PENENTUAN KADAR MANGAN (Mn) DAN TURBIDITAS PADA AIR MINERAL DALAM KEMASAN SEBELUM DAN SESUDAH PROSES PRE WATER TREATMENT DI PT TIRTA INVESTAMA

PENENTUAN KADAR MANGAN (Mn) DAN TURBIDITAS PADA AIR MINERAL DALAM KEMASAN SEBELUM DAN SESUDAH PROSES PRE WATER TREATMENT DI PT TIRTA INVESTAMA

LAPORAN TUGAS AKHIR

MARGARETHA IRDE RIMA PANDIA 152401081

PROGRAM STUDI D3 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

PENENTUAN KADAR MANGAN (Mn) DAN TURBIDITAS PADA AIR MINERAL DALAM KEMASAN SEBELUM DAN SESUDAH PROSES PRE WATER TREATMENT DI PT TIRTA INVESTAMA

LAPORAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh gelar Ahli Madya

MARGARETHA IRDE RIMA PANDIA 152401081

PROGRAM STUDI D3 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2018

PERNYATAAN ORISINALITAS

PENENTUAN KADAR MANGAN (Mn) DAN TURBIDITAS PADA AIR MINERAL DALAM KEMASAN SEBELUM DAN SESUDAH PROSES PRE WATER TREATMENT DI PT TIRTA INVESTAMA

Saya menyatakan bahwa laporan tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2018

Margaretha Irde Rima Pandia 152401081

PENGESAHAN TUGAS AKHIR

Judul : Penentuan Kadar Mangan (Mn) Dan Turbiditas Pada Air Mineral Dalam Kemasan Sebelum Dan Sesudah Proses Pre Water Treatment Di PT. Tirta Investama

Kategori : Laporan Tugas Akhir

Nama : Margaretha Irde Rima Pandia

Nomor Induk Mahasiswa : 152401081 Program Studi : Diploma Kimia

Fakultas : MIPA - Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juli 2018

Ketua Program Studi Pembimbing,

Dr. Minto Supeno, MS Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si

NIP. 196105091987031002 NIP.197404051999032001

ii

PENENTUAN KADAR MANGAN (Mn) DAN TURBIDITAS PADA AIR MINERAL DALAM KEMASAN SEBELUM DAN SESUDAH

PROSES PRE WATER TRATMENT DI PT TIRTA INVESTAMA

ABSTRAK

Penentuan kadar mangan (Mn) dan turbiditas pada air mineral dalam kemasan sebelum dan sesudah proses pre water treatment dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer pharo DR 2700 pada panjang gelombang 560 nm dan turbidimeter.

Dimana penentuan kadar mangan (Mn) dan turbiditas dilakukan selama 5 hari. Air dari sumbernya yang belum di proses memiliki kadar mangan (Mn) setiap hari berturut - turut sebesar 564 mg/L, 501 mg/L, 446 mg/L, 406 mg/L, dan 656 mg/L.

Nilai turbiditas sebesar 0,709 NTU, 0,667 NTU, 0,283 NTU, 0,692 NTU, dan 0,312 NTU. Kemudian di proses dalam pre water treatment sehingga diperoleh kadar Mangan (Mn) sebesar 0,003 mg/L, 0,005 mg/L, 0,007 mg/L, 0,005 mg/L, dan 0,010 mg/L dan nilai turbiditas sebesar 0,079 NTU, 0,103 NTU, 0,182 NTU, 0,048 NTU, dan 0,120 NTU. Hasil konsentrasi mangan (Mn) dan turbiditas yang diperoleh setelah melalui proses pre water treatment lebih rendah, hasilnya sudah memenuhi standar air minum pada Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.

416/MENKES/PER/IX/1990, dimana kadar mangan (Mn) dalam air minum maksimal adalah 0,05 mg/L. Nilai turbiditas dalam air minum maksimal adalah 1,5 NTU.

Kata kunci : air, mangan, pre water treatment, turbiditas

DETERMINATION OF MANGANESE (Mn) CONDITION AND TURBIDITY IN MINERAL WATER IN PACKAGING BEFORE AND AFTER PRE WATER TREATMENT PROCESS AT PT. TIRTA

INVESTAMA

ABSTRACT

Determination of manganese (Mn) and turbidity on mineral water in pack before and after pre water treatment process was done by using pharo DR 2700 spectrophotometer with wavelenght 560 nm and turbidimeter. The determination of manganese (Mn) and turbidity was done for 5 days. Water from an unprocessed source had manganese (Mn) levels daily at 564 mg/L, 501 mg/L , 446 mg/L, 406 mg/L, and 656 mg/L. Turbidity values of 0,709 NTU, 0,667 NTU, 0,283 NTU, 0,692 NTU, and 0,312 NTU. Then in the process of pre water treatment to obtain the level of manganese (Mn) is 0,003 mg/L,0,005 mg/L,0,007 mg/L,0,005 mg/L, and 0,010 mg/L and turbidy value is 0,079 NTU, 0,103 NTU, 0,182 NTU, 0,048 NTU, and 0,120 NTU. The result of manganese (Mn) and turbidity concentration obtained after the process of pre water treatment is lower, the result has fulfilled drinking water standard at Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No.

416/MENKES/PER/IX/1990, where maximum manganese (Mn) content in drinking water is 0,05 mg/L. The maximum value of turbidity in drinking water is 1,5 NTU.

Keywords : manganese, pre water treatment, turbidity, water

iv

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia - Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan Tugas akhir ini dengan judul Penentuan Kadar Mangan (Mn) dan Turbiditas Pada Air Mineral Dalam Kemasan Sebelum dan Sesudah Proses Pre Water Treatment Di PT. Tirta Investama.

Terima kasih penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Kerista Sebayang, MS selaku Dekan di Departemen Kimia, Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini. Terima kasih kepada Bapak Dr. Minto Supeno, MS dan Dra. Nurhaida Pasaribu M.Si selaku ketua program studi dan sekertaris program studi D3 Kimia FMIPA - USU, pegawai dan rekan-rekan kuliah. Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalaskannya.

Medan, Juli 2018

Margaretha Irde Rima Pandia

DAFTAR ISI

Halaman

PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i

ABSTRAK ii

ABSTRACK iii

PENGHARGAAN iv

DAFTAR ISI v

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Permasalahan 3

1.3 Hipotesis 3

1.4 Tujuan Penelitian 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejerah Singkat Perusahaan 4

2.1.1 Awal Pendirian 5

2.1.2 Perkembangan dan Akuisisi oleh Danone 5

2.2 Air 6

2.3 Sumber Air Minum 7

2.4 Syarat Air Minum 8

2.5 Pengolahan Air Minum 10

2.6 Proses Penjernihan Air 11

2.7 Turbiditas 12

2.8 Logam Mangan 15

2.9 Spektrofotometer 17

2.10 Turbidimeter 20

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat 22

3.2 Alat dan Bahan 22

3.2.1 Alat 22

3.2.2 Bahan 22

3.3 Prosedur Percobaan 22

3.3.1 Penentuan Kadar Mn 22

3.3.2 Penentuan Nilai Turbiditas 23

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Analisa 24

4.2 Pembahasan 25

vi BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 27

5.2 Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 28

LAMPIRAN 29

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

Tabel

4.1 Data Hasil Penentuan Kadar Mangan (Mn) dan Nilai Turbiditas Sebelum Pre Water Treatment

24 4.2 Data Hasil Penentuan Kadar Mangan (Mn) dan

Nilai Turbiditas Sesudah Pre Water Treatment

24

viii

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

Gambar

2.1 Spektrofotometer Pharo DR 2700 18

2.2 Turbidimeter 21

1

BAB 1 PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hidup orang banyak, bahkan semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun generasi mendatang (Effendi,2003).

