SISTEM FILTRASI DENGAN KARBON AKTIF KAYU
SENGON, KERIKIL AKTIF SUNGAI KRASAK, DAN PASIR
AKTIF PANTAI INDRAYANTI PADA AIR SUMUR DI LPPMP
UNY SEBAGAI AIR MINUM
Oleh: Zulia Nur Rachma
11306141030
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui: (1). Pengaruh volume absorben dan jenis absorben terhadap intensitas transmisi cahaya, total disolved solid (TDS) / total zat padat terlarut , dan pH dalam proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY. (2) Pengaruh jenis absorben terhadap kadar Fe dalam proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY. (3) Pengaruh variasi jenis absorben terhadap Intensitas transmisi cahaya, TDS, pH, dan kadar Fe dalam proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY. (4) Pengaruh daya serap sistem FAS (Filtrasi, Absorbsi, Sedimentasi) terhadap penurunan kadar total coliform dalam proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY.
Penelitian ini menggunakan sistem penjernihan air FAS (Filtration, Absorbstion, and Sedimentation water purification system). Sistem ini menggunakan 5 kolom pipa dan air dialirkan melalui pipa pralon. Filtrasi dan absorbsi terjadi pada semua pipa, sedangkan sedimentasi terjadi saat air mengalir ke atas. Pada saat itu logam berat yang massa jenisnya lebih besar dengan air mengalami sedimentasi. Absorben yang digunakan dalam penelitian ini adalah karbon aktif kayu sengon, kerikil aktif Sungai Krasak, dan pasir aktif Pantai Indrayanti. Hasil proses filtrasi air sumur dari groundtank LPPMP UNY ini diukur menggunakan alat transmisi cahaya lux meter untuk uji kejernihan air, dengan TDS meter digital untuk uji total zat padat terlarut, pH meter digital untuk uji derajat keasaman, dan uji kadar Fe dan uji total coliform di Laboratorium STTL.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa: (1) Efisiensi transmisi cahaya untuk variasi volume tertinggi adalah karbon aktif kayu sengon (92 ± 1) %. TDS untuk variasi volume yang terbaik yaitu karbon aktif kayu sengon 150 ppm. Hasil pengukuran pH adalah sama yaitu pH 6,9. (2) Efisiensi penyerapan kadar Fe tertinggi yaitu karbon aktif kayu sengon (96,88 ± 0,32)%. (3) ET pada variasi komposisi yang tertinggi adalah variasi karbon-karbon-pasir-pasir (90 ± 1)%. TDS pada variasi komposisi yang terbaik adalah variasi komposisi karbon-karbon-pasir-pasir 151 ppm. Hasil pengukuran pH sebelum proses FAS dan setelah proses FAS adalah sama yaitu 6,9. EP tertinggi untuk variasi komposisi absorben adalah variasi komposisi karbon-pasir-pasir-kerikil dan karbon-pasir-kerikil-kerikil yaitu (93,75 ± 0,09)%. (4) Hasil untuk total coliform yang diujikan pada variasi volume dan variasi komposisi absorben yang mempunyai efisiensi penyerapan kadar besi (Fe) paling baik dan efisiensi transmisi cahaya paling baik adalah absorben jenis karbon aktif kayu sengon sebesar (43 MPN/100mL sampel).
FILTRATION SYSTEM WITH USING ACTIVE CARBON OF
SENGON WOOD, ACTIVE GRAVEL OF KRASAK RIVER,
AND ACTIVE SAND OF INDRAYANTI BEACH AT WELL
WATER IN THE LPPMP UNY AS THE MINERAL WATER
By:
Zulia Nur Rachma 11306141030
ABSTRACT
This research aims to know: (1) Effect of the absorbent volume and the types of it, to the intensity of light transmition, total disolved solid (TDS) , and PH in filtration process of well water sample in LPPMP UNY. (2) Efeect of the types of absorbent Fe levels in filtration process of well water sample in LPPMP UNY. (3) Effect of the variation of absorbent types to the intensity of light transmition, TDS, PH, and the levels of FE in filtration process of well water in LPPMP UNY. (4) Effect of the absorbstion on FAS (Filtrasi, Absorbsi, Sedimentasi) system to decreased the levels of total coliform in filtration process of well water in LPPMP UNY.
This research uses water purification of FAS (filtration, absorbstion, and sedimendation water purification system). This system uses 5 pipe columns and the water is flowed by the pipe. Filtration and absorbstion occurs at all pipes, while, the sedimentation occurs when the water flowed upward. At the time, the heavy metals that its density is greater with the water, will happen sedimentation. The absorbent that used in this research are the active carbon of sengon wood, the active gravels of krasak river, and the active sand of Indrayanti beach. The result of this filtration process was measured by the light transmission lux meter for test the clarity of water, with the digital meter for test the similarity of degree, and assay the fe and to test the total of coliform at STTL laboratory.
The result of this reasearch showed that: (1) Efficiency of the light transmission for the highest volume variation is the active carbon of sengon wood (92 ± 1)%. TDS for the best volume variation are the active carbon of sengon wood 150 ppm. The result of pH measurement are the same, namely pH 6.9 (2) Efisiency of the higest Fe levels absorbent are the active carbon of sengon wood (96,88 ± 0,32) %. (3) ET at the highest composition variation is the variation of carbon-carbon-sand-sand. TDS at the best variation composition is the variation of carbon-carbon-sand-sand 151 ppm. The result of pH measurement, before and after of the process FAS are the same 6,9, the highest EP for absorbent composition variation is the variation of composition of carbon-sand-gravel- and carbon-sand-gravel, that are (92,75 ± 0,33)%. (4) The result for total coliform were tested on volume variations and absorbent variations composition that have the absorbtion effisiency levels of iron (Fe) kindest most exellent the light transmission efficiency is absorbent type of the active carbon of sengon wood (43 MPN/100ml sampel).
1 BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat penting bagi
kehidupan manusia di dunia ini. Air digunakan untuk memenuhi kebutuhan
hidup sehari-hari disegala aspek misalnya pada pertanian dan industri.
Dengan demikian keberadaan air dalam kehidupan perlu dijaga dan
dilestarikan untuk kelangsungan kehidupan manusia itu sendiri. Air memiliki
peranan yang sangat penting bagi kelangsungan hidup manusia karena tanpa
air tidaklah mungkin ada kehidupan. Akan tetapi tidak semua orang dapat
berpikir dengan bijak dalam menggunakan dan mengolah air untuk
kehidupannya. Menjadi sangat ironis bagi negara Indonesia yang memiliki
sumber daya air yang berlimpah, namun disisi lain masih terdapat suatu
kelompok masyarakat sangat sulit mendapatkan air bersih sedangkan
segelintir kelompok masyarakat lainnya dengan sangat mudah
menghambur-hamburkan air.
Kebutuhan akan air menjadi sangat penting, sehingga harus diimbangi
dengan kesadaran untuk melestarikan air, jika tidak ada kesadaran untuk
melestarikan air maka akan banyak sumber air yang tercemar oleh perbuatan
manusia sendiri. Air yang kualitasnya buruk akan mengakibatkan kondisi
lingkungan hidup menjadi buruk, sehingga akan mempengaruhi kondisi
2
Penurunan kualitas air akan menurunkan daya guna, hasil guna, produktivitas,
daya dukung, dan daya tampung dari sumber daya air yang pada akhirnya
akan menurunkan kekayaan daya alam.
Berdasarkan permasalahan tersebut, salah satu alternatif yang perlu
dilakukan yaitu dengan cara mengolah air tanah atau air sumur secara tepat,
sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan.
Tujuan teknologi pengolahan air ini adalah untuk meningkatkan kesehatan
masyarakat, khususnya masyarakat yang masih menggunakan air tanah atau
air sumur sebagai sumber kebutuhan air bersih dan dapat menjadi air minum.
Kebutuhan air bagi manusia diantaranya adalah kebutuhan untuk air
minum. Air yang bersih dan sehat merupakan kualifikasi yang sangat
diperlukan untuk pemenuhan kebutuhan tersebut. Hal ini dikarenakan
pemanfaatan air sebagai air minum secara langsung berkaitan dengan tubuh
manusia, sehingga perlu dijaga kualitasnya agar tidak membahayakan tubuh
manusia itu sendiri. Air dan kesehatan merupakan dua hal yang saling
berhubungan. Kualitas air yang dikonsumsi masyarakat dapat menentukan
derajat kesehatan masyarakat tersebut, khususnya air untuk minum dan
makan.
Syarat air minum yang bersih dan sehat sesuai Permenkes RI Nomor
492/Menkes/IV/2010 adalah harus bebas dari bahan-bahan anorganik dan
organik. Dengan kata lain kualitas air minum harus bebas bakteri, zat kimia,
racun, limbah berbahaya dan lain sebagainya. Parameter kualitas air minum
3
mikrobiologi, seperti total coliform dan yang berhubungan dengan kimia
organik berupa arsenik, flourida, kromium, kadmium, nitrit, sianida dan
selenium. Sedangkan parameter yang tidak langsung berhubungan dengan
kesehatan antara lain berupa bau, warna, jumlah zat padat terlarut, kekeruhan,
rasa, dan suhu. Untuk parameter kimiawi meliputi kadar beberapa unsur yang
diperbolehkan, unsur-unsur tersebut antara lain besi, mangan, aluminium,
khlorida, pH, seng, sulfat, tembaga, dan amonia.
Di sebagian wilayah di Indonesia air yang bersumber dari air tanah,
baik air tanah dangkal maupun air tanah dalam mungkin saja terlalu banyak
mengandung bahan kimia tertentu, sehingga sebagian masyarakat sangat sulit
untuk memperoleh air dengan kualitas yang memenuhi standar mutu air
minum. Seperti halnya persoalan yang dialami di kantor LPPMP UNY,
karena di LPPMP sering digunakan untuk kegiatan-kegiatan seperti workshop
dan lain-lain, sehingga kami menggunakan air LPPMP sebagai sampel
penelitian. Air sumur di LPPMP UNY ini memiliki kualitas yang rendah
dengan warna air yang cenderung keruh, berwarna kekuningan dan agak
berbau. Ada indikasi bahwa kadar logam Fe dan bakteri dalam air sumur di
LPPMP UNY tersebut termasuk dalam kategori tinggi. Besi dan bakteri
dalam air sumur menyebabkan air sumur berubah warna menjadi kekuningan.
Semakin tinggi nilai kadar logam dalam air, maka kondisi air akan
semakin keruh. Jika mengkonsumsi air minum yang memiliki kandungan
logam, maka cepat atau lambat organ tubuh kita yang berfungsi untuk
4
mudah bersarang di tubuh kita karena air yang tidak higienis. Maka dari itu,
pada penelitian ini akan menggunakan sistem FAS (Filtrasi, Absorbsi, dan
Sedimentasi) untuk mengolah air sumur di LPPMP UNY sebagai air minum.
Sistem FAS merupakan pengolahan air secara fisika yang mudah dilakukan
oleh masyarakat umum yaitu dengan penyaringan (filtrasi), pengendapan
(sedimentasi), dan absorpsi. Penyaringan (filtrasi) merupakan proses
pemisahan antara padatan/koloid dengan cairan. Pengendapan (sedimentasi)
merupakan proses pengendapan bahan padat dari air olahan, prinsip
sedimentasi adalah pemisahan bagian padat dengan memanfaatkan gaya
gravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar kolom pengendapan
sedangkan air murni diatas. Sedangkan absorpsi merupakan proses
penyerapan bahan-bahan tertentu. Dengan peyerapan tersebut air menjadi
jernih karena zat-zat di dalamnya diikat oleh absorben.
Pada penelitian sebelumnya terdapat 2 peneliti yang melakukan proses
filtrasi pada air sumur di LPPMP UNY. Peneliti yang pertama menggunakan
absorben karbon aktif bambu, kerikil aktif Sungai Krasak dan pasir aktif
Pantai Indrayanti. Peneliti yang kedua menggunakan absorben karbon aktif
batok kelapa, kerikil aktif Sungai Krasak, dan pasir aktif Pantai Indrayanti.
Sedangkan pada penelitian ini, peneliti menggunakan absorben karbon aktif
kayu sengon, kerikil aktif Sungai Krasak, dan pasir aktif Pantai Indrayanti.
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan maka penelitian ini
5
Kayu Sengon, Kerikil Aktif Sungai Krasak, dan Pasir Aktif Pantai Indrayanti
Pada Air Sumur di LPPMP UNY Sebagai Air Minum”.
B. Identifikasi Masalah
Air sumur di LPPMP UNY yang cenderung keruh, berwarna
kekuning-kuningan dan agak berbau, sehingga termasuk air yang tidak sehat. Ada
indikasi bahwa kadar logam dan bakteri dalam air sumur LPPMP UNY.
Semakin tinggi nilai kadar logam dalam air, maka kondisi air akan semakin
keruh. Jika mengkonsumsi air minum yang memiliki kandungan logam, maka
cepat atau lambat organ tubuh kita yang berfungsi untuk menyaring (filter)
akan rusak. Selain itu, penyakit-penyakit lain juga akan mudah bersarang di
tubuh kita karena air yang tidak higienis.
Setelah dilihat secara fisik bahwa air sumur pada groundtank LPPMP
UNY keruh, berwarna kekuning-kuningan, dan agak berbau, sehingga
dilakukan uji kadar Fe dan uji kadar total coliform. Uji kadar Fe dan uji kadar
total coliform diuji di laboratorium STTL, dan didapatkan hasil untuk kadar
Fe sebesar 1,6 mg/l sedangkan untuk uji kadar total coliform sebesar 210
MPN/100 ml sampel. Hasil tersebut belum memenuhi kadar batas maksimum
yang diperbolehkan untuk persyaratan kualitas air minum berdasarkan
PERMENKES RI/492/Menkes/Per/IV/2010. Kadar maksimum yang
diperbolehkan untuk kadar Fe adalah sebesar 0,3 mg/l dan untuk kadar total
6
Sehingga peneliti melakukan penelitian untuk menjernihkan air LPPMP
UNY menjadi air minum dengan memanfaatkan bahan karbon aktif kayu
sengon, kerikil aktif sungai krasak dan pasir aktif pantai indrayanti.
Berdasarkan penelitian sebelumnya (Arif Rahman:2015) karbon aktif kayu
sengon yang digunakan dengan ukuran granul (2,34 mm atau 8 mesh)
dikarenakan apabila menggunakan karbon aktif ukuran serbuk/powder akan
terjadi penyumbatan sehingga aliran air akan menjadi lambat dan apabila
menggunakan karbon aktif ukuran gravel penyerapan kotoran yang terdapat
pada air sumur tidak efektif karena ukuran karbon aktinya terlalu besar.
C. Batasan Masalah
Mengingat banyaknya faktor yang mempengaruhi penjernihan air,
maka penelitian ini akan membahas masalah sebagai berikut:
1. Jenis absorben yang digunakan adalah karbon aktif kayu sengon dengan
ukuran 2,38 mm atau 8 mesh, yang didapat dari pemasok arang di daerah
sewon.
2. Jenis absorben yang digunakan adalah kerikil aktif dengan ukuran 3,36
mm atau 6 mesh, yang didapat dari sungai Krasak, Sleman, Yogyakarta.
3. Jenis absorben yang digunakan adalah pasir aktif dengan ukuran 0,595
mm atau 30 mesh, yang di dapat dari Pantai Indrayanti, Gunung Kidul,
Yogyakarta.
4. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah air sumur bor yang
7 D. Rumusan Masalah
Permasalahan pokok yang akan diangkat dalam penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh volume absorben dan jenis absorben terhadap
intensitas transmisi cahaya, total disolved solid (TDS), dan pH dalam
proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY?
2. Bagaimana pengaruh jenis absorben terhadap kadar Fe dalam proses
filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY?
3. Bagaimana pengaruh variasi komposisi jenis absorben terhadap Intensitas
transmisi cahaya, total disolved solid (TDS), pH, dan kadar Fe dalam
proses filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY?
4. Bagaimana pengaruh daya serap sistem FAS (Filtrasi, Absorbsi,
Sedimentasi) terhadap penurunan kadar total coliform dalam proses
filtrasi sampel air sumur di LPPMP UNY?
E. Tujuan Penelitian
Tujuan yang hendak dicapai dalam penelitian ini adalah, untuk mengetahui:
1. Pengaruh volume absorben dan jenis absorben terhadap intensitas
transmisi cahaya, total disolved solid (TDS), dan pH dalam proses filtrasi
sampel air sumur di LPPMP UNY.
2. Pengaruh jenis absorben terhadap kadar Fe dalam proses filtrasi sampel
8
3. Pengaruh variasi jenis absorben terhadap Intensitas transmisi cahaya, total
disolved solid (TDS), pH, dan kadar Fe dalam proses filtrasi sampel air
sumur di LPPMP UNY.
4. Pengaruh daya serap sistem FAS (Filtrasi, Absorbsi, Sedimentasi)
terhadap penurunan kadar total coliform dalam proses filtrasi sampel air
sumur di LPPMP UNY.
F. Manfaat Penelitian
1. Dapat menambah wawasan keilmuan, dan dapat digunakan sebagai
referensi untuk penelitian lebih lanjut.
2. Dapat menambah khasanah pengetahuan dalam proses penjernihan air.
3. Dapat menjadi solusi alternatif untuk mendapatkan air minum dengan
9 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Deskripsi Teori
1. Kayu Sengon
Sengon merupakan salah satu jenis tanaman yang tumbuh cepat di
daerah tropis. Dalam bahasa latin sengon mempunyai dua nama latin, yakni
Albizia falcataria (L) dan Paraserianthes Falcataria termasuk family
Mimosaceae, keluarga petai-petaian (Atmosuseno, 1998).
Di antara keseluruhan bagian tanaman sengon, bagian terpenting yang
mempunyai nilai ekonomis adalah kayunya. Pohonnya dapat mencapai tinggi
sekitar 30-45 meter. Kayu sengon yang berumur sekitar 4-5 tahun dan
mempunyai kadar air sebesar 10,6% dan mengandung kadar selulosa
mencapai 49,7% (Santoso, 1992: 11). Bagian lain dari tanaman sengon adalah
daun, akar, bunga dan buah sengon. Daun sengon tersusun majemuk menyirip
ganda dengan anak daunnya kecil-kecil dan mudah rontok. Warna daun
sengon hijau pupus, berfungsi untuk memasak makanan dan sekaligus sebagai
penyerap nitrogen (N2) dan karbon dioksida (CO2) dari udara bebas (Santoso,
1992:15). Akar Sengon memiliki akar tunggang yang cukup kuat untuk
menembus ke dalam tanah, akar rambutnya tidak terlalu besar, tidak rimbun
10
menyimpan zat nitrogen, sehingga tanah di sekitar pohon sengon menjadi
subur. Bunganya mempunyai ukuran yang kecil sekitar 0,5 – 1 cm. Benang
sari menonjol lebih panjang dari daun mahkota. Warna bunga putih
kekuning-kuningan. Kuntum bunga yang mekar berisi bunga jantan dan bunga betina.
Cara penyerbukan bunga yang sedikit berbulu ini dibantu oleh serangga dan
angin (Atmosuseno, 1998). Sedangkan bunga sengon berbentuk polong, pipih
dan tipis. Berwarna hijau sampai cokelat jika sudah masak. Panjang buah
sekitar 6 – 12 cm. setiap pohon buah berisi 15 – 30 biji (Atmosuseno, 1998).
Adapun manfaat kayu sengon (Santoso, 1992:12) antara lain:
a. Penghijauan dan reboisasi
Daun-daun sengon yang jatuh ke tanah akan dapat berperan sebagai pupuk
hijau. Tanah-tanah yang ditanami akan lebih tahan terhadap erosi dan
mempunyai kemampuan menghisap air dibandingkan dengan tanah
gundul.
b. Pelindung dan Penyubur tanah
Pohon sengon mampu menyerap N2 dari udara bebas, penanaman sengon
akan dapat menyuburkan tanah-tanah yang ada di sekitarnya. Penyuburan
tanah ini ditunjukkan dengan adanya perubahan kandungan nitrogen.
c. Bahan baku kayu bakar dan industri
Sengon digunakan sebagai kayu bakar dan industri karena pohon sengon
11 d. Bahan baku bangunan dan perabotan
Kayu sengon dapat digunakan sebagai bahan bangunan ringan di bawah
atap atau kebutuhan bangunan lain yang bersifat sementara. Kayu sengon
juga dapat digunakan sebagai bahan perabot rumah tangga seperti
meja-kursi, tempat tidur, rak buku dan lain-lain.
2. Kayu Sengon Sebagai Bahan Karbon Aktif
Banyak sisa-sisa dari kayu sengon yang tidak terpakai yang telah
digunakan oleh industri-industri yang menggunakan bahan baku kayu sengon.
Potongan-potongan dari kayu sengon yang tidak terpakai sampai saat ini
masih sangat terbatas untuk bahan bakar sehingga perlu dicarikan
kemungkinan penggunaan lainya, peningkatan nilai ekonomis dari sisa-sisa
kayu sengon dapat dilakukan dengan mengolahnya menjadi bahan dasar
pembuatan karbon aktif.
Sifat-sifat yang mendukung pembuatan karbon aktif dari kayu sengon
terbagi atas sifat fisik dan sifat kimia. Ditinjau dari sifat fisiknya, kayu sengon
memiliki massa jenis rata-rata 0,33 gram/cm3, maka kayu sengon
dikategorikan sebagai kayu dengan kualitas serat yang tinggi
(Atmosuseno,1998). Kualitas serat yang tinggi ini juga memungkinkan kayu
sengon tahan terhadap panas, karena pada proses pembuatan karbon aktif akan
dilakukan perlakuan dengan panas yang maksimum tapi tidak sampai
12
Sifat kimia suatu jenis kayu sangat penting untuk dapat mengetahui
penggunaan yang sesuai dari suatu jenis kayu. Persentase komponen kimia
kayu sengon antara lain (Atmosuseno, 1999), mempunyai selulosa tinggi,
lignin yang rendah, pentosan yang rendah serta mempunyai zat ekstraktif yang
tinggi.. Persentase selulosa yang tinggi akan menambah kekuatan kayu, hali
ini dapat dimaklumi karena selulosa merupakan konstituen pokok dari
tiap-tiap dinding sel. Persentase dinding kayu sengon yang rendah menunjukkan
bahwa kayu sengon merupakan kayu yang tidak terlalu kuat dan tidak terlalu
kaku. Lignin bergungsi sebagai perekat ikatan antiserat tersebut. Perpaduanya
dengan selulosa akan menghasilkan sebuah senyawa bernama lignoselulosa.
Senyawa ini yang membuat kayu sengon menjadi kuat dan kaku
(Atmosuseno, 1998).
Kelas awet adalah pengkelasan panjang pendeknya masa pakai kayu
yang dikaitkan dengan kondisi penggunaan tertentu ( seperti dipendam dalam
tanah, kondisi cuaca, terendam air dan pengecetan) dan mudah tidaknya
terkena serangan rayap tanah serta serangga perusak kayu lainnya. Kayu
sengon memiliki kelas awet I yang lebih awet dibandingkan dengan kayu
kelas kuat IV (Atmosuseno, 1998).Hal ini disebabkan oleh persentase zat
ekstraktif sengon sangat tinggi. Zat ekstraktif ini akan melindungi kayu dari
gangguan pemakan kayu secara alami, dalam hal tingkat keawetan kayu
sengon yang tinggi tersebut, menjadi keuntungan dalam pembuatan karbon
13 3. Karbon Aktif
a. Pengertian Karbon Aktif
Karbon aktif adalah karbon yang telah mendapat perlakuan agar
memiliki kemampuan absorbsi yang tinggi terhadap zat-zat beracun, bau,
dan warna serta zat-zat kimia lainnya. Karbon aktif bersifat amorf dengan
luas permukaan antara 300-2000 m2/g (Surya Efendy,2004:10).
Menurut Sunarto (2000:2) karbon aktif adalah suatu bentuk karbon
atau karbon yang mempunyai daya absorbsi sangat baik terhadap limbah,
khususnya limbah cair. Hal itu disebabkan dalam suatu karbon terdapat
pori-pori atau rongga yang terdapat pada struktur molekulnya. Karbon
aktif juga dikatakan sebagai bahan berupa karbon yang telah mengalami
perlakuan khusus berupa proses aktifasi baik secara fisis maupun secara
kimiawi. Yang mengakibatkan pori-pori yang terdapat pada struktur
molekulnya menjadi semakin besar. Dengan demikian daya serap akan
semakin besar baik untuk fase cair maupun pada fase gas (Sembiring
dkk,2003).
Sedangkan menurut Tjokrokusumo (1998) karbon aktif adalah
karbon yang telah diaktifkan baik secara fisika maupun kimia, yang
menghasilkan karbon dengan pori-pori lebih terbuka. Karbon mempunyai
luas permukaan dan struktur yang berongga, sehingga dapat menyerap
kotoran dalam larutan. Gambar di bawah ini adalah contoh karbon kayu
14
Gambar 1. Karbon aktif kayu sengon ukuran granul (2,34 mm)
Jadi karbon biasa dan karbon aktif merupakan hasil pembakaran
bahan seperti kayu, kulit, sabut kelapa, sekam padi, tempurung kelapa dan
batu bara. Hanya yang membedakan adalah pemberian perlakuan khusus
pada karbon aktif baik secara kimiawi maupun fisika agar rongga-rongga
yang terdapat di dalamnya semakin terbuka sehingga daya serapnya
semakin tinggi. Mutu karbon aktif dikatakan baik apabila kadar unsur
karbon sangat tinggi, sedangkan kadar abu dan air di dalamnya sangat
kecil.
Karbon aktif mempunyai daya serap yang tinggi dan sekarang
sudah marak digunakan untuk mengolah limbah cair dengan cara
penyerapan zat-zat kimia terlarut. Karbon aktif dapat dibagi menjadi dua
kelompok, yaitu bubuk dan granular. Karbon bentuk bubuk digunakan
untuk absorbsi dalam suatu larutan, sedangkan karbon bentuk granular
15
pengabsorbsi gas (Surya Efendy,2004:11). Selain penggunaannya yang
berbeda, karbon aktif serbuk dan butiran juga mempunyai kelebihan dan
kekurangan masing-masing (Nurhidayati, 2010:11).
(1) Karbon Aktif Serbuk (Powder)
Kelebihan
- Sangatlah ekonomis karena ukuran butiran yang kecil.
- Luas permukaan kontak per satuan luas besar.
- Kontak menjadi sangat baik dengan mengadakan pengadukan
cepat dan merata.
- Tidak memerlukan tambahan alat karena karbon akan
mengendap bersama lumpur yang terbentuk.
Kelemahan
- Karena serbuk yang sangat halus, jadi mudah terbawa angin
sehingga sulit tercampur air.
- Karbon yang tercampur dengan lumpur sulit untuk
diregenerasi sehingga biaya operasional mahal.
- Kemungkinan terjadi penyumbatan lebih besar karena karbon
16
(2) Karbon Aktif Butiran (Granule, Gravel)
Kelebihan
- Pengoperasian mudah karena ukuran relatif besar.
- Proses berjalan cepat karena tidak terbentuk endapan.
- Karbon tidak bercampur dengan lumpur sehingga dapat
diregenerasi.
Kelemahan
- Memerlukan tambahan unit pengolah, yaitu unit filter yang
berupa penyaring seperti kertas saring.
- Luas permukaan kontak persatuan berat lebih kecil karena
ukuran butiran karbon besar.
- Pada beberapa jenis arang akan mengambang karena massa
jenisnya lebih kecil daripada air.
Pada penelitian ini jenis karbon aktif yang digunakan adalah
granule dengan karbon aktif berukuran 2,38 mm.
b. Proses Pembuatan Karbon Aktif
Prinsip dasar pembuatan karbon aktif adalah pirolisis bahan, yaitu
pembakaran tanpa atau dengan sedikit oksigen, dengan kata lain
pembakaran dilakukan tanpa berhubungan dengan udara luar, sehingga
17
bahan karbon hasil pirolisis diaktifkan untuk menambah keaktifan karbon
dengan memperluas pori-pori karbon.
Pembuatan karbon aktif dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap
pembuatan arang yang dinamakan karbonasi dan proses pengaktifan dari
arang yang disebut proses aktivasi (Titus, 2006:9).
a. Proses Karbonisasi
Proses karbonisasi merupakan salah satu tahap yang penting dalam
pembuatan karbon aktif. Dilakukan dengan cara membakar kayu
sengon dalam tungku reaktor buatan bersuhu tinggi. Pemanasan yang
perlu dilakukan yaitu pada temperatur 500 ºC selama 4 jam dengan
tujuan untuk menghilangkan kandungan zat yang mudah menguap
sehingga akan terbentuk struktur pori awal (Jankowska dkk, 1991).
b. Proses Aktivasi
Proses aktivasi bertujuan untuk memperbesar ukuran pori dan
luas permukaan karbon sehingga menaikan kemampuan absorbsi
bahan karbon aktif. Proses aktivasikarbon dapat dilakukan dengan dua
cara yaitu :
(1) Aktivasi kimia
Aktivasi kimia bertujuan untuk menempelkan ion aktif pada
karbon, sehingga karbon akan memiliki kemampuan untuk
mengikat ion-ion logam, maupun zat-zat beracun dalam limbah.
18
lain asam sulfat, asam klorida, natrium karbonat, kalium karbonat,
garam-garam ammonium, asam sitrat dan garam nikel.Dalam
penelitian ini aktivasi karbon tidak dilakukan secara kimia hanya
dilakukan aktivasi secara fisika.
(2) Aktivasi fisika
Aktivasi fisika bertujuan untuk membuka permukaan karbon
dan memperbesar pori-pori karbon dengan menggunakan gas
untuk mengoksidasikan karbon pada suhu yang tinggi. Gas yang
biasa digunakan adalah karbondioksida dan udara atau gabungan
antara keduannya (Austin, 1996).Bila suhu suhu aktivasi semakin
tinggi maka luas permukaan karbon aktif yang dihasilkan semakin
luas.
Pada penelitian ini aktivasi fisika dilakukan dengan cara
pemanasan karbon yang sudah dibentuk dan memasukkannya ke
dalam oven dengan suhu 2000C selama 1 jam. Pemanasan
bertujuan untuk mengurangi kadar air yang terdapat dalam karbon
aktif, selain itu pemanasan hanya dilakukan selama 1 jam dan
dalam suhu 2000C dikarenakan apabila terlalu lama dan terlalu
19 4. Kerikil Sungai Krasak
Sungai Krasak atau yang lebih dikenal oleh penduduk setempat
sebagai kali krasak adalah nama sungai yang mengalir dari Gunung Merapi ke
arah barat daya hingga bermuara di Kali Progo. Kali Krasak memisahkan
Provinsi Jawa Tengah dan Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Gambar di
bawah ini adalah gambar Sungai Krasak.
Gambar 2. Sungai Krasak, Tempel, Yogyakarta
Kerikil Sungai Krasak merupakan batuan vulkanik sisa dari erupsi
Gunung Merapi yang memiliki nilai ekonomi yang tinggi karena kualitasnya
yang bagus. Sedangkan kerikil adalah bebatuan kecil biasanya batu granit
yang dipecahkan. Kandungan silika pada batu kerikil tersebut dapat dijadikan
sebagai bahan absorben khususnya untuk penjernihan air. Untuk penyaringan
air kerikil berfungsi sebagai menyaring sesuatu partikel yang akan tertahan
pada kerikil dan celah agar air dapat mengalir melalui lubang bawah. Gambar
20
Gambar 3. Kerikil dari Sungai Krasak, Tempel, Yogyakarta
5. Pasir Pantai Indrayanti
Pantai Indrayanti merupakan salah satu pantai yang berada di
Kabupaten Gunung Kidul Daerah Istimewa Yogyakarta. Pantai yang terletak
di Desa Tepus ini bersebelahan dengan Pantai Sundak. Pasir Putih
membentang dari timur ke barat di Pantai Indrayanti. Gambar di bawah ini
adalah Pantai Indrayanti.
Gambar 4 . Pantai Indrayanti, Desa Sidoharjo, Kecamatan Tepus,
21
Daerah pantai atau pesisir merupakan wilayah sepanjang garis pantai
yang sekiranya masih terkena pengaruh langsung dari aktivitas laut dengan
berbagai proses yang berlangsung di daerah pesisir yang tenaganya berasal
dari ombak, arus, pasang surut, tenaga tektonik, menurunnya permukaan air
laut. Penyusun utama lantai dasar daerah pantai ini umumnya didominasi oleh
pasir. Endapan pasir yang berada di daerah pantai yang memiliki lereng
landai, umumnya berasal dari daerah pedalaman yang terangkut oleh aliran
sungai kemudian terbawa oleh arus laut sepanjang pantai dan selanjutnya
dihembus gelombang ke daratan.
Pasir silika telah lama dikenal sebagai salah satu bahan penyaring air
yang baik. Kualitas pasir juga dipengaruhi oleh musim. Pada musim
penghujan kualitas pasir lebih baik dibandingkan dengan musim kemarau
(Suparno,et all., 2012). Media yang digunakan dalam filtrasi adalah pasir
yang mempunyai pori-pori (ruang antar pasir) yang cukup kecil. Dengan
demikian partikel-partikel yang mempunyai ukuran butir lebih besar dari
ruang antar butir pasir media dapat tertahan. Pasir yang sangat halus akan
lebih cepat mampat (clogging), tetapi jika terlalu besar maka suspensi atau
partikel halus akan lolos. Ukuran yang sering dipergunakan dalam proses
filtrasi yaitu antara 0,2 - 0,4 mm pada saringan pasir lambat dan 0,36 - 0,6
mm pada saringan pasir cepat. Pasir yang dipergunakan dalam filter harus
bebas dari lumpur, kapur dan unsur-unsur organik. (Tri Joko, 2010: 112).
22 Gambar 5. Pasir Pantai Indrayanti
6. Air
a. Air Baku
Air adalah unsur yang sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup
termasuk manusia. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh
senyawa lain. Salah satu penggunaan air yaitu untuk memenuhi keperluan
rumah tangga, misalnya untuk minum, masak, mandi, cuci dan pekerjaan
lainnya. Selain sebagai kebutuhan utama untuk kelangsungan hidup
manusia, air juga berperan sebagai penentu kesehatan masyarakat.
Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 16 Tahun
2005, bahwa yang dimaksud dengan “Air baku untuk air minum rumah
tangga, yang selanjutnya disebut air baku adalah air yang dapat berasal
dari sumber air permukaan, cekungan air tanah dan atau air hujan yang
memenuhi baku mutu tertentu sebagai air baku untuk air minum”.
23
(mata air, air tanah dangkal, air tanah dalam), serta air permukaan (sungai,
telaga, danau) (Tri Joko, 2010: 53).
b. Air Tanah
Menurut definisi Undang-undang sumber Daya Air, air tanah
merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau batuan di bawah
permukaan tanah (Sujana, 2006). Air tanah (ground water) berasal dari air
hujan yang jatuh ke permukaan bumi yang kemudian mengalami perkolasi
atau penyerapan ke dalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara
alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut, di dalam
perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik dan
lebih murni dibandingkan dengan air permukaan.
Air tanah adalah air yang berada di dalam tanah. Air tanah diperoleh
dengan cara menggali tanah. Air tanah yang sebagian besar berasal dari air
permukaan dan air hujan relatif lebih bersih, hanya saja di sebagian
wilayah Indonesia air tanah dimungkinkan terlalu banyak mengandung
bahan kimia tertentu. Contohnya pada daerah berpasir, maka
kemungkinan kandungan besi dalam air tinggi, pada daerah berkapur
maka kemungkinan kandungan kalsium dalam air akan berlebihan. (Nur
Hidayati.2006: 24-25).
Menurut Wahyu Nugroho dan Setyo Purwoto (2013: 49), air tanah
adalah air yang berada di bawah permukaan tanah di dalam zona jenuh
24
atmosfer. Air tanah terbagi atas air tanah dangkal dan air tanah dalam. Air
tanah dangkal, terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari
permukaan tanah. Air dangkal ini ditinjau dari segi kualitas baik, segi
kuantitas kurang dan tergantung pada musim. Air tanah dalam, terdapat
setelah lapis rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam tak
semudah pada air tanah dangkal karena harus digunakan bor dan
memasukkan pipa kedalamnya sehingga dalam suatu kedalaman biasanya
antara 100-300 m.
c. Air Bersih Sebagai Air Minum
Syarat-syarat Air Bersih sebagai Sumber Air Minum
Air tanah yang bisa dikonsumsi sebagai air bersih untuk air
minum harus memenuhi standar air yang layak. Menurut Peraturan
Menteri Kesehatan RI tahun 1990 tentang syarat-syarat dan
pengawasan kualitas air minum, untuk bisa dikonsumsi manusia, air
harus memenuhi syarat-syarat fisika,kimia, kualitas bakteriologis, dan
syarat radiologis, dimana air minum harus bebas dari bahan-bahan
anorganik dan organik. Dengan kata lain kualitas air minum harus
bebas bakteri, zat kimia, racun, limbah berbahaya dan lain sebagainya.
Dalam pengertian sehari-hari, air bersih ialah air yang jernih
(tidak berwarna), tawar, tidak berbau, dan tidak berasa. Jernih berarti
25
tidak mengandung bahan organik dan tidak mengandung
bahan-bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan. Tidak berbau artinya
tidak terjadi pelapukan di dalam air oleh mikroorganisme, karena bau
yang kadang tercium dalam air merupakan ciri terjadinya proses
pelapukan bahan-bahan organik oleh mikroorganisme dalam air.
Syarat fisika diwujudkan dalam bentuk kekeruhan, bau, warna,
dan rasa. Parameter fisika yang tidak langsung berhubungan dengan
kesehatan, antara lain berupa bau, warna, jumlah zat padat terlarut,
kekeruhan, rasa, dan suhu. Air yang tercemar logam besi (Fe) dan
bakteri coliform akan berbau, padahal air sama sekali tidak ada
rasanya. Secara kimiawi, air minum harus ber-pH netral, kalau terasa
asam berarti pH-nya di bawah tujuh, dan kalau terasa pahit pH-nya di
atas tujuh. Syarat kimia dan biologi terpenting yang perlu diperhatikan
adalah kandungan bahan-bahan kimia dan bakteri didalam air.
Kandungan bahan kimia dan bakteri dalam air tidak boleh melebihi
ambang batas (lihat lampiran 6 hal.105).
7. Air Minum
Manusia membutuhkan air untuk berbagai macam keperluan, seperti
mandi, memasak dan yang paling penting untuk konsumsi sehari-hari
(Pradana dan Bowo, 2013). Air merupakan suatu kebutuhan yang tidak dapat
26
tetapi juga mutu air diperlukan untuk penggunaan tertentu. Air yang dapat
diminum dapat diartikan sebagai air yang bebas dari bakteri yang berbahaya
dan ketidakmurnian secara kimiawi. Air minum harus bersih dan jernih, tidak
berwarna dan tidak berbau, dan tidak mengandung bahan tersuspensi atau
kekeruhan (Buckle et all., 2009)
Menurut Sandra dan Lilis (2007) menyatakan bahwa air minum
merupakan air yang dapat diminum langsung tanpa dimasak terlebih dahulu.
Sedangkan air bersih merupakan air yang digunakan keperluan sehari-hari,
memenuhi syarat kesehatan dan dapat diminum setelah dimasak terlebih
dahulu.
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup
orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber
daya air harus dilindungi agar tetap dimanfaatkan dengan baik oleh manusia
serta makhluk hidup yang lain. Pengamatan dan pelestarian sumber daya air
harus terus diperhatikan semua pengguna air, termasuk juga oleh pemerintah
baik pemerintah pusat maupun pemerintah daerah. Pemanfaatan air untuk
berbagai kepentingan harus dilakukan dengan cara yang bijaksana, dengan
memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun generasi yang akan
datang (Efendy, 2003).
Penyediaan air bersih, selain kuantitasnya, kualitasnya pun harus
memenuhi standar yang berlaku. Untuk itu perusahaan air minum selalu
27
baku belum tentu memenuhi standar, maka perlu dilakukan pengolahan agar
memenuhi standar air minum. Air minum yang ideal harus jernih, tidak
berwarna, tidak berasa dan tidak berbau dan tidak mengandung kuman
patogen. Air seharusnya tidak korosif, tidak meninggalkan endapan pada
seluruh jaringan distribusinya. Pada hakekatnya persyaratan ini dibuat untuk
mencegah terjadinya serta meluasnya penyakit bawaan air atau water borne
diseases (Kharismajaya, 2013).
Air adalah salah satu dari materi yang dibutuhkan untuk menjaga
kelangsungan hidup mahluk hidup dan juga menjadi salah satu sumber
penyebab dari penyakit yang menyerang manusia. Hal utama yang perlu
diperhatikan dalam mengolah air yang akan dikonsumsi adalah menyediakan
air yang aman dikonsumsi dari segi kesehatan. Sumber air, baik air
permukaan maupun air tanah, akan terus mengalami peningkatan kontaminasi
pencemar disebabkan meningkatnya aktivitas pertanian dan industri. Air hasil
produksi yang diharapkan konsumen adalah air yang bebas dari warna,
kekeruhan, rasa, bau, nitrat, ion logam berbahaya dan berbagai macam
senyawa kimia organik seperti pestisida dan senyawa terhalogenasi.
Permasalahan kesehatan yang berkaitan dengan kontaminan tersebut diatas
meliputi kangker, gangguan pada bayi yang lahir, kerusakan jaringan saraf
pusat, dan penyakit jantung (Sawyer, 1994).
Menurut Soetomo (2003) bahwa sekarang ini kebutuhan air bagi
28
merupakan Badan Usaha Milik Daerah. Selain itu, air minum masyarakat juga
berasal dari perusahaan swasts yaitu air minum dalam kemasan (AMDK),
yang tergabung dalam Asosiasi Perusahaan Air Minum Dalam Kemasan
Indonesia (Aspadin), dan air minum yang diproduksi oleh depo-depo yang
teergabung dalam asosiasi Pengusaha depo air (Aspada).
(sumber:
http://www.desabombana.com/2014/07/contoh-skripsi-penelitian-air-isi-ulang.html ,diakses pada 26 November 2015)
8. Absorbsi
Absorbsi atau proses penyerapan adalah suatu proses masuknya suatu
molekul gas atau larutan yang disebut absorbat (zat yang terserap) ke dalam
suatu zat yang disebut absorben (zat penyerap). Zat padat dapat digunakan
sebagai absorben apabila mempunyai pori-pori yang berongga dan struktur
kimiawinya memiliki kemungkinan untuk berinteraksi dengan absorbat(Hery
Priyanto, 2002:6).
Proses absorbsi ini dijumpai terutama dalam atau media karbon aktif
mempunyai ruang pori sangat banyak dengan ukuran tertentu. Pori-pori ini
dapat menangkap partikel-partikel yang halus (molekul) dan menjebaknya di
sana. Dengan berjalannya waktu pori-pori ini pada akhirnya akan jenuh
karena sudah dipenuhi oleh partikel-partikel halus sehingga tidak akan mampu
29
Proses absorbsi dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu (Ika Indah
L,2005:22):
a. Karakteristik fisik dan kimia absorben, antara lain luas permukaan, ukuran
pori, absorbsi kimia dan sebagainya.
b. Karakteristik kimia absorbat, antara lain ukuran molekul, polaritas
molekul, komposisi kimia dan sebagainya
c. Konsentrasi absorbat dalam larutan
d. Karakteristik larutan, antara lain pH dan temperature
e. Lama waktu absorbsi
9. Adsorpsi
Adsorpsi atau proses penjerapan adalah suatu peristiwa terkontaknya
partikal padatan dan cairan pada kondisi tertentu sehingga sebagian cairan
terjerap (menempel pada permukaan rongga) di permukaan padatan dan
konsentrasi cairan yang tidak terjerap (menempel pada permukaan rongga)
mengalami perubahan. Pada proses ini partikel pengotor menempel pada
bagian pinggir dari bahan penyerap. Hal tersebut yang membedakan adsorbsi
dan absorbsi.(Unangalim Ardhiyadi,2012:19)
10.Lux Meter
Lux meter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur besarnya
30
unit standar untuk mengukur kekuatan cahaya. Sebuah candela sama seperti
pencahayaan dari sebuah lilin. Ketika candela adalah sebuah unit energy,
candela mempunyai sebuah unit yang dikenal dengan lumen, yang dapat
mengukur cahaya yang sama dalam bentuk presepsi berdasarkan mata
manusia. Sebuah lumen sama dengan cahaya yang dihasilkan pada sebuah
arah dari sebuah sumber cahaya pada sebuah candela. Lux mencakup
permukaan area dimana cahaya tersebar, yang berpengaruh seberapa terang
cahaya tersebut muncul. Sebuah lux sama dengan sebuah elemen dari cahaya
yang disebarkan pada sebuah permukaan seperempat meter.
Lux meter berfungsi dengan cara menggunakan foto untuk menangkap
cahaya. Kemudian lux meter mengubah cahaya tersebut menjadi electrical
current (arus listrik). Mengukur arus ini memungkinkan alat untuk
mengkalkulasi nilai lux dari cahaya yang ditangkap. Ada 2 jenis lux meter
yaitu luxmeter analog dan lux meter digital. Dalam penelitian ini digunakan
lux meter digital karena lebih memudahkan semua orang dalam membaca
31
Berikut ini adalah gambar lux meter yang digunakan pada penelitian
ini.
Gambar 6. Lux Meter
Alat ini di dalam memperlihatkan hasil pengukurannya menggunakan
format digital. Alat ini terdiri dari rangka, sebuah sensor dengan sel foto dan
layar panel. Sensor tersebut diletakan pada sumber cahaya yang akan diukur
intenstasnya. Cahaya akan menyinari sel foto sebagai energi yang diteruskan
oleh sel foto menjadi arus listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel,
arus yang dihasilkan pun semakin besar.
Sensor yang digunakan pada alat ini adalah photo diode. Sensor ini
termasuk kedalam jenis sensor cahaya atau optik. Sensor cahaya atau optik
adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya,
pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengenai suatu daerah tertentu.
Kemudian dari hasil dari pengukuran yang dilakukan akan ditampilkan pada
32
Berbagai jenis cahaya yang masuk pada luxmeter baik itu cahaya
alami atapun buatan akan mendapatkan respon yang berbeda dari sensor.
Berbagai warna yang diukur akan menghasilkan suhu warna yang berbeda,dan
panjang gelombang yang berbeda pula. Oleh karena itu pembacaan yang
ditampilkan hasil yang ditampilkan oleh layar panel adalah kombinasi dari
efek panjang gelombang yang ditangkap oleh sensor photo diode.
Pembacaan hasil pada Luxmeter dibaca pada layar panel LCD (liquid
Crystal digital) yang format pembacaannya pun memakai format digital.
Format digital sendiri didalam penampilannya menyerupai angka 8 yang
terputus-putus. LCD pun mempunyai karakteristik yaitu Menggunakan
molekul asimetrik dalam cairan organic transparan dan orientasi molekul
diatur dengan medan listrik eksternal.
Hampir semua lux meter terdiri dari rangka sebuah sensor dengan sel
foto, dan layer panel. Sensor diletakkan pada sumber cahaya. Cahaya akan
menyinari sel foto sebagai energi yang diteruskan oleh sel foto menjadi arus
listrik. Makin banyak cahaya yang diserap oleh sel, arus yang dihasilkan lebih
besar.
(Sumber : http://wahanablogku.blogspot.co.id/2013/06/luxmeter.html?m=1,
33 11.Sistem Transmisi Cahaya
Sistem transmisi cahaya biasa digunakan dalam bidang teknologi
hamburan cahaya untuk mengetahui kondisi larutan dengan prinsip cahaya
dirambatkan secara lurus kemudian dilewatkan ke suatu larutan kemudian
diteruskan agar mengenai detektor (lux meter).
Pada sistem transmisi cahaya pada penelitian ini digunakan sumber
cahaya yang bersifat polykromatis seperti lampu pijar, sehingga perlu
difokuskan terlebih dahulu dengan menggunakan prisma atau pinhole agar
tepat mengenai detektor. Cahaya yang datang dan melalui pinhole akan
dipancarkan ke wadah yang berisi cairan. Kemudian cahaya yang melewati
larutan dalam wadahan merambat lagi menuju detektor. Dari detektor ini
dapat dilihat dan dianalisis apa yang terjadi pada cahaya yang dipengaruhi
oleh larutan yang dilewatinya.
12.Tingkat Keasaman Air (pH)
Berkaitan dengan sifat asam dan basa, larutan dikelompokkan kedalam
tiga golongan, yaitu bersifat asam, bersifat basa dan netral. Sifat asam dan
basa dari suatu larutan juga dapat ditunjukkan dengan mengukur pH. Larutan
asam mempunyai pH lebih kecil dari 7, larutan basa mempunyai pH lebih
besar dari 7, sedangkan larutan netral mempunyai pH= 7. pH larutan dapat
34
Gambar 7. pH meter Digital model pH-108 merk ATC
13.Total Disolved Solid (TDS) / Total Zat Padat Terlarut
Salah satu faktor yang sangat penting dan menentukan bahwa air yang
layak konsumsi adalah kandungan TDS (Total Dissolved Solid) atau total
kandungan unsur mineral dalam air. Menurut Permenkes No.
492/Menkes/Per/IV/2010 tentang persyaratan kualitas air minum, kadar TDS
yang diperbolehkan adalah 500 mg/L.
Air yang mengandung TDS tinggi, sangat tidak baik untuk kesehatan
manusia. Mineral dalam air tidak hilang dengan cara direbus. Bila terlalu
banyak mineral nonorganic di dalam tubuh dan tidak dikeluarkan, maka
seiring berjalannya waktu akan mengendap di dalam tubuh yang berakibat
tersumbatnya bagian tubuh. Misalnya bila mengendap di mata akan
mengakibatkan katarak, bila di ginjal akan mengakibatkan batu ginjal atau
35
darah, tekanan darah tinggi, stroke dan lain-lain (Wahyu Nugroho dan Setyo
Purwoto, 2013: 53).
Pengukuran TDS yang dilakukan pada penelitian ini yaitu dengan
mengggunakan metode electrical conductivity (ukuran kemampuan suatu
bahan untuk menghantarkan arus listrik). Prinsip kerja dari TDS meter adalah
alat dicelupkan ke dalam larutan dan secara otomatis akan keluar hasil
kadarnya. TDS meter yang digunakan dalam penelitian ini adalah tipe TDS-3
merk HM-Digital.
14.Besi (Fe)
Besi dengan nomor atom 26 dan massa atom 55,85, dalam Sistem
Periodik Unsur Fe terletak pada periode 4 golongan VIII B. Besi melebur
pada suhu 1535 °C, titik didih 3000 °C, dan mempunyai densitas 7,87 g/cm3
(Vogel 1990, dalam penelitian Danang Nugroho:2013). Besi murni
merupakan logam berwarna putih keperakan, kokoh dan liat. Jarang terdapat
besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil
karbida, fosfida, dan sulfida dari besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini
memegang peranan penting dalam kekuatan struktur besi. (Vogel 1990, dalam
penelitian Danang Nugroho:2013)
Besi (Fe) merupakan logam yang dihasilkan dari bijih besi. Besi
merupakan salah satu elemen kimia yang dapat ditemui pada hampir setiap
36
ada didalam air dapat berupa larutan Fe2+ (fero) atau Fe3+ (feri). Tersuspensi
sebagai butir koloidal (diameter 1 m ) atau lebih besar misal Fe2O3, FeO, Fe
(OH)3 dan sebagainya. Tergabung dengan zat organik atau zat anorganik
padat seperti tanah liat.
Proses biokimia dalam tubuh makhluk hidup selalu melibatkan
unsur-unsur logam didalamnya. Pada suatu proses fisiologi yang normal, ion logam
essensial sangat berperan aktifitasnya baik dalam ikatannya dengan protein,
enzim maupun bentuk lain. Manusia yang sehat dalam jaringan tubuhnya
selalu ditemukan ion logam yang normal. Sedang ion logam yang ditemukan
terlalu rendah pada jaringan tertentu, misal darah (Fe), hati (Cu), dapat
digunakan untuk mendiagnosa adanya kelainan pada orang yang bersangkutan
yang kemungkinan menderita defisiensi atau penyakit lainnya.
Air yang tinggi kandungan besi (Fe), apabila bersentuhan dengan udara
menjadi keruh, berbau dan tidak sehat untuk dikonsumsi. Selain penampilan
yang tidak sehat, air yang tinggi kandungan besi mempunyai rasa tidak enak.
Berdasarkan alasan ini ditetapkan bahwa air untuk kebutuhan rumah tangga
tidak boleh mengandung lebih dari 0,3 mg/l besi (Fe). (Kacaribu, K. , dalam
37 15.Total Coliform
Sumber-sumber air di alam pada umumnya mengandung bakteri, baik
air angkasa, air permukaan, maupun air tanah. Jumlah dan jenis bakteri
berbeda sesuai dengan tempat dan kondisi yang mempengaruhinya. Air yang
digunakan untuk keperluan sehari-hari haruslah bebas dari bakteri patogen.
Bakteri golongan coli (coliform bakteri) tidak merupakan bakteri patogen,
tetapi bakteri ini merupakan indikator dari pencemaran air oleh bakteri
patogen (Soemirat, 2000).
Menurut Permenkes RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990, bakteri coliform
yang memenuhi syarat untuk air bersih bukan perpipaan adalah <50/100 ml
dalam MPN (most probable number). Sedangkan kadar maksimum total
coliform yang diperbolehkan untuk air minum yang diatur di dalam
Permenkes No. 492/Menkes/Per/IV/2010 adalah 0 jumlah per 100 ml sampel.
Bakteri coliform adalah golongan bakteri intestinal, yaitu bakteri yang
hidup di dalam saluran pencernaan manusia. Bakteri coliform adalah bakteri
indikator keberadaan bakteri patogenik lain. Contoh bakteri coliform adalah
Eserchia coli dan Entrobacter aerogenes. Jadi, coliform adalah indikator
kualitas air. Makin sedikit kandungan coliform, artinya kualitas air semakin
baik (C Khairunisa, 2013:26).
Eserchia coli merupakan bagian dari mikroba normal saluran
pencernaan, namum apabila masuk ke dalam saluran pencernaan dalam
38
E. Coli mampu menyebabkan gastroenteritis (peradangan pada saluran
pencernaan) taraf sedang hingga parah pada manusia. Sehingga, air yang akan
digunakan untuk keperluan sehari-hari berbahaya dan dapat menimbulkan
penyakit.
16.Pipa Filtrasi
Pipa filtrasi yang digunakan menggunakan menggunakan sistem FAS
(Filtrasi, Absorbsi, dan Sedimentasi). Sistem FAS merupakan pengolahan air
secara fisika yang mudah dilakukan oleh masyarakat umum yaitu dengan
penyaringan (filtrasi), pengendapan (sedimentasi), dan absorpsi. Penyaringan
(filtrasi) merupakan proses pemisahan antara padatan/koloid dengan cairan.
Pengendapan (sedimentasi) merupakan proses pengendapan bahan padat dari
air olahan, prinsip sedimentasi adalah pemisahan bagian padat dengan
memanfaatkan gaya gravitasi sehingga bagian yang padat berada di dasar
kolom pengendapan sedangkan air murni diatas. Sedangkan absorpsi
merupakan proses penyerapan bahan-bahan tertentu. Dengan peyerapan
tersebut air menjadi jernih karena zat-zat di dalamnya diikat oleh absorben.
Pipa filtrasi pada penelitian ini menggunakan sistem aliran down flow
(aliran dari atas ke bawah) dan sistem aliran up flow (aliran dari bawah ke
atas). Sehingga pipa filtrasi dibuat pada sambungan pipa 1 ke pipa 2 ada di
39
pipa 3 ke pipa 4 sambungan berada di bawah dan pipa 4 ke pipa 5 sambungan
ada di bawah.
Gambar 8. Pipa Filtrasi
B. Kerangka Berfikir
Air merupakan kebutuhan pokok manusia serta makhluk hidup lainnya.
Karena ada air, maka terdapat kehidupan. Air sebagai komponen lingkungan
hidup akan mempengaruhi dan dipengaruhi oleh komponen lainnya. Air yang
kualitasnya buruk akan mengakibatkan kondisi lingkungan hidup menjadi buruk
sehingga akan mempengaruhi kondisi kesehatan dan keselamatan manusia serta
kehidupan makhluk lainnya.
Air yang layak minum mempunyai standar persyaratan yang telah diatur
dalam Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia
No.492/MENKES/PER/IV/2010. Salah satu syarat air minum yang sehat harus
bebas dari unsur-unsur kimia seperti bahan-bahan anorganik. Fe merupakan jenis
40
yang tinggi dalam air tanah menyebabkan air berwarna kekuningan/kemerahan
dan berbau. Pada akhirnya kandungan besi yang tinggi dalam air tanah dapat
menyebabkan dampak yang lebih mengkhawatirkan, yaitu dampak kronis dari
unsur-unsur kimia yang berbahaya bagi manusia. Selain kandungan besi,
parameter yang berhubungan langsung dengan kesehatan adalah kandungan total
coliform, karena mengkonsumsi air minum yang mengandung bakteri tersebut
dapat berakibat menimbulkan penyakit. Air minum yang layak untuk dikonsumsi
juga harus memenuhi syarat fisik air minum. Persyaratan fisik air minum tersebut
antara lain air harus jernih tidak keruh, tidak mengandung padatan atau total zat
padat terlarut (zat padat terlarut max.500 Mg/L), dan pH netral (6,5-8,5).
Salah satu cara untuk menangani masalah yang terjadi pada air sumur di
LPPMP UNY, maka perlu dilakukan pengolahan tertentu terhadap air sumur
sehingga aman untuk dikonsumsi. Untuk menangani masalah tersebut, sehingga
diperlukan cara pengolahan air tanah atau air sumur yang tepat, sehingga
didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Untuk itu
peneliti memanfaatkan karbon aktif kayu sengon, kerikil aktif sungai krasak, dan
pasir aktif pantai Indrayanti yang diharapkan dapat mengabsorbsi berbagai zat
pengotor dalam air sumur.
Oleh karena itu peneliti membuat pipa filtrasi dengan variasi bahan
absorben yaitu karbon aktif kayu sengon, kerikil aktif sungai krasak,dan pasir
aktif pantai indrayanti. Sebelum digunakan untuk filtrasi, semua bahan absorben
41
melakukan filtrasi menggunakan berbagai variasi massa absorben dan variasi
campuran absorben pada pipa filtrasi tersebut. Hasil dari filtrasi tersebut
selanjutnya diuji pH, total zat padat terlarut / total disolved solid (TDS), intensitas
transmisi cahaya, serta uji kadar Fe dan uji tambahan yaitu uji kadar total coliform
pada variasi absorben dengan hasil Efisiensi transmisi cahaya tertinggi dan
efisiensi penyerapan kadar Fe tertinggi, sehingga didapatkan hasil air yang sesuai
88 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan, secara kualitatif dan kuantitatif
dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Efisiensi transmisi cahaya untuk variasi volume absorben semua cenderung naik
seiring dengan kenaikan volume absorben. Absorben terbaik dilihat dari efisiensi
transmisi cahayanya paling tinggi adalah absorben dari karbon aktif kayu sengon
dengan volume absorben 2400 ml mencapai tingkat transmisi cahaya (92 ± 2) %.
TDS untuk variasi volume absorben semua cenderung turun atau berkurang
seiring dengan kenaikan volume absorben. Absorben terbaik dilihat dari hasil
TDS adalah absorben dari karbon aktif kayu sengon dengan volume absorben
2400 ml mencapai tingkat transmisi cahaya (150,0 ± 0,5) ppm. Hasil pengukuran
pH untuk variasi volume absorben dan jenis absorben dalam proses filtrasi dan
sebelum proses filtrasi adalah sama yaitu pH (6,90 ± 0,05).
2. Efisiensi Absorbsi/efisiensi penyerapan kadar Fe (EP) cenderung naik seiring
dengan kenaikan volume absorben. Dari ketiga jenis absorben terlihat bahwa
absorben terbaik dilihat dari hasil efisiensi penyerapan kadar Fe adalah absorben
dari karbon aktif kayu sengon dengan volume 2400 ml mencapai tingkat
penyerapan (96,88 ± 0,32)%.
3. Efisiensi transmisi cahaya (ET) pada variasi komposisi absorben tertinggi terdapat
pada variasi komposisi absorben karbon-karbon-pasir-pasir mencapai maksimum
pada tingkat transmisi cahaya (90 ± 1)%. TDS pada variasi komposisi absorben
89
mencapai penurunan TDS sebesar (151,0 ± 0,5) ppm. Hasil pengukuran pH untuk
variasi komposisi absorben dalam proses filtrasi dan sebelum proses filtrasi adalah
sama yaitu pH (6,90 ± 0,05). Untuk hasil efisiensi penyerapan kadar Fe untuk
variasi komposisi absorben tertinggi terdapat pada variasi komposisi absorben
karbon-pasir-pasir-kerikil dan karbon-pasir-kerikl-kerikil mencapai maksimum
pada tingkat penyerapan (93,75 ± 0,33)%.
4. Hasil uji kadar total coliform yang diujikan pada air hasil proses FAS dari variasi
volume dan variasi komposisi absorben yang mempunyai efisiensi penyerapan
kadar besi (Fe) paling baik dan efisiensi transmisi cahaya paling baik adalah
absorben dengan variasi volume karbon aktif kayu sengon. Hasil uji kadar total
coliform menunjukkan penurunan dari 210 MPN/100 ml sampel menjadi 43
MPN/100 ml sampel.
B. Saran
1. Alat transmisi cahaya yang digunakan dalam penelitian ini bisa disempurnakan
agar hasil intensitas cahaya yang dihasilkan bisa lebih baik.
2. Pada penelitian ini hanya dilakukan pengujian daya serap karbon aktif, kerikil
aktif, dan pasir aktif terhadap efisiensi transmisi cahaya, total zat padat terlarut,
pH, efisiensi penyerapan kadar Fe, dan kadar total coliform yang terkandung
dalam air sumur pada groundtank LPPMP UNY. Penelitian terhadap jenis
parameter lain yang terkandung dalam air sumur sangat diharapkan.
3. Pada penelitian ini absorbsi partikel-partikel pengotor dilakukan dengan absorben
karbon aktif kayu sengon, kerikil aktif sungai krasak, dan pasir aktif pantai
indrayanti, penelitian sejenis dengan menggunakan jenis absorben lain sangat
90
4. Pada penelitian ini, absorbsi karbon aktif,kerikil aktif,dan pasir aktif terhadap
efisiensi transmisi cahaya, efisiensi penyerapan kadar Fe, dan penyerapan kadar
total coliform dilakukan dengan metode penyaringan menggunakan alat filtrasi
yang dibuat sendiri oleh peneliti. Jadi diharapkan adanya penelitian sejenis dengan
menggunakan alat penyaring yang lebih efektif dan efisien.
5. Diperlukan perencanaan yang tepat sebagai wujud implementasi hasil penelitian
91
DAFTAR PUSTAKA
Austin, T George. (1996). Industri Proses Kimia. Jakarta: Erlangga
Budi Setiawan Atmosuseno. (1999). Budi Daya Kegunaan dan Prospek Sengon. Jakarta: Penebar Swadaya.
Danang Nugroho. 2013. “Pemanfaatan Limbah Padat Industri Tahu dan Reaktor Biosand Filter Untuk Menurunkan Kadar Ion Fe3+ dan Zn2+ Pada Industri Galvanis”. Skripsi. FMIPA UNS.
Efendy. 2003. Peranan Air Bagi Kehidupan. Gramedia. Jakarta.
Heri Priyanto. (2002). “Pengolahan Limbah Kromium pada Industri Elektropolating dengan Menggunakan Serbuk Gergaji Kayu Sengon Putih”. Skripsi. FMIPA UNY.
Hieronymus Budi Santoso. (1992). Budi Daya Sengon. Yogyakarta: Penerbit Kanisius.
Ika Indah Lestari. (2005). “Pengaruh Massa Absorben terhadap Daya Serap Karbon Aktif Serbuk Gergaji Kayu Sengon Putih pada Limbah Simulasi Cr dan Fe”. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Jankowska, H., Swiatkowski A., & Choma, J. (1991). Active Carbon. London: Ellis Horwood Limited
Nurhidayati. (2009). “Pemanfaatan Karbon Aktif Pasar Kayu Sengon sebagai Absorben Logam Berat Cu pada Limbah Simulasi Cu”. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Nur Hidayati. (2006). “Pemanfaatan Karbon Aktif Kayu Sengon Putih sebagai Absorben Fe dan Mn dalam Air Sumur”. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY
Peraturan Menteri Kesehatan RI. No. 416/MENKES/PER/IX/1990 Tentang Persyaratan Air Bersih.
Peraturan Menteri Kesehatan RI. No. 492/MENKES/PER/IV/2010 Tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.
Pradana, Yoga Ardy dan Bowo Djoko Marsono. 2013. Uji Kualitas Air Minum Isi Ulang di Kecamatan Sukodono, Sidoarjo Ditinjau dari Perilaku dan Pemeliharaan Alat. Jurnal Teknik Pomits Vol.2, No.2 Sandra, Christyana dan Lilis Sulistyorini. 2007. Hubungan Pengetahuan dan
92
Sembiring, dkk. (2003). Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatan). www.Library.ac.id. Diakses pada tanggal 28 Juli 2012
Soetomo, M.S. 2003. Regulasi Air PDAM, AMDK dan Depot Air.
Suparno,et all.. (2012). “The use of Indrayanti Beach Sand and Coconut Shell Carbon as Absorbents in Selokan Mataram Canal Water Filtration System”. IJBAS-IJENS Vol:12 No:06.
Sunarto, (2000). Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif Tempurung Kelapa Dengan Aktifator Dan Temperatur Pemanasan Terhadap Daya Absorbsi. Jurnal IPTEK dan Humaniora UNY Tahun V Desember 2000.
Titus, Matilda. (2006). “Pemanfaatan Karbon Aktif Pasar Kayu Sengon sebagai Absorben Logam Berat Fe pada Limbah Simulasi Fe”. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Tjokrokusumo. (1995). Pengantar Konsep Teknologi Bersih. Yogyakarta: STTL “YLH”
Unangalim Ardhiyadi. (2012). “Pengaruh Absorbsi Karbon Aktif Kayu Asem dan Pasir Kali Putih terhadap Efisiensi Transmisi Cahaya pada Proses Penjernihan Air Selokan Mataram”. Skripsi. Yogyakarta: FMIPA UNY
Wahyu Nugroho dan Setyo Purwoto. (2013). “Removal Klorida, TDS dan Besi Pada Air Payau Melalui Penukar Ion dan Filtrasi Campuran Zeolit Aktif Dengan Karbon Aktif”. Jurnal . Surabaya: Universitas Adi Buana Surabaya.
http://www.desabombana.com/2014/07/contoh-skripsi-penelitian-air-isi-ulang.html , diakses 26 November 2015
http://romindomp1000.blogspot.co.id/2012/01/teknologi-pemrosesan-air-minum-kemasan_12.html , diakses 26 November 2015
