Post on 26-Dec-2015
description
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan pokok makhluk hidup untuk dapat menjalankan
segala aktivitasnya. Air kita perlukan untuk proses hidup dalam tubuh
kita,tumbuhan dan hewan. Tubuh manusia mengandung 60-70% dari air dari
seluruh berat badan. Air juga kita perlukan untuk berbagai macam keperluan
rumah tangga,pengairan pertanian indutri serta rekreasi. Air yang dibutuhkan
adalah air bersih dan hygiene serta yang memenuhi persyaratan yaitu
persyaratan dari segikualitas air meliputi kualitas fisik,kimia,biologi,dan
radiologis. Sehingga apabila dikonsumsi tidak menimbulkan efek samping
(Ketentuan umum Permenkes No.416/MENKES/PER/IX/1990).
Salah satu sumber air bersih yang dimanfaatkan oleh manusia yaitu adalah
air tanah (ground water). Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang
jatuh ke permukaan bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan
ke dalam tanah dan mengalami poses filtrasi secara alamiah. Air tanah
mempunyai kandungan mikroorganisme yang relative rendah karena kontak
dengan lingkungan yang relative kecil. Sehingga pada umumnya air tanah
mengandung kation dan anion terlarut dan beberapa senyawa organik Air tanah
juga mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi yang tinggi. Konsentrasi
yang tinggi dari zat-zat mineral semacam Magnesium,Kalsium,dan logam berat
seperti Besi (Fe) dan Mangan (Mn).
Besi (Fe) adalah satu dari lebih unsur-unsur penting dalam air permukaan
dan air tanah. Besi (Fe) merupakan salah satu mikrolemen yang dibutuhkan oleh
tubuh, Besi (Fe) banyak berperan dalam proses metabolisme tubuh. sedangkan
mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia serupa
dengan besi..Besi (Fe) dan Mangan (Mn) merupakan logam yang sering
bersamaan keberadaannya di alam maupun di air.logam ini dibutuhkan dalam
tubuh namun dalam jumlah kecil.
Kelebihan dalam logam ini dapat menimbulkan efek-efek kesehatan
seperti rusaknya organ-organ penting, seperti pankreas, otot jantung dan ginjal.
Unsur Besi dan Mangan yang menyebabkan air tersebut berubah menjadi
kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Disamping
menimbulkan bau yang kurang enak dan menyebabkan warna kuning pada
dinding bak kamar mandi serta bercak-bercak kuning pada pakaian.
Banyak dari masyarakat kita selama ini sering mengkonsumsi air yang
banyak diambil dari sumur gali. Dan biasanya air pada sumur gali tersebut
mempunyai karakteristik fisik seperti berwarna kuning kecoklatan dan berbau
yang menunjukkan bahwa air pada sumur gali tersebut mengandung logam
berat seperti Besi (Fe) dan Mangan(Mn) yang melebihi kadar maksimal dalam
air.Menurut Peraturan Menteri Kesehatan
No.416/MENKES/PER/IX/1990,kadar Fe dalam air bersih maksimun yang
diperbolehkan adalah 1,0 mg/l sedangkan kadar Mn dalam air bersih maksimun
yang diperbolehkan adalah 0,5 mg/l. apabila kadar kedua logam berat itu
melebihi baku mutu air yang telah ditetapkan,maka baku mutu air bersih
tersebut tidak memenuhi syarat dan harus dilakukan pengolahan sebelum
dipakai untuk keperluan sehari-hari terutama untuk di konsumsi.
Berdasarkan uraian dari latar belakang diatas, maka penulis tertarik
untuk menelakukan penelitian dengan judul “Efektifitas Karbon Aktif Kulit
Singkong Dalam Menurunkan Kadar Besi (Fe) Dan Mangan (Mn) Pada Air
Sumur Gali”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang tersebut, maka dalam penelitian
ini dirumuskan masalah penelitiannya dalam bentuk pertanyaan sebagai berikut
1. Seberapa besar persentase penurunan kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn)
pada air sumur gali dengan menggunakan karbon aktif dari kulit
singkong?
C. Ruang Lingkup Penelitian
Efektifitas karbon aktif kulit singkong dalam menurunkan kadar besi (Fe)
dan mangan (Mn) pada air sumur gali.
D. Tujuan Penelitian
1. Tujuan Umum
Untuk mengetahui efektifitas karbon aktif kulit singkong dalam
menurunkan kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada air sumur gali
2. Tujuan Khusus
a. Untuk mengetahui kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) air sumur gali
sebelum dilakukan penambahan karbon aktif kulit singkong
b. Untuk mengetahui kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) air sumur gali
setelah dilakukan penambahan kabon aktif kulit singkong sebanyak 1
gr,2 gr dan 3 gr pada setiap 500 ml sampel air sumur gali.
c. Untuk mengetahui persentase penurunan kadar Besi (Fe) dan Mangan
(Mn) setelah ditambahkan karbon aktif kulit singkong
d. Untuk mengetahui kadar karbon aktif yang paling efektif dalam
menurunkan kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada air sumur gali
sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan
No.416/MENKES/PER/IX/1990.
E. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Menambah wawasan penulis dan sebagai bahan kajian bagi peneliti
selanjutnya, terutama penelitian mengenai efektifitas penurunan kadar
Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada air sumur gali dengan bahan dasar
karbon aktif kulit singkong.
2. Sebagai bahan masukan untuk pemerintah dalam merencanakan program
penyedian dan penyehatan air bersih.
3. Dapat memberikan informasi kepada masyarakat bahwa kulit singkong
dapat dijadikan sebagai karbon aktif untuk mengolah air sumur gali yang
mengandung kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada air sumur gali.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Air1. Pengertian Air
Air merupakan substansi kimia dengan rumus kimia H2O yaitu satu
molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat dengan kovalen
pada satu atom oksigen. Air berbentuk tidak berwarna,tidak berasa serta
tidak berbau pada keadaan standar,yakni pada tekanan 100 kpa (1bar) dan
temperatur 273,15 k (0oC). Zat kimia ini adalah zat pelarut yang
mutlak,yang mempunyai kekuatan untuk melarutkan banyak zat kimia yang
lain,layaknya garam-garam,gula,asam,lebih dari satu tipe gas serta banyak
jenis molekul organik. Adanya ikatan Hidrogen inilah yang menyebabkan
air mempunyai sifat-sifat yang penting untuk kehidupan,yaitu :
a. Air sebagai pelarut
Karena merupakan senyawa bermuatan, air menjadi pelarut yang
sangat baik. Molekul bermuatan (disebut juga molekul polar)
seperti garam, gula, dan asam amino larut dalam air dengan mudah
b. Air sebagai penyimpan panas
Air mempunyai kapasitas kalor 4,2 Joule g-1 °C-1. Artinya,
dibutuhkan energi sebesar 4,2 Joule untuk memanaskan 1 gram air
sebesar 1 derajat Celcius. Ini merupakan kapasitas yang relatif
besar, dan ini membuat suhu air stabil, tidak mudah berubah.
c. Air sebagai pendingin
d. Air sebagai peindung
e. Air sebagai pengionisasi
f. Air sebagai penjaga Asam-Basa
Air merupakan zat yang paling penting dalam kehidupan setelah
udara. Air sangat besar pengaruhnya terhadap kehidupan baik itu kehidupan
manusia maupun binatang dan tumbuh-tumbuhan. Manfaat air bermacam-
macam misalnya untuk diminum,untuk pembawa zat-zat makanan pada
tumbuhan,zat pelarut,pembersih dan sebagainya.
2. Sumber-Sumber Air
Sumber-sumber air yang terdapat pada alam dapat diklasifikasikan
sebagai berikut :
a. Air angkasa/Air Hujan
Air hujan merupakan penyubliman awan/uap air murni yang ketika
turun dan melalui udara akan melarutkan benda-benda yang terdapat di
udara seperti gas O2 ,Co2,N2,dan lain-lain. Air ini mempunyai sifat sadah
karena mengandung ion biokarbonat sehingga boros dalam pemakaina
sabun.
b. Air permukaan
Air permukaan merupakan salah satu sumber yang dapat dipakai
untuk bahan baku bersih. Dibandingkan dengan sumber lain air
permukaan merupakan sumber yang tercemar. Keadaan ini terutama
berlaku bagi tempat-tempat yang dekat dengan tempat tinggal penduduk.
Hampir semua buangan dan sisa kegiatan manusia dilimpahkan pada air
atau dicuci dengan air,dan pada waktunya akan dibuang kedalam badan
permukaan. Air permukaan dapat dibedakan atas :
1) Air sungai
Air sungai mempunyai derajat pengetoran yang cukup tinggi.
Debit yang tersedia ubtuk memenuhi kebutuhan domestic pada
umumnya dapat mencukupi.
2) Air rawa dan Danau
Kebanayakan air rawa dan danau mempunyai warna,yang
disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah
membusuk,misalnya asam humat yang larut dalam air.
Dengan adanya pembusukan maka kadar zat organis dalam
air rawa akan tinggi,dan umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi
pula. Pada permukaan air rawa juga tumbuh algae karena adanya
sinar matahari O2 sehingga mengakibatkan Fe dan Mn akan
mengendap. Oleh karena itu,untuk pengambilan sampel air
sebaiknya dilakukan pada kedalaman di tengah-tengah agar
endapan-endapan Fe dan Mn tidak terbawa,demikian pula algae
yang terdapat pada permukaan rawa dan danau.
c. Air tanah (ground water)
Air tanah merupakan sebagian air hujan yang mencapai permukaan
bumi dan menyerap ke dalam lapisan tanh dan menjadi air tanah.
Sebelum mencapai lapisan tempat air tanah,air hujan akan
menembus beberapa lapisan tanah dan menyebabkan terjadinya
kesadahan pada air (hardness of water). Kesadahan pada air ini
menyebabkan air mengandung zat-zat mineral dalam konsentrasi.
Zat-zat mineral tersebut,antara lain kalsium,magnesium,dan logam
berat sepeerti Fe dan Mn.
B. Air Bersih
1. Pengertian Air Bersih
Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari dan
akan menjadi air minum setelah dimasak terlebih dahulu. Sebagai
batasannya,air bersih adalah air yang memenuhi persyaratan bagi system
penyediaan air minum. Adapun persyaratan kuaitas yang ditetapkan oleh
Dep.Kes.R.I dapat dikelompokkan menjadi tiga segi yang meliputi
kualitas fisik,kimia dan biologis,sehingga apabila dikonsumsi tidak
menimbulkan efek samping.
a. Persyaratan Fisik
PeraturanMenteriKesehatanRINo.416/Menkes/PER/IX/
1990,menyatakan bahwa air yang layak pakai sebagai sumber antara
lain harus memenuhi persyaratan secara fisik yaitu tidak berbau,tidak
berasa,tidak keruh dan tidak berwarna.
Adaapun sifat-sifat air secara fisik dapat dipengaruhi oleh
berbagia factor seperti :
1) Suhu
Air yang baik mempunyai temperature normal,80 dari suhu
kamar (270C). suhu air yang melebihi batas normal menunujukkan
indikasi terdapat bahan kimia yang terlarut dalam jumlah yang
cukup besar (misalnya,fenol atau belerang) atau sedang terjadi
proses dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme.
Menurut Permenkes No.416 tahun 1990,suhu air yang
memenuhi syarat kesehatan adalah sebesar suhu ± 30C.
2) Bau dan Rasa
Bau dan rasa merupakan dua hal yang dapat mempengaruhi
kualitas air secara bersamaan dan biasanya saling berhubungan.
Bau dan rasa biasanya disebabkan oleh adanya bahan-bahan
organik yang membusuk,tipe-tipe tertentu organisme
mikroskopik,serta persenyawaan-persenyawaan kimia seferti fenol.
3) Warna
Warna pada air terjadi karena adanya zat-zat substansi yang
terlarut dalam air,dimana zat-zat tersebut dapat terjadi karena
proses dekomposisi dalam berbagi tingkat,asam humus dan bahan
yang berasal dari bahan humus serta dekomposisi lignin dianggap
sebagai bahan yang memberi warna yang paling utama,demikian
juga unsur besi yang berkaitan dengan zat organik dapat
menghasilkan warna yang disebabkan oleh bahan-bahan kimia
yang tesuspensi (apparent colour) yang berbahaya bagi tubuh
manusia.
Untuk mengukur tingkat warna digunakan satuan TCU (True
color unit). Berdasarkan Permenkes RI No.416 tahun 1990 tingkat
warna untuk air bersih dianjurkan 15 TCU dan yang diperbolehkan
50 TCU (Depkes RI,1997).
4) Zat padat terlarut
Bahan padat adalah bahan yang tertinggal sebagai residu
penguapan dan pengeringan pada suhu 1300C-1050C. kebanyakan
bahan padat terlarut dalam bentuk terlarut (dissolved) dalam air
yang berupa bahan-bahan kimia anorganik dan gas-gas yang
terlarut. Standar untuk zat padat terlarut ditetapkan oleh Permenkes
No.416 tahun 1990,yaitu dianjurkan 500 mg/l dan diperbolehkan
1500 mg/l (Depkes RI,1997).
5) Kekeruhan
Kekeruhan pada air dapat disebabkan oleh partikel-patikel
yang tersuspensi di dalam air yang menyebabkan air terlihat
keruh,kotor bahkan berlumpur. Kekeruhan pada air merupakan
suatu hal yang dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi
umum,mengingat bahwa kekeruhan tersebut akan mengurangi segi
estetika,menyulitkan dalam usaha penyaringan dan akan
mengurangi efektivitas usaha desinfeksi (Sutrisno,1991).
