Download - BAB 1-5 makalah OPM adsorben ampas Teh.docx
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kebutuhan air bersih dari waktu ke waktu sangat meningkat dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan meningkatnya kebutuhan manusia. Indonesia
selalu dihadapkan dengan permasalahan yang sangat mendasar yakni masih
minimnya air bersih khususnya sebagai air minum serta kebutuhan dalam rumah
tangga yang memenuhi syarat dan layak untuk digunakan. Penduduk baik di
perkotaan maupun perdesaan yang tidak memperoleh pelayanan air ledeng dan
kebutuhan air bersih, kebanyakan menggunakan sumber air tanah untuk
memenuhi kebutuhannya.
Air tanah pada umumnya dapat langsung digunakan namun dengan
bertambahnya jumlah penduduk dan berkembangnya sektor industri menyebabkan
terjadinya kekeringan air sumur dan penurunan terhadap kualitas air karena
adanya pencemaran limbah. Sedangkan, persyaratan batas maksimum kualitas air
minum yang diizinkan adalah mengandung Fe = 0,3 ppm dan Mn = 0,1 ppm
sedangkan untuk air bersih batas Fe = 1 ppm, Mn = 0,3-0,5 ppm, dan batasan pH
antara 6-8,5 (Permenkes RI No.416/Men.Kes/IX/1990). Selain itu, tingginya
kadar besi di dalam air ditandai dengan adanya bercak kuning karat pada keramik
dan wastafel kamar mandi, air berbau besi karat, serta pompa air akan berkarat
dengan cepat.
Teh merupakan komoditas utama dalam pertanian Indonesia. Teh sangat
lazim diproduksi menjadi minuman kemasan yang variatif. Hasil produksi dari
industri minuman tersebut pasti akan menghasilkan ampas atau limbah dari proses
yang terjadi dalam pabrik, baik cair maupun kering. Namun pemanfaatan limbah
tersebut belum terlalu tereksplorasi dengan baik. Indonesia menerima devisa dari
ekspor teh sebesar 7,4% dari total devisa hasil ekspor.
Ampas teh selain digunakan sebagai kompos dapat pula digunakan sebagai
metode alternatif penyerapan logam berat seperti Fe. Tanin yang terkandung di
dalam teh yang menyebabkan teh dapat melakukan penyerapan logam berat.
1
Diketahui bahwa adanya ikatan karbonil pada tannin menjadikannya molekul
yang mudah terprotonasi atau bermuatan negatif sehingga dapat menyerap kation
seperti besi.
Penangan dalam masalah kualitas air itu sendiri masih kurang memuaskan.
Ditambah dengan tingginya perkembangan industri yang sangat cepat sering
membuat kondisi lingkungan sekitar semakin memburuk. Oleh karena itu,
pemanfaatan potensi ampas teh ini akan sangat membantu dalam penanggulangan
masalah kualitas air tanah. Dengan minimnya pemanfaatan ampas teh yang ada,
maka kesempatan untuk memanfaatkan ampas teh sebagai adsorben dalam upaya
mengurangi dampak negatif pencemaran air sumur ini dapat berjalan dengan baik.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan pada permasalahan yang sangat mendasar yaitu belum
terpenuhnya kebutuhan air bersih sebagai air minum dan kebutuhan rumah tangga
yang memenuhi syarat dan layak untuk digunakan. Penduduk baik di perkotaan
maupun perdesaan yang tidak memperoleh pelayanan air ledeng dan kebutuhan
air bersih, kebanyakan menggunakan air sumur untuk memenuhi kebutuhannya.
Berdasarkan kondisi tersebut akan dirancang metode alternatif yang dapat
digunakan untuk mengolah air sumur. Pengolahan air tanah pada umumnya
menggunakan metode filtrasi dengan pasir dan dijernihkan dengan tawas. Metode
alternatif yang dapat digunakan adalah pemanfaatan ampas teh sebagai media
penyerap (adsorben). Pemanfaatan ampas tes masih sangat terbatas di lingkungan
masyarakat sehingga alternatif penggunaan ampas teh sebagai adsorben ini dapat
menambah daya guna untuk pemurnian air tanah sumur yang menyerap logam
berat khususnya besi.
1.3. Tujuan
1) Memanfaatkan limbah ampas teh yang belum dimanfaatkan secara optimal
2) Mengembangkan potensi ampas teh sebagai pengadsorpsi air tanah yang
mengandung logam berat seperti Fe
3) Mempelajari kemampuan adsorpsi ampas teh terhadap air tanah
2
1.4. Manfaat
1) Menambah nilai guna dan ekonomis dari limbah ampas teh dengan
memanfaatkannya sebagai pengadsorpsi logam berat seperti Fe
2) Mengurangi pencemaran yang disebabkan oleh ampas teh yang tidak
dimanfaatkan secara optimal
3) Dapat mengetahui daya serap ampas teh terhadap ion Fe yang pada
umumnya terkandung dalam air tanah.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Teh
Teh adalah minuman yang mengandung kafein, sebuah infusi yang dibuat
dengan cara menyeduh daun, pucuk daun, atau tangkai daun yang dikeringkan
dari tanaman Camellia sinensis dengan air panas. Teh yang berasal dari tanaman
teh dibagi menjadi 4 kelompok: teh hitam, teh oolong, teh hijau, dan teh putih.
Istilah "teh" juga digunakan untuk minuman yang dibuat dari buah, rempah-
rempah atau tanaman obat lain yang diseduh, misalnya, teh rosehip, camomile,
krisan dan Jiaogulan. Teh yang tidak mengandung daun teh disebut teh herbal.
Teh merupakan sumber alami kafein, teofilin dan antioksidan dengan
kadar lemak, karbohidrat atau protein mendekati nol persen. Teh bila diminum
terasa sedikit pahit yang merupakan kenikmatan tersendiri dari teh.
2.2. Sejarah Teh
Negeri Cina menjadi tempat lahirnya teh, disanalah pohon teh Cina
(Camellia sinensis) ditemukan dan berasal. Tepatnya di provisnsi Yunnan, bagian
barat daya Cina. Iklim wilayah itu tropis dan sub-tropis, dimana daerah tersebut
memang secara keseluruhan adalah hutan zaman purba. Daerah demikian, yang
hangat dan lembab menjadi tempat yang sangat cocok bagi tanaman teh, bahkan
ada teh liar yang berumur 2,700 tahun dan selebihnya tanaman teh yang ditanam
yang mencapai usia 800 tahun ditemukan ditempat ini.
Legenda menjadi bentuk dokumentasi yang paling tua, dimana diceritakan
bahwa Shennong yang menjadi cikal bakal pertanian dan ramuan obat - obatan,
juga yang menjadi penemu teh. Dikatakan dalam bukunya bahwa ia secara
langsung mencoba banyak ramuan herbal dan menggunakan teh sebagai obat
pemunah bila ia terkena racun dari ramuan yang dicoba. Hidupnya berakhir
karena ia meminum ramuan yang beracun dan tidak sempat meminum teh
pemunah racun menyebabkan organ dalam tubuhnya meradang. Teh Cina pada
awalnya memang digunakan untuk bahan obat-obatan (Abad ke-8 SM), itupun
sudah berumur ribuan tahun riwayatnya. Orang-orang Cina pada waktu itu
4
mengunyah teh (770 SM – 476 SM) mereka menikmati rasa yang menyenangkan
dari sari daun teh. Teh juga sering kali dipadukan dengan ragam jenis makanan
dan racikan sop.
Pada zaman pemerintahan dinasti Han (221 SM – 8 M), teh mulai diolah
dengan pemrosesan yang terbilang sederhana, dibentuk membulat, dikeringkan
dan disimpan, teh mulai dijadikan sebagai minuman, teh diseduh dan
dikombinasikan dengan ramuan lain (misalnya : jahe) dan kebiasaan ini melekat
kuat dengan kebudayaan masyarakat Cina. Lebih jauh lagi, teh kemudian
digunakan sebagai tradisi dalam menjamu para tamu. Setelah zaman Dinasti
Ming, banyak ragam jenis teh kemudian ditemukan dan ditambahkan, teh yang
populer nantinya ini banyak dikembangkan di daerah Canton (Guangdong) dan
Fukien (Fujian).
Konsumsi budaya Cina akan kebiasaan minum teh pun menyebar, bahkan
melekat erat pada setiap lapisan masyarakat.Pada tahun 800 M., Lu Yu menulis
buku yang mendefiniskan tentang teh, dengan judul Ch'a Ching. Lu Yu adalah
seorang anak yatim yang dibesarkan oleh cendekiawan Pendeta Budha di salah
satu Biara terbaik di Cina. Sebagai seorang pemuda, diapun acap kali melawan
disiplin pendidikan kependetaan yang kemudian membuatnya memiliki daya
pengamatan yang baik, performasinya pun meningkat dari tahun ke tahun,
meskipun demikian, ia merasa hidupnya hampa dan tidak bermakna. Setelah
setengah perjalan hidupnya, ia pensiun selama 5 tahun untuk mengasingkan diri.
Dengan riwayat hidup dan perjalanan yang pernah disinggahinya, ia
mengkondisikan beragam metode dalam bertanam dan mengelola teh zaman Cina
Purba.
2.2.1. Perjalanan Teh ke Jepang
Ternyata Pengaruh Teh Cina menulari Jepang, konsumsi teh menyebar
melalui kebudayaan Cina yang akhirnya menjangkau setiap aspek masyarakat.
Bibit teh dibawa ke Jepang oleh seorang pendeta Budha bernama Yeisei yang
melihat bahwa teh Cina mampu meningkatkan konsentrasi saat bermeditasi. Ia
dikenal sebagai Bapak Teh di Jepang, karena asal muasal inilah, teh Jepang erat
kaitannya dengan Zen Buddhism. Teh diminati pula dalam kekaisaran Jepang,
5
yang kemudian menyebar dengan cepat di kalangan istana dam masyarakat
Jepang.
Teh bahkan menjadi budaya dan bagian dari seni yang dituangkan dalam
Japanese Tea Ceremony (Cha-no-yu atau air panas untuk teh). Upacara ini
membutuhkan latihan yang panjang, bahkan hingga bertahun – tahun. Performasi
dari Cha-no-yu adalah menjungjung tinggi kesempurnaan, kesopanan, pesona dan
keanggunan.
2.2.2. Perjalanan Teh ke Negeri Barat
Budaya mengkonsumsi teh yang sudah dilakukan di Cina dan Jepang
ternyata menjadi buah bibir di Eropa. Kelompok kafilah bahkan mendengar
bagaimana orang – orang mengkonsumsi teh, dan mendapatkan informasi yang
samar, lucunya mereka mendengar bahwa teh di seduh, digarami, diberi mentega
dan kemudian dimakan. Orang Eropa yang secara personal menemukan teh dan
kemudian menulis tentangnya adalah Jesuit Father Jasper de Cruz pada tahun
1560. Portugis menjalin hubungan dagang dengan Cina, mengembangkan jalur
dagang dengan mengkapalkan teh ke Lisbon dan kemudian kapal – kapal Belanda
berangkat ke Perancis, Negeri Belanda dan baltik, teh kemudian semakin populer
ke belahan dunia barat.
Teh singgah di Eropa pada zaman Elizabeth I,dan kemudian tren dalam
kerajaan Belanda. Teh menjadi minuman yang mahal pada waktu itu (lebih dari
$100 per pound-nya), sehingga para pedagang teh mendapatkan kemakmuran
darinya. Masyarakat Belanda sangat menggemari teh, dan konsumsi teh pun
meningkat pesat, meskipun demikian banyak yang mempertanyakan manfaat
teh,dan berbagai dampak negatif lainnya. Apapun itu, masyarakat pada umunya
tidak lagi mempermasalahkan/terpengaruh dan kembali menikmati minuman teh
ini. Teh menjadi bagian dari masyarakat di Eropa, dan ragam kombinasi konsumsi
teh pun dicoba, seperti mencampurkan teh dengan susu. Pada masa itupun layanan
teh disajikan pertama kali di restoran. Kedai minuman pun memberikan perkakas
teh portabel lengkap disertai alat pemanasnya. Teh pun sangat populer di Perancis,
tetapi tidak berlangsung lama (kurang lebih lima belas tahun), dan kemudian
6
digantikan popularitasnya dengan minuman yang memiliki daya tarik yang lebih
kuat seperti anggur, kopi, dan cokelat.
2.2.3. Teh di Amerika dan Inggris
Pada tahun 1650, orang – orang Belanda sangat aktif dalam perdagangan
sampai pada dunia Barat. Peter Stuyvesant yang membawa teh Cina ke Amerika
pertama kali untuk koloninya (tempat itu kenal sebagai: New York sampai
sekarang).
Teh pertmana kali tiba di Inggris sekitar tahun 1650-an, setelahnya teh
menjadi minuman yang sangat populer bahkan dapat dikatakan sebagai minuman
nasional masyarakat Inggris.
2.3. Tanin
Tanin adalah suatu senyawa polifenol yang berasal dari tumbuhan, berasa
pahit dan kelat, yang bereaksi dengan dan menggumpalkan protein, atau berbagai
senyawa organik lainnya termasuk asam amino dan alkaloid.
Tanin (dari bahasa Inggris tannin; dari bahasa Jerman Hulu Kuno tanna,
yang berarti “pohon ek” atau “pohon berangan”) pada mulanya merujuk pada
penggunaan bahan tanin nabati dari pohon ek untuk menyamak belulang (kulit
mentah) hewan agar menjadi kulit masak yang awet dan lentur. Namun kini
pengertian tanin meluas, mencakup aneka senyawa polifenol berukuran besar
yang mengandung cukup banyak gugus hidroksil dan gugus lain yang sesuai
(misalnya karboksil) untuk membentuk perikatan kompleks yang kuat dengan
protein dan makromolekul yang lain.
Senyawa-senyawa tanin ditemukan pada banyak jenis tumbuhan; pelbagai
senyawa ini berperan penting untuk melindungi tumbuhan dari pemangsaan oleh
herbivora dan hama, serta dalam pengaturan pertumbuhan. Tanin yang terkandung
dalam buah muda menimbulkan rasa kelat; perubahan-perubahan yang terjadi
pada senyawa tanin bersama berjalannya waktu berperan penting dalam proses
pemasakan buah. Kandungan tanin dari bahan organik (serasah, ranting dan kayu)
yang terlarut dalam air hujan (bersama aneka subtansi humus), menjadikan air
yang tergenang di rawa-rawa dan rawa gambut berwarna coklat kehitaman seperti
7
air teh, yang dikenal sebagai air hitam (black water). Kandungan tanin pula yang
membuat air semacam ini berasa kesat dan agak pahit.
2.3.1. Sifat-sifat Tanin
Untuk membedakan tanin dengan senyawa metabolit sekunder lainnya, dapat
dilihat dari sifat-sifat dari tanin itu sendiri. Sifat-sifat tanin, antara lain :
1) Sifat Fisika.
a) Apabila dilarutkan ke dalam air, tanin akan membentuk koloid dan akan
memiliki rasa asam dan sepat. Apabila dicampur dengan alkaloid dan
glatin, maka akan terbentuk endapan.
b) Tanin tidak dapat mengkristal.
c) Tanin dapat mengendapkan protein dari larutannya dan bersenyawa
dengan protein tersebut sehingga tidak dipengaruhi oleh enzim protiolitik.
2) Sifat Kimia
Tanin merupakan senyawa kompleks yang memiliki bentuk campuran
polifenol yang Sulit untuk dipisahkan sehingga sulit membetuk kristal. Tanin
dapat diidentifikasi dengan menggunakan kromotografi Senyawa fenol yang ada
pada tanin mempunyai aksi adstrigensia, antiseptic dan pemberi warna.
3) Sifat sebagai pengkhelat logam.
Fenol yang ada pada tanin, secara biologis dapat berguna sebagai khelat
logam. Mekanisme atau proses pengkhelatan akan terjadi sesuai dengan pola
subtitusi dan pH senyawa fenol itu sendiri. Hal ini biasanya terjadi pada tanin
terhidrolisis, sehingga memiliki kemampuan untuk menjadi pengkhelat logam.
Khelat yang dihasilkan dari tanin ini dapat memiliki daya khelat yang kuat dan
dapat membuat khlelat logam menjadi lebih stabil dan aman di dalam tubuh.
Namun, dalam mengkonsumsi tanin harus sesuai dengan kadarnya, karena apabila
terlalu sedikit (kadarnya rendah) tidak akan memberikan efek, namun apabila
mengkonsumsi terlalu banyak (kadar tinggi) dapat mengakibatkan anemia karena
zat besi yang ada dalam darah akan dikhelat oleh senyawa tanin tersebut.
2.3.2. Manfaat Tanin
Sebagai senyawa metabolit sekunder, tanin memiliki banyak manfaat dan
kegunaan. Manfaat dan kegunaan tanin adalah sebagai berikut :
8
1) Sebagai anti hama untuk mencegah serangga dan fungi pada tanaman.
2) Sebagai pelindung tanaman ketika masa pertumbuhan dari bagian tertentu
tanaman, misalnya pada bagian buah, saat masih muda akan terasa pahit dan
sepat.
3) Sebagai adstrigensia pada GI dan kulit.
4) Untuk proses metabolisme dari beberapa bagian tanaman.
5) Dapat mengendapkan protein sehingga digunakan sebagai antiseptik.
6) Sebagai antidotum (keracunan alkaloid).
7) Sebagai reagen pendeteksi gelatin, alkaloid, dan protein.
8) Sebagai penyamak kulit dan pengawet.
2.4. Adsorpsi
Adsorpsi atau penjerapan adalah suatu proses yang terjadi ketika suatu
fluida, cairan maupun gas, terikat kepada suatu padatan atau cairan (zat penjerap,
adsorben) dan akhirnya membentuk suatu lapisan tipis atau film (zat terjerap,
adsorbat) pada permukaannya. Berbeda dengan absorpsi yang merupakan
penyerapan fluida oleh fluida lainnya dengan membentuk suatu larutan.
Adsorpsi secara umum adalah proses penggumpalan substansi terlarut
(soluble) yang ada dalam larutan, oleh permukaan zat atau benda penyerap, di
mana terjadi suatu ikatan kimia fisika antara substansi dengan penyerapnya.
Definisi lain menyatakan adsorpsi sebagai suatu peristiwa penyerapan pada
lapisan permukaan atau antar fasa, di mana molekul dari suatu materi terkumpul
pada bahan pengadsorpsi atau adsorben.
Adsorpsi dibedakan menjadi dua jenis, yaitu adsorpsi fisika (disebabkan
oleh gaya Van Der Waals (penyebab terjadinya kondensasi gas untuk membentuk
cairan) yang ada pada permukaan adsorbens) dan adsorpsi kimia (terjadi reaksi
antara zat yang diserap dengan adsorben, banyaknya zat yang teradsorbsi
tergantung pada sifat khas zat padatnya yang merupakan fungsi tekanan dan
suhu).
2.4.1. Adsorpsi fisika
Berhubungan dengan gaya Van der Waals. Apabila daya tarik menarik
antara zat terlarut dengan adsorben lebih besar dari daya tarik menarik antara zat
9
terlarut dengan pelarutnya, maka zat yang terlarut akan diadsorpsi pada
permukaan adsorben. Adsorpsi ini mirip dengan proses kondensasi dan biasanya
terjadi pada temperatur rendah. Pada proses ini gaya yang menahan molekul
fluida pada permukaan solid relatif lemah, dan besarnya sama dengan gaya kohesi
molekul pada fase cair (gaya van der waals) mempunyai derajat yang sama
dengan panas kondensasi dari gas menjadi cair, yaitu sekitar 2.19-21.9 kg/mol.
Keseimbangan antara permukaan solid dengan molekul fluida biasanya cepat
tercapai dan bersifat reversibel. Adsorbsi dapat memurnikan suatu larutan dari zat-
zat pengotornya.
2.4.2. Adsorpsi Kimia
Adsorpsi kimia yaitu reaksi yang terjadi antara zat padat dengan zat
terlarut yang teradsorpsi. Adsorpsi ini bersifat spesifik dan melibatkan gaya yang
jauh lebih besar daripada adsorpsi fisika. Panas yang dilibatkan adalah sama
dengan panas reaksi kimia. Menurut Langmuir, molekul teradsorpsi ditahan pada
permukaan oleh gaya valensi yang tipenya sama dengan yang terjadi antara atom-
atom dalam molekul. Karena adanya ikatan kimia maka pada permukaan adsorben
akan terbentuk suatu lapisan, di mana terbentuknya lapisan tersebut akan
menghambat proses penyerapan selanjutnya oleh bantuan adsorben sehingga
efektifitasnya berkurang.
2.5. AdsorbenAdsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu
dari suatu fase fluida. Kebanyakan adsorben adalah bahan-bahan yang sangat
berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding pori-pori tertentu di
dalam partikel itu. Oleh karena pori-pori biasanya sangat kecil maka luas
permukaan dalam menjadi beberapa orde besaran lebih besar daripada permukaan
luar dan biasanya mencapai 2000 m/g. pemisahan terjadi karena perbedaan bobot
molekul atau karena perbedaan polaritas yang menyebabkan sebagian molekul
melekat pada permukaan tersebut lebih erat daripada molekul lainnya.
Adapun syarat-syarat adsorben yang baik yaitu:
1) Berupa zat padat yang mempunyai daya serap yang besar
2) Tidak boleh larut dalam zat yang akan diserap
10
3) Dapat diregenerasi dengan mudah
4) Tidak beracun
2.6. Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi yaitu:
1) Luas permukaan adsorben
Semakin luas permukaan adsorben, semakin banyak asorbat yang diserap,
sehingga proses adsorpsi dapat semakin efektif. Semakin kecil ukuran diameter
partikel maka semakin luas permukaaan adsorben, dan sebaliknya.
2) Ukuran patrikel
Semakin kecil ukuran partikel yang digunakan maka semakin besar
kecepatan adsorpsinya. Ukuran partikel dalam bentuk butir adalah lebih dari 0,1
mm, sedangkan ukuran diameter dalam bentuk serbuk adalah 200 mesh.
3) Waktu Kontak
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses difusi dan
penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik. Konsentrasi zat-zat organik
akan turun apabila kontaknya cukup dan waktu kontak biasanya sekitar 10-15
menit.
4) Distribusi Ukuran Pori
Distribusi pori akan mempengaruhi distribusi ukuran molekul adsorbat
yang masuk dalam partikel adsorben. Kebanyakan zat pengadsorpsi atau adsorben
merupakan bahan yang sangat berpori dan adsorpsi berlangsung terutama pada
dinding-dinding pori atau letak-letak tertentu di dalam partikel tersebut.
5) Konsentrasi Larutan
Konsentrasi larutan juga berpengaruh terhadap mekanisme adsorpsi ion
logam. Semakin tinggi konsentrasi spesies dalam larutan maka jumlah spesies
yang diadsorpsi makin besar. Hubungan antara jumlah spesies yang diadsorpsi
dengan konsentrasi kesetimbangan pada suhu tetap disebut isotermal adsorpsi.
6) Proses pengadukan
Kecepatan adsorpsi selain dipengaruhi oleh film diffusion dan pore
diffusion juga dipengaruhi oleh pengadukan. Jika proses pengadukan relative kecil
maka adsorbant sukar menembus lapisan film antara permukaan adsorben dan film
11
diffusion yang merupakan faktor pembatas yang memperkecil kecepatan
penyerapan. Dan jika pengadukan sesuai maka akan menaikkan film diffusion
sampai titik pore diffusion yang merupakan faktor pembatas dalam sistem batch
dilakukan pengadukan yang tinggi.
2.7. Air tanah
Air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan tanah atau bebatuan di
bawah permukaan tanah. Air tanah merupakan salah satu sumber daya air Selain
air sungai dan air hujan, air tanah juga mempunyai peranan yang sangat penting
terutama dalam menjaga keseimbangan dan ketersediaan bahan baku air untuk
kepentingan rumah tangga (domestik) maupun untuk kepentingan industri.
Dibeberapa daerah, ketergantungan pasokan air bersih dan air tanah telah
mencapai ± 70%.Air tanah adalah air yang berada pada lapisan di bawah
permukaan tanah. Kedalaman air tanah di tiap tempat tidak sama karena
dipengaruhi oleh tebal atau tipisnya lapisan permukaan di atasnya dan kedudukan
lapisan air tanah tersebut. Kedalaman air dapat dilihat dari sumur-sumur yang
digali oleh penduduk. Permukaan bagian atas air itu lebih preatik.
Kelebihan air tanah daripada air permukaan yaitu:
a) Lebih steril, karena tidak terkontaminasi oleh organisme penyebab penyakit
b) Tersimpan pada lapisan batuan pada kedalaman tertentu atau di bawah
permukaan tanah
c) Temperaturnya relatif konstan
d) Tersedia di banyak tempat meskipun musim kemarau.
Air tanah dibedakan atas letak kedalamannya, yaitu :
1) Air tanah dangkal, yaitu air tanah yang berada di bawah permukaan tanah
dan berada di atas batuan yang kedap air atau lapisan yang tidak dapat
meloloskan air. Air ini merupakan akuifer atas atau sering disebut air freatis,
yang banyak dimanfaatkan oleh penduduk untuk membuat sumur.
2) Air tanah dalam, yaitu air tanah yang berada di bawah lapisan air tanah
dangkal, dan berada di antara lapisan kedap air. Air ini merupakan akuifer
bawah, banyak dimanfaatkan sebagai sumber air minum penduduk kota,
untuk industri, perhotelan, dan sebagainya.
12
Pengelompokan air tanah berdasarkan jenisnya :
1) Meteoric water (vadose water), yaitu air tanah yang berasal dari air hujan
dan terdapat pada lapisan tanah yang tak jenuh.
2) Air tanah tubir (connate water), yaitu air tanah yang terperangkap dalam
rongga-rongga batuan endapan sejak pengendapan itu terjadi, termasuk
juga air yang terperangkap pada rongga-rongga batuan beku leleran
sewaktu magma tersembur keluar ke permukaan.
3) Air fosil (fossil water) yaitu air yang terperangkap dalam rongga-rongga
batuan dan tetap tinggal tinggal dalam batuan tersebut sejak penimbunan
itu terjadi.
4) Air magma (juvenile water), yaitu air yang berasal dari dalam bumi (dapur
magma). Air ini bukan dari atmosfer atau dari permukan air.
5) Air pelikular/ari (pellicullar water), yaitu air yang tersimpan didalam
tanah karena tarikan molekul-molekul tanah.
6) Air freatis (phreatic water), yaitu air yang berada pada lapisan kulit bumi
yang porous (sarang). Air tanah ini berada diatas lapisan kedap air.
7) Air artesis (artesian water), yaitu air yang berada diantara dua lapisan
kedap air (impermeable), sehingga air tersebut dalam keadaan tertekan.
Diantara lapisan kedap dan tak kedap air terdapat lapisan peralihan. Air
tanah pada lapisan tak kedap mempengaruhi gerak aliran air. Jika lapisan yang
kurang kedap terletak di atas dan di bawah suatu tubuh air, maka akan
menghasilkan lapisan penyimpanan air yaitu air tanah yang tak bebas. Tekanan
dari air tanah tak bebas bergantung pada keberadaan tinggi suatu tempat dengan
daerah tangkapan hujannya. Pada daerah yang air tanahnya lebih rendah daripada
permukaan air di daerah tangkapan hujan, air akan memancar keluar dari sumur
yang dibor. Sumur demikian disebut sumur freatis. Air tanah freatik terdapat pada
formasi lapisan batuan porous yang menjadi pengikat air tanah dengan jumlah
yang cukup besar. Kedalaman lapisan freatik tergantung pada ketebalan lapisan
batuan di atasnya.
13
2.7.1. Permasalahan Air Tanah
Air tanah, khususnya untuk pemakaian rumah tangga dan industri, di
wilayah urban dan dataran rendah memiliki kecenderungan untuk mengandung
kadar besi atau asam organik tinggi. Hal ini bisa diakibatkan dari kondisi geologis
Indonesia yang secara alami memiliki deposit Fe tinggi terutama di daerah lereng
gunung atau diakibatkan pula oleh aktivitas manusia. Sedangkan air dengan
kandungan asam organik tinggi bisa disebabkan oleh adanya lahan gambut atau
daerah bakau yang kaya akan kandungan senyawa organik. Ciri-ciri air yang
mengandung kadar besi tinggi atau kandungan senyawa organik tinggi bisa dilihat
sebagai berikut :
1) Air mengandung zat besi
Air dengan kandungan zat besi tinggi akan menyebabkan air berwarna
kuning. Pertama keluar dari kran, air nampak jernih namun setelah beberapa saat
air akan berubah warna menjadi kuning. Hal ini disebabkan karena air yang
berasal dari sumber air sebelum keluar dari kran berada dalam bentuk ion Fe2+,
setelah keluar dari kran Fe2+ akan teroksidasi menjadi Fe3+ yang berwarna kuning.
2) Air kuning permanen
Air kuning permanen biasanya terdapat di daerah bakau dan tanah gambut
yang kaya akan kandungan senyawa organik. Berbeda dengan kuning akibat kadar
besi tinggi, air kuning permanen ini sudah berwarna kuning saat pertama keluar
dari kran sampai beberapa saat kemudian didiamkan akan tetap berwarna kuning.
2.7.2. pH Air Tanah
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat
keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai
kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion
hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan
pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif
terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan
persetujuan internasional
BAB III
14
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan
3.1.1. Alat
a) Oven
b) Saringan biasa
c) Wadah/baskom
d) Pengaduk
e) Pompa Vakum
f) Gelas Beker 100 ml, 200 ml
3.1.2. Bahan
a) The Surya 100 gram
b) NaOH 0,48 N
c) Aquadest
d) Air Tanah
3.2. Prosedur Percobaan
Tabel 1. Proses Pembuatan Adsorben dari Ampas Teh
CARA KERJA GAMBAR
Cuci serbuk teh dengan air panas
secara berulang sehingga airnya
jernih.
15
Cuci dengan aquades
Anginkan ampas teh
selama 24 jam
Keringkan ampas teh
menggunakan oven dengan suhu
100oC selama 5-10 menit
16
Cuci ampas teh dengan larutan
NaOH 0,48N dan diamkan selama
30 menit
Saring ampas teh dan keringkan
pada oven dengan suhu 70-90oC
selama 2 jam.
Kemudian cuci kembali ampas
teh dengan air panas hingga
warna airnya tidak kehitaman
lagi.
Keringkan di oven dengan suhu
100oC selama 1,5 jam
17
Tambahkan adsorben ampas teh
ke dalam sampel air tanah yang
mengandung besi dan dilakukan
pengadukan selama 1 jam.
Saring menggunakan pompa
vakum.
Didapatkan sampel air
yang akan di analisa.
18
BAB IV
PEMBAHASAN
Pada pembuatan Adsorben dari ampas Teh , mulanya daun teh yang telah
di olah di pabrik menjadi serbuk-serbuk halus, kemudian di ambil sari tehnya
dengan cara diseduh dengan air panas sampai air panas yang di gunakan tidak
berwarna kecoklatan atau hampir jernih. Ampas teh yang di dapatkan seharusnya
dikeringkan menggunakan oven yang ada di laboratorium namun alat yang
dibutuhkan sedang digunakan maka, ampas teh hanya diwadahi dengan nampan di
ruangan terbuka selama 3 hari dan setengah kering kemudian dipanaskan dengan
suhu 100oC di oven selama 2 jam.
Setelah itu, ampas teh dibilas NaOH, hal ini karena merupakan senyawa
dasar yang dapat menghilangkan kotoran-kotoran yang melekat sebagai pencuci
yang baik. Larutan NaOH ini pada umumnya relatif stabil, memiliki sedikit buih,
mudah diperoleh dan relatif murah sehingga larutan ini sering digunakan juga
dalam berbagai industri. Namun terdapat hal yang perlu diperhatikan yaitu jumlah
maksimum konsentrasi larutan NaOH yang harus dipakai untuk mendapatkan
hasil yang baik. Proses pengeringan ampas teh yang mengandung NaOH cukup
sulit karena Naoh memilki titik didih yang tinggi yaitu 1390°C. Suhu awal
pemanasan dengan kandungan NaOH yaitu suhu sekitar 70-80 C selama 2 jam ,
lalu suhu dinaikan menjadi 90 C selama 2 jam berikutnya. Kemudian dinaikan
lagi 100 C selama 3 jam berikutnya.
Selanjutnya, ampas yang telah di bilas dengan NaOH, di bilas kembali
dengan menggunakan air panas sampai bau dari NaOH dan warna air menjadi
jernih, yang menunjukkan bahwa ampas teh telah menjadi adsorben yang tidak
mengandung zat warna dari daun teh. Setelah itu di keringakan kembali di dalam
oven dengan suhu 80oC dan membutuhkan waktu selama 2 jam lamanya. Ampas
teh yang telah di proses sehingga menjadi adsorben digunakan pada air sumur
yang mengandung besi untuk di hilangkan kandungan besinya. Air yang terdapat
kandungan zat besi tinggi akan menyebabkan air berwarna kuning dengan
kandungan ion Fe2+ apabila diambil langsung dari sumur. Namun apabila air
19
tersebut dialirkan melalui kran makan ion yang terkandung didalamnya adalah
hasil oksidasi dari ion Fe2+ yaitu Fe3+.
Ampas teh yang telah di proses sedemikan rupa, sehingga dapat digunakan
untuk mengadsorpsi Fe pada air tersebut. Pencampuran 2 gram ampas teh dengan
100 ml aquades dilakukan dengan pengadukan selama satu jam dengan cepat.
Pengadukan dilakukan secara manual. Kecepatan pengadukan adalah salah satu
faktor yang mempengaruhi. Semakin cepat pengadukan, efisiensi adsorpsi ampas
teh semakin besar. Setelah di aduk selama 1 jam, air tersebut di pisahkan dari
adsorben dengan menggunakan pompa vakum, kemudian di saring menggunakan
kertas saring filtrat yang di dapatkan dari pemisahan adsorben dengan cairan yang
menggunakan pompa vakum sehingga dapatkan hasil yang sangat memuaskan
karena pada mulanya air yang berwarna kuning coklat menjadi jernih. Selanjutnya
dilakukan analisa kandungan Fe didapatkan hasil air sebelum di adsorbsi 23,9253
mg/L dan kandungan air setelah adsorbsi adalah 3,4393 mg/L (terlampir).
20
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1) Adsorben dari ampas teh dapat menyerap logam berat yang terdapat pada air
sumur menjadi air bersih
2) Dengan menggunakan adsorben dari ampas teh kita bisa mengurangi
pencemaran lingkungan yang di lakukan oleh industri air bersih yang
menggunakan zat-zat kimia untuk menjernihkan air.
3) Dengan menjadikan ampas teh menjadi adsorben, kita dapat mengefisienkan
fungsi dari daun teh, sehingga tidak menjadi limbah yang tak berguna.
4) Data analisa menunjukkan kandungan Fe di dalam air tanah sebelum di
adsorpsi dengan ampas teh adalah 23,9253 mg/L
5) Data analisa menunjukkan kandungan Fe di dalam air tanah setelah di
adsorpsi adalah 3,4393 mg/L.
5.2. Saran
1) Kepada industry rumah tangga yang menggunakan the sebaiknya mengolah
ampas teh yang tidak berguna lagi agar dapat digunakan untuk mendapatkan
air jernih yang bebas dari kandungan logam berat
2) Kepada pembaca, sebaiknya kita menerapkan ilmu yang kita dapatkan
setelah membaca makalah ini, agar kita tidak menggunakan air bersih untuk
kebutuhan sehari-hari
21