BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Air

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan mahluk hidup dibumi ini. Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Mengingat pentingnya peran air, sangat diperlukan adanya sumber air yang dapat menyediakan air yang baik dari segi kuantitas dan kualitasnya. Secara global kuantitas air di bumi ini relatif tetap, sedangkan kualitasnya makin hari semakin menurun. Kuantitas dan kualitas air yang dibutuhkan manusia merupakan faktor penting yang menentukan kesehatan hidup. Air yang digunakan manusia adalah air permukaan tawar dan air tanah murni. Di Indonesia , umumnya sumber air minum berasal dari air permukaan(surface water), air tanah(ground water), dan air hujan. Pada daerah kering sebagian kebutuhan airnya berasal dari lautan, suatu sumber yang akan menjadi penting setelah persediaan air tawar dunia relative berkurang dibandingkan kebutuhan (Achmad, 2004). Dari sekitar 1.386 juta km3 air yang ada di bumi, sekitar 1.337 juta km3 atau 97,39% berada di samudera dan lautan, dan hanya sekitar 35 juta km3 (2,35%) berupa air tawar di daratan, dan sisa nya dalam bentuk gas/uap (Suripin, 2001).

2.1.1. Siklus hidrologi

Lingkungan air disebut juga Hidrosfir. Lingkungan air sangat erat kaitannya dengan manusia. Sekalipun air jumlahnya relatif konstan, tetapi air tidak diam, melainkan bersirkulasi akibat pengaruh cuaca, sehingga terjadi suatu siklus yang disebut siklus hidrologi. Secara umum siklus hidrologi di mulai dari lautan dan dapat diterangkan sebagai berikut; air menguap akibat panasnya matahari. Penguapan ini terjadi pada air permukaan, air yang berada di dalam lapisan tanah bagian atas(evaporasi), air yang ada didalam tumbuhan(transpirasi), hewan dan manusia(transpirasi respirasi). Uap air ini memasuki

Universitas Sumatera Utara

atmosfir. Didalam atmosfir uap ini akan menjadi awan, dan dalam kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan berubah bentuk menjadi tetesan-tetesan air dan jatuh kembali kepermukaan bumi sebagai hujan. Air hujan ini ada yang mengalir langsung masuk kedalam permukaan(runoff), ada yang meresap kedalam tanah(perkolasi) dan menjadi air tanah, baik yang dangkal maupun yang dalam dan ada juga yang diserap oleh tumbuhan. Air tanah akan timbul kepermukaan sebagai mata air dan menjadi air permukaan. Air permukaan bersama-sama dengan air tanah dangkal dan air yang berada dalam tubuh akan menguap kembali menjadi awan, maka siklus hidrologis akan kembali berulang (Mulia, 2005). Seperti yang telah diterangkan di atas, siklus hidrologi yang kontinu antara air laut dan air daratan dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.1. Siklus Hidrologi (Sumber: Suripin, 2001)


2.1.2. Sifat – sifat air

Menurut waktu dan tempat, air berubah kedalam tiga bentuk/ sifat yakni air sebagai bahan padat, air sebagai cairan dan air sebagai uap seperti gas. Air mempunyai volume yang minimum pada suhu 4°C. lebih rendah dari 4°C, volume air menjadi agak besar. Pada pembekuan, volume es menjadi 1/11 kali lebih besar dari volume air semula. Mengingat es mengambang di permukaan air (karena es lebih ringan dari air), maka keseimbangan antara air dan es dapat dipertahankan oleh pembekuan dan pencairan. Jika es lebih berat dari air, maka es itu akan tenggelam ke dasar laut atau danau dan makin lama makin menumpuk yang akhirnya akan menutupi seluruh dunia. Air mempunyai kapasitas menahan panas(heat holding capacity) yang sangat besar, demikian juga air dapat dengan mudah melarutkan banyak bahan. Sifat-sifat fisik air antara lain: •

Titik beku 0°C

•

Massa jenis es( 0°C) 0,92 gr/cm3

•

Massa jenis air( 0°C) 1,00 gr/cm3

•

Panas lebur 80 kal./gr

•

Titik didih 100°C

•

Panas penguapan 540 kal./gr

•

Temperatur kritis 347°C

•

Tekanan kritis 217 Atm

•

Konduktivitas listrik spesifik(25°C) 1x 10-17/ohm-cm

•

Konstanta dielektrik(25°C) 78 Air laut mempunyai titik beku(-1,9°C), massa jenis air tawar terbesar pada 4°C,

sedangkan air laut(kadar garam 3%) mempunyai massa jenis terbesar pada(-3,5°C) (Gabriel, 2001).


2.2. Sumber – sumber air 2.2.1. Air laut

Air laut mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl. Kadar garam NaCl dalam air laut 3%, maka air laut tidak memenuhi syarat untuk air minum.

2.2.2. Air atmosfir

Air hujan merupakan jenis air yang paling murni. Namun saat air hujan turun ke bumi, air hujan akan melarutkan partikel-partikel debu dan gas yang terdapat dalam udara. Dengan demikian

air

hujan

yang

sampai

di

permukaan

bumi

sudah

tidak

murni

(Chandra, 2007). Air hujan jumlahnya sangat terbatas, dipengaruhi oleh musim, jumlah, intensitas dan distribusi hujan. Air hujan juga dipengaruhi oleh letak geografis suatu daerah dan lainlain. Kualitas air hujan sangat dipengaruhi oleh kualitas udara atau atmosfir di daerah tertentu yang berbeda-beda sesuai dengan alam, kondisi aktivitas manusia yang berbeda di sekitarnya (Suripin, 2001). Untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu menampung air hujan jangan dimulai pada saat hujan turun. Karena masih mengandung banyak kotoran, misalnya pengotoran udara yang disebabkan oleh industri/debu dan gas. Air hujan mempunyai sifat yang agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur yang dapat mempercepat terjadinya korosi(karatan) dan air hujan juga mempunyai sifat yang lunak.

2.2.3. Air permukaan

Air permukaan berasal dari aliran langsung air hujan, lelehan salju, dan aliran yang berasal dari air tanah. Yang termasuk air permukaan adalah air sungai, rawa-rawa, danau, dan waduk (Suripin, 2001). Kualitas air permukaan tergantung dari daerah yang dilewati oleh aliran air. Pada umumnya, kekeruhan air permukaan cukup tinggi karena banyak mengandung lempung substansi organik. Sehingga ciri air permukaan yaitu melebihi padatan terendap (dissolved solid) rendah, dan bahan tersuspensi(suspended solid) tinggi. Atas dasar


kandungan bahan terendap dan bahan tersuspensi tersebut maka kualitas air sungai relatif lebih rendah daripada kualitas air danau, pond, rawa, dan reservoar. Air permukaan dimanfaatkan untuk kepentingan masyarakat, setelah melalui proses tertentu.

2.2.4. Air tanah

Air tanah(ground water) adalah air yang bergerak dalam tanah, terdapat diantara butirbutir tanah atau dalam retakan bebatuan. Air tanah lebih banyak tersedia daripada air hujan. Ciri-ciri air tanah yaitu memiliki suspended solids rendah dissvolved solids tinggi. Dengan demikian maka permasalahan pada air tanah yang mungkin timbul adalah tingginya angka kandungan Total Dissvolved Solids(TDS), besi, mangan, kesadahan. Air tanah dapat berasal dari mata air di kaki gunung, atau sepanjang aliran sungai atau berasal dari air tanah dangkal dengan kedalaman antara 15 - 30 meter, yaitu berupa air sumur gali, sumur bor tangan, atau bahkan terkadang mencapai lebih dari 100 meter. Cara pengambilan air tanah yang paling tua dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali(dug wells) dengan kedalaman lebih rendah dari posisi permukaan air tanah. Jumlah air yang dapat diambil dari sumur gali biasanya terbatas, dan yang diambil adalah air tanah dangkal. Air tanah terbagi menjadi 3 bagian antara lain: a. Air tanah dangkal terjadi karena adanya daya proses peresapan air dari permukaan tanah. Air tanah dangkal dimanfaatkan untuk sumber air minum melalui sumursumur dangkal. Air sumur dangkal ini terdapat pada kedalaman 15 – 30meter. Sebagai air minum, air tanah dangkal dari segi kualitas agak baik. Kuantitas kurang cukup dan tergantung musim. b. Air tanah dalam Air tanah dalam dalam terdapat setelah rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam tidak semudah pada air tanah dangkal. Dalam hal ini harus digunakan bor memasukkan pipa kedalamnya sehingga kedalaman antara 100 – 300meter akan didapat lapisan air. Kualitas air tanah dalam pada umumnya lebih baik dari air tanah dangkal, karena penyaringan nya lebih sempurna.


c. Mata air Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air berasal dari tanah dalam hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitas nya sama dengan keadaan air dalam (Sutrisno, 1987).

2.2.4.1. Penyusutan air tanah

Air tanah empat puluh kali lebih banyak dari air tawar di permukaan. Di Indonesia kebutuhan air tawar untuk kota-kota dan desa-desa masih lebih banyak dicukupi oleh air air tanah. Sumber air tanah dapat terisi ulang, tetapi prosesnya sangat lambat. Kini pengambilan air tanah lebih banyak dari pengisian ulang alami, mengakibatkan perubahan lahan dan subsidensi serta susupan air asin lebih jauh kedaratan di Kota-kota dekat pantai (Mulyanto, 2007).

2.2.4.2. Kondisi air tanah

Jika air tanah yang dipompa melebihi besarnya pengisian kembali(recharge), maka akan terjadi pengurangan volume air tanah yang ada. Berkurangnya volume air tanah akan kelihatan dalam bentuk penurunan permukaan air tanah atau penurunan tekanan air tanah secara terus menerus yang dapat mengakibatkan penerobosan air laut(air asin) ke dalam air tanah. Penerobosan air asin kedalam air tanah mengakibatkan air sumur tidak dapat digunakan untuk kebutuhan air minum, sehingga dapat menimbulkan problem sosial yang besar bagi penduduk sekitarnya(Sosrodarsono dan Takeda, 1993). Penyadapan air dari dalam tanah dengan laju yang melebihi pemulihannya akan mengakibatkan turunnya permukaan air tanah serta meningkatkan biaya pemompaan (Linsley dan Franzini, 1991). Akan tetapi penurunan permukaan tanah atau penerobosan air asin tidak seluruhnya diakibatkan oleh pemompaan yang berlebihan, kejadian-kejadian tersebut mempunyai hubungan yang erat dengan kondisi geologi di lokasi air tanah dan jenis air tanah di daerah tersebut.


2.3. Mutu air tanah

Mutu air tanah dari suatu tempat ke tempat lain sangat beragam tergantung dari jenis batuan, dimana air itu meresap, mengalir dan berakumulasi, serta kondisi lingkungan. Dalam Peraturan Pemerintah R.I. No. 82 Tahun 2001, mutu air ditetapkan melalui pengujian parameter fisika, parameter kimia, parameter mikrobiologi dan parameter radioaktivitas.

2.3.1. Parameter fisika

1. TDS(Total dissolved solid) Tubuh kita terdiri dari 80% air, maka air memiliki peranan yang sangat penting untuk menjaga kesehatan. Banyak diantara kita hanya mengetahui bahwa air yang layak konsumsi adalah air yang bebas bakteri dan virus, padahal kualitas air yang layak konsumsi lebih dari itu. Salah satu faktor yang sangat penting dan menentukan

bahwa

air

yang

layak

konsumsi

adalah

kandungan

TDS

(Total Dissolved Solids) atau kandungan unsur mineral dalam air. TDS adalah banyaknya total bahan-bahan padatan yang terlarut dalam suatu larutan(diameter < 10-6) dan koloid(diameter 10-6 – 10-3 mm) yang berupa senyawa-senyawa kimia dan bahan-bahan lain, misalnya zat kapur, besi, timah, magnesium, tembaga, sodium, chloride, dan chlorine. Umumnya berdasarkan definisi diatas seharusnya zat yang terlarut dalam air(larutan) harus dapat melewati saringan yang berdiameter < 10-6 dan koloid berdiameter 10-6 – 10-3 mm. Bila TDS bertambah maka kesadahan akan naik. Kesadahan yang tinggi dapat mengakibatkan terjadinya endapan / kerak pada sistem perpipaan (Mulia, 2005). Menurut standar WHO, air minum yang layak dikonsumsi memiliki kadar TDS <100 ppm(parts per million), sedangkan menurut DEPKES RI melalui PERMENKES

907/Menkes/SK/VII/2002

standart

TDS

maksimum

adalah

1000 mg/liter..


2. Temperatur Selain itu juga air tidak boleh memiliki perbedaan temperatur yang mencolok dengan udara sekitar(udara ambien). Di Indonesia, temperatur air minum idealnya kurang lebih 3°C, dari temperatur udara air yang secara mencolok mempunyai temperatur diatas atau dibawah udara berarti mengandung zat-zat tertentu (misalnya fenol yang terlarut) atau sedang terjadi proses biokimia yang mengeluarkan atau menyerap energi dalam air. Temperatur sangat bergantung pada tempat dimana air tersebut berada, misalnya di pegunungan temperatur air akan lebih dingin dibandingkan temperatur air di laut. 3. Daya Hantar Listrik(DHL) Konduktivitas air bergantung pada jumlah ion-ion terlarut per volumenya dan mobilitas ion-ion tersebut. Satuannya adalah(μmho/cm, 25°C). Konduktivitas bertambah dengan jumlah yang sama dengan bertambahnya salinitas. Secara umum, faktor yang paling dominan dalam perubahan konduktivitas air adalah temperatur. Untuk mengukur konduktivitas digunakan Konduktivitimeter. Berdasarkan harga DHL, jenis air juga dapat dibedakan harga pengukuran daya hantar listrik dalam μmho/cm pada temperatur 25°C menunjukkan klasifikasi air sebagai berikut:

Tabel 2.1 Klasifikasi air berdasarkan Daya Hantar Listrik (DHL)

No

DHL(μmho/cm, 25°C)

Klasifikasi

1

0,055

Air Murni

2

0,5-5

Air Suling

3

5-30

Air Hujan

4

30-200

Air Tanah

5

45000-55000

Air Laut

Sumber : Davis dan Wiest, 1996


Berdasarkan batas konduktivitas listrik klasifikasi intrusi air laut dapat juga dibedakan yaitu sebagai berikut : Tabel 2.2. Klasifikasi Intrusi Air Laut Berdasarkan Konduktivitas Listrik

No.

Batas Konduktivitas (μmho/cm, 25°C)

Klasifikasi Intrusi

1.

≤ 200,00

Tidak Terintrusi

2.

200.01 – 229,24

Terintrusi sedikit

3.

229,25 – 387,43

Terintrusi sedang

4.

387,44 – 534,67

Terintrusi agak tinggi

5.

≥ 534,67

Terintrusi tinggi

Sumber : Davis dan Wiest, 1996 3. Bau dan rasa Air yang baik idealnya tidak berbau dan tidak berasa. Bau air dapat disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut, ganggang, plankton, tumbuhan air dan hewan air, atau proses penguraian bahan organik yang terdapat di dalam air. Secara fisika, air bisa dirasakan oleh lidah. Air yang terasa asam, manis, pahit atau asin menunjukan air tersebut tidak baik. Rasa asin disebabkan adanya garam-garam tertentu yang larut dalam air, sedangkan rasa asam diakibatkan adanya asam organik maupun asam anorganik. 4. Kekeruhan Air yang mengandung material kasat mata dalam larutan disebut keruh. Air yang baik idealnya harus jernih. Air yang keruh disebabkan oleh adanya butiran-butiran koloid dari tanah liat. Semakin banyak kandungan koloid maka air semakin keruh. Disamping itu air yang keruh sulit didesinfeksi, karena mikroba patogen dapat terlindung oleh partikel tersebut. Kekeruhan air minum dibatasi tidak lebih dari 10 mg/liter(skala silica), lebih baik kalau tidak melebihi 5 mg/liter.


2.3.2. Parameter kimiawi

1. Klorida( Cl ) .

Klorida adalah merupakan anion pembentuk Natrium Klorida yang menyebabkan rasa asin dalam air bersih(air sumur). Kadar klorida pada sampel air dengan menggunakan metode Argentometri di dapatkan nilai kadar klorida 9,10 mg/liter, dan telah memenuhi persyaratan kualitas air minum. Sesuai dengan Permenkes, R.I No. 907/ Menkes/ SK/ VII/ 2002, sebagaimana kadar maksimal Klorida yang diperbolehkan untuk air minum adalah 250 mg/ liter.

Tabel 2.3. Klasifikasi air berdasarkan konsentrasi klorida

No

Konsentrasi Cl (mg/l)

Klasifikasi

1

0 – 200

Air murni

2

201 – 600

Air suling

3

> 600

Air asin Sumber: Davis dan Wiest, 1996

2. pH( Keasaman) Derajat keasaman air minum harus netral, tidak boleh bersifat asam atau basa. Contoh air yang terasa asam adalah air gambut. Air murni mempunyai

pH = 7.

Air dengan pH diatas 7 bersifat asam, dan pH lebih kecil dari 7 bersifat basa (rasanya pahit). Nilai pH dapat diukur dengan potensiometer, yang mengukur potensi listrik yang dibangkitkan oleh ion-ion H+. Air yang tercemar memiliki pH yang sangat asam atau pH cendrung basa. 3. Alkalinitas Banyak air bersifat alkaline karena garam-garam alkaline sangat umum berada di tanah. Alkalinitas dinyatakan dalam mg/lt ekivalen Kalsium Karbonat. Ketidak murnian air diakibatkan adanya Karbonat dan Bikarbonat dari Kalsium, Sodium, dan Magnesium.


4. Kesadahan Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tetentu di dalam air, umumnya Ion Kalsium(Ca), dan Magnesium(Mg) dalam bentuk garam Karbonat. Air sadah juga merupakan air yang memiliki kadar mineral yang tinggi. Air dengan kesadahan yang tinggi memerlukan sabun lebih banyak sebelum terbentuk busa. (Mestati, 2007).

Tabel 2.4. Kesadahan Air

No 1

Kelas

1

2

3

4

Kesadahan

0 - 55

56 – 100

101- 200

201 - 500

Lunak

Sedikit sadah

Moderat

Sangat

sadah

sadah

(mg/lt) 2

Derajad Kesadahan

Sumber: Suripin, 2001 Berdasarkan tingkat kesadahannya, air dapat dibedakan menjadi beberapa macam yaitu: air lunak, air agak sadah, air sadah, air sangat sadah ( Fardiaz, 1992).

2.3.3. Parameter mikrobiologi

Penentuan parameter mikrobiologi dimaksudkan untuk mencegah adanya mikroba patogen di dalam air minum. Jenis-jenis organisme yang hidup yang mungkin terdapat dalam air meliputi bakteri. Keberadaan dan ketidakberadaan bakteri ini sangat menentukan kualitas air bersih. Pengujian parameter mikrobiologi dilakukan melalui pengukuran kadar fecal coliform dan total coliform di dalam air.

2.3.4. Parameter radioaktivitas

Pembuangan sisa zat radioaktif ke lingkungan air secara tidak langsung tidak diperbolehkan. Namun, mengingat aplikasi teknologi nuklir yang menggunakan zat radioaktif pada berbagai bidang

maka kemungkinan zat radioaktif ikut terbawa

kelingkungan air.


Pengujian parameter radioaktivitas dilakukan dengan pengukuran Gross–A dan Gross–B yang terdapat di dalam air. 2.4. Pencemaran air

Dengan perkembangan Ilmu dan teknologi, terjadi juga peningkatan aktivitas manusia. Tidak jarang aktivitas manusia dapat menyebabkan penurunan kualitas(mutu) air. Bila penurunan mutu air tidak diminimalkan maka akan terjadi pencemaran air. Peraturan Pemerintah R.I No. 82 Tahun 2001 menyebutkan: “Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain kedalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi lagi sesuai peruntukannya”. Di Indonesia, peruntukan badan air/ air sungai menurut kegunaannya ditetapkan oleh Gubernur. Peraturan Pemerintah R.I No. 20 Tahun 1990, mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut: Golongan A : Air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu. Golongan B : Air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. Golongan C : Air yang dapat dipergunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan . Golongan D : Air yang dapt digunakan untuk keperluan pertanian, usaha di perkotaan , industri dan Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA). Menurut defenisi di atas, bila suatu sumber air yang termasuk dalam golongan B (air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum) mengalami pencemaran yang berasal dari air limbah suatu industri sehingga tidak dapat lagi dimanfaatkan untuk air baku air minum, maka dikatakan sumber air tersebut telah tercemar.


Pencemaran air dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori yaitu: 1. Sumber-sumber langsung Sumber-sumber langsung adalah buangan( effluent ) yang berasal dari

sumber

pencemarnya yaitu limbah hasil pabrik atau suatu kegiatan dan limbah domestik berupa buangan tinja dan buangan air bekas cucian, serta sampah. Pencemaran terjadi karena buangan ini langsung dibuang ke dalam badan air, sistem seperti sungai, kanal, parit atau selokan.

2. Sumber tidak langsung Sumber tidak langsung adalah kontaminan yang masuk melalui air tanah akibat adanya pencemaran pada air permukaan baik dari limbah industri maupun dari limbah domestik. Secara umum, penyebab terjadinya pencemaran air antara lain: •

Infectious Agents(Mikroorganisme Patogen)

•

Zat-zat pengikat oksigen

•

Sedimen

•

Nutrisi/ unsure hara

•

Pencemar anorganik

•

Zat kimia organik

•

Energi panas

•

Zat radioaktif

•

Minyak


2.5. Akifer

Lapisan yang dapat dilalui dengan mudah oleh air tanah seperti lapisan pasir atau lapisan kerikil disebut lapisan permeabel. Lapisan yang sulit dilalui air tanah seperti lempung, disebut lapisan kedap air, atau disebut juga impermeable. Formasi-formasi yang berisi dan memancarkan air tanah disebut sebagai akifer. Jumlah air tanah yang dapat diperoleh dari suatu daerah tergantung pada sifat-sifat akifer yang ada didaerah serta pada luas cakupan dan frekuensi imbuhan. Dengan demikian karakteristik akifer mempunyai peranan yang menentukan dalam proses pembentukan air tanah. Untuk usaha-usaha pengisian kembali air tanah melalui peningkatan proses infiltrasi tanah serta usaha-usaha reklamasi air tanah, maka kedudukan akifer dapat dipandang dari dua sisi yang berbeda: 1. Zona akifer tidak jenuh adalah : suatu zona penampung air di dalam tanah yang terletak di atas permukaan air tanah(water table) baik dalam keadaan alamiah (permanen) atau sesaat setelah berlangsungnya periode pengambilan air tanah. 2. Zona akifer jenuh adalah : zona penampung air tanah yang terletak di bawah permukaan air tanah kecuali zona penampung air tanah yang sementara jenuh dan berada di bawah daerah yang sedang mengalami pengisian air tanah. Uraian mengenai terbentuknya air tanah menunjukkan bahwa peranan formasi geologi atau akifer amatlah penting. Formasi geologi tertentu, baik yang terletak pada zona bebas(unconfined aquifer) maupun zona terkekang(confined aquifer), dapat memberikan pengaruh tertentu pula terhadap keberadaan air tanah. Dengan demikian, karakteristik akifer mempunyai peranan yang menentukan dalan proses pembentukan air tanah seperti pada gambar 2.2 :


Gambar 2.2. Akifer air tanah ( Sumber: Linsley dan Franzini, 1991 )

2.5.1. Porositas dan permeabilitas

Porositas didefenisikan sebagai perbandingan isi ruang antara butiran(voids) dibagi total isi suatu material tanah. Porositas merupakan angka tak berdimensi biasanya diwujudkan dalam bentuk %. Umumnya untuk tanah normal berkisar antara 25% sampai 75% sedangkan untuk batuan yang terkonsolidasi(consolidated rock) berkisar antara 0% sampai 100%. Biasanya porositas yang tinggi tidaklah menunjukkan bahwa suatu akifer akan menghasilkan volume air yang besar bagi sebuah sumur. Permeabilitas(permaebility) adalah kapasitas batuan untuk meloloskan fluida sangat beragam dari viskositas fluida, tekanan hidrostatik, ukuran bukaan dan terutama adalah tingkat bukaan yang saling terhubung(porositas efektif). Jika rongga pori sangat kecil, maka batuan dapat mempunyai porositas yang tinggi tetapi permeabilitasnya rendah karena air sukar melewati bukaan yang kecil. Sedangkan parameter permeabilitas merujuk hanya pada sifat-sifat batuan dan merupakan parameter yang menunjukkan beberapa besar luas area batuan yang dapat dilalui oleh fluida. Parameter ini umumnya dipakai untuk kepentingan geologi perminyakan karena keberadaan gas, minyak dan air didalam sistem aliran yang berdimensi multiphase membuat parameter fluida bebas konduksi(hantaran) lebih atraktif, biasanya dinyatakan dalam darcy (1darcy adalah 1 cc cairan dengan kecepatan 1 centipoise melalui 1 cm² luas bidang sejauh 1cm dalam 1 detik dengan perbedaan tekanan 1 atm antar ujungnya) (Kodoaitie, 1996).


Tabel 2.5. Porositas dan Permeabilitas rata-rata untuk berbagai bahan

No

Nama bahan

Porositas

Permeabilitas

Permeabilitas hakiki

(%)

(m/hari)

darcys

1

Lempung

45

0,0004

0,0005

2

Pasir

35

41

50

3

Kerikil

25

4100

5000

4

Kerikil dan pasir

20

410

500

5

Batu pasir

15

4,1

5

6

Batu kapur,serpih

5

0,417

0,05

1

0,0004

0,0005

padat 7

Kwarsit, granit

Sumber : Linsley dan franzini, 1991

2.6. Intrusi air laut ke akifer air tanah

Air tanah tawar mengalir ke laut lewat akifer-akifer di daerah pantai yang berhubungan dengan laut dalam keadaan alami. Tetapi karena meningkatnya kebutuhan akan air tawar, maka aliran air tawar kearah laut telah menurun, atau bahkan sebaliknya air laut mangalir masuk ke dalam akifer air tawar di daratan karena muka air tanah telah berada dibawah permukaan air laut yang disebabkan oleh pengambilan air yang berlebihan. Kejadian ini disebut dengan intrusi air laut. Jika air laut tersebut telah mengalir ke dalam sumur-sumur di daratan, maka penyediaan air menjadi tidak berguna

karena akifer telah dicemari oleh air asin

(Soemarto, 1987). Adapun sebab-sebab utama terjadinya penerobosan air asin ke akifer air tawar adalah sebagai berikut: 1. Akifer ini berhubungan dengan laut. 2. Penurunan permukaan air cukup besar sehingga dapat mengakibatkan penerobosan air asin.


Berdasarkan faktor-faktor tersebut diatas, air tanah yang mempunyai bahaya penerobosan air asin adalah sebagai berikut:

2.6.1. Air tanah bebas di Pantai

Pencampuran air asin dan air tawar dalam sebuah sumur dapat terjadi dalam hal-hal sebagai berikut: 1. Dasar sumur terletak dibawah perbatasan antara air asin dan air tawar. 2. Permukaan air dalam sumur selama pemompaan menjadi lebih rendah dari permukaan air laut, sehingga daerah pengaruhnya mencapai tepi pantai. 3. Keseimbangan perbatasan antara air asin dan air tawar tidak dapat dipertahankan, perbatasan itu dapat naik secara abnormal yang disebabkan oleh penurunan permukaan air di dalam sumur selama pemompaan. Mengingat sumur di tepi pantai itu tidak dapat dipergunakan kembali setelah dimasuki air asin, maka harus diperhatikan untuk air tanah bebas seperti pada gambar di bawah ini:

Gambar 2.3. Hukum Herzberg pada air tanah tawar dan asin dekat garis pantai. ( Sumber : Sosrodarsono dan Takeda, 1976 )

Keterangan gambar: s

: Permukaan air laut

B

: Batas antara air asin dan air tawar

f

: permukaan air tanah

W

: Sumur


Jika batas antara air asin dan air tawar berada dalam keseimbangan yang statis, maka untuk zone air tanah bebas dipantai dengan permeabilitas yang kira-kira merata, berlaku persamaan : ρH = ρ0 ( H + h )

H=

(2. 1)

ρ0 h ρ − ρ0

(2. 2)

dengan :

ρ 0 = Kerapatan air tawar (kg/m3)

ρ = Kerapatan air asin ( air laut) (kg/m3) h = Tinggi dari permukaan air asin ke permukaan air tawar ( m ) H = Kedalaman dari permukaan laut ke batas (antara air asin dan air tawar) (m) Untuk ρ 0 = 1.00 (kg/m3), ρ = 1.024(kg/m3) didapat H = 42 h

(2. 3)

Hubungan di atas disebut hukum Herzberg ( Sasrodarsono dan Takeda, 1976 ). Jika terdapat keadaan yang sesuai dengan hukum Herzberg dimana air asin telah berada dibawah akifer, maka air asin akan segera menerobos ke dalam sumur setelah permukaan air yang telah dipompa itu berada lebih rendah dari permukaan air laut. Demikian pula jika akifer itu tidak tebal, maka penerobosan air asin perlahan-lahan akan menyebar dari pantai.


2.6.2. Air tanah terkekang di Pantai

Perbatasan antara air asin dan air tawar dalam akifer terkekang ditentukan oleh dalam nya akifer, permeabilitas, besar tekanan dan lain-lain. Jadi meskipun sumur itu dalam dan terletak di tepi pantai, tidak akan terdapat pencampuran air asin. Tetapi kadang-kadang percampuran itu dapat terjadi meskipun sumur itu dangkal dan cukup jauh dari tepi pantai. Hal itu dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.4. Penerobosan air asin pada air terkekang ( Sumber : Sasrodarsono dan Takeda, 1976 ) Jika tekanan air tanah pada mulut akifer dilaut menjadi lebih rendah dari tekanan air laut, maka mulailah penerobosan air asin. Mengingat kecepatan sirkulasi air tanah terkekang dilapisan yang dalam itu rendah, maka kecepatan penerobosan air asin juga rendah. Akan tetapi pengaruhnya terhadap penduduk besar sekali. Faktor lingkungan setempat, terutama sifat kemampuan meneruskan air dari jenis batuan yang menyusunnya serta perbedaan jarak dengan lokasi sumber pencemaran, memegang peran penting dalam hal terjadinya proses pencemaran air pada banyak sumur. Perbandingan pengaruh kedalaman serta volume air dalam sumur dari sumber pencemaran, kondisi akifer secara keseluruhan merupakan faktor yang berpengaruh terhadap proses pencemaran air tanah. Faktor yang mempengaruhinya antara lain arah


aliran tanah dalam akifer, macam dan jumlah serta sifat bahan pencemar dalam akifer berikut interaksi antara bahan pencemar itu sendiri di dalam akifer.

2.7. Pengambilan air tanah melalui sumur

Sumur merupakan sumber utama persediaan air bersih bagi penduduk yang tinggal di daerah pedesaan maupun di perkotaan Indonesia. Secara teknis sumur dapat dibagi menjadi dua jenis: 1. Sumur dangkal(shallow well) Cara pengambilan air tanah yang paling tua dan sederhana adalah dengan membuat sumur gali dengan kedalaman lebih rendah dari posisi permukaan air tanah. Jumlah air yang dapat diambil dari sumur gali biasanya terbatas, dan air yang diambil adalah air tanah dangkal. Untuk pengambilan air yang lebih besar diperlukan luas dan kedalaman galian yang lebih besar. Kedalaman sumur gali tergantung lapiasan tanah, ketinggian dari permukaan air laut, dan ada tidaknya air bebas dibawah lapisan tanah. Sumur gali biasanya dibuat dengan kedalaman tidak lebih dari 5 – 8 meter dibawah permukaan tanah. Cara ini cocok untuk daerah pantai dimana air tawar berada diatas air asin. Berdasarkan jenis tanah dan kedalaman, air bebas sumur gali dapat diperoleh sebagai berikut: •

Tanah berpasir : Sumur gali cukup 6 – 8 m telah memperoleh air bebas

•

Tanah liat

: Kedalaman sumur ≥ 12 m baru memperoleh air bebas.

•

Tanah kapur

: Umumnya sumur gali harus ≥ 40 m baru diperoleh air bebas.

Keadaan atau sifat air sumur gali antara lain: •

Ketinggian air bebas umumnya sekitar 1 – 3 m dari dasar sumur.

•

Ketinggian air bebas bervariasi, tergantung jumlah air yang diambil dan tergantung musim.

•

Rasa dan warna air tergantung jenis tanah yang ada, tanah sawah air nya kekuning-

kuningan, tanah berpasir airnya jernih dan rasa nya sejuk, tanah

liat air nya terasa sedikit sepat, tanah kapur airnya terasa sedikit sepat dan


warnanya kehijau-hijauan, dan tanah gambut airnya berwarna kemerahmerahan seperti teh dan rasanya asam. • • •

Mudah tercemar oleh karena kelalaian dalam menutup mulut sumur. Mengandung algae dalam jumlah sedikit. Mengandung bakteri cukup banyak (Gabriel, 2001).

2. Sumur dalam (deep well) Pengambilan air tanah dilakukan dengan membuat sumur dalam (deep well) atau yang lazim disebut sumur bor.

Kedalaman sumur bor berdasarkan struktur dan lapisan tanah: •

Tanah berpasir: biasanya kedalaman 30 – 40meter sudah memperoleh air. Biasanya airnya naik sampai 5 – 7meter dari permukaan tanah.

•

Tanah liat/padas: biasanya kedalaman 40 – 60meter akan diperoleh air yang baik dan air akan naik mencapai 7 meter dari permukaan tanah

•

Tanah berkapur: biasanya sumur dibuat dengan kedalaman di atas 60meter kemungkinan baru mendapat air dan apabila ada air, airnya sukar/tidak bisa naik ke atas dengan sendirinya.

•

Tanah berbukit: biasanya sumur dibuat diatas 100meter atau 200meter kemungkinan tipis sekali untuk memperoleh air. Air yang diperoleh sukar/tidak bisa naik ke atas dengan senderinya.

. Keadaan/sifar air sumur bor: •

Air nya jernih dan rasa sejuk

•

Pencemaran air tidak terjadi/sukar terjadi

•

Jumlah bakteri jauh lebih kecil dari sumur gali.

•

Jumlah algae di dalam air sumur bor jauh lebih banyak dibandingkan dengan air sumur gali.


Tabel 2.6. Perbedaan antara sumur dangkal dan sumur dalam

No

Sumur dangkal

Sumur dalam

1

Sumber air

Air permukaan

Air tanah

2

Kualitas air

Kurang baik

Baik

4

Kualitas

Kontaminasi

Tidak

bakteriologis 5

Persediaan

terkontaminasi Kering pada

Tetap ada

musim kemarau

sepanjang tahun

Sumber: Chandra, 2007 Air tanah yang disedot secara besar-besaran, sehingga terjadi ketidakseimbangan anatara pengambilan/pemanfaatan dengan pembentukan air tanah. Hal ini dapat menyebabkan menurunnya permukaan air tanah, di daerah pesisir, penurunan permukaan air tanah akan mengakibatkan perembesan air laut ke daratan(intrusi), karena tekanan air tanah menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan air laut.

Gambar 2.5. Intrusi Air Laut ke Daratan


2.8. Konduktivitas larutan elektrolit

Konduktivitas atau daya hantar merupakan ukuran kemampuan mengalirkan arus listrik, menandakan banyaknya ion (Hartomo dan Widiatmoko, 1992). Alat yang dipergunakan untuk mengukur konduktivitas larutan disebut konduktivitimeter dengan satuan mikromho per centimeter( μmho / cm ).

Hambatan berbanding terbalik dengan luas penampang dan sebanding dengan panjang, dengan persamaan :

R=ρ

Konstanta

l A perbandingan

(2.4)

ρ disebut

resistivitas

sampel.

Konduktivitas

(K) merupakan kebalikan dari resistivitas, sehingga: R=

1 l x K A

K=

l RA

(2.5)

atau :

Besar tahanan dinyatakan dalam ohm dan kebalikannya disebut mho. Dalam sistem satuan SI, kebalikan ohm adalah siemens (S).

2.9. Gambaran umum lokasi penelitian 2.9.1. Keadaan Kota Dumai Letak geografis

Secara geografis letak dan batas wilayah Kota Dumai terletak di Pesisir Timur Pulau Sumatera, berhadapan langsung dengan Selat Rupat, dengan koordinat geografis 101023’37’’ – 101028’13’’ Lintang Utara dan 1023” – 1024’23” Bujur Timur, dengan panjang garis pantai sepanjang 234,2km, ketinggian 3m dari permukaan laut, dan luas wilayah 1.727,385km2.


Dumai terdiri dari 5 kecamatan dan 32 Kelurahan, dengan batas- batas sebagai berikut: 1. Sebelah Utara berbatasan dengan Pulau Rupat, Kabupaten Bengkalis 2. Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Bukit Batu, Kebupaten Bengkalis 3. Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Mandau, Kabupaten Bengkalis 4.Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Bangko dan Tanah Putih, Kabupaten Rokan Hilir.

2.9.2. Dumai Timur

Dumai Timur merupakan pemekaran wilayah Kecamatan Kota Dumai. Pada saat sebelum dilakukan pemekaran Kelurahan, Kecamatan Dumai Timur terdiri dari enam Kelurahan, kemudian dengan diterbitkannya Perda Kota Dumai Nomor 2 Tahun 2001 maka wilayah Kelurahan di Kecamatan Dumai Timur telah dimekarkan dari 6(enam) Kelurahan menjadi 9(sembilan) Kelurahan yang terdiri dari:

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nama Kelurahan Kelurahan Bintan Kelurahan Bukit Batrem Kelurahan Buluh Kasap Kelurahan Bumi Ayu Kelurahan Dumai Kota Kelurahan Jaya Mukti Kelurahan Sukajadi Kelurahan Tanjung Palas Kelurahan Teluk Binjai

Luas 2,4 Km2 1,1 Km2 3,9 Km2 2,0 Km2 12,2 Km2 4,48 Km2 4,48 Km2 4,5 Km2 26 Km2

Secara geografis Kecamatan Dumai Timur terletak di Pusat pemerintahan Kota Dumai dengan luas 59 Km2 dengan batas-batas sebagai berikut : •

Sebelah Utara berbatasan dengan Selat Rupat

•

Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Bukit Kapur

•

Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Dumai Barat

•

Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Medang Kampai.


2.9.3. Iklim dan curah hujan

Dumai mengalami beberapa perubahan iklim yang sangat dipengaruhi oleh iklim laut dengan rata-rata curah hujan 200 – 300m3, dan memiliki dua musim yaitu musim kering/ kemarau dari bulan Maret-Agustus, dan musim hujan dari September-Februari dengan rata-rata temperatur 24°C – 33°C.

2.9.4. Morfologi dan topografi

Secara fisiografis daerah penelitian merupakan bagian dari dataran rendah bagian Timur Sumatera, termasuk kedalam zona cekungan Sumatera Tengah. Berdasarkan atas bentuk, ketinggian, relief dan litologinya, bentang alam di daerah penelitian dipisahkan menjadi dua satuan morfologi, yaitu dataran(pantai ,rawa) dan perbukitan bergelombang lemah.

2.9.5. Hidrologi

Kota Dumai terletak di daerah pantai dari pesisir Timur Sumatera, di mana air tanah maupun air permukaan selalu menjadi masalah utama yang cukup besar. Dilihat dari kondisi Topografinya dengan evaluasi umumnya rendah dan membentuk perbukitan bergelombang kurang mendukung untuk terbentuknya sungai-sungai dengan aliran besar. Di kota Dumai terdapat dua buah sungai utama yang cukup besar yaitu Sungai Mesjid (4km dari pusat kota Dumai) yang bermuara di Selat rupat, dengan debit 363.75m3/det dan Sungai Dumai(0,5km dari puasat kota Dumai) bermuara di Selat Rupat, memiliki debit 39 m3/det. Sungai-sungai lain yang ada di Dumai umumnya kecil-kecil dan dangkal, dan merupakan sungai yang berasal dari rawa, serta kurang bermanfaat.

2.9.6. Geologi

Secara regional, geologi dan tektonik daerah Dumai termasuk kedalam cekungan Sumatera Tengah yang memanjang Barat Laut Tenggara, mulai dari perbatasan Provinsi Riau sebelah Barat atau sekitar Pulau Alang besar sampai Barat Laut pegunungan Tiga puluh di wilayah provinsi Jambi. Peta geologi yang digunakan di daerah Dumai dan sekitarnya adalah peta Geologi lembar Dumai dan Bagan Siapi-api, skala 1:250.000.


2.9.7. Stratigrafi

Berdasarkan peta geologi lembar Dumai dan Bagan siapi-api, secara umum stratigrafi regional di daerah Dumai dari yang tertua umurnya hingga ke muda adalah sebagai berikut: •

Format minas( Qpmi )

Tersusun oleh batu lanau, pasir dan kerikil, batu lumpur lunak terkoalinkan dan terurat limonitkan, dengan lingkungan pengendapan paralik-fluviatil(darat). Penyebarannya

cukup

luas,

menempati

daerah

morfologi

perbukitan

bergelombang lemah dan morfologi dataran. •

Satuan endapan Aluvium tua(Qp) dan Aluvium muda(Qh)

Terdiri dari lempung, lanau, kerikil lempungan, sisa-sisa tumbuhan dan rawa-rawa gambut, yang masih bersifat lepas, dengan kondisi lingkungan pengendapan paralik-fluviatil(darat), berumur Holosen. penyebaran dari satuan ini di daerah penelitian sangat luas, umumnya menempati daerah dataran pantai, rawa, aluvial sungai. Hubungan stratigrafi dengan formasi di atasnya adalah tidak selaras.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents