PENENTUAN BREAKPOINT AIR BERSIH DENGAN MENGGUNAKAN KAPORIT

Oleh Hadi Suhatman, Staf PPPT

I. Pendahuluan

Berdasarkan peraturan Permenkes No. 416/1990 dan Kepmenkes Nomor

907/SK/VII/2002 mengenai persyaratan kesehatan kualitas air yakni memenuhi

syarat berdasarkan parameter fisika, kimia bakteriologi dan radioaktif.

Keperluan air bersih sangat diperlukan sekali baik untuk kegiatan rumah

tangga, perkantoran bahkan untuk air baku sebagai air minum. Banyak sekali

kasus menurunnya kesehatan akibat kurang sehatnya kualitas air bersih, sebagai

contoh kasus diare pada Kabupaten Timor Tengah Selatan dan Kabupaten Timor

Tengah Utara di Provinsi Kupang terjadi karena banyak warga minum air yang

tidak dimasak dahulu dan kualitas lingkungan sehat yang buruk. (www.

Kompas.com, dikunjungi tertanggal 16 April 2009).

Instalasi Laboratorium PPPT Jakarta bersama Bidang ADKL BBTKL-PPM

Jakarta melakukan ujicoba penentuan breakpoint dari air bersih dengan

menggunakan desinfektan kaporit.

II. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan yaitu seperangkat alat gelas laboratorium, pengaduk,

botol polietilen 500 ml dan sptektrofotometer klorin HACH. Bahan yang

digunakan antara lain kaporit 60 % dan 90 %, DPD free chlorine, air bersih

sebagai sampel

III. Metodologi Ujicoba

Metodologi yang digunakan dalam penelitian ini meliputi:

Untuk kaporit 60%

1. Pengambilan contoh air

2. Siapkan botol plastik polietilen dan 0,05 gram kaporit.

3. Buat larutan induk 100 ppm kaporit dengan memasukkan kaporit ke

dalam labu takar 500 ml dan ditambahkan aquabides sampai tanda tera.

4. Diambil dari larutan induk 2.5 ml, 5 ml, 6.25 ml, 6.875 ml, 7.5 ml, 8.75 ml

dan 10 ml dan dicampurkan ke dalam masing-masing 250 ml sampel air

bersih yang berada di botol polietilen sehingga diperoleh konsentrasi

awal campuran 1 mg/l, 2 mg/l, 2.5 mg/l, 2.75 mg/l, 3 mg/l, 3.5 mg/l dan 4

mg/l dan diamkan selama 30 menit.

5. Setelah 30 menit tentukan konsentrasi sisa klorin

6. Plotkan sisa klor dengan kaporit yang ditambahkan ke dalam botol plastik

polietilen tersebut dan tentukan breakpoint.

Untuk kaporit 90%

1. Pengambilan contoh air

2. Siapkan botol plastik polietilen dan 0,1 gram kaporit.

3. Buat larutan induk 100 ppm kaporit dengan memasukkan kaporit ke

dalam labu takar 1000 ml dan ditambahkan aquabides sampai tanda tera.

4. Diambil dari larutan induk 1,7 ml, 3,4 ml, 4,9 ml, 6,5 ml, 8,1 ml dan 9,75

ml dan dicampurkan ke dalam masing-masing 250 ml sampel air bersih

yang berada di botol polietilen sehingga diperoleh konsentrasi awal

campuran 0.65 mg/l, 1.30 mg/l, 1.95 mg/l, 2.6 mg/l, 3.25 mg/l, dan 3.90

mg/l dan diamkan selama 30 menit.

5. Setelah 30 menit tentukan konsentrasi sisa klorin

Plotkan sisa klor dengan kaporit yang ditambahkan ke dalam botol plastik

polietilen tersebut dan tentukan breakpoint.

IV. Hasil dan Pembahasan

Hasil Percobaan 1

Ujicoba dilakukan pada sumber air bersih I dengan waktu kontak 30 menit dan

kemurnian kaporit 60 %, hasilnya sebagai berikut,

Volume larutan induk kaporit

60% yang ditambahkan (ml)

Konsentrasi awal

campuran Kaporit (mg/l)Sisa Klor

2,5

5

6,25

6,875

7,5

8,75

10

1,0

2,0

2,5

2,75

3,0

3.5

4,0

0,43

0,60

0,39

0.29

0,09

0,22

0,51

Dari tabel dan grafik di atas dapat dilihat breakpoint terjadi pada

konsentrasi awal campuran 3 mg/l atau setelah dibubuhkan 7,5 ml kaporit 60%

dengan konsentrasi 100 mg/l ke dalam sampel air bersih sebanyak 250 ml.

Berdasarkan data ujicioba tersebut maka dengan hasil perhitungan untuk setiap

1000 liter air bersih dibutuhkan 3,072 gram kaporit 60% agar tercapai kondisi

breakpoint.

a b

Namun untuk mencapai kondisi yang benar-benar breakpoint maka harus

dilakukan interpolasi dengan membuat grafik di atas menjadi sebuah persamaan

dan kemudian ditentukan kondisi breakpoint yang sebenarnya, karena

berdasarkan data percobaan dan grafik di atas breakpoint tercapai pada ketika

konsentrasi awal campuran 3 mg/l atau ketika diberikan 7,5 ml kaporit 100 mg/l

padahal dapat saja kondisi breakpoint tercapai pada konsentrasi awal campuran

antara 3 mg/l sampai 4 mg/l.

Metode numerik dapat digunakan untuk mencari kondisi breakpoint

berdasarkan interpolasi. Grafik di atas dibagi 2 area dan diambil kurva grafik

antara (a) dan (b). Jika diamati kurva antara (a) dan (b) merupakan bentuk kurva

kuadratik dengan persamaan, Y = aX2 + bX + C

Jika diambil titik berdasarkan tabel di atas yakni (2.75 ; 0,29), (3 ; 0.09) dan (3.5 ;

0.22) dan diselesaikan dengan metode pivoting. Maka diperoleh persamaan,

Y = 1,41333658X2 – 8,926668688X + 14,15000311

Atau

Dengan persamaan di atas maka diperoleh hasil interpolasi kondisi breakpoint

sebenarnya adalah pada saat konsentrasi awal campuran 3,16 mg/l atau setelah

ditambahkan 7,9 ml larutan kaporit 100 mg/l (kemurnian 60%) maka hasil sisa

klor interpolasi diperoleh 0,0547146 mg/l. Hasil perhitungan interpolasi untuk

pencapaian breakpoint untuk 1000 liter air bersih digunakan kaporit kemurnian

60% minimal berat timbang sebesar 3,23584 gram.

Hasil Percobaan 2

Ujicoba dilakukan pada sumber air bersih II dengan waktu kontak 30 menit dan

kemurnian kaporit 90 %, hasilnya sebagai berikut,

Sisa klor = 1,41333658(Konsentrasi awal)2 – 8,926668688(Konsentrasi awal) + 14,15000311

Volume larutan induk kaporit

90% yang ditambahkan (ml)

Konsentrasi awal

campuran Kaporit (mg/l)Sisa Klor

1,7

3,4

4,9

6,5

8.1

9.75

0,65

1,30

1,95

2,6

3,25

3,9

0,78

1,22

0,54

1,29

2

2,5

Dari tabel dan grafik di atas dapat dilihat breakpoint terjadi pada

konsentrasi awal campuran 1,95 mg/l atau setelah dibubuhkan 4,5 ml kaporit

90% dengan konsentrasi 100 mg/l ke dalam sampel air bersih sebanyak 250 ml.

Berdasarkan data ujicioba tersebut maka dengan hasil perhitungan untuk setiap

1000 liter air bersih dibutuhkan 1,93 gram kaporit 60% agar tercapai kondisi

breakpoint.

Lampiran

Perhitungan berat kaporit (kemurnian 60%) berdasarkan ujicoba

0,0512 gr x1 mol x 2

xBerat Kaporit = 143 gr 1 x 7,5 ml 143gr 1500 ml 1 mol 2

= 0,000768 gram per 250 ml

Maka untuk 1000 liter =

= 3,072 gram

Perhitungan berat kaporit (kemurnian 60%) berdasarkan interpolasi

0,0512 gr x1 mol x 2

xBerat Kaporit = 143 gr 1 x 7,9 ml 143 g 1500 ml 1 mol 2

= 0,00080896 gram per 250 ml

Maka untuk 1000 liter =

= 3,23584 gram

Persamaan kuadrat dapat ditentukan dengan pivoting atau matriks

sebagai berikut,

1000 lliterx 0,000768 gr

0,25 liter

1000 lliterx 0,00080896 gr

0,25 liter

c = = 14,15000311

b = - x

= – 8,926668688

a = - ( 1 x ) - 2.75 x (– 8,926668688)

= 1,41333658

Jika diplotkan ke persamaan , Y = aX2 + bX + C, menjadi

Y = 1,41333658X2 – 8,926668688X + 14,15000311

Dengan melakukan iterasi persamaan di atas diperoleh hasil seperti tabel di

bawah,

7,5625 2.75 1 0.29

9 3 1 0.09

12.25 3.5 1 0.22

7,5625 2.75 1 0.29

0 0.2292 0.1592 0.2144

12.25 3.5 1 0.22

7,5625 2.75 1 0.29

0 0.2292 0.1592 0.2144

0 0.5892 0.3826 0.1542

7,5625 2.75 1 0.29

0 0.2292 0.1592 0.2144

0 0 0.0109 0.1544

0.1544

0.0109

0.2144 14,15000311 0.1592

0.2292

0.2144 14,15000311

7.5625

Konsentrasi awal Sisa klor Konsentrasi awal Sisa klor2,75 0,29 3,13 0,055819

2,76 0,278608 3,14 0,055168

2,77 0,267499 3,15 0,0548

2,78 0,256672 3,16 0,0547152,79 0,246128 3,17 0,0549122,8 0,235867 3,18 0,055392

2,81 0,225888 3,19 0,0561552,82 0,216192 3,2 0,05722,83 0,206779 3,21 0,0585282,84 0,197648 3,22 0,0601392,85 0,1888 3,23 0,0620322,86 0,180235 3,24 0,0642082,87 0,171952 3,25 0,0666672,88 0,163952 3,26 0,0694082,89 0,156235 3,27 0,0724322,9 0,1488 3,28 0,075739

2,91 0,141648 3,29 0,0793282,92 0,134779 3,3 0,08322,93 0,128192 3,31 0,0873552,94 0,121888 3,32 0,0917922,95 0,115867 3,33 0,0965122,96 0,110128 3,34 0,1015152,97 0,104672 3,35 0,10682,98 0,099499 3,36 0,1123682,99 0,094608 3,37 0,118219

3 0,09 3,38 0,1243523,01 0,085675 3,39 0,1307683,02 0,081632 3,4 0,1374673,03 0,077872 3,41 0,1444483,04 0,074395 3,42 0,1517123,05 0,0712 3,43 0,1592593,06 0,068288 3,44 0,1670883,07 0,065659 3,45 0,17523,08 0,063312 3,46 0,1835953,09 0,061248 3,47 0,1922723,1 0,059467 3,48 0,201232

3,11 0,057968 3,49 0,2104753,12 0,056752 3,5 0,22

Dari tabel di atas diperoleh konsentrasi awal campuran 3,16 mg/l, maka dapat

ditentukan berapa volume kaporit yang harus ditambahkan.

=

Maka, X = x 7,5 ml = 7,9 ml (interpolasi)

Perhitungan berat kaporit (kemurnian 90%) berdasarkan ujicoba

0.1071gr x1 mol x 2

xBerat Kaporit = 143 gr 1 x 4,5 ml 143 g 11000ml 1 mol 2

= 0.00048195 gram per 250 ml

Maka untuk 1000 liter =

= 1,93 gram gram

1000 lliterx 0,00048195 gr

0,25 liter

3 mg/l

7, 5 ml3,16 mg/l

X

3,16 mg/l

3 mg/l