Gambar 2.5 Kerangka Teori
2.4 Kerangka Konsep
Gambar 2.6 Kerangka Konsep
Mengalami Proses Adsorbsi dengan Media
adsorban Karbon Aktif Air yang mengandung
Fe tinggi Air yang mengandung
Fe rendah
Proses adsorpsi penyerapan besi dengan menggunakan arang aktif dari cangkang sawit
dan cangkang kelapa. Dengan Perbedaan :
- Ukuran Partikel
Karbon Aktif : 1 mm dan 3 mm -
Ketebalan Karbon Aktif : 5 Cm dan 10 Cm
Penurunan kadar Fe
Pada air sumur Air sumur yang
mengandung Fe
Universita Sumatera Utara
BAB 3 METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Jenis penelitian ini adalah experimental dengan desain penelitian Factorial, untuk mengetahui penurunan kadar besi Fe dengan menggunakan karbon aktif dari
cangkang sawit dan karbon aktif dari cangkang kelapa dengan dengan ukuran partikel adalah sebagai berikut :
a 1 mm.
b 3 mm
Ketebalan karbon aktif untuk masing-masing cangkang : a
5 cm b
10 cm serta waktu penyerapan selama 5 menit. Percobaan ini dilakukan dengan 3 kali
pengulangan untuk masing-masing karbon aktif baik cangkang sawit maupun cangkang kelapa. Sementara rancangan factorial sendiri melibatkan dua atau lebih
variabel bebas. Pada rancangan factorial memungkinkan dapat digunakan, diamati serta dianalisa berbagai pengaruh dari dua atau lebih variabel secara bersamaan.
3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian 3.2.1 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Lingkungan III Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan Kota Medan.
Universita Sumatera Utara
3.2.2 Waktu Penelitian
Waktu penelitian dilaksanakan selama 6 bulan yaitu dimulai dari bulan Januari sampai dengan Juni 2013.
3.3 Objek Penelitian
Objek dalam penelitian ini adalah satu sumur gali dirumah warga yang ada di Lingkungan III Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan Kota Medan.
Pengambilan sample dilakukan secara purposive sampling pada satu sumur gali di Lingkungan III Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan Kota Medan, kemudian
dilakukan pemeriksaan terhadap sampel sebelum dan sesudah difiltrasi dengan menggunakan karbon aktif dari cangkang sawit dan karbon aktif yang berasal dari
cangkang kelapa.
3.4 Metode Pengumpulan Data 3.4.1 Data Primer
Data primer diperoleh dari hasil Pengukuran kadar Fe pada air tanah yang diukur di Laboratorium sebelum dan sesudah mengalami perlakuan filtrasi dengan
karbon aktif yang berasal dari cangkang sawit dan cangkang kelapa.
3.4.2 Data Sekunder
Data sekunder diperoleh dari Kantor Kepala Desa Labuhan dan Puskesmas Labuhan Kota Medan.
Universita Sumatera Utara
3.5 Variabel dan Definisi Operasional 3.5.1 Variabel
Dalam penelitian ini ada dua variable, yaitu variable bebas independen yang pada penelitian ini adalah jenis karbon aktif cangkang sawit dan cangkang kelapa.
Sedangkan variable terikat dependen yaitu, kadar Fe pada air tanah.
3.5.2 Definisi Operasional
1. Air sumur gali adalah air yang berasal dari dalam tanah yang di peroleh dari sumur gali.
2. Karbon aktif dari cangkang sawit adalah karbon yang berasal dari cangkang sawit dan sudah mengalami proses pengaktifan yang berfungsi sebagai adsorben.
3. Karbon aktif dari cangkang kelapa adalah karbon yang berasal dari cangkang kelapa dan sudah mengalami proses pengaktifan yang berfungsi sebagai adsorben.
4. Kadar Fe pada air sumur gali adalah kandungan unsur kimia Fe besi pada air yang bersumber dari dalam tanah yang berasal dari sumur gali dalam satuan mgl.
3.6. Prosedur Penelitian
3.6.1 Proses Pengaktifan Karbon 3.6.1.1 Alat dan Bahan
1. Alat
- Saringan dengan mesh 6 dan 12. - Oven
- Beaker glass 500 ml
Universita Sumatera Utara
- Ember
2. Bahan
- Arang dari cangkang sawit - H
3
PO
4
- Aquadest 85
3.6.1.2 Cara Pengaktifan Karbon
1. Saring arang sisa pembakaran boiler dengan menggunakan mesh 6 dan 12
untuk mendapatkan ukuran 3 mm dan 1 mm. 2.
Arang yang telah di saring tadi di rendam dengan larutan H
3
PO
4
3. Setelah 24 jam kemudian diangkat dan ditiriskan diatas saringan agar sisa
cairan H dengan
konsentrasi 85 volume, selama 24 jam.
3
PO
4
4. Kemudian karbon tersebut dikeringkan didalam oven selama 24 jam
dalam suhu 110 tidak ada lagi menempel di permukaan karbon tersebut.
O
5. Setelah dikeluarkan dari oven dan di dinginkan karbon yang telah
diaktifkan tersebut dapat dipergunakan, setelah sebelumnya dipisahkan berdasarkan ukurannya.
C.
3.6.1.3 Cara Pembuatan Media Filtrasi
1. Ambil botol aqua bekas ukuran 600 ml. 2. Potong bagian atas botol tersebut sepanjang 2 cm
3. Lubangi bagian depan bawah botol tersebut sebagai tempat untuk keluarnya air hasil penyaringan.
Universita Sumatera Utara
3.6.2 Cara Kerja 1. Proses Penyiapan Karbon Aktif dari Cangkang Sawit
Pada proses persiapan sampel karbon aktif, sampel cangkang sawit yang dihasilkan dari sisa pembakaran boiler diambil sebanyak 8 kg, kemudian sampel
yang mempunyai ukuran yang beragam tersebut di ayak dengan menggunakan ayakan mesh 6 dengan open area 3,36 mm untuk mendapatkan ukuran 3 mm
dan kemudian dilanjutkan dengan ayakan mesh 12 dengan open area 1,68 mm untuk mendapatkan ukuran 1 mm. setelah proses pengayakan maka di peroleh
sampel dengan ukuran 3 mm sebanyak 3,6 Kg dan untuk ukuran 1 mm di peroleh 3,5 Kg,
2. Proses Pengaktifan Karbon Aktif dari Cangkang Sawit
Sampel tersebut kemudian diaktivasi dengan menggunakan H
3
PO
4
dengan konsentrasi 85 dengan waktu perendaman selama 24 jam. Pada proses
aktivasi massa sampel tidak berubah karena selesai proses aktivasi padatan yang telah diaktivasi tersebut di saring dan ditiriskan sampai karbon tersebut bebas
dari cairan H
3
PO
4
lalu dicuci bersih dengan air suling dan kemudian kembali ditiriskan untuk mengurangi air bilasan yang masih melekat dipadatan tersebut.
Setelah benar-benar kering baru karbon tersebut di keringkan didalam oven dengan suhu 110
o
C selama 24 jam, lalu keluarkan dari oven dan dinginkan karbon tersebut. Setelah mengalami proses tersebut diatas maka pada saat
penimbangan karbon aktif dengan ukuran 1 mm dan 3 mm maka diperoleh
Universita Sumatera Utara
untuk ukuran 1 mm di dapat 2.5 kg dan untuk ukuran 3 mm di peroleh sebanyak 3 kg.
3. Proses Penyiapan Karbon Aktif dari Cangkang Kelapa
Sampel karbon aktif dari cangkang kelapa diperoleh dengan cara membeli dari toko bahan kimia dengan berat masing 3,5 kg untuk setiap ukuran.
4. Proses Penyiapan Media Filtrasi dari Cangkang Sawit Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Berat Karbon Aktif dan Volume Sampel Air
yang Mengandung Fe
Jenis Ukuran Ketebalan
Berat karbon gr
Tinggi botol
cm Diameter
botol cm
Volume air ml
Cangkang Kelapa
1 mm 5 cm
100
20,5 6.5
315.24
1 mm 10 cm
200 149.32
3 mm 5 cm
192 315.24
3 mm 10 cm
200 149.32
Cangkang Sawit
1 mm 5 cm
123 315.24
1 mm 10 cm
246 149.32
3 mm 5 cm
280 315.24
3 mm 10 cm
560 149.32
Berdasarkan tabel diatas dapat di uraikan bahwa untuk karbon aktif dari cangkang kelapa dengan ukuran 1 mm dan ketebalan 5 cm di peroleh berat karbon
aktif sebesar 100 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar 315,24 ml. Ukuran 1 mm dengan
ketebalan 10 cm maka di peroleh berat karbon aktif sebesar 200 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan
sebesar 149.32 ml. Ukuran 3 mm dan ketebalan 5 cm maka diperoleh berat karbon
Universita Sumatera Utara
aktif sebesar 192 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar 315.24 ml. Ukuran 3 mm dan ketebalan
10 cm maka diperoleh berat karbon aktif sebesar 200 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar
149.32 ml. Untuk karbon aktif dari cangkang kelapa sawit dengan ukuran 1 mm dan
ketebalan 5 cm di peroleh berat karbon aktif sebesar 123 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan
sebesar 315,24 ml. Ukuran 1 mm dengan ketebalan 10 cm maka di peroleh berat karbon aktif sebesar 246 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol
6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar 149.32 ml. Ukuran 3 mm dan ketebalan 5 cm maka diperoleh berat karbon aktif sebesar 280 gr untuk tinggi botol
percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar 315.24 ml. Ukuran 3 mm dan ketebalan 10 cm maka diperoleh berat karbon
aktif sebesar 560 gr untuk tinggi botol percobaan 20,5 cm dan diameter botol 6,5 cm maka volume air sampel percobaan sebesar 149.32 ml.
Universita Sumatera Utara
5. Air Baku
Air baku diambil dari sumur gali dengan menggunakan botol kemudian di bawa ke laboratorium untuk pengukuran kadar Fe dengan menggunakan alat
Inductively Couple Plasma ICP.
6. Proses Filtrasi
Air baku dengan kadar Fe yang tinggi tersebut kemudian dimasukan kedalam botol plastik yang berfungsi sebagi wadah filtrasi
yang sudah diisi dengan karbon aktif yang berasal dari cangkang sawit atau cangkang kelapa dengan ketebalan ukuran
dan waktu interaksi yang telah ditentukan. Kemudian air yang telah mengalami proses filtrasi tersebut kemudian ditampung dalam botol sample untuk kemudian di
ukur kadar Fe air tersebut dengan menggunakan alat ICP.
3.7 Metode Pengukuran Metode pengukuran untuk kadar Fe sebelum dan sesudah mengalami proses
filtrasi adalah dengan menggunakan peralatan ICP Inductively Couple Plasma di laboratorium Balai Teknik Keshatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit
BTKLPP Kelas I Medan dengan skala numerik.
3.7.1 Metode Pengukuran dengan Menggunakan ICP
Alat ini digunakan unntuk mengukur kadar Fe pada air sebelum mengalami proses filtrasi dan sesudah mengalami filtrasi. Cara kerjanya adalah sebagai
berikut :
Universita Sumatera Utara
3.7.1.1 Alat dan Bahan 1. Alat
- Inductively Couple Plasma ICP
- Pemanas listrik
- Pipet volume 3, 5, 10, 25 ml.
- Labu ukur 100, 500 ml
- Corong
- Erlenmeyer 250 ml
2. Bahan
- Larutan standar Fe 1000 mgl.
- Air suling
- Asam Nitrat, HNO
3
- Kertas saring
pekat
- Gas Argon
3.7.1.2 Persiapan Sampel dan Pembuatan Larutan Baku Besi
1. Persiapan sampel pengujian besi terlarut
- Saring sampel sebanyak 50 ml ke dalam Erlenmeyer 250 ml
- Filtrat hasil saringan siap untuk diuji.
2. Pembuatan larutan baku besi
- Pipet 5 ml larutan baku Fe 1000 mgl ke dalam labu ukur 1000 ml
- Tambahkan air suling.
Universita Sumatera Utara
3. Pembuatan larutan kerja besi
- Pipet 0, 3, 5, 10, 15, 25 ml larutan baku Fe 5 mgl ke dalam labu ukur 1000
ml. -
Tambahkan air suling sampai tepat tanda tera sehingga diperoleh kadar besi 0 ; 0,015 ; 0,025 ; 0,050 ; 0,075 ; 0,125 mgl.
- Masukkan masing-masing larutan kerja tersebut ke dalam Erlenmeyer 250
ml.
3.7.1.3 Prosedur Analisa dan Pengoperasian Inductively Couple Plasma ICP 1. Prosedur Analisa
- Atur alat ICP dan optimalkan sesuai dengan petunjuk penggunaan alat untuk
pengujian kadar besi. -
Isapkan larutan baku dan larutan sampel satu per satu ke dalam alat ICP melalui pipa injeksi alat.
- Catat konsentrasi masing-masing sampel yang terbaca di layar computer.
2. Pengoperasian Inductively Couple Plasma ICP
- Alirkan gas argon, tunggu sekitar 3 menit untuk memastikan aliran sudah
stabil. -
Hidupkan komputer, pilih program ICP Expert. -
Hidupkan water chiller, tunggu sampai tempratur stabil menunjukkan angka 19-20 ºC.
Universita Sumatera Utara
- Lakukan kalibrasi panjang gelombang komplit, pilih parameter yang akan
diperiksa dan jumlah sampel beserta standar melalui menu yang ada di komputer.
- Hidupkan plasma, tunggu sekitar 3 menit untuk memastikan plasma sudah
stabil. -
Tekan STAR ANALYSIS. -
Celupkan slang ICP ke dalam masing-masing larutan sampel sesuai perintah yang muncul di layar komputer.
- Konsentrasi sampel akan terbaca di layar komputer.
-
Setelah analisis selesai, matikan alat, komputer, dan water chiller.
3.8 Metode Analisis Data
Data yang diperoleh dari hasil pemeriksaan sampel akan dianalisis secara statistik dengan menggunakan program statistik komputer dan disajikan dalam
bentuk tabel adapun langkah analisis data yang akan dilakukan adalah sebagai berikut.:
3.8.1 Uji Anova untuk Rancangan Nested
Suatu rancangan apabila observasinya diambil dari suatu faktor berdasarkan faktor lain pada taraf yang berbeda maka rancangan tersebut disebut dengan
rancangan nested. Pada rancangan nested terdapat faktor A taraf atau tingkat, dan faktor B dengan b taraf dari tiap-tiap taraf dari A sehingga dapat dibuat beberapa
hipotesis untuk variabel-variabel yang akan di ujikan yaitu :
Universita Sumatera Utara
Untuk faktor ukuran : Hipotesis
Ho : Tidak ada perbedaan faktor ukuran terhadap daya serap karbon aktif. Ha : Ada perbedaan faktor ukuran terhadap daya serap karbon aktif tingkat
signifikan α = 0.05.
Untuk faktor ketebalan. Hipotesis
Ho : Tidak ada perbedaan faktor ketebalan terhadap daya serap karbon aktif. Ha : Ada perbedaan faktor ketebalan terhadap daya serap karbon aktif tingkat
signifikan α = 0.05.
Untuk faktor jenis. Hipotesis
Ho : Tidak ada perbedaan faktor jenis karbon terhadap daya serap karbon aktif. Ha : Ada perbedaan faktor jenis karbon terhadap daya serap karbon aktif tingkat
signifikan α = 0.05.
Universita Sumatera Utara
BAB 4 HASIL PENELITIAN
4.1 Gambaran Umum Lokasi Penelitian
Desa Martubung adalah salah satu desa yang terdapat di kecamatan Medan Labuhan kota medan, dengan luas wilayah 800 Ha yang terdiri dari 7 lingkungan
dengan batas-batas wilayah adalah sebagai berikut 2011 : -
Sebelah utara berbatasan dengan Kelurahan Pekan Labuhan. -
Sebelah timur berbatasan dengan Kelurahan Sei Mati. -
Sebelah Selatan berbatasan dengan Kelurahan Besar. -
Sebelah barat berbatasan dengan Kelurahan Rengas Pulau.
Tabel 4.1 Distribusi Sarana Air Bersih di Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan
No Sumber Air
Bersih Jumlah Pengguna
KK Pengguna
1 Sumur Gali
1024 KK 45,1
2 Sumur Pompa
122 KK 5,3
3 PAM
1123 KK 49,6
4.2 Hasil Penelitian
Kategori