MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5140

KARAKTERISTIK AIR SUMUR DANGKAL DI WILAYAH KARTASURADAN UPAYA PENJERNIHANNYA

Tuti Rahayu

Jurusan Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu PendidikanUniversitas Muhammadiyah Surakarta

Abstrak: Manusia memerlukan air secara kuantitatif dan kualitatif yang memenuhi syarat. Akibatpesatnya kemajuan ekonomi di Kecamatan Kartasura mengakibatkan perumahan menjadiberdekatan sehingga sumber air bersih mengalami perubahan kualitas. Tujuan penelitian ini yaituuntuk mengetahui: karakteristik air sumur, memperbaiki kualitas air secara kemis yang meliputikadar logam dan efektivitas penggunaan arang pada upaya penjernihan air sumur dangkal diwilayah Kartasura. Penelitian ini dilakukan Juni sampai Desember 2003 dengan populasi adalahseluruh air sumur gali yang ada di Kartasura, Sukoharjo. Sampel berjumlah 5 dengan samplingmenggunakan Sratified random sampling. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalahObservasi dan Eksperimen di laboratorium untuk data tentang kualitas air dan penjernihannya.Rancangan percobaan RAL 1 faktor yaitu jumlah penggunaan 10 kali . Analisis data menggunakandiskriptif kuantitatif dan uji Anava satu jalur (one way Anova). Hasil penelitian ini menunjukkanbahwa a. kualitas air sumur secara fisik hasilnya baik, tetapi kualitas kimia unsur Mangan (Mn) danBesi (Fe) melebihi ambang batas. b. Penggunaan arang tempurung kelapa dapat memperbaikikualitas air sumur secara kemis. c. Penggunaan arang tempurung kelapa menurunkan kadarmangan dan besi paling efektif adalah perlakuan selama 30 menit pertama

Kata Kunci : Karakteristik air sumur, upaya penjernihan

PENDAHULUANManusia membutuhkan air dalam semua

aspek kehidupan, untuk memasak, mandi,mencuci dan kebutuhan lainnya. Guyton (1987)Secara biologis air berperan dalam semua pro-ses dalam tubuh manusia, misalnya pencernaan,metabolisme, transportasi, mengatur keseim-bangan suhu tubuh. Kekurangan air akanmenyebabkan gangguan fisiologis, bahkanmengakibatkan kematian apabila kekurangantersebut mencapai 15% dari berat tubuh.Namun apabila air itu tidak jernih misalnyatercemar bahan organik, air akan merupakanmedia yang baik bagi kuman penyakit. Padaair tercemar bahan anorganik (khemis) akanmenyebabkan gangguan fisiologis secaramenahun bahkan ada yang bersifat toksis.

Dengan demikian air yang diperlukanmanusia harus memenuhi secara kuantitatif

dan kualitatif. Dari aspek kuantitatif, jumlah airyang dibutuhkan untuk keperluan minumperorang rata-rata sebanyak 2,5 liter/hari,sedangkan secara keseluruhan kebutuhan suaturumah tangga untuk masyarakat Indonesiadiperkirakan sebesar 60 liter/hari. Dari segikualitas, air minum dan air bersih harusmemenuhi syarat kesehatan baik secara fisik,kimia, mikrobiologis maupun radioaktif sesuaiperaturan pemerintah melalui Dinas Kesehatanmaupun lingkungan. Menurut Sanropie, dkk.(1984 ) air bersih harus bebas dari mikro-organisme patogen, bahan kimia berbahaya,warna, bau dan kekeruhan.

Air tanah pada umumnya tergolongbersih dilihat dari segi mikrobiologis, namunkadar kimia air tanah tergantung dari formasilitosfir yang dilaluinya atau mungkin adanyapencemaran dari lingkungan sekitar (Said ,

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 41

1999). Dalam aliran air tanah, mineral-mineraldapat larut dan terbawa sehingga mengubahkualitas air tersebut. Air tanah seringmengandung unsur-unsur yang cukup tinggimenyebabkan air berwarna kuning kecoklatandan bercak-bercak pada pakaian serta dapatmengganggu kesehatan, yaitu bersifat toksisterhadap organ melalui gangguan secarafisiologisnya, misalnya kerusakan hati, ginjal dansyaraf. Jika kita mengkonsumsi air minumsecara terus menerus dengan kandunganMangan, besi, magnesium, kalsium dalamjumlah melebihi baku mutu air maka dimung-kinkan adanya akumulasi logam tersebut dalamtubuh. Oleh karena itu untuk menghindariakibat-akibat buruk yang tidak diinginkantersebut perlu dicari suatu teknik pengolahanair untuk menurunkan kadar Besi, Mangan danlogam berat lainnya dalam air sampai kadarnyadi bawah ambang batas yang diperbolehkan.

Kecamatan Kartasura merupakan salahsatu kecamatan di Kabupaten Sukoharjo yangterhitung sangat pesat perkembangannya. Halini dipacu dengan lokasi kecamatan tersebutyang merupakan pintu masuk ke KotaSurakarta dari arah Kota Yogyakarta dan KotaSemarang. Berkaitan dengan hal iniperkembangan ini menjadikan Kota Kecil,perkembangan kearah bidang pendidikandengan adanya perguruan tinggi swasta,Akademi, Sekolah Tinggi dan Lembaga Pendi-dikan Informal. Bidang sosial ekonomi denganbermunculannya pertokoan, perseroan, UsahaDagang bahkan sektor ekonomi informallainnya. Dari hal inilah maka perkembanganpenduduk tidak dapat terelakan. Sebagian darimasyarakat menggunakan air sumur untukmemenuhi kebutuhan air baik untuk keperluanrumah tangga maupun untuk kebutuhan airminum.

Berdasarkan informasi dari PDAMkota Surakarta ternyata sumur-sumur diSurakarta mengandung kadar unsur logamyang melebihi ambang batas misalnyaMendungan (Mangan sebesar 0,82 mg/l),

Makamhaji (kadar Mangan 0,62 mg/L), diKartasura (kadar Besi 0,54mg/L ), Makamhajikesadahannya mencapai 600Mg/L. Sedangkanberdasa rkan standar dari Permenkes No. 416/Menkes/Per/IX/1990 tentang Syarat-Syaratdan Pengawasan Kualitas Air Minum disebut-kan bahwa kadar maksimal Mangan dalam airminum adalah sebesar 0,1 mg/l sedang dalamair bersih maksimal 0,5 mg/l. Kadar Besi airberrsih 1,0 mg/l dan air minum 0,1 mg/lsedangkan kesadahan air bersih dan air minum500 mg/l. Dengan demikian dapat dimungkin-kan kandungan beberapa logam dalam airsumur di Kecamatan Kartasura melebihiambang batas.

Masyarakat pada umumnya tidakmengetahui akan hal ini, terlihat sebagian besarmereka menggunakan air sumur untukmencukupi kebutuhan air rumah tangga tanpaada perlakuan kusus. Hal ini dimungkinkanakibat persepsi masyarakat terhadap air bersihmasih kurang karena keterbatasan pengeta-huannya. Dengan demikian, perlu adanya suatukajian tentang karakteristik air sumur gali diwilayah itu dan suatu perlakuan upayapenjernihan untuk memenuhi kebutuhan airbersih . Untuk mengupayakan penjernihan airyang berasal dari sumur biasanya hanyamemerlukan bahan penyaringan sebagai ab-sorber unsur logam sehingga dapat sekaligusmenghilangkan warna, bau dan dimungkinkankadar logam juga turun.

Menurut Kusnaedi (1998), arang seringdigunakan sebagai absorber karena dapatmelakukan absorbsi / penyerapan unsur-unsurlogam ataupun fenol dalam air sehingga menjadijernih. Absorbsi yang sering digunakan adalaharang aktif yang dalam pengolahan air biasanyadipakai dalam saluran berfilter arang aktif.Arang kayu, arang batubara juga mempunyaisifat absorben seperti halnya pada arang aktif.Menurut Kholik (2001), arang batu bara dapatdimanfaatkan sebagai media penyaring airyang dapat menurunkan kadar Besi danmenurut Ambarwati (2002), mendapatkan

MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5142

optimasi dalam pengaliran secara langsungsepanjang 100 cm arang batubara denganukuran dari 1 mm2, 3 mm2 dan 5 mm2 dapatmenurunkan kadar Mn lebih dari 50 %. PadahalArang batubara sebagai limbah dari penge-coran logam selama ini belum dimanfaatkan.Masyarakat pada umumnya juga memandangarang kayu maupun arang batok kelapamerupakan bahan bakar saja, artinya belumdimanfaatkan untuk penjernihan air. Dengandemikian hal ini dapat dijadikan sebagai salahsatu alternatif pengolahan air minum dan sangatmenarik untuk dikembangkan dalam penelitianguna menurunkan unsur-unsur logam danmikrobia dalam air. Supaya mengoptimalkansifat absorbennya maka besarnya arang dibuatberagam, misalnya ukuran kurang dari 1 mm2,3 mm2 dan 5 mm2.

Tujuan dalam penelitian ini adalah (1)untuk mengetahui karakteristik air sumurdangkal di wilayah Kartasura secara fisik dankemis, (2) untuk memperbaiki kualitas air yangmeliputi penurunan kadar logam dalam airsumur di wilayah Kartasura, dan (3) untukmengetahui efektifitas penggunaan arangdalam penurunan kadar logam air sumur.

METODE PENELITIANPopulasi, Sampel dan Sampling

Populasi: Populasi dalam penelitian iniadalah seluruh air sumur gali yang ada di Karta-sura, Sukoharjo, Surakarta meliputi 7 kalurahanyaitu Kal. Makamhaji, Mendungan, Gonilan,Kartasura, Gembongan. Kartapuran. dan Pabe-lan. Sampel: Sampel dalam penelitian ini adalahair dari sumur Makam haji dan Mendungan, Kar-tasura dan Pabelan. Sampling yang digunakanadalah strati fied random sampling untukteknik penentuan sampel sumur penduduk.

Variabel PenelitianVariabel bebas dalam penelitian ini yaitu

jumlah penggunaan sedangkan Variabel terikatyaitu penurunan kadar Mangan (Mn) dan besi(Fe).

