Penggunaan Zeolit Dan Arang Aktip Pada Proses Pengolahan Air Sumur

PENGGUNAAN ZEOLIT DAN ARANG AKTIP PADA

PROSES PENGOLAHAN AIR SUMUR

T E S I S

Oleh

DARWIN RANGKUTI

067004006/PSL

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

S

E K

O L _A H

P A

S C

A S A R JA

N A

PENGGUNAAN ZEOLIT DAN ARANG AKTIP PADA

PROSES PENGOLAHAN AIR SUMUR

T E S I S

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan

pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

DARWIN RANGKUTI

067004006/PSL

SEKOLAH PASCASARJANA

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2010

Telah diuji pada

Tanggal : 03 Agustus 2010

PANITIA PENGUJI TESIS

Ketua : Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia Anggota : 1. Prof. Dr. Erman Munir, MSc

2. Drs. Chairuddin, MSc 3. Ir. Guslim, MS

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan di perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan. Sampel air sumur sebelum proses penjernihan dan sampel air sumur hasil proses penjernihan melalui alat penjernih dengan kombinasi perlakuan dianalisis di Laboratorium Lingkungan Badan Lingkungan Hidup Provinsi Sumatera Utara Penelitian ini dilakukan dengan mengalirkan air dari tanki air sumur ke alat penjernih untuk masing-masing kombinasi perlakuan. Kombinasi perlakuan jumlah zeolit dan jumlah arang aktif serta kecepatan aliran air yang terbaik ditentukan atas rekapitulasi hasil kualitas kekeruhan air, unsur besi dan total coliform yang terdapat dalam air.

Kombinasi antara perbandingan massa zeolit dan arang aktip serta kecepatan aliran berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kekeruhan, unsur besi dan total coliform. Kombinasi massa zeolit dan arang aktip dan kecepatan aliran terbaik adalah komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa (3,33 Kg Z : 3,75 Kg Aa) dengan Kecepatan Aliran (V1) =

0,020 liter/detik. Kombinasi ini dapat menurunkan kekeruhan air sampai 94,1% (dari 45,7 NTU menjadi 2,68 NTU), unsur besi sebesar 40,6% (dari 0,064 mg/L menjadi 0,038 mg/L), total coliform sebesar 94,5% (dari 2000 MPN menjadi 109 MPN).

Kata Kunci: Zeolit, Arang Aktip, Kekeruhan, Unsur Besi, Total Coliform dan Air Sumur.

ABSTRACT

This research was conducted at private company in Kesawan area-Medan. The sample of the water of the well before the purification process an the the sample of the water as the product of purification process is taken by the purifier with the combination of the treatment and it is analyzed at the Laboratory of the Environmental Body of North Sumatera Province. The research was conducted by flowing the water from the tank of the water of the well into furifier for each treatment combination. The combination of the treatment for the number of zeolit and the number of active carbon as well as the velocity of the best water flow determined on the racapitulation of the product of the quality of the turbidity, iron elements and the total of coliform in found the water.

The combination between the comparative of zeolit mass and active carbon as well as the velocity have significant influence to the reduction of the turbidity, iron elements, and the total of coliform. The combination of zeolit mass and active carbon and the velocity of best flow is with composition 1/2 Z : 1/2 Aa (3,33 Kg Z : 3,75 Kg Aa) with the velocity of the flow (V1) = 0,020 liter/second. This combination can to reduce the well water turbidity was up 94,1% (from 45,7 NTU becomes 2,68 NTU), the iron elements for 40,6% (from 0,064 mg/L becomes 0,038 mg/L), the total of coliform for 94,5% (from 2000 MPN becomes 109 MPN).

Key Words: Zeolit, Active Carbon, Turbidity, Iron Elements, Total of Coliform and the Well Water.

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penelitian yang berjudul: “Penggunaan Zeolit dan Arang Aktip pada Proses Pengolahan Air Sumur”, yang merupakan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kualitas air sumur di suatu perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan dapat diselesaikan.

Penelitian ini merupakan penelitian tesis sebagai syarat untuk mengikuti ujian Magister Sains pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Pada Kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia, Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc dan Bapak Drs. Chairuddin, M.Sc atas segala bimbingan dan arahan yang telah diberikan dalam penyusunan tulisan ini. Juga kepada rekan Ir. Abner Tarigan, M.Si, Drs. Riati Purba dan staf-staf UPT Laboratorium Lingkungan BLH Provinsi Sumatera Utara yang telah banyak membantu dalam penyelesaian penelitian ini saya ucapkan terima kasih.

Pada kesempatan ini kami haturkan penghargaan yang tinggi kepada Ibu dan Isteri saya Lisa Syafrida, S.Psi serta ananda tersayang Fitzal Rahim dan Maisyarah Adha yang banyak bersabar dengan tersitanya waktu selama menjalani pendidikan di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.

Semoga penelitian ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan, dan akhirnya segala saran dan kritik yang bersifat membangun selalu ditunggu demi kesempurnaan penelitian ini.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.

Medan, Juli 2010

Darwin Rangkuti Penulis

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan pada tanggal 13 Mei 1959 di Medan, Provinsi Sumatera Utara. Anak ketujuh dari pasangan H. Ibrahim Sundut Rangkuti dan Hj. Masnun Lubis.

Penulis menjalani masa pendidikan Sekolah Dasar di SD. Abadi Jaya di Medan pada tahun 1972; SMP Prayatna di Medan pada tahun 1975; SMA Prayatna di Medan pada tahun 1979; dan Fakultas Teknik Mesin USU di Medan pada tahun 1990.

Pada tahun 1980 s/d 1990 penulis bekerja berwiraswasta di bidang leveransir dan percetakan; tahun 1990 s/d 1993 penulis bekerja sebagai staf teknik konsultan perencana dan kontraktor PT. Resupra di Medan; bulan Januari tahun 1991 penulis menikah dengan Lisa Syafrida, S.Psi: dan sejak tahun 1993 s/d 2001 bekerja sebagai PNS/Staf Teknis Subdis Tata Bangunan Dinas PU. Cipta Karya Provinsi Sumatera Utara; tahun 2002 Plt. Kasi Deli Serdang pada UPT/Balai Pembinaan Wil. I Dinas Tarukim SU; tahun 2003 Pemimpin Proyek Pembangunan Gedung Diklat Prov. Sum. Utara – Medan; tahun 2005 s/d 2010 Kasi Air Bersih dan Teknik Penyehatan Lingkungan pada Dinas Penataan Ruang dan Permukiman Pemerintah Provinsi Sumatera Utara; tahun 2005 s/d 2006 Pemimpin Kegiatan Penataan Lingkungan Kawasan Perbatasan Kota Medan – Kab. Deli Serdang; tahun 2007 PPTK (Pejabat Pelaksana Teknis Kegiatan) Pembangunan Perumahan dan Permukiman Distarukim Pemerintah Provinsi Sumatera Utara.

Pada bulan Agustus tahun 2006 s/d Juli 2010 penulis mengikuti pendidikan Program Pascasarjana pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL) di Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara – Medan.

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK... i

ABSTRACT... ii

KATA PENGANTAR... iii

RIWAYAT HIDUP... iv

DAFTAR ISI……….……… v

DAFTAR TABEL... vii

DAFTAR GAMBAR... viii

DAFTAR LAMPIRAN... ix

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1. Latar Belakang……….. 1

1.2. Perumusan Masalah.……….. 5

1.3. Tujuan Penelitian………... 6

1.4. Lingkup Penelitian………. 6

1.5. Manfaat Penelitian………. 7

1.6. Hipotesis Penelitian……….………….. 8

BAB II TINJAUAN KEPUSTAKAAN……….………….. 9

2.1. Siklus Air………..……….………… 9

2.2. Air Tanah…...……….……….……….………. 11

2.3. Sumur………..………….………….. 15

2.4. Pencemaran Air……….………..…………. 15

2.5. Ciri-ciri dan Mutu Air Minum.………….…….…….……... 18

2.6. Bahan-bahan Penjernih Air.………..……… 24

BAB III METODOLOGI PENELITIAN………..……….. 27

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian………..….. 27

3.2. Bahan Penelitian……...………..……..…………. 27

3.3. Alat-alat yang Digunakan………..….………..…. 28

3.4. Model Rancangan dan Pengambilan Sampel Air……...… 30

3.6. Persiapan Penelitian………..………..……….. 34

3.7. Pengamatan Parameter………..………..……….. 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN….……….. 39

4.1. Kualitas Sumber Air…………..………...…. 39

4.2. Pelaksanaan Penelitian………...……… 39

4.3. Kualitas Air Sumur Sesudah Perlakuan……..………….…. 41

4.4. Kombinasi Perlakuan Massa Zeolit dan Arang Aktip Serta Kecepatan Aliran Air (MV)……..……..…..……….….…... 48

4.5. Beda Massa Zeolit dan Arang Aktip...……...………….… 50

4.6. Kecepatan Aliran Air pada Alat Penjernih dan Persentase Hambatannya……….……… 53

4.7. Interaksi..………..………... 58

4.8. Pencucian Media (Bahan Penjernih dan Saringan-saringan). 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………..……. 61

5.1. Kesimpulan……….……….…...………… 61

5.2. Saran……...………...………..………….……. 63

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman

4.1 Parameter Air Sebelum Dijernihkan... 39 4.2 Rata-rata Hasil Penelitian Kekeruhan (NTU) pada Perlakuan..….. 42

4.3 Rata-rata Hasil Penelitian Unsur Besi (mg/L) pada Perlakuan..…. 44 4.4 Rata-rata Hasil Penelitian Total Coliform (MPN) pada Perlakuan. 46 4.5 Kombinasi Perlakuan Massa Zeolit dan Arang Aktip serta Kecepatan Alirnya terhadap Kekeruhan, Unsur Besi dan Total

Coliform pada Air Sumur…………..……….. 48

4.6 Beda Massa Zeolit dan Arang Aktip terhadap Kekeruhan, Unsur Besi dan Total Coliform Serta Kecepatan Alirnya pada Air Sumur

yang Telah Dijernihkan……….……….. 51

4.7 Kecepatan Air Masuk ke Alat Penjernih dan Kecepatan Air

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

1.1 Skema Kerangka Pemikiran... 5

2.1 Siklus Hidrologi…... 10

2.2 Jenis Akuifer...…..………..……….…... 14

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Judul Halaman

1 Hasil Analisa... 68

2 Data Pengamatan Kekeruhan (NTU) Air Sumur... 69

3 Data Pengamatan Unsur Besi (mg/L) Air Sumur... 72

4 Data Pengamatan Total Coliform (MPN) Air Sumur... 75

5 Instalasi Sistem Penjernihan Air... 78

6 Alat-alat Penjernih 1,2 dan 3... 79

7 Tanki Air... 79

8 Bahan Penjernih Zeolit... 80

9 Bahan Penjernih Arang Aktip... 80

10 Instalasi Proses Pengolahan Penjernihan Air Sumur……….. 81

11 Air Sumur Sebelum Mendapat Perlakuan Proses Penjernihan…… 82

12 Air Sumur Setelah Mendapat Perlakuan Proses Penjernihan Komposisi 1/3 Z : 1/3 Aa : 1/3 Z……… 82

13 Air Sumur Setelah Mendapat Perlakuan Proses Penjernihan Komposisi 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa……….. 83

14 Air Sumur Setelah Mendapat Perlakuan Proses Penjernihan Komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa……… 83

15 Alat Penjernih dengan Formasi Bahan Penjernih 1/3 Z : 1/3 Aa : 1/3 Z………. 84

16 Alat Penjernih dengan Formasi Bahan Penjernih 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa... 85

17 Alat Penjernih dengan Formasi Bahan Penjernih 1/2 Z : 1/2 Aa.... 86

18 Daftar Standar Baku Mutu Air Sumur sebagai Air Bersih Permenkes R.I No. 416.Men.Kes/Per/IX/1990... 87

ABSTRAK

Penelitian ini dilakukan di perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan. Sampel air sumur sebelum proses penjernihan dan sampel air sumur hasil proses penjernihan melalui alat penjernih dengan kombinasi perlakuan dianalisis di Laboratorium Lingkungan Badan Lingkungan Hidup Provinsi Sumatera Utara Penelitian ini dilakukan dengan mengalirkan air dari tanki air sumur ke alat penjernih untuk masing-masing kombinasi perlakuan. Kombinasi perlakuan jumlah zeolit dan jumlah arang aktif serta kecepatan aliran air yang terbaik ditentukan atas rekapitulasi hasil kualitas kekeruhan air, unsur besi dan total coliform yang terdapat dalam air.

Kombinasi antara perbandingan massa zeolit dan arang aktip serta kecepatan aliran berpengaruh sangat nyata terhadap penurunan kekeruhan, unsur besi dan total coliform. Kombinasi massa zeolit dan arang aktip dan kecepatan aliran terbaik adalah komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa (3,33 Kg Z : 3,75 Kg Aa) dengan Kecepatan Aliran (V1) =

0,020 liter/detik. Kombinasi ini dapat menurunkan kekeruhan air sampai 94,1% (dari 45,7 NTU menjadi 2,68 NTU), unsur besi sebesar 40,6% (dari 0,064 mg/L menjadi 0,038 mg/L), total coliform sebesar 94,5% (dari 2000 MPN menjadi 109 MPN).

Kata Kunci: Zeolit, Arang Aktip, Kekeruhan, Unsur Besi, Total Coliform dan Air Sumur.

ABSTRACT

This research was conducted at private company in Kesawan area-Medan. The sample of the water of the well before the purification process an the the sample of the water as the product of purification process is taken by the purifier with the combination of the treatment and it is analyzed at the Laboratory of the Environmental Body of North Sumatera Province. The research was conducted by flowing the water from the tank of the water of the well into furifier for each treatment combination. The combination of the treatment for the number of zeolit and the number of active carbon as well as the velocity of the best water flow determined on the racapitulation of the product of the quality of the turbidity, iron elements and the total of coliform in found the water.

The combination between the comparative of zeolit mass and active carbon as well as the velocity have significant influence to the reduction of the turbidity, iron elements, and the total of coliform. The combination of zeolit mass and active carbon and the velocity of best flow is with composition 1/2 Z : 1/2 Aa (3,33 Kg Z : 3,75 Kg Aa) with the velocity of the flow (V1) = 0,020 liter/second. This combination can to reduce the well water turbidity was up 94,1% (from 45,7 NTU becomes 2,68 NTU), the iron elements for 40,6% (from 0,064 mg/L becomes 0,038 mg/L), the total of coliform for 94,5% (from 2000 MPN becomes 109 MPN).

Key Words: Zeolit, Active Carbon, Turbidity, Iron Elements, Total of Coliform and the Well Water.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air adalah unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Bahkan dapat dipastikan tanpa pengembangan sumberdaya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengolahan sumber daya air merupakan dasar peradaban manusia (Sunaryo, dkk, 2005).

Salah satu faktor penting penggunaan air dalam kehidupan sehari-hari adalah untuk kebutuhan air minum. Air bersih merupakan air yang harus bebas dari mikroorganisme penyebab penyakit dan bahan-bahan kimia yang dapat merugikan kesehatan manusia maupun makhluk hidup lainnya. Air merupakan zat kehidupan, di mana tidak ada satupun makhluk hidup di bumi ini yang tidak membutuhkan air. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 65-75% dari berat manusia terdiri dari air. Menurut ilmu kesehatan setiap orang memerlukan air minum sebanyak 2,5 – 3 liter setiap hari termasuk air yang berada dalam makanan. Manusia bisa bertahan hidup 2– 3 minggu tanpa makan, tetapi hanya 2 – 3 hari tanpa minum (Suripin, 2002).

Sebagian besar penduduk di Indonesia masih menggunakan air sumur sebagai sumber air bersih untuk memenuhi kebutuhan hidupnya sehari-hari. Namun untuk mendapatkan air bersih yang memenuhi persyaratan kesehatan tidaklah mudah. Hal ini disebabkan adanya bakteri dan unsur-unsur atau kandungan dalam air tersebut

yang harus dijernihkan/dimurnikan agar bersih dan layak untuk dijadikan sebagai air bersih untuk sumber air baku dan lainnya.

Dengan bertambahnya aktivitas dan jumlah penduduk, maka jumlah air bersih yang diperlukan manusia akan semakin meningkat. Secara global kuantitas sumber daya tanah dan air relatif tetap, sedangkan kualitasnya makin hari makin menurun.

Untuk pemenuhan kebutuhan masyarakat akan air bersih untuk minum, maka dilakukan pengolahan air dari sumber air. Salah satunya adalah air sumur. Air sumur umumnya masih mengandung racun dan zat-zat berbahaya lainnya, seperti misalnya unsur besi di mana unsur besi ini jika keberadaannya melebihi standard yang telah ditentukan akan menyebabkan bau dan rasa yang tidak enak, serta menimbulkan karat pada pipa dan noda pada pakaian (Steel. E.W. and T.J. Mc. Ghee., 1979), serta di dalam tubuh manusia dapat merusak dinding usus, yang dapat mengakibatkan kematian (Soemirat, J., 1994).

Untuk mengantisipasi hal tersebut di atas perlu dilakukan pengolahan misalnya proses penjernihan, agar air sumur menjadi bersih dan berkualitas. Tujuan utama proses penjernihan air sumur adalah untuk mengurangi kadar/konsentrasi bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca dan Fe, partikel tercampur serta mikro organisme pathogen dan nonpathogen. Selain itu diperlukan juga tambahan pengolahan untuk menghilangkan komponen beracun, serta bahan yang tidak dapat didegradasikan agar konsentrasi senyawa pencemar yang ada menjadi rendah. Untuk itu diperlukan pengolahan secara bertahap agar bahan tersebut di atas dapat dikurangi (Sugiharto, 1987).

Banyak ditemui sumber air sumur yang telah dibangun oleh Pemerintah (seperti di Puskesmas, Kantor Camat, Dinas dan lainnya), perindustrian, perusahaan swasta dan sumber air sumur yang dibangun masyarakat umum (penduduk), di mana kualitas/mutu airnya tidak layak untuk digunakan sebagai air bersih untuk sumber baku air minum dan lainnya (indikatornya adalah secara visual air sumur tidak layak digunakan sebagai sumber air minum langsung, dapat dilihat dari warna air yang keruh disertai dengan adanya bau logam pada air), sehingga sumber air sumurnya menjadi mubazir/tidak dapat dimanfaatkan (contohnya pada perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan, TPA Dusun II Sei Basah, Desa Tadukan Raga – Kecamatan Tanjung Morawa dan lainnya).

Pada suatu perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan, di mana perusahaan ini sudah tidak menggunakan pelayanan sistem air bersih dari PDAM (Perusahaan Daerah Air Minum) Tirtanadi Medan sehingga untuk pemenuhan kebutuhan air bersihnya mereka menggunakan air sumur. Dari pengamatan di lapangan secara visual diduga air sumurnya tercemar, akan tetapi pimpinan dan karyawan perusahaan serta lainnya masih memanfaatkan air sumur tersebut untuk keperluan sehari-harinya (misalnya untuk kebutuhan cuci tangan, bersihkan badan, berwudhuk, membersihkan peralatan-peralatan dan keperluan lainnya).

Umumnya air sumur yang tercemar bila digunakan tanpa diolah terlebih dahulu, di mana kualitas mutu airnya tidak baik sehingga dapat berdampak buruk bagi kesehatan manusia dan tubuh akan mudah terserang berbagai penyakit (seperti penyakit kulit, typhus, muntaber, diare dan lainnya).

Ada beragam alat pengolahan air untuk membantu mengatasi masalah tersebut, mulai dari yang berteknologi canggih dan berbiaya mahal (contohnya: CNI ð Water Life, AMSTRO RO Water System dan lainnya) dan teknologi sederhana serta berbiaya murah (contohnya: Alat penjernih hasil rancangan masyarakat, Alat penjernih hasil rancangan mahasiswa untuk penelitian dan lainnya). Sesuai dengan kondisi masyarakat pedesaan maupun perkotaan di Indonesia pada saat ini umumnya masih dalam kondisi ekonomi rendah, maka alat pengolahan air untuk mengatasi masalah tersebut yang sesuai adalah berteknologi sederhana dan berbiaya murah.

Sesuai dengan fakta lapangan dan studi kasus di atas dilakukan upaya mitigasi untuk membantu mengatasi hal tersebut, yaitu mengadakan perancangan suatu alat proses penjernihan air sumur yang murah, sederhana, teknologinya baik dan bahannya mudah didapat di pasaran untuk digunakan meminimasi permasalahan air sumur yang kurang baik mutu airnya dengan menggunakan media bahan penjernih zeolit dan arang aktif.

Gambar 1.1. Skema Kerangka Pemikiran

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan data tersebut di atas, maka masalah yang timbul adalah:

1. Apakah kualitas air sumur di suatu perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan - Medan yang diindikasikan tercemar, masih layak untuk dipergunakan sebagai air bersih.

Air bersih

Sumber Air Bersih (di perkotaan/pedesaan)

Daerah yang sudah terlayani PAM, tapi jaringan perpipaan kurang baik, debit sering

macet/terbatas & tidak menggunakan PAM

Daerah yang belum terlayani PAM, Sangat membutuhkan air bersih untuk

kebutuhan kehidupan sehari-hari

Menggunakan Air Sumur

Tanpa Pengolahan Perjernihan

Dengan Pengolahan Penjernihan Status Standar Mutu

Air tidak baik

Status Standar Mutu Air baik (mengacu terhadap standar mutu air minum yang berlaku)

Berdampak buruk bagi kesehatan manusia

Baik dan Aman bagi Kesehatan manusia

Badan sehat dan bisa melaksanakan aktivitas dengan baik

Sakit Kulit, Muntaber, Typhus, Diare, dan lainnya

2. Sampai seberapa baik kemampuan sistem pengolahan penjernihan air sumur hasil rancangan tersebut yang menggunakan media bahan penjernih zeolit dan arang aktif dapat meningkatkan mutu air sumur.

