PERBEDAAN DAYA SERAP ARANG AKTIF DARI CANGKANG SAWIT DAN CANGKANG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR Fe PADA AIR TANAH TESIS. Oleh

Transkripsi

1 PERBEDAAN DAYA SERAP ARANG AKTIF DARI CANGKANG SAWIT DAN CANGKANG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR Fe PADA AIR TANAH TESIS Oleh ANDHY NOFALIZA /IKM PROGRAM STUDI S2 ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

2 THE DIFFERENCE IN THE ABSORPTIVE POWER OF ACTIVE CHARCOAL FROM OIL PALM SHELLS AND COCONUT SHELLS ON THE DECREASE OF Fe CONTENT IN GROUND WATER THESIS BY ANDHY NOFALIZA /IKM MAGISTER OF PUBLIC HEALTH STUDY PROGRAM FACULTY OF PUBLIC HEALTH UNIVERSITY OF SUMATERA UTARA MEDAN 2013

3

4 PERBEDAAN DAYA SERAP ARANG AKTIF DARI CANGKANG SAWIT DAN CANGKANG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR Fe PADA AIR TANAH T E S I S Diajukan sebagai salah satu syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Kesehatan (M.Kes) dalam Program Studi Magister Ilmu Kesehatan Masyarakat Minat Studi Manajemen Kesehatan Lingkungan Industri pada Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara Oleh ANDHY NOFALIZA /IKM PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS KESEHATAN MASYARAKAT UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2013

5 PERNYATAAN PERBEDAAN DAYA SERAP ARANG AKTIF DARI CANGKANG SAWIT DAN CANGKANG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR Fe PADA AIR TANAH TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebut dalam daftar pustaka. Medan, Oktober 2013 (Andhy Nofaliza) /IKM

6 ABSTRAK Limbah padat yang dihasilkan dari industri masih menjadi masalah pada saat ini. Salah satu hasil limbah padat di industri adalah sisa pembakaran cangkang sawit yang diperoleh dari hasil sisa pembakaran pada boiler yang menggunakan bahan tersebut. Penyediaan air bersih yang memenuhi baku mutu masih sangat minim, salah satu masalahnya adalah masih banyak ditemukan air yang mengandung kadar Fe diatas baku mutu yang telah disyaratkan. Penelitian ini berlokasi di lingkungan III Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan Kota Medan bertujuan untuk memanfaatkan limbah padat cangkang sawit hasil pembakaran boiler untuk dijadikan karbon aktif yang terlebih dahulu diaktivasi dengan bahan kimia H 3 PO 4 selama 24 jam dan dibandingkan daya serapnya dengan karbon aktif dari cangkang kelapa yang telah ada dipasaran ukuran cangkang yang akan dipakai dalam proses adalah 1 mm dan 3 mm dan waktu penyerapan 5 menit. Uji statistik yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji Anova dan Uji Benferroni. Hasil statistik menunjukkan bahwa ada perbedaan daya serap antara karbon aktif yang berasal dari cangkang sawit dengan karbon aktif yang berasal dari cangkang kelapa, dimana hasil % reduksi Fe maksimal untuk karbon aktif dari cangkang kelapa sebesar 93,6788% sedangkan karbon aktif dari cangkang sawit maksimal 62,4278%. Tidak ada perbedaan faktor ukuran terhadap daya serap karbon aktif p = 0,696 (p > 0,05). Tidak ada perbedaan faktor ketebalan terhadap daya serap karbon aktif p = 0,510 (p > 0,05). Ada perbedaan faktor jenis terhadap daya serap karbon aktif p = 0,00 (p < 0,05). Kombinasi yang paling efektif untuk penurunan Fe adalah ukuran 1 mm dan ketebalan 5 cm dengan penurunan sebesar 93,6788%. Berdasarkan hasil penelitian disarankan kepada masyarakat yang tinggal disekitar wilayah industri yang memakai cangkang sawit sebagai bahan baku pada mesin boilernya, limbah padat yang dihasilkan dari sisa pembakaran dari mesin tersebut dapat digunakan sebagai karbon aktif pengganti karbon aktif dari cangkang kelapa dengan terlebih dahulu mengalami proses aktivasi. Kata kunci : Adsorpsi, Cangkang Kelapa, Cangkang Sawit, Karbon Aktif, Baku Mutu.

