BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang - Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir dalam Menurunkan Kadar Fe dan Mn pada Air Sumur Gali di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 20
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air merupakan bagian terbesar dari tubuh manusia. Menurut Slamet (2007), air di dalam tubuh manusia berkisar 50 – 70 % dari seluruh berat badan. Air terdapat di seluruh tubuh, di tulang berkisar 22 %, di darah dan ginjal sebesar 83 %. Dimana hampir semua reaksi pada tubuh manusia memerlukan cairan. Kegunaan air bagi tubuh manusia antara lain untuk membantu proses pencernaan, mengatur metabolism, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, serta menjaga agar tubuh tidak mengalami kekeringan (Asmadi, 2011). Agar metabolism tubuh berjalan dengan baik, dibutuhkan masukan cairan setiap harinya untuk menggantikan cairan yang hilang sekitar 1,5 – 2 liter air sehari. (Slamet, 2007).
Konsumsi air yang kurang dari jumlah idealnya menyebabkan tubuh akan mengalami kehilangan cairan (dehidrasi). Kondisi ini akan mengakibatkan tubuh mudah lemas, lelah, dan mengalami gangguan kesehatan bahkan bisa mengakibatkan kematian. Sehingga dapat disimpulkan bahwa air sangat memegang peranan penting bagi kesehatan manusia.
Mengingat pentingnya peran air, sangat diperlukan adanya sumber air yang dapat menyediakan air yang baik dari segi kuantitas dan kualitasnya. Di Indonesia, umumnya sumber air minum berasal dari air permukaan (surface water), air tanah
(ground water), dan air hujan. Yang termasuk dari salah satu sumber air tanah adalah air sumur, baik air sumur dalam maupun air sumur dangkal.
Secara kualitas, air harus memenuhi syarat fisik, kimia, bakteriologis dan radio aktif. Air yang tidak memenuhi syarat kualitas akan menimbulkan berbagai gangguan kesehatan atau penyakit, gangguan teknis maupun gangguan estetika yang menyangkut perasaan suka atau tidak suka oleh masyarakat konsumen. Demikian pula air keruh, berminyak, berbau dan berasa juga menimbulkan perasaan jijik bagi masyarakat konsumen.
Salah satu sumber air masyarakat adalah sumur gali. Segi fisik air sumur gali dapat dilihat bahwa air sumur gali di desa Pelawi Selatan Kecamatan Babalan Kabupaten Langkat berwarna kuning dan berbau logam besi (Fe) dan mangan (Mn), menimbulkan endapan pada bak tempat penampungan air, menimbulkan warna merah karat pada peralatan rumah tangga, menimbulkan noda-noda pada pakaian yang berwarna putih bila dipakai untuk mencuci dan terdapat lapisan seperti minyak pada permukaan air.
Zat besi (Fe) dalam jumlah kecil diperlukan manusia untuk pertumbuhannya, seperti dalam proses pembentukan sel darah. Menurut Almatsier (2004), besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di dalam tubuh manusia dan hewan. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh : sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, sebagai alat angkut elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi enzim di dalam jaringan tubuh.
Sementara jika Fe berlebihan dalam tubuh akan terakumulasi di hati, limpa, tulang sumsum, jantung dan jaringan lain sehingga merusak kerja jaringan tersebut.
Kerusakan jaringan karena akumulasi Fe disebut hemokromatosis. Dapat juga merusak sel alat pencernaan secara langsung, menyebabkan karies gigi, merusak kerja pankreas, otot jantung, ginjal dan beresiko terserang kanker hati dan penyakit jantung. (Widowati, 2008)
Mangan (Mn) berperan sebagai kofaktor berbagai enzim yang membantu bermacam proses metabolisme. Beberapa bentuk enzim tersebut adalah glutamine sintetase, superoksida dismutase di dalam mitokondria dan piruvat karboksilase yang berperan dalam metabolisme karbohidrat dan lipida. Enzim-enzim lain yang berkaitan dengan mangan juga berperan dalam sistem ureum, pembentukan jaringan ikat dan tulang serta pencegahan peroksidasi lipida oleh radikal bebas (Almatsier, 2004).
Untuk mangan (Mn), menurut Slamet (2007) mengatakan bahwa keracunan sering kali bersifat kronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul berupa gejala susunan syaraf ; insomnia, kemudian lemah pada kaki dan otot muka sehingga ekspresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask).
Bila pemaparan berlanjut, maka bicaranya akan melambat dan monoton, terjadi hyiperrefleksi, colonus pada patella dan tumit dan berjalan seperti penderita parkinsonism.
Hasil penelitian Ashar (2007) menunjukkan bahwa rata-rata besar resiko kesehatan akibat mengkonsumsi air yang mengandung mangan pada masyarakat yang Masyarakat yang tinggal di TPA beresiko gangguan kesehatan 8,12 kali lebih besar dari yang tinggal di luar TPA (p<0,05) dengan OR 8,109 (95% CI = 2.668 – 24.650).
Sedangkan hasil penelitian Noviandi (2012) menunjukkan bahwa variabel konsentrasi mangan (p = 0,000), laju asupan harian (p = 0,001), dan berat badan responden (p = 0,009) berpengaruh terhadap Parkinson Like Syndrome. Dari hasil uji regresi logistik berganda diketahui variabel yang paling dominan berpengaruh terhadap Parkinson
Like Syndrome adalah konsentrasi mangan dengan nilai koefisien Exp (B) 27,394.
Konsentrasi Fe dan Mn dalam air baku melebihi standar yang telah ditetapkan, maka diperlukan proses pengolahan untuk menurunkan kadar besi dan mangan tersebut. Ada beberapa cara untuk menurunkan kadar Fe dan Mn dalam air. Salah satu teknik penurunan kadar Fe dan Mn adalah oksidasi. Oksidasi yang digunakan untuk menurunkan kadar Fe dan Mn antara lain menggunakan oksigen (disebut aerasi), klor, klor dioksida, kalium permanganate dan ozone (Asmadi, 2011).
Menurut Alamsyah (2007) mengatakan bahwa proses aerasi merupakan proses penangkapan oksigen (O
2 ) di udara oleh air yang akan diproses. Tujuannya
adalah untuk mereaksikan oksigen dengan kation-kation Fe dan Mn yang terdapat di dalam air. Kation Fe dan Mn merupakan kation yang sulit mengendap di air. Apabila kation Fe dan Mn bereaksi dengan oksigen sehingga berubah dari Fe dan Mn terlarut menjadi terendap.
Hasil penelitian Sari (2011) menunjukkan bahwa, removal Fe dan Mn paling tinggi pada cascade aerator 39,4% untuk Fe dan 40,1% untuk Mn pada 3 mg/L. Fe kontrol dan sesudah perlakuan dengan zeolit dan aerasi sistim cascade dengan tingkat kepercayaan 95% (p<0,05). Hasil penelitian Taufan (2011), menunjukkan bahwa pada kecepatan aliran 1.2 m/s sistem venturi aerator mempunyai efisiensi penurunan kadar Fe dan Mn terbaik dengan nilai efisiensi sebesar 96.23% untuk Fe dan 94.91% pada Mn. Selain itu jumlah pipa venturi sebanyak lima buah mempunyai efisiensi penurunan kadar Fe dan Mn terbaik dengan nilai efisiensi sebesar 96.23% untuk Fe dan 92.37% untuk Mn. Hasil penelitian Munthe (2010), menunjukkan bahwa terdapat perbedaan antara kadar Fe air sumur gali sebelum dan sesudah melewati aerasi bertingkat sumbu kompor dengan p (0,005) < α (0,05) dengan perbedaan rata-rata kadar Fe sebelum dan sesudah sebesar 92,15 %.
Said (1999) mengatakan bahwa secara stoikiometri, untuk mengoksidasi I mg/l besi diperlukan 0,94 mg/l kalium permanganate dan untuk 1 mg/l mangan diperlukan 1,92 mg/l kalium permanganate. Dalam prakteknya, kebutuhan kalium permanganate ternyata lebih sedikit dari kebutuhan yang dihitung berdasarkan stoikiometri. Hal ini disebabkan karena terbentuknya mangan dioksida yang berlebihan yang dapat berfungsi sebagai oksidator.
Hasil penelitian Mahyudi (2010), menunjukkan bahwa terdapat pebedaan nyata penurunan kadar besi (Fe) air sumur gali dari perlakuan aerasi bertingkat, aerator dan oksidator KMnO
4 di Desa Jambur Pulau Kecamatan Perbaungan
Kabupaten Deli Serda ng dengan p (0,00) < α (0,05) dengan persentasi perbedaan penurunan kadar besi (Fe) air sumur gali 87,2 % untuk aerasi bertingkat, 30,05 %
Seiring untuk mengurangi masalah-masalah yang ditimbulkan oleh adanya zat besi (Fe) dan mangan (Mn) dalam jumlah yang berlebihan dalam air sumur gali, maka perlu dilakukan penelitian dengan mengkombinasikan metode penurunan Fe dan Mn dengan menggunakan metode aerasi bertingkat dengan kombinasi diameter pasir pada saringan pasir dengan penambahan oksidator (KMnO 4 1%).
1.2. Permasalahan
Mayoritas masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menggunakan sumur gali sebagai sumber air baku untuk keperluan mereka sehari- hari (80 %). Hasil survei awal air terlihat keruh, berbau dan meninggalkan noda pada dinding bak tempat penampungan air. Masyarakat juga mengeluhkan hal yang sama, akan air yang berwarna dan berbau karat serta menimbulkan noda tidak hanya pada bak penampungan tapi juga pada pakaian berwarna putih yang mereka cuci menggunakan air tersebut.
Pemeriksaan awal dari sampel air diperoleh data bahwa sumur gali yang dipergunakan oleh masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kecamatan Babalan Kabupaten Langkat mengandung kadar Fe 3,9987 mg/l sedangkan Mn 3 mg/l. . Angka ini melebihi nilai ambang batas yang diperkenankan dalam Permenkes No. 416/MENKES/PER/IX/1990, yakni kadar Fe maksimal untuk air bersih adalah 1,0 mg/l sedangkan Mn 0,5 mg/l.
Tingginya kadar Fe dan Mn pada air sumur gali di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menjadi permasalahan yang cukup serius bagi masyarakat sekitar, karena itu pula perlu dilakukan penelitian menggunakan alat atau metode untuk menurunkan kadar Fe dan Mn pada air sumur gali tersebut. Yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana perbedaan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 2013.
1.3. Tujuan Penelitian
Untuk mengetahui perbedaan kadar besi (Fe) dan mangan (Mn) air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat Tahun 2013.
1.4. Hipotesis
Berdasarkan variabel-variabel penelitian yang dilakukan maka hipotesa pada penelitian ini adalah :
1. Ada perbedaan antara besi (Fe) pada air sumur gali sebelum dan sesudah melewati pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir.
2. Ada perbedaan antara mangan (Mn) pada air sumur gali sebelum dan sesudah melewati pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat Penelitian ini adalah : 1. Sebagai informasi kepada penduduk Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat tentang cara pengolahan air sumur yang mengandung besi (Fe) dan mangan
(Mn).