Menurut Peraturan pemerintah RI No. 20 Tahun 1990, pencemaran air merupakan suatu peristiwa masuknya atau dimasukkannya zat, energi, makhluk hidup atau komponen lain ke dalam air oleh aktivitas manusia yang dapat menyebabkan kuaitas air menurun sampai pada tingkat tertentu yang membahayakan dan mengakibatkan air tidak berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Air yang tercemar memiliki ciri-ciri atau karakteristik khas yang dapat kita bedakan dengan air bersih, baik dari segi fisik, segi biologi, maupun segi kimia. Umumnya air tercemar dapat dilihat dengan mudah, misalnya dari kekeruhan, karena biasanya orang awam mengatakan bahwa air murni atau bersih itu jernih dan tidak keruh, atau dari warnanya yang transparan dan tembus cahaya, atau dari baunya yang menyengat hidung, atau menimbulkan gatal-gatal pada kulit dan ada juga yang dapat merasakan dengan lidah, seperti rasa asam dan getir. Dalam menentukan adanya limbah (pencemar) air , parameter-parameter yang digunakan antara lain:
Parameter Fisika
Parameter fisika yang mempengaruhi kualitas air yang dapat terlihat langsung melalui fisik air tanpa harus melakukan pengamatan yang lebih jauh pada air tersebut. Adapun parameter fisika pada air meliputi:
a. Kekeruhan (Trubidity)
Turbidity yaitu karakteristik air yang akan terlihat pertama kali mengenai kondisi air. Turbidity dapat dijadikan sebagai indikator atau parameter kualitas air. Air akan terlihat keruh apabila di dalamnya terdapat partikel-partikel tersuspensi seperti tanah, bahan organik terdispersi, dan bahan lainnya. Padatan tesuspensi menyebabkan peningkatan kekeruhan, namun tidak semua padatan dapat menyebabkan kekeruhan. Semakin tinggi kekeruhan, akan mempengaruhi sistem pernafasan dan daya pandang organisme akuatik. Pengukuran kekeruhan dapat dilakukan dengan mengukur transmisi cahaya menggunakan sumber cahaya standar. Satuan kekeruhan dinyatakan dalam NTU (Nephlometric Turbidity Unit) atau TU (Turbidity Unit). Walaupun partikel tersuspensi tidak mengganggu kesehatan secara langsung, namun air yang mengandung bahan- bahan tersebut tetap perlu diolah supaya dapat memenuhi syarat fisik untuk dikonsumsi.
b. Temperatur
Temperatur dapat mempengaruhi sejumlah parameter lain kualitas air. Temperatur tidak berpengaruh secara langsung terhadap kesehatan, namun berpengaruh terhadap aktivitas mikroorganisme, kesetimbangan kimia, dan meningkatkan kelarutan zat-zat kimia. Perubahan temperatur memiliki peran penting terhadap proses fisika, kimia dan biologi badan air, yang juga berperan mengendalikan kondisi ekosistem perairan. Organisme akuatik memiliki kisaran temperatur tertentu yang paling baik bagi pertumbuhannnya. Peningkatan temperatur akan mendorong peningkatan reaksi-reaksi kimia di perairan, peningkatan evaporasi dan pelepasan gas dari perairan. Peningkatan suhu dapat berdampak pada peningkatan pelepasan oksigen sehingga terjadi penurunan kadar oksigen terlarut dalam air. Disisi lain peningkatan suhu perairan alami sedikit diatas temperatur normal akan memicu pertumbuhan mikroorganisme seiring dengan itu terjadi peningkatan dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme. Hal tersebut dapat berdampak pada penyerapan oksigen terlarut yang dapat menjadi pembatas bagi pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme. Namun demikian kandungan oksigen terlarut dapat kembali meningkat jika temperatur perairan menurun secara alami.
c. Warna
Perairan memiliki 2 jenis warna, yaitu warna tampak (apparent color) dan warna sesungguhnya (true color). True color disebabkan oleh partikel terlarut di perairan dan apparent color disebabkan oleh partikel terlarut dan tersuspensi. Warna air diakibatkan oleh bahan organik yang terlarut dalam air, seperti dari hasil proses pembusukan vegetasi. Selain itu, warna air juga disebabkan oleh pertumbuhan alga (tanaman akuatik berukuran kecil) atau bahan pewarna dari limbah industri. Warna dapat menghambat penetrasi cahaya untuk masuk ke perairan. Warna air dapat digunakan untuk mengindikasikan bahwa air tersebut mengandung bahan-bahan terlarut, sehingga membutuhkan pengolahan yang sesuai agar dapat memenuhi estetika untuk digunakan. Untuk segi estetis sebaiknya warna air tidak melebihi 15 PtCo. (skala Platinum Cobalt), sedangkan untuk kepentigan air minum sebaiknya tidak melebihi 50 PtCo
d. Bau dan Rasa
Bau dan rasa dalam air dapat disebabkan oleh bahan asing yang masuk ke dalam air, seperti garam anorganik, gas terlarut, atau senyawa organik. Penyebab bau biasanya bukan dari senyawa tunggal, namun dari bebrapa senyawa yang timbul secara bersamaan sehingga sukar untuk diberdakan. Deteksi bau dan pengukuran tingkat bau sangat sukar untuk dilaksanakan. Air yang baik adalah air yang tidak berbau dan tidak berasa. Air yang berbau dan berasa menunjukkan bahwa air telah terkontaminasi dengan zat tertentu dan mengakibatkan tingkat penerimaan air mengalami penurunan.
Parameter Kimia
Karakteristik kimia air menyatakan banyaknya senyawa kimia yang terdapat di dalam air, sebagian di antaranya berasal dari alam secara alamiah dan sebagian lagi sebagai kontribusi aktivitas makhluk hidup. Beberapa senyawa kimia yang terdapat didalam air dapat dianalisa dengan beberapa parameter kualitas air. Parameter kualitas air tersebut dapat digolongkan sebagai berikut:
a. pH
Nilai pH ditentukan oleh konsentrasi ion hidrogen dalam air, semakin besar konsentrasi ion hidrogen dalam air semakin rendah nilai pH dan perairan semakin bersifat toksik. Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan pH, dan menyukai kondisi pH yang berkisar antara 7,0 – 8,5. pH air sangat penting karena dapat mempengaruhi reaksi kimia. Kesetimbangan berbagai senyawa dan kelarutan berbagai jenis bahan dalam air sangat dipengaruhi oleh pH. (Suprihatin & Ono, 2013: 29). Kondisi pH dan redoks air penting karena mereka mempengaruhi kelarutan dan mobilitas kontaminan melalui proses seperti pertukaran ion, penyerapan, kompleksasi, dan mineral kejenuhan. Air yang baik adalah air yang memiliki pH netral (pH = 7). Apabila kurang dari 7, maka akan menimbulkan dampak bagi biota laut. Misalnya, pH 6 akan mempengaruhi kelimpahan keanekaragaman plankton dan bentos, sementara pH 5 kebawah akan mempengaruhi penurunan yang signifikan pada biomassa zooplankton dan peningkatan filamen algae hijau, dan pada pH 4 sebagian besar tumbuhan hijau akan mati.
b. DO (Disolved Oxygen)
Oksigen merupakan salah satu gas yang terlarut pada perairan. Kadar oksigen yang terlarut di perairan alami bervariasi tergantung pada suhu, salinitas, turbulensi air dan tekanan atmosfer. Dissolved Oxygen adalah salah satu parameter penting dalam analisis kualitas air. Nilai DO yang biasanya diukur dalam bentuk konsentrasi ini menunjukan jumlah oksigen (O2) yang tersedia dalam suatu badan air. Semakin besar nilai DO pada air, mengindikasikan air tersebut memiliki kualitas yang bagus. Sebaliknya jika nilai DO rendah, dapat diketahui bahwa air tersebut telah tercemar. Selain itu, pengukuran DO juga bertujuan melihat sejauh mana badan air mampu menampung biota air seperti ikan dan mikroorganisme. Ikan dan organisme akuatik di perairan membutuhkan oksigen terlarut dalam jumlah yang cukup.
Tabel Kadar Oksigen dan Kaitannya dengan Organisme akuatik
| Kadar Oksigen Terlarut (mg/ liter) | Pengaruh terhadap kelangsungan hidup organisme |
| < 0,3 | Hanya sedikit ikan yang dapat bertahan pada masa pemaparan singkat |
| 0,3 – 1,0 | Pemaparan lama akan dapat mengakibatkan kematian ikan |
| 1,0 – 5,0 | Ikan dapat bertahan hidup tetapi pertumbuhannya terganggu |
| > 5,0 | Ideal bagi sebagian besar organisme akuatik. |
c. Biological Oxygen Demant
BOD atau kebutuhan oksigen biokimia merupakan suatu pendekatan umum yang menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan zat organik terlarut dan sebgian zat-zat organik yang tersuspensi di dalam air. Pengukuran parameter ini dapat dilakukan pada air minum maupun air buangan. Perairan yang telah memiliki Kandungan BOD5 5,0-7,0 mg/L dianggap masih alami, sedangkan perairan yang memiliki Kandungan BOD5 > 10 mg/L dianggap telah mengalami pencemaran. Kandungan BOD5 industri pangan antara 500-4000 mg/L
d. COD (Chemical Oxygen Demant)
COD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik yang terdapat dalam limbah cair dengan memanfaatkan oksidator kalium dikromat sebagai sumber oksigen. Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat organik yang secara alamiah dapat dioksidasi melalui proses biologis dan dapat menyebabkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air. Perairan yang memiliki kadar COD tinggi tidak ideal bagi kepentingan perikanan dan pertanian. Kandungan COD pada perairan yang tidak tecemar biasanya berkisar kurang dari 20 mg/liter. Sedangkan pada perairan yang tercemar lebih dari 200 mg/liter dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000 mg/liter.
e. Kesadahan
Kation multivalensi terutama magnesium dan kalsium seringkali ditemukan di dalam air. Ion-ion tersebut mudah terendapkan dan dapat bereaksi dengan sabun, sehingga tidak menghasilkan busa. Kesadahan air dapat dinyatakan sebagai jumlah konsentrasi kalsium dan magnesium dalam satuan ekuivalen per meter kubik. Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran. Berdasarkan tingkat kesadahannya, air dibedakan menjadi 4 golongan, yaitu sebagai berikut:
| Jenis Air | Total Kesadahan (1 °DH = 10 mg/l CaO) |
| Air lunak | 0-7 °DH |
| Air sedang | 7-14 °DH |
| Air sadah | 14-21 °DH |
| Air sangat sadah | > 21 °DH |
f. DHL (Daya Hantar Listrik) atau Konduktivitas
Konduktivitas merupakan ukuran dari kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan arus listrik. Konduktivitas terjadi akibat adanya pergerakan ion-ion dalam suatu larutan, sehingga dengan bertambahnya jumlah ion akan meningkatkan nilai konduktivitas. Secara kimia, air murni bukan merupakan penghantar listrik. Hal ini dikarenakan hanya terdapat ion H+ dan ion OH–, sehingga air murni hanya memiliki nilai konduktivitas sebesar 0,05µS/cm. Sebaliknya, air laut yang memiliki kadar garam tinggi memiliki nilai konduktivitas sebesar 40.000 µS/cm.
g. Alkalinitas
Alkalinitas merupakan kapasitas air untuk menetraslisasi asam. Alkalinitas air diukur dengan cara tittrasi menggunakan larutan asam kuat untuk nilai H sekitar 4,5. Alkalinitas air ditunjukkan dengan keberadaan ion-ion karbonat, ion bikarbonat, dan ion hidroksil dalam air. Alkalinitas dapat dinyatakan dalam satuan jumlah molar.
A,eq/m3 = [HCO3-] + 2[CO3 2-] + [OH–] – [H+]
Parameter Biologi
Parameter biologi yang mempengaruhi kualitas air, antara lain: Mikroorganisme seperti bakteri dan virus, organisme colliform, ganggang, dan jamur. Bakteri, organisme colliform, ganggang, dan jamur pada dasarnya selalu hidup di dalam air. Mikroorganisme kebanyakan hidup di dalam air tidak berbahaya, namun sebagian kecil mikroorganisme yang ada tergolong mikroorganisme patiden yang dapat menyebabkan penyakit pada manusia, seperti Salmonella thyposa (penyebab tifus) dan Enthamoeba hystolica (penyebab disentri). Hasil pengujian parameter mikrobiologi mengindikasikan ada atau tidaknya mikroorganisme dalam air dan sapat digunakan sebagai indikator kualitas air.
Air yang baik memiliki kandungan bahan kimia organik dalam jumlah yang tidak melebihi batas yang ditetapkan. Dalam jumlah tertentu, tubuh membutuhkan air yang mengandung bahan kimia organik. Namun apabila jumlah bahan kimia organik yang terkandung melebihi ambang batas dapat menimbulkan gangguan pada tubuh. Hal itu terjadi karena bahan kimia organik yang melebihi ambang batas dapat terurai menjadi racun berbahaya.
