air-siklus.htm)

Tugas Akhir Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

BAB III TEORI DASAR

3.1 Hidrogeologi Secara estimologi hidrogeologi berasal kata hidro yang berarti air dan geologi berarti ilmu mengenai batuan. Hidrogeologi merupakan bagian dari hidrologi yang mempelajari penyebaran dan pergerakan airtanah dalam tanah dan batuan di kerak bumi (umumnya dalam akuifer). Hidrologi (berasal dari Bahasa Yunani: Yδρoλoγια, Yδωρ+Λoγos, Hydrologia, "ilmu air") adalah cabang ilmu teknik sipil yang mempelajari pergerakan, distribusi dan kualitas air di seluruh bumi, termasuk siklus hidrologi dan sumber daya air.

3.1.1 Siklus Hidrologi Siklus hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfer ke bumi dan kembali ke atmosfer melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan transpirasi.

Gambar 5. Siklus Hidrogeologi (http://www.lablink.or.id/Env/Hidro/Siklus/air-siklus.htm)

Sterra B Cornelia 121 03 052

10


Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi, kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, hujan es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut. Pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda: •

Evaporasi/transpirasi (evapotranspiration) - Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman dan sebagainya akan menguap ke angkasa (atmosfer) kemudian akan menjadi awan. Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju dan es.

•

Infiltrasi/Perkolasi ke dalam tanah (infiltration) - Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka airtanah. Air dapat bergerak akibat aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal di bawah permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan.

•

Air Permukaan (run off) - Air bergerak di atas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan danau, makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama yang membawa seluruh air permukaan di sekitar daerah aliran sungai menuju laut.


11


Gambar 6. Precipitation, Runoff, Infiltration, Evaporation, Transpiration, Aquifer Recharge (www.state.nj.us/dep/njgs/enviroed/aqfrchrg.gif)

Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa) dan sebagian air bawah permukaan akan terkumpul dan mengalir membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu terjadi dalam komponen-komponen siklus hidrologi yang membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS). Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Airtanah adalah air yang terdapat di bawah permukaan pada zona jenuh atau air yang mengisi rongga-rongga pori tanah atau batuan. Airtanah merupakan salah satu komponen dalam suatu daur hidrologi yang berlangsung di alam saat ini. Airtanah terbentuk dari air hujan yang meresap ke dalam tanah di daerah resapan airtanah dan mengalir melalui media lapisan batuan yang bertindak sebagai lapisan pembawa air dalam satu cekungan airtanah yang berada di bawah permukaan tanah menuju ke daerah keluaran. Cekungan airtanah dapat diartikan sebagai luasan yang dibatasi oleh batasbatas hidrologi, dimana seperti pengisian, pengurasan dan pengaliran airtanah


12


berlangsung. Dengan demikian setiap cekungan airtanah memiliki ciri-ciri hidrogeologi tersendiri, yang dapat berhubungan secara hidrolika dengan cekungan airtanah lainnya atau bahkan tidak sama sekali.

Gambar 7. Penampakan Infiltrasi pada Batuan yang Berbeda (http://groundwater.oregonstate.edu©Oregon State University 2001, 2006) Potensi airtanah di dalam cekungan sangat beragam tergantung dimensi cekungan, karakteristik hidrolika akuifer, iklim dan curah hujan serta kondisi lahan penutup. Secara alamiah sebaran dan potensi airtanah tidak sama di setiap tempat dan bahkan ada daerah-daerah yang karena kondisi geologinya dapat dikategorikan merupakan daerah sulit airtanah atau tidak mungkin dapat ditemukan airtanah. Penampang bawah tanah (ground surface) dapat dibagi menjadi zona jenuh (saturated zone) dan zone tidak jenuh (unsaturated zone).

Gambar 8. Penampang Bawah Tanah (Ground Surface) (www.rcamnl.wr.usgs.gov/uzf/unsatflow.html)


13


Zona jenuh (saturated zone) adalah area batuan yang berada di bawah muka airtanah, dimana pori-pori dalam batuan tersebut sangat penuh dengan air. Sedangkan zona tidak jenuh (unsaturated zone) adalah zona di antara permukaan tanah dan muka airtanah (berada di atas muka airtanah), tanah dan batuan pada zona ini terdiri dari udara sebanyak air dalam pori-porinya. Gambaran kedua zona tersebut dapat dilihat pada gambar 9. Pada beberapa tempat tidak ditemukan zona tidak jenuh seperti danau dan rawa dan pada beberapa tempat ketebalan zona tidak jenuh dapat mencapai ratusan meter contohnya adalah daerah yang gersang atau kering.

Gambar 9. Zona Tidak Jenuh dan Zona Jenuh (http://taman.blogsome.com/)

3.1.2 Akuifer Akuifer merupakan suatu formasi geologi yang terpenting dalam penyediaan airtanah, jika kondisi memungkinkan air dapat mengalir melewatinya. Menurut Fetter (1994) akuifer didefinisikan sebagai suatu formasi geologi yang dapat menyimpan dan meneruskan air dalam jumlah yang cukup. Kondisi alami dan distribusi akuifer, akuiklud dan akuitar dalam sistem geologi dikendalikan oleh litologi, stratigrafi dan struktur dari material simpanan geologi. Di alam dikenal ada beberapa akuifer, yaitu:


14


a. Akuifer tidak tertekan (unconfined aquifer) Akuifer tidak tertekan merupakan akuifer yang dibatasi bagian atasnya oleh muka air bertekanan sama dengan tekanan luar (1 atm) dan di bagian bawahnya oleh lapisan kedap air. b. Akuifer tertekan (confined aquifer) Akuifer tertekan adalah lapisan permeabel jenuh air yang dibatasi bagian atas dan bawahnya oleh lapisan kedap air, akibatnya tekanan airtanah lebih tinggi dari pada tekanan atmosfer. c. Akuifer setengah tertekan (semi confined aquifer) Akuifer setengah tertekan disebut juga leaky aquifer adalah lapisan jenuh air yang pada bagian atas dan bawahnya dibatasi oleh lapisan yang kelulusan airnya lebih kecil dari kelulusan akuifer itu sendiri, bocoran dapat terjadi dari akuifer ke lapisan penutup atau sebaliknya. d. Akuifer setengah bebas (semi unconfined aquifer) Jika lapisan semi permeable yang berada di atas akuifer memiliki kelulusan yang cukup besar dibandingkan dengan nilai kelulusan akuifer, maka aliran air yang terjadi tidak dapat diabaikan, dan akuifer tersebut digolongkan sebagai akuifer setengah bebas atau setengah tidak tertekan. Akuifer ini memiliki sifat di antara akuifer tertekan dengan akuifer setengah tertekan.

Gambar 10. Jenis-Jenis Akuifer Pori (Todd, 1988)


15


Berdasarkan jenis dan sebaran batuan serta litologi akuifernya keterdapatan airtanah di Indonesia dapat dibedakan menjadi: a. Airtanah pada batuan lepas Batuan lepas di Indonesia umumnya berasal dari bermacam-macam batuan induk, berumur kuater dalam bentuk endapan aluvial yang terdiri dari material lepas yang berukuran kerikil, pasir, lanau atau lempung. Kerikil dan pasir merupakan litologi akuifer yang umum dijumpai sebagai wadah airtanah pada batuan lepas. Airtanah pada batuan lepas yang tersebar di dataran aluvial pantai serta cekungan antar gunung yang mempunyai potensi yang tinggi dan merupakan salah satu daerah yang menjanjikan sumberdaya airtanah. b. Airtanah pada endapan vulkanik kuarter Keterdapatan airtanah pada endapan vulkanik yang berumur kuater umumnya di sekitar gunung api strato. Daerah resapan ada di bagian paling tinggi (puncak dan bagian atas gunung) sedangkan pemunculan airtanah yang berupa rembesan atau mata air di beberapa kaki lereng gunung. c. Airtanah pada batuan karbonat Keterdapatan airtanah pada batugamping ditentukan oleh keberadaan kesarangan (porositas) sekunder. Oleh sebab itu airtanah tersebar tidak merata dan potensinya tergantung terutama pada intensitas lubang-lubang pelarutan. d. Airtanah pada batuan padu Batuan padu umumnya mempunyai kelulusan yang rendah, maka keterdapatan airtanah pada batuan ini di Indonesia dapat dikatakan tidak mempunyai arti penting. Airtanah terutama mengisi celahan, rekahan dan


16


bidang lapisan dari batuan. Oleh sebab itu keterdapatan airtanah umumnya relatif kecil akibat sistem rekahan yang tidak berhubungan secara baik. Kualitas air sangat dipengaruhi oleh lama tidaknya kontak antara air hujan dengan material dan udara. Komposisi material sangat dominan menentukan kandungan ion terlarut dalam air. Sifat kimia dan fisika airtanah sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama menyangkut kondisi litologi dan lingkungannya dimana airtanah tersebut berada, yakni: a. Jenis litologi akuifer, tempat terdapat atau terakumulasinya airtanah b. Kondisi batuan dan lingkungan lainnya, dimana pergerakan airtanah berlangsung c. Jarak dari daerah resapan, dimana pembentukan airtanah berlangsung

3.1.3 Sifat- Sifat Hidrolik Akuifer Sifat-sifat

akuifer

dapat

dibagi

menjadi

beberapa

yaitu:

porositas,

konduktifitas hidrolik, transmisibilitas, storativity, specific storage dan spesific yields.

3.1.3.1 Porositas Porositas dapat diartikan sebagai perbandingan antara volume ruang antar butir terhadap volume total batuan. n=

Vv 100 % V

Dimana: n

= Porositas

Vv = Volume ruang V = Volume total batuan


17


Porositas efektif (ne) adalah porositas batuan yang dapat melewatkan fluida (Peyton, 1986). Untuk menghitung porositas efektif dapat dipakai rumus Vp = V/ne, dimana ne adalah porositas efektif, Vp adalah kecepatan fluida di media berpori dan V adalah kecepatan fluida total. Nilai dari porositas total umumnya lebih besar atau sama dengan porositas efektif (Sulistijo, 1998)

Gambar 11. Perbedaan Porositas Antarbatuan (www.omafra.gov.on.ca/.../environment/06-111.htm) Porositas tergantung pada kebundaran, pemilahan (sorting) dan kompaksi. Batuan dengan butir yang semakin membundar dan sorting yang baik menyebabkan porositas yang besar, sedang kompaksi akan memperkecil porositas.

Gambar 12. Jenis Pemilahan Batuan dan Hubungannya dengan Porositas (http://taman.blogsome.com/)


18


3.1.3.2 Konduktivitas Hidrolik Konduktivitas hidrolik atau permeabilitas adalah sebuah koefisien perbandingan yang menjelaskan tingkatan dimana air dapat bergerak melalui media permeabel (Fetter, 1980). Atau dengan kata lain sebuah koefisien yang secara proporsional menggambarkan kecepatan air yang dapat melaju melalui media permeabel dalam unit waktu dan unit gradien hidrolik. Gambar 13 menunjukan percobaan Darcy yang digunakan untuk menghitung konduktivitas hidrolik.

Gambar 13. Percobaan Darcy (http://www.co.portage.wi.us/Groundwater/undrstnd/gwmove2.htm) Adapun hasil dari percobaan tersebut dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut: ⎛ h − hb ⎞ Q = -KA ⎜ a ⎟ ⎝ L ⎠ Dimana: Q = Debit air yang masuk (m3/s) K = Konduktivitas hidrolik (m/s) A = Luas penampang (m2) L

= Panjang penampang (m)

ha = Tinggi air awal (m) hb =


Tinggi air akhir (m) 19


Rumus Darcy ini dapat juga dituliskan dengan: ⎛ dh ⎞ Q = − KA⎜ ⎟ ⎝ dl ⎠

Dimana dh/dl adalah gradien hidrolik. Dari rumus di atas maka diperoleh rumus untuk konduktivitas hidrolik adalah: K=

−Q A dh dl

(

)

Rumus Darcy seperti yang di atas hanya berlaku jika fluida yang mengalir air saja, sedangkan untuk fluida lainnya yang memiliki viskositas dinamik (µ) dan berat jenis (γ) yang berbeda rumus ini tidak berlaku (Hubbert, 1956). Sehingga untuk fluida dengan viskositas dinamik (µ) dan berat jenis (γ) yang berbeda dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Cd 2 γA dh Q=− µ dl Dimana: C = Shape factor (tidak memiliki satuan) d

= Diameter pori (m)

µ

= Viskositas dinamik fluida (g/s.cm)

γ

= Berat jenis fluida (N/m3)

A

= Luas penampang (m2)

Nilai konduktivitas hidrolik akan dipengaruhi oleh karakter fisik yang dimiliki oleh media tersebut, di antaranya adalah besar butir, jumlah rekahan yang dimiliki, porositas, keseragaman butir dan penyebaran (sorting) butiran.


20


3.1.3.3 Transmisibilitas atau Transmisivitas (T) Transmisibilitas atau Transimisivitas (T) dengan satuan m2/s. Satuan yang menunjukan kecepatan aliran di bawah satu unit gradien hidrolik melalui sebuah penampang pada seluruh tebal jenuh suatu akuifer. Rumus yang dapat dipakai untuk menghitung nilai transmisivitas adalah: T = K.b Dimana: T = Transmissivitas (m2/s) K = Konduktivitas Hidrolik (m/s) b

= Tebal akuifer (m)

3.1.3.4 Storativity (S) Storativity (S) adalah kemampuan atau kapasitas akuifer dalam menyimpan dan melepaskan sejumlah volume air per unit area per unit perubahan muka air (tanpa satuan). Untuk akuifer tidak tertekan storativity dapat dihitung menggunakan rumus: S = Sy + hSs Dimana: S

= Storativity

h

= Ketebalan akuifer yang penuh dengan air (m)

S s = Specific storage (m-1) Sy =

Specific yield

3.1.3.5 Specific Storage dan Spesific Yields Specific storage adalah volume air dari formasi yang penuh dengan air yang tersimpan atau keluar dari penyimpanan karena adanya gaya tekan


21


dari akuifer dan gaya tekan dari air untuk setiap unit perubahan muka airtanah. Spesific storage dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: S s = ρ w g (α + nβ ) Dimana: S s = Specific storage (m-1) ρw = Massa jenis air (kg/m3) g

= Percepatan gravitasi (m/s2)

α = Kompresibilitas akuifer (m2/N) β = Kompresibilitas air (m2/N) n = Porositas Specific yield (Sy) adalah rasio dari volume air yang keluar dari batu yang penuh air akibat gaya gravitasi terhadap volume total dari batuan (Meinzer, 1923). Secara visualisasi pengertian specific yield dapat dilihat pada gambar 14, dimana pada kondisi A adalah ketika media atau batu masih penuh dengan air dan kondisi B adalah setelah air yang ada keluar tertarik akibat gaya gravitasi. Satuan dari specific yield adalah persen. Specific yield dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut: Sy

=

∆V ∆h A

Dimana: Sy =

Specific yield

∆V = Perubahan volume air dalam storage (m3) ∆h = Perubahan head (m) A = Luas daerah aliran akuifer


22


Gambar 14. Pengertian Specific Yields

3.2 Sampah Luas wilayah Cekungan Bandung yaitu Kota Bandung, Kabupaten Bandung, Kota Cimahi, Kabupaten Sumedang (Kecamatan Tanjungsari, Cimanggung, Jatinangor, Sukasari, Pamulihan) adalah 34.8891,38 ha dengan penduduk 7.554.747 jiwa (kepadatan 22 jiwa/ha). Kota Bandung dengan luas 16.729,65 ha menjadi wilayah terpadat. Dengan jumlah penduduk 2.228.268 jiwa, kepadatan penduduk mencapai 133 jiwa/ha dan laju pertumbuhan 4,37 %. Penggunaan lahan di kawasan Cekungan Bandung juga semakin mendegradasi luas hutan primer, hutan sekunder, perkebunan dan sawah. Sementara permukiman, kawasan dan zona industri justru kian berkembang. Data Bapeda Jabar menunjukkan pada 1994, luas hutan primer di Cekungan Bandung 57.294,4 ha. Pada 2001 telah berkurang 1.545,7 ha, sehingga luasnya hanya 55.748,7 ha. Demikian pula dengan perkebunan dan lahan sawah yang makin menyempit. Kebalikannya, permukiman justru makin meningkat. Pada 1991, luas permukiman 29.914,9 ha dan pada 2001 menjadi 33.025,1 ha. Demikian pula zona industri pada 1999 luasnya 2.356,2 ha dan pada 2001 menjadi 2.478,8 ha. Makin bertambahnya penduduk juga membuat kebutuhan pelayanan air bersih semakin meningkat. Jumlah penduduk Metropolitan Bandung akan mencapai 14.675.733 jiwa. Sehingga kebutuhan pelayanan air bersih diperkirakan 1.467.573,3 m3/hari. Padahal, di sisi lain setiap tahun terjadi penurunan permukaan kualitas air maupun


23


penurunan muka air airtanah dan kualitas airtanah itu sendiri. (kutipan di atas diambil dari http://www.pikiran-rakyat.com/cetak/2005/0905/25/lapsus01.htm). Sampah adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang berwujud padat baik berupa zat organik maupun anorganik yang bersifat dapat terurai maupun tidak dapat terurai dan dianggap sudah tidak berguna lagi sehingga dibuang ke lingkungan (Menteri Negara Lingkungan Hidup, 2003). Secara umum, jenis sampah dapat dibagi 2 yaitu sampah organik (biasa disebut sebagai sampah basah) dan sampah anorganik (sampah kering). Sampah basah adalah sampah yang berasal dari makhluk hidup, seperti daun-daunan, sampah dapur dan lain-lain. Sampah jenis ini dapat terdegradasi (membusuk/hancur) secara alami. Sebaliknya dengan sampah kering, seperti kertas, plastik, kaleng dan lain-lain. Sampah jenis ini tidak dapat terdegradasi secara alami. Pada umumnya, sebagian besar sampah yang dihasilkan di Indonesia merupakan sampah basah, yaitu mencakup 60 – 70 % dari total volume sampah. Oleh karena itu pengelolaan sampah yang terdesentralisisasi sangat membantu dalam meminimasi sampah yang harus dibuang ke tempat pembuangan akhir. Pada prinsipnya pengelolaan sampah haruslah dilakukan sedekat mungkin dengan sumbernya. Penguraian sampah disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme. Pembusukan sampah ini akan menghasilkan gas metana (CH4 dan H2S) yang bersifat racun bagi tubuh makhluk hidup. Sampah yang tidak dapat membusuk adalah sampah yang memiliki bahan dasar plastik, logam, gelas, karet. Untuk pemusnahannya dapat dilakukan pembakaran tetapi dapat menimbulkan dampak lingkungan karena menghasilkan zat kimia, debu dan abu yang berbahaya bagi makhluk hidup. Sampah merupakan konsekuensi dari adanya aktifitas manusia. Jumlah atau volume sampah sebanding dengan tingkat konsumsi manusia terhadap barang/material yang digunakan sehari-hari. Peningkatan jumlah penduduk dan gaya hidup sangat berpengaruh pada volume sampah.


24


Di Indonesia telah dikenal 2 sistem pembuangan sampah yang umum digunakan yaitu open dumping dan sanitary landfill. Open dumping adalah sistem pembuangan sampah dengan cara menunpuk sampah di suatu tempat atau area pembuangan yang telah disediakan, sedangkan sanitary landfill adalah cara pembuangan sampah dengan menumpuk sampah pada suatu area yang disediakan kemudian sampah tersebut dipadatkan dan ditutupi dengan liner atau lapisan kedap air (lempung) sehingga secara visualisai tidak akan mengganggu seperti open dumping.

Gambar 15. Penampang Samping dari Sistem Sanitary Landfill (http://groundwater.oregonstate.edu©Oregon State University 2001, 2006) Adapun sistem pembuangan sampah akhir di bekas TPA Pasir Impun adalah menggunakan metode sanitary landfill (sistem lahan urug saniter). Penimbunan sampah dilakukan dengan metode gabungan trench (saluran) dan metode area (daratan), dimana pada tahap awal penyediaan lahan, area penimbunan digali dan dilapisi oleh liner/tanah kedap air setebal ± 30 cm dan dipadatkan. Pada tahap operasi sampah ditimbun dan dipadatkan di atas lapisan kedap ini perbandingan Sterra B Cornelia 121 03 052

25


yang digunakan adalah pembuangan sampah setebal ± 50 cm akan ditutup dengan tanah penutup harian setebal ± 20 cm. Pemadatan sampah dan tanah penutup dilakukan oleh alat berat Steel Wheel Compactor dengan melakukan lintasan sebanyak 3 – 8 kali di atas sampah dan tanah penutup. Setelah beberapa lapis sampah ditutup dengan lapisan tanah penutup akhir setebal ± 60 cm. Gambar 16 menunjukan skema dari penimbunan sampah dengan metode sanitary landfill dapat dilihat.

Gambar 16. Skema Metode Penimbunan Sanitary Landfill (Laporan Akhir Bekas TPA Pasir Impun Tahun 2000 PD Kebersihan Bandung) Sampai saat ini jumlah lapisan sampah tertinggi telah mencapai 17 lapis atau ketebalan ± 15 m selama 10 tahun dengan total volume sampah sampai dengan 199.939

m3.

Gambar

17

menunjukan

diagram

yang

dibuat

untuk

mengintegrasikan berbagai kegiatan dalam pengolahan sampah di bekas TPA Pasir Impun.


26


SAMPAH MASUK

PEMILAHAN

SAMPAH SISA DAUR ULANG KERTAS

GENERATOR

POMPA GAS TPA

KOMPOSTING

KOMPOS

INSINERATOR

GAS KE MASYARAKAT

BATU BATA KOMPOS

Gambar 17. Diagram Pengelolaan Sampah Terpadu di Bekas TPA Pasir Impun, (Laporan Akhir Bekas TPA Pasir Impun Tahun 2000 PD Kebersihan Bandung)


27


3.3 Zat Pencemar atau Kontaminan Zat pencemar dapat didefinisikan sebagai zat kimia (cair, padat maupun gas), baik yang berasal dari alam yang kehadirannya dipicu oleh manusia (tidak langsung) ataupun dari kegiatan manusia (anthropogenic origin) yang telah diidentifikasi mengakibatkan efek yang buruk bagi kehidupan manusia atau lingkungannya. Semua itu dipicu oleh aktifitas manusia. Sedangkan kontaminan, sama seperti zat pencemaran, hanya saja efek negatif atau dampaknya secara nyata terhadap manusia dan lingkungannya belum teridentifikasi secara jelas (Watts, 1997). Kontaminan yang mempunyai potensi untuk mencemari tanah dan airtanah berasal dari berbagai sumber. OTA (Office of Technology Assesment USA, 1984), membagi sumber kontaminan airtanah dalam 6 kategori, yaitu: 1. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk membuang dan mengalirkan (discharge) zat atau susbstansi 2. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk mengolah atau membuang (dispose) zat atau substansi 3. Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan transportasi zat atau substansi 4. Sumber yang berasal dari konsukuesi suatu yang terencana 5. Sumber yang berasal dari kegiatan yang menyebabkan adanya jalan masuk bagi air terkontaminasi masuk ke dalam akuifer 6. Sumber kontaminan yang bersifat alamiah atau terjadi secara alamiah, tetapi (terjadinya) pengaliran atau penyebarannya disebabkan oleh aktivitas manusia Dari pembagian di atas pembuangan sampah dapat digolongkan menjadi kategori 2. Adapun contoh dari sumber kategori 2 ini adalah landfill, tempat pembuangan limbah

pertambangan,

kolam

penampungan

(impoundment),

tempat

penyimpangan atau pembuangan limbah berbahaya dan material radoaktif (Sudarmaji, 2006).


28


Gambar 18. Mekanisme Kontaminasi Tanah dan Airtanah dari Berbagai Sumber (Pencemaran Tanah dan Airtanah, Suprihanto Notodarmodjo 2005) Pencemaran sumber air terjadi karena sampah dibuang dengan cara open dumping/sanitary landfill dan tertimbun di TPA mengalami dekomposisi yang bersama hujan menghasilkan cairan lindi (leachate). Cairan lindi adalah cairan yang mengandung zat terlarut dan tersuspensi secara luas sebagai hasil penguraian mikroba, umumnya terdiri kalsium (Ca), magnesium (Mg), natrium (Na), kalium (K), besi (Fe), khlorida (Cl), Sulfat (SO4), fosfat (PO4), seng (Zn), nikel (Ni), karbondiokasida (CO2), air (H2O), gas nitrogen (N2), amoniak (NH3), asam sulfida (H2S), asam organik dan gas hidrogen (H2) (Soemirat, 1999). Karena limbah yang dibuang beraneka ragam, maka kualitas dari leachate yang mencemari airtanah juga bervariasi. Umumnya leachate mempunyai TDS yang tinggi, senyawa nitrogen dan berbagai jenis logam berat. Walaupun pada landfill yang modern, pada bagian dasarnya diberi lapisan tanah yang relatif kedap air atau mempunyai permeabilitas yang sangat rendah seperti lempung dan sistem underdrain yang baik, tetapi potensi untuk mencemari airtanah tetap tinggi. Di Indonesia, dimana rata-rata curah hujannya tinggi, maka potensi atau resiko pencemaran tanah dan


29


airtanah akibat landfill akan lebih tinggi bila dibandingkan dengan daerah curah hujan sedang atau rendah.

3.4 Parameter Fisik dan Kimia Airtanah

3.4.1 Parameter Kimia

3.4.1.1 Dissolved Oxygen (DO) Dissolved Oxygen atau oksigen terlarut merupakan jumlah oksigen di dalam air. Biasanya ditampilkan dalam konsentrasi oksigen dalam sejumlah volume air (miligram per liter air atau mg/l). Seperti halnya padatan dan cairan, gas juga dapat terlarut dalam air dan kelarutannya sangat bervariasi. Gas oksigen yang berada dalam bentuk molekul O2 sangat tidak mudah larut dalam air. Suatu larutan jenuh pada temperatur ruang dan tekanan normal hanya terdiri dari 9 mg/l oksigen terlarut. Di alam, oksigen dari atmosfer dapat bercampur dengan air seperti saat air menabrak batuan atau saat terjadi ombak serta oleh adanya tumbuhan dan alga yang berfotosintesis di dalam air.

3.4.1.2 Potensial Reduksi-Oksidasi (Eh) Potensial redoks adalah ukuran kecenderungan (agresivitas) air untuk mengoksidasi atau mereduksi unsur yang terlarut dalam larutan. Di dalam reaksi kimia hal ini terlihat dalam jumlah elektron yang dilepas dan elektron yang diikat. Besarnya Eh dapat diukur dan perbedaan potensial antara elektroda logam inert yang terbuat dari emas atau platinum dengan sebuah elektroda lain yang mempunyai nilai potensial konstan. Nilai potensial hidrogen dianggap sebagai nilai nol (baseline).


30


Jika nilai Eh air lebih besar dari nilai Eh hidrogen, maka potensial redoksnya positif. Potensial redoks yang positif menunjukkan kondisi oksidasi, sedangkan nilai negatif menunjukkan kondisi reduksi. Dalam beberapa literatur, diukur dalam volts (V), milivolts (mV), atau Eh (1 Eh = 1 mV).

3.4.1.3 Derajat Keasaman Air (pH) pH merupakan pendekatan matematis kimia, dimana p mewakili −log10 dan H mewakili konsentrasi ion hidrogen [H+]. pH adalah suatu ukuran derajat keasaman dari larutan. Larutan pada temperatur 25° C dengan pH kurang dari 7,00 disebut sebagai asam, sedangkan dengan pH lebih dari 7,00 disebut basa. Pada pH 7,00 juga disebut sebagai larutan netral pada temperature 25° C, karena pada pH ini konsentrasi H+ mendekati seimbang dengan konsentrasi OH− pada air murni. Rumus perhitungan pH adalah pH = - log 10 H+

Gambar 19. Diagram Eh-pH, Menunjukan Aproksimasi Distribusi Beberapa Tipe Cairan dari Fluida Bawah Permukaan (From Shelley, 1985; courtesy W.H. Freeman and Co)


31


3.4.1.4 Kesadahan Kesadahan air terutama disebabkan oleh adanya ion-ion seperti kalsium dan magnesium. Ion-ion ini terdapat dalam air dalam bentuk sulfat, klorida dan hidrogen karbonat. Kesadahan air alam biasanya disebabkan garam karbonat atau garam asamnya. Kehadiran kalsium klorida (CaCl2) atau magnesium sulfat (MgSO4) sangat dipengaruhi geologi tanah di sekitarnya. Sungai yang mengalir ke daerah yang mengandung kalsium sulfat (CaSO4) akan mengandung garam tersebut. Kesadahan tidak saja disebabkan oleh pencemaran limbah, tetapi di sini susunan geologi tanah di sekitar sungai juga berpengaruh (Sastrawijaya, 1991).

3.4.2 Logam Berat Kehadiran logam, terutama logam berat dalam tanah dan airtanah patut mendapat perhatian yang serius paling tidak karena tiga hal berikut: 1. Sifat racun logam dan potensi karsinogeniknya 2. Mobilitas logam dalam tanah bisa dengan cepat berubah, dari yang tadinya immobile atau dalam bentuk logamnya menjadi bentuk terlarut dalam spesies yang dengan mudah bisa berubah 3. Logam mempunyai sifat konservatif dan cenderung kumulatif dalam tubuh manusia Dengan sifat tersebut di atas maka keberadaan logam, terutama logam berat dalam tanah dan airtanah mempunyai potensi yang sangat tinggi sebagai sumber polutan yang berbahaya.

3.4.2.1 Timbal (Pb) atau Lead Pb merupakan logam berat dengan berat atom 207,19. Umumnya peningkatan kadar Pb dalam tanah disebabkan oleh aktifitas manusia Sterra B Cornelia 121 03 052

32


(anthropogenik), seperti misalnya penggunaan bahan bakar mobil TEL (Tetra Ethyl Lead), peleburan dan pertambangan timah dan buangan limbah industri (baterai) maupun domestik (sewage). Distribusi Pb dalam tanah berkorelasi dengan kedalaman, yaitu menurun sesuai dengan kedalaman. Hal ini antara lain disebabkan oleh terbentuknya ikatan Pb dengan organik tanah yang umumnya ditemukan pada lapisan atas tanah. Dalam tanah Pb dapat ditemukan dalam berbagai bentuk dan spesies. Pada daerah yang kering Pb ditemukan dalam bentuk yang dapat dipertukarkan, tersorpsi pada permukaan partikel tanah, dalam bentuk karbonat ataupun senyawa ditransformasi oleh aktivitas mikroorganisme menjadi timbal tetrametil (tetramethyl lead), suatu senyawa yang volatil. Secara umum, keberadaan Pb dalam tanah dikontrol oleh komposisi tanah, mineralogi tanah, kandungan zat organik dan pH. Selain dalam bentuk logam murni timbal dapat ditemukan dalam bentuk senyawa inorganik dan organik. Semua bentuk Pb tersebut berpengaruh sama terhadap toksitas pada manusia. Timbal merupakan logam toksik yang sangat bersifat kumulatif. Pengaruh Pb terhadap kesehatan manusia (jurnal kesehatan lingkungan, vol 2, no. 2, januari 2006: 129-142) adalah sebagai berikut:

Gangguan neurologi Gangguan neurologi (susunan syaraf) akibat tercemar oleh Pb dapat berupa encephalopathy, ataxia, stupor dan coma. Pada anak-anak dapat menimbulkan kejang tubuh dan neuropathy perifer.

Gangguan terhadap fungsi ginjal Logam berat Pb dapat menyebabkan tidak berfungsinya tubulus renal, nephropati irreversible, sclerosis va skuler, sel tubulus atropi,


33


fibrosis dan sclerosis glumerolus. Akibatnya dapat menimbulkan aminoaciduria dan glukosuria, dan jika keterdapatannya terus berlanjut dapat terjadi nefritis kronis.

Gangguan terhadap sistem reproduksi Logam berat Pb dapat menyebabkan gangguan pada sistem reproduksi berupa keguguran, kesakitan dan kematian janin. Logam berat Pb mempunyai efek racun terhadap gamet dan dapat menyebabkan cacat kromosom. Anak-anak sangat peka terhadap paparan Pb di udara. Paparan Pb dengan kadar yang rendah yang berlangsung cukup lama dapat menurunkan IQ.

Gangguan terhadap sistem hemopoitik Keracunan Pb dapat menyebabkan terjadinya anemia akibat penurunan sintesis globin walaupun tak tampak adanya penurunan kadar zat besi dalam serum. Anemia ringan yang terjadi disertai dengan sedikit peningkatan kadar ALA (Amino Levulinic Acid) urine. Pada anak–anak juga terjadi peningkatan ALA dalam darah. Efek dominan dari keracunan Pb pada sistem hemopoitik adalah peningkatan ekskresi ALA dan CP (Coproporphyrine). Dapat dikatakan bahwa gejala anemia merupakan gejala dini dari keracunan Pb pada manusia. Anemia tidak terjadi pada karyawan industri dengan kadar Pb-B (kadar Pb dalam darah) di bawah 110 µg/100 ml. Dibandingkan dengan orang dewasa, anak-anak lebih sensitif terhadap terjadinya anemia akibat keterdapatan Pb. Terdapat korelasi negatif yang signifikan antara Hb dan kadar Pb di dalam darah.


34


Gangguan terhadap sistem syaraf Efek pencemaran Pb terhadap kerja otak lebih sensitif pada anakanak dibandingkan pada orang dewasa. Paparan menahun dengan Pb dapat menyebabkan lead encephalopath. Gambaran klinis yang timbul adalah rasa malas, gampang tersinggung, sakit kepala, tremor,

halusinasi,

gampang

lupa,

sukar

konsentrasi

dan

menurunnya kecerdasan. Pada anak dengan kadar Pb darah (Pb-B) sebesar 40 – 80 µg/100 ml dapat timbul gejala gangguan hematologis,

namun

belum

tampak

adanya

gejala

lead

encephalopathy. Gejala yang timbul pada lead encephalopathy antara lain adalah rasa cangung, mudah tersinggung dan penurunan pembentukan konsep. Apabila pada masa bayi sudah mulai tercemar oleh Pb, maka pengaruhnya pada profil psikologis dan penampilan pendidikannya akan tampak pada umur sekitar 5 – 15 tahun. Akan timbul gejala tidak spesifik berupa hiperaktifitas atau gangguan psikologis jika terpapar Pb pada anak berusia 21 bulan sampai 18 tahun. Untuk melihat hubungan antara kadar Pb-B dengan IQ (Intelegance Quation) telah dilakukan penelitian pada anak berusia 3 sampai 15 tahun dengan kondisi sosial ekonomi dan etnis yang sama. Pada sampel dengan kadar Pb-B sebesar 40 – 60 µg/ml ternyata mempunyai IQ lebih rendah apabila dibandingkan dengan sampel yang kadar Pb-B kurang dari 40 µg/ml. Pada dewasa muda yang berumur sekitar 17 tahun tidak tampak adanya hubungan antara PbB dan IQ.

3.4.2.2 Besi (Fe) Simbolnya adalah Fe yang merupakan singkatan dari kata Ferrum, Ferrum adalah bahasa latin yang berarti besi. Besi memiliki berat atom


35


56, besi adalah logam paling banyak, dan dipercayai unsur kimia kesepuluh paling banyak di alam sejagat. Besi juga merupakan unsur paling banyak (sekitar 34,6 %) membentuk bumi. Besi adalah logam yang dihasilkan dari bijih besi, dan jarang dijumpai dalam keadaan unsur bebas. Untuk mendapatkan unsur besi, campuran lain harus dihilangkan melalui pengurangan kimia. Besi digunakan untuk menghasilkan besi baja, yang bukan dalam unsur tetapi alloy atau paduan dengan logam lain (dan sebagian bukan logam, terutama karbon sekitar 0,2 – 6,7 % mol total). Besi dapat ditemukan dalam bentuk ion yaitu dalam Fe2+ dan Fe3+. Dimana dalam penelitian ini yang diukur adalah kadar Fe2+ karena Fe2+ lebih mudah larut dalam air. Zat besi merupakan mikro elemen yang esensial bagi tubuh yang sangat diperlukan dalam pembentukan darah, yakni dalam hemoglobin (Hb). Tubuh manusia apabila menerima asupan Fe terlalu banyak akan menderita keracunan yang dapat menyebabkan permeabilitas dinding pembuluh darah kapiler meningkat sehingga plasma darah merembes keluar. Akibatnya volume darah menurun dan hipoksia jaringan menyebabkan asidosis. Penelitian pada hewan menunjukan lamanya proses koagulasi (penggumpalan) darah. Pada proses toksisitas Fe kronik, besi banyak terakumulasi dalam jaringan hati sehingga menyebabkan tidak berfungsinya hati. Penumpukan zat besi berakibat pada gangguan kerja organ, diare, muntah-muntah dan talasemia (limpa penderita talasemia mengalami pembesaran karena kerusakan sel darah merah menyebabkan limpa bekerja lebih berat daripada kondisi normal). Selain itu penumpukan zat ini bisa merusak organ tubuh seperti gangguan pada jantung, limpa, gangguan pertumbuhan hingga kelainan pada kulit. Pencemaran tanah oleh cairan lindi dapat menyebabkan kadar besi dalam airtanah meningkat, tetapi karakteristik tanah seperti geologi tanah juga


36


mempengaruhi keberadaan besi dalam air sumur gali, karena besi juga merupakan salah satu unsur pembentuk mineral tanah (Sarief, 1986).

3.4.3 Parameter Fisik

3.4.3.1 Total Dissolved Solid (TDS) Total dissolved solid atau besar jumlah padatan terlarut merupakan jumlah dari material padat yang terlarut di dalam air. Padatan terlarut ini merupakan hasil dari buangan sama seperti total suspended solids (TSS), akan tetapi padatan terlarut dalam air memiliki ukuran yang jauh lebih kecil dari padatan tersuspensi dalam air. TDS tidak menyebabkan kekeruhan pada air karena keseluruhan padatan terlarut dalam air secara merata dengan jumlah yang kecil. Padatan anorganik berupa anion yang terlarut di dalam air antara lain karbonat, klorida, sulfat dan nitrat, sedangkan kation antara lain sodium, potassium, kalsium dan magnesium.

3.4.3.2 Daya Hantar Listrik (DHL) / Konduktivitas Daya hantar listrik (spesific conductivity/konduktivitas) adalah ukuran kemampuan suatu zat menghantarkan arus listrik dalam temperatur tertentu yang dinyatakan dalam mikromohs per sentimeter (µmhos/cm). Satuan yang lebih umum digunakan adalah mikroSiemens (µS/cm). Untuk menghantarkan arus listrik, ion-ion bergerak dalam larutan memindahkan muatan listriknya (ionic mobility) yang bergantung pada ukuran dan interaksi antar ion dalam larutan. Nilai daya hantar listrik untuk berbagai jenis air adalah sebagai berikut (Mandel, 1981): − Air destilasi (aquades) : 0,5 – 5,0 µS


37


− Air hujan

: 5,0 – 30 µS

− Airtanah segar

: 30 – 2.000 µS

− Air laut

: 45.000 – 55.000 µS

− Air garam (Brine)

: ≥ 100.000 µS

Nilai konduktivitas merupakan fungsi antara temperatur, jenis ion-ion terlarut dan konsentrasi ion terlarut. Peningkatan ion-ion yang terlarut menyebabkan nilai konduktivitas air juga meningkat. Sehingga dapat dikatakan nilai konduktivitas yang terukur merefleksikan konsentrasi ion yang terlarut pada air.

3.4.3.3 Temperatur Temperatur adalah sifat termodinamis cairan karena aktifitas molekul dan atom di dalam cairan tersebut. Semakin besar aktivitas (energi), semakin tinggi pula temperaturnya. Kenaikan temperatur airtanah menyebabkan kandungan ion-ion terlarut di dalam air semakin besar dan secara tidak langsung akan merubah properti kimia atau fisika air.

3.4.3.4 Kekeruhan Batas toleransi yang disyaratkan Departemen Kesehatan, maksimal tingkat kekeruhan hanya 5 NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Pada saat musim hujan tingkat kekeruhan air umumnya meningkat.

3.4.3.5 Bau, Rasa dan Warna Rasa pada air disebabkan oleh adanya zat-zat atau garam-garaman yang tersuspensi maupun terlarut dalam air yang terdapat secara berlebihan. Rasa dan bau dapat saja disebabkan oleh bakteri, gas-gas terlarut, mineral-mineral ataupun phenol (Todd, 1959). Warna air minum mungkin disebabkan oleh kehadiran bahan organik berwarna seperti


38


bahan-bahan humik, logam seperti besi dan mangan atau sisa industri yang berwarna pekat. Nilai baku mutu untuk warna adalah 15 TCU.

3.4.3.6 Konsep Transportasi Massa Terdapat beberapa proses dasar yang berperan dalam transportasi massa yaitu difusi, adveksi, dispersi, dan retardasi.

3.4.3.6.1 Difusi Difusi adalah proses pergerakan ion–ion dan molekul–molekul terlarut dalam airtanah dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah. Difusi akan terjadi sepanjang gradien konsentrasi ada sekalipun fluida tidak bergerak (Fetter, 1993) Proses difusi massa di dalam air dapat dinyatakan dalam hukum Fick’s sebagai berikut:

F = − Dd

dC dx

Dimana:

F

= Fluks massa per unit area per unit waktu

Dd

= Koefisien difusi (m2/s)

C

= Konsentrasi padatan (kg/m3)

dC dx

= Gradien konsentrasi, konsentrasi per unit panjang (kg/m4)

Tanda negatif menunjukkan pergerakan adalah dari konsentrasi yang besar ke konsentrasi yang lebih kecil. Nilai D untuk ion-ion utama berkisar antara 1 x 10-9 hingga 2 x 10-9 m2/det (Fetter, 1994).


39


Untuk sistem yang menyebabkan perubahan konsentrasi dari waktu ke waktu , hukum Fick’s kedua berlaku:

∂C ∂ 2C = Dd 2 ∂t ∂x ∂C/∂t adalah perubahan konsentrasi oleh waktu. Kedua persamaan di atas hanya berlaku untuk kondisi satu dimensi dan pada aliran transien. Dalam media poros digunakan koefisien difusi efektif (D*). Nilai

D* dihitung dengan persamaan: D* = wDd w adalah koefisien empiris yang dihitung melalui eksperimen laboratorium. Nilai w untuk polutan yang tidak terabsorbsi oleh mineral adalah antara 0,5 hingga 0,01 (Freeze & Cherry, 1979).

3.4.3.6.2 Adveksi Adveksi adalah proses dimana airtanah bergerak membawa zat terlarut. Jumlah zat terlarut yang tertransport merupakan fungsi konsentrasi dalam airtanah dan banyaknya airtanah yang mengalir (Fetter, 1993). Kecepatan aliran airtanah dapat dihitung menggunakan persamaan Darcy, yaitu:

vx = −


K dh ne dl

40


Dimana:

vx

=

Rata-rata kecepatan linear (m/s)

K

=

Konduktivitas hidraulik (m/s)

ne dh dl

=

Porositas efektif

=

Gradien hidraulik

Kontaminan yang teradveksi akan berpindah tempat dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan aliran airtanah.

3.4.3.6.3 Dispersi Mekanik Dispersi mekanik adalah proses dimana larutan terkontaminasi yang mengalir melalui media pori bercampur dengan air yang belum terkontaminasi, hal ini akan menyebabkan pengenceran kontaminan. Percampuran yang terjadi sepanjang garis aliran larutan disebut dengan dispersi longitudinal. Dispersi yang terjadi searah dengan jalur aliran fluida disebut dispersi lateral. Koefisien longitudinal dispersi mekanik

= α i vi

Koefisien transverse dispersi mekanik

= α j vj

Dimana:

αi

=

Dinamik dispersivitas pada arah i (m)

vi

=

Kecepatan rata – rata pada arah i (m/s)

αj

=

Dinamik dispersivitas pada arah j (m)

vj

=

Kecepatan rata – rata pada arah j (m/s)

3.4.3.6.4 Dispersi Hidrodinamik Dispersi hidrodinamik merupakan penjumlahan antara dispersi mekanik dan difusi. Proses difusi dan dispersivitas mekanik tidak Sterra B Cornelia 121 03 052

41


dapat dipisahkan dalam aliran air bawah tanah. Maka dari itu suatu faktor diperkenalkan yaitu koefisien dispersi hidrodinamik (DL dan

DT ). Untuk aliran dua dimensi menggunakan persamaan: DL = α L vi + D* DT = αT v j + D*

Dimana:

DL

=

Koefisien dispersi hidrodinamik paralel terhadap arah utama aliran (longitudinal) (m2/s)

DT

=

Koefisien dispersi hidrodinamik tegak lurus terhadap arah utama aliran (transverse) (m2/s)

αL

=

Dinamik dispersivitas longitudinal (m)

αT

=

Dinamik dispersivitas transverse (m)

D*

=

Koefisien efektif difusi molekul (m2/s)

3.4.4 Standar Kualitas Air Dalam menentukan standar kualitas air yang memenuhi syarat kelayakan bagi kesehatan maka dipakai standar kualitas air minum yang telah ditentukan oleh pemerintah yang dapat dilihat pada tabel 2 yang diambil dari Keputusan Menteri Kesehatan Republik Indonesia pada tanggal 29 Juli 2002 Nomor: 907/MENKES/SK/VII/2002. Tabel 2. Persyaratan Kualitas Air Minum 1. Bakteriologis Parameter a.

Satuan

Kadar Maksimum yang diperbolehkan

Jumlah per 100 ml sampel

0

Keterangan

Air Minum

E. Coli atau fecal coli


42


Parameter

Satuan


Keterangan

b. Air yang masuk sistem distribusi

E. Coli atau fecal coli Total Bakteri Coliform

Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel

0 0

c. Air pada sistem distribusi

E. Coli atau fecal coli Total Bakteri Coliform

Jumlah per 100 ml sampel Jumlah per 100 ml sampel

0 0

2. Kimiawi 2.1. Bahan kimia yang memiliki pengaruh langsung pada kesehatan. A. Bahan anorganik

Antimon

(mg/liter)

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 0,005

Air Raksa

(mg/liter)

0,001

Arsenic

(mg/liter)

0,01

Barium

(mg/liter)

0,7

Boron

(mg/liter)

0,3

Kadmium

(mg/liter)

0,003

Kromium (Valensi 6)

(mg/liter)

0,05

Tembaga

(mg/liter)

2

Sianida

(mg/liter)

0,07

Fluorida

(mg/liter)

1,5

Timbal

(mg/liter)

0,01

Molybdenum

(mg/liter)

0,07

Nikel

(mg/liter)

0,02

Nitrat( sebagai N03)

(mg/liter)

50

Parameter


Satuan

Keterangan

43


Nitrit( sebagai NO2)

(mg/liter)

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 3

Selenium

(mg/liter)

0,01

Satuan


(µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

2 20 30 2.000

(µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

5 30 50 70 40


10 700 500 0,7

(µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

300 1.000 300

(µg/liter)

20

(µg/liter)

80

(µg/liter)

8

(µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

0,5 0,4 0,6 200 10

Parameter

Satuan

Keterangan

B. Bahan organik Parameter Chlorinated alkanes Carbon tetrachloride Dichloromethane 1.2-dichloroethane 1.1.1-trichloroethane Chlorinated ethenes Vinyl chloride 1.1 - dichloroethene 1.2 - dichloroethene Trichloroethene Tetrachloroethene Aromatic hydrocarbons Benzene Toluene Xylenes Benzo[a]pyrne

Keterangan

Chlorinated benzenes Monochlorobenzene 1.2 - dichlorobenzene 1.4 - dichlorobenzene Trichlorobenzenes (togal) Lain-lain Di(2-ethyl hexy)adipate Di(2-ethylhexyl) phthalate Acrylamide Epichlorohydrin Hexachlorobutadiene Edetic acid (EDTA) Tributyltin oxide Sterra B Cornelia 121 03 052

44


C. Pestisida Parameter Alachlor Aldicarb Aldrin/dieldrin Atrazine Bentazone Carbofuran Chlordane Chlorotoluron DDT 1.2 - dibromo 3-chloropropane 2.4 – D 1,2-dichloropropane 1.3 - dichloropropene Heptachlor and Heptachlor epoxide Hexachlorobenzene Isoproturon Lindane MCPA Methoxychlor Metolachlor Molinate Pendimethalin Pentachlorophenol Permethrin Propanil Pyridate Simazine Trifluralin

Satuan (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

Kadar Maksimum Keterangan yang diperbolehkan 20 10 0,03 2 30 5 0,2 30 2 1 30 20 20 0,03 1 9 2 2 20 10 6 20 9 20 20 100 2 20

Chlorophenoxy Herbicides selain 2.4 D dan MCPA 2.4 - DB Dichlorprop Fenoprop Mecoprop Sterra B Cornelia 121 03 052


90 100 9 10 45


Parameter

Satuan

2.4.5 - T

(µg/liter)

Kadar Maksimum Keterangan yang diperbolehkan 9

D. Desinfektan dan hasil sampingannya Parameter

Satuan

Monochloramine Chlorine Bromate Chlorite Chlorophenol 2,4,6-trichlorophenol Formaldehyde Trihalomethanes Bromoform Dibromochloromethane Bromodichloromethane Chloroform Chlorinated acetic acids Dichloroacetic acid Trichloroacetic acid Chloral hydrate (trichloroacetaldehyde) Halogenated acetonitriles Dichloroacetonitrile Dibromoacetonitrile Trichloracetonitrile Cyanogen chloride (sebagai CN)

(mg/liter) (mg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

Kadar Maksimum yang diperbolehkan 3 5 25 200

Keterangan

200 900


100 100 60 200

(µg/liter) (µg/liter)

50 100

(µg/liter)

10

(µg/liter) (µg/liter) (µg/liter)

90 100 1

(µg/liter)

70

2.2 Bahan Kimia yang kemungkinan dapat menimbulkan keluhan pada konsumen A. Bahan anorganik Parameter Ammonia


Satuan


mg/l

1,5

Keterangan

46


Satuan


Alumunium

mg/l

0,2

Klorida

mg/l

250

Tembaga

mg/l

1

Kesadahan

mg/l

500

Hidrogen Sulfida

mg/l

0,05

Besi

mg/l

0,3

Mangan

mg/l

0,1

-

6,5 – 8,5

Sodium

mg/l

200

Sulfat

mg/l

250

Total zat padat terlarut

mg/l

1.000

Seng

mg/l

3

Parameter

pH

Keterangan

B. Bahan organik, desinfektan dan hasil sampingannya Parameter

Satuan


Keterangan

Organik Toluene Xylene

(µg/l) (µg/l)

20 – 1.800

Ethylbenzene

(µg/l)

2 – 200

Styrene

(µg/l)

4 – 2.600

Monochlorobenzene

(µg/l)

10 – 120

1,2-dichlorobenzene

(µg/l)

1 – 10

1,4-dichlorobenzene

(µg/l)

0,3 – 30

(µg/l)

5 – 50

(µg/l)

50

(µg/l)

600 – 1.000

Trichloorbenzenes (total) Deterjen

24 – 170

Desinfektan dan hasil sampingannya Chlorine


47


Satuan


2-chlorophenol

(µg/l)

0,1 – 10

2,4-dichlorophenol

(µg/l)

0,3 – 40

2,4,6-trichlorophenol

(µg/l)

2 – 300

Parameter

Keterangan

3. Radioaktifitas Satuan


Gross alpha activity

(Bq/liter)

0,1

Gross beta activity

(Bq/liter)

1

Satuan


TCU

15

_

_

Temperatur

°C

Suhu udara ± 3 °C

Kekeruhan

NTU

5

Parameter

Keterangan

4. Fisik Parameter

Keterangan

Parameter Fisik Warna Rasa dan bau

tidak berbau dan berasa

Keterangan: Parameter-parameter air minum yang diujikan dalam penelitian tugas akhir ini adalah parameter-parameter di dalam tabel 2 yang dalam penulisannya ditulis dengan tinta berwarna biru.

3.5 Pemodelan Modflow

Modflow adalah software khusus yang dibuat untuk mengamati kondisi airtanah. Modflow 3.1.0 dapat menampilkan kondisi airtanah dalam 2 dimensi dan 3 dimensi. Penampilan 2 dimensi dari Modflow dapat berupa penampang (dilihat dari samping) dan daerah penelitian (dilihat dari atas). Sedangkan untuk 3 dimensi ditampilkan kondisi airtanah dalam baris (x), kolom (y) dan lapisan (z). Pada


48


prinsipnya Software Modflow menggunakan metode beda hingga (finite difference

method) untuk melakukan pemodelan yaitu dengan cara membuat block centered grid sehingga yang diketahui adalah nilai pada tengah-tengah blok. Semua grid horinsontal yang menggunakan metode beda hingga harus memiliki grid yang sama untuk semua lapisan. Untuk grid vertikal (∆z) tidak diperlukan input data, namun nilainya akan mempengaruhi nilai tranmisivitas dimana nilainya sama dengan nilai konduktifitas hidrolik dikali nilai tebal lapisan. Sehingga nilai transmisivitas atau transmisibilitas akan berubah apabila terjadi perubahan nilai tebal lapisan dan/atau nilai konduktifitas hidrolik. Hal ini menimbulkan kemungkinan terjadinya error dalam penilaian unit hidrostatik ke dalam finite difference (beda hingga) karena error yang terjadi di dalam perhitungan dengan finite difference. Namun karena error yang dihasilkan sangat kecil sehingga dapat diabaikan (McDonald dan Harbaugh, 2000). Ada 2 sudut pandang (viewpoint) di dalam sistem airtanah, yaitu akuifer dan sistem alirannya sendiri. Jika yang menjadi sudut pandang adalah akuifer maka konsep yang dipakai adalah confined (tertekan) dan unconfined (tidak tertekan). Di sini aliran airtanah diasumsikan mengalir secara horisontal melalui akuifer atau secara vertikal melewati antar lapisan. Rumus umum yang dipakai (Fetter, 1994) dalam pemodelan:

∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂h ⎟⎟ = S − R + L ..............(1) ⎜ Tx ⎟ + ⎜⎜ T y ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂t Dimana:

L = − K z'

Keterangan:

K z'


hsource − h b'

= Konduktifitas hidrolik vertikal (m/s)

49


T

= Transmisivitas (m2/hari)

S

= Strorativitas

R

= Recharge (mm/tahun)

L

= Leakage (kebocoran)

hsource = Elevasi muka airtanah dari titik pengamatan (m) b’

= Tebal lapisan (m)

Ketika rumus ini dipakai dalam akuifer bebas maka asumsi Dupuit berlaku dimana, garis aliran adalah horisontal dan garis equipotensial adalah vertikal, dan gradien hidrolik horisontal sama dengan sudut muka airtanah bebas. Sebagai catatan di sini bahwa transmisivitas dalam arah z (vertikal) tidak diperhitungkan. Karena nilai transmisivitas di sini merupakan nilai rata-rata dari parameter vertikal. Jika yang menjadi titik pandang adalah aliran airnya maka yang diidentifikasi di sini adalah distribusi heads (muka airtanah), konduktifitas hidrolik dan storage di semua tempat dalam sistem secara tiga dimensi (3D). Rumus umum yang dipakai (fetter, 1994) dalam pemodelan 3 dimensi:

∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂h ⎟⎟ + ⎜ K z − R * ..........(2) ⎜Kx ⎟ + ⎜⎜ K y ⎟ = Ss ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂z ⎝ ∂z ⎠ ∂t Dimana Ss adalah spesific storage dan R* adalah volume masukan kedalam sistem per unit volume dari akuifer per unit waktu. Seperti yang telah dibahas di atas bahwa rumus (1) dipakai untuk akuifer

unconfined dimana Tx = Kxh dan Ty = Kyh, h adalah tebal lapisan terisi air. Ketika Tx dan Ty diganti maka akan dihasilkan Rumus Boussinesq seperti berikut (Fetter, 1994):

∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂h − R .................(3) ⎜ K x h ⎟ + ⎜⎜ K y h ⎟⎟ = S y ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂t


50


Dimana L menjadi nol dan storativity menjadi specific yield. Kemudian akan terlihat bahwa:

∂h ∂h 2 = 2h ∂x ∂x

∂h 2 ∂h = 2h ∂y ∂y

sehingga rumus (3) dapat ditulis menjadi:

∂ ⎛ ∂h 2 ⎞ ∂ ⎛ ∂h 2 ⎞ ∂h ⎜⎜ K x ⎟⎟ + ⎜⎜ K y ⎟⎟ = 2S y − 2 R .............(4) ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂t Adapun data yang dibutuhkan dalam pemodelan dengan Software Modflow: 1. Data Topografi 2. Data Geologi 3. Data Curah hujan 4. Data Evapotranspirasi 5. Data sifat fisik lapisan batuan, seperti:

•

Nilai K (konduktifitas hidrolik)

•

Nilai Ss (spesifik storage)

•

Nilai Sy (spesifik yields)

•

Nilai ne (porositas efektif)

•

Nilai ntotal (porositas total)

•

Nilai dx dan dy yang merupakan nilai koefisien dispersi untuk kontaminan

6. Data mata air dan sumur penduduk (jika ada) 7. Data recharge, constant head 8. Data pumping well (jika ada) 9. Data sebaran partikel atau fluida lainnya


51

air-siklus.htm)

Recommend Documents