45

BAB V

KUALITAS AIR TANAH

V.1. Pendahuluan

V.1.1. Latar Belakang

Air (badan air) merupakan suatu kebutuhan pokok bagi makhluk hidup

agar dapat melangsungkan kehidupannya. Bagi manusia air diperlukan untuk

sumber air (minum, mandi, mencuci), pengairan dalam bidang pertanian,

perikanan, pariwisata, dll. Selain itu, air juga sangat diperlukan dalam kegiatan

industri dan pengembangan teknologi untuk meningkatkan taraf kesejahteraan

hidup manusia. Namun dibalik manfaat-manfaat tersebut, aktivitas manusia

dibidang pertanian, industri dan kegiatan rumah dapat dan telah terbukti

menyebabkan menurunnya kualitas air.

Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang

dikaitkan dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu (Efendi, 2003). Dengan

demikian, kualitas air akan berbeda dari suatu kegiatan ke kegiatan lain, sebagai

contoh : kualitas air untuk keperluan irigasi berbeda dengan kualitas air untuk

keperluan air minum. Kualitas air secara umum mengacu pada kandungan polutan

yang terkandung dalam air dan kaitannya untuk menunjang kehidupan ekosistem

dan kehidupan yang ada didalamnya.

V.1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari praktikum ini adalah agar praktikan dapat melakukan

pengamatan, melakukan dan mengetahui kualitas air tanah.

Tujuan dari praktikum ini adalah agar praktikan dapat melakukan

pengukuran parameter, serta untuk menentukan kualitas air tanah.

V.2. Landasan Teori

V.2.1. Faktor Yang Mempengaruhi Kualitas Airtanah

Secara kuantitas airtanah di bumi sangat melimpah, namun kualitasnya

relatif menurun. Air yang dikonsumsi manusia sehari-hari harus memenuhi

standar kualitas kesehatan menurut WHO dan Departemen Kesehatan Republik

46

Indonesia (DepKes). Menurut Todd (1980), tipe dan kadar airtanah dipengaruhi

oleh asal airtanah, gerakan dan lingkungan. Pada umumnya airtanah mempunyai

konsentrasi zat terlarut yang lebih tinggi dari air permukaan, sebagai akibat

banyaknya dijumpai material yang mudah larut pada lapisan (formasi) geologi.

Faktor yang mempengaruhi kualitas airtanah, antara lain adalah:

a. Asal airtanah : 1. Batuan volkanik, yang mengandung Fe,S

2. Batuan karbonat, yang mengandung Ca

b. Aerakan/aliran

c. Lingkungan : 1. Macam tanah

2. Batuan

Kualitas airtanah dipandang sebagai sistem yang terdiri dari 3 komponen

atau subsistem (Angelen 1981):

1. Material yang dilewati airtanah(macam tanah atau batuan), tergantung pada

pola atau pori, komposisi kimia, dan keisotropisan.

2. Aliran, yang meliputi aliran laminer, turbulen, konveksi, dispersi, dan difusi.

3. Perubahan secara fisik, kimia dan biologi.

Perubahan kualitas airtanah tergantung pada:

1. Densitas

2. Lokasi

3. Ruang dan waktu

4. Ragam pengaliran

5. Perubahan proses fisik, kimia dan biologis

V.2.2. Sifat Fisis, Kimia dan Biologis Airtanah

Sifat fisik airtanah antara lain sebagai berikut:

1. Warna: disebabkan oleh zat terlarut dalam air maupun yang tidak terlarut

dalam air. Tes warna menggunakan skala Pt/Co.

2. Bau dan rasa: bau disebabkan oleh gas-gas yang terlarut, sedangkan rasa

disebabkan oleh garam terlarut.

47

3. Kekeruhan: disebabkan oleh kandungan zat yang tidak terlarut (koloid).

Terdiri dari lanau lempung, zat organik, atau mikroorgan-isme. Alat ukurnya:

Turbidimeter dalam satuan NTU (Number Turbidimeter Unit).

4. Kekentalan: dipengaruhi oleh partikel-partikel yang terkandung di dalamnya,

semakin banyak akan semakin kental. Faktor yang mempengaruhi tingkat

kekentalan adalah cuaca, suhu, jumlah partikel terlarut, dan kadar garam.

Sifat kimia meliputi kegaraman, pH, kesadahan, dan pertukaran ion.

Kegaraman/jumlah garam terlarut (Total Disolved Solid) adalah jumlah

konsentrasi garam yang terkandung di dalam air. Keasaman (pH) ditentukan

dengan alat pH meter. Air yang asam mempunyai pH 7, bersifat mudah

melarutkan besi. Air yang basa mempunyai nilai pH 7, air yang mengandung

garam Ca dan Mg karbonat, bikarbonat tinggi mempunyai pH 7,5 – 8. Air yang

netral mempunyai pH 7. Kandungan ion, baik kation maupun anion (ion logam)

diketahui dengan Volumetri, calametri flamefotometri, spektrom fotometri.

Ionnya adalah K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, SO4,CO2, CO3, HCO3, H2S,

NO3, NO2, KMnO4, SiO2, dan Boron. Kesadahan atau kekerasan (total hardness)-

Hr jumlah Ca dan Mg disebut kesadahan karbonat dan kesadahan nonkarbonat.

Sifat biologis (bakteriologis), bakteri yang biasanya berkembang pada air

adalah bakteri E. Colly dan ditentukan dengan daftar MPN dari Hoskins.

V.2.3. Interpretasi dari Data Kualitas Airtanah

Untuk keperluan interpretasi dari data kualitas airtanah, cukup berdasarkan

ion-ion penyusun utama airtanah baik berupa kation maupun anion. Kation terdiri

dari Ca, Mg, Na&K, Fe, Mn, sedangkan anion terdiri dari Cl, SO4, HCO3, CO3,

NO3 dan kadang – kadang F. Di samping itu sering ditambah pula dengan SiO2,

TDS, EC, suhu dan pH. Satuan ion-ion terlebih dahulu harus diubah dari satu mg/l

(ppm) menjadi epm (Equivalen per million) dengan :

Epm =

atau

epm =

48

Atau secara mudah satuan ppm dikalikan dengan faktor konfersi pada tabel 1

Tabel 11. Faktor konversi ppm ke epm (Walton, 1970)

Ion Multiply by Ion Multiply by

Alumunium(Al3++

) 0,11119 Iron (Fe3+

) 0,05372

Barium (Ba+ +

) 0,01456 Lead (Pb --) 0,00965

Bicarbonate

(HCO3) 0,01639

Lithium (Li -) 0,14409

Magnesium (Mg--) 0,08224

Bromide (Br -) 0,01251 Manganese (Mn

3-) 0,03640

Calcium (Ca++

) 0,04990 Nitrate (NO2-) 0,01613

Carbonate (CO3) 0,03333 Phosphate (PO43-

) 0,03159

Chloride (Cl -) 0,02820 Potassium (K

+) 0,02558

Chromium (Cr4-

) 0,11536 Sodium (Na+) 0,04350

Copper (Cu -) 0,03148 Strontium (Sr

--) 0,02282

Flouride (F -) 0,05263 Sulfate (SO4

-) 0,02082

Hydrogen (H+) 0,99206 Sulfite (S

-) 0,06237

Hydroxide (OH-) 0,05880 Zing (Zn

4-) 0,03059

Iodide (I-) 0,00788 Manganese(Mn

3+) 0,07281

Iron (Fe + +

) 0,03581

Prinsip interpretasi data analisis kimia airtanah didasarkan atas hubungan

ion-ion atau kelompok ion yang membentuk tipe kimia air. Hal tersebut diatas,

didasarkan pada kenyataan suatu gambar atau grafik tunggal yang tidak dapat

diterangkan secara keseluruhan. Untuk tujuan itu dikenal beberapa metode yang

dapat digolongkan menjadi 4 golongan (Zaporozec. 1972) yaitu:

1. Metode klasifikasi

Dipergunakan sebagai dasar perincian komposisi kimia airtanah sehingga

dapat dipakai untuk mengelompokkan atau membedakan tipe airtanah. Ada

beberapa cara dalam metode ini antara lain yang praktis adalah klasifikasi

tabel Korlov terutama sangat membantu dalam mengenal sifat-sifat utama

komposisi kimia airtanah. Komposisi kimia dinyatakan dalam fraksi semu,

dengan anion dan kation berturut-turut sebagai pembilang dan penyebut.

Analisis ditunjukan dalam urutan kadar ion baik kation maupun anion, yang

masing-masing berjumlah 100% epm. Selain anion dan kation, disertakan

pula penyusun airtanah yang lain misal adanya unsur langkah yang berkadar

tinggi, juga pH dan suhu. Penamaan klas air ditentukan oleh kandungan ion

yang mempunyai jumlah ≥25%.

49

2. Metode korelasi

Dengan menggunakan diagram pola Stiff (1951), dalam Walton (1970),

bertujuan untuk membandingkan analisis kimia airtanah agar didapat

perbedaan, kesamaan atau perkembangan dalam komposisi kimia airtanah.

Cara kerjanya adalah sebagai berikut:

a. Menggunakan 4 sumbu mendatar yang sejajar dan sumbu tegak

b. Anion (Cl, HCO3, SO4, CO3) diplot pada keempat sumbu mendatar di

sebelah kanan sumbu tegak

c. Kation (Na+K, Mg, Ca, Fe) diplot pada keempat sumbu mendatar di

sebelah kiri sumbu tegak

d. Kadar anion dan kation dalam epm

e. Setiap pola mewakili satu tipe air, sehingga setiap perbedaan pola

menunjukkan tipe air yang berbeda pula

f. Lebar/luas yang terbentuk menunjukkan kandungan ion keseluruhan.

3. Metode analisis

Dengan menggunakan diagram triliner piper (1953) dalam Walton

(1970). Bertujuan untuk menentukan proses kimia airtanah/genetik airtanah,

menentukan unsur penyusun larutan airtanah, dan perubahan sifat airtanah

dan hubunganya serta masalah geokimia airtanah.

Gambar 1. Diagram piper

50

Terdiri dari 2 segitiga disebelah kiri kanan dan 1 jajaran genjang ditengah

atas, skala pembacaan 100, segita kiri untuk kation, segitiga kanan untuk

anion dalam % epm. Cara kerjanya adalah sebagai berikut :

a. Data masing-masing ion dalam % epm diplot pada kedua segitiga.

b. Selanjutnya ditarik keatas pada jajaran genjang dan kedudukan dalam

jajaran genjang ini dapat diketahui sifat airtanahnya. Gambar subsidi dari

bentuk jajaran genjang.

c. Ploting jatuh pada subdivisi dari kelompok bentuk jajaran genjang dari

diagram trilinier piper dan dibaca sifat airtanahnya.

4. Metode sintesis dan ilustrasi

Dengan menggunakn metode Bar Collin (1932) dalam Walton (1970) dia

paggramar (fence diagram). Dalam diagram ini dibagi menjadi 2 kolom tegak

yang tingginya menyesuaikan dengan total kadar anion dan kation dalam

satuan epm. Dibedakan dengan pola (corak) dan warna yang berbeda. Urutan

dari bawah keatas pada kolom kanan adalah anion dan kolom sebekah kiri

adalah kation.

V.3. Hasil Analisis

V.3.1. Metode Analisis Airtanah

Tabel 12. Parameter analisis air tanah

No. Parameter Sampel 1 Sampel 2 Sampel 3

1 Temperatur 29,0 29,0 29,0

2 pH 7,30 7,40 7,30

3 DHL,mmhos/cm 430 525 395

4 Ca 2+

ppm 80,2 100,7 106.2

5 Mg 2+

ppm 8,9 4,64 15,00

6 Cl – ppm 15,4 20,4 9,00

7 SO4- ppm 5,2 3,10 1,10

8 Na +

ppm 3 5 5

9 K + ppm 20,2 24,6 9,7

10 NO3- ppm 73 21 28

11 HCO3 221 286 317

12 SiO2 20,2 31,8 29,0

51

Tabel 13. Konversi ppm ke epm pada sampel 1

Parameter ppm Epm

Ca 2+

Mg2+

Na+

K+

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3

Na + K

0,04990 0,08224 0,04350 0,02558 0,01613 0,02820 0,02082 0,01639 1,42304

4,00198 0,73193 0,66990 0,13301 0,04839 0,56964 1,51986 3,62219 1,42304

Tabel 14. Konversi ppm ke epm pada sampel 2

Parameter ppm Epm

Ca 2+

Mg2+

Na+

K+

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3

Na + K

0,04990 0,08224 0,04350 0,02558 0,01613 0,02820 0,02082 0,01639 1,42304

5,02493 0,38159 0,88740 0,07929 0,08065 0,69372 0,43722 4,68754 1,62338

Tabel 15. Konversi ppm ke epm pada sampel 3

Parameter ppm Epm

Ca 2+

Mg2+

Na+

K+

NO3-

Cl-

SO4-

HCO3

Na + K

0,04990 0,08224 0,04350 0,02558 0,01613 0,02820 0,02082 0,01639 1,42304

5,29938 1,23360 0,39150 0,02813 0,08065 0,27354 0,58296 5,19563 0,69080

52

V.3.2. Metode Klasifikasi Kurlov

Tabel 16. Penentuan tipe air pada sampel 1

Tabel 15. Penentuan tipe air pada sampel 2

Analisis Kimia Epm % epm K A T I O N

Na+

+ K+

Mg2+

Ca

2+

0,80291 0,73193 4,00198

14,50128 13,21932 72,27939

∑ 5,53683 100 %

A N I O N

Cl-

NO3-

HCO3-

SO4-

0,56964 0,04839 3,62219 1,51986

9,88944 0,84009

62,88436 26,386

∑ 5,76008 100 %

SiO2 (ppm) Temperatur (C°)

pH

20,2 29,0 7,30

Formula Kurlov

HCO3-

62,88436 Cl

-

9,88944 NO3

-

0,84009 SO4

-

26,386

Tipe Air

Tipe air dengan kandungan bikarbonat (HCO3

-) yang dominan yaitu 62,88436%

dan kandungan klorida (Cl) 9,88944%. Jadi tipe air pada sampel ini yaitu tergolong pada air tawar karena HCO3

- > Cl.

Analisis Kimia Epm % epm

K A T I O N

Na+

+ K+

Mg2+

Ca

2+

0,96669 0,38159 5,02493

15,16812 5,98745

78,84442

∑ 7,02990 100 %

A N I O N

Cl-

NO3-

HCO3-

SO4-

0,69372 0,08065 4,68754 0,43722

11,75970 1,36715

79,46154 7,41160

∑ 5,89913 100 %

SiO2 (ppm) Temperatur (C°)

pH

20,2 29,0 7,30

Formula Kurlov

HCO3-

79,46154 Cl

-

11,75970 NO3

-

1,36715 SO4

-

7,41160

Tipe Air

Tipe air dengan kandungan bikarbonat (HCO3

-) yang dominan yaitu 79,46154 %

dan kandungan klorida (Cl) 11,75970 %. Jadi tipe air pada sampel ini yaitu tergolong pada air tawar karena HCO3

- > Cl.

53

Tabel 16. Penentuan tipe air pada sampel 3.

V.3.3. Metode Korelasi

a. Sampel 1

Gambar 2. Korelasi anion dan kation pada sampel 1

Analisis Kimia Epm % epm K A T I O N

Na+

+ K+

Mg2+

Ca

2+

0,41963 1,23360 5,29938

6,03557 17,74297 76,22145

∑ 16,95261 100 %

A N I O N

Cl-

NO3-

HCO3-

SO4-

0,27354 0,08065 5,19563 0,58296

4,46049 1,31512

84,72273 9,50605

∑ 6,13278 100 %

SiO2 (ppm) Temperatur (C°)

pH

20,2 29,0 7,30

Formula Kurlov

HCO3-

84,72273 Cl

-

4,46049 NO3

-

1,31512 SO4

-

9,50605

Tipe Air

Tipe air dengan kandungan bikarbonat (HCO3

-) yang sangat dominan yaitu

84,72273 % dan kandungan klorida (Cl) 4,46049 %. Jadi, tipe air pada sampel ini yaitu tergolong pada air tawar karena HCO3

-

> Cl.

54

b. Sampel 2

Gambar 3. Korelasi anion dan kation pada sampel 2

c. Sampel 3

Gambar 4. Korelasi anion dan kation pada sampel 3

55

V.3.4. Metode Analisis

a. Sampel 1

Gambar 5. Metode analisis pada sampel 1

b. Sampel 2

Gambar 6. Metode analisis pada sampel 2

56

c. Sampel 3

Gambar 7. Metode analisis pada sampel 3

V.3.5. Metode Sintesis dan Ilustrasi

a. Sampel 1

Gambar 8. Diagram bar collin pada sampel 1

57

b. Sampel 2

Gambar 9. Diagram bar collin pada sampel 2

c. Sampel 3

Gambar 10. Diagram bar collin pada sampel 3

58

V.3.6. Analisis Parameter Airtanah

1. Menghitung % Na Airtanah

% Na sampel 1 =

100 %

=

100 %

= 14.150128 %

% Na sampel 2 =

100 %

=

100 %

= 15.168121 %

% Na sampel 3 =

100 %

=

100 %

= 6.033557 %

2. Perhitungan Sodium Absortion Ratio (SAR) airtanah

SAR Sampel 1 =

√ ⁄

=

√ ⁄

=

= 0.52188

SAR Sampel 2 =

√ ⁄

=

√ ⁄

=

= 0.58800

59

SAR Sampel 3 =

√ ⁄

=

√ ⁄

=

= 0.23218

3. Perhitungan Daya Hantar Listrik (DHL)

Sampel 1 mempunyai nilai DHL = 430

Sampel 2 mempunyai nilai DHL = 525

Sampel 3 mempunyai nilai DHL = 395

Apabila diukur pada suhu di atas atau di bawah 25ºC maka harus

dilakukan koreksi yaitu dengan rumus :

DHL 25 =

4. Klasifikasi DHL

Tabel 19. Klasifikasi mutu air terhadap Pertanaman berdasarkan DHL menurut

Tedjoyuwono (1963) dalam Suharyadi (1984)

DHL KLASIFIKASI SIFAT AIR

0 – 2 mmhos Aman digunakan, pengaruh garam kebanyakan dapat

diabaikan

2 – 4 mmhos Daya hasil pertanaman yang sangat peka dapat

diabaikan

4 – 8 mmhos Daya hasil pertanaman yang banyak mengalami

pembatasan

8 – 16

mmhos

Hanya pertanaman yang tahan dapat meemberikan

hasil memuaskan

mmhos Hanya pertanaman yang sangat tahan memberikan

hasil yang memuaskan

Tabel 20. hasil perhitungan % Na, SAR, DHL

Sampel % Na SAR DHL (mho/cm)

1 14.6013611 % 0.52188 430

2 15.0841298 % 0.58800 525

3 6.035638 % 0.23218 395