## PENURUNAN KADAR BESI AIR SUMUR GALI DENGAN MENGGUNAKAN Mn-ZEOLIT
Riva Ismawati 1* , M. Najib Ngirfani 2** , Ambar Rinarni 2
1 Universitas Tidar, Jalan Kapten Suparman 39 Magelang
2 Politeknik Muhammadiyah Magelang, Jl. Tentara pelajar No.12 Muntilan
E-mail: *rivaismawati@untidar.ac.id; ** M.Najib.Ng@gmail.com
Diterima: 02 Oktober 2017. Disetujui: 17 Juli 2018. Dipublikasikan: 30 Juli 2018 DOI: 10.30870/educhemia.v3i2.2250
Abstract: Decreased iron levels in dug well water using Mn-Z have been carried out. Mn-Z was  prepared  by  soaking  zeolite  (d  =  2-3mm)  which  was  washed  with  distilled  water  in KMnO 4 % b/v concentration for a certain time. Mn-Z synthesis was carried out by varying the  zeolite  immersion  time  and  the  concentration  of  KMnO 4 solution.  The  obtained  Mn-Z was characterized by using an infrared spectrophotometer and X-ray diffraction. Decrease in iron content in dug well water is carried out by inserting Mn-Z into a column of glass which is mounted vertically on the stative. Zeolite columns are fed with raw water with a faucet in a closed state and residence time for 1 hour. The column faucet is opened and the flow rate is set at 5 mL /minute. Tests on filtrate showed that filtering raw water using Mn-Z variations in immersion time caused the iron content in the filtrate to decrease from 5 mg/L to 0.5 mg/L with increasing zeolite immersion time. In addition, filtrate from raw water filtration using Mn-Z  variation  of  KMnO 4 solution  concentration  showed  that  iron  content  in  filtrate decreased from 5 mg/L to 0.5 mg/L with increasing concentration of KMnO 4 solution used.
Keywords: Mn-Z; activated zeolite; filtration; iron in water
Abstrak: Penurunan  kadar  besi  pada  air  sumur  gali  dengan  menggunakan  Mn-Z  telah dilakukan.  Mn-Z  dipreparasi  dengan  merendam  zeolit  (d=2-3mm)  yang  telah  dicuci  bersih dengan  aquades  dalam  larutan  KMnO 4 konsentrasi  %  b/v  selama  waktu  tertentu.  Sintesis Mn-Z  dilakukan  dengan  memvariasikan  waktu  perendaman  zeolit  dan  konsentrasi  larutan KMnO 4 .  Mn-Z  yang  diperoleh  dikarakterisasi  dengan  menggunakan  spektrofotometer inframerah  dan  difraksi  sinar-X.  Penurunan  kadar  besi  dalam  air  sumur  gali  dilakukan dengan memasukkan Mn-Z ke dalam kolom gelas berkran yang dipasang vertikal pada statif. Kolom zeolit dialiri air baku dengan kran dalam keadaan tertutup dan waktu tinggal selama 1 jam.  Kran  kolom  dibuka  dan  diatur  laju  alirnya  sebesar  5  mL/menit.  Pengujian  terhadap filtrat  menunjukkan  bahwa  penyaringan  air  baku  menggunakan  Mn-Z  variasi  waktu perendaman menyebabkan kadar besi dalam filtrat berkurang dari 5 mg/L menjadi 0,5 mg/L dengan bertambahnya waktu perendaman zeolit . Selain itu, filtrat hasil penyaringan air baku dengan  menggunakan  Mn-Z  variasi  konsentrasi  larutan  KMnO 4 menunjukkan  kadar  besi dalam  filtrat  menurun  dari  5  mg/L  menjadi  0,5  mg/L  dengan  bertambahnya  konsentrasi larutan KMnO 4 yang digunakan.
Kata kunci: Mn-Z; zeolit teraktivasi; flitrasi; besi di dalam air

## PENDAHULUAN
Air  merupakan  kebutuhan  hidup manusia  yang  sangat  vital.  Secara langsung  air  diperlukan  untuk  minum, memasak,  mandi,  mencuci,  dan  bersuci. Secara  tidak  langsung  air  dibutuhkan sebagai bagian ekosistem yang dengannya  kehidupan  di  bumi  dapat berlangsung (Rahman & Hartono, 2004). Semakin  bertambah  populasi  makhluk hidup (termasuk manusia), maka semakin meningkat  pula  kebutuhan  akan  air utamanya air bersih. Sementara itu, alam tidak  akan  memproduksi  air  baru  dan hanya terjadi siklus hidrologi.
Cakupan  pelayanan  air  bersih  di Indonesia  masih  rendah.  Perusahaan penyedia air bersih PAM (Perusahaan Air Minum) atau PDAM (Perusahaan Daerah Air  Minum)  hanya  mampu  memasok kebutuhan  di  kota-kota  saja.  Akibatnya, sebagian  besar  masyarakat  yang  tidak terjangkau  oleh  pelayanan  air  bersih umumnya  membuat  sumur  gali  maupun bor  untuk  memenuhi  keperluan  air sehari-hari.
Air  tanah  mengalami  kontak  dengan berbagai  macam  material  yang  terdapat di dalam bumi. Sehingga pada umumnya air  tanah  mengandung  kation  dan  anion terlarut dan beberapa senyawa anorganik. Ion-ion  yang  sering  ditemui  pada  air tanah  adalah  besi.  Keberadaan  zat  besi
yang  tinggi  di  dalam  sistem  penyediaan air  bersih  menjadi  masalah  tersendiri (Kartina  &  Karnaningroem,  2011). Kualitas  fisik,  kimiawi,  dan  biologis  air tanah  belum  dinyatakan  memenuhi standar  yang  disyaratkan  jika  tidak  ada pengolahan  sebelumnya.  ualitas  fisik, kimiawi,  dan  biologis  air  tanah  belum memenuhi  standar  yang  disyaratkan apabila tidak ada pengolahan sebelumnya.  Oleh  karena  itu,  diperlukan suatu  teknologi  pengolahan  air  untuk menurunkan  kadar  besi  air  tanah  dari sumur gali. Dengan demikian, kadar besi dalam  air  sumur  gali  memenuhi  baku mutu  air  bersih  yang  diperbolehkan menurut Permenkes No. 492/Menkes/Per/IV/2010  yaitu  sebesar 0,3 mg/L.
Besi  dalam  air  biasanya  dalam bentuk  ion  (Fe 2+ )  atau  kelat.  Spesi  Fe 2+ dapat  dihilangkan  dengan  pertukaran  ion atau  oksidasi  Fe 2+ menjadi  Fe 3+ yang akan  mengendap  dalam  bentuk  ferri hidroksida  (Fe(OH) 3 ).  Oksidasi  dapat dilakukan dengan udara, oksidasi dengan Cl 2 ,  KMnO 4 atau  dengan  filtrasi  yang dilewatkan  melalui  material  penukar  ion yang  mengandung  mangan  (Zamroni  & Las, 2000).
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan  pasir  teraktivasi  KMnO 4 (Oktiawan  &  Krisbiantoro,  2007)  dan
zeolit  teraktivasi  (Rahman  &  Hartono, 20004;  Sutisna et  al .,  2002;  Kartina  &
Karnaningroem, 2011) dapat menurunkan kadar  besi  dalam  air  sebagai  upaya peningkatan kualitas air bersih.
Sementara  itu,  penurunan  ion  Fe 3+ pada limbah menggunakan zeolit alam dengan bantuan  gelombang  sonikasi  juga  telah
dilakukan (Alfanaar, Yuniati, & Rismiarti, 2017). Zeolit merupakan
mineral aluminosilikat.  Subtitusi  Si 4+ oleh  Al 3+ pada  posisi  tetrahedral  menghasilkan muatan negatif dan kapasitas tukar kation yang tinggi pada zeolit (Mumpton, 1999), sehingga  memungkinkan  penggunaannya dalam  menurunkan  kadar  besi.  Dalam penelitian  ini,  penurunan  kadar  besi dalam  air  sumur  gali  akan  dilakukan dengan  menggunakan  zeolit  alam.  Zeolit alam  yang  digunakan  akan  ditingkatkan kemampuannya dengan memodifikasinya menjadi  Mn-Z.  Dengan  demikian,  zeolit yang telah memuat mangan (Mn-Z) dapat digunakan untuk menyaring besi dari air.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  (1) menurunkan  kadar  besi  dalam  air  sumur gali  sebagai  upaya  pengolahan  air;  (2) menentukan pengaruh waktu perendaman zeolit  dalam  larutan  KMnO 4 terhadap penurunan  kadar  besi  dalam  air  sumur gali; (3) menentukan pengaruh konsentrasi  larutan  KMnO 4 terhadap
penurunan  kadar  besi  dalam  air  sumur gali
Air  baku  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  diambil  dari  salah  satu sumur  gali  yang  terletak  di  Kecamatan Bandongan,  Kabupaten  Magelang.  Hasil studi  awal  menunjukkan  kualitas  air bersih  yang  diperoleh  dari  sumur  gali tersebut  tidak  memenuhi  kualitas  fisik dimana  air  berwarna  kuning  kecoklatan dan  berbau  logam  setelah  beberapa  saat kontak dengan udara, sehingga menimbulkan keengganan untuk mengkonsumsinya.  Kualitas  fisik  air tersebut  menunjukkan  tingginya  kadar besi dalam air dan didukung dengan hasil analisis  yang  telah  dilakukan,  dimana diketahui  kadar  besi  dalam  air  sebesar  5 mg/liter  dan  melebihi  baku  mutu  air bersih yang dijinkan.

## METODE

## Alat dan Bahan
Alat-alat  yang  digunakan  dalam penelitian  ini  terdiri  dari  peralatan  gelas standar,  kolom  gelas  ber- stopcock , lumpang  alu, ayakan,  neraca  analitik, oven,  stopwatch,  dan  kolorimeter. Karakterisasi zeolit digunakan spektrofotometer  inframerah  (Shimadzu FTIR  8201  PC),  difraktometer  sinar-X (Shimadzu  XRD-6000).  Bahan-bahan penelitian  terdiri  dari  air  tanah  yang
berasal  dari  salah  satu  sumur  gali  di Kecamatan Windusari Kabupaten
Magelang,  zeolit  alam  Klaten  (d=2-3 mm), KMnO 4 , dan aquades.

## Sintesis Mn-Z
Zeolit (d=2-3 mm) dicuci menggunakan akuades untuk
menghilangkan debu dan serbuknya yang lebih kecil, kemudian dikeringkan dalam oven  pada  suhu  100 o C.  Setelah  kering, zeolit direndam ke dalam larutan KMnO 4 dengan  konsentrasi  %  b/v  selama  waktu tertentu.  Zeolit  yang  sudah  direndam dengan  larutan  KMnO 4 kemudian ditiriskan  dan  dikeringanginkan  kembali. Setelah  kering,  zeolit  dicuci  dengan aquades  sampai  bersih  dari  larutan KMnO 4 (warna ungu hilang). Zeolit yang sudah  bersih  merupakan  material  Mn-Z. Mn-Z  yang  sudah  dibuat  dikeringkan dalam  oven  pada  suhu  100 o C.    Mn-Z disintesis  dengan  (1)  memvariasikan waktu  perendaman  zeolit  dalam  larutan KMnO 4 5%  selama  12,  24,  48,  60  jam;
(2)  memvariasikan  konsentrasi  larutan KMnO 4 1%,  3%,  5%,  7%  selama  waktu perendaman optimal.

## Penurunan  Kadar  Besi  dengan  Zeolit dan Mn-Z
Zeolit  yang  telah  bebas  dari  debu tetapi  belum  direndam  dalam  larutan KMnO 4 dimasukkan  ke  dalam  kolom
gelas  berkran  dengan  diameter  3,5  cm panjang  75  cm.  Kolom  zeolit  kemudian dipasang  vertikal  pada  statif,  diketuk- ketuk  agar  susunannya  rapat,  dan  kolom terisi  zeolit  setinggi  30  cm.  Selanjutnya, kolom  zeolit  diisi  dengan  air  baku  yang memiliki kadar besi tinggi sebanyak 500 mL  dengan  kran  dalam  keadaan  tertutup dan  waktu  tinggal  selama  1  jam.  Kran kolom  dibuka  dan  diatur  laju  alirnya sebesar  5  mL/menit.  Keluaran  air ditunggu  sampai  stabil  warna  dan kekeruhan. Setelah keluaran air stabil, air yang keluar dari kolom ditampung untuk diuji  kadar  besi-nya.  Penyaringan  air baku diulangi dengan menggunakan filter Mn-Z.

## Analisa Data
Efisiensi  penurunan  kadar  besi  pada masing-masing perlakuan dihitung dengan rumus:
% 𝐸 = 𝐶 & − 𝐶 ( 𝐶 & 𝑥 100%
Dimana:
% E = persetasi efisiensi penurunan kadar besi C 1
= konsentrasi besi masukan
C 2 = konsentrasi besi keluaran

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Karakterisasi

## Spektroskopi
Inframerah Mn-Z yang telah diperoleh kemudian dikarakterisasi  dengan  menggunakan
spektrofotometer inframerah. Karakterisasi ini bertujuan untuk mengetahui  keberadaan    gugus    fungsi dalam material Mn-Z. Hasil
karakterisasi    inframerah    Mn-Z    hasil variasi    waktu  perendaman  ditampilkan pada  Gambar    1,  sedangkan    hasil karakterisasi    inframerah    Mn-Z    hasil variasi    konsentrasi  larutan  KMnO 4 disajikan pada Gambar  2. Gambar 1 dan Gambar 2  juga  memuat  spektra  bahan dasar  zeolit  dengan    tujuan    agar  lebih mudah membandingkannya dengan spektra  Mn-Z.  Untuk  mempersingkat penulisan,  sampel  Mn-Z  dituliskan sebagai  Mn-Z  (kadar  larutan  KMnO 4 - waktu perendaman).
Gambar 1 . Spektra Inframerah Bahan Dasar dan Mn-Z Hasil Variasi Waktu Perendaman
Gambar 2 . Spektra Inframerah Bahan Dasar dan Mn-Z Hasil Variasi Konsentrasi Larutan KMnO 4
Gambar    1  dan  Gambar  2 menunjukkan bahwa puncak karakteristik  serapan  vibrasi tekuk T-O zeolit  pada  tetrahedral  internal  TO 4 (455,20  cm -1 ),  vibrasi  ulur    simetri    dari jalinan  eksternal  T-O zeolit (794,67 cm -
1 ),  vibrasi    ulur    asimetri    dari  jalinan eksternal    T-O    zeolit  (1049,28  cm -1 ) muncul  dalam  spektra  Mn-Z. Selain itu, puncak serapan kuat vibrasi –OH dari T- OH  dan  H-OH  (3448,72  cm -1 )  juga teramati dalam spektra Mn-Z. Keberadaan  molekul  air  dalam  Mn-Z
didukung  dengan  kemunculan  puncak serapan  vibrasi  tekuk  –OH  molekul  air (1635,64 cm -1 ).
Hasil  karakterisasai  spektroskopi inframerah  menunjukkan  bahwa  variasi
0 20 40 60 80 100 120 140 300 1300 2300 3300 In te ns it as ( a. u) Bilangan gelombang (cm -1 ) 1049.28 794.67 455.20 3448.72 1635.64 (a) Zeolit (b) Mn-Z (5-12) (c) Mn-Z (5-24) (d) Mn-Z (5-48) (e) Mn-Z (5-60)
0 20 40 60 80 100 120 140 300 1300 2300 3300 In te ns it as ( a. u) Bilangan gelombang (cm -1 ) 3448.72
1635.64 (b) Mn-Z (1-48)
(c) Mn-Z (3-48) (d) Mn-Z (5-48) (e) Mn-Z ( 7-48) 1049.28
794.67 455.20
1635.64 (a) Zeolit
waktu  perendaman  zeolit  dalam  larutan
KMnO 4 5%  maupun  variasi  konsentrasi larutan  KMnO 4 tidak  memberikan perbedaan  bilangan  gelombang  puncak dan intensitas serapan dalam spektra Mn-
Z.

## Hasil Karakterisasi Difraksi Sinar-X
Mn-Z  yang  telah  diperoleh  juga dikarakterisasi  dengan  menggunakan
difraksi sinar-X. Karakterisasi ini dilakukan untuk mengetahui kemungkinan perubahan struktur (kristalinitas)  zeolit  akibat  perlakuan dengan KMnO 4 . Perbandingan difraktogram Mn-Z variasi waktu perendaman  disajikan  dalam  Gambar  3, sedangkan  perbandingan  difraktogram Mn-Z variasi konsentrasi larutan KMnO 4 disajikan pada Gambar 4.
Pada Gambar 3 dan 4 tampak bahwa perlakuan  zeolit  alam  dengan  KMnO 4 tidak merubah strukturnya. Difraktogram Mn-Z  variasi  waktu  perendaman  dan variasi  konsentrasi  larutan  KMnO 4 tidak memperlihatkan  perubahan  nilai  2 θ dari puncak karakteristik zeolit alam. Perlakuan zeolit dengan KMnO 4
menjadikan puncak karakteristik semakin terlihat  jelas.  Bertambahnya  waktu perendaman  dan  konsentrasi  larutan KMnO 4 menjadikan  beberapa  puncak karakteristik mengalami peningkatan.
Gambar 3 . Difraktogram XRD bahan dasar dan Mn-Z hasil variasi waktu perendaman
Gambar 4. Difraktogram XRD bahan dasar dan Mn-Z hasil variasi konsentrasi larutan KMnO 4 -250 250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250 4750 0 20 40 60 80 In te ns it as ( a. u) 2 θ M M M Q M M M C (e) Mn-Z (5-60) (d) Mn-Z (5-48) (c) Mn-Z (5-24) (b) Mn-Z (5-12) (a) Zeolit C  : Klinoptilolit M : Mordenit Q  : Kuarsa
-250 250 750 1250 1750 2250 2750 3250 3750 4250 4750 0 20 40 60 80 In te ns it as ( a. u) 2 θ C  : Klinoptilolit M : Mordenit Q  : Kuarsa
(e) Mn-Z (7-48)
(d) Mn-Z (5-48) (c) Mn-Z (3-48) (b) Mn-Z (1-48) (a) Zeolit M M M C M Q M
M
Peningkatan intensitas
puncak karakteristik  tersebut  dapat  dijelaskan bahwa perlakuan dengan KMnO 4 mampu mereduksi  pengotor-pengotor  organik dalam  kerangka  struktur  zeolit  sehingga akan  meningkatkan  kristalinitas  zeolit alam.  Sinar-X  datang  yang  mengenai bidang-bidang kristal pada struktur zeolit selanjutnya  terdifraksikan  dengan  baik tanpa  adanya  bidang  pengganggu  yang berasal dari pengotor organik (Pardoyo et al ., 2005).

## Penurunan Kadar Besi dengan Zeolit
Hasil pengujian kadar besi dalam air baku  dan  filtrat  penyaringan  air  baku menggunakan zeolit disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Pengujian Kadar Besi dalam Air
Baku dan Filtrat Penyaringan Air Baku Menggunakan Zeolit
No Filtrat Penyaringan Kadar Besi (mg/L) 1 Air baku
5
2 Zeolit 1
Tabel  1  menunjukkan  air  baku mengandung  besi  sangat  tinggi  yaitu  5 mg/L. Kadar tersebut melebihi baku mutu yang  diijinkan  menurut  Permenkes Permenkes  No.  492/Menkes/Per/IV/2010 yaitu  sebesar  0,3  mg/L.  Kadar  besi  yang tinggi juga nampak secara visual, dimana air  berwarna  kuning  kecoklatan  dan
berbau  logam  setelah  beberapa  saat kontak  dengan  udara.  Secara  fisiologi besi  berperan  ganda  sebagai  logam esensial  tetapi  juga  dapat  bersifat  toksik, bergantung  pada  kadarnya.  Besi  dalam tubuh  terutama  terdapat  sebagai heme dari  molekul  hemoprotein, transferrin (protein pengangkut) dan ferritin (gudang besi). Intake besi yang terlalu besar bisa menyebabkan  logam  ini  terakumulasi sebagai ferritin .  Senyawaan  ini  sangat toksik karena berbentuk Fe(OH) 3 , sumber besi  untuk  reaksi  peroksidasi  lipid  yang dapat menghasilkan radikal yang akhirnya  bisa  mengganggu  oksidasi tingkat seluler dan GSH (Maines, 1994).
Kadar  besi  dalam  air  baku  turun menjadi 1 mg/L setelah dilewatkan dalam kolom  zeolit,  seperti  yang  ditampilkan pada  Tabel  1.  Penurunan  kadar  besi  ini terkait  dengan  sifat  adsorpsi  dan pertukaran  ion  dalam  zeolit.  Zeolit merupakan kristalin aluminosilikat terhidrasi  dan  termasuk  dalam  jenis tektosilikat,  dimana  tetrahedral  SiO 4 membentuk supercage tiga  dimensi.
Penggantian  atom  Si  oleh  atom  Al, menghasilkan  struktur  bermuatan  negatif yang  berasal  dari  perbedaan  antara struktur  tetrahedral  TO 4 ,  dimana  T=  Si atau  Al.  Muatan  negatif  pada  zeolit diseimbangkan  oleh  ion  berlawanan muatan,  seperti  Na + ,  K + ,  Ca 2+ .  Kation
penyeimbang tersebut berinteraksi secara
elektrostatik dan terdistribusi dalam situs aktif kerangka zeolit untuk memaksimalkan  interaksinya  dengan oksigen
kerangka zeolit dan meminimalkan tolakan elektrostatik antar kation.  Kation  penyeimbang  dapat digantikan oleh kation lain (Valdes et al .,
2006 dan Yeom et al. , 1997). Oleh karena itu,  zeolit  dapat  dimanfaatkan  dalam pengolahan  air  bersih  yaitu  sebagai adsorben ion logam pencemar.
Berdasarkan  uraian  tersebut  dapat diketahui bahwa zeolit dapat menurunkan kadar  besi  dalam  air  baku  berdasarkan sifat  adsorpsi  dan  pertukaran  ion  dalam zeolit.  Namun,  kadar  besi  dalam  filtrat belum  memenuhi  baku  mutu  yang diijinkan  yaitu  0,3  mg/l.  Hasil  ini bersesuain  dengan  hasil  yang  diperoleh oleh  Rahman  dan  Hartono  (2004), dimana penyaringan air tanah menggunakan  zeolit  alam  tak  teraktivasi hanya  dapat  menurunkan  kadar  besi  air
baku  mula  mula  3,6  mg/L  menjadi  1,12 mg/L dengan laju alir filtrasi 2 mL/menit dan  waktu  kontak  2,5  jam.  Menurut Rahman dan Hartono (2004) kemampuan zeolit  yang  belum  optimal  dalam menurunkan  kadar  besi  disebabkan  oleh (1)  ukuran  zeolit  masih  besar  (3  mm), sehingga  luas  permukaanya  kecil  yang mengakibatkan  daya  adsorpsi  zeolit masih  rendah,  (2)  zeolit  yang  dipakai tidak  diaktivasi  terlebih  dahulu  hanya dicuci dengan akuades.

## Penurunan Kadar Besi dengan Mn-Z
Untuk mengetahui pengaruh waktu  perendaman  zeolit  dalam  larutan KMnO 4 terhadap  penurunan  kadar  besi air  sumur  gali,  telah  disintesis  Mn-Z dengan  variasi  waktu  perendaman,  yaitu selama  12,  24,  48,  60  jam.  Konsentrasi larutan  KMnO 4 dibuat  tetap,  yaitu  5%
(b/v).  Hasil  pengujian  kadar  besi  dalam filtrat penyaringan air baku dengan Mn-Z disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Filtrat Penyaringan Air Baku menggunakan Mn-Z Variasi Waktu Perendaman
No Filtrat Penyaringan [KMnO 4 ] (% b/v) Waktu Perendaman (jam) Rata-rata Kadar besi dalam filtrat (mg/L) % E 1 Air Baku - - 5 0 2 Zeolit 5 0 1 80 3 Mn-Z (5-12) 5 12 0,8 84 4 Mn-Z (5-24) 5 24 0,3 94 5 Mn-Z (5-48) 5 48 0,1 98 6 Mn-Z (5-60) 5 60 0,1 98
Dari  Tabel  2.  terlihat  bahwa  filtrat penyaringan  air  baku  menggunakan  Mn- Z memiliki kadar besi yang lebih rendah daripada  filtrat  penyaringan  air  baku menggunakan  zeolit  tak  teraktivasi.  Hal ini  menunjukkan  bahwa  Mn-Z  memiliki kemampuan  menurunkan  kadar  besi  air baku  yang  lebih  baik  daripada  zeolit. Semakin  lama  waktu  perendaman  zeolit dalam  larutan  KMnO 4 ,  maka  semakin sedikit  kadar  besi  dalam  filtrat. Kemampuan  Mn-Z  menurunkan  kadar besi  berkaitan  dengan  keberadaan oksidator Mn dalam zeolit.
Mn-Z  merupakan  mineral  zeolit yang  diaktivasi  dengan  larutan  KMnO 4 .
Pengaktifan  zeolit  dengan  KMnO 4 menyebabkan  kandungan  Mn  dalam kerangka  zeolit  meningkat.  Oleh  karena itu, proses  yang  terjadi dalam penurunan kadar  besi  disamping    pertukaran    ion juga    terjadi    proses  oksidasi  (Zamroni dan Las, 2000).
Tabel  2.  menunjukkan  bahwa semakin  lama  waktu  perendaman  zeolit dalam  larutan  KMnO 4 ,  maka  semakin rendah  kadar  besi  dalam  filtrat. Akibatnya,  efisiensi  penurunan  kadar besi  air  baku  oleh  Mn-Z  meningkat dengan semakin lamanya waktu perendaman.  Hal  ini  dimungkinkan karena semakin lama waktu perendaman,
maka  semakin  banyak  Mn  yang  termuat dalam kerangka zeolit.
Mekanisme penurunan kadar besi air baku oleh Mn-Z dapat dijelaskan sebagai berikut.  Mn-Z  memiliki  kemampuan untuk  menukar  elektron,  sehingga  dapat mengoksidasi Fe 2+ menjadi Fe 3+ . Akibatnya,  besi  yang  larut  dalam  air menjadi  bentuk  yang  tak  larut  Fe(OH) 3 dan  dapat  dipisahkan  dengan  filtrasi. Menurut  Said  (2005)  reaksi  yang berlangsung  antara  Mn-Z  dengan  Fe 2+
sebagai berikut:
K 2 Z.MnO.Mn 2 O 7 +  4Fe(HCO 3 ) 2 à K 2 Z + 3MnO 2 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2 + 4H 2 O
Terbentuknya  mangan  dioksida  yang berlebihan  dapat  berfungsi  sebagai oksidator dan reaksi berlangsung sebagai berikut:
2Fe 2+ +  2MnO 2 +  5H 2 O à 2Fe(OH) 3 +
Mn 2 O 3 + 4H +
Filtrat  dengan  kadar  besi  memenuhi baku mutu maksimal 0,3 mg/L diperoleh dengan penyaringan menggunakan Mn-Z (5-24).  Sementara  itu,  penyaringan  air baku mengunakan Mn-Z (5-48) dan Mn- Z  (5-60)  menghasilkan  kadar  besi  yang sama  dalam  filtrat,  yaitu  0,1  mg/L.  Hal ini dimungkinkan karena waktu perendaman zeolit dalam larutan KMnO 4
5% optimal dicapai dalam waktu 48 jam.
Oleh  karena  itu,  penambahan  waktu perendaman tidak menambah jumlah Mn dalam  zeolit  secara  signifikan  sehingga tidak dapat menurunkan kadar besi dalam air baku lebih banyak lagi.
Pengaruh konsentrasi larutan KMnO 4 terhadap penurunan kadar besi air sumur gali  dilakukan  dengan  mensintesis  Mn-Z dan  memvariasikan  konsentrasi  larutan
KMnO 4 yang digunakan untuk merendaman  zeolit,  yaitu  1%,  3%,  5%, 7%  (b/v).  Sementara  itu,  waktu perendaman zeolit dalam larutan KMnO 4 dibuat  tetap,  yaitu  48  jam.  Hasil pengujian  kadar  besi  dalam  filtrat penyaringan  air  baku  menggunakan  Mn- Z  variasi  konsentrasi  larutan  KMnO 4 disajikan dalam Tabel 3.
Tabel 3 . Hasil Analisis Filtrat Penyaringan Air Baku menggunakan Mn-Z Variasi Konsentrasi Larutan KMnO 4 No Filtrat Penyaringan [KMnO 4 ] (% b/v) Waktu Perendaman (jam) Rata-Rata Kadar Besi dalam filtrat (mg/L) % E 1 Air Baku - - 5 0 2 Zeolit 0 2 1 80 3 Mn-Z (1-48) 1 2 1 80 4 Mn-Z (3-48) 3 2 0,7 86 5 Mn-Z (5-48) 5 2 0,1 98 6 Mn-Z (7-48) 7 2 0,1 98
Tabel  3  menunjukkan  bahwa  filtrat hasil  penyaringan  air  baku  dengan menggunakan  Mn-Z  variasi  konsentrasi larutan  KMnO 4 memiliki  kadar  Fe  yang lebih  rendah  daripada  filtrat  hasil penyaringan  dengan  menggunakan  zeolit tak teraktivasi. Hal ini dapat disimpulkan bahwa  Mn-Z  memiliki  kemampuan menurunkan kadar Fe air baku yang lebih baik  daripada  zeolit.  Seperti  yang  telah dijelaskan  sebelumnya,  kemampuan  Mn- Z  menurunkan  kadar  besi  air  baku tersebut  berkaitan  dengan  keberadaan oksidator  Mn  dalam  kerangka  zeolit. Oleh  karena  itu,  proses  penurunan  besi yang  terjadi  tidak  hanya  melalui
mekanisme  pertukaran  ion  melainkan juga oksidasi (Zamroni & Las, 2000).
Tabel  3  juga  teramati  adanya pengaruh  konsentrasi  larutan  KMnO 4 terhadap  kadar  besi  dalam  filtrat. Dimana,  semakin  tinggi  konsentrasi larutan  KMnO 4 yang  digunakan  untuk mengaktivasi  zeolit,  maka  semakin sedikit  kadar  besi  dalam  filtrat.  Hal  ini dimungkinkan  karena  semakin  tinggi konsentrasi  larutan  KMnO 4 ,  semakin banyak  jumlah  Mn  yang  termuat  dalam kerangka  zeolit.  Mn  dalam  kerangka zeolit berperan dalam mengoksidasi Fe 2+
menjadi Fe 3+ . Akibatnya, besi yang larut dalam  air  diubah  menjadi  bentuk  yang
tak  larut  Fe(OH) 3 dan  dapat  dipisahkan dengan  filtrasi  (Said,  2005).  Kadar  besi yang  semakin  sedikit  dalam  filtrat tersebut menunjukkan peningkatan efisiensi  penurunan  kadar  besi  air  baku
oleh  Mn-Z  variasi  konsentrasi  larutan KMNO 4 .
Tabel 3 menunjukkan bahwa
penyaringan  air  baku  mengunakan  zeolit dan Mn-Z (1-2) menghasilkan kadar besi yang  sama  dalam  filtrat,  yaitu  1  mg/L. Hal ini dimungkinkan karena
perendaman zeolit dalam larutan KMnO 4
1% kurang optimal, sehingga jumlah Mn yang  masuk  dalam  kerangka  zeolit  tidak bertambah  secara  signifikan.  Dengan demikian, efisiensi penurunan kadar besi dari kedua material tersebut juga sama.
Filtrat penyaringan air baku mengunakan Mn-Z (5-2) dan Mn-Z (7-2) juga  memiliki  kadar  besi  yang  sama, yaitu 0,1 mg/L. Oleh karena itu, efisiensi penurunan kadar besi dari kedua material ini  juga  sama.  Hal  ini  dimungkinkan karena  konsentrasi  larutan  KMnO 4 optimal  digunakan  pada  konsentrasi  5%
(b/v) dan penambahan konsentrasi larutan
KMnO 4 tidak  menambah  jumlah  Mn dalam  zeolit  secara  signifikan  sehingga tidak dapat menurunkan kadar besi dalam air baku lebih banyak lagi.

## KESIMPULAN
Zeolit alam dapat menurunkan kadar besi air baku mula-mula 5 mg/L menjadi 1  mg/L.  Penyaringan  air  baku  dengan menggunakan Mn-Z menghasilkan filtrat dengan  kadar  besi  lebih  rendah dibandingkan dengan menggunakan zeolit.  Semakin  lama  waktu  perendaman zeolit  dalam  larutan  KMnO 4 ,  semakin rendah  kadar  besi  dalam  filtrat  dan semakin tinggi efisiensi penurunan kadar besi.  Semakin  tinggi  konsentrasi  larutan KMnO 4 , maka semakin rendah kadar besi dalam filtrat dan semakin tinggi efisiensi penurunan  kadar  besi.  Material  Mn-Z yang efektif digunakan untuk penyaringan  air  baku  adalah  Mn-Z  (5- 48). Penelitian selanjutnya dapat dilakukan  untuk  mengetahui  pengaruh ukuran  zeolit  terhadap  keefektifan  Mn-Z dalam menurunkan kadar besi.

## DAFTAR RUJUKAN
Alfanaar,  R,  Yuniati,  Y,  &  Rismiarti,  Z,
2017,  ‘Studi  Kinetika  dan  Isoterm Adsorpsi Besi (III) pada Zeolit Alam dengan Bantuan Gelombang Sonikasi,
EduChemia  (Jurnal  Kimia  dan Pendidikan), vol. 2, no. 1, hh. 63-72.
Kartina, SW, & Karnaningroem, N, 2011,
‘ Studi  Penurunan  Besi  (Fe)  dan
6 7
Mangan  (Mn)  dengan  Menggunakan Cascade  Aerator  dan  Rapid  Sand Filter  Pada  Air  Sumur  Gali’ ,  Skripsi tidak diterbitkan,  ITS, Surabaya. Maines,  1994,  ‘ Modulating  Factors  That
Determine Interindividual Differences in  Response  to  Metal,  In:  Mertz  W, Abernathy  CO,  and  Olin  SS,  Editors.
Risk Assessment of Essential
Elements’ ,  ILSI  Press,  Washington,
21-43.
Mumpton,  FA,  1999,  ‘La  roca  magica:
Uses of Natural Zeolites in Agriculture and industry’, Proc. Natl. Acad. Sci. , 96, hh. 3463–3470. Oktiawan &
Krisbiantoro,
2007,
‘Efektifitas  Penurunan  Fe 2+ dengan Unit  Saringan  Pasir  Cepat  Media Pasir  Aktif’, Jurnal  Presipitasi ,  vol.
2, no. 1, hh. 56-59.
Permenkes  Nomor  492/Menkes/Per/IV/
2010 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum.
Pardoyo,  Narsito,  &  Nuryono,  2005, ‘Pengaruh  Perlakuan  Asam  dan Kalium Permanganat Terhadap
Karakter  Zeolit  Tasik’, Jurnal  Kimia Sains  dan  Aplikasi ,  vol.  3,  no.  1,  hh.
29-34.
Rahman,  A,  &  Hartono,  B,  2004,
‘Penyaringan  Air  Tanah  dengan
Zeolit  Alami  untuk  Menurunkan Kadar  Besi  dan  Mangan’, Makara Kesehatan , vol. 8, no.1, hh. 1-6.
Said, NI, 2005, ‘Metoda Penghilangan Zat Besi  dan  Mangan  di  Dalam Penyediaan  Air  Minum  Domestik’,
JAI , vol. 1, no. 3, hh. 239-250.
Sutisna, Saryati, Bambang, S.,
Mohammad, I, Siti, Istanto, Husen, & Saleh,  H,  2002,  ‘Penerapan  Arang Aktif  dan  Zeolit  untuk  Sistem Pemurnian  Air  Minum’, Prosiding Pertemuan  Ilmiah  Ilmu  Pengetahuan dan Teknologi Bahan , Serpong.
Valdes,  MG,  Perez-Cordoves,  AI,  & Dıaz-Garcıa, ME, 2006, ‘Zeolites and Zeolite-based  Materials  in  Analytical Chemistry’, Trac-Trend. Anal. Chem ., vol. 1, no. 25.
Yeom,  YH,  Kim,  Y,  Song,  SH,  Seff,  K, 1997,  ‘Crystal  Structure  of  an Ethylene  Sorption  Complex  of  Cd 2+ - Exchanged Zeolite X, Cd 46 Si 100 Al 92 O 384 . 29.5C 2 H 4 ’,  J .  Phys.
Chem. B , vol. 101, hh. 2138-2142.
Zamroni, H, & Las, T, 2000, ‘ Pembuatan Mn-Z  untuk  penyerapan  limbah radioaktif  Sr-90  dan  limbah  Fe’, Pusat  Pengembangan  Pengelolaan Limbah Radioaktif, Batan Serpong.