PENGARUH MEDIA FILTER DAN LAMA KONTAK TERHADAP KESADAHAN AIR DARI GUNUNG KAPUR CIAMPEA
ANGGRESIA ADYLASTRI MANALU
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA∗ Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul berjudul Pengaruh Media Filter dan Lama Kontak terhadap Nilai Kesadahan Air Gunung Kapur Ciampea adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir Skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, April 2013 Anggresia Adylastri Manalu NRP C24080023
∗
Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak luar IPB harus didasarkan pada perjanjian kerja sama yang terkait
ABSTRAK ANGGRESIA ADYLASTRI MANALU. C24080023. Pengaruh Media Filter dan Lama Kontak terhadap Nilai Kesadahan Air Gunung Kapur Ciampea. Dibimbing oleh SIGID HARYADI. Masyarakat sekitar gunung kapur Ciampea memenuhi kebutuhan air seharihari melalui mata air yang tersedia ataupun sumur tanah yang ada. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan cara pengolahan sederhana dalam menurunkan kesadahan air agar layak minum. Air sampel dari mata air dan sumur warga diambil untuk diidentifikasi kesadahan total, pH, dan suhu yang kemudian diolah menggunakan media dan lama kontak yang berbeda untuk memenuhi baku mutu air minum. Adanya perlakuan penggunaan media dan lama kontak media dengan air yang tepat dapat menurunkan kesadahan air. Berdasarkan penelitian didapatkan media kombinasi (zeolit dan karbon aktif dengan perbandingan 1:1) dengan lama kontak 30 menit merupakan hasil terbaik dalam menurunkan kesadahan yaitu sebesar 83,6% atau 41,1 mg/L dari kesadahan sebelum dilakukan perlakuan. Kata kunci : Kesadahan, Zeolit, Karbon Aktif, Gunung Kapur Ciampea.
ABSTRACT ANGGRESIA ADYLASTRI MANALU. C24080023. The influence of Filter Media and Old Contacts against Water Hardness Value Ciampea Limestone Mountain. Supervised by SIGID HARYADI. Local people in Ciampea limestone mountain meet the daily needs of water from the available springs or well water. The objective of this is to determine a simple processing for lowering the water hardness to be worthy of drinking. Water samples from springs and wells of the citizens were taken to identified for the total hardness, pH, and temperature of then processed by different set of media and lenght contact in order treatment to meet the quality standard of drinking water. The treatment of media and lenght contact media with water can reduce the hardness of water. Based on research that the combination media (1:1 carbon zeolites and active) with lenght contact 30 minutes is the best results in reducing hardness of 83,6% or 41,1 mg/l of hardness before the treatment. Keywords : Hardness, zeolite, active carbon, Ciampea limestone mountain.
PENGARUH MEDIA FILTER DAN LAMA KONTAK TERHADAP NILAI KESADAHAN AIR GUNUNG KAPUR CIAMPEA
ANGGRESIA ADYLASTRI MANALU
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Pengaruh Media Filter dan Lama Kontak terhadap Nilai Kesadahan Air Gunung Kapur Ciampea Nama : Anggresia Adylastri Manalu NRP : C24080023
Disetujui oleh
Dr. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karuniaNya sehingga karya ilmiah ini dapat berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2012 sampai Desember 2012 adalah kesadahan, dengan judul Pengaruh Media Filter dan Lama Kontak terhadap Kesadahan Air Gunung Kapur Ciampea. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc selaku dosen pembimbing, Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc selaku dosen penguji, Dr. Ir. Yunizar Ernawati, MS selaku perwakilan komisi pendidikan dan Ir. Agustinus M Samosir, M.Phil selaku ketua komisi pendidikan atas saran serta arahannya. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Ir. Wahyu Purwakusuma, M.Sc. dari dosen Departemen Ilmu Tanah, Bapak Mahpudin dari Kehutanan yang telah membantu selama pembuatan alat dan media yang digunakan pada penelitian ini. Pak Hery, pak RT dan kepala desa Ciampea yang telah memberi izin dan membantu di lapangan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Papa (Mantak Manalu, SH), Mama (Ganda Sariyanti Nababan), Adik (Anggrevita dan Nathanael), teman-teman MSP angkatan 45 (terkhusus Nidya, Rina A. R, Hardi, Yuli, Lela, Dony, Putu, Dea, Lodi, Nitra, Christian, Robbin dan Ria), Exas Daniel Lumban Gaol, Maju Pangaribuan, KPS’45, Gunawan, Herlina, serta tim pengajar SMK PGRI 3 dan SMA Kornita (Bolas, GPC, dan Ruth) atas doa, dukungan, kasih sayang dan motivasi. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. . Bogor, April 2013
Anggresia Adylastri Manalu
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
2
Perumusan Masalah
2
Tujuan
2
Hipotesis
3
METODE PENELITIAN
3
Waktu dan Lokasi Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Metode Kerja
3
Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Deskriptif
7 7
Efisiensi (E)
12
Analisis Nilai Ekonomis Unit Pelunakan
13
Pengolahan yang telah dilakukan di Desa Ciampea
14
KESIMPULAN DAN SARAN
15
Kesimpulan
15
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
16
RIWAYAT HIDUP
24
DAFTAR TABEL 1 2 3
Kombinasi perlakuan ketebalan dan lama kontak karbon aktif Profil sarana penyediaan air bersih RT II/ RW I Desa Ciampea tahun 2012 Kesadahan total, suhu dan pH air sampel pretest jenis kelamin.
4 7 7
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6
Skema perumusan masalah sumber daya air sadah 2 Susunan alat filter 5 Nilai kesadahan setelah disaring dengan media dan lama kontak yang berbeda 8 Nilai pH air sampel setelah disaring dengan media dan lama kontak berbeda 10 Nilai suhu air sampel setelah disaring dengan media dan lama kontak berbeda 11 Efektifitas media dalam menurunkan kesadahan pada lama kontak yang berbeda 12
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Penelitian-penelitian sebelumnya yang menggunakan karbon aktif, zeolit dan kombinasi sebagai media penurun kesadahan Nilai suhu, pH, kesadahan total air sampel sebelum disaring Klasifikasi perairan menurut tingkat kesadahan Nilai suhu, pH, kesadahan total air sampel setelah disaring dengan masingmasing media pada lama waktu kontak yang berbeda Tabel Sidik Ragam (TSR) dan Uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai pH air perlakuan Tabel Sidik Ragam (TSR) dan Uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai kesadahan total air perlakuan Gambar desain alat dan media yang digunakan untuk menurunkan kesadahan total Gambar mata air, saluran air, dan penampungan di MCK Desa Gunung Kapur Ciampea Biaya pembuatan unit pelunakan
17 17 17 18 19 20 21 22 23
PENDAHULUAN Latar Belakang Air merupakan kebutuhan utama bagi kehidupan manusia, jika kebutuhan tersebut belum terpenuhi baik secara kuantitas maupun kualitas akan menimbulkan dampak terhadap kehidupan sosial dan ekonomi masyarakat. Adanya persyaratan meliputi persyaratan fisik, kimia dan biologi merupakan suatu kesatuan, sehingga apabila salah satu parameter tidak memenuhi syarat, maka air tersebut tidak layak untuk digunakan. Salah satu parameter kimia yang termasuk persyaratan kualitas air adalah jumlah kandungan Ca2+ dan Mg2+ dalam air yang keberadaanya biasa disebut kesadahan. Kesadahan pada air biasanya ditemukan pada daerah-daerah yang mempunyai lapisan batu gamping, yang umumnya kualitas air di daerah tersebut cukup baik kecuali kandungan unsur mineral atau senyawa tertentu seperti Ca2+ dan Mg2+ yang tinggi (Siahaan 2000). Kesadahan dalam air jika ditinjau secara ekonomis dan teknis penggunaannya yang berlebihan, mengakibatkan konsumsi sabun lebih banyak, menimbulkan endapan pada pipa, sedangkan pada sektor budi daya ikan air tawar dengan adanya kandungan kesadahan dalam air cukup menguntungkan. Air sadah dapat memenuhi kebutuhan terhadap mineral-mineral terlarut dalam perairan, selain itu perairan yang tergolong sadah dapat menetralisir kandungan logam berat dan senyawa-senyawa toksik lainnya seperti amoniak yang berbahaya. Umumnya kualitas mata air sekitar gunung kapur memiliki angka kesadahan di atas baku mutu. Berdasarkan penelitian, rata-rata air kapur mengandung angka kesadahan CaCO3 lebih besar dari 512,7 mg/L. Pada penelitian pendahuluan yang dilakukan, nilai kesadahan pada gunung kapur Ciampea sebesar 364,36 mg/L, nilai ini masih dibawah baku mutu yang ditetapkan oleh PERMENKES Indonesia no 492/MENKES/PER/ IV/2010 sebesar 500 mg/L, namun air ini masuk dalam kategori sangat sadah menurut Sawyer dan Mc Carty (1967) in Boyd (1982). Nilai kesadahan yang memenuhi baku mutu ini belum cukup dianggap layak oleh masyarakat sekitar, dikarenakan adanya perbedaan rasa air dibandingkan air minum yang seharusnya. Untuk mengurangi kesadahan pada air dapat digunakan suatu cara pengolahannya yaitu pelunakan air dengan metode pertukaran ion ataupun filtrasi (penyaringan). Dalam pelaksanaan penelitian ini media yang digunakan adalah zeolit dan karbon aktif. Zeolit dipilih karena proses pertukaran ion berlangsung cepat (10-20 menit), efisiensi tinggi, tidak menghasilkan endapan, dapat dioperasikan berulang-ulang, dan harga relatif murah, sedangkan karbon aktif dipilih karena mampu menyerap zat organik maupun anorganik, dapat berlaku sebagai penukar kation, dan sebagai katalis untuk berbagai reaksi. Penggunaan media dan lama kontak media dengan air yang berbeda dalam penelitian ini mengacu pada beberapa penelitian antara lain: Hermana (2001) dengan perlakuan zeolit tanpa aktifasi, aktifasi pemanasan dan aktifasi pengasaman dengan ukuran kristal besar, sedang dan kecil, presentasi penurunan terbesar kesadahan total pada zeolit aktifasi pemanasan dengan ukuran kristal sedang (65,01%); Mifbakhuddin (2010) pada perlakuan karbon aktif dengan
2 ketebalan 60, 70 dan 80 cm, presentasi penurunan terbesar pada ketebalan 80 cm (86%); Rastiana et al. (2009) dengan perlakuan media kombinasi (1:1) pada ketebalan 60, 70 dan 80 cm, presentasi penurunan pada ketebalan 80 cm (92,3%); dan Arifin et al. (2010) menggunakan media karbon aktif pada ketebalan 0 cm dengan lama kontak 10, 20, 30, dan 40 menit, presentasi penurunan terbesar pada lama kontak 40 menit (91%) (Lampiran 1). Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut maka dilakukan modifikasi perlakuan media dengan kombinasi lama kontak air yaitu 0, 15, dan 30 menit dengan harapan dapat menurunkan kesadahan air secara maksimal. Perumusan Masalah Masyarakat sekitar gunung kapur Ciampea memenuhi kebutuhan air seharihari melalui mata air yang tersedia ataupun sumur tanah yang ada. Permasalahan yang dihadapi oleh masyarakat sekitar adalah air yang digunakan memiliki tingkat kesadahan yang cukup tinggi. Pada penelitian pendahuluan yang dilakukan, nilai kesadahan air gunung kapur Ciampea diperoleh masih di bawah baku mutu air minum yang ditetapkan hanya sebesar 364,36 mg/L. Kesadahan yang memenuhi baku mutu PERMENKES Indonesia no. 492/MENKES/PER/ IV/2010 ini belum cukup dianggap layak oleh masyarakat sekitar, diduga karena adanya perbedaan rasa air yang sangat sadah dibandingkan air layak minum yang seharusnya. Media filtrasi yang digunakan pada penelitian ini adalah karbon aktif dan zeolit pada ketebalan 80 cm dengan lama kontak media 0, 15 dan 30 menit, proses yang terjadi adalah pertukaran ion-ion pada media zeolit ataupun penyaringan pada karbon aktif yang diduga dapat menurunkan kesadahan air sampai sekitar 90% atau mencapai kesadahan kurang dari 75 mg/L. Air sampel dari mata air dan sumur warga diambil untuk diidentifikasi kesadahan total, pH, dan suhu yang kemudian diolah menggunakan media dan lama kontak yang berbeda untuk memenuhi baku mutu air minum. Berikut skema perumusan masalah sumber daya air sadah.
Air sampel dari mata air
Air sampel dari sumur warga
Gambar 1.
Proses pelunakan menggunakan media dan lama kontak media yang berbeda
Identifikasi kesadahan total, pH, dan suhu
Air sadah memenuhi baku mutu air minum masyarakat (< 75 mg/L)
Skema perumusan masalah air sadah di Gunung Kapur Ciampea Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan cara pengolahan sederhana dalam menurunkan kesadahan air agar layak minum.
3 Hipotesis Untuk mengetahui pengaruh tingkat penurunan kesadahan dari air kapur Ciampea dengan perlakuan media dan lama kontak media dianalisis menggunakan Anova Satu Arah, sedangkan adanya perbedaan antar perlakuan dapat diuji dengan uji lanjut berupa uji BNT. Hipotesis yang digunakan adalah: H0: μ1 = μ2 = … = μk Æ perlakuan tidak berpengaruh H1: μ1 ≠ μ2 ≠ … ≠ μk Æ perlakuan berpengaruh nyata Kriteria penerimaan hipotesis adalah H0 ditolak apabila nilai fhitung > fkritis pada selang kepercayaan 99%. Ini berarti bahwa perlakuan berupa media dan lama kontak media memberikan pengaruh nyata terhadap perubahan nilai kesadahan.
METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Mei sampai dengan Desember 2012 yang meliputi persiapan, pelaksanaan, analisis laboratorium dan analisis data. Lokasi pengambilan air sampel yaitu mata air gunung kapur Ciampea dan sumur warga, sedangkan penyiapan alat, pelaksanaan penelitian, serta analisis air berupa kesadahan total, suhu, dan pH dilakukan di laboratorium Limnologi MSP FPIK IPB. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pipa PVC 1 buah (tinggi 125 cm, diameter 3 inchi), stop kran (3/4 inchi) 3 buah, lem PVC, Dop bawah dan noksel 1 buah, keran air (3/4 inchi) 1 buah, ember, kertas saring biasa, botol sampel, serta alat-alat analisis kesadahan. Untuk bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah karbon ukuran granular dengan (θ = 0,2-5 mm) dan zeolit (θ = 0,3-0,5 cm) masingmasing sebanyak 3 kg, HCl (0,2 N), KOH (5%), air sadah dari gunung kapur Ciampea, aquades, serta bahan-bahan analisis kesadahan total. Metode Kerja Pada penelitian yang dilakukan oleh Hermana (2001), zeolit sebagai media filter dengan ukuran kristal sedang dan aktifasi pengasaman pada ketebalan 75 cm menurunkan sebesar 60,09%. Mifbakhuddin (2010), menggunakan karbon aktif sebagai media filter, memperoleh presentase tertinggi penurunan kesadahan air pada ketebalan 80 cm (86%). Untuk kombinasi pada ketebalan 80 cm dengan perbandingan 1:1, dalam penelitian Rastiana et al. (2009), penurunan kesadahan sebesar 92,3%. Menurut Sularso (1998), bahwa semakin tebal media yang digunakan akan semakin baik hasil yang didapat. Untuk penelitian lama kontak media, pada penelitian Arifin et al. (2010) yang menggunakan media karbon aktif (ketebalan 80 cm). Hasil penurunan kesadahan CaCO3 tertinggi pada lama kontak 40 menit (91%). Semakin lama
4 kontak media dengan air, akan mendapatkan hasil yang maksimal. Penelitian di atas dijadikan sebagai acuan dalam pendugaan sementara. Hasil penelitian-penelitian sebelumnya menggunakan media karbon, zeolit yang diaktifkan terlebih dahulu, menunjukan bahwa ketebalan yang mampu menurunkan kesadahan dengan baik adalah ketebalan 80 cm. Pada penelitian ini dilakukan perbandingan media dengan ketebalan yang sama yaitu 80 cm dan dikombinasikan dengan lama kontak media (Tabel 1). Tahap Persiapan Tahap persiapan terdiri dari dua bagian, yaitu menganalisis kondisi air sampel dan persiapan alat dan bahan. Analisis terhadap air sampel meliputi parameter kesadahan total, suhu, dan pH. Nilai tersebut akan dirata-ratakan, sehingga didapatkan nilai yang mewakili kondisi setiap parameter yang dianalisis. Dari hasil analisis didapatkan nilai kesadahan total, suhu, dan pH air sampel sebagai nilai awal yang akan dibandingkan dengan air hasil perlakuan. Pada tahap ini dilakukan juga perbandingan hasil antara air sampel dari mata air dengan sumur warga untuk semua parameter. Media yang telah diaktifkan siap untuk digunakan sebagai filter air sadah tersebut. Kemudian dikelompokan berdasarkan media filter dan lama kontak media dengan air, berikut kombinasi perlakuan yang diberikan, seperti tercantum pada Tabel 1. Tabel 1. Kombinasi perlakuan media filter dan lama kontak No Kolom Perlakuan
Keterangan
1
I
A1B1
Zeolit-lama kontak 0 menit
2
II
A1B2
Zeolit-lama kontak 15 menit
3
III
A1B3
Zeolit-lama kontak 30 menit
4
IV
A2B1
Karbon aktif-lama kontak 0 menit
5
V
A2B2
Karbon aktif-lama kontak 15 menit
6
VI
A2B3
Karbon aktif-lama kontak 30 menit
7
VII
A3B1
Kombinasi-lama kontak 0 menit
8
VIII
A3B2
Kombinasi-lama kontak 15 menit
9
IX
A3B3
Kombinasi-lama kontak 30 menit
Keterangan: A1: zeolit, A2: karbon aktif, A3: filter kombinasi (Karbon Aktif dan Zeolit dengan perbandingan 1:1), B1: lama kontak 0 menit, B2: lama kontak 15 menit, B3: lama kontak 30 menit. Tahap Pelaksanaan Penyusunan alat dalam penelitian ini ditunjukan seperti pada Gambar 2 di bawah ini.
5
Jumlah media yang digunakan tinggi = 80 cm (± 3 kg media) Volume = 3646,44 cm3
media p = 125 cm
Keterangan: A B 1 2 3
= tabung filter = wadah penampung effluent = keran saluran masuk dan pengatur debit = keran penguras = saluran pengeluaran
Gambar 2. Susunan alat filter Air sampel sebanyak 1 liter dialirkan ke kolom pelunakan air yang telah diisi dengan media filter. Air sadah masuk melalui saluran masuk air yang mengalami penyerapan pada kolom penyaringan, selanjutnya air keluar melalui saluran pengeluaran. Air tersebut kemudian disaring kembali menggunakan kertas saring. Setelah disaring air dimasukkan ke dalam botol sampel untuk dianalisis nilai kesadahan total, suhu, dan pH. Pada saat pengisian air ke dalam kolom filter, keran penguras dibuka untuk mendapatkan tekanan udara ke dalam sistem pelunakan sehingga air dapat mengalir keluar melalui saluran pengeluaran. Untuk mendapatkan hasil yang akurat, analisis dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali, selanjutnya hasil analisis yang didapatkan dari air hasil perlakuan dibandingkan dengan sebelum perlakuan. Kemudian diolah terjadi kenaikan, penurunan, tetap atau hal-hal lain yang terjadi dalam penelitian terhadap nilai kesadahan total, suhu, dan pH air sampel, untuk analisis kesadahan dapat dilihat pada Lampiran 4. Analisis Data Analisis Deskriptif Sumber penyediaan air bersih di Desa Gunung Kapur Cibodas Ciampea menurut data yang diperoleh berdasarkan observasi di lapangan. Efisiensi (E) Untuk menghitung efisiensi (E) alat kombinasi perlakuan yang diberikan terhadap perubahan nilai kesadahan total, maka digunakan rumus sebagai berikut:
6
keterangan: E = efisiensi kombinasi pelunakan (%) No = nilai kesadahan total air sampel sebelum perlakuan Nt = nilai kesadahan total air sampel setelah perlakuan Rancangan Percobaan Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap berfaktor 3x3 dengan 3 kali ulangan. Penelitian ini terdiri dari dua faktor, yaitu media sebagai faktor I dan lama kontak media dengan air sebagai faktor II. Faktor I dan faktor II masing-masing terdiri dari tiga taraf (Steel dan Torrie 1991). Model persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut: Yijk = µ + αi + βj + (αβγ)ijk + εij keterangan: = nilai pengamatan pada ulangan ke-k yang memperoleh kombinasi Yijk perlakuan taraf ke-i dari faktor media dan taraf ke-j dari faktor lama kontak media µ = nilai tengah umum αi = pengaruh utama dari faktor media taraf ke-i βj = pengaruh utama dari faktor lama kontak media taraf ke-j (αβ)ij = pengaruh interaksi dari faktor media ke-i dan faktor lama kontak media ke-j = pengaruh galat dari satuan percobaan ke-j kombinasi perlakuan uji εij Selanjutnya data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan Anova (Analisis of Variance), sedangkan untuk mengetahui perbandingan dari masingmasing perlakuan terhadap nilai pengamatan yang diteliti, digunakan Uji Beda Nyata Terkecil (BNT). Uji BNT merupakan prosedur pengujian perbedaan diantara rata-rata perlakuan yang paling sederhana dan paling umum digunakan. Untuk menggunakan uji BNT, atribut yang diperlukan adalah nilai kuadrat tengah galat (KTG), taraf nyata, derajat bebas (db) galat, dan tabel t-student, dengan rumus:
keterangan: t ( ) = nilai dari Tabel t ( α = 1%) n KTS r
= derajat bebas sisa (dbs) = Kuadrat Tengah Sisa = banyaknya ulangan
7
HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis Deskriptif Sumber penyediaan air bersih menurut data yang diperoleh dari profil RW II tahun 2012 terdiri dari air sumur galian, dan mata air kapur. Jumlah sarana penyediaan air bersih tertera pada Tabel 2. Tabel 2. Profil sarana penyediaan air bersih RT II/ RW I Desa Ciampea tahun 2012 No
Jenis Sarana Air Bersih
Jumlah
%
Kegunaan
1
Sumur Galian
3
65
Untuk minum
2
Mata Air Gunung kapur
4
100
MCK (mandi cuci kaki)
Tabel 2 menunjukan bahwa jumlah sarana air bersih yang ada di RT II/RW I Desa Ciampea tahun 2012 yaitu mayoritas masyarakat (sebanyak 60 kk) menggunakan mata air gunung kapur Ciampea (100%) untuk keperluan MCK (mandi, cuci pakaian, dan lain-lain; kecuali minum), sedangkan sarana penyedia air bersih berupa sumur galian hanya 65% digunakan untuk keperluan air minum sisanya membeli dari daerah sekitar desa. Untuk sarana penyediaan air bersih berupa PDAM tidak masuk di daerah RT II/ RW I Desa Ciampea. Hasil pengukuran yang dilakukan terhadap 6 air sampel pretest yang diambil dari air sumur galian, tempat-tempat MCK maupun mata air gunung kapur dapat dilihat hasilnya pada Tabel 3 berikut. Tabel 3. Kesadahan total, suhu, dan pH air sampel pretest No 1 2 3 4 5 6
pH Kategori air Keterangan **) Kesadahan Suhu kapur *) total (oC) (mg/L) Mata air 364,36 26 8 Sangat sadah Memenuhi MCK 1 228,23 26 7,5 Sadah Memenuhi MCK 2 148,15 26 7,5 Menengah Memenuhi Sumur warga 1 120,12 26 7 Menengah Memenuhi Sumur warga 2 168,17 27 7 Sadah Memenuhi Sumur warga 3 140,14 27 6,5 Menengah Memenuhi keterangan: *) klasifikasi perairan menurut tingkat kesadahan total menurut Sawyer dan Mc Carty (1967) in Boyd (1982) **) PERMENKES Indonesia no 492/MENKES/PER/IV/2010 Sampel
Hasil tabel sampel air pretest di atas menunjukan kesadahan total pada mata air lebih tinggi dibandingkan kesadahan total air sampel lainnya yaitu sebesar
8 364,36 mg/L, air ini masuk dalam kategori sangat sadah. Untuk sumur warga 2 memiliki nilai kesadahan total yang lebih tinggi dibanding sumur warga lainnya yaitu sebesar 168,17 mg/L yang masuk dalam kategori sadah. Tingginya nilai kesadahan sumur warga 2 ini diduga karena keberadaan sumur dekat dengan gunung kapur, sehingga masih dapat dipengaruhi sifat-sifat sadah. Nilai pada MCK 1 lebih tinggi dibandingkan MCK 2 disebabkan letak MCK 2 yang lebih jauh dari gunung kapur sehingga memiliki waktu pengendapan kesadahan cukup lama dibanding MCK 1. Hal ini sesuai dengan pernyataan Effendi (2003) bahwa perairan dengan nilai kesadahan tinggi umumnya perairan yang berada di daerah yang mempunyai lapisan gamping atau wilayah batuan berkapur. Berdasarkan PERMENKES Indonesia no.492/MENKES/PER/IV/2010 bahwa 6 sampel ini masih memenuhi baku mutu yaitu dibawah 500 mg/L. Meskipun demikian, air ini dianggap tidak layak digunakan oleh warga karena air tersebut termasuk kategori air sangat sadah yang jika digunakan dalam jangka panjang akan menganggu kesehatan masyarakat setempat. Untuk suhu pada masing-masing air sampel tidak berbeda berkisar diantara o 26-27 C, nilai ini masih berada dalam kisaran baku mutu PERMENKES Indonesia no.492/MENKES/PER/IV/2012. Untuk pH dari masing-masing air sampel, nilai tertinggi pada mata air gunung kapur Ciampea sebesar 8. Nilai pH dapat memengaruhi keberadaan toksisitas logam, jika pH rendah akan terjadi peningkatan pada toksisitas logam (Novotny dan Olem 1994), selain itu pH secara tidak langsung dapat memengaruhi keberadaan kesadahan karena nilai pH memengaruhi nilai alkalinitas total (Effendi 2003). Nilai pH pada masing-masing air sampel masih memenuhi baku mutu yang ditetapkan pemerintah yaitu sebesar 6,5-8,5. Kesadahan Total Hasil Perlakuan Kesadahan merupakan salah satu parameter tentang kualitas air bersih, karena kesadahan total menunjukan ukuran pencemaran air oleh mineral-mineral terlarut seperti Ca2+dan Mg2+. Menurut WHO, kesadahan adalah ukuran kapasitas air untuk bereaksi dengan sabun, air sadah memerlukan banyak sabun dalam menghasilkan busa. Nilai kesadahan total air sampel setelah disaring dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 3.
Nilai kesadahan total air sampel setelah disaring dengan media dan lama kontak yang berbeda
9 Gambar 3 menunjukan nilai penurunan kesadahan total air setelah disaring pada masing-masing media. Untuk media kombinasi penurunan terbesar pada lama kontak 30 menit menjadi 41,1 mg/L, media karbon aktif penurunan terbesar terjadi pada lama kontak 30 menit menjadi 44,8 mg/L dari nilai kesadahan air sebelum disaring sebesar 254 mg/L. Jika dilihat pada lama kontak 0 dan 15 menit nilai kesadahan pada media kombinasi lebih tinggi dibandingkan pada media karbon aktif, sedangkan pada lama kontak 30 menit nilai kesadahan media kombinasi lebih rendah dibandingkan media karbon aktif. Hal ini diduga bahwa media kombinasi memerlukan waktu kontak yang lebih lama dibandingkan media karbon aktif dalam menurunkan nilai kesadahan secara maksimum. Hasil penyaringan air sampel menggunakan media karbon aktif dan kombinasi masuk dalam kategori menengah-lunak (Sawyer dan Mc Carty 1967 in Boyd 1982). Penurunan yang terjadi sesuai dengan penelitian Arfin et al. (2010) bahwa lama kontak memengaruhi penurunan nilai kesadahan, semakin lama kontak media dengan air maka nilai kesadahan semakin menurun. Besar nilai penurunan kesadahan tidak berbeda jauh dengan nilai-nilai penurunan pada penelitian-penelitian sebelumnya. Untuk media zeolit terjadi peningkatan nilai kesadahan total terutama pada lama kontak 15 menit yang mencapai 586,7 mg/L dari kesadahan sebelum disaring, hasil akhir air saringan dengan media ini masuk ke dalam kategori air sangat sadah dan tidak memenuhi nilai baku mutu yang ada. Jika dilihat nilai kesadahan pada media zeolit dengan lama kontak 0 menit dan 30 menit lebih kecil dibandingkan 15 menit, diduga pada lama kontak 0 menit air tersebut belum mengalami kontak dengan media yang mengandung pengotor lebih lama dibandingkan dengan lama kontak 15 dan 30 menit. Untuk lama kontak 30 menit diduga air tersebut masih dipengaruhi pengotor pada media yang digunakan, namun tidak sebanyak pada lama kontak 15 menit. Nilai kesadahan total pada media zeolit yang meningkat dapat disebabkan media zeolit yang digunakan adalah zeolit alam yang umumnya terdapat dalam bentuk campuran dengan senyawa atau unsur pengotor dalam jumlah tertentu yang dapat memengaruhi sifat dan kualitas dari zeolit (Wiradinata dan Astiana 1989). Pengotor tersebut berupa Ca, Mg, Fe yang juga dapat menyebabkan peningkatan kesadahan (Lestari 2010). Rusaknya struktur kristal akibat penggunaan HCl, juga dapat menurunkan fungsi zeolit yang akan menganggu tukar ion-ion kesadahan (Lestari 2010). Selain itu, nilai KTK (Kapasitas Tukar Kation) minimun pada baku mutu menurut SNI 13-7168-2006 sebesar 100 cmol(+) kg-1, sedangkan nilai KTK zeolit yang tinggi berkisar 80-200 cmol(+) kg-1. Pada penelitian ini, nilai KTK dari zeolit yang digunakan dibawah baku mutu zeolit sebesar 74,38 me/100 gr atau 74,38 cmol(+) kg-1, rendahnya nilai KTK ini dapat berpengaruh pada usaha penyerapan (absorpsi) pada air. Nilai KTK yang rendah (< 80 me/100 gr), nilai mesh media yang digunakan lebih kasar, serta kandungan zeolit < 50% dapat menjadi indikasi zeolit palsu (Al-Jabri 2008). Pada penelitian pendahuluan yang dilakukan, karbon aktif yang ada dipasaran belum memenuhi standar kualitas karbon aktif yang dapat digunakan pada penelitian ini. Pengaktifan karbon aktif yang dibeli dipasaran ini yaitu secara fisik dengan pemanasan pada suhu 700oC belum cukup mengaktifkan karbon sebagai media filtrasi. Hasil yang diperoleh pada karbon aktif yang ada dipasaran hanya mampu menurunkan 50% dari kesadahan total air sampel sebelumnya atau