1.3. Tujuan Penelitian

Sesuai dengan permasalahan, maka dirumuskan tujuan penelitian, yaitu: 1. Untuk mengetahui kualitas air sumur di suatu perusahaan swasta di daerah

Kelurahan Kesawan - Medan yang terindikasi tercemar sebelum dan setelah mendapat perlakuan dari bahan penjernih pada proses pengolahan penjernihan air sumur tersebut, dengan acuan standar baku mutu air sumur sebagai air bersih.

2. Untuk mengetahui pengaruh jumlah pemberian zeolit dan arang aktif yang optimum dengan kecepatan aliran air yang sesuai pada alat proses penjernihan air sumur tersebut terhadap mutu air sumur.

1.4. Lingkup Penelitian

Bahan baku penelitian adalah air sumur suatu perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan - Medan yang tercemar (indikatornya adalah secara visual air sumur tidak layak digunakan sebagai sumber air minum langsung, dapat dilihat dari warna air yang keruh disertai dengan adanya bau logam pada air).

Variabel penelitiannya adalah:

1) Perbandingan massa zeolit dan arang aktif

a. Zeolit : Arang aktif : Zeolit = 1/3 : 1/3 : 1/3. b. Arang aktif : Zeolit : Arang aktif = 1/3 : 1/3 : 1/3. c. Zeolit : Arang aktif = 1/2 : 1/2.

2) Kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur ke alat penjernih a. Kecepatan aliran 1 (V1) = 0,020 liter/detik.

b. Kecepatan aliran 2 (V2) = 0,017 liter/detik.

c. Kecepatan aliran 3 (V3) = 0,014 liter/detik.

Parameter uji yang digunakan, yaitu Kekeruhan, Unsur Besi dan Total Coliform.

Standar mutu yang digunakan adalah sesuai dengan Standar Baku Mutu Air Sumur sebagai Air Bersih (Per.Men.Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990).

Alat yang digunakan adalah: Tangki air sumur dan penyangganya, selang saluran air sumur, alat penjernih (dari pipa paralon PVC 4), pompa air, ember tampungan air bersih dan lainnya (Gambar: Lampiran 2).

1.5. Manfaat Penelitian

1. Memberikan alternatif pemecahan permasalahan terhadap mengatasi

pemenuhan kebutuhan masyarakat akan air bersih untuk minum dan lainnya. 2. Sebagai bahan informasi bagi pihak-pihak yang membutuhkan.

1.6. Hipotesis Penelitian

Diduga adanya pengaruh nyata interaksi jumlah pemberian zeolit dan arang aktif yang berbeda dengan kecepatan alir yang berbeda pada status mutu air sumur dengan menggunakan alat pengolahan penjernihan air tersebut terhadap standar baku kualitas air sumur sebagai air bersih.

BAB II

TINJAUAN KEPUSTAKAAN

2.1. Siklus Air

Air adalah materi esensial di dalam kehidupan. Tidak satupun makhluk hidup yang tidak memerlukan dan tidak mengandung air. Sel hidup, baik tumbuh-tumbuhan ataupun hewan, sebagian besar tersusun oleh air.

Dari sejumlah 40 juta mil-kubik air yang berada di permukaan dan di dalam tanah, ternyata tidak lebih dari 0,5% (0,2 juta mil kubik) yang secara langsung dapat digunakan untuk kepentingan manusia, karena 97% dari sumber air tersebut terdiri dari air laut, 2,5% berbentuk salju abadi yang baru dalam keadaan cair dapat digunakan (Suriawiria, 1985).

Air di bumi secara terus menerus mengalami sirkulasi berupa proses penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap ke udara dari permukaan tanah dan laut, berubah menjadi awan sesudah melalui beberapa proses dan kemudian jatuh sebagai hujan atau salju ke permukaan laut atau daratan. Sebelum jatuh ke permukaan bumi sebagian langsung menguap ke udara dan sebagian jatuh ke permukaan bumi. Tidak semua hujan yang jatuh ke permukaan bumi mencapai permukaan tanah. Sebagian akan tertahan oleh tumbuh-tumbuhan di mana sebagian akan menguap dan sebagian lagi akan jatuh atau mengalir melalui daun-daun ke permukaan tanah (Sosrodarsono dkk, 1983).

Sebagian air hujan yang jatuh ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Sebagian lagi yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut (Sosrodarsono dkk, 1983).

Tidak semua butir air yang mengalir akan sampai kelaut. Dalam perjalanan ke laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah keluar kembali segera ke sungai-sungai. Tetapi sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (ground water) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah-daerah yang rendah. Sirkulasi kontinu antara air laut dan air daratan yang berjalan secara terus menerus disebut sebagai Siklus Hidrologi (Chow et al, 1988).

Air mempunyai karakteristik sebagai pelarut yang universal karena molaritasnya yang tinggi, yang mengakibatkan hampir semua senyawa dapat larut dalam air baik dalam bentuk terlarut, tersuspensi, koloid maupun yang mudah diendapkan (Soemirat, J., 1994).

Dengan adanya kesempatan kontak dengan benda dan atau makhluk hidup di bumi, menyebabkan air berubah mutunya berdasarkan tempat dan waktu. Air hujan yang jatuh ke bumi hanya mengandung sedikit unsur mineral terlarut. Segera setelah mencapai bumi, air langsung bereaksi dengan mineral dalam tanah atau batuan. Jumlah dan jenis unsur mineral yang terlarut tergantung pada komposisi kimia, struktur fisik dari batuan, derajad keasaman (pH), dan potensial redoks (Eh) dari air. Kualitas air tanah secara alami dipengaruhi oleh jenis batuan penyusun tanah yang bersangkutan. Air tanah tersebut bergerak dari daerah peresapan ke daerah luapan. Oleh karena itu susunan kimia air tanah sangat dipengaruhi oleh kandungan mineral mudah terlarut yang menyusun batuan tersebut (Todd, 1980).

2.2. Air Tanah

Menurut Sosrodarsono, dkk (1983) air tanah diartikan sebagai air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di dalam ruang-ruang antara butir-butir tanah yang membentuknya (disebut air lapisan) dan dalam retakan batuan (disebut sebagai air celah). Lapisan yang dapat dilalui dengan mudah (misal: pasir atau kerikil) disebut lapisan permeabel, sedangkan lapisan yang sulit dilalui air tanah (misal: tanah liat) disebut sebagai lapisan kedap air (aquiclude) dan lapisan yang menahan air (misal:

batu-batuan) disebut sebagai lapisan kebal air (aquifuge). Lapisan yang kedap air dan kebal air merupakan lapisan yang impermeabel yang dapat menahan air untuk berperkolasi ke dalam lapisan tanah lebih dalam lagi. Terbentuknya air tanah adalah akibat peresapan dan turunnya air hujan ke dalam lapisan permukaan tanah, yang disebut juga sebagai proses infiltrasi. Besarnya infiltrasi sangat menentukan terhadap kuantitas ketersediaan air tanah. Menurut Harto (1993) pengertian infiltrasi mengandung 2 pengertian, yaitu: kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum untuk suatu jenis tanah tertentu dan laju infiltrasi adalah laju nyata suatu jenis tanah tertentu (berpengaruh terhadap terbawanya bahan-bahan/senyawa dari permukaan ke dalam air tanah).

Secara fisik Sosrodarsono, dkk (1983) membagi beberapa faktor yang mempengaruhi infiltrasi, yaitu: dalamnya genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan jenuh air, kelembaban tanah, pemampatan oleh curah hujan, penyumbatan oleh bahan-bahan yang halus, pemampatan oleh manusia dan hewan, struktur tanah, tumbuh-tumbuhan, dan udara yang ada dalam tanah.

Air hujan merupakan sumber ketersediaan air tanah baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung air hujan terinfiltrasi ke dalam tanah, sedangkan secara tidak langsung air hujan terkumpul pada aliran sungai atau danau, yang kemudian berangsur-angsur meresap ke dalam tanah mengisi air tanah (Bouwer, 1978).

Todd (1980) dan Sosrodarsono dkk (1983), mengklasifikasikan jenis akuifer berdasarkan pada ada atau tidaknya adanya permukaan air tanah bebas, yaitu:

1) Akuifer Bebas (Unconfined Aquifer); yaitu akuifer yang terletak antara lapisan permeabel dengan lapisan impermeabel karena letaknya yang dangkal (kedalaman kurang dari 20 meter), maka air yang terdapat pada aquifer ini disebut air tanah dangkal. Tinggi permukaan tanah bervariasi dan bergantung pada luas daerah catchment, laju pemompaan dan permeabilitas akuifernya.

2) Akuifer Terkekang (Confined Aquifer); yaitu akuifer yang terletak antara dua lapisan kedap air (impermeabel). Pada akuifer ini air tanah terletak di bawah lapisan impermeabel dan mempunyai tekanan lebih besar dari tekanan atmosfir. 3) Akuifer Bocor (Leaky Aquifer); yaitu akuifer yang terletak di bawah lapisan

setengah kedap air (semi confining layer) antara akuifer bebas dengan akuifer terkekang.

4) Akuifer Tumpang (Perched Aquifer); yaitu akuifer yang terdapat pada lapisan aerasi dengan lapisan impermeabel yang berfungsi sebagai penahan air, sehingga membentuk air tanah. Akuifer jenis ini tidak dapat digunakan sebagai usaha pengembangan air tanah, karena mempunyai variasi permukaan dan volume yang besar.

Gambar 2.2. Jenis Akuifer (Todd, 1980) Air tanah terbagi atas:

a. Air tanah dangkal

Air tanah dangkal biasanya dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumur-sumur dangkal.

b. Air tanah dalam

Pengambilan air tanah dalam haruslah menggunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya hingga suatu kedalaman (100-300 m) akan didapatkan suatu lapisan air (sumur artetis). Jika tekanan air besar maka air dapat keluar dan bila perlu digunakan pompa. Kualitas dari air tanah dalam lebih berkualitas dibanding dengan air tanah dangkal.

c. Mata air

Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah dan biasanya keluar dalam bentuk rembesan yaitu air keluar dari lereng-lereng dan umbul yaitu air keluar dari suatu permukaan yang datar (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

2.3. Sumur

Sumur merupakan bentuk upaya manusia untuk mendapatkan air bersih dengan cara menyadap air tanah melalui lubang yang digali vertikal dari permukaan hingga mencapai lapisan air tanah/akuifer. Air sumur merupakan air tanah yang disadap melalui lubang yang digali vertikal dari permukaan hingga mencapai lapisan air tanah/akuifer. Sumur resapan adalah merupakan sumur atau lubang pada permukaan tanah yang dibuat untuk menampung air hujan agar dapat meresap ke dalam tanah. Sumur resapan merupakan kebalikan dari sumur air minum. Sumur resapan merupakan lubang untuk memasukkan air ke dalam tanah, sedangkan sumur air minum berfungsi untuk menaikkan air tanah ke permukaan. Dengan demikian berbeda kontruksi dan kedalaman di atas muka air tanah. Sumur air minum digali lebih dalam lagi atau di bawah muka air tanah (Kusnaedi, 2000).

2.4. Pencemaran Air

Menurunnya kualitas air disebabkan oleh terjadinya pencemaran air. Menurut Peraturan Pemerintah R.I No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan

Pengendalian Pencemaran Air, yang dimaksud dengan pencemaran airadalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain kedalam air dan atau berubahnya tatanan (komposisi) air oleh kegiatan manusia atau proses alam, sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Status mutu air

adalah tingkat kondisi mutu air yang menunjukkan kondisi cemar atau kondisi baik pada suatu sumber air dalam waktu tertentu dengan membandingkan dengan baku mutu air yang ditetapkan. Baku mutu air adalah batas/kadar yang diperbolehkan bagi zat atau bahan pencemar terdapat dalam air. Mutu air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan atau diuji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metoda tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku. Kondisi cemar adalah penyimpangan sifat-sifat air dari keadaan normal, bukan dari kemurniannya. Air yang tersebar di alam tidak pernah terdapat dalam bentuk murni, tetapi bukan berarti semua air sudah tercemar. Sebagai contoh, meskipun di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari polusi, air hujan selalu mengandung bahan-bahan terlarut seperti carbondioxida, oksigen dan nitrogen serta bahan-bahan tersuspensi seperti debu dan partikel-partikel lainnya yang terbawa melalui atmosfer. Air permukaan, air sungai dan air sumur biasanya mengandung bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca dan Fe dan lainnya. Pengelolaan kualitas air adalah upaya pemeliharaan dan pengolahan air sehingga tercapai kualitas air yang diinginkan sesuai peruntukannya untuk menjamin agar kualitas air tetap dalam kondisi alamiahnya (Fardiaz, 1992).

Beberapa kualitas air yang perlu dikenal untuk kegunaan praktis sehari-hari adalah antara lain:

1) Standar kualitas air minum (nasional maupun internasional).

2) Standar kualitas air untuk rekreasi atau tempat-tempat pemandian alam (nasional maupun internasional).

3) Standar kualitas air yang dihubung-hubungkan dengan bahan buangan dari industri (Waste Water Effluent).

4) Standar kualitas air sungai (stream standard), tersebut ini masih membedakan macam-macam standar berdasarkan pertimbangan kegunaannya. Air sungai yang digunakan sebagai media atau sumber hayati adalah berbeda bila digunakan sebaliknya sebagai sumber baku PAM. Demikian pula, berbeda bila sungai tersebut peranannya sengaja dikorbankan hanya sebagai tempat penampungan dan pembuangan segala bahan buangan sehingga tidak lagi dituntut persyaratan standar yang begitu tinggi seperti standar-standar lainnya (Ryadi, 1984).

Air yang terpolusi selalu mengandung padatan yang dapat dibedakan atas empat kelompok berdasarkan besar partikelnya dan sifat-sifat lainnya, yaitu:

a. Padatan terendap (sedimen). b. Padatan tersuspensi dan koloid. c. Padatan terlarut.

Air dapat menimbulkan berbagai akibat gangguan kesehatan terhadap sipemakai, ini disebabkan karena:

1) Adanya kemampuan dari air untuk melarutkan bahan-bahan padat,

mengabsorbsikan gas-gas dan bahan cair lainnya, sehingga semua air alam mengandung mineral dan zat-zat lain dalam larutan yang diperolehnya dari udara, tanah dan bukit-bukit yang dilaluinya. Kandungan bahan dan zat-zat ini dalam air pada konsentrasi tertentu dapat menimbulkan efek gangguan kesehatan pada sipemakai.

2) Air sebagai faktor utama dalam penularan berbagai penyakit infeksi bakteri-bakteri usus tertentu seperti typus, disentri dan kolera (Hadi dkk, 1979).

2.5. Ciri-ciri dan Mutu Air Minum

Air murni adalah zat-zat yang tidak mempunyai warna, rasa dan bau yang terdiri dari hydrogen dan oksigen dengan rumus kimia H2O. Karena air merupakan

suatu larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut di dalamnya. Dengan demikian, air mengandung zat-zat terlarut. Di samping itu, akibat daur hidrologi, air juga mengandung berbagai zat lainnya, termasuk gas. Zat ini sering disebut pencemar yang terdapat dalam air (Linsley dan Franzin, 1995).

Ciri-ciri air yang terpolusi sangat bervariasi, tergantung dari jenis air dan polutannya atau komponen yang mengakibatkan polusi. Sebagai contoh air minum yang terpolusi mungkin rasanya akan berubah meskipun perubahan baunya mungkin

sukar dideteksi, bau yang menyengat mungkin timbul pada pantai laut, sungai yang terpolusi berat atau minyak yang terlihat terapung pada permukaan air laut menunjukkan adanya polusi. Tanda-tanda polusi air yang berbeda ini disebabkan oleh sumber dan jenis polutan yang berbeda-beda (Stoker and Seagar, 1972).

Syarat-syarat dan pengawasan kualitas air minum dikatakan bahwa standar persyaratan kualitas air minum perlu ditetapkan dengan pertimbangan:

1) Air minum yang memenuhi syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam rangka pemeliharaan, perlindungan dan meningkatkan derajat kesehatan masyarakat.

2) Perlu mencegah adanya penyediaan dan atau pembagian air minum untuk umum yang tidak memenuhi syarat-syarat kesehatan (Shuval, 1980).

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Men.Kes/Per./IX/1990 tentang air sumur sebagai air bersih persyaratan kualitas air minum meliputi persyaratan bakteriologis, kimiawi, fisika dan radioaktif.

Pengawasan kualitas air minum dilaksanakan oleh Dinas Kesehatan Kabupaten/Kota melalui kegiatan, antara lain:

1) Inspeksi sanitasi dan pengambilan sampel air termasuk air pada sumber air baku, proses produksi, jaringan distribusi, air minum isi ulang dan air minum dalam kemasan.

2) Pemeriksaan kualitas air dilakukan di tempat/di lapangan dan atau di laboratorium.

Mengenai standar kualitas air minum dikenal beberapa standar kualitas air minum baik yang bersifat nasional maupun internasional. Beberapa standar kualitas air minum adalah:

1) Standar Kualitas Fisik Air Minum. a. Suhu

Suhu dalam air akan mempengaruhi reaksi kimia, terutama jika suhu tersebut sangat tinggi. Suhu akan mempengaruhi secara langsung toksisitas bahan kimia pencemar, pertumbuhan mikroorganisme dan virus. Secara umum kelarutan bahan padat dalam air akan meningkat dengan meningkatnya suhu. Suhu yang normal di perairan adalah 25ºC (Goldman,

1983). b. Warna

Warna dalam air umumnya didapat dari hasil penguraian daun-daunan, tanah humus, kayu dan zat organik, di samping itu dapat juga disebabkan oleh keberadaan besi (ferri humate). Warna dipengaruhi oleh banyaknya zat padat terlarut dan padatan tersuspensi. Bahan yang dapat menyebabkan warna adalah tanah liat, lumpur, bahan organik, serta partikel-partikel kecil tersuspensi lainnya. Warna merupakan sifat air yang tidak membahayakan, akan tetapi mempengaruhi segi estetika dari penerimaan masyarakat. Tingkat pengolahan warna tergantung pada penyebab warna dan karakteristik air (Sawyer dan Mc. Carthy, 1989).

c. Kekeruhan

Air dikatakan keruh, apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna yang berlumpur dan kotor. Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan meliputi: tanah liat, lumpur serta bahan-bahan organik lainnya, tetapi ia jadi tidak disenangi karena rupanya dan mengurangi nilai estetika dari air tersebut (Sawyer dan Mc. Carthy, 1989).

2). Standar Kualitas Kimia Air Minum a. Derajat keasaman (pH)

pH adalah merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan intensitas keadaan asam atau basa sesuatu larutan. Dalam penyediaan air, pH merupakan faktor yang harus dipertimbangkan mengingat bahwa derajat keasaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan yang akan dilakukan. Kebanyakan mikroorganisme tumbuh baik pada pH 6,0 - 8,0. World Health Organization menetapkan bahwa standar pH pada air minum adalah 6,5 – 8,5 dan Depkes RI 6,5-8,5. Jika pH air lebih kecil dari 6,5 dan lebih besar dari 8,5 akan menyebabkan korosi pada pipa-pipa air dan dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

b. Total Padatan Terlarut

Bahan padat adalah bahan yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan pengeringan pada suhu 103°C - 105°C. U.S. Public Health Service

menetapkan batas kadar maksimum total padatan terlarut sebesar 1000 mg/L dan Depkes RI menetapkan 1000 mg/L. Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan standar kualitas air minum adalah akan menimbulkan rasa yang tidak enak pada lidah (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

c. Unsur Besi (Fe)

Unsur besi merupakan unsur yang penting dan berguna untuk metabolisme tubuh. Setiap hari tubuh memerlukan unsur besi 7-35 mg. Depkes RI menetapkan kadar maksimum unsur besi terdapat dalam air minum adalah 0,3 mg/L. Apabila konsentrasi unsur ini melebihi ± 2 mg/L akan

menimbulkan noda-noda pada peralatan dan bahan-bahan yang berwarna putih. Dan unsur ini juga dapat menimbulkan bau dan warna pada air minum dan warna koloid pada air. Selain itu dapat menyebabkan warna air menjadi kemerah-merahan dan membentuk endapan pada pipa-pipa air (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

d. Chlorida (Cl)

Konsentrasi 250 mg/L unsur ini dalam air merupakan batas maksimal konsentrasi yang dapat mengakibatkan timbulnya rasa asin. U.S. Public Health Service menetapkan batas kadar klorida dalam air minum adalah 250 mg/L. Depkes RI menetapkan 250 mg/L sebagai kadar maksimum yang diperbolehkan. Dengan adanya klorida yang berlebihan dalam air

dapat mengakibatkan rasa asin pada air dan menyebabkan korosi pada pipa-pipa saluran air (Sutrisno dan Suciastuti, 1987).

e. Chromium (Cr)

Chromium dalam tubuh dapat bersifat karsiogenik pada saluran pernafasan dan dapat menyebabkan kanker kulit. Menurut standar kualitas air minum yang ditetapkan oleh Depkes RI kadar Chromium dalam air minum adalah 0,05 mg/L sedangkan menurut U.S. Public Health Service maupun standar WHO Internasional adalah 0,05 mg/L (Sutrisno dan Suciastuti, 1987). 3). Standar Kualitas Biologis (Bakteriologis) Air Minum

Adanya organisme pathogen di perairan merupakan indikasi adanya pencemaran air. Mengingat tidak mungkin mengidentifikasi berbagai organisasi pathogen berada di perairan, maka pengukurannya menggunakan bakteri coli sebagai indikator organisme.

Bakteri coli adalah organisme yang biasa hidup di dalam pencernaan manusia atau hewan yang berdarah panas. Bakteri dipakai sebagai indikator organisme karena mudah ditemukan dengan cara yang sederhana, tidak berbahaya, sulit hidup lebih lama daripada patogen lainnya (Suriawiria, 1993).

Air minum tidak boleh mengandung bakteri-bakteri penyakit (pathogen) sama sekali dan tidak boleh mengandung bakteri-bakteri golongan coli melebihi batas-batas yang ditentukan yaitu 1 Coli/ 100 ml air. Oleh karena itu, sebelum air konsumsi diminum sebaiknya dimasak terlebih dahulu hingga mendidih dengan suhu 100°C (pada tekanan udara normal 1 Atm).

Standarisasi bakteriologis air ditentukan dengan perkiraan Terdekat Jumlah Kuman Golongan Koli dalam setiap 100 cc contoh air, yaitu yang disebut dengan istilah Most Probable Number of Coliform Organisme (M.P.N).

2.6. Bahan-bahan Penjernih Air

Pada pengolahan penjernihan air yang digunakan untuk mengurangi pengotoran bahan organik, mengurangi kadar/konsentrasi bahan-bahan metal terlarut, partikel tercampur termasuk benda yang tidak dapat diuraikan (nonbiodegradable) ataupun gabungan antara bau, warna dan rasa. Banyak bahan-bahan penjernih air dengan bentuk padat digunakan sebagai bahan penyerap. Adapun bahan yang sering digunakan adalah:

1) Zeolit

2) Arang aktif (Karbon aktif) (Mara dan Cairncross, 1994).

Penggunaan air tanah untuk air bersih yang layak diminum masih menghadapi kendala terutama di daerah dataran rendah disebabkan oleh adanya kadar besi (Fe). Untuk menghilangkan kadar Fe digunakan zeolit, di mana zeolit dapat mengadsorbsi kadar Fe (Hardjono dkk, 2001).

Proses adsorbsi dalam penggunaan zeolit terjadi akibat tumbukan antara partikel-partikel tersuspensi dengan butiran zeolit. Proses adsorbsi yang lebih penting terjadi sebagai hasil daya tarik-menarik elektrostatis, yaitu antara partikel-partikel yang mempunyai muatan listrik berlawanan. Zeolit yang bersih mempunyai muatan listrik negatip, dengan demikian dapat mengadsorbsi partikel-partikel yang bermuatan

positip dalam bentuk koloid (seperti flok karbonat, besi dan aluminium) (Hardjono dkk, 2001).

Zeolit adalah mineral alam yang ditemukan di daerah sekitar gunung berapi, mula jadi zeolit ditemukan dalam batuan berbutir halus (tuf) yang terbentuk dari hasil sedimentasi, debu volkanik yang telah mengalami proses alterasi. Mineral alam zeolit biasanya masih tercampur dengan mineral lainnya seperti kalsit dan kuarsa atau mengendap pada daerah sumber air panas (Las, 2000).

Zeolit ini sering digunakan untuk mengurangi kadar/konsentrasi bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca dan Fe. Zeolit ini biasanya ditulis dengan reaksi kimia oksida atau berdasarkan sel kristal M2Oal2O3SiO2. Sifat umum zeolit antara

lain mempunyai susunan kristal yang agak lunak, berat jenis 2 - 2,4, berstruktur tiga dimensi serta mempunyai pori-pori yang dapat diisi oleh molekul air. Zeolit ini biasanya berwarna kebiruan-kehijauan, putih dan coklat (Sugiharto, 1987).

Arang aktif (Carbon Aktif) adalah arang yang diolah lebih lanjut pada suhu tinggi sehingga pori-porinya lebih terbuka dapat digunakan sebagai bahan absorben, mempunyai daya serap/absorbsi yang tinggi terhadap bahan yang terbentuk larutan atau uap, bahan koloid organik (termasuk bakteri). Arang aktip dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon baik organik maupun anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dari tempurung kelapa, kayu dan batubara (Pari, 1999).

Pengolahan air bersih dengan menggunakan arang aktif (carbon aktif) biasanya digunakan sebagai proses kelanjutan dari pengolahan secara fisis yaitu kekeruhan. Arang aktif pada kejadian ini dipergunakan untuk mengurangi kadar dari

benda-benda organik terlarut yang ada. Proses ini biasanya digunakan untuk melengkapi proses pengolahan secara biologis (Gordon et al, 1968).

Penggunaan zeolit dan arang aktip merupakan salah satu proses pengolahan air yang paling efektif, murah dan sederhana. Disebut efektif karena hanya dengan satu macam pengolahan saja dapat dihasilkan pemisahan atau pengurangan kekeruhan air sampai tingkat yang dapat ditoleransi untuk air minum, penurunan kadar warna dan konsentrasi bakteri yang cukup tinggi karena dengan jumlah zeolit yang banyak maka peluang berkurangnya kandungan zat organik dan besi semakin besar. Murah karena pada dasarnya dalam proses tersebut tidak memerlukan energi dan bahan kimia, serta pembangunan sistem prosesnya tidak memerlukan biaya yang besar. Sederhana karena operasinya tidak memerlukan tenaga khusus yang terdidik dan terampil. Oleh karena cara ini sangat efektif digunakan di negara-negara berkembang seperti Indonesia (Hardjono dkk, 2001).

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di sekitar lokasi sumur suatu perusahaan swasta di daerah Kelurahan Kesawan – Medan (Gambar Lokasi: Lampiran 16). Sampel air sumur sebelum proses penjernihan dan sampel air sumur hasil proses penjernihan melalui alat penjernih dengan kombinasi perlakuan tersebut (variasi komposisi massa zeolit dan arang aktip serta variasi kecepatan aliran air) diperiksakan/diteliti di Laboratorium Lingkungan Badan Lingkungan Hidup Provinsi Sumatera Utara. Penelitian ini dilaksanakan dari bulan September 2009 sampai dengan bulan Desember 2009.

3.2. Bahan Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: a). Air sumur

b). Zeolit (uk. 1 s/d 2 mm) c). Arang aktif (uk. 1 s/d 2 mm)

d). Larutan suspensi induk kekeruhan 400 NTU e). Larutan HNO3 pekat

f). Larutan CaCO3

3.3. Alat-alat yang Digunakan 3.3.1. Alat Penjernih Penelitian

Alat Penjernih untuk penelitian ini dengan rincian sebagai berikut: a). Paralon PVC 4” (80 cm)

b). Paralon PVC 4” yang dikecilkan menjadi D = 10 cm (tinggi = 10 cm) c). DOP PVC 4” (Tutup atas)

d). DOP PVC 4” (Tutup bawah), untuk pembersihan dilengkapi dengan: Nipel drat luar ¾ ”

Tutup Nipel drat dalam ¾” Mur ¾ ” dan Ring karet

e). Screen diameter lobang ± 1 mm (kasa nyamuk stainless) f). Screen diameter lobang ± 1 cm (plat besi tebal 1 mm) g). Untuk saluran air masuk (Inlet) : - Nipel drat luar ½ ”

- Mur pengikat nipel ½ ” dan ring karet - Socket double drat dalam ½ ”

- Floksok drat luar ½ ” dan gerigi selang h). Untuk saluran air keluar (Outlet) : - Nipel drat luar ½ ”

- Mur pengikat nipel ½ ” dan Ring karet - Socket double drat dalam ½ ”

- Kran ½ ” i). Slang plastik ½”, Lem PVC dan Siltif

3.3.2. Alat-alat untuk Analisa

a) Turbidimetri yang telah dikalibrasi b) Tabung Nester

c) Saringan Membran berpori 0,45 µm

d) Gelas Piala 100 mL e) Kaca Arloji

f) Labu ukur 50 mL

g) Pipet ukuran 2, 4, 6, 8 dan 10 mL h) Spektrofotometri

i) Botol Winkler

j) Lemari pendingin

k) Tabung 10 mL DS

l) Tabung 10 mL SS

3.4. Model Rancangan dan Pengambilan Sampel Air

Model rancangan yang digunakan pada penelitian ini adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial, yang terdiri dari kombinasi 2 (dua) faktor perlakuan dan setiap faktor terdiri dari 3 (tiga) taraf perlakuan dengan ulangan 3 (tiga) kali:

1. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan

Zeolit : Arang aktif : Zeolit = 1/3 : 1/3 : 1/3

dan dengan 3 taraf perlakuan kecepatan aliran air masuk (V1,V2 dan V3)

a. Pada kecepatan aliran 1  V1 = 0,020 liter/detik

20 cm Z : 20 cm Aa : 20 cm Z = (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 20 = 1899,7 cm 3 b. Pada kecepatan aliran 2  V2 = 0,017 liter/detik

20 cm Z : 20 cm Aa : 20 cm Z = (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 20 = 1899,7 cm 3 c. Pada kecepatan aliran 3 _ V3 = 0,014 liter/detik

20 cm Z : 20 cm Aa : 20 cm Z = (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 20 = 1899,7 cm 3 2. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan

Arang aktif : Zeolit : Arang aktif = 1/3 : 1/3 : 1/3 dan dengan 3 taraf perlakuan kecepatan aliran air masuk (V1,V2 dan V3)

dari tanki air sumur ke alat penjernih.

a. Pada kecepatan aliran 1 _ V1 = 0,020 liter/detik

20 cm Aa : 20 cm Z : 20 cm Aa = (2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2 . 20 = 1899,7 cm 3 b. Pada kecepatan aliran 2 _ V2 = 0,017 liter/detik

(2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2 . 20 = 1899,7 cm 3 c. Pada kecepatan aliran 3  V3 = 0,014 liter/detik

20 cm Aa : 20 cm Z : 20 cm Aa = (2,5 kg Aa) : (2,2 kg Z) : (2,5 kg Aa)

Volume kolom 20 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2 . 20 = 1899,7 cm 3 3. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan

Zeolit : Arang aktif = 1/2 : 1/2

dan dengan 3 taraf perlakuan kecepatan aliran air masuk (V1,V2 dan V3)

dari tanki air sumur ke alat penjernih.

a. Pada kecepatan aliran 1  V1 = 0,020 liter/detik

30 cm Z : 30 cm Aa = ( 3,33 kg Z) : ( 3,75 kg Aa) Volume kolom 30 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 30 = 2849,55 cm 3

b. Pada kecepatan aliran 2  V2 = 0,017 liter/detik

30 cm Z : 30 cm Aa = ( 3,33 kg Z) : ( 3,75 kg Aa) Volume kolom 30 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 30 = 2849,55 cm 3

c. Pada kecepatan aliran 3 _ V3 = 0,014 liter/detik

30 cm Z : 30 cm Aa = ( 3,33 kg Z) : ( 3,75 kg Aa) Volume kolom 30 cm = ð. R 2. t = 3,14 (5,5)2. 30 = 2849,55 cm 3

Pengambilan sampel air dilakukan setelah air benar-benar jernih keluar dari alat penjernih tersebut dan dilakukan dengan alat pengambil contoh air dan sampel air harus mewakili setiap air yang keluar dari alat penjernih tersebut. Contoh sampel air

yang diambil, terbagi ke dalam dua botol sampel yang dipergunakan untuk keperluan pengamatan parameter-parameter di laboratorium.

Parameter-parameter yang diamati:

1). Standar Fisis, yaitu : Kekeruhan 2). Standar Kimia, yaitu : Unsur Besi (Fe) 3). Standar Biologis, yaitu : TotalColiform

(Standar Nasional Indonesia, 1991)

Analisis pemeriksaan parameter-parameter percobaan tersebut di atas dilakukan di UPT Laboratorium Lingkungan Badan Lingkungan Hidup Prov. SU.

Hasil pemeriksaan laboratorium ini dibandingkan dengan Standar Mutu Air Sumur sebagai Air Bersih (Permenkes R.I No. 416/Men.Kes/Per./IX/1990).

3.5. Model Analisa Pengujian Penelitian

Y

_ijk

= µ +

á

_ijk

+

â

_ijk

+ (

áâ

)

_ijk

+

å

_ijk

Di mana:

Y_ijk = Pengamatan pada unit percobaan yang mendapat kombinasi perlakuan massa zeolit dan arang aktip serta kecepatan aliran air.

µ = Efek nilai tengah

á_ijk = Efek perlakuan massa zeolit dan arang aktip

(áâ)_ijk = Efek kombinasi faktor perlakuan massa zeolit dan arang aktip serta kecepatan aliran air

å_ijk = Efek galat faktor perlakuan massa zeolit dan arang aktip serta kecepatan aliran air

3.6. Persiapan Penelitian

Setelah desain komponen alat penjernihan air selesai dirancang dan disiapkan maka penelitian dilaksanakan dengan prosedur sebagai berikut:

1) Tanki diisi dengan air dengan cara pemompaan air dari media ember bawah. 2) Zeolit dan arang aktif disiapkan dan dicuci hingga bersih.

3) Lubang pemasukan dan pengeluaran media dibuka.

4) Zeolit dan arang aktif dimasukkan melalui lubang pemasukan media sesuai dengan perbandingan kapasitas, formasi dan batas-batas yang ditentukan 5) Lubang pemasukan media ditutup dengan penutup (dop) dan lubang control

(bagian bawah) juga ditutup dan air dari tangki siap untuk dialirkan ke alat penjernih.

6) Tangki air dihubungkan dengan alat penjernih melalui selang. Selang dimasukkan ke floksok ½”bagian atas (saluran permukaan air).

7) Saluran pengeluaran air (kran) alat penjernih dihubungkan dengan selang. Dari sambungan ini, dihubungkan dengan wadah penampung air (Gambar: Lampiran 2).

8) Air ditest dan diuji mengalir melalui alat penjernih selama ± seminggu untuk menetralisir karena air masih berwarna keruh (berwarna hitam akibat arang aktif dan keputih-putihan akibat zeolit).

3.7. Pengamatan Parameter

A. Standar Fisis

Cara pemeriksaan kekeruhan dapat dilakukan dengan metode Turbidimetri. Dengan prinsip membandingkan intensitas cahaya yang dibiaskan oleh suatu contoh dengan intensitas cahaya yang dibiaskan oleh baku suspensi tertentu dalam kondisi yang sama. Adapun prosedur kerja dalam pemeriksaan kekeruhan air adalah:

1) Turbidimetri dikalibrasi berdasarkan petunjuk penggunaan alat yang dikeluarkan pabriknya.

2) Disiapkan sampel air yang akan diperiksa kedalam tabung nester sebanyak 50 mL.

3) Apabila kekeruhan lebih rendah dari 40 NTU, maka sampel diberi larutan suspensi induk kekeruhan 400 NTU dan dibiarkan hingga gelembung udara hilang. Kemudian larutan tersebut dimasukkan ke dalam tabung pada Nephelometer, skala kekeruhan dibaca secara langsung dari alat dan kekeruhannya dapat dihitung dari kurva kalibrasi.

4) Tetapi, apabila kekeruhan lebih besar dari 40 NTU maka harus dilakukan pengenceran sehingga diperoleh skala kekeruhan antara 30-40 NTU.

B. Standar Kimia.

Analisa kadar besi didapatkan dengan menggunakan metode Spektrofotometri pada panjang gelombang 248,3 nm. Besi terlarut adalah unsur besi dalam air yang dapat lolos melalui saringan membran berpori 0,45 µm.

Adapun prosedur pengujian kadar besi dalam air adalah:

1) Disiapkan 100 ml sampel air yang akan diuji, lalu disaring secara duplo dengan saringan membran berpori 0,45 µm.

2) Sampel uji dimasukkan kedalam tabung reaksi 50 mL dikocok lalu dimasukkan ke gelas piala 100 mL.

3) Ditambahkan 5 mL HNO3 pekat dan dipanaskan dengan perlahan-lahan

sampai sisa volumenya 15-20 mL.

4) Ditambahkan lagi 5 ml HNO3 pekat, kemudian ditutup gelas piala dengan

kaca arloji dan dipanaskan lagi.

5) Penambahan asam dan pemanasan dilanjutkan sampai semua logam larut,

yang terlihat dari warna endapan dalam sampel uji menjadi agak putih atau jernih.

6) Kemudian ditambahkan lagi 2 mL HNO3 pekat dan dipanaskan kira-kira

10 menit kemudian kaca arloji dibilas dan air bilasannya dimasukkan ke dalam gelas piala.

7) Dipindahkan sampel uji masing-masing kedalam labu ukur 50 mL yang telah berisi 12,5 mL larutan CaCO3 dan ditambahkan air suling sampai

8) Dimasukkan larutan logam Fe 1,0 gr kedalam labu ukur 100 mL dan ditambahkan air suling sampai pada 50 mL.

9) Dimasukkan dengan pipet 2, 4, 6, 8 dan 10 mL larutan induk besi masing-masing ke dalam labu ukur 1000 mL dan tambahkan air suling sehingga diperoleh kadar besi 2, 4, 6, 8 dan 10 mg/L.

10)Larutan baku tersebut dimasukkan ke dalam tabung reaksi secara duplo sebanyak 20 mL.

11)Setiap sampel diisapkan satu persatu ke dalam alat SSA melalui pipa kapiler.

12)Kemudian dicatat serapan masuknya, lalu untuk mendapatkan kadar besi digunakan kurva kalibrasi.

C. Standar Biologis (Bakteriologis)

1) Sampel air minum dimasukkan ke wadah steril (botol winkler) dan disimpan di lemari pendingin.

2) Disiapkan 5 tabung berisi 10 mL media LB double strength (DS) dan 10 tabung berissi 10 mL media LB single strength (SS), di dalam tiap-tiap tabung terdapat tabung Durham.

3) Dimasukkan 10 mL sampel ke dalam masing-masing 5 tabung DS (seri I),

ke dalam 5 tabung SS (seri II) dan 0,1 mL ke dalam 5 tabung SS (seri III). 4) Diinokulasikan 1 mL sampel dari pengenceran 10-6 ke dalam petri, diikuti dengan dituangkannya media EMB. Media dalam petri dihomogenkan dengan cara menggoyang-goyang secara perlahan-lahan.

5) Lalu sampel tersebut diinkubasikan selama 48 jam dengan suhu 37º C dan

setelah masa inkubasi diperhatikan ada tidaknya gas yang terbentuk pada tabung durham sebagai uji positip.

6) Lalu dihitung jumlah koloni yang terbentuk (Standar Nasional Indonesia, 1991).

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Kualitas Sumber Air

Kualitas kandungan unsur-unsur yang terdapat dalam air sumur sebelum proses penjernihan dicantumkan pada Tabel 4.1 berikut ini:

Tabel 4.1. Parameter Air Sebelum Dijernihkan

Parameter Uji

Hasil Analisa

Standar Air Bersih

No Ulangan Rata-

rata

1 2 3

1. Kekeruhan (NTU) 45 49 43 45,7 5 – 25 NTU

2. Unsur Besi (mg/L) 0,058 0,060 0,072 0,064 0,1 – 1 mg/L

3. Total Coliform (MPN) 2000 1992 2008 2000 50 MPN/100 ml

Sumber: Hasil Analisa Laboratorium Lingkungan BLHSU, Desember 2009

Dari hasil di atas maka dapat dilihat bahwa unsur-unsur yang terdapat pada sampel air sumur yang melebihi standar mutu air minum adalah: Kekeruhan dan Total Coliform sedangkan unsur besi masih di bawah standar air bersih.

4.2. Pelaksanaan Penelitian

Pada pelaksanaan penelitian laju kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur dan laju kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih adalah sebagai berikut:

1. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan

a. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur  V1 = 0,020

liter/det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V1k = 0,016 liter/detik.

b. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur _ V2 = 0,017

liter/det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V2k = 0,013 liter/detik.

c. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur V3 = 0,014 liter/det

maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih _ V3k = 0,011 liter/detik.

2. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan

Arang aktif : Zeolit : Arang aktif = 1/3 : 1/3 : 1/3 (Gambar: Lampiran 16) a. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur_V1 = 0,020 liter/det

maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V1k = 0,017 liter/detik.

b. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur  V2 = 0,017

liter/det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih _ V2k = 0,0145 liter/detik.

c. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur _ V3 = 0,014 liter/

det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V3k = 0,012 liter/detik.

3. Jumlah Zeolit dan Arang aktif dengan perbandingan Zeolit : Arang aktif = 1/2 : 1/2 (Gambar: Lampiran 17)

a. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur  V1= 0,020

liter/det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V1k = 0,0165 liter/detik.

b. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur _V2 = 0,017 liter/det

maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih  V2k = 0,014 liter/detik.

c. Pada kecepatan aliran air masuk dari tanki air sumur  V3 = 0,014

liter/det maka didapat dalam pelaksanaan penelitian, kecepatan aliran air keluar dari alat penjernih _ V3k = 0,0115 liter/detik.

Pada saat pengambilan sampel, laju aliran keluaran air pada alat penjernih haruslah konstan. Hal ini sangat berpengaruh karena dengan kran buka air yang besar maka akan menghasilkan hasil yang tidak baik dan dapat mengakibatkan kerusakan pada alat.

4.3. Kualitas Air Sumur Sesudah Perlakuan

Dari hasil penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Lampiran 1, diperoleh bahwa perbedaan jumlah zeolit, arang aktip dan kecepatan aliran memberikan pengaruh terhadap kualitas kekeruhan, unsur besi dan total coliform pada air sumur yang dijernihkan.

4.3.1. Kekeruhan

Kualitas kandungan kekeruhan yang terdapat dalam air sumur setelah proses penjernihan dicantumkan pada Tabel 4.2 berikut ini:

Tabel 4.2. Rata-rata Hasil Penelitian Kekeruhan (NTU) pada Perlakuan

No

Kecepatan Aliran

(V)

Hasil Analisa Kekeruhan (NTU) Standar Air Bersih

1/3 Z : 1/3Aa : 1/3 Z 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa ½ Z : ½ Aa

1. V1 = 0,020

ltr/det 5,19

15,73 2,68

5 – 25 NTU 2. V2 = 0,017

ltr/det 1,20

12,53 7,36 3. V3 = 0,014

ltr/det 3,58

13,40 1,725

Keterangan: Z = Zeolit, Aa = Arang aktip, V = Kecepatan aliran air masuk dari tanki air ke alat penjernih.

Dari hasil tabel di atas dapat dilihat bahwa unsur-unsur yang terdapat pada sampel air sumur sudah dapat diturunkan kekeruhannya hingga memenuhi standar air bersih dan ada yang nilai kualitas kekeruhannya di bawah standar mutu air bersih.

Dari Tabel 4.1 dan 4.2 di atas dapat dilihat bahwa pada perbedaan zeolit dan arang aktip yang efektif pada perlakuan 1/3Z : 1/3Aa : 1/3Z dengan kecepatan aliran 0,017 liter/detik. Penurunan kekeruhan air sumur mencapai 97,4% yaitu dari 45,7 menjadi 1,20 NTU. Kemungkinan konsentrasi kekeruhan yang ada dalam air sumur berasal dari air sumur sendiri ditambah kurang dalamnya sumur tersebut (± 7 m) dan

meresapnya air dari saluran air kotor yang kurang baik di sekitar lokasi air sumur. 4.3.1.1. Analisis pengamatan kekeruhan (NTU) air sumur

Pengamatan kekeruhan (NTU) air sumur dengan kombinasi perlakuan setelah proses penjernihan dicantumkan pada Lampiran 2, yang datanya sebagai berikut: yaitu Tabel 2.1 Data pengamatan kekeruhan air sumur, Tabel 2.2 Data Pengamatan kekeruhan air menurut kombinasi massa zeolit dan arang aktip (M) serta kecepatan aliran air (V) dan Tabel 2.3 Hasil analisa sidik ragam pengaruh utama dan interaksi MV terhadap konsentrasi kekeruhan air.

Pada Lampiran 2, Tabel 2.1 dan Tabel 2.2 dapat dilihat bahwa Total kekeruhan MV (TMV) adalah 190,19 dan Rataan kekeruhan MV (YMV) adalah 7,04.

Pada Lampiran 2, Tabel 2.3 pada sumber keragaman Kombinasi MV dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel dimana FHitung adalah sebesar 3827,94 sedangkan FTabel

5% adalah 2,59 dan FTabel 1% adalah 3,89, pada sumber keragaman Massa zeolit dan

arang aktip (M) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung adalah sebesar

13317,44 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22, pada sumber

keragaman Kecepatan aliran (V) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 251,68 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22,

pada sumber keragaman Interaksi dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 871,3 sedangkan FTabel 5% adalah 3,01 dan FTabel 1% adalah 4,77.

sedangkan koefisien keragamannya adalah 2,19%. Kesimpulan Uji F:

Dari data Lampiran 2 (Tabel 2.1, Tabel 2.2 dan Tabel 2.3) dan uraian di atas dapat dilihat bahwa semua faktor utama dan interaksi massa zeolit dan arang aktip (M) serta kecepatan aliran air (V) berpengaruh sangat nyata (FHitung >> FTabel) terhadap

kekeruhan (NTU) air sumur, sehingga Hipotesa diterima pada taraf uji 5% dan 1%.

4.3.2. Unsur Besi (Fe)

Kualitas kandungan unsur besi yang terdapat dalam air sumur setelah proses penjernihan dicantumkan pada Tabel 4.3 berikut ini:

Tabel 4.3. Rata-rata Hasil Penelitian Unsur Besi (mg/L) pada Perlakuan No. Kecepatan

Aliran (V)

Hasil Analisa Unsur Besi (mg/L) Standar Air Bersih

1/3 Z : 1/3Aa : 1/3 Z 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa ½ Z : ½ Aa

1. V1 = 0,020 ltr/det 0,024 0,048 0,038

0,1 – 1 mg/L 2. V2 = 0,017 ltr/det 0,028 0,058 0,034

3. V3 = 0,014 ltr/det 0,020 0,042 0,033

Keterangan: Z = Zeolit, Aa = Arang aktip, V = Kecepatan aliran air masuk dari tanki air ke alat penjernih.

Dari hasil tabel di atas dapat dilihat bahwa unsur besi yang terdapat pada sampel air sumur sudah dapat diturunkan nilai kualitas unsur besinya hingga memenuhi standar air bersih.

Dari Tabel 4.1 dan 4.3 di atas dapat dilihat bahwa penurunan konsentrasi besi air sumur pada penelitian ini mencapai 68,7% yaitu dari 0,064 mg/L menjadi 0,020 mg/L pada perlakuan 1/3Z : 1/3Aa:1/3Z dengan kecepatan aliran 0,014 liter/detik. Kemungkinan konsentrasi besi (Fe) yang ada dalam air sumur berasal dari air sumur sendiri ditambah adanya kotoran unsur besi dari kegiatan doorsmeer, bengkel honda dan percetakan yang ada di sekitar lokasi air sumur.

4.3.2.1. Analisis pengamatan unsur besi (mg/L) air sumur

Pengamatan unsur besi (mg/L) air sumur dengan kombinasi perlakuan setelah proses penjernihan dicantumkan pada Lampiran 3, yang datanya sebagai berikut: yaitu Tabel 3.1 Data pengamatan unsur besi air sumur, Tabel 3.2 Data Pengamatan unsur besi air menurut kombinasi massa zeolit dan arang aktip (M) serta kecepatan aliran air (V) dan Tabel 3.3 Hasil analisa sidik ragam pengaruh utama dan interaksi MV terhadap konsentrasi unsur besi air sumur.

Pada Lampiran 3, Tabel 3.1 dan Tabel 3.2 dapat dilihat bahwa Total unsur besi MV (TMV) adalah 0,976 dan Rataan unsur besi MV (YMV) adalah 0,036.

Pada Lampiran 3, Tabel 3.3 pada sumber keragaman Kombinasi MV dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung adalah sebesar 54 sedangkan FTabel 5%

adalah 2,59 dan FTabel 1% adalah 3,89, pada sumber keragaman Massa zeolit dan

arang aktip (M) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung adalah sebesar

180 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22, pada sumber

keragaman Kecepatan aliran (V) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 27 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22, pada

sumber keragaman Interaksi dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 5 sedangkan FTabel 5% adalah 3,01 dan FTabel 1% adalah 4,77.

sedangkan koefisien keragamannya adalah 8,78%. Kesimpulan Uji F:

Dari data Lampiran 2 (Tabel 2.1, Tabel 2.2 dan Tabel 2.3) dan uraian di atas dapat dilihat bahwa semua faktor utama dan interaksi massa zeolit dan arang aktip (M) serta kecepatan aliran air (V) berpengaruh sangat nyata (FHitung >> FTabel) terhadap unsur

besi (mg/L) air sumur, sehingga Hipotesa diterima pada taraf uji 5% dan 1%.

4.3.3. Total Coliform

Kualitas kandungan Total Coliform yang terdapat dalam air sumur setelah proses penjernihan dicantumkan pada Tabel 4.4 berikut ini:

Tabel 4.4. Rata-rata Hasil Penelitian Total Coliform (MPN) pada Perlakuan

No Kecepatan

Aliran (V)

Hasil Analisa Total Coliform (MPN/100 ml) Standar Air Bersih

1/3 Z : 1/3Aa : 1/3 Z 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa ½ Z : ½ Aa

1. V1 = 0,020 ltr/det 171,3 216 109

50 MPN / 100 mL

2. V2 = 0,017 ltr/det 227,3 313 174 3. V3 = 0,014 ltr/det 403,3 524,7 258

Keterangan: Z = Zeolit, Aa = Arang aktip, V = Kecepatan aliran air masuk dari tanki air ke alat penjernih.

Dari hasil tabel di atas dapat dilihat bahwa unsur Total Coliform yang terdapat pada sampel air sumur sudah dapat diturunkan nilai kualitas Total Coliformnya.

Dari Tabel 4.1 dan 4.4 di atas dapat dilihat bahwa penurunan kondungan total coliform berbanding terbalik dengan kecepatan aliran di mana semakin cepat dialirkan maka akan semakin sedikit kandungan total coliform dalam air sumur yang berarti kualitas air sumur semakin baik. Penurunan kandungan total coliform dalam penelitian ini dapat mencapai 94,5% yaitu dari 2000 MPN menjadi 109 MPN pada perlakuan ½ Z:1/2Aa pada kecepatan V1 = 0,020 liter/detik. Kemungkinan

konsentrasi Total Coliform yang ada dalam air sumur berasal dari air sumur sendiri ditambah keberadaan septik tank di sekitar lokasi air sumur dan keberadaan pipa septik tank komunal di sekitar lokasi air sumur.

4.3.3.1. Analisis pengamatan total coliform (MPN) air sumur

Pengamatan total coliform (MPN) air sumur dengan kombinasi perlakuan setelah proses penjernihan dicantumkan pada Lampiran 4, yang datanya sebagai berikut: yaitu Tabel 4.1 Data pengamatan total coliform air sumur, Tabel 4.2 Data Pengamatan total coliform air sumur menurut kombinasi massa zeolit dan arang aktip

(M) serta kecepatan aliran air (V) dan Tabel 2.3 Hasil analisa sidik ragam pengaruh utama dan interaksi MV terhadap konsentrasi total coliform air sumur.

Pada Lampiran 4, Tabel 4.1 dan Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa Total unsur total coliform MV (TMV) adalah 7192 dan Rataan total coliform MV (YMV) adalah

266,37.

Pada Lampiran 4, Tabel 4.3 pada sumber keragaman Kombinasi MV dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung adalah sebesar 4170,2 sedangkan FTabel

5% adalah 2,59 dan FTabel 1% adalah 3,89, pada sumber keragaman Massa zeolit dan

arang aktip (M) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung adalah sebesar

5432 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22, pada sumber

keragaman Kecepatan aliran (V) dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 10321,42 sedangkan FTabel 5% adalah 3,63 dan FTabel 1% adalah 6,22,

pada sumber keragaman Interaksi dapat dilihat bahwa FHitung >> FTabel di mana FHitung

adalah sebesar 463,71 sedangkan FTabel 5% adalah 3,01 dan FTabel 1% adalah 4,77.

sedangkan koefisien keragamannya adalah 2,19%. Kesimpulan Uji F:

Dari data Lampiran 4 (Tabel 4.1, Tabel 4.2 dan Tabel 4.3) dan uraian di atas dapat dilihat bahwa semua faktor utama dan interaksi massa zeolit dan arang aktip (M) serta kecepatan aliran air (V) berpengaruh sangat nyata (FHitung >> FTabel) terhadap total

4.4. Kombinasi Perlakuan Massa Zeolit dan Arang Aktip serta Kecepatan Aliran Air (MV)

Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh bahwa kombinasi perlakuan massa zeolit dan arang aktip pada komposisi tertentu yang diberikan pada kecepatan aliran air (V1,V2,V3) memberikan pengaruh terhadap kekeruhan, unsur besi dan total

coliform pada air sumur yang telah dijernihkan dapat dilihat pada Tabel 4.5 berikut:

Tabel 4.5. Kombinasi Perlakuan Massa Zeolit dan Arang Aktip Serta Kecepatan Alirnya terhadap Kekeruhan, Unsur Besi dan Total Coliform pada Air Sumur

Perlakuan No

Massa Zeolit dan Arang Aktip

Kecepatan Aliran

V1 V2 V3 V1 V2 V3 V1 V2 V3

Kekeruhan (NTU)

Unsur Besi (mg/L) Total Coliform (MPN)

1 1/3 Z : 1/3Aa : 1/3 Z 5,19 1,20 3,58 0,024 0,028 0,020 171,3 227,3 403,3

2 1/3 Aa : 1/3 Z : 1/3 Aa 15,73 12,53 13,40 0,048 0,058 0,042 216 313 524,7

3 ½ Z : ½ Aa 2,68 7,36 1,73 0,038 0,034 0,033 109 174 258

Keterangan: Z = Zeolit, Aa = Arang Aktip, V = Kecepatan aliran air

V1 = 0,020 liter/detik, V2 = 0,017 liter/detik, V3 = 0,014 liter/detik

4.4.1. Kekeruhan

Pada Tabel 4.5 dapat dilihat bahwa setelah mendapat kombinasi perlakuan massa zeolit dan arang aktip pada komposisi tertentu yang diberikan pada kecepatan aliran air (V1,V2,V3) memberikan pengaruh terhadap kekeruhan, maka hasil terbaik

diperoleh pada yaitu perlakuan 1/3 Z : 1/3 Aa : 1/3 Z dan pada Kecepatan Aliran (V2)

= 0,017 liter/detik dari 45,7 NTU menjadi 1,2 NTU. Penurunan kekeruhan air sumur mencapai 97,4%.

dibandingkan dengan standar mutu air bersih (Per.Men. Kesehatan R.I No. 416/Menkes/Per/IX/1990) diperoleh pada kombinasi perlakuan massa zeolit dan arang aktip dengan komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa serta pada Kecepatan Aliran (V1) = 0,020 liter/detik, dengan hasil sebagai berikut:

a. Kekeruhan, dari 45,7 NTU menjadi 2,68 NTU. Penurunan kekeruhan air sumur mencapai 94,1%, sedangkan standar air bersih sesuai standar mutu yang digunakan adalah 5 – 25 NTU, di mana hal ini sudah di bawah standar mutu air bersih.

b. Unsur Besi, dari 0,064 mg/L menjadi 0,038 mg/L. Penurunan konsentrasi unsur besi air sumur mencapai 40,6 %, sedangkan standar air bersih sesuai standar mutu yang digunakan adalah 0,1 – 1 mg/L di mana hal ini sudah di bawah standar air mutu bersih.

c. Total Coliform, dari 2000 MPN menjadi 109 MPN. Penurunan kandungan Total Coliform air sumur mencapai 94,5%, sedangkan standar air bersih sesuai standar mutu yang digunakan adalah 50 MPN/100 mL dimana hal ini masih yang melebihi standar mutu air bersih, tetapi sudah sangat jauh berkurang.

Dari hasil penelitian ini diperoleh bahwa zeolit dan arang aktif dapat digunakan sebagai bahan penjernih air sumur dengan memperhatikan perbandingan antara massa zeolit dan arang aktif serta kecepatan alirannya.

5.2. Saran

Ada beberapa saran yang dapat dibuat seperti:

1) Bila dilihat dari hasil analisis penelitian total coliform di atas, yaitu sebesar 109 MPN sedangkan standar air bersih sesuai standar mutu yang digunakan adalah 50 MPN/100 mL di mana hal ini masih melebihi standar mutu air bersih. Oleh karena itu, disarankan sebelum air diember/dibak hendak digunakan dilarutkan dulu dengan bahan pembasmi bakteri coliform (misalnya: anti bakteri “Dettol” Reckittt & Colman Ltd. U.K., anti kuman “ABATE” Basf The Chemical Company dan lainnya) dan bila air konsumsi hendak diminum sebaiknya dimasak terlebih dahulu hingga mendidih dengan suhu 100°C (pada tekanan udara normal 1 Atm).

2) Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan parameter lainnya, misalnya: Mangan (Mn), Air Raksa (Hg), Seng (Zn), Timbal (Pb), dan lainnya.

3) Sebagai informasi bagi pihak-pihak yang membutuhkan disarankan memakai kombinasi perlakuan dengan komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa atau (3,33 Kg Z) : (3,75 Kg Aa) serta pada Kecepatan Aliran (V1) = 0,020 liter/detik, dimana

pada komposisi ini adalah yang terbaik untuk peningkatan kualitas air sumur dalam penelitian ini, yaitu Kekeruhan dari 45,7 NTU menjadi 2,68 NTU, penurunan kekeruhan air sumur mencapai 94,1%, Unsur Besi dari 0,064 mg/L menjadi 0,038 mg/L, penurunan unsur besi air sumur mencapai 40,6%,

Total Coliform dari 2000 MPN menjadi 109 MPN, penurunan Total Coliform air sumur mencapai 94,5%.

4) Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan sistem dua alat penjernih sekaligus (sistem paralel), dengan zeolit dan arang aktif sebagai bahan penjernih air dengan kombinasi perlakuan massa zeolit dan arang aktip dengan komposisi 1/2 Z : 1/2 Aa serta pada Kecepatan Aliran (V1) = 0,020

DAFTAR PUSTAKA

Chow, V.T., Maidment, D.R and Mays, L.W., 1988. Applied Hydrology. Mc. Graw Hill International Edition. Civil Engineering Series.

Fardiaz, S.,1992. Polusi Udara dan Air. Penerbit Kanisius, Jakarta.

Goldman, C.R and Home, A.J., 1983. Limnology. Mc. Graw Hill International Book Company, New York.

Gordon, M., John, F., Geyer and Daniel, 1968. Water and Waste Water Engineering. Academic Press, New York.

Hadi, Fajar dan Nascoen, 1979. Ilmu Teknik Penyehatan I. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan R.I, Jakarta.

Hanafiah, K., 1994. Rancangan Percobaan: Teori dan Aplikasi. PT. Raja Grafindo Persada. Jakarta.

Hardjono, Suwondo, P dan Wisjoprapto, 2001. Pemanfaatan Saringan Pasir Lambat di dalam Pengolahan Air minum. Jurnal Teknik Lingkungan No. 1 April 2002.

Harto, S., 1993. Analisis Hidrologi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta.

Hutapea, N., 2006. Skripsi: Uji Pemberian Zeolit dan Arang Aktip pada Penjernihan Air Sumur terhadap Standar Mutu Air Minum. Departemen Teknologi Pertanian Fakustas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.

Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia, No. 907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Juli 2002. Departemen Kesehatan R.I.

Kusnaedi, 2000. Sumur Resapan untuk Pemukiman Perkotaan dan Pedesaan. Penebar Swadaya, Jakarta.

Las, T., 2000. Asal Mula Zeolit (www.thamzil@yahoo.com) diakses pada tanggal 01 Desember 2007.

Linsley, R.K dan Franzini, J., 1995. Teknik Sumber Daya Air. Terjemahan Djoko Sasongko. Erlangga, Jakarta.

Mara, D dan Cairncross, S., 1994. Pemanfaatan Air Limbah dan Ekskreta. Terjemahan Prof. Dr. Benni Matram, M.V.Sc. ITB, Bandung.

Pari, G., 1999. Arang Aktif (www.gustanp@yahoo.com) diakses pada tanggal 03 Desember 2007.

Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia No. 416/Men.Kes/Per./IX/1990. Departemen Kesehatan R.I.

Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air

Ryadi, S., 1984. Pencemaran Air (Seri Lingkungan. Dasar-dasar dan Pokok-pokok Penanggulangannya). Penerbit “Karya Anda”, Surabaya – Indonesia.

Sawyer C.N and Mc. Carthy., 1989. Chemistry for Environmental Engineering. 3th ed. Mc. Graw Hill Book Company., Singapore.

Shuval, H.I., 1980. Water Quality. Academic Press, New York.

Soedirman, 1975. Kriteria Pencemaran Udara dan Air. Jurnal Kesehatan Masyarakat Depkes R.I No. 13/thn IV., Jakarta.

Soemirat, J., 1994. Kesehatan Lingkungan. Gajah Mada University Press. PO Box 14. Bulak Sumur, Yogyakarta.

Steel. E.W. and T.J. Mc. Ghee. 1979., Water Supply and Sewerage. Fifth Edition. International Student Edition. Mc. Graw Hill. Kogakusha Ltd, Tokyo.

Sosrodarsono, Suyono dan Takeda, K., 1983. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramitra, Jakarta.

Standar Nasional Indonesia, 1991. Standar Mutu Air Minum. SNI Press, Jakarta. Steel, R.G.D dan Torrie, H.T., 1995. Prinsip dan Prosedur Statistika. PT. Gramedia

Pustaka Utama. Jakarta.

Stoker, H.S and Seagar, S.L., 1972. Environmental Chemistry Air and Water Pollution. Scott Foresman Copyright, London.

Sugiharto, 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Universitas Indonesia Press, Jakarta.

Sunaryo, T.M., Waluyo, T dan Harnanto, A., 2005. Pengelolaan Sumber Daya Air, Bayu Media Publishing, Malang.

Suriawiria, U., 1985. Mikrobiologi Air. Alumni, Bandung.

Suripin, 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Terjemahan Djoko Sasongko. Erlangga, Jakarta.

Sutrisno, C.T dan Suciastuti, E., 1987. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Rineka Cipta, Jakarta.

Syadi, A.L., 1990. Pengantar Kesehatan Lingkungan. Karya Anda, Surabaya.

Tersiawan, M., 2000. Pengolahan Air Bersih dengan Saringan Pasir. PT. Balai Pustaka, Jakarta.

Todd. D.K. 1980. Groundwater Hydrology. 2 nd Edition. Jhon Willey & Sons. New York.