Transport Kontaminan Dalam Air Tanah

TRANSPORT KONTAMINAN DALAM AIR TANAH Cindhy Ade Hapsari1, Lutfhi Adhytia Putra2, Ratu Rima Novia Rahma3, Riandy Surya Irawan4 Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper Kampus IPB, Dramaga, Bogor, 16680 Email: [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak: Tanah memiliki sifat permeabilitas, yang artinya bahwa tanah merupakan media untuk menghantarkan atau dilewati zat cair, termasuk air dan larutan lainnya. Air dan larutan dalam tanah bergerak melalui celah pori-pori diantara partikel-partikel tanah. Namun terkadang, tidak hanya air yang masuk ke dalam pori-pori tanah, melainkan terdapat kontaminan-kontaminan yang ikut serta di dalam aliran tersebut. Konsentrasi kontaminan yang dapat masuk ke dalam air tanah tergantung dari tingkat permeabilitas tanah itu sendiri. Permeabilitas tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah, yang menentukan tingkat sorpsi-desorpsi terhadap suatu massa zat terlarut dalam tanah. Praktikum bertujuan untuk mengamati pola aliran air dan transport kontaminan dalam tanah, dengan menggunakan alat groundwater flow model box, pipa paralon, kontaminan (tinta berwarna merah), pulpen, penggaris, ember, stopwatch, selang, dan pompa. Dari percobaan dapat diketahui pola aliran air dalam tanah akan terus bertambah sampai tanah mengalami titik jenuh, dan setelah melewati titik jenuh air tidak akan bisa masuk lagi ke dalam tanah dan akan menyebabkan terjadinya limpasan. Dan juga telah diketahui bahwa trasnsport kontaminan dalam tanah mengalami tiga proses, yaitu adveksi, dispersi, dan retardasi. Kata kunci: Groundwater Flow Model Box, Kontaminan, Permeabilitas, Transport

PENDAHULUAN Seperti yang telah diketahui, tanah memiliki sifat permeabilitas, yang artinya bahwa tanah merupakan media untuk menghantarkan atau dilewati zat cair, termasuk air dan larutan lainnya. Air dan larutan dalam tanah bergerak melalui celah pori-pori diantara partikel-partikel tanah. Namun terkadang, tidak hanya air yang masuk ke dalam pori-pori tanah, melainkan terdapat kontaminan-kontaminan yang ikut serta di dalam aliran tersebut. Konsentrasi kontaminan yang dapat masuk ke dalam air tanah tergantung dari tingkat permeabilitas tanah itu sendiri. Permeabilitas tanah sangat dipengaruhi oleh tekstur tanah, yang menentukan tingkat sorpsi-desorpsi terhadap suatu massa zat terlarut dalam tanah. Reaksi sorpsi-desorpsi merupakan salah satu reaksi yang mempengaruhi konsentrasi polutan dalam kesetimbangan tanah dan larutan. Transport kontaminan pada air tanah meliputi proses transport itu sendiri dan perilaku dari kontaminan. Ketika kontaminan masuk ke dalam air tanah maka terjadilah adveksi. Adveksi adalah proses dimana air tanah yang mengalir mengangkut zat-zat terlarut. Sementara dispersi adalah proses penyebaran kontaminan akibat adanya gradien kecepatan dalam pori-pori tanah. Oleh karena itu ketika kontaminan masuk ke dalam air tanah, akan terjadi gerakan dan sebaran yang disebabkan oleh dua proses tersebut. Transport kontaminan dalam tanah akan berhenti ketika tanah mengalami masa titik jenuh, sehingga akan mengalami limpasan. Untuk mengetahui bagaimana proses transport kontaminan yang terjadi di dalam air tanah, serta pola aliran yang terjadi, maka dilakukan percobaan dengan menggunakan model miniatur aliran dalam tanah.

Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 ) Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

METODE PRAKTIKUM Pada praktikum ini, lokasi praktikum bertempat di pertigaan Astra (Asrama Putra) Jl. Wageningan IPB Dramaga Bogor. Praktikum yang telah dilakukan bertujuan untuk mengamati pola aliran air dan transport kontaminan dalam tanah, dengan menggunakan alat groundwater flow model box, pipa paralon, kontaminan (tinta berwarna merah), pulpen, penggaris, ember, stopwatch, selang, dan pompa. Fungsi dari penggaris di sini adalah untuk mengukur tinggi aliran air pada selang. Langkah-langkah praktikum yang dilakukan adalah sebagai berikut: Pertama, hitung semua dimensi pada alat model miniatur aliran air dalam tanah dengan menggunakan penggaris. Kemudian, air dimasukkan ke dalam box dengan syarat pertahankan ketinggian air pada kedua kolom di sisi box sama tinggi dan dalam keadaan steady (tidak ada aliran masuk dan keluar dari tanah). Setelah itu, pipa paralon dimasukkan ke dalam box sampai berada di bawah kedalaman watertable sebagai jalur masuk kontaminan (tinta berwarna merah).

Kedua, setelah semua persiapan sudah siap, lakukan pengamatan dengan menggunakan stopwatch. Aturan di sini, pencatatan head pada bagian belakang box dilakukan sebanyak 10 kali setiap 2 menit sekali. Selama pengamatan berlangsung, selang ditandai dengan pulpen setiap 2 menit sekali. Pada box bagian depan dilakukan juga pengukuran perubahan jarak pada laju kontaminannya. Kemudian selang yang telah ditandai tersebut diukur agar diketahui besar perubahan ketinggian aliran air pada setiap periodenya. Ketiga, catat semua hasil praktikum. Kemudian, dari data yang telah diperoleh, profil aliran atau head air digambarkan di dalam grafik hubungan antara selang air yang disimbolkan dengan sumbu x dan head air yang disimbolkan dengan sumbu y. Selain itu, tabulasi dan aliran kontaminan digambarkan pada grafik dengan sumbu x sebagai jarak, dan sumbu y sebagai elevasi dari datum. Grafik tersebut dibuat dengan menggunakan program Microsoft Excel.

HASIL DAN PEMBAHASAN HASIL PERCOBAAN

Gambar 1. Dimensi Model Miniatur Aliriran Air dalam Tanah


Waktu (menit) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Tabel 1. Head Air dalam Tanah Head pada Selang 1 2 3 4 8.8 10.9 12.4 13.5 8.4 9.4 10 10.6 8.6 9 8.7 8.9 11 11.5 11.8 12.4 17.5 13.2 6.6 14.1 14.9 16.5 18.4 19.5 11 14.5 17.3 19 10 13.3 16.2 18.5 9.2 13 15.5 17.6 8 10.5 12 13.6

5 13.6 11.3 8.6 12.5 13.8 20.7 20 19.1 18.2 14

Gambar 2. Profil Aliran/Head Air dalam Tanah Tabel 2. Aliran Kontaminan Tinta dalam Tanah Waktu (menit)

Jarak Kontaminan

Kedalaman

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

11 12 14 15 17 14 15 15 16 17

10 11.5 12 12.4 13 14 14.6 15 16 16.5


Gambar 3. Aliran Kontaminan Tinta dalam Tanah PEMBAHASAN Menurut Toha (2003) karakteristik tanah mempengaruhi transport larutan atau kontaminan dalam tanah. Karakteristik tersebut antara lain karakteristik fisika, kimia, dan biologis. Karakteristik fisika tanah yang berkaitan dengan transport larutan adalah permeabilitas tanah. Dimana permeabilitas tanah adalah konduktivitas tanah hidrolis atau merupakan kemampuan media untuk menghantarkan atau dilewati zat cair. Yang mempengaruhi permbealitas antara lain yaitu tekstur tanah, tekstur tanah sangat menentukan sifat permeabel tanah dan tingkat sorpsi terhadap suatu massa zat terlarut dalam tanah (Anonim, 2008). Selain itu menurut Notodarmoyo S. (1991) dalam Toha (2003), karakteristik kimia tanah yang berhubungan dengan transport larutan berupa reaksi-reaski yang mempengaruhi konsentrasi polutan dalam kesetimbangan tanah dan larutan. Reaksi-reaksi tersebut antara lain presipitasi, sorpsi-desorpsi, immobilisasi-dekomposisi dan plant uptake. Dalam tanah reaksi yang paling banyak terjadi adalah sorpsi-desorpsi dan pertukaran kation yang merupakan salah satu fenomena sorpsi-desorpsi. Lapisan tanah dengan kandungan lempung dan bahan organik tinggi memiliki kemampuan sorpsi yang lebih tinggi dibanding dengan tanah jenis pasir (Hakim dkk., 1986 dalam Toha, 2003). Transport kontaminan pada air tanah meliputi proses transport itu sendiri dan perilaku dari kontaminan. Ketika kontaminan masuk ke dalam air tanah maka terjadi sebaran dan gerakan sebagai akibat dari adveksi yang disebabkan oleh aliran air, dispersi yang disebabkan oleh campuran mekanis dan difusi molekuler dan retardasi yang disebabkan oleh adsorpsi (Toha, 2003). Adveksi adalah proses dimana air tanah yang mengalir mengangkut zat-zat terlarut. Dospersi adalah proses penyebaran kontaminan akibat adanya gradien kecepatan dalam pori-pori tanah. Dispersi merupakan hasil dari dua proses difusi molekuler dengan campuran mekanikal, dimana difusi molekuler adalah proses dimana ion atau molekul bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dan campuran mekanis adalah hasil dari berbagai variasi


kecepatan yang ada pada suatu medium porous. Retardasi dalam pemindahan kontaminan pada air tanah adalah hasil dari adsorpsi mekanis untuk konstituen organik dan inorganik (Javandel, Doughtly, dan Tsang, 1984 dalam Toha, 2003) Pada percobaan kali ini dilakukan pengamatan mengenai transport kontaminan dalam tanah. Pengamatan dilakukan pada model miniatur aliran air dalam tanah dengan dimensi seperti yang terlihat dalam gambar 1. Model miniatur diberi saluran pipa yang menembus lapisan tanahnya untuk memasukkan kontaminan yang berupa tinta berwarna merah. Dari pengamatan yang dilakukan didapatkan nilai head pada setiap selang, yang bisa dilihat dalam tabel 1. Sehingga didapatkan pula grafik profil aliran/head dalam tanah seperti yang terlihat dalam gambar 2. Dari tabel dan grafik tersebut dapat dilihat bahwa head airnya cenderung naik, hal ini menunjukkan bahwa jumlah air yang mengalami infiltrasi ke dalam tanah semakin banyak pula. Selain itu didapatkan pula data aliran kontaminan pada tanah berupa jarak alir kontaminan dan kedalamannya, yang dapat dilihat dalam tabel 2. dan grafik hubungan antara jarak dan kedalaman/ketinggiannya dalam gambar 3. Aliran kontaminan yang berupa tinta warna merah semakin lama menempuh jarak yang semakin panjang dengan kedalaman yang semakin bertambah pula. Tinta warna merah ini semakin lama semakin naik dan memudar. Hal ini menunjukkan bahwa tinta mulai menyebar ke segala arah, tidak hanya memanjang maupun bertambah tinggi saja. Tinta yang memudar menunjukkan konsentrasi tinta mulai menurun karena terus menerus ditambahkan air. Proses penyebaran tinta atau kontaminan ini seperti yang dijelaskan diatas, yaitu mengalami adveksi, dispersi, dan retardasi. Tinta yang dimasukkan melalui pipa akan terangkut dan mengalir bersama air atau mengalami proses adveksi, kemudian tinta atau kontaminan akan menyebar dalam pori-pori tanah. Pada percobaan kali ini tinta menyebar memanjang dan bertambah tingginya dari datum. Kemudian tinta atau kontaminan mengalami retardasi yang ditunjukkan dengan semakin mengecilnya konsentrasi kontaminan.

KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa praktikan telah mampu memahami mengenai pola aliran air dan transport kontaminan dalam tanah. Dimana pola aliran air dalam tanah akan terus bertambah sampai tanah mengalami titik jenuh, dan setelah melewati titik jenuh air tidak akan bisa masuk lagi ke dalam tanah dan akan menyebabkan terjadinya limpasan. Selain itu praktikan juga telah mengetahui bahwa trasnsport kontaminan dalam tanah mengalami tiga proses, yaitu adveksi, dispersi, dan retardasi.

Daftar Pustaka Anonim. 2008. Permeabilitas dan Aliran Air dalam Tanah. [terhubung berkala] http://elearning.gunadarma.ac.id/doc/modul/mekanika_tanah_lanjut/bab1_ permeabilitasdanaliranairdalamtanah.pdf (Diakses tanggal 11 Mei 2012) Toha, M. Model Transport Kontaminan Senyawa Besi (II) dalam Tanah ( Studi Kasus pada Tempat Pembuangan Akhir Sampah di Desa Jatirejo Kecamatan Ngampel, Kabupaten kendal). 2003. Universitas Diponegoro : Semarang.


Lampiran

Gambar 1. Model Miniatur Aliran dalam Tanah yang telah diberi tinta warna merah

Gambar 2. Tinta( kontaminan ) mulai mengalami proses transport kontaminan dalam tanah


Transport Kontaminan Dalam Air Tanah

Recommend Documents