Langkah –langkah Penelitiana. Pengambilan Contoh Air

Menyiapkan alat sampling berupajerigen dengan pemberat, Membilas jerigendengan sampel sebanyak 3 kali, Mengambilsampel pada kedalaman kurang lebih 20 cmdari permukaan air, Menutup jerigen, Mem-bawa sampel ke laboratorium untuk pemerik-saan kadar logamnya dan ke laboratoriummikrobiologi Biologi UMS dan Lab. PDAM.

b. Pembuatan Arang Membuat arang kayu ataupun membeli

jadi, menumbuk arang batu bara sampai halus,Menyaring tumbukan arang dengan ukuran 1mm2, 3 mm2 dan 5 mm2, Mencuci arang denganaquades, kemudian dikeringkan dan siapdigunakan.

c. Pengukuran Kadar Logam denganSpektofotometer DR/2000

Hidupkan power, Tekan 295 READ/ENTER (di layar akan muncul DIAL nm TO525), Putar panjang gelombang pada 525 nm,ENTER. Isi salah satu kuvet dengan sampelsebanyak 25 ml, Tambahkan satu bungkusBuffer Powder Pillow Citrate dan homogen-kan, Setelah homogen tambahkan satu bungkusSodium Periodate Powder Pillow danhomogenkan kembali, Tekan SHIFT TIMER.Saat terdengar bunyi, di layar akan muncul mg/l Mn H, Isi kuvet yang lain dengan sampelsebanyak 25 ml (sebagai blangko), Letakkanblangko pada holder sel dan tutup, Tekan ZERO.Letakkan kuvet lain (bukan blangko) pada holdersel dan tutup, Tekan READ/ENTER.

Teknik Pengumpulan Data Metode yang digunakan dalam

penelitian ini adalah Observasi, Studi Pustakadan Eksperimen

Rancangan PenelitianPenelitian dilakukan dengan

menggunakan Rancangan Acak Lengkap

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 43

dengan 1 faktor yaitu jumlah penggunaan( J)yaitu 10 kali, pengulangan 3 kali, denganrancangan sebagai berikut :

Tabel 1. Rancangan Percobaan

Keterangan :P1 adalah lama penggunaan 0 jam , dan seterusnya.P2 adalah lama penggunaan 0,5 jam,P3 adalah lama penggunaan 1 jam,P4 adalah lama penggunaan 1,5 jam,Tabel ini digunakan untuk kadar logam Fe dan Mn.

Teknik Analisis DataAnalisis data diskriptif kuantitatif untuk

tujuan penelitian 1 dan dengan uji Anava satu

jalur (one way Anova) dengan taraf signifikan95%, untuk tujuan penelitian 2 dan 3.

HASIL DAN PEMBAHASANHasil Penelitian1. Karakteristik Air Sumur

Untuk mengetahui karakteristik airsumur gali yang ada di wilayah Kartasura, ma-ka diambil sampel sebanyak 5 lokasi yang di-tentukan secara acak. Sebelumnya dipilih lokasiyang relatif padat penduduk dan tidak padat.Adapun hasilnya dapat dilihat pada tabel 2.

Dari tabel 2. menunjukkan bahwakualitas air sumur secara fisik hasilnya baik,tetapi kualitas kimia unsur Mangan (Mn) danBesi (Fe) melebihi ambang batas.

2. Upaya Penjernihan Air SumurBerdasarkan Tabel 4.1, karakteristik

kualitas fisik dan kemis air sumur di WilayahKartasura tersebut menunjukkan bahwa unsur

Jumlah Penggunaan Ulangan P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10

U1 U2 U3

JML

Keterangan: A: Kuyudan RT 3/V, Makamhaji. B: Kuyudan RT 3/V, Makamhaji, Kartasura, C: Sidomulyo,Mendungan, D : Widororejo, Mendungan. E : Gumpang, Kartasura

Hasil Analisa No Parameter Satuan

Batas Syarat Air

Minum A B C D E Keterangan

I. FISIKA 1 Bau tak berbau tak berbau tak berbau tak berbau tak berbau tak berbau 2 Rasa tak berasa _ _ _ _ _ 3 Suhu oC ± 3 oC 27 27 27 27 27 4 Kekeruhan Unit 5 0 0 0 0 0 5 Warna Unit 15 - - - - - II. KIMIA

6 pH 6,5 – 8,5 6,6 6,6 7,4 6,7 6,7 7 Daya hantar listrik µS/cm 515 520 470 540 373 8 CO2 bebas mg/l 65,82 61,71 16,46 45,25 45,25 Sbg CO2 CO2 agresif mg/l 44,82 42,71 6,96 10,25 20,25 Sbg CO2

9 Alkalinitas a. Phenolptalein mg/l 0 0 0 0 0 b. Total mg/l 137,17 141,84 193,27 280,11 225,76 sbg CaCO3 c. Hidroksida mg/l 0 0 0 0 0 sbg CaCO3 d. Karbonat mg/l 0 0 0 0 0 sbg CaCO3 e. Bikarbonat mg/l 137,17 141,84 193,27 280,11 225,76 sbg CaCO3

10 Kesadahan mg/l 500 233,64 244,86 222,43 222,43 149,53 sbg CaCO3 11 Kalsium mg/l 50,09 55,33 44,86 42,62 32,90 sebagai Ca 12 Magnesium mg/l 26,34 25,89 26,80 28,16 16,35 sbg Mg 13 Besi mg/l 0,3 1,42 0,22 0,65 0,06 0,08 sbg Fe 14 Mangan mg/l 0,1 1,02 1,05 0 0,5 0,48 sbg Mn 15 Ammonium mg/l 0,15 0,15 0 0 0 sbg NH4

+ 16 Nitrit mg/l 3 0 0,012 0,011 0,003 0,001 sbg NO2

- 17 Zat Organik mg/l 10 0,91 3,34 1,82 0,91 2,13 sbg KMNO4 18 Klorida mg/l 250 40 50,48 40 44,76 16,19 sbg Cl- 19 Sulfat mg/l 250 16,49 18,6 15,17 17,41 14,51 sbg SO4

2- i.

Tabel 2. Karakteristik Fisik dan Kimia Air Sumur Gali Di Kartasura

MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5144

yang melebihi ambang batas adalah Mangan danbesi. Air sumur sampel dengan kadar Mangandan Besi yang melebihi ambang batas terdapatdi Daerah Widororejo dan Kuyudan. Oleh sebabitu upaya penjernihanpun dikususkan padapenurunan kadar Mangan dan besi.

Penggunaan Arang Tempurung KelapaSebagai Filter dilakukan dengan 10 kali waktupenggunaan dengan ulangan 3 kali padapenurunan kadar besi (Fe) pada Air Sumur diwilayah Kartasura diperoleh data yangditampilkan pada Tabel 3.

Sesudah Perlakuan (mg/l) U

Kontrol P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10

1. 0,49 0,04 0,08 0,08 0,09 0,09 0,12 0,12 0,14 0,16 0,21

2. 0,37 0,02 0,02 0,03 0,04 0,05 0,07 0,1 0,11 0,12 0,16

3. 0,44 0,05 0,05 0,08 0,08 0,08 0,08 0,1 0,1 0,1 0,21

Χ 0,43 0,04 0,05 0,06 0,07 0,07 0,09 0,11 0,12 0,13 0,20

Tabel 3. Hasil Pemeriksaan Kadar Besi(mg/L) pada Air Kontrol dan Setelah Perlakuanarang batok kelapa

Jumlah Penggunaan Ulangan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. 0,45 0,41 0,41 0,40 0,40 0,37 0,37 0,35 0,33 0,28 2. 0,35 0,35 0,34 0,33 0,32 0,30 0,27 0,26 0,25 0,21 3. 0,39 0,39 0,36 0,36 0,36 0,36 0,34 0,34 0,34 0,23

Χ %

0,40 91,698

0,38 88,97

0,37 85,796

0,36 84,22

0,36 84,2

0,34 79,5

0,33 75,3

0,32 73

0,31 70,766

0,24 55,4

Tabel 4. Perhitungan Penurunan Kadar Besi dalam mg/l dan rerata prosentase

Dari Tabel 3 tersebut kemudiandilanjutkan dengan perhitungan penurunankadar Besi pada air sumur untuk mengetahui

tingkat penurunan kadar Besi dan prosentasedari penurunannya (Tabel 4).

Penelitian ini dilaksanakan di luarruangan, maka terdapat faktor-faktor luar yangmempengaruhi daya serap arang tempurungkelapa. Hasil pengukuran kondisi lingkunganmeliputi : suhu air 26,5-31oC , pH air 7,5 suhu

udara 24,33-33 oC dan kelembaban udara 58%- 82 %. Hasil pemeriksaan terhadap kadarmangan (Mn) pada air sumur gali wilayahKartasura, didapatkan data sebagai berikut:

Sesudah Perlakuan (mg/l) U

Kontrol P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10

1. 1,16 0,36 0,61 0,74 0,81 0,85 0,88 0,89 0,89 0,92 0,95 2. 1,14 0,25 0,36 0,49 0,67 0,95 0,95 0,95 1,01 1,01 1,02 3. 1,19 0,87 0,88 0,88 0,90 0,95 0,95 1,01 1,03 1,07 1,07

Χ 1,16 0,49 0,61 0,70 0,79 0,92 0,93 0,95 0,98 1,00 1,01

Tabel 5. Hasil Pemeriksaan Kadar Mangan pada Kontrol dan Setelah Perlakuan arang batokkelapa

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 45

B. PembahasanDalam Tabel 2 menunjukkan bahwa

kualitas air sumur gali di wilayah Kartasurasecara fisik baik, terlihat jernih walaupunsebenarnya sebagian dari sumur didapatiberbau amis. Hal ini dimungkinkan dari kualitasair sumur secara kemis yang tidak baik, terlihatdari sampel air sumur di Daerah Kuyudan danWidororejo mengandung kadar logam Besi danMangan yang melebihi ambang batas.Kandungan logam di dalam air tersebut akanmengakibatkan gangguan fisik dan kemis bagialat-alat rumah tangga dan secara biologis airtersebut lambat laun akan mengganggufisiologis tubuh manusia. Kadar Besi pada airsumur gali Kuyudan, Makamhaji dan Men-dungan didapatkan di atas ambang batas airminum. Jika kita perhatikan ada selisih kadarBesi pada saat pelaksanaan percobaan/perlakuan. Perbedaan ini dimungkinkan karenaadanya perbedaan waktu pengambilan sampel.Darmono (1995), kandungan logam dalam airdapat berubah - ubah dan sangat tergantungpada lingkungan dan iklim. Pada musim hujan,kandungan logam akan lebih kecil karenaproses pelarutan, sedangkan pada musimkemarau kandungan logam akan lebih tinggikarena logam menjadi terkonsentrasi.

Penyebab terjadinya pencemaran airsumur ada 2, yaitu berasal dari air permukaandan berasal dari dalam tanah. Air hujan yang

mengandung mikroorganisme jatuh ditanahkadang membuat genangan dipermukaantanah, diperparah lagi dengan adanya muatansampah sehingga menjadikan air tersebutsangat kotor. Air genangan ini lambat laun akanterserap ke dalam tanah sehingga membuatpencemaran dalam sumber air.

Oleh sebab itu, air tersebut perlu diberiperlakuan dahulu sebelum digunakan untukmemenuhi kebutuhan hidup kita terutamakebutuhan makan dan minum. Dalam penelitianini mencoba memberi perlakuan air sumurtersebut dengan melewatkannya di dalambejana yang berisi arang tempurung kelapa.Dalam penelitian ini kecepatan penyaringannyatermasuk dalam filtrasi lambat yaitu dengankecepatan 0,8 liter/menit/ ft2) karena dalam 15menit dihasilkan 12 liter air. Sistem aliran yangdigunakan adalah sistem aliran gravitasi(gravitasi filtration) yaitu aliran dari atas kebawah. Penelitian ini digunakan tipe threemedium yaitu dengan memvariasikan ukuranarang tempurung kelapa, yaitu halus (saringan1 mm2), sedang (saringan 3 mm2) dan kasar(saringan 5 mm2), dengan susunan arang dariatas ke bawah : sedang, halus, dan kasar(Kusnaedi , 1998).

Arang tempurung kelapa sebagai ab-sorber memiliki titik kejenuhan yaitu saatpermukaan arang telah mengabsorbsi bahanterlarut dalam air. Oleh sebab itu untuk

Untuk mengetahui adanya penurunankadar Kadar Mangan dalam mg/l maka diperlu-

kan perhitungan selisih antara kadar Manganperlakuan dikurangi kadar Mangan air kontrol.

Tabel 6. Perhitungan Penurunan Kadar Mangan dalam mg/l Hubungannya dengan PenggunaanArang Tempurung Kelapa

Jumlah Penggunaan Ulangan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1. 0,80 0,55 0,42 0,35 0,31 0,28 0,27 0,27 0,24 0,21 2. 0,89 0,78 0,65 0,47 0,19 0,19 0,19 0,13 0,13 0,12 3. 0,32 0,31 0,31 0,29 0,24 0,24 0,18 0,16 0,12 0,12

Χ %

0,67 57,98

0,55 47,29

0,46 39,76

0,37 31,92

0,25 21,19

0,24 20,33

0,21 18,39

0,19 16,04

0,16 14,066

0,15 12,90

MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5146

mengetahui seberapa lama pemakaian arangmampu digunakan sebagai absorber, penelitianini menggunakan perlakuan jumlah penggunaanarang. Dalam penelitian ini jarak waktupenggunaan satu dengan penggunaanberikutnya adalah 0,5 jam. Berdasarkan hasiluji statistik dengan menggunakan uji anova satujalur yaitu untuk mencari pengaruh penggunaanarang tempurung kelapa sebagai filter terhadapkadar besi. Didapatkan Fhitung = 134,765,sedangkan Ftabel pada signifikansi 5% diperolehangka 2,30. Oleh karena Fhitung = 134,765 >Ftabel = 2,30 atau Fhitung terletak pada daerahditolak atau H0 ditolak yang artinya penurunankadar Besi pada kesepuluh perlakuan berbedanyata, sehingga dapat dikatakan ada pengaruhjumlah penggunaan arang tempurung kelapasebagai filter terhadap penurunan kadar Besipada air. Dengan demikian arang tempurungkelapa dapat dijadikan sebagai salah satualternatif untuk pengolahan air sumur gali,khususnya dalam menurunkan kadar Besi dankekeruhan (Indriyati, 2000). Setyamidjaja(1993), arang tempurung memiliki kapasitasyang tinggi dalam mengabsobir gas dan zat-zat warna. Selain bersifat ekonomis, arangtempurung merupakan sisa buangan ataulimbah industri maupun rumah tangga, sehinggadapat memanfaatkan limbah sebagai mediauntuk pengolahan air bersih.

Arang tempurung kelapa ini yangberperan sebagai absorben akan menyeraplogam-logam berat dengan penyerapan ion-ionbebas yang ada pada air, termasuk Besi.Sartamtomo (1997), karbon aktif adalah suatubahan yang berupa karbon amorf yangsebagian besar terdiri dari karbon bebas sertamempunyai kemampuan daya serap (adsorpsi)yang baik. Karbon aktif digunakan sebagaibahan pemucat (penghilang zat warna),penyerap gas, penyerap logam, dsb. Dari bahantersebut yang paling sering dipergunakansebagai bahan adsorbent adalah activatedkarbon atau lebih dikenal sebagai arang batokkelapa/tempurung kelapa.

Berdasarkan hasil perhitungan tersebutdapat diketahui tingkat penurunan kadar Besi(Fe) yang paling tinggi sekaligus paling efektif,yaitu pada penggunaan pertama (Tabel 3 danGambar 1.).

Gambar 1. Grafik Penurunan Kadar BesiRata-Rata (%) pada Air Sumur

Berdasarkan grafik diatas menunjukkan,semakin sering digunakan semakin banyakunsur Besi yang terserap sehingga prosespenyerapan selanjutnya menurun. Dengandemikian semakin banyak digunakan, semakinsedikit penurunan kadar besinya. Jadi apabilasemakin tebal arang tempurung kelapa dansemakin sedikit penggunaan filter dengan me-dia arang tempurung kelapa maka akansemakin efektif (Indriyati, 2000). Sehinggakadar Besi air dari penggunaan pertama sampaikesepuluh semakin naik (Gambar 4.3).

Gambar 2. Grafik Kadar Besi Air SumurHubungannya dengan Jumlah PenggunaanArang Tempurung Kelapa

Penurunan yang efektif atau yangtertinggi didapatkan pada penggunaan pertamayaitu sebesar 0,40 mg/l (91,69%) (Gambar 1

Penurunan kadar Fe rata-rata (%)

0102030405060708090

100

P.1 P.2 P .3 P.4 P .5 P.6 P.7 P.8 P.9P.10

Jumlah Penggunaan Filter

Kad

ar B

esi

(%

Penurunan kadarFe rata-rata (%)

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 47

dan 2), hal ini disebabkan karena arangtempurung kelapa sebagai filter baru pertamakali digunakan, jadi arang tempurung kelapabelum bekerja atau belum mengikat unsur-unsurkimia yang terdapat dalam air tersebut. Padapemeriksaan ini tidak didapatkan hasilpenurunan sampai 100% tetapi mendekati yaitu91,69%.

Penggunaan ke-10 belum dapatdikatakan bahwa arang tempurung kelapasudah mencapai titik kejenuhan, karenapenggunaan ke-10 masih menunjukkanpenurunan. Jika dibandingkan dengan standarair minum, maka sampai pada penggunaan ke-10 masih memenuhi standar air minum, karenastandar Besi untuk standar air minum adalah0,3 mg/l.

Berdasarkan hasil pemeriksaan suhuair, pada beberapa penggunaan dapat diketahuibahwa arang tempurung kelapa mempengaruhisuhu air. Hal ini dipengaruhi oleh faktor luar,yaitu intensitas cahaya matahari. Didalam suhuair yang sama, arang tempurung kelapa dapatmenyerap kadar Besi yang berbeda. Walaupunsuhu air berubah-ubah, kadar Besi tetapmengalami kenaikan, sehingga dapat diketahuibahwa kenaikan kadar Besi disebabkan karenasemakin banyak arang tempurung kelapa yangdigunakan untuk mengabsorbsi. Dari hasilpengukuran suhu air dapat diketahui bahwasuhu air tergolong normal, karena airmempunyai suhu rata-rata antara 26-300C.Data hasil pemeriksaan pH air, baik kontrolmaupun perlakuan, pH air tetap yaitu 7,5 . Darihasil ini juga dapat diketahui bahwa pH airtergolong bersifat basa, tetapi masih memenuhistandar, yaitu diantara 6,5-8,5.

Sedangkan kandungan Mangan pada airsumur Makamhaji adalah 1,16 mg/lt,sedangkan Berdasarkan Permenkes No. 416/Per/IX/1990 tentang Syarat-syarat danPengawasan Air Minum dan Air Bersihdisebutkan bahwa kadar maksimum Mn dalamair minum sebesar 0,1 mg/lt dan air bersihsebesar 0,5 mg/lt. Dengan demikian air sumur

sampel tidak memenuhi syarat sebagai airminum maupun air bersih. Tingginya kadarmangan pada air sumur dimungkinkan karenaadanya gas-gas yang biasa terlarut dalam airyang dapat menyebabkan korosif, yaitu O2,CO2, dan H2O (Sanropie, 1984). Konsentrasimangan yang lebih dari 0,5 mg/lt akanberpengaruh kurang baik terhadap kesehatandan lingkungan. Menurut Sanropie (1984)mangan bersifat toksis terhadap alatpernapasan dan dapat menyebabkan bau danpada minuman, bila konsentrasinya lebih dari0,5 mg/l akan menimbulkan noda-nodakecoklatan pada pakaian. Sutrisno danSuciastuti (1991) konsentrasi mangan yanglebih besar dari 0,5 mg/l akan menyebabkanrasa aneh pada minuman dan dapatmenyebabkan kerusakan pada hati.

Gambar 3. Grafik Hubungan Jumlah Peng-gunaan Arang Tempurung Kelapa sebagai Fil-ter dengan Kadar mangan Air Sumur.

Penelitian ini sebagai salah satu upayapengolahan air secara fisika untuk mengurangikadar mangan dalam air sumur denganmenggunakan arang tempurung kelapa.

Dengan variabel jumlah penggunaandiharapkan dapat diketahui pengaruh jumlahpenggunaan filter terhadap penurunan kadarmangan, selain itu diharapkan juga dapatdiketahui tingkat kejenuhan arang tempurungkelapa untuk menurunkan kadar mangan.Berdasarkan hasil pemeriksaan kadar mangan

Penggunaan

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Kad

ar m

anga

n (m

g/lt)

1.4

1.2

1.0

.8

.6

.4

MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5148

air sumur pada kontrol didapatkan hasil kadarmangan rata-rata sebesar 1,16 mg/lt. Untukhasil selengkapnya pemeriksaan kadar mangandilihat pada Tabel 4. dan pada Gambar 3.

Gambar 4. Grafik Penurunan Kadar mangan(%) dalam Air Sumur pada Perlakuan JumlahPenggunaan Arang Tempurung Kelapa sebagaiFilter

Air yang telah diberi perlakuan denganjumlah penggunaan yang berbeda tersebutdapat diketahui bahwa penurunan yang palingefektif terjadi pada penggunaan pertamadengan penurunan sebesar 0,67 mg/lt (59,98%)(Gambar 4) dengan kadar mangan sebesar 0,49mg/lt. Kandungan mangan sebesar 0,4 mg/ltdapat digunakan sebagai air bersih, tetapi belumdapat dipergunakan sebagai air minum. Agardapat digunakan sebagai air minum, air sumurgali tersebut perlu diberi perlakuan denganmenambah ketebalan arang tempurung kelapaatau menambah waktu kontak atau dengan caramemperkecil ukuran arang tempurung kelapa, sehingga proses absorsinya lebih baik atauoptimal. Ambarwati (2002), makin tebal arangmakin besar kadar penurunan mangan danmakin lama waktu kontak makin besar jugapenurunan kadar mangannya. SedangkanSukardjo (1984) semakin luas permukaanabsorben maka daya serap adsorben semakinbesar.

Berdasarkan uji Anova (Analysis ofVarians) dengan taraf signifikansi 5%diperoleh probabilitas < 0,05, maka Ho ditolak

atau kadar mangan rata-rata dari ke sepuluhjumlah penggunaan tersebut berbeda nyata.Karena kadar mangan rata-rata dari ke sebelasjumlah penggunaan tersebut berbeda nyata,maka dapat dinyatakan bahwa jumlahpenggunaan arang tempurung kelapa sebagaifilter berpengaruh terhadap penurunan kadarmangan dalam air sumur.

Selain keberadaan Mangan dalam airsumur tersebut, air didapati berwarna agakkebiruan-biruan dengan bau yang agakmenyengat. Sanropie (1984), tanda-tandaadanya mangan dalam air yaitu jika airberwarna ungu atau hitam kebiruan. Setelahperlakuan dengan arang tempurung kelapa,warna air sumur tersebut berubah menjadijernih. Hal ini disebabkan karena absorbenmempunyai kemampuan untuk mengurangiwarna (Suranto, 1999). Bau tersebut dimung-kinkan karena adanya mikroorganisme, bahanmineral, gas terlarut dan bahan-bahan organik(Suripin, 2002). Pada perlakuan penggunaanpertama sampai penggunaan ke delapan airsudah tidak berbau. Sedangkan pada peng-gunaan sembilan sampai penggunaan kesepuluh air tersebut agak berbau. Dengandemikian, dapat disimpulkan bahwa arangtersebut dapat mengurangi bau pada air (Alfiah,2002), yang pada penelitian ini arang tem-purung kelapa dapat menghilangkan bau mulaipenggunaan pertama sampai ke delapan.Setelah arang tempurung kelapa telahmengalami agak kejenuhan, air hasilpenjernihannya menjadi mulai berbau kembali.

Penggunaan pertama merupakan peng-gunaan yang paling efektif dalam menurunkankadar mangan maupun kadar besi. Hal ini dapatdipahami karena pada penggunaan pertamaarang tempurung kelapa belum pernahdigunakan sebelumnya sehingga dimungkinkankemampuan untuk menyerap logam masih op-timal. Selain itu, pada penggunaan pertamaarang tempurung kelapa digunakan untukmengadsorbsi logam. Semakin lama adsorbendigunakan maka volume air yang telah

Penggunaan 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

Pen

urun

an M

anga

n da

lam

Per

sen

(%)

70

60

50

40

30

20

10

0

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 49

melewati filter semakin banyak, sehinggadimungkinkan kadar logam yang telah terserapoleh arang tersebut juga sudah banyak, olehkarena itu kemampuan absorbsi terhadap logammenurun. Namun demikian sampai pemerik-saan pada kesepuluh kali penggunaan belumdapat disimpulkan arang tempurung kelapasudah mencapai titik kejenuhan karena padakesepuluh kali penggunaan kadar logam baikMn dan Fe hasilnya lebih rendah dibandingkankontrol.

Arang tempurung kelapa mengandungkarbon yang kemudian berperan sebagaiabsorben yang akan menyerap logam-logamberat dengan penyerapan ion-ion bebas yangada di air termasuk mangan dan besi. Proseskerja penyerapan (absorpsi) yaitu penyerapanion-ion bebas di dalam air yang dilakukan olehadsorben (Kusnaedi, 1998). Suhardiyono(1995), arang tempurung kelapa mengandungkadar air, bahan mudah menguap, kadar abudan karbon. Kandungan karbonnya lebih tinggidibanding dengan kandungan lainnya. Petrucci(1987), mengatakan karbon dapat diperolehdalam berbagai bentuk yang dikenal dengannama karbon amorf. Bila batu bara, kayu ataubahan organik lainnya dipanaskan tanpa udaraberbagai zat yang menguap mudah dikeluarkanmeninggalkan residu dengan karbon yangtinggi. Karena tingginya luas permukaanterhadap volume maka karbon aktif,menunjukkan sifat yang kuat terutamakemampuan untuk mengabsorpsi. MenurutAustin (1996) adsorpsi merupakan fenomenafisika yang sangat tergantung pada luas

permukaan dan volume pori. Struktur pori itumenyebabkan ukuran molekul yang diabsorpsiitu terbatas, sedangkan bila ukuran partikelnyatidak menjadi masalah kuantitas bahan yangdiserap dibatasi oleh luas permukaan absorben.

KESIMPULANDalam penelitian ini dapat disimpulkan

sebagai berikut:1. Air sumur dangkal di wilayah Kartasura

mempunyai kualitas secara fisik baik,secara kemis tidak baik (kadar Mangandan Besi melebihi ambang batas).

2. Penggunaan arang batok kelapa dalampenurunan Mangan dan Besi air sumuryang paling efektif adalah penggunaanpertama (30 Menit), tetapi sampaipenggunaan kesepuluh belum jenuh.

SARANBerdasarkan hasil penelitian ini maka

disarankan:1. Bagi para calon peneliti, diharapkan

mencoba penggunaan arang tempurungkelapa dalam penurunan kadar logam diair yang berbeda dan dengan perlakuankontak yang lebih lama. Juga denganmengupayakan kualitas air secara fisik dankemis menggunakan macam arang yanglain.

2. Bagi masyarakat umum dan kususnyamasyarakat Kartasura dapat mengupaya-kan kualitas air secara fisik dan kemisdengan menggunakan filter yang berasaldari arang tempurung kelapa.

MIPA Vol. 14, No. 1, Januari 2004: 40 - 5150

DAFTAR RUJUKAN

Afriyanti Nanik. 2001. Pengaruh Pengolahan Air Dengan Sistem Aerasi Bertingkat dan Filter Zeolit TerhadapKadar Besi dan Mangan di Sumur Gali Desa Poncosari, Sondakan, Bantul. Skripsi. TidakDiterbitkan.

Ambarwati. 2002. Pengaruh Ketebalan Arang Batu Bara dan Lama Kontak Terhadap Penurunanan KadarMangan air Sumur di Desa Mendungan, Pabelan , Kartosuro. Skripsi. Tidak Diterbitkan.

Behar. David. Rabani, Joseph. 2001 Laser Photolysis of TIO 2 Layers in the Presence of Agueous Iodine.Journal OF Physical Chemestry. Vol 105. USA. P6324-42.

Burger. Craig A, Shakelford, Charles D. 2001. Soil Water Charachteristic Curves and Dual Porosity of SandDiatomaceous Earth Mixtures. Journal Of Geotechnical and Geoenvironmental Engineer-ing. Vol. 36. USA. P: 790-800

Depkes RI. 1990. Permenkes No. 416/Menkes/Per/IX/1990. Tentang Syarat-syarat dan PengawasanKualitas Air Minum. Depkes RI. Jakarta.

Djabu, Udin , dkk. 1991. Pedoman Bidang Studi Pembuangan Tinja dan Air Limbah pada InstitusiPendidikan Sanitasi /Kesehatan Lingkungan. Pusdiknakes. Jakarta.

Entjang, Indan.1982. Ilmu Kesehatan Masyarakat. Alumni Bandung.

Gypsona Group UNHAS. 1996. Penyaringan Air Minum Secara Sederhana di Pedesaan. Balai Pustaka.Jakarta.

Henderson. Richard. Carlson. Kennet. 2001. The Impact of Ferous Ion Reduction of Chlorite Ion on Drink-ing Water Prosses Perfomance. Journal Of Water Rsearch. Vol. 35 .USA. P: 4464-73.

Iskak. 1980. Geografi. Intan Pariwara. Klaten. Jateng.

Kemas Ali dan Hanafiah.1994. Rancangan Percobaan Teori dan Aplikasi. Rajawali Press. Jakarta.

Kholik Rusli. 2001. Uji Efektivitas Ketebalan Arang Batu Bara Banko Sebagai Medi Penyaring dalamPenurunan Kadar Besi pada Air minum di Kel Kasrang Raja. Prabumulih, Sum-Sel. Skripsi.Tidak Diterbitkan.

Korn, Et al.2002. Development of Chlorine Dioxide Related By Product Models for Drinking WaterTreatment.journal of Water Research. Vol. 36. USA. P: 330-42.

Kusnaedi. 1998. Mengolah Air Gambut dan Air Kotor Untuk Air Minum. Penebar swadaya. Jakarta.

Liu, W Et al. 2002. Investigation of Assimilable Organik Carbon (OAC) and Bacterial Regrowth In DrinkingWater Distribution System. Journal Water Research. Vol. 36. Wilson Company. USA. P: 891-8.

Mettler, S. Abdelmoula, M. Hoehn, E. 2001. Characterization of Iron and Manganese Precipitates from an In SituGround Water Treatment Plan. Journal of Ground Water. Wilson Company. USA. P: 921-30.

Mubiru, DN. Coyne, MS. Grove, JH. 2000. Mortality of Escherichia coli O 157:H7 In two Soils with DifferentPhysical and Chemical Properties. Journal of Environmental Quality. Vol.29. USA. P: 1821-5.

Said, Nusa Idaman. 1999. Kesehatan Masyarakat dan Teknologi Pengolahan Air. BPPT. Jakarta.

Sanropie, Djasio, Dkk. 1984. Buku Pedoman Study Penyediaan Air Bersih. Akademi Penilik Kesehatan-Teknologi Sanitasi. Pusdiknakes. Jakarta.

Karakteristik Air Sumur Dangkal di Wilayah Kartasura ... (Tuti Rahayu) 51

Santosa Singgih. 2000. SPSS Mengolah Data Statistik Secara Profesional. Versi 7,5. Gramedia. Jakarta.

Sugiharto. 1997. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah . Universitas Indonesia Press. Jakarta.

Sukandarrumidi. 1995. Batubara dan Gambut. Universitas Gadjah Mada Press. Yogyakarta.

Sutrisno, Toto dan Eni Sucianstuti. 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Bina Aksara. Jakarta.

Totok Sutrisno.dan Suci Astuti. 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Bhineka Cipta. Jakarta.

Unus Suriawiria. 1996. Air Dalam Kehidupan dan Lingkungan yang Sehat. Alumni. Bandung.