Tingkat kekeruhan air dapat diketahui melalui pemeriksaan
laboratorium dengan metode Turbidimeter. Untuk standar air
bersih ditetapkan oleh Permenkes RI No.416 tahun 1990,yakni
kekeruhan yang dianjurkan 5 NTU (Nephelometris Turbidy Unit)
dan yang diperbolehkan yaitu 25 NTU (Depkes RI,1997).
b. Persyaratan Kimia
Menurut Slamet (2000),air yang baik adalah air yang tidak
tercemar secara berlebihan oleh zat kimia yang berbahaya bagi
kesehatan antara lain Air raksa (Hg),Aluminium (Al),Arseen
(As),Barium (Ba),Besi (Fe),Flourida (F),kalsium (Ca),Derajat
keasaman (pH dan zat-zat kimia lainya. Menuru Permenkes No.416
tahun 1990,batas minimum dan maksimun untuk air bersih adalah 6,5-
8,5. Khusus untuk air hujan,pH minimumnya adalah 5,5. Tinggi
rendahnya pH air dapat mempengaruhi rasa air. Maksudnya,air dengan
pH kurang dari 7 akan terasa asam di lidah dan terasa pahit apabila pH
melebihi 7.
c. Persyaratan Biologi
Menurut Slamet (2000),sumber-sumber air di alam pada
umumnya mengandung bakteri,baik air hujan (air angkasa),air
permukaan maupun air tanah. Jumlah dan jenis bakteri berada sesuai
dengan tempat dan kondisi yang mempengaruhinya. Bakteri yang
bersifat pathogen berbahaya bagi kesehatan manusia. Oleh karena itu
air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari harus bebas dari
bakteri pathogen seperti bakteri golongan Coli (Coliform
bakteri),Salmonella typhi,dan lain-lain.selain bakteri pathogen,bakteri
non-patogen juga sebaiknya tidak terdapat dalam air khususnya air
minum. Bakteri non-patogen tidak berbahaya bagi kesehtan tubuh
tetapi dapat menimbulkan baud an rasa yang tidak enak,lender dan
ekrak pada pipa. Beberapa bakteri non-patogen yang berada di dalam
air antara lain Actinomycetes (Moldikose bacteria),Fecal
streptococci,dan Bakteri Besi (Iron Bacteria).
Menurut Permenkes RI No.416 tahun 1990,total coliform yang
diperbolehkan dalam air perpipaan adalah 10 per 100 ml air sedangkan
untuk non perpipaan adalah 50 per 100 ml air.
2. Logam Pada Air
Banyak logam berat baik yang bersifat toksik maupun esensial terlarut
dalam air dan mencemari air tawar maupun air laut. Sumber pencemaran
ini banyak berasal drai bahan pertambangan,peleburan logam,dan jenis
industry lainnya,dan dapat juga berasal drai lahan pertanian yang
menggunakan pupuk atau antihama yang mengandung logam
(Darmono,2011).
Pada dasarnya air tanah merupakan air hujan yang bersentuhan dengan
tanah di daerah peresapan. Tanah dan bebatuan terdiri dari berbagai jenis
mineral yang tersusun oleh unsure-unsur kimia (anorganik) yang
kompleks. Unsure-unsur kimia anorganik dalam mineral tersebut,ada yang
berguna bagi kehidupan dan ada juga yang dapat bersifat racun bagi tubuh
manusia. Semakin lama air tersebut bersentuhan dengan tanah ataua
bebatuan maka semakin banyak pula mineral-mineral yang larut sehingga
konsentrasi unsure-unsur tertentu akan semakin tinggi dalam air.
Pada air sumur gali yang merupakan sumber air yang berasal dar air
tanah,masalah logam yang kerap kali muncul adalah adanya logam besi
(Fe) dan mangan (Mn) pada air tersebut. Pada awalnya air yang disedot
dari dalam tanah dana akan keluar dari kran berwarna bening,namun
setelah beberapa saat akan tampak berwarna kuning, bahkan dalam jangka
waktu lama akan membentuk endapan kuning dan menempel didasar bak
penampungan air. Pada kebanyakan sumur dangkal sampai dalam,dimana
oksigen terlarut rendah dan kandungan didalam tanah terdapat mineral
besi (Fe) dan mangan (Mn),maka sewaktu air disedot ke permukaan dan
mulai terkena udara, air yang mengandung besi (Fe) dan mangan (Mn)
tersebut teroksidasi dan mulai mengakibatkan perubahan air yang awalnya
tampak bening menjadi berwarna kuning sampai coklat kemerahan.
Perubahan warna tersebut tergantung berapa besar kandungan besi (Fe)
dan mangan (Mn) dalam air,semakin tinggi kandungan besi (Fe) dan
mangan (Mn) maka semakin tinggi warna air tersebut (Anonymous,2010).
C. Besi (Fe) Dan Mangan (Mn)
1. Besi (Fe)
a. Defenisi Besi (Fe)
Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada
hampir setiap tempat tempat di bumi,pada semua lapisan geologis dan
semua badan air. Pada umumnya,besi yang ada di dalam air bersifat:
1) Terlarut sebagai Fe2+ (fero) dan Fe3+ (feri)
2) Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 µm) atau lebih
besar,seperti Fe2O3,FeO,FeOOH,Fe(OH)3 dan sebagainya.
3) Tergabung dengan zat organis atau zat padat yang inorganis (seperti
tanah liat).
Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe lebih besar dari 1
mg/l,tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi.
b. Kandungan Besi (Fe) Dalam Air
Fe dalam tanah dan batuan sebagai ferioksida (Fe2O3) dan
ferihidroksida (Fe(OH)3). Dalam air,besi berbentuk ferobikarbonat
(Fe(HCO3)2),ferohidroksida (Fe(OH)2),ferosulfat (FeSO4), dan besi
organik kompleks. Air tanah mengandung betuk besi terlarut berbentuk
ferro (Fe2+). Jika air tanah dipompakan keluar dan kontak dengan udara
(oksigen) maka besi (Fe2+) akan teroksidasi menjadi ferihidroksida
(Fe(OH)3). Ferihoksida dapat mengendap dan berwarna kuning
kecoklatan. Hal ini dapat menodai peralatan porselen dan cucian.
Bakteri besi (Crenothrix dan Gallionella) memanfaatkan besi fero
(Fe2+) sebagai sumber energy untuk pertumbuhannya dan
mengendapkan ferrihidroksida. Pertumbuhan bakteri besi yang terlalu
cepat (karena adanya besi ferro) menyebabkan diameter pipa berkurang
dan lama kelamaan pipa akan tersumbat.
Air tanah yang mengandung CO2 tinggi dan O2 yang terlalu
sedikit, dapat mempercepat proses pelarutan besi (dari bentuk tidak
terlarut menjadi terlarut). Sedangkan air tanah yang alkalinitasnya
tinggi,biasanya memiliki konsentrasi besi yang rendah,karena besi
teroksidasi dan mengendap pada pH tinggi. Air tanah yang
mengandung besi dan organik yang tinggi akan membentuk ikatan
kompleks yang sulit mengendap dengan aerasi. Kandungan besi yang
tinggi akan merugikan, karena dapat menyebabkan air teh menjadi
hitam,sayuran yang direbus berwarna gelap,menimbulkan rasa
besi/logam,astringent atau obat dan merugikan jika diproduksi. Tubuh
memerlukan besi sebesar 14 mg/hr, kekurangan besi dapat
menyebabkan anemia, namum pemenuhan besi dalam air minum
sedikit sekali karena kandungan besi dalam air tanah yang melebihi 0,3
mg/l dapat menyebabkan gangguan kesehatan (Anonymous,2010).
c. Dampak Besi (Fe) Terhadap Kesehatan
Senyawa besi dalam jumlah kecil di dalam tubuh manusia
berfungsi sebagai pembentuk sel-sel darah merah, dimana tubuh
memerlukan 7-35 mg/hari yang sebagian diperoleh dari air. Tetapi zat
Fe yang melebihi dosis yang diperlukan oleh tubuh dapat menimbulkan
masalah kesehatan. Depkes RI menetapkan kadar maksimun unsur besi
terdapat dalm air minum adalah 0,3 mg/l (Sutrisno dan
Suciastuti,1987).
Besi (Fe) dibutuhkan dalam bentuk dalam pembentukan
hemoglobin. Banyaknya besi dalm tubuh dikendalikan oleh fase
adsorpsi. Tubuh manusia tidak dapat mengsekresi Fe, sehingga bagi
mereka yang sering mendapat tranfusi darah warna kulitnya menjadi
hitam karena akumulasi Fe. Air minum yang mengandung besi
cenderung menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi. Selain itu
dalam dosis besar dapat merusak dinding usus. Kematian sering kali
disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Kadar Fe yang lebih dari 1
mg/l akan menyebabkan terjadinya iritasi pada mata dan kulit. Apabila
kelarutan besi dalam air melebihi 10 mg/l akan menyebabkan air
berbau seperti telur busuk. Debu Fe juga dapat diakumulasi dalam
alveoli dan menyebabkan berkurangnya fungsi paru-paru
(Slamet,2004).
Gangguan fisik yang ditimbulkan oleh adanya besi terlarut dalam
air adalah timbulnya warna, bau, rasa. Air akan terasa tidak enak bila
konsentrasi besi terfarutnya > 1,0 mg/l.
2. Mangan (Mn)
a. Defenisi Mangan (Mn)
Mangan ditemukan oleh Johann Gahn tahun 1774 di Swesia.
Mangan adalah logam berwarna abu-abu keperakan yang merupakan
unsu pertama logam golongan VIIB,dengan berat atom 54,94 g.mol-
1,nomor atom 25,berat jenis 7,43g.cm-3 (Wikipedi,2012). Di dalam air
minum mangan menimbulkan rasa,warna (coklat/ungu/hitam),dan
kekeruhan (Fauziah,2010).
b. Kandungan Mangan (Mn) Dalam Air
Mangan terdapat dalam bentuk kompleks dengan
bikarbonat,mineral dan organik. Mn(OH)2 dan MnCO3 relatif sulit larut
didalam air, tetapi untuk senyawa seperti garam MnSO4,MnCl2,dan
Mn(NO3)2 mempunyai kelarutan yang besar dalam air (Said,2005).
Toksitas mangan relatif sudah tampak pada konsentrasi rendah.
Dengan demikian tingkat kandungan mangan yang diizinkan dalam air
yang digunakan untuk keperluan air domestik yang sangat rendah,yaitu
dibawah 0,05 mg/l. dalam kondisi aerob mangan dalam perairan
terdapat dalam bentuk MnO2 dan pada dasar perairan tereduksi menjadi
Mn2+ atau dalam air yang kekurangan oksigen (DO rendah). Oleh
karena itu,pemakaian air yang berasal dari suatu sumber air,sering
ditemukan mangan dalam konsentrasi tinggi.
Air yang berasal dari sumber tambang asam dapat mengandung
mangan terlarut,pada konsentrasi ± 1 mg/l dapat ditemukan pada
perairan dengan aliran yang berasal dari tambang asam. Pada pH yang
agak tinggi dn kondisi aerob terbentuk mangan yang tidak larut seperti
MnO2,Mn3O4, atau MnCO3 meskipun oksidasi dari Mn2+ itu berjalan
relative lambat (Achmad,2004).
c. Dampak Mangan (Mn) Terhadap Kesehatan
Berdsarkan keputusan menteri Kesehatan RI
No.492/MENKES/PER/IV/2010 menetapkan kadar logam mangan di
dalam air minum maksimum 0.4 mg/L. Dalam jumlah yang kecil (< 0,4
mg/L), Mn dalam air tidak menimbulkan gangguan kesehatan,
melainkan bermanfaat dalam menjaga kesehatan otak dan tulang,
berperan dalam pertumbuhan rambut dan kuku, serta membantu
menghasilkan enzim untuk metabolisme tubuh untuk mengubah
karbohidrat dan protein membentuk energi yang akan digunakan.
Mangan tersebar di seluruh jaringan tubuh. Konsentrasi mangan
tertinggi terdapat di hati, kelenjar tiroid, pituitari, pankreas, ginjal dan
tulang. Kadar minimal yang dibutuhkan sekitar 2,5 hingga 7 mg
mangan per hari dapat mencukupi kebutuhan manusia
(Anonymous,2010).
Tetapi dalam jumlah yang besar (> 0,4 mg/L),Mn dapat
menimbulkan racun yang lebih kuat dibanding besi, yaitu menyebabkan
gangguan pada tulang, gangguan hati, gangguan ginjal dan perubahan
warna rambut (Janelle, 2004).
D. Tekhnologi Penurunan Kandungan Besi (Fe) Dan Mangan (Mn) Dalam Air
Penurunan kandungan Besi dan Mangan dapat dilakukan dengan beberapa
cara yaitu :
1. Oksidasi
Proses penghilangan besi dan mangan dengan cara oksidasi dapat
dilakukan dengan lima macam cara yakni oksidasi dengan udara
(aerasi),oksidasi dengan khlorine (khlorinasi),oksidasi dengan
Klordioksida,oksidasi dengan potassium permanganat,dan dengan
menggunakan ozonisasi.
a. Oksidasi dengan udara (Aerasi)
Aerasi bertujuan menghilangkan bau dan rasa (yang disebabkan
hidrogen sulfide dan komponen organik) dengan
oksidasi/valatilisasi.Oksidasi Fe dapat berjalan dengan baik pada pH
7,5-8 dalam waktu 15 menit. Endapan besi yang berbentuk dapat
dihilangkan dengan koagulasi dan filrasi.
Maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,14
mg/l oksigen dan setiap 1 mg/l mangan dibutuhkan 0,29 mg/l. Pada
pH rendah, kecepatan reaksi oksidasi besi dengan oksigen (udara)
relatif lambat, sehingga pada prakteknya untuk mempercepat reaksi
dilakukan dengan cara menaikkan pH air yang akan diolah.
b. Oksidasi dengan chlorine (khlorinasi)
Klorin digunakan karena memilki kecepatan oksidasi lebih besar
daripada aerasi dan mampu mengoksidasi besi yang berkaitan dengan
zat organik,tapi kecepatan oksidasi berkurang. pH yang baik pada 8-
8,3 oksidasi besi membutuhkan waktu 15-30 menit. Pada oksidasi
Fe,bahan organik menggunakan kebutuhan sebagai khlorin dan dapat
juga membentuk besi organik kompleks sehingga memberi efek yang
kurang baik pada proses oksidasi. Selama proses oksidasi khlorin, sisa
khlorin seharusnya dijaga sampai pada proses berikutnya untuk
mencegah penurunan kondisi yang dapat menyebabkan terlarutnya
kembali endapan.
Pada umumnya proses standar penurunan Fe danMn menggunakan
koagulasi dengan alum,flokulasi,pengendapan dan filtrasi dengan
didahului proses preklorinasi. Dosis sisa klor yang dianjurkan
minimum 0,5 mg/l.
c. Oksidasi dengan klordioksida
Klordioksida adalah oksidan kuat yang secara efektif mengoksidasi
Fe dan Mn yang berkaitan dengnan zat organik. Klordioksida
merupakan gas yang tidak stabil dan mudah meledak. pH yang
diperlukan untuk reaksi oksidasi besi minimum 7. Secara teoritis 1
mg/l klordioksida mampu mengoksidasi 0,83 mg/l besi,dan 0,41 mg/l
mangan. Penggunaan klordioksida lebih mahal sekitar 5× lipat dengan
klorin.
d. Oksidasi dengan potassium permanganat
Untuk menghilangkan besi dan mangan dalam air,dapat dilakukan
dengan mengoksidasinya dengan memakai oksidator kalium
permanganat. Oksidasi dengan potassium permanganat merupakan
oksidasi kuat,waktu oksidasi 5-10 menit pada pH 7,0. Secara teoritis 1
mg/l KMnO4 mengoksidasi 1,06 mg/l besi dan 0,52 mg/l mangan.
Proses oksidasi akan lebih efektif jika ada penambahan klorin
sebelumnya. Penggunaan oksidan ini lebih mahal,namun tidak
menghasilkan trihalomethan jika digunakan untuk mengoksidasi bahan
organik.
e. Ozonisasi
Ozon dapat digunakan untuk mengoksidasi Fe dan Mn dengan
kecepatan oksidasi yang tinggi. Secara teoritis untuk mengoksidasi 2,3
mg/l Fe dan 1,15 mg/l mangan diperlukan 1 mg/l ozon. Dosis ozon
yang berlebih di reservoir akan membentuk potassium permanganat
yang menyebabkan air berwarna merah muda.
2. Ion Exchange
Air baku yang mengandung besi dan mangan <0,5 mg/l dapat
diturunkan dengan mengugunakan ion Exchange,selain itu unit juga
mampu menghilangkan kesadahan. Proses ini sebaiknya pada kondisi
anaerobik untuk menjaga elemen-eleman agar tidak teroksidasi. Proses ini
biasanya digunakan dalam industry. Kekurangan dari Ion Exchange adalah
bahan untuk kimia regenerasi mahal,korosif bahaya dan buangan reagen
sulit diolah,unit otomatis memerlukan perawatan ahli dan unit yang tidak
otomatis memerlukan operator yang terlatih dan perhatian yang serius.
3. Mangan Zeolite Filtration
Zeolit adalah pasir hijau dilapisi mangan. Setiap butir pasir dilapisi
dengan asam-asam besi dan mangan. Tipe media filter ini adalah bentuk
dari ion exchange yang biasa digunakan di industri. Proses ini
membutuhkan penambahan potasium permanganat pada influen filter
secara kontinu, yang berfungsi untuk mengoksidasi besi dan mangan serta
berfungsi untuk regenerasi media filter.
4. Sequestering Process
Proses ini biasanya digunakan untuk air baku dengan kandungan Fe
dan Mn < 2 mg/l, termasuk kandungan sodium silica. trisodium
phosphate, hexametaphosphat dan zinc orthophosphat. Proses ini jarang
digunakan untuk pengolahan air ukuran menengah sampai sistem
penyediaan air domestik karena biaya yang besar.
5. Lime Softening
Besi dan mangan lebih efektif dihilangkan dengan proses pelunakan
karena dapat membuat pH menjadi 9,5 yang merupakan kondisi yang baik
untuk oksidasi Fe dan Mn. Berdasarkan hubungan pH dengan kelarutan
83% besi mengendap pada pH 8,4 dan pada pH 8,8 - 9,6 besi akan
mengendap 92%-100%. Mn akan mengendap maksimum pada pH 9,4 -
9,8 sebanyak 98-100%. Lime softening akan lebih efisien jika didahului
dengan proses aerasi.
6. Adsorpsi (Penjerapan)
Adsorpsi adalah proses pengumpulan subtansi terlarut (soluble) yang
ada dalam larutan oleh permukaan benda penyerap di mana terjadi suatu
ikatan kimia fisika antara subtansi dan penyerapnya (Sembiring, 2003).
Zat yang menjerap disebut adsorben, sedangkan zat yang terjerap disebut
adsorbat. Adsorben dapat berupa zat padat maupun zat cair. Adsorben
padat diantaranya adalah silika gel, alumina, platina halus, selulosa, dan
arang aktif. Adsorbat dapat berupa zat padat, zat cair, dan gas.
Adapun bahan yang dapat digunakan sebagai adsorben diantaranya
yaitu :
a. Zeolit
Zeolit termasuk dalam kelompok mineral yang terjadi dari
perubahan batuan gunung api termasuk batuan gunung api berbulir
halus yang berkomposisi riolitik atau banyak mengandung massa
gelas. Zeolit dapat berasal dari alam yaitu dari batuan gunung api dan
dapat berupa zeolit buatan yang terbuat dari gel aluminium, natrium
aluminat, natrium hidroksida. Zeolit ini dapat digunakan sebagai
bahan penyerap warna, penyerap amoniak, dll.
b. Moleculer Sieves (Bahan-bahan berpori)
Bahan-bahan sebagai moleculer sieves adalah bahan yang memiliki
rongga-rongga sehingga dapat berfungsi sebagai penyaring molekul.
c. Karbon aktif
Karbon aktif atau arang aktif merupakan suatu padatan berpori
yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang
mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Arang aktif
dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung karbon, baik organik
maupun anorganik asal bahan tersebut memiliki struktur berpori
(Sudrajat dan Salim, 1994). Arang aktif dapat dibuat dari arang biasa
yang berasal dari tumbuhan ataupun barang tambang. Bahan-bahan
tersebut adalah berbagai jenis kayu, serbuk gergaji, sekam padi, dan
batu bara (Pari, 1995).
E. Karbon Aktif
Karbon atau arang aktif adalah material yang berbentuk butiran atau
bubuk yang berasal dari material yang mengandung karbon misalnya batu
bara,kulit singkong,sabut kelapa dan sebagainya. Dengan pengolahan tertentu
yaitu proses aktivasi seperti perlakuan dengan tekanan dan suhu tinggi, dapat
diperoleh karbon aktif yang memiliki permukaan dalam yang luas.
Dalam satu gram karbon aktif,pada umumnya memiliki luas pemukaan
seluas 500-1500 m2,sehingga sangat efektif dalam menangkap partikel-
partikel yang sangat halus berukuran 0.01-0.0000001 mm. Karbon aktif
bersifat sangat aktif dan akan menyerap apa saja yang kontak dengan karbon
tersebut. Dalam waktu 60 jam biasanya karbon aktif tersebut manjadi jenuh
dan tidak aktif lagi. Oleh karena itu biasanya arang aktif di kemas dalam
kemasan yang kedap udara. Sampai tahap tertentu beberapa jenis arang aktif
dapat di reaktifasi kembali, meskipun demikian tidak jarang yang disarankan
untuk sekali pakai. Reaktifasi karbon aktif sangat tergantung dari metode
aktivasi sebelumnya.
Berdasarkan penelitian Snell dan Hilton dalam Rahayu (2002) diketahui
bahwa arang aktif mempunyai muatan positif. Arang aktif merupakan
mikrokristalin (amorphous) yang tersusun oleh cincin 6-karbon (yang
membentuk kisi-kisi heksagon) dengan susunan karbon yang tidak teratur dan
membentuk paket-paket.
Menurut Arifin dan Ramli dalam Rahayu (2002), adsorpsi merupakan
peristiwa penyerapan suatu zat pada permukaan bahan penyerap, dan yang
menjadi dasar untuk proses adsorpsi adalah daya tarik-menarik Van Der
Waals dan daya tarik-menarik elektrostatis Coulomb. Fenomena adsorpsi ini
disebabkan oleh :
- Adanya interaksi antara molekul-molekul komponen dengan
permukaan bahan penyerap dimana gaya-gaya Van Der Waals bekerja.
- Adanya gaya tarik-menarik Coulomb, yang prinsip kerjanya karena
adanya perbedaan muatan positif dan negatif (Haliday, 1990).
1. Pembuatan Karbon Aktif
a. Metode Tradisional
Pembuatan karbon aktif dengan metode tradisional sangat
sederhana yaitu dengan menggunakan drum atau lubang bawah tanah
dengan cara pengolahan sebagai berikut. Bahan yang hendak dibakar
dimasukkan ke dalam drum yang terbuat dari pelat besi atau lubang
yang yang telah disiapkan, kemudian dinyalakan sehingga terbakar.
Pada saat pembakaran drum atau lubang ditutup sehingga hanya
ventilasi yang dibiarkan terbuka, untuk sebagai jalan keluarnya asap,
ketika asap yang keluar sudah berwarna kebiru-biruan, ventilasi
ditutup dan dibiarkan selama lebih kurang 12 jam. Setelah itu dengan
hati-hati tutup drum dibuka dan dicek apakah masih ada bara yang
menyala jika masih ada tutup derum ditutup kembali, tidak dibenarkan
menggunakan air untuk mematikan bara yang sedang menyala karena
dapat menurunkan kualitas karbon yang dihasilkan (Badan Penelitian
dan Pengembangan Kehutanan, 1994).
Pembuatan karbon aktif dengan metode ini biasanya menghasilkan
keaktifan yang rendah bahkan dibawah keaktifan menurut standar
industri Indonesia (SII), hal ini disebabkan proses pembentukan
karbon aktif tidak memungkinkan terbentuknya pori-pori dengan baik.
Pada saat pembakaran, residu-residu yang ada pada bahan dasar
berupa senyawa-senyawa hidrokarbon ikut terbakar tetapi masih ada
tersisa dan tetap masih melekat pada karbon tersebut, residu yang
terbakar ini menutupi pori-pori karbon sehingga menurunkan
kualitasnya (Sudrajat, 1993).
b. Metode yang diperbaharui
Metode pembuatan karbon aktif yang diperbaharui dilakukan
dengan dua tahap yaitu tahap pengarangan (karbonisasi) dan tahap
pengaktifan (aktivasi), dalam metode ini bahan baku dipanaskan
dengan jumlah udara seminimal mungkin agar rendemen yang
dihasilkan cukup besar. Hasil yang diperoleh dengan metode ini
berupa karbon yang memberi keaktifan dan rendemen yang cukup
besar (Supeno, 1990).
Pada proses pengaktifan terjadi pemecahan ikatan hidrokarbon
atau mengoksidasi molekul-molekul pada permukaan karbon sehingga
pori-pori atau 1uas permukaan menjadi lebih besar.Metode
pengaktifan yang umum digunakan dalam pembuatan karbon aktif ada
dua cara, yaitu pengaktifan secara kimia dan pengaktifan secara fisika
(Sembiring, 2003).
2. Proses Aktivasi Karbon Aktif
a. Proses kimia
Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu,
kemudian dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibentuk menjadi
batangan yang dikeringkan serta dipotong-potong. Aktivasi dilakukan
pada temperatur 100 ºC. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan
air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 ºC. dengan proses
kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian
dicampur dengan bahan-bahan kimia.
b. Proses fisika
Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang
tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktivasi dengan cara
pemanasan pada temperatur 1000 ºC yang disertai dengan pengaliran
uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktivasi arang antara lain :
1) Proses Briket yaitu bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat
briket, dengan cara mencampurkan bahan baku atau arang halus
dengan ter. Kemudian, briket yang dihasilkan dikeringkan pada 550
ºC untuk selanjutnya diaktivasi dengan uap.
2) Destilasi kering yaitu merupakan suatu proses penguraian suatu
bahan akibat adanya pemanasan pada temperatur tinggi dalam
keadaan sedikit maupun tanpa udara. Hasil yang diperoleh berupa
residu yaitu arang dan destilat yang terdiri dari campuran methanol
dan asam asetat
Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini,
ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu :
a) Sifat Adsorben
Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori,
yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-
masing berkaitan secara kovalen. Dengan demikian, permukaan
arang aktif bersifat non polar. Selain komposisi dan polaritas,
struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan.
Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil
pori-pori arang aktif mengakibatkan semakin luas besar.
Dengan demikian kecepatan adsorbsi bertambah. Untuk
meningkatkan kecepatan adsorbsi, dianjurkan agar menggunakan
arang aktif yang telah dihaluskan. Jumlah atau dosis arang aktif
yang digunakan juga harus diperhatikan.
b) Sifat serapan
Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi
kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing
senyawa. Adsorbsi akan bertambah besar sesuai dengan
bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama,
seperti deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus
fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari
senyawa serapan.
c) Temperatur
Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati
temperatur pada saat berlangsungnya proses. Faktor yang
mempengaruhi temperatur proses adsorbsi adalah viskositas dan
stabilitas termal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak
mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi
perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan dilakukan
pada titik didihnya. Untuk senyawa volatile, adsorbsi dilakukan
pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur
yang lebih rendah.
d) pH (Derajat keasaman)
Untuk asam-asam organik, adsorbsi akan meningkat bila pH
diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini
disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi
ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik
dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorbsi akan
berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.
e) Waktu kontak
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses difusi dan
penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik. Konsentrasi
zat-zat organik dan logam dalam air akan turun apabila kontaknya
cukup. Waktu kontak biasanya sekitar 10-15 menit.
3. Penggunaan Karbon Aktif
Saat ini arang aktif telah digunakan secara luas dalam industri kimia,
makanan/minuman dan farmasi. Pada umumnya arang aktif digunakan
sebagai bahan penyerap dan penjernih. Dalam jumlah kecil digunakan
juga sebagai katalisator.
Berbagai pemanfaatan karbon aktif
Maksud/Tujuan Pemakain
I. Untuk Gas
1. Pemurnian gasDesulfurisasi,menghilangkan gas beracun,bau busuk,asap,menyerap racun.
2. Pengolahan LNGDesulfurisasi dan penyaringan berbahan mentah dan reaksi gas.
3. KatalisatorReaksi katalisator atau pengangkut vinil kiorida, dan vinil acetat
4. Lain-lain Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil
II. Untuk Zat Cair1. Industri obat dan
makananMenyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan
2. Minuman ringan,minuman keras
Menghilangkan warna, bau pada arak/ minuman keras dan minuman ringan
3. Kimia perminyakan Penyulingan bahan mentah, zat perantara
4. Pembersih air Menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat/penyulingan air
5. Pembersih air buanganMengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat.
6. Penambakan udang dan benur
Pemurnian, menghilangkan ban, dan warna
7. Pelarut yang digunakan kembali
Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, etil acetat dan lain-lain
III.Lain-lain 1. Pengolahan pulp Pemumian, menghilangkan bau2. Pengolahan pupuk Pemurnian3. Pengolahan emas Pemurnian
4. Penyaringan minyak makan dan glukosa
Menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak
Sumber : Pusat Dokumentasi dan Informasi Ilmiah Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 2004
4. Kulit singkong sebagai karbon aktif
Kulit singkong yang biasanya kurang dimanfaatkan ternyata memiliki
manfaat lain sebagai karbon aktif. Berdasarkan penelitian Deby Jannati
dan Shona Mazia (2009), kulit singkong dapat diolah menjadi karbon aktif
karena mengandung 59,31 % karbon. Setelah diuji laboratorium, karbon
aktif dari kulit singkong ternyata mampu menyerap 99,98 % kandungan
tembaga air limbah. Dengan pori-pori banyak dan besar, karbon aktif kulit
singkong sangat potensial menangkap logam berat dalam air. Karbon aktif
yang akan digunakan berbentuk bubuk dan diaplikasikan dengan cara
ditambahkan ke air dalam suatu wadah.
Untuk mendapatkan karbon aktif kulit singkong dapat dilakukan
melalui empat tahapan yakni (Rajagukguk, 2011) :
a. Langkah pertama, mengupas kulit singkong dari dagingnya. Setelah
itu dikeringkan dengan durasi yang bervariasi, bergantung kondisi
cuaca dan suhu ruangan.
b. Setelah kulit singkong kering, tahapan selanjutnya adalah
membakar bahan baku di dalam oven agar menghilangkan senyawa
hidrokarbon pada kulit singkong. Temperatur yang digunakan harus
tinggi, dibakar pada suhu 800 ºC dan proses pembakarannya
berlangsung selama tiga jam. Agar proses pembakarannya
sempurna, selain suhu temperaturnya juga diatur pada suhu yang
sangat tinggi, pembakaran kulit singkong dilakukan pada ruang
tertutup supaya tidak ada udara atau oksigen (O2) di dalam oven.
Tujuannya supaya bahan baku kering secara total dan menguapkan
senyawa hidrokarbon dalam bahan baku.
c. Arang yang berasal dari kulit singkong tersebut dihaluskan
sehingga berbentuk bubuk.
d. Kemudian dilakukan proses aktifasi karbon dengan menggunakan
larutan NaOH atau soda kimia. Proses aktifasi ini bertujuan untuk
meningkatkan volume dan memperbesar diameter pori-pori karbon.
Dengan demikian, daya absorpsi (serap) karbon aktif menjadi tinggi
terhadap logam berat dalam air.
Karbon aktif yang sekarang banyak digunakan berbentuk butiran
(granular) atau berbentuk tepung (bubuk). Karbon yang berbentuk bubuk
memerlukan waktu kontak lebih sebentar dibandingkan karbon
dibandingkan karbon berbentuk butiran.
Jika digunakan karbon berbentuk bubuk, bubuk tersebut dapat
dimasukkan langsung kedalam air. Komponen-komponen organik dan
anorganik akan teradsorpsi pada karbon, kemudian dapat dipisahkan
dengan menggumpalkan menggunakan bahan kimia tertentu (Fardiaz,
2008).
BAB II
METODE PENELITIAN
A. Lokasi Dan Waktu Penelitian
1. Lokasi Penelitian
Lokasi pengambilan sampel penelitian ini di Desa Pakkatto,Kecamatan
Bontomarannu,Kabupaten Gowa.
2. Waktu Penelitian
a. Tahap persiapan, meliputi observasi pada lokasi pengambilan sampel
air sumur gali yang diperoleh dalam penyelesaian proposal yang
dilaksanakan pada bulan Maret – April 2014.
b. Tahap pelaksanaan, meliputi pengambilan sampel pada lokasi
penelitian, yaitu air sumur gali. Pemeriksaan kadar Fe dan Mn di
Laboratorium Akademi Kesehatan Lingkungan Muhammadiyah
Makassar pada bulan Mei – Juni 2014.
c. Tahap penyelesaian, meliputi pengolahan data yang diperoleh dari
hasil uji laboratorium dan dianalisa secara deskriptif pada bulan Juli
2014.
B. Metode Penelitian
1. Kerangka Konsep
Gambar 3.1 Kerangka Konsepsional
Keterangan :
Air Sumur Gali
Fisik Kimia Bakteriologis
Parameter Zat Besi (Fe) Dan Mangan (Mn)
Penambahan karbon aktif per 500 ml air sumur gali dengan kadar:
- 1 gr- 2 gr- 3 gr
Dengan waktu kontak 50 menit
Analisa Laboratorium
Penurunan zat Besi (Fe) dan Mangan (Mn)
Sesuai baku mutu Permenkes No.416 tahun 1990
Tidak sesuai baku mutu Permenkes No.416 tahun 1990
Air sumur gali merupakan sarana air bersih yang digunakan untuk keperluan sehari-hari,sarana air bersih (SGL) harus memenuhi syarat dari segi fisik,kimia dan bakteriologis. Selanjutnya air bersih yg mengandung zat besi (Fe) dan mangan (Mn) yang tidak memenuhi syarat kita lakukan penambahan karbon aktif kulit singkong dengan kadar 1 gr,2 gr,dan 3 gr dengan waktu kontak 50 menit,setelah dilakukan penambahan karbon aktif sampel air tersebut di analisa di laboratorium. Hasilnya apakah ada penurunan zat besi dan mangan dalam sampel air tersebut setelah dilakukan penambahan karbon aktif kulit singkong,jika ada penurunan apakah sesuai dengan baku mutu standar kualitas bersih yang diatur oleh Permenkes No.416/MENKES/PER/IX/1990 dengan standar kualitas zat besi dan mangan pada air bersih yaitu 1,0 mg/l dan 0,5 mg/l.
2. Variabel Penelitiana. Hubungan antar variabel
Penelitian ini terdiri dari tiga variabel yaitu variabel bebas,variabel terikat dan variabel pengganggu,namun yang menjadi pokok dalam eksperimen ini yaitu efektefitas karbon aktif kulit singkong.
Skema Variabel Penelitian
Variabel TerikatPenurunan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) pada air sumur gali
Variabel Bebas
Efektifitas karbon aktif kulit singkong
Kadar 1 gr Kadar 2 gr Kadar 3 gr
Waktu kontak 50 menit
Variabel Pengganggu
pH dan Suhu
Gambar 3.2 Skema variable penelitian
Keterangan :Variabel yang ditelitiVariabel yang tidak diteliti
1) Variabel bebas adalah variabel yang mempengaruhi variabel
terikat yaitu efektifitas karbon aktif kulit singkong dalam
menurunkan zat besi (Fe) dan mangan (Mn) pada air sumur
gali,dengan kadar 1 gr,2 gr dan 3 gr dalam waktu 50 menit.
2) Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel
bebas,yaitu penurunan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) dalam air
sumur gali.
3) Variabel pengganggu adalah variabel yang juga mempengaruhi
variabel terikat,yaitu suhu dan pH.
b. Defenisi Operasional
Untuk memberikan kesamaan pengertian dalam penelitian
ini, maka penulis mengemukakan defenisi operasionalnya sebagai
berikut:
1) Kadar besi (Fe) adalah konsentrasi total zat besi (Fe) pada contoh
air sumur gali yang mendapatkan perlakuan dengan penambahan
karbon aktif tersebut dalam mg/l.
2) Kadar mangan (Mn) adalah konsentrasi total zat mangan (Mn)
pada contoh air sumur gali yang mendapatkan perlakuan dengan
penambahan karbon aktif tersebut dalam mg/l.
3) Arang kulit singkong adalah arang yang terdiri dari danging kulit
singkong berbentuk bubuk yang dikarbonisasi melalui proses
pembakaran pada udara tertutup dengan suhu 8000C dalam waktu
3 jam,sehingga mengandung unsur karbon aktif. Dengan kadar 1
gr,2 gr dan 3 gr dengan waktu kontak 50 menit.
4) pH yang diukur adalah kadar asam/basa air sumur gali yang diukur
dengan menggunakan pH meter.
c. Kriteria Objektif
1) Arang kulit singkong dinyatakan mampu menurunkan kadar besi
(Fe) dan mangan (Mn) apabila setelah proses filtrasi memenuhi
standar Permenkes No.416/MENKES/PER/IX/1990. Tentang
syarat-syarat dan pengawasan kualitas air bersih,bahwa kadar
maksimun besi dan mangan yang diperbolehkan untuk air bersih
adalah 1,0 mg/l dan 0,5 mg/l.
2) Arang kulit singkong dinyatakan tidak mampu menurunkan kadar
besi (Fe) dan mangan (Mn) apabila setelah proses filtrasi tidak
memenuhi standar Permenkes No.416/MENKES/PER/IX/1990.
Tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air bersih,bahwa
kadar maksimun besi dan mangan yang diperbolehkan untuk air
bersih adalah 1,0 mg/l dan 0,5 mg/l.
C. Tekhnik Dan Prosedur Pengumpulan Data
1. Populasi Dan Sampel
a. Populasi
Populasi dalam penelitian ini yaitu sumur gali yang mengandung zat
besi (Fe) dan mangan (Mn) tinggi.
b. Sampel
Sampel dalam penelitian ini yaitu air sumur gali dengan kadar zat besi
(Fe) dan mangan (Mn) tinggi yang dibagi menjadi 4,dengan
pertimbangan 1 sampel sebelum penyaringan dan 3 sampel setelah
proses penyaringan dilakukan dengan kadar 1 gr,2 gr dan 3 gr dengan
waktu kontak 50 menit.
2. Pengumpulan Data
a. Data Primer
Data primer diperoleh dari pemeriksaan laboratorium sebelum
dan sesudah proses penyaringan yang menggunakan media absorpsi
arang kulit singkong dengan kadar 1 gr,2 gr dan 3 gr.
b. Data Sekunder
Data diperoleh dari hasil penelitian sebelumnya,buku-buku dan
internet.
3. Pengolahan Dan Analisis Data
a. Pengolahan Data
Data yang dikumpulkan dari hasil pembuatan dan pemeriksaan
kandungan kadar zat besi (Fe) dan mangan (Mn) diolah dengan
bantuan computer.
b. Analisis Data
Data yang selesai diolah kemudian disajikan dalam bentuk
tabel dan dianalisis secara deskriptif dan diuraikan secara narasi.
DAFTAR PUSTAKA
Air tanah http://www.id.wikepedia.org/2013/09/28
Chandra,Budiman.Dr.,2005.Pengantar Kesehatan Lingkungan.Jakarta:Buku Kedokteran EGC
Kaharuddin,Andi.2010.Kemampuan Arang Tempurung Kemiri Dengan Variasi Ketebalan Untuk Menurunkan Kadar Besi Pada Air Sumur Gali.Tidak diterbitkan
Makalah pencemaran logam besi (Fe) http://www.hanchlopoblogspot.com/2011/04/21
Olakia,Prasatya f,Fransiskus.2012.Efesiensi Arang Batok Kelapa Dalam Menurunkan Kadar Zat Besi Pada Air Sumur Gali.Tidak diterbitkan
Pendahuluan biokimia http://www.Aprillianti.blogspot.com/2012/09/18
Penentuan kadar besi dan mangan dalam air minum isi ulang http://www.erlindaadonara.blogspot.com/2013/01/23
Pengertian defenisi air http://www.poztmo.com/2011/06
Sanrooie,Dkk.Pedoman Bidang Studi Penyediaan Air Bersih.Tidak diterbitkan
Soemirat,Juli.2011.Kesehatan Lingkungan:Gajah MAda University Press
Syarat air bersih dan air minum http://www.Nasannas.blogspot.com/2011/01/11
Tips mengatasi besi dan mangan dalam air dengan cara oksidasi http://www.aimyaya.com