BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Air merupakan kebutuhan vital makhluk hidup. Proses kehidupan tidak dapat berjalan
tanpa adanya air yang memadai. Kebutuhan utama untuk terselenggaranya kesehatan
yang baik ialah tersedianya air dari aspek kuantitas, kualitas, dan kontinuitas. Konsumsi
air meningkat pesat dalam 50 tahun terakhir yang sebanding dengan penurunan mutu
air. Di Indonesia masih banyak daerah yang kekurangan air bersih. Masih ada 40% atau
sekitar 90 jutaan rakyat indonesia yang menggunakan air yang tidak layak untuk
kehidupan sehari-hari (Asmadi, dkk. 2011). Air yang dibutuhkan ialah air bersih,
hygiene, dan memenuhi persyaratan,yaitu air yang berkualitas dalam aspek fisik, kimia dan bebas dari mikroorganisme, tidak berwarna, tawar dan tidak berbau. Pengguna air
yang tidak bersih dan hygiene akan mendapat resiko gangguan kesehatan (Soemirat, 2001).
Air yang digunakan masyarakat sehari-hari masih banyak yang belum memenuhi
persyaratan kesehatan. Oleh sebab itu, penjagaan mutu dengan pengelolaan sumber
daya air sangat penting dilaksanakan. Pemantauan dan interpretasi data kualitas air
mencakup kualitas fisik, kimia, dan biologi merupakan salah satu langkah pengelolaan
yang dilakukan (Effendi, 2003).
Keperluan akan air juga dirasakan oleh sarana pendidikan, salah satunya pesantren.
Pesantren merupakan suatu lembaga pendidikan Islam tertua di Indonesia. Lembaga
pendidikan yang berada dibawah naungan Kementerian Agama ini, menggunakan
sistem pendidikan asrama dengan masjid sebagai pusat aktivitasnya dan dipimpin oleh
kyai atau ustad sebagai tenaga pengajar.Pesantren Ar-Raudhatul Hasanah merupakan
pesantren yang menggunakan kurikulum agama dan kurikulum umum yang mengacu
pada Pondok Pesantren Modern Gontor Ponorogo, Jawa Timur. Tujuan Pesantren
Ar-Raudhatul Hasanah, yaitu sebagai lembaga pendidikan dan pengajaran serta sebagai
garda terdepan dalam membimbing masyarakat baik aspek sosial, ekonomi, maupun
budaya. Kondisi pesantren Ar-Raudhatul Hasanah saat ini memiliki santri sebanyak
2997 orang dengan luas lahan 7,5 Ha (Daulay, 2013). Pesantren ini menggunakan air
Air tanah adalah air yang berada di dalam tanah. Air tanah dibagi menjadi dua, air tanah
dangkal dan air tanah dalam. Air tanah dangkal merupakan air yang berasal dari air
hujan yang diikat oleh akar pohon. Air tanah ini terletak tidak jauh dari permukaan
tanah serta berada di atas lapisan kedap air. Sedangkan air tanah dalam adalah air hujan
yang meresap ke dalam tanah lebih dalam lagi melalui proses adsorpsi serta filtrasi oleh
batuan dan mineral di dalam tanah. Sehingga berdasarkan prosesnya air tanah dalam
lebih jernih dari air tanah dangkal. Air tanah ini bisa didapatkan dengan cara membuat
sumur (Kumalasari dan Satoto, 2011).
Letak sumur yang seringkali kurang memperhatikan keberadaan sumber pencemar
didekatnya seperti jamban, tempat pembuangan sampah, dan saluran pembuangan air
limbah dapat mempengaruhi kualitas air sumur. Begitupun juga dengan tidak ada atau
rusaknya dinding, lantai, maupun bibir pada konstruksi sumur memungkinkan bahan
pemcemar masuk kedalam sumur (Endah dkk, 2006).
Sumur dianggap mempunyai tingkat perlindungan sanitasi yang baik bila tidak terdapat
kontak langsung antara manusia dengan air di dalam sumur. Tempat buangan kotoran
manusia, hewan dan juga limbah sumur itu sendiri merupakan sumber kontaminan.
Rembesan sumber kontaminan tersebut sangat mudah merusak kualitas air sumur
(Entjang, 2000).
