PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENGUKURAN ... · pengukuran tingkat kekeruhan air menggunakan turbidimeter berdasarkan prinsip hamburan cahaya skripsi ... bab ii dasar teori

PENGUKURAN TINGKAT KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN TURBIDIMETER

BERDASARKAN PRINSIP HAMBURAN CAHAYA

Skripsi

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Fisika

Program Studi Fisika

Oleh: Bernadeta Yuniarti NIM : 023214020

PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2007

i

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii


iii


HALAMAN PERSEMBAHAN

Quot du bitas, ne feceris (Janganlah mengerjakan apa yang engkau sendiri meragukan)

Va Dove Ti Porta Il Cuore

(Pergilah kemana hati membawamu)

Omnis habet sua dona dies ( Setiap hari memiliki anugerah sendiri-sendiri)

Orang-orang seperti kita, yang percaya pada fisika, tahu bahwa pembedaan antara masa lampau, sekarang, dan masa depan hanyalah ilusi bandel yang

susah dihilangkan

Skripsi ini ku persembahkan kepada : Universitas Sanata Dharma

Kedua Orangtuaku Ketiga Saudaraku

Penjaga Hatiku

iv


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

v


ABSTRAK

PENGUKURAN TINGKAT KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN TURBIDIMETER BERDASARKAN PRINSIP HAMBURAN CAHAYA

Telah dibuat turbidimeter berdasarkan prinsip hamburan cahaya. Sinar laser sebagai sumber cahaya, dilewatkan ke medium berisi sampel air yang akan diukur. Oleh partikel yang ada di dalam medium sinar laser akan dihamburkan ke segala arah. Semakin banyak partikel yang ada di dalam medium, maka sinar laser yang terhambur juga akan semakin banyak. Sehingga nilai dari intensitas yang terhambur per satu satuan intensitas yang masuk ke medium (Is/Ip) dapat menjadi ukuran untuk menentukan tingkat kekeruhan (T) sampel air. Pengukuran intensitas awal sinar laser (Io) dilakukan dengan cara mengukur intensitas sinar yang direfleksikan oleh kaca pembagi berkas (Ip) sedangkan intensitas yang dihamburkan dicatat sebagai Is. Turbidimeter ini digunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan air pada 2 sumber air yaitu di sumur utara dan di sumur selatan, serta 3 bagian instalasi air di Kampus III Universitas Sanata Dharma. Dari penelitian ini didapatkan hasil bahwa tingkat kekeruhan air pada sumur utara relatif lebih tinggi daripada tingkat kekeruhan air pada sumur selatan. Akan tetapi secara keseluruhan tingkat kekeruhan air pada instalasi berada dibawah 5 NTU.

vi


ABSTRACT

THE MEASUREMENT OF THE WATER TURBIDITY LEVEL USING THE TURBIDIMETER WHICH IS BASED ON THE LIGHT SCATTERING

A turbidimeter, which is based on the light scattering, has been made. Laser light as a light source, is passed into a medium containing water that will be measured. The laser light will be scattered to all directions by particles of the medium. The more particle is inside the medium, the more laser light is scattered. Thus, the value of scattered intensity per unit incident intensity which comes into the medium (Is/Ip) becomes the size of the turbidity level (T) of water sample. The measurement of the incident intensity (Io) can be measured from the reflected intensity of the beam splitter (Ip) and the scattered intensity is recorded as Is. This turbidimeter is used to measure the turbidity level of the 2 water sources consist of the North well and the South well, and the 3 water installations in Campus III Sanata Dharma University. From this research, it can be concluded that the turbidity level in the North well is relatively higher than the water turbidity level of the South well. While all of the water turbidity level in the installation is under 5 NTU.

vii


KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, sebab atas

karunia kasihnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

Penulis menyadari bahwa tanpa adanya bantuan dan dukungan dari berbagai

pihak, skripsi ini tidak dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, secara

khusus penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr.Ign.Edi Santosa M.S selaku dosen pembimbing serta dosen penguji

yang dengan sabar telah memberikan bantuan dan dorongan semangat dari

awal hingga akhir skripsi ini.

2. Ir.Sri Agustini Sulandari, M.Si atas kesabarannya selaku dosen penguji serta

kesediaan diri sebagai tempat bertanya.

3. Dr.Agung Bambang Setyo Utomo, SU atas kesabarannya selaku dosen

penguji.

4. Seluruh Dosen prodi fisika, yang telah membagikan ilmunya.

5. Bapak, Mamak yang selalu mendoakan, memberi dorongan dan memfasilitasi

semuanya. Mas Anton, Dek Tiwik dan Dek Moko yang selalu memberi

dorongan, hiburan, dan kebersamaan selama ini.

6. Ninu’ yang selalu mendampingi dan menemaniku dalam suka duka selama ini

7. Keluarga Lampung yang selalu mendoakan dan menghibur.

8. Seluruh karyawan Universitas Sanata Dharma khususnya karyawan Lab.

Fisika dan Lab Analisis, Mas Agus, Pak Gito atas penyiapan alat-alat, serta

Mas Sis, Mas Bimo, dan Pak Widodo yang selalu memberikan bantuan dan

hiburan.

9. Teman seperjuangan Mas Thoper (rekan kerjaku), Mba Asri, Mba Debora,

Mas Mamat, Mas Hari, Lori, Iman, Trek, Ridwan, Gita, Imma, Kia, Inke atas

hiburan dan dorongan semangatnya. Tetap semangat dan sukses.

10. Seluruh teman prodi Fisika Tetap semangat dan sukses selalu. Mari

Pertahankan Prodi Fisika!!!

viii


11. Temen-temen Kost Banana Hom yang tidak bisa disebutkan satu persatu,

makasih atas hiburan, dorongan semangat dan kebersamaannya.

12. Teman-teman yang banyak membantu dalam penyusunan skripsi ini Rius,

Dias, Kodok, Sisil, Lius thanks atas pinjaman komputer dan printernya.

13. Temen-temen dari Sampit Unjuk, Danik, Puput, Beni, Vina, mari kita

pertahankan prestasi walaupun di negeri orang. Jaga nama baik bersama.

14. Semua pihak yang sudah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh

dari sempurna, sehingga penulis masih menerima adanya kritik dan saran dari

berbagai pihak. Besar harapan penulis semoga skrtipsi ini bisa memberikan

manfaat untuk para pembaca serta memberikan sedikit sumbangan untuk Ilmu

Pengetahuan .

Penulis

ix


DAFTAR ISI Halaman

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... i

HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v

ABSTRAK .......................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... vii

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... x

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah .............................................................. 1

B. Rumusan Masalah ........................................................................ 3

C. Batasan Masalah .......................................................................... 4

D. Tujuan Penelitian ......................................................................... 4

E. Manfaat Penelitian ....................................................................... 5

F. Sistematika Penulisan .................................................................. 5

BAB II DASAR TEORI

A. Pengukuran .................................................................................. 7

B. Tingkat Kekeruhan Air ................................................................ 7

C. Hamburan Cahaya ....................................................................... 8

D. Sistem Penjernihan Air ................................................................ 14

BAB III EKSPERIMEN

A. Tempat Eksperimen .................................................................... 17

x


B. Alat dan Bahan

1. Susunan dan Prinsip Kerja Alat .................................... 17

2. Bahan ............................................................................. 19

3. Langkah Analisis Data ................................................... 22

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil …………………………………………………………… 25

B. Pembahasan ................................................................................ 30

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan ................................................................................ 39

B. Saran .......................................................................................... 40

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 41

LAMPIRAN I .................................................................................................... 42

LAMPIRAN II ................................................................................................... 46

LAMPIRAN III .................................................................................................. 47

xi


DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Hasil Kalibrasi 1 ........................................................... 25

Tabel 4.2 Hasil Kalibrasi pada susunan alat 2 .............................. 37

xii


DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Berkas Cahaya Mengenai Partikel Penghambur.......................... 10

Gambar 2.2 Proses Hamburan Cahaya Sebagai

Untuk Menentukan Tingkat Kekeruhan Sampel ....................... 11

Gambar 2.3 Peristiwa yang Dimanfaatkan dalam

Penelitian Pengukuran Kekeruhan Air ...................................... 11

Gambar 2.4 Diagram alir sistem penjernihan air sumur

di Kampus III Universitas Sanata Dharma ............................... 15

Gambar 3.1 Susunan Alat 1 .......................................................................... 17

Gambar 3.3 Proses kalibrasi .......................................................................... 23

Gambar 3.4 Proses pengukuran tingkat kekeruhan sampel air ..................... 24

Gambar 4.1 Grafik Hasil Kalibrasi 1 ............................................................. 26

Gambar 4.2 Turbiditas Sampel Air yang Diambil pada Minggu 1............... 27

Gambar 4.3 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di

Tempat Pengambilan Sampel 1 atau Sumur Selatan ................. 28

Gambar 4.4 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di

Tempat Pengambilan Sampel 2 atau Sumur Utara .................... 28

Gambar 4.5 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan

Sampel 3 atau Instalasi ke KM.Hall Lantai 1 ............................ 29


Sampel 4 atau Instalasi ke KM lantai 4 Lab.Teknik ................. 29


Sampel 5 atau Instalasi ke KM Lantai 1

Samping Lab.Bahasa ................................................................. 30

Gambar 4.8 Bagan Garis Besar Sistem Penjernihan Air

di Kampus III USD .................................................................... 33

Gambar 4.9 Susunan Alat 2 ........................................................................... 36

Gambar 4.10 Grafik Hasil Kalibrasi pada Susunan Alat 2 .............................. 37

xiii


BAB I

PENDAHULUAN

G. Latar Belakang Masalah

Air adalah senyawa yang paling penting di bumi. Air ditemukan di

permukaan dan juga di atmosfir bumi. Sebagian besar tubuh manusia terdiri

atas air. Air juga terdapat pada tumbuhan dan hewan. Di dalam kehidupan

sehari–hari, kita banyak menggunakan air untuk kebutuhan rumah tangga

misalnya untuk air minum, memasak, mandi, mencuci, dan sebagainya. Selain

itu air juga digunakan dalam bidang industri. Untuk memenuhi semua

kebutuhan tersebut maka diperlukan air yang kualitasnya baik. Kualitas air

yang baik dilihat dari berbagai segi yaitu segi kimiawi, biologis, fisika,

maupun segi estetika. Salah satunya dari segi estetika kualitas air dilihat dari

tingkat kekeruhannya.

Batas maksimum tingkat kekeruhan air minum yang dianjurkan oleh

WHO (Badan Kesehatan Dunia) adalah 5 nephelometric turbidity units (NTU)

[NN (Vol 1), 1988]. Berkaitan dengan hal tersebut, dalam skripsi ini

dilakukan suatu penelitian eksperimen untuk mengetahui tingkat kekeruhan

air, apakah termasuk air dengan kekeruhan tinggi atau rendah.

Tingkat kekeruhan air biasanya diukur dengan alat turbidimeter yang

berprinsip pada spektroskopi absorpsi, dan juga diukur dengan turbidimeter

1


berprinsip hamburan cahaya dengan peletakan detektor pada 900 terhadap arah

sumber sinarnya [Khopkar, 1990].

Pada penelitian ini dilakukan pengukuran tingkat kekeruhan air

dengan penggunaan prinsip hamburan cahaya. Set alat yang digunakan dalam

penelitian ini dibuat berdasar pada set alat yang pernah ada sebelumnya

dengan sinar laser sebagai sumber cahaya. Sinar laser diarahkan ke medium

berpartikel. Sehingga sinar tersebut sebagian ada yang diteruskan dan

sebagian lagi dihamburkan. Tingkat kekeruhan mediumnya ditentukan dari

perbandingan antara intensitas sinar yang dihamburkan terhadap intensitas

sinar yang diteruskan. Set alat tersebut menganggap bahwa intensitas awal

sinar adalah tetap [Kallard, 1977]. Tetapi dalam kenyataan, muncul masalah

yaitu adanya perubahan intensitas awal sinar (Io) yang masuk ke medium

berpartikel.

Dengan adanya masalah tersebut, maka dalam penelitian ini telah

dibuat alat ukur kekeruhan air dengan prinsip hamburan cahaya yang disertai

dengan pengukuran intensitas awal sinar yang masuk ke medium berpartikel

selama berjalannya eksperimen. Ini dimaksudkan agar setiap pengukuran

intensitas sinar yang terhambur selalu dibandingkan dengan intensitas sinar

yang masuk pada medium berpartikel. Sehingga kita bisa mengetahui

intensitas sinar yang terhambur tiap satu satuan intensitas awal sinar yang

masuk ke medium berpartikel. Penelitian ini menggunakan komponen alat

yang sudah ada di laboratorium Fisika.

2


Penelitian ini mengambil sistem penjernihan air di kampus III Sanata

Dharma sebagai obyek penelitian, dengan mengambil sampel air dari 2

sumber air yaitu sumur selatan, sumur utara, serta 3 bagian instalasi air yaitu

pada kamar mandi Hall lantai 1; kamar mandi Lantai IV Lab. Teknik; dan

kamar mandi Lantai 1 samping Lab. Bahasa. Sehingga penelitian ini bisa

digunakan untuk mengetahui unjuk kerja sistem penjernihan air tersebut.

Untuk mengetahui unjuk kerjanya, dilakukan dengan melihat adanya

pengurangan tingkat kekeruhan air yang sudah masuk ke dalam sistem.

Dengan melakukan penelitian ini, diharapkan kita semakin mudah

untuk merangkai alat sederhana dan lebih sempurna sebagai pengukur tingkat

kekeruhan air.

A. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut dapat dirumuskan beberapa

masalah yaitu :

1. Bagaimana perancangan alat yang digunakan untuk mengukur tingkat

kekeruhan air ?

2. Bagaimana cara menentukan tingkat kekeruhan air dengan pengukuran

intensitas sinar laser yang terhambur?

3. Bagaimana pemanfaatan alat ukur kekeruhan air ini?

3


B. Batasan Masalah

Adapun batasan masalah untuk penelitian ini adalah :

1. Pengukuran tingkat kekeruhan air hanya dilakukan berdasarkan

prinsip hamburan cahaya saja

2. Menggunakan sampel air pada 2 sumber air dan 3 instalasi air di

kampus III Universitas Sanata Dharma selama 22 minggu

3. Menggunakan komponen alat di laboratorium Fisika Universitas

Sanata Dharma

C. Tujuan Penelitian

Dari perumusan masalah di atas dapat diuraikan tujuan yang ingin

dicapai antara lain :

1. Untuk mengetahui rancangan alat yang dibuat, agar bisa digunakan

untuk mengukur tingkat kekeruhan air

2. Untuk mengetahui cara menentukan kekeruhan sampel air dengan

pengukuran intensitas sinar laser yang terhambur

3. Untuk mengetahui pemanfaatan alat ukur kekeruhan air yang sudah

dibuat

4


D. Manfaat Penelitian

Penelitian ini bermanfaat untuk :

1. Memberi kemudahan dalam pembuatan alat pengukur tingkat

kekeruhan air dengan sumber cahaya sinar laser

2. Memberikan tambahan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi

sehingga bisa dimanfaatkan lebih lanjut demi kepentingan bersama

F. Sistematika Penulisan

Penelitian ini akan dituliskan dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Bab ini menguraikan tentang latar belakang permasalahan,

rumusan permasalahan, batasan permasalahan., tujuan

penelitian, dan manfaat penelitian.

BAB II Dasar Teori

Bab ini menguraikan tentang teori-teori yang digunakan dalam

pengukuran kekeruhan air, dan yang berhubungan dengan

prinsip kerja alat ukur kekeruhan air yang dibuat.

BAB III Eksperimen

Bab ini menguraikan tentang alat dan bahan yang digunakan

dalam eksperimen, prosedur eksperimen dan metode yang

digunakan untuk analisis data.

5


BAB IV Hasil dan Pembahasan

Bab ini menguraikan tentang hasil eksperimen dan

pembahasannya.

BAB V Penutup

Bab ini berisi kesimpulan dan saran.

Selain itu disertakan juga lampiran – lampiran untuk melengkapi uraian

sebelumnya.

6


BAB II

DASAR TEORI

A. Pengukuran

Pengukuran merupakan kegiatan pembandingan secara kuantitatif

antara standar yang telah ditentukan sebelumnya dengan yang diukur. Untuk

keperluan tersebut kita memerlukan instrument/alat ukur dengan metode

pengukuran tertentu. Kegiatan pengukuran memberikan hasil berupa besaran

yang dinyatakan dengan bilangan dan satuan yang bersangkutan.

Hasil pengukuran seringkali tidak tepat. Pengukuran idealnya adalah

mengukur masukan yang diinginkan. Tetapi pengukuran juga tidak pernah

lepas dari adanya masukan gangguan dan masukan ubahan [Doebelin, 1992].

Agar hasil pengukuran menjadi tepat, maka masukan gangguan itu harus

dihilangkan, dengan pengaturan instrument/alat ukur.

B. Tingkat Kekeruhan Air

Tingkat kekeruhan air biasa disebut Turbiditas. Turbiditas pada air

disebabkan oleh adanya materi suspensi, seperti tanah liat/lempung, endapan

lumpur, partikel organik yang koloid, plankton, dan organisme mikroskopis

lainnya [NN (vol 2), 1988].

Turbiditas biasanya diukur dengan turbidimeter yang berprinsip pada

spektroskopi absorpsi, dan yang diukur adalah absorpsi akibat partikel yang

7


tercampur. Turbiditas juga biasa diukur dengan turbidimeter atau

nephelometer yang berprinsip pada hamburan sinar dengan peletakan detektor

pada sudut 900 dari sumber sinar dan yang diukur adalah hamburan cahaya

oleh campurannya [Khopkar , 1990].

Tingkat kekeruhan atau turbiditas ini ditunjukkan dengan satuan

pengukuran yaitu Nephelometric Turbidity Units (NTU). Berdasarkan

ketentuan dari Badan Kesehatan Dunia (WHO), batas maksimum tingkat

kekeruhan air minum yang memenuhi syarat adalah 5 NTU [NN (Vol 1),

1988].

C. Hamburan Cahaya

Ada tiga tipe hamburan yang dikenal yaitu hamburan Rayleigh,

hamburan Tyndall dan efek Raman. Pada tahun 1928 C.V. Raman pertama

kali mengamati dan menjelaskan tentang hamburan cahaya pada zat cair. Pada

efek Raman, cahaya mengalami perubahan frekuensi dan perubahan fasa pada

saat cahaya tersebut melintasi suatu medium bahan. Intensitas hamburan

Raman sekitar seperseribu intensitas hamburan Rayleigh pada zat cair. Efek

ini dimanfaatkan pada spektroskopi Raman, yang cahayanya berasal dari sinar

laser yang akan dilewatkan melalui suatu bahan dan hamburannya diteliti

secara spektroskopis [Isaacs, 1997].

Tahun 1820-1893 John Tyndall mendapatkan teori bahwa sinar putih

terlihat berwarna biru jika sinar tersebut mengenai partikel yang sangat kecil.

8


Sehingga hamburan cahaya dipengaruhi oleh ukuran partikel yang dikenainya

[Jenkins dan White, 1976].

Selanjutnya pada tahun 1871 Rayleigh menjelaskan tentang hamburan

sinar oleh partikel kecil yang lebih kecil daripada panjang gelombang sinar

yang mengenainya. Teori ini menyatakan bahwa jika semakin pendek panjang

gelombang yang mengenai partikel, maka semakin banyak sinar yang

dihamburkan [Falk, 1986].

Dalam penelitian ini, prinsip hamburan cahaya dimanfaatkan sebagai

prinsip dasar pembuatan alat ukur kekeruhan air. Ketika berkas cahaya

mengenai medium berpartikel penghambur, sebagian besar cahaya akan

ditransmisikan atau diteruskan dan sebagian lagi akan dihamburkan ke segala

arah secara acak oleh partikel-partikel tersebut. Peristiwa tersebut dapat

dilihat pada gambar 2.1.

9


Intensitas awal sinar

Partikel penghambur

Intensitas yang diteruskan

Intensitas yang dihamburkan

Gambar 2.1 Berkas cahaya mengenai partikel penghambur [Hill, 1960]

Jika seberkas sinar/cahaya masuk ke dalam sebuah medium (air) yang

berisi partikel maka sinar tersebut akan di hamburkan oleh partikel tersebut.

Sehingga jika dalam medium tersebut terdapat lebih banyak partikel maka

sinar yang terhambur akan menjadi lebih banyak. Sehingga besarnya

intensitas sinar yang dihamburkan dapat menjadi ukuran untuk menentukan

banyaknya partikel di dalam medium. Dalam hal ini partikel dalam medium

menimbulkan kekeruhan tertentu. Jadi intensitas sinar yang dihamburkan

dapat menjadi ukuran untuk menentukan tingkat kekeruhan air tersebut.

Proses tersebut dapat dilihat pada gambar 2.2.

10


Sinar dengan intensitas awal Io

Sinar akan dihamburkan oleh partikel di dalam medium, dengan intensitas sebesar Is

Medium berpartikel

masuk

Semakin banyak partikel di dalam medium atau semakin

keruh air maka semakin banyak sinar yang

dihamburkan

Nilai Is

Sebagai ukuran untuk menentukan tingkat kekeruhan

Kalibrasi

Gambar 2.2 Proses hamburan cahaya sebagai ukuran untuk menentukan tingkat kekeruhan medium

Peristiwa hamburan yang terjadi dan dimanfaatkan dalam penelitian

ini dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini :

Laser I

Ip

Io

Is

Gambar 2.3 Peristiwa yang dimanfaatkan dalam penelitian pengukuran kekeruhan air

11


Pada gambar 2.3 dapat dilihat jika sebuah sumber sinar (laser)

memancarkan sinar dengan intensitas I dan kemudian mengenai kaca pembagi

berkas, maka sinar tersebut akan sebagian di transmisikan dengan intensitas

sebesar Io dan sebagian lagi akan direfleksikan dengan intensitas sebesar Ip.

Berdasarkan peristiwa tersebut maka dapat dituliskan hubungan secara

matematis sebagai berikut :

I = Io + Ip ........................................................................... (2.1)

Sinar yang ditransmisikan dengan intensitas sebesar Io akan diteruskan

menuju medium berpartikel. Pada medium ini terjadi peristiwa hamburan

sinar ke segala arah oleh partikel dalam medium dengan intensitas sebesar Is.

Dalam hal ini partikel dalam medium menimbulkan kekeruhan tertentu. Jadi

intensitas sinar yang dihamburkan (Is) tergantung pada besarnya tingkat

kekeruhan air (T) dan besarnya intensitas awal sinar (Io). Secara matematis

dapat ditunjukkan dengan persamaan seperti di bawah ini :

Is ≈ T Io ........................................................................... (2.2)

Is = n T Io ........................................................................... (2.3)

Dengan n = tetapan/nilai kesebandingan

TnIoIs

= ........................................................................... (2.4)

Karena Io adalah sebagian dari I, dan Ip juga sebagian dari I maka

dapat dituliskan sebagai Io = α I dan Ip = β I dengan α = Koefisien transmisi

dan β = Koefisien refleksi. Sehingga persamaan (2.1) menjadi :

12


I = α I + β I ........................................................................... (2.5)

Dari persamaan 2.5 diatas juga bisa dituliskan hubungan lain sebagai berikut:

α + β = 1 ........................................................................... (2.6)

IpIoβα

= ............................................................................ (2.7)

Dari persamaan 2.7 diatas, maka pengukuran Io (intensitas awal sinar

yang masuk ke medium) dapat dilakukan dengan pengukuran Ip (intensitas

sinar yang direfleksikan oleh kaca), dengan peletakan sensor seperti pada

gambar 3.1.

Dari kedua persamaan (2.4) dan (2.7) maka dapat ditunjukkan dengan

hubungan matematis seperti di bawah ini :

TnIp

Is .=

βα

nTIpIs

αβ

= .......................................................................... (2.8)

Karena β, α, dan n adalah sebuah tetapan maka persamaan (2.8) menjadi :

tTIpIs

= .................................................................................. (2.9)

Dengan t = koefisien turbiditas

Persamaan (2.9) diatas digunakan dalam proses pengkalibrasian yang

menunjukkan hubungan Is/Ip terhadap turbiditas standar air. Dari hubungan

13


tersebut didapat persamaan yang dapat digunakan untuk menentukan tingkat

kekeruhan sampel air.

D. Sistem Penjernihan Air

Untuk konsumsi sendiri ataupun industri, air biasanya terlebih dahulu

dimasukkan ke dalam suatu sistem penjernihan air yang biasanya terdiri dari

berbagai tahap. Untuk keperluan rumah tangga biasanya air hanya diberi

tawas. Tapi untuk keperluan industri atau instansi tertentu misal sebuah

industri makanan, hasil penjernihan air harus benar-benar terjamin kebersihan

dan kesehatannya. Idealnya sistem penjernihan air dilengkapi dengan adanya

penyaring yang tersusun atas berbagai macam bahan, aerator, pencampur, bak

pengendap, bak berisi karbon aktif serta dengan penggunaan bahan-bahan

yang bisa menjernihkan air [Hammer, 1986].

14


Kampus III Universitas Sanata Dharma menggunakan sistem

penjernihan air yang ditunjukkan pada gambar 2.4 sebagai berikut:

Sumur selatan

Sumur utara

Water king Klorin

Bak Aerasi dan pengendap

Sand filter

Karbon aktif

pompa instalasi

Saringan pasir

Saringan pasir Bak tampung bawah

Bak tampung atas

Gambar 2.4 Diagram alir sistem penjernihan air sumur di Kampus III Universitas Sanata Dharma [CV.Jaya Sakti, 2005]

Air yang dipakai di kampus III USD diambil dari 2 sumur yaitu sumur

utara berlokasi di belakang kantor sekertariat fakultas farmasi dengan

kedalaman 40 m dan sumur selatan berlokasi di sebelah kolam ikan kampus

dengan kedalaman 18 m. Air yang akan masuk ke sistem, sebelumnya

disaring dulu dengan saringan pasir agar pasirnya tertinggal. Kemudian air

sumur utara dimasukkan ke dalam water king klorin yang didalamnya terdapat

klorin atau kaporit sebagai disinfektan, untuk menghilangkan kuman yang ada

di dalam air.

Air dari sumur utara dan sumur selatan dicampur di dalam bak aerasi

dan pengendap dengan cara menyemprotkan air dari atas dengan maksud agar

air dapat bereaksi dengan udara bebas sehingga Fe (besi) yang terkandung di

15


air dapat mengikat oksigen, dan Fe dapat mengendap di dasar bak.

Pengurangan nilai turbiditas mulai terjadi pada bagian ini.

Proses berikutnya air dari bak aerasi dan pengendap dipompa dan

dialirkan ke sand filter yang berisi pasir kuarsa dan pasir silica dengan

maksud pasir tersebut dapat menyaring Fe yang masih ada di air. Dalam 1 kali

sebulan garam akan dialirkan pada bagian antara bak aerasi dan pengendapan

dengan sand filter. Pelarutan garam ini dimaksudkan untuk melepaskan Fe

yang menempel pada pasir di dalam sand filter. Proses selanjutnya air yang

sudah disaring dengan pasir dimasukkan ke dalam tabung berisi karbon aktif

dengan maksud menyaring kaporit yang terbawa dalam air.

Air yang sudah bersih akan ditampung di bak tampung bawah yang

kemudian akan dipompa menuju bak tampung atas yang ada di setiap unit

gedung. Dari bak tampung atas setiap unit gedung air akan dialirkan secara

langsung ke seluruh gedung di kampus III melalui keran-keran yang ada.

16


BAB III

EKSPERIMEN

A. Tempat Eksperimen

Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium Fisika FMIPA, Universitas

Sanata Dharma.

B. Alat dan Bahan

1. Susunan dan Prinsip Kerja Alat

Susunan alat yang digunakan dalam penelitian ini seperti pada gambar 3.1.

Laser He-Ne Beam splitter

Light sensor 1

Medium

Penghalang

Lensa

Light sensor 2

Interface

Komputer

Gambar 3.1 Susunan alat 1

17


Untuk susunan alat seperti gambar 3.1 prinsip kerja alatnya adalah

sinar laser diarahkan pada kaca pembagi berkas. Digunakan laser He-Ne

sebagai sumber sinar. Setelah mengenai kaca, maka sinar tersebut akan

sebagian ditransmisikan (Io) dan sebagian lagi akan direfleksikan (Ip).

Pengukuran intensitas awal sinar laser (Io) dilakukan dengan pengukuran

Ip oleh light sensor 1. Sinar yang ditransmisikan (Io) akan diteruskan

menuju medium berpartikel. Pada medium sinar laser akan ada yang

diteruskan dan dihamburkan. Sinar yang diteruskan akan ditutupi oleh

penghalang. Sinar laser terhambur disebabkan oleh adanya partikel dalam

medium. Sinar laser yang terhambur ditangkap oleh lensa cembung.

Sehingga bayangan sinar laser terhambur yang terjelas dapat diterima oleh

light sensor 2. Intensitas sinar laser yang diterima oleh light sensor 2

dicatat sebagai Is. Semakin banyak partikel didalam medium, maka sinar

laser yang terhambur akan semakin banyak dan nilai Is semakin besar.

Pada susunan alat ini, pengukuran intensitas sinar dilakukan dengan

pengukuran iluminasi dengan satuan lux oleh alat light sensor yang

dipakai. Alat light sensor dihubungkan ke komputer menggunakan

interface. Light sensor 1 dihubungkan ke channel 1 pada interface. Light

sensor 2 dihubungkan ke channel 2 pada interface. Program komputer

yang dipakai untuk mengumpulkan dan menampilkan data adalah

program Logger Pro 3.

18


2. Bahan

a. Pencucian wadah yang akan digunakan

Sebelum membuat larutan standar semua wadah dicuci terlebih dahulu,

kemudian dibilas dengan aquades.

b. Penyiapan pelarut

Pelarut dibuat dari aquades

c. Pembuatan standar

Ada 2 hal penting dalam pembuatan larutan standar yaitu penyiapan

larutan induk dan pembuatan standar dengan proses pengenceran larutan

induk. Untuk pembuatan standar air dengan turbiditas berbeda-beda

membutuhkan larutan induk air keruh dengan turbiditas 103 NTU.

Langkah pertama yang dilakukan adalah menentukan jangkauan

turbiditas yang diinginkan. Langkah selanjutnya adalah proses

pengenceran larutan induk. Untuk menentukan seberapa banyak larutan

induk yang diambil untuk diencerkan digunakan persamaan :

T1.V1=T2.V2 ................................................................ (3.1)

dengan T1 = Turbiditas larutan induk

V1 = Volume larutan induk yang diambil untuk

diencerkan

T2 = Turbiditas standar yang diinginkan

V2 = Volume standar yang diinginkan

19


Larutan standar dengan turbiditas 6 NTU diperoleh dari pengenceran

3 ml larutan induk dengan turbiditas 103 NTU dengan penambahan

aquades hingga volumenya 50 ml. Langkah selanjutnya dengan proses

yang sama, dilakukan pengenceran larutan induk sehingga mendapatkan

standar air dengan turbiditas berturut-turut sebesar 12 NTU; 18 NTU; 24

NTU; 30 NTU; 36 NTU; 42 NTU; dan 49 NTU. Untuk standar air dengan

turbiditas 0 (nol) digunakan aquades.

d. Pengambilan sampel

Pengambilan sampel dilakukan secara berkala setiap minggunya.

Sampel diambil pada 5 tempat di kampus III Universitas Sanata Dharma

sebagai berikut :

1. Sumur 1 (selatan) berlokasi di sebelah kolam ikan kampus paingan

dengan kedalaman 18 m

2. Sumur 2 (utara) berlokasi di belakang Kantor Sekertariat Fakultas

Farmasi dengan kedalaman 40 m

3. Instalasi ke kamar mandi hall lantai 1

4. Instalasi ke kamar mandi lantai 4 lab teknik

5. Instalasi ke kamar mandi lantai 1 samping Lab Bahasa

Pengambilan sampel telah dilakukan sebanyak 22 kali selama

22 minggu. Setiap minggu pengambilan akan didapat 5 sampel air.

20


e. Prosedur pengisian sampel

1. Setiap sampel dari tiap bagian sistem penyaringan air dimasukkan

dalam botol air mineral. Kemudian saat melakukan pengukuran,

sampel dimasukkan dalam botol kaca.

2. Sebelum sampel dimasukkan dalam botol, botol dicuci dulu dengan

aquades agar tidak ada partikel lain yang menempel pada botol, yang

kemungkinan dapat mempengaruhi hasil pengukuran

3. Sebelum sampel air dimasukkan dalam botol, sampel air dikocok

dahulu (saat masih di botol air mineral) agar partikel dalam sampel

air dapat tercampur rata, setelah itu masukkan sampel dalam botol.

4. Usahakan tidak ada gelembung udara dalam botol yang sudah diisi

sampel, karena gelembung udara ini bisa mempengaruhi peristiwa

hamburan yang akan terjadi

5. Pengambilan data dimulai dengan sampel yang tidak begitu keruh

secara fisik (dapat dilihat langsung dengan mata) dan seterusnya

dengan sampel yang bertambah kekeruhannya.

6. Setiap akan mengganti sampel, botol dicuci dulu dengan sampel

yang selanjutnya akan diukur. Hal ini dilakukan agar sisa-sisa air

sebelumnya hilang, sehingga tidak mempengaruhi hasil pengukuran

21


5. Langkah Analisis data

a. Pengukuran Kalibrasi dan pengambilan data

Untuk dapat menentukan tingkat kekeruhan sampel maka perlu

adanya pengkalibrasian. Tujuan dari kalibrasi adalah untuk menentukan

hubungan antara output dengan input pada suatu kondisi satu input

divariasi dan input lain tetap konstan, sehingga input lain tidak

memberikan sumbangan output. Pengkalibrasian ini dilakukan pada

susunan alat yang pertama maupun pada susunan alat yang kedua.

Dari grafik kalibrasi kita bisa menentukan kemiringan atau slope

atau gradien garis grafik. Kemiringan ini menunjukkan seberapa besar

perubahan output untuk satu satuan perubahan input.

Pada penelitian ini dilakukan pengkalibrasian dengan pengukuran

Is/Ip untuk tiap standar air dengan kekeruhan tertentu. Dari pengukuran ini

dapat dibuat grafik hubungan antara Is/Ip terhadap turbiditas standar air.

Dari grafik kalibrasi ini akan didapat persamaan garis grafiknya. Proses

kalibrasi ini dapat dilihat pada gambar 3.3.

22


Standar air dengan kekeruhan tertentu

Nilai Is/Ip

Grafik kalibrasi yaitu hubungan antara Is/Ip dengan turbiditas standar

Persamaan garis grafik kalibrasi

Gambar 3.3 Proses kalibrasi

Selanjutnya dilakukan pengukuran Is/Ip untuk tiap sampel air. Untuk

menentukan nilai kekeruhan (turbiditas) tiap sampel air, nilai Is/Ip yang sudah

diukur dari tiap sampel air dimasukkan kedalam persamaan garis grafik

kalibrasi yang didapat seperti pada gambar 3.3. Proses pengukuran tingkat

kekeruhan sampel tersebut dapat dilihat pada gambar 3.4 di bawah ini :

23


Sampel air

Nilai Is/Ip

Persamaan Garis Grafik Kalibrasi Is/Ip dengan

Turbiditas Standar

Tingkat Kekeruhan Sampel air

Gambar 3.4 Proses pengukuran tingkat kekeruhan sampel air

24


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. HASIL

Pengkalibrasian dilakukan dengan melakukan pengukuran nilai Is/Ip untuk

tiap larutan standar air dengan nilai turbiditas tertentu. Larutan standar yang

diukur berjumlah 9 buah larutan standar.

Tujuan pengkalibrasian ini adalah untuk menunjukkan hubungan antara

intensitas yang dihamburkan oleh partikel dalam air per satu satuan intensitas

awal yang dilewatkan pada standar dengan turbiditas tertentu. Salah satu contoh

pengukuran kalibrasi yang telah dilakukan dapat dilihat pada tabel 4.1. Tabel

kalibrasi tersebut dinyatakan dalam grafik seperti pada gambar 4.1.

Tabel 4.1 Hasil Kalibrasi 1

No Turbiditas standar (NTU) Is/Ip

1. 0 0,0007± 0,0003

2. 6 0,0034± 0,0002

3. 12 0,009± 0,001

4. 18 0,011± 0,0003

5. 24 0,013± 0,001

6. 30 0,015± 0,001

7. 36 0,021 ± 0,001

8. 42 0,024± 0,001

9. 49 0,026± 0,001

25


Grafik hubungan antara Is/Ip dengan turbiditas

Is/Ip = 0,0005 T + 0,001

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0 10 20 30 40 50 6

Turbiditas (NTU)

Is/Ip

0

Gambar 4.1 Grafik Hasil Kalibrasi 1

Kalibrasi 1 pada gambar 4.1 menghasilkan persamaan garis

001,00005,0 += TIpIs Persamaan kalibrasi 1 ini akan digunakan untuk

menentukan turbiditas sampel air yang diambil pada minggu 1. Contohnya nilai

Is/Ip pada tempat pengambilan sampel 1 adalah 0,001. Kemudian nilai Is/Ip ini

dimasukkan ke dalam persamaan garis kalibrasi yang sudah didapat pada kalibrasi

pertama (gambar 4.1), sehingga nilai turbiditas dari sampel tersebut adalah 0

NTU. Demikian seterusnya dilakukan proses yang sama untuk mendapatkan nilai

turbiditas sampel air pada minggu dan tempat pengambilan sampel berikutnya.

Grafik kalibrasi yang lain dapat dilihat pada lampiran I. Data tingkat kekeruhan

sampel air disajikan dalam bentuk tabel yang dapat dilihat pada lampiran II.

26


Tabel data pada lampiran II dinyatakan dalam bentuk grafik turbiditas air

tiap tempat pengambilan sampel yang berbeda pada satu waktu yang sama,

sebagai contoh seperti terlihat pada gambar 4.2.

Grafik turbiditas air terhadap tempat pengambilan sampel

0

10

20

30

40

50

0 1 2 3 4 5

Tempat pengambilan sampel

Turb

idita

s (N

TU)

6

Gambar 4.2 Turbiditas Sampel Air yang Diambil pada Minggu 1

Pada gambar 4.2 ini terlihat adanya nilai kekeruhan air yang tinggi yaitu

pada bagian 2 yaitu pada tempat pengambilan sampel 2 yaitu sumur utara yang

berkedalaman 40 m. Grafik untuk minggu ke 2 sampai dengan minggu ke 22

dapat dilihat pada lampiran III.

Tabel data tingkat kekeruhan sampel air seperti pada lampiran II dinyatakan

dalam bentuk grafik turbiditas tiap waktu yang berbeda pada satu tempat

pengambilan sampel yang sama. Grafik turbiditas terhadap tempat pengambilan

sampel 1, 2, 3, 4, dan 5 dapat dilihat pada gambar 4.3; 4.4; 4.5; 4.6; dan 4.7.

27


Grafik turbiditas air terhadap waktu pengambilan sampel

00.20.40.60.8

11.21.41.6

0 5 10 15 20 25

Waktu pengambilan sampel (minggu)

Turb

idita

s ai

r (NT

U)

Gambar 4.3 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan Sampel 1 atau Sumur Selatan


0

10

20

30

40

50

0 5 10 15 20 25


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

Gambar 4.4 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan Sampel 2 atau Sumur Utara

28



0

0.51

1.5

2

2.53

3.5

0 5 10 15 20 25


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

Gambar 4.5 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan Sampel 3 atau Instalasi ke KM.Hall Lantai 1


0

1

2

3

4

5

6

0 5 10 15 20 25


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

Gambar 4.6 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan Sampel 4 atau Instalasi ke KM lantai 4 Lab.Teknik

29



00.5

11.5

22.5

33.5

4

0 5 10 15 20 25


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

Gambar 4.7 Turbiditas Sampel Air yang Diambil di Tempat Pengambilan Sampel 5 atau Instalasi ke KM Lantai 1 Samping Lab.Bahasa

Pada gambar 4.3 terlihat tingkat kekeruhan air berkisar antara 0 NTU

sampai dengan 1 NTU. Pada gambar 4.4 terlihat tingkat kekeruhan air berkisar

antara 2 NTU sampai dengan 40 NTU. Pada gambar 4.5 terlihat tingkat

kekeruhan air berkisar antara 0 NTU sampai dengan 3 NTU. Pada gambar 4.6

terlihat tingkat kekeruhan air berkisar antara 0 NTU sampai dengan 0 NTU

sampai dengan 4 NTU. Pada gambar 4.7 terlihat tingkat kekeruhan air berkisar

antara 0 NTU sampai dengan 3 NTU.

B. PEMBAHASAN

Hasil pengukuran seringkali tidak tepat. Pengukuran idealnya adalah

mengukur masukan yang diinginkan. Tetapi pengukuran juga tidak pernah lepas

dari adanya masukan gangguan dan masukan ubahan. Agar hasil pengukuran

30


menjadi tepat, maka masukan gangguan itu harus dihilangkan, dengan pengaturan

alat ukur.

Prinsip kerja dari turbidimeter yang digunakan dalam penelitian ini adalah

sinar laser dipakai sebagai sumber cahaya. Kemudian sinar laser dilewatkan ke

medium yang akan diuji. Sinar laser akan dihamburkan ke segala arah oleh

partikel yang ada di dalam medium. Pengukuran intensitas awal sinar laser (Io)

dilakukan dengan pengukuran intensitas sinar yang direfleksikan oleh kaca

pembagi berkas (Ip). Intensitas yang dihamburkan dicatat sebagai Is. Semakin

banyak partikel yang ada di dalam medium, maka sinar laser yang terhambur akan

semakin banyak. Sehingga nilai dari intensitas yang terhambur per satu satuan

intensitas yang masuk ke medium (Is/Ip) dapat menjadi ukuran untuk menentukan

tingkat kekeruhan (T) sampel air.

Dalam suatu alat ukur pasti memiliki kesalahan pengukuran, biasanya

kesalahan tersebut bersumber pada kesalahan bersistem dan kesalahan

rambangan. Kesalahan bersistem lainnya adalah ketidakpastian alat yang mungkin

disebabkan oleh pergeseran lensa maupun light sensor, yang diatasi dengan

pembuatan alat yang diatur agar komponennya tidak mudah bergeser. Kesalahan

rambangan bisa disebabkan oleh hamburan sinar yang dipengaruhi oleh keadaan

partikel dalam medium, yang selalu berubah-ubah. Kesalahan ini sudah diatasi

dengan melakukan pengocokan sampel air sebelum diukur, serta pengambilan

data yang cepat (dalam 1 detik) sehingga tidak memberi waktu bagi partikel di

dalam sampel air untuk mengendap. Pada penelitian ini alat ukur kekeruhan air

31


yang dibuat diberi tambahan pada pemberian pelindung cahaya. Pemberian

pelindung cahaya dimaksudkan untuk mengurangi adanya masukan sinar dari luar

selain sinar laser.

Turbidimeter yang digunakan dalam penelitian ini bisa digunakan sebagai

alat ukur kekeruhan air dengan terlebih dahulu melakukan pengkalibrasian

dengan mengukur Is/Ip untuk tiap standar yang sudah dibuat dengan turbiditas

tertentu. Standar yang digunakan diperoleh dengan melakukan proses

pengenceran larutan induk dengan nilai turbiditas atau kekeruhan sebesar 103

NTU.

Data proses kalibrasi yang bisa dilihat pada tabel 4.1, menunjukkan

hubungan antara Is/Ip dengan turbiditas. Pada tabel ini bisa dilihat bahwa semakin

besar nilai turbiditas maka semakin besar juga nilai Is/Ip. Secara ideal grafik

hubungan ini adalah grafik yang menunjukkan kelinearan seperti pada gambar

4.1.

Setelah proses pengkalibrasian selesai, akan didapat grafik kalibrasi dan

persamaannya digunakan untuk penentuan tingkat kekeruhan sampel air yang

diukur. Untuk tiap sampel besaran yang diukur adalah Is/Ip. Nilai Is/Ip yang

sudah didapat dari pengukuran tiap sampel dimasukkan dalam persamaan garis

grafik kalibrasi, sehingga bisa diketahui nilai turbiditas tiap sampel.

Secara garis besar sistem penjernihan air yang ada di Kampus III USD

bisa digambarkan seperti gambar 4.8

32


Sistem Sumber 1

Sumber 2

Instalasi 1

Instalasi 2

Instalasi 3

Gambar 4.8 Bagan Garis Besar Sistem Penjernihan Air di Kampus III USD

Sistem penjernihan air ini mendapat 2 sumber air yaitu dari sumur selatan

dengan kedalaman 18 m dan sumur utara dengan kedalaman 40 m. Kemudian

kedua sumber air tersebut masuk ke dalam sistem yang terdiri atas saringan pasir

1, saringan pasir 2, bak aerasi dan pengendapan, sand filter, dan karbon aktif.

Setelah melewati sistem tersebut air dialirkan ke instalasi air ke seluruh gedung di

Kampus III USD. Sehingga sebagai wakil pengambilan sampel diambil sampel

air dari sumur selatan, sumur utara, instalasi di kamar mandi Hall Lantai 1, kamar

mandi lantai 4 Lab.Teknik, dan kamar mandi lantai 1 samping Lab.Bahasa.

Secara ideal grafik tingkat kekeruhan air pada tempat pengambilan sampel

yang berbeda, di waktu yang sama menunjukkan adanya pengurangan nilai. Hal

ini terjadi karena air sudah melewati berbagai proses dalam sistem. Pada gambar

4.2 yang merupakan grafik sampel air yang diambil pada minggu 1 terlihat

tingkat kekeruhan air pada masukan sumur selatan sebesar 0 NTU, dan pada

sumur utara sebesar 40,4 NTU. Berdasarkan gambar 4.8 kedua masukan air

tersebut akan dimasukkan ke dalam sistem kemudian akan dialirkan ke instalasi.

Nilai kekeruhan pada instalasi atau tempat pengambilan sampel 3, 4 dan 5 secara

33


berturut-turut adalah 1 NTU, 0 NTU, dan 0,7 NTU.. Dari hasil ini bisa dikatakan

bahwa nilai kekeruhan sampel air pada instalasi adalah baik karena air yang

diambil pada minggu 1 ini sudah mengalami pengurangan tingkat kekeruhan.

Berdasarkan pengamatan selama 22 minggu, tingkat kekeruhan air sudah

mengalami pengurangan nilai. Karena tingkat kekeruhan air pada instalasi lebih

rendah daripada tingkat kekeruhan air pada sumber. Dan tingkat kekeruhan air

pada instalasi berada di bawah batas maksimum standar kekeruhan air minum

menurut WHO (5 NTU). Dengan hasil yang sama pada minggu 2 sampai dengan

minggu 22 dapat dilihat pada lampiran III.

Secara ideal grafik turbiditas air pada satu tempat pengambilan sampel,

dalam waktu yang berbeda akan terlihat stabil. Pada gambar 4.3 yang merupakan

grafik turbiditas air pada tempat pengambilan sampel 1 atau sumur selatan bisa

dilihat tingkat kekeruhan airnya menunjukkan kestabilan. Dengan tingkat

kekeruhan air yang berkisar antara 0 NTU sampai dengan 1 NTU. Untuk tingkat

kekeruhan air pada tempat pengambilan sampel lainnya yang bisa dilihat pada

gambar 4.4; 4.5; 4.6; dan 4.7 tidak ada terlihat kecenderungan kenaikan nilai.

Agar sistem penjernihan air di kampus III USD ini menjadi lebih baik,

maka diusulkan kepada pengelola sistem penjernihan air untuk membuat sistem

penjernihan air yang dibuat agak tinggi dan bertingkat. Bak aerasi dan pengendap

berada paling atas. Setelah bak aerasi dan pengendap, di bawahnya dibuat tabung

atau bak berisi karbon aktif kemudian di bawahnya lagi dibuat saringan yang

berlapis-lapis. Baru kemudian air dialirkan ke instalasi. Usulan berikutnya adalah

34


sebaiknya air yang digunakan untuk penyemprotan tanaman di kampus diambil

langsung dari sumur (tanpa harus masuk sistem penjernihan air), sehingga

pemakaian air yang keluar dari sistem bisa dihemat.

Sebagai penyempurnaan susunan alat 1 pada gambar 3.1, maka telah

dibuat susunan alat ukur tingkat kekeruhan air yang juga menggunakan prinsip

hamburan cahaya dengan sumber sinar laser pointer yang bisa dilihat pada

gambar 4.9.

Berbeda dengan susunan alat pada gambar 3.1, susunan alat pada gambar

4.9 ini, pengukuran intensitas yang dihamburkan (Is) dilakukan oleh light sensor

2 yang diletakkan pada sudut 900 dari arah sumber sinar. Susunan alat ini

menggunakan laser pointer sebagai sumber sinar karena harganya murah dan

mudah didapat. Sinar laser pointer diarahkan pada kaca pembagi berkas. Setelah

mengenai kaca, maka sinar tersebut akan sebagian ditransmisikan (Io) dan

sebagian lagi akan direfleksikan (Ip). Pengukuran intensitas awal sinar laser (Io)

dilakukan dengan pengukuran Ip oleh light sensor 1. Sinar yang ditransmisikan

(Io) akan diteruskan menuju medium berpartikel. Pada medium sinar laser akan

ada yang diteruskan dan dihamburkan. Semakin banyak partikel didalam medium,

maka sinar laser yang terhambur akan semakin banyak dan nilai Is semakin besar.

35


Light sensor 1

Light sensor 2

Laser pointer

Beam splitter

Interface

medium

Komputer

Gambar 4.9 Susunan Alat 2

Pengkalibrasian dilakukan dengan pengukuran nilai Is/Ip untuk tiap

larutan standar air yang sama dengan larutan standar pada pengkalibrasian

susunan alat 1. Salah satu pengukuran kalibrasi yang telah dilakukan dapat dilihat

pada tabel 4.2. Tabel kalibrasi tersebut ditunjukkan dalam grafik pada gambar

4.10.

36


Tabel 4.2 Hasil Kalibrasi pada susunan alat 2

No Turbiditas standar (NTU) Is/Ip

1. 0 0,065± 0,001

2. 6 0,066± 0,001

3. 12 0,067± 0,002

4. 18 0,069± 0,002

5. 24 0,072± 0,002

6. 30 0,074± 0,002

7. 36 0,084 ± 0,002

8. 42 0,095± 0,002

9. 49 0,098± 0,003

Grafik hubungan Is/Ip dengan turbiditas air

Is/Ip = 0,0007 T + 0,06

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0 10 20 30 40 50 6

Turbiditas air (NTU)

Is/I

0

p

Gambar 4.10 Grafik Hasil Kalibrasi pada Susunan Alat 2

Kalibrasi pada gambar 4.10 menghasilkan persamaan garis kalibrasi

06,00007,0 += TIpIs . Persamaan kalibrasi ini digunakan untuk menentukan

turbiditas sampel air yang diambil pada minggu 7. Contohnya nilai Is/Ip pada

37


tempat pengambilan sampel 1 adalah 0,06. Kemudian nilai Is/Ip ini dimasukkan

ke dalam persamaan garis kalibrasi yang sudah didapat pada kalibrasi (gambar

4.10), sehingga nilai turbiditas dari sampel tersebut adalah 0 NTU.

Hasil ini hampir sama dengan hasil yang didapat dengan pengukuran

menggunakan susunan alat 1 seperti gambar 3.1 yang ada di lampiran II. Dalam

pengukuran menggunakan susunan alat seperti gambar 4.9 ini terjadi penurunan

nilai intensitas awal sinar laser pointer yang cepat. Tapi hal ini sudah diatasi

dengan pengukuran intensitas awal dengan pengukuran intensitas sinar yang

direfleksikan oleh kaca pembagi berkas..

Keuntungan dari penggunaan susunan alat seperti gambar 4.9 ini adalah

sudah bisa mengurangi adanya pengaruh dari intensitas yang diteruskan oleh

medium. Serta penggunaan laser pointer yang lebih murah daripada laser He-Ne.

Dalam pengembangan lebih lanjut pemakaian light sensor pada alat ukur

kekeruhan air ini bisa digantikan dengan pemakaian fotodioda, yang berupa

rangkaian elektronik sederhana. Sehingga untuk lebih lanjut dapat dibuat

turbidimeter yang lebih murah, mudah dibawa, sederhana, bahan pembuatnya

mudah didapat, dan bisa diterapkan pada pengukuran kekeruhan air yang

kontinyu (air mengalir), dan bisa dilakukan secara in-situ (di tempat dan pada

waktu yang sama).

38


BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN

Dari penelitian ini bisa diambil kesimpulan bahwa air memiliki tingkat

kekeruhan tertentu.

Telah dibuat alat ukur kekeruhan air yang berprinsip pada hamburan

cahaya. Dilakukan pengukuran intensitas awal sinar dengan pengukuran

intensitas sinar yang direfleksikan oleh kaca pembagi berkas. Sehingga alat ini

sudah bisa mengatasi perubahan intensitas awal sinar yang dipakai sebagai

sumber sinar. Susunan alat 1 telah digunakan untuk pengukuran kekeruhan air

pada 2 sumber air yaitu sumur utara dan sumur selatan, serta 3 bagian instalasi

air di kampus III Universitas Sanata Dharma selama 22 minggu. Telah diuji

coba susunan alat 2 yang bisa mengurangi adanya pengaruh dari intensitas sinar

yang diteruskan.

Dari penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa tingkat kekeruhan air

pada sumur utara relatif lebih tinggi daripada tingkat kekeruhan air pada sumur

selatan. Serta tingkat kekeruhan air pada instalasi berada dibawah nilai 5 NTU.

39


B. SARAN

Untuk pembuatan alat kekeruhan air dengan model lain sebaiknya lebih

memperhatikan masukan pengganggu lain, agar alat menjadi lebih sempurna.

Dan juga memperhatikan komponen alat yang dipakai sehingga alat bisa dibuat

dengan harga yang lebih murah. Untuk lebih lanjutnya perlu dikembangkan alat

ukur turbiditas yang mengukur kekeruhan air yang kontinyu (air mengalir), dan

bisa dilakukan secara in-situ (di tempat dan pada waktu yang sama).

40


DAFTAR PUSTAKA Doeblin,E.O.1992. Sistem Pengukuran Aplikasi dan Perancangan (terjemahan).Jakarta:Erlangga Djonoputro, B.D.1980. Teori ketidakpastian.Bandung : ITB Bandung Falk,D.S.1986. Seeing The Light : Optics in Nature,Photography, Color, Vision, and Holography.New York :John Wiley & Sons,Inc Hammer,M.J.1986. Water and Wastewater Technology.United States of America:Prentice-Hall,Inc

Hill,Mc-Graw.1960. Mc-Graw Hill Encyclopedia of Science and Technology.United States of America:The Mc.Graw.Hill Companies,Inc Issaacs,A.1997. Kamus Lengkap Fisika.Jakarta:Penerbit Erlangga Jaya Sakti,CV.1995. Pemrosesan air di Kampus III Universitas Sanata Dharma.Yogyakarta:CV.Jaya Sakti Jenkins,F dan White,H.E.1976. Fundamental of Optic.United States of America:The Mc.Graw.Hill Companies,Inc Kallard,T.1977. Exploring Laser Light.New York:Optosonic Press Khopkar,S.M.1990. Konsep Dasar Kimia Analitik (terjemahan).Jakarta:Universitas Indonesia Press Light Sensor Manual Book NN.1988. Guidelines for Drinking Water Quality(vol 1).Belgium:World Health Organization NN.1988. Guidelines for Drinking Water Quality(vol 2).Belgium:World Health Organization Stong,C.L.1973. Scientific American vol 228 (hal 11) Turbidimeter Manual Book

41


LAMPIRAN I

Hasil Pengkalibrasian dengan Susunan Alat 1

Tabel I.1 Hasil Kalibrasi 2

No Turbiditas standar

(NTU)

Is/Ip

1. 0 0,0012± 0,0002

2. 6 0,003± 0,002

3. 12 0,004± 0,001

4. 18 0,004± 0,003

5. 24 0,008± 0,001

6. 30 0,009± 0,001

7. 36 0,012 ± 0,001

8. 42 0,011± 0,001

9. 49 0,013± 0,001

Tabel I.1 dapat dinyatakan dalam grafik seperti pada gambar I.1


Is/Ip = 0,0003 T+ 0,0011

00.0020.0040.0060.0080.01

0.0120.0140.016

0 10 20 30 40 50 6

Turbiditas (NTU)

Is/I

0

p

Gambar I.1 Grafik Hasil Kalibrasi 2

42


Grafk pada gambar I.1 menghasilkan persamaan garis 0011,00003,0 += TIpIs .

Persamaan ini akan digunakan untuk menentukan turbiditas sampel air pada minggu

ke 2 sampai dengan minggu ke 9.



(NTU)

Is/Ip

1. 0 0,0011± 0,0002

2. 6 0,0023± 0,0001

3. 12 0,0035± 0,0001

4. 18 0,0055± 0,0002

5. 24 0,0063± 0,0001

6. 30 0,0076± 0,0001

7. 36 0,0078 ± 0,0001

8. 42 0,0099± 0,0001

9. 49 0,011± 0,001

Tabel I.2 dapat dinyatakan dalam bentuk grafik seperti pada gambar I.2

43



Is/Ip = 0,0002 T + 0,0012

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0 10 20 30 40 50 6

Turbiditas (NTU)

Is/I

0

p

Gambar I.2 Grafik Hasil Kalibrasi 3

Grafik pada gambar I.2 memiliki persamaan garis 0012,00002,0 += TIpIs .

Persamaan ini akan digunakan untuk menentukan turbiditas sampel air pada minggu

ke 10 sampai dengan minggu ke 15.



(NTU)

Is/Ip

1. 0 0,0012± 0,0002

2. 6 0,0022± 0,0001

3. 12 0,0035± 0,0001

4. 18 0,005± 0,001

5. 24 0,006± 0,001

6. 30 0,007± 0,001

7. 36 0,0072 ± 0,0001

8. 42 0,009± 0,001

9. 49 0,009± 0,001

44


Tabel I.3 dapat dinyatakan dalam bentuk grafik seperti pada gambar I.3


Is/Ip = 0,00016 T+ 0,0016

00.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.01

0 10 20 30 40 50 6

Turbiditas (NTU)

Is/Ip

0

Gambar II.3 Hasil Kalibrasi 4

Grafik diatas memiliki persamaan garis 0016,000016,0 += TIpIs . Persamaan ini akan

digunakan untuk menentukan turbiditas sampel air pada minggu ke 16 sampai dengan

minggu ke 23.

45


LAMPIRAN II

Data Tingkat Kekeruhan Air Selama Pengamatan 22 Minggu

Tabel II.1 Nilai Turbiditas atau Kekeruhan Sampel Air yang Diambil pada 2 Sumber Air dan 3 Instalasi Air di Kampus III Universitas Sanata Dharma selama 22 Minggu dengan

Pengukuran Menggunakan Susunan Alat 1

Turbiditas (NTU) Minggu Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3 Sampel 4 Sampel 5

1 0 2 ± 40,4± 2 1± 2 0± 2 0,7 2 ±2 0,3 2 ± 33± 2 3± 2 3± 2 1 2 ±3 0,7 2 ± 13± 2 1,7± 2 3± 2 2,3 2 ±4 0,3 2 ± 8± 2 3± 2 2,7± 2 2 2 ±5 0 2 ± 36,3± 2 1± 2 5,3± 2 1,3 2 ±6 0 2 ± 23,3± 2 2± 2 4,3± 2 2,7 2 ±7 0,7 2 ± 12,3± 2 2,7 ± 2 0,7± 2 3,3 2 ±8 0 2 ± 7,7± 2 0,3± 2 1,7± 2 3 2 ±9 0,3 2 ± 13,7± 2 2,3± 2 1,3± 2 0,7 2 ±10 0 2 ± 15,5± 2 1± 2 0± 2 0 2 ±11 0 2 ± 6,5± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±12 0 2 ± 9± 2 0± 2 1,5± 2 3,5 2 ±13 0 2 ± 16± 2 0± 2 2,5± 2 0 2 ±14 1,5 2 ± 11,5± 2 0± 2 0± 2 3,5 2 ±15 0 2 ± 6± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±16 0 2 ± 6± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±17 0 2 ± 14± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±18 0 2 ± 6± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±19 0 2 ± 14± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±20 0 2 ± 7,5± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±21 0 2 ± 5± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±22 0 2 ± 2± 2 0± 2 0± 2 0 2 ±

46


LAMPIRAN III

Grafik Tingkat Kekeruhan Air terhadap Tempat Pengambilan Sampel


05

101520253035

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s (N

TU)

6

Gambar III.1 Turbiditas Air yang Diambil pada Minggu 2


02468

101214

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s (N

TU)

6


47



0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s (N

TU)

6



05

10152025303540

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


48



0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6



02468

101214

0 1 2 3 4 5

tempat pengambilan sampel

Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


49



0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6



02468

10121416

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


50


grafik turbiditas air terhadap tempat pengambilan sampel

0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5


Turb

dita

s ai

r (N

TU)

6



01234567

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s ai

r (N

TU)


51



0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6



0

5

10

15

20

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


52



02468

101214

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


grafik turbiditas air terhadap tempat pengambilan sampel

01234567

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s ai

r (N

TU)


53


Grafik turbditas air terhadap tempat pengambilan sampel

01234567

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s ai

r (N

TU)



02468

10121416

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s ai

r (N

TU)

6


54



01234567

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s ai

r (N

TU)



02468

10121416

0 1 2 3 4 5


Turb

idita

s (N

TU)

6


55



012345678

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s (N

TU)



01

23

45

6

0 1 2 3 4 5 6


Turb

idita

s (N

TU)


56



0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 1 2 3 4 5 6


turb

idita

s (N

TU)


57


Documents

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI PENGUKURAN ... · pengukuran tingkat kekeruhan air menggunakan turbidimeter berdasarkan prinsip hamburan cahaya skripsi ... bab ii dasar teori