10 tidak mencapai target penurunan kesadahan yaitu kurang dari 75 mg/L. Penggunaan media karbon aktif ini juga mengubah sifat fisik air yaitu berwarna hitam pekat akibat abu dari sisa pembakaran karbon aktif. Karbon aktif maupun zeolit dapat menurunkan kesadahan. Zeolit memiliki sifat sebagai ion exchange, dengan mengalirkan air sampel pada filter zeolit akan melepaskan natrium dan akan diganti dengan Ca dan Mg (Rastiana 2009). Karbon aktif mempunyai kemampuan menyerap ion Ca2+ dan Mg2+ yang menyebabkan kesadahan pada air (Rastiana 2009). Kecepatan reaksi dan kesempurnaan pelepasan media tergantung pada pH, suhu, konsentrasi awal, dan struktur molekul. Penyerapan terbesar adalah pada pH rendah, pada umumnya kapasitas penyerapan karbon aktif maupun zeolit akan meningkat dengan turunnya pH dan suhu air. Hasil analisis statistik uji-F menunjukan bahwa perbedaan media filter, lama kontak media dengan air, serta interaksi keduanya berpengaruh sangat nyata terhadap nilai kesadahan total air. Untuk mengetahui pengaruh interaksi tiap perlakuan dilakukan uji statistik lanjutan yaitu uji Beda Nyata Terkecil (BNT). Hasil uji BNT menunjukan bahwa pada perlakuan karbon aktif dan zeolit dengan lama kontak 0 menit (A2B1 dan A3B1) berpengaruh nyata terhadap perubahan kesadahan (Lampiran 6). Adanya penolakan H0 dan H1 diterima, ini berarti adanya pengaruh media filter dan lama waktu kontak media dengan air yang digunakan untuk penurunan kesadahan. Berdasarkan parameter yang diukur, yakni nilai penurunan kesadahan, suhu, dan pH, media penyaring yang terbaik adalah media kombinasi dengan lama kontak 30 menit. Hal ini disebabkan pada perlakuan tersebut merupakan nilai penurunan kesadahan yang tertinggi dan tidak mengubah nilai suhu dan pH air sampel. Jika dilihat dari nilai efisiensi waktu dan ekonomi, karbon aktif dengan lama kontak 15 menit tidak berbeda nyata dengan kombinasi pada lama kontak 30 menit, media ini juga telah memenuhi target penurunan kesadahan dengan nilai sadah kurang dari 75 mg/L yaitu sebesar 59,8 mg/L dan telah mengubah rasa sadah pada air. Berdasarkan SNI 01-3553-1996 air minum kemasan, nilai kesadahan karbon aktif masih memenuhi yaitu dibawah 150 mg/L. Derajat Keasaman (pH) Air Hasil Perlakuan Nilai pH dapat memengaruhi keberadaan kesadahan. Menurut Sri Sumestri dan Alaerts (2007), pH yang tinggi dapat menyebabkan ion-ion kesadahan menjadi mengendap sebagai Mg(OH)2 dan CaCO3, yang biasanya pada pH berkisar antara 9-10. Nilai pH juga dapat berpengaruh terhadap keberadaan alkalinitas yang dapat secara langsung memengaruhi kandungan penyusun dalam kesadahan, terutama kesadahan total (Effendi 2003). Selain itu, pH berpengaruh pada penyerapan media, umumnya kapasitas penyerapan karbon aktif maupun zeolit akan meningkat dengan turunnya pH (Mifbakhuddin 2010). Berikut merupakan nilai pH air sampel yang setelah disaring dapat dilihat pada Gambar 4.
11
Gambar 4.
Nilai pH air sampel setelah disaring dengan media dan lama kontak yang berbeda
Gambar 4 merupakan nilai pH air setelah disaring, pada media karbon aktif dengan lama kontak 0 menit mengalami peningkatan menjadi 7,5 sedangkan nilai pH pada media zeolit dengan lama kontak 0 menit menurun menjadi 5,5 dari pH awal sebesar 6,5. Nilai pH pada media kombinasi cenderung konstan yaitu sebesar 6,5 dari pengukuran 0 menit sampai dengan 30 menit. Nilai pH air sampel yang berubah ini dapat dipengaruhi oleh bahan pengaktif media, pada zeolit aktifasi menggunakan asam (HCl) sedangkan karbon aktif menggunakan basa (KOH) yang belum tercuci bersih pada pembilasan menggunakan aquades. Larutan HCl yang berikatan dengan media zeolit membentuk kesetimbangan menjadi H2Z, jika digunakan pada penyaringan air sadah (MgH2CO3) mengakibatkan terjadinya pertukaran ion yang melepaskan kation H+, sehingga lingkungan bersifat asam. Pada karbon aktif yang diaktifkan dengan KOH juga mengalami penukaran ion yang mengakibatkan pelepasan anion OH-, sehingga lingkungan bersifat basa. Nilai pH pada sampel air yang disaring pada masing-masing media perlakuan masih dalam kisaran air layak minum PERMENKES Indonesia yaitu 6,5-8,5. Menurut Waluyo (2009), pH yang lebih kecil dari 6,5 dan lebih besar dari 8,5 menyebabkan rasa tidak enak pada air dan beberapa bahan kimia berubah menjadi racun yang dapat mengganggu kesehatan. Hasil analisis statistik uji-F menunjukan bahwa perbedaan media filter, lama kontak media dengan air, serta interaksi keduanya berpengaruh sangat nyata terhadap nilai pH air. Untuk mengetahui pengaruh interaksi tiap perlakuan dilakukan uji statistik lanjutan yaitu Uji Beda Nyata Terkecil (BNT). Hasil uji BNT menunjukan bahwa pada perlakuan zeolit dengan lama kontak 30 menit dan karbon aktif dengan lama kontak 0 menit (A1B3 dan A2B1) berpengaruh sangat nyata terhadap perubahan nilai pH air (Lampiran 5). Suhu Air Berikut merupakan suhu air sampel setelah disaring dapat dilihat pada Gambar 5.
12
Gambar 5.
Nilai suhu air sampel setelah disaring dengan media dan lama kontak yang berbeda
Gambar 5 menunjukan nilai suhu air terbesar setelah disaring pada media zeolit dengan lama kontak 0 dan 30 menit sebesar 27oC, sedangkan nilai suhu pada media karbon aktif dan kombinasi tidak mengubah suhu awal yaitu 26oC. Rata-rata nilai suhu air setelah disaring berkisar antara 26-27oC, tidak terjadi perbedaan yang besar dari suhu sebelum penyaringan. Efisiensi (E) Efisiensi merupakan perbandingan terbalik dari nilai kesadahan total. Semakin besar nilai kesadahan total yang setelah disaring, maka nilai efisiensi media tersebut akan rendah, dapat dilihat pada Gambar 6. Hasil efisiensi media yang berbeda terhadap perubahan nilai kesadahan total, dari kesadahan total awal yaitu 254 mg/L CaCO3 didapatkan bahwa nilai efisiensi tertinggi pada media kombinasi dengan lama kontak 30 menit yaitu 83,6%, sedangkan nilai efisiensi terendah pada media saring zeolit dengan lama kontak 15 dan 30 menit sebesar 0%. Hasil yang didapat sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan Sularso dan Arifin (2010) bahwa hasil yang lebih baik pada tingkat ketebalan yang lebih besar dan lama kontak media yang lebih lama. Untuk hasil efisiensi pada masing-masing media dengan lama kontak yang berbeda dapat dilihat pada Lampiran 4.
