Available online at: http://journals.ums.ac.id/index.php/pharmacon

## Reduksi Kadar Besi Dalam Air Sumur di Lingkungan Universitas Muhammadiyah Surakarta dengan Filter

## Iron Level Reduction in Wells Water in the Universitas Muhammadiyah Surakarta using Filters
Hesti Pawarti*, Lia Intan Citradewi, Aulia Tassya Fadhilla, Andi Suhendi Fakultas Farmasi, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jalan A. Yani Pabelan Kartasura Tromol Pos I Surakarta 57102 *Email: pawartihesti@gmail.com

## Abstrak
Besi adalah metal  berwarna  putih  keperakan, liat, dan  dapat dibentuk.  Biasanya di alam  didapat  sebagai hematit. Besi merupakan elemen kimiawi yang dapat ditemui hampir di semua tempat di muka bumi, pada semua bagian lapisan geologis, dan semua badan air. Pada air permukaan, jarang ditemui kadar Fe lebih dari 1 mg/L, tetapi dalam air, kadar Fe dapat jauh lebih tinggi. Apabila terakumulasi dalam tubuh, besi dapat menyebabkan masalah kesehatan, seperti iritasi kulit, gangguan saluran pernafasan, dan dapat menyebabkan kanker dalam jangka panjang. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui reduksi kadar besi dalam air sumur di  lingkungan  Universitas  Muhammadiyah  Surakarta  (UMS)  menggunakan  metode  Spektrofotometri dengan reagen fenantrolin. Sampel diambil sebanyak lima titik pada tiga daerah berbeda, yaitu Tanuragan (dekat sungai), Menco dan Nilasari (pemukiman padat), dan Gonilan (Dekat sawah) menunjukkan hasil yang positif mengandung besi dengan kadar tertinggi pada sampel tanpa penyaringan sebesar 9,478 ppm. Kadar tersebut  menurun  setelah  dilakukan  filtrasi  menggunakan  empat  filter  yaitu  filter  berbahan  karbon,  kain katun, busa, karbon tiga lapis pada tiap sampel. Reduksi  kadar besi paling  baik  menggunakan filter berbahan katun dengan persen reduksi sebesar 100%.
Kata kunci: Besi, filter, air sumur, spektrofotometer.

