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 2013

  

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 2013

  

TESIS

Oleh

ANDRIANSYAH MUNTHE

107032159/IKM

  

PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2013

  

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 2013

  

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat

untuk Memperoleh Gelar Magister Kesehatan (M.Kes)

dalam Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat

  

Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri

pada Fakultas Kesehatan Masyarakat

Universitas Sumatera Utara

  

Oleh

ANDRIANSYAH MUNTHE

107032159/IKM

  

PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

  Judul Tesis : 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 2013 Nama Mahasiswa : Andriansyah Munthe Nomor Induk Mahasiswa : 107032159 Program Studi : S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi : Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri

Menyetujui

Komisi Pembimbing

  (Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H) ( Ketua Anggota Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D)

Dekan

(Dr. Drs. Surya Utama, M.S)

  Tanggal Lulus : 31 Juli 2013

  Telah diuji Pada Tanggal : 31 Juli 2013

____________________________________________________________________

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H Anggota : 1. Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D

2. Ir. Indra Chahaya, M.Si

  

PERNYATAAN

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 2013

  

TESIS

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

  Medan, September 2013 Andriansyah Munthe 107032159/IKM

  

ABSTRAK

  Air merupakan unsur yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Sangat diperlukan adanya sumber air yang memenuhi syarat baik kuantitas maupun kualitas. Masyarakat di Desa Pelawi Selatan Kabupaten Langkat menggunakan air sumur gali yang kadar besi dan mangannya melebihi baku mutu, sehingga perlu adanya metode untuk menurunkan kadar besi dan mangan pada air sumur tersebut.

  Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan kadar besi dan mangan air sumur gali dengan menggunakan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat dan diameter pasir pada saringan pasir. Metode penelitian yang dipakai adalah experimental dengan desain Factorial. Yang menjadi objek penelitian adalah air sumur gali dan pengolahan air bersih dengan kombinasi jarak jatuh pada aerasi bertingkat (25 cm, 30 cm dan 35 cm) dan diameter pasir (0,5 mm, 1 mm dan 2 mm) pada saringan pasir dengan penambahan Oksidator (KMnO 1 %).

  4 Sampel dalam penelitian ini yaitu air sumur gali Desa Pelawi Selatan, pengambilan

  dilakukan secara purposive sampling pada 1 sumur gali. Kemudian dilakukan pemeriksaan sampel sebelum dan sesudah melewati alat pengolahan air.

  Hasil penelitian menunjukkan ada perbedaan kadar besi dan mangan pada berbagai kombinasi alat pengolahan air dengan masing-masing p = 0.011 dan p = 0,002.

  Hasil uji BNT diketahui bahwa kombinasi pengolahan air yang paling berbeda secara signifikan dalam menurunkan kadar besi dan mangan pada air sumur gali di desa tersebut adalah kombinasi aerasi bertingkat (dengan jarak jatuh 35 cm) dan diameter pasir (0,5 mm) pada saringan pasir dengan penambahan Oksidator (KMnO

  4 1 %).

  Disarankan bagi daerah yang memiliki kadar besi atau mangan yang melebihi baku mutu air bersih dapat menggunakan metode pengolahan air bersih ini dan secara berkala mencuci pasir, ijuk, batu dan spons.

  

Kata Kunci : Kadar Besi dan Mangan, Kombinasi Aerasi Bertingkat dengan

Diameter Pasir

  

ABSTRACT

Water is an important element for human life. Water resources with good

quantity and quality is needed very much. The community living in Pelawi Selatan

  

Village, Langkat District uses the water drawn from the dug well with Fe and Mn

levels exceeding the quality standard that a method to minimize Fe and Mn levels of

the well water is needed.

  The purpose of this experimental study with factorial design was to find out

the difference of Fe and Mn levels of the dug well by using clean water treatment with

the combination of the fall distance of graded aeration and the sand diameter of sand

filter. The object of this study was the water of dug well and clean water treatnment

with the combination of the fall distance of graded aeration (25 cm, 30 cm, and 35

cm) and the sand diameter (0.5 mm, 1 mm, and 2 mm) of sand filter with the addition

of Oxidator (KMnO 4 1%). The sample for this study was the water from the dug wells

in Pelawi Selatan Village obtained through purposive sampling technique from 1

(one) dug well. Then the sample water was examined before and after being

processed through water treatment device.

  The rersult of this study showed that the different levels of Fe and Mn was

found in various combination of water treatment devices with p= 0.011 and p = 0.002

respectively.

  The result of BNT test showed that the most significantly different water

treatment combinations in minimizing Fe and Mn levels contained in the water drawn

from the dug wells in the village was the combination of graded aeration (with the

fall distance of 35 cm) and sand diameter of 0.5 mm of the sand filter with the

addition of Oxidator (KMnO 1), with percentage of 97,81% for Fe and 98,3% for

4 Mn.

  The areas with the dug wells containging Fe and Mn levels exceeding the

quality standard are suggested to use this clean water treatment method, and

periodically wash the sand, fibers, stone and sponge.

  Keywords: Fe and Mn Levels, Combination, Graded Aeration, Sand Diameter

  

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah..Alhamdulillah..Alhamdulillah...

  Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena atas rahmat dan ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul

  

”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 2013”.

  Dalam penulisan Tesis ini, penulis banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada : 1.

  Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H., M.Sc (CTM)., Sp.A.,(K), selaku Rektor Universitas Sumatera Utara 2. Dr. Drs. Surya Utama, M.S selaku Dekan Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

3. Dr. Ir. Evawani Aritonang, M.Si selaku Sekretaris Program Studi S2 Ilmu

  Kesehatan Masyarakat Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

  4. Dr. dr. Wirsal Hasan, M.P.H dan Dra. Nurmaini, M.K.M, Ph.D selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktu dan pemikirannya dengan keikhlasan untuk memberikan bimbingan dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan Tesis ini.

  5. Ir. Indra Chahaya, M.Si dan dr. Taufik Ashar, M.K.M selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan demi kesempurnaan tesis ini.

  6. Ir. Evi Naria, M.Kes selaku Kepala Departemen Kesehatan Lingkungan FKM USU 7. Bapak dan Ibu Dosen di Departemen Kesehatan Lingkungan FKM USU yang telah memberikan banyak ilmu, masukan dan dukungan bagi penulis.

  8. Dr. Dra. Indah Anggraini, M.Si selaku Kepala BTKL & PPM Medan yang telah memberikan izin bagi penulis untuk pengujian sampel air.

  9. Noviandi, S.Si, M.Kes selaku Kepala Laboratorium Kimia BTKL & PP Kelas I Medan yang telah membantu penulis dalam pengujian sampel air.

  10. Teristimewa untuk Ayahanda H. S. Dalimunthe, Ibunda Alm. Hj. Resta Dongoran dan Hj. Eli Evriani, SH Serta Abangda Anhar Munthe, ST dan Adinda Muhammad Rizky Munthe yang telah banyak memberikan motivasi, semangat, dukungan moril maupun materil dari awal perkuliahan sampai akhir, dan yang selalu mendoakan penulis.

  11. Sahabat – sahabat terbaik saya : Mansur, Neni, Aulia, Silvi, Gaby dan El yang menjadi penyemangat bagi penulis, teman dikala susah dan senang, rela bekorban bagi penulis, mendengarkan segala keluh kesah dan selalu sabar menghadapi penulis.

  12. Sahabat – sahabat di Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri (MKLI) 2011 FKM USU terima kasih banyak atas kebersamaan, bantuan,

  13. Buat semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat disebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan, kerja sama dan doanya. Akhir kata semoga ALLAH SWT senantiasa melimpahkan karunianya kepada kita semua dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi semua pihak.

  Medan, September 2013 Penulis

  Andriansyah Munthe 107032159/IKM

RIWAYAT HIDUP

  Andriansyah Munthe, lahir pada tanggal 3 Oktober 1988 di Batuphat Provinsi Aceh, beragama Islam, anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan H. S Dalimunthe dan Ibunda Alm. H. Resta Dongoran.

  Penulis mulai melaksanakan pendidikan dasar di SD Tamansiswa LNG Arun (1994-1999) SD Ahmad Yani Binjai (1999-2000), SMP Ahmad Yani Binjai (2000- 2003), SMA Yayasan Pendidikan Arun (2003-2006), pendidikan S-1 di Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara (2006-2010) dan Tahun 2010 penulis mengikuti pendidikan lanjutan di Program Studi S2 Ilmu Kesehatan Masyarakat pada minat studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri, Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara.

  

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ..................................................................................................... i

ABSTRACT .................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ................................................................................... iii

RIWAYAT HIDUP ....................................................................................... vi

DAFTAR ISI .................................................................................................. vii

DAFTAR TABEL ......................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xii

BAB 1. PENDAHULUAN ........................................................................

  1

  1.1

  1 Latar Belakang ....................................................................

  1.2

  6 Permasalahan ......................................................................

  1.3

  7 Tujuan Penelitian ................................................................

  1.4

  7 Hipotesis ..............................................................................

  1.5

  8 Manfaat Penelitian ..............................................................

  BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ..............................................................

  9 2.1 Siklus Hidrologi .................................................................

  9 2.2 Air Bersih dan Air Minum ..................................................

  10 2.3 Manfaat Air .........................................................................

  10 2.4. Sumber Air .........................................................................

  10 2.4.1 Air Angkasa ...........................................................

  10 2.4.2 Air Permukaan ........................................................

  11 2.4.3 Air Tanah ...............................................................

  12 2.5. Persyaratan Air Bersih ........................................................

  15 2.5.1 Syarat Kuantitas .....................................................

  15 2.5.2 Syarat Kualitas ........................................................

  15 2.5.2.1 Parameter Fisika .........................................

  15 2.5.2.2 Parameter Mikrobiologi ..............................

  16 2.5.2.3 Parameter Radioktivitas ..............................

  17 2.5.2.4 Parameter Kimia..........................................

  18 2.6. Besi (Fe) dan Mangan (Mn) ................................................

  18 2.6.1 Besi (Fe) .................................................................

  18 2.6.1.1 Sumber Besi ...............................................

  19 2.6.1.2 Manfaat Besi dalam Tubuh .........................

  19 2.6.1.3 Efek Tingginya Kadar Besi dalam Air .......

  22 2.6.1.4 Dampak Kesehatan Besi .............................

  23 2.6.2 Mangan (Mn) .........................................................

  24

  2.6.2.2 Manfaat Mangan dalam Tubuh ...................

  3.6.4 Cara Pengambilan Sampel ......................................

  42

  3.5.2 Data Sekunder .........................................................

  42

  3.6 Pelaksanaan Penelitian ........................................................

  42

  3.6.1 Bahan dan Peralatan ................................................

  43

  3.6.2 Cara Perakitan .........................................................

  43

  3.6.3 Cara Kerja ...............................................................

  45

  45

  42

  3.6.5 Metode Pemeriksaan Sampel ..................................

  46

  3.7 Definisi Operasional ...........................................................

  49

  3.8 Metode Analisis Data ..........................................................

  50 BAB 4. HASIL PENELITIAN ................................................................

  53 4.1 Deskripsi Lokasi Penelitian ................................................

  53 4.2 Hasil Penelitian ...................................................................

  54 4.2.1 Kadar Besi (Fe) Air Sumur Gali .............................

  54 4.2.2 Kadar Mangan (Mn) Air Sumur Gali ......................

  58 4.3 Analisa Statistik ..................................................................

  61 4.3.1 Analisa Statistik Untuk Kadar Besi (Fe) .................

  3.5.1 Data Primer .............................................................

  3.5 Metode Pengumpulan Data .................................................

  24 2.6.2.3 Dampak Kesehatan Mangan .......................

  36 2.9 Kerangka Konsep ...............................................................

  25 2.7. Pengolahan Fe dan Mn pada Air Sumur Gali .....................

  26 2.7.1 Pengolahan dengan Cara Koagulasi .......................

  26 2.7.2 Pengolahan dengan Cara Pertukaran Ion ................

  27 2.7.3 Pengolahan dengan Cara Filtrasi Kontak ................

  28 2.7.4 Pengolahan dengan Cara Proses Soda Lime ...........

  29 2.7.5 Pengolahan dengan Bakteri Besi .............................

  30 2.7.6 Pengolahan dengan Cara Filtrasi Dua Tahap ..........

  30 2.7.7 Pengolahan dengan Cara Oksidasi ..........................

  31 2.7.7.1 Oksidasi dengan Khlorine ...........................

  31 2.7.7.2 Oksidasi dengan Udara ...............................

  32 2.7.7.3 Oksidasi dengan Kalium Permanganat .......

  32 2.8 Landasan Teori ....................................................................

  38 BAB 3. METODE PENELITIAN ...........................................................

  42

  41

  3.1 Jenis Penelitian ....................................................................

  41

  3.2 Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................

  41

  3.2.1 Lokasi Penelitian ..................................................

  41

  3.2.2 Waktu Penelitian .....................................................

  41

  3.3 Objek Penelitian ..................................................................

  42

  3.4 Sampel .................................................................................

  61

  BAB 5. PEMBAHASAN ..........................................................................

  63

  5.1 Hasil Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) Sampel Air Sumur Gali di Desa Pelawi Selatan .................

  63

  5.2 Pengolahan Air dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir dalam Menurunkan Kadar Fe dan Mn Air sumur Gali .....................................................................................

  67

  5.3 Kombinasi Perlakuan Terbaik dalam Menurunkan Besi (Fe) dan mangan (Mn) ........................................................

   67 BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................

  72 6.1 Kesimpulan .........................................................................

  72 6.2 Saran ...................................................................................

  73 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

  74 LAMPIRAN

  DAFTAR TABEL

No Judul Halaman

  1. Tabel Persentase Perbedaan Kadar Fe Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir .....................................................................

  54

  2. Tabel Persentase Perbedaan Kadar Mn Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir .....................................................................

  58

  DAFTAR GAMBAR

No Judul Halaman

2.1 Kerangka Konsep ........................................................................

  38

  4.1 Persentase Perbedaan Kadar Fe Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir

  57

  4.2 Persentase Perbedaan Kadar Mn Sampel Air Sumur Gali Sebelum dan Sesudah Melewati Pengolahan Air Bersih dengan Kombinasi Jarak Jatuh pada Aerasi Bertingkat dan Diameter Pasir pada Saringan Pasir

  60