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


Makassar. 69

4.3. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau


Tana Toraja. 71



Papua, Makassar, dan Tana Toraja.

72


dengan menggunakan species pelepah Pisang Ambon dari

Papua. 74


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


dengan menggunakan species pelepah Pisang Kepok dari

Papua. 82

4.10. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam air payau 85

xiv


Makassar.

4.11. Grafik hasil penyaringan konsentrasi ion Cl- dalam ai rpayau


Tana Toraja. 88



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


Na+ dalam air payaudengan menggunakan species pelepah

Pisang Burung dari Makassar. 97



Pisang Burung dari Tana Toraja. 100

4.16. Grafik efektifitas saringan untuk menurunkan konsentrasi ion


Pisang Burung dari Papua, Makassar, dan Tana Toraja. 100



Pisang Ambon dari Papua. 102



Pisang Ambon dari Makassar. 104



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.



Pisang Kepok dari Papua. 110



Pisang Kepok dari Makassar. 113



Pisang Kepok dari Tana Toraja. 115

4.24. Grafik efektifitas saringan untuk menurunkan ion Na+ dalam air


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



160

3, Gbr. 4.27 Grafik konsentrasl ion Na+ dalam air hasi




161

4, Gbr. 4.28 Grafik konsentrasl ion Na+ dalam air hasil


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


dari Makassa

169


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.

Documents

PENURUNAN KONSENTRASI NATRIUM KLORIDA DALAM AIR …