7 ABSTRACT Today, solid waste produced from industry still becomes a problem. One of the types of solid waste in industry is the remnant of the burning of oil palm shells which come from the remnant of the burning of boiler, using those shells. The supply of clean water which meets the quality standard is still minimal. One of the problems is that there is still an abundant of water which contains Fe above the required quality standard. The research was conducted at Lingkungan III, Martubung Village, Medan Labuhan Subdistrict, Medan, which is aimed to use the solid waste of oil palm shells from the boiler burning to become active carbon by being activated with H 3 PO 4 chemical matters within 24 hours and compared to the absorptive power with active carbon from coconut shells in the market. The size of active carbon from coconut shells and oil palm shells which will be used in the process is 1 mm and 3 mm with the thickness of 5 cm and 10 cm, and the absorption time within 5 minutes. The statistic test used in the research was Anova test and Bonferroni test. The result of the statistics showed that there was the difference in absorptive power between active carbon from oil palm shells and active carbon from coconut shells in which the percentage outcome of reduction of active carbon from coconut shells was %, while active carbon from oil palm shells was the maximal of %. There was no difference in the size factor on the absorptive power of active carbon p = (p > 0.05). There was no difference in the thickness factor on the absorptive power of active carbon p = (p > 0.05). There was the difference in the type factor on the absorptive power of active carbon p = 0.00 (p < 0.05). The most effective combination to decrease Fe is the size of 1 mm and the thickness of 5 cm with the decrease of %. It is recommended that the residents in the vicinity of the industrial area should use oil palm shells as raw material in the boiler machines, and the solid waste from the remnant of the burning in the machines can be used as active carbon from coconut shells by getting through activation process. Keywords: Absorption, Coconut Shells, Oil Palm Shells, Active Carbon, Quality Standard

8 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah S.W.T karena atas berkat dan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul Perbedaan Daya Serap Arang Aktif dari Cangkang Sawit dan Cangkang Kelapa terhadap Penurunan Kadar Fe pada Air Tanah tepat pada waktunya. Proses penelitian dan penulisan tesis ini tidak terlepas dari bantuan, dukungan dan doa dari berbagai pihak. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada : 1. Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, MSc, (CTM), Sp.A(K) selaku Rektor Universitas Sumatera Utara. 2. Dr. Drs. Surya Utama, MS selaku Dekan Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Sumatera Utara. 3. Dr. Ir. Evawany Y Aritonang, M.Si Selaku Sekretaris Program Studi S2 IKM Universitas Sumatera Utara. 4. Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc. M.Phill selaku Ketua Komisi Pembimbing yang selalu meluangkan waktu untuk membimbing penulis sehingga penulisan tesis ini selesai 5. Ir.Evi Naria, M.Kes selaku Anggota Komisi Pembimbing yang dengan sabar dan penuh perhatian membimbing penulis dalam menyelesaikan penulisan tesis ini. 6. Ir. Indra Cahaya, M.Si yang telah berkenan meluangkan waktu untuk memberikan saran-saran untuk perbaikan penulisan tesis ini.

9 7. dr. Taufik Ashar, M.K.M yang telah berkenan meluangkan waktu untuk memberikan saran-saran untuk perbaikan penulisan tesis ini. 8. Bpk. Rachman selaku Presiden Direktur PT. Mabar Feed yang telah memberi izin kepada penulis untuk menyelesaikan pendidikan ini. 9. Kedua orang tua tercinta dan adik-adikku, yang senantiasa memberi perhatian dukungan serta doa selama penulis dalam masa pendidikan dan dapat menyelesaikan penulisan tesis ini. 10. Untuk Istriku Nurhayaty Handayani dan Anakku Athaya Khansa yang telah memberi semangat dan motivasi dalam melaksanakan pendiikan ini dan menyelesaikan tesis ini 11. Teman-temanku Mahasiswa MKLI angkatan Pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang senantiasa mendukung penulis baik secara moril maupun materiil Penulis menyadari bahwa penulisan tesis ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis sangat mengharapkan saran serta masukan yang mendukung. Harapan penulis, semoga tesis ini bermanfaat bagi pembaca. Medan, Oktober 2013 Penulis Andhy Nofaliza /IKM

10 RIWAYAT HIDUP Andhy Nofaliza dilahirkan di Meulaboh Kab. Aceh Barat pada tanggal 13 Maret 1982, anak pertama dari pasangan Ayahanda Zaini Kamal dan Ibunda Nur Afni. Memulai pendidikan di SD Negeri No.2 Meulaboh lulus tahun 1994, melanjutkan pendidikan di SLTP Negeri 1 Meulaboh lulus tahun 1997, melanjutkan pendidikan di SMU Negeri 1 Meulaboh lulus tahun Kemudian melanjutkan pendidikan di jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan selesai tahun Pernah bekerja sebagai Tenaga Konsultan Lingkungan Pada CV. Alam Jernih sejak tahun , kemudian bekerja sebagai karyawan di PT. Charoen Pokhpand Indonesia Divisi Aquatik yang kemudian berubah nama menjadi PT. Central Proteinaprima sejak tahun , selanjutnya tahun 2011 pindah ke PT. Mabar Feed Indonesia sampai dengan sekarang.

11 DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK. ABSTRACT KATA PENGANTAR..` RIWAYAT HIDUP.. DAFTAR ISI DAFTAR TABEL. DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN i ii iii vi vii ix x xi BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Tujuan Penelitian Hipotesis Manfaat Penelitian... 7 BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Arang Aktif Cara Pembuatan Arang Aktif Standar Kualitas Arang Aktif Kegunaan Arang Aktif Besi (Fe) Senyawa Fe dalam Air Proses Penghilangan Besi pada Air Dampak Besi (Fe) bagi Kesehatan Landasan Teori Kerangka Konsep BAB 3. METODE PENELITIAN Jenis Penelitian Lokasi dan Waktu Penelitian Lokasi Penelitian Waktu Penelitian Objek Penelitian Metode Pengumpulan Data Data Primer Data Sekunder Variabel dan Definisi Operasi... 29

12 3.5.1 Variabel Definisi Operasional Prosedur Penelitian Proses Pengaktifan Karbon Alat dan Bahan Cara Kerja Metode Pengukuran Metode Pengukuran dengan Menggunakan ICP Alat dan Bahan Persiapan Sampel dan Pembuatan Larutan Baku Besi Prosedur Analisa dan Pengoperasian Inductively Couple Plasma (ICP) Metode Analisis Data Uji Anova untuk Rancangan Nested BAB 4. HASIL PENELITIAN Gambaran Umum Lokasi Penelitian Hasil Penelitian Perbedaan Daya Serap Karbon Aktif Analisa Statistik Hasil Uji Lanjutan Pengaruh Kombinasi Ukuran Dan Ketebalan Karbon Aktif BAB 5. PEMBAHASAN Kadar Fe Setelah Mengalami Prose Adsorpsi dengan Karbon Aktif dari Cangkang Kelapa dan Cangkang Sawit Kombinasi Terbaik Ukuran dan Ketebalan karbon Aktif dalam Menurunkan Kadar Fe BAB 6. KESIMPULAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

13 DAFTAR TABEL No. Judul Halaman Oksidasi Senyawa Fe Dengan Chlorine pada ph Rendah Hasil Pengukuran Berat Karbon Aktif Dan Volume Sampel Air yang Mengandung Fe Distribusi Sarana Air Bersih di Desa Martubung Kecamatan Medan Labuhan Hasil Perbandingan Daya Serap Karbon Aktif dari Cangkang Sawit Dan Cangkang Kelapa Terhadap Penurunan Kadar Fe Pengaruh Kombinasi Ukuran dan Ketebalan Karbon Aktif Dari Cangkang Kelapa dan Cangkang Sawit Terhadap Penurunan Kadar Fe... 44

14 DAFTAR GAMBAR No. Judul Halaman 2.1 Struktur Pori dari Arang dan Arang Aktif Grafik Pengaruh ph terhadap Oksidasi Besi dengan Udara Proses Penghilangan Zat Besi Dengan Metode Aerasi Dan Filtrasi Diagram Proses Penghilangan Besi Dengan Proses Khlorinasi-Filtrasi Kerangka Teori Kerangka Konsep Grafik % Reduksi Kadar Fe Pada Air Tanah dengan Menggunakan Karbon Aktif dari Cangkang Kelapa dan Cangkang Sawit... 42