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