PENURUNAN KONSENTRASI NATRIUM KLORIDA DALAM AIR …
Transcript of PENURUNAN KONSENTRASI NATRIUM KLORIDA DALAM AIR …
PENURUNAN KONSENTRASI NATRIUM KLORIDA DALAM AIR PAYAU DENGAN MENGGUNAKAN PELEPAH PISANG
SEBAGAI MEDIUM PENYARING
THE DEGRADATION OF THE CONCENTRATION OF
NATRIUM CLORIDE IN BRACKISH WATER
USING BANANA STEM AS A FILTER
MARINUS MULA BATU PADANG
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2008
PENURUNAN KONSENTRASI NATRIUM KLORIDA DALAM AIR PAYAU DENGAN MENGGUNAKAN PELEPAH PISANG
SEBAGAI MEDIUM PENYARING
Tesis Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar Magister
Program Studi Pengelolaan Lingkungan Hidup
Disusun dan diajukan oleh
MARINUS MULA BATU PADANG
Kepada
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR 2008
PERNYATAAN KEASLIAN TESIS
Yang bertanda tangan di bawah ini
Nama : Marinus Mula Batu Padang Nomor mahasiswa : P0302205003 Program Studi : Pengelolaan Lingkungan Hidup
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis yang saya tulis ini
benar-benar merupakan hasil karya sendiri, bukan merupakan pengambilalihan tulisan atau pemikiran orang lain, Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikanbahwa sebagian atau keseluruhan tesis ini hasil karya orang lain, saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan tersebut.
Makassar, 25 Agustus 2008 Yang Menyatakan Marinus Mula Batu Padang
iv
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang
Maha Esa, karena dengan limpahan rahmat dan anugerah-Nya sehingga
tesis ini dapat dirampungkan. Penulisan karya ilmiah ini dilatar belakangi
oleh gejala kekurangan air bersih yang tersedia di lingkungan yang kian
hari terus mengalami penurunan akibat pencemaran, baik secara alamiah
maupun kerena adanya campur tangan manusia.
Kemajuan teknologi dan industri diberbagai bidang akan menuntut
peningkatan penggunaan sumberdaya alam yang tersedia sehingga dapat
menyebabkan permasalahan dalam lingkungan hidup. Salah satu dampak
yang ditimbulkan adalah terjadinya pencemaran air yang disebabkan oleh
penggunaan bahan bakar minyak, limbah industri yang tidak diolah
sebelum dibuang ke lingkungan.
Polutan yang dibuang ke lingkungan perairan akan mengakibatkan
bertambahnya partikel-partikel pencemaran di perairan Tingginya
konsentrasi polutan tersebut dalam air akan berdampak negatif terhadap
manusia, hewan, tumbuhan, dan material yang ada di lingkungan sumber
yang tercemar. Salah satu prediksi karena pencemaran terhadap air
adalah bertambahnya ion Na+ dan Cl- dalam air. Akibatnya air menjadi
payau dan tidak dapat digunakan sebagaimana diperuntukkan. Oleh
karena itu dibutuhkan teknologi tepat guna untuk mengolah air payau
dalam jumlah besar menjadi air tawar yang lebih berdampak positif
kepada manusia, hewan, tumbuhan dan material disekitarnya.
v
Sejak awal penentuan judul sampai berakhirnya penulisan tesis ini
penulis banyak mengalami kendala, namun berkat bantuan dan dorongan
dari berbagai pihak akhirnya karya ilmiah ini dapat dirampungkan. Melalui
kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Istri tercinta Anace dan Anak-anak saya yang telah banyak berkorban
berupa materi, memberikan bantuan, penguatan moril, serta dorongan
selama dalam studi, penelitian dan penulisan Tesis.
2. Prof. Dr. Muh. Syahrul, M.Agr, selaku Ketua Komisi Penasehat dan
Prof. Dr. Marry Selintung. sebagai anggota Komisi penasehat yang
telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan masukan dari mulai
proposal hingga selesainya penulisan ini.
3. Prof. Dr. Ambo Upe, DEA, Prof. Dr. Abu Bakar Tawali, Prof. Dr .Drh
Lucia Muslimin, selaku dosen tim penguji yang telah banyak
memberikan kritikan dan masukan demi kesempurnaan tesisi ini.
4. Drs. Andrianus Paridy, MM., Ketua Yayasan Pendidikan Dharma Yadi
yang telah memberikan izin untuk studi. dan bantuan moril motivasi
selama mengikuti pendidikan di Pascasarjana Unhas.
5. Ir. Marten Rante Tondok, MM, mantan Ketua Sekolah Tinggi Teknik
(STITEK) Dharma Yadi dan yang telah memberikan rekomendasi
untuk studi di Pascasarjana Unhas.
6. Dra. Kartini L, Staf analisis di Laboratorium Kimia Anorganik Unhas,
yang telah membantu menganalisis sampel penelitian saya.
vi
7. Prof. Dr. dr. A. Razak Thaha, M.Sc., Direktur Pascasarjana Unhas dan
seluruh staf karyawan - karyawati Program Pascasarjana Universitas
Hasanuddin Makassar yang telah memberikan kesempatan dan
kemudahan selama mengikuti pendidikan
8. Dr.Ir.Didi Rukmana, M.Sc., Ketua Program Studi Pengelolaan
Lingkungan Hidup dan Prof. Dr. Ambo Upe, DEA., sebagai pengelolah
Konsentrasi Teknik Lingkungan
9. Ayahanda tercinta Arnoldus M.Rappo (Almarhum) dan Ibunda tercinta
Agnes Butu serta saudara - saudaraku yang telah banyak memberikan
bantuan, dorongan, moral, semangat, dan doa demi masa depan.
10. Semua Pihak yang ikut terlibat membantu memberi dorongan moril
dan motivasi selama menjalani pendidikan di Pascasarjana Unhas.
Penulis menyadari sebagai manusia biasa, tentu karya ilmiah yang
ditulis, masih banyak memiliki kekurangan baik teknik penyajian, cakupan
pembahasan, maupun ketajaman analisis. Untuk itu saran dan kritik yang
bersifat positif sangat diharapkan demi kesempurnaan karya ilmiah ini.
Kepada semua pihak yang telah membantu baik langsung maupun
tidak langsung penulis mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah
mereka, semoga bernilai ibadah dan mendapatkan imbalan pahala yang
setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa, Amin.
Makassar, 25 Agustus 2008
Marinus Mula B.Padang
vii
ABSTRAK
MARINUS M.B.PADANG. Penurunan Konsentrasi Natrium Klorida dalam Air Payau dengan Menggunakan Pelepah Pisang sebagai Medium Penyaring (dibimbing oleh Muh. SyahruL dan Mary Selintung).
Penelitian ini bertujuan untuk (1) meneliti apakah pelepah pisang dapat digunakan menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau melalui penyaringan. (2) meneliti species pelepah pisang mana yang lebih baik untuk menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau.
Penelitian ini dilaksanakan pada salah satu sumur air payau di
Bumi Taman Permai. Metode pengumpulan data yang digunakan adalah eksperimen. Sampel penyaringan tiga species pelepah pisang dari tiga daerah, Papua, Makassar, dan Tana Toraja, (mewakili species lain), dilakukan tidak acak setiap 20 hari sebanyak empat kali. Data penurunan konsentrasi natrium klorida (terdiri atas Cl- dan Na+) dalam air payau, dianalisis dengan uji perbandingan out put in put, uji rata-rata, dan persentase massa.
Hasil penelitian menunjukkan saringan yang menggunakan species
pelepah Pisang Burung, Kepok dari Papua, Makassar dan Tana Toraja dapat menurunkan konsentrasi ion Cl (90%).Saringan yang menggunakan species pelepah Pisang Burung dari Tana Toraja merupakan yang terbaik menurunkan konsentrasi ion Na (81,38%). Persentase massa konsentrasi natrium klorida dalam air payau yang dapat di turunkan saringan ini mencapai 47,6% dan rata-ratanya 33,87%. Saringan yang menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari Tana Toraja, mencapai 44,60% dan rata-rata 33,43%.(terbaik ke dua).
Kata Kunci :
Spesies, Penyaringan, Penurunan, Ion Cl-, Ion Na+, efektivitas, Air Payau, dan Persen massa.
viii
ABSTRACT
MARINUS M.B.PADANG. The Degradationof the Concentration of Natrium Chlorida in Brackish Water Using Banana Stem as a Filter (Supervised by Muh. SyahruL and Mary Selintung).
The aim of the study was to discover whether banana steam can be used to lower natrium chloride in brackish water through a filter and which species of banana stem in better to lower the concentration of natrium chloride in brackish water.
The study was conducted at one of the brackish water wells at Bumi
Taman Permai. The study was experiment. The samples of three banana stem species filter were from three regions: Papua, Makassar, and Tana Toraja (represented other species). The experiment was conducted every 20 days non-randomly for four times. The data on natrium chloride concentration degradation consisted of Cl- and Na+ in the brackish water were analyzed by using the proportion of output and input, average test, and mass percentage.
The result of the study indicate that the filter uses Burung banana
stem, Kepok banana stem from Papua, Makassar, and Tana Toraja can lower the concentration of ion Cl- ( 90 %). The filter uses Burung banana stem species from Tana Toraja is the best to lower the concentration of ion Na+ (81,38%). The mass percentage of natrium chloride concentration in the brackish water that can be lowered by the filter is 47,6% and the average is 33,87%. The filter that uses Kepok banana stem species from Tana Toraja reaches 44,60% and the average is 33,43 % (the second best). Key words : Spices, filter, degradation.ion Cl-, ion Na+, effectiveness, brackish water, mass percentage.
ix
DAFTAR ISI
NO HAL.
I II
KATA PENGANTAR ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR GRAFIK DAFTAR NOTASI DAFTAR TABEL LAMPIRAN-LAMPIRAN - Daftar lampiran tabel - Daftar grafik dan foto BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah B. Rumusan Masalah C. Tujuan Penelitian D. Kegunaan Penelitian E. Ruang Lingkup Penelitian
BAB. II. TINJAUAN PUSTAKA A. Defenisi Air Payau, Air Tawar, dan Komponen
Utama Pembentuk Air Payau. 1. Air payau dan air tawar 2. Komponen utama pembentuk air payau
B. Kebutuhan dan Pengadaan Air Bersih
ivviiviiiixxiixiiixvixviixviiixviiixix
114556
77
78
14
x
III
IV
C. Aspek Sifat Fisik Air. 1. Padatan total, terlarut dan tersuspensi 2. Salinitas
D. Aspek Sifat Kimia 1. Derajat keasaman 2. Tingkat kesadahan rendah
E. Dampak Kekurangan Air Bersih pada Kesehatan F. Pengolahan Air Secara Fisika G. Teknologi Pengolahan Air Payau H. Pelepah Pisang I. Kerangka Fikir J. Hipotesis.
BAB III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Jenis dan Rancangan Penelitian B. Tempat dan Waktu Penelitian C. Alat dan Bahan Penelitian D. Teknik Pengumpulan Data
a. Desain instalasi penelitian b. Prosedur penelitian
E. Analisis Data
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian
1. Tinjauan umum daerah penelitian 2. Keadaan umum lokasi penelitian 3. Analisis data 3.1 Analisis kadar ion Cl- dalam air 3.2 Analisis kadar ion Na+ dalam air
181820212122242729404549
50505151525254 57
59595960616190
xi
V
VI
B. Pembahasan 1. Efektivitas saringan tiga species pelepah
pisang dari tiga daerah terhadap ion Cl- terlarut dalam air.
2. Efektivitas saringan tiga species pelepah pisang dari tiga daerah terhadap ion Na+ terlarut dalam air.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan B. Saran
DAFTAR PUSTAKA
116
116
122
142142143
144
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
2.1. Bagan terjadinya intrusi / perembesan air laut ke daratan 20
2.2. Skema penularan penyakit melalui air 25
2.3. Ilustrasi penyaringan garam dengan Proses Osmosis 33
2.4 Spiral-Wound Module 34
2.5. Modul Mikrofiber. 35
2.6. Pratreatmen (terdiri dari Granular Media dan Catrige). 36
2.7 Contoh pengolahan air dengan Proses Osmosis. 38
2.8. Kerangka Pikir Penelitian. 48
3.1. .Proses penyaringan natrium florida dalam air payau dengan
menggunakan pelepah pisang 53
3.2 Skema prosedur pelaksanaan penelitian 54
xiii
DAFTAR GRAFIK
4.1. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air patau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Burung dari
Papua. 66
4.2.
.
Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Burung dari
Makassar. 69
4.3. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Burung dari
Tana Toraja. 71
4.4. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Burung dari
Papua, Makassar, dan Tana Toraja.
72
4.5. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Ambon dari
Papua. 74
4.6. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Ambon dari
Makassar. 76
4.7. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air
payaudengan menggunakan species pelepah Pisang Ambon
dari Tana Toraja. 79
4.8. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air dengan
menggunakan species pelepah Pisang Ambon dari Papua,
Makassar, dan Tana Toraja. 79
4.9. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari
Papua. 82
4.10. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau 85
xiv
dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari
Makassar.
4.11. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam ai rpayau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari
Tana Toraja. 88
4.12. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau
dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari
Papua, Makassar, dan Tana Toraja. 88
4.13. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Burung dari Papua. 94
4.14. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payaudengan menggunakan species pelepah
Pisang Burung dari Makassar. 97
4.15. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Burung dari Tana Toraja. 100
4.16. Grafik efektifitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Burung dari Papua, Makassar, dan Tana Toraja. 100
4.17. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Ambon dari Papua. 102
4.18. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Ambon dari Makassar. 104
4.19. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Ambon dari Tana Toraja. 107
4.20. Grafik efektifitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah 108
xv
Pisang Ambon dari Papua, Makassar, dan Tana Toraja.
4.21. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Kepok dari Papua. 110
4.22. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Kepok dari Makassar. 113
4.23. Grafik efektivitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion
Na+ dalam air payau dengan menggunakan species pelepah
Pisang Kepok dari Tana Toraja. 115
4.24. Grafik efektifitas saringan untuk menurunkan ion Na+ dalam air
dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari
Papua, Makassar, dan Tana Toraja. 115
4.25. Penurunan persentase massa konsentrasi NaCl yang terkandung
dalam air hasil penyaringan, dengan menggunakan tiga species
pelepah pisang dari tiga daerah. 141
xvi
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
Lambang/singkatan
Arti dan Keterangan
Ar
CaCl2
Cl-
H2O
HCl
H2SO4
H2S
KCl
mg/l
MgCl2
NH+4
NH2Cl
NHCl2
NaCl
pH
ppm
PA
PB
PK
QA
QB
QK
RA
RB
RK
RO
01
02
Massa Atom Relatif
Kalsium Klorida
Ion Klorida
Molekul air
Asam Klorida
Asam Sulfat
Asam Belerang/ Asam Sulfida
Kalium Klorida
Miligram per liter
Magnesium Klorida
Ion Amonium
Monokloramin
Dikloromin
Garam Natrium Clorida
Pangkat Hidrogen (derajat keasaman)
part per million
Species Pelepah Pisang Ambon dari Papua
Species Pelepah Pisang Burung dari Papua
Species Pelepah Pisang Kepok dari Papua
Species Pelepah Pisang Ambon dari Makassar
Species Pelepah Pisang Burung dari Makassar
Species Pelepah Pisang Kepok dari Makassar
Species Pelepah Pisang Ambon dari Tana Toraja
Species Pelepah Pisang Burung dari Tana Toraja
Species Pelepah Pisang Kepok dari Tana Toraja
Resin Osmosis
Kadar ion Na dan Cl dalam air sebelum disaring
Kadar ion Na dan Cl dalam air sesuda disaring
xvii
DAFTAR TABEL
No.Tabel Halaman
1.Tabel 1 Efektivitas saringan tahap ke empat terhadap
penurunan konsentrasi ion Cl- dalam air hasil
penyaringan
120
2.Tabel 2 Efektivitas saringan tahap ke empat terhadap
penurunan konsentrasi ion Na+ dalam air hasil
penyaringan
139
3.Tabel 3 Penurunan persentase massa konsentrasi NaCl
dalam air hasil penyaringan setiap tahapan
140
xviii
LAMPIRAN-LAMPIRAN
DAFTAR TABEL No.Tabel Halaman1.Tabel 4. Hasil Analisis Laboratorium konsentrasi ion CI- dalam air
hasil penyaaringan 147
2.Tabel 5. Hasil Analisis Laboratorium konsentrasi ion CI- dalam air
hasil penyaaringan (Batang pisang direndam dengan
NaOH konsentrasi 1 mol) 148
3.Tabel 6. Hasil Analisis Laboratorium konsentrasi ion CI- dalam air
hasil penyaringan (Batang pisang direndam dengan NaOH
konsentrasi 0,50 mol) 148
4.Tabel 7. Hasil Analisis Laboratorium konsentrasi ion Na+ dalam air
hasil penyaringan 149
5.Tabel 8. Rata-rata konsentrasi ion CI- dalam air hasil saringan
tahapan 150
6.Tabel 9. Rata-rata konsentrasi ion CI- dalam air hasil penyaringan
dengan menggunakan pelepah pisang yang direndam
dengan NaOH konsentrasi 1 mol 152
7.Tabel 10. Rata-rata konsentrasi ion CI- dalam air hasil penyaringan
dengan menggunakan pelepah pisang yang direndam
dengan NaOH konsentrasi 1 mol. 152
8.Tabel 11. Hasil Analisis rata-rata konsentrasi ion Na+ dalam air hasil
penyaringan 153
9.Tabel 12. Efektifivitas saringan pada setiap tahapan penyaringan
konsentrasi ion CI- dalam air payau 155
10.Tabel 13. Efektivitas tiap saringan pada setiap tahapan penyaringan
konsentrasi ion Na+ dalam air payau 157
11.Tabel 14. Konsentrasi ion Na+ dan ion Cl- dalam pelepah pisang
kering.
159
12. Tabel 15. Lampiran Baku Mutu Air Golongan B 162
xix
DAFTAR GRAFIK DAN FOTO
Nomor Halaman 1. Gbr.4.25 Grafik konsentrasl ion Cl- dalam air hasi
penyaringan saringan satu dengan menggunakan
salah satu dari tiga species pelepah pisang dar
tiga daerah mulai tahap I – IV
160
2, Gbr.4.26 Grafik konsentrasl ion Cl- dalam air hasi
penyaringan saringan dua dengan menggunakan
salah satu dari tiga species pelepah pisang dar
tiga daerah mulai tahap I – IV
160
3, Gbr. 4.27 Grafik konsentrasl ion Na+ dalam air hasi
penyaringan saringan satu dengan menggunakan
salah satu dari tiga species pelepah pisang dar
tiga daerah mulai tahap I – IV
161
4, Gbr. 4.28 Grafik konsentrasl ion Na+ dalam air hasil
penyaringan saringan satu dengan menggunakan
tiga salah dua dari tiga species pelepah pisang
dari tiga daerah mulai tahap I – IV
161
5, Foto 1 Pengisian pelepah pisang kering ke dalam pipa
paralon
162
6, Foto 2 Pengisian pelepah pisang kering ke dalam pipa
paralon
164
7, Foto 3 Kegiatan Pengambilan sampel pada saringan
satu
165
8, Foto 4 Kegiatan Pengambilan sampel pada saringan
dua
166
9,
Foto 5
Kegiatan Pengambilan sampel pada saringan tiga 167
xx
10 Foto 6 Species pelepah pisang Burung (Musa
caveridishi) dari Papua
168
11. Foto 7 Species Pisang Burung (Musa caveridishi) dari
Makassar
168
12
.
Foto 8 Species Pisang Burung (Musa caveridishi) Tana
Toraja
168
13 Foto 9 Species Pisang Ambon (Musa paradisiaca.var)
dar Papua
169
14 Foto 10 Species Pisang Ambon (Musa paradisiaca.var)
dari Makassa
169
14 Foto 11 Species Pisang Ambon (Musa paradisiaca.var)
dari Tana Toraja
169
15 Foto 12 Species Pisang Kepok dari Papua(Musa
paradisiaca) dari Papua.
170
16 Foto 13 Species Pisang Kepok Musa paradisiaca) dari
Makassar
170
17 Foto 14 Species Pisang Kepok Musa paradisiaca)
dariTana Toraja
170
xvi
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
Lambang/singkatan
Arti dan Keterangan
Ar
CaCl
Cl
H2O
HCl
HOCl
H2SO4
H2S
KCl
mg/l
MgCl
NH+4
NH2Cl
NHCl2
pH
ppm
PA
PB
PK
QA
QB
QK
RA
RB
RK
RO
01
02
Massa Atom Relatif
Kalsium Klorida
Klorida
Molekul air
Asam Chlorida
Asam Sulfat
Asam Belerang
Kalium Klorida
Miligram per liter
Magnesium Klorida
Pangkat Hidrogen (derajat keasaman)
part per million
Species Pelepah Pisang Ambon dari Papua
Species Pelepah Pisang Burung dari Papua
Species Pelepah Pisang Kepok dari Papua
Species Pelepah Pisang Ambon dari Makassar
Species Pelepah Pisang Burung dari Makassar
Species Pelepah Pisang Kepok dari Makassar
Species Pelepah Pisang Ambon dari Tana Toraja
Species Pelepah Pisang Burung dari Tana Toraja
Species Pelepah Pisang Kepok dari Tana Toraja
Reverse Oosmsis
Kadar ion Na dan Cl dalam air sebelum disaring
Kadar ion Na dan Cl dalam air sesuda disaring
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Air merupakan salah satu aspek kebutuhan pokok yang amat
esensial bagi seluruh makhluk yang hidup di dunia ini. Bagi manusia air
merupakan salah satu sumber energi, penghilang dahaga dengan
meminum beberapa teguk air, sehingga pada saat yang sama tubuh jadi
segar dan energi dalam tubuh terbangkitkan. Bisa dibayangkan jika sedang
kehausan lalu air minum tidak ada, manusia bisa mati lemas.
Air bersih merupakan sarana untuk meningkatkan derajat kesehatan
bagi masyarakat karena digunakan untuk kebutuhan minum, mencuci
pakaian, dan mandi. Menurut dokter dan para ahli kesehatan, tubuh
manusia membutuhkan air untuk dikonsumsi minimum sebanyak 2,5 liter
perhari (Alamsyah 2006 : 2).
Menurut Sutrisno dkk (2004 : 2) kebutuhan akan air bersih sangat
ditentukan oleh tingkat kemajuan hidup, karena semakin maju tingkat hidup
masyarakat, kebutuhan akan air bersih semakin tinggi. Selanjutnya
dikemukakan pula bahwa kebutuhan air minum seseorang setiap harinya
rata-rata adalah 5 liter (berbeda dengan yang dikemukakan Alamsyah).
Sedangkan kebutuhan akan air bersih untuk suatu rumah tangga secara
keseluruhan minimum di Indonesia diperkirakan mencapai rata-rata 60 liter
2
perhari. Apabila jumlah yang dikonsumsi kurang dari jumlah ideal, tubuh
akan mengalami kekurangan cairan (dehidrasi). Tubuh akan mengalami
capek, mudah lemas, dan mengalami gangguan pencernaan maupun
gangguan kesehatan sebab air membantu proses pencernaan, mengatur
proses metabolisme, mengangkut zat-zat makanan, menjaga
keseimbangan suhu tubuh (Sutrisno 2004 :11).
Air bersih untuk kebutuhan minum, mandi, dan mencuci saat
sekarang ini sangatlah sulit didapatkan karena ketersediaan air tawar untuk
diolah menjadi air bersih, bahan baku air minum masih kurang dan
teknologinya belum memadai. Walaupun bumi memang menyimpan
cadangan air tak kepalang tanggung banyaknya. Kira-kira 1,4 miliar km3,
tetapi, sekitar 97%-nya berupa air laut, dan lebih dari setengah sisanya
berbentuk gletser dan permukaan salju permanen. Alhasil, sumber air
utama kita (air tanah dan air permukaan) hanya kurang dari 1,5% dan
hanya 0,003 % dari air permukaan yang benar-benar dapat digunakan
untuk keperluan (Richard Middleton. http//www.usembassyjakarta org /ptp/
airbrs2.html. Jakarta). Akan tetapi menurut Organisasi Kesehatan Dunia, 2
miliar orang kini menyandang risiko menderita penyakit murus yang
disebabkan oleh air dan makanan. Penyakit ini merupakan penyebab
utama kematian lebih dari 5 juta anak-anak setiap tahun.
Berdasarkan suatu gejala yang terjadi di daerah-daerah pantai atau
pegunungan yang airnya payau seperti halnya beberapa daerah di Papua,
masyarakat menggunakan pelepah pisang untuk mendapatkan air tawar
3
guna memenuhi kebutuhan air minum. Caranya adalah merendam pelepah
pisang di air payau beberapa lamanya, kemudian pelepah pisang yang
direndam itu diperas dan disaring lalu dijadikan bahan baku air untuk
diproses menjadi air minum atau untuk menanak nasi. Sedang di daerah
lain yang kekurangan garam dan airnya payau juga menggunakan pelepah
pisang untuk mendapatkan garam. Caranya adalah dengan merendam
pelepah pisang yang kering / basa beberapa lama di dalam air payau,
kemudian mengambil garam yang ada di sepanjag pelepah pisang yang
terendam. Sungguh suatu gejala yang perlu dikaji lebih dalam melalui
penelitian guna menemukan suatu solusi dalam rangka membantu
menangani masalah kekurangan air bersih bagi penduduk yang airnya
payau supaya mereka dapat memperoleh air bersih dalam pemenuhan
kebutuhan sehari-harinya, demi terciptanya masyarakat sehat dan
sejahtera.
Salah satu solusi permasalahan tersebut diatas adalah dibutuhkan
teknologi tepat guna yang mudah dilakukan dengan harga murah untuk
mengolah air payau menjadi air tawar dan layak dijadikan bahan baku air
bersih. Teknologi yang ada sekarang dan dapat terjangkau oleh
masyarakat umumnya barulah teknologi penjernihan air tawar menjadi air
jernih dan teknologi pengolahan air tawar menjadi air bersih. Sedang
teknologi pengolahan air payau sangatlah mahal. Oleh karena itu pada
kesempatan ini peneliti mencoba melakukan eksperimen menurunkan
konsentrasi natrium klorida (NaCl) dalam air payau dengan menggunakan
4
tiga species pelepah pisang dari tiga daerah sebagai penyaring. Pelepah
pisang yang digunakan adalah Pisang Kepok, Pisang Ambon, dan Pisang
Burung. Masing-masing ketiga species diambil dari Papua,Makassar dan
Tana Toraja. Penggunaan pelepah pisang tersebut dipilih karena mudah
didapat dan tersedia banyak baik di daerah pantai maupun daerah
pegunungan dan batang semu yang ditebang setelah diambil buahnya
belum dapat digunakan sebagai sesuatu yang berguna bagi masyarakat.
Berdasarkan uraian diatas, maka peneliti semakin tertarik untuk
mengetahui lebih jauh tentang kemampuan pelepah pisang menurunkan
konsentrasi natrium klorida dalam air payau. Hal ini dimaksudkan untuk
selanjutnya dapat diperkenalkan kepada masyarakat bahwa pelepah
pisang dapat menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau.
Permasalahan inilah yang merupakan dorongan sehingga peneliti menjadi
sangat tertarik, dan selanjutnya memutuskan mengambil judul :
“Penurunan Konsentrasi Natrium Klorida dalam Air Payau dengan
Menggunakan Pelepah Pisang sebagai Medium Penyaring”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah di atas dapat
dirumuskan pokok permasalahan sebagai berikut .
1. Apakah pelepah pisang yang digunakan sebagai medium penyaring
dapat menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau ?
5
2. Jenis dan species manakah dari pelepah pisang yang mempunyai
kemampuan lebih besar untuk menurunkan konsentrasi natrium
klorida dalam air payau ?
C. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Untuk meneliti apakah pelepah pisang dapat digunakan sebagai
medium penyaring untuk menurunkan konsentrasi natrium klorida
dalam air payau.
2. Untuk meneliti jenis species pelepah pisang mana yang lebih baik
untuk menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau.
D. Kegunaan Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat
sebagai berikut .
1. Sebagai bahan informasi kepada masyarakat tentang cara
menurunkan garam NaCl yang ada dalam air payau.
2. Mengurangi ketergantungan penduduk di daerah pesisir pantai dan
banyak pohon pisangnya terhadap penyediaan air PAM yang
harganya cendrung mahal.
3. Dapat memberikan nilai ekonomi yang tinggi di sektor pengolahan
air minum dari bahan baku yang payau.
6
4. Sebagai bahan informasi dan referensi untuk penelitian lanjutan
khususnya dalam teknologi pengolahan air payau.
E. Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini dibatasi pada masalah penurunan konsentrasi natrium
klorida yang terdapat dalam air payau dengan menggunakan species
pelepah pisang burung, ambon dan kepok, masing-masing dari daerah
Papua, Makassar, dan Tana Toraja sebagai medium penyaring.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Defenisi Air Payau, Air Tawar dan Komponen Utama
Pembentuk Air Payau
1. Air payau dan air tawar
Apabila air mempunyai rasa (kecuali air laut) berarti telah terjadi
pelarutan sejenis garam-garaman. Air yang mempunyai rasa asin (payau)
biasanya berasal dari garam-garaman yang terlarut Bila rasa pada air
terjadi maka berarti juga telah terjadi pelarutan ion-ion logam yang dapat
mengubah konsentrasi ion hidrogen dalam air. Adanya rasa dalam air pada
umumnya diikuti pula dengan perubahan pH air.
Berdasarkan uraian diatas, maka dapatlah didefenisikan tentang air
payau sebaga berikut.
“Air payau adalah air yang rasanya asin karena mengandung ion-ion
garam dalam jumlah yang besar”.
Menurut peraturan Pemerintah Republik Indonesa Nomor 82 Tahun
2001 pasal 1 mendefenisikan bahwa yang dimaksud dengan air adalah
semua air yang terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah, kecuali air
laut dan air fosil. Dari defenisi ini dapat disimpulkan bahwa air yang
terdapat di atas dan di bawah permukaan tanah yang tidak mengandung
ion garam adalah air tawar. Antara air permukaan dan air tanah terdapat
8
perbedaan yang cukup besar, karena kandungan berbagai zat, baik yang
terlarut maupun yang tersuspensi dalam perjalanan menuju laut. Air
permukaan yang banyak mengandung bahan organik mudah terurai dalam
konsentrasi tinggi secara normal akan mengandung bakteri dalam jumlah
yang tinggi pula dan mempunyai pengaruh yang cukup besar terhadap
kualitas air permukaan. Kualitas air berhubungan dengan adanya bahan-
bahan lain terutama senyawa-senyawa kimia baik dalam bentuk senyawa
organik maupun anorganik juga adanya mikroorganisme yang berperan
penting dalam menentukan komposisi kimia air.
2. Komponen utama pembentuk air payau
Effendi (2003:130) mengatakan ion terlarut dalam jumlah banyak di
perairan adalah kalsium (Ca2+), magnesium (Mg2+), natrium (Na+), kalium
(K+), klor (Cl-), bikarbonat (HCO3-), dan sulfat (SO4
2-). Selanjutnya Effendi
menjelaskan sebagai berikut.
a. Kalsium (Ca)
Kalsium bikarbonat bersifat larut dan mengakibatkan perairan
menjadi sadah (hard water), dengan kisaran pH 7 – 9. Perairan ini
cendrung lebih produktif untuk pertumbuhan unsur-unsur hara. Sebaliknya,
jika asam karbonat berada dalam perairan wilayah yang bukan berupa
batuan kalkareus, misalnya granit, shale, atau slate, maka perairan
tersebut menjadi lunak (soft water) dengan nilai pH < 7, tidak produktif
9
untuk pertumbuhan unsur-unsur hara seperti ganggang.yang dapat
memacu BOD meningkat di dalam perairan.
Menurut Cole,1988 perairan yang kekurangan kalsium biasanya
juga kekurangan ion-ion yang sangat dibutuhkan organisme akuatik.
Sumber utama kalsium di perairan adalah batuan dan tanah. Pada batuan
terdapat kalsium dalam bentuk mineral batu kapur (limestone), pyroxenes,
amphiboles, calcite, dolomite, gypsum, dan apatite. Konsentrasi unsur
kalsium dalam badan air berdasarkan keberadaannya adalah pada
perairan tawar < 15 mg/liter, untuk perairan disekitar batuan karbonat.
antara 30 - 100 mg/liter, pada perairan laut sekitar 400 mg / liter, dan pada
brine atau air asin yang pekat dapat mencapai 75.000 mg/liter (Mc Neely et
al,1979).
b. Magnesium (Mg)
Magnesium bersama dengan kalsium merupakan unsur utama
penyusun kesadahan. Garam – garam magnesium sangat mudah larut dan
cendrung bertahan sebagai larutan walaupun garam-garam kalsium telah
mengalami presipitasi. Sumber utama magnesium di perairan adalah
ferromagnesium (FeMg) dan magnesium karbonat [MgCO3)2] yang
terdapat pada batuan. Oleh karena magnesium sifatnya mudah larut
dibanding dengan kalsium maka jarang mengalami presipitasi. Magnesium
tidak bersifat toksit, bahkan pada kondisi stabil menguntungkan bagi fungsi
hati dan sistem syaraf.