Gambar 6.
Efektifitas media dalam menurunkan kesadahan pada lama kontak yang berbeda
13 Selain faktor media dengan pengaktifan yang berbeda dan lama kontak media, faktor lain yang memengaruhi efektifitas pelunakan adalah unit pelunakan air yang digunakan. Unit pelunakan pada penelitian ini cukup sederhana, namun telah memenuhi syarat suatu unit pelunakan layak operasi, yang terdiri dari inlet air sadah, kolom filter (zeolit ataupun karbon aktif), pengatur kecepatan air/debit, dan outlet air setelah disaring (Powell 1954 in Hermana 2001). Analisis nilai ekonomis unit pelunakan air Usaha menganalisis nilai ekonomis suatu unit pelunakan air merupakan hal penting dalam meningkatkan efektifitas suatu pelunakan air. Beberapa hal yang dapat memengaruhi kualitas dan efisiensi proses pelunakan air adalah pemilihan jenis dan volume filter yang digunakan, dimensi kolom pelunakan air dan jumlah unit pelunakan yang dioperasikan (Hermana 2001). Walaupun hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukan media kombinasi dengan lama kontak 30 menit merupakan hasil penurunan terbaik sebesar 83,6%, tetapi media karbon aktif sudah cukup memenuhi target penurunan kesadahan kurang dari 75 mg/L, yakni 60 mg/L atau setara dengan 76,1% dari kesadahan awal. Selain itu, pada lama kontak antara 15 dan 30 menit tidak berbeda nyata, sehingga lama kontak kontak 15 menit sudah cukup untuk menurunkan kesadahan air. Analisis ekonomis terhadap unit pelunakan air yang dioperasikan dalam penelitian ini diuraikan sebagai berikut. 1. Perlakuan yang digunakan adalah perlakuan karbon aktif dengan lama kontak 15-30 menit. 2. Jumlah unit pelunakan air yang dioperasikan dalam penelitian ini sebanyak satu unit. Adapun kapasitas operasional sebagai berikut: a. Volume air sadah yang dapat dilunakan dalam satu kali proses sebanyak 5 liter. b. Lamanya waktu dalam satu kali proses pelunakan air antara 15 sampai 30 menit. c. Karbon aktif dapat digunakan untuk pelunakan kesadahan selama 60 jam (Purwakusuma 2007) atau setara dengan 120-240 kali proses pelunakan, sampai kesadahan meningkat yang ditandai dengan adanya perubahan rasa. Jika diasumsikan bahwa satu keluarga kecil memerlukan air minum yang tidak sadah sebanyak 10 liter per hari (1 keluarga berisi 5 anggota), maka dibutuhkan 2 kali proses pelunakan, ini berarti lama waktu untuk pelunakan air kira-kira 30 menit - 1 jam/hari atau 60-90 hari sebelum masa regenerasi. Secara total, alat pelunakan ini dapat menghasilkan sedikitnya 600 liter air. Jika dibandingkan dengan membeli air isi ulang merek aqua seharga Rp 14.000,00/19 liter (1 galon) sepertinya alat ini tidak ekonomis dalam 1 kali pemakaian, tetapi jika digunakan dalam kurun waktu 6 bulan terlihat jelas harga operasional alat jauh lebih murah, yaitu Rp 553.000,00 (dengan penambahan 3 kg karbon aktif seharga Rp 45.000,00 sebagai cadangan, sementara yang lain diaktivasi) dibandingkan dengan harga akumulasi pembelian aqua yaitu sebesar Rp 1.260.000/6 bulan (asumsi: suatu keluarga membutuhkan air minum 1 galon untuk memenuhi kebutuhan 2 hari). Larutan KOH teknis dapat digunakan untuk 3-4 kali pengaktifan karbon aktif. Selain itu penggunaan bahan-bahan pengaktif karbon
14 yang lebih ekonomis seperti larutan NaCl dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi harga satu unit pelunakan. Umumnya selama proses berlangsung, kemampuan reaksi media semakin lama akan berkurang dan akhirnya akan jenuh. Lama regenerasi media dipengaruhi oleh kualitas air baku dan jumlah air yang disaring (Said 2007). Biaya untuk satu unit alat pelunakan pada penelitian ini dengan media karbon aktif adalah Rp 508.000,00, selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 10. Untuk mengoptimalkan proses dan unit pelunakan air yang dilakukan secara ekonomis dan aplikatif, dapat dilakukan langkah-langkah antisipatif sebagai berikut: 1. Menambah jumlah karbon aktif menjadi 6 kg (untuk 2 kali pelunakan air sadah), sehingga pada saat karbon aktif pelunakan pertama diregenerasikan, proses pelunakan tidak terputus. 2. Perlu diperhatikan bahwa sampai tahap tertentu beberapa jenis karbon aktif dapat direaktivasi kembali, meskipun demikian tidak jarang media disarankan untuk sekali pakai (Said 2007). Pengolahan yang telah dilakukan di Desa Ciampea Pengolahan yang telah ada di Desa Ciampea untuk mengatasi kesadahan air adalah pembuatan bak-bak penampungan air yang dialirkan melalui pipa. Bak-bak tersebut berada pada 3 lokasi yang berbeda di sekitar rumah warga dengan ukuran 130 cm x 40 cm x 50 cm. Air yang ditampung umumnya digunakan untuk keperluan MCK, karena masyarakat menganggap air yang telah ditampung tersebut belum cukup dianggap layak untuk dikonsumsi sebagai air layak minum. Kondisi bak yang digunakan untuk menampung air tersebut dalam keadaan tidak bersih. Bak-bak penampung tersebut seharusnya diperhatikan kebersihannya, untuk menghindari bakteri ataupun kuman penyakit, selain itu perlu adanya pembuatan bak filter air sebelum masuk ke dalam bak penampungan air (biofiltrasi). Bak tersebut sebaiknya dilengkapi dengan tanaman air seperti kapu-kapu (Pistia stratiotes) dan enceng gondok (Eichhornia crassipes) yang dapat menyerap berbagai zat terlarut dan tersuspensi (Rahmaningsih 2006). Luas penutupan yang disarankan yaitu 25% dari luas bak penampungan untuk mengurangi nilai kesadahan sebelum dialirkan menuju bak penampungan. Hal yang perlu diperhatikan jika menggunakan tumbuhan air dalam proses filtrasi ini adalah pemanenan dari biomassa tumbuhan air secara periodik agar tidak menutupi seluruh permukaan air.
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Kesadahan air sampel dari gunung kapur Ciampea yang digunakan dalam penelitian ini masih di bawah baku mutu, walaupun tergolong air sangat sadah. Adanya perlakuan penggunaan media dan lama kontak media dengan air yang
15 tepat dapat menurunkan kesadahan air. Berdasarkan penelitian didapatkan bahwa media kombinasi dengan lama kontak 30 menit memberikan hasil terbaik yaitu menurunkan kesadahan sampai 83,6% atau mencapai kesadahan 41,1 mg/L. Walaupun demikian, media karbon aktif saja dengan lama kontak 15 menit sudah dapat menurunkan kesadahan air dari sekitar 300 mg/L menjadi air lunak yang berkesadahan kurang dari 75 mg/L. Saran Unit pelunakan air sadah ini tergolong sederhana, mudah dan cukup ekonomis dalam pengoperasiannya, tetapi memerlukan kajian yang lebih dalam, terhadap faktor-faktor pembatas, seperti nilai kesadahan air tertinggi yang dapat dilunakkan, serta kandungan Fe dalam air hasil penyaringan. Selain itu, masa regenerasi dari kedua media (karbon aktif dan zeolit) dalam mengabsoprsi kesadahan perlu diperhatikan untuk mengoptimalkan proses pelunakan air sadah.
DAFTAR PUSTAKA Al-Jabri M. 2008. Kajian Metode Penetapan Kapasitas Tukar Kation Zeolit sebagai Pembenah Tanah untuk Lahan Pertanian Terdegradasi. Bogor (ID): Badan Litbang Pertanian. Jurnal Standarisasi. 10(2): 56-69 Arifin MZ, Astuti Rahayu, Nurullita Ulfa. 2010. Pengaruh Lama Kontak Karbon Aktif Sebagai Media Filter Terhadap Presentase Penurunan Kesadahan CaCO3 Air Sumur [Internet]. Semarang (ID): Universitas Muhammadiyah http://jurnal.unimus.ac.id/index.php/jkmi/article/view/139 Boyd CE dan Lichtkoopler F. 1982. Water Quality Management for Pond Fish Culture [Internet]. New York (ID): Elsevier Scientific Publishing Cc. [diunduh 2013 April 02]. Tersedia pada http://www.ag.auburn.edu/ fish/documents/International_Pubs/R&D%20Series/22%20-%20Water%20 Quality%20Mngt%20in%20Pond%20Fish%20Culture.pdf Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya Lingkungan Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius. Hermana. 2001. Pelunakan Air Sadah Melalui Penyaringan Zeolit [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor Lestari DY. 2010. Kajian Modifikasi dan Karakteristik Zeolit Alam dari Berbagai Negara [Internet]. [diunduh 2012 November 14]. Tersedia pada http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/penelitian/Dewi%20Yuanita%20Lest ari,%20S.Si.,%20M.Sc./kajian%20modifikasi%20zeolit.pdf Marsidi R. 2001. Zeolit untuk Mengurangi Kesadahan Air. Jurnal Teknologi Lingkungan [Internet]. Bandung (ID): BPPT. hlm 1-10; [diunduh 2012 Mei 08]. Tersedia pada: http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=ruliasih +marsidi+&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CC4QFjAA&url=http%3A %2F%2Fejurnal.bppt.go.id%2Findex.php%2FJTL%2Farticle%2Fdownload %2F198%2F156&ei=pyRiUYHdB8S5rgfO3oGwCA&usg=AFQjCNEtTz_ CzEan0b8qMPikdCaik127eQ&bvm=bv.44770516,d.bmk
16 [Menkes] Menteri Kesehatan Indonesia. 2010. Keputusan Menteri Kesehatan Indonesia Nomor 492 Tahun 2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. Jakarta. Mifbakhuddin. 2010. Pengaruh Ketebalan Karbon Aktif sebagai Media Filter terhadap Penurunan Kesadahan Air Sumur Artetis [Internet]. Semarang (ID): Universitas Muhammadiyah Semarang. [diunduh 2012 April 24]. Tersedia pada http://www.scribd.com/doc/101808830/15-49-1-PB Mubarak WI, Chayatin Nurul. 2009. Ilmu Kesehatan Masyarakat Teori dan Aplikasi. Jakarta (ID): Salemba Medika Novotny V, Olem H. 1994. Water Quality: Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution. New York (US): Van Nostrand-Reinhold Pub. p. 1054 Rahmaningsih HD. 2006. Kajian Penggunaan Enceng Gondok (Eichhornia crassipes) pada Penggunaan Senyawa Nitrogen Effluent Pengolahan Limbah Cari PT. Capsugel Indonesia [Skripsi]. Bogor (ID): IPB Rastiana, Astuti, dan Kurniawan. 2009. Keefektifan Ketebalan Kombinasi Zeolit dengan Arang Aktif dalam Menurunkan Kadar Kesadahan Air Sumur Di Karang tengah Weru Kabupaten Sukoharjo [Internet]. Semarang (ID): Universitas Muhammadiyah Semarang. [diunduh 2012 Desember 27]. Said NI. 2007. Pengolahan Air Minum dengan Karbon Aktif Bubuk [Internet]. Jakarta (ID): Pusat Teknologi Lingkungan, BPPT. [diunduh 2012 November 14]. Tersedia pada http://ejurnal.bppt.go.id/index.php/JAI/article/download/ 145/80 Siahaan R. 2000. Pengolahan Air Sadah dengan Proses Pengendapan dan Kristalisasi. Bandung. Jurnal Penelitian Permukiman. 16 (3): 63-71. [SNI] Standardisasi Nasional Indonesia. 1996. Air Minum dalam Kemasan. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta. Steel RGD dan Torrie JH. 1991. Prinsip dan Prosedur Statistika: Suatu Pendekatan Biometrik. Jakarta (ID): PT Gramedia Pustaka Utama Sularso, AD. 1998. Penurunan Kadar Fe dan Mn Air Sumur Dengan Kombinasi Proses Aerasi dan Proses Saringan Pasir Cepat Perumnas II Tangerang Jawa Barat [Skripsi]. Yogyakarta (ID): STTI YLH Purwakusuma Wahyu. 2007. Filter Kimia [Internet]. [diunduh 2013 April 04]. Tersedia pada http://www.O-Fish/filterkimia.html. Wiradinata dan Astiana. 1989. Peranan zeolit dalam peningkatan produksi pertanian [Laporan Penelitian]. Bogor (ID): IPB. Hlm. 14-29 Waluyo. 2005. Mikrobiologi Lingkungan. Malang (ID): UMM Press. Hlm. 129155.
17 Lampiran 1. Penelitian-penelitian sebelumnya yang menggunakan karbon aktif, zeolit dan kombinasi sebagai media penurun kesadahan Nama Peneliti No (tahun) 1 2 3 4 5 6
Perlakuan
Zeolit tanpa aktifasi, aktifasi pemanasan dan aktifasi pengasaman dengan ukuran kristal besar, sedang dan kecil Mifbakhuddin Karbon aktif dengan ketebalan 60, 70 dan 80 (2010) cm Rastiana dkk Media kombinasi antara karbon aktif dengan (2009) zeolit (1:1) pada ketebalan 60, 70 dan 80 cm Karbon aktif dengan ketebalan 80 cm pada Arifin (2010) lama kontak 10, 20, 30 dan 40 menit Ruliasih Zeolit dengan ketebalan 20, 40, 60 dan 80 cm Marsidi pada lama kontak 0, 24, 48, 72, 96 jam (2001) Penelitian Karbon aktif dari pasaran dengan ketebalan pendahuluan 80, 90 dan 100 cm pada lama kontak 0, 15, 30 (2012) menit Hermana (2001)
Presentasi Penurunan Terbesar Kesadahan (%) 65,01 86 92,3 91 99,56 50
Lampiran 2. Nilai suhu, pH, kesadahan total air sampel sebelum disaring dengan tiga kali ulangan
Ulangan 1 2 3 Rata-rata
Suhu 26 26 26 26
pH 6,5 6,5 6,5 6,5
Kesadahan (ml) Kesadahan (mg/L) 2,1 235,44 2,2 246,65 2,5 280,28 2,27 254,12
Lampiran 3. Klasifikasi perairan menurut tingkat kesadahan Tingkat Kesadahan mg/L CaCO3 0-75 Lunak (soft) 75-150 Menengah (moderately hard) 150-300 Sadah (hard) >300 Sangat sadah (very hard) Sumber: Sawyer dan Mc Carty (1967) in Boyd (1982)
18
Lampiran 4. Nilai suhu, pH, kesadahan total air sampel setelah disaring dengan masing-masing media pada lama waktu kontak yang berbeda Ketebalan (cm) Zeolit
Karbon Aktif
Kombinasi (1:1)
Lama kontak (menit) Ulangan Suhu (0C) 0 1 27 2 26 3 27 15 1 26 2 26 3 26 30 1 27 2 27 3 27 0 1 26 2 26 3 26 15 1 26 2 26 3 26 30 1 26 2 26 3 26 0 1 26 2 26 3 26 15 1 26 2 26 3 26 30 1 26 2 26 3 26
Suhu rata-rata (0C) 27
26
27
26
26
26
26
26
26
pH 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 5,5 5,5 5,5 7,5 7,5 7,5 7 7 7 7 7 7 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5 6,5
pH rata-rata 6,5
6,5
5,5
7,5
7
7
6,5
6,5
6,5
kesadahan (ml) 2,3 2,2 2,1 5,3 5,1 5,3 4,2 4,4 4,2 1 0,9 0,9 0,6 0,6 0,4 0,4 0,5 0,3 1,5 1,4 1,3 0,9 0,6 0,5 0,4 0,4 0,3
Kesadahan (mg/L) 257,86 246,65 235,44 594,19 571,77 594,19 470,87 493,29 470,87 112,11 100,90 100,90 67,27 67,27 44,84 44,84 56,06 33,63 168,17 156,96 145,75 100,90 67,27 56,06 44,84 44,84 33,63
Rata-rata kesadahan 246,65
586,72
478,34
104,64
59,79
44,84
156,96
74,74
41,11
Kategori air*) sadah (hard) sadah (hard) sadah (hard) sangat sadah sangat sadah sangat sadah sangat sadah sangat sadah sangat sadah menengah menengah menengah lunak lunak lunak lunak lunak lunak sadah (hard) sadah (hard) menengah menengah lunak lunak lunak lunak lunak
Efisiensi (%) 0,00 0,00 16,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 52,38 59,09 64,00 71,43 72,73 84,00 80,95 77,27 88,00 28,57 36,36 48,00 57,14 72,73 80,00 80,95 81,82 88,00
Rata-rata efisiensi 5,3
0,0
0,0
58,5
76,1
82,1
37,6
70,0
83,6
19 Lampiran 5. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan Uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai pH air perlakuan Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai pH total air hasil olahan
SK
db P
A B AB S T
JK 8 2 2 4 14 26
5,68 2,8 1,79 1,09 0,17 5,85
KT 1,40 0,90 0,27 0,01
Fhit F tab (99%) 151** 6,01 97** 6,01 29,5** 4,58
Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) pH air hasil olahan Hipotesis: H0: │Ym-Yn│ < BNT Æ perlakuan tidak berpengaruh H1: │Ym-Yn│ > BNT Æ perlakuan berpengaruh nyata BNT = t(α/2,dbS) x √(2xKTS)/r = t(0,005,18) x √(2x0,01)/3 = 0,26 Selisih nilai tengah pH air │Ym-Yn│
Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
Y1 -
Y2 Y3 0,5* 1* 0,5* -
Keterangan: *berbeda nyata
Y4 1* 0,5* 0,00 -
Y5 1* 0,5* 0,00 0,00 -
Y6 1,83* 1,33* 0,83* 0,83* 0,83* -
Y7 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* -
Y8 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* 0 -
Y9 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* 0 0 -
20 Lampiran 6. Tabel Sidik Ragam (TSR) dan Uji-Beda Nyata Terkecil (BNT) data nilai kesadahan total air perlakuan Tabel Sidik Ragam (TSR) data nilai kesadahan total air hasil olahan
SK P A B AB S T
db 8 1 2 2 12 17
JK KT 29139,36 2018,04 2018,04 24677,33 12338,67 2443,99 1222,00 2094,85 174,57 31234,21
Fhit 11,56** 70,68** 7**
F tab (99%) 6,93 9,65 6,93
Uji lanjutan Beda Nyata Terkecil (BNT) kesadahan total air hasil olahan Hipotesis: H0: │Ym-Yn│ < BNT Æ perlakuan tidak berpengaruh H1: │Ym-Yn│ > BNT Æ perlakuan berpengaruh nyata BNT = t(α/2,dbS) x √(2xKTS)/r = t(0,005,12) x √(2x174,57)/3 = 32,42 Selisih nilai tengah kesadahan │Ym-Yn│
Y Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
Y1 -
Y2 Y3 0,5* 1* 0,5* -
Keterangan: *berbeda nyata
Y4 1* 0,5* 0,00 -
Y5 1* 0,5* 0,00 0,00 -
Y6 1,83* 1,33* 0,83* 0,83* 0,83* -
Y7 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* -
Y8 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* 0 -
Y9 1* 0,5* 0,00 0,00 0,0 0,8* 0 0 -
21 Lampiran 7. Desain alat dan media yang digunakan untuk menurunkan kesadahan total
Desain alat yang digunakan untuk menurunkan kesadahan total
\
(a)
(b)
Media yang digunakan untuk menurunkan kesadahan total (a) zeolit ukuran kerikil (b) karbon aktif ukuran granular
22 Lampiran 8. Mata air, saluran air, dan penampungan di MCK Desa Gunung Kapur Ciampea
Gambar mata air gunung kapur Ciampea
(a)
(b)
(a) Saluran dari mata air ke tempat penampungan MCK (b) tempat penampungan MCK
23 Lampiran 9. Biaya Pembuatan Unit Pelunakan Air No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Komponen Pipa PVC Pipa PVC Karbon aktif tempurung kelapa Bahan pengaktif KOH* Lem PVC Keran Air Stop Keran Air Noksel DOP Bawah Letter T Elbow
Ukuran θ 3 inchi, t 125 cm θ 3/4 inchi, t 125 cm granular (0,2-5 mm) konsentrasi 5% 60 ml 3/4 inchi 3/4 inchi 3 inchi 3 inchi 3/4 inchi 3/4 inchi
Jumlah Harga per item Total Harga 1 batang 42000 42000 1 batang 16000 16000 3 kg 15000 45000 300000 300000 1 buah 4500 4500 1 buah 3000 3000 3 buah 4500 13500 1 buah 45000 45000 1 buah 30000 30000 2 buah 3000 6000 1 buah 3000 3000 508000 Total Harga
Keterangan: *) Bahan KOH merupakan bahan teknisi, sehingga dapat diganti dengan bahan pengaktif lainnya yang relatif lebih murah seperti larutan NaCl ataupun dengan perendaman pada air panas untuk membuka pori-pori dari karbon aktif. Volume KOH yang digunakan adalah 6 liter, namun dengan pengenceran dapat dihasilkan lebih 2x masa pakai untuk pengaktifan KOH.
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jayapura, pada tanggal 04 Maret 1991 dari pasangan Bapak Mantak Manalu, SH dan Ibu Ganda Sariyanti Nababan. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Pendidikan formal ditempuh di SD YPPK Gembala Baik, Abepura-Jayapura (2001), SMP YPPK Santo Paulus, AbepuraJayapura (2005), SMAN 1 Jayapura (2008). Pada tahun 2008 penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama mengikuti perkuliahan penulis berkesempatan menjadi Asisten Mata Kuliah Limnologi, Ekologi Perairan Pesisir dan Agama Kristen Protestan, mengikuti kegiatan biodiversity daerah sekitar kampus bagian identifikasi plankton, serta aktif sebagai pengajar agama di SMA Kornita (kelas XII) dan SMK PGRI 3 Bogor (kelas XI). Penulis pernah memperoleh juara 3 karya tulis yang diadakan PWPC di Cirata, Bandung (2011). Untuk menyelesaikan studi di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis melaksanakan penelitian yang berjudul “Pengaruh Media dan Lama Kontak Karbon Aktif terhadap Kesadahan Air dari Gunung Kapur Ciampea”.