Peningkatan kualitas air minum dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan diperlukan sebagai air minum dengan mutlak diperlukan terutama apabila air tersebut berasal dari air permukaan. Pengolahan yang dimaksud bisa dimulai dari yang sangat sederhana sampai pada pengolahan yang mahir/lengkap, sesuatu dengan tingkat kekotoran dari sumber asal air tersebut. Semakin kotor semakin berat pengolahan yang dibutuhkan, dan semakin banyak ragam zat pencemar akan semakin banyak pula teknik - teknik yang diperlukan untuk mengolah air tersebut, agar bisa dimanfaatkan sebagai air minum. Oleh karena itu dalam praktek sehari - hari maka pengolahan air adalah menjadi pertimbangan yang utama untuk menentukan apakah sumber tersebut bisa dipakai sebagai sumber persediaan atau tidak (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

Air yang berasal dari sumber tambang asam dapat mengandung mangan terlarut, dan pada konsentrasi ± 1 mg/l dapat ditemukan pada perairan dengan aliran yang berasal dari tambang asam. Pada pH yang agak tinggi dan kondisi aerob terbentuk mangan yang tidak larut seperti, MnO2, Mn3O4, atau MnCO3 meskipun oksidasi dari Mn²⁺ itu berjalan relatif lambat (Achmad, 2004).

Disebut sebagai unsur trace (logam) pencemar air karena kehadirannya dalam sistem sangat sedikit, yaitu dalam skala ppm atau bahkan ppb akan tetapi memberikan dampak terhadap mahluk hidup. Unsur trace dapat mencemari air dan pengaruhnya terhadap kesehatan manusia dan beberapa diantaranya unsur ini masih tergolong nutrien yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan tumbuhan dan hewan, sedangkan sebagian lagi sudah tergolong sebagai logam berat

2

beracun. Kehadiran unsur trace ini di dalam air melebihi ambang batas akan menyebabkan polusi pada air yang dapat menyebabkan pengaruh terhadap kehidupan (Situmorang, 2007).

Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau kurang. Kadar yang lebih besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan asam dapat mengandung mangan sekitar 10-150 mg/liter. Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur toksik di perairan, misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara terbuka dan mendapat cukup oksigen, air dengan kadar mangan (Mn²⁺) tinggi (lebih dari 0,01 mg/liter) akan membentuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn²⁺ menjadi Mn⁴⁺. Koloid ini mengalami presipitasi membentuk warna coklat gelap sehingga air menjadi keruh (Effendi, 2003).

Kekeruhan dan warna dapat terjadi karena adanya zat - zat koloid berupa zat - zat yang terapung serta terurai secara halus sekali, kehadiran zat organik, lumpur atau karena tingginya kandungan logam besi dan mangan. Mangan yang terkandung dalam air tanah menyebabkan warna air menjadi kuning sampai kecokelatan, mengganggu kesehatan, menimbulkan bau kurang enak, dan keberadaannya di dalam air minum maksimum 0,1 mg/L (Kodoatie, 2010).

Peningkatan nilai turbiditas pada perairan dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13%-50% produktivitas primer. Peningkatan turbiditas sebesar 5 NTU di danau dan sungai dapat mengurangi produktivitas primer berturut-turut sebesar 75% dan 3%-13%. Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi. Akan tetapi tingginya padatan terlarut tidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan. Misalnya, air laut memiliki nilai padatan terlarut tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi. Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi, misalnya pernafasan dan daya lihat organisme akuatik, serta dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air. Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air (Effendi, 2003).

Pada proses penjernihan air di PT.TIRTA INVESTAMA, dilakukan di dalam water treatment dengan metode penyaringan melalui 4 tahap, yakni penyaringan awal di unit pre water treatment, penyaringan giant tank, penyaringan halus 5 mikron, dan penyaringan halus 1 mikron.

3

Pre water treatment merupakan penyaringan pertama yang digunakan untuk menyaring atau menstabilkan kandungan – kandungan logam mangan dan besi pada umumnya. Namun, proses penyaringan ini juga mampu menghilangkan / mengikat zat organik dan anorganik yang merupakan faktor penyebab kekeruhan (PT. Tirta Investama).

Berdasarkan hasil diatas, maka pada laporan ini akan dijelaskan penentuan kadar mangan (Mn) dan turbiditas pada air sebelum dan sesudah melewati proses pre water treatment.

I.2 Permasalahan

 Berapakah kadar mangan (Mn) dan turbiditas pada air minum dalam kemasan sebelum dan sesudah pre water treatment.

 Apakah mutu sudah memenuhi standar kualitas air minum yang diperoleh sebelum dan sesudah pre water treatment.

I.3 Hipotesis

 Pada penentuan kadar mangan (Mn) dan turbiditas digunakan metode spektrofotometri dan turbidimeter.

 Diduga kadar mangan (Mn) dan nilai turbiditas air sesudah pre water treatment akan semakin rendah.

I.4 Tujuan Penelitian

 Untuk menentukan kadar mangan (Mn) dan turbiditas yang terkandung dalam air mineral dalam kemasan sebelum dan sesudah pre water treatment.

 Untuk menentukan apakah kadar mangan (Mn) dan turbiditas sudah sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 416/MENKES/PER/IX/1990.

I.5 Manfaat Penelitian

 Memberikan informasi mengenai kadar mangan (Mn) dan turbiditas yang terkandung dalam air minum dalam kemasan sebelum dan sesudah pre water treatment.

 Memberikan informasi apakah kadar mangan (Mn) dan turbiditas sudah dapat digunakan sebagai air minum.

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Singkat Perusahaan

Aqua adalah sebuah merek air minum dalam kemasan (AMDK) yang diproduksi oleh PT. Aqua Golden Mississippi Tbk di Indonesia sejak tahun 1973. Selain di Indonesia, aqua juga dijual di Malaysia, Singapura, dan Brunei. Aqua adalah merek AMDK dengan penjualan terbesar di Indonesia dan merupakan salah satu merek AMDK yang paling terkenal di Indonesia, sehingga telah menjadi seperti merek generik untuk AMDK. Saat ini, terdapat 14 pabrik yang memproduksi aqua dengan kepemilikan berbeda - beda (3 pabrik dimiliki oleh PT.Tirta Investama, 10 pabrik dimiliki oleh PT Aqua Golden Mississippi, dan pabrik di Berastagi, Sumatera Utara dimiliki oleh PT. Tirta Investama). Sejak tahun 1998, aqua sudah dimiliki oleh perusahaan multinasional dalam bidang makanan dan minuman asal Perancis, Grup Danone, hasil dari penggabungan PT Aqua Golden Mississippi dengan Danone. Aqua Group didirikan oleh Tirto Utomo (1930 - 1994), warga asli Wonosobo yang setelah keluar bekerja dari Pertamina, dan bekerja di Petronas, mendirikan usaha air minum dalam kemasan (AMDK).

Tirto berjasa besar atas perkembangan bisnis atau usaha AMDK di indonesia, karena sebagai seorang pioner maka almarhum berhasil menanamkan nilai - nilai dan cara pandang bisnis AMDK di Indonesia.

Aqua untuk saat ini merupakan market leader dalam medan persaingan berbagai produk air mineral di Indonesia. Posisinya yang kuat disebabkan oleh faktor aqua sebagai produk air mineral yang pertama kali hadir di Indonesia serta strategi promosi dan pemasaran yang gencar.

Metode promosi yang digunakan adalah terutama melalui iklan dimedia elektronik dan cetak, mensponsori berbagai acara, serta instalasi iklan bill board secara luas. Dalam pemasarannya, grup distribusi aqua memiliki jaringan distribusi air mineral yang terluas di Indonesia, yang mana menembus sampai hampir kesetiap sudut kepulauan. Jumlah titik stok (gudang) semakin diperbanyak secara agresif sejak tahun 2005, sehingga mampu menyediakan penetrasi pasar yang lebih luas melalui rantai suplai dan penghantaran. Gudang stok ditempatkan pada area - area yang memiliki outlet retail yang banyak, termasuk pasar tradisional, sehingga setiap gudang dapat melayani masing - masing area geografis dalam waktu yang sesingkat mungkin.

5

2.1.1 Awal Pendirian

PT Aqua Golden Mississippi, selaku perusahaan pertama dari aqua group, didirikan pada tahun 1973 di Indonesia. Ide mendirikan perusahaan AMDK timbul ketikaTirto bekerja sebagai pegawai Pertamina pada awal tahun 1970-an dan pegawai Petronas pada awal dekade 1980-an.

Ketika itu Tirto bertugas menjamu delegasi sebuah perusahaan Amerika Serikat. Namun jamuan itu terganggu ketika istri ketua delegasi mengalami diare yang disebabkan karena mengkonsumsi air yang tidak bersih. Tirto kemudian mengetahui bahwa tamu - tamunya yang berasal dari negara barat tidak terbiasa meminum air minum yang direbus, tetapi air yang telah disterilkan.

Tirto mendirikan pabrik pertamanya di Pondok Ungu, Bekasi, dan menamai pabrik itu PT.

Golden Mississippi dengan kapasitas produksi enam juta liter per tahun.

2.1.2 Perkembangan dan Akuisisi oleh Danone

Pada tahun 1982, Tirto mengganti bahan baku (air) yang semula berasal dari sumur bor ke mata air pegunungan yang mengalir sendiri (self - flowing spring) karena dianggap mengandung komposisi mineral alami yang kaya nutrisi seperti kalsium, magnesium, potasium, zat besi, dan sodium. Willy Sidharta, sales dan perakit mesin pabrik pertama aqua, merupakan orang pertama yang memperbaiki sistem distribusi aqua. Ia memulai dengan menciptakan konsep delivery door to door khususnya yang menjadi cikal bakal sistem pengiriman langsung aqua. Konsep pengiriman menggunakan kardus - kardus dan galon - galon menggunakan armada yang didesain khusus membuat penjualan aqua secara konsisten menanjak hingga akhirnya angka penjualan aqua mencapai dua Triliun Rupiah pada tahun 1985.

Pada tahun 1984, pabrik aqua kedua didirikan di Pandaan, Jawa Timur sebagai upaya mendekatkan diri pada konsumen yang berada di wilayah tersebut. Setahun kemudian, terjadi pengembangan produk aqua dalam bentuk kemasan PET 220 ml. Pengembangan ini membuat produk aqua menjadi lebih berkualitas dan lebih aman untuk dikonsumsi. Pada tahun 1995, aqua menjadi pabrik air mineral pertama yang menerapkan sistem produksi in line di pabrik Mekarsari. Pemprosesan air dan pembuatan kemasan aqua dilakukan bersamaan. Hasil sistem in

6

line ini adalah botol aqua yang baru dibuat dapat segera diisi air bersih diujung proses produksi, sehingga proses produksi menjadi lebih higienis.

Pada tahun 1998, karena ketatnya persaingan dan munculnya pesaing - pesaing baru, Lisa Tirto sebagai pemilik aqua Golden Mississippi sepeninggal suaminya Tirto Utomo, menjual sahamnya kepada Group Danone pada 4 september 1998. Akuisisi tersebut dianggap tepat setelah beberapa cara pengembangan tidak cukup kuat menyelamatkan aqua dari ancaman pesaing baru. Langkah ini berdampak pada peningkatan kualitas produk dan menempatkan aqua sebagai produsen air mineral dalam kemasan (AMDK) yang tersebar di Indonesia. Pada tahun 2000, bertepatan dengan pergantian milenium, aqua meluncurkan produk berlabel Danone – Aqua (PT. Tirta Investama).

2.2 Air

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat manusia dan mahluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak akan dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan manusia membutuhkan air, mulai dari membersihkan diri (mandi), membersihkan ruangan tempat tinggalnya, menyiapkan makanan dan minuman sampai dengan aktivitas - aktivitas lainnya.

Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan proses eksresi.

Air merupakan komponen utama baik dalam tanaman maupun hewan termasuk manusia. Tubuh manusia terdiri dari 60 - 70% air. Transportasi zat - zat makanan dalam tubuh semuanya dalam bentuk larutan dengan pelarut air. Juga hara - hara dalam tanah hanya dapat diserap oleh akar dalam bentuk larutannya. Oleh karena itu kehidupan ini tidak mungkin dapat dipertahankan tanpa air.

Sebagian besar keperluan air sehari - hari berasal dari sumber air tanah dan sungai, air yang berasal dari PAM (air ledeng) juga bahan bakunya berasal dari sungai, oleh karena itu kuantitas dan kualitas sungai sebagai sumber air harus di pelihara. Kimia air (Aquatic Chemistry), merupakan ilmu yang berhubungan sengan air sungai, danau dan lautan, juga air

7

tanah dan air permukaan, yang meliputi distribusi dan sirkulasi dari bahan - bahan kimia dalam perairan alami serta reaksi -reaksi kimia dalam air (Achmad, 2004).

Air sangat dibutuhkan oleh manusia dan makhluk hidup dalam jumlah besar dan apabila terjadi kekurangan air yang disebabkan oleh perubahan iklim akan dapat mengakibatkan bahaya fatal bagi makhluk hidup. Dapat dinyatakan bahwa kualitaas air merupakan syarat untuk kualitas kesehatan manusia, karena tingkat kualitas air dapat digunakan sebagai indikator tingkat kesehatan masyarakat. Kebutuhan akan air bersih menigkat sesuai dengan pertambahan penduduk. Di beberapa daerah (tempat) dapat terjadi kasus - kasus penyakit seperti kolera yang disebabkan oleh konsumsi air yang terkontaminasi bakteri (Situmorang, 2007).

2.3 Sumber Air Minum

Air yang ada di permukaan bumi berasal dari beberapa sumber. Berdasarkan letak sumbernya air dibagi menjadi tiga, yaitu air hujan, air permukaan dan air tanah. Air hujan merupakan sumber utama dari air di bumi. Air ini pada saat pengendapan dapat dianggap sebagai air yang paling bersih, tetapi pada saat di atmosfer cenderung mengalami pencernaan oleh beberapa partikel debu, mikroorganisme dan gas (misal: karbon dioksida, nitrogen dan ammonia).

Air permukaan meliputi badan - badan air semacam sungai, danau, telaga, waduk, rawa dan sumur permukaan. Sebagian besar air permukaan ini berasal dari air hujan dan mengaami pencemaran baik oleh tanah, sampah, dan lainnya. Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi, kemudian mengalami 9 penyerapan ke dalam tanah dan penyaringan secara alami. Proses - proses ini menyebabkan air tanah menjadi lebih baik dibandingkan air permukaan (Kusnaedi, 2010).

Air tanah mengandung banyak mineral terlarut sesuai dengan daerah tempat pembentukan air dan wilayah yang dilewatinya. Air tanah masih lebih baik untuk digunakan sebagai sumber air minum bila dibandingkan dengan air permukaan, karena kebanyakan mikroorganisme yang terdapat di dalam air tanah biasanya sudah tersaring oleh tanah dan pasir pada saat proses perembesan air di dalam tanah, akan tetapi kadar garam tertentu dapat menjadi lebih tinggi (tergantung komponen garam -garam di dalam tanah). Pengambilan air tanah untuk

8

konsumsi manusia pada daerah tertentu dapat mengakibatkan aliran air di dalam tanah. Apabila pengambilan air tanah ini terjadi dalam jumlah besar, maka aliran air untuk mengganti air tanah yang menjadi masalah terutama jika air yang menggantikan air tanah tersebut berasal dari air laut yang akan dapat mengakibatkan intrusi air laut ke darat sehingga meningkatkan kadar garam tanah yang akan dapat merusak tanaman dan vegetasi terutama tanaman yang tidak mampu beradaptasi terhadap kadar garam yang tinggi (Situmorang, 2007).

Air tanah dalam terdapat setelah lapis 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 keluar dan dalam keadaan ini, sumur ini disebut dengan sumur artetis. Jika air tak dapat keluar dengan sendirinya, maka digunakanlah pompa untuk membantu pengeluaran air tanah dalam ini. Kualitas dari air tanah dalam pada umumnya lebih baik dari air dangkal, karena penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri. Susunan unsur-unsur kimia tergantung pada lapis - lapis tanah yang 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) (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

2.4 Syarat Air Minum

Pada umumnya ditentukan pada beberapa standar (patokan) yang pada beberapa negara berbeda - beda menurut kondisi negara masing - masing, perkembangan ilmu pengetahuan, dan perkembangan teknologi.

