1
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN KERANGKA PIKIR
A. Tinjauan Pustaka 1. Air Tanah (Ground Water) Menurut Suyono (1995) air tanah (ground water) adalah air yang menempati rongga-rongga dalam batuan yang ketersediaannya sangat tergantung pada lapisan batuan yang dapat menyimpan dan meloloskan air dalam jumlah yang cukup besar. Sedangkan Menurut Sosrodarsono (1976) air tanah (Ground Water) adalah air yang bergerak dalam tanah yang bergerak di dalam ruang – ruang
antara
butir – butir tanah yang membentuk air tanah dan di dalam retak – retak dari batuan. Sebagian besar air tanah berasal dari air hujan yang meresap masuk ke dalam tanah, yang di sebut air meteorik Air tanah (Ground Water) adalah air gravitasi yang membentuk suatu permukaan air tanah dengan sendirinya dalam keadaan jenuh (Suprihanto, 2005). Pada kondisi jenuh, air tanah mengisi penuh ruang atau pori antara butir tanah. Kondisi jenuh ini umumnya masih disertai juga dengan adanya gelembung udara atau gas – gas lain yang terjebak dalam pori. Selain itu, di dalam air juga terdapat gas – gas yang terlarut seperti misalnya oksigen, karbondioksida, dan sulfida. Air ini dapat meresap atau ditahan oleh tanah karena adanya beberapa gaya yang bekerja padanya, seperti gaya adhesi, kohesi dan gravitasi. Berdasarkan gaya – gaya tersebut di atas, maka air di dalam tanah dapat dibedakan menjadi :
5
2
a. Air hidroskopik. Air yang diserap tanah melalui gaya – gaya permukaan yang sangat kuat, seperti misalnya gaya adhesi antara partikel tanah dengan air, yang disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen dan gaya kohesi. Air yang terikat oleh gaya adhesi ini praktis tidak bergerakdan tidak bisa digunakan oleh tanaman. Air hidroskopis ini terikat, karena sifat polar dari air. Ketebalan lapisan air hidroskopis antara 15 sampai 20 lapisan molekul air. Karena terikat kuat oleh gaya adhesi dan kohesi, maka air hidroskopik mempunyai energi yang rendah. b. Air kapiler. Air kapiler adalah air yang terikat oleh gaya kohesi, yaitu gaya tarik antarmolekul – molekul air terdapat dalam bentuk cair berupa lapisan – lapisan tipis air di sekeliling partikel tanah dan dalam pori mikro. Air dalam kondisi ini dapat bergerak dan diserap oleh tanaman. Reaksi antara zat pencemar dengan tanah atau sebaliknya dapat terjadi secara intensif dalam air kohesi ini. Air kohesi mempunyai energi yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan air higroskopis. Keberadaan air kapiler dan air higroskopik sering disebut sebagai kelembaban tanah (soil moisture). Keberadaan air kapiler dan air hidroskopik pada tanah berada dalam kondisi tidak jenuh. c. Air gravitasi. Air gravitasi adalah air yang terdapat dalam pori makro dan bergerak bebas melalui pori – pori sebagai responnya terhadap gravitasi. Air gravitasi ini dapat mengalir dengan bebas sebagai responnya terhadap gaya gravitasi, dan berperan penting dalam transportasi zat pencemar dalam tanah. (Suprihanto, 2005).
3
Air tanah merupakan salah satu komponen dari suatu sistem peredaran air di alam yang disebut siklus hidrologi. Siklus hidrologi adalah suatu proses sirkulasi dan perubahan bentuk dari air di alam yang berlangsung secara terus – menerus, baik yang berada di laut, atmosfer maupun yang berada di daratan. Siklus hidrologi air tergantung pada proses evaporasi dan presipitasi. Air yang terdapat di permukaan bumi berubah menjadi uap air di lapisan atmosfer melalui proses evaporasi (penguapan) air sungai, danau dan laut serta proses transpirasi atau penguapan air oleh tumbuhan (Suripin 2001). Uap air akan bergerak ke atas hingga membentuk awan yang dapat berpindah oleh tiupan angin. Ruang udara yang mendapat akumulasi uap air secara kontinyu akan menjadi jenuh. Oleh pengaruh udara dingin pada lapisan atmosfer uap air tersebut mengalami sublimasi sehingga butiran – butiran uap air membesar dn akhirnya jatuh sebagai hujan. Sebagian air hujan menguap kembali sebelum mencapai permukaan tanah, dan sebagian lainnya tertahan oleh tumbuhan sebagai intersepsi. Air hujan yang jatuh di permukaan tanah akan meresap ke dalam tanah/batuan sebagai infiltrasi dan perkolasi yang kemudian tersimpan sebagai air tanah atau sebagai aliran bawah permukaan. Oleh berbagai proses geologi tertentu air tanah atau aliran bawah permukaan tanah tersebut dapat muncul ke permukaan dalam bentuk rembesan ataupun sebagai mata air (Suripin 2001). Sebagian air hujan yang tidak meresap ke dalam tanah/batuan akan menjadi air limpasan yang selanjutnya mengisi danau, sungai, laut dan tunuh air permukaan lainnya. Sedangkan sebagian air yang berada di dalam tanah pada
4
bagian atas maupun tubuh air permukaan akan menguap kembali sebagai evapotranspirasi (Suripin 2001). Pergerakan air tanah merupakan bagian dari siklus hidrologi. Pergerakan air tanah, dimana umumnya air bergerak dengan aliran relatif lambat atau dalam kondisi laminer. Dilihat dari kondisi kadar airnya, aliran air tanah dapat dibagi menjadi dua, yaitu : a. Aliran dalam kondisi air tanah jenuh (saturated) dan, b. Aliran dalam kondisi tidak jenuh (unsaturated). Perbedaan utama dari aliran dalam kondisi jenuh dan tidak jenuh adalah pada nilai permeabilitasnya. Pada tanah homogen, nilai permeabilitas atau dalam hal ini adalah konduktivitas hidrolis, dianggap konstan. Hal ini tidak terjadi pada aliran tidak jenuh, dimana konduktivitas hidrolis tergantung dari kadar air. Selain itu pada aliran tidak jenuh, difusivitas air yang ikut berperan dalam pergerakan air, terutama pergerakan front basah (wetting front) juga merupakan fungsi dari kadar air (Suprihanto 2005). Aliran dalam kondisi tidak jenuh yang terjadi dalam zone aerasi (zone tidak jenuh) menjadi penting, karena dalam zone tersebut terjadi reaksi intensif antara kontaminan atau pencemar dengan partikel tanah, karena tanah pada zone permukaan umumnya lebih reaktif. Selain itu, proses biologis juga secara intensif terjadi dalam zone itu, terutama proses – proses aerobik, walau tidak berarti dalam daerah jenuh air tidak terjadi proses biologis yang intensif. Sedangkan aliran air tanah untuk kondisi jenuh, walaupun arahnya dapat vertikal ataupun horizontal,
5
tetapi secara regional aliran air tanah tersebut didominasi oleh arah horisontal. Di samping itu aliran yang bersifat regional juga tidak terjadi pada kondisi jenuh. Sedangkan untuk zone jenuh akan dibagi menjadi : a. Aliran dalam akifer tertekan (confined), yaitu aliran dalam akifer yang dibatasi oleh lapisan kedap air pada atas dan bawahnya. b. Aliran dalam akifer semitertekan, yaitu aliran yang terjadi di dalam akifer yang bocor (semiconfined), dimana lapisan yang membatasi akifer tersebut tidak sepenuhnya kedap air (semipervious). c. Aliran dalam akifer bebas (phreatic), yaitu aliran yang terjadi dalam akifer yang mempunyai permukaan air yang tidak bertekanan. Perlakuan terhadap air tanah (menyimpan dan meloloskan air) batuan dapat dibedakan menjadi : a. Akifer (aquifer) Suatu formasi geologi dimana formasi tersebut mengandung air dan dalam kondisi yang umum ditemui dilapangan memungkinkan air melalui formasi tersebut (permeable). Formasi tersebut umumnya bersifat tidak terkonsolodasi seperti lapisan pasir atau lapisan lanau. b. Akuiklud (aquiclude) Suatu formasi geologi yang tidak dapat dilalui air dalam jumlah yang berarti, walaupun formasi tersebut juga mengandung air. Umumnya aquiclude merupakan lapisan pembatas atas atau bawah lapisan aquifer tertekan. Contoh aquiclude adalah lapisan tanah liat atau batuan lempung. Seringkali untuk keperluan praktis aquiclude dianggap sebagai lapisan kedap air atau impervious.
6
c. Akuitar (aquitard) Suatu lapisan atau formasi geologi yang kurang kedap air bila dibandingkan dengan akuiklud, tetapi masih dapat mentransmisikan atau meloloskan air walaupun dalam jumlah yang sedikit. Lapisan ini seringkali tidak begitu tebal dan dalam praktik dapat atau sering disebut sebagai lapisan semipervious atau formasi yang membocorkan (leaky formation) d. Akuifug (aquifuge) Suatu lapisan atau formasi yang kedap air dan tidak mengandung air. Contoh akuifug adalah granit dan batuan yang kompak dan padat (Suprihanto, 2005). Muka air tanah, baik yang berupa muka airtanah bebas (phreatic) maupun yang berupa muka air tanah pisometrik merupakan elevasi tekanan atmosfir dari akuifer. Setiap penyimpangan dari keadaan normal yang menghasilkan suatu perubahan dalam tekanan dari air tanah, akan menyebabkan muka airtanah berubah. Perubahan-perubahan tersebut, misalnya, dalam perbedaan penambahan dan pengambilan airtanah dan sebagainya. Perubahannya akan bervariasi dari waktu ke waktu (Suprihanto 2005). Perubahan muka air tanah dapat disebabkan oleh: a. Pemompaan; b. Variasi tingkatan aliran; c. Evaporasi, transpirasi; d. Pembebanan dari luar; dan e. Pasang-surut air laut.
7
Berdasarkan waktu, fluktuasi muka air tanah dapat dibedakan menjadi : a. Secular, berubahnya sampai dengan tahunan; Kondisi ini dapat disebabkan oleh panjangnya musim kemarau atau sebaliknya. Atau pada curah hujan di atas atau di bawah rata-rata tahunannya. Perlu diingat, curah hujan bukan patokan mutlak fluktuasi airtanah. b. Seasonal, berubahnya setiap musim (perubahan musiman); Disebabkan perbedaan musim, misalnya musim kemarau dengan musim penghujan. c. Journal, berubahnya secara harian; Dapat disebabkan misalnya karena adanya perbedaan besarnya penguapan, atau adanya perbedaan tekanan udara. d. Temporer, berubahnya pada setiap saat tertentu. Dapat disebabkan karena pada saat itu terjadi gempabumi sehingga menyebabkan perubahan fluktuasi yang bersifat temporer, juga mungkin akibat adanya muatan dari luar (Suprihanto 2005).. Di daerah pantai, penurunan tinggi muka airtanah dapat mengakibatkan terjadinya intrusi air laut. Di zona akuifer airtanah bebas yang terletak di dekat permukaan airlaut, airtanah tawar terletak di bagian atas air laut (air asin). Oleh adanya beda berat jenis antara air tawar dengan air laut, kedalaman air tawar yang terletak di bagian bawah permukaan laut kurang lebih sama dengan 40 kali tinggi muka air tanah yang terletak di atas permukaan laut (Asdak, 1995). Pengambilan-lebih (over-exploitation) airtanah di daerah sekitar pantai dapat mengakibatkan melengkungnya tinggi muka airtanah (atas dan bawah) di sekitar
8
sumur. Perkembangan lebih lanjut dari kegiatan pengambilan airtanah secara berlebihan akan mengakibatkan terjadinya intrusi air laut ke arah sumur. Keadaan ini menyebabkan airtanah tawar berubah menjadi airtanah asin. Meluasnya intrusi air laut dapat dipantau dengan cara memetakan daerah intrusi yang dapat diperoleh dengan mengukur konsentrasi ion chlorida yang terdapat di sumursumur di daerah tersebut ( Suprihanto 2005).
2. Pemantauan Kualitas Air Peraturan pemerintah No. 20 tahun 1990 mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut peruntukannya. Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut: a. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu. b. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum. c. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan. d. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian usaha di perkotaan, industri, dan pembangkit listrik tenaga air.(Effendi, 2003) Pemantauan kualitas air suatu perairan memiliki tiga tujuan utama sebagai berikut: a. Environmental Surveillance, yaitu tujuan untuk mendeteksi dan mengukur pengaruh yang ditimbulkan oleh suatu pencemaran lingkungan dan
9
mengetahui perbaikan kualitas lingkungan setelah pencemar tersebut dihilangkan. b. Establishing Water – Quality Criteria, yaitu tujuan untuk mengetahui hubungan sebab akibat antara perubahan variabel-variabel ekologi perairan dengan parameter fisika dan kimia, untuk mendapat baku mutu kualitas air. c. Appraisal of Resources, yaitu tujuan untuk mengetahui gambaran kualitas air pada suatu tempat secara umum. Pada hakekatnya, pemantauan kualitas air pada perairan umum memiliki tujuan sebagai berikut: a. Mengetahui nilai
kualitas air dalam bentuk parameter fisika, kimia, dan
biologi. b. Membandingkan nilai kualitas air tersebut dengan baku mutu sesuai dengan peruntukannya, menurut peraturan pemerintah RI No. 20 tahun 1990. c. Memiliki kelayakan suatu sumber daya air untuk kepentingan tertentu. (Effendi, 2003)
3. Kualitas Air Tanah Kualitas air tanah dapat dipandang sebagai satu sistem yang terdiri dari tiga komponen atau sub-sistem, yaitu material (macam tanah, batuan), macam pengaliran (transport), dan proses perubahannya. Macam tanah, batuan yang mengandung airtanah atau yang dilewati air tanah tergantung antara lain pada ruang, komposisi kimia, keisotropisan. Macam aliran tanah, misalnya, aliran laminer, turbulen, konveksi, dispersi, difusi; sednagkan proses perubahan terdiri
10
atas perubahan yang sesuai dengan hukum fisika, kimia, biologi, atau segala proses yang mengakibatkan perubahan kualitas. Dengan demikian, dari kualitas air tanah tersebut dapat diketahui sejarah proses terjadi, perkembangannya atau dapat diinterpretasi ke dalam geologi/geohidrologi (Pitojo dalam Irmawati, 2008). Pada umumnya airtanah berasal dari air permukaan yang meresap masuk ke dalam tanah. Mula-mula pada horison A yang kaya bahan organik bereaksi dengan O2 yang berasal dari atmosfir atau dari tanah itu sendiri akan menghasilkan CO 2. CO2 bereaksi dengan H2O menghasilkan H2CO3. Air yang mengandung H2CO3 ini akan bereaksi dengan mineral-mineral tanah pada horizon B yang kaya oksida besi, lempung, humus; melalui proses biokimia dan hidrokimia akan merupakan sumber keasaman. Airtanah yang mengalir pada akuifer akan mengalami penambahan jumlah garam terlarutnya. Pada zona atas, airtanah mengalir dengan cepat dan kaya kandungan HCO3 tetapi jumlah garam terlarutnya sedikit. Pada zona tengah terjadi sirkulasi airtanah yang kurang aktif dengan jumlah garam terlarutnya semakin bertambah, kandungan sulfat dominan. Pada zona bawah, aliran airtanahnya lambat dengan konsentrasi Cl maupun jumlah garan terlarutnya besar. Air yang kaya akan Cl pada zona bawah biasanya sangat tua atau karena terkena pengaruh penyusupan air laut. Kualitas air tanah menjadi sangat penting, karena sebagian besar pengguna air tanah menggunakan air tersebut secara langsung. Kalaupun melakukan pengolahan , hanya terbatas pada pengolahan fisik atau kima yang sederhana. Beragamnya kontaminan dengan tingkat bahaya (toksisitas) yang bervariasi dan
11
mahalnya biaya untuk pemulihan kualitas (remediasi), maka menjaga kualitas air tanah akan lebih baik daripada mencemari kemudian memperbaikinya. Karakteristik kualitas air tanah kadang-kadang sangat berbeda dengan kualitas air permukaan. Pada saat infiltrasi ke dalam tanah, air permukaan mengalami kontak dengan mineral-mineral yang terdapat di dalam tanah dan melarutkannya, sehingga kualitas air mengalami perubahan karena terjadi reaksi kimia. Kadar oksigen dalam air yang masuk ke dalam tanah menurun, digantikan oleh karbondioksida yang berasal dari aktivitas biologis yang dikomposisi bahan organik yang terdapat dalam lapisan tanah pucuk (top soil).(Effendi, 2003) Air tanah yang berasal dari lapisan deposit pasir memiliki kandungan karbondioksida tinggi dan kandungan bahan terlarut (Total Dissolved Solid/ TDS) rendah. Air tanah yang berasal dari lapisan deposit kapur (limestone) juga memiliki kadar karbondioksida yang rendah (karena karbondioksida bereaksi dengan kapur), namun memiliki TDS tinggi.(Effendi, 2003) Air tanah biasanya memiliki kandungan besi relatif tinggi. Jika air tanah mengalami kontak dengan udara dan mengalami oksidasi, ion ferri pada ferri hidroksida [Fe(OH) 3 ] yang banyak terdapat dalam air tanah akan teroksidasi menjadi ion ferro, dan segera mengalami presipitasi (pengendapan) serta membentuk warna kemerahan pada air. Oleh karena itu, sebelum digunakan untuk berbagai peruntukan, sebaiknya air tanah yang baru disedot didiamkan terlebih dahulu selama beberapa saat untuk mengendapkan besi. Selain itu, perlakuan ini juga bertujuan untuk menurunkan kadar karbondioksida dan menaikkan kadar oksigen terlarut (Efendi, 2003).
12
4. Pencemaran Air Zat pencemar (pollutant) dapat didefenisikan sebagai zat kimia (cair, padat, maupun gas), baik yang berasal dari alam yang kehadirannya dipicu oleh manusia (tidak langsung) ataupun dari kegiatan manusia (antropogenicongin) yang telah diidentifikasi mengakibatkan efek yang buruk bagi kehidupan manusia dan lingkungannya. Semua itu dipicu oleh aktivitas manusia. Sedangkan kontaminan, sama seperti zat pencemar, hanya saja efek negatif dan dampaknya secara nyata terhadap manusia dan lingkungannya belum teridentifikasi secara jelas (Effendi, 2003). Pencemaran air dapat diartikan sebagai perubahan kualitas air akibat masuk atau dimasukkannya zat pencemar/polutan, hasil dari kegiatan manusia atau proses alam ke dalam badan air yang mengakibatkan kualitas air turun sampai tingkat tertentu sehingga tidak lagi sesuai dengan peruntukannya. Zat pencemar/polutan yang mengakibatkan terjadinya pencemaran air dapat berasal dari kegiatan alam (proses alami) dan atau kegiatan manusia. Kegiatan gunung api dan proses alami lainnya dapat mempengaruhi kualitas sumberdaya air, baik yang terdapat di atas maupun di bawah permukaan tanah. Kegiatan manusia yang mempengaruhi kualitas air disebabkan oleh adanya limbah atau kotoran. Beberapa jenis kegiatan manusia yang dapat menghasilkan limbah adalah dari sektor pemukiman penduduk, indusri pertambangan, pertanian, perdagangan, rekreasi dan transportasi. Sektor pemukiman dengan limbah domestiknya merupakan sumber pencemaran terbesar diatara sektor-sektor yang lain. Limbah
13
domestik mengandung bahan-bahan pencemar organik, anorganik, dan akterbakteri yang potesial mencemari sumber daya air. Beban pencemaran tersebut jumlahnya pada pola konsumsi penduduk dan akhirnya tergantung pada tingkat penghasilan dan standar hidup.
5. Parameter Kualitas Air Karakteristik kualitas air tanah kadang-kadang sangat berbeda dengan kualitas air permukaan. Pada saat infiltrasi ke dalam tanah, air permukaan mengalami kontak dengan mineral-mineral yang terdapat di dalam tanah dan melarutkannya, sehingga kualitas air mengalami perubahan karena terjadi reaksi kimia. Kadar oksigen dalam air yang masuk ke dalam tanah menurun, digantikan oleh karbondioksida yang berasal dari aktivitas biologis yang dikomposisi bahan organik yang terdapat dalam lapisan tanah pucuk (top soil).(Effendi, 2003) Air tanah yang berasal dari lapisan deposit pasir memiliki kandungan karbondioksida tinggi dan kandungan bahan terlarut (Total Dissolved Solid/ TDS) rendah. Air tanah yang berasal dari lapisan deposit kapur (limestone) juga memiliki kadar karbondioksida yang rendah (karena karbondioksida bereaksi dengan kapur), namun memiliki TDS tinggi.(Effendi, 2003) Air tanah biasanya memiliki kandungan besi relatif tinggi. Jika air tanah mengalami kontak dengan udara dan mengalami oksidasi, ion ferri pada ferri hidroksida [Fe(OH) 3 ] yang banyak terdapat dalam air tanah akan teroksidasi menjadi ion ferro, dan segera mengalami presipitasi (pengendapan) serta membentuk warna kemerahan pada air. Oleh karena itu, sebelum digunakan untuk
14
berbagai peruntukan, sebaiknya air tanah yang baru disedot didiamkan terlebih dahulu selama beberapa saat untuk mengendapkan besi. Selain itu, perlakuan ini juga bertujuan untuk menurunkan kadar karbondioksida dan menaikkan kadar oksigen terlarut. (Efendi, 2003) Parameter kualitas air terdiri dari sifat fisik, kimia dan biologi. a. Parameter fisika Yang termasuk dalam sifat fisik air adalah sebagai berikut: 1) Temperatur Suhu air disuatu tempat ditentukan oleh besar kecilnya pemanasan matahari (iklim), letak lintang geografis tempat itu, ketinggian dari permukaan laut (altitude) waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan dan aliran serta kedalaman badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia, dan biologi badan air. Suhu juga berperan mengendalikan ekosistem perairan. Organisme akuatik memiliki kisaran suhu tertentu yang disukai bagi pertumbuhannya. Peningkatan suhu mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia, evaporasi, dan votalitisasi. Peningkatan suhu menyebabkan penurunan kelarutan gas dalam air, misalnya gas O 2 , CO 2 , N 2 , CH 4 dan sebagainya (Effendi, 2003). 2) Warna Warna air tergantung pada zat – zat organik maupun anorganik yang di dalam air tersebut., karena itu harus dibedakan dengan kekeruhan, yang disebabkan adanya zat-zat yang tidak larut. Warna perairan biasanya
15
dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya (true color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah warna yang hanya di sebabkan oleh bahan – bahan kimia terlarut sedangkan warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan – bahan terlarut, tetapi juga tersuspensi. Warna dapat diamati secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan skala
platinum
koblt
(dinyatakan
dengan
Satuan
PtCo),
dengan
membandingkan warna air sampel dan warna air standar. Warna dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air dan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis. Perairan alami tidak berwarna. Air dengan nilai lebih kecil dari 10 PtCo biasanya tidak memperlihatkan warna yang jelas. Air yang berwarna kuning hingga kehitaman nilai warna 200 – 300 PtCo karena adanya asam humus (Effendi, 2003). 3) Kekeruhan Kekeruhan dalam air disebabkan oleh adanya zat – zat seperti Lumpur halus dan lain sebagainya yang melayang sebagai koloid atau suspensi dalam air (Karmomo, 1978). Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat di dalam air. Alat yang digunakan untuk mengukur kekeruhan adalah ‘Jackson Cerdler Turbidimeter yang dikalibrasi dengan menggunakan silika. Kemudian, Jackson Candler Turbidimeter dijadikan sebagai alat baku atau standar
bagi pengukuran
kekeruhan.
Pengukuran kekeruhan
dengan
16
menggunakan
Jackson
Candler
Turbidimeter
bersifat
visual,
yaitu
membandingkan air sampel dengan air standar. (Effendi, 2003). 4) Rasa dan Bau Rasa dari air disebabkan oleh adanya garam – garam atau unsur kimia dalam air yang terdapat secara berlebihan, misalnya adanya unsur NaCl, Mg, dan beberapa unsur kimia yang menyebabkan rasa dalam air. Sedang bau air disebabkan oleh adanya gas – gas tertentu di dalam air yang terdapat dalam jumlah yang cukup tinggi, misalnya adanya gas amonia dapat pula disebabkan oleh konsentrasi unsur kimia yang terlalu tinggi misalnya Fe (Effendi 2003). Pengukuran rasa dan bau pada air dilakukan dengan pengamatan langsung di lapangan. Dalam penilaian kualitas air dapat dinyatakan secara langsung umpamanya air itu rasanya asin, asam pahit dan sebagainya. Demikian pula dengan baunya dapat diyatakan umpanya bau busuk, bau tanah, bau minyak dan sebagainya. 5) Salinitas Salinitas merupakan nilai yang menunjukkan jumlah garam – garam terlarut dalam satuan volume air yang biasanya dinyatakan dengan satuan promil (0/00). Secara alami kandungan garam terlarut dalam air dapat meningkat apabila populasi fitoplankton menurun. Hal ini dapat terjadi karena melalui aktivitas respirasi dari hewan dan bakteri air akan meningkatkan proses mineralisasi yang menyebabkan kadar garam air meningkat. Garam – garam tersebut
17
meningkat kadarnya dalam air karena tidak lagi dikomsumsi oleh pitoplankton yang mengalami penurunan jumlah populasi tersebut (Barus, T, 2002). Beberapa wilayah mempunyai air tanah dengan kadar garam yang tinggi. Kadar garam yang tinggi dalam air tanah dapat terjadi secara alamiah, atau akibat aktivitas manusia. Pada beberapa akuifer, ada air laut yang terjebak dalam proses pembentukan daratan endapan pantai (alluvial) atau berada dalam formasi geologi pada saat pembentukannya. Yang sering disebut sebagai connate water. Sebagaimana diketahui salinitas terjadi bilamana keseimbangan antara air laut dan air tanah terganggu dengan sumber baik itu dari air laut maupun dari aliran tanah. Gangguan ini biasanya terjadi di daerah pantai dimana banyak penduduk tinggal. Semakin banyak manusia banyak pula aktivitas yang dilakukan terhadap pantai khususnya dalam pemanfaatan air tanah sebagai sumber air bersih (Suprihanto 2005). Hubungan pemukiman dan salinitas akan saling memberikan dampak (timbal balik), dalam pengertian bahwa pemukiman baik secara kuantitatif maupun kualitatif akan mempengaruhi salinitas di daerah pantai, demikian juga sebaliknya. Pada prinsipnya dampak tersebut dapat dikategorikan menjadi dua, yaitu dampak langsung dan dampak tidak langsung. Perlu diketahui bahwa umunya dampak ini berkembang secara perlahan dan dalam jangka waktu yang relatif lama. Salah satu penyebabnya adalah karena umumnya aliran air tanah bersifat laminerdengan kecepatan rambat yang sangat kecil, sehingga sangat sulit menghubungkan sebab dan akibat atau
18
bahkan mengantisipasinya secara dini. Seringkali dampak akan timbul puluhan tahun kemudian sesudah suatu akitivitas mulai, hal ini bagi masyarakat awam dalam kehidupan sehari – harinya umumnya diabaikan. a) Dampak langsung Pengambilan air tanah (terutama dengan sumur baik dangkal maupun dalam) secara tidak teratur akan menyebabkan jumlah air bersih yang mengalir ke laut akan berkurang, sehingga keseimbangan antara air laut dan air tawar terganggu. Hasilnya adalah intrusi air laut akan berkembang lebih ke hilir. Masyarakat yang tinggal di pantai baru akan menyadari ketika penggunaan air bersih (dari sumur) yang tadinya merupakanair tawar menjadi air asin. b) Dampak tidak langsung Dampak ini merupakan akibat dari aktivitas di daerah pantai yang secara tidak langsung memberi pangaruh pada salinitas. Kegiatan – kegiatan itu antara lain : Yang positif (mengurangi intrusi air laut) (1) Pengembangan irigasi di daerah pantai (karena membutuhkan air tawar dengan sumber dai aliran permukaan) (2) Peningkatan peresapan air permukaan ke dalam tanah misalnya, pembuatan sumur resapan, sistem pembuangan sanitari (3) Pembuatan daerah resapan artifisial
19
Yang negatif (penyebab intrusi air laut) (1) Peningkatan industri, pemukiman, yang mengakibatkan kebutuhan air bersih miningkat. Sehingga menimbulkan pengambilan air tanah yang tidak terkendali, akibatnya terjadi intrusi air laut yang berkembang secara perlahan. (2) Pengurangan tingkat infiltrasi yaitu dengan membuat muka tanah menjadi kedap air, misalnya pembuatan paving blocks. (3) Pembangunan yang berlebihan akan mempengaruhi muka ir tanah. Seperti diketahui bahwa di dalam tanah tegangan total adalah jumlah dari tegangan efektif dan tegangan pori. Umumnya tegangan total ini adalah konstan, sehingga bila kita membangun bangunan di suatu tempat maka tegangan efektif akan berkurang dan tegangan pori akan meningkat atau bila elevasi tanah tidak berubah maka tekanan air akan meningkat. Hal ini menyebabkan muka air tanah akan (naik) mendekati permukaan. Bila intrusi air laut sudah sampai di daerah ini maka air tawar akan menjadi asin (Suprihanto 2005). 6) Konduktivitas Nilai konduktivitas merupakan ukuran terhadap konsentrasi total elektrolit di dalam air. Kandungan elektrolit yang pada prinsipnya merupakan garam – garam yang terlarut dalam air, berkaitan dengan kemampuan air
dalam
menghantarkan arus listrik. Semakin banyak garam – garam terlarut, semakin baik daya hantar listrik air tersebut. Selain dipengaruhi oleh jumlah garam – garam terlarut konduktivitas juga dipengruhi oleh nilai temperatur.
20
Peningkatan temperatur sebesar 1 0C akan meningkatkan nilai konduktivitas sebesar kurang lebih 2% (Barus, T. 2002). Kondukvitas (Daya Hantar Listrik/DHL) adalah gambaran numerik dari kemampuan air untuk meneruskan aliran listrik (Effendi, 2003). b. Parameter Kimia 1) pH Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan, didefenisikan sebagai logaritma dari resiprokal aktivitas ion hidrogen dan secara matematis dinyatakan sebagai pH = log 1/H', dimana
H' adalah
banyaknya ion hidrogen dalam mol per liter larutan. Kemampuan air untuk mengikat atau melepaskan sejumlah ion Hidrogen akan menunjukkan apakah larutan tersebut akan bersifat asam atau basa. Dalam air bersih, jumlah konsentrasi ion H + dan H- berada dalam keseimbangan, sehingga air yang bersih akan bereaksi netral. Dalam air murni 1/10.000.000 molekul terionkan yang ditulis sebagai 10 -7, sehingga pH air dikatakan sebesar 7. Peningkatan ion hidrogen akan menyebabkan nilai pH turun dan disebut dengan larutan asam. Sebaliknya apabila ion hidrogen berkurang akan menyebabkan nilai pH naik dan keadaan ini disebut sebagai larutan basa (Barus. T, 2002). 2) Kesadahan (hardness) Kesadahan adalah gambaran kation logam divalen. Kation – kation ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun dengan anion –
21
anion yang terdapat di dalam air membentuk endapan atau karat pada peralatan logam. 3) Kandungan Minyak (Oil Content) Lapisan minyak di dalam air baru akan kelihatan pada konsentrasi sekitar 25 galon/mil persegi. Pada konsentrasi sekitar 50 galon per mil persegi, ketebalan lapisan minyak adalah sekitar 3 x 10 -6 inci dan terlihat kilauan putih pada permukaan lingkungan air yang bersangkutan. 4) Besi (Fe) Dalam ekosistem air senyawa ini umumnya tidak terdapat dalam keadaan terlarut. Tetapi menurut (Schwoerbel dalam Irmayani 2008) bila kejenuhan oksigen di bawah 50% dan banyak mengandung karbondioksida terlarut serta mempunyai nilai pH lebih rendah dari 7,5 akan menyebabkan besi (Fe) terdapat dalam bentuk terlarut dalam air. Kondisi seperti ini biasanya dijumpai pada air tanah maupun pada mata air serta pada daerah – daerah yang dalam di suatu danau. Hal ini berlaku juga untu Mangan. 5) Zat organik Zat organik dalam air ditentukan maksimum 10 mg/L sebagai KmnO 4. Ditemukannya zat ini dalam air akibat pencemaran air buangan rumah tangga, industri, kegiatan pertanian dan pertambangan. Apabila terjadi penyimpangan zat organik dapat mengakibatkan : a) Timbulnya bau yang tidak sedap b) Mengakibatkan sakit perut (Karmono, 1978).
22
Zat-zat yang terletak dalam air ditentukan dengan analisa kimia dinyatakan dalam ion-ion. a) Ion utama (major ion) terlarut di dalam perairan dalam jumlah banyak yaitu kalsium (Ca
2
), magnesium (Mg), natrium (Na ), kalium (K ), klor
(CL ), bikarbonat (HCO 3 ) dan sulfat (SO 4
2
). Di perairan, kandungan
ion-ion tersebut dinyatakan dalam satuan mg/liter. Nutrien utama yang dibutuhkan oleh hampir sel makhluk hidup adalah unsur karbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N), oksigen (O), fosfor, (P), kalium (K), magnesium (Mg), Sulfur (S), Kalsium (Ca), dan besi (Fe). b) Ion yang terdapat dalam jumlah sedikit (minor ion). Di perairan ion yang terdapat di perairan dalam jumlah sedikit (minor ion) adalah fosfat (PO 4 3
2
2
, HPO 4 , dan H 2 PO 4 ), nitrat (NO 3 ) dan amonium (NH 4 ) , yang
dinyatakan dalam satuan mg/liter – µg/liter. Kadang-kadang, silikat (SiO 2 ), besi (Fe), mangan (Mn), dan molibdenum (Mo) juga dianggap sebagai minor ion di perairan. c) Ion renik (trace) di perairan Ion renik (trace) adalah ion yang terdapat di perairan dalam jumlah yang sedikit,
biasanya
dinyatakan
dalam
satuan
nanogram/liter
–
mikrogram/liter. Ion-ion renik di perairan meliputi tembaga (Cu), seng (Zn), boron (B), flour (F), brom (Br), Kobalt (Co), air raksa (Hg),
23
kadmium (Cd), perak (Ag). Kromium (Cr), Vanadium (V), Arsen (As), Antimonium (Sb), timah (Sn), dan lain-lain. (Effendi, 2003)
c. Parameter Biologi Bakteri adalah jasad renik yang sederhana, tidak berwarna, satu sel berukuran antara 0,5- 6 µm. Bakteri berkembang biak dengan cara membelah diri, setiap 1530 menit pada lingkungan yang ideal. Bakteri dapat bertahan hidup dan berkembang biak dengan cara memanfaatkan makanan terlarut dalam air. Bakteri tersebut berperan dalam dekomposisi unsur organik di alam dan menstabilkan buangan organik. Bakteri yang mendapatkan perhatian dalam air minum terutama adalah coliform yang dijadikan sebagai indikator dalam penentuan kualitas air minum (Pitojo dan Eling dalam Asmariyani, 2007). Bakteri terdapat di mana-mana, di dalam tanah, air dan udara. Jumlah bakteri yang terdapat di suatu tempat tergantung pada persediaan bahan makanannya, kelembaban dan juga temperatur. Unit yang dipakai untuk mengukur bakteri adalah mikron (micron) yang panjangnya kira-kira sama dengan 1/25.000 inchi. Bakteri-bakteri yang berada dalam air pada umumnya mempunyai panjang 1 sampai 4 mikron. Salah satu penyebab rasa dan bau dari air ialah adanya bakteribakteri akibat dari pencemaran yang dibawa air selokan atau air permukaan. Analisa bakteri penting dilakukan untuk keperluan air minum. Sebagian besar bakteri patogen yang ditemukan dalam air sering menyebabkan penyakit usus pada binatang-binatang dan manusia. Penentuan bakteri patogen dalam air alami, sulit dilaksanakan, sedang jenis bakteri koli adalah relatif mudah ditentukan test
24
standar untuk menentukan ada atau tidaknya dalam suatu contoh air dapat dipakai sebagai petunjuk langsung bagi suatu sumber air untuk keperluan air minum. Hasil test jenis bakteri kolidinyatakan sebagai jumlah kemungkinan terbesar dari bakteri jenis koliyang dikandang dalam suatu volume air. (Joko dan Karmono, 1978).
6. Teknik Pengambilan Sampel Air Air tanah dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu air tanah tidak tertekan (bebas) dan air tanah tertekan. Air tanah bebas adalah air dari akifer yang hanya sebagian terisi air, terletak pada suatu dasar yang kedap air, dan mempunyai permukaan bebas, sedangkan air tanah bebas adalah air dari akifer yang sepenuhnya jenuh air, dengan bagian atas dan bawah dibatasi oleh lapisan yang kedap air. Pengambilan sampel yang berupa air tanah bebas dapat dilakukan di tempattempat sebagai berikut: a. Bagian hulu dan hilir dari lokasi penimbunan/pembuangan sampah Kota/industri. b. Bagian hilir daerah pertanian yang diperlakukan dengan pestisida dan pupuk kimia secara intensif. c. Daerah pertanian yang mengalami intrusi air laut, dan d. Tempat-tempat lain yang dianggap perlu. Pengambilan sampel yang berupa air tanah tertekan dapat dilakukan pada tempat-tempat sebagai berikut:
25
a. Sumur produksi air tanah untuk pemenuhan kebutuhan perkotaan, pedesaan, pertanian, dan industri. b. Sumur produksi air tanah PAM maupun sarana umum. c. Sumur pemantauan kualitas air tanah. d. Sumur kawasan industri. e. Sumur observasi bagi pengawasan tumbuhan. f. Sumur observasi air tanah di suatu cekungan air tanah artesis g. Sumur observasi di wilayah pasir yang mengalami intrusi air laut. h. Sumur observasi penimbunan limbah bahan berbahaya dan beracun. i. Sumur lain yang dianggap perlu.
7. Titik Pengambilan Sampel Air Tanah Titik pengambilan sampel air tanah bebas ditetapkan sebagai berikut : a. Pada sumur gali, sampel diambil pada permukaan, pertengahan dan dasar sumur. Alat yang digunakan untuk mengambil air dasar ‘Water Sampler Van Dorn’ yang dilengkapi dengan termometer air. Untuk sampel air permukaan dan pertengahan diambil dengan menggunakan timba biasa. Kemudian air dikocok dalam suatu botol sampel yang terlebih dahulu dicuci dengan menggunakan air sumur sampel. b. Pada sumur bor
dengan pompa tangan atau mesin, sampel diambil dari
kran/mulut pompa. Pengambilan sampel dilakukan kira-kira lima menit setelah air mulai dibuang. Titik pengambilan sampel air tanah tertekan ditetapkan sebagai berikut :
26
a. Pada sumur bor eksplorasi, sampel diambil pada titik yang telah ditentukan b. Pada sumur observasi, sampel diambil pada dasar sumur c. Pada sumur produksi, sampel diambil pada kran/mulut pompa. Pengambilan sampel dapat dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut: a. Disiapkan alat pengambil sampel yang sesuai dengan keadaan sumber air. b. Alat-alat tersebut dibilas sebanyak tiga kali dengan sampel air yang akan diambil. c. Dilakukan pengambilan sampel sesuai dengan keperluan. d. Jika pengambilan sampel dilakukan pada beberapa titik maka volume sampel dari tiap titik harus sama (Effendi, 2003).
B. Kerangka Pikir Titik pengambilan sampel air tanah dilakukan pada beberapa sumur yang terdapat di lokasi penelitian tersebut. Pengukuran parameter dilakukan secara langsung di lapangan dan analisis di laboratorium. Pengamatan langsung dilapangan dilakukan untuk parameter untuk parameter rasa, bau, suhu, dan pH. Sedangkan parameter yang dianalisis di laboratorium yaitu parameter Daya Hantar Listrik (DHL), warna, kekeruhan, Fe, kesadahan, salinitas, minyak dalam air, zat organik, dan total colli. Data hasil pengamatan kemudian dikumpulkan untuk dibandingkan dengan standar kriteria kualitas air bersih. Hasil perbandingan tersebut kemudian dianalisis menggunakan teori dan literatur pendukung yang ada. Hasil analisis
27
akan menggambarkan kualitas air tanah di Kelurahan Maccini Sombala Kecamatan Tamalate Kota Makassar.
Penentuan titik (sumur) Pengambilan sampel
Pengamatan langsung di lapangan
Pengambilan sampel air sumur
Parameter rasa, bau suhu dan pH
Analisis Laboratorium
Parameter warna, kekeruhan, DHL, salinitas, Fe, Kesadahan total, minyak dalam air, Bahan Organik, total coli
Analisis Parameter Kualitas Air
Teori dan Literatur Pendukung
Kualitas air tanah Kelurahan Maccini Sombala Kecamatan Tamalate Kota Makassar
28
Gambar 2.1 Kerangka Pikir
