Contoh Laporan Aerasi Tanah.

Goforest. Berikut contoh laporan aerasi tanah.

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang
Salah satu sumber energi yang terpenting di dunia adalah air. Air merupakan kebutuhan yang sangat vital bagi kehidupan manusia. Oleh karena itu jika kebutuhan akan air belum tercukupi maka dapat memberikan dampak yang besar terhadap kerawanan kesehatan maupun sosial. Di dalam sel hidup, baik tumbuhan maupun hewan, sebagian besar tersusun oleh air, seperti di dalam sel tumbuhan terkandung lebih dari 75% atau di dalam sel hewan terkandung lebih dari 67% (Manik, Ristiati, 2004). Dari jumlah 40 juta mil kubik air yang berada di permukaan dan didalam tanah, ternyata tidak lebih dari 0,5% (0,2 juta mil kubik) yang secara langsung dapat digunakan untuk kepentingan manusia. Menurut departemen kesehatan (1994), di Indonesia rata-rata keperluan air adalah 60 liter per kapita, meliputi : 30 liter untuk keperluan mandi, 15 liter untuk keperluan minum dan sisanya untuk keperluan lainya.

Sejalan dengan kemajuan dan peningkatan taraf kehidupan, maka jumlah penyediaan air selalu meningkat untuk setiap saat. Akibatnya banyak kegiatan  pengadaan sumber-sumber air yang berasal dari air tanah. Padahal permasalahannya, air tanah sering mengandung zat besi (Fe) cukup besar. Unsur Fe²⁺ adalah unsur alam dari tanah dan batuan. Keberadaan Fe di air biasanya berhubungan dengan pelarutan batuan dan mineral, terutama oksida, sulfide, karbon dan silikat yang mengandung logam – logam tersebut konsentrasi Fe tinggi umumnya terdapat pada air sumur dalam, dimana konsentrasi Fe dapat mencapai lebih dari 10 mg/L. ( Kawamura, 2000). Adanya kandungan Fe dalam air menyebabkan warna air tersebut berubah menjadi kuning-coklat setelah beberapa saat kontak dengan udara. Di samping dapat mengganggu kesehatan juga menimbulkan bau yang kurang enak serta menyebabkan warna kuning pada diding bak serta bercak-bercak kuning pada pakaian.
Untuk menanggulangi masalah tersebut, salah satu alternatif yang dapat dilakukan dengan cara mengolah air tersebut sehingga didapatkan air dengan kualitas yang memenuhi syarat kesehatan. Oleh karena itu, sangat perlu cara-cara pengolahan air minum terkait dengan penghilangan konsentrasi Fe di dalam air salah satunya dengan menggunakan metode aerasi. Salah satu metode aerasi yang dapat digunakan yaitu dengan waterfall aerator (aerator air terjun).
Aerasi adalah satu pengolahan air dengan cara penambahan oksigen kedalam air. Penambahan oksigen dilakuan sebagai salah satu usaha pengambilan zat pencemar yang tergantung di dalam air, sehinggang  konsentrasi zat pencemar  akan hilang atau bahkan dapat dihilangkan sama sekali. Pada prakteknya terdapat dua cara untuk menambahkan oksigen kedalam air yaitu dengan memasukkan udara ke dalam air dan atau memaksa air ke atas untuk berkontak dengan oksigen (Sugiharto, 1987).
Tujuan utama proses aerasi ialah agar O₂ di udara dapat bereaksi dengan kation yang ada di dalam air olahan. Reaksi kation dan oksigen menghasilkan oksidasi logam yang sukar larut dalam air sehingga dapat mengendap. Manfaat yang didapat dari proses ini yaitu menghilangnya rasa serta bau tidak enak, menghilangnya gas-gas yang tidak dibutuhkan (CO₂, methane, hydrogen sulfida), meningkatnya derajat keasaman air (karena kadar CO₂ dihilangkan), serta menambah gas-gas yang diperlukan ataupun untuk mendinginkan air. Selain itu dengan proses aerasi juga dapat menurunkan kadar besi (Fe) dan magnesium (Mg).Kation Fe²⁺ atau Mg²⁺ bila disemburkan ke udara akan membentuk oksida Fe₃O₃ dan MgO .
Berdasarkan uraian diatas, maka diperlukan adanya percobaan pembuatan aerator jenis waterfall aerator (aerator air terjun) yang berfungsi mengkontakan oksigen kedalam air, sehingga kadar Fe dapat diturunkan. Pembuatan waterfall aerator (aerator air terjun) dalam percobaan ini di bedakan menjadi 2 aerator, aerator yang pertama dengan ketinggian 150 cm dan aerator kedua dengan ketinggian 190 cm. Ketingian pada kedua aerator dibuat berbeda, sehingga dapat diketahui tingkat keefektifan alat yang paling efekfit. Hasil dari percobaan yang dilakukan dapat direkomendasikan untuk diimplementasikan kepada masyarakat. Diharapkan dengan penggunaan metode ini dapat membantu penyediaan air bersih.