Kadar Fe dan Mn yang berada pada tingkat tinggi merupakan kontaminan umum pada
air sumur.Hasil pemeriksaan kadar Fe dan Mn pada salah satu sumur bor Pesantren
Ar-Raudhatul Hasanah ialah 3,81 mg/l dan 0,2 mg/l untuk masing-masing kadar. Di dalam
air minum Fe menimbulkan rasa, warna kuning, pengendapan pada dinding
pipa, pertumbuhan bakteri besi, dan kekeruhan, bahkan dalam dosis besar dapat
merusak dinding usus hingga kematian. Mangan dalam jumlah yang besar dalam air
minum bersifat neurotoksik. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf: insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan
muka tampak seperti topeng/mask (Soemirat, 2014).
Pada penelitian di mulyorejo utara surabaya, dengan menggunakan ketebalan media
pasir yang diaktivasi KMnO4 ialah 110 cm dengan variasi kecepatan aliran 15 ml/min,
88,96%-97,29% (Annisa et al, 2014). Penurunan Kadar Fe dan Mn, juga telah diteliti
dengan penggunaan media pasir dan karbon aktif dengan variasi ketebalan pasir 40 cm,
karbon aktif 20 cm efisiensi penurunan Fe 91,55% dan Mn 96,53% dan untuk ketebalan
pasir 80 cm, karbon aktif 40 cm efisiensi penurunan Fe 95,07 % dan Mn 97,87%
(Panigoro et al, 2015).
Penurunan kadar Fe dan Mn juga dapat menggunakan media karbon aktif dan zeolit
seperti yang telah uji oleh Hardini dan Karnaningroem (2011). Pada penelitian tersebut
dilakukan 3 tahap, yaitu besi dengan kadar 1 mg/L dan 3 mg/L, mangan dengan kadar 1
mg/L dan 2,5 mg/L, dan zat organik dengan kadar 15 mg/L dan 50 mg/L di lewatkan
pada filter berisi media karbon aktif, mangan zeolit, dan seri karbon aktif dan mangan
zeolit dengan ketebalan 25 cm dan 40 cm. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa
seri karbon aktif dan mangan zeolit dengan ketebalan 40 cm lebih optimum dalam
menurunkan kandungan besi, mangan, dan zat organik dalam air dengan efisiensi
removal untuk Fe mencapai 93,52%, Mn 97,14%, dan KMnO4 36,0%.
Penelitian Handarbeni (2013) yang meneliti keefektifan variasi susunan media filter
arang aktif, pasir zeolit dan zeolit dalam menurunkan kadar besi (Fe) air sumur dimana
kadar Fe sebelum dilakukan perlakuan yaitu 2,90 mg/l. Kadar Fe sesudah dilakukan
perlakuan dengan media filter pasir silika-arang aktif sebesar 0,23 mg/l,
zeolit-arang aktif-pasir silika sebesar 0,18 mg/l, zeolit-arang aktif-pasir silika-zeolit sebesar 0,22
mg/l. Keefektifan susunan media filter pasir silika-zeolit-arang aktif sebesar 91,83%,
zeolit-arang aktif-pasir silika sebesar 93,56% dan arang aktif-pasir silika-zeolit sebesar
92,29%. Variasi susunan media filter yang paling efektif dalam menurunkan kadar Fe
adalah susunan media filter zeolit-arang aktif-pasir silika dengan keefektifan sebesar
93,56%.
Penurunan kadar besi (Fe) dapat juga dilakukan dengan menggunakan tray aerator dan
diffuser. Efisiensi penyisihan kadar besi (Fe) yang terdapat didalam air, didapatkan untuk jenis tray aerator 5 tingkat dengan jarak setiap tingkat 40 cm memiliki efisiensi penyisihan kadar besi (Fe) lebih besar yaitu 10% dibandingkan dengan diffuser aerator
Berlandaskan pemikiran di atas, yang akan digunakan sebagai dasar penyelesaian
masalah air tanah terkait penuruan kualitas air dalam kandungan Fe dan Mn
menunjukkan perlu adanya peningkatan kualitas air tanah. Peningkatan kualitas air
tanah dapat dilakukan dengan pengolahan air yang sederhana namun tetap memberikan
kualitas yang baik dan ekonomis. Oleh karena itu, perlu dilaksanakan penelitian untuk
mengetahui pengaruh aerasi bertingkat dengan kombinasi media pasir, karbon aktif, dan
zeolit untuk penurunan kadar kontaminan tersebut.
1.2 Perumusan Masalah
Air sumur merupakan sumber air yang digunakan sehari-hari untuk keperluan mandi,
mencuci, minum dan memasak. Begitupun untuk kebutuhan aktivitas Pondok Pesantren
Ar-Raudhatul Hasanah. Kondisi air yang keruh menguning jika diendapkan kerap
menjadi problematika yang harus diselesaikan. Oleh karena itu, perlu dilakukan
penelitian dengan menggunakan alat penyaring air dengan media pasir, karbon aktif,
dan zeolit untuk meningkatkan kualitas air tanah. Variasi kombinasi aerasi dengan atau
tanpa penambahan zeolit akan diteliti untuk mendapatkan hasil terbaik.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan yang ingin dicapai oleh penulis yaitu :
1. Merancang alat pengolahan air yang dapat menghasilkan air dengan kualitas yang
baik dan ekonomis.
2. Menelaah pengaruh aerasi bertingkat dengan kombinasi media pasir, karbon aktif,
dan zeolit terhadap kualitas air.
3. Menelaah kuantitas air yang dapat diproduksi dengan kombinasi media tersebut di
atas.
1.4 Ruang Lingkup
Adapun batasan masalah penelitian sebagai berikut :
1. Kualitas air tanah yang dimaksud ialah kadar Fe dan Mn.
2. Penelitian ini hanya membahas tentang pengaruh aerasi bertingkat dengan kombinasi
media pasir, karbon aktif dan zeolit terhadap kualitas air tanah (Fe dan Mn) dan
kuantitas yang diproduksi tiap satuan menit.
3. Air tanah yang digunakan ialah air kran tangki sumur bor I pesantren Ar-Raudlatul
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini yaitu :
1. Bagi penulis :
Sebagai syarat untuk memenuhi penyusunan Tugas Akhir guna mendapatkan
gelar Sarjana dari Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik,
Universitas Sumatera Utara.
Menambah ilmu, pengalaman dan keterampilan sehingga mengasah bakat dan
kreatifitas.
Pengamalan ilmu untuk masyarakat sebagai wujud pengabdian.
2. Bagi Universitas Sumatera Utara :
Mewujudkan pengabdian Universitas Sumatera Utara untuk masyarakat dalam
pelaksanaan pembangunan bangsa.
Menghasilkan produk yang mengharumkan nama Universitas Sumatera Utara dan
sebagai bahan pengembangan penelitian.
3. Bagi Pemerintah :
Membantu pemerintah dalam pengembangan potensi mahasiswa.
Menciptakan lingkungan sehat serta memperbaiki kualitas air untuk menjaga
produktivitas sarana pendidikan
4. Bagi Masyarakat :
Memberikan rekomendasi pengolahan air untuk kebutuhan masyarakat
5. Bagi Pesantren :
Meningkatkan kualitas air bersih pondok pesantren.
Menjalin keharmonisan antara Universitas Sumatera Utara dengan Pondok
Pesantren Ar-Raudlatul Hasanah.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang, tujuan penelitian, rumusan masalah, manfaat
penelitian, ruang lingkup penelitian, serta sistematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Berisi teori dan pemahaman tentang air secara umum, penelitian
kualitas dan kuantitas air, penjelasan tentang besi (Fe) dan mangan
(Mn), metode-metode pengolalahan Fe dan Mn, penjelasan tentang
media pasir, karbon aktif, zeolit, analisa statistik, dan kerangka konsep.
BAB III : METODE PENELITIAN
Bab ini menjelaskan metode penelitian yang mencakup diagram alir,
variabel penelitian, lokasi penelitian, data dan sumber data, rancangan
alat, cara perakitan, prosedur kerja, dan teknik analisa data.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi data dan pembahasan mengenai hasil uji pH, suhu, oksigen
terlarut, kadar Fe dan Mn, debit air yang dihasilkan, perhitungan jumlah
unit alat yang dibutuhkan, dan hasil uji statistik.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi tentang kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang
