dasar

Magnesium

Magnesium mempunyai muatan 2+ atomdengam24,305notasi. Ion ini juga sangat pentingmakhlukuntukhidupkelangsunga(Hem, Sumber magnes ium diJankowskiclammenurut(2001) sebagian be pada ferrominageralnesianangyberwarna gelap seperti olivi danmika. Selain itu pada batuan sed-idimenkarbonation ini pada mineral magnesit dan hidrombat uangnesimetamorf,sem magnesium terkandungserpentindalam.chloriDiai r,te konsentrasdan biasanya kura ng didarilaut50 dapatmg/I, men capai 1350 menunjukkanbatmuanineralyang mengandung magnesium.

TabelM ineral5.4. batuan yang meengandung kal

Natrium

Dalam baha sa Inggrissebagi sodiumdikenalde(satungan notasimuatan N positif). Berat atom natriumKonsentrasiadala hyangsebesarbiasa22 airtawar adalah sebesar200mg/I,kurangsementadarira air laut dari 10000(Jankomg/Iwski, 2001)5.menyajikan.Tab-lnis5.jenismineral batu yang mengadung natrium.

TabelM ineral5.5. batuan yang m engandung natBahan Ajar Hidrologi Dasar

Kalium

Mempunyai notasi K dengan muaBahasatn ionInggrisposi lebih dikenal sebagai potassiumadalah39,098.Berat.Jumlahatomkal pada batuan b eku lebihjumlahsedikitnatriumdi.bandingTetapi juml batuan sedimebanntyaklebih(Hem, 1985).

Sumber uta ma dari kalium adalamenghandungmineralsilicdar seperti ortoc lasi danalam,mikroklineyangmineralmenga. ndungD kalium untuk dilarutkan 2001)oleo .airDalam(Jankowairski,jumlah kali lebih dariseme10ntaramg/I,di laut sekitar 380 mg/I. B yangmengandung kalium eldisajikan5.6. pad a Tab

Tabel Mineral5.6. batuan yang m engandung kal

Klorida

Klorida at au lebih dikenal sebionagai (anichlon)rid negatif terpenting di alamnegatif.Kloribdaerjumlahmempunyaisat notasi CV dan 35,453beratSumber.atomutama= CV di bumi adal yang terbawada ratanginsetelahke divapkan oleh sinar m Jumlahkandungan klorida dalam air se kitar 25 mg/I 350000 mg/I.

Sumber klo ridaalyahngbautuanama sediad menevaporasiterutama. Pada batuan b eku hampir tidakdalamditemukanair,kecualiunsur jumlah yang sangat kecilutama. penghasiSlainitulkloridamineralad silvit. Secarkloridaspsial,ngterlarutyjumlah dalam air semak pantai. jBenisberapamineral batuan yang mengandung k 5.7.Bahan Ajar Hidrologi Dasar

TabelM ineral5.7. batuan yang m engandung klo

Sulfur dan Sulfat

Unsur ini mempunyai-denganotasiberat32,06S2a6tomair,.Di sulfur biasanya terd apat pada fase oksidbervdasiariasi-dengandari sampai S6+. Pada suatu akuiferbanyak yoangksigenmengandu(ling oksidasi), sulfur akandegan4membentukoksigen mformasiembentuk sua yang dikenal (s 5042ebagai-)dengansulfatberat atom sebesar 96, Sulfur te rsebar merata sebagaiulfidareduksipadayan batuan sedimen dan beku. Sebagaipirit ycontohangselaluadalah

batuan sedime n danbesi terdirisulfurdan danri mudah larut menghasilkan sulfidamerata.Sulfatpada tersbatuebaranbeku, tet lagi ditemukased imenpadayang terevapora si. Kalsium merupakansuatu c ontohnya. Mineralpakandisu clammber yangutama mes dan sulfat ditunjukkan pada Tabel 5.

Tab elSumber5.8 mineral sulf ur dan sulfatBahan Ajar Hidrologi Dasar

Alkalinitas

Pada ling kungan air alami, al kalinitaspelarutan ad karbondioksida, bikarbonat, dandibakhasarbonatlebih. Padde kepada bikarbonat sebagaiHCO3-deangaion bderatnganatnomtasi60, sumber utama dari alkalinitas yangdalahterdkarbonpat pada zona aerasi/tak jenuh atasdibawmu kaah peaidarmukatanah batuan, sumber utamanyakarbonatadalahSumber(gampibatng,reaksiuan yang adalah reduksMi neralisulfatdi .clam yang merupakan sum

ditunjukkanpada Tab el 5.

TabelSumber5.9 mineral bik arbonat

Unsur minor

unsur ini jugbiasanyaterlarut pada bhumi,hanyaapirsemua jumlahnya tidak sebanyak -unsurkadangjumlaahyoryang.Tetapiterl dalam air dap at mencapaidengankonsentrunsuasirmayoryang. samaPen unsur minor yang ptentingdilakukanrlarutdalamu ntukair keperlu terutama yang spekmenyangkutpenggunaan air untuk keperlu yang yanglain mens yaratkan distribusi untukirigasi,minor t perikanan,uk inaidustri,unt ekoUnsurminoristem yanakugatis,biasanya d adalah : nitrat, fluorid,besi,mangaan,fosfat,dalogamamoniak,luminiumberat (seng, timbald11),. nikel,

REPRESENTASI DATA KUALITAS AIR

secara umum tidak ada ketentu an untukyang stan merepresentasikan data atau konsedalamntrasiair. Unitunsury digunakan lebih tergantungtujuankepadadari suatusituasikegiatdan beberapa cara merepresentasikandantipeuntuk kon sentrasi datBahan Ajar Hidrologi Dasar

Konsentrasissa ma

Ada dua cara untuk mengekspresikanunsur yakongsent terlarut di air, yaitu (1)bersatuan/volumeberat/berat.

Satuan berat per berat merupakanberatdimensiunsur terlarut dan beranyatdaridikalikanlarutan,faktordenganbias106 dikenal parts per(ppm)millionsdanjika 109dikalikandikenal sebagai(ppb).parts o Satuan ini menguntunjikadigunakan sebagai penanda kualitas mempunyaiairkarenakeuntunganakterpengaruhtid oleh peru ataupun tekanan pada air.

massa unsur terlarut (mg)ppm =

massa larutan (kg)

massa unsur terlarut (pg)

ppb =

massa larutan (kg)

Satuan berat per volume lebih karenabanyak dig kemudahan diukurlaboratoriumdi (lebihvolumemudahcairanmengukurdari berat cairan). Sehinggastuanlebihberatdikenalunsursebagaiterlar larutan, yang satuandikemgram/Iiteralsebagatauam/Iiter.

massa unsur terlarut (mg) mg/It =

volumeutanlar(liter)

massa unsur terlarut (pg) pg/It =

volume larutan (kg)

Dua cara representasi konsentrasi massa k korelasi sebagaiberat/volume=(berat/berat)berikut:sehingga,xkerap kerapatan larutan=massa(kg)/volumelarutanjikalarutankerapatan(lier)airt 1,00 g/cm3 ; air lautp 1,025=kg/literg/cm3, maka pada

ppm (mg/kg) = mg/liter


Molalitas

Konsentrasi pada molalitas inipemodelansangat diperlukhidrokim airtanah, untukterutamamencari rkeakssetimbangkimian yang terj Molalitas juga dapatmenjelaskandipakaikecepatanuntuk reaksi batuan di clam.

Molalitas = konsentrasi unsur terlarut / Molaritas

Molaritas atau rkonsentrasi(M)adalah molaangkajumlahyang menunjukmoldar unsur pada 1m3 larutan. molaritasSatuaninternadalahsionalmol/m yang sering dipakaiyangadalahsetarammol/literdengan1 mol/m3 . simbol mol/Itdipakaiseringrepresentasikandalamme data dalam st pentinguntuk menghitung termodinamika air.

Molaritas = (mg/liter)-3berat atomx10

Milimol = (mg/liter) / berat atom

Contoh : pada air terdapat Natmolalitasnyaterlarutsebesaadala

Mol = 125/22.99 = 5,458 mmol/lt

(dimana 22.99 adalah berat atom unsur Nat)

Berat Ekuivalen

Berat ekuivalen adalah satuanmerepresentasikanyangseringdigu kualitas air karena semuayang bereaksidarimenghasilkanreaktan mempunyai kesetimbanganberat ekuivalen. Satuan berat ekui adalahmiliekuivalen/liter (meq/I).

meq /1 = (mg/1) / berat atom /valensi atau

meq/I = (mmol/I) x valensi ion

Contoh : pada air terdapat80mg/It,Mg2+ ekuivalenterlarutmaka-nyaberatsebes adalah :


Meq/l= (80 / 24,305) x 2

= 80/24,305 = 6,32 meq/It

(dimana 24.305 adalah berat atom valensiunsurMg2+Na) da

REPRESENTASI DATA UNTUK INTERPRETASI

Salah satu aspekpenelitiannting dalkualitasmkompilasi,air a interpretasi, dan presentasi dyaring datacocok hidrokuntu keperluan analisis secaratujuanvisualini. diperlukanUntukmecapme yang sesuai sehinggaair\dapatbandingkantakualitasdari satu temp lain. Selgrafikalpresentasiinitu lebih menarik dan l dengan format angka dalam sebuah dimaksudkantabel.Keban untuk merepresentasikan rdantotalproporsinyaunsurterlarut-untukd masing kation maupunSatuan/uioniasaterlarutyangdigunakanb. adala mmol/l, meq/I

Diagram

Diagram Bar Vertikal

Diagram bar vertikal ditunjukkanditunjukkpadaGanmba pada Gambar rtikan5.5mengabahwamenunjukkantinggitotalprosentas konsentrasi anion dananionkationdan.kationBasanya,dibedakan pada sebelah kiriyang ataudibatasikananoleh garis vertikal

Diagram Lingkaran dan Radial

Diagramranlingkadibuat untuk mengiluunsurt asikanterlarutp pada suatu lingkaran. Satuanadalahyangmeq/I,biasasepertdigu ditunjukan pada Gambar 5.6.

Sementara itu diagram radial menggunakan=ion(meq/I)sk yang satingberpotongan pada satuditunjuktitikansepertiada Gambaryang


Gamba rDiagram5.5 Bar Vertikal (from Hem, 1Bahan Ajar Hidrologi Dasar

Gamb arDiagram5.6 Lingkaran ( Hem, 1985)

GambarD iagram5.7 Radial (Lloyd and Heathcot

Diagram(StiffPola )

Ditemukan pertama kali oleh St iffpola (1951)yang. berbeda denga-iagramndiagramdiatasdigunakandanbanyakdalam anali kimia air. Diagram sebelahinimemplotkiri dkantionaiondi di se dikelompokkan seckhuarsus dan berpasangan pada suatu paraleldengan ni lai 0 berada di-tengarin sanionvertikaldan kd (Gambar 5.8) Satuan yangl. digunakan adalah meq/Bahan Ajar Hidrologi Dasar

Ga mbarDiagram5.8 Stiff (He m, 1985)

Diagram r-TriliPipernie

Diagram in i mengasumsikan bahwmemapunyaibahwa totalsemua konsentrasi yang mendekatiunsurjumlahmayyoranion(asumsi=1dankJika satuan y angdipakaimakanasumsinyaadalahmeq/Ikomposisi kidiplot padatrilinsegitigaerPiper seperti y ang diilustr

GambarDiagram5.9 Piper (Freeze and Cherry,

Dari Gamba r 5.9 terlihat bahwadibawahonmayordan di diproyeksikan menuju segitigamenganalisisyanhgubungandiats antauu ion yang ada. Diagramefektif iniuntuksangatmempe rkirakan tip menghitungadanya p roses mixing (percam puran) antaraBahan Ajar Hidrologi Dasar

Selain beb erapa cara representb berapasidatacarakual yang dilakukan diantaranyakomulatif,dalah diagr:agramsemipl Durov (Gambar-expan5d.iagramed,9) vektor, dll . Selain itu, untukmenggambar kan data kimia kualitrasossectionairsecara kualitas air.

Gam bar Diagram5.10-expandedDurov

Documents

Kualitas Air