PENGOLAHAN AIR BERSIH DENGAN KOMBINASI JARAK JATUH PADA AERASI BERTINGKAT DAN DIAMETER PASIR PADA SARINGAN PASIR DALAM MENURUNKAN KADAR

PENGOLAHAN AIR BERSIH DENGAN KOMBINASI JARAK JATUH PADA AERASI BERTINGKAT DAN DIAMETER PASIR PADA SARINGAN PASIR

DALAM MENURUNKAN KADAR Fe DAN Mn PADA AIR SUMUR GALI DI DESA PELAWI SELATAN KABUPATEN LANGKAT TAHUN 2013

TESIS

Oleh

ANDRIANSYAH MUNTHE 107032159/IKM

PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2013

PENGOLAHAN AIR BERSIH DENGAN KOMBINASI JARAK JATUH PADA AERASI BERTINGKAT DAN DIAMETER PASIR PADA SARINGAN PASIR

DALAM MENURUNKAN KADAR Fe DAN Mn PADA AIR SUMUR GALI DI DESA PELAWI SELATAN KABUPATEN LANGKAT TAHUN 2013

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat

untuk Memperoleh Gelar Magister Kesehatan (M.Kes) dalam Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri

pada Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara

Oleh

ANDRIANSYAH MUNTHE 107032159/IKM

PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2013

Judul Tesis : PENGOLAHAN AIR BERSIH DENGAN KOMBINASI JARAK JATUH PADA AERASI BERTINGKAT DAN DIAMETER PASIR PADA SARINGAN PASIR DALAM

MENURUNKAN KADAR Fe DAN Mn PADA AIR SUMUR GALI DI DESA PELAWI

SELATAN KABUPATEN LANGKAT TAHUN 2013

Nama Mahasiswa : Andriansyah Munthe Nomor Induk Mahasiswa : 107032159

Program Studi : S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat

Minat Studi : Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H) (

Ketua Anggota

Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D)

Dekan

(Dr. Drs. Surya Utama, M.S)

Tanggal Lulus : 31 Juli 2013

Telah diuji

Pada Tanggal : 31 Juli 2013

____________________________________________________________________

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H Anggota : 1. Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D 2. Ir. Indra Chahaya, M.Si 3. dr. Taufik Ashar, M.K.M

PERNYATAAN

PENGOLAHAN AIR BERSIH DENGAN KOMBINASI JARAK JATUH PADA AERASI BERTINGKAT DAN DIAMETER PASIR PADA SARINGAN PASIR

DALAM MENURUNKAN KADAR Fe DAN Mn PADA AIR SUMUR GALI DI DESA PELAWI SELATAN KABUPATEN LANGKAT TAHUN 2013

TESIS

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, September 2013

Andriansyah Munthe 107032159/IKM

ABSTRAK

Air merupakan unsur yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Sangat diperlukan adanya sumber air yang memenuhi syarat baik kuantitas maupun kualitas.

Masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menggunakan air sumur gali yang kadar besi dan mangannya melebihi baku mutu, sehingga perlu adanya metode untuk menurunkan kadar besi dan mangan pada air sumur tersebut.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kadar besi dan mangan air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir. Metode penelitian yang dipakai adalah experimental dengan desain Factorial. Yang menjadi objek penelitian adalah air sumur gali dan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat (25 cm, 30 cm dan 35 cm) dan diameter pasir (0,5 mm, 1 mm dan 2 mm) pada saringan pasir dengan penambahan Oksidator (KMnO₄

Hasil penelitian menunjukkan ada perbedaan kadar besi dan mangan pada berbagai kombinasi alat pengolahan air dengan masing-masing p = 0.011 dan p = 0,002.

1 %).

Sampel dalam penelitian ini yaitu air sumur gali Desa Pelawi Selatan, pengambilan dilakukan secara purposive sampling pada 1 sumur gali. Kemudian dilakukan pemeriksaan sampel sebelum dan sesudah melewati alat pengolahan air.

Hasil uji BNT diketahui bahwa kombinasi pengolahan air yang paling berbeda secara signifikan dalam menurunkan kadar besi dan mangan pada air sumur gali di desa tersebut adalah kombinasi aerasi bertingkat (dengan jarak jatuh 35 cm) dan diameter pasir (0,5 mm) pada saringan pasir dengan penambahan Oksidator (KMnO₄

Disarankan bagi daerah yang memiliki kadar besi atau mangan yang melebihi baku mutu air bersih dapat menggunakan metode pengolahan air bersih ini dan secara berkala mencuci pasir, ijuk, batu dan spons.

1 %).

Kata Kunci : Kadar Besi dan Mangan, Kombinasi Aerasi Bertingkat dengan Diameter Pasir

ABSTRACT

Water is an important element for human life. Water resources with good quantity and quality is needed very much. The community living in Pelawi Selatan Village, Langkat District uses the water drawn from the dug well with Fe and Mn levels exceeding the quality standard that a method to minimize Fe and Mn levels of the well water is needed.

The purpose of this experimental study with factorial design was to find out the difference of Fe and Mn levels of the dug well by using clean water treatment with the combination of the fall distance of graded aeration and the sand diameter of sand filter. The object of this study was the water of dug well and clean water treatnment with the combination of the fall distance of graded aeration (25 cm, 30 cm, and 35 cm) and the sand diameter (0.5 mm, 1 mm, and 2 mm) of sand filter with the addition of Oxidator (KMnO₄

The rersult of this study showed that the different levels of Fe and Mn was found in various combination of water treatment devices with p= 0.011 and p = 0.002 respectively.

1%). The sample for this study was the water from the dug wells in Pelawi Selatan Village obtained through purposive sampling technique from 1 (one) dug well. Then the sample water was examined before and after being processed through water treatment device.

The result of BNT test showed that the most significantly different water treatment combinations in minimizing Fe and Mn levels contained in the water drawn from the dug wells in the village was the combination of graded aeration (with the fall distance of 35 cm) and sand diameter of 0.5 mm of the sand filter with the addition of Oxidator (KMnO4

The areas with the dug wells containging Fe and Mn levels exceeding the quality standard are suggested to use this clean water treatment method, and periodically wash the sand, fibers, stone and sponge.

1), with percentage of 97,81% for Fe and 98,3% for Mn.

Keywords: Fe and Mn Levels, Combination, Graded Aeration, Sand Diameter

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah..Alhamdulillah..Alhamdulillah...

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena atas rahmat dan ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul

”Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir dalam Menurunkan Kadar Fe dan Mn pada Air Sumur Gali di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 2013”.

Dalam penulisan Tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H., M.Sc (CTM)., Sp.A.,(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara

2. Dr. Drs. Surya Utama, M.S selaku Dekan Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

3. Dr. Ir. Evawani Aritonang, M.Si selaku Sekretaris Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

4. Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H dan Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pemikirannya dengan keikhlasan untuk memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan Tesis ini.

5. Ir. Indra Chahaya, M.Si dan dr. Taufik Ashar, M.K.M selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan demi kesempurnaan tesis ini.

6. Ir. Evi Naria, M.Kes selaku Kepala Departemen Kesehatan Lingkungan FKM USU

7. Bapak dan Ibu Dosen di Departemen Kesehatan Lingkungan FKM USU yang telah memberikan banyak ilmu, masukan dan dukungan bagi penulis.

8. Dr. Dra. Indah Anggraini, M.Si selaku Kepala BTKL & PPM Medan yang telah memberikan izin bagi penulis untuk pengujian sampel air.

9. Noviandi, S.Si, M.Kes selaku Kepala Laboratorium Kimia BTKL & PP Kelas I Medan yang telah membantu penulis dalam pengujian sampel air.

10. Teristimewa untuk Ayahanda H. S. Dalimunthe, Ibunda Alm. Hj. Resta Dongoran dan Hj. Eli Evriani, SH Serta Abangda Anhar Munthe, ST dan Adinda Muhammad Rizky Munthe yang telah banyak memberikan motivasi, semangat, dukungan moril maupun materil dari awal perkuliahan sampai akhir, dan yang selalu mendoakan penulis.

11. Sahabat – sahabat terbaik saya : Mansur, Neni, Aulia, Silvi, Gaby dan El yang menjadi penyemangat bagi penulis, teman dikala susah dan senang, rela bekorban bagi penulis, mendengarkan segala keluh kesah dan selalu sabar menghadapi penulis.

12. Sahabat – sahabat di Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri (MKLI) 2011 FKM USU terima kasih banyak atas kebersamaan, bantuan, dukungan, waktu serta masukan yang diberikan.

13. Buat semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan, kerja sama dan doanya.

Akhir kata semoga ALLAH SWT senantiasa melimpahkan karunianya kepada kita semua dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak.

Medan, September 2013 Penulis

Andriansyah Munthe 107032159/IKM

RIWAYAT HIDUP

Andriansyah Munthe, lahir pada tanggal 3 Oktober 1988 di Batuphat Provinsi Aceh, beragama Islam, anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan H. S Dalimunthe dan Ibunda Alm. H. Resta Dongoran.

Penulis mulai melaksanakan pendidikan dasar di SD Tamansiswa LNG Arun (1994-1999) SD Ahmad Yani Binjai (1999-2000), SMP Ahmad Yani Binjai (2000- 2003), SMA Yayasan Pendidikan Arun (2003-2006), pendidikan S-1 di Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara (2006-2010) dan Tahun 2010 penulis mengikuti pendidikan lanjutan di Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat pada minat studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri, Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

RIWAYAT HIDUP ... vi

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB 1. PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Permasalahan ... 6

1.3 Tujuan Penelitian ... 7

1.4 Hipotesis ... 7

1.5 Manfaat Penelitian ... 8

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... 9

2.1 Siklus Hidrologi ... 9

2.2 Air Bersih dan Air Minum ... 10

2.3 Manfaat Air ... 10

2.4. Sumber Air ... 10

2.4.1 Air Angkasa ... 10

2.4.2 Air Permukaan ... 11

2.4.3 Air Tanah ... 12

2.5. Persyaratan Air Bersih ... 15

2.5.1 Syarat Kuantitas ... 15

2.5.2 Syarat Kualitas ... 15

2.5.2.1 Parameter Fisika ... 15

2.5.2.2 Parameter Mikrobiologi ... 16

2.5.2.3 Parameter Radioktivitas ... 17

2.5.2.4 Parameter Kimia... 18

2.6. Besi (Fe) dan Mangan (Mn) ... 18

2.6.1 Besi (Fe) ... 18

2.6.1.1 Sumber Besi ... 19

2.6.1.2 Manfaat Besi dalam Tubuh ... 19

2.6.1.3 Efek Tingginya Kadar Besi dalam Air ... 22

2.6.1.4 Dampak Kesehatan Besi ... 23

2.6.2 Mangan (Mn) ... 24

2.6.2.1 Sumber Mangan ... 24

2.6.2.2 Manfaat Mangan dalam Tubuh ... 24

2.6.2.3 Dampak Kesehatan Mangan ... 25

2.7. Pengolahan Fe dan Mn pada Air Sumur Gali ... 26

2.7.1 Pengolahan dengan Cara Koagulasi ... 26

2.7.2 Pengolahan dengan Cara Pertukaran Ion ... 27

2.7.3 Pengolahan dengan Cara Filtrasi Kontak ... 28

2.7.4 Pengolahan dengan Cara Proses Soda Lime ... 29

2.7.5 Pengolahan dengan Bakteri Besi ... 30

2.7.6 Pengolahan dengan Cara Filtrasi Dua Tahap ... 30

2.7.7 Pengolahan dengan Cara Oksidasi ... 31

2.7.7.1 Oksidasi dengan Khlorine ... 31

2.7.7.2 Oksidasi dengan Udara ... 32

2.7.7.3 Oksidasi dengan Kalium Permanganat ... 32

2.8 Landasan Teori ... 36

2.9 Kerangka Konsep ... 38

BAB 3. METODE PENELITIAN ... 41

3.1 Jenis Penelitian ... 41

3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 41

3.2.1 Lokasi Penelitian ... 41

3.2.2 Waktu Penelitian ... 41

3.3 Objek Penelitian ... 42

3.4 Sampel ... 42

3.5 Metode Pengumpulan Data ... 42

3.5.1 Data Primer ... 42

3.5.2 Data Sekunder ... 42

3.6 Pelaksanaan Penelitian ... 42

3.6.1 Bahan dan Peralatan ... 43

3.6.2 Cara Perakitan ... 43

3.6.3 Cara Kerja ... 45

3.6.4 Cara Pengambilan Sampel ... 45

3.6.5 Metode Pemeriksaan Sampel ... 46

3.7 Definisi Operasional ... 49

3.8 Metode Analisis Data ... 50

BAB 4. HASIL PENELITIAN ... 53

4.1 Deskripsi Lokasi Penelitian ... 53

4.2 Hasil Penelitian ... 54

4.2.1 Kadar Besi (Fe) Air Sumur Gali ... 54

4.2.2 Kadar Mangan (Mn) Air Sumur Gali ... 58

4.3 Analisa Statistik ... 61

4.3.1 Analisa Statistik Untuk Kadar Besi (Fe) ... 61

4.3.2 Analisa Statistik Untuk Kadar Mangan (Mn) ... 62

BAB 5. PEMBAHASAN ... 63

5.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Sampel Air Sumur Gali di Desa Pelawi Selatan ... 63

5.2 Pengolahan Air dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir dalam Menurunkan Kadar Fe dan Mn Air sumur Gali ... 67

5.3 Kombinasi Perlakuan Terbaik dalam Menurunkan Besi (Fe) dan mangan (Mn) ... 67

BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ... 72

6.1 Kesimpulan ... 72

6.2 Saran ... 73

DAFTAR PUSTAKA ... 74 LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

No Judul Halaman 1. Tabel Persentase Perbedaan Kadar Fe Sampel Air Sumur Gali

Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir ... 54

2. Tabel Persentase Perbedaan Kadar Mn Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir ... 58

DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman 2.1 Kerangka Konsep ... 38 4.1 Persentase Perbedaan Kadar Fe Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan

Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir 57 4.2 Persentase Perbedaan Kadar Mn Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan

Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir 60

DAFTAR LAMPIRAN

No Judul Halaman

1. Skema Alat ... 78

2. Alat dan Bahan ... 79

3. Sampel Air Sumur Gali ... 80 4. Alat Pengolahan Air Bersih ... 81

5. Surat Pengantar Hasil Uji Laboratorium ... 82

6. Laporan Hasil Uji Laboratorium ... 83

7. Hasil Uji Statistik ... 111

8. Peraturan Mentri Kesehatan R.I. No.416/MENKES/PER/IX/ 1990 Tentang Persyaratan Kualitas Air Bersih ... 120

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan bagian terbesar dari tubuh manusia. Menurut Slamet (2007), air di dalam tubuh manusia berkisar 50 – 70 % dari seluruh berat badan. Air terdapat di seluruh tubuh, di tulang berkisar 22 %, di darah dan ginjal sebesar 83 %. Dimana hampir semua reaksi pada tubuh manusia memerlukan cairan. Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk membantu proses pencernaan, mengatur metabolism, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, serta menjaga agar tubuh tidak mengalami kekeringan (Asmadi, 2011). Agar metabolism tubuh berjalan dengan baik, dibutuhkan masukan cairan setiap harinya untuk menggantikan cairan yang hilang sekitar 1,5 – 2 liter air sehari. (Slamet, 2007).

Konsumsi air yang kurang dari jumlah idealnya menyebabkan tubuh akan mengalami kehilangan cairan (dehidrasi). Kondisi ini akan mengakibatkan tubuh mudah lemas, lelah, dan mengalami gangguan kesehatan bahkan bisa mengakibatkan kematian. Sehingga dapat disimpulkan bahwa air sangat memegang peranan penting bagi kesehatan manusia.

Mengingat pentingnya peran air, sangat diperlukan adanya sumber air yang dapat menyediakan air yang baik dari segi kuantitas dan kualitasnya. Di Indonesia, umumnya sumber air minum berasal dari air permukaan (surface water), air tanah

(ground water), dan air hujan. Yang termasuk dari salah satu sumber air tanah adalah air sumur, baik air sumur dalam maupun air sumur dangkal.

Secara kualitas, air harus memenuhi syarat fisik, kimia, bakteriologis dan radio aktif. Air yang tidak memenuhi syarat kualitas akan menimbulkan berbagai gangguan kesehatan atau penyakit, gangguan teknis maupun gangguan estetika yang menyangkut perasaan suka atau tidak suka oleh masyarakat konsumen. Demikian pula air keruh, berminyak, berbau dan berasa juga menimbulkan perasaan jijik bagi masyarakat konsumen.

Salah satu sumber air masyarakat adalah sumur gali. Segi fisik air sumur gali dapat dilihat bahwa air sumur gali di desa Pelawi Selatan Kecamatan Babalan Kabupaten Langkat berwarna kuning dan berbau logam besi (Fe) dan mangan (Mn), menimbulkan endapan pada bak tempat penampungan air, menimbulkan warna merah karat pada peralatan rumah tangga, menimbulkan noda-noda pada pakaian yang berwarna putih bila dipakai untuk mencuci dan terdapat lapisan seperti minyak pada permukaan air.

Zat besi (Fe) dalam jumlah kecil diperlukan manusia untuk pertumbuhannya, seperti dalam proses pembentukan sel darah. Menurut Almatsier (2004), besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia dan hewan. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh : sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, sebagai alat angkut elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi enzim di dalam jaringan tubuh.

Sementara jika Fe berlebihan dalam tubuh akan terakumulasi di hati, limpa, tulang sumsum, jantung dan jaringan lain sehingga merusak kerja jaringan tersebut.

Kerusakan jaringan karena akumulasi Fe disebut hemokromatosis. Dapat juga merusak sel alat pencernaan secara langsung, menyebabkan karies gigi, merusak kerja pankreas, otot jantung, ginjal dan beresiko terserang kanker hati dan penyakit jantung. (Widowati, 2008)

Mangan (Mn) berperan sebagai kofaktor berbagai enzim yang membantu bermacam proses metabolisme. Beberapa bentuk enzim tersebut adalah glutamine sintetase, superoksida dismutase di dalam mitokondria dan piruvat karboksilase yang berperan dalam metabolisme karbohidrat dan lipida. Enzim-enzim lain yang berkaitan dengan mangan juga berperan dalam sistem ureum, pembentukan jaringan ikat dan tulang serta pencegahan peroksidasi lipida oleh radikal bebas (Almatsier, 2004).

Untuk mangan (Mn), menurut Slamet (2007) mengatakan bahwa keracunan sering kali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf ; insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask).

Bila pemaparan berlanjut, maka bicaranya akan melambat dan monoton, terjadi hyiperrefleksi, colonus pada patella dan tumit dan berjalan seperti penderita parkinsonism.

Hasil penelitian Ashar (2007) menunjukkan bahwa rata-rata besar resiko kesehatan akibat mengkonsumsi air yang mengandung mangan pada masyarakat yang tinggal di TPA Rawakucing (0,2347) dan yang tinggal di luar TPA (0,2955).

Masyarakat yang tinggal di TPA beresiko gangguan kesehatan 8,12 kali lebih besar dari yang tinggal di luar TPA (p<0,05) dengan OR 8,109 (95% CI = 2.668 – 24.650).

Sedangkan hasil penelitian Noviandi (2012) menunjukkan bahwa variabel konsentrasi mangan (p = 0,000), laju asupan harian (p = 0,001), dan berat badan responden (p = 0,009) berpengaruh terhadap Parkinson Like Syndrome. Dari hasil uji regresi logistik berganda diketahui variabel yang paling dominan berpengaruh terhadap Parkinson Like Syndrome adalah konsentrasi mangan dengan nilai koefisien Exp (B) 27,394.

Konsentrasi Fe dan Mn dalam air baku melebihi standar yang telah ditetapkan, maka diperlukan proses pengolahan untuk menurunkan kadar besi dan mangan tersebut. Ada beberapa cara untuk menurunkan kadar Fe dan Mn dalam air.

Salah satu teknik penurunan kadar Fe dan Mn adalah oksidasi. Oksidasi yang digunakan untuk menurunkan kadar Fe dan Mn antara lain menggunakan oksigen (disebut aerasi), klor, klor dioksida, kalium permanganate dan ozone (Asmadi, 2011).

Menurut Alamsyah (2007) mengatakan bahwa proses aerasi merupakan proses penangkapan oksigen (O2

Hasil penelitian Sari (2011) menunjukkan bahwa, removal Fe dan Mn paling tinggi pada cascade aerator 39,4% untuk Fe dan 40,1% untuk Mn pada 3 mg/L.

Sedangkan hasil penelitian Sudiarto (2001) menunjukkan bahwa ada perbedaan kadar ) di udara oleh air yang akan diproses. Tujuannya adalah untuk mereaksikan oksigen dengan kation-kation Fe dan Mn yang terdapat di dalam air. Kation Fe dan Mn merupakan kation yang sulit mengendap di air. Apabila kation Fe dan Mn bereaksi dengan oksigen sehingga berubah dari Fe dan Mn terlarut menjadi terendap.

Fe kontrol dan sesudah perlakuan dengan zeolit dan aerasi sistim cascade dengan tingkat kepercayaan 95% (p<0,05). Hasil penelitian Taufan (2011), menunjukkan bahwa pada kecepatan aliran 1.2 m/s sistem venturi aerator mempunyai efisiensi penurunan kadar Fe dan Mn terbaik dengan nilai efisiensi sebesar 96.23% untuk Fe dan 94.91% pada Mn. Selain itu jumlah pipa venturi sebanyak lima buah mempunyai efisiensi penurunan kadar Fe dan Mn terbaik dengan nilai efisiensi sebesar 96.23%

untuk Fe dan 92.37% untuk Mn. Hasil penelitian Munthe (2010), menunjukkan bahwa terdapat perbedaan antara kadar Fe air sumur gali sebelum dan sesudah melewati aerasi bertingkat sumbu kompor dengan p (0,005) < α (0,05) dengan perbedaan rata-rata kadar Fe sebelum dan sesudah sebesar 92,15 %.

Said (1999) mengatakan bahwa secara stoikiometri, untuk mengoksidasi I mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium permanganate dan untuk 1 mg/l mangan diperlukan 1,92 mg/l kalium permanganate. Dalam prakteknya, kebutuhan kalium permanganate ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang dihitung berdasarkan stoikiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator.

Hasil penelitian Mahyudi (2010), menunjukkan bahwa terdapat pebedaan nyata penurunan kadar besi (Fe) air sumur gali dari perlakuan aerasi bertingkat, aerator dan oksidator KMnO₄ di Desa Jambur Pulau Kecamatan Perbaungan Kabupaten Deli Serdang dengan p (0,00) < α (0,05) dengan persentasi perbedaan penurunan kadar besi (Fe) air sumur gali 87,2 % untuk aerasi bertingkat, 30,05 % untuk aerator dan 74,80 % untuk oksidator KMnO4.

Seiring untuk mengurangi masalah-masalah yang ditimbulkan oleh adanya zat besi (Fe) dan mangan (Mn) dalam jumlah yang berlebihan dalam air sumur gali, maka perlu dilakukan penelitian dengan mengkombinasikan metode penurunan Fe dan Mn dengan menggunakan metode aerasi bertingkat dengan kombinasi diameter pasir pada saringan pasir dengan penambahan oksidator (KMnO4 1%).

1.2. Permasalahan

Mayoritas masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menggunakan sumur gali sebagai sumber air baku untuk keperluan mereka sehari- hari (80 %). Hasil survei awal air terlihat keruh, berbau dan meninggalkan noda pada dinding bak tempat penampungan air. Masyarakat juga mengeluhkan hal yang sama, akan air yang berwarna dan berbau karat serta menimbulkan noda tidak hanya pada bak penampungan tapi juga pada pakaian berwarna putih yang mereka cuci menggunakan air tersebut.

Pemeriksaan awal dari sampel air diperoleh data bahwa sumur gali yang dipergunakan oleh masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kecamatan Babalan Kabupaten Langkat mengandung kadar Fe 3,9987 mg/l sedangkan Mn 3 mg/l. . Angka ini melebihi nilai ambang batas yang diperkenankan dalam Permenkes No.

416/MENKES/PER/IX/1990, yakni kadar Fe maksimal untuk air bersih adalah 1,0 mg/l sedangkan Mn 0,5 mg/l.

Tingginya kadar Fe dan Mn pada air sumur gali di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menjadi permasalahan yang cukup serius bagi masyarakat

sekitar, karena itu pula perlu dilakukan penelitian menggunakan alat atau metode untuk menurunkan kadar Fe dan Mn pada air sumur gali tersebut. Yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana perbedaan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 2013.

1.3. Tujuan Penelitian

Untuk mengetahui perbedaan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 2013.

1.4. Hipotesis

Berdasarkan variabel-variabel penelitian yang dilakukan maka hipotesa pada penelitian ini adalah :

1. Ada perbedaan antara besi (Fe) pada air sumur gali sebelum dan sesudah melewati pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir.

2. Ada perbedaan antara mangan (Mn) pada air sumur gali sebelum dan sesudah melewati pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat Penelitian ini adalah :

1. Sebagai informasi kepada penduduk Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat tentang cara pengolahan air sumur yang mengandung besi (Fe) dan mangan (Mn).

2. Sebagai informasi bagi pengembangan Ilmu Kesehatan Lingkungan terkait metode pengolahan air sumur yang mengandung besi (Fe) dan mangan (Mn).

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi adalah gerakan air laut ke udara, kemudian jatuh dan akhirnya mengalir ke laut kembali. Secara umum, siklus hidrologi dapat diterangkan sebagai berikut; air menguap akibat panasnya matahari. Penguapan ini terjadi pada air permukaan, air yang berada di lapisan tanah bagian atas (evaporasi), air yang berada di dalam tumbuhan (transpirasi), hewan dan manusia (transpirasi, respirasi). Uap air ini memasuki atmosfir. Di dalam atmosfir uap ini akan menjadi awan, dan dalam kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan berubah bentuk menjadi tetesan-tetesan air dan jatuh kembali ke permukaan bumi sebagai hujan. Air hujan ini ada yang mengalir langsung masuk ke dalam permukaan (runoff), ada yang meresap ke dalam tanah (perkolasi) dan menjadi air tanah, baik yang dangkal maupun yang dalam dan ada juga yang diserap oleh tumbuhan. Air tanah akan timbul ke permukaan sebagai mata air dan menjadi air permukaan. Air permukaan bersama-sama dengan air tanah dangkal dan air yang berada dalam tubuh akan menguap kembali menjadi awan, maka siklus hidrologis akan kembali berulang.

Siklus hidrologi merupakan aspek penting untuk yang mensuplai daerah daratan dengan air. Selain itu juga siklus hidrologis merupakan salah satu proses alami untuk membersihkan air dari pencemar, dengan syarat bahwa kualitas udara cukup bersih (Mulia, 2005).

2.2. Air Bersih dan Air Minum

Berdasarkan Permenkes RI No. 416/ MENKES/PER/IX/1990 tentang syarat- syarat pengawasan kualitas air, pengertian air minum dan air bersih adalah sebagai berikut:

“Air minum adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat dan dapat diminum langsung. Air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum apabila telah dimasak”.

2.3. Manfaat Air

Manfaat air dalam tubuh manusia antara lain untuk melarutkan berbagai jenis zat yang diperlukan tubuh, mempertahankan suhu tubuh dengan cara penguapan keringat, untuk transportasi zat-zat makanan dalam tubuh, semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air (Slamet, 2007).

2.4. Sumber Air

Berdasarkan sumbernya, air diklasifikasikan sebagai berikut:

2.4.1. Air Angkasa

Air angkasa (hujan) merupakan penyubliman uap air menjadi air murni (H2O). Air murni ini sewaktu turun ke bumi melalui udara akan dapat melarutkan benda-benda yang ada di udara, di antaranya (O₂, CO₂, N₂, dan lain-lain), jasad-jasad renik dan debu (Kusnoputranto, 1986).

Menurut Sutrisno (2004), sifat-sifat air angkasa adalah sebagai berikut:

1. Bersifat Agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya korosi (karatan).

2. Bersifat lunak/ kurang mengandung larutan garam dan mineral sehingga terasa kurang segar dan boros terhadap pemakaian sabun.

2.4.2. Air Permukaan

Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi seperti sungai, danau, rawa dan sebagainya. Dibandingkan dengan sumber-sumber air lainnya, air permukaan mudah sekali mengalami pencemaran. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pencemaran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya.

1. Air Sungai

Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan akan air minum pada umumnya dapat mencukupi.

2. Air Rawa/ Danau

Kebanyakan air rawa ini berwarna yang disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat. Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan dalam keadaan kelarutan O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan Mn ini akan larut.

2.4.3. Air Tanah

Menurut Sutrisno (2004), air tanah dapat dibedakan menjadi 3 yaitu:

2.4.3.1. Air Tanah Dangkal

Terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian pula dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam yang terlarut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur-unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Lapisan tanah di sini berfungsi sebagai saringan. Disamping penyaringan, pengotoran juga masih terus berlangsung, terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah, setelah menemui lapisan rapat air, air yang akan terkumpul merupakan air tanah dangkal dimana air tanah ini dimanfaatkan untuk sumber air minum melaui sumur-sumur dangkal.

Menurut Entjang (1985), agar air sumur memenuhi syarat kesehatan, maka air sumur harus dilindungi terhadap bahaya-bahaya pengotoran. Sumur yang baik harus memenyhi syarat-syarat :

1. Syarat lokalisasi.

A. Untuk menghindari pengotoran yang harus diperhatikan adalah jarak sumur dengan : cubluk (kakus), lobang galian sampah, lobang galian untuk air limbah dan sumber-sumber pengotoran lainnya. Jarak ini pada umumnya tidak kurang dari 10 meter dan diusahakan letaknya tidak berada di bawah tempat- tempat sumber pengotoran seperti yang tersebut di atas.

B. Dibuat di tempat yang ada airnya dalam tanah.

C. Jangan dibuat di tanah rendah yang mungkin terendam bila banjir/ hujan.

2. Syarat konstruksi.

A. Dinding sumur, 3 meter dalamnya dari permukaan tanah dan dibuat dari tembok yang tidak tembus air (disemen) agar perembesan air tidak terjadi dari lapisan ini, sebab tanah yang mengandung bakteri hanya dapat hidup di lapisan tanah sampai 3 meter di bawah tanah.

B. 1¹/₂

C. Kedalaman sumur dibuat sampai mencapai lapisan tanah yang mengandung air cukup banyak walaupun pada musim kemarau.

meter dinding berikutnya (sebelah bawah) dibuat dari bata yang tidak ditembok, untuk bidang perembesan dan agar bila ditimba dinding sumur tidak runtuh.

D. Di atas tanah dibuat dinding tembok yang kedap air, setinggi minimal 70 cm, untuk mencegah pengotoran dari air permukaan dan untuk keselamatan.

E. Lantai sumur :

- Dibuat lantai sumur yang ditembok (kedap air) ±1¹/₂

- Dibuat agak miring dan ditinggikan 20 cm di atas permukaan tanah, bentuknya bulat atau segi empat.

meter lebarnya dari dinding sumur.

F. Dasar sumur diberi kerikil agar airnya tidak keruh bila ditimba.

G. Permukaan tanah sekitar bangunan sumur dibuat miring untuk memudahkan pengeringan.

Air tanah dangkal ini dapat pada kedalaman 15,00 m. Sebagai sumur air minum, air tanah ini ditinjau dari segi kualitas agak baik. Jika dilihat dari segi kuantitas kurang cukup dan tergantung pada musim.

2.4.3.2. Air Tanah Dalam

Terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam, tak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman (biasanya antara 100-300 m) akan didapatkan suatu lapis air.

Jika tekanan air tanah ini besar, maka air dapat menyembur ke luar dan dalam keadaan ini, sumur ini disebut dengan sumur artesis. Jika air tidak dapat ke luar dengan sendirinya, maka digunakan pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini.

2.4.3.3. Mata Air

Adalah air tanah yang ke luar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hamper tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas/

kuantitasnya sama dengan keadaan air dalam.

2.5. Persyaratan Air Bersih

Agar air minum tidak menyebabkan gangguan kesehatan, maka air tersebut haruslah memenuhi persyaratan-persyaratan kesehatan. Pemenuhan kebutuhan akan air bersih haruslah memenuhi dua syarat yaitu kuantitas dan kualitas (Depkes RI, 2005).

2.5.1. Syarat Kuantitas

Kebutuhan masyarakat terhadap air bervariasi dan bergantung pada keadaan iklim, standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat (Chandra, 2006). Konsumsi air bersih di perkotaan Indonesia berdasarkan keperluan rumah tangga, diperkirakan sebanyak 138,5 liter/orang/hari dengan perincian yaitu untuk mandi,cuci, kakus 12 liter, minum 2 liter, cuci pakaian 10,7 liter, kebersihan rumah 31,4 liter, taman 11,8 liter, cuci kendaraan 21,8 liter, wudhu 16,2 liter, lain-lain 33,3 liter (Slamet, 2007).

2.5.2. Syarat Kualitas

Standar air bersih yang berlaku di Indonesia dapat dilihat pada Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990. Di dalam Peraturan Mentri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990, persyaratan air minum dapat ditinjau dari parameter fisika, parameter kimia, parameter mikrobiologi dan parameter radioktivitas yang terdapat di dalam air minum tersebut. Sedangkan untuk air minum menggunakan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum.

2.5.2.1. Parameter Fisika

Parameter fisika umumnya dapat diidentifikasi dari kondisi fisik air tersebut.

Parameter fisika meliputi bau, kekeruhan, rasa, suhu, warna dan jumlah zat padat terlarut (TDS). Air yang baik idealnya tidak berbau. Air yang berbau busuk tidak menarik dipandang dari sudut estetika. Selain itu juga, bau busuk bisa disebabkan proses penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air.

Air yang baik idealnya harus jernih. Air yang keruh mengandung partikel padat tersuspensi yang dapat berupa zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan.

Disamping itu air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba pathogen dapat terlindung oleh partikel tersebut.

Air yang baik idealnya juga tidak memiliki rasa/ tawar. Air yang tidak tawar mengidentifikasikan adanya zat-zat tertentu di dalam air, begitu juga rasa asam disebabkan adanya asam di dalam air dn rasa pahit disebabkan adanya basa di dalam air tersebut.

Selain itu juga air yang baik tidak boleh memiliki perbedaan suhu yang mencolok dengan udara sekitar (udara ambien). Di Indonesia, suhu air minum idealnya ±3⁰

Padatan terlarut total (Total Dissolved Solid-TDS) adalah bahan-bahan terlarut (diameter <10

C dari suhu udara. Air yang secara mencolok mempunyai suhu di atas atau di bawah suhu udara berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol yang terlarut) atau sedang terjadi proses biokimia yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air.

-6) dan koloid (diameter 10^-6 – 10^-3

2.5.2.2. Parameter Mikrobiologi

mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahan lain. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan naik.

Kesadahan yang tinggi dapat mengakibatkan terjadinya endapan/ kerak pada sistem perpipaan (Mulia, 2005).

Indikator organism yang dipakai sebagai parameter mikrobiologi digunakan bakteri koliform (indicator organism). Secara laboratoris total coliform digunakan

sebagai indicator adanya pencemaran air bersih oleh tinja, tanah atau sumber alamiah lainnya. Sedangkan fecal coliform (koliform tinja) digunakan sebagai indicator adanya pencemaran air bersih oleh tinja manusia atau hewan. Parameter mikrobiologi tersebut dipakai sebagai parameter untuk mencegah mikroba pathogen dalam air minum.

Berdasarkan jumlah bakteri koliform yang terkandung dalam 100 cc sampel air (Most Probability Number/ MPN), kondisi air dibagi ke dalam beberapa golongan sebagai berikut :

1. Air tanpa pengotoran : mata air (artesis) bebas dari kontaminasi bakteri koliform dan pathogen atau zat kimia beracun.

2. Air yang sudah mengalami proses desinfeksi : MPN < 50/100 cc.

3. Air dengan penjernihan lengkap : MPN < 5000/100 CC.

4. Air dengan penjernihan tidak lengkap : MPN > 5000/100 cc.

5. Air dengan penjernihan khusus (water purification) : MPN > 250.000/100 cc.

MPN mewakili Most Probable Number, yaitu jumlah terkaan terdekat dari bakteri koliform dalam 100 cc air (Chandra, 2007).

2.5.2.3. Parameter Radioaktivitas

Adapun bentuk radioaktivitas efeknya adalah sama, yakni menimbulkan kerusakan pada sel yang terpapar. Kerusakan dapat berupa kematian dan perubahan komposisi genetik. Kematian sel-sel dapat diganti kembali apabila sel dapat berregenerasi dan apabila tidak seluruh sel mati. Perubahan genetis dapat menimbulkan penyakit seperti kanker dan mutasi.

Sinar Alpha, Beta, Gamma berbeda dalam kemampuan menembus jaringan tubuh. Sinar Alpha sulit menembus kulit dan sinar Gamma dapat menembus sangat dalam. Kerusakan yang terjadi ditentukan oleh intensitas serta frekuensi dan luasnya pemaparan (Mulia, 2005).

2.5.2.4. Parameter Kimia

Parameter kimia dikelompokkan menjadi kimia organik dan kimia anorganik.

Dalam standar air minum di Indonesiazat kimia anorganik berupa logam, zat reaktif, zat-zat berbahaya serta beracun serta derajat keasaman (pH). Sedangkan zat kimia organik dapat berupa insektisida dan herbisida. Sumber logam dalam air dapat berasal dari industri, pertambangan atau proses pelapukan secara alamiah. Korosi dari pipa penyalur air minum juga sebagai penyebab kehadiran logam dalam air (Mulia, 2005).

Sutrisno (2004) mengatakan bahwa susunan unsur-unsur kimia dalam air tergantung pada lapis-lapis tanah yang dilalui. Jika melalui tanah kapur, maka air itu akan menjadi sadah, karena mengandung Ca (HCO₃)₂ dan Mg (HCO₃)₂. Jika melalui batuan granit, maka air itu lunak dan agresif karena mengandung gas CO2 dan Mn (HCO₃). Selain itu air juga mengandung mineral terlarut seperti besi (Fe) dan mangan (Mn).

2.6. Besi (Fe) dan Mangan (Mn) 2.6.1. Besi (Fe)

Besi merupakan salah satu unsur logam transisi periode ke empat golongan VIII B yang mudah ditempa, mudah dibentuk, berwarna putih perak dan mudah

dimagnetisasi pada suhu normal. Dalam sistem periodik unsur, besi mempunyai nomor atom 26 dan massa atomnya 55,847 sma. Dalam bentuk senyawa, besi memiliki bilangan oksidasi +2 dan +3 (Sunardi, 2006). Sedangkan menurut widowati (2008), besi atau ferrum (Fe) adalah metal berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Titik leleh Fe sebesar 1538 ºC sedangkan titik didihnya sebesar 2861 ºC.

2.6.1.1. Sumber Besi

Adanya Fe dalam air dapat bersumber dari dalam tanah itu sendiri (batu-batuan yang mengandung besi) ataupun endapan-endapan buangan industri. Diperkirakan kandungan Fe dalam kerak bumi adalah sebesar 5,63 x 10^-3 mg/kg, sedangkan kandungan didalam laut sebesar 2 x 10^-3

2.6.1.2. Manfaat Besi dalam Tubuh

mg/l (Widowati, 2008).

Menurut Almatsier (2004), besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia dan hewan. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh : sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, sebagai alat angkut elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi enzim di dalam jaringan tubuh.

Menurut Widowati (2008) mengatakan bahwa Fe anorganik yang terlibat dalam reaksi redok antara lain Fe-S dalam enzim, yaitu enzim hidrogenase atau nitrogenase yang mensintesis amonia dari nitrogen (N) dan hidrogen (H). Jenis lain Fe protein non-hem yang bertanggung jawab atas beberapa fungsi, metana monooksigenase (mengoksidasi metana menjadi methanol), ribonukleotida reduktase (mereduksi ribose menjadi dioksiribosa, biosintesis DNA), ritrin (untuk transfor dan

fiksasi oksigen pada invertebrate laut), serta asam fosfatase (hidrolisisi ester fosfat).

Enzim mengandung Fe bisa melarutkan jenis obat-obatan tertentu yang tidak dapat larut dalam air, berperan dalam katalisis reaksi oksidasi dalam sistem biologi, dan berperan dalam transpor gas. Fe juga terdapat dalam protein Fe-S yang sangat esensial bagi kehidupan.

Dalam setiap sel, Fe bekerja sama dengan rantai protein pengangkut elektron.

Protein pengangkut electron bertugas memindahkan hydrogen (H) dan electron (e) dari zat gizi penghasil energy ke oksigen sehingga dihasilkan air dan Adenosin Tri Pospat (ATP). ATP merupakan bahan bakar tubuh yang tidak disintesis tanpa adanya Fe sehingga mengakibatkan kelelahan meskipun kadar Hb normal.

Kadar Fe dalam tubuh manusia kira-kira 3 – 5 g. Sebanyak 2/3 bagian terikat oleh Hb, 10 % diikat mioglobin dan enzim mengandung Fe dan sisanya terikat dalam protein feritrin dalam hemosiderin. Sejumlah kecil terdapat dalam mioglobin (protein pembawa oksigen khusus untuk jaringan otot) guna menyimpan oksigen dalam jaringan otot. Protein lain mengandung Fe dalam serum darah dan sebagai komponen enzim dalam sel. Terdapat juga dalam sitokrom adalah protein yang mentransfer electron menuju O2 dalam metabolism yang menghasilkan H2

Hb mengandung besi sebesar 3,4 g/kg. Fe merupakan komponen Hb yang berperan sebagai pengangkut oksigen dari paru-paru menuju sel di seluruh tubuh.

Sejumlah CO

O.

2 yang diproduksi dalam sel akan diangkut baik oleh Hb menuju paru- paru, lalu dikeluarkan melalui ekhalasi. Ikatan Hb dan O₂ disebut oksihemoglobin.

Hb tidak hanya mengangkut O2, tetapi CO2 dan ion H⁺ sehingga Hb bertanggung

jawab terhadap pH. Saat sel otot bekerja, akan terjadi kekurangan O₂ dan dihasilkan CO2

Molekul Hb tersusun atas 2 bagian, yaitu globin (protein) dan hem (Fe- pigmen darah yang memberikan warna darah). Untuk sintesis Hb, diperlukan protein dan Cu serta jenis vitamin tertentu. Hb terdapat dalam eritrosit yang memungkinkan terjadinya interaksi dengan plasma darah melalui dinding sel.

atau asam laktat sehingga pH menjadi asam.

Dalam struktur Hb , ion fero terletak di pusat dan merupakan unsure yang aktif. Hanya fero-Hb yang mampu mengikat O₂. Mioglobin adalah globin sebagai reservoir oksigen, yaitu menerima, menyimpan, dan melepas oksigen dalam sel otot.

Fe juga merupakan penyusun mioglobin yang membantu sel otot menyimpan oksigen. Oksigen yang telah diangkut oleh Hb dari paru-paru menuju jaringan tubuh akan diberikan ke mioglobin. Oksigen pada mioglobin juga terikat pada Fe²⁺. Fungsi Fe pada mioglobin sama dengan Hb. Mioglobin akan memberikan oksigen tersebut ke organel sel yang memerlukan oksigen (mitokondria). Oksigen dalam mitokondria digunakan dalam proses oksidasi sehingga dihasilkan energy yang akan digunakan tubuh untuk melakukan aktivitas. Feritrin maupun hemosiderin mengandung fe dalam jumlah besar. Feritrin mengandung Fe kurang lebih sebesar 28%, sedangkan kandungan Fe dalam hemosiderin lebih rendah. Feritrin dan hemosiderin mengikat Fe yang tidak diperlukan dan akan dilepaskan ketika kebutuhan Fe meningkat. Feritrin mudah larut dalam air serta mudah mengikat dan melepas Fe secara cepat.

Hemosiderin tidak larut dalam air dan dapat melepas Fe. Proses pelepasa Fe dari hemosiderin sangat lambat. Feritrin menyediakan fasilitas penyimpan Fe dalam

jangka pendek, sedangkan hemosiderin menyediakan fasilitas penyimpan Fe dalam jangka panjang.

Fe berperan penting dalam sistem imunitas. Seseorang dengan kadar Fe rendah akan memiliki daya tahan tubuh rendah terhadap infeksi. Respon kekebalan sel oleh sel limfosit-T akan terganggu bila pembentukan sel tersebut berkurang yang disebabkan oleh berkurangnya sintesis DNA karena gangguan enzim reduktase ribonukleotida yang membutuhkan Fe untuk fungsi enzim tersebut. Sel darah putih berfungsi menghancurkan bakteri dan tidak dapat bekerja efektif bila kekurangan Fe.

Enzim mieloperoksidase yang berperan dalam sistem imunitas tubuh bias terganggu dalam keadaan defisiensi Fe. Protein pengikat Fe transferin dan laktoferin mampu mencegah terjadinya infeksi dengan cara memisahkan Fe dari mikroorganisme yang dibuthkan oleh mikroorganisme demi pertumbuhannya. Ketika tubuh melawan infeksi yang disebabkan oleh bakteri. Feritrin dalam tubuh mampu memerangkap Fe sehingga Fe tidak dapat digunakan oleh bakteri untuk pertumbuhannya.

2.6.1.3. Efek Tingginya Kadar Besi (Fe) dalam Air

Kehadiran ion Fe2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan- gangguan seperti :

A. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami degradasi.

B. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar 1 mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air yang menggambarkan rasa metalik, astrinogent atau obat.

C. Mengakibatkan pertumbuhan bakteri besi (Crenothrix dan Gallionella) yang berbentuk filamen.

D. Menimbulkan warna kecoklat-coklatan pada pakaian putih.

E. Meninggalkan noda pada bak-bak kamar mandi dan peralatan lainnya (noda kecoklatan disebabkan oleh besi).

F. Dapat mengakibatkan penyempitan atau penyumbatan pada pipa.

G. Endapan logam ini juga yang dapat memberikan masalah pada sistem penyediaan air secara individu (sumur).

2.6.1.4 Dampak Kesehatan Besi

Konsentrasi Fe di dalam air bersih yang diperbolehkan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor : 416/MENKES/PER/IX/90, adalah sebagai berikut :

- Air minum : 0,3 mg/l.

- Air bersih : 1,0 mg/l.

Fe dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan hemoglobin. Banyaknya Fe dalam tubuh dikendalikan pada fase absorbs. Tubuh manusia tidak dapat mengekskresikan Fe. Sekalipun Fe itu diperlukan oleh tubuh, tetapi dalam dosis besar dapat merusak dinding usus (Slamet, 2007). Fe yang berlebihan dalam tubuh akan terakumulasi di hati, limpa, tulang sumsum, jantung dan jaringan lain sehingga merusak kerja jaringan tersebut. Kerusakan jaringan karena akumulasi Fe disebut hemokromatosis. Dapat juga merusak sel alat pencernaan secara langsung, menyebabkan karies gigi, merusak kerja pankreas, otot jantung, ginjal dan beresiko terserang kanker hati dan penyakit jantung. (Widowati, 2008).

2.6.2. Mangan (Mn)

Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki simbol Mn. Mangan ditemukan oleh Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan berwarna putih keabu-abuan dan berbentuk padat dalam keadaan normal.

Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Ia adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 1250°C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hydrogen (Gabriel, 2001).

2.6.2.1. Sumber Mangan

Widowati (2008) mengatakan bahwa, logam mangan merupakan salah satu logam dengan jumlah sangat besar di dalam tanah, dalam bentuk oksida maupun hidroksida. Sumber mangan paling utama adalah pirolusit (MnO2) dan rodokrosit (MnCO3

2.6.2.2. Manfaat Mangan

). Mineral Mn tersebar secara luas, sebagian besar berupa oksida, silikat, dan karbonat.

Mangan berperan sebagai kofaktor berbagai enzim yang membantu bermacam proses metabolism. Beberapa bentuk enzim tersebut adalah glutamine sintetase, superoksida dismutase di dalam mitokondria dan piruvat karboksilase yang berperan dalam metabolism karbohidrat dan lipida. Enzim-enzim lain yang berkaitan dengan mangan juga berperan dalam sistem ureum, pembentukan jaringan ikat dan tulang serta pencegahan peroksidasi lipida oleh radikal bebas (Almatsier, 2004).

Widowati (2008) mengatakan bahwa mangan (Mn) merupakan mikronutrien esensial bagi semua makhluk hidup. Mn bersifat esensial bagi komponen lebih dari 36 jenis enzim untuk metabolisme karbohidrat, protein dan lipid, sebagai kofaktor beberapa kelompok enzim oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, ligase, lektin, dan integrin. Kofaktor reaksi enzimatis meliputi reaksi fosforilasi, sintesa kolestrol, dan sintesa asam lemak. Pirufat karboksilase berperan dalam metabolism karbohidrat, lipid dan dalam proses produksi energy. Enzim lain yang berkaitan dengan Mn adalah enzim yang berperan dalam sintesa ureum, pembentukan jaringan ikat dan tulang, serta enzim yang mencegah produksi lipid oleh radikal bebas.

Polipeptida, arginase, serta superoksida dismutase (SOD) mengandung Mn.

Mn metaloenzim adalah glutamine sintetase dan Mn superoksidase. Mn juga merupakan chelator dengan asam amino, kompleks asam amino, dan piridoksal fosfat. Mn ditransportasikan ke dalam tubuh lebih cepat daripada asam amino tanpa Mn. Mn memiliki implikasi dalam produksi melanin dan dopamin dalam sintesis asam lemak dan dalam pembentukan inositol fosfatidil membran. Mn diperlukan dalam pembentukan dan pertumbuhan tulang serta produksi insulin di dalam pankreas.

2.6.2.3. Dampak Kesehatan Mangan

Konsentrasi Mn di dalam air bersih yang diperbolehkan menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor : 416/MENKES/PER/IX/90, adalah sebagai berikut :

- Air minum : 0,4 mg/l.

- Air bersih : 0,5 mg/l.

Menurut Slamet (2007) keracunan sering kali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf ; insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask). Bila pemaparan berlanjut, maka bicaranya akan melambat dan monoton, terjadi hyperrefleksi, colonus pada patella dan tumit dan berjalan seperti penderita parkinsonism. Selanjutnya akan terjadi paralysis bulbar, post encephalitic Parkinsonism, multiple sclerosis, amyotropic lateral sclerosis, dan degenerasi lentik yang progresif.

2.7. Pengolahan Fe dan Mn pada Air Sumur Gali 2.7.1. Pengolahan dengan Cara Koagulasi

2.7.1.1. Koagulasi dengan Penambahan Bahan Koagulan

Menurut Said (2003), zat besi dan mangan yang terdapat dalam air tanah pada umumnya berada dalam bentuk senyawa valensi 2 atau dalam bentuk ion Fe ²⁺ dan Mn ²⁺. Jika besi dan mangan tersebut berada dalam air dalam bentuk senyawa senyawa organik dan koloid, misalnya bersenyawa dengan zat warna organik dan asam humus (humic acid), maka keadaan yang demikian susah dihilangkan baik dengan cara aerasi, penambahan chlorine maupun dengan penambahan kalium permanganate. Adanya partikel-partikel halus Fe(OH)3.nH₂O air juga sukar mengendap dan menyebabkan air menjadi keruh.

Untuk menghilangkan zat besi dan mangan seperti pada kasus di atas, perlu dilakukan koagulasi dengan membubuhkan bahan koagulan, misalnya alumunium sulfat, Al₂(SO₄).nH₂

2.7.1.2. Koagulasi dengan Cara Elektronik

O dalam air yang mengandung koloid. Dengan pembubuhan koagulan tersebut, koloid dalam air menjadi bergabung dan membentuk gumpalan (flock) kemudian mengendap. Setelah koloid senyawa besi dan mangan mengendap, kemudian air disaring dengan saringan pasir cepat atau saringan pasir lambat.

Ke dalam air baku dimasukkan elektroda dari lempengan logam alumunium (Al) yang dialiri dengan listrik arus searah. Dengan adanya arus listrik tersebut, maka elektroda logam Al tersebut sedikit demi sedikit akan larut ke dalam air membentuk ion Al³⁺, yang oleh reaksi hidrolisa air akan membentuk Al(OH)₃ merupakan koagulan yang sangat efektif. Dengan terbentuknya Al(OH)3.nH2O dan besi organik serta partikel-partikel koloid lain yang bermuatan negative akan tertarik oleh ion Al³⁺

2.7.2. Pengolahan dengan Cara Pertukaran Ion

sehingga menggumpal menjadi partikel yang besar, mengendap dan dapart dipisahkan. Cara ini sangat efektif, tetapi makin besar skalanya maka kebutuhan listrik makin besar pula.

Penghilangan besi dan mangan dengan cara pertukaran ion yaitu dengan cara mengalirkan air baku yang mengandung Fe atau Mn melalui suatu media penukaran ion. Sehingga Fe dan Mn akan bereaksi dengan media penukaran ionnya. Sebagai media penukaran ion yang sering dipakai zeolit alami yang merupakan senyawa hydrous silikat aluminium dengan calcium dan natrium. Disamping bahan penukar

ion alami ada juga penukar ion tiruan (resin sintetis) yang mempunyai sifat-sifat yang lebih khusus.

Ditinjau dari siklus penukaran ionnya, ada 2 tipe yaitu penukaran ion dengan siklus Na yang regenerasinya dengan memakai larutan NaCl, dan penukaran ion dengan siklus H yang regenerasinya dengan menggunakan larutan HCl.

2.7.3. Pengolahan dengan Cara Filtrasi Kontak 2.7.3.1. Dengan Media Filter yang Mengandung MnO

Air baku yang mengandung Mn dialirkan ke dalam suatu filter yang medianya mengandung MnO

2

2.nH2O. selama mengalir melalui media tersebut Fe dan Mn yang terdapat dalam air baku akan teroksidasi menjadi bentuk Fe(OH)3 dan Mn2O3

4Fe

oksigen terlarut dalam air, dengan oksigen sebagai oksidator.reaksinya sebagai berikut :

2+ + O₂ + 10 H₂O → 4Fe(OH)3 + 8H Mn

+

2+ + MnO₂.nH₂O → MnO2.MnO.nH₂O + H

Untuk reaksi penghilangan besi tersebut di atas adalah merupakan reaksi katalitik dengan MnO

+

2 sebagai katalis, sedangkan untuk reaksi penghilangan Mn adalah merupakan reaksi antara Mn²⁺ dengan hidrat manganoksida. Jika kandungan mangan dalam air baku besar maka hidrat manganoksida yang ada dalam media filter akan habis dan terbentuk senyawa MnO₂.MnO.nH₂O sehingga kemampuan penghilangan Fe dan Mn nya makin lama makin berkurang.

Untuk memperbaharui daya reaksi dari media filternya dapat dilakukan dengan memberikan khlorine ke dalam filter yang telah jenuh tersebut. Reaksinya adalah sebagai berikut :

MnO2.MnO.nH2O + 2 H2O +Cl2→ 2 MnO2.nH2O + 2H⁺ + 2Cl 2.7.3.2. Dengan Mangan Zeolit

-

Air baku yang mengandung besi dan mangan dialirkan melalui satu filter bed yang media filternya terdiri dari mangan zeolit (K2ZMnO.Mn2O7

K

). Mangan zeolit berfungsi sebagai katalis dan pada waktu yang bersamaan besi dan mangan yang ada dalam air teroksidasi menjadi bentuk ferri-oksida dan manganoksida yang tak larut dalam air. Reaksinya adalah sebagai berikut :

2ZMnO.Mn₂O₇ + 4Fe(HCO₃)₂ → K2Z + 3MnO₂ + 2Fe₂O₃ + 8CO₂ + 4H₂ K

O

2ZMnO.MnO7 + 2Mn(HCO3)2→ K2Z + 5MnO2 + 4CO2 + 2H2

Reaksi penghilangan besi dan mangan dengan managan zeolit tidak sama dengan proses pertukaran ion, tetapi merupakan reaksi dari Fe

O

2+ dan Mn²⁺ dengan oksida mangan tinggi (higher mangan oxide). Filtrat yang terjadi mengandung ferri- oksida dan mangan-dioksida yang tak larut dalam air dan dapat dipisahkan dengan pengendapan dan penyaringan. Selama proses berlangsung kemampuan reaksinya makin lama makin berkurang dan akhirnya menjadi jenuh. Untuk regenerasinya dapat dilakukan dengan menambahkan larutan kaliumpermanganat ke dalam zeolit yang lebih jenuh tersebut sehingga akan terbentuk lagi mangan zeolit (K2Z.MnO.Mn2O7

2.7.4. Pengolahan dengan Cara Proses Soda Lime

).

Menurut Asmadi (2011), proses ini adalah merupakan gabungan antara proses pemberian zat alkali untuk menaikkan pH dengan proses aerasi. Dengan menaikkan pH air baku sampai harga tertentu maka hasil reaksi oksidasi besi dan mangan dengan cara aerasi dapat berjalan lebih cepat. Zat alkali yang sering dipakai adalah kapur (CaO) atau larutan kapur. (Ca(OH)2

2.7.5. Pengolahan dengan Bakteri Besi

) dan soda api (Na(OH)) atau campuran antara keduanya. Cara penambahan zat alkali yakni sebelum proses aerasi. Untuk oksidasi besi, sangat efektif pada pH 8 – 9, sedangkan untuk oksidasi mangan baru efektive pada pH > 10. Oleh karena pH baku menjadi tinggi, maka setelah Fe dan Mn yang dipisahkan, air olahan harus dinetralkan kembali.

Pada saringan pasir lambat, pada saat oprasin dengan kecepatan 10 – 30 meter/hari, setelah operasi berjalan 7 – 10 hari, maka pada permukaan atau dalam media filternya akan tumbuh dan berkembang biak bakteri besi yang dapat mengoksidasi besi atau mangan yang ada dalam air. Bakteri besi mendapatkan energy aktivasi yang dihasilkan oleh reaksi oksida besi ataupun oksida mangan, untuk proses perkembangbiakannya. Dengan didapatkannya energy tersebut maka jumlah sel bakteri juga akan bertambah. Dengan bertambahnya jumlah sel bakteri besi tersebut, maka kemampuan oksidasinyapun menjadi bertambah pula. Sedangkan besi yang telah teroksidasi akan tersaring/ tertinggal dalam filter. Yang termasuk dalam grup bakteri besi yang banyak dijumpai adalah : Crenothrix yang dapat menghilangkan besi maupun mangan.

2.7.6. Pengolahan dengan Cara Filtrasi Dua Tahap

Cara ini sebetulnya untuk menghilangkan/ meniadakan proses koagulasi dan sedimentasi yaitu dengan cara melakukan penyaringan 2 (dua) tahap dengan saringan pasir cepat. Setelah proses aerasi, maka senyawa besi dalam bentuk Fe(OH)₃

2.7.7. Pengolahan dengan Cara Oksidasi

larut dalam air dialirkan ke dalam saringan pasir cepat secara bertahap. Cara ini dapat menghemat biaya operasi untuk koagulasi dan pengendapan tetapi beban saringan pertama akan cukup besar.

2.7.7.1. Oksidasi dengan Khlorine (khlorinasi) Khlorine, Cl2 dan ion hipokhlorit, (OCl)^-

2Fe

adalah merupakan bahan oksidator yang kuat sehingga meskipun pada kondisi pH rendah dan oksigen terlarut sedikit, dapat mengoksidasi dengan cepat. Reaksi oksidasi antara besi dan mangan dengan chlorine adalah sebagai berikut :

2+ + Cl₂ + 6H₂O → 2Fe (OH)3

Mn

+ 2Cr + 6H

2+ Cl₂ +2H₂O → MnO2 + 2Cr + 4H

Berdasarkan reaksi tersebut, maka untuk mengoksidasi setiap 1 mg/l zat besi dibutuhkan 0,64 mg/l chlorine. Tetapi pada prakteknya, pemakaian chlorine ini lebih besar dari kebutuhan teoritis karena adanya reaksi-reaksi samping yang mengikutinya. Disamping itu apabila kandungan besi dalam air baku jumlahnya besar, maka jumlah chlorine yang dibutuhkan dan endapan yang terjadi juga besar sehingga beban flokulator, bak pengendap dan filter menjadi besar pula.

+

Berdasarkan sifatnya, pada tekanan atmosfir chlorine adalah berupa gas. Oleh karena itu untuk mengefisiensikannya, chlorine disimpan dalam bentuk cair dalam

suatu tabung silinder bertekanan 5 sampai 10 atmosfir. Untuk melakukan khlorinasi, chlorine dilarutkan dalam air kemudian dimasukkan ke dalam air yang jumlahnya diatur melalui orifice flowmeter atau dosimeter yang disebut khlorinator. Pemakaian kaporit atau kalsium hipokhlorit untuk mengoksidasi atau menghilangkan besi dan mangan relative sangat mudah karena kaporit berupa serbuk atau tablet yang mudah larut dalam air.

2.7.7.2. Oksidasi dengan Kalium Permanganat

Untuk menghilangkan besi dan mangan dalam air, dapat pula dilakukan dengan mengoksidasinya dengan memakai oksidator kalium permanganate dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

3Fe²⁺ KMnO₄ + 7 H₂O → 3Fe(OH)3 + MnO₂ + K⁺ + 5H 3Mn

+

2+ + 2 KMnO4 + 2 H2O → 5 MnO2 + 2 K⁺ + 4 H

Secara stokhiometri, untuk mengoksidasi I mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium permanganate dan untuk 1 mg/l mangan diperlukan 1,92 mg/l kalium permanganate. Dalam prakteknya, kebutuhan kalium permanganate ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang dihitung berdasarkan stokhiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator dan reaksi berlanjut sebagai berikut :

-

2Fe²⁺ 2MnO₂ +5H₂O → 2Fe(OH)3 + Mn₂O₃ + 4H 3Mn

+

2+ + MnO2 + 4 H2O → 2MnO3 + 8 H 2.7.7.3. Oksidasi dengan Udara (Aerasi)

+

Adanya kandungan alkalinity, (HCO₃) yang cukup besar dalam air, akan menyebabkan senyawa besi atau mangan berada dalam bentuk senyawa ferro bikarbonat, Fe(HCO₃)₂ atau mangano bikarbonat Mn(HCO₃)_2. Oleh karena bentuk CO2 bebas lebih stabil daripada (HCO3

Fe(HCO

), maka senyawa bikarbonat cenderung berubah menjadi senyawa karbonat.

3)₂ → FeCO3 + CO₂ + H₂ Mn(HCO

O

3)2 → MnCO3 + CO2 + H2

Dari reaksi tersebut dapat dilihat, jika CO O

2

FeCO

berkurang, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke kanan dan selanjutnya reaksi akan menjadi sebagai berikut :

3 + CO2 → Fe(OH)2 + CO MnCO

2

3 + CO₂→ Mn(OH)2 + CO

Baik hidroksida besin (II) maupun hidroksida mangan (II) masih mempunyai kelarutan yang cukup besar, sehingga jika terus dilakukan oksida dengan udara atau aerasi akan terjadi reaksi (ion) sebagai berikut :

2

4Fe²⁺ + O2 + 10H2O → 4Fe(OH)3 + 8H 2Mn

+

2+ + O₂ + 2H₂O → 2MnO2 + 4H

Sesuai dengan reaksi tersebut, maka untuk mengoksidasinsetiap 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 (udara) relatif lambat.

Sehingga pada prakteknya untuk mempercepat reaksi dilakukan dengan cara menaikkan pH air yang akan diolah (Said, 2003).

+

Menurut Asmadi (2011) mengatakan bahwa proses aerasi biasanya terdiri dari aerator, bak pengendap serta filter atau penyaring. Aerator adalah alat untuk mengontakkan oksigen dari udara dengan air agar zat besi atau mangan yang ada di dalam air bakubereaksi dengan oksigen membentuk senyawa ferri (fe valensi 3) serta mangan oksida yang relatif tidak larut dalam air. Untuk unit filtrasi lebih disarankan menggunakan filter bertekanan dengan dua media yaitu pasir silika dan anthrasite.

Menurut Alamsyah (2007) mengatakan bahwa proses aerasi merupakan proses penangkapan oksigen (O₂) di udara oleh air yang akan diproses. Tujuannya adalah untuk mereaksikan oksigen dengan kation-kation Fe yang terdapat di dalam air. Kation Fe merupakan kation yang sulit mengendap di air. Apabila kation Fe bereaksi dengan oksigen akan membentuk senyawa oksida Fe₂O₃

2.7.7.3.1 Jenis-jenis oksidasi dengan udara :

yang dapat mengendap.

1. Cascade Aerator.

Pada dasarnya aerator ini terdiri atas 4 – 6 step/ tangga, setiap step kira-kira ketinggian 30 cm dengan kapasitas kira-kira 0,01 m³/ detik/ m²

2. Aerasi Tangga Meluncur.

. Untuk menghilangkan gerakan putaran (turbulence) guna menaikkan efisiensi aerasi, hambatan sering di tepi peralatan pada setiap step. Dibandingkan dengan tray aerator, ruang yang diperlukan agak lebih besar tetapi total kehilangan tekanan lebih rendah.

Keuntungan lain ialah tidak diperlukan pemeliharaan.

Penangkapan udara pada aerasi tangga meluncur terjadi pada saat air terjun dari lempengan-lempengan trap yang membawanya masuk ke dalam air yang dikumpulkan ke lempengan di bawahnya. Oksigen kemudian dipindahkan dari gelembung-gelembung udara ke dalam air. Total ketinggian jatuh kira-kira 1,5 meter dibagi dalam 3 – 5 step. Kapasitas berfariasi antara 0,005 dan 0,5 m³/detik/m².

3. Spray Aerator.

Terdiri atas nozel penyemprot yang tidak bergerak, dihubungkan dengan kisi lempengan yang mana air disemprotkan ke udara di sekeliling pada kecepatan 5-7 m/detik.

4. Aerator Gelembung Udara.

Jumlah udara yang diperlukan untuk aerasi gelembung udara tidak banyak, tidak lebih dari 0,3 – 0,5 m³ udara/m³

5. Aerator Air Terjun

air dan volume ini dengan mudah bias dinaikkan melalui suatu penyedotan udara. Udara disemprotkan melalui dasar dari bak air yang akan diaerasi.

Jenis aerator ini terdiri atas 4 – 8 tray dengan dasarnya penuh lobang-lobang pada jarak 30 – 50 cm. melalui pipa berlobang air dibagi rata melalui atas tray, dari sini percikan-percikan kecil turun ke bawah dengan kecepatan kira-kira 0,02 m³/detik/m² permukaan tray. Tetesan-tetesan yang kecil menyebar dan dikumpulkan kembali pada setiap tray berikutnya. Untuk peyebaran air yang lebih halus, tray-tray