PENGARUH KOMBINASI KETEBALAN FILTER PASIR DAN ARANG TEMPURUNG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR MANGAN (Mn) AIR SUMUR ARTIKEL PUBLIKASI ILMIAH Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Ijazah S1 Kesehatan Masyarakat Disusun Oleh : BHERTA EKA ANDRYANI J 410 090 044 PROGRAM STUDI KESEHATAN MASYARAKAT FAKULTAS ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2013
SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Bismillahirrahmanirrohim Yang bertanda tangan di bawah ini, saya : Nama : Bherta Eka Andryani NIM : J 410 090 044 Fakultas/Jurusan : Ilmu Kesehatan/Kesehatan Masyarakat Jenis : Skripsi Judul : Pengaruh Kombinasi Ketebalan Filter Pasir dan Arang Tempurung Kelapa Terhadap Penurunan Kadar Mangan (Mn) Air Sumur Dengan ini menyatakan bahwa saya menyetujui untuk : 1. Memberikan hak bebas royalti kepada Perpustakaan UMS atas penulisan karya ilmiah saya, demi pengembangan ilmu pengetahuan 2. Memberikan hak menyimpan, mengalih mediakan/mengalih formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), mendistribusikan, serta menampilkannya dalam bentuk softcopy untuk kepentingan akademis kepada Perpustakaan UMS, tanpa perlu meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta. 3. Bersedia dan menjamin untuk menanggung secara pribadi tanpa melibatkan pihak Perpustakaan UMS, dari semua bentuk tuntutan hukum yang timbul atas pelanggaran hak cipta dalam karya ilmiah ini. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan semoga dapat digunakan sebagaimana semestinya. Surakarta, 19 Juli 2013 Yang Menyatakan (Bherta Eka Andryani)
PENGARUH KOMBINASI KETEBALAN FILTER PASIR DAN ARANG TEMPURUNG KELAPA TERHADAP PENURUNAN KADAR MANGAN (Mn) AIR SUMUR Bherta Eka Andryani J 410 090 044 Prodi Kesehatan Masyarakat Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos I Pabelan Surakarta 57162 Abstrak Kadar Mn di Perum Griya Fajar Gentan sudah melebihi standar, yaitu 0,8 mg/l. dan dapat diturunkan dengan melakukan filtrasi pasir dan arang tempurung kelapa. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa terhadap penurunan kadar Mn air sumur. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah pretest-postest dengan kelompok kontrol. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh sumur artesis yang ada di Perum Griya Fajar Gentan yang berjumlah 25 sumur. Jumlah sampel yang digunakan adalah 60 liter, setiap perlakuan membutuhkan 5 liter air dengan 3 kali pengulangan. Hasil uji laboratorium pada kontrol, kadar Mn rata-rata sebesar 0,8 mg/l. Perlakuan dengan pasir dan arang tempurung kelapa ketebalan 40 cm rata-rata kadar Mn sebesar 0,36 mg/l, ketebalan 50 cm rata-rata kadar Mn sebesar 0,26 mg/l, dan ketebalan 60 cm rata-rata kadar Mn sebesar 0,14 mg/l. Kadar Mn setelah perlakuan sudah di bawah standar baku mutu. Ketebalan yang paling efektif menurunkan kadar Mn pada ketebalan pasir dan arang tempurung kelapa 60 cm sebesar 82,5%. Hasil uji statistik menggunakan anova satu jalur menunjukkan ada pengaruh kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa terhadap penurunan kadar Mn air sumur sehingga diharapkan masyarakat di Perum Griya Fajar Gentan dapat menerapkan sistem pengolahan ini dalam skala rumah tangga. Kata Kunci : Kadar Mn, sumur artesis, pasir dan arang tempurung kelapa Abstract Mn levels in Perum Griya Fajar Gentan have exceeded capacity standardized are 0,8 mg/l and can be lowered with sand and coconut shell charcoal filtration. The purposes of this study are to know about influences of thick sand and coconut shell charcoal filter on decreased of Mn levels. The method used in this research was pretest-postest with control group. The population in this research was all of arthesis well in Perum Griya Fajar Gentan totally 25 wells. The number of sample which used 60 liter, every treatment used 5 liter of water with 3 more repetition. The result of laboratory test showed that control, the average Mn concentration of 0,8 mg/l, thick sand and coconut shell charcoal filter 40 cm have levels of Mn are 0,36 mg/l, thick of sand and coconut shell charcoal filter 50 cm have levels of Mn are 0,26 mg/l, thick of sand and coconut shell charcoal filter 60 cm have levels of Mn are 0,14 mg/l. Levels of Mn after treatment already under standardized. Effective of thick caused to decreased levels of Mn in 60 cm about 82,5%. Statistics test used one way anova. The result of this anova showed the 1
influence of thick combination sand and coal of shell of cocunut filter to decreased of Mn well of water, so expect people in Perum Griya Fajar Gentan can apply this treatment system for household scale. Key Words : Levels of Mn, artesian well, sand and coconut shell charcoal filter PENDAHULUAN Peningkatan kualitas air minum yang dilakukan dengan jalan mengadakan pengelolaan terhadap air yang akan digunakan sebagai air minum, mutlak diperlukan terutama apabila air tercemar berasal dari air permukaan. Air minum yang tidak mengganggu kesehatan adalah air yang memenuhi persyaratan-persyaratan kesehatan. Berdasarkan hasil uji pendahuluan yang telah dilakukan di Laboratorium Kimia Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Surakarta, diketahui bahwa sampel air yang berasal dari air sumur di rumah Bapak Restu yang berada di Perum Griya Fajar Gentan Kecamatan Baki Kabupaten Sukoharjo memiliki kandungan mangan (Mn) yang cukup tinggi, yaitu 0,8 mg/l dimana kadar tersebut telah melampaui batas aman yang telah ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Air Minum, yaitu sebesar 0,4 mg/l. Paparan dosis tinggi Mn dalam waktu singkat menunjukkan gejala berupa penggumpalan darah, gangguan kulit, gangguan skeleton, mengakibatkan cacat lahir, gangguan jantung, dan iritasi alat pencernaan (Widowati, dkk, 2008). Salah satu proses pengolahan air yang dapat dilakukan adalah filtrasi. Filtrasi merupakan proses penghilangan partikel-partikel atau flok-flok halus yang lolos dari unit sedimentasi, dimana partikel-partikel tersebut akan tertahan pada media penyaring selama air melewati media tersebut. Filtrasi diperlukan untuk menyempurnakan penurunan kadar kontaminan, seperti bau, rasa, warna, Fe, dan Mn sehingga diperoleh air bersih yang memenuhi standar kualitas air minum (Asmadi, dkk, 2011). 2
Hasil penelitian Handayani, dkk (2009) menunjukkan bahwa ketebalan pasirzeolit 60 cm efektif menurunkan kadar Fe dan Mn sebesar 95,42% dan 92,39%. Hasil penelitian Saifudin, dkk (2004) menunjukkan bahwa kombinasi pasirzeolit dapat menurunkan Mn sebesar 0,83 mg/l dengan efektivitas 48,13%, untuk kombinasi pasir-karbon aktif rata-rata kadar Mn turun sebesar 0,87 mg/l dengan efektivitas 45,56%, dan kombinasi zeolit-karbon aktif rata-rata kadar Mn menjadi 0,87% dengan efektivitas sebesar 45,52%. Pada penelitian ini, digunakan filter berupa pasir dan arang tempurung kelapa dengan melakukan kombinasi ketebalan dari media filter tersebut sehingga dapat diketahui efektivitas dari kombinasi ketebalan tersebut. Adapun ketebalan filter yang digunakan adalah 40 cm, 50 cm, dan 60 cm dengan perbandingan 1:1. Jenis filter yang digunakan pada penelitian ini adalah pasir silika yang halus dengan diameter 0,1 mm dan arang tempurung kelapa dengan diameter 0,7 mm. Berdasarkan uraian di atas maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai penurunan kadar mangan (Mn) pada air sumur dengan menggunakan berbagai kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa. METODE PENELITIAN Jenis penelitian ini adalah eksperimen dengan rancangan penelitian pretestpostest dengan kelompok kontrol (pretest-postest with control group design), dimana akan dilakukan pretest pada kedua kelompok dan diikuti intervensi pada kelompok eksperimen. Setelah beberapa waktu dilakukan postest pada kedua kelompok tersebut (Notoatmodjo, 2005). 3
Penelitian ini dilaksanakan di Perum Griya Fajar Gentan pada Bulan Mei - Juli 2013. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh sumur artesis yang terdapat di Perum Griya Fajar Gentan Kecamatan Baki Kabupaten Sukoharjo yang berjumlah 25 buah, dimana sampel pada penelitian ini diambil dari salah satu sumur sebanyak 60 liter. Setiap perlakuan membutuhkan 5 liter air dan 1 liter air hasil perlakuan digunakan untuk pemeriksaan kadar Mn menggunakan metode Spektrofotometer dengan Spektrofotometer, dimana setelah setelah diperoleh hasil baru dihitung efektivitas pengolahannya dengan rumus : Keterangan : P = x 100% P : Efektivitas pengolahan a b : Rata-rata kadar Mn sebelum perlakuan : Rata-rata kadar Mn setelah perlakuan Analisis data dalam penelitian ini menggunakan uji Anova satu jalur untuk mengetahui pengaruh kombinasi ketebalan media filter pasir dan arang tempurung kelapa terhadap penurunan kadar Mn pada air sumur. Pengolahan data menggunakan bantuan program komputer SPSS versi 21 dan dilakukan di Laboratorium Komputer Fakultas Ilmu Kesehatan Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan tingkat kepercayaan 99%, dimana jika p value 0,01 maka hipotesis penelitian diterima dan jika p value > 0,01 maka hipotesis penelitian ditolak. 4
HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil 1. Pengukuran ph Tabel 1. Hasil Pengukuran ph ph Permenkes RI No. 492/MENKES /PER/IV/2010 Replikasi Setelah Perlakuan Sebelum Kontrol 40 cm 50 cm 60 cm 1 7,1 7,1 7,1 7,1 2 7,1 7,1 7,1 7,1 7,1 6,5 8,5 3 7,1 7,1 7,1 7,1 Pengukuran ph air dilakukan saat sebelum mendapatkan perlakuan dan setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa selama 5 menit. Berdasarkan hasil pemeriksaan ph diketahui ph sebelum dan setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa yang dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dengan waktu tinggal selama 5 menit hasilnya sama, yaitu 7,1. 2. Pengukuran Suhu Tabel 2. Hasil Pengukuran Suhu Suhu ( o C) Permenkes RI No. 492/MENKES /PER/IV/2010 Replikasi Sesudah Perlakuan Sebelum Kontrol 40 cm 50 cm 60 cm 1 27 27 27 27 2 27 27 27 27 27 28 ± 3 o C 3 27 27 27 27 Berdasarkan hasil pemeriksaan suhu air yang dilakukan sebelum dan setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung 5
kelapa, dimana dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dengan waktu tinggal selama 5 menit diperoleh hasil yang sama, yaitu 27 o C. 3. Pengukuran Mn Tabel 3. Hasil Pengukuran Kadar Mn Kadar Mn (mg/l) Permenkes RI No. Replikasi Sesudah Sebelum 492/MENKES Kontrol 40 cm 50 cm 60 cm /PER/IV/2010 1 0,8 0,32 0,26 0,14 2 0,8 0,7 0,36 0,29 0,16 0,4 mg/lt 3 0,8 0,39 0,24 0,12 Rata-rata 0,8 0,8 0,36 0,26 0,14 Tabel 3 menunjukkan adanya penurunan kadar Mn sebelum dan sesudah perlakuan. Kadar Mn sebelum perlakuan adalah 0,8 mg/l. Ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa yang paling tinggi menurunkan Mn adalah 60 cm, dimana rata-rata kadar Mn pada ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa 60 cm adalah 0,14 mg/l. Tabel 4. Efektivitas Kombinasi Ketebalan Filter Pasir dan Arang Tempurung Kelapa Terhadap Penurunan Kadar Mn Ketebalan Kadar Mn (mg/l) Pasir dan Efektivitas Arang Pengolahan Sebelum Sesudah Penurunan Tempurung (%) Kelapa (cm) 40 0,8 0,36 0,44 55 50 0,8 0,26 0,54 67,5 60 0,8 0,14 0,66 82,5 Tabel 4 menunjukkan efektivitas kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa dalam menurunkan kadar Mn. Kadar Mn sebelum mendapatkan perlakuan sebesar 0,8 mg/l. Ketebalan filter pasir dan arang 6
tempurung kelapa yang memiliki efektivitas pengolahan paling tinggi adalah ketebalan 60 cm dengan efektivitas pengolahan sebesar 82,5%. Tabel 5. Hasil Analisis Anova untuk Kadar Mn Sum of Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 126,250 3 42,083 50,500,000 Within Groups 6,667 8,833 Total 132,917 11 Berdasarkan Tabel 5 diketahui nilai signifikan 0,000 dimana sig 0,01 sehingga Ho ditolak yang artinya ada pengaruh yang signifikan kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa terhadap penurunan kadar Mn air sumur. B. Pembahasan 1. Pengukuran ph Kusnaedi (2010) menyatakan bahwa derajat keasaman air minum harus netral, tidak boleh bersifat asam maupun basa. Pada penelitian ini pengukuran ph air dilakukan saat sebelum mendapatkan perlakuan dan setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa selama 5 menit dan dilakukan pengulangan dalam waktu yang bersamaan diketahui bahwa hasilny sama, yaitu 7,1. Sehingga dapat disimpulkan bahwa ph tidak berpengaruh terhadap proses filtrasi. Jika hasil pemeriksaan ph dibandingkan dengan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan air minum, 7
dimana standar ph yang diperbolehkan berkisar antara 6,5 8,5, maka ph sampel air sebelum dan setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa masih berada dalam standar baku mutu yang diperbolehkan. 2. Pengukuran Suhu Menurut Kusnaedi (2010) air yang baik harus memiliki temperatur sama dengan temperatur udara (20-26 o C). Air yang secara mencolok mempunyai temperatur di atas atau di bawah temperatur udara, berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya, fenol yang terlarut di dalam air cukup banyak) atau sedang terjadi proses tertentu (proses dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme yang menghasilkan energi) yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air. Berdasarkan hasil pemeriksaan suhu air baik sebelum mendapatkan perlakuan maupun setelah mendapatkan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa, dimana dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dalam waktu yang bersamaan dengan waktu tinggal selama 5 menit, diketahui bahwa suhu air tersebut adalah 27 o C. Dari hasil pengukuran suhu tersebut diketahui bahwasanya suhu tidak memiliki pengaruh terhadap proses filtrasi dari penurunan kadar Mn dengan kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa. Jika dibandingkan dengan Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan air minum, dimana suhu yang 8
diperbolehkan adalah 28 ± 3 o C (25 o C 31 o C), maka suhu air yang diperiksa tersebut masih diperbolehkan. 3. Pengukuran Mn Berdasarkan hasil pemeriksaan yang dilakukan di Perum Griya Fajar Gentan diketahui bahwasanya air yang ada di sana memiliki kadar Mn yang melebihi standar baku mutu yang ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang persyaratan air minum, yaitu 0,8 mg/lt, dimana kadar yang diperbolehkan adalah 0,4 mg/lt. Kadar Mn yang sudah melebihi standar baku mutu air perlu dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Salah satu cara yang dapat dilakukan adalah filtrasi yang merupakan proses pemisahan antara padatan dengan cairan (Kusnaedi, 2010). Pada penelitian ini dilakukan proses filtrasi dengan kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa, yaitu 40 cm, 50 cm, dan 60 cm, dimana filter pasir dan arang tempurung kelapa dikontakkan dengan air sampel selama 5 menit. Setelah dilakukan perlakuan filtrasi dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa dengan berbagai ketebalan, kadar Mn pada air yang berada di Perum Griya Fajar Gentan mengalami penurunan. Rata- rata kadar Mn setelah melewati filter pasir dan arang tempurung kelapa dengan ketebalan 40 cm sebesar 0,36 mg/l dengan efektivitas pengolahan 55%, rata-rata kadar Mn setelah melewati filter pasir dan arang tempurung kelapa dengan ketebalan 50 cm sebesar 0,26 mg/l dengan efektivitas pengolahan 67,5%, dan rata-rata kadar Mn dengan ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa 60 cm sebesar 0,14 mg/l dengan efektivitas pengolahan 9
82,5%. Sebenarnya dengan ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa 40 cm dan 50 cm saja sudah terjadi penurunan hingga mencapai di bawah standar, yaitu 0,36 mg/l dan 0,26 mg/l, dimana standar yang ditetapkan oleh Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Air Minum adalah 0,4 mg/l. Namun ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa yang paling efektif adalah ketebalan 60 cm. Setelah dilakukan uji statistik dengan menggunakan uji Anova diperoleh nilai signifikansi 0,000 ( 0,01), sehingga Ho ditolak yang artinya ada pengaruh yang signifikan antara kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa dalam menurunkan kadar Mn air sumur. Kadar Mn pada kontrol atau tanpa menggunakan filter pasir dan arang tempurung kelapa dengan ketebalan 60 cm ada beda signifikan (sig=0,000) karena sig 0,01 dengan mean difference 8,667 ini menunjukkan penurunan kadar Mn yang lebih tinggi daripada kontrol. Sehingga dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa semakin tebal filter yang digunakan maka semakin tinggi penurunan kadar Mn pada air sumur, dimana ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa yang paling tinggi penurunan kadar Mn adalah 60 cm. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan halhal sebagai berikut: 1. Ada pengaruh kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa terhadap penurunan kadar Mn air sumur. 10
2. Kadar Mn sebelum dilakukan perlakuan, yaitu 0,8 mg/l. 3. Kadar Mn setelah dilakukan perlakuan dengan filter pasir dan arang tempurung kelapa untuk ketebalan 40 cm rata-rata 0,36 mg/l, ketebalan 50 cm kadar Mn rata-rata 0,26 mg/l, dan ketebalan 60 cm kadar Mn rata-rata sebesar 0,14 mg/l. 4. Kombinasi ketebalan filter pasir dan arang tempurung kelapa yang paling efektif dalam menurunkan kadar Mn adalah ketebalan 60 cm dengan efektivitas 82,5%. B. Saran Masyarakat dapat menerapkan sistem pengolahan ini untuk skala rumah tangga dengan memanfaatkan bak penampungan air yang terdapat di rumah masing-masing dan diharapkan dapat mengolah air sumur mereka sebelum digunakan. Peneliti lain dapat menggunakan filter pasir dan arang tempurung kelapa dalam menurunkan parameter lainnya selain Mn dengan melihat lama kontak filter dengan air dan mencoba menggunakan filter pasir dan arang tempurung kelapa dengan kombinasi ketebalan yang berbeda serta dapat mencoba untuk menggunakan variasi ketebalan di bawah 40 cm sehingga dapat diketahui keefektifan dari filter penyaring yang digunakan. 11
DAFTAR PUSTAKA Asmadi, Khayan, Kasjono, H.S. 2011. Teknologi Pengolahan Air Minum. Yogyakarta : Gosyen Publishing. Handayani, TI, Astuti, D, Kurniawan, TP. 2009. Pengaruh Berbagai Kombinasi Ketebalan Media Filter Pasir dan Zeolit Terhadap Penurunan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) pada Air Sumur Perum Nilasari Pabelan Kartasura. Jurnal Kesehatan. ISSN 1979-7621. Vol. 2. No. 2. Desember 2009: 147-155. Kusnaedi. 2010. Mengolah Air Kotor untuk Air Minum. Jakarta : Penebar Swadaya. Notoatmodjo, S. 2005. Metodologi Penelitian Kesehatan. Jakarta : Rineka Cipta. Peraturan Menteri Kesehatan RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. Saifudin, M.R, Widiarto, N, Astuti, D. 2004. Efektivitas Kombinasi Filter Pasir-Zeolit, Pasir-Karbon Aktif, dan Zeolit-Karbon Aktif terhadap Penurunan Kadar Mangan (Mn) di Desa Danyung Kecamatan Grogol Kabupaten Sukoharjo Tahun 2004. Infokes. Vol. 8. No. 1. Maret-September 2004. Widowati, T, Sastiono, A, Rumampuk, R.J. 2008. Efek Toksik Logam. Yogyakarta : Andi Offset. 12