Fenomena Hubungan Debit Air Dan Kadar Zat Pencemar Dalam Air Sungai ( Studi Kasus Sub DPS Citarum...

7/31/2019 Fenomena Hubungan Debit Air Dan Kadar Zat Pencemar Dalam Air Sungai ( Studi Kasus Sub DPS Citarum Hulu)

1/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 1

___________________________________________________ * Ajun Peneliti Madya Bid. Lingkungan Keairan** Ahli Peneliti Utama Bid. Lingkungan Keairan

FENOMENA HUBUNGAN DEBIT AIR DAN KADAR ZATPENCEMAR DALAM AIR SUNGAI (STUDI KASUS: SUB

DPS CITARUM HULU )

Oleh :Eko W. Irianto*), Badruddin Machbub**)

ABSTRACT

The relationship between fluctuation of river discharge and pollution level should be assessed, in order to get pollution control more realistically and appropriate with the hydrological characteristics. This research held in upper part of Citarum River has shown that there is significant affect by river discharge to the content of Total Dissolved Solids, BOD, COD, DO, detergent, Nitrogen and Phosphorous. In addition, there is a general phenomena, as predicted,that the higher discharge, until the certain value, cause reduction of the pollutant content originated from point sourcebecause of the dilution effect. However, even in the high water, the content of pollutant parameters is relativelyconstant, except detergent The empirical equation calculated from the relationship between discharge and pollutantscontent is C=(a/Q)+ b. The Flooding discharge affect to the increase of Nitrogen Parameter caused by the soil erosion. Same phenomena, predicted, also happened in the other river, which is polluted by domestics, industries,agriculture, livestock, and heavy erosion. Therefore, river discharge should be measured when the water qualitymonitoring is being done in order to improve its assessment. The upper part of Citarum contribute the pollutant load into Saguling Reservoir until BOD=280 tones/day, COD=360 tones/day, Nitrogen= 85 tones/day, and

Phosphorous=7,7 tones/day. Those conditions initiate euthrophication process in the reservoir beside the other sources.

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang MasalahPermasalahan pencemaran air di Indonesia

khususnya pada Sungai Citarum bagian hulu cenderungmakin berat, sedangkan upaya pengendaliannya belumterprogramkan dengan baik, antara lain program yang

penting adalah pemantauan kualitas air. Namun hasil pemantauan kualitas air tersebut tidak akan banyak manfaatnya apabila tidak disertai kajian analisis datayang akurat, agar dapat dilakukan langkah-langkah

pengelolaan air dan pengendalian pencemaran air yangterpadu dan tepat sasaran.Pemantauan kualitas air pada sungai perlu disertaidengan pengukuran atau pencatatan debit air, agar analisis hubungan parameter pencemaran air debit

badan air sungai dapat dikaji untuk keperluan pengendalian pencemarannya.

Diharapkan dengan terungkapnya hubungan debitsungai dengan paramater-parameter pencemaran air,

maka dapat dikaji upaya pengendalian pencemaran air yang lebih realistis dengan karakteristik hidrologi dandaya tampung beban pencemarannya .

2. TujuanTujuan dari studi ini adalah kajian hubungan antarakuantitas dan kualitas air khususnya parameter organik dan nutrien dalam air sungai yang tercemar. Lokasi

penelitian dipilih S.Citarum hulu, agar dapatmemberikan masukan analisis data yang lebih baik dalam hal pengelolaan kualitas air sungai tersebut, yaituyang lebih korelatif tentang kemampuan dan beban

parameter pencemar yang memasuki Sungai Citarum.

3. ManfaatHasil penelitian ini selanjutnya akan dapat

digunakan untuk melakukan pengelolaan kualitas air sungai Citarum, khususnya penyusunan baku-mutu air yang lebih realistis sesuai dengan karakteristik sungai.


2/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 2

4. MetodologiPenelitian ini menggunakan data kuantitas dan

kualitas air pada pos Nanjung yang merupakan masukanWaduk Saguling dan sekaligus merupakan berkumpul-nya pencemaran yang dihasilkan oleh sub DPS Citarumhulu (gambar 1). Data kuantitas diambil dari DataTahunan Debit Sungai yang diterbitkan oleh BalaiHidrologi, sedangkan sumber data kualitas air adalah

Data Tahunan Kualitas Air yang diterbitkan oleh BalaiLingkungan Keairan Puslitbang Sumber Daya Air.Kedua hasil pengukuran tersebut selanjutnya dikorelasi-kan dalam bentuk grafik untuk dianalisis lebih lanjut.Data yang digunakan adalah periode tahun 1990 s/d2002 yang merupakan data bulanan dan 3 bulanan,semuanya mencakup 68 data pemantauan.

Gambar 1. Peta situasi lokasi studi studi dan pengambilan data (sumber: Peta dasar BPLHD Jabar)

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Korelasi Debit dengan Parameter ZatTerlarut/DHLHasil observasi data sesuai perkiraan umumnya,

yaitu debit sungai yang besar menyebabkan DayaHantar Listrik (DHL) dan Zat terlarut lebih kecil

daripada keadaannya pada debit kecil (gambar 2 dan 3).Hal ini jelas disebabkan oleh proses pengenceran. Namun kekecualian tetap terjadi pada lokasi dan waktutertentu. Hal tersebut diduga disebabkan oleh fluktuasikadar zat terlarut yang terdapat dalam air limbah (pointsource).

Hasil perhitungan korelasi menghasilkan rumus empirisyang terlihat pada gambar 2 dan 3 sebagai berikut :a. Daya Hantar Listrik DHL = (3125/Q) + 158 ...(pers.1)dengan :DHL: Daya Hantar Listrik ( mho/cm)Q : Debit (m 3/dt)

b. Zat terlarutZT= (4718/Q)+56 ....(pers.2)dengan :ZT : Zat terlarut (mg/L)Q : Debit (m 3/dt)


3/7


4/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 4

BOD dan COD) akan semakin kecil yang disebabkanoleh proses pengenceran. Akan tetapi, pada debit tinggiyaitu pada Q=100-250 m3/dt terdapat fenomena kadar BOD masih relatif tinggi yaitu BOD 10-18 mg/L(standar klas IV< 12 mg/L BOD) dan COD 20-40 mg/Latau selalu berada diatas standar klas III pengelolaankualitas air (standar klas III


5/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 5

Debit vs Total di Nanjung

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

0 50 100 150 200 250

Q (m3/dt)

T o

t a l N ( m g

/ L )

T-N T-N rata

N=(70,941/Q)+0.1765r:0,64; p:0,05

N=(0.052.Q)-6.83r:0,94; p:0,05

Debit vs Total N di Nanjung

Gambar 8. Hubungan parameter debit dengan DO

Sedangkan debit air (Q) adalah fungsi darikecepatan (V), kedalaman (H) dan lebar sungai (B),namun khusus pada S.Citarum di pos monitor Nanjungmenunjukkan pengaruh kedalaman (H) lebih dominan,karena bentuk penampang sungainya berbentuk V

bersudut tajam. Sehingga makin tinggi debit, makakedalaman (H) adalah makin tinggi yangmengakibatkan kadar oksigen terlarut (DO) makinrendah, meskipun seharusnya debit (Q) tinggimengakibatkan kecepatan air tinggi dan oksigen terlarut

juga akan makin tinggi (gambar 8).

Gambar 9. Hubungan debit S.Citarum dan Parameter Total N

: rentang fenomena

4. Korelasi Debit dengan Unsur Hara (Nutrient)Pada umumya parameter pencemar nutrien (senyawa

nitrogen dan phosphor) bersumber dari point source(sumber titik) yaitu: air limbah domestik dan industriserta non point source (sumber tersebar) yaitu limbah

pertanian, perikanan/pakan ikan, dan peternakan.Hubungan kadar Nitrogen dan debit menunjukkan

fenomena yang unik dalam beberapa tahap prosesinteraksi antara debit dan kadar Nitrogen:a. Tahap awal (pada debit sampai 100 m3/dt) adalah

fenomena umum, yaitu makin tinggi debit,menyebabkan konsentrasi Nitrogen makin kecil.

b. Tahap kedua menggambarkan kecenderungan kadar Nitrogen relatif tetap pada debit 100-170 m3/dt,kadar Nitrogen relatif tetap 2 ppm, yang bersumber dominan dari non point sources yaitu limbah

pertanian, peternakan dan perikanan.c. Tahap ketiga menunjukkan peningkatan

pencemaran Nitrogen dari sumber non poinsources, karena terjadi proses erosi lahan daerahaliran sungai yang sangat drastis, bukan hanya

meningkatkan proses erosi lahan dan membawalumpur ke sungai, akan tetapi juga unsur hara

Nitrogen yang terkandung tanah juga ikut terosi.

Persamaan empiris korelasi kadar Nitrogen dan debit pada tahap 1 dan 2 adalah: N = (70,941/Q) + 0.1765 .... (pers.6)

dengan : N : Kadar Nitrogen (mg/L)Q : Debit (m 3/dt)Sedangkan persamaan empiris pada tahap 3 adalahseperti terlihat pada gambar 9:

N = (0,052xQ) - 6,83 .. (pers.7)dengan :

N : Kadar Nitrogen (mg/L)Q : Debit (m 3/dt)

Bila dibandingkan dengan standar, maka kadar Nitrogen tersebut tidak terlalu bermasalah, karenastandar NO 3-N adalah lebih kecil dari 10 mg/L (klas 1dan 2) dan lebih kecil dari 20 mg/L (klas 3 dan 4),sedangkan standar NH 3-N adalah lebih kecil dari 0,5mg/L dan NO 2-N lebih kecil dari 0,05 mg/L. Akantetapi peningkatan kadar Nitrogen telah meningkatkankadar NH4-N yang toksik bagi ikan.

Debit vs DO di Nanjung

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 50 100 150 200 250

Debit (m3/dt)

D O ( m g

/ L )

DO


6/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 6

Uraian T o tal N T o tal P DHL Z at T erlaru t Deterj en

(m g/L ) (m g /L ) (m g /L ) (m g /L) (m g /L )

R entang U kur 0,46-13 0,026-2 ,3 110-1220 80-964 0-2 ,25

P ersam aan R ata-rata 70,94/Q +0,18 12,12 /Q 3125/Q +158 4718/Q +56 10,04/Q

K oef .K orelas i 0,64 0 ,64 0,58 0,64 0,64

S td D evias i 3,15 0 ,54 172,3 195 0,45

Gambar 10. Hubungan debit S.Citarum dan parameter Total P

: prediksi sebaran nilai pengukuran

Mengingat pos Nanjung adalah lokasi masukanSungai Citarum ke Waduk Saguling, serta terdapatkecenderungan kadar nitrogen meningkat pada debittinggi, maka mengakibatkan beban pencemaran nitrogenyang masuk ke Waduk Saguling meningkat sangat

besar. Beban yang tinggi tersebut telah menimbulkanmasalah eutrofikasi pada waduk tersebut. Beban Total

Nitrogen yang memasuki Waduk Saguling berfluktuasi pada rentang 0,4 s/d 85 ton N/hari.

Hal yang sama juga terjadi pada senyawa phosphor,meskipun kadar dan beban phosphor yang masuk kedalam waduk lebih rendah daripada senyawa nitrogen,namun senyawa phosphor adalah unsur kunci pemicuterjadinya eutrofikasi waduk. Rentang fluktuasi bebanTotal Phosphor yang kemungkinan memasuki Waduk Saguling adalah 0,25 s/d 7,7 ton P/hari.

Tabel 1. Resume korelasi debit dengan BOD,COD dan DO di Pos Nanjung 1990 2002 (jumlah data= 68)

Tabel 2. Resume korelasi debit dengan unsur hara, zat terlarut dan Deterjen di Pos Nanjung 1990 2002 (jumlahdata=68 )

KESIMPULAN

1. Kesimpulan

a. Terdapat korelasi yang signifikan antara perubahan kadar parameter BOD, COD, DO, Nitrogen, Phosphor, deterjen dan zat terlarutdengan debit air sungai. Rumus umum korelasiantara debit air sungai dan kadar parameter

pencemar adalah C=(a/Q)+ b

b. Pencemaran organik sebagai BOD dan COD di

Sungai Citarum bagian hulu terjadi sepanjangmusim, karena tidak tertolong oleh

pengenceran secara alami dengan debit tinggi.Walaupun debit air tinggi, ternyata kadar BODmasih melebihi standar kualitas air (standar kelas II < 12 mg/L), sedangkan kadar CODmasih dapat tergolong klas III (standar < 50mg/L). Oleh karena itu upaya pengendalian

pencemaran BOD dan COD air harus

Uraian Q BOD COD DO(mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)

Rentang Ukur 4,4-212 3,0-81 13-232 0-4,5Persamaan Rata-rata - 419/Q+3,91 980/Q+9,1 21,97/BOD+0,08

Koef.Korelasi - 0,64 0,64 0,67Std Deviasi - 18,63 43,58 10,83

Discharge v s T-P at Nanjung

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 50 100 150 200 250

Q (m3/s)

T - P

( m g

/ L )

T-P T-P rata

P = (12.1214/Q)+0.002r: 0,64; p:0,05

Debit vs Total P di Nanjung

T o t a l P ( m g

/ L )


7/7

JLP. Vol. 17. No. 52, Th. 2003 7

ditingkatkan, baik terhadap point sourcemaupun non point sources

c. Terdapat fenomena yang unik pada hubungandebit dengan parameter Nitrogen. Grafik gambar 9 menunjukkan sumber pencemarandari point source, kadar Nitrogen menurun oleh

pengenceran debit air, setelah itu terjadi

pencemaran oleh non point sources yaitu pelarutan (leaching) pupuk Nitrogen dari persawahan, sehingga kadar Nitrogen relatif tetap pada debit tinggi. Setelah itu terjadi

proses erosi lahan yang membawa unsur Nitrogen dari tanah, dimana peningkatan debitsungai menyebabkan peningkatan erosi dankadar Nitrogen.

d. Detergen dalam air tidak berasal dari alamkarena murni hasil limbah aktifitas manusia(kegiatan industri maupun domestik) atauantropogenik. Oleh karena itu parameter iniadalah parameter yang juga penting

diperhatikan sebagai indikator pencemaranselain dari parameter organik (sebagai BODdan COD), terutama bagi daerah pengaliransungai yang banyak terdapat aktifitas industritekstil maupun kegiatan domestik. Peningkatankadar deterjen menunjukkan rendahnya upaya

pengendalian pencemaran air. Limbah deterjen berasal dari point source, yang terencerkanoleh peningkatan debit air sungai.

e. Beban BOD, COD dan unsur hara (Nitrogendan Phosphor) yang masuk ke Waduk Sagulingdari sub DPS Citarum Hulu masing-masingadalah dalam rentang 18-280 ton BOD/hari,31-360 ton COD/hari, 0,4-85 ton N/hari dan0,25-7,7 ton P/hari.

2. Saran-saran

a. Pemantauan kualitas air sungai hendaknyadisertai dengan pengukuran atau pencatatandata debit air sungai, untuk menentukanfluktuasi beban pencemaran air

b. Baku-mutu efluent terhadap parameter deterjen perlu diberlakukan untuk semua jenis industri,karena limbah deterjen tidak hanya dihasilkanoleh suatu proses industri, namun juga dapat

ditimbulkan oleh aktifitas MCK karyawanyang bertugas pada industri tersebut.

c. Mengingat Sungai Citarum bagian hulu adalahmerupakan input bagi waduk-waduk di DPSCitarum, maka stream standards dan efluentstandards terhadap parameter nutrient(senyawa Nitrogen dan Phosphor) untuk semua

jenis industri perlu diberlakukan juga. Limbahnutrient tidak hanya dihasilkan oleh suatu

proses industri, namun juga dapat ditimbulkanoleh aktifitas MCK dan IPAL dengan proses

pengolahan biologi.

d. Rumus-rumus empiris yang dihasilkan bukan persamaan korelasi untuk perhitungan kadar parameter, akan tetapi korelasi kualitatif,karena banyak faktor lain yang berpengaruh.Selain hubungan antara berbagai parameter dengan debit air, terdapat juga hubunganantara parameter Oksigen terlarut denganBOD, COD, N, P dan phitoplankton.Sebaiknya dilakukan kajian multivariateanalysis agar dapat diketahui fenomenanya,mengingat Oksigen terlarut (DissolvedOxigen) adalah parameter kunci indikator

pelestarian air. Hubungan antara debit air danOksigen terlarut (gambar 8) perlu diteliti lebihlanjut dengan metoda multivariate analysiskarena banyak faktor antara lain : Debit, BOD,

Nitrogen, Phosphor, algae dan turbidity.

DAFTAR PUSTAKA

1. Annonimous. 1999. Data Debit Tahunan Indonesia tahun 1988-1998. Pusat LitbangPengairan. Departemen PU. Bandung.

2. Annonimous. 1997. Data Tahunan Kualitas Air 1990-1996 . Pusat Litbang Sumber DayaAir.

3. Bonnier, A. 1981. Statistical and Probability Analysis of Hydroogical Data . DirectoratGeneral of Water Resources Development,Ministry of Public Works, Jakarta.

4. Iskandar.2001. Laporan akhir: Perhitungan Daya Tampung Beban Pencemaran Air dengan Pemodelan Kualitas Air. Bapedalda Jabar-Puslitbang SDA, Bandung.

5. James, A. 1993. An Introduction to Water Quality Modelling. John Wiley and Sons. New

York.6. Soewarno. 1995. Hidrologi Jilid 1. Penerbit

Nova. Bandung.

Fenomena Hubungan Debit Air Dan Kadar Zat Pencemar Dalam Air Sungai ( Studi Kasus Sub DPS Citarum...

Documents

Transcript of Fenomena Hubungan Debit Air Dan Kadar Zat Pencemar Dalam Air Sungai ( Studi Kasus Sub DPS Citarum...