Fisika Lingkungan materi Lingkungan Air

Ilmusahid.com - Fisika Lingkungan materi Lingkungan Air. Assalamuallaikum sobat. Kali ini Admin memberikan postingan yang berkaitan dengan ruang lingkup fisika, yaitu Fisika Lingkungan. Pada postingan ini, Admin ingin mengajak sobat sekaligus Admin sendiri lebih mengenal pada lingkungan kita khususnya pada Lingkungan Air. Oleh karena itu, postingan ini Admin beri judul Fisika Lingkungan materi Lingkungan Air.
Selamat membaca ^_^  
Air adalah salah  satu dari  ketiga  komponen  yang pembentuk bumi (zat padat, cair dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sekitar 70 % sedangkan sisanya 30%  berupa daratan. Udara sendiri mengandung zat cair (uap air) sekitar 15% dari tekanan atmosfer. Tidak hanya di Bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, dan di bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air bisa berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air adalah satu-satunya zat yang secara alamiah terdapat di permukaan Bumi dalam ketiga wujud tersebut. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) air yang tersedia di Bumi. Kondisi air sebagian besar terdapat di lautan yaitu air asin dan sisanya pada lapisan-lapisan es di kutub dan puncak-puncak gunung, namun air juga bisa hadir dalam bentuk awan , hujan , sungai , air tawar , danau , dan lautan es. Dalam objek-objek tersebut air bergerak mengikuti sebuah siklus air yang sebagaimana telah kita ketahui , yaitu : melewati penguapan , hujan , dan aliran air di atas permukaan tanah baik melalui perembesan air dalam tanah kemudian menuju mata air , sungai ,  muara dan selanjutnya kembali menuju laut.
Air berpengaruh besar bagi kelangsungan semua makhluk hidup khususnya manusia. Manusia memanfaatkan air dalam kehidupannya untuk berbagai hal , misalnya minum , mencuci , mandi , bahkan digunakan sebagai sumber pembangkit listrik. Akan tetapi air juga dapat mendatangkan kerugian bagi manusia apalagi dalam jumlah yang sangat besar seperti banjir. Pengelolaan sumber daya air yang tidak baik juga bisa menyebakan kurangnya persediaan air , monopolisasi dan privatisasi , serta membuka ruang konflik.

A. Pengertian Air
Air adalah suatu senyawa kimia H2O yang sangat istimewa, didalam kandungannya terdiri dari senyawa Hidrogen (H2) dan senyawa Oksigen (O2). Kedua senyawa yang membentuk air ini adalah komponen pokok serta mendasar dalam memenuhi keperluan seluruh makhluk hidup di muka bumi selain matahari.

B. Karakteristik Air
Air memiliki tiga karakteristik, yaitu fisika, kimia dan biologi yang sangat mempengaruhi kualitas dari air tersebut. Oleh karena itu, pengolahan air terpusat terhadap berbagai parameter tersebut guna memperoleh air yang layak digunakan.

Karakteristik Fisika Air , adalah karakter pada air yang dapat Anda lihat langsung melalui kondisi air tanpa harus melakukan penelitian yang lebih kompleks pada air tersebut. Karakteristik fisik air ini meliputi : 
  1. Bau dan rasa , yaitu yang dihasilkan oleh adanya mikroorganisme di dalam air seperti alga , senyawa H2S yang terbentuk dalam keadaan anaerobik , dan oleh adanya organik-organik tertentu.
  2. Kekeruhan , dapat terjadi akibat adanya bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan sisa pembuangan bahan oleh industri.
  3. Temperatur atau Suhu , suatu keadaan temperatur atau suhu pada air ketika terjadi peningkatan dapat menyebabkan menurunnya kadar oksigen yang terlarut. Akibatnya terjadi suatu degradasi anaerobik yang dampaknya akan menimbulkan bau yang tidak sedap.
  4. Warna , yaitu perubahan warna air akibat dampak dari mikroorganisme yang terkandung dalam air tersebut.
Karakteristik Kimia Air , adalah kadar bahan kimia yang terdapat pada air, biasanya berasal dari alam dan sebagian lagi akibat aktivitas makhluk hidup. Karakteristik kimia air ini meliputi :
  1. pH , pembatasan pH dilakukan karena dapat mempengaruhi rasa , korosifitas air , dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih toksik dalam bentuk molekuler, dimana ketika disosiasi senyawa-senyawa tersebut dipengaruhi oleh pH. pH air dalam kondisi netral berkisar 6,5 – 8,5. Air yang memiliki pH rendah akan terasa asam contohnya air rawa (gambut), sedangkan air yan memiliki pH tinggi akan terasa pahit.
  2. DO (Dissolved Oxigen) , yaitu kadar jumlah oksigen terlarut yang berasal dari fotosintesis dan absorbsi atmosfer atau udara. Semakin banyak kadar jumlah DO maka kualitas air semakin baik.
  3. BOD (Bioligical Oxigen Demand) , yaitu banyaknya kadar oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan - bahan organik ( zat pencerna ) yang tersedia di dalam air dengan cara biologi.
  4. COD (Chemical Oxigen Demand) , yaitu banyaknya kadar oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan - bahan organik dengan cara kimia.
  5. Kesadahan , yaitu adalah kandungan mineral - mineral yang terdapat di dalam air yang pada umumnya ion Ca2+ ( Kalsium ) dan Mg2+ ( Magnesium ). Air yang memiliki kesadahan yang tinggi akan mempersulit penggunaan sabun. Kesadahan yang tinggi diakibatkan oleh adanya kadar residu terlarut yang tinggi dalam air.
  6. Senyawa - senyawa kimia beracun , kandungan besi (Fe) dalam air bersih akan menimbulkan aroma ligan , memunculkan warna koloid merah ( karat ) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia. (Farida, 2002).
Karakteristik Biologi Air , digunakan untuk mengukur kualitas air untuk dikonsumsi. Parameter yang digunakan adalah mikroorganisme yang terkandung. Semakin banyak mikrooranisme yang terdapat pada air tentu tidak layak untuk diminum. Pada air limbah terkandung bakteri yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Bakteri yang digunakan sebagai indikator adalah bakteri E-Coli. Berbagai macam organisme hidup dalam air lebih banyak ditemukan pada air permukaan daripada air tanah, sebab proses penyaringan oleh lapisan tanah. Jenis-jenis organisme yang terdapat dalam air meliputi organisme mikroskopik dan makroskopik. (Suripin, 2002) Organisme mikroskopik seperti bakteri dan coliform dapat ditemukan dalam air. Bakteri yang hidup di perairan umumnya uniseluler , tidak memiliki klorofi l, berkembangbiak dengan pembelahan sel secara transversal atau biner , sebagian besar (± 80%) berbentuk batang. Secara umum hidupnya saprofitik pada sisa buangan hewan dan tanaman yang telah mati, ada juga yang bersifat parasitik pada hewan dan manusia sehingga menimbulkan penyakit. Organisme makroskopik seperti ganggang dan rumput laut dapat menurunkan kualitas air dalam faktor rasa , warna , dan bau. Namun dapat dihilangkan dalam proses purifikasi. Keberadaan ikan dalam air dapat mengendalikan pertumbuhan organisme mikroskopik ataupun mikroskopik. (Suripin, 2002).

C. Pembagian Air
1. Berdasarkan Sumbernya
Menurut (Sutrisno, 2004), sumber-sumber air meliputi : 

a. Air Laut
Lebih dari 80% air yang berada di alam adalah air laut. Air laut menentukan iklim serta kehidupan di bumi. Kadar dan komponen unsur di dalam air laut ditentukan sejumlah reaksi kimia , fisika , serta biologi yang terjadi di samudera.
Fisika Lingkungan materi Lingkungan Air

Faktor yang mempengaruhi kadar garam air laut
  • Penguapan , semakin besar penguapan air laut maka semakin besar pula salinitasnya. Salinitas adalah jumlah total material terlarut yang terkandung dalam 1 kg air laut (dinyatakan dalam gram). Satuan salinitas : 0/00 (per mil).   Contohnya pada Laut Merah
  • Curah Hujan , semakin banyak curah hujan yang terjadi maka semakin rendah salinitasnya. Contohnya pada Laut Indonesia
  • Penambahan air tawar akibat pencairan es , semakin banyak es yang mencair maka air laut akan sedikit terasa asam, akibatnya nilai salinitasnya juga rendah.
  • Jumlah sungai yang mengalir kelaut.
Warna Air Laut
  • Endapan dan organisme. Contohnya yang terjadi pada Laut Kuning karena pengaruh lumpur loss yang berwarna kuning yang dibawa sungai - sungai kuning, Laut Merah karena pengaruh ganggang merah ( alga merah ) yang memantulkan warna merah , Laut Hitam karena pengaruh endapan tanah loss dari Rusia yang berwarna hitam. 
  • Pemantulan sinar matahari oleh laut.
Jenis - jenis Air Laut
Berdasarkan cara terjadinya :
  • Laut Transgresi ( laut yang meluas ), terjadi akibat adanya perubahan permukaan laut secara positif ( meluas ). Perubahan permukaan ini terjadi akibat naiknya permukaan air laut atau kondisi daratannya yang turun. Perubahan ini terjadi pada zaman es. Contoh laut jenis ini adalah laut Jawa, laut Arafuru dan laut Utara.
  • Laut Ingresi, adalah laut yang terjadi akibat adanya penurunan tanah di  dasar laut. Penurunan tanah di dasar laut akan membentuk lubuk laut dan palung laut. Lubuk laut atau basin adalah penurunan di dasar laut yang berbentuk bulat. Contohnya lubuk Sulu, lubuk Sulawesi, lubuk Banda dan lubuk Karibia. Sedangkan Palung Laut atau trog adalah penurunan di dasar laut yang bentuknya memanjang. Contohnya palung Mindanau yang dalamnya mencapai 1.085 m.
  • Laut Regresi, adalah laut yang menyempit. Penyempitan terjadi akibat adanya pengendapan oleh batuan seperti pasir dan lumpur yang dibawa oleh sungai - sungai yang bermuara di laut tersebut. Penyempitan laut sering tejadi di pantai utara pulau Jawa.
Berdasarkan Letaknya :
  • Laut tepi ( laut pinggir ) adalah laut yang terletak di tepi benua ( kontinen ) serta seakan - akan terpisah dari samudera luas oleh daratan pulau - pulau. Contohnya laut Cina Selatan dipisahkan oleh kepulauan Indonesia dan kepulauan Filipina.
  • Laut pertengahan adalah laut yang terletak di antara benua - benua. Kondisi Lautnya dalam dan memiliki gugusan pulau - pulau. Contohnya laut Tengah yang terletak di antara benua Afrika - Asia dan Eropa , dan laut Es Utara yang terletak di antara benua Asia dan Amerika.
  • Laut pedalaman adalah laut yang hampir keseluruhnya dikelilingi oleh daratan. Contohnya laut Kaspia, laut Hitam dan laut Mati.
Berdasarkan Kedalamannya :
  • Zona Lithoral adalah wilayah pantai alias pesisir atau shore.  Di wilayah ini pada saat air pasang tergenang air dan pada saat air laut surut berubah menjadi daratan. Oleh sebab itu wilayah sering disebut juga disebut wilayah pasang - surut.
  • Zona Neritic ( wilayah laut dangkal ) adalah batas wilayah pasang surut hingga kedalaman 150 m. Pada zona ini tetap dapat menerima sinar matahari sehingga pada wilayah ini sangat banyak terdapat beberapa jenis makhluk hidup baik hewan ataupun tumbuh - tumbuhan. Contohnya pada laut Jawa , laut Natuna , dan selat Malaka.
  • Zona Bathyal ( wilayah laut dalam ) adalah wilayah laut yang mempunyai kedalaman antara 150 m sampai 1800 m. Pada wilayah ini sinar matahari tidak dapat tembus, akibatnya organisme tidak sebanyak seperti yang terdapat pada wilayah Neritic.
Proses Terbentuknya Air Laut
Laut menurut sejarahnya terbentuk lebih dari 4,4 milyar tahun yang lalu. Atmosfer bumi tertutup oleh debu - debu vulkanik yang mengakibatkan terhalangnya sinar matahari menuju ke bumi. Dampaknya, uap air di atmosfer mulai terkondensasi dan terbentuklah hujan. Hujan inilah yang mengisi cekungan - cekungan di bumi sampai terbentuklah lautan.

b. Air Atsmosfer ( Hujan )
Air di atmosfer tersedia dalam bentuk uap air. Uap air berasal dari proses evaporasi ( penguapan ) baik yang berasal dari laut , danau , sungai , tanah, bahkan dari permukaan tubuh makhluk hidup atau permukaan daun tumbuhan. Kemudian uap - uap air tersebut terkumpul dan membentuk awan. Pada saat awan-awan ini bergerak mengikuti pola angin, kelembapan udara menyebabkan suhu menjadi dingin selanjutnya uap - uap air akan terkondensasi menjadi tetes - tetes air dan jatuh menjadi air hujan maupun salju.

Jenis - jenis Air Atsmosfer ( Hujan )
Berdasarkan terjadinya :
  • Hujan siklonal adalah hujan yang terjadi akibat udara panas yang naik disertai dengan angin berputar.
  • Hujan zenithal adalah hujan sering terjadi pada daerah sekitar equator akibat pertemuan Angin Pasat Timur Laut dengan Angin Pasat Tenggara. Kemudian angin tersebut naik dan membentuk gumpalan - gumpalan awan dan berdampak awan menjadi jenuh serta turunlah hujan.
  • Hujan orografis adalah hujan yang terjadi akibat angin yangmengandung uap air yang bergerak secara horizontal mengakibatkan Angin tersebut naik menuju pegunungan , suhu udara menjadi dingin sehingga terjadi kondensasi. Terjadilah hujan di sekitar pegunungan.
  • Hujan frontal adalah hujan yang terjadi saat massa udara yang dingin bertemu dengan massa udara yang panas. Tempat       pertemuan antara kedua massa tersebut dinamakan bidang front. Karena massa udara dingin lebih berat berada di bawah. Di sekitar front inilah sering terjadi hujan lebat yang disebut hujan frontal.
  • Hujan muson adalah hujan yang terjadi akibat Angin Musim ( Angin Muson ). Penyebab terjadinya Angin Muson merupakan akibat adanya pergerakan semu tahunan Matahari antara Garis Balik Utara dan Garis Balik Selatan. Di Indonesia, hujan muson terjadi pada bulan Oktober hingga April. Sementara di kawasan Asia Timur terjadi pada bulan Mei hingga Agustus. Siklus muson inilah yang menyebabkan adanya musim penghujan dan musim kemarau.
Berdasarkan butirnya :
  • Hujan gerimis, yaitu memiliki diameter butiran kurang dari 0,5 mm. 
  • Hujan salju, yaitu terdiri dari kristal - kristal es yang suhu atau temperaturnya berada dibawah 0° Celsius. 
  • Hujan batu es, yaitu curahan batu es yang turun ketika kondisi cuaca panas dari awan yang suhunya dibawah 0° Celsius. 
  • Hujan deras, yaitu curahan air yang turun dari awan dengan suhu diatas 0° Celsius dengan diameter ±7 mm
Jenis Hujan Berdasarkan Curah Hujan
  • Hujan sedang : 20 – 50 mm per hari. 
  • Hujan lebat : 50-100 mm per hari. 
  • Hujan sangat lebat : di atas 100 mm per hari.
Proses Terjadinya Hujan
Proses terjadinya hujan disebut juga sebagai siklus hidrologi. Diawali dengan air di permukaan bumi yang menguap akibat terkena cahaya matahari. Proses ini kemudian naik ke atas dan membentuk awan. Awan kemudian bergerak oleh adanya tiupan angin. Selanjutnya awan mengalami kondensasi dan turunlah titik - titik air sebagai hujan.

c. Air Permukaan
Air permukaan merupakan air yang mengalir atau yang terkumpul di cekungan permukaan bumi yang berasal dari mata air , air hujan , dan lelehan salju yang mencair. Air permukaan banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan, antara lain untuk diminum , keperluan rumah tangga , irigasi , pembangkit listrik , industri, dan sebagainya. Pada umumnya terdapat beberapa pengotoran pada air permukaan selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur , pelapukan batang - batang kayu , daun - daun , limbah industri perkotaan dan sebagainya. Beberapa pencemaran ini , untuk masing - masing air permukaan berbeda - beda , tergantung pada kondisi daerah yang menjadi tempat mengalirnya air permukaan tersebut.

d. Air Tanah
Menurut ( Sutrisno, 2004 ) , air tanah terbagi atas 3 jenis, yaitu :
  • Air Tanah Dangka , yaitu air tanah terjadi akibat daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan terhalang oleh penyaringan lapisan tanah , demikian pula dengan sebagian bakteri , jadi air tanah akan terlihat jernih namun lebih banyak mengandung zat kimia ( garam - garam yang terlarut) sebab melewati lapisan tanah yang memiliki unsur - unsur kimia tertentu untuk masing - masing lapisan tanah. 
  • Air Tanah Dalam , yaitu air tanah dalam pada umumnya termasuk bersih jika dilihat dari sisi biologinya , sebab selama pengalirannya air tanah mengalami penyaringan alami maka kebanyakan mikroba sudah tidak lagi didalamnya.
  • Mata Air , yaitu air tanah yang keluar dengan sendirinya pada permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, tidak dipengaruhi oleh musim dan kualitasnya sama dengan keadaan air tanah dalam. 
Pembentukan Air Tanah
Air tanah adalah semua air yang tersedia di bawah permukaan tanah pada lajur atau zona jenuh air ( zone of saturation ). Air tanah terbentuk dari air hujan dan air permukan, yang meresap ( infiltrate ) mula-mula ke zona tidak jenuh ( zone of aeration ) dan kemudian meresap makin dalam ( percolate ) sampai mencapai zona jenuh air dan menjadi air tanah.
Air tanah merupakan salah satu fase dalam siklus daur hidrologi, yakni sebuah peristiwa yang rutin berulang dari urutan bagian yang dilewati air dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer , penguapan dari darat dan laut atau air pedalaman , pengembunan membentuk awan , pencurahan, pelonggokan dalam tanah atau badan air dan penguapan kembali ( Kamus Hidrologi, 1987 ). Dari daur hidrologi tersebut bisa dipahami bahwa air tanah berinteraksi dengan air permukaan dan komponen - komponen lain yang terlibat dalam siklus daur hidrologi tergolong bentuk topografi , tipe batuan penutup , pemakaian lahan , tetumbuhan penutup , dan manusia yang berada di permukaan. Air tanah dan air permukaan saling berkaitan dan berinteraksi. Setiap aksi ( pemompaan , pencemaran dan lain-lain ) terhadap air tanah akan memberikan reaksi kepada air permukaan , begitu juga sebaliknya.

2. Berdasarkan Analisis
Berdasarkan analisis air digolongkan menjadi 3 ( tiga ) , yaitu :
  • Air kotor atau air tercemar , yaitu air yang bercampur dengan satu atau beberapa campuran hasil buangan limbah.
  • Air bersih , yaitu air yang telah terpenuhi sifat fisik , kimia, tetapi bakteriologinya masih belum terpenuhi. Air bersih ini dapat dijumpai dari sumur gali , sumur bor , air hujan , air sumber yang langsung dari mata air.
  • Air minum , yaitu air yang telah terpenuhi sifat fisik , kimia , maupun bakteriologi dan level kontaminasi maksimum ( LKM ). Level kontaminasi maksimum meliputi kekeruhan , kandungan zat kimia organik dan anorganik, dan jumlah bakteri coliform. 
Demikian Postingan Admin kali ini. Untuk saran dan komentar silahkan dibawah ini.
Wassalamuallaikum wr. wb
Bagikan ke:

4 komentar

Thank you for commenting
29 September 2015 11.04

Up

Reply
Thank you for commenting
29 September 2015 11.04

Up

Reply
Thank you for commenting
30 September 2015 05.59

Terima kasih kunjungannya kang. semoga bermanfaat

Reply
Thank you for commenting
6 Maret 2017 06.28

terima kasih sangat bermanfaat mohon izin share ya kang

Reply

Fisika Lingkungan materi Lingkungan Air
Join This Site Show Conversion CodeHide Conversion Code Show EmoticonHide Emoticon

Please comment with polite