penetapan kadar besi (fe) dan mangan (mn) dalam air …

59
PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR BAKU DAN AIR RESERVOIR DENGAN METODE KOLORIMETRI DI PDAM TIRTANADI INSTALASI PENGOLAHAN AIR SUNGGAL TUGAS AKHIR EKA M LUMBANTORUAN 132401099 PROGRAM STUDI D-3 KIMIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016 UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Upload: others

Post on 04-Oct-2021

14 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR

BAKU DAN AIR RESERVOIR DENGAN METODE KOLORIMETRI

DI PDAM TIRTANADI INSTALASI PENGOLAHAN

AIR SUNGGAL

TUGAS AKHIR

EKA M LUMBANTORUAN

132401099

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 2: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR

BAKU DAN AIR RESERVOIR DENGAN METODE KOLORIMETRI

DI PDAM TIRTANADI INSTALASI PENGOLAHAN

AIR SUNGGAL

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli

Madya

EKA M LUMBANTORUAN

132401099

DEPARTEMEN KIMIA

PROGRAM STUDI D-3 KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2016

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 3: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PERSETUJUAN

Judul : Penetapan Kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

Dalam Air Baku dan Air Reservoir Dengan

Metode Kolorimetri Di PDAM Tirtanadi

Instalasi Pengolahan Air Sunggal

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Eka M Lumbantoruan

Nomor Induk Mahasiswa : 132401099

Program Studi : Diploma (D-III) Kimia

Departemen : Kimia

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara

Disetujui di

Medan, juli 2016

Disetujui oleh

Program Studi D3 Kimia FMIPA USU Pembimbing,

Ketua,

Dra. Emma Zaidar Nst, M.Si Dra. Saur Lumbanraja, M.Si

NIP. 195512181987012001 NIP. 195506231986012002

Diketahui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU

Ketua,

Dr. Rumondang Bulan, MS

NIP. 195408301985032001

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 4: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PERNYATAAN

PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR BAKU

DAN AIR RESERVOIR DENGAN METODE KOLORIMETRI DI

PDAM TIRTANADI INSTALASI PENGOLAHAN

AIR SUNGGAL

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali

beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, juli 2016

EKA M LUMBANTORUAN

NIM. 132401099

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 5: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas

berkat dan kasih karunia-Nya serta setiap pimpinan-Nya, sehingga penulis dapat

menyelesaikan tugas akhir ini dengan judul “PENETAPAN KADAR BESI (Fe)

DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR BAKU DAN AIR RESERVOIR DENGAN

METODE KOLORIMETRI DI PDAM TIRTANADI INSTALASI

PENGOLAHAN AIR (IPA) SUNGGAL”.

Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari

bimbingan, nasehat serta dukungan dari berbagai pihak. Dengan kerendahan hati

penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu Dra. Saur Lumbanraja, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah

bersedia meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis

menyelesaikan tugas akhir. Terimakasih kepada Ibu Dr. Rumondang

Bulan, M.S selaku ketua Departemen Kimia FMIPA USU, Ibu Dra. Emma

Zaidar, M.Si selaku Ketua Prodi D3 Kimia FMIPA USU, Bapak

Dr.Kerista Sebayang, MS selaku Dekan FMIPA USU , dan seluruh staff

dan Dosen FMIPA USU Medan.

2. Ucapan terima kasih tak terhingga untuk bapak tercinta

Drs.B.Lumbantoruan dan mama tercinta M.Tampubolon yang telah

memberikan kasih sayang, nasehat dan doa yang tiada berkesudahan serta

dukungan moril dan materil dan juga kepada oppung, kakak, adik – adik

penulis dan seluruh keluarga terkhusus untuk abang penulis Zulfanri

Lumbantoruan yang turut membimbing, mengajari dan memberi dukungan

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Bapak Andarianto, ST

selaku Kepala Instalasi Pengolahan Air (IPA), Ibu Cempaka Monica

Hutagalung Selaku Kepala Bagian Pengendalian Mutu, analis kimia dan

seluruh pegawai di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal yang telah

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 6: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

membimbing, memberikan arahan, serta masukan-masukan ilmu kepada

penulis.

4. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman satu kelompok PKL

yaitu Devy Andriani, Sari Mutiara, dan Danu Pratama yang telah banyak

membantu penulis selama PKL, memberi masukan, dukungan dan

kerjasama yang baik selama PKL.

5. Ucapan terima kasih kepada K’Dian, Betria, Robert, Anna, Rina yang ikut

membantu, memberi motivasi, dan doa-doa yang selalu menguatkan

penulis.

6. Penulis mengucapkan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan D3

Kimia stambuk 2013 yang telah memberi semangat dan dorongan kepada

penulis. Semoga Tuhan membalasnya dengan segala yang terbaik.

Pada penulisan Tugas Akhir ini penulis menyadari bahwa masih banyak

kekurangan dan kesalahan, maka dengan segala kerendahan hati penulis

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan

Tugas Akhir ini.

Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi semua pihak dan khususnya bagi penulis.

Medan, Juli 2016

Penulis

Eka M Lumbantoruan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 7: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR

BAKU DAN AIR RESERVOIR DENGAN METODE KOLORIMETRI

DI PDAM TIRTANADI INSTALASI PENGOLAHAN

AIR SUNGGAL

ABSTRAK

Telah dilakukan analisa penetapan kadar Besi dan Mangan pada air Baku dan air

Reservoir yang diproduksi oleh PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air (IPA)

cabang Sunggal Medan. Penentuan kadar logam Fe dan Mn dilakukan dengan

metode kolorimetri. Dari hasil analisa diperoleh kadar Fe dalam air Baku adalah

0,480 mg/L – 0,700 mg/L dan kadar Mn adalah 0,040 mg/L – 0,220 mg/L

sedangkan pada air Reservoir kadar Fe adalah 0,049 mg/L - 0,124 mg/L dan kadar

Mn adalah 0,010 mg/L – 0,080 mg/L. Dari hasil yang diperoleh ditunjukkan

bahwa air Reservoir sudah memenuhi standar kualitas air bersih sedangkan air

Baku tidak memenuhi standar.

Kata kunci : Air Baku, Air Reservoir, Besi, Mangan, Kolorimetri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 8: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

DETERMINATION OF LEVEL OF IRON (Fe) AND MANGANESE (Mn)

IN RAW WATER AND WATER RESERVOIR WITH COLORIMETRIC

METHOD IN PDAM TIRTANADI WATER TREATMENT PLANT

SUNGGAL

ABSTRACT

The analysis of Iron and Manganese in Raw Water and Water Reservoir produced

by PDAM Tirtanadi Water Treatment Plant (IPA) Sunggal Medan. Determination

of Fe and Mn metal performed with colorimetric methods. From the results of the

analysis, the Fe content in the Raw Water is 0,480 mg/L - 0,700 mg/L and the

concentration of Mn is 0,040 mg/L – 0,220 mg/L, whereas the water Reservoir Fe

content is 0,049 mg/L – 0,124 mg/L and Mn content is 0,010 mg/L – 0,080 mg/L.

From the result obtained indicated that the Water Reservoir has met the water

quality standards whereas Raw Water does not meet standards.

Keywords: Raw Water, Water Reservoir, Iron, Manganese, Colorimetric

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 9: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Penghargaan iii

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Bab 1. Pendahuluan

1.1. Latar Belakang 1

1.2. Permasalahan 3

1.3. Pembatasan Masalah 4

1.4. Tujuan Penulisan 4

1.5. Manfaat Penulisan 4

Bab 2. Tinjauan Pustaka

2.1. Air 5

2.2. Fungsi Air 6

2.3. Sifat Air 7

2.3.1 Sifat Fisik 7

2.3.2 Sifat Kimia 9

2.4. Sumber Air 9

2.4.1. Air Permukaan 10

2.4.2. Air Tanah 11

2.4.3. Air Hujan 12

2.5. Karakteristik Air 13

2.5.1. Karakteristik Fisik 13

2.5.1.1. Kekeruhan 13

2.5.1.2. Warna 14

2.5.1.3. Bau dan Rasa 15

2.5.1.4. Suhu 15

2.5.2. Karakteristik Kimia 16

2.5.2.1. Derajat Keasaman (pH) 16

2.5.2.2 . Oksigen Terlarut 16

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 10: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.5.2.3. Alkalinitas 17

2.5.2.4. Kandungan Logam Berat 18

2.5.3. Karakteristik Mikrobiologis 19

2.6. Logam Besi (Fe) 19

2.6.1. Sifat Logam Besi (Fe) 21

2.6.2. Manfaat Besi (Fe) Dalam Tubuh 23

2.6.3. Efek Toksik Besi (Fe) 25

2.7. Logam Mangan (Mn) 26

2.7.1. Sifat Logam Mangan (Mn) 27

2.7.2. Manfaat Mangan (Mn) Dalam Tubuh 28

2.7.3. Efek Toksik Mangan (Mn) 29

2.8. Kolorimetri 30

Bab 3. Metodologi Analisa

3.1. Alat 33

3.2. Bahan 33

3.3. Prosedur Kerja 34

3.3.1. Penetapan Kadar Besi dalam Air 34

3.3.2. Penetapan Kadar Mangan dalam Air 34

Bab 4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Hasil 36

4.2. Pembahasan 37

Bab 5. Kesimpulan dan saran

5.1. Kesimpulan 39

5.2. Saran 39

Daftar Pustaka

Lampiran

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 11: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

DAFTAR TABEL

Nomor Tabel Judul Halaman

4.1.1 Hasil Analisa Kadar Fe 36

4.2.1 Hasil Analisa Kadar Mn 36

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 12: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor Lampiran

Judul

1. Gambar Alat Kolorimetri

2. Gambar Analisa Logam Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

3. PERMENKES No.492/MENKES/PER/IV/2010

4. Peraturan Pemerintah No.82 tahun 2001 kelas 1

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 13: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk semua makhluk hidup.

Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan

dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk

berbagai kepentingan harus dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan

kepentingan generasi sekarang maupun generasi mendatang. Aspek penghematan

dan pelestarian sumber daya air harus ditambahkan pada segenap pengguna air

(Effendi,H.2003).

Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi

kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan, yang terus

meningkat dan kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.

Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain yang berdampak negatif terhadap

sumber daya air, antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini

dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup

yang bergantung pada sumber daya air secara saksama (Effendi,H,2003).

Air sangat erat hubungannya dengan kesehatan manusia. Melalui

penyediaan air bersih baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya, maka

penyebaran penyakit diharapkan bisa ditekan seminimal mungkin. Oleh karena

itu, diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air dengan baik

(Sutrisno,1991).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 14: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Pengelolaan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan

secara berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah

pengelolaan yang dilakukan adalah pemantauan dan interprestasi data kualitas air.

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtanadi merupakan suatu perusahaan

yang bergerak di bidang penyediaan air minum. Di Perusahaan Daerah Air

Minum (PDAM) Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air (IPA) Sunggal

mempergunakan air sungai Belawan sebagai sumber bahan baku untuk

pengolahan. Air sungai mengandung padatan yang menyebabkan warna air

keruh. Maka dari itu banyak air sungai sekarang tidak dapat digunakan begitu

saja. Karena sudah banyak mengandung mikroorganisme yaitu yang berasal dari

udara, sampah, tanah, kotoran manusia dan hewan. Dan dapat juga mengandung

logam berbahaya (Sastrawijaya,1991).

Apabila terdapat senyawa kimia berbahaya yang terlarut di dalam air,

maka akan berakibat fatal bagi kesehatan. Logam Besi dan Mangan yang terdapat

di dalam air yang bersifat terlarut, tersuspensi sebagai butir koloid, sangat

berbahaya bagi tubuh jika kadar yang di konsumsi melewati batas yang di

tentukan. Logam-logam ini dapat berasal dari limbah masyarakat, hewan,

tanaman, maupun lingkungan (Widowati,2008).

Keberadaan logam-logam dalam perairan dapat berasal dari sumber-

sumber alamiah dan dari aktivitas yang dilakukan oleh manusia. Sumber-sumber

logam alamiah yang masuk ke dalam badan perairan bisa berupa pengikisan dari

batu mineral yang banyak di sekitar perairan. Disamping itu, partikel - partikel

yang ada di udara, dikarenakan oleh hujan, juga dapat menjadi sumber logam di

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 15: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

perairan. Adapun logam yang berasal dari aktivitas manusia dapat berupa buangan

sisa dari industri ataupun buangan rumah tangga (Palar,H.2004).

Unsur logam ditemukan secara luas di seluruh permukaan bumi. Mulai

dari tanah dan batuan, badan air, bahkan pada lapisan atmosfir yang menyelimuti

bumi. Umumnya logam-logam di alam ditemukan dalam bentuk persenyawaan

dengan unsur lain, dan sangat jarang yang ditemukan dalam bentuk elemen

tunggal. Logam besi (Fe) dan mangan (Mn) merupakan salah satu logam yang

banyak di jumpai di kulit bumi. Kandungan logam besi (Fe) dan mangan (Mn) di

dalam air secara berlebihan dapat menyebabkan atau menimbulkan efek negatif

misalnya logam mangan dapat menimbulkan gangguan pada hati, dan logam besi

dapat mengakibatkan kanker hati, terjadinya iritasi pada mata dan kulit dan juga

dapat menimbulkan noda - noda pada pakaian yang berwarna putih jika di cuci

(Palar,H.2004).

Berdasarkan penjelasan di atas, maka penulis tertarik untuk “Menentukan

Kadar Besi dan Mangan Dalam Air Baku dan Air Reservoir Dengan Metode

Kolorimetri di PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air Sunggal.”

1.2. Permasalahan

Berdasarkan penjelasan di atas maka permasalahan yang timbul adalah

berapakah kadar logam besi dan mangan pada air baku dan air reservoir dan

apakah sudah memenuhi standart kualitas air bersih menurut Peraturan Menteri

Kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 16: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

1.3. Pembatasan Masalah

Kadar logam yang ditentukan dalam tugas akhir ini dibatasi hanya untuk

Besi dan Mangan dan air yang di periksa yaitu air baku dan air Reservoir.

1.4. Tujuan Penulisan

1. Untuk mengetahui kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) yang terkandung

pada air Baku dan air Reservoir pada PDAM Tirtanadi IPA Sunggal.

2. Untuk mengetahui apakah kadar Besi (Fe) dan Mangan (Mn) yang

terkandung pada air Baku dan air Reservoir layak diproduksi sebagai air

bersih.

1.5. Manfaat Penulisan

1. Dapat digunakan sebagai informasi yang sangat bermanfaat bagi

masyarakat mengenai kadar Besi dan Mangan di dalam air Baku dan air

Reservoir yang dikonsumsi setiap hari.

2. Dapat menambah wawasan dan ilmu pengetahuan bagi penulis .

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 17: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Air

Air adalah zat yang dibutuhkan oleh setiap makhluk hidup termasuk manusia,

hewan serta tumbuh – tumbuhan. Manfaat air bermacam–macam misalnya untuk

diminum, pembawa zat makanan, zat terlarut, pembersih dan lain sebagainya.

Oleh karena itu penyediaan air bersih merupakan salah satu kebutuhan utama bagi

manusia untuk kelangsungan hidupnya dan menjadi faktor penentu dalam

kesehatan dan kesejahteraan masyarakat (Sastrawijaya,A.T. 2000).

Air bersih mutlak diperlukan, karena merupakan salah satu media dari

berbagai macam penularan penyakit, terutama penyakit - penyakit perut. Dari

penelitian - penelitian yang dilakukan, bahwasanya penduduk yang menggunakan

air bersih mempunyai kecenderungan lebih kecil untuk menderita sakit

dibandingkan dengan penduduk yang tidak menggunakan air bersih. Melalui

penyediaan air bersih, baik dari segi kualitas maupun kuantitasnya disuatu daerah,

diharapkan dapat menghambat penyebab penyakit menular. Agar air yang masuk

kedalam tubuh manusia berupa minuman maupun makanan tidak mengandung

bibit penyakit, maka pengolahan air baik yang berasal dari sumber air dan

jaringan transmisi ataupun distribusi adalah sangat diperlukan (Sastrawijaya,A.T.

2000).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 18: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.2 Fungsi Air

Air sangat penting dalam kehidupan kita. Tanpa air kelangsungan hidup

hanya beberapa hari saja. Air merupakan bahan bangunan dari setiap sel;

kandungan air bagi setiap jaringan tubuh sangat bervariasi misalnya jaringan otot

sekitar 7,5%; jaringan lemak sekitar 2%; darah sekitar 90%. Air merupakan bahan

pelarut di dalam tubuh dan membantu dalam pelembutan makanan. Suhu tubuh

secara tidak langsung diatur oleh air dengan cara penyerapan melalui paru-paru

dan keringat melalui kulit. Kebutuhan air untuk diminum setiap hari sekitar 2 liter

(bagi orang dewasa). Setiap individu memerlukan air sekitar 60 liter/hari (untuk

minum, cuci dan sebagainya).

Air banyak diperlukan dalam berbagai bidang, antara lain :

1. Keperluan industri; dipakai sebagai bahan pelarut, sebagai bahan

pendingin.

2. Keperluan pembangkitan tenaga listrik dikenal dengan nama PLTA

3. Keperluan irigasi (pertanian)

4. Keperluan transportasi

5. Sebagai sarana olahraga (ski air, berselancar, kolam renang)

6. Sebagai sarana pariwisata (air terjun)

7. Keperluan peternakan

8. Keperluan kedokteran (hidroterapi, sebagai bahan pelarut obat, sebagai

bahan infus) (Gabriel, 2001)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 19: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.3 Sifat Air

Air memiliki karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa

kimia yang lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut :

2.3.1 Sifat Fisika Air :

1. Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 00

C (320

F) – 1000

C, air berwujud cair. Suhu 00 C merupakan titik beku (freezing point) dan

suhu 1000 C merupakan titik didih (boiling poin) air. Tanpa sifat tersebut,

air yang terdapat di dalam jaringan tubuh makhluk hidup maupun air yang

terdapat di laut, sungai, danau, dan bahan air yang lain akan berada dalam

bentuk gas atau padatan; sehingga tidak akan terdapat kehidupan di muka

bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian sel makhluk hidup adalah air.

2. Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai

penyimpan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak

menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu air yang

lambat mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup karena adanya

perubahan suhu yang mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai

bagi makhluk hidup. Sifat ini juga menyebabkan air sangat baik digunakan

sebagai pendingin mesin.

3. Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan

(evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini

memerlukan energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses

perubahan uap air menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi panas

yang besar. Pelepasan energi ini merupakan salah satu penyebab mengapa

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 20: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

kita merasa sejuk pada saat berkeringat. Sifat ini juga merupakan salah

satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya penyebaran panas secara

baik di bumi.

4. Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan

memiliki tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar molekul

cairan tersebut tinggi. Tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air

memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik (higher wetting ability).

Tegangan permukaan yang tinggi juga memungkinkan terjadinya sistem

kapiler, yaitu kemampuan untuk bergerak dalam pipa kapiler (pipa dengan

lubang yang kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut

yang baik, air dapat membawa nutrien dari dalam tanah ke jaringan

tumbuhan (akar, batang, dan daun) adanya tegangan permukaan

memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta, dapat

merayap dipermukaan air.

5. Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang sehingga es

memiliki nilai densitas (massa/volume) yang lebih rendah dari pada air.

Dengan demikian, es akan mengapung di air. Sifat ini mengakibatkan

danau-danau di daerah yang beriklim dingin akan membeku pada bagian

permukaan (bagian di bawah permukaan masih berupa cairan) sehingga

kehidupan organisme akuatik tetap berlangsung. Sifat ini juga dapat

mengakibatkan pecahnya pipa air pada saat air di dalam pipa membeku.

Densitas (berat jenis) air maksimum sebesar 1 g/cm3 terjadi pada suhu

3,950 C. Pada suhu lebih besar maupun lebih kecil dari 3,95

0 C, densitas

air lebih kecil dari satu (Moss,1993; Tebbut, 1992).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 21: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.3.2 Sifat Kimia Air :

Baik air laut, air hujan, maupun air tanah/air tawar mengandung mineral.

Macam-macam mineral yang terkandung dalam air tawar bervariasi tergantung

struktur tanah dimana air itu diambil. Sifat kimia air lainnya yaitu :

1. Air dapat terurai oleh pengaruh arus listrik dengan reaksi :

H2O ⃗⃗⃗ H+ + OH

-

2. Air merupakan pelarut yang baik (Gabriel,2001).

3. Air mempunyai konstanta dielektrik yang sangat tinggi sehingga

berpengaruh besar terhadap sifat – sifat pelarutnya (Achmad,2004).

4. Memiliki tingkat kesadahan yang rendah (Alaerts,G.1984).

5. Air yang bersih mempunyai pH 6,5 – 8,5. Derajat keasaman suatu perairan

mencirikan keseimbangan antara asam dan basa dalam air dan merupakan

pengukuran konsentrasi ion hidrogen dalam larutan. Adanya karbonat,

hidroksida, dan bikarbonat melainkan kebasaan air. Dalam penyediaan air,

pH merupakan satu faktor yang harus dipertimbangkan mengingat bahwa

derajat keasaman dari air akan sangat mempengaruhi aktivitas pengolahan

yang akan dilakukan, misalnya dalam melakukan koagulasi kimiawi,

desinfeksi, pelunakan air dan dalam pencegahan korosi. pH yang lebih

kecil dari 6,5 dan lebih besar dari 8,5 akan dapat menyebabkan korosi

pada pipa - pipa air, dan dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia

berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno,1991).

6. Atmosfer bumi mengandung oksigen sekitar 210 ml/liter. Oksigen

merupakan salah satu gas yang terlarut dalam perairan. Kadar oksigen

terlarut di perairan alami bervariasi, tergantung pada suhu, salinitas,

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 22: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan ketinggian

(altitude) serta semakin kecil tekanan atmosfer, kadar terlarut semakin

kecil. Kadar oksigen terlarut juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan

musiman, tergantung pada pencampuran (mixing) dan pergerakan

(turbulence) masa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah(effluent)

yang masuk ke badan air (Effendi,2003).

7. Air mampu melarutkan berbagai jenis senyawa kimia, sehingga disebut

sebagai pelarut universal. Sifat ini memungkinkan terjadinya

pengangkutan nutrien yang larut ke seluruh jaringan makhluk hidup dan

pengeluaran bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh

makhluk hidup.

8. Air juga merupakan cairan biologis yakni, didapat di dalam tubuh semua

organisme. Dengan demikian, spesies kimiawi yang ada di dalam air

berjumlah sangat besar (Slamet, 1994).

9. Air memiliki atom oksigen yang nilai keelektronegatifannya sangat besar,

sedangkan atom hidrogen memiliki nilai keelektronegatifan paling kecil

diantara unsur-unsur bukan logam. Hal ini yang menyebabkan sifat

kepolaran yang besar dan juga ikatan hidrogen dapat terjadi karena atom

oksigen yang berikatan dalam satu molekul air masih mampu mengadakan

ikatan dengan atom hidrogen yang terikat dalam molekul air yang lain.

Ikatan hidrogen inilah yang menyebabkan air memiliki sifat-sifat yang

khas. Sifat-sifat khas air sangat menguntungkan bagi kehidupan di bumi

(Achmad,2004).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 23: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

10. Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam, atau

dikenal dengan sebutan acid-neutralizing capacity (ANC) atau kuantitas

anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Alkalinitas

juga diartikan sebagai kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap

perubahan pH perairan. Air yang sangat alkali atau bersifat basa sering

mempunyai pH tinggi dan umumnya mengandung padatan terlarut yang

tinggi. Sifat-sifat ini dapat menurunkan kegunaannya untuk keperluan

dalam tangki uap, prosesing makanan dan system saluran air. Alkalinitas

memegang peranan penting dalam penentuan kemampuan air untuk

mendukung pertumbuhan ganggang dan kehidupan perairan lainnya

(Achmad,2004). Nilai alkalinitas yang baik berkisar antara 30 – 500

mg/liter CaCO3. (Effendi,2003).

11. Air bersifat tidak berbau, dan tidak berasa. Bau dan rasa biasanya terjadi

bersama-sama dan biasanya disebabkan oleh adanya bahan-bahan organik

yang membusuk. Bahan-bahan yang menyebabkan bau dan rasa ini berasal

dari berbagai sumber. Intensitas bau dan rasa dapat meningkat, bila

terhadap air dilakukan khlorinasi. (Sutrisno,1991).

12. Air memiliki sifat tidak berwarna. Warna dalam perairan ditimbulkan oleh

adanya bahan organik dan bahan anorganik, karena keberadaan plankton,

humus, dan ion-ion logam (misalnya besi dan mangan), serta bahan-bahan

lainnya. Air yang memiliki nilai kekeruhan rendah biasanya memiliki nilai

warna tampak dan warna sesungguhnya yang sama dengan standart.

Intensitas warna cenderung meningkat dengan meningkatnya pH. Warna

dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air dan mengakibatkan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 24: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

terganggunya proses fotosintesis. Warna air sebaiknya tidak melebihi 15

ptCo (Effendi,2003).

13. Air merupakan elektrolit yang sangat lemah, yang terionisasi menjadi ion

hidrogen dan gugus hidroksil serta berperan aktif dalam banyak reaksi

biokimia di dalam tubuh (Sumardjo, 2009).

2.4 Sumber Air

Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran

yang dinamakan “cyclus Hydrologie”. Dengan adanya penyinaran matahari, maka

semua air yang ada di permukaan bumi akan menguap dan membentuk uap air.

Karena adanya angin, maka uap air ini akan bersatu dan berada ditempat yang

tinggi yang sering dikenal dengan nama awan. Oleh angin, awan ini akan terbawa

makin lama makin tinggi di mana temperatur di atas makin rendah, yang

menyebabkan titik-titik air dan jatuh ke bumi sebagai hujan. Air hujan sebagian

mengalir ke dalam tanah, jika menjumpai lapisan rapat air, maka peresapan akan

berkurang, dan sebagian air akan mengalir di atas lapisan rapat air ini. Jika air ini

keluar pada permukaan bumi, maka air ini akan disebut mata air. Air permukaan

yang mengalir di permukaan bumi, umumnya berbentuk sungai-sungai dan jika

melalui suatu tempat rendah (cekung) maka air akan berkumpul, membentuk

suatu danau atau telaga. Tetapi banyak di antaranya yang mengalir ke laut kembali

dan kemudian akan mengikuti siklus hidrologi ini (Sutrisno,T.1987).

Zat yang bersifat hidroskopis (menyerap air) dapat mempercepat integrasi

pengikatan molekul uap air menjadi air. Sehingga, pada pembuatan hujan buatan,

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 25: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

dilakukan penambahan zat yang bersifat higroskopis terhadap awan (NaCl atau

urea). Air yang jatuh sebagai hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan

tanah; sebagian tertahan oleh vegetasi dan bangunan. Sebagian air yang mencapai

permukaan tanah akan masuk kedalam tanah dan menjadi air tanah melalui proses

infiltrasi; sebagian lagi mengalir ke badan air sebagai air permukaan

(Effendi,2003).

2.4.1 Air Permukaan

Air tawar berasal dari dua sumber, yaitu air permukaan (surface water)

dan air tanah (ground water). Air permukaan adalah air yang berada di sungai,

danau, waduk, rawa, dan badan air lain, yang tidak mengalami infiltrasi ke bawah

tanah. Areal tanah yang mengalirkan air ke suatu badan air disebut watersheds

atau drainage basins. Air yang mengalir dari daratan menuju suatu badan air

disebut limpasan permukaan (surface run off); dan air yang mengalir di sungai

menuju laut disebut aliran air sungai (river run off).

Air hujan yang jatuh ke bumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar

bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya

bersifat asam, dengan nilai pH sekitar 4,2. Hal ini disebabkan air hujan

melarutkan gas-gas yang terdapat di atmosfer, misalnya gas karbondioksida

(CO2), sulfur (S), dan nitrogen oksida (NO2) yang dapat membentuk asam lemah

(Novotny dan Olem, 1994). Setelah jatuh ke permukaan bumi, air hujan

mengalami kontak dengan tanah dan melarutkan bahan-bahan yang terkandung di

dalam tanah (Effendi,2003).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 26: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.4.2 Air Tanah

Air tanah (groundwater) merupakan air yang berada di bawah permukaan

tanah. Air tanah di temukan pada akifer. Pergerakan air tanah sangat lambat;

kecepatan arus berkisar antara 10-10

– 10-3

m/detik dan dipengaruhi oleh porositas,

permeabilitas dari lapisan tanah, dan pengisian kembali air (recharge).

Karakteristik utama yang membedakan air tanah dari air permukaan pergerakan

yang sangat lambat dan waktu tinggal (residence time) yang sangat lama, dapat

mencapai puluhan bahkan ratusan tahun. Karena pergerakan yang sangat lambat

dan waktu tinggal yang lama tersebut, air tanah akan sulit untuk pulih kembali

jika mengalami pencemaran.

Pada dasarnya, air tanah dapat berasal dari air hujan (presipitas), baik

melalui proses infiltrasi secara langsung ataupun secara tak langsung dari air

sungai, danau, rawa, dan genangan air lainnya. Air yang terdapat di rawa-rawa

(marshes) sering kali dikategorikan sebagai peralihan antara air permukaan dan

air tanah. Dinamika pergerakan air tanah pada hakikatnya terdiri atas pergerakan

horizontal air tanah; infiltrasi air hujan, sungai, danau, dan rawa ke lapisan akifer;

dan menghilangnya atau keluarnya air tanah melalui spring (sumur), pancaran air

tanah, serta aliran air tanah memasuki sungai dan tempat-tempat lain yang

merupakan tempat keluarnya air tanah.

Air tanah biasanya memiliki kandungan besi relatif tinggi. Jika air tanah

mengalami kontak dengan udara dan mengalami oksigenasi, ion ferri pada ferri

hidroksida [Fe(OH)3] yang banyak terdapat dalam air tanah akan teroksidasi

menjadi ion ferro, dan segera mengalami presipitasi (pengendapan) serta

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 27: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

membentuk warna kemerahan pada air. Oleh karena itu, sebelum digunakan untuk

berbagai peruntukan, sebaiknya air tanah yang baru disedot didiamkan terlebih

dahulu selama beberapa saat untuk mengendapkan besi. Selain itu, perlakuan ini

juga bertujuan untuk menurunkan kadar karbondioksida dan menaikkan kadar

oksigen terlarut (Effendi, 2003).

2.4.3 Air Hujan

Air hujan berasal dari penguapan air permukaan. Air hujan sebagian besar

menguap balik ke atmosfer atau mengalir langsung ke sungai, sebagian lagi ke

dalam tanah menuju air tanah. Air hujan bersifat asam, mengandung partikel/debu

dan polutan lain dari emisi. Karakteristik air hujan sangat dipengaruhi oleh

kondisi pencemaran udara setempat. Air hujan berpotensi digunakan untuk daerah

daratan tinggi atau daerah langka air permukaan dan air tanah.

Pencemaran air tidak hanya terjadi pada saat air berada di dalam atau di

permukaan tanah, tetapi juga dapat terjadi pada saat air berada di udara

(atmosfer). Pada saat air di udara, air bereaksi dengan karbon dioksida dan

membentuk asam karbonat, sehingga air hujan bersifat asam.

Titik kesetimbangan pH air hujan bersih adalah sekitar pH 5,6. Nilai pH

air hujan dapat mencapai 3,0 dan dapat berpengaruh negatif pada bangunan-

bangunan dan produktivitas pertanian (Davis dan Cornwell,1991).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 28: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.5 Kandungan Logam Berat

Logam-logam berat yang terlarut dalam badan perairan pada konsentrasi

tertentu dan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan perairan.

Meskipun daya racun yang ditimbulkan oleh satu jenis logam berat terhadap

semua biota perairan tidak sama, namun kehancuran dari satu kelompok dapat

menjadikan terputusnya satu mata rantai kehidupan. Pada tingkat lanjutnya,

keadaan tersebut tentu saja dapat menghancurkan satu tatanan ekosistem perairan

(Palar,H.2004).

Logam berat (heavy metals) atau logam toksik (toxic metals) adalah

terminologi yang umumnya digunakan untuk menjelaskan sekelompok elemen-

elemen logam yang kebanyakan tergolong berbahaya bila masuk ke dalam tubuh

makhluk hidup. Logam berat yang terdapat baik di lingkungan maupun di dalam

tubuh manusia dalam konsentrasi yang sangat rendah disebut juga sebagai trace

metals. Trace metals seperti Kadmium (Cd), Timbal (Pb), dan Merkuri (Hg)

mempunyai berat jenis sedikitnya 5 kali lebih besar dari pada air.

Logam-logam berat yang sering dijumpai dalam lingkungan perairan yang

tercemar limbah industri adalah merkuri atau air merkuri (Hg), Nikel (Ni),

Kromium (Cr), Kadmium (Cd), Arsen (As), dan Timbal (Pb). Logam-logam

tersebut dapat mengumpul di dalam tubuh suatu organisme dan tetap tinggal

dalam jangka waktu lama sebagai racun yang terakumulasi (Nugroho, A. 2006).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 29: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.5.1 Logam Besi (Fe)

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir

setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air (Alaerts,

G.1984). Logam Fe ditemukan dalam inti bumi berupa hematit. Fe hampir tidak

dapat ditemukan sebagai unsur bebas. Fe diperoleh dalam bentuk tidak murni

sehingga harus melalui reaksi reduksi guna mendapatkan Fe murni. Fe ditemukan

terutama sebagai mineral hematit (Fe2O3); magnetit (Fe3O4); mineral lain yang

merupakan sumber Fe adalah limonit (FeO(OH)nH2O), siderit (FeCO3), dan

takonit. Inti bumi sebagian besar terdiri dari alloy besi-nikel (Fe-Ni) dan kira-kira

5% meteorit yang mengandung alloy Fe-Ni (Widowati,2008).

Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar.

Besi ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe2+

) dan ferri (Fe3+

). Pada perairan

alami dengan pH sekitar 7 dan kadar oksigen terlarut yang cukup, ion ferro yang

bersifat mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri. Pada oksida ini terjadi pelepasan

elektron. Sebaliknya, pada reduksi ferri menjadi ferro terjadi penangkapan

elektron. Proses oksidasi dan reduksi besi tidak melibatkan oksigen dan hidrogen

(Eckenfelder, 1989; Mackereth et al., 1989).

Pada pH sekitar 7,5 - 7,7 ion ferri mengalami oksidasi dan berikatan

dengan hidroksida membentuk Fe(OH)3 yang bersifat tidak larut dan mengendap

(presipitasi) di dasar perairan, pembentuk warna kemerahan pada substrat dasar.

Oleh karena itu, besi hanya ditemukan pada perairan yang berada dalam kondisi

anaerob (anoksik) suasana asam.

Fe3+

+ 3OH- → Fe(OH)3↓ (Svehla,G.1979)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 30: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Besi dibutuhkan oleh tubuh dalam pembentukan hemoglobin, banyaknya

Fe di dalam tubuh dikendalikan pada fase absorbsi. Tubuh manusia tidak dapat

mengexkresikan Fe. Karenanya mereka yang sering mendapat transfusi darah,

warna kulitnya menjadi hitam karena akumulasi Fe (Slamet,J.S.2013).

Adanya unsur besi dalam air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan tubuh

akan unsur tersebut. Zat besi merupakan suatu unsur yang penting dan berguna

untuk metabolisme tubuh. Untuk keperluan ini tubuh membutuhkan 7 – 35 mg

unsur tersebut perhari, yang tidak hanya diperolehnya dari air. Konsentrasi unsur

ini dalam air yang melebihi ± 2 mg/l akan menimbulkan noda-noda pada peralatan

dan bahan-bahan yang berwarna putih (Sutrisno.,1987).

2.5.1.1 Sifat Logam Besi (Fe)

2.5.1.1.1 Sifat Kimia Logam Besi

Pada umumnya besi yang ada dalam air dapat bersifat :

1. Terlarut sebagai Fe 2+

(fero) atau Fe 3+

(feri);

2. Tersuspensi sebagai butir koloidal (diameter < 1 µm) atau lebih besar,

seperti Fe2O3, FeO, FeOOH, Fe(OH)3 dan sebagainya;

3. Tergabung dengan zat organis atau zat padat yang inorganis (seperti tanah

liat) (Alaerts, 1984)

4. Besi murni cukup reaktif. Dalam udara lembab cepat teroksidasi

membentuk besi (III) oksida hidrat

5. Besi memiliki Nomor Massa sebesar 57

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 31: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

6. Besi (Fe) memiliki berat atom sebesar 55,845 g/mol

7. Besi (Fe) merupakan logam transisi dan memiliki nomor atom 26 (Alaerts,

1984).

8. Secara umum Fe (II) terdapat dalam air tanah berkisar antara 1,0 – 10

mg/l, namun demikian tingkat kandungan besi sampai sebesar 50 mg/l

dapat juga ditemukan dalam air tanah ditempat-tempat tertentu. Air tanah

yang mengandung Fe (II) mempunyai sifat yang unik. Dalam kondisi ada

oksigen air tanah yang mengandung Fe (II) jernih, begitu mengalami

oksidasi oleh oksigen yang berasal dari atmosfer ion ferro akan berubah

menjadi ion ferri dengan reaksi sebagai berikut :

4 Fe2+

+ O2 + 10 H2O → 4 Fe (OH)3 8H+

dan air menjadi keruh. Pada pembentukan besi (III) oksidasi terhidrat yang

tidak larut menyebabkan air berubah menjadi abu-abu.

Dalam perairan dengan pH sangat rendah, kedua bentuk ion ferro dan ferri

dapat ditemukan. Hal ini terjadi bila perairan memperoleh buangan dari

limbah tambang asam. Limbah yang bersifat H2SO4 yang dihasilkan oleh

oksidasi dari oksidasi, FeS2 (bijih besi) melalui reaksi sebagai berikut :

2 FeS2(s) + 2 H2O + 7 O2 → 4 H+ + 4 SO4

2- + 2 Fe

2+

dan tahap selanjutnya oksidasi dari ion ferro menjadi ion ferri dalam suatu

proses yang,

4 Fe2+

O2 + 4 H+ → 4 Fe

3+ + 2 H2O

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 32: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Terjadi sangat lambat. Dibawah pH 3,5 oksidasi tersebut dikatalisis oleh

bakteri besi, Thiobacillus ferroxidaus.

Dengan bantuan bakteri ini ion ferri selanjutnya melarutkan pyrit

FeS2(S) + 14 Fe3+

+ 8 H2O → 15 Fe2+ + 2 SO4

2- + 16 H

+

Ion ferro selanjutnya mengalami oksidasi menjadi ion ferri. Peristiwa

tersebut merupakan siklus dari pelarutan pyrit (Achmad, 2004).

9. Asam klorida encer atau pekat dan asam sulfat encer melarutkan besi, pada

mana dihasilkan garam – garam besi (II) dan gas hidrogen.

Fe + 2H+ → Fe

2+ + H2↑

Fe + 2HCl → Fe2+

+ 2Cl- + H2↑

Asam sulfat pekat yang panas, menghasilkan ion – ion besi (III) dan

belerang dioksida :

2Fe + 3H2SO4 + 6H+ → 2Fe

3+ + 3SO2↑ + 6H2O

Dengan asam nitrat encer dingin, terbentuk ion besi (II) dan amonia :

4Fe + 10H+ + NO3

- → 4Fe

2+ + NH4

+ + 3H2O

Garam – garam besi(II) diturunkan dari besi (II) oksida, FeO. Dalam

larutan, garam – garam ini mengandung kation Fe2+

. Ion besi(II) dapat mudah

dioksidasikan menjadi besi (III), maka merupakan zat pereduksi yang kuat.

Semakin kurang asam larutan itu, semakin nyatalah efek ini, dalam suasana netral

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 33: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

atau basa bahkan oksigen dari atmosfer akan mengoksidasikan ion besi (II)

(Svehla,G.1979).

2.5.1.1.2 Sifat Fisika Besi

1. Besi (Fe) memiliki titik leleh sebesar 1.538 0

C.

2. Besi memiliki masa jenis (sekitar suhu kamar) 7,86 g/cm3

3. Titik lebur besi sebesar 1811 K (1538 ºC, 2800 ºF)

4. Mempunyai kalor peleburan 3134 K

5. Kalor penguapan 340 kJ/mol

6. Kapasitas kalor (25 ºC) 25,10 J/(mol.K)

7. Besi bersifat keras dan kuat

8. Mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Karena memiliki

ikatan ganda dan ikatan kovalen logam.

9. Besi (Fe) memiliki titik didih sebesar 2.8610 C. Fe menempati urutan

sepuluh besar sebagai unsur di bumi. Fe menyusun 5 - 5,6 % dari kerak

bumi dan menyusun 35% dari masa bumi. Fe menempati berbagai lapisan

bumi. Konsentrasi tertinggi terdapat pada lapisan dalam dari inti bumi dan

sejumlah kecil terdapat di lapisan terluar kerak bumi. Beberapa tempat di

bumi bisa mengandung Fe mencapai 70% (Widowati,2008).

10. Di dalam air minum Fe menimbulkan rasa, warna (kuning), pengendapan

pada dinding pipa, pertumbuhan bakteri besi, dan kekeruhan

(Slamet,J.S.2013)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 34: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.5.1.2 Manfaat Besi (Fe) Dalam Tubuh

Besi (Fe) yang dalam keadaan tereduksi kehilangan 2 elektron memiliki 2

sisa muatan positif, yaitu bentuk ferro (Fe2+

). Keadaan teroksidasi Fe kehilangan 3

elektron memiliki sisa 3 muatan positif, yaitu bentuk feri (Fe3+

). Fe dalam 2

bentuk ion sangat menguntungkan sehingga bisa berperan dalam proses respirasi

sel serta sebagai kofaktor enzim yang terlibat dalam reaksi oksidasi dan reduksi

untuk produksi energi yang terdapat pada semua sel tubuh. Ferro (Fe2+

)

merupakan unsur penting bagi makhluk hidup.

Fe memiliki berbagai fungsi esensial dalam tubuh, yaitu :

1. Sebagai alat angkut oksigen dari paru-paru keseluruh tubuh.

2. Sebagai alat angkut elektron dalam sel.

3. Sebagai bagian terpadu dari berbagai reaksi enzim.

Dalam setiap sel, Fe bekerja sama dengan rantai protein pengangkut

elektron. Protein pengangkut elektron bertugas memindahkan hidrogen (H) dan

elektron (e) dari zat gizi penghasil energi ke oksigen sehingga dihasilkan air dan

Adenosin Tri Pospat (ATP). ATP merupakan bahan bakar tubuh yang tidak dapat

disintesis tanpa adanya Fe sehingga mengakibatkan kelelahan meskipun kadar Hb

normal.

Fe berperan penting dalam sistem imunitas. Seseorang dengan kadar Fe

rendah akan memiliki daya tahan tubuh rendah terhadap infeksi. Respons

kekebalan sel oleh sel limfosit-T akan terganggu bila pembentukan sel tersebut

berkurang yang disebabkan oleh berkurangnya sintesis DNA karena gangguan

enzim reduktase ribonukleotida yang membutuhkan Fe untuk fungsi enzim

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 35: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

tersebut. Sel darah putih berfungsi menghancurkan bakteri dan tidak dapat bekerja

efektif bila kekurangan Fe (Widowati, 2008).

2.5.1.3 Efek Toksik Besi (Fe)

Kelebihan Fe jarang terjadi akibat konsumsi yang berasal dari makanan,

tetapi oleh konsumsi suplemen Fe. Intake Fe dalam dosis besar pada manusia

bersifat toksik karena besi fero bisa bereaksi dengan peroksida dan menghasilkan

radikal bebas. Fe bersifat toksik bila jumlah transferin melebihi kebutuhan

sehingga mengikat Fe bebas. Konsumsi Fe berlebih berakibat pada meningkatnya

feritrin dan hemosiderin dalam sel parenkim hati. Kadar Fe dalam feritrin dan

hemosiderin juga meningkat. Hemosiderin akan masuk ke dalam sel parenkim

organ – organ lain, misalnya pankreas, otot jantung, dan ginjal sehingga dalam

jangka panjang, hemosiderin akan tertimbun dalam organ – organ tersebut dan

merusak kerja organ tersebut. Kerusakan-kerusakan jaringan karena akumulasi Fe

disebut hemokromatosis. Hal ini terjadi karena hemosiderin sulit melepaskan Fe.

Penderita hemokromatosis bisa mengakumulasi Fe dalam hemosiderin hingga

mencapai 40g. Hemokromatosis adalah penyakit karena meningkatnya absorpsi

Fe sehingga tidak mampu mengatur absorpsi Fe dari usus. Penderita

hemokromatis menunjukkan akumulasi Fe di hati, limfa, tulang sumsum, jantung,

dan jaringan lainnya.

Mengonsumsi suplemen Fe dosis tinggi dalam jangka waktu yang lama

dan terlalu seringnya mendapatkan tranfusi darah bisa menimbulkan penumpukan

Fe secara berlebih dalam hati. Simpanan Fe, terutama berbentuk hemosiderin

yang tidak larut air, mampu menimbulkan hemosiderosis. Oleh karena Fe dalam

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 36: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

darah terlalu tinggi, maka Fe akan disimpan dalam hemosiderin. Sementara itu,

pemecahan hemosiderin berlangsung sangat lama sehingga terjadi penumpukan

Fe (Achmad,2004).

2.5.2. Logam Mangan (Mn)

Mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia

serupa dengan besi. Mangan berada pada bentuk manganous (Mn2+

) dan

manganik (Mn4+

). Di dalam tanah, Mn4+

berada dalam bentuk senyawa mangan

dioksida. Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik

dengan kadar yang tinggi, Mn4+

pada senyawa mangan dioksida mengalami

reduksi menjadi Mn2+

yang bersifat larut. Mn2+

berikatan dengan nitrat, sulfat,

dan klorida, dan larut dalam air. Mangan dan besi valensi dua hanya terdapat pada

perairan yang memiliki kondisi anaerob (Cole,1988). Jika perairan kembali

mendapat cukup aerasi, Mn2+

mengalami reoksidasi membentuk Mn4+

yang

selanjutnya mengalami presipitasi dan mengendap di dasar perairan

(Effendi,2003).

Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur

toksik di perairan, misalnya logam berat. Jika dibiarkan di udara terbuka dan

mendapat cukup oksigen, air dengan kadar mangan (Mn2+

) tinggi (lebih dari 0,01

mg/liter) akan membentuk koloid karena terjadinya proses oksidasi Mn2+

menjadi

Mn4+

. Koloid ini mengalami presipitasi membentuk warna cokelat gelap sehingga

air menjadi keruh (Effendi, 2003).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 37: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Kation mangan(II) diturunkan dari mangan(II) oksida. Ia membentuk

garam-garam tak berwarna, meski jika senyawa itu mengandung air kristal, dan

terdapat dalam larutan, warnanya agak merah jambu; ini disebabkan oleh adanya

ion heksakuomanganat(II), [Mn(H2O)6]2+

(Vogel,A.I.1990).

Mangan (Mn) adalah metal kelabu kemerahan. Keracunan seringkali

bersifat khronis sebagai akibat inhalasi debu dan uap logam. Gejala yang timbul

berupa gejala susunan syaraf insomnia, kemudian leman pada kaki dan otot muka

sehingga expresi muka menjadi beku dan muka tampak seperti topeng (mask).

Keracunan Mn ini adalah salah satu contoh, di mana kasus keracunan tidak

menimbulkan gejala muntah berak, sebagaimana orang awam selalu

memperkirakannya. Di dalam penyediaan air, seperti halnya Fe, Mn juga

menimbulkan masalah warna, hanya warnanya ungu/hitam (Slamet,J.S.2013).

2.5.2.1. Sifat Logam Mangan (Mn)

2.5.2.1.1. Sifat Kimia Mangan (Mn)

1. Mangan merupakan logam keras, mudah retak, serta mudah teroksidasi.

2. Mn memiliki nomor atom 25.

3. Mangan (Mn) memiliki bilangan valensi +2, +3, +4, +6, dan +7.

4. Mangan yang bilangan valensi +2 mudah bereaksi dengan asam

hidroklorit membentuk MnCl2,

5. sedangkan bilangan valensi +3 (manganit) bersifat tidak stabil dan mudah

berubah menjadi bilangan valensi +2. (Widowati, 2008)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 38: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

6. Mangan bereaksi dengan air hangat membentuk mangan(II) hidroksida

dan hidrogen:

Mn + 2H2O → Mn(OH)2↓ + H2 ↑

Asam mineral encer dan juga asam asetat melarutkannya dengan

menghasilkan garam mangan(II) dan hidrogen :

Mn + 2H+

→ Mn2+

+ H2 ↑

Bila Mangan terserang oleh asam sulfat pekat dan panas, belerang

dioksidasi akan dilepaskan :

Mn + 2H2SO4 → Mn2+

+ SO42-

+ SO2↑ + 2H2O

(Vogel,A.I.1990)

7. Mangan bereaksi dengan larutan natrium hidroksida menghasilkan

endapan mangan (II) hidroksida yang mula-mula berwarna putih dengan

reaksi :

Mn2+

+ 2OH- → Mn(OH)2↓ (Vogel,A.I.1990)

8. Mn bereaksi dengan air dan larut dalam asam. Mn digunakan sebagai

campuran logam karena Mn bisa menghasilkan logam sehingga mudah

dibentuk, meningkatkan kualitas kekuatan logam, kekerasan, dan

ketahanan. Sekitar 90% Mn digunakan dengan tujuan metalurgi, yaitu

untuk produksi besi-baja, sedangkan penggunaan Mn untuk tujuan

nonmetalurgi antara lain digunakan untuk membuat baterai kering,

keramik dan gelas, serta bahan kimia (Widowati, 2008).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 39: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.5.2.1.2 Sifat Fisika Mangan

1. Mangan (Mn) adalah logam berwarna abu-abu keputihan.

2. Mangan memiliki densitas 7,43 g/cm3 pada 20

0C

3. Mangan melebur pada kira-kira 12500C (Vogel,1990)

4. Mangan murni bersifat amat reaktif dan dalam bentuk bubuk akan terbakar

dengan oksigen.

5. Kadar mangan pada perairan alami sekitar 0,2 mg/liter atau kurang. Kadar

yang lebih besar dapat terjadi pada air tanah dalam dan pada danau yang

dalam. Perairan asam dapat mengandung mangan sekitar 10 - 150 mg/liter.

Pada air minum, kadar mangan maksimum 0,05 mg/liter (Effendi, 2003).

6. Mangan merupakan unsur yang dalam keadaan normal memiliki bentuk

padat.

7. Massa jenis mangan pada suhu kamar yaitu sekitar 7,21 g/cm3, sedangkan

massa jenis cair pada titik lebur sekitar 5,95 g/cm3.

8. Titik didih mangan ada pada suhu 2061oC. Kapasitas kalor pada suhu

ruang adalah sekitar 26,32 J/mol.K. (Johann Gahn,1774)

2.5.2. Manfaat Mangan (Mn) Dalam Tubuh

Mangan (Mn) merupakan mikronutrien esensial bagi semua makhluk

hidup. Mn bersifat essensial bagi komponen lebih dari 36 jenis enzim untuk

metabolisme karbohidrat, protein dan lipid, sebagai kofaktor beberapa kelompok

enzim oksidoreduktase, transferase, hidrolase, liase, isomerase, ligase, lektin, dan

integrin. Kofaktor reaksi enzimatis meliputi reaksi fosforilasi, sintesa kolesterol,

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 40: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

dan sintesa asam lemak. Piruvat karboksilase berperan dalam metabolisme

karbohidrat, lipid, dan dalam proses produksi energi. Enzim lain yang berkaitan

dengan Mn adalah enzim yang berperan dalam sintesa ureum, pembentukan

jaringan ikat dan tulang, serta enzim yang mencengah peroksidasi lipid oleh

radikal bebas.

Polipeptida, arginase, serta superoksida dismutase (SOD) mengandung

Mn. Mn metaloenzim adalah glutamin sintetase dan Mn superoksidase. Mn

ditrasfortasikan kedalam tubuh lebih cepat dari pada asam amino tanpa Mn. Mn

memiliki implikasi dalam produksi melanin dam dopamin dalam sintesis asam

lemak dan dalam pembentukan inositol fofatidil membran. Mn diperlukan dalam

pembentukan dan pertumbuhan tulang serta produksi insulin di dalam pankreas

(Widowati, 2008).

2.5.3. Efek Toksik Mangan (Mn)

Mn dalam dosis tinggi bersifat toksik. Paparan Mn dalam debu atau asap

ataupun gas tidak boleh melebihi 5 mg/m3 karena dalam waktu singkat hal itu

akan menimbulkan toksisitas. Hasil uji coba menunjukkan bahwa paparan Mn

lewat inhalasi pada hewan tikus bisa mengakibatkan toksisitas pada sistem saraf

pusat. Paparan per oral Mn menunjukkan toksisitas yang rendah dibandingkan

mikrounsur lain sehingga sangat sedikit dilaporkan kasus toksisitas Mn per oral

pada manusia.

Toksisitas paparan kronis biasanya terjadi melalui inhalasi di daerah

penambangan, peleburan logam, dan industri yang membuang limbah Mn.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 41: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Toksitas kronis paparan lewat inhalasi Mn-dioksidasi dengan waktu paparan lebih

dari 2 tahun bisa menyebabkan gangguan kejiwaan, gangguan iritabilitas, sulit

berjalan; gangguan berbicara, kompulsif sikap berlari, bernyanyi, bertengkar dan

berlanjut dengan menunjukkan gejala maslike face, retropulsi, dan propulsi serta

menunjukkan gejala mirip parkinson, serta gagguan sistem syaraf pusat, sirosis

hati, kelelahan, ketiduran, gangguan emosi, kaki kaku dan kram, paralisis, jalan

sempoyongan, pneumonia dan infeksi saluran pernafasan bagian atas (Widowati,

2008).

2.6. Kolorimetri

Variasi warna suatu sistem berubah dengan berubahnya konsentrasi suatu

komponen, membentuk dasar apa yang lazim disebut analisis kolorimetri oleh ahli

kimia. Warna itu biasanya disebabkan oleh pembentukan suatu senyawa berwarna

dengan ditambahkannya reagensia yang tepat, atau warna itu dapat melekat dalam

penyusun yang diinginkan itu sendiri. Intensitas warna kemudian dapat

dibandingkan dengan yang diperoleh dengan menangani kuantitas yang diketahui

dari zat itu dengan cara yang sama (Basset, 2013).

Kolorimetri dikaitkan dengan penetapan konsentrasi suatu zat dengan

mengukur absorpsi relatif cahaya sehubungan dengan konsentrasi tertentu zat itu.

Dalam kolorimetri visual, cahaya putih alamiah atau pun buatan umumnya

digunakan sebagai sumber cahaya, dan penetapan biasanya dilakukan dengan

suatu instrumen sederhana yang disebut kolorimeter atau pembanding

(comparator) warna (Basset, 2013).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 42: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Atas dasar kebanyakan pengukuran kolorimetri terdiri dari perbandingan

warna yang dihasilkan oleh zat dalam kuantitas yang tidak diketahui dengan

warna yang sama yang dihasilkan oleh kuantitas yang diketahui dari zat yang akan

ditetapkan itu (Baset, 2013).

Pada kolorimetri, suatu pengulangan warna dilakukan dalam dua larutan

yang mengandung sejumlah zat warna yang sama pada kolom dengan diameter

penampang yang sama serta tegak lurus dengan arah sinar. Biasanya sinar putih

digunakan dan kondisi keasaman transmisi antara larutan standart dan larutan

sampel diperoleh dengan pengamatan visual. Yang dapat dikenal dengan hukum

Lambert -Beer.

Hukum Lambert. Hukum ini menyatakan bahwa bila cahaya

monokromatik melewati medium tembus cahaya, laju berkurangnya intensitas

oleh bertambahnya ketebalan, berbanding lurus dengan intensitas cahaya. Ini

setara dengan menyatakan bahwa intensitas cahaya yang dipancarkan berkurang

secara eksponensial dengan bertambahnya ketebalan medium yang menyerap.

Atau dengan menyatakan bahwa lapisan mana pun dari medium itu yang tebalnya

sama akan menyerap cahaya masuk kepadanya dengan fraksi yang sama. Hukum

ini dapat dinyatakan oleh persamaan diferensial :

T =

A

Dimana : Io = intensitas cahaya yang masuk pada larutan

I = intensitas cahaya yang diteruskan larutan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 43: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

l = tebal medium

= konstanta untuk partikel larutan

= transmitansi dari larutan

A = absorbansi

Hukum Beer. Hukum ini menyatakan bahwa intensitas cahaya

monokromatik berkurang secara eksponensial dengan bertambahnya konsentrasi

zat penyerap secara linier. Ini dapat ditulis dalam bentuk :

atau

Dimana a2 = konstanta untuk partikel larutan

c konsentrasi dari larutan

jadi diperoleh lah penggabungan dari persamaan di atas yaitu :

Jadi inilah persamaan fundamental dari kolorimeter, dan sering disebut

sebagai hukum Beer-Lambert. Nilai a akan jelas bergantung pada cara

menyatakan konsentrasi. Jika c dinyatakan mol dm-3

dan l dalam sentimeter, maka

a di beri lambang dan disebut koefisien absorpsi molar atau absorptivitas molar

(Vogel,1994).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 44: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

2.6.1 Prinsip Kolorimetri

Indikator adalah sejenis molekul organik yang akan berwarna dalam

keadaan yang tertentu. Jika keadaan berubah, warna indikator ikut berubah. Ada

indikator yang peka terhadap reaksi dengan salah satu logam, dan ada beberapa

indikator yang peka terhadap nilai pH. Kalau pH larutan lebih besar (larutan

bersifat basa) dari nilai pH yang ditentukan untuk sejenis indikator, warna “basa”

terlihat, sedangkan kalau di bawah nilai pH tersebut warna “asam” terlihat

(Alaerts, G, 1984).

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 45: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

BAB 3

METODOLOGI ANALISA

3.1. Alat

- Kuvet

- Pipet volume 10 mL pyrex

- Colorimeter DR/890 Hach USA

- Botol aquadest

- Beaker glass 500 mL pyrex

- Batang pengaduk

3.2. Bahan

- Air Sungai Belawan Sunggal(l)

- Air Reservoir(l)

- PAN Indicator Solution(l) p.a Hach

- Alkaline Cyanide Reagent Solution(l) p.a Hach

- Ascorbid Acid(s) p.a Hach

- Aquadest(l)

- FeroVer Iron Powder Pillow(s) p.a Hach

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 46: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

3.4. Prosedur Kerja

3.4.1. Penetapan Kadar Besi dalam Air

- Dimasukkan 10 mL sampel air yang akan di analisa ke dalam kuvet

- Ditambahkan 1 bungkus (0,2 gram) FeroVer Iron Powder Pillow ke dalam

kuvet

- Lalu diaduk sampai homogen

- Selanjutnya dimasukkan 10 mL sampel air ke dalam kuvet sebagai larutan

blanko

- Kemudian dimasukkan larutan blanko ke dalam tempat sel dan ditutup

- Lalu keluarkan larutan blanko dari tempat sel

- Kemudian masukkan sampel air yang akan di analisa ke dalam tempat sel

dan ditutup

- Selanjutnya dicatat hasil analisa yang ditujukkan dilayar

3.4.2. Penetapan Kadar Mangan dalam Air

- Dimasukkan 10 mL sampel air yang akan di analisa ke dalam kuvet

- Dimasukkan 10 mL aquadest ke dalam kuvet sebagai larutan blanko

- Lalu tambahkan 1 bungkus (0,1 gram) Ascorbic Acid kedalam masing –

masing kuvet

- Kemudian di aduk sampai homogen

- Jika sudah homogen ditambahkan masing-masing 15 tetes Alkaline

Cyanide Reagent Solution ke dalam kuvet

- Kemudian di aduk sampai homogen

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 47: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

- Selanjutnya tambahkan masing-masing 21 tetes PAN Indikator Solution

0.1 % ke dalam kuvet

- Kemudian di aduk sampai homogen

- Jika sudah homogen dimasukkan larutan blanko ke dalam tempat sel dan

ditutup

- Kemudian dikeluarkan larutan blanko dari tempat sel

- Selanjutnya dimasukkan sampel air yang akan di analisa ke dalam tempat

sel dan ditutup

- Kemudian dicatat hasil analisa yang ditujukkan di layar

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 48: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

Data hasil analisa yang dilakukan diperoleh kadar Fe pada air baku dan air

reservoir dipaparkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.1.1 Hasil Analisa Kadar Fe

No Tanggal Volume Sampel

(ml)

Hasil Analisa

Kadar Air Baku

(mg/L)

Kadar Air

Reservoir (mg/L)

1 17 Februari 2016 10 0,480 0,049

2 19 Februari 2016 10 0,510 0,050

3 23 Februari 2016 10 0,600 0,086

4 25 Februari 2016 10 0,700 0,124

Data hasil analisa yang dilakukan diperoleh kadar Mn pada air baku dan

air reservoir dipaparkan pada tabel di bawah ini :

Tabel 4.1.2 Hasil Analisa Kadar Mn

No Tanggal Volume Sampel

(ml)

Hasil Analisa

Kadar Air Baku

(mg/L)

Kadar Air

Reservoir (mg/L)

1 17 Februari 2016 10 0,040 0,010

2 19 Februari 2016 10 0,042 0,013

3 23 Februari 2016 10 0,023 0,023

4 25 Februari 2016 10 0,220 0,080

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 49: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

4.2 Pembahasan

Dari hasil analisa yang dilakukan dalam air baku diperoleh kadar logam

Besi (Fe) dengan range 0,480 mg/L – 0,700 mg/L, dan kadar logam Mangan (Mn)

dengan range 0,040 mg/L – 0,220 mg/L sedangkan dalam air reservoir kadar

logam Besi (Fe) dengan range 0,049 mg/L – 0,124 mg/L dan kadar logam

Mangan (Mn) dengan range 0,010 mg/L – 0,080 mg/L.

Dari data diatas dapat kita lihat bahwa kadar logam Besi (Fe) dan Mangan

(Mn) pada air baku sudah tercemar oleh logam-logam, dan mengalami beberapa

kontaminasi, baik karena erosi maupun pencemaran dari permukiman penduduk

yang berada di sekitar tepi sungai serta limbah - limbah industri. Sehingga

diperlukan proses pengolahan air baku menjadi air bersih layak konsumsi.

Dimana proses pengolahan air bersih dilakukan di PDAM Tirtanadi IPA

sunggal yang sumber air bakunya adalah air sungai belawan yang akan dialirkan

ke intake, dari intake akan dialirkan ke Raw Water Tank (RWT) dan akan terjadi

penginjeksian klorin yang disebut sebagai pre-klorinasi yang berfungsi untuk

mengoksidasi zat organik, anorganik dan membunuh spora, lumut dan jamur.

Dari Raw Water Tank (RWT) akan dipompakan melalui Raw Water Pump (RWP)

ke clearator. Dari clearator diinjeksikan tawas sehingga terjadi proses koagulasi.

Kemudian dialirkan ke filter untuk menyaring kekeruhan berupa flok-flok halus

dan kotoran lain yang lolos dari clearator dan selanjutnya dialirkan ke reservoir

yang dibubuhi klor (post chlorinasi) yang bertujuan untuk membunuh

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 50: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

mikroorganisme patogen dan penambahan serbuk natrium (soda ash) yang

berfungsi untuk menetralisasi pH air.

Logam besi dan mangan jika dikonsumsi secara berlebihan, maka akan

memliki dampak bagi kesehatan. Misalnya kelebihan pada logam besi (Fe) yang

dapat menyebabkan gangguan pada hati, jantung, gagal ginjal, rusaknya sel alat

pencernaan, menimbulkan iritasi pada lambung, mata dan kulit. Sedangkan

kelebihan logam Mangan (Mn) akan mengakibatkan gangguan sistem saraf pusat,

infeksi saluran pernapasan, gangguan pada hati, penggumpalan darah,

menurunnya tekanan darah, kerusakan otak serta iritasi alat pencernaan

(Widowati, 2008).

Apabila dibandingkan dengan batas yang diperbolehkan oleh peraturan

No. 82 Tahun 2001 bahwa kadar Fe pada air baku sudah melebihi batas yang telah

ditentukan, namun kadar Mn dalam air baku pada tanggal 25 februari 2016

memiliki kadar yang berbeda dengan air baku lainnya. Hal ini disebabklan air

sungai yang meluap atau banjir akibat hujan deras yang menimbulkan kekeruhan

yang tinggi. Oleh karena itu, kadar Mn dalam air baku tersebut sudah melebihi

batas yang ditentukan. Untuk analisa dalam air reservoir, kadar Fe dan Mn sudah

memenuhi standart menteri kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010. Sehingga

air reservoir yang telah di olah sudah dapat di produksi untuk keperluan sehari –

hari.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 51: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Dari hasil analisa yang dilakukan terhadap air baku dan air reservoir di

PDAM Tirtanadi Instalasi Pengolahan Air (IPA) diperoleh kesimpulan

sebagai berikut :

- Pada air baku kadar Fe adalah 0,480 mg/L – 0,700 mg/L dan kadar

Mn adalah 0,04 mg/L – 0,22 mg/L.

- Pada air reservoir kadar Fe adalah 0,049 mg/L – 0,124 mg/L dan

kadar Mn adalah 0,01 mg/L – 0,08 mg/L.

2. Dari data diatas air yang layak di produksi sebagai air bersih adalah air

yang sudah memenuhi standar yang telah ditentukan oleh menteri

kesehatan No.492/MENKES/PER/IV/2010 yaitu air reservoir sedangkan

air baku belum layak untuk diproduksi.

5.2 Saran

Sebaiknya disarankan dalam penentuan Fe dan Mn untuk air Baku dan air

Reservoir dilakukan analis secara rutin dan pemeriksaan setiap parameter-

parameter harus lebih diperhatikan, agar dapat dengan tepat diketahui kualitas air

tersebut.

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 52: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta : Penerbit Andi

Alaerts, G. 1984. Metoda Penelitian Air. Surabaya : Penerbit Usaha Nasional

Bassett, J. 2013. Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Edisi

Empat. Jakarta : EGC

Davis, M. L, Cornwell, D.A. 1991. Introduction to Environmental Engineering.

Second Edition New york : Mc Graw-Hill. Inc

Eekenfelder, W.W. 1989. Industrial Water Pollution Control. Second Edition. Mc

Graw-Hill. Inc. New York

Effendi, H.2003. Telaah Kualitas Air. Cetakan Pertama. Yogyakarta : Penerbit

Konisius

Gabriel.J. 2001. Fisika Lingkungan. Cetakan Pertama. Jakarta : Penerbit

Hipokrates

Khopkar,S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press

Moss, B. 1993. Ecology of Freshwaters. Second Edition. Black well Scientific

Publications. London

Nugroho,A. 2006. Bioindikator Kualitas Air. Cetakan Pertama. Jakarta : penerbit

Universitas Trisakti

Palar, H. 2004. Pencemaran dan Toksiologi Logam Berat. Jakarta : Rineka Cipta

Sastrawijaya,A.T. 2000. Pencemaran Lingkungan. Cetakan Kedua. Jakarta :

Erlangga

Slamet.J. 1994. Kesehatan Lingkungan. Cetakan Pertama. Yogyakarta : Gadjah

Mada University Press

Sumardjo, D. 2009. Pengantar Kimia Buku Panduan Kuliah Mahasiswa

Kedokteran Dan Program Strata Fakultas Biosekta. Jakarta : penerbit

Buku Kedokteran EGC.

Sutrisno,C. 1991. Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta : Rineka Cipta

Suprihatin,I.I. 2013. Teknologi Proses pengolahan Air. PT. Penerbit IPB Press.

Bogor

Tebbut,T,H.T. 1992. Principles of Water Quality Control. Fourth Edition.

Pergamon Press. Oxford

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 53: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Vogel,A.I. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro.

Jakarta : Penerbit Rineka Cipta

Widowati, W. 2008. Efek Toksik Logam Pencegahan dan Penanggulangan

Pencemaran. Yogyakarta : Andi

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 54: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

LAMPIRAN

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 55: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Lampiran 1. Gambar alat Kolorimetri

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 56: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Lampiran 2. Gambar analisa logam

Gambar analisa Besi

Gambar analisa Mangan

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 57: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Lampiran 3. Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010

Persyaratan kualitas air minum

No Jenis Parameter Satuan

Kadar

Maksimum yang

diperbolehkan

1 Parameter yang berhubungan langsung

dengan kesehatan

a. Parameter Mikrobiologi

1. E. Coli Jumlah per

100 ml

sampel

0

2. Total Bakteri Koliform Jumlah per

100 ml

sampel

0

b. Kimia Anorganik

1. Arsen mg/L 0,01

2. Fluorida mg/L 1,5

3. Total Kromium mg/L 0,05

4. Kadmium mg/L 0,003

5. Nitrit (Sebagai NO2-) mg/L 3

6. Nitrat (Sebagai NO3-) mg/L 50

7. Sianida mg/L 0,07

8. Selenium mg/L 0,01

2 Parameter yang tidak langsung

berhubungan dengan kesehatan

a. Parameter Fisik

1. Bau Tidak Berbau

2. Warna TCU 15

3. Total zat padat terlarut (TDS) mg/L 500

4. Kekeruhan NTU 5

5. Rasa Tidak Berasa

6. Suhu 0C Suhu udara ± 3

b. Parameter Kimiawi

1. Aluminium mg/L 0,2

2. Besi mg/L 0,3

3. Kesadahan mg/L 500

4. Khlorida mg/L 250

5. Mangan mg/L 0,4

6. pH 6,5-8,5

7. Seng mg/L 3

8. Sulfat mg/L 250

9. Tembaga mg/L 2

10. Amonia mg/L 1,5

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 58: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Lampiran 4. Peraturan Pemerintah No.82 Tahun 2001 untuk Air Baku

Kriteria Mutu Air Berdasarkan Kelas

PARAMETER SATUAN KELAS Keterangan

I II III IV

Fisika

Temperatur 0C devia

si 3

deviasi

3

deviasi

3

deviasi

5

deviasi temperatur dari

keadaan alamiahnya

Residu Terlarut mg/L 1000 1000 1000 2000

Residu

Tersuspensi

mg/L 50 50 400 400 Bagi pengolahan air

minum secara

konvensional, residu

tersuspensi ≤ 5000 mg/L

KIMIA ANORGANIK

pH 6 - 9 6 – 9 6 - 9 5 - 9 Apabila secara alamiah

diluar rentang tersebut,

maka ditentukan

berdasarkan kondisi

alamiah

BOD mg/L 2 3 6 12

COD mg/L 10 25 50 100

DO mg/L 6 4 3 0 Angka batas maksimum

Total fosfat sbg P mg/L 0,2 0,2 1 5

NO3 sebagai N mg/L 10 10 20 20

NH3-N mg/L 0,5 (-) (-) (-)

Arsen mg/L 0,05 1 1 1

Kobalt mg/L 0,2 0,2 0,2 0,2

Barium mg/L 1 (-) (-) (-)

Boron mg/L 1 1 1 1

Selenium mg/L 0,01 0,05 0,05 0,05

Kadmium mg/L 0,01 0,01 0,01 0,01

Khrom (VI) mg/L 0,05 0,05 0,05 1

Tembaga mg/L 0,02 0,02 0,02 0,2 Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, Cu ≤ 1 mg/L

Besi mg/L 0,3 (-) (-) (-) Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, Fe ≤ 5 mg/L

Timbal mg/L 0,03 0,03 0,03 0,03 Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, Pb ≤ 0,1

mg/L

Mangan mg/L 0,1 (-) (-) (-)

Air Raksa mg/L 0,001 0,002 0,002 0,005

Seng mg/L 0,05 0,05 0,05 2 Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, Zn ≤ 5

mg/L

Khlorida mg/L 600 (-) (-) (-)

Sianida mg/L 0,02 0,02 0,02 (-)

Fluorida mg/L 0,5 1,5 1,5 (-)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Page 59: PENETAPAN KADAR BESI (Fe) DAN MANGAN (Mn) DALAM AIR …

Nitrit sebagai N mg/L 0,06 0,06 0,06 (-) Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, NO2-N ≤ 1

mg/L

Sulfat mg/L 400 (-) (-) (-)

Khlorin bebas mg/L 0,03 0,03 0,03 (-) Bagi ABAM tidak

dipersyaratkan

Belerang sebagai

H2S

mg/L 0,002 0,002 0,002 (-) Bagi Pengolahan air

minum secara

konvensional, S sebagai

H2S ≤ 0,1 mg/L

MIKROBIOLOGI

Fecal coliform Jml/100

ml

100 1000 2000 2000 Bagi Pengolahan air secara

konvensional, fecal

coliform ≤ 2000

jml/100ml dan total

coliform ≤

10000jml/100ml

Total coliform Jml/100

ml

1000 5000 10000 10000

RADIOAKTIVITAS

Gross – A Bq/L 0,1 0,1 0,1 0,1

Gross – B Bq/L 1 1 1 1

KIMIA ORGANIK

Minyak dan

Lemak

µg/L 1000 1000 1000 (-)

Deterjen sbg

MBAS

µg/L 200 200 200 (-)

Senyawa Fenol

sebagai Fenol

µg/L 1 1 1 (-)

BHC µg/L 210 210 210 (-)

Aldrin/Dieldrin µg/L 17 (-) (-) (-)

Chlordane µg/L 3 (-) (-) (-)

DDT µg/L 2 2 2 2

Heptachlor dan

heptachlor

epoxide

µg/L 18 (-) (-) (-)

Lindane µg/L 56 (-) (-) (-)

Metohxychlor µg/L 35 (-) (-) (-)

Endrin µg/L 1 4 4 (-)

Toxaphan µg/L 5 (-) (-) (-)

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA