Risalah Peltemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan .'\OlikasiIsotop dan Radias~2001
PENYELmIKAN DAERAH IMBUH AIR TANAH BEKASI DENGAN TEKNIK HmROISOTOP Syafalni*, M. Sri Saeni**, Satrio*, dan Djijono* .Puslitbang TekIlologiIsotopdan Radiasi,BATAN, Jakarta ..Institut PertanianBogor,Bogor
ABSTRAK PENYELmIKAN DAERAH IMBUH AIR TANAH BEKASI DENGAN TEKNIK HIDROISOTOP. Telah dilakukan penyelidikan tentang daerahimbuh air tanah Bekasi dengan dengan penanggalankarbon14Cdan isotopstabi1180.Hasil evaluasidatamemperlihatkanbahwapergerakanair tanah didaerahtersebutdari selatanke utarayangmengarahke baratlaut. Hal ini diperkuatpula oleh basil analisis penanggalankarbonyangdigambarkandalambentukkontur umur air tanahdaerahBekasi.Hasil penyelidikan ini juga memperlihatkanbahwa air tanah di daerah selatanBekasi adalahberumur muda yang sekaligus menunjukkanbahwadaerahimbuh air tanahBekasiberadadi daerahtersebut;sedangkanberdasarkan analisis isotop stabil 180pada contohair tanah memperlihatkanbahwa daerahimbuh air tanah Bekasi berasa1dari daerahBantarGebangdan sekitarnya.
ABSTRACT INVESTIGAnON OF BEKASI GROUNDWATER RECHARGE AREA BY USING HYDROISOTOP. fuvestigationon Bekasi groWldwaterhas been done by using 14C(carbon dating) and stable isotope of 180 for studying of rechargearea of Bekasi groWldwater.Evaluation result of data was obtained that the movementof groWldwaterdirectionin the areafrom the southto the north and toward to the northwest The result was .verified by carbondating which is representthrough the contour patterns of groundwateragesof the area. Hence,the agesof groWldwaterin the southBekasiarea indicatedthe young groWldwaterand it can be as rechargearea of Bekasi groundwater.However,based on the stable isotope analysis of 180 described that the rechargearea of Bekasi groundwaterorigin was from Bantar Gebang surroundingarea.
PENDAHULUAN
memancarkanradiasi beta (f:\) yang mempunyai watu paroh tertentu sehingga dalam penelitian hidrologi Pada saat ini manajemensumberdayaair sudah dapat dipakai untuk menentukanumur air tanah. 14C merupakankebutuhandalam rangkapelestarianair dan dapatmenetukanumur air tanahyang bernmur sampai lingkungan. Pergerakanair, air tanah dangkaldan air dengan 40.000 tabun. Perkembangan peralatan tanah dalam daerah Bekasi dan sekitarnya sangat spektrometer masa sekitar tabun 1950, penelitian menarik untuk dipelajari. Hal ini ditunjang infonnasi dengan isotop stabil menjadi sangat mungkin untuk yang menyebutkanbahwa sebagianair tanah di daerah menentukan secara tepat rasio kelimpahan isotop. ini telah tercemardan semakinmemprihatinkan. Dalam hat ini yang sangat menarik bagi ahli adalah Penyelidikan daerahirnbuhdenganpenanggalan rasio isotop-isotopmolekul air seperti 180/ 160 dan karbon r4C) dan isotop stabil180 daerabini diIakukan 2H/IH. Rasio yang ditimbulkan dikenal dengan delta untuk kIarifikasi terhadap daerab irnbuh yang pada (0) dalam permill (0/00)merupakanperbedaan relatif akhimya dapatdigunakansebagaidatapenunjangbagi antarasampledanstandaryang dkenal denganSMOW pengambil keputusan dalam merencanakan (standardmeanoceanwater); pengembangandaerabtersebut. Studi pergerakanair tanah pada prinsipnya menyangkut pergerakanair 80/00 = [ (R-R.tandar)lR.tandarJ X 1000 permukaanke sistemair lainnya yangselanjutnyadapat bergerak sesuai dengan arab aliran air tanah daerah R daD R.tandar adalah rasio isotop 2H/IHataU 180160 tersebut.Peng~an teknik isotop lingkungan 14Cdan isotop stabil 1 0 telah banyakdilaksanakandi negaranegara maju dan berkembang untuk tujuan pemonitoran. analisis, pengurnngandan pengendalian suatusistemsumberdaya air suatudaerahyang datanya sangat berguna untuk manajemen sumberdaya air daerabtersebut.Penggunaan14CsebagaiperunutdaIam penelitianair tanahadalahkarena14Cdiproduksisecara tetap dan terus menerus, sehingga bila 14Cdalam senyawakarbon dioksida yang ikut bersarnaair daIam siklus hidrologi dapatdigunakansebagaiperunut. 14C
Pacta prinsipnya analisis 180 daD 2H daIam penelitian dinamika air pacta suatu daerah adalah berdasark.'lllperbedaan kandungan isotop stabil180 daD 2H dialltara somber air yang terdapat di daerah penelitian seperti air sungai, air tanah, air danau, reservoar atau air laut. Dilain pihak air tanah dangkal dan air tanah daIam di daerah tersebut dapat berasal dar:i imbuh lokal ataupun regional yang akan memperlilJatkan perbedaan diantara somber-somber air yang dipelajari. Untuk air hujan diketahui hubungan 33
Risalah Pertemuan Ilmiah Penelilian dan Pengembangan I-{JlikasiIsolop dan Radiasi, 2{x) 1
antara 180dan 2H adalah linier yang didapatdari data air hujan global dunia yang memenuhipersamaangaris lurus () 2H = 8 () 180+ 10. Sedangkanair tanah karena berasal dari infiltrasi air hujan ke dalam tanah kandungan180dan 2Hair tanahakanterletakpadagaris meteorik (air hujan), kecuali apabilaair tanah tersebut mengalamipembahan,misalnya mengalamipertukaran 180 karena melewati magma,percampuranatau telah mengalami proses penguapan maka dalam graflk hubungan180dan 2Hakanmenyimpangdari persamaan garis lurns air hujan. Kondisi gerakan air tanah daernh penelitian sangat dipengamhi oleh perkembangandaernh yang diteliti, sepertipengambilanair tanahuntuk keperluan rumahtangga,industri, sekolah,pertokoan.perkantoran dan tempat-tempatkomersial yang ada disekitarnya sefta sistem geohidrologi setempat. Selain dari itu daernh ini berdekatandenganDKI Jakartayang juga sumber air untuk kebutuhannyajuga diambil dari air tanah baik air tanah dalam maupunair tanah dangkal yang pada akhirnya akan mempengaruhisumberdaya air tanahsekitarnyajuga. Wandowo ill. (1999) telah melakukan penelitian dinamikaaliran air tanahdalamdi cekungan Jakarta yang menjelaskan bahwa teknik isotop penanggalan14Cdapat memberikankontribusi untuk menambahinformasi fenomenadaernhini yang secara jelas diperlihatkanbahwadaerahimbuh air tanahdalam daernh ini berasal dari selatan Jakarta atau daernh Depok daD Bogor. Tandia A.A. dkk. (1998) juga men~akan teknik hidroisotopdan hidrokimia untuk melakukan penelitian asal-usul, proses daD migrasi senyawanitrat dalam akuifer daerahDakkar, Sinegal. Syafalni dkk (1999) telah melakukan penelitian air tanahdangkaldaerahBogor dan Jakartabagian selatan denganteknik isotop stabil180, deuterium.tritium, dan hidrokimia yang dapat menjelaskanbahwa air tanah dangkal Bogor mempunyai interaksi atau hubungan yangjelas denganair tanahJakartabagianselatan. Penelitian daernh imbuh denganmetodeisotop alam dilakukan dengan pendekatan analisis 14C dan 180 yang akan memberikandata daD informasiyang saling melengkapi dengan bantuan analisis statistik. Teknik hidroisotopdenganmetodeisotop alam adalah metode yang menggunakanisotop yang terdapat di alam atau yang terjadi di alam yang akan dapat memperlihatkangambaranyang lebih tepatdan saling melengkapidenganmetodekonvensionallailmya. Penelitian mempelajari daernhimbuh air tanah Bekasi bertujuan untuk prediksi pergerakanair tanah daernh ini yang selanjutnya dapat digunakan untuk analisis keselama~ rencana penanggulangan. perlindungansecaramenyeluruhsumberdayaair tanah daernh Bekasi yang pada dasarnyadigunakanlansung oleh masyarakatuntuk kebutuhanmereka.
HmROGEOLOGIBEKASI Daerah Bekasi merupakan daerah yang mempunyai tingkat perkembanganyang sangatpesat seperti halnya daerah-daerah berdekatan seperti 34
Kabupaten Bogor dan DKI Jakarta. Menurut Sj~iful Ruchijat, Syamsul Hadi (1997) daernh Bekasi penyebaran batuannya dapat dilihat pacta Gambar 1. : peta Geologi daernh Jonggol-Bekasi dan sekitamya. Umur formasi ini adalah kuarter. Umumnya batuan yang acta didaernh Bekasi secara hidrogeologis dibedakan menjadi batuan lepas dan batuan padu yang mempunyai kesarangan dan kelulusan yang berbedabeda serta memiliki sifat-sifat keairnn yang berbeda pula. Batua.'l lepas berukuran butir pasiran atau lebih besamya serta batuan padu yang memiliki celahan atau rekahan dapat bertindak sebagai akuifer, sedangkan batuan lepas berukuran berbutir lempungan serta batuan padu tak bercelah tidak dapat bertindak sebagai akuifer. Kabupaten Bekasi mempunyai 3 lapisan akuifer yang mempunyai potensi untuk di eksploitasi terletak didaerah selatan mulai dari Bantar Gebang terns menuju utara. Pacta daernh formasi (Qav) yang mempunyai potensi air tanah. Bila dilihat dari penampang melintang daernh Bantar Gebang terletak pacta ketinggian 30 m sampai 50 m dari pennukaan laut Akuifer air tanah di daernh ini terdiri atas 4 lapisan akuifer, yang disebut lapisan akuifer bebas, semi tertekan, tertekan dangkal daD tertekan dalam. Kondisi air tanah di daernh penelitian mulai dari Bantar Gebang sampai Bekasi Selatan adalah baik, hat ini dapat dilihat dari peta potensi air tanah Bekasi yang menunjukan bahwa air tanah didaernh ini mempunyai potensi dari sedang sampai tinggi. Lapisan akuifer pertama (akuifer bebas) terdc1patpacta kedalal11L1ll0-24 m, semi tertekan pacta kedalaman 30 sampai 48 meter, akuifer tertekan dangkal mempunyai kedalaman 40 sampai 120 m dan lapisan ke empat pacta kedalaman > 120 m. Sedangkan pergerakan air tanah secara umum bergerak dari arab selatan ke utara daD daerah ini mernpakan daernh imbuh untuk daernh Bekasi (lihat Gambar 2. peta daerah imbuh daD lepasan air tanah dalam).
BAHAN DAN METODE Pengambilan contob. Contoh air tanah untuk penelitiandaerahimbuh air tanahBekasidiambil dalam periode waktubulan April 2001 sampaiJuni 2001 yang dilakukan untuk anaIisis radiokarbon 14C, 180, dan deuterium. Contoh air tanah tersebut diambil dalam daerah Bekasi dengan kedalaman >40 meter untuk analisis radiokarbon14C,180dan deuteriumdan pada daerah Bantar Gebang, Bekasi dan selatan Bekasi dimnbil air tanall dcWgkaluntuk analisis 180 dan deuterium. Contoh air tanah tersebut diambil dalam periode waktubulan April 2001 sampaiJuni 2001. Radiokarbon 14C. Analisis rndiokarbon dilaksakaIldenganmengambilcontoh air sebanyak60 liter yang diendapkan karbonat daD bikarbonatnya dalam bentuk BaCO3yang kemudian di laboratorium, karbon dalam senyawaanorganik (BaCO3) disintesis menjadibenzena(C~). Senyawabenzena selanjutnya dicacahdenganalatpencacahsintilasicair (LSC). 180dan 2H. PengukUIaD2H dilakukan dengan carnmereaksikancontohair denganZn pactasuhu4500
RisalahPeltemuanIlmiahPenelitiandan Pengembangan AplikasilsotopdanRadiaSl; 200 1
berinteraksi langsung dengan air tanah daerah DKI Jakarta. Dengau kata lain bahwa cadangauair tanah Jakartadipengaruhijuga oleh air tanah daerahBekasi yang ditunjukkan perubahanarab gerakan di bagian utara Bekasi sebagaiakibat dari eksploitasiyang besar didaerahutaril Jakarta.Kondisi ini diperkuatoleh basil penelitian Syaiful Ruchijat dkk (1997) yang telah melakukan penelitian untuk daerah Jonggol-Bekasi yang telah menjelaskan bahwa air tanah Bekasi mengalir dari Selatanke Utara dan mempWlyaidaerah imbuh didaerahSelatan(lihat Gambar2). Hasil analisis kandWlgan180daD deuteriumair tanah dangkal Bantar Gebang secara umum yang ditunjukkanpadaTabel2. yangseterusnyadibuatgraflk hubungau 180 dan deuteriumyang dapat dilihat pada Gambar4. berikut,
Hasil ini menunjukkanbahwa secaraumum air tanah da.'1gkaldaerall Bantar Gebang. Bekasi telah dipengarulli oleh pen~pan dan berinteraksi dengan lapisan Geologi setempat yang pacta saat ini diasumsikan dipengaruhi oleh adanya lokasi pembuangan sampahdi daerahini. Apabila dilakukan evaluasi dari kandungan contoh180yang diuji denganuji statistik t-studentyang dapatdilihat pactatabel3 berikut. yang mananilai ratarata 180 Bantar Gebangadalah -6,338 :t 0,270 0/00 danJ80 Bekasi adalah -6,222 :t 0,296 0/00 yang menunjukkan ballwa kedua kelompok contoh tidak terjadi perbedaanpactatingkat kepercayaan95% dan 99%, yang dapat diasumsikanbahwa air tanah Bekasi tidak berbedaatau kemungkinanberasaldari air tanah dangkalselatanBekasi(BantarGebang,Setu,Cileungsi
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
g
~
= r.o
-35
-40 -45 -50
-55
-60 -12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
~ 180 ~/OO)
Gambar-4 Hubungan D vs 0-18 Air Tanah Dangkal Bantar Gebang -Bekasi
36
-1
a
RisalahPet1em/Jan IlmiahPene/itiandanPengembangan Aplikasilsotop danRadias~ZOOt
& Serang)yang juga memperkuatdata dan infonnasi tersebut diatas. Dengan demikian dibutuhkan sekali manajemensumberdaya air tanall daerallBekasi dan Jakartasecaraterpaduagar datadaDinformasiini dapat digunakanoleh pengambilkeputusandi daerahtersebut untuk rencanapengembangan daerahtersebut.
Tabel3. Basil pengujian t-student antara air tanah Bekasi daD air tanahdangkal Bantar Gebang,
Bekasi
DAFTAR PUSTAKA ALLAN FREEZE R. JOHN A. CHERRY, "Groundwater",Prentice-Hall Inc., Englewood Cliffs, NewJersey,(1979). 2. DAVID KEITH TODD, " groundwaterHydrology", Secondedition, Jolm wiley & Sons, New York, (1980). 3. SYAFALNI, BAROKAR A., DnONO, PASTON S., DAN AGUS MARTINUS, "Studi Air Tanah Dangkal Daernh Bogor dan Jakarta Bagian Selatan Dengan Hidroisotop", APISORA, BATAN, (1999). 4. SJAIFUL RUCHIJAT, SYAMSUL HADI, "Penyelidikan Potensi Air Tanah Daerah Jonggol-Bekasi, Jawa Barat.", DGTL Dep. Pertambangan & Energi, Bandung,(I997).
KESIMPULAN
5. TANDIA A.A., C.B. GAYE, A. FAYE, "Origin, processand migrationnibtlte compoundsin the aquifers of Dakar region, Sinegal ", IAEATECDOC-I046,(1998).
Dari basil penyelidikan ini dapat disimpulkan bahwa pergerakanair tanah di daerahBekasi bergerak 6. TECHNICAL REPORT SERIES No. 91, "Guidebook on Nuclear Techniques in hydrology", dari Selatanke Utara menujuke Barat Laut, dan terjadi lAEA, Vienna,(1983). pencampuran dari air tanah pengaruh penempatan sampah kola. Selain itu llasil penelitian ini 7. WANDOWO, ZAINAL ABillIN, SATRIO, menunjukkanpula pengaruheksploitasisumberdayaair DllONO, DAN ALIP, "Dinamika aliran air tanah di utara Jakarta yang meOimbulkanperubahan tan.m dalam di CekunganJakarta", APISORA, gerakanair tanahdi Bekasi. BATAN, (1999).
37
Risa/ah Pet1emuan
//miah Penelifian
dan Pengembangan
,4iJ/ikasi /SOfOp dan Radias~ 200f
-39
Risalah Pet1emuan
Ilmiah Penelilian
Gambar 3.
40
dan Pengembangan
Aplikasi Isalop
dan Radiasi,
2{XJ 1
Risa/ah Pertemuan
//miah Penelitian
dan Pengembangan
Ap/ikasi /sotop dan Radias~ 2tXJ1
DISKUSI WISNU HENDROMARTONO Mohon ditayangkan ulang hasil uji dengan isotop yang digunakan menunjukansignifikansi yang sarnaterhadapaliran aquiveryang ditunjukanpada peta tersebutmohonuntuk dapatdiperjelas? SYAFALNI Uji dengan CJ4 dilaksanakan dengan pengambilansampel& dial1a1isis seperti(fabe 1) yang
selanjutnyadibuatkan peta iso-umur (Gambar 3) dan dapatdilihat bahwadaerahimbuhdari selatan. -Uji dengan 180 didapatkanhubunganantaraair tanah Bekasi denganair tanah dangkal dasar selatan (Tabel 2) yang diuji dengan student yang memperlihatkantidak terjadi perbedaan. -Uji dengan 180 & D haI ini memperlihatkan bahwa asal air tanahdangkal di sebelahselatantelah dipengaruhioleh air daerahpenempatansampahkarena 180& D memperlihatkanpercampuranantarnair hujan & air sampah(di daerahsampah).
41
Risalah Pertemuan Ilmiah Pene/ilian dan Pengembangan ~/ikasi Isolop dan RadiaSl;2001
42