1.2  Rumusan Masalah

1. Bagaimana pembuatan waterfall aerator (aerator air terjun)?
2. Apakah terdapat perbedaan hasil antara waterfall aerator (aerator air terjun) dengan ketinggian yang berbeda (150 cm dan 190 cm)?

1.3  Tujuan Praktikum

1. Tujuan Umum

Membuat media penurunan kadar Fe dalam air

1. Tujuan Khusus

1)    Mengetahui bahan baku untuk membuat waterfall aerator (aerator air terjun)
2)    Mengatuhi langkah-langkah atau cara pembuatan waterfall aerator (aerator air terjun)
3)    Mengetahui hasil dari pembuatan waterfall aerator (aerator air terjun)
4)    Mengetahui perbedaan hasil antara waterfall aerator (aerator air terjun) dengan ketinggian berbeda

---

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Air
Menurut Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001 tentang pengelolaan  kualitas air dan pengendalian pencemaran air bahwa yang dimaksud dengan air  adalah semua air yang terdapat pada, diatas ataupun dibawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, air laut yang  berada didarat. Air adalah salah satu diantara pembawa penyakit yang berasal dari  tinja untuk sampai kepada manusia. upaya air yang masuk ketubuh manusia baik berupa makanan dan minuman tidak menyebabkan penyakit, maka pengolahan air
baik berasal dari sumber, jaringan transmisi atau distribusi adalah mutlak diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak antara kotoran sebagai sumber penyakit dengan air yang diperlukan.
Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air).Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau pada kondisi standar.

2.2 Penyediaan Air Bersih
Dengan perkembangan peradapan serta semakin bertambahnya jumlah penduduk di dunia ini, dengan sendirinya menambah aktivitas kehidupannya yang mau tidak mau menambah pengotoran atau pencemaran air yang pada hakikatnya dibutuhkan. Berbeda dengan beberapa abad yang lalu, saat ini khususnya di kota yang sudah langka akan sumber air minum tidak mudah untuk mendapatkan air minum yang bersih. Adapun beberapa sumber air minum, antara lain:
 1. Air Laut
Mempunyai sifat asin karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl air kuat 3% sehingga air laut tidak memenuhi persyaratan untuk air minum.
2. Air Atmosfer,
Dalam keadaan murni sangat bersih, pengotoran dapat terjadi oleh kotoran atau debu industri dan lain sebagainya melalui udara. Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur maupun bak-bak reservoir sehingga mempercepat terjadinya korosi (karatan). Air hujan juga memiliki sifat lunak, sehingga akan boros terhadap pemakaian sabun.
3. Air Permukaan
Air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang kayu, dedaunan, kotoran industri kota dan sebagainya. Air permukaan ada 2 macam, yakni:
1)    Air Sungai
Dalam penggunaanya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai pada umumnya mempunyai derajat pengotoran sangat tinggi.
2)    Air Rawa (Danau)
Kebanyakan air rawa berwarna, disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang membusuk, misalnya asam humus yang larut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat.
4. Air Tanah
1)    Air Tanah Dangkal
Terjadi karena daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan, demikian juga dengan sebagian bakteri, sehingga air tanah akan jernih tetapi lebih banyak mengandung zat kimia (garam-garam yang larut) karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsure-unsur kima tertentu. Lapisan tanah ini berfungsi sebagai saringan, tetapi pengotoran juga masih terus berlangsung terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah setelah menemui lapisan rapat air.
2)    Air Tanah Dalam
Terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama.Pengambilan air tanah dalam tak semudah pada air dangkal, harus menggunakan bor dan memasukkan pipa kedalamnya (biasanya antara 100-300 m).
3)    Mata Air
Merupakan air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari tanah dalam, hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualiatas (kualitasnya sama dengan keadaan air dalam).
Air permukaan dan air sumur Biasanya mengandung bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca, dan Fe. Air yang mengandung komponen-komponen tersebut dalam jumlah yang tinggi disebut air sadah. Air yang tidak terpolusi tidak selalu merupakan air murni, tetapi adalah air yang tidak mengandung bahan-bahan asing tertentu dalam jumlah melebihi batas yang ditetapkan sehingga air tersebut dapat digunakan secara normal untuk keperluan tertentu, misalnya untuk air minum (aie ledeng, air sumur), berenang/rekreasi (kolam renang, air laut di pantai), mandi (air ledeng,air sumur), kehidupan hewan air (air sungai, danau), pengairan dan keperluan industri. Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat digunakan secara normal disebut polusi. Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi, maka batasan polusi untuk jenis air juga berbeda (Heny, 2010).
 2.3 Kadar Besi (Fe) dalam Air
Menurut Sutrisno, 2010 besi adalah salah satu elemen kimiayang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan badan air. Pada umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersifat:

1. Terlarut sebagai Fe ²⁺ (Fero) atau Fe ³⁺ (Feri)
2. Tersuspensi sebagai butiran koloid (diameter < 1 µm) atau lebih besar, seperti Fe₂O₃, FeO, FeOH, Fe (OH), dan sebagainya.
3. Tergabung dengan zat organik atau zat padat yang inorganis (seperti tanah liat). Pada air permukaan jarang ditemukan kadar besi (Fe) lebih besar dari 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar besi (Fe) dapat jauh lebih tinggi. Konsentrasi kadar besi (Fe) yang tinggi ini dapat dirasakan dan dapat menodai kain, dan perkakas dapur. Pada air yang tidak mengandung oksigen (O₂) seperti seringkali air tanah, besi berada sebagai Fe²⁺ (ferro) yang cukup dapat terlarut, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe²⁺ teroksidasi menjadi Fe³⁺. Fe³⁺ ini sulit larut pada pH 6 sampai 8 (kelarutan hanya di bawah beberapa µm/1), bahkan dapat menjadi Fe(OH)₃ atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan bisa mengendap. Demikian pula dalam air sungai, besi berada sebagai Fe²⁺, Fe³⁺ terlarut dan Fe³⁺ dalam bentuk senyawa organis berupa koloid (Alaerts dalam Sutrisno, 2010).

Menurut Sutrisno, 2010 Kadar besi (Fe) berada dalam tanah dan batuan sebagai feroksida (Fe2O3) dan ferihidroksida (Fe(OH)2), ferosulfat (FeSO4) dan besi organik komplek. Air tanah mengandung besi terlarut berbentuk ferro (Fe²⁺) akan teroksidasi menjadi ferihidroksida (Fe(OH)3). Ferihidroksida dapat mengendap dan berwarna kuning kecoklatan. Hal ini dapat menodai peralatan dan cucian. Bakteri Besi (Crenothrix dan Gallionella) memanfaatkan besi ferro (Fe³⁺) sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya dan mengendapkan ferihidroksida. Pertumbuhan bakteri besi yang terlalu cepat (karena adanya besi fero) menyebabkan diameter pipa berkurang dan lama kelamaan pipa akan tersumbat.
 1. Aerasi
Perpindahan masa zat dari proses gas ke fase cair atau sebaliknya, terjadi bila ada kontak antara permukaan cairan dengan udara. Di dalam praktek pengolahan air umumnya udara dan proses perpindahan gas umumnya diberi istilah “Aerasi”. Gas – gas yang menjadi perhatian dibidang pengolahan air adalah O2, CO2 CH H2S4, NH3 dan CI2. Gaya penggerak perpindahan massa dari udara ke dalam air atau sebaliknya, dikendalikan oleh perbedaan konsentrasi zat di dalam air atau sebaliknya dikendalikan oleh perbedaan konsentrasi zat di dalam larutan dan kelarutan gas pada konsentrasi tertentu (Sutrisno, 2010).
2. Prinsip Pengolahan Air secara Aerasi
Menurut Tjokrokusumo dalam Sutrisno, 2010, aerasi adalah pengolahan air dengan cara mengontakkannya dengan udara. Aerasi secara luas telah digunakan untuk mengolah air yang mempunyai kandungan kadar besi (Fe) terlalu tinggi (mengurangi kandungan konsentrasi zat padat terlarut). Zat – zat tersebut memberikan rasa pahit pada air, menghitamkan pemasakan beras dan memberikan noda hitam kecoklat – coklatan pada pakaian yang dicuci.
3. Proses Aerasi
Proses aerasi adalah oksigen yang ada di udara, akan bereaksi dengan senyawa ferus dan manganous terlarur merubah mereka menjadi ferric (Fe) dan manganic oxide hydrates yang tidak bisa larut. Setelah itu dilanjutkan dengan pengendapan (sedimentasi) atau penyaringan (filtrasi). Perlu dicatat bahwa oksidasi terhadap senyawa besi di dalam air tidak selalu terjadi dalam waktu yang cepat.
Apabila air mengandung zat organik, pembentukan endapan besi melalui proses aerasi terlihat sangat tidak efektif. Untuk pengolahan iar minum, kebanyakan dilakukan dengan menyebarkan air agar kontak dengan udara melalui tetesan – tetesan air yang kecil (Waterfall aerator / aerator air terjun), atau dengan mencampur air dengan gelembung – gelembung udara (bubble aerator). Dengan kedua cara tersebut jumlah oksigen bisa dinaikkan sampai 60 – 80% (dari jumlah oksigen yang tertinggal, yaitu air yang mengandung oksigen sampai jenuh). Pada aerator terjun (waterfall aerator) cukup besar bisa menghilangkan gas – gas yang terdapat dalam air (Sutrisno, 2010).
Penurunan karbon dioksida (CO2) oleh waterfall aerator cukup berarti, tetapi tidak memadai apabila air yang diolah sangat korosif. Pengolahan selanjutnya seperti pembubuhan kapur atau dengan saringan marmer atau delomite yang dibakar masih dibutuhkan (Pujiati, dkk, 2007).
4. Tujuan Aerasi
Tujuan aerasi adalah menghilangkan rasa dan bau (yang disebabkan hidrogen sulfida dan komponen organik) dengan oksida/velatilisasi, mengoksidasi Fe, transfer O2 ke dalam air dan membebaskan volitali gas dari dalam air. Oksidasi Fe dapat berjalan dengan baik pada pH 7,5 – 8 dalam waktu 15 menit. Endapan besi yang terbentuk dapat dihilangkan dengan koagulan dan filtrasi. Aerasi mampu mengendapkan besi jika tidak ada zat organik jenis humik dan fulvik acid (jika ada zat tersebut akan membentuk senyawa kompleks dengan besi yang tidak dapat mengendap secara sempurna setelah aerasi, dan biasanya ikatan kompleks ini berwarna, selain itu memperlambat proses oksidasi).