1
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Air adalah unsur yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Bahkan dapat dipastikan tanpa pengembangan sumber daya air secara konsisten peradaban manusia tidak akan mencapai tingkat yang dinikmati sampai saat ini. Oleh karena itu pengembangan dan pengolahan sumber daya air merupakan dasar peradaban manusia (Sunaryo, dkk, 2005). Air tanah merupakan sebagian air hujan yang mencapai permukaan bumi dan menyerap ke dalam lapisan tanah dan menjadi air tanah. Sebelum mencapai lapisan tempat air tanah, air hujan yang akan menembus bebrapa lapisan tanah dan menyebabkan terjadinya kesadahan pada air. Kesadahan pada air ini akan menyebabkan air mengandung zat – zat mineral dalam konsentrasi. Zat – zat mineral tersebut antara lain kalsium, magnesium, dan logam berat seperti besi dan mangan (Chandra, 2007). Menurut Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416 Tahun 1990 tentang persyaratan kualitas air bersih, menyatakan bahwa air bersih adalah air yang digunakan untuk keperluan sehari – hari yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416 Tahun 1990 tentang, kadar besi yang diizinkan untuk air bersih adalah 1,0 mg/L. Besi (Fe) adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Besi (Fe) adalah logam berwarna putih keperakan, liat dan dapat dibentuk. Fe dalam susunan unsur berkala termasuk logam golongan VIII, dengan berat atom 55,85 g/mol-1, nomor atom 26, berat jenis 7,86 g/cm-3 dan umumnya mempunyai valensi 2 dan 3. Kandungan Fe di bumi sekitar 6,22%, di tanah sekitar 0,5 – 4,3%, di sungai sekitar 0,7 mg/L, di air tanah sekitar 0,1 – 10 mg/L dan air laut sekitar 1 – 3 ppb, pada syarat air minum permenkes tidak lebih dari 200 ppb. Pada air permukaan biasanya kandungan zat besi relatif rendah yakni jarang melebihi 1
2
1 mg/L sedangkan konsentrasi besi pada air tanah bervariasi mulai 0,01 mg/L sampai dengan ±25 mg/L (Widowati, 2008). Besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan logam yang sering bersamaan keberadaannya di alam maupun dalam air. Logam ini dibutuhkan dalam tubuh namun dalam jumlah yang kecil. Kelebihan logam ini dalam tubuh dapat menimbulkan efek – efek kesehatan seperti serangan jantung, gangguan pembuluh darah bahkan kanker hati. Logam ini bersifat akumulatif terutama pada organ penyaringan sehingga dapat mengganggu fungsi fisiologis tubuh. Air yang tercemar oleh logam – logam ini biasanya nampak pada intensitas warna yang tinggi pada air, berwarna kuning bahkan berwarna merah kecoklatan, dan terasa pahit atau asam (Achmad, 2004). Air yang kandungan O2 terlarut nya rendah, pH rendah serta suhu yang tinggi akan mempercepat kelarutan besi. Menurut Balai Besar Litbang Sumber Daya Lahan Pertanian Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Kementerian Pertanian, Kalimantan memiliki struktur tanah gambut dan kandungan besi (Fe) masih tinggi mencapai 477,6 ppm. Tanah gambut bersifat asam, keasaman akan menyebabkan pH air rendah, pada pH rendahlah logam – logam seperti besi (Fe) dapat terlarut dalam air dan menyebabkan kadar besi tinggi. Karena alasan di atas peneliti tertarik ingin mengetahui kadar besi dalam air tanah yang berada di Kota Palangkaraya, dan mengambil sampel secara acak di perumahan sekitar jalan G.Obos Palangkaraya, karena setelah diamati hampir keseluruhan masyarakat yang berada di sepanjang jalan tersebut menggunakan air sumur bor untuk keperluan rumah tangga seperti mandi, mencuci dan memasak dan lain-lain. Maka dari itu penulis mengajukan judul “Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) Pada Air Tanah Di Perumahan Sekitar Jalan G.Obos Palangkaraya
3
B. Batasan Masalah Dalam penelitian ini penulis hanya meneliti kadar besi dalam air tanah pada beberapa rumah yang berada di perumahan sekitar jalan G.obos Palangkaraya dengan menggunakan metode spektrofotometri.
C. Rumusan Masalah Apakah kadar besi yang terkandung di dalam air tanah yang berada di perumahan sekitar jalan G.Obos Palangkaraya sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air ?
D. Tujuan Penelitian Untuk mengetahui kadar besi (Fe) pada air tanah yang berada di Perumahan sekitar Jalan G.Obos Palangkaraya dan sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 416/MENKES/PER/IX/1990 tentang syarat – syarat dan kualitas air bersih.
E. Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Bagi mahasiswa/(i) Agar penelitian ini dapat digunakan sebagai sumber belajar dan dasar untuk melakukan penelitian lebih lanjut. 2. Bagi masyarakat di perumahan sekitar jalan G.Obos Palangkaraya Agar lebih memperhatikan sumber air yang digunakan untuk keperluan sehari – hari.
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A. Air Air merupakan salah satu dari ketiga komponen yang membentuk bumi (zat padat, air dan atmosfer). Bumi dilingkupi air sebanyak 70% sedangkan sisanya (30%) berupa daratan (dilihat dari permukaan bumi). Udara mengandung zat cair (uap air) sebanyak 15% dari tekanan atmosfer. Pengertian air bersih secara umum adalah air yang aman, sehat dan bisa dikonsumsi oleh manusia. Sedangkan pengertian air bersih secara fisik yaitu air yang tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa. Secara kimia air bersih diartikan sebagai air yang mempunyai pH netral (tidak asam/basa) dan air yang tidak mengandung racun dan logam berat berbahaya. Air bersih dapat diperoleh dari sumur gali, sumur bor, air hujan, air dari sumber mata air. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia Nomor 416/MENKES/PER/IV/1990, menyatakan bahwa air yang layak dipakai sebagai sumber air bersih antara lain harus memenuhi persyaratan kualitas air secara fisik, kimia dan biologis : 1. Kualitas air secara fisik meliputi : kekeruhan, temperatur, warna, bau dan rasa. 2. Kualitas air secara kimia meliputi : nilai pH, kandungan senyawa kimia di dalam air, kandungan logam, kandungan residu atau sisa, misalnya residu pestisida, deterjen dan lain – lain. 3. Kualitas air secara biologi, khususnya secara mikrobiologi ditentukan oleh banyak parameter seperti parameter mikroba pencemar, patogen dan penghasil toksin (Andonara, 2013). Berdasarkan tempatnya air dibedakan menjadi tiga macam, yaitu : 1. Air angkasa Air angkasa adalah air yang menguap mengisi ruang angkasa yang melingkari seluruh permukaan bumi. Udara panas yang mengandung uap dan mengangkasa akan mengalami penurunan suhu, daya tampung uap akan berkurang hingga akhirnya menjadi jenuh dan terlampau daya tampungnya. Uap 4
5
air yang berkumpul diangkasa tampak beraneka ragam dan disebut awan atau mega. Contoh : air hujan 2. Air permukaan Air permukaan adalah air yang berasal dari permukaan tanah, baik keberadaannya yang bersifat sementara dan mengalir atau stabil. Contoh : danau, waduk, air sungai, dan lain – lain. 3. Air tanah Air tanah adalah air yang tersimpan atau terperangkap didalam lapisan batuan yang mengalami pengisian atau penambahan secara terus menerus oleh alam. Contoh : air sumur (Gabriel, 2001).
B. Air Tanah Air tanah adalah air yang terdapat didalam lapisan tanah atau bebatuan dibawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air yang keberadaannya terbatas dan kerusakannya dapat mengakibatkan dampak yang luas serta pemulihannya sulit untuk dilakukan. Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan bumi yang kemudian mengalami penyerapan kedalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara alamiah. Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lain. Pertama, air tanah bisa bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses penjernihan. Sementara itu air tanah juga memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibandingkan dengan sumber air lainnya. Air tanah mengandung zat – zat mineral semacam magnesium, kalium, dan logam berat seperti besi (Fe) (Chandra, 2007). Air tanah yang mengandung CO2 tinggi dan O2 terlarut sedikit, dapat mempercepat proses pelarutan besi (dari bentuk tidak terlarut menjadi terlarut). Sedangkan air tanah yang alkalinitasnya tinggi, biasanya memiliki konsentrasi besi yang rendah, karena besi teroksidasi dan mengendap dengan aerasi. Kandungan besi yang tinggi dapat merugikan, karena dapat menyebabkan air menjadi hitam, sayuran yang direbus berwarna gelap, menimbulkan rasa
6
besi/logam, astringent atau obat dan merugikan jika dipakai dalam produksi (Achmad, 2004). Berdasarkan lokasi air maka air tanah dapat dibagi dalam 2 (dua) bagian yaitu: 1. Air permukaan tanah Yang termasuk air permukaan tanah ialah sungai, rawa – rawa, danau, waduk (buatan). Semuanya itu sangat tergantung curah hujan. Apabila curah hujan lebat, air sungai, danau akan pasang. Air permukaan tanah ini sering dicemari oleh sampah keluarga, kotoran hewan, limbah industri sehingga dalam mengkonsumsi air ini perlu ekstra hati – hati. Dari hasil analisis, mineral yang terkandung di dalam air permukaan dapat dinyatakan sebagai berikut (Sanropie dan Sugiharto, 1983) : Hardness (120 mg/L sebagai CaCO3) Calsium (80 mg/L sebagai CaCO3) Magnesium (40 mg/L sebagai CaCO3) Sodium dan potassium (19 mg/L sebagai CaCO3) Bicarbonat (106 mg/L sebagai CaCO3) Chlorida (23 mg/L sebagai Cl) Sulfat (38 mg/L sebagai SO4) Nitrate (0,44 mg/L sebagai N) Besi (0,3 mg/L sebagai Fe) Silica (13 mg/L sebagai SiO2) Karbon dioksid (4 mg/L sebagai CaCO3) pH 7,8 2. Air jauh dari permukaan tanah/air tertekan Air tertekan adalah air yang tersimpan didalam lapisan tanah, termasuk air tanah adalah sumur gali dan sumur bor. Keadaan atau sifat dari sumur gali : Ketinggian air bebas umumnya sekitar 1 – 3 meter dari dasar sumur.
7
Ketinggian air bebas bervariasi, tergantung jumlah air yang diambil, tergantung musim. Rasa dan warna air tergantung jenis tanah yang ada : tanah sawah airnya kekuning – kuningan; tanah berpasir airnya jernih dan rasanya sejuk; tanah liat/padas airnya terasa sedikit sepat; tanah kapur airnya terasa sedikit sepat dan warnanya kehijau – hijauan. Mudah tercemar oleh karena kelalaian dalam menutup mulut sumur. Mengandung algae dalam jumlah sedikit. Mengandung bakteri cukup banyak. Keadaan atau sifat dari sumur bor : Air jernih dan rasa sejuk Pencemaran air tidak/sukar terjadi Jumlah bakteri jauh lebih kecil dari sumur gali Jumlah alga didalam air sumur bor jauh lebih banyak dibandingkan dengan air sumur gali
C. Besi Dalam Tubuh Senyawa besi dalam jumlah kecil di dalam tubuh manusia berfungsi sebagai pembentuk sel – sel darah merah, dimana tubuh memerlukan 7-35 mg/hari yang sebagian diperoleh dari air. Kadar besi dalam tubuh manusia kira – kira sebesar 3-5 g. Sebanyak 2/3 bagian terikat oleh Hb, 10% di ikat mioglobin dan enzim mengandung besi dan sisanya terikat dalam protein feristrin dan hemosidarin. Sejumlah kecil terdapat dalam mioglobin (protein pembawa oksigen khususnya untuk jaringan otot) guna menyimpan oksigen dalam jaringan otot. Protein lain mengandung besi dalam serum darah dan sebagai komponen enzim dalam sel. Terdapat juga dalam sitokrom adalah protein yang mentransfer elektron menuju O2 dalam metabolisme yang menghasilkan H2O. Semakin cepat masa pertumbuhan seseorang maka pada saat itu massa tulang meningkat dan terjadi remodeling tulang dan sel darah merah meningkat (Dimigelo, 2000) sehingga menyebabkan kebutuhan zat besi meningkat. Apabila
8
seseorang mengalami defisiensi zat besi dalam jangka waktu lama maka orang tersebut dapat mengalami IDA (iron deficiency anemia). Kekurangan zat besi memberikan efek buruk pada perkembangan kognotif manusia dari sejak lahir sampai dewasa dan setiap kelompok umur dapat diserang oleh penyakit ini. Bahkan saat sebelum lahir, kekurangan zat besi pun dapat memberikan berbagai efek buruk baik bagi ibu maupun janin. Kematian prenatal, kematian maternal dan berat badan yang rendah merupakan akibat dari kekurangan zat besi pada wanita yang sedang mengandung. Akibat dari kekurangan zat besi pada anak bisa terdeteksi secara tepat melalui terapi. Kekurangan zat besi dapat menyerang perkembangan psikomotorik. Hal ini dapat menunda perkembangan pemikiran anak, seorang anak menjadi lemah dalam mengerjakan tes keterampilan berbahasa, keterampilan motorik, koordinasi atau setara dengan berkurangnya 10 point dalam test IQ (WHO, 2001). Laki – laki dewasa yang berat badannya 75 kg setidaknya memiliki ± 4000 mg zat besi, sementara wanita dewasa dengan berat badan 55 kg memiliki ± 2100 mg zat besi. Laki – laki memiliki cadangan zat besi di dalam limpa dan sumsum tulang sebanyak 500-1500 mg, itulah sebabnya anemia jarang dijumpai pada laki – laki. Sebaliknya, wanita hanya mempunyai cadangan zat besi 0-300 mg sehingga rentan terkena anemia, pada usia subur wanita mengalami menstruasi. Kebutuhan zat besi tergantung pada jenis kelamin dan umur.
D. Kandungan Besi Dalam Air 1. Sifat fisik dan kimia besi a) Sifat fisik Berdasarkan kedudukannya dalam tabel berkala, besi dikelompokkan kedalam bagian logam transisi. Unsur – unsur transisi memperlihatkan sifat – sifat logam yang khas. Umumnya bersifat dapat ditempa, liat, penghantar listrik dan panas yang baik, dan memiliki logam kilat.
9
b) Sifat kimia Logam besi dapat membentuk senyawa seperti sulfur, oksida, karbonat, dan hidroksida. Senyawa ini cenderung sukar larut dalam air (Gabriel, 2001). 2. Besi dalam air Besi adalah salah satu elemen kimia yang dapat ditemui hampir disetiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya, besi yang ada dalam air dapat bersifat : a) Terlarut sebagai Fe2+ (fero) atau Fe3+ (feri) b) Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1mm) atau lebih besar. Seperti Fe2O3, FeO, Fe(OH)3, dan lain – lain. c) Tergantung dengan zat organik atau zat padat anorganik (seperti tanah liat) (Alearts, 1984). 3. Penyebab tingginya kadar besi dalam air Ada beberapa faktor yang menyebabkan tingginya kadar besi dalam air, antara lain : a) Rendahnya pH air Nilai pH air yang normal dan tidak menimbulkan masalah adalah 7. b) Adanya gas – gas terlarut dalam air Yang dimaksud dengan gas – gas terlarut adalah CO2 dan H2S. beberapa gas terlarut dalam air tersebut akan bersifat korosif. c) Bakteri Secara biologis tingginya kadar besi terlarut dipengaruhi oleh bakteri besi yaitu bakteri yang dalam hidupnya membutuhkan makanan dengan mengoksidasi besi sehingga larut. Jenis bakteri ini adalah bakteri (Crenotrik,
Leptotrik,
Callitonella,
Siderocapsa).
Bakteri
ini
mempertahankan hidupnya membutuhkan oksigen dan besi (Juli, 2009). 4. Hal – hal yang dapat mempengaruhi kelarutan besi dalam air Beberapa hal yang dapat mempengaruhi kelarutan besi dalam air antara lain:
10
a) pH pH air akan berpengaruh terhadap kadar besi dalam air. Apabila ph air rendah akan mengakibatkan terjadinya korosif sehingga menyebabkan larutnya besi dan logam lainnya dalam air. pH yang kurang dari 7 dapat melarutkan logam. Dalam keadaan pH rendah besi yang ada di dalam air berbentuk ferro dan ferri, dimana bentuk ferri akan mengendap dan tidak larut dalam air serta tidak dapat dilihat dengan mata sehingga mengakibatkan air menjadi berwarna, berbau dan berasa. b) Suhu Suhu adalah temperatur udara. Temperatur yang tinggi dapat menyebabkan menurunnya kadar O2 di dalam air, kenaikan temperatur air juga dapat menguraikan derajat kelarutan mineral sehingga kelarutan Fe pada air tinggi. c) Kedalaman Air hujan yang jatuh ke tanah dan mengalami infiltrasi masuk kedalam tanah yang mengandung FeO akan bereaksi dengan H2O dan CO2 dalam tanah dan membentuk Fe(HCO3)2 dimana semakin dalam air yang meresap ke dalam tanah semakin tinggi juga kelarutan besi karbonat dalam air tersebut. d) CO2 Karbondioksida (CO2) merupakan salah satu gas yang terdapat di dalam air. Berdasarkan bentuk dari gas Karbondioksida di dalam air, CO2 dapat dibagi menjadi : CO2 bebas yaitu yang larut dalam air, CO2 dalam kesetimbangan, CO2 agresif adalah yang paling berbahaya karena kadar CO2 agresif lebih tinggi dan dapat menyebabkan terjadinya korosi sehingga mengakibatkan kerusakan pada logam – logam dan beton.
11
E. Metode Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) a) Metode Spektrofotometri UV-VIS Spektrofotometri adalah alat yang didesain untuk memanfaatkan hukum Beer-Lambert. Sumber cahaya yang memancarkan sederetan gelombang dipancarkan pada Monochromator yang menyeleksi satu panjang gelombang atau sederajat panjang gelombang yang sangat kecil dan menyebabkan berkas cahaya Monochromatik tersebut melalui sampel di dalam tabung yang panjangnya diketahui dengan tepat. Berkas cahaya yang datang diserap oleh sampel dan cahaya diteruskan (yang panjang gelombangnya sama dengan cahaya yang masuk) mengenai alat fotoelektrik yang sesuai untuk mengukur intensitas dari cahaya yang diteruskan. Rangkaian ini didesain sedemikian rupa sehingga pembacaan dari alat langsung dikalibrasi dalam proses penyerapan (dan kadang kala presentasi transmisi/cahaya yang diteruskan) (Dobson, 1998). Larutan senyawa berwarna mampu menyerap sinar tampak yang melalui larutan tersebut. Jumlah intensitas sinar yang diserap tergantung pada macam yang ada didalam larutan,konsentrasi panjang gelombang dan intensitas sinar yang diserap dinyatakan dalam Hukum Lambert. Warna zat yang menyerap menentukan panjang gelombang sinar yang akan diserap, warna yang diserap merupakan warna komplemen dari warna yang terlihat oleh mata (Dobson, 1998)
Gambar 1.Bagian-bagian spektrofotometer UV-VIS (Sumber : Jordan, 2011).
12
1) Fungsi Masing-masing bagian: a) Sumber cahaya berfungsi sebagai sumber sinar polikrimatis dengan berbagai macam rentang panjang gelombang. Sumber cahaya yang bisa digunakan pada spektrofotometer adalah lampu wolfram atau lampu deuterium (D). Sinar yang dipancarkan dipusatkan pada sebuah cermin datar yang kemudian dipantulkan dan diteruskan melalui monokromator. Tabel
1.
Panjang
Gelombang
Warna-Warna
Yang
Diukur
Menggunakan Spektrofotometer UV-VIS (Bassett, 1994) Panjang
Warna yang
Warna yang diamati/warna
gelombang
diserap
komplemeter
400-435 nm
Ungu
Hijau kekuningan
450-480 nm
Biru
Kuning
480-490 nm
490-500 nm 500-560 nm
Biru
Orange
kehijauan Hijau
Merah
kebiruan Hijau
Merah anggur
b) Monokromator berfungsi untuk mengubah cahaya polikromatik menjadi cahaya monokromatik sesuai dengan panjang gelombang yang dipakai pada saat pengukuran. c) sel sampel berfungsi sebagai tempat meletakan sampel. Kuvet merupakan tempat contoh atau wadah sampel, syarat-syarat yang terpenting pada kuvet adalah: Tidak berwarna atau transparan sehingga dapat menstranmisikan semua cahaya. Tahan terhadap bahan-bahan kimia Mempunyai ketebalan permukaan yang sama d) Detektor berfungsi menangkap cahaya yang diteruskan dari sampel dan mengubahnya menjadi arus listrik. Detektor yang biasa digunakan adalah fototube.
13
e) Read Out/Recorder berfungsi menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detector. (Adonara, 2013).
b) Metode Atomic Absorption spectrophotometer (AAS) Teknik analisa dari Atomic Absorption spectrophotometer (AAS) pertama kali dikenalkan oleh Welsh (Australia) pada tahun 1995. Metode ini berkembang dengan pesat dan merupakan metode yang populer untuk analisa logam karena disamping relatif sederhana metode ini selektif dan sangat sensitif. Spektrofotometer serapan atom telah digunakan untuk penetapan sebanyak lebih kurang 70 unsur. Penggunaannya meliputi sampel biologi dan klinik, forensic material, makanan dan minuman,air termasuk air buangan, tanah, tanaman, pupuk, besi, baja, logam campur, mineral, hasil-hasil minyak bumi, farmasi dan kosmetik. (Alex, 2011). Atomic Absorption spectrophotometer (AAS) adalah spektroskopi yang berprinsip pada serapan cahaya oleh atom. Atom-atom menyerap cahaya pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Cahaya pada panjang gelombang tersebut mempunyai cukup energi untuk merubah tingkat elektronik suatu atom. Transisi elektronik suatu unsur bersifat spesifik. Dengan absorsi energi, terdapat lebih banyak energi yang akan dinaikan dari keadaan dasar keadaan eksitasi dengan tingkat eksitasi yang bermacam-macam (Alex, 2011). Setelah melakukan pengenceran larutan Fe, langkah selanjutnya yaitu menyaring sample yang akan dianalisis dengan menggunakan kertas saring. Lalu, mempersiapkan alat spektroforometer serapan atom. Adapun dalam melakukan persiapan pada alat spektrofotometer serapan atom cahaya yang dipancarkan oleh lampu katoda rongga (Hollow cathode lamp) harus tepat berada pada titik yang telah ditentukan. Kemudian menyetting instrumen pada komputer yang telah terhubung langsung ke spektrofotometer serapan atom. Menyetting sesuai dengan prosedur yang tersedia.
14
Sebelum melakukan pengukuran sample, terlebih dahulu melakukan kalibrasi alat spektrofotometer serapan atom dengan menggunakan larutan Fe yang telah diencerkan. Hal ini bertujuan untuk memeriksa instrumen terhadap keadaan standarnya. Apabila gagal dalam melakukan kalibrasi instrumen, maka tidak bisa melakukan analisis pada sample yang akan dianalisis. Setelah melakukan kalibrasi instrumen, langkah selanjutnya adalah melakukan analisis sample, dalam praktikum kali ini menggunakan 5 sample.
c)
Metode Fenantrolin Prinsip fenantrolin : Contoh air yang mengandung besi yang dipanaskan dalam suasana asam dan adanya hidroksil amin hidroklorida direduksi menjadi ion ferro. Ferro dengan 1,10 – fenantrolin pada pH 3,2 – 3,3 membentuk senyawa khelat ferro fenantrolin yang berwarna merah jingga. Warna yang terbentuk dibandingkan dengan warna larutan baku yang telah diketahui kadarnya secara spektrofotometri pada panjang gelombang 510 nm (Nendrosuwito, 2002). Sistem pengukuran adalah dengan metode kolorimetri, yaitu pengukuran kadar suatu zat berdasarkan intensitas warna yang ditunjukkan oleh zat tersebut dalam larutan. Sistem warna tersebut mengikuti hukum beer : sinar cahaya dengan panjang gelombang tertentu yaitu 510 nm, akan diserap larutan secara proporsional dengan jarak perjalanannya di dalam larutan dan dengan kadar kompleks yang berwarna jingga-merah ini. Absorpsi tersebut dapat diukur melalui alat spektofotometer. Warna kompleks tersebut tidak dipengaruhi oleh pH larutan, bila pH antara 3 dan 9.
15
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
A. Waktu Dan Tempat Penelitian 1. Waktu Penelitian Penelitian tentang kadar besi (Fe) pada Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) Pada Air Tanah yang berada di perumahan sekitar jalan G.Obos Palangkaraya di laksanakan pada tanggal 16 Januari 2014 sampai dengan 23 Januari 2014
2. Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan di Balai Laboratorium Kesehatan Provinsi Kalimantan Tengah, yang beralamat di jl. letnan jendral soeprapto Palangkaraya.
B. Jenis Penelitian Dalam penulisan karya ilmiah ini penulis menggunakan metode deskriptif, yaitu suatu penelitian yang dilakukan dengan tujuan untuk membuat gambaran atau deskripsi tentang suatu keadaan secara objektif.
C. Teknik Pengambilan Sampel Teknik pengambilan sampel yang digunakan oleh peneliti dalam penelitian ini yaitu sampel sesaat (discrete sample atau grab sample). Sampel sesaat adalah sampel yang dikumpulkan dalam sebuah wadah pada waktu tertentu. Hasil pengujian sampel sesaat hanya dapat menunjukkan kualitas lingkungan yang mewakili kondisi pada waktu sampel diambil. Pengambilan sampel sesaat hanya dapat dilakukan apabila kondisi lokasi pengambilan diasumsikan homogen atau konstan. (Hadi, 2007) 15
16
D. Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah teknik observasi. Penulis melakukan observasi dengan cara mengamati dan membuat catatan hasil pemeriksaan kadar besi (Fe) pada Air Tanah yaitu sumur bor di perumahan sekitar Jalan G.Obos Palangkaraya.
E. Metode dan Cara Kerja Pemeriksaan sampel dilakukan pada tanggal 16 – 23 Januari 2014 Pukul 08.00 WIB di Bagian Kimia Lingkungan Balai Laboratorium Kesehatan daerah Palangkaraya. Pemeriksaan senyawa besi (Fe) dilakukan secara spektrofotometri mengunakan metode fenantrolin.
1. Prinsip Contoh air yang mengandung besi yang dipanaskan dalam suasana asam dan adanya hidroksil amin hidroklorida direduksi menjadi ion ferro. Ferro dengan 1,10 – fenantrolin pada pH 3,2 – 3,3 membentuk senyawa khelat ferro fenantrolin yang berwarna merah jingga. Warna yang terbentuk dibandingkan dengan warna larutan baku yang telah diketahui kadarnya secara spektrofotometri pada panjang gelombang 510 nm.
2. Alat Dalam penelitian ini alat-alat yang digunakan adalah :
a. Spektrofotometer UV-VIS b. Hot Plate c. Labu Ukur d. Beaker Glass e. Tissue f. Bola Hisap
17
g. Kuvet h. Pipet Volum. Semua alat gelas dicuci dengan asam (dicuci dengan HCl pekat dan dibilas dengan air suling bebas besi) untuk menghilangkan endapan besi oksida.
3. Bahan Dalam penelitian ini menggunakan bahan, yaitu : a. Asam hidroklorida pekat, mengandung kurang dari 0,00005% Fe. b. Larutan hidroksilamin hidroklorida (NH2OH.HCl) c. Larutan dapar amonium asetat (NH4C2H3O2) d. Larutan fenantrolin (C12H8N2.H2O) e. Larutan induk besi 1000 mg/L f. Sampel : Air tanah
4. Cara Kerja a. Pembuatan kurva kalibrasi dari 1000 mg/L menjadi 100 mg/L dan dari 10 mg/L menjadi 1 mg/L b. Pembuatan satu seri larutan baku besi dengan kadar 0,02 ; 0,1 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ; 3,0 ; 4,0; mg/L dari 10 mg/L larutan baku besi. Pipet 0,02 ; 0,1 ; 0,5 ; 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ; 3,0 ; 4,0 ml larutan baku besi, masing-masing masukan kedalam labu ukur dan encerkan sampai 50 ml dengan air suling bebas besi. Tambah 2 ml asam hidroklorida pekat (HCl) dan 1 ml larutan hidroksilamin hidroklorida. Panaskan sampai mendidih hingga sisa larutan ± 20 ml, kemudian dinginkan pada suhu kamar. Pindahkan kedalam labu ukur 50 ml Tambah 10 ml larutan dapar amonium asetat dan 4 ml larutan 1,10fenantrolin, tambahkan aquadest sampai tanda batas, homogenkan Diamkan 10-15 menit (sampai membentuk warna sempurna)
18
Baca serapannya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 510 nm. c. Pemeriksaan besi total dan besi terlarut Ukur contoh air 50 ml masukan dalam beaker glass Tambah 2 ml asam hidroklorida pekat (HCl) dan 1 ml larutan hidroksilamin hidroklorida. Panaskan sampai mendidih hingga sisa larutan ± 20 ml, kemudian dinginkan pada suhu kamar. Pindahkan kedalam labu ukur 50 ml Tambah 10 ml larutan dapar amonium asetat dan 4 ml larutan 1,10fenantrolin, tambahkan aquadest sampai tanda batas, homogenkan Diamkan 10-15 menit (sampai membentuk warna sempurna) Baca serapannya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 510 nm Hitung kadar Fe pada kurva kalibrasi d. Perhitungan Kadar besi dari sampel dapat dihitung dengan kurva kalibrasi. Karena kadar besi dari larutan standar dalam mg/L, maka kadar besi dari sampel langsung dalam mg/L.
F. Teknik Analisa Data Analisa data dalam penelitian ini yaitu peneliti mengambil data dari hasil pemeriksaan kadar besi pada Air Tanah Seperti Air sumur bor. Data tersebut kemudian disajikan dalam tabel yang dapat dilihat dalam bentuk angka sehingga dapat dianalisa kandungan besi dalam air tanah seperti air sumur bor tersebut sesuai Peraturan Menteri Kesehatan No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang konsentrasi besi dalam air bersih dibatasi maksimum 1,0 mg/L.
19
G. Pengolahan dan Analisis Data Dari penelitian yang dilakukan diperoleh hasil data peneliti melalui pengumpulan data yang kemudian akan dilakukan pengolahan data dalam bentuk tabel.
20
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Berdasarkan penelitian kadar besi (Fe) pada air tanah yang berasal dari Perumahan sekitar Jalan G.Obos Palangka Raya, yang mengambil 5 sampel secara acak dari 5 Komplek perumahan yang berada di Jalan G.Obos, diperoleh hasil : Tabel 2. Hasil Pemeriksaan Kadar Besi (Fe) Pada Air Tanah Kedalaman
Hasil
Baku
Pemeriksaan
Mutu
mg/L
mg/L
No
Tempat Pengambilan
Laboratorium
Sampel
028
Jl. G.Obos XII
16 m
0,306
1,0
029
Jl. G.Obos VII
12 m
0,405
1,0
030
Jl. G.Obos XIX
16 m
0,143
1,0
031
Jl. G.Obos XX
12 m
0,647
1,0
032
Jl. G.Obos XXV
12 m
0,201
1,0
Sumur
Sumber : (Data Primer)
B. Pembahasan Air tanah berasal dari air hujan yang jatuh kepermukaan bumi yang kemudian mengalami penyerapan kedalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara alamiah. Air tanah memiliki beberapa kelebihan dibanding sumber air lain. Pertama, air tanah bisa bebas dari kuman penyakit dan tidak perlu mengalami proses purifikasi atau penjernihan. Sementara itu air tanah juga memiliki beberapa kerugian atau kelemahan dibanding sumber air lainnya. Air tanah mengandung zat-zat mineral semacam magnesium, kalium, dan logam berat seperti besi (Fe) dapat menyebabkan kesadahan air (Chandra, 2007). Kelebihan logam besi (Fe) dalam tubuh dapat menimbulkan efek-efek kesehatan seperti serangan jantung, gangguan pembuluh darah bahkan kanker 20
21
hati. Logam ini bersifat akumulatif terutama di organ penyaringan sehingga dapat mengganggu fungsi fisiologis tubuh. Nilai estetika juga dapat dirusak oleh keberadaan logam ini karena dapat menimbulkan bercak-bercak hitam pada pakaian. Air yang tercemar oleh logam ini biasanya nampak pada intensitas warna yang tinggi pada air, berwarna kuning bahkan berwarna merah kecoklatan, dan terasa pahit atau asam (Achmad, 2004). Pengambilan sampel dilakukan pada hari Jumat, mengambil sampel air tanah yang airnya di pakai sebagai air baku untuk kebutuhan sehari-hari oleh masyarakat yang berada di perumahan sekitar Jalan G.Obos Kota Palangka Raya, sampel diambil langsung melalui kran yang langsung terhubung dari sumber air, diambil 5 sampel secara acak dari 5 perumahan yang berada di Jalan G.Obos. Pada penelitian ini, yaitu pemeriksaan besi (Fe) pada air tanah dengan menggunakan metode 1,10-fenantrolin dan alat ukur yaitu Spektrofotometer UV-VIS. Pertama-tama harus dibuat larutan standar tujuannya adalah untuk membuat kurva kalibrasi yang nantinya akan digunakan untuk menghitung kadar besi dalam sampel air. Masing-masing sampel di pipet sebanyak 50 ml masukan kedalam beaker glass, kemudian tambahkan HCl sabanyak 2 ml penambahan HCl berfungsi agar mengikat Fe menjadi Fe3+ dan tambahkan 1 ml hidroksilamin hidroklorida untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+ besi dalam keadaan Fe2+ akan stabil dibanding Fe3+, panaskan sampai volume ± 20 ml angkat lalu dinginkan pemanasan dalam suasana asam dengan adanya hidroksilamin direduksi menjadi ion ferro, setelah dingin pindahkan masing-masing sampel kedalam labu ukur 50 ml, tambah 10 ml larutan dapar amonium asetat untuk menyesuaikan pH larutan yang sedikit asam menjadi pH 3-6, dalam keadaan dasar larutan besi tidak berwarna , hingga perlu ditambahkan 4 ml fenantrolin yang akan membentuk senyawa khelat dan kompleks jingga-merah intensitas warnanya tak tergantung pada keasaman dalam jangka pH 2-9 dan stabil untuk jangka yang lama, ukur pada panjang gelombang 510 nm.
22
Dari penelitian kadar besi (Fe) yang dilakukan menggunakan 5 sampel air tanah. Diolah sesuai prosedur pemeriksaan dan dibaca dengan Spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 510 nm, di peroleh hasil kadar besi pada sampel 028 yaitu 0,306 mg/L, sampel 029 yaitu 0,405 mg/L, sampel 030 yaitu 0,143 mg/L, sampel 031 yaitu 0,647 mg/L dan sampel 032 yaitu 0,201 mg/L. Semua hasil penelitian masih dalam batas kadar normal sesuai
dengan
Peraturan
Menteri
Kesehatan
RI
No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang baku mutu air bersih dengan kadar besi (Fe) yang diizinkan untuk air bersih adalah 1,0 mg/L.
23
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan Berdasarkan dari data yang diperoleh setelah dilakukan pengujian kadar besi (Fe) pada air tanah yang berasal dari komplek perumahan di sekitar Jalan G.Obos, penulis dapat menarik beberapa kesimpulan : 1. Dari hasil penelitian diperoleh kadar besi pada sampel 028 yaitu 0,306 mg/L, sampel 029 yaitu 0,405 mg/L, sampel 030 yaitu 0,143 mg/L, sampel 031 yaitu 0,647 mg/L, sampel 032 yaitu 0,201 mg/L. 2. Semua hasil penelitian sesuai dengan Peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MENKES/PER/IX/1990 tentang baku mutu air bersih dengan kadar besi (Fe) yang diizinkan untuk air bersih adalah 1,0 mg/L.
B. Saran Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, peneliti menyampaikan beberapa saran : 1. Bagi mahasiswa/(i) yang ingin melanjutkan penelitian dan memiliki dana yang cukup agar dapat melakukan penelitian dalam lingkup wilayah yang lebih luas. 2. Bagi
mahasiswa/(i) yang
ingin
melanjutkan
penelitian
ini untuk
perbandingan agar bisa memeriksa sampel air baku dan air yang sudah diolah/diproses.
23