Dengan demikian dikenal beberapa standar air minum, antara lain : 1. American Drinking Water Standard

2. British Drinking Water Standard

3. W.H.O. Drinking Water Standard (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

Air siap minum ialah air yang sudah terpenuhi syarat fisik, kimia, bakeriologi serta level kontaminasi maksimum (LKM) (Maximum Contaminant Level). Level kontaminasi maksimum

9

meliputi sejumlah zat kimia, kekeruhan dan bakteri coliform yang diperkenankan dalam batas - batas aman. Lebih jelas lagi, bahwa air siap minum/air minum yang berkualitas harus terpenuhi syarat sebagai berikut :

- Harus jernih, transparan dan tidak berwarna - Tidak dicemari bahan organik maupun anorganik - Tidak berbau, tidak berasa, kesan enak bila diminum - Mengandung mineral yang cukup sesuai dengan standard - Bebas kuman / LKM coliform dalam batas aman

Untuk mendapatkan gambaran yang jelas tentang kualitas air minum maka dapat dilihat pada daftar yang dikeluarkan oleh Menkes RI No.01/Birhukmas/I/1975 tanggal 26 April 1975 tentang syarat - syarat air minum .

1. Standar air minum menurut WHO a. Syarat fisik

- Tidak berasa - Tidak berbau

- Sisa zat padat 500-1000 ppm

- Derajat kekeruhan tidak melebihi 5-15 unit - Warna 5-30 unit (skala Platina - Cobalt) - pH 7-8 atau 6,5-9,2

b. Syarat kimia Level kontaminasi - Timbal (Pb) 0,1 ppm - Selenium (Se) 0,05 ppm - Arsen (As) 0,05 ppm

- Khrom (Cr valensi VI) 0,05 ppm - Tembaga (Cu) 1,5 ppm

- Fluorida 1 ppm

c. Zat yang tidak mengganggu kesehatan tetapi tidak boleh melebihi batas yang ditentukan - Besi (Fe) 0,3-1,0 mg/l

10

- Mangan (Mn) 0,1-0,3 mg/l - Seng 1,0-1,5 mg/l

- Kalsium (Ca) 75-200 mg/l - Magnesium (Mg) 50-150 mg/l - Sulfat 200-500 mg/l

- Klorida 200-600 mg/l - Nitrogen – nitrat 0,001 mg/l - NO₃ 50 ppm

1. Standard air minum menurut Publish Health di Amerika Serikat a. Karakteristik fisik 0,1 ppm

- Kekeruhan tidak melebihi 10 ppm - Warna tidak melebihi 20 ppm - Tidak berasa atau berbau b. Kualitas kimia

- Pb tidak melebihi 0,1 ppm - Fluorida tidak melebihi 1,5 ppm - Arsen tidak melebihi 0,05 ppm

- Chromium valensi VI tidak melebihi 0,05 ppm (Gabriel, 1999).

2.5 Pengolahan Air Minum

Agar air layak untuk dikonsumsi sebagai air minum maka air yang berasal dari berbagai jenis sumber air harus terlebih dahulu diolah. Secara umum, pengolahan air dapat digolongkan menjadi 3 bagian, yaitu (1) pengolahan air untuk keperluan domestik misalnya air konsumsi rumah tangga, (2) pengolahan untuk keperluan khusus industri, dan (3) pengolahan air untuk layaki dibuang ke lingkungan. Tingkat kesulitan pengolahan air untuk konsumsi manusia tergantung pada jenis sumber air. Tingkat pengolahan dan derajat kemurnian air juga sangat ditentukan oleh sumber air dan keperluan penggunaanya. Misalnya, air untuk keperluan domestik harus didesinfektasi untuk menghilangkan mikroorganisme penyebab penyakit dan kesadahan air yang disebabkan oleh kehadiran ion kalsium dan magnesium masih bisa di toleransi. Akan tetapi berbeda dengan air yang akan digunakan untuk industri, misalnya untuk

11

pendingin mesin - mesin industri, kesadahan air harus dihilangkan serendah mungkin agar tidak terjadinya pengendapan di dalam mesin dan kehadiran bekteri dan mikroorganisme di dalam air tidak menjadi masalah. Demikian juga air limbah yang akan dikembalikan ke dalam air tidak menjadi masalah. Demikian juga air limbah yang akan dikambalikan ke dalam air sungai maka pengolahannya juga harus lebih ketat agar semua senyawa pencemar yang membahayakan lingkungan dapat dihilangkan dan tidak mencemari lingkungan.

Pembahasan terhadap pencemaran air sangat luas, terutama yang menyangkut pencemaran air yang disebabkan oleh kehadiran zat - zat kimia dalam air. Zat - zat kimia pencemar dalam air dapat berupa logam, organometalik, polutan anorganik, asbestos, nutrien alga, radionuklida, asam, basa, garam, limbah buangan, polutan organik, pestisida, limbah minyak, detergen, sedimen, dll (Situmorang, 2007).

Peningkatan kuantitas air adalah merupakan syarat kedua setelah kualitas, karena semakin maju tingkat hidup seseorang, maka akan semakin tinggi pula tingkat kebutuhan air dari masyarakat tersebut. Untuk keperluah minum maka dibutuhkan air rata - rata sebanyak 5 liter/hari, sedangkan secara keseluruhan kebutuhan akan air suatu rumah tangga untuk masyarakat Indonesia diperkirakan sebesar 60 liter/hari. Jadi untuk negara - negara yang sudah maju kebutuhan akan air pasti lebih besar dari kebutuhan untuk negara - negara yang sedang berkembang (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

2.6 Proses Penjernihan Air

Proses penjernihan air di PT. TIRTA INVESTAMA dilakukan di dalam Water Treatment dengan metode penyaringan (filtrasi) melalui tahap - tahap yang telah ditentukan oleh perusahaan.

Mata air dari rumah sumber disalurkan melalui pipa ke ruangan / unit Pre Water Treatment (PWT) yang nantinya bahan baku akan dialirkan ke Water Treatment (WT).

Proses penyaringan melalui 4 tahap yaitu penyaringan awal, penyaringan giant tank, penyaringan halus 5 mikron dan penyaringan halus 1 mikron.

12

a. Penyaringan awal di unit pre water treatment

Penyaringan awal di unit pre water treatment merupakan penyaringan pertama yang digunakan untuk menyaring/filtrat atau menstabilkan kandungan - kandungan logam mangan dan besi sesuai dengan peraturan perusahaan.

b. Penyaringan giant tank

Pada tahap ini, air yang telah melewati proses penyaringan di pre water treatment akan dikumpulkan dalam tiant tank dan akan diteruskan ke proses water treatment.

c. Penyaringan halus 5 mikron

Pada tahap ini partikel yang ukurannya lebih besar dari 5 mikron akan tersaring.

d. Penyaringan halus 1 mikron

Pada penyaringan ini bertujuan untuk menahan partikel yang lolos dari penyaringan halus 5 mikron, juga terjadi penahanan terhadap beberapa mikroba yang ukurannya lebih besar dari 1 mikron sehingga jumlah mikroba dan kotoran yang ada dapat di tekan.

Di dalam pre water treatment, terdapat green sand yang merupakan istilah dari pasir hijau yang berfungsi untuk menyaring air di dalam tangki pre water treatment. Penyaringan ini dilakukan untuk menghilangkan / mengikat polutan yang tidak dapat larut, menghilangkan / mengikat logam berat seperti Fe dan Mn, menghilangkan / mengikat zat organik (jasad renik, plankton) dan anorganik (benda halus yang tersuspensikan, seperti lumpur) yang merupakan penyebab kekeruhan. Namun, materi utama pada penyaringan ini untuk menurunkan kadar besi (Fe) dan logam mangan (Mn) (PT. Tirta Investama).

2.7 Turbiditas (kekeruhan)

Turbiditas merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah fungsi konsentrasi jika kondisi - kondisi lainnya konstan.

Metode pengukuran turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh. Instrumen pengukur perbandingan tyndall disebut sebagai tyndall meter. Dalam instrumen ini intensitas diukur secara

13

langsung. Sedang pada nefelometer, intensitas cahaya diukur dengan larutan standar (Khopkar, 2010).

Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan - bahan yang terdapat di dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus), maupun bahan organik dan anorganik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain. Kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas, yang setara dengan 1 mg/liter SiO₂.

Peningkatan turbiditas pada perairan dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13%-50% produktivitas primer. Peningkatan turbiditas sebesar 5 NTU di danau dapat mengurangi produktivitas primer berturut - turut sebesar 75% dan 3%-13%. Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi. Akan tetapi, tingginya padatan terlarut tidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan. Misalnya, air laut memiliki nilai padatan terlarut tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi.

Kekeruhan pada perairan yang tergenang (lentik), misalnya danau, lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel - partikel halus ; sedangkan kekeruhan pada sungai yang sedang banjir lebih banyak disebabkan oleh bahan - bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar, yang berupa lapisan permukaan tanah yang terbawa oleh aliran air pada saat hujan. Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi, misalnya pernapasan dan daya lihat organisme akuatik, serta dapat menghambat penetrasi cahaya kedalam air. Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air (Effendi, 2003).

Kualitas air yang baik adalah jernih (bening) dan tidak keruh. Batas maksimal kekeruhan layak minum menurut PERMENKES RI 1990 adalah 5 skala NTU. Kekeruhan air disebabkan oleh partikel - partikel yang tersuspensi di dalam air yang menyebabkan air terlihat keruh, kotor, bahkan berlumpur. Bahan - bahan yang menyebabkan air terlihat keruh antara lain tanah liat, pasir, dan lumpur. Air keruh bukan berarti tidak dapat diminum atau berbahaya bagi kesehatan.

Namun dari segi estetika, air keruh tidak layak (tidak wajar) untuk diminum (Chandra, 2005).

14

Pemurnian air dalam bahasa inggris disebut water purification yaitu suatu proses merubah keadaan air dari keruh, berbau dan berwarna, pH beraneka menjadi air yang jernih, bebas dari keruh, berbau dan berwarna serta pH yang netral.

Cara mengatasi kekeruhan dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain : 1. Pengendapan secara alami (proses sedimentasi)

Dengan cara membiarkan maka air yang mengandung lumpur kasar maupun halus akan perlahan - lahan mengendap. Proses ini memerlukan waktu 1-6 jam, sedangkan air yang mengandung koloidal tidak mungkin terjadi pengendpan secara alami.

2. Melalui proses koagulasi

Air yang mengandung koloidal akan diendapkan memakai bahan koagulan. Bahan koagulan yang dimaksud adalah F2(SO4)4, Fe(SO4), FeCl3 atau FeSO4 + Cl2 ; Al2(SO4)3.15-18 H2O, Al2(SO4)3.17H2O (tawas) atau poly aluminium chlorida (PAC).

Rasa air hasil endapan dengan kedua koagulan tersebut sangat berbeda ; Fe³⁺ memberi rasa besi pada air, sedangkan Al³⁺ tidak memberi rasa apa - apa pada air, hanya endapan yang diberi Al³⁺ berwarna putih.

3. Proses sedimentasi aktif

Apabila sudah menggunakan koagulan aluminium sulfat, poly aluminium chlorida, ferric sulfate maka koloiodal - koloidal yang berada di dalam air akan mengalami flokulasi.

Hasil flokulasi ini akan mengalami pengendapan dengan sendirinya dalam waktu 1-4 jam berikutnya. Untuk mempercepat terjadinya sedimentasi perlu dilakukan sentrifugir.

4. Melalui proses filtrasi

Koloidal yang telah mengalami flokulasi namun tidak terjadi pengendapan maka usaha selanjutnya melalui proses filtrasi. Ada 2 (dua) macam filtrasi yaitu

- Rapid sand filter

Filter pasir ini mempunyai ukuran pasir dengan diameter 0,5-1,0 mm dan butir - butir pasir yang uniform sehingga kemampuan filter semakin permeabel. Kemampuan menyaring sekitar 5-10 m³/m²/jam. Untuk meningkatkan volume penyaringan maka luas permukan pasir diperbesar dan ketinggian pasir ditinggikan untuk meningkatkan kualitas penyaringan. Tetapi perlu diketahui bahwa rapid sand filter tidak mampu menyaring bakteri. Keuntungan rapid sand filter adalah kemampuan menyaring sekitar 5-10

15

m³/m²/jam, makin luas permukaan makin besar volume air yang tersaring. Kekurangan dari rapid sand filter adalah perlu pasir murni SiO2 (99%), perlu pre treatment (pengolahan air terdahulu misalnya proses sedimen atau proses koagulasi terdahulu) dan banyak bakteri turut melewati filter.

- Slow sand filter

Filter ini mempunyai ukuran pasir dengan diameter 0,2-0,4 mm ; butir - butir pasir yang uniform dan kemampuan menyaring sekitar 0,1-0,2 m³/m²/jam. Untuk meningkatkan volume penyaringan diusahakan agar penampung dasar bak seluas mungkin. Keuntungan dari slow sand filter adalah tidak perlu adanya pre treatment oleh karena banyak bakteri akan tertahan pada filter ini dan kalau perlu cukup melakukan proses sedimentasi alami saja. Kekurangan dari slow sand filter adalah volume air yang tersaring sangat sedikit sehingga perlu membuat bak sangat besar untuk mendapatkan debit air yang diinginkan dan pasir yang dipakai untuk filter perlu dicuci kembali/ diganti dengan yang baru setiap 3 bulan sekali agar terjamin kualitas air (Gabriel, 1999).

2.8 Logam Mangan

Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu - abu keperakan yang merupakan unsur pertama logam golongan VIIB, dengan berat atom 54,94 g/mol, nomor atom 25, berat jenis 7,43 g/cm^3, dan mempunyai valensi 2,4,7 (selain 1,3,5,dan 6). Mangan digunakan dalam campuran baja, industri pigmen, las, pupuk, pestisida, keramik, elektronik, dan alloy (campuran beberapa logam dan bukan logam, terutama karbon), industri baterai, cat dan zat tambahan makanan. Di dalam hubungannya dengan kualitas air yang sering dijumpai adalah mangan dengan valensi 2, valensi 4, dan valensi 6. Di dalam sistem air alami, dan juga di dalam sistem pengolahan air, senyawa mangan dan besi berubah - ubah tergatung derajat keasaman (pH) air. Konsentrasi mangan didalam sistem air alami umumnya kurang dari 0,1 mg/L, jika konsentrasi melebihi 1 mg/L maka dengan cara biasa sangat sulit untuk menurunkan konsentrasi sampai derajat yang diizinkan sebagai air minum (Eaton, 2005).

Mangan adalah salah satu logam yang paling melimpah di kerak bumi, biasanya terbentuk dengan logam besi. Hal ini digunakan terutama dalam pembuatan besi dan paduan

16

baja, sebagai oksidan untuk pembersih, pemutih, dan desinfeksi. Sebagai kalium permanganat dan sebagai bahan dalam berbagai produk. Sekarang ini, mangan telah digunakan dalam senyawa organik, sebagai penambah oktan dalam bensin di Amerika Utara. Penyaringan mangan digunakan di beberapa lokasi untuk pengolahan air minum.

Mangan adalah unsur penting bagi manusia dan mahluk hidup lainnya dan terjadi secara alamiah pada banyak sumber makanan. Yang paling penting keadaan oksidasi lingkungan dan biologi yaitu Mn²⁺, Mn⁴⁺, dan Mn⁷⁺. Mangan secara alami terdapat banyak pada permukaan air dan sumber air tanah, terutama dalam kondisi oksidasi anaerobik atau rendah, yang merupakan sumber yang paling penting untuk air minum. Paparan terbesar untuk mangan biasanya berasal dari makanan (WHO, 2003).

Mangan termasuk logam esensial yang dibutuhkan oleh tubuh sebagaimana zat besi.

Tubuh manusia mengandung Mn sekitar 10 mg dan banyak ditemukan di liver, tulang dan ginjal.

Mn dapat membantu kinerja liver dalam memproduksi urea, karboxilase, piruvat, dan banyak lagi. Kelebihan Mn dapat menimbulkan racun yang lebih kuat dibanding besi (Janelle, 2004).

Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau kurang. Kadar yang lebih besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang dalam. Perairan asam dapat mengandung mangan sekitar 10 - 150 mg/liter. Kadar mangan dalam perairan tawar sangat bervariasi, antara 0,002 mg/liter hingga lebih dari 4,0 mg/liter. Pada air minum, kadar mangan maksimum 0,05 mg/liter. Perairan yang diperuntukkan bagi irigasi pertanian untuk tanah yang bersifat asam sebaiknya memiliki kadar mangan sekitar 0,2 mg/liter, sedangkan untuk tanah yang bersifat netral dan alkalis sekitar 10 mg/liter.

Mangan merupakan nutrien renik yang esensial bagi tumbuhan dan hewan. Logam ini berperan dalam pertumbuhan dan merupakan salah satu komponen penting pada sistem enzim.

Defisiensi mangan dapat mengakibatkan pertumbuhan terhambat, serta sistem saraf dan proses reproduksi terganggu. Pada tumbuhan, mangan merupakan unsur esensial dalam proses metabolisme (Effendi, 2003).

Efek yang merugikan dapat terjadi akibat kekurangan dan kelebihan eksposur. Mangan diketahui menyebabkan efek neurologis yang diikuti dengan inhalasi eksposur, terutama di

17

lingkungan kerja, dan telah dilakukan penelitian epidemiologi penyebab dari efek neurologis yang merugikan terjadi akibat rendahnya paparan yang terlalu tinggi pada air minum. Namun, ada sejumlah faktor pembaur potensial yang signifikan dalam studi ini, dan sejumlah penelitian lain telah gagal untuk mengamati efek buruk setelah paparan melalui air minum, data hewan terutama hewan pengerat, tidak diinginkan untuk penilaian risiko manusia karena persyaratan fisiologis untuk mangan bervariasi di antara spesies yang berbeda. Lebih lanjut, hewan pengarat memiliki nilai terbatas dalam menilai efek neurobehavioural, karena efek neurologis yang terlihat pada primata sering didahului atau disertai dengan gejala psikologis (misalnya, mudah marah, emosional yang labil), yang tidak terlihat pada hewan pengerat. Satu - satunya studi primata adalah penggunaan terbatas dalam penilaian risiko kuantitatif karena hanya satu kelompok dosis yang dipelajari di sejumlah kecil hewan dan kandungan mangan di diet basal tidak dibangkitkan (WHO, 2003).

2.9 Spektrofotometer

Sebuah spektrofotometer adalah suatu instrumen untuk mengukur transmitas atau absorbans suatu contoh sebagai fungsi panjang gelombang ; pengukuran terhadap sederetan sampel pada suatu panjang gelombang tunggal dapat pula dilakukan. Instrumen semacam itu dapat dikelompokkan secara manual atau merekan atau pengelompokan lain : berkas tunggal dan berkas rangkap. Dalam praktek instrumen berkas tunggal biasanya dijalankan dengan tangan (manual), dan instrumen berkas rangkap umumnya mencirikan perekaman automatik terhadap spektra serapan, namun dimungkinkan untuk merekam suatu spektrum dengan instrumen berkas tunggal (Underwood, 1986).

Spektrofotometer sesuai namanya adalah alat yang terdiri dari spektrofotometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang di transmisikan atau diadsorbsi. Jadi spektrofotometer digunakan untuk mengukur energi secara relatif jika energi tersebut di transmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang gelombang dari sinar putih dapat lebih terseleksi dan ini diperoleh dengan alat pengurai seperti prisma, grating atau celah optis. Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang

18

kontiniu, monokromator, sel pengabsorbsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur adsorbsi antara sampel atau blanko ataupun pembanding (Khopkar, 2003).

Alat spektrofotometer yang digunakan pada penentuan kadar mangan dapat dilihat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Spektrofotometer Pharo DR 2700 (Sumber : PT. TIRTA INVESTAMA)

Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert - Beer, bila cahaya monokromatik, melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian lagi dipancarkan.

Alat - alat instrumentasi spektrofotometer terdiri dari : 1. Sistem optik

Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer berupa susunan peralatan optik yang terkonstruksi sebagai berikut

SR—M—SK—D—A—VD

19

Keterangan :

SR = Sumber Radiasi M = Monokromator

SK = Sampel Kompartemen D = Detektor

A = Amplifier atau penguat VD = Visual Display atau meter

Setiap bagian peralatan optik dari spektrofotometer memegang fungsi dan peranan tersendiri dan saling terkait fungsi peranannya. Setiap fungsi dan peranan tiap bagian dituntut ketelitian dan ketepatan yang optimal, sehingga akan diperoleh hasil pengukuran yang tinggi tingkat ketelitian dan ketetapannya.

Dilihat dari segi spektrofotometer dapat digolongkan tiga macam yaitu : a. Sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam)

b. Sistem optik radiasi berkas ganda (double beam) c. Sistem optik radiasi berkas terpisah (spliter beam)

Pertama kali spektrofotometer diperkenalkan untuk analisis adalah spektrofotometri UV-Visible dengan sistem optik radiasi berkas tunggal (single beam) kemudian dengan kemajuan elektronika mulai dipopulerkan spektrofotometer UV-Vis radiasi berkas ganda (double beam), dengan asumsi mengambil suatu keuntungan tidak terpengaruh penurunan intensitas radiasi berkas ganda adalah tidak mungkin kedua kuvet yang dipakai adalah betul - betul identik, dan lagi intensitas radiasi yang menguji kedua kuvet juga tidak mungkin sama. Oleh karena itu, pada era terakhir ini sistem optik spektrofotometer UV-Vis cenderung pengukurannya lebih baik dari sistem opti radiasi berkas ganda. Sedangkan sistem optik radiasi berkas terpisah (spliter beam) pada prinsipnya adalah rumit sehingga memungkinkan terjadinya penurunan intensitas radiasi setelah melalui rangkaian sistem optik yang rumit dan panjang.

2. Sumber radiasi

Beberapa macam sumber radiasi yang dipakai pada spektrofotometer adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Sumber radiasi deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 190 nm - 380 nm (daerah ultraviolet dekat), karena pada rentangan panjang gelombang tersebut sumber radiasi deuterium memberikan pada spektrofotometer.

20

3. Monokromator

Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi monokromatis dari sumber radiasi monokromatis. Monokromator pada spektrofotometer biasanya terdiri dari susunan : celah (slot) masuk – filter – kisi (grating) – celah keluar.

4. Sel dan kuvet

Kuvet atau sel merupakan wadah sampel yang akan dianalisis. Ditinjau dari pemakaiannya kuvet ada dau macam yang permanen terbuat dari bahan gelas leburan silika atau disportabel untuk satu kali pemakaian terbuat dari teflon atau plastik. Ditinjau dari bahan yang dipakai membuat kuvet, ada dua macam yaitu : kuvet leburan silika (kuarsa) dan kuvet dari gelas. Kuvet dari leburan silika dapat dipakai untuk analisis kualitatif dan kuantitatif pada daerah pengukuran (380 – 1100 mm) karena bahan dari gelas mengabsorbansi radiasi UV. Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alkohol absolut atau direndam didalamnya.

Membersihkan permukaan kuvet yang basah harus dipakai kertas lensa yang bagus jangan sekali - kali memegang permukaan kuvet transparan.

5. Detektor

Detektor merupakan salah satu bagian dari spektrofotometer UV-Vis yang penting, oleh sebab itu kualitas detektor akan menentukan kualitas spektrofotometer UV-Vis. Fungsi dari detektor di dalam spektrofotometer adalah mengubah sinyal radiasi yang diterima menjadi sinyal elektronik (Mulja, 1995).

2.10 Turbidimeter

Peralatan yang pertama kali digunakan untuk mengukur turbiditas atau kekeruhan adalah Jakson Candler Turbidimeter, yang dikalibrasi dengan menggunakan silika. Kemudian Jakson Candler Turbidimeter dijadikan sebagai alat baku atau standar bagi pengukuran kekeruhan. Satu unit turbiditas Jakson Candler Turbidimeter dinyatakan dengan satuan JTU. Pengukuran kekeruhan dengan menggunakan Jakson Candler Turbidimeter bersivat visual, yaitu membandingkan air sampel dengan air standar.

Selain dengan menggunakan Jakson Candler Turbidimeter, kekeruhan sering diukur dengan metode Nephelometric. Pada metode ini, sumber cahaya dilewatkan pada sampel dan

21

intensitas cahaya yang dipantulkan oleh bahan - bahan penyebab kekeruhandiukur dengan menggunakan suspensi polimer formazin sebagai larutan standar. Satuan kekeruhan yang diukur dengan metode nephelometric adalah NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Satuan JTU dan NTU sebenarnya tidak dapat saling mengkonversi, akan tetapi Sawyer dan McCarty mengemukakan bahwa 40 NTU setara dengan 40 JTU (Effendi, 2003).

Alat turbidimeter yang digunakan untuk menentukan nilai turbiditas dapat dilihat pada Gambar 2.2

Gambar 2.2 Turbidimeter (Sumber : PT. TIRTA INVESTAMA)

Turbidimeter meliputi pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbanding lurus terehadap konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas bergantung juga pada warna. Untuk partikel yang lebih kecil, rasio tyndall sebandng dengan pangkat tiga dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang gelombangnya.

Prinsip spektrofotometri absorbsi dapat digunakan pada turbidimeter dan nefelometer.

Untuk tubidimeter, absorbsi akibat partikel yang tersuspensi diukur sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur. Meskipun presisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis, sedang akurasi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel. Setiap instrumen spektroskopi adsorbsi dapat digunakan untuk turbidimeter (Khopkar, 2010).

22

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat

Penelitian dilakukan pada bulan Februari 2018 di PT Tirta Invesama Langkat.

3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat

 Kuvet

 Spektrofotometer DR 2700

 Turbidimeter

3.2.2 Bahan

 Serbuk ascorbic acid

 Alkaline cyanide

 PAN indikator solution 0,1 %

 Air sebelum pre water treatment

 Air sesudah pre water treatment

 Aquadest

3.3 Prosedur Percobaan 3.3.1 Penentuan kadar Mn

 Dimasukkan aquadest sebanyak 10 ml kealam kuvet 1 sebagai blakno

 Dimasukkan air sebelum pre water treatment sebanyak 10 ml kedalam kuvet 2

 Dimasukkan air sesudah pre water treatment sebanyak 10 ml kedalam kuvet 3

 Ditambahkan 0,1 gr serbuk ascorbic acid kedalam masing - masing kuvet

 Ditambahkan 12 tetes alkaline cyanide kedalam masing - masing kuvet

 Ditambahkan 12 tetes PAN indikator solution 0,1 % kedalam masing - masing kuvet

23

 Dihomogenkan selama 2 menit

 Dinyalakan alat spektrofotometer DR 2700 dengan panjang gelombang 560 nm

 Diatur pengaturan untuk high manganeese

 Dimasukkan kuvet 1 kedalam alat spektrofotometer lalu ditekan zero

 Dikeluarkan kuvet 1 dari spektrofotometer

 Dimasukkan kuvet 2 kedalam alat spektrofotometer lalu ditekan read

 Dibaca dan dicatat hasilnya

 Dikeluarkan kuvet 2

 Diatur pengaturan untuk low manganeese

 Dimasukkan kuvet 1 kedalam alat spektrofotometer lalu ditekan zero

 Dikeluarkan kuvet 1 dari spektrofotometer

 Dimasukkan kuvet 3 kedalam alat spektrofotometer lalu ditekan read

 Dibaca dan dicatat hasilnya

3.3.2 Penentuan nilai turbiditas

 Dihidupkan alat turbidimeter

 Dimasukkan air sebelum pre water treatment kedalam kuvet 1

 Dimasukkan air sesudah pre water treatment kedalam kuvet 2

 Dimasukkan kuvet 1 kedalam alat turbidimeter

 Dibaca angka yang tertera pada alat turbidimeter

 Dicatat hasilnya

 Dimasukkan kuvet 2 kedalam alat turbidimeter

 Dibaca angka yang tertera pada alat turbidimeter

 Dicatat hasilnya

24

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Hasil Analisa

Berikut ini adalah tabel hasil analisa kadar mangan yang dilakukan selama lima hari mulai pada tanggal 05 Februari sampai 15 Februari 2018 menggunakan metode spektrofotometer DR 2700.

Tabel 4.1 Data Hasil Penentuan Kadar Mangan (Mn) dan Nilai Turbiditas Sebelum Pre Water Treatment

Tanggal Analisa Konsentrasi Mn Nilai Turbiditas Keterangan

05 Februari 2018 564 mg/L 0,709 NTU Raw Tank

07 Februari 2018 501 mg/L 0,667 NTU Raw Tank

09 Februari 2018 446 mg/L 0,283 NTU Raw Tank

12 Februari 2018 406 mg/L 0,692 NTU Raw Tank

15 Februari 2018 656 mg/L 0,312 NTU Raw Tank

Tabel 4.2 Data Hasil Penentuan Kadar Mangan (Mn) dan Nilai Turbiditas Sesudah Pre Water Treatment

Tanggal Analisa Konsentrasi Mn Nilai Turbiditas Keterangan 05 Februari 2018 0,003 mg/L 0,079 NTU Giant Tank 07 Februari 2018 0,005 mg/L 0,103 NTU Giant Tank 09 Februari 2018 0,007 mg/L 0,182 NTU Giant Tank 12 Februari 2018 0,005 mg/L 0,048 NTU Giant Tank 15 Februari 2018 0,010 mg/L 0,120 NTU Giant Tank

4.2 Pembahasan

Dari data yang diperoleh, kadar mangan (Mn) dan nilai turbiditas semakin rendah setelah melewati proses penyaringan dalam pre water treatment. Pada penentuan kadar mangan dengan

25

menggunakan sprektofotometer memiliki sedikit perbedaan cara kerjanya antara sampel pada raw tank (sebelum pre water treatment) dengan

sampel pada giant tank (sesudah pre water treatment). Dimana perlakuan untuk menentukan kadar mangan (Mn) pada sampel dari raw tank dengan menggunakan alat spektrofotometer menggunakan pengaturan high manganese. Sedangkan pada sampel dari giant tank menggunakan pengaturan low manganese. Hal ini dikarenakan pada giant tank air dari sumbernya masih mengandung kadar mangan yang tinggi sehingga menggunakan pengaturan high manganese pada spektrofotometer agar dapat dibaca oleh spektrofotometer.

Kadar ion mangan (Mn) terdapat dalam air mineral setelah melalui proses pre water treatment dilakukan dengan metode spektrofotometri. Mangan (Mn) yang terdapat dalam air sebelum dan sesudah pre water treatment direaksikan dengan 1-(2-pyridylazo) – 2 - naphthol (PAN) dan membentuk kompleks merah.

Reaksi :

MnO + C15H11N3O Mn (C15H11N3O2) kompleks merah

Di dalam pre water treatment terdapat media unik yang digunakan dalam hubungannya dengan sebuah penyaringan yang bertujuan untuk mengikat polutan yang tidak larut, mengikat dan menghilangkan logam berat seperti Fe dan Mn, zat kapur dan zat organik dan anorganik (penyebab kekeruhan).

Pada penentuan turbiditas menggunakan alat turbidimeter yang mengukur perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas cahaya yang datang dan kedalaman dimana cahaya mulai tidak tampak di dalam lapisan medium yang keruh (Khopkhar, 2010).

Setelah mengalami proses pre water treatment kadar turbiditas semakin rendah, hal ini disebabkan penyaringan dengan green sand di dalam pre water treatment menghilangkan salah satu penyebab kekeruhan yaitu zat organik yang meliputi jasad renik, plankton dan zat anorganik yaitu benda halus yang disuspensikan seperti lumpur.

26

Ada berbagai macam cara untuk menjernihkan air kotor. Namun yang paling banyak dikenal ialah teknik penyaringan, pengendapan, dan penyerapan. Bahan yang dipakai untuk ketiga teknik tersebut juga beraneka ragam (Untung, 2008).

Penentuan kadar mangan (Mn) dilakukan dengan metode spektrofotometri DR 2700. Dan penentuan kadar turbiditas dilakukan dengan turbidimer. Dari hasil analisa yang diperoleh, kadar mangan (Mn) dan nilai turbiditas masih sesuai dengan standar mutu yang telah ditetapkan di PT.

Tirta Investama - Langkat.

27

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

 Kadar mangan yang diperoleh sebelum pre water treatment adalah 564 mg/L, 501 mg/L, 446 mg/L, 406 mg/L, dan 656 mg/L. Sedangkan kadar Mangan pada sampel setelah pre water treatment adalah 0,003 mg/L, 0,005 mg/L, 0,007 mg/L, 0,005 mg/L, dan 0,010 mg/L.

 Nilai turbiditas yang diperoleh sebelum pre water treatment adalah 0,709 NTU, 0,667 NTU, 0,283 NTU, 0,692 NTU, dan 0,312 NTU. Sedangkan nilai turbiditas pada sampel setelah pre water treatment adalah 0,079 NTU, 0,103 NTU, 0,182 NTU, 0,048 NTU, dan 0,120 NTU.

 Kadar mangan dan nilai turbiditas sudah sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 416/MENKES/PER/IX/1990, dimana kadar mangan dalam air minum maksimal adalah 0,05 mg/L. Nilai turbiditas dalam air minum maksimal adalah 1,5 NTU.

5.2 Saran

 Sebaiknya untuk penelitian selanjutnya dilakukan di setiap hasil proses treatment agar dapat dilihat perbandingannya lebih detail.

 Sebaiknya untuk penelitian selanjutnya dalam menentukan kadar logam lebih dari satu logam.

28

DAFTAR PUSTAKA

Achmad R, 2004. Kimia Lingkungan. Edisi I. Yogyakarta : ANDI Chandra B, 2007. Pengantar Kesehatan Lingkungan. Jakarta : EGC

Day RA, Underwood AL, 1986. Analisis Kimia Kuantitatif. Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga

Effendi H, 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta : Kansius

Eaton, A. 2005. Standard Methods For Examination Of Water and Wastewater. 21^st Edition.

Marryland-USA. American Public Health Association Gabriel JF, 1999. Fisika Lingkungan. Jakarta : Hipokrates

Janelle, C. 2004. Review Article : Manganese Toxicity Upon Overexposure. Indiana-USA. John Wiley & Sons,Ltd

Khopkar SM, 2002. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : Universitas Indonesia- Press

Kodoatie RJ, Sjarief R, 2010. Tata Ruang Air. Yogyakarta : ANDI Kusnaedi, 2010. Mengelola Air Kotor Menjadi Air Minum. Jakarta. EGC Mulja M, 1995. Analisis Instrumental. Surabaya : Airlangga University Press Situmorang M, 2007. Kimia Lingkungan. Medan : UNIMED

Sutrisno CT, Suciastuti E, 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Rineka Cipta

Untung, O, 1995. Menjernihkan Air Kotor. Jakarta : Puspa Swara

WHO Library Cataloguing In Publication Data, 2004. Guidelines For Drinking Water Quality. Third Edition. Geneva : World Health Organization.

29

Lampiran 1. Persyaratan Kualitas Air Minum Dalam Kemasan (AMDK) menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990

No Parameter Satuan Air Mineral Air Dimineral

1 Bau - Tidak Berbau Tidak Berbau

2 Rasa - Tidak Berasa Tidak Berasa

3 Warna Unit Pt-Co Maks. 5 Maks. 5

4 Kekeruhan Ntu Maks. 3 Maks. 3

5 pH - 6,0 - 8,5 5,0 – 7,5

6 Zat Organik mg/l Maks. 10 -

7 Nitrat (NO3) mg/l Maks. 45 -

8 Nitrit (NO2) mg/l Maks. 3 -

9 Ammonium (NH4) mg/l Maks. 0,15 -

10 Sulfat (SO4) mg/l Maks. 200 -

11 Klorida (Cl) mg/l Maks. 250 -

12 Flourida (F) mg/l Maks. 1 -

13 Sianida (Sn) mg/l Maks. 0,05 -

14 Besi (Fe) mg/l Maks. 0,1 -

15 Mangan (Mn) mg/l Maks. 0,4 -

16 Klor Bebas (Cl2) mg/l Maks. 0,1 -

17 Kromium (Cr) mg/l Maks. 0,005 -

18 Barium (Ba) mg/l Maks.0,7 -

19 Boron (Br) mg/l Maks. 0,3 -

20 Selenium (Se) mg/l Maks. 0,01 -

21 Timbal (Pb) mg/l Maks. 0,05 Maks. 0,05

22 Tembaga (Cu) mg/l Maks. 0,5 Maks. 0,5

23 Kadmium (Cd) mg/l Maks. 0,03 Maks. 0,03

24 Raksa (Hg) mg/l Maks. 0,001 Maks. 0,001

25 Perak (Ag) mg/l - Maks. 0,025

26 Kobalt (Co) mg/l - Maks. 0,01

27 Bakteri E. Colli APM/100 ml < 2 < 2 Sumber : Badan Standardisasi Nasional, 2009

30 Lampiran 2. Daftar Persyaratan Kualitas Air Bersih Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor : 416/MENKES/PER/IX/1990.

No Parameter Satuan Kadar Maksimum Keterangan A Fisika

1 Bau - - Tidak Berbau

2 TDS mg/l 1,000 -

3 Kekeruhan NTU 5 -

4 Rasa - - Tak berasa

5 Suhu ⁰C - -

6 Warna Skala TCU 15 -

B Kimia Organik

1 Air Raksa Ppm 0,001 -

2 Alumunium Ppm 0,2 -

3 Arsen Ppm 0,05 -

4 Barium Ppm 1,0 -

5 Besi Ppm 0,3 -

6 Flourine Ppm 0,5 -

7 Cadmium Ppm 0,005 -

8 Kesadahan Ppm 500 -

9 Klorida Ppm 250 -

10 Kromium Valensi 6 Ppm 0,05 -

11 Mangan Ppm 0,1 -

12 Natrium Ppm 200 -

13 Perak Ppm 0,05 -

14 pH Ppm 6,5-8,5 -

15 Selenium Ppm 0,01 -

16 Seng Ppm 5 -

17 Sianida Ppm 0,1 -

18 Sulfat Ppm 400 -

19 Silfide sebagai H2S Ppm 0,005 -

20 Tembaga Ppm 1,0 -

21 Timbal Ppm 0,05 -

C Kimia Organik

1 Aldrin dan diedldrin Ppm 0,0007 -

2 Benzena Ppm 0,01 -

3 Benzo (a) Pyrene Ppm 0,00001 -

4 Chlordane (total

isomer) Ppm 0,0003 -

31

5 Chlordane Ppm 0,03 -

6 2,4 – D Ppm 0,10 -

7 DDT Ppm 0,03 -

8 Detergen Ppm 0,5 -

9 1,2 – Dichloroethane Ppm 0,0003 -

Sumber : Badan Standardisasi Nasional, 2009