Analysis of the Thickness of Simple Water Filtration Components on Water Clarity as a Science Learning Media
Saskiyatun Solikhah, Siti Kholifatun Nurhidayah, Solikhatin, Wungu Laela Andani
Universitas Sebelas Maret kiya16sas@gmail.com
Article History accepted 25/6/2024 approved 25/7/2024 published 31/7/2024

## Abstract
Water filtration is one of the filtering media that uses simple tools, but requires high analysis in each constituent component. This research aims to design and analyze the components that affect the level of water clarity in a simple water filtration device as a means of developing problem solving skills. The method used  in  this research is the experimental method by utilizing  simple materials such  as  bottles,  tissues,  cotton,  sand,  coconut  fibers,  gravel,  stones,  and  charcoal.  The  data collection and analysis technique we used was qualitative technique by using some literature such as  books,  journals  and  internet  sources.  The  results  of  the  experimental  research  show  that  the thicker  the  filtration  constituent  components,  the  more  the  water  clarity  level  increases.  The conclusion that can be drawn is that the effective turbidity reduction is produced from filters with a greater thickness of sand and gravel.
Keywords: Water filtration, Experiment, Science Learning

## Abstrak
Penyaringan air adalah salah satu media penyaringan yang menggunakan alat sederhana, tetapi dibutuhkan analisis yang tinggi dalam setiap komponen penyusunnya. Penelitian ini bertujuan untuk merancang  dan  menganalisis  komponen-komponen  yang  mempengaruhi  tingkat  kejernihan  air pada  alat  filtrasi  air  sederhana  sebagai  sarana  untuk  mengembangkan  keterampilan  problem solving.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  yaitu  metode  eksperimen  dengan memanfaatkan bahan sederhana seperti botol, tisu, kapas, pasir, serabut kelapa, kerikil, batu, dan arang. Teknik pengumpulan dan analisis data yang kami gunakan adalah teknik kualitatif dengan menggunakan beberapa literatur seperti buku, jurnal dan sumber-sumber internet. Hasil penelitian eksperimen  menunjukkan  bahwa  semakin  tebal  komponen  penyusun  filtrasi  maka  tingkat kejernihan air semakin meningkat. Simpulan yang dapat diambil yakni penurunan kekeruhan yang efektif dihasilkan dari filter dengan ketebalan pasir dan kerikil yang lebih besar.
Kata kunci: Penyaringan air, Eksperimen, Pembelajaran IPA
Social, Humanities, and Education Studies (SHEs): Conference Series https://jurnal.uns.ac.id/shes p-ISSN 2620-9284 e-ISSN 2620-9292
SHEs: Conference Series 7 (3) (2024) 1674-1680

## PENDAHULUAN
Air  sangat  penting  bagi  kehidupan.  Air  merupakan  sumber  daya  alam  yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup (Maryani, D.,  Masduqi,  A.,  &  Moesriati,  A.  (2014).  Air  juga  sangat  penting  untuk  kesehatan  dan kesejahteraan  manusia,  karena  diperlukan  untuk  berbagai  sektor  seperti  industri, pertanian, dan penggunaan rumah tangga (Anifatul Faricha dkk., 2020). Sudah umum diterima  bahwa  air  merupakan  hal  yang  esensial  bagi  kehidupan,  memainkan  peran sentral dalam struktur dan fungsi zat dasar seperti protein dan DNA (Hoya, A. L., dkk., 2023). Oleh karenanya, sumber daya air harus terus dilindungi agar tetap dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk hidup yang lain.
Menurut  Badan  Pusat  Statistik  (2023),  sebagian  besar  sungai  di  Indonesia tercemar  pada  tahun  2022.  Dari  111  sungai  yang  diidentifikasi,  hanya  8,1%  yang memenuhi  baku  mutu.  Kondisi  ini  berdampak  serius  pada  berbagai  aspek kehidupan,mulai dari kesehatan masyarakat, ekosistem perairan, hingga ekonomi.
Gambar 1. Kualitas air sungai di Indonesia pada tahun 2022
Menurunnya  kualitas  air  sungai  dapat  disebabkan  oleh  beberapa  faktor,  yaitu limbah domestik, industri, pertanian, peternakan, maupun perikanan. Dari seluruh faktor tersebut,  pencemaran  paling  besar  berasal  dari  limbah  domestik  (BPS.,  2023). Teknologi  penjernihan  air  yang  efisien  dan  hemat  biaya  diperlukan  untuk  menjamin ketersediaan air bersih bagi manusia di masa depan. Kualitas air yang menurun dengan cepat  dan  meningkatnya  permintaan  global  akan  sumber  daya  yang  langka  ini  telah mendorong pencarian bahan pemurnian (Hoya, A. L., dkk., 2023). Salah satu teknologi yang  bisa  mengatasi  masalah  tersebut  adalah  dengan  menggunakan  filtrasi  air sederhana. Vignola dkk., juga menyatakan bahwa  pembuatan filter air merupakan solusi dari  teknologi  penjernihan  yang  bertujuan  untuk  membersihkan  air  dari  berbagai kontaminan  dan  partikel  yang  dapat  membuatnya  tidak  aman  atau  tidak  layak  untuk digunakan (Hoya, A. L., dkk., 2023). Filtrasi atau penyaringan adalah suatu proses untuk menghilangkan zat padat tersuspensif diukur dengan kekeruhan dari air melalui media berpori. Cara penyaringan media berpori yaitu dengan menghambat partikel-partikel ke dalam ruang pori sehingga partikel tersebut menumpuk dan terkumpul pada permukaan butiran  media.  Dengan  tumpukan  partikel  yang  melekat  pada  butiran  media  ini  akan membuat  air  tidak  keruh  dan  menjadi  lebih  bersih  (Mashadi,  A.,  Surendro,  B., Rakhmawati, A., & Amin, M. (2018). Menurut Mellor dkk., pemilihan media filter dapat memengaruhi  komunitas  mikroba  dan  kualitas  air  hasil  filtrasi.  Selain  itu,  filter  air berkontribusi pada keberlanjutan intervensi air dan dapat membantu mencegah penyakit yang disebabkan oleh air seperti diare (Hoya, A. L., dkk., 2023).

## Social, Humanities, and Educational Studies
SHEs: Conference Series 7 (3) (2024) 1674-1680
Variasi filter berpengaruh pada peningkatan pH, penurunan Fe, dan penurunan kekeruhan. Penurunan Fe yang efektif menggunakan filter dengan ketebalan pasir dan kerikil lebih besar dari filter yang lain. Peningkatan pH yang efektif menggunakan filter dengan  ketebalan  karbon  aktif  yang  lebih  besar  dari  filter  yang  lain  (Mashadi,  A., Surendro, B., Rakhmawati, A., & Amin, M., 2018). Filter air yang menggunakan karbon aktif  sangat  penting  untuk  penyaringan  dan  pengolahan  air.  Karbon  aktif  memiliki kemampuan efektif menghilangkan kontaminan organik, logam berat, dan zat pewarna organik  beracun  dari  air.  Filter  karbon  aktif  digunakan  dalam  pengolahan  air  mineral untuk meningkatkan kualitas air dan mencegah polusi. Penurunan tingkat kekeruhan air dengan menggunakan karbon aktif sebesar 37,2% (Hoya, A. L., dkk., 2023). Walaupun teknologi  ini  sederhana  namun  diperlukan  analisis  yang  mendalam  dalam  setiap komponen  penyusun  filtrasinya,  agar  air  dapat  terfilter  dengan  baik.  Pembaruan penelitian ini adalah menguji ketebalan komposisi dari arang aktif, pasir dan kerikil untuk menurunkan TDS, Fe dan kekeruhan, serta meningkatkan Ph air. Sehingga keterbaruan dari  penelitian  ini  adalah  pembuatan  pengembangan  alat  filter  air  menggunakan kandungan karbon aktif, pasir dan kerikil yang berbeda ketebalannya untuk mengetahui keefisienan  penggunaan  dan  sebagai  edukasi  media  pembelajaran,  sehingga  peneliti tertarik untuk melakukan penelitian ini.

## METODE
Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan memanfaatkan bahan- bahan sederhana dalam pembuatan alat filtrasi air. Bahan yang diperlukan diantaranya botol plastik dengan ukuran 1.500 ml sebagai wadah filtrasi; kapas, tisu, sabut kelapa, arang,  kerikil,  dan  pasir  sebagai  media  penyusun  filtrasi.  Teknik  pengumpulan  dan analisis  data  yang  kami  gunakan  adalah  teknik  kualitatif  dengan  menggunakan beberapa  literatur  seperti  buku,  jurnal  dan  sumber  sumber  internet.  Sebagai perbandingan  kami  merancang  3  alat  filtrasi  dengan  komponen  yang  sama  namun berbeda ketebalannya. Kami merancang komponen arang aktif, kerikil dan pasir dengan ketebalan masing-masing 2 cm, 1,5 cm dan 1 cm. Pada kerja alat filtrasi air sederhana menggunakan tingkat kekeruhan air yang sama.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem  penyaring  air  sederhana  merupakan  sistem  yang  paling  banyak digunakan  baik  itu  kegunaan  rumah  tangga  hingga  kegunaan  Industri.  Pada  saringan sederhana  ini  selain  menggunakan  pasir,  kerikil,  batu  dan  arang  juga  ditambah  satu buah lapisan injuk/ijuk yang berasal dari sabut kelapa (Septya, 2018). Selain itu, dengan adanya sistem penyaringan sederhana dapat mengedukasi masyarakat baik anak-anak maupun  orang  dewasa.  Media  saringan  berfungsi  sebagai  penyaring  yang  terdiri  dari media filtrasi air dan media penyangga. Media penyangga yang umumnya dipakai terdiri dari  kerikil,  sabut  kelapa,  arang,  serabut  kelapa  dan  kapas.  Sedangkan  media  filtrasi bisa menggunakan satu media berupa pasir, atau dua media yaitu pasir dan karbon aktif. Kegiatan    eksperimen  alat    penjernih    air  sederhana  sebagai  salah  satu  media pembelajaran IPA, dengan menggunakan teknik filtrasi yaitu memperlambat aliran.
Bahan  utama  yang  diperlukan  dalam  eksperimen  ini,  yaitu  botol    plastik    air mineral    ukuran    1.500    ml,    digunakan    sebagai    wadah    penyaringan    air.  Tisu  dan kapas,  sebagai  penyaring  air  yang  pertama.  Serabut kelapa,  sebagai  penyaring  air tingkat  kedua.  Pasir,  sebagai  penyaring  air  ketiga. Kerikil sebagai  penyaring  air keempat.  Di Bagian akhir penyaringan yaitu kapas dan tisu lagi  sebagai penyaringan paling   bawah. Masing-masing komponen tersebut memiliki fungsi masing masing. Dari hasil pengujian di ambil sampel air kotor/keruh lalu di masukan pada botol yang telah di sediakan,  setelah  melewati  karbon  aktif,  zeloit  pasir  dan  kapas  di  dapatkan  air  yang bersih dan tidak berbau.
Gambar 2. Rancangan alat fitrasi air sederhana
Dapat  dilihat  dari  hasil  eksperimen,  perubahan  air  yang  semula  keruh  bisa menjadi jernih kembali, hal itu di karnakan bahan-bahan yang ada di dalam botol filtrasi yang dapat menyaring air. Zeloit atau kerikil dapat menyaring kotoran berukuran besar seperti  butiran  tanah,  lumut  dan  lain-lain.  Sementara  pasir  dan  kapas  berfungsi menyaring  kotoran  berukuran  kecil,  selain  itu  juga  dapat  menghilangkan  bau  yang terkandung  di  dalam  air.  Karbon  aktif  juga  sama  dapat  menghilangkan  bau  dan menyerap partikel kotoran. Bak penampung   berguna   untuk   menampung  air  hasil saringan, bak  penampung  dapat  menggunakan  sisa potongan dari botol bekas yang digunakan  untuk  membuat  wadah  filtrasi  air  atau    alat    yang  lain,  seperti  mangkok, baskom, maupun alat lainnya.
Variasi ketebalan dari masing masing komponen berpengaruh terhadap tingkat kejernihan  air  yang  dihasilkan  dari  alat  filtrasi  air  sederhana.  Pada  percobaan  kali  ini menggunakan  alat  filtrasi  dengan  ketebalan  yang  berbeda.  Alat  filtrasi  air  pada percobaan pertama menggunakan ketebalan 2 cm pada media pasir, kerikil, dan arang aktif. Percobaan kedua menggunakan ketebalan 1,5 cm pada media pasir, kerikil, dan arang  aktif,  dan  percobaan  ketiga  menggunakan  ketebalan  1  cm  pada  media  pasir, kerikil, dan arang aktif. Ketiga alat filtrasi tersebut diuji menggunakan air dengan tingkat kekeruhan yang sama, dan analisis hasilnya yaitu semakin tebal setiap komponen pada alat  filtrasi  air  sederhana,  akan  menghasilkan  air  yang  semakin  jernih.  Semakin  tebal atau semakin banyak bahan yang digunakan, maka air kotor yang disaring akan lebih bersih dari sebelumnya. Hal ini disebabkan karena kotoran yang terdapat dalam air telah tersaring pada bahan-bahan yang digunakan dan karena ketebalan bahannya, sehingga penyaringan  air  dapat  menjadi  lebih  maksimal  (Ilyas,  2021).  Dari  beberapa  cara penjernihan air, filtrasi air sederhana inilah yang terjangkau dan mudah dibuat.
Filtrasi air atau penyaringan air adalah suatu alat yang berfungsi untuk menyaring dan  menghilangkan  kontaminan  di  dalam  air  dengan  menggunakan  penghalang  atau komponen-komponen,  baik  secara  proses  fisika,  kimia  maupun  biologi.  Proses  filtrasi dilakukan dengan cara melewatkan air melalui media sehingga partikel yang masih lolos pada  proses  sebelumnya  akan  tersaring.  Adapun  faktor-faktor  yang  mempengaruhi tingkat kejernihan air antara lain :
1.  Ukuran dan Jenis Media Filter; Media filter yang digunakan dalam proses penyaringan sangat memengaruhi kejernihan air. Media ini bisa berupa tisu, kapas, pasir, serabut kelapa, kerikil, atau arang. Partikel-partikel kecil dalam air akan tertahan oleh media filter, sehingga air yang dihasilkan menjadi lebih jernih. Semakin tebal media filternya, semakin efektif kemampuannya dalam  menyaring kotoran. Filter  dengan ketebalan pasir  dan  kerikil  cenderung  lebih  efektif  dibandingkan  media  lainnya  karena  dapat menghilangkan  bakteri  dan  menjaga  kecepatan  penyaringan  rata-rata.  Ketebalan

## Social, Humanities, and Educational Studies
SHEs: Conference Series 7 (3) (2024) 1674-1680
lapisan pasir akan meningkatkan luas permukaan yang bersentuhan dengan air dan memperpanjang jarak yang harus ditempuh air, menghasilkan air yang lebih jernih. Media yang lebih tebal memiliki daya saring yang tinggi namun memerlukan waktu pengaliran yang lebih lama, sementara media yang tipis memiliki waktu pengaliran yang singkat dan daya saring yang rendah.
2.  Debit  Filtrasi;  Debit yang  terlalu  tinggi  dapat mengurangi  efektivitas  filter.  Aliran  air yang  terlalu  cepat  mengurangi  waktu  kontak  antara  air  dan  media  filter,  sehingga proses filtrasi tidak optimal. Partikel halus yang seharusnya disaring dapat lolos jika aliran air melebihi kapasitas filter.
3.  Konsentrasi Kekeruhan; Tingkat kekeruhan air baku mempengaruhi efisiensi filtrasi. Kekeruhan yang sangat tinggi dapat menyumbat pori-pori media filter, menyebabkan proses  filtrasi  menjadi  tidak  efektif.  Oleh  karena  itu,  filtrasi  sering  kali  memerlukan batasan pada konsentrasi kekeruhan air baku. Jika kekeruhan terlalu tinggi, air perlu diproses terlebih dahulu melalui metode seperti koagulasi-flokulasi dan sedimentasi.
4.  Temperatur;  Perubahan  suhu  air  yang  difiltrasi  mempengaruhi  viskositas,  massa jenis,  dan  daya  tarik  antar  partikel  penyebab  kekeruhan.  Perubahan  ini  dapat mengubah  ukuran  partikel  yang  akan  disaring  dan  mempengaruhi  daya  adsorpsi media filter. Semua perubahan ini berdampak pada efisiensi penyaringan filter. Munandar,  A.,  dkk.  (2020)  menambahkan  faktor  yang  mempengaruhi  efisiensi penyaringan ada 4 (empat) yaitu:
1.  Kualitas air baku, semakin baik kualitas air baku yang diolah maka akan baik pula hasil penyaringan yang diperoleh.
2.  Suhu,  Suhu  yang  baik  yaitu  antara  20-  30oC,  temperatur  akan  mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia.
3.  Kecepatan Penyaringan, Pemisahan bahan-bahan tersuspensi dengan penyaringan  tidak  dipengaruhi  oleh  kecepatan  penyaringan.  Berbagai  hasil penelitian  menyatakan  bahwa  kecepatan  penyaringan  tidak  mempengaruhi terhadap  kualitas  effluent.  Kecepatan  penyaringan  lebih  banyak  terhadap  masa operasi saringan.
4.  Diameter butiran, secara umum kualitas effluent yang dihasilkan akan lebih baik bila lapisan saringan pasir terdiri dari butiran-butiran halus. Jika diameter butiran yang di gunakan kecil maka yang terbentuk juga kecil.
Alat filtrasi dapat dimanfaatkan dalam pembelajaran IPA untuk berbagai tujuan, antara lain yaitu memahami konsep filtrasi, melakukan eksperimen, dan meningkatkan kesadaran akan pentingnya air bersih. Filtrasi sederhana merupakan aplikasi nyata dari konsep IPA dalam kehidupan sehari-hari. Dengan memahami konsep filtrasi sederhana peserta  didik  dapat  mengamati  secara  langsung  proses  filtrasi  dan  bagaimana  alat filtrasi bekerja untuk memisahkan padatan dari cairan, memahami prinsip-prinsip filtrasi seperti  perbedaan  ketebalan  partikel.  Selain  itu  siswa  juga  dapat  belajar  tentang berbagai jenis media filter dan fungsinya dalam proses filtrasi. Yang kedua melakukan eksperimen, siswa dapat melakukan berbagai eksperimen dengan alat filtrasi, melalui kegiatan  eksperimen  dapat  membantu  siswa  untuk  mengembangkan  keterampilan berpikir  kritis,  investigasi,  dan  pemecahan  masalah.  Yang  ketiga,  meningkatkan kesadaran akan pentingnya air bersih.
Melalui  pembelajaran  IPA  dapat  menumbuhkan  kesadaran  akan  teknologi ramah  lingkungan  dan  pentingnya  konservasi  sumber  daya  air,  siswa  dapat  belajar tentang  pentingnya  air  bersih  bagi  kesehatan  dan  lingkungan,  memahami  dampak pencemaran  air  terhadap  kesehatan  manusia  dan  ekosistem.  Sehingga  hal  tersebut dapat  membuat  siswa  termotivasi  untuk  menjaga  kelestarian  sumber  air  dan menggunakan  air  secara  bijaksana.  Alat  filtrasi  sederhana  dapat  dijadikan  media pembelajaran khususnya pada mata pelajaran IPA yang dapat membantu peserta didik untuk  mengkonkretkan  abstraksi  materi  mengenai  pencemaran  air,  dimana  alat

## Social, Humanities, and Educational Studies
penyaring  sederhana  dapat  dijadikan  solusi  untuk  menyelesaikan  permasalahan pencemaran  air.  Sehingga  diharapkan  peserta  didik  mampu  memahami  materi  dan menemukan  pembelajaran  yang  bermakna  (Wulandari,  T.,  &  Mudinillah,  A.  2022). Melalui  eksperimen  langsung,  siswa  dapat  lebih  mudah  memahami  teori  dan mengembangkan keterampilan ilmiah yang diperlukan dalam pendidikan lanjutan dan kehidupan nyata.

## SIMPULAN
Semakin tebal dan semakin banyak komponen yang digunakan maka air keruh yang disaring akan lebih bersih dari sebelumnya, karena partikel yang terdapat dalam air telah tersaring  pada komponen-komponen  yang  digunakan.  Penurunan  kekeruhan yang efektif menggunakan filter dengan ketebalan pasir dan kerikil lebih besar dari filter yang  lain. Alat  filtrasi  air  ini  menggunakan  bahan  yang  mudah  didapat  di  lingkungan sekitar  dan tidak menggunakan biaya yang relatif mahal. Selain itu, perancangan alat filtrasi  air  ini  mudah  untuk  dipraktekkan  dan  mudah  dipakai.  Penelitian  ini  dapat digunakan sebagai bahan referensi bagi guru untuk merancang media pembelajaran IPA yang kreatif sehingga dapat meningkatkan motivasi belajar siswa dan mengembangkan keterampilan problem solving terutama dalam mengatasi masalah pencemaran air.

## DAFTAR PUSTAKA
Anifatul  Faricha,  Dimas  Adiputra,  Isa  Hafidz,  Moch.  Iskandar  Riansyah,  Lora  Khaula Amifia, Moch. Fauzan Rasyid, Moch. Bagus Indrastata, & Abdulloh Hamid Nushfi. (2020).  Design  Configuration  of  Water  Quality  Monitoring  System  in  Surabaya: Design Configuration of Water Quality Monitoring System in Surabaya. Journal of Computer, Electronic, and Telecommunication, 1(1). https://doi.org/10.52435/complete.v1i1.43
Badan Pusat Statistik (2023): Statistik Lingkungan Hidup Indonesia 2023, diperoleh melalui situs internet:
https://www.bps.go.id/id/publication/2023/11/30/d3456ff24f1d2f2cfd0ccbb0/statisti k-lingkungan-hidup-indonesia-2023.html .
Hoya, A. L., Yosilia, R., Mukti, A. D., Sugiharta, I., & Ratih, R. F. (2023). Pengembangan
Alat Filter Air Menggunakan Kandungan Karbon Aktif yang Berbeda sebagai Media Pembelajaran. Jurnal Basicedu, 7(5), 3272-3281. https://doi.org/10.31004/basicedu.v7i5.6308
Ilyas,  I.,  Tan,  V.,  &  Kaleka,  M.  (2021).  Penjernihan  Air  Metode  Filtrasi  untuk
Meningkatkan Kesehatan Masyarakat RT Pu’uzeze Kelurahan Rukun Lima Nusa Tenggara Timur. Warta Pengabdian, 15(1), 46-52. https://doi.org/10.19184/wrtp.v15i1.19849
Maryani, D., Masduqi, A., & Moesriati, A. (2014). Pengaruh ketebalan media dan rate filtrasi  pada  sand  filter  dalam  menurunkan  kekeruhan  dan  total  coliform. Jurnal Teknik ITS, 3(2), D76-D81. http://dx.doi.org/10.12962/j23373539.v3i2.6906
Mashadi,  A.,  Surendro, B.,  Rakhmawati,  A.,  &  Amin,  M.  (2018).  Peningkatan  Kualitas Ph, Fe Dan Kekeruhan Dari Air Sumur Gali Dengan Metode Filtrasi. Jurnal Riset Rekayasa Sipil, 1(2), 105. https://doi.org/10.20961/jrrs.v1i2.20660
Munandar,  A.,dkk. (2020).  Daur  Ulang  Air  Buangan Menjadi  Air  Baku  Dengan  Sistem Filtrasi Di PT P (Industri Kertas). Media Ilmiah Teknik Lingkungan (MITL) , 5 (2), 71- 75. https://doi.org/10.33084/mitl.v5i2.1395
Septya, A. (2018). Implementasi strategi pembelajaran inkuiri untuk meningkatkan hasil belajar  IPA  materi  penjernihan  air  sederhana.  Universitas  Muhammadiyah Sidoarjo. Http://eprints.umsida.ac.id/id/eprint/1605
SHEs: Conference Series 7 (3) (2024) 1674-1680
Wulandari, T., & Mudinillah, A. (2022). Efektivitas Penggunaan Aplikasi CANVA sebagai Media Pembelajaran IPA MI/SD. Jurnal Riset Madrasah Ibtidaiyah (JURMIA), 2(1),
102 –118. https://doi.org/10.32665/jurmia.v2i1.245 .