## Indonesian Journal of Chemical Research
http://ojs3.unpatti.ac.id/index.php/ijcr

## Perbandingan Kemampuan Aerasi Sembur (Spray) dengan Metode Adsorpsi Menggunakan Adsorben Serbuk Kulit Buah Kakao untuk Menurunkan Kadar Besi dan Mangan Pada Air
Sumur Gali
Comparison of Spray Aeration Ability with Adsorption Method Using Powder Adsorbent of Cocoa Rind to Reduce Iron and Manganese Levels in Dug Well Water
La Harimu * , Aceng Haetami, Citra Purnama Sari, Haeruddin, Nurlansi
Jurusan Pendidikan Kimia Pendidikan MIPA Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Halu Oleo, Kendari-Sulawesi Tenggara *Corresponding Author: harim_l@yahoo.co.id
Received: 2020-8-22
Received in revised: 2020-8-26 Accepted: 2020-9-20
Available online: 2020-9-30

## Abstract
Research on the use of the spray aeration method with adsorption of cocoa rind powder to reduce iron and manganese levels in dug well water has been carried out. This study aims to make comparisons from two methods to reduce iron and manganese in dug well water. The parameters optimized in this study are the aeration time and the variation of the  addition  of  the  adsorbent  mass  and  the  adsorption  time.  Based  on  the  research results,  the  spray  aeration  time  for  2  hours  gave  the  optimal  percentage  reduction  for Fe3+  and  Mn4+  metal  ions,  namely  98.68%  and  94.22%.  Meanwhile,  for  adsorption using cocoa pod husk powder, the optimal reduction occurred in the adsorbent mass of 0.2 grams and the adsorption time of 60 minutes for iron  and manganese 96.36% and 95.15%, respectively.
Keywords: Cocoa, adsorbent, iron, manganese, aeration, adsorption.

## Abstrak (Indonesian)
Telah  dilakukan  penelitian  penggunaan  metode  aerasi  sembur  (spray)  dengan  metode adsorpsi menggunakan adsorben serbuk kulit buah kakao untuk menurunkan  kadar besi dan mangan pada air sumur gali. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan kedua  metode  untuk  menurunkan  kandungan  logam  besi  dan  mangan  pada  air  sumur gali.  Parameter  yang  dioptimasi  pada  penelitian  ini  adalah  waktu  aerasi  dan  variasi penambahan  massa  adsorben  serta  waktu  adsorpsi.  Dari  hasil  penelitian  waktu  aerasi sembur  ( spray )  selama  2  jam  yang  memberikan  persen  penurunan  yang  optimal  untuk ion  logam  Fe 3+ dan  Mn 4+ yakni  98,68%  dan  94,22%.  Sedangkan  untuk  adsorpsi menggunakan serbuk  kulit buah  kakao penurunan optimal terjadi pada massa adsorben 0,2  gram  dan  waktu  adsorpsi  60  menit  untuk  besi  dan  mangan  masing-masing  96,36% dan 95,15%.
Kata Kunci: Kakao, adsorben, besi, mangan, aerasi, adsorpsi.

## PENDAHULUAN
Air yang baik untuk keperluan sehari–hari harus memenuhi  standar  mutu  air  bersih  yang  ditetapkan Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia  Nomor  82 Tahun  2001  tentang  Pengelolaan  Kualitas  Air  dan Pengendalian  Pencemaran  Air  yakni  0,3  mg/L  untuk logam  Fe    dan  0,1  mg/L  untuk  logam  Mn  Standar mutu air minum dan air bersih untuk keperluan rumah tangga telah ditetapkan berdasarkan SNI No 01-3553- 2006 tentang syarat-syarat kualitas air minum dan air bersih.  Standar  baku  air  minum  yang  telah
disesuaikan  dengan  standar  Internasional  WHO, bertujuan untuk memelihara, melindungi dan mempertinggi  derajat  kesehatan  masyarakat  (Amin dan Sari, 2014).
Salah satu sumber air yang digunakan masyarakat  untuk  memenuhi  kebutuhan  akan  air adalah  air  sumur.  Air  sumur  rentan  tercemar  karena adanya  perembesan  yang  dapat  menyebabkan peningkatan  kadar  bahan  kimia  seperti  logam  besi, mangan,  dan  bahan  organik  lainnya  (La  Aba  dkk., 2017)
Keberadaan kandungan logam Fe dan Mn dalam air  tidak  hanya  dapat  dideteksi  di  laboratorium,  juga dapat  dikenali  secara  organoleptik.  Konsentrasi  Fe atau  Mn  yang  tinggi  (konsentrasi  1  mg/L),  air  terasa pahit-asam,  berbau  tidak  enak  dan  berwarna  kuning kecoklatan.  Keberadaan  zat  besi  (Fe)  dan  mangan (Mn)  dalam  air  merupakan  permasalahan  yang menjadi  serius  sejak  lama.  Mashadi  dkk.,  (2018)  ion besi (Fe) dan mangan (Mn) bervalensi dua umumnya terdapat dalam air tanah secara bersamaan. Fe dan Mn dalam  air  dapat  menyebabkan  kekeruhan,  korosi, pakaian  mudah  rusak,  waktu  yang  lama  dapat  erusak hati,  dan    kesadahan.  Fe  dan  Mn  juga  menyebabkan warna  kekuningan  pada  cucian  dan  alat  plambing (Mandasari  dan  Purnomo,  2016).  Pemakaian  air minum yang tidak memenuhi syarat dapat mengakibatkan  terganggunya  kesehatan.  Kadar  Fe dan Mn dalam air minum  yang diperbolehkan adalah masing-masing  <  0,3  mg/L  dan  <  0,1  mg/L.  Air dengan  kadar  Fe  dan  Mn  yang  tinggi  akan menyebabkan pakaian mudah rusak dan bila diminum dalam jangka lama dan jumlah banyak akan  merusak hati.
Selain  dapat  menggangu  kesehatan,  deposit  Fe dan  Mn  juga  dapat  menyebabkan  kerak  dalam jaringan  pipa,  tangki  bertekanan,  pemanas  air  dan peralatan pelunakan air. Air yang mengandung logam Fe  akan  menimbulkan  rasa,  bau  logam  yang  amis pada  air,  terdapat  warna  coklat  pada  pakaian  putih. Penurunkan  kadar  Fe  dan  Mn  dalam  air  sumur  gali guna memenuhi kebutuhan tubuh manusia diperlukan. Edahwati dan Suprihatin (2013) salah satu pengolahan  air  yang  mengalami  pencemaran  dapat dilakukan  dengan  metode  aerasi  dan  adsorpsi.  Pada skala  industri,  Fe  dan  Mn  dalam  air  biasanya diturunkan  dengan  mengaerasi  air  pada  pH  >7 sehingga  kedua  logam  ini  mengendap  sebagai oksidanya.  Aerasi  merupakan  proses  pengolahan  air dengan  mengusahakan  adanya  kontak  langsung dengan  udara  dengan  tujuan  untuk  menaikkan kandungan oksigen dalam air dan mengurangi karbon dioksida,  menghilangkan  hidrogen  sulfida,  metana, dan berbagai macam bahan organik yang mempengaruhi bau dan rasa (Batara dkk., 2017).
Perkembangan  teknologi  yang  semakin  maju memunculkan teknologi alat pemurni air yang mampu menurunkan  kadar  besi  (Fe)  dan  mangan  (Mn)  pada air  misalnya  menggunkan  resin  penukar  ion,  namun teknologi ini membutuhkan biaya yang relatif mahal. Penggunaan aerator sembur (spray) dan saringan pasir cepat  untuk  menurunkan  kadar  Fe  dan  Mn  dapat menjadi  salah  satu  alternatif.  Sutrisno  (2010) malakukan aerasi sembur dapat menurunkan kadar Fe
sebesar  1,397  mg/mL  dari  konsentrasi  awal  4,056 mg/L.  Sedangkan  untuk  aerator casecade 12  step mampu  menyerap  oksigen  sebesar  1,02-0,81  mg/L dengan  efisiensi  penurunan  kadar  Fe  sebesar  1,705- 2,83 mg/L, dan untuk 7 step dapat menyerap oksigen sebesar  0,61-0,41  mg/L  dengan  efisiensi  penurunan kadar  Fe  menjadi  0,51-0,86  mg/L.  Hasil  penelitian Hartini  (2012)  menujukkan  bahwa  penggunaan aerator casecade memberikan  hasil  yang  lebih  baik dalam  menurunkan  kadar  Mn  air  sumur  gali  sampai dengan  rata-rata  0,02  mg/L,  dengan  efektivitas sebesar 98,74%. Aerator gelembung dapat menurunkan kadar Mn air sumur gali dengan rata-rata 0,43 mg/L, dan efektivitas 76,47%. Namun demikian sesuai  dengan  baku  mutu  menurut  Peraturan  Menteri Kesehatan  RI  No.416/MenKes/PER/IX/1990,  yaitu kadar  Fe  maksimum  0,3  mg/L  dan  kadar  Mn maksimum 0,1 mg/L.
Penggunaan metode aerasi spray untuk menurunkan kadar Fe dan Mn dilakukan dengan cara mengkontakan  udara  (oksigen)  pada  air  dengan  cara menyemburkan  ke  udara  sehingga  logam  berat  yang pada  air  dapat  terikat  dengan  oksigen  sehingga mengendap.  Aerator  dapat  meningkatkan  kadar oksigen  terlarut  (DO)  dalam  air  baku  yang  berfungsi menurunkan  kadar  Fe,  mangan,  bahan  organik,  dan ammonia  sehingga  dapat  membuat  kualitas  air menjadi layak pakai.
Metode  lain  yang  dapat  digunakan  untuk menurunkan  kadar  Fe  dan  Mn  adalah  metode adsorpsi. Salah satu adsorben yang cukup menjanjikan  adalah  kulit  buah  kakao (Theobroma cacao L) . (Purnamawati dan Utami, 2014), kulit buah kakao (Theobroma  cacao  L) mempunyai  kandungan senyawa  organik  seperti  protein  kasar  5,69-9,69  %, lemak  0,02-0,15  %,  glukosa  1,16-3,92  %,  sukrosa 0,02-0,18  %,  pektin  5,30-7,08  %,  dan  serat  kasar 33,19-39,45%. Masitoh dan Monica (2013)
mengadsorpsi  ion  logam  Cd 2+ dalam  pelarut  air menggunakan  limbah  kulit  buah  kakao (Theobroma cacao  L) dengan  massa  adsorben  6  gram  dengan waktu  kontak  optimal  60  menit  dengan  persen adsorpsi  sebesar  94,075%.  Juwita  dkk.,  2018, Efektivitas arang kulit buah kakao dapat menurunkan kesadahan,  salinitas,  dan  senyawa  organik  dalam  air (Juwita dkk., 2018).
Berdasarkan  latar  belakang  tersebut  maka  telah dilakukan  studi  perbandingan  kemampuan  metode aerasi spray dan adsorpsi untuk menurunkan kadar Fe dan Mn Pada Air Sumur Gali.

## METODOLOGI

## Bahan
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  kulit  buah  kakao  ( Theobroma  cacao  L. ) sebagai bahan baku utama, kertas saring whatman 42, aluminium  foil,  dan  aquades,  FeCl 3 .6H 2 O,  MnO 2 , sampel air sumur gali.

## Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah blender,  timbangan  analitik,  wadah  besar,  spatula, kain  tipis,  stopwatch,  botol  semprot,  corong,  pipet tetes,  pipet  voleme  100  mL,  batang  pengaduk,  mesin aerator,  pipa  PVC  berdiameter  22  mm,  lem  pipa, oven, ayakan 45 mesh, labu erlemeyer 100 mL, gelas Beaker  50  mL,  stirer  magnetik,  oven,  pompa  air, kertas  label,  Spektrofotometri  Serapan  atom  (SSA) (Perkin Elmer PinAAcle 900T)  dan Spektrofotometri Serapan  atom  (SSA)  (Hitachi  Z  2000), pipa  PVC pipa ukuran kecil, kran, penggaris, pisau/ kater, botol sampel 600 mL.

## Pengambilan Sampel
Botol sampel sebelum digunakan terlebih dahulu dibilas dengan aquades dan asam kuat. Air sumur gali dimasukan  ke  dalam  botol  sampel  250  mL,  diberi label,  dan  diawetkan  selanjutnya  di  bawa  ke laboratorium.
Pembuatan Aerator Sembur ( spray )
Pipa  PVC  yang  berdiameter  22  mm  sedang dibuat  sejajar  3  baris  dan  dihubungkan  dengan penghubung  pipa  sehingga  membentuk  persegi.  Pada salah  satu  sisi  pipa  PVC  dilubangi  sebagai  tempat penghubung dengan pompa aerator. Pada pada bagian atas  pipa  PVC  dilubangi  dengan  jarak  yang  sama. Pada bagian atas pipa dipasangkan kembali pipa kecil pada  masing-masing  lubang  tersebut  dan  dibiarkan menjulang keatas dan direkatkan dengan lem pipa.

## Pembuatan Adsorben dari Kulit Buah Kakao
Kulit  buah  kakao  yang  sudah  bersih,  dipotong kecil-kecil,  diblender  sampai  halus.  Setelah  itu, dilarutkan  dengan  menggunakan  aquades,  diaduk, kemudian  disaring.  Perlakuan  pencucian  sambil diaduk  dan  dilakukan  penyaringan  berulang-ulang sampai filtrat yang dihasilkan berubah menjadi jernih. Kulit  buah  kakao  yang  sudah  jernih  dikeringkan dengan  menggunakan  oven  sampai  suhu  105 selama  1-2  hari  (Asriani,  2015).  Serbuk  kulit  buah kakao  yang  sudah  kering  diblender  sampai  halus kemudian dilakukan pengayakan menggunakan ayakan ukuran 45 mesh.
Pembuatan Bak Aerator Sembur ( Spray )
Kaca/aquarium  dengan  ukuran  panjang  80  cm, lebar  60  cm  dan  tinggi  50  cm  yang  telah  disiapkan dilubangi  bagian  samping  bawah  menggunakan  bor kaca  sesuai  dengan  ukuran  kran  yang  telah  tersedia. Dan dipasang aerator yang telah dihubungkan dengan listrik.
Penurunan  Kadar  Fe  dan  Mn  Air  Sumur  Gali menggunakan Aerator Sembur ( Spray )
Sampel  dimasukan  kedalam  bak  penampungan yang  kemudian  dialirkan  pada  aerator.  Aerasi dilakukan  dengan  menggunakan  aerator  sembur ( spray ),  dimana  air  yang  berada  dalam  bak  dialirkan melewati  pipa  yang  kemudian  dialirkan  ke  dalam wadah penampungan aerasi sehingga secara langsung akan  terjadi  kontak  dengan  udara.  Tekanan  pompa aerator  diatur  sama  pada  9  pipa spray dengan memvariasikan waktu semburan yakni masing-masing 1  jam,  2  jam,  dan  3  jam.  Kemudian  dilakukan pengukuran  terhadap  kadar  besi  (Fe)  dan  kadar mangan (Mn) menggunakan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) dan parameter fisika yakni, rasa, warna, dan bau.
Penurunan  Kadar  Fe  dan  Mn  Air  Sumur  Gali menggunakan Aerator Sembur ( Spray )
Sampel  dimasukan  ke  dalam  bak  penampungan yang  kemudian  dialirkan  pada  aerator.  Aerasi dilakukan  dengan  menggunakan  aerator  sembur ( spray ),  dimana  air  yang  berada  dalam  bak  dialirkan melewati  pipa  yang  kemudian  dialirkan  ke  dalam wadah penampungan aerasi sehingga secara langsung akan  terjadi  kontak  dengan  dilakukan  proses  aerasi, dilanjutkan  dengan  proses  adsorbsi  menggunakan serbuk  kulit  buah  kakao (Theobroma  cacao  L). Air sumur  hasil  aerasi  diukur  sebanyak  100  mL  pada masing-masing  hasil  aerasi  dan  ditambahkan  2  gram adsorben  serbuk  kulit  buah  kakao  pada  masing- masing  variasi  waktu  aerasi.  Setelah  itu  dilakukan pengukuran  terhadap  kadar  besi  (Fe)  dan  kadar mangan (Mn) mengunakan Spektrofotometer Serapan Atom  (SSA)  dan  paremeter  fisik  yakni  rasa,  warna, dan bau. Dari pengolahan air sumur gali tersebut yang menghasilkan  air  bersih  maka,  akan  dibandingkan dengan  Peraturan  Pemerintah  Republik  Indonesia Nomor  82  Tahun  2001  tentang  Pengelolaan  Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air baku  mutu air bersih  yang  ditentukan  untuk  kadar  logam  besi  (Fe) 0,3 mg/L sedangkan  yang  diperbolehkan untuk kadar logam mangan (Mn) 0,1 mg/L.

## Kurva Kalibrasi Larutan Ion Logam Besi
Dipipet  larutan  induk  ion  logam  besi  (Fe 3+ ) 5 ppm masing-masing 0,1; 0,2; 1; 2; 5, 10 dan 12,5 mL. Dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL, diencerkan dengan aquades sampai tanda tera sehingga diperoleh larutan  dengan  konsentrasi  masing-masing  0,005; 0,01;  0,05;  0,1;  0,25;  0,5;  dan  0,75  ppm.  Larutan tersebut  diukur  absorbansinya  menggunakan  SSA pada  panjang  gelombang  optimal  dan  dibuat  kurva antara  konsentrasi  terhadap  absorbansi.  Pada  kurva tersebut dihasilkan persamaan garis linier (y= ax + b) yang  digunakan  untuk  menghitung  konsentrasi  sisa pada  adsorpsi  ion  logam  Fe 3 + oleh  serbuk  kulit  buah kakao.

## Kurva Kalibrasi Larutan Ion Logam Mangan
Dipipet larutan induk ion logam Mangan (Mn 4+ ) 5  ppm  masing-masing  0,5;  1;  2;  4;  dan  8  mL. Dimasukkan  ke  dalam  labu  takar  50  mL,  diencerkan dengan aquades sampai tanda tera sehingga diperoleh larutan  dengan  konsentrasi  masing-masing  0,025; 0,05;  0,1;  0,2;  dan  0,4  ppm.  Larutan  tersebut  diukur absorbansinya  menggunakan  SSA  pada  panjang gelombang  optimal  dan  dibuat  kurva  antara konsentrasi  terhadap  absorbansi.  Pada  kurva  tersebut dihasilkan  persamaan  garis  linier  (y=  ax  +  b)  yang digunakan  untuk  menghitung  konsentrasi  sisa  pada adsorpsi  ion  logam  Mn 4+ oleh  serbuk  kulit  buah kakao.

## Penentuan  Konsentrasi    Ion  Logam  Besi  dan Mangan
Untuk  menghitung  konsentrasi  akhir  larutan  ion logam besi dan mangan, maka dapat dihitung dengan persamaan  :  y  =  ax  +  b       {y:  absorbansi,  a:slope,  b: intersep,  x:  konsentrasi  akhir  (ppm)}.    Adapun perhitungan  efektivitas  pengolahan  dilakukan  sesuai dengan persamaan 1.
∑ (1)
Keterangan :
A = Kadar Besi atau Mn awal B = Kadar Besi atau Mn akhir ∑p = Efektivitas Pengolahan (Sutrisno, 2010).

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisis parameter fisika
Pengamatan  parameter  fisik  pada  sumur  gali yang  menjadi  sampel  penelitian  adalah  berwarna kuning,  di  atas  permukaan  air  terdapat  lapisan minyak, berbau karat, dan berasa masam. Bau dalam
air kemungkinan disebabkan adanya organisme dalam air  seperti  alga,  serta  gas  seperti  H 2 S  yang  terbentuk dalam  kondisi  anaerobik,  dan  oleh  adanya  senyawa- senyawa  organik  yang  lain.  Rasa  air  yang  masam kemungkinan disebabkan adanya bahan-bahan organik  yang  membusuk  dan  kandungan  konsentrasi besi dan Mn terlarut > 1,0 mg/L (Rasman dan Saleh, 2016).

## Pengaruh Waktu Aerasi
Waktu  aerasi  merupakan  salah  satu  faktor  yang mempengaruhi  proses  dan  hasil  aerasi.  Menurut Batara  dkk  (2017)  pipa  aerasi  yang  semakin  panjang dapat  menyebabkan  kontak  oksigen  dalam  air semakin  lama  sehingga  kandungan  oksigen  yang terlarut  dalam  air  (DO)  semakin  besar.  konsentasi hasil aerasi air sumur gali dengan variasi waktu 1, 2, 3 jam  dihitung  berdasarkan  persamaan  regresi  untuk logam  Fe 3+ yakni  y  =  0,0041x  –  0,0019  dan  logam Mn 4+ menggunakan  y  =  0,211x  +  0,00001. Berdasarkan  hasil  perhitungan¸  konsentrasi  hasil aerasi logam besi ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1 Pengaruh Waktu Aerasi terhadap Penurunan

## Kandungan Ion Logam Besi
Lama aerasi (jam) Ion  Logam Besi Kons.Awal (mg/L) Kons. akhir (mg/L) Penuruna n (mg/L) Persentase (%) 0,5 4,0318 0,4284 3,6034 89,37 1 4,0318 0,071 3,96 98,23 2 4,0318 0,063 3,97 98,42 3 4,0318 0,053 3,98 98,68 4 4,0318 0,052 3,99 98,96
Berdasarkan  Tabel  1  menunjukkan  bahwa meningkatnya waktu aerasi menyebabkan peningkatan  persentase  penurunan  besi  di  dalam larutan.  Hal ini diakibatkan karena proses turbulensis yang  terjadi  secara  terus-menerus  menyebabkan kandungan  logam  besi  yang  terlarut  kontak  dengan oksigen  dan  terjadi  proses  oksidasi  sehingga  besi dalam  bentuk  Fe,  Fe 2+ ,  atau  Fe 3+ membentuk  oksida besi  dalam  bentuk  FeOxH 2 O  atau  Fe 2 O 3 xH 2 O  yang ditandai  dengan  adanya  endapan  kuning  kecoklatan yang  tidak  larut  dalam  air. Hal  ini  dapat  disebabkan karena  pada  saat  air  sumur  gali  dipompa  ke  bak penampung,  terjadi  proses  oksidasi  antara  besi  yang ada  di  dalam  air  dengan  oksigen  yang  ada  di  udara (Rasman dan Saleh, 2016).
Reaksi  oksidasi  tersebut  menghasilkan  senyawa besi  dioksida  yang  berupa  gumpalan  halus  ( micro flock )  yang  tak  larut  dalam  air.  Menurut  Said  (2005) untuk setiap 1 mg/L besi diperlukan oksigen sebanyak 0,14  mg/L,  sehingga  apabila  kadar  awal  besi  dalam sumur  gali  4.0318  mg/L,  maka  dibutuhkan  oksigen
sekitar 0,56 mg/L. Namun setelah waktu aerasi 1 jam peningkatan penurunan persentase besi dalam larutan tidak mengalami peningkatan yang signifikan. Hal ini menunjukkan  bahwa  setelah  waktu  aerasi  1  jam konsentrasi  besi  dalam  larutan  semakin  kecil  atau hampir  habis  yang  dapat  dioksidasi  oleh  oksigen. Parameter  fisik  yang  dapat  diamati  secara  visual,  air hasil  aerasi  menjadi  tidak  berwarna  (bening),  tidak berbau  dan  tidak  berasa.  Kandungan  logam  Fe 3+ dalam  air  setelah  proses  aerasi  sembur  memenuhi standar baku yang telah ditetepkan Permen Nomor 82 Tahun  2001  tentang  Pengelolaan  Kualitas  Air  dan Pengendalian  Pencemaran  Air  yakni  maksimal  0,3 mg/L.
Hasil  perhitungan  konsentrasi  logam  Mangan (Mn)  hasil  aerasi  sembur  ditunjukkan  pada  Tabel  2. Berdasarkan  Tabel  2  menunjukkan  bahwa  semakin lama  waktu  aerasi,  maka  semakin  berkurang kandungan  logam  mangan  yang  terlarut  dalam  air sumur  gali.  Pada  waktu  aerasi  30  menit  penurunan kadar  Mn  paling  kecil  atau  hanya  56,13%  dan  terus mengalami  penurunan  kadar  logam  Mn  dalam  air seiring dengan meningkatnya waktu aerasi. Penurunan kadar Mn setelah waktu aerasi 3 jam sudah cenderung  konstan  atau  tidak  mengalami  perubahan yaitu yakni 94,22%. Hal ini diduga disebabkan karena konsentrasi  ion  Mn 2+ sudah  sangat  kecil  dan  tidak dapat  lagi  membentuk  oksida  meskipun  kontak dengan  udara  dari  proses  aerasi  karena  adanya kandungan ion logam lain atau senyawa lain yang ada dalam air sumur atau sampel.
Tabel 2 Pengaruh waktu aerasi
Lama aerasi jam) Mn 4+ (Logam Mangan) Kons. Awal (mg/L) Kons. akhir (mg/L) Penurunan (mg/L) Persentase (%) 0,5 0,1956 0,0858 0,1098 56,13 1 0,1956 0,055 0,140 71,73 2 0,1956 0,017 0,179 91,32 3 0,1956 0,011 0,184 94,22 4 0,1956 0,0109 0,185 94,45
Reaksi  oksidasi  mangan  karena  kontak  dengan oksigen  menghasilkan  senyawa  mangan  dioksida berupa  gumpalan  halus  ( micro  flock )  yang  tak  larut dalam  air.  Hal  ini  juga  akan  mempengaruhi  bsarnya konsentrasi  ion  mangan  dalam  larutan  pada  saat pengukuran  dengan  Spektroskopi  Serapan  Atom (SSA). Penururnan kadar logam pada air bukan hanya disebabkan karena waktu aerasi tetapi juga dipengaruhi  oleh  lama  pengendapan  (Rasman  dan Saleh,  2016). Ketika logam  besi  atau  mangan  kontak dengan  oksigen  atau  oksidator  lain,  maka  akan teroksidasi  menjadi  valensi  yang  lebih  tinggi, membentuk ion kompleks baru yang tidak larut dalam
jumlah  yang  cukup  besar  (La  Aba  dkk.,  2017).  Oleh karena itu, mangan dan besi dapat dihilangkan dengan pengendapan (sedimentasi) setelah aerasi.
Penurunan Ion Logam Besi (Fe 3+ )
Hasil  adsorpsi  ion  logam  Fe 3+ menggunakan adsorben  dari  serbuk  kulit  buah  kakao  sebagai adsorben  dengan  waktu  yang  bervariasi  (30;  45;  60; dan 75 menit ditunjukkan pada Tabel 3. Berdasarkan  data  pada  Tabel  3  menunjukkan bahwa adsorben dari kulit buah kakao mempunyai  kemampuan  untuk  menurunkan kandungan  ion  logam  besi  dalam  air  sumur  gali. Semakin  lama  waktu  adsorpsi  diikuti  pula peningkatan  adsorpsi  ion  logam  besi  dalam larutan  air  sumur  hingga  kondisi  optimum  yaitu selama 1 jam.
Tabel 3 Penurunan Kandungan Ion Logam Besi (Fe 3+ ) Menggunakan Serbuk Kulit Buah Kakao pada Waktu Bervariasi
Lama adsrpsi jam)
Ion Logam Fe 3+ Kons. Awal (mg/L) Kons. akhir (mg/L) Penurunan (mg/L) Persentase (%) 0,5 4,0318 0,5402 3,4916 86,60 1 4,0318 0,1685 3,8633 95,82 2 4,0318 0,0972 3,9346 97,59 3 4,0318 0,1068 3,9250 97,35 4 4,0318 0,1133 3,9185 97,19
Setelah  waktu  adsorpsi  1  jam  kemampuan adsorben relatif konstan bahkan cenderung turun. Hal ini  diduga  disebabkan  karena  dengan  waktu  yang lebih  lama  memungkinkan  lepasnya  kompleks  besi dengan  gugus  aktif  pada  permukaan  adsorben sehingga  akan  menambah  ion  logam  besi  di  dalam larutan air.
Penurunan Ion Logam Mangan (Mn 2+ )
Kemampuan  adsorben  dari  kulit  buah  untuk mengadsorpsi  ion  logam  mangan  pada  variasi  waktu adsorpsi  yang  berbeda  ditunjukkan  pada  Tabel  4. Berdasarkan  data  pada  Tabel  4  menunjukkan  bahwa adsorben  dari  serbuk  kulit  buah  kakao  dapat menurunkan  kadar  ion  logam  Mn 2+ pada  air  sumur gali.    Pada  lama  adsorpsi  3  jam  merupakan  waktu adsorpsi  maksimal  dengan  persentase  90,95%.  Pada waktu  yang  lebih  lama  kemampuan  adsorpsi  tidak bertambah,  bahkan  cenderung  turun.  Hal  ini disebabkan mempunyai kemampuan untuk menurunkan  kandungan  ion  logam  besi  dalam  air sumur gali. Semakin lama waktu adsorpsi diikuti pula peningkatan adsorpsi ion logam besi dalam larutan air sumur  hingga  kondisi  optimum  yaitu  selama  1  jam.
Setelah  waktu  adsorpsi  1  jam  kemampuan  adsorben relatif konstan bahkan cenderung turun.
Tabel 4 Penurunan Kandungan Ion Logam Mangan (Mn 2+ ) Menggunakan Serbuk Kulit Buah Kakao
Lama adsorpsi jam) Ion Logam Mangan Kons. Awal (mg/L) Kons. akhir (mg/L) Penurunan (mg/L) Persentase (%) 0,5 0,1956 0,0964 0,0992 50,71 1 0,1956 0,0522 0,1434 73,31 2 0,1956 0,0345 0,1611 82,36 3 0,1956 0,0177 0,1779 90,95 4 0,1956 0,0179 0,1777 90,84
Hal  ini  diduga  disebabkan  karena  dengan  waktu yang  lebih  lama  memungkinkan  lepasnya  kompleks besi  dengan  gugus  aktif  pada  permukaan  adsorben sehingga  akan  menambah  ion  logam  besi  di  dalam larutan air.

## Perbandingan  Metode  Eerasi  Sembur  dengan Metode Adsorpsi
Penurunan kadar ion besi dan ion mangan dalam air  sumur  gali  agar  memenuhi  persyaratan  air  layak konsumsi  dilakukan  aplikasi  metode  aerasi  sembur dan  metode  adsorpsi.  Kemampuan  kedua  metode untuk  menurunkan  kadar  besi  dan  mangan  dalam  air sumur  gali  disajikan  pada  Tabel  5.  Berdasarkan  data pada  Tabel  5  perbandingan  persentase  penurunan kadar  besi  maupun  mangan  pada  air  sumur  gali menggunakan  metode  aerasi  sembur  dan  adsorpsi mengalami  kecenderungan  yang  sama  dengan meningkatnya  waktu.  Namun  demikian  persentase penurunan    kedua  logam  lebih  besar  menggunakan aerasi sembur dibandingkan dengan metode adsorpsi. Hal  ini  kemungkinan  disebabkan  karena  pada  proses aerasi  sembur  kontak  antara  logam  besi  maupun mangan  lebih  cepar  terjadi  sehingga  proses  oksidasi juga lebih cepat terjadi.
Proses  kontak  terus  terjadi  dengan  oksigen  baru yang  disemburkan  sehingga  ion  logam  yang  sudah membentuk  oksida  tidak  mempengaruhi  ion  logam yang  akan  membentuk  oksida  dengan  oksigen  yang dialirkan  dari  sumber  aerasi.  Sedangkan  pada  proses adsorpsi  beberapa  gugus  aktif  seperti  oksigen  dan gugus  hidroksi  mempunyai  kecenderungan  kedua gugus  aktif  untuk  mengikat  ion  logam  besi  maupun mangan.  Kehadiran  atom  dan  gugus  hidroksi  pada serbuk  kulit  buah  kakao  dalam  air  sumur  gali  akan menyebabkan  terjadinya  ikatan  hidrogen  sehingga proses  pembentukan  kompleks  antara  ion  logam  besi maupun mangan akan mengurangi jumlah gugus aktif yang  berikatan.  Akibatnya  jumlah  ion  logam  dalam larutan  tidak  semua  dapat  membentuk  kompleks dengan  gugus  aktif.  Disamping  itu  kehadiran  ikatan
hidrogen  juga  akan  mempegaruhi  waktu  yang dibutuhkan  kompleks  untuk  terjadi  (La  Harimu  dkk., 2019)
Tabel 5. Perbandingan kemampuan kedua metode untuk menurunkan kadar besi dan mangan dalam air sumur gali
Jenis logam Lama aerasi/adsorpsi (jam) Metode Aerasi Adsorpsi
penurunan (%) Penurunan (%) Besi 0,5 89,37 86,60 1 98,23 95,82 2 98,42 97,59 3 98,68 97,35 4 98,96 97,19 Mangan 0,5 56,13 50,71 1 71,73 73,31 2 91,32 82,36 3 94,22 90,95 4 94,45 90,84
Penyebab  lain  kemungkinan  disebabkan  karena masih  adanya  ion  logam  dalam  serbuk  kulit  buah kakao.  Ion  logam  yang  merupakan  pengganggu  atau interferensi  ion  logam  besi  maupun  mangan  dengan gugus  aktif  pada  adsorben  dari  serbuk  kulit  buah kakao  pada  saat  proses  pembentukan  kompleks, meskipun sudah mengalami proses pencucian. Karena kehadiran  ion  logam  seperti  besi  pada  kulit  buah kakao  akan  sulit  terlepas  atau  larut  pada  saat  proses pencucian karena terjadi ikatan kimia didalamnya.
Untuk  perbedaan  persentase  ion  logam  besi dengan  mangan  berbeda  yang  terendapkan  maupun teradsorpsi disebabkan karena ditinjau dari reaktivitas ion  logam  besi  lebih  reaktif  dibandingan  dengan  ion mangan sehingga proses oksidasi maupun pembentukan  kompleks  lebih  cepat.  Kecepatan pembentukan  kompleks  dipengaruhi  oleh  muatan  ion logam.  Ion  logam  dengan  muatan  yang  lebih  besar akan lebih mudah membentuk kompleks dibandingkan  dengan  ion  logam  dengan  muatan  ion lebih rendah. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian La Harimu dkk.,  (2009; 2010) bahwa ion logam dengan muatan  lebih  besar  mempunyai  persen  ekstraksi, pemisahan  secara  membran,  maupun  secara  adsorpsi yang  lebih  besar  dibandingkan  dengan  ion  logam dengan muatan yang lebih kecil.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa penggunaan  metode  aerasi  sembur  ( spray )  dan adsopsi  menggunakan    adsorben  serbuk  kulit  buah kulit  buah  kakao (Theobroma  cacao  L) dapat menurunkan  kadar  ion  logam  besi  dan  ion  logam
mangan  pada  air  sumur  gali.  Waktu  optimal  metode aerasi  sembur  untuk  menurunkan  ion  logam  besi adalah  1  jam  dan  3  jam  untuk  ion  logam  mangan dengan  penurunan  kadar  ion  logam  Fe 3+ dan  ion logam  Mn 4+ masing-masing  sebesar  98,23%  dan 94,22%.  Untuk  metode  adsorpsi  penurunan  optimal untuk  ion  logam  besi  terjadi  pada  waktu  adsorpsi  2 jam  dan  untuk  ion  logam  mangan  selama  3  jam dengan  persen  adsorpsi  berturut-turut  masing-masing 97,59% dan 90,95%.

## DAFTAR PUSTAKA
Amin,  J.M.  dan  Sari,  D.  P.,  2015.  Penurunan  Kadar Besi  dan  Mangan  Terlarut  dalam  Air  Payau Melalui  Proses  Oksidasi  Menggunakan  Kalium Permanganat. Pros.  Seminar  Nasional  ISBN: 979-587-529-9. Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.
Asriani,  2015.  Variasi  Massa  Adsorben  dari  Serbuk Kulit  Buah  Kakao  ( Theobroma  Cacao  L.) Dan pH Larutan Ion Logam Untuk Mengadsorpsi Ion Logam  Krom  (Cr 6+ )  Dan  Nikel  (Ni 2+ ). Skripsi ,
Universitas Halu Oleo. Kendari.
Batara  K.,  Badrus  Z.  dan  Wiharyanto  O.,  2017.
Pengaruh  Debit  Udara  dan  Waktu  Aerasi Tehadap  Efisiensi  Penurunan  Besi  dan  Mangan Menggunakan  Diffuser  Aerator  pada  Air  Tanah. J. Teknik Lingkungan , 6(1), 1-10.
Edahwati L. dan Suprihatin, 2013. Kombinasi Proses Aerasi,  Adsorpsi,  Dan  Filtrasi  Pada  Pengolahan Air  Limbah  Industri  Perikanan. J.  Teknik Lingkungan, 1 (2), 79-83.
Hartini,  E.,  2012. Cascade  Aerator dan Bubble Aerator dalam  Menurunkan  Kadar  Mangan  Air Sumur Gali. J. Kesehatan Masyarakat, 8(1), 42- 50.
Juwita  A.  I.,  Ilham  A.,  Musdalifah,  Emmi  B.  dan Syahrul  B.,  2018.  Efektifitas  Penggunaan  Arang Limbah  Kulit  Kakao  (Theobroma  cacao  L.) untuk  Menurunkan  Kesadahan,  Salinitas  dan Senyawa Organik Air. J. Higiene , 4(1), 1-10.
La  Aba,  Bahrin  dan  Armid,  2017.  Pengolahan  Air Sumur  Gali  dengan  Metode  Aerasi-filtrasi Menggunakan  Aerator  Gelembung  dan  Saringan Pasir  Cepat  untuk  Menurunkan  Kadar  Besi  (Fe) dan Mangan (Mn), J Fisika Aplikasi UHO, 13(2), 38-47.
La  Harimu,  Sabirin  M.,  Dwi  S.  dan  S.  J.  Santosa, 2009.  Sintesis  Poli(asam  eugenil  oksiasetat) sebagai Pengemban untuk Pemisahan Ion Logam Berat Fe(III), Cr(III), Cu(II),  Ni(II), Co(II), dan Pb(II)  Menggunakan  Metode  Ekstraksi  Pelarut. Indo. J. Chem., 9 (2), 261 - 266.
La  Harimu,  Sabirin  M.,  Dwi  S.  dan  S.  J.  Santosa, 2010,  Pemisahan  Ion  Logam  Berat  Fe(III), Cr(III),  Cu(II),  Ni(II),  Co(II),  dan  Pb(II)
Menggunakan Pengemban Ion Poli(Asam
Eugenil  Oksiasetat)  dengan  Metode  Transpor Membran Cair, Indo. J. Chem., 10 (1), 69 - 74. La  Harimu,  La  Rudi,  Aceng  H.,  Giswa  A.P.S.  dan Asriyanti, 2019. Studi Variasi Konsentrasi NaOH Dan  H 2 SO 4 untuk  Memurnikan  Silika  dari  Abu Sekam  Padi  Sebagai  Adsorben  Ion  Logam  Pb 2+ dan Cu 2+ . Indo. J. Chem. Res ., 6(2), 81-87
Mashadi  A.,  Bambang  S.,  Anis.  dan  Muhammad  A.,
2018.  Peningkatan  Kualitas,  Fe  Dan  Kekeruhan dari  Air  Sumur  Gali  Dengan  Metode  Filtrasi. J.
Riset Rekayasa Sipil , 1 (2), 105-113 Mandasari I., dan Purnomo A., 2016. Penurunan Ion Besi  (Fe)  dan  Mangan  (Mn)  dalam  Air  dengan Serbuk  Gergaji  Kayu  Kamper. J.  Teknik  ITS , 5(1), 56-63.
Purnamawati  H.  dan  Utami  B.,  2014.  Pemanfaatan Limbah Kulit Buah Kakao (Theobroma cocoa L.) Sebagai  Adsorben  Zat  Warna  Rhodamin  B.
Prosiding Seminar Nasional Fisika dan Pendidikan Fisika , 5(1), 12-18.
Rasman,  M.  S.,  2016.  Penurunan  Kadar  Besi  (Fe) dengan  Sistem  Aerasi  dan  Filtrasi  Pada  Air Sumur Gali. J. Higiene, 2(3), 159-167.
Said, N.I., 2005. Metoda Penghilangan Zat Besi dan Mangan  di  dalam  Penyediaan  Air  Minum Domestik. J.A.I. 1(3), 239-250.