10
Menurut Cole (1988) konsentrasi magnesium sulfat (MgSO4) yang
berlebihan dapat menyebabkan anesthesia pada organisme vertebrata dan
avertebrata. Bahan baku untuk air minum diperkenankan maksimum 50
mg/liter (McNeely et al., 1979; Peavy et al.,1985).
c. Natrium (Na)
Natrium (Na) adalah salah satu unsur alkali utama yang ditemukan
di badan perairan dan merupakan kation penting yang mempengaruhi
kesetimbangan keseluruhan kation di perairan. Hampir semua senyawa
natrium mudah larut dalam air dan bersifat sangat reaktif. Sumber utama
natrium di perairan adalah albite (NaAlSi3O8) nepheline (NaAlSiO4), halite
(NaCl), dan mirabilite (Na2SO4.10 H2O). Danau-danau yang berada di
daerah kering yang tertutup dalam arti sedikit atau sama sekali tidak ada
air masuk dan keluar biasanya airnya asin. Konsentrasi natrium pada
perairan laut dapat mencapai 10.500 mg/liter atau lebih. Satu liter air laut
mengandung sekitar 30 gr natrium klorida (NaCI) yang terdiri atas ± 11 gr
narium (Cole1988). Konsentrasi natrium pada perairan tawar alami kurang
dari 50 mg/ltr, sedang pada air tanah dalam dapat melebihi 50 mg/ltr.
Menurut WHO, tahun 1984 menetapkan konsentrasi natrium pada
air minum yang memenuhi standar kesehatan adalah 200 mg/liter.
d. Kalium (K)
Kalium (K) adalah salah satu unsur alkali utama dalam perairan yang
11
keberadaannya dalam bentuk ion atau dalam bentuk ikatan dengan ion
lain. Pada perairan tawar alami biasanya konsentrasi kalium kurang dari 10
mg/liter. Sedang untuk sumur dalam, konsentrasi kalium dapat mencapai
100 mg/L, pada air laut mencapai 380 mg/L.konsentrasi kalium yang terlalu
tinggi hingga melebihi 2000 mg/L sangat membahayakan sistem saraf bagi
manusia.
e. Klorida (Cl)
Ion klorida adalah anion yang dominan di perairan laut. Ion klor
yang terdapat di perairan berada dalam bentuk ion Cl-. Keberadaan klorida
biasanya dalam bentuk senyawa natrium klorida (NaCl), kalium klorida
(KCl), dan kalsium klorida (CaCl2) yang semuanya ini adalah garam yang
dibentuk dari senyawa klorida.
Menurut Rump dan Krist (1992) yang dikutip Effendy menyatakan air
akan menjadi asin apabila mengandung klorida dengan konsentrasi sampai
250 mg/L. Sedang untuk air laut mengandung klorida sekitar 19.300 mg/L,
dan brine ( air asin) sampai sekitar 200.000 mg/L (McNeely et al., 1979).
konsentrasi klorida tinggi yang diikuti oleh konsentrasi kalsium dan
magnesium, menyebabkan peningkatan sifat korosivitas pada air.
Menurut Davis dan Cornwell (1992); Sawyer dan McCarty (1978).
menyatakan bahwa konsentrasi klorida untuk keperluan domestik termasuk
air minum, pertanian, dan industri sebaiknya lebh kecil dari 100 mg/L.
Konsentrasi klorida dalam air dapat meningkat tiba-tiba apabila terjadi
12
kontak dengan air bekas.
Ada banyak cara bagi unsur klorida untuk mencapai air alam.
Kemampuan melarutkan pada air menyebabkan klorida terlarut dari humus
Topsoil dan lapisan-lapisan yang lebih dalam.pada dasar laut. Percikan
dari air laut terbawa ke pedalaman sebagai tetesan atau berupa kristal-
kristal garam kecil, yang dihasilkan dari penguapan air dalam tetes-tetes
air. Tetesan-tetesan ini akan menyebabkan air tawar di mana klorida jatuh
dan lama kelamaan akan menjadi terasa asin atau payau.
Menurut Djaffar (2000:105) kotoran manusia khususnya urine,
mengandung klorida dalam jumlah kira-kira sama dengan yang dikonsumsi
lewat makanan dan air, yaitu mencapai jumlah rata-rata sekitar 6 gram
klorida perorang perhari. Jumlah sebanyak 6 gram ini akan menambah
konsentrasi ion Cl- dalam air bekas (sewage) sampai mencapai kurang
lebih 15 mg/L diatas konsentrasi dalam air yang membawanya. Disamping
itu banyak air buangan industri mengandung klorida dalam jumlah yang
cukup besar, semakin menambah klorida dalam konsentrasi yang tidak
layak dan akan membahayakan kesehatan manusia. U.S public Health
Service menyatakan bahwa klorida hendaknya dibatasi sampai 250 mg/l
dalam air yang akan digunakan oleh umum. klorida dalam jumlah kecil
dibutuhkan untuk desinfektan. Ion Cl- apabila berikatan dengan ion Na+
menyebabkan rasa asin, dan dapat merusak pipa-pipa air. Konsentrasi
maksimal klorida dalam air yang ditetapkan sebagaii standar persyaratan
oleh Dep.Kes.RI adalah sebesar 200,0 mg/l dan 600,0 mg/l sebagai
13
konsentrasi maksimal yang diperbolehkan. Seperti dijelaskan diatas bahwa
klorida dalam jumlah kecil dibutuhkan untuk desinfektan, sehingga untuk
menghilangkan bau yang disebabkan oleh bakteri dapat ditambahkan
klorida dalam jumlah yang diisinkan. Penambahan klorida pada air sebagai
desinfektant disebut klorinasi. Kloriasi pada air dengan jumlah yang tepat
digunakan sebagai desinfektan, tetapi penambahan yang berlebihan dapat
menyebabkan bau dan rasa pada air. Sebelum berperan sebagai
desinfektan, klorin akan berperan sebagai oksidator seperti pada
persamaan berikut.
H2S + 4Cl2 + 4H2O H2SO4 +8HCl (1)
Apabila kebutuhan khlorin untuk mengoksidasi beberapa bahan
kimia telah terpenuhi, klorin yang ditambahkan akan berperan sebagai
desinfektan (Tebbut 1992). Gas khlor akan bereaksi dengan air menurut
persamaan berikut.
Jika dalam air tidak terdapat amonia :
Cl2 + H2O HCL + HOCl (2)
H+ + Cl- H+ + ClO- (residu bebas)
Jika dalam air terdapat amonia :
NH4+ + HClO NH2Cl + H2O + H+ (3)
Monokloramin
NH2Cl + HClO NHCl2 + H2O (residu terikat) (4) dikloromin
NHCl2 + HClO NCl3 + H2O (5) nitrogen triklorida
14
Apabila keempat unsur diatas yaitu natrium, magnesium, kalsium dan
kalium berada dalam air bereaksi dengan klorida akan terbentuk garam-
garam seperti NaCl, MgCl2, CaCl2, dan KCl.
B. Kebutuhan dan Penyediaan Air Bersih
Menurut Saeni (1989:6), semakin maju peradaban manusia,
kebutuhan air perorang akan semakin besar. Di negara-negara sedang
berkembang, kebutuhan akan air tawar tiap orang sekitar dua belas liter
perhari, suku primitif lima liter perhari, Inggris tiap orang 150 liter perhari
sedang di Amerika tiap orang membutuhkan 250 liter air perhari, dan di
Indonesia sendiri tiap orang membutuhkan air 40 liter perhari. Bila
kebutuhan air diperhitungkan juga dengan kegiatan industri, perdagangan,
dan konsumsi masyarakat, maka pada daerah perkotaan modern tiap
orang dapat membutuhkan air lebih besar dari 250 liter perhari. Suatu
kebutuhan yang sangat besar dan sulit untuk terpenuhi karena persediaan
air bersih baik air dalam tanah, air permukaan maupun di udara semakin
berkurang dan memprihatinkan. Kuantitas air secara garis besar tidak
berkurang tetapi kapasitas air bersihlah yang semakin berkurang, oleh
karena adanya pencemaran terhadap air, baik dalam perairan maupun
terhadap uap air yang berada di udara bebas.
Menurut data dari Departemen Pekerjaan umum menunjukkan
kebutuhan akan air minum nasional sebanyak 272.107 liter per detik,
sedang kapasitas air minum eksistingnya sebanyak 105.000 liter perdetik
15
(Sumber dari internet, aks.20 Nop.2006). Artinya kebutuhan akan air
minum bagi penduduk Indonesia secara nasional setiap detiknya adalah
sebanyak 272.107 liter. Sedang yang tersedia hanya 105.000 liter setiap
detik. Jadi secara nasional penduduk Indonesia setiap detik kekurangan air
minum sebanyak 167.107 liter. Selanjutnya Direktur Jenderal Cipta Karya
Departemen Pekerjaan Umum Agoes Widjanarko menjelaskan, hitungan
tersebut berdasarkan angka standar kebutuhan pokok air bersih sebesar
100 liter perorang setiap harinya.
Menurut Kimpraswil (2003) menyebutkan kebutuhan air secara
nasional tahun 2003 mencapai 112.275 juta m3 / tahun dan pada tahun
2020 meningkat menjadi 127.707 juta m3 / tahun (Dep.Kimpraswil, 2003).
Menurut perkiraan Organisaasi Pangan dan Pertanian Perserikatan
Bangsa Bangsa, permintaan akan air bersih pada abad 21 ini meningkat
menjadi 240 %. Hal ini akan melahirkan tekanan yang besar pada negara-
negara di dunia untuk menggunakan tekhnologi apa saja yang ada atau
yang dapat dikembangkan untuk memproses air payau menjadi air tawar
guna memenuhi jumlah persediaan bahan baku air bersih.
Dapatlah dimengerti bahwa air merupakan benda alam yang mutlak
diperlukan bagi hidup dan kehidupan, karena air merupakan unsur utama
dalam setiap sistem kehidupan di lingkungan hidup. Penanganan masalah
air adalah masalah lingkungan hidup, dan masalah lingkungan hidup tidak
akan tuntas tanpa ditanganinya masalah air dengan baik. Oleh karena itu
setiap usaha untuk mengatasi masalah dan peningkatan pendayagunaan
16
sumber daya alam seperti sumber air diperlukan penelitian-penelitin yang
terintegrasi dari berbagai bidang ilmu pengetahan. Khususnya dalam
membangun suatu tekhnologi tepat guna yang dapat mengolah air payau
menjadi air tawar yang layak untuk dijadikan bahan baku air minum.
Bertambahnya jumlah penduduk dan pesatnya laju pembangunan
mengakibatkan peningkatan kebutuhan air untuk rumah tangga, pertanin,
dan industri. Karena air dibutuhkan manusia untuk melangsungkan
kehidupan sehari-hari, maka dengan sendirinya mempunyai hubungan
yang erat dengan kesehatan. Untuk daerah pedesaan kebutuhan akan air
pada umumnya dicukupi dari air sumur atau air sungai, baik itu untuk
kehidupan perorangan seperti memasak, mencuci, mandi, maupun untuk
pemenuhan kebutuhan kehidupan bermasyarakat seperti untuk irigasi,
industri, tempat rekreasi, kolam renang dan sebagainya.
Dewasa ini pemerintah sedang giat-giatnya menggalakkan dan
melaksanakan program pembangunan penyediaan air minum, akan tetapi
belum dapat menjangkau seluruh lapisan masyarakat karena sumber
bahan baku air bersih sangat sedikit yang tawar dan lebih banyak yang
payau. Bagi kelompok masyarakat yang sulit mendapatkan air minum,
dipastikan akan menempuh jalan praktis memanfaatkan air apa adanya
dan mudah didapat walaupun tidak memenuhi syarat kesehatan. Kondisi
demikian terjadi karena pengetahuan akan penyakit yang disebabkan oleh
air yang tidak memenuhi syarat kesehatan sangat kurang. Hal ini sangat
berbahaya bagi kesehatan mereka sebab air merupakan media yang baik
17
bagi pertumbuhan dan kehidupan bibit penyakit, yang dikenal dengan
sebutan water-born disease. Penyakit yang termasuk dalam golongan
water-born disease antara lain kholera, disentri, tipes, diare, muntaberak
(Alamsyah : 2).
Air permukaan yang terdapat dialam secara melimpah, namun air
yang memenuhi syarat bagi keperluan manusia relatif sedikit. Hal ini
disebabkan oleh berbagai faktor, diantaranya adalah air payau karena
pencemaran dari berbagai limbah domestik, limbah industri, pemanfaatan
pestisida secara berlebihan oleh para petani, dan penggunaan air secara
berlebihan oleh kelompok masyarakat yang tingkat kehidupannya lebih
baik. Air di permukaan bumi merupakan suatu siklus dari penguapan
kemudian mengembun kembali berupa hujan.
Menurut Soemarwoto, (2001:35) menyatakan bahwa, kuantitas air
yang tersedia sangat ditentukan oleh iklim, terutama curah hujan, dan
hutan. Air yang jatuh sebagai hujan tidak semuanya mencapai permukaan
tanah sebagian tertahan oleh vegetasi dan bangunan. Sebagian air yang
mencapai permukaan tanah akan menyerap masuk kedalam tanah dan
menjadi air tanah melalui proses infitrasi, sebagian lagi mengalir kedalam
badan air sebagai air permukaan. Kuantitas air yang mampu diserap oleh
tanah dan sangat tergantung pada kondisi fisik, permeabilitas, infitrasi,
porositas, dan struktur tanah. Oleh karena air merupakan sumber daya
alam yang diperlukan untuk hayat hidup orang banyak dan semua makhluk
hidup, maka sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat
18
dimanfaatkan dengan baik oleh manusia dan makhluk hidup yang lain.
Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilakukan secara
bijaksana, dengan memperhatikan generasi sekarang dan generasi
mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber daya air harus
ditanamkan pada setiap pengguna air, agar persediaan air bersih dapat
memenuhi kebutuhan manusia.
Teknologi pengolahan air khususnya air payau menjadi air tawar
harus dikembangkan, disempurnakan, sehingga diperoleh suatu cara yang
paling efektif, murah, dan dapat digunakan masyarakat dipedesaan yang
airnya payau untuk mengolah air tersebut menjadi air tawar. Teknologi ini
sangat dibutuhkan oleh masyarakat berpenghasilan menengah kebawah,
karena pada umumnya mereka tinggal pada daerah yang sumber air bersih
sulit diperoleh, dan air sumurnya payau.
C. Aspek Sifat Fisik Air
1. Padatan total, terlarut, dan tersuspensi
Padatan total (residu) adalah bahan yang tersisa setelah air sampel
mengalami evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu (APHA, 1976).
Residu dianggap sebagai kandungan total bahan terlarut dan tersuspensi
dalam air. Selama penentuan residu ini, sebagian besar bikarbonat yang
merupakan anion utama diperairan, telah mengalami transformasi menjadi
karbon dioksida, sehingga karbon dioksida dan gas-gas lain yang
19
menghilang pada saat pemanasan tidak tercakup dalam nilai padatan total
(Boyd 1988).
Padatan tersuspensi total adalah bahan - bahan tersuspensi
dengan diameter > 1 µm yang tertahan pada saringan millipore dengan
diameter pori 0,45 µm. Padatan tersuspensi total terdiri atas lumpur dan
pasir halus serta jazad-jazad renik yang terutama disebabkan oleh kikisan
tanah atau erosi tanah yang terbawah ke badan air.
Settleable solid adalah jumlah padatan tersuspensi yang dapat
diendapkan selama periode waktu tertentu dalam medium yang berbentuk
kerucut tebalik. Kepadatan terlarut total (total dissolved solid) adalah
bahan-bahan terlarut (diameter < 10-6 mm) dan colid (diameter 10-6 mm –
10-3 mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahan lain,
yang tidak tersaring pada kertas saring berdiameter 0,45 µm (Rao 1992).
Air laut memiliki nilai padatan terlarut total tinggi karena banyak
mengandung senyawa kimia, yang juga mengakibatkan tingginya nilai
salinitas dan daya hantar listrik. Untuk air tawar nilai padatan terlarut total
adalah 0 – 1.0000, untuk air agak asin / payau nilai padatan terlarut total
1.001–3.0000, dan air asin/payau padatan terlarut total 3.001- 10.000.
Pemukiman, pertanian dan industri yang terus berkembang
memerlukan air semakin banyak. Untuk mencukupi kebutuhan tersebut,
dilakukan pengeboran air tanah atau pembuatan sumur-sumur bor. Air
tanah disedot secara besar-besaran, sehingga terjadi ketidak seimbangan
antara pengambilan / pemanfaatan dan pembentukan air tanah. Ketidak
20
seimbangan antara pemanfaatan dan pembentukan air tanah ini dapat
menyebabkan menurunnya permukaan air tanah. Penurunan permukaan
air tanah semakin diperparah dengan berkurangnya resapan air hujan
pada daerah yang tertutup bangunan, jalanan beraspal, dan lain-lain.
Di sekitar daerah pesisir, penurunan permukaan air tanah akan
mengakibatkan perembesan air laut ke daratan (intrusi), karena tekanan air
tanah menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan air laut. Perbedaan
tekanan itu dapat diperlihatkan pada gambar berikut.
Gambar 1. Terjadinya Intrusi/Perembesan Air Laut ke Daratan
Sumber: Bahan kuliah Prinsip Ilmu Lingkungan oleh Prof.Natsir Nessa.
Untuk menyelamatkan air permukaan dari tawar menjadi payau
akibat resapan air laut kedalam daratan maka perlu penanaman tanaman
dan pekarangan rumah tidak boleh ditutupi dengan tembok tetapi cukup
dengan paping blok agar resapan air ke dalam tanah menjadi lancar.
3. Salinitas
Menurut Boyd 1988 salinitas adalah konsentrasi total ion yang
terdapat di perairan. Salinitas menggambarkan padatan total didalam air,
21
setelah semua karbonat dikonversi menjadi oksida, semua bromida dan
iodida digantikan oleh klorida, dan semua bahan organik setelah
dioksidasi. Salilitas dinyatakan dalam satuan g/kg atau promil (‰).
Terminologi yang mirip dengan saliitas adalah klorinitas, yang hanya
mencakup Klorida, Bromida, dan Iodida, dan memiliki nilai yang lebih kecil
dari pada salinitas. Hubungan antara salinitas dan klorinitas dinyatakan
dengan persamaan :
Salinitas (‰) = 0,03 + 1,805 Klorinitas (‰)
Nilai salinitas perairan tawar kurang dari 0,5 ‰, perairan payau
antara (0,5-30) ‰, dan perairan laut (30 – 40) (‰).
D. Aspek Sifat Kimia
1. Tingkat derajat keasaman (pH)
Derajat keasamaan suatu larutan dinyatakan dengan pH. Air yang
baik adalah air yang bersifat netral (pH = 7). Air dengan pH kurang dari 7
dikatakan air bersifat asam, sedangkan air dengan pH di atas 7 bersifat
basa. Menurut PERMENKES RI 1990, batas pH minimum dan maksimum
air layak minum berkisar 6,5 – 9,0. Khusus untuk air hujan, pH
minimumnya adalah 5,5. Tinggi rendahnya pH air dapat mempengaruhi
rasa air. Maksudnya, air dengan pH kurang dari 7 akan terasa asam di
lidah dan terasa pahit apabila pH melebihi 7.
Menurut Fresenius (1988) yang dikutip Effendi mengatakan air
membentuk kesetimbangan dalam persamaan reaksi :
22
2H2O H3O - + OH – (6) (Ion hidronium) (Ion hidroksil)
H2O H + + OH – (7)
Ion hidrogen bersifat asam. Keberadaan ion hidrogen menggambarkan
nilai pH yang dinyatakan dengan persamaan:
pH = - log [ H+ ]. (8)
Konsentrasi Ion hidrogen dalam air murni yang netal adalah 1 x 10-7 g/liter.
Dari persamaan (3) diperoleh pH = - log 10-7 = 7 log 10 = 7.
Klasifikasi nilai pH adalah :
pH = 7 : netral
7 < pH < 14 : alkalis (basa)
0 < pH < 7 : asam.
Apabila yang terlarut dalam air adalah garam yang bersifat asam maka pH
akan lebih kecil dari 7 (air bersifat asam).
Garam bersifat asam apabila garam itu terbentuk dari asam kuat + basa
lemah. Sebaliknya apabila dalam air terlarut garam yang bersifat basah
maka pH air akan lebih besar dari 7 ( bersifat basa). Garam akan bersifat
basa apabila terbentuk dari basa kuat + asam lemah.
2. Tingkat kesadahan rendah
Kesadahan air disebabkan adanya kation (ion posiif) logam dengan
valensi dua, seperti Ca2+, Mg2+, Sr2+,dan Fe2+. Secara umum, kation yang
sering menyebabkan air sadah adalah kation Ca2+ dan Mg2+. Kation ini
23
dapat membentuk kerak apabila bereaksi dengan sabun. Sebenarnya,
kesadahan air tidak berpengaruh terhadap kesehatan tubuh. Kesadahan
air dapat menyebabkan sabun atau deterjen tidak berbusa. Kesadahan
dapat dibedakan atas dua, yaitu kesadahan sementara dan kesadahan
tetap.
a. Kesadahan sementara adalah kesadahan yang sifatnya dapat
dihilangkan dengan cara pemanasan dan pengendapan di dasar
ketel. Endapan ini membentuk kerak pada dinding bagian bawah
ketel. Kesadahan semenara biasa dikenal dengan kesadahan
karbon. Kesadahan karbon merupakan senyawa ion Ca dan ion Mg
dengan karbonat atau bikarbonat.
b. Kesadahan tetap atau kesadahan non karbonat, adalah kesadahan
yang sifat sadahnya hanya dapat dihilangkan melalui suatu proses
dengan penambahan zat pereaksi.
Kesadahan non karbonat terbentuk dari senyawa Ca dan Mg
dengan unsur-unsur lainnya berupa sulfat dan klorida.
Berdasarkan PERMENKES RI No.1456 Tahun 1990, derajat kesadahan
(CaCO3) maksimum air yang layak minum adalah 500 mg/liter.(Alamsyah
2006 :14). Kesadahan air berkaitan erat dengan kemampuan air untuk
membentuk busa. Semakin besar kesadahan, semakin sulit bagi sabun
untuk membentuk busa karena terjadi presipitasi seperti pada persamaan
reaksi berikut. (Effendi 2003 :111)
2NaCO2 C17H33 + kation 2+ kation 2+ (CO2C17H33)2 +2Na+ (9) Sabun/deterjen mengendap
24
Kehadiran garam-garam kalsium dan magnesium dalam konsentrasi
tertentu menjadi ukuran dari kesadahan air (Djaffar 2000 : 100). Semakin
tinggi konsentrasi garam, sabun semakin susah berbusa yang berarti
semakin banyak air yang dipakai untuk mencuci.
E. Dampak Kekurangan Air Bersih Terhadap Kesehatan
Menurut Alamsyah ( 2006:1), kualitas dan kuantitas air yang sesuai
dengan kebutuhan adalah merupakan salah satu faktor penentu derajat
kesehatan seseorang. Sedang menurut Sutrisno dkk menyebutkan bahwa
tubuh manusia membutuhkan air yang jumlahnya antara lain tergantung
berat badan. Untuk orang dewasa setiap harinya memerlukan air kira-kira
2.200 gram. Selain dari itu kegunaan ar bagi tubuh manusia antara lain
untuk proses pencernaan metabolisme, mengangkut zat-zat makanan
dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, dan menjaga jangan
sampai tubuh kekeringan (dehidradasi) yang dapat menyebabkan tubuh
mudah lemas, capek, dan mengalami gangguan kesehatan.
Dampak yang dapat ditimbulkan oleh kekurangan air bersih adalah
sebagai berikut:
a. Pemanfaatan air yang tidak memenuhi syarat kesehatan.
Karena air kotor merupakan media penularan dan tempat
berkembang biaknya berbagai macam bibit penyakit. Proses
penularan penyakit melalui air terjadi dalam dua cara yaitu langsung
diminum dan melalui air yang digunakan untuk mengolah makanan.
25
Mekanisme penularan penyakit melalui air dapat digambarkan seperti
berikut.
Makanan
Bibit penyakit air
Manusia
Gambar 2. Skema penularan penyakit melalui air
b. Timbulnya berbagai penyakit kulit seperti penyakit kudis, dermatitis
akibat karena mandi, dan mencuci dengan menggunakan air yang
kotor. Selain kuantitas air yang dibutuhkan perlu pula dipastikan
terbebas dari berbagai bakteri. Menurut Corbitt A.Robertt (p.5.16)
megatakan bahwa air minum dan air untuk memasak harus terbebas
dari organisme penyebab penyakit. Beberapa hal yang menunjukkan
adanya hubungan air dengan kesehatan adalah sebagai berikut
(Sutrisno dkk,2004:3-6).
1). Adanya Organisme Phathogen di dalam Air
Organisme pantogen paling berbahaya bagi kesehatan manusia.
Beberapa mikroorganisme pantogen terdapat pada air berasal dari
golongan bakteri, protozoa, dan virus penyebab penyakit.
- Bakteri
Beberapa jenis bakteri yang hidup dan berkembang biak dalam
air adalah sebagai berikut
Colera : penyebab penyakit kolera.
Salmonella typhi : penyebab penyakit demam typoid.
26
Sighella dysentriae : penyebab penyakit disentri basiler
( bacillery dycentry)
Salmonella paratyphi : penyebab penyakit demam paratypoid
Leptospira : penyebab penyakit leptospirosis
- Golongan protozoa
Salah satu jenis protozoa yang berkembang didalam air adalah
Entoniseba histolca yang dapat menyebabkan penyakit disentri
amuba (Amebic dysentry).
- Virus
Virus yang berkembang dalam air kotor adalah virus Infectus
hepatitis yang merupakan penyebab hepatitis.
2). Adanya Organisme Non Phathogen di dalam Air
Mikroorganisme nonpantogen merupakan jenis mikroorganisme
yang tidak berbahaya bagi kesehatan tubuh manusia. Namun,
dapat menimbulkan bau dan rasa yang tidak enak, lendir, dan
kerak pada pipa. Beberapa mikroorganisme non pantogen yang
berada di dalam air sebagai berikut :
- Beberapa jenis bakteri, antara lain Actinomycetes (Moldlikose
bacteria), Bakteri coli (coliform bacteria), Fecal
streptococci,dan bakteri besi (Iron bacteria).
- Sejenis ganggang atau algae yang hidup di air kotor dan
menimbulkan bau dan rasa yang tidak enak pada air.
- Cacing yang hidup bebas di dalam air (free living worms).
27
Berdasarkan uraian diatas semakin jelaslah, bahwa air yang tidak
memenuhi standar kesehatan semakin bayak dibandingkan air bersih. Hal
ini semakin mendorong untuk menemukan suatu teknologi pengolahan air
yang efektif, murah, dapat terjangkau, dan dilakukan sendiri oleh
masyarakat.
F. Pengolahan Air Secara Fisika
Pengolahan secara fisika merupakan pengolahan sifat fisik air untuk
memenuhi standar fisik air tawar bersih yang meliputi bau, rasa, tingkat
kejernihan air, jumlah zat yang terlarut, suhu dan warnanya. Pengolahan
air secara fisika untuk mendapatkan air tawar yang jernih dilakukan melalui
tahapan penyaringan Absorbsi dan Adsorbsi.
a. Penyaringan (filter)
Penyaringan atau filtrasi merupakan proses pemisahan padatan
yang terlarut di dalam air. Pada proses penyaringan filter berperan
memisahkan air dari partikel-partikel terlarut dalam air seperti
larutan garam agar diperoleh air yang kadar garamnya memenuhi
syarat dan jernih untuk dijadikan bahan baku air bersih.
Menurut Alamsyah(200:24) media yang digunakan untuk bahan
filter memiliki syarat, yaitu pori-pori yang berukuran sesuai dengan
ukuran padatan yang akan disaring dan tahan lapuk. Untuk
menjernihkan air bahan yang digunakan sebagai media filter, adalah
antara lain pasir, ijuk, arang, kerikil, dan batu.
28
b. Absorbsi.
Absorbsi merupakan peristiwa penyerapan bahan-bahan tertentu
yang terlarut dalam air. Bahan yang digunakan untuk menyerap
disebut absorben. Proses absorbsi dapat dilakukan dengan cara
memanfaatkan absorben sebagai media dalam filter. Absorben yang
umum digunakan dalam proses penjernihan air adalah karbon aktif.
Karbon aktif bermacam-macam, yang sering dipakai biasanya
adalah arang batok kelapa dan batu bara. Karbon aktif memiliki pori-
pori dengan ukuran tertentu. Pori-pori berfungsi untuk menyerap
partikel-partikel halus dan menjebaknya dalam pori-pori tersebut.
Untuk 1 gram karbon aktif memiliki total luas permukaan pori-pori
antara 500-1.500 cm2 . Hal tersebut menjadi alasan utama
digunakannya karbon aktif sebagai media penyerap. Penggunaan
karbon aktif sebagai absorben dapat menghilangkan warna, bau,
dan rasa pada air. Pada proses absorbsi karbon aktif dapat
menyerap fenol, racun, dan mikroorganisme.
c. Adsorbsi
Adsorbsi merupakan proses penangkapan io-ion yang terdapat
dalam air. Zat penangkap ion disebut adsorben.
Adsorben. yang biasa digunakan dalam proses adsorbsi adalah
zeolit dan resin. Proses adsorbsi dilakukan dengan menggunakan
adsorben.sebagai media didalam proses filtrasi. Gambaran proses
29
penangkapan ion – ion oleh adsorben dalam proses adsorbsi adalah
sebagai berikut.
Zat kimia dalam air kotor + Zeolit atau resin Endapan.
Seperti halnya penambahan tawas pada air.
G. Teknologi Pengolahan Air payau
Garam yang terdapat dalam air dengan konsentrasi yang tinggi
menyebabkan air terasa asin. Air yang rasanya asin adalah suatu ciri air
tercemar yang tidak dapat dijadikan bahan baku air minum sebelum
dilakukan proses pembungan garam dalam air tersebut. Ada banyak cara
yang dapat dilakukan untuk menghilangkan garam dari badan air.
Menurut Linslay dkk (1986:134), garam-garaman yang terdapat
dalam air payau dapat dihilangkan dengan menggunakan salah satu dari
beberapa proses yang disebutkan sebagai berikut.
1. Distilasi
2. Pembekuan
3. Demineralisasi
4. Elektrodialisis dan
5. Osmosis balik
Penjelasan masing-masing proses penghilangan garam dalam air
payau tersebut diatas adalah sebagai berikut
30
1. Distilasi
Menurut Hammer J Mark, (268) distilasi adalah suatu cara
desalinisasi airyang mengandung konsentrasi garam sangat tinggi seperti
air laut, karena prosesnya hampir berlangsung bebas terhadap konsentrasi
zat padat terlarut. Proses ini sangat mahal, bisa mencapai Rp.100.000/m3
(sekitar tahun 1986). Air saringan memenuhi standar kualitas mengandung
kurang dari 100 mg/l sodium dan 200 mg/l klorida dalam air bersih. Proses
tersebut meliputi pemanasan air laut hingga titik didih dan mengonversinya
menjadi uap air, kemudian dikondensasi untuk mendapatkan air bebas
garam.
2. Pembekuan
Pada proses pembekuan, suhu air laut diturunkan perlahan-lahan
hingga terbentuk kristal-kristal es. Kristal-kristal ini bebas dari garam.
Karena terbentuk kristal yang bebas dari garam, maka dapat dengan
mudah dipisahkan dari batu garamnya.
3. Demineralisasi
Garam-garam dapat dihilangkan dari air melalui pemakaian alat
penukar ion seperti yang dipergunakan untuk menghilangkan kesadahan.
Pada demineralisasi dipergunakan dua jenis getah yang berbeda, satu
untuk pembuangan kation dan yang lain untuk pembuangan anion.
Dibanding proses distilasi proses ini lebih murah.
31
4. Elektrodialisis
Pada metode ini ion-ion dipancarkan oleh kerja energi potensi listrik
melalui membran-membran yang secara selektif dapat ditembus berbagai
ion. Pada proses ini ada kira-kira satu bagian air yang dibuang untuk setiap
bagian yang dihasilkan. Biaya pembuangan garam dengan elektodialisis
sebanding dengan jumlah garam di dlam air. Proses pengolahan ini sangat
mahal.
Menurut Hammer J Mark, (268) Elektrolisis adalah suatu metode
yang digunakan untuk mengeluarkan garam dari air tanah payau yang
terkontaminasi dengan ribuan milligram perliter zat padat berbahaya bagi
kesehatan manusia misalnya nitrit, fluoride, dan radioaktif. yang terlarut
dalam air. Pada proses ini, ion dipisahkan dari air dengan cara menariknya
melalui membran permeabel pilihan yang menggunakan potensial listrik.
Unit tersebut menggunakan membran yang diletakkan pada ujung
elektroda yang dialiri arus DC. Selektivitas membran berubah-ubah
sehingga semua yang bersifat permeabel terhadap anion, seperti Cl-,
terkumpul di antara membran yang permeabel dengan kation seperti Na+.
Dengan air garam yang mengalir di antara membran, arus DC yang
dialirkan melewati air mengikat anion menuju anoda dari satu ruang
terpisah (compartment) sedangkan kation ditarik berlawanan arah menuju
katoda. Dari perpindahan ion ini, air yang ada di ruang terpisah tadi
dikurangi konsentrasi ionnya dengan cara meningkatkan salinitas air pada
32
ruang terpisah lainnya. Kedua aliran ini adalah air yang tidak asin dan air
asin buangan.
5. Osmosis balik
Proses ini menggunakan membran-membran, tetapi secara selektif
dapat ditembus oleh molekul air dan tidak oleh garam. Dengan
memberikan tekanan sebesar 1500 psi, yang setara dengan 10.000 kN/m2
air tawar didorong melalui membran-membran sambil meninggalkan garam
di belakangnya. Laju aliran melakui membran-membran itu tergantung
pada tingkat kegaraman awal dan bervariasi dari kira-kira 20 gpd / ft2 (0,8
m/hari) untuk air laut hingga 30 gpd / ft2 (1,25 m/hari) untuk air payau
(saltish water). Proses ini masih dalam perkembangan, tetapi telah
merangsang perhatian yang besar, karena biaya energinya secara
potensial sangat kecil.
Menurut Hammer J Mark, (268) “Osmosis balik adalah saluran air
buatan yang melalui membram dengan menggunakan tekanan alami untuk
menjalankan pemisahan air dan ion-ion. Pada Gambar 2.3-a
mengillustrasikan proses osmosis dimana membran tipis asetat selulosa
(dengan tebal 0,10 – 0,15 mm) memisahkan dua larutan. Air dari satu sisi
dengan konsentrasi garam yang lebih rendah mengalir melalui membrane
menuju larutan dengan konsentrasi tinggi, yang berusaha menyamakan
kandungan garam, sedangkan membran membiarkan air mengalir dan
memblok lintasan ion garam. Jika tekanan digunakan pada sisi yang lebih
33
tinggi kandungan garamnya, maka aliran air dapat dibendung. Tekanan ini
diistilahkan dengan tekanan osmosis. Tekanan osmosis air laut berkisar
350 psi; sementara, air tanah payau (yang memiliki konsentrasi garam
yang lebih rendah) tekanannya sangat rendah. Jika tekanan ditambah
(Gambar2.3-c), maka aliran air berbalik dan mengalir dari air garam
menuju air segar, dengan cara ini air garam dipisahkan dari larutan
tekanan operasi osmosis balik antara 350 - 1500 psi dengan kisaran antara
600-800 psi. Besarnya air yang ditransfer sangat bergantung pada
perbedaan konsentrasi garam antara larutan, sifat membran, dan besarnya
tekanan digunakan.
Gambar2.3 Illustrasi penurunan garam dalam air dengan
Proses osmosis
Spiral-wound module, seperti yang nampak pada Gambar 2.4
berikut, tersusun atas lembaran membran yang berukuran lebar yang
menutupi kedua sisi material yang ditopang porous yang mengumpulkan
air produk. Membran disegel secara berpasangan pada dua ujung yang
panjang dan satu ujung untuk membentuk sampul yang menutupi
penampung air produk. Ujung lain dari sampul membrane dihubungkan ke
tabung perforate pusat, yang menerima dan membawa air produk dari bak.
34
Beberapa lapisan membran ini dengan mesh spacer (pengatur jarak
lubang) yang ada di antaranya digulung untuk mendapatkan spiral-wound
module. Air asin memasuki lapisan membran yang dihasilkan oleh mesh
spacer. Dengan tekanan yang tinggi, air didorong dari air asin dalam
lubang yang teratur dan dibawa dengan kolektor permeate porous tertutup
menuju tabung perforate di bagian pusat module. Ujung modul harus
terbebas dari buangan apkiran air laut, karena dari spacer dibuang lewat
saluran buangan.
Gambar 2.4 Spiral-wound module
Module serat berlubang, seperti yang ditunjukkan pada gambar
no.2.5, adalah sebuah saluran bertekanan yang terdiri dari banyak
membran mikrofiber yang terbungkus dalam lapisan membran bentuk U.
Serat berlubang kasar memiliki diameter luar 85 -100 µm dan diameter
dalam 42 µm. Karena diameternya kecil dan relatif berdinding tebal, maka
tabung ini dapat bertahan pada tekanan tinggi osmosis balik yang
diperlukan untuk mendorong air disekitar air asin menuju pusat serat
berlubang. Air asin memasuki modul melalui tabung feed perforate pusat
35
dan mengalir melalui lapisan serat menuju dinding silinder luar. Di bawah
tekanan yang tinggi, air memasuki serat berlubang dan keluar dari ujung
terbuka pada ujung buangan modul. Air asin apkiran yang tiba di kulit
silinder luar dikumpulkan dengan layar aliran dan dibawa dari module.
Sistem dasar osmosis balik terdiri atas: unit pratreatmen, pompa untuk
menghasilkan tekanan operasional yang tinggi, tangki pasca treatmen dan
peralatan-peralatan pembersihan dan pembilasan, serta sistem disposal
untuk air asin apkiran. Air asin yang dimasukkan ke module Resin Osmosis
(RO) harus bebas dari padatan suspensi, bahan organik dan padatan
kasar yang berlebih, seperti besi, dan mangan agar tidak tercemar dan
tidak terjadi kerak air di membran.
Gambar 2.5 Module Mikrofiber
Seperti diagram yang tampak pada Gambar 2.6, pratreatmen
mencakup filtrasi granular-media dan cartridge (25 µm ukuran lubang),
acidification, dan tambahan penghalang skala. Dalam plan berskala besar,
filtrasi granular-media dapat didahului oleh koagulasi kimia untuk air keruh
atau presipitasi softening untuk air yang tersuspensi (Hard water). Jika air
36
mengandung bahan organik larut, maka pretreatment yang biasa dilakukan
adalah filtrasi melalui karbon aktivasi granular yang diikuti dengan kloronasi
untuk menghalang pertumbuhan biologi. Garam hexametafosfat [Ca(OH)2],
atau jenis garam lain, dapat digunakan untuk mencegah terjadinya kerak.
Pasca-percobaan (post treatment) sangat diperlukan untuk
menstabilkan penyerapan, karena karbon dioksida yang terbentuk memiliki
keasaman, sehingga hasil aerasi dapat melalui membram. Aerator
berfungsi untuk menghilangkan karbon dioksida yang bersifat asam dan
kalsium hidroksida [Ca(OH)2] yang bersifat basa bertujuan untuk
menetralkan pH akhir. Pembersihan secara terus menerus pada
permukaan membran dilakukan dengan tujuan meningkatkan efisiensi
pemindahan air. Module dicuci dengan larutan asam sedangkan bahan
pembersih berfungsi untuk menghilangkan ion logam, seperti lapisan
endapan garam, bahan organik, dan mikrobiologi.
Gambar 2.6 Pratreatment
37
Besarnya debit aliran air asin bervariasi dari 10 sampai 30 persen
sangat ditentukan pada teknik pelaksanaan. Perencanaan khusus dapat
dilakukan pada aliran 2000 mg/l dari total zat padat yang telah dicairkan
sehingga dihasilkan perubahan sampai 75%; Artinya dari 100 gal aliran
menghasilkan 75 gal air dengan air asin buangan 25 gal yang mengandung
6000 sampai 7000 mg/l zat padat yang dicairkan. Beban yang ditimbulkan
oleh percobaan Osmosis Balik berkaitan dengan volume pembuangan air
apkiran dalam jumlah besar dan dapat menimbulkan masalah kritis bagi
ekonomi dan lingkungan..(sumber Hammer p.269 – 271).
Menurut sumber lain dari internet yang diakses 2 Maret 2007
diketahui bahwa pada proses dengan membran, pemisahan air dari
pengotornya didasarkan pada proses penurunan dengan skala molekul.
Proses desalinasi air laut dengan menggunakan sistem osmosis balik,
tidak memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air lautnya,
karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi sekali. Di dalam
membran Osmosa Balik tersebut terjadi proses penurunan dengan ukuran
molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar dari pada molekul air,
misalnya molekul garam dan lainnya, akan terpisah dan akan ikut ke dalam
air buangan. Oleh karena itu air yang akan masuk ke dalam membran
osmosa balik harus mempunyai persyaratan tertentu, misalnya kekeruhan
harus nol, konsentrasi besi harus < 0,1 mg/l, pH harus dikontrol agar tidak
terjadi pengerakan kalsium karbonat dan lainnya.
38
Pengolahan air minum dengan sistem Osmosa Balik terdiri dari dua
bagian, yakni unit pengolahan awal dan unit Osmosa Balik. Salah satu
contoh diagram proses pengolahan air dengan sistem Osmosa Balik dapat
dilihat seperti pada Gambar 2.7 berkut.
Gambar 2.7. Contoh Sistem Pengolah Air Asin Bergerak (Osmosis)
Sumber : Internet diakses 2 Maret 2007
Selain yang dikemukakan oleh Linslay terdapat cara lain untuk mengolah
air payau menjadi air tawar, yaikni melalui penurunan yang dapat
diuraikan sebagai berikut.
Proses penurunan
Air baku (air laut) dipompa ke tangki reaktor (kontaktor), sambil
diinjeksi dengan larutan klorin atau kalium permanganat agar zat besi atau
mangan yang larut dalam air baku dapat dioksidasi menjadi bentuk
senyawa oksida besi atau mangan yang tak larut dalam air. Selain itu,
39
pembubuhan klorin atau kalium permanganat dapat berfungsi untuk
mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling. Dari tangki reaktor,
air dialirkan ke saringan pasir cepat agar senyawa Besi atau Mangan yang
telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi (SS) yang berupa partikel
halus, plankton dan lainnya dapat disaring. Air yang keluar dari saringan
pasir selanjutnya dialirkan ke filter mangan zeolit. Dengan adanya filter
mangan zeolit, zat besi atau mangan yang belum teromosa balik
teroksidasi di dalam tangki reaktor dapat dihilangkan sampai konsentrasi
kurang dari 0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih
dahulu karena zat-zat tesebut dapat menimbulkan kerak (scale) di dalam
membran Osmosa Balik. Dari filter mangan zeolit, air dialirkan ke filter
penghilangan warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk menghilangkan
senyawa warna dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan
membran Osmosa Balik. Setelah melalui filter penghilangan warna, air
dialirkan ke filter cartridge yang dapat menurunkan partikel dengan ukuran
0,5 µm. Setelah melalui filter cartridge, air dialirkan ke unit Osmosa Balik
dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat
anti kerak (antiskalant) dan zat anti biofouling. Air yang keluar dari modul
membran Osmosa Balik yakni air tawar dan air buangan garam yang telah
dipekatkan. Selanjutnya air tawarnya dipompa ke tangki penampung
sambil dibubuhi dengan klorine dengan konsentarsi tertentu agar tidak
terkontaminasi kembali oleh mikroba, sedangkan air garamnya dibuang
lagi ke laut. Dari uraian diatas disimpulkan bahwa teknologi itu sulit
40
dijangkau oleh masyarakat pedesaan dan perkotaan yang tingkat
ekonominya menengah kebawah. Untuk itu dibutuhkan teknologi yang
menggunakan sumber daya yang mudah didapat dan murah harganya,
agar masyarakat yang memiliki sumur yamg airnya payau dapat diolah
menjadi air tawar yang bersih atau konsentrasi natrium kloridanya dapat
diturunkan dan tidak tergantung lagi pada PDAM yang cenderung mahal.
H. Pelepah Pisang
1. Sejarah Singkat
Pisang adalah tanaman buah berupa herba yang berasal dari
kawasan Asia Tenggara (termasuk Indonesia). Tanaman ini kemudian
menyebar ke Afrika (Madagaskar), Amerika Selatan dan Tengah. Di Jawa
Barat, pisang disebut dengan Cau, di Jawa Tengah dan Jawa Timur
dinamakan gedang.
2. Jenis Tanaman
Klasifikasi botani tanaman pisang adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Keluarga : Musaceae
Genus : Musa
Spesies : Musa spp.
41
Menurut jenis pisang dibagi menjadi tiga:
a). Pisang yang dimakan buahnya tanpa dimasak yaitu Musa. Paradisiaca.
var, Sapientum, Musa nana atau disebut juga Musa cavendishii,
Musa Sinensis, misalnya: pisang ambon, susu, raja,
cavendish, barangan dan mas.
b). Pisang yang dimakan setelah buahnya dimasak yaitu Musa paradisiaca
forma typica atau disebut juga Musa paradisiaca normalis, misalnya
pisang nangka, tanduk dan kepok.
c). Pisang berbiji yaitu Musa brachycarpa, di Indonesia dimanfaatkan
daunnya. misalnya pisang batu dan klutuk.
d). Pisang yang diambil seratnya misalnya pisang manila (abaca).
( Sumber:Ttg Budidaya Pertanian Hal. 2 / 13 diakses 2 Maret 2007).
3. Manfaat tanaman
Pisang adalah buah yang sangat bergizi dan merupakan sumber
vitamin, mineral dan juga karbohidrat. Pisang dijadikan buah meja, sale
pisang, pure pisang dan tepung pisang. Kulit pisang dapat dimanfaatkan
untuk membuat cuka melalui proses fermentasi alkohol dan asam cuka.dan
juga dapat dibuat nata de banana. Selain dari itu daun pisang dipakai
sebagi pembungkus berbagai macam makanan trandisional Indonesia.
Batang pisang abaca diolah menjadi serat untuk pakaian, kertas dan
sebagainya. Hal ini seperti dikemukakan oleh Atchison dan McGovern
(1983) dalam Supriyanto (1999) bahwa untuk memproduksi kertas-kertas
42
dengan kualitas tinggi sampai saat ini masih menggunakan bahan baku
serat yang berasal dari tanaman non kayu seperti Abaca, Rami, Kapas,
Kenaf dan lain-lainnya. bahkan di Amerika digunakan sebagai bahan
pembuatan kertas uang Dollar.
Batang pisang yang telah dipotong kecil dan daun pisang dapat
dijadikan makanan ternak ruminansia (domba, kambing) pada saat musim
kemarau dimana rumput tidak/kurang tersedia. Secara tradisional, air umbi
batang pisang kepok dimanfaatkan sebagai obat disentri dan pendarahan
usus besar sedangkan air batang pisang digunakan sebagai obat sakit
kencing dan penawar racun.
Pelepah pisang adalah bagian batang semu pisang. Batang semu
ini terbentuk dari pelepah daun panjang yang saling menelungkup dan
menutupi dengan kuat dan kompak sehingga berdiri tegak seperti batang
tanaman. Pelepah pisang ini tersusun dari serat pelepah yang diantara
serat kulit luar dan serat kulit dalam dihubungkan dengan rongga- rongga
kecil yang disebut sarang laba-laba. Sarang laba-laba berbentuk bujur
sangkar terisi cairan berupa lendir getah pisang yang disebut selulosa.
Diantara kotak sarang laba-laba dibatasi oleh lapisan yang sangat tipis
seperti membran. Diperkirakan kotak sarang laba-laba yang dilapisi
dengan lapisan yang sangat tipis inilah berfungsi sebagai membran dalam
osmosan untuk menurunkan garam-garaman yang berada dalam tanah
bersama air, sehingga konsentrasi garam air getah pisang rendah
walaupun tumbuh di daerah yang air tananya payau.
43
Di daerah-daerah pedesaan yang air tawarnya kurang atau
mempunyai sumber air payau, penduduk menggunakan pelepah pisang.
Pelepah pisang yang kering diambil dan direndam ke dalam air. Air masuk
kedalam pelepah pisang secara serapan melalui pori-pori sarang laba-laba,
sehingga garam yang ada di dalam air payau itu tersaring. Untuk
mengambil airnya, pelepah pisang diperas dan kemudian airnya dididihkan
untuk diminum.
Pelepah batang pisang yang digunakan adalah yang sudah kering.
Oleh karena pelepah pisang yang digunakan telah kering bersama
selulosanya maka diperkirakan bukan saja unsur kimia yang ada dalam
selulosa itu yang berfungsi mengikat klorida, melainkan sarang lapisan
laba-laba yang berperan sebagai membran saringan. Oleh karena sarang
laba-laba ini berupa lapisan membram yang berlapis-lapis sehingga
memungkinkan bersifat fermiabel untuk menyaring molekul-molekul larutan
yang sangat kecil.(berukuran renik).
Apabila air dengan konsentrasi garam rendah mengalir dengan
tekanan tinggi maka air akan menembus lapisan sarang laba-laba dan
garam akan tertinggal. Dengan kondisi yang dimiliki oleh pelepah batang
pisang, diharapkan dapat dijadikan sebagai lapisan membram yang dapat
berfungsi menurunkan ion klor (Cl – ) dalam air dengan cara osmosis.
Menurut Dalimartha (2003) dalam bukunya Atlas, Tumbuhan Obat
Indonesia jilid 3, menyebutkan bahwa :“Unsur-unsur yang ada dalam akar
batang pisang adalah serotonin, norepinefrin, tanin, hidroksitrip tamin,
44
dopamin, vitamin A, B, dan C”. Manfaat zat tersebut adalah sebagai
penawar racun, pereda demam (antipiretik), mendinginkan darah, anti
radang, dan peluruh kencing. Oleh karena getah yang ada dalam pelepah
pisang itu berasal dan melalui akar, maka di dalam pelepah pisang akan
ada unsur yang sama dengan yang ada dalam akar batang pisang. Pisang
tumbuh di daerah dataran rendah maupun pada dataran tinggi. Oleh
karena pisang dapat ditemukan dalam jumlah yang banyak di setiap
daerah maka tidak susah untuk mendapatkan pelepah pisang. Apalagi
sampai sekarang belum ada pemanfaatan pelepah pisang yang sudah
dipanen. Batang semu pisang (susunan dari pelepah tangkai daun pisang
yang saling menelungkup) sangat banyak manfaatnya misalnya untuk
makanan ternak sapi, dibuat tali untuk pelepah pisang yang sudah kering.
Selain dari penggunaan tersebut, diharapka pula pelepah pisang yang
dikeringkan dengan baik dapat memberi nilai tambah lagi sebagai bahan
penyaring garam dalam air sehingga batang pisang yang tadinya
membusuk di pohonnya setelah dipanen dapat digunakan untuk keperluan
kesejahteraan manusia disegi pemenuhan kebutuhan air bersih.
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan karakteristik pelepah
pisang sebagai berikut:
a. Mempunyai getah yang dapat dijadikan penawar racun
b. Didalam batang sem (pelepah) pisang terdapat lapisan berupa
sarang laba-laba yang dilapisi oleh lapisan sangat tipis .
c. Sarang laba-laba berbentuk persegi panjang yang dibatasi lapisan
45
sangat tipis dan diisi larutan selulosa.
d. Mempunyai serat sangat keras yang melindungi lapisan dalam kulit
pisang dan dapat dijadikan pulp untuk kertas.
I. Kerangka Pikir
Berbagai daerah di Wilayah Negara Republik Indonesia banyak
yang air tanah dan air pemukaan terasa asin, sehingga menyebabkan
masyarakat pada daerah tersebut harus mencari cara untuk mengolah air
payau itu menjadi air tawar yang dapat digunakan untuk keperluan rumah
tangga. Keadaan tersebut juga terjadi di daerah wilayah kota Makassar
dan sekitarnya. Banyak sumur penduduk yang mengandung garam dalam
jumlah melebihi baku mutu sehingga tidak layak dipakai untuk kebutuhan
sehari-hari.oleh pemilik sumur tersebut. Akibatnya adalah untuk memenuhi
kebutuhan akan air bersih tetap tergantung pada PDAM. Hal ini merupakan
dampak dari pencemaran terhadap badan air oleh berbagai macam limbah
yang terabsopsi bersama dengan air kedalam tanah.
Zat-zat yang terserap ke dalam badan air yang paling dominan
adalah natrium (Na), magnesium (Mg), kalsium (Ca), kalium (K), dan
klorida (Cl). Apabila ke empat jenis unsur logam tersebut bereaksi dengan
klorida, akan terbentuk jenis garam seperti NaCl, MgCl, CaCl, dan KCl.
Keempat jenis garam-garaman ini yang paling memberi sifat asin terhadap
air adalah NaCl. Dengan adanya garam-garaman dalam jumlah yang
46
melebihi standar baku akan menyebabkan terjadinya kekurangan bahan
baku air bersih, sehingga masyarakat hanya tergantung pada
penyaluran air bersih oleh pihak PDAM.
Salah satu cara mengatasi kekurangan akan bahan baku air bersih
dan ketergantungan pada air PAM yang mahal, perlu diadakan suatu
penelitian tentang cara menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air
payau sehingga pengolahan air payau menjadi air tawar yang dapat
digunakan sebagai bahan baku air bersih dan memenuhi baku mutu yang
ditetapkan pemerintah. Pada penelitian ini digunakan pelepah pisang
sebagai medium penyaring natrium klorida yang ada dalam air payau.
penurunan dilakukan berdasarkan prinsip osmosis balik.
Untuk penelitian ini di perioritaskan pada dua masalah yaitu:
1. Kemampuan beberapa species pelepah pisang yang digunakan
untuk menurunkan konsentrasi natium klorida terlarut dalam air.
2. Memilih species pelepah pisang terbaik untuk selanjutnya dijadikan
medium penyaring konsentrasi natrium klorida yang terdapat dalam
air payau.
Sebagai variabel yang akan diukur adalah kandungan ion klorida
(Cl-) dan ion natrium (Na+) yang terkonsentrasi dalam air hasil penyaringan
setiap species pelepah pisang. Konsentrasi ion Na+ dan ion Cl- dalam air
hasil penyaringn akan tergantung pada species pelepah pisang mana yang
digunakan. Kemudian dapatlah ditentukan Species pelepah pisang mana
dan dari daerah mana yang terbaik digunakan sebagai penyaring untuk
47
menurunkan konsentrasi natrium klorida dalam air payau. Jadi dalam hal
ini yang menjadi variabel bebas adalah species pelepah pisang. Sedang
yang menjadi variabel tetap adalah konsentrasi ion natrium dan ion klorida
yang terdapat dalam air payau. Untuk mengetahui konsentrasi natrium
klorida dalam air hasil penyaringan, maka sampel yang diambil di bawah
ke Laboratorium Kimia Anorganik Unhas guna diperiksa kandungan ion
Na+ dan ion Cl-. Walaupun hasil terakhir ini merupakan air tawar yang
jernih akan tetapi dalam penelitian ini tidak dibahas lagi dan diharapkan
dilakukan melalui penelitian lanjutan. Selanjutnya gambaran kerangka pikir
penelitian adalah seperti pada skema berikut.
48
SKEMA KERANGKA PIKIR
A
A
Gambar 2.8 Kerangka Fikir Penelitian
AIR PAYAU
PERLAKUAN JENIS PISANG SEBAGAI PENYARING
AIR HASIL SARINGAN
UJI konsentrasi ION Na+ DAN Cl-
Jenis Indikator:
- Species pelepah pisang, - Efektifitas saringan - Waktu efektif penggunaan spesies pelepah pisang - Kadar garam
UJI EFEKTIVITAS
GARAM NaCl
AIR DENGAN KONSENTASI NaCl
YANG RENDAH
JENIS PELEPAH PISANG 1 PISANG BURUNG 2. PISANG AMBON 3. PISANG KEPOK
BAKU MUTU AIR PP NO 20.TAHUN 1990….
ANALISIS UNSUR GARAM LAIN DAN
TOKSISITAS
49
J. Hipotesis
Berdasakan pada permasalahan dan tujuan penelitian yang telah
dikemukakan diatas, dapat dirumuskan hipotesis sebagai berikut.
1. Pelepah pisang dapat digunakan sebagai salah satu medium
penyaring untuk menurunkan konsentrasi natrium klorida (NaCl)
dalam air payau .
2. Semua species pelepah pisang yang digunakan sebagai medium
penyaring untuk menurunkan konsentrasi natrium klorida (NaCl)
dalam air payau mempunyai kemampuan yang sama.