## Abstract
Iron was silvery white, clay, and can be formed.  it was usually obtained as hematite in nature. Iron was a chemical  element  that  could  be  found  in  almost  all  places  on  the  face  of  the  earth,  in  all  parts  of  the geological layer, and all bodies of water. In surface water, Fe was rarely found more than 1 mg / L, but in the  water,  Fe  content  could  be  much  higher.  When  it  accumulated  in  the  body,  iron  could  cause  health problems, such as skin irritation, respiratory problems, and cause cancer in a long time. This study aims to determine the reduction of iron content in well water at the Universitas Muhammadiyah Surakarta (UMS) using the Spectrophotometry method with phenanthroline reagents. The samples were taken as many as five points in three different regions, namely Tanuragan (near the river), Menco and Nilasari (dense settlements), and  Gonilan  (near  the  rice  fields)  showed  positive  results  containing  iron  with  the  highest  levels  in  the sample without filtering at 9,478 ppm. These levels decreased after filtration using four filters, namely filters made of carbon, cotton, foam, carbon three layers in each sample. The iron content reduction was best to use cotton filters with 100% reduction in percent.
Keywords: Iron, filter, well water, spectrophotometer
P EN DAH U L UAN
Air  memegang  peranan  penting  dalam siklus  kehidupan.  Berbagai  kebutuhan makhluk  hidup  antara  lain  hewan  dan tumbuh-tumbuhan  serta  kebutuhan  manusia seperti  memasak,  mandi,  mencuci  dan kebutuhan lainnya semuanya memerlukan air.
Dari  sudut  pandang  biologi,  air  berperan penting  pada  semua  proses  dalam  tubuh manusia, misalnya pencernaan, metabolisme, transportasi,  mengatur  keseimbangan  suhu tubuh (Guyton, 1987).
Dari  segi  kualitas,  air  bersih  harus memenuhi syarat kesehatan baik secara fisik,
Available online at: http://journals.ums.ac.id/index.php/pharmacon
kimia,  mikrobiologis  maupun  radioaktif sesuai  peraturan  pemerintah  melalui  Dinas Kesehatan  (Dinkes)  maupun  lingkungan. Umumnya  air  yang  dipergunakan  untuk pemenuhan  kebutuhan  sehari-hari  sampai dengan  saat  ini  selain  air  dari  Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) adalah air tanah (air  sumur).  Sebagian  besar  masyarakat Indonesia terutama yang tinggal di pedalaman masih  mengandalkan  air  tanah.  UKM-UKM yang  menggunakan  air  dalam  proses usahanya  pun  hampir  semua  menggunakan air  tanah.  Kendala  yang  timbul  ketika penggunaan  air  tanah  adalah  kandungan mineral.  Jenis  kandungan  mineral  air  tanah cukup beragam, antara lain air raksa, zat besi, mangan,  natrium,  tembaga,  seng,  dan sebagainya.  Selama  beberapa  tahun  terakhir pencemaran  air  oleh  logam  berat  telah menjadi masalah di seluruh dunia termasuk di Indonesia,  sebab  logam  berat  tidak  bisa dihancurkan  dan  dapat  terakumulasi  dalam perairan (Ozturk et al , 2009). Besi  adalah  logam  yang  dihasilkan  dari bijih besi dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur  bebas.  Besi  adalah  logam  yang keberadaannya  memiliki  jumlah  besar. Logam ini kelimpahannya berada pada urutan kedua setelah alumunium. Hal ini disebabkan beberapa  hal  diantaranya  kelimpahan  besi dikulit  bumi  cukup  besar.  Elemen  ini  dapat ditemui hampir pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya zat besi yang  ada  di  dalam air dapat  bersifat  terlarut (Canham dan overtone, 2003).

## METODE PENELITIAN
Alat Alat-alat yang digunakan dalam
penelitian ini yaitu alat-alat gelas yang biasa digunakan di laboratorium kimia, spektrofotometer UV-Vis (UV Mini
SHIMADZU), timbangan analitik, bejana air, filter kain berbahan karbon penuh, karbon tiga lapis, kain katun, busa.
Bahan Bahan-bahan yang digunakan adalah air tanah dari daerah sekitar UMS, pereaksi asam
nitrat, kalium tiosianat, Besi (III) klorida, dan aquadest.

## PenentuanTitik Sampling
Titik sampling diambil pada lima tempat berbeda secara acak berdasarkan survei lokasi yang diperkirakan mengandung kadar logam besi  yang  tinggi  dengan  pertimbangan beberapa kriteria seperti bau, rasa, dan  warna.

## Pengambilan Sampel Air (sampling)
Menggunakan  dirijen  berukuran  10  L untuk  mengambil  air.  Sebelum  digunakan, dibilias dirijen dengan menggunakan sampel air sebanyak 3 kali.
Pembuatan Larutan Standar Besi (Fe) Larutan  Fe  100  ppm  diperoleh  dengan cara  melarutkan  0,04833  gram  FeCl 3 .H 2 O dengan aquadest  ditambahkan beberapa tetes asam klorida kemudian ditambahkan aquadest hingga volumenya 100 mL.

## Pembuatan Larutan Standar
Digunakan lima buah labu ukur 25 mL. Larutan  Fe  100  ppm  disiapkan  untuk membuat  larutan  standar  Fe  dengan konsentrasi 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5 ppm dengan menambahkan (50; 125; 250; 375; 500; 625) µL.    Masing-masing  ditambahkan  dengan  3 mL  HNO 3 4  N,  dan  5  mL  KCNS  2  M ditambahkan dengan aquadest hingga volume 25 mL dan dikocok hingga larut.
Setelah  dibuat  campuran,  selanjutnya dimasukkan  ke  dalam  kuvet  yang  sudah dibilas  dengan  etanol  96%.  Absorbansinya diukur  menggunakan  spektrofotometer  UV- Vis dengan panjang gelombang 400-800 nm. Absorbansi  yang  diperoleh  dibuat  kurva kalibrasi  konsentrasi  Fe  standar  terhadap absorbansi.
Pembuatan Larutan HNO 3 4 N Sebanyak  28  mL  larutan  HNO 3 pa dilarutkan dalam 100 mL aquadest. Sehingga didapat  konsentrasi  HNO 3 4  N.  Larutan disimpan dalam botol coklat.

## Pembuatan Larutan KCNS 2 M
Sebanyak  19,4  gram  KCNS  dilarutkan menggunakan aquadest sampai 100 mL.

## Penyiapan Perlakuan (Filter air)
Digunakan  4  jenis bahan  filter  kran  air, yaitu  karbon  akif,  busa,  kain  nylon,  kain
Available online at: http://journals.ums.ac.id/index.php/pharmacon
katun. Masing-masing filter disediakan untuk 5 titik sampel.
Perlakuan Terhadap Sampel Air Sampel air yang tersedia dibagi menjadi dua  bagian,  yaitu  sampel  yang  tidak mengalami  perlakuan  dan  sampel  yang mengalami perlakuan.
Sampel yang mengalami perlakuan dibagi kembali menjadi 4  bagian  menyesuaikan  dengan  filter  yang ada.  Kemudian  sampel  air  di  filtrasi.  Hasil filtrasi ditampung di jerigen 1 L.

## Analisis Penampakan Fisik
Penampakan sampel air diamati sebelum dan  sesudah  mengalami  perlakuan  meliputi warna,  bau,  rasa,  kekeruhan  (visual), pembentukan endapan.

## Analisis Kadar Logam Besi
Sampel air sebanyak 10 mL ditambahkan dengan  3  mL  HNO 3 dan  5  mL  dimasukan kedalam  labu  ukur  25,0  mL.  Ditambahkan sampai  tanda  tera  dengan  aquadest  dan dikocok hingga homogen. Campuran tersebut selanjutnya dimasukkan kedalam kuvet, yang sebelumnya sudah dibilas dengan etanol 96%. Absorbansinya diukur
menggunakan spektrofotometer  UV-Vis  dengan  panjang gelombang  400-800  nm.  Absorbansi  yang diperoleh    digunakan  untuk  menentukan konsentrasi sampel menggunakan persamaan regresi linier yang telah dihitung.

## Analisis Data
Analisis data deskriptif kuantitatif untuk tujuan  penelitian  pertama  dan  dengan  uji Anava  satu  jalur  ( one  way  Anova )  dengan taraf signifikan 95%.
HASIL DA N PEMBAHA SAN
Pengaruh  adanya  kandungan  besi  pada air  sumur  di  lingkungan  Universitas Muhammadiyah  Surakarta  (UMS)  dirasa cukup mengganggu kenyamanan masyarakat sekitar  sehingga  penggunaan  air  sumur  oleh masyarakat hanya digunakan untuk keperluan tertentu  saja  tidak  sepenuhnya  digunakan untuk memenuhi kebutuhan pokok sebagaimana mestinya.
Penelitian mengenai pengaruh perbedaan filtrasi terhadap kandungan kadar logam besi
pada air sumur di lingkungan UMS dilakukan dengan mengambil lima titik sampling air dari berbagai  tempat  yang  berbeda  tetapi  masih dalam wilayah UMS. Beberapa titik sampling air  yang  kami  ambil  diantaranya  ada  yang diambil dari kost mahasiwa, laundry, masjid, dan  rumah  warga  yang  memiliki  kadar  besi yang  berbeda-beda.  Metode  yang  digunakan dalam penelitian adalah metode spektrofotometri UV.
Tujuan  dari  pengambilan  sampling  air dari  berbagai  tempat  di  lingkungan  UMS adalah  untuk  mengetahui  kadar  besi  dari lokasi  manakah  yang  banyak  mengandung besi,  karena  pada  awalnya  banyak  rumah warga yang sebelumnya merupakan persawahan  dan  kemudian  dibuat  menjadi pemukiman dan adanya kepadatan penduduk.
Perubahan warna dan bau pada air sumur di  lingkungan  UMS  dalam  kurun  waktu tertentu  menjadi  indikator  dari  adanya senyawa  besi,  tetapi  dengan  kadar  yang berbeda-beda sesuai dengan kondisi lingkungan.
Percobaan  diawali  dengan  mencari Operating Time (OT) yang digunakan untuk mencari  panjang  gelombang  maksimum. Hasil OT yang kami peroleh yaitu selama 15 menit. Kemudian dilanjutkan dengan mencari panjang  gelombang  maksimum.  Panjang gelombang  maksimum  yang  kami  peroleh sebesar  477  nm.  Setelah  diperoleh  OT  dan panjang  gelombang  maksimum,  kemudian dicari kurva bakunya dengan membuat enam seri konsentrasi yaitu 0,2 ppm, 0,5 ppm, 1,0 ppm, 1,5 ppm, 2,0 ppm, dan 2,5 ppm.
Penambahan asam nitrat bertujuan untuk membuat  larutan  sampel  menjadi  asam. Karena hanya pada suasana asam besi dapat membentuk senyawa kompleks. Penambahan asam tiosianat ke dalam larutan sampel untuk membuat  senyawa  kompleks  dengan  besi sehingga besi dapat terjadi perubahan warna dan besi bisa ditentukan kadarnya menggunakan  spektrofotometer  UV. Berikut reaksi kimia yang terjadi:
Fe 3+ + 6CNS -  (Fe(CNS) 6 ) 3- Penggunaan filter air yang berbeda-beda
bertujuan  untuk mengetahui  keefektifan  dari masing-masing  filter  air  dengan  bahan  yang berbeda-beda  untuk  menyaring  besi  yang terdapat pada sampling air sumur dengan lima titik pengambilan. Berikut uraian keefektifan dari masing-masing filter air yang digunakan (Gambar 1):
(a) Filter Air Berbahan Karbon, komposisi  filter  air  berbahan  karbon  adalah karbon aktif murni sepenuhnya. Karbon aktif yang  digunakan  mempunyai  pori-pori  yang banyak dan luas. Pori-pori ini berfungsi untuk menyerap setiap kontaminan yang melaluinya.
(b) Filter  Air  Berbahan  Karbon  Tiga Lapis,  filter  ini  memakai  kain non  woven dengan menggunakan zeolit alami dan terdiri dari  karbon  aktif  yang  juga  berfungsi  untuk menghilangkan bau..
(c) Filter Air Berbahan Kain Katun, jenis filter berbahan kain ini merupakan jenis kain katun biasa. Jenis katun ini merupakan jenis kain  yang  mudah  ditemui  dan  harganya terjangkau.
(d) Filter  Air Berbahan Busa, jenis filter ini  merupakan  jenis soft  filter karena
berbahan busa lembut dan halus yang bekerja cukup  efektif  untuk  menyaring  besi  dari berbagai titik air sumur di lingkungan UMS.
Perolehan  kadar  yang  cukup  rendah dengan  absorbansi  minimum  (Tabel  2) menunjukkan  bahwa  pembacaan  kadar dengan menggunakan
instrument spektrofotometer  tidak  dapat  terdeteksi karena  kadar  yang  dianalisis  terlalu  rendah sehingga  tidak  dapat  dideteksi  secara optimum. Selain hal tersebut, faktor dari filter air  yang  digunakan  dengan  jenis  bahan masing-masing  menunjukkan  tidak  adanya perubahan  yang  bermakna  dalam  proses penyaringan, sehingga hanya bisa menyaring sedikit  besi  pada  air  sumur  di  lingkungan UMS.
Gambar 2 menunjukkan rata-rata persen reduksi yang paling besar terdapat pada filter nomor  3  (tiga).  Persen  reduksi  yang  paling besar  menunjukkan  bahwa  filter  tersebut bekerja  cukup  efektif  untuk  menyaring  besi pada  air  sumur  di  lingkungan  UMS.  Pada sampel 1, 3, 4, dan 5  pada saat filtrasi tidak terjadi perubahan warna secara spesifik, tetapi terjadi  perbedaan  pada  persen  reduksi  kadar
Gambar 1. Filter air berbahan karbon (a), karbon tiga lapis (b), kain katun (c) dan busa (d)
Tabel 1. Kadar besi dalam air sumur (ppm)
Sampel Tanpa penyaringan Filter 1 2 3 4 1 0 0 0 0 0 2 9,478 1,811 0,188 0,149 0,217 3 0,865 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 5 0,444 0 0 0 0
sedangkan pada sampel nomor 2 (dua) terjadi perubahan warna pada saat filtrasi.
Masyarakat di sekitar UMS menggunakan  air  sumur  tersebut  untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari, tetapi tidak sepenuhnya digunakan untuk semua keperluan,  karena  ada  yang  memilih  untuk menggunakan air dari sumber lain yang lebih baik. Bagi masyarakat yang menggunakan air sumur  sebagai  keperluan  sehari-hari  sangat disarankan  untuk  menggunakan  filter  air nomor 3 (tiga) yang berbahan kain katun biasa untuk mengurangi kadar besi air sumur. Lebih disarankan agar filter diganti setiap dua bulan
pemakaian.

## KESIMPULAN
Metode  yang  digunakan  dalam penelitian adalah spektrofotometer UV. Hasil penelitian dengan menggunakan empat filter air  yang  berbeda  tersebut  menunjukkan penurunan  kadar  penyaringan  besi  yang rendah dan tidak ada hasil uji yang signifikan. Kadar  hasil  penyaringan  yang  rendah diperoleh  untuk  semua  jenis  filter  yang digunakan,  hal  tersebut  berarti  adanya ketidakefektifan  dari  berbagai  jenis  filter dalam  menyaring  besi  pada  air  sumur  di lingkungan UMS.

## Daftar Pustaka
Depkes RI, 2001. Pedoman Pelayanan Pusat Sterilisasi Jakarta, Hal: 1-7.
Gandjar, I.G., dan Rohman, A., 2007. Kimia Farmasi Analisis .Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Guyton. A.C. 1987. Fisiologi Kedokteran . Jakarta: EGC.
Kartasasmita, E., Tuslinah, L., Fawaz, M. 2009. ‘Penentuan Kadar Besi (II) dalam Sediaan Tablet Besi(II) Sulfat Menggunakan Metode Orto-Fenantrolin’. Jurnal Kesehatan Vol (1) No.1. Hal:69-78. Tasikmalaya : Jurusan Farmasi Sekolah Tinggi Ilmu Kesehatan Bakti Tunas Husada.
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik . Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.
Mulja,  M.  dan  Suharman,  1995,  “ Analisis  Instrumental ”  ed.1,  Airlangga  University  Press, Surabaya.
Gambar 2. Persentase reduksi Fe dengan berbagai macam filter 0 20 40 60 80 100 1 2 3 4 5 P er se nt as e re du ks i b es i ( % ) Sampel tanpa penyaringan filter 1 filter 2 filter 3 filter 4
Rahayu,  Tuti,  2004,  “ Karakteristik  Air  Sumur  Dangkal  di  Wilayah  Kartasura  dan  Upaya Penjernihannya, ” Jurnal Penelitian Sains & Teknologi, Vol. 5, No. 2, 2004: 104 – 124. Surakarta:  Jurusan  Biologi  Fakultas  Keguruan  dan  Ilmu  Pendidikan  Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Roth, J.H. dan Blaschke , G., 1998, Analisis Farmasi , Cetakan III, diterjemahkan oleh Kisman, S., dan Ibrahim, S., Gadjah Mada University Press,. Yogyakarta.
Said,  Nusa  Idaman.  1999. Kesehatan  Masyarakat  dan  Teknologi  Pengolahan  Air .  Jakarta: BPPT.
Setiawan, Dana B. 2012. Penentuan Kadar Besi dalam Air Rumah Tangga. Tersedia di https:// www.academia.edu/5350214/Penentuan_Kadar_Besi_ Dalam_Air (diakses tanggal 5 Juni 2017).
Sutrisno, T., (2004). Teknologi Penyediaan Air Bersih. Jakarta: PT. Rineka Cipta