TRANSPORT KONTAMINAN DALAM ALIRAN AIR TANAH

CONTAMINANT TRANSPORT IN GROUNDWATER FLOWRinaldo Pratama1,Andita Dwi Sefiani2,Deni Miranda3

Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Pertanian Bogor, Jln. Kamper, Kampus IPB Dramaga, Bogor, 16680

Email: rinaldopratama21@gmail.com1, anditadwisefiani@rocketmail.com2, denimrd@ymail.com3

Abstrak: Semakin tua usia bumi ini makin banyak juga dampak negatif yang dihasilkan oleh manusia, salah satunya yaitu pencemaran. pencemaran sangat berkesinambungan dengan kontaminan. Semakin tua usia bumi ini maka semakin banyak kontaminan yang menyebar yang dihasilkan oleh manusia. Seiring dengan itu, pemenuhan kebutuhan air dengan kualitas yang baik semakin lama akan semakin menurun akibatnya pencemaran yang dihasilkan oleh kontaminan tersebut. Hal tersebut terjadi karena kontaminan mempunyai sifat menyebar serta mengalir saat berada di dalam tanah. Sehingga tanpa kita sadari, semakin lama dampak dari aliran kontaminan ini sangat besar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana aliran kontaminan saat berada di dalam air tanah. Aliran kontaminan tidak dapat kita lihat secara langsung saat di dalam tanah, untuk itu diperlukan suatu pemodelan suatu aliran kontaminan dengan membuat penampang yang diisi tanah kemudian dimasukan pipa kecil untuk jalan masuk kontaminan dengan tinta berwarna cerah agar aliran dapat dengan mudah diamati. Setelah diamati diketahui bahwa ketika kontaminan masuk ke dalam tanah, kontaminan tersebut menyebar dan mengikuti arah aliran akibat pengaruh perbedaan Kontaminan didalam tanah pesebarannya melalui gerakan aliran air tanah atau adveksi. Kemudian faktor lain yang menyebabkan juga adalah gaya dispersi, yaitu pesebaran yang terjadi apabila air dan kontaminan mengalir melewati tanah,Kata Kunci: adveksi, air tana, aliran kontaminan, ,dispersi, pemodelan.

Abstract: age of earth which become older will cause many negative impact because of human action. One of that is contamination. Contamination is very correspondent with contaminant. So when earth getting old so it will make more contaminant come to spread it cause of human action. Along with it, to do a water requirement with good quality the longer will be become down and impact of that is contamination will cause that contaminant. That happened because contaminant have a characteristic is deploy and flow when in ground water.so without us knowing if it take a long time impact that contaminant flow become large. This function of observation to knowing how contaminant flow when inside of ground water. That contaminant flow can’t we look directly when inside ground water, so that it need a contaminant flow modeling with make a section with filled of soil and then input a little pipe to make way of that contaminant with colorfull ink so that flow can we look easily. After we look at that modeling, we know that when contaminant entered in to ground water, that contaminant will be disperse and follow flow direction of effect of that differences. Contaminant in the ground water will disperse with ground water flow movement or advection. And then another factor that cause of that is dispersion, it is distribution that happened when water and contaminant flow trough the soil.Keywords: advection, dispersion, contaminant flow, ground water, modeling.

PENDAHULUANData statistik menunjukan bahwa jumlah kebutuhan air terus meningkat.

Pemenuhan kebutuhan air erat kaitannya dengan kualitas air yang berada di dalam tanah. Semakin lama maka semakin sedikit air yang mempunyai kualitas yang baik karena semakin tua usia bumi maka semakin banyak serta semakin besar penyebaran pencemaran khususnya pencemaran air tanah. Menyebarnya zat pencemar yaitu kontaminan tertentu ke dalam aliran air tanah akan mengganggu kestabilan lingkungan. Kontaminan merupakan zat yang dalam kondisi tertentu

dapat berbahaya dan merugikan bagi lingkungan. Hal ini juga akibat perbuatan manusia yang tanpa disadari melalui kegiatan sehari-harinya yang membuat kontaminan masuk dan terus mengalir ke dalam tanah sampai ke dalam akuifer pada tanah. Hal ini karena kontaminan mempunyai sifat terus menyebar dan terus mengalir seiring berjalannnya waktu. Sifat kontaminan yang seperti ini salah satunya dipengaruhi oleh gaya gravitasi bumi dan porositas dari tanah pada suatu daerah tersebut. Suatu zat dapat dikelompokan menjadi pencemar jika melebihi batas normal, berada di waktu dan tempat yang tidak tepat. Saat zat pencemar masuk ke dalam akuifer, maka dipastikan simpanan air dalam tanah akan tercemar. Bukan hanya merusak ekosistem, pencemaran ini akan mengganggu kegiatan manusia karena kebutuhan primer manusia atas air bersih.

Secara spesifik pencemaran dalam tanah dijelaskan pada aliran kontaminan dalam tanah tersebut. Hal ini melibatkan aliran air tanah, transportasi kimia dan masalah kontaminasi. Karakteristik pergerakan aliran kontaminan dalam tanah dipengaruhi oleh berbagai macam faktor. Faktor tersebut seperti jenis tanah yang akan dialiri oleh kontaminan tersebut, serta besarnya pori-pori tanah yang akan di lalui kontaminan tersebut . Apabila terdapat kontaminan di dalam air tanah tersebut, maka kontaminan tersbut akan semakin lama bergerak dan menyebar seiring pergerakan air tanah tersebut. Pergerakan aliran air tanah ini jika diikuti dengan kontaminan dapat menyebabkan pencemaran. Jika tidak ditanggulangi dan dicegah maka akan semakin besar dampak yang dihasilkan.

Pencemaran air tanah khusunya pergerakan kontaminan salah satunya disebabkan oleh aktivitas industri, aktivitas rumah tangga dan Proses penampungan sampah. Proses penampungan sampah tersebut dapat menghasilkan air lindi (leachate) yang merembes ke dalam tanah maupun mengalir di permukaan tanah. Air lindi terbentuk melalui perpindahan materi sampah yang tertimbun dalam tanah oleh air tanah, air hujan serta pembuangan limbah cair yang melalui timbunan sampah. Cairan ini bersifat toksik/racun dan dapat mencemari air tanah. Umumnya air lindi mempunyai COD, BOD yang tinggi, TDS, TOC, senyawa garam seperti klorida, senyawa nitrogen dan berbagai logam berat. Pencemaran air tanah ketika kontaminan mulai masuk kedalam aliran air tanah membutuhkan waktu yang lama dalam penyebarannya, untuk itu diperlukan suatu pengamatan aliran dari kontaminan tersebut. Praktikum kali ini bertujuan untuk mengamati pola aliran dan transport kontaminan dalam tanah dengan bantuan rekayasa suatu penampang yang berisi tanah sehingga dapat diamati alirannya.

TINJAUAN PUSTAKASecara keseluruhan jumlah air di planet bumi ini relatif tetap dari masa ke masa

(Suripin 2002). Ketersediaaan air yang merupan bagian dari fenomena alam, sering sulit untuk diatur dan diprediksi dengan akurat. Seiring terjadinya siklus hidrologi, hal tersebut sangat berkesinambungan dengan pergerakan kontaminan yang berada dalam aliran air tersebut yang terdapat di dalam tanah. Hal ini sangat berbahaya serta menimbulkan dampak bagi stabilitas lingkungan. Menurut UU. RI No.4 tahun 1992 masuknya zat, energi, dan komponen lainnya ke dalam lingkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga menyebabkan kualitas menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi

sesuai peruntukannya adalah pencemaran lingkungan. Pencemaran tanah merupakan keadaan saat bahan kimia buatan manusia atau yang biasa disebut dengan kontaminan yang masuk dan merubah lingkungan tanah secara alami. Pencemaran tanah terjadi akibat masuknya kontaminan ke tanah dan mengubah suasana asli tanah sehingga terjadi penurunan kualitas dalam fungsi tanah. Kontaminan adalah zat yang hadir dalam lingkungan yang bukan tempatnya atau berada dalam tingkat yang dapat menyebabkan membahayakan (merugikan) kesehatan. Sehingga akan menimbulkan dampak yang sangat besar bila kontaminan tersendiri secara tidak langsung di konsumsi oleh manusia.

Pada umumnya kontaminan berasal dari aktivitas manusia, pertanian, serta kontaminasi logam berat. Kontaminan dapat mengalir dengan cepat pada tanah yang retak. Keretakan tersebut memungkinkan tanah lempung mengadsorbsi kontaminan tersebut dan mengembang. Karena terjadi pengembangan, retakan akan mengecil hingga aliran kontaminan dapat menjadi lebih lambat. Batuan dapat mengandung bagian-bagian yang terpisah, sehingga memungkinkan terjadinya aliran kontaminan yang cepat. Hal tersebut dapat terjadi akibat timbulnya patahan, pergeseran tanah, terjadinya keretakan dan terbentuknya celah di antara batuan. Jenis tanah tertentu dapat menghambat aliran kontaminan dengan mengikatnya dalam pori. Porositas sangat bervariasi pada berbagai jenis tanah dan batuan, sehingga kemampuan menahan fluida atau kontaminan menjadi bervariasi.Mekanisme dan jenis-jenis-penyebaran beberapa bagian tanah bersifat lebih permeabel dari bagian lainnya. Misalnya kerikil bersifat lebih permeabel dari lempung karena memiliki volume yang lebih rendah serta pori-pori yang saling berhubungan. Kondisi demikian pada tanah yang permeabel memungkinkan kontaminan dapat mengalir dengan cepat (Sutanto 2005).

Sugeng (2012) menyatakan beberapa kontaminan yang ada di permukaan tanah akan meresap ke dalam lapisan tanah, kontaminan tersebut mengalir melalui pori-pori tanah. Kecepatan aliran dari kontaminan tersebut tergantung dari hal-hal berikut yaitu kondisi tanah, jenuh atau tidak jenuh, Jenis tanah, Jenis kontaminan yang mengalir di tanah, khususnya kemampuan melarut dan spesific gravitynya, kecepatan dan arah aliran air tanah dan rata-rata infiltrasi dari permukaan.

METODE PRAKTIKUM Praktikum kali ini dilakukan di Wageningan IPB dengan menggunakan pemodel aliran air tanah .Praktikum yang dilakukan pada tanggal 21 Mei 2014 alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini selain model aliran air tanah adalah pipa, penggaris, dan kontaminan yang pada kali ini diganti dengan tinta berwarna cerah agar mudah diamati setiap pergerakannya. Prosedurnya yaitu Pertama, kondisikan terlebih dahulu air pada kedua kolom aliran memiliki ketinggian yang sama dan air dalam keadaan steady ( tidak ada aliran masuk ataupun keluar dari tanah ) yang pada kali ini tinggi air di stabilkan dengan tinggi 30 dan 20 cm. Setelah itu masukan kontaminan (tinta) perlahan lahan kedalalam tanah dengan bantuan sebuah tabung agar kontaminan terpusat di bawah watertable. Pipa yang dimasukan ke dalam tanah, diletakn di pinggir agar tinta mudah terlihat. Hal tersebut diamati dan diberi tanda besarnya pelebaran dan kontaminan di dalam tanah tersebut. Head diturunkan dengan membuka keran jika sudah melebihi batas kapastiasnya. Ketinggian air sebelah kanan harus selalu stabil yaitu harus selalu lebih tinggi dari air sebelah kiri karena jika tidak air tidak

akan mengalir. Pengukuran dilakukan selama dua menit sekali dengan panjang waktu 20 menit. Saat pengamatan aliran setiap dua menit sekali diukur panjang dari batas bawah dan sampingnya sampai 20 menit.

HASIL DAN PEMBAHASAN Praktikum pemodelan kontaminan ini, yang dilakukan dengan mengalirkan tinta berwarna merah yang diibaratkan sebagai kontaminan. Praktikum ini dilakukan dengan tetap membiarkan air mengalir di dalam tanah agar kontaminan tetap mengalir dengan cara menjaga ketinggian di hulu setinggi 30 cm dan dihilir 20cm. Ketika ketinggian di hilir lebih besar dari 20 cm, maka kelebihan air tersebut dibuang dengan membuka keran pembuangan sampai tingginya 20 cm kembali. Berdasarkan percobaan ini didapatkan tabel aliran kontaminan dengan menggunakan tinta sebagai contoh yang diamati setiap 2 menit sekali selama 20 menit kontaminannya adalah sebagai berikut:

Tabel 1 Aliran kontaminant (menit) x y

2 2.5 274 3.5 26.7

6 3.8 26

8 4 25.5

10 4.3 25.3

12 4.5 24.9

14 5 24.7

16 5.2 24.5

18 5.3 24.4

20 5.4 24.2

Berdasarkan tabel tersebut dapat diketahui bahwa penyebaran kontaminan secara tidak merata yang dapat dilihat melalui datum dan jaraknya . Berdasarkan data tersebut juga dapat dilihat bahwa semakin lama waktu yang dibutuhkan maka kontaminan akan mengalir mendekati datum. Melalui pengamatan alirannya juga kontaminan menyebar sejajar dengan sumbu x secara tidak merata dengan ketinggiaan yang berbeda-beda. Kemudian bila x dan y diplotkan pada grafik dapat diamati aliran dari kontaminan yang dapat diketahui bahwa titik datumnya semakin lama semakin menurun yang dapat dilihat pada grafik 1 berikut.

22.533.544.555.5622

23

24

25

26

27

28

X (cm)

Y (c

m)

Gambar 1 Kurva aliran kontaminan

Berdasarkan grafik diatas dapat diamati bahwa kontaminan terus mengalir menuju titik datum sehingga membuat terjadinya penurunan pada titik datum dan penambahan jarak disetiap waktunya. Semakin lama kontaminan tersebut dibiarkan tetap mengalir di dalam tanah, maka kontaminan tersebut akan semakin menyebar kesegala arah secara tidak merata. Dapat diamati juga kontaminan mengalir secara horizontal mengikuti arah aliran. Hal tersebut terjadi karena pengaruh perbedaan Kontaminan didalam tanah menyebar dengan pola antara lain yang bisa disebut dengan adveksi, yaitu pesebaran kontaminan melalui gerakan aliran air tanah. Kemudian faktor lain yang menyebabkan juga adalah gaya dispersi, yaitu pesebaran yang terjadi apabila air dan kontaminan mengalir melewati tanah, ukuran pori yang tidak beraturan dan partikulat alami dari tanah menyebabkan beberapa kontaminan menyebar ke area yang lebih luas daripada area yang diperkirakan pada pola adveksi . Akibat jarak yang semakin jauh ditempuh oleh kontaminan maka konsentrasi kontaminan menurun, efek pengenceran yang bukan disebabkan oleh reaksi-reaksi kimia atau biologi disebut dispersi hidrodinamik, difusi, yaitu pesebaran yang terjadi ketika konsentrasi zat kimia dari suatu cairan bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, zat kimia ini bergerak dari daerah berkonsentrasi tinggi menuju daerah berkonsentrasi rendah atau dengan kata lain terdapat perbedaan konsentrasi.Difusi ini dapat berlangsung pada saat kontaminan tidak bergerak ataupun statik karena pori-pori terisi oleh fluida (Akimiro 2013). Sorpsi, yang termasuk dalam proses sorpsi ini adalah adsorpsi, chemisorption, absorpsi dan pertukaran ion.

SIMPULAN Berdasarkan praktikum transport kontaminan dan aliran dalam air tanah dapat disimpulkan bahwa kontaminan masuk kedalam aliran tanah membutuhkan waktu yang cukup lama dalam penyebarannya. Penyebaran kontaminan tersebut tersebar tidak merata dan kesegala arah sehingga dapat menyebabkan pencemaran secara vertical maupun horisontal.

SARAN Sebaiknya dilakukan upaya preventif dalam mencegah terjadinya aliran kontaminan karena semakin lama kontaminan akan terus m engalir serta penelitian lebih dalam lagi mengenai aliran dari kontaminan. Karena setiap jenis kontaminan belum tentu mempunyai karakteristik gerakan yang sama.

Daftar PustakaAkimiro, Chijioke E. 2013. Evaluation of Hydraulic Conductivity of Non Aqueous

Phase Liquids in Partially Saturated Soils. USA: West Virginia University.

Suripin. 2002. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Jakarta: Erlangga.Sugeng. 2012. Air Tanah. Malang: Universitas Brawijaya.Sutanto, R. 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah Konsep dan Kenyataan. Yogyakarta:

Kanisius.

Lampiran 1. Gambar penyebaran kontaminan