TINJAUAN PUSTAKA

Tempat Pembuangan Akhir

Tempat pembuangan akhir (TPA) yang dikenal dengan sanitary landtill adalah

sistem pembuangan sampah dengan cara dipadatkan dan d W p i serta dilapisi tanah

setiap hari. Di dalam sistem TPA akan tejadi proses dekomposisi sampah secara

kimia, biologi, dan fisika yang rnenghasilkan gas-gas dan bahan organik lainnya. Air

hujan yang jatuh pada lokasi TPA akan berinfiltrasi ke dalam sistem sampah dan

melatutkan hasil dekomposisi ini berupa cairan yang disebut air lindi.

Komposisi air lindi bervariasi antara satu lokasi dengan lokasi lainnya. Pada

Tabel 1 diperlihatkan karakteristik kimia air Iindi yang didapatkan dari TPA di

Arnerika Serikat, dan T a k l 2 adalah komposisi kimia lindi TPA Bantar Gebang

Bekasi ( Widyatmoko dan Sintorini 2002).

Tabel 1. Komposisi kimia air Iindi dari TPA di Amerika Serikat

Konstituen Bob (Biological O w n Demand) TOC ( T W w n r i c Car;bon) COD (chemicaroxygwl~nd) Padatan tersuspensi total (TSS) Nit- -organik Nitrogewammonia Nitrat Fosfor total Ortofosfat Alkalinitas sebagai C a m PH Kesadahan total sebagai CaCQ Kaisium Magnesium Kalium Natrium Klorida Sulfat Besi total Sumber : Peavy et a/. (1 985) "Environm

asi, mglL Rerata 10.000 6.000 18.000 500 200 200 25 30 20

3.000 6

3.500 1.000 250 300 500 500 300 60

Tabel 2. Komposisi kimia air lindi TPA Bantar Gebang Bekasi

Konsentrasi

Biological Oxygen Demand (BODS) Chemical Oxygend Demand (COD) Padatan tersuspensi Padatan terlarut pH Kesadahan sebagai CaCO3 Kalsium (Ca) Magnesium (Mg) F osfor (P) NHrN Kjehdal-N(N03bN Sulfat (SO4 Klorida (CId) Natrium (Na) Kalium (K) Kadmium (Cd) Krom (Cr)

[ Tembaga (Cu) - Keterangan : - = tidak ada data sumberr) : Wiyatmoko dan Sintorini (2002)

Batas yang diperbolehkan untuk air minum

Peraturan Menteri Kesehatan RI No.

41 G/MenKes/Per/tX/1990 - - -

1000 6,5-8,5

500

Pernasalahan TPA yang memerlukan penanganan khusus dari operasi

sistern TPA ini adalah mengusahakan agar air lindi tidak meresap ke dalam sistem air

tanah dangkal supaya tidak mencemari lingkungan. Pada prinsipnya pada TPA telah

disiapkan unit pengolah air lindi yang dikumpulkan sebelum dibuang ke sistem air

permukaan.

Pada kondisi normal air lindi ditemukan pada dasar TPA dan bergerak

melewati lapisan dasar yang juga tergantung pada sifat-sifat bahan sekitamya.

Kecepatan aliran air lindi dari dasar TPA dapat diperkirakan dengan hukum Darcy

dengan menganggap bahwa bahan-bahan di bawah TPA sampai muka air tanah

adatah jenuh dan lapisan tipis air lindi berada pada dasar TPA.

Teknik Hidmisotop

Studi transpot pencemar dalam media geologi dilakukan dengan perunut

isotop alam dan perunut isotop buatan (radioperunut) dikenat dengan teknik

hidroisotop. Teknik ini meliputi teknik hidroisotop yaw dilengkapi dengan metode

hidrokimia.

Oalam teknik hidmisotop, penrnut isotop alam ("0, *H, 'H, "c, "C dan

digunakan untuk menenhrkan asaksul, kecepatan gerakan air tanah dan

mempelajari intemksi atau hubungan di antata akuifer yang twrbeda serta asal dan

sifat senyaw yang mengandung unsurtersehd, tefutama yang terdapat dalam siWus

air, bahan organik, dan pupuk yang terlanrt. Penrnut radioisotop buatan

(radioperunut) dipakai untuk studi yang berhubungan dengan karakteristik akuifer

seperti arah aliran, infiltrasi dan kecepatan aliran air tanah di antara sumur-sumur

percobaan, antam sumur dan sungai, dan sumur dengan sumber air lainnya. Penmut

Wioaktif yang wring digunakan dalam penelitian-penelitian te kni k nu klir dalam

hidrologi adalah 8 2 ~ r (waktu pawh 357 jam), 13'1 (waMu paruh 8,05 hari), 2 ' ~ a (waktu

paruh 15 jam), " ~ r (waktu paruh 27,8 had) dalam senyawa kompleks EDTA (Cr-

EDTA) dan 'H (tritium, waktu pawh 12,26 tahun) dengan persyaratan yang telah

ditentukan dan disesuaikan dengan tujuan penelitian. Teknik radioperunut ini

dilakukan dengan teknik sumur tunggal atau sumur ganda.

Metode hidrokimia menrpakan metade pendukung terhadap hidroisotop yang

meliputi analisis ion utama ( anion-anion HCOs-, SO*=-, CT) dan ion minor (ion-ion

#perti K', Na-, ~ e ~ , ~ e * , ~ b * dan lagam-logam brat lainnya) yang dapat

menjelaskan evolusi kimia air dan kualitas air yang sangat bermanfaat untuk

memprediksi penggunaannyet dan pengolahan yang harus dilaksana kan le bih lanjut.

Mebode lsotop alam. Metode isotop alam adalah metade yang menggunakan

isotop yang terdapat di alam atau yang te jadi di alam.

''0 dan 2~ (deuterium). Dengan berkembangnya peralatan spktrometer massa

sekir tahun 1950, penetiian dengan isotop stabil menjadi sangat mungkin untuk

menentukan secara tepat rasio kelimpahan isotop. Dalam ha1 ini yang sangat

menarik adalah rasio isotopisotop molekul air seperti '%tl'O dan 2 ~ / 1 ~ . Rasio yang

ditimbulkan dikenal dengan delta (6) dalam permit (%o) yang merupakan pebdaan

relatif antara contoh dan standar yang dkenal dengan SMOW (Standard Mean Ocean

Water);

6 ?h = [ ( R - h ) & ] 1 000 (1)

dengan R dan & adalah rasio isotop 'HI 'H atau '%I ''0

Variasi isotop air mempunyai sedikit perbedaan dalam tekanan uap dan titik

beku. Kedua sifat ini memberikan perbedaan konsentrasi 180 dan 'H dalam air untuk

bemacam-macam tempat dalam siklus hidmlogi. Kandungan isotop suatu senyawa

berubah bila te Qadi proses evaporasi, kondensasi, pembekuan, pencairan, reaksi

kimia atau proses biologi yang umum dikenal dengan isotop fraksinasi. Metode

penrnut isotop alam '80 dan 'H (deuterium) dalam mempelajari dinamika air pada

suatu daerah penelitian biasanya dilengkapi dengan isotop stabil lainnya, metode

perunut radioaktif, dan analisis hidrokimia.

Pada prinsipnya analisis 1 8 0 dan 2~ dalam penelitian dinarnika air pada suatu

daerah adalah berdasarkan perbedaan kandungan isotop stabil ''0 dan 'H di antara

sumber air yang terdapat di daerah penelitian seperti air sungai, air tanah, air danau,

reservoir atau air laut. Kandungan isotop stabil '80 dan 2~ pada daerah TPA akan

mengalami pengkayaan yang disebabkan oleh proses penguapan. Di lain pihak air

tanah dangkal clan air tanah dalam di daerah tersebut dapat berasal dari imboh lokal

ataupun regional yang a kan memperlihatkan pehedaan di antam sumber-sum ber

air yang dipelajari. Dalam air hujan diketahui hubungan antam '80 dan 2~ adalah

linear yang menurut data global dunia rnemenuhi persamaan

S = 8 6(%) + 10 (2)

Untuk air tanah karena berersal dari infittrasi air hujan ke dalam tanah,

komposisi atau kandungan 180 dan 'H air tanah akan terletak pada garis meteorik (air

hujan), kecuali air tanah tersebut mengalami penrbahan rnisslnya mengalami

pertukaran j 8 0 karena melewati magma, percampuran atau telah mengalami proses

penguapan. Dalarn grafik hubungan 180 dan % akan menyimpang dari garis lurus

air hujan ( Gambar 3).

Pllr Laut Garis air huian

n *... ./"

Pertukaran H2S GarisTmtnpuran I

Penguapan permukaan

Komposisi awal

Pertukamn H' dengan H i d W f b n

Garnbar 3. Perubahan komposisi i m p 6jB0 dan 6% dalam berbagai proses di lingkungan.

Analisis 2~ (deuterium) dilakukan dengan ara me~aksikan contoh air

sebanyak 10 pi dengan Zn aktii sebanyak 0,25 gram pada suhu 450 O C selama 30

menit, Reaksi yang te jadi

Contoh yang diambil dari lapangan dijaga agar tidak te jadi penguapan

dengan cara menutup contoh dengan Mup botol kedap udara. Dengan demikian

dihampkan nilai kandungan 'H tidak mengalami pengkayaan akibat penguapan

selama dalam pe jalanan dan penyimpanan.

Reaksi untuk mendapat gas H2 dilakukan di laboratorium dengan

menggunakan rangkaian vakum tingkat tinggi m r a manual. Hasil gas H2 kemudian

dianalisis menggunakan spectrometer massa kolektor ganda rnerek VG-lsogas. Hasil

pengukuran berupa 6 isotop yang menrpakan rasio isotop 2 ~ i 1 ~ . Dan hasil ini

kemudian dihitung dengan program komputer untuk mendapatkan nilai 6 2~ terhadap

standar V-SMOW.

Pengukuran 'H dilakukan seri dalam tiap perlakuan. Tiap perlakuan terdiri atas

8 contoh air dan 2 buah standar keja (Jakarta Working Standard) yang sudah

diketahui nilai kandungan deuteriumnya. Hasil akhir analisis kandungan 'H

dinyatakan dalam satuan perrnil (V,) SMOW.

Penentuan kandungan ''0 dalam contoh air dilakukan dengan metode Epstein

dan Mayeda, yaitu dengan cara mengukur gas C& hasit reaksi kesetimbangan

pertukaran isotop Hfi cair dengan gas CG. Contoh air yang direaksikan dengan gas

C G adalah sebanyak 2 ml dan dikocok selama 8 jam. Proses reaksinya adalah

H2"0 + cCo2 H 2 ' b + C ' 6 0 ' a ~

(air) (gas) (cair) (gas)

Reaksi dilakukan dengan ISOPREP-18 secara otomatis. Setiap perlakuan

berisi 24 contoh tennasuk 2 buah standar ke ja.

Gas C& hasil kesetimbangan diu kur menggunakan spektrometer massa

SIRA-9 secara simultan, berurutan yang dihubungkan langsung dengan ISOPREP-18

serta menggunakan pengendali komputer. Hasil pengukuran berupa rasio isotop

0 '~ /0 '~ terhadap spektrorneter massa, untuk kemudian dikoreksi tehadap standar V-

SMOW. Hasil analisis kandungan '80 dinyafakan dalam satuan permil elm) vs V-

SMOW.

Hasil analisis ''0 dan deuterium terhadap titik-titik contoh yang diambil

kemudian dapat msnjelaskan asalusul air tanah yang dipelajari. Gambaran yang

lebih jelas bahwa dalam suatu cekungan air tanah, sumkr air tanah dapat disidikjari

(fingerprint) menggunakan isotop yang mengimbuh (recharge) pada berbagai daerah

dan ketinggian (afiitude). Altitude yang lebih tinggi akan mempunyai komposisi isotop

lebih ringan, karena terjadi proses fraksinasi. Cekungan air yang luas dan besar

sumber aimya akan mempunyai komposisi yang berbeda yang dipengaruhi oleh

kondisi iWim a?au mekanisme imbuh yang behda. Hal yang sama untuk cekungan

air tanah yang besar di mana perbedaan curah hujannya cukup nyata akan

memberikan kornposisi isotop dari daerah imbuh yang disebabkan oleh pengaruh

jaraknya ke daratan yang semakin jauh pergerakan awannya akan menyebabkan

semakin ringannya komposisi isotop. Dengan kata lain air yang mengimbuh dari

tempat yang jauh ke daratan akan mempunyai komposisi isotop yang lebih ringan

atau lebih negatif dibandingkan dengan air setempat yang berinfiltrasi ke dalam

tanah. Di samping itu curah hujan yang tinggi juga akan cendemng mempunyai

komposisi isotop yang ringan juga dibandingkan dengm curah hujan - - . yang . rendah.

Seoara umum siklus hidrnlogi dan tishibusi idbp dabil dep* OM

Gambar 4. Siklus hidrologi dan distribusi isotop .I Sumber. Gibson and A g ~ a l ( 2 0 0 1 )

Penenban tejadinya interaksi di antam akuifer (intemksi air tanah dan air

pemukanan) dapat diperkirakan dengan diketah4nya perbedaan komporisi isotop

tertentu dan komposisi isotop campurannya dengan menggunakanlmengh*hng frabi

komponen masing-masing. Analisis ini dapat dipabi untuk penditian secara lokal

dan regional, dan untuk penefitian daerah TPA diharapkan dapat digakai untuk

menjebskan hubungan air lindi dari TPA dengan air sumur-sumur yang terdapat di

lingkungan TPA wrta di har daerah TPA.

''c dan 'w. Penggunaan dan %i sebagai perunut dalam penelitian air tanah

adalah karena *C dan ?-I dipmduksi secara tetap dan terusmenerus, sehingga "C

dan 3~ yang ikut bersama air dalam siklus hidrologi dapat digunakan sebagai pewnut.

dan 3~ mernancarkan radiasi beta (f3) yang mempunyai waktu panrh tertentu,

sehingga dalam penelitian hidrologi dapat dipakai untuk menentukan umur air tanah.

?-l dapat dipakai untuk prputaran pendek (kira-kia 40 tahun) dan I4c dapat

menentukan umur air tanah yang benrmur sampai dengan 40.000 tahun.

Analisis 'H (tritium). Contoh air yang akan dianalisis kandungan tritiumnya, terlebih

dahulu didistilasi dalam rangkaian alat distilasi pada kondisi vakum. Sebanyak 600 mi

air hasil distilasi dimasukkan ke dalam tabung elektrolisis. Agar kandungan 'H yang

terkandung dalam contoh air dapat dideteksi oleh alat pencacah, maka contoh air

tersebut diperkaya menjadi 30 kalinya. Proses pengkayaan dilakukan dengan cara

elektrolsis pada alat pengkayaan (enrichment}. Setelah proses pengkayaan selesai,

akan didapat air hasil pengkayaan sebanyak 20 ml. Sebanyak 10 ml dipipet dan

dimasukan ke dalam vial gelas berkapasitas 21 ml. Ke dalamnya kemudian

diambahkan 11 rnl ULTIMA GOLD, yaitu larutan sintilator yang berfungsi

menghantarkan energi P %I dari contoh air yang akan ditentukan kandungan atau

aktiwitasnya. Kemudian larutan campuran tersebut dicacah menggunakan Liquid

Scintillation Counter merek Packard f W T R selama 20 menit sebanyak 50 putaran.

Hasil analisis 'H dipakai untuk evaluasi pergerakan air yang perputaran

pendek (kira-kira 40 tahun) yang dapat digunakan sebagai pendukung analisis isotop

alam lainnya dalam menentukan pergerakan air tanah dangkal.

Analisis "C. Contoh air diambil langsung dari sumbemya untuk menghindari

kontaminasi udara dan dimasukkan ke dalam tabung pengendap berkapasitas 60

liter. Proses pengendapan karbonat dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah

larutan kimia seperti FeS04 7H20, NaOH (bebas COz), BaCl2 dan Praestol dalam

kondisi basa. Oari proses ini diperoleh endapan contoh dalam bentuk BaCO3.

Endapan BaCOo yang dipemleh dibawa ke laboratorium untuk dilakukan analisis

kandungan I4c dan ' 3 ~ . Pmses analisis dilakukan menggunakan alat sintesis

benzena melalui beberapa tahapan reaksi

katalis ~C~HZ----* CeHs

Aktivitas "C dalam senyawa benzena dicacah menggunakan alat Liquid Scinti/iation

Counter meek Packard 1900TR sslama 20 menit sebanyak 50 putaran. Konversi

dan hasil cacahan menjadi umur ditentukan menggunakan rumus

t = (Tt&n2) In (AdAt) (3)

dengan t = umur (tahun), Tm = waktu panth, A. = Aktivitas awal, At = Aktivitas

pada waMu t tahun.

Analisis "C dilakukan untuk mendapatkan data pergerakan air tanah di

daerah peneliian dengan menentukan umur air tanah di sekitar lokasi penelitian.

Setelah penentuan umur dibuatkan peta is-kontur ( i ~ g e s ) yang akan menjelaskan

gerakan air tanah daemh pemlitian secara regional.

Mebode radlo'lsotop buatan. Metode radioisotop buatan dapat dilaksanakan

dengan teknik sumur tunggal dan sumur ganda. Teknik sumur tunggal dapat

digunakan untuk pengukuran arah dan kecepatan aliran air tanah dangkal dengan

menggunakan sebuah sumur sebagai tempat injeksi radiopenrnut dan sekaligus

sebagai tempat pengamatan respon radiopewnut. Pengukuran arah aliran dilakukan

dengan rnenginjeksikan radioperunut dalam bentuk senyawa KBr sebanyak 1

mCi dan seteiah percampuran kira-kira 1 hari dilakultan pencacahan dengan detektor

sintilasi Naln yang dilengkapi kolimator serta dihubungkan dengan scaler dan rate

meter untuk mencatat pencacahan. Pencacahan dilakukan untuk arah utara, slatan,

barat, timur, barat laut, timur laut, barat daya dan tenggara. Pengukuran kecepatan

aliran dilaksanakan dengan menginjeksikan * ~ r kedalam sumur yang telah

disiapkan. Dalam selang waMu tertentu yang dinormalisasikan dengan In CcuC = 1

diukur konsentrasi atau cacahan dengan instrumen pencacah detektor sintilasi NalTl

yang d ihubungkan dengan scaler dan rate meter pada permukaan tanah.

Teknik sumur ganda dipakai untuk penentuan karakteristik akuifer yang

dilaksanakan dengan pemompaan pada suatu sumur dan injeksi radioperunut = ~ r

atau '='I pada sumur lainnya. Setiap waktu dilakukan pengamatan penurunan muka

air dan pengamatan respon radioperunut selarna p r i d e pngamatan pada sumur

pompa. lnjeksi radioperunut dilakukan pada sumur penerima dan diikuti dengan

pengamatan respon radioperunut pada sumur pompa dengan menggunakan detektor

sintilasi NalTl yang dihubungkan dengan scaler dan rate meter. Hasil pengamatan

muka air dan respon radioperunut dievaluasi untuk penentuan karakteristik akuifer.

Dari hasil pengamatan muka air waktu pemompaan, debit pemompaan, dan respon

radiopewnut selama waktu pemompaan akan didapatkan porositas efektif dengan

persamaan

~ t = n ? ~ n ~ (4)

dengan Q =debit pernopaan (m3fdetik), x = jarak antara sumur (m), t = waMu

tempuh rata-rata (detik), H = ketebalan akuifer (m), nd = pornsitas efektif.

Untuk penentuan karakteristi k lainnya seperti dispersivis dilakukan dengan

menggunakan model pencemar transpor serta persamaan yang dikembangkan oleh

Dupuit. Persamaan untuk aliran radial mantap terhadap suatu sumur dalam akuifer

tak tertekan dapat ditunrnkan dengan bantuan asumsi Dupuit. Penetrasi akuifer

untuk akuifer tak tertekan secara horizontal dapat diperlihatkan seperti Gambar 5 .

Gambar 5. Aliran radial untuk penetrasi sumur suatu akuifer tak tertekan.

Debit sumur untuk aliran radial mantap yang terjadi adalah,

Q = - 2 x r K h d h M r (5)

Bila diintegralkan antara batas h = hw pada r=r, dan h=ho pada F T ~ akan dihasilkan

Perubahan untuk tinggi muka air dan jarijari pada dua sumur pantau persamaan di

atas menjadi,

Persamaan di atas dapat menentukan konduktivitas hidrolika dengan,

Untuk nilai drawdown (sf - s2 ) akan bemubungan erat dengan nilai

perubahan tinggi muka air hasil pemompaan. Transmtsivitas dapat ditentukan dengan

pendekatan persamaan krikut:

hl + h2

T - K 2

atau dapat juga ditentukan dengan melakukan substitusi terhadap persamaan (7)

untuk nilai s, dan s2 seperti berikut:

Teknik sumur hnggal. Pengukuran arah aliran dilakukan dengan menginjeksikan

perunut lI3' dalam bentuk senyawa KI sebanyak 1 mCi dan setelah percampuran kira-

kira satu hari ditakukan pencacahan dengan detektor sintilasi NalTl yang dilengkapi

kolimator (Gambar 6) serta dihubungkan dengan scaler dan rate meter untuk

mencatat pencacahan. Pencacahan dilakukan dengan menggunakan pipa yang dapat

diputar untuk arah Utara, Selatan, Barat, Timur, Barat laut, Timur laut, Barat daya dan

Tenggara. Pengukutan kecepatan ahran dilaksanakan dengan menginjeksikan lI3'

kedalam sumur yang telah disiapkan. Dalam selang waktu tertentu yang disesuaikan

dengan In C& = 7 diukur konsentrasilcacahan dengan instrumen pencacah dengan

detektor NalTl yang dihubungkan dengan scaler dan rate rnefer pada permukaan

tanah.

Kabel detektor

Detektor

I d, Kolimator (diameter 1 cm)

Gambar 6. Alat penentuan arah aliran air tanah

Teknik sumur ganda. Penentuan karakteristik akuifer dengan teknik sumur ganda

dilaksanakan dengan menyiapkan 3 sumur bor yang pelaksanaannya menggunakan

pompa pada suatu sumur dan pengamatan terhadap penurunan muka air untuk

ketiga sumur tersebut setiap waktu dan bersamaan dengan itu pada saat kondisi

muka air sta bil dilakukan injeksi pada sumur kedua (yang diengah) dan pengamatan

respons radiopewnut pada sumur pornpa. Hasil pengamatan muka air dan respons

radiopenrnut dievaluasi untuk penentuan karateristik akuifer. Dari hasil pengamatan

muka air pada waktu pemompaan, debit pemompaan, dan respons radiopewnut

selama waMu pemompaan akan dapat dih-itung poros*bs efektif , konduktfiias

hidrolika, transmisivitas, dan koefisien storage.

Hidrokimia

Pada umumnya sir tanah rnengandung 95 % dari ion-ion utama yang terdiri

dari 8 jenis ion yaitu 4 ion positif : natrium (Na' ), kafium (K3, kalsium ( ~ a * ) , dan

magnesium (MgB) dan 4 ion negatif : khlorida (Ct), sulfat (SO,*>, bikatbonat (HCOs3

dan karbanat (ca2-) dan nitrat (NOs'). Semua jenis ion ini bila dijumlahkan akan

menjadi mineralisasi total atau padatan terlarut total (total d i m e d solids).

Menurut Freeze dan Cherry (1979) air tanah yang mengafir dalam lapisan

akuifer tanah mengalami evolusi kimia air yang akan meningkatkan padatan terlawt

total dalam air. Dalam penelitian-penelitian air tanah di berbagai tempat di dunia, air

tanah dangkal pada daerah imbuh (recharge) mempunyai padatan terlamt yang kbih

rendah dibandingkan dengan air tanah dalam daerah yang sarna dan juga lebih

rendah daripada air pada daerah air tanah dangkal daerah discharge . Dari suatu

penelitian yang didasarkan pada ZOOOO cantoh air sumur bor yang dianaPsis di

Australia oleh {Chebotarev 1955, diacu dalam Freeze dan Cheny 19791,

rnenyimpulkan bahwa air tanah cenderung mengalami evolusi kimia yang kemudian

akan menjadi seperti kornposisi kimia air taut. Hasil penefiian itu menjelaskan bahwa

evofusi kimia ini biasanya diiringi oleh perubahan m r a regional terhadap anion-

anion yang dominan dalam air tanah seperti diunjukkan oleh urutan anion-anion. Hat

ini berarti pada pergerakan air dalam sistem air tanah diawali dengan anion HCOi

yang paling dominan, diikuti oleh anion HC% , SO:- dan selanjutnya pada umur air

tanah yang tertua diakhiri oleh anion CI' yang paling dominan seperti dipedihatkan

pada Gambar 7.

Pengalitan air b

HCO j 1-4 HCO~ , SO?^ 4 SO:, HCS I -+ ~ - - - + F r ] ~ - + ~ I

b Umur air tanah bertambah

Garnbar 7. Diagram urutan pnrbahan anion dalam air tanah

Perubahan ini teqadi karena pergerakan air tanah dari lapisan atas melewati

lapisan tengah setanjutnya ke lapisan dalam di mana aliran sangat lambat dan umur

aimya bemmur tua. Urutan ini dalam ilmu geologi telah dikembangkan juga oleh ahli

hidmgeobgi Uni Soviet secara terpisah. Untuk cekungan sedimen yang besar

berdasarkan hasil penelitian tenebut dijelaskan unrtan temadap tiga lapisan utama

akuifer sebagi berikut:

1. Lapisan atas mernpunyai sifat air tanah yang aktif dan air lapisan ini mempunyai

HCa- sebagai anion yang dominan dan mempunyai kandungan padatan

terlarut total yang rendah.

2. Lapisan tengah mempunyai sifat sirkulasi yang kurang aMi dan mempunyai

kandungan kandungan padatan terlarut yang tinggi dan sod2' (sulfat) biasanya

anion dominan.

3. Lapisan bawah dengan sifat aliran sangat lambat dan mempunyai kandungan

mineral tinggi dan konsentrasi CT tinggi dan padatan terlanrt total juga tinggi.

Bila ketiga lapisan tersebut tidak mmpunyai hubungan yang spesmk terhadap

jarak dan waktu maka air tanah lapisan atas akan mempunyai umur tahunan sampai

puluhan tahun, lapisan tengah akan mempunyai umur ratusan tahun sampai ribuan

tahun dan lapisan bawah mempunyai wnur ribuan tahun sampai jutaan tahun.

Selanjutnya interpretasi hidmkimia untuk perunut kimia dapat dilakukan dengan

rnetode grafi k yang dikom binasikan dengan faktor-faktor geohidmlogin ya. Data

hidrokimia dapat digunabn sebagai perunut untuk membantu menjawab prtanysan

seperti tingkat homogenitas akuifer dan waMu tinggal air berdasarkan pada konsep

geologi terdahulu. Data ion utama dalam air dapat digambarkan dalarn bentuk grafik

yang sangat populer disebut dengan diagram trilinier yang memperlihatkan

komposisi anion atau kation utama secara terpisah atau sebagai kombinarinya

(Gambar 8).

Gambar 8. Diagram Piper trilinier air tanah pada Cekungan SM Murray, Australia (Sumber Herczeg dan Edmunds 2001)

Hubungan dan evolusi antara kornposisi dominan biasanya rnemperlihatkan

percamputan sepanjang pejalanan dan arah panahnya yang dapat menunjukkan

arah aliran yang dicontohkan dari cekungan Murray, Australia ( Her- dan

Edmunds 2001).

Analisis hidrokimia dilakanakan terhadap contoWntoh air pemukaan dan

air tanah yang terdapat di daerah penelitian dengan menentukan anion dan kation

utama, pH dan Padatan Terlarut Total air. Pengukuran dilakukan sesuai dengan

teknik analisis standar dalam analisis kimia air @rosadur ASTM ). Analisis anion Ct,

SO,%, N& dilakukan dengan spehmeter W-VIS dan anion HCOs- dengan

volumetric, sedangkan anaiisis kation CaZ', ~ g l ' , c, dan Na' dilakukan dengan

menggunakan spektmmeter serapan atom ( M S ) dengan pmmdur ASTM. Data ini

digunakan untuk evaluasi air tanah terhadap asahsul, evolusi kimia air dan dinamika

air tanah.

Model transpot pencernar air tanah

Untuk menjelaskan pola penyebaran (dispersi) pencemar dalam air tanah

dipakai model tnnspor pencemar kontinyu dengan asumsi air yang tefcemar

berinfhtrasi kedalam akuifer dari sistem air permukaan yang tercernar yang

selanjutnya bematu dengan sistem air tanah dangkal (akuifer dangkal).

Migmsi pencemar dalam sistem air tanah dapat diterangkan dengan dua

persamaan, yaitu persamaan yang menjelaskan pergerakan fluida air tanah dan

pewmaan transpor massa. Persamaan transpor rnagsa biasanya dituliskan secara

matematik dalam persamaan satu dan dua dimensi dengan injeksi sesaat , injeksi

kontinyu, dan injeksi sesaat dengan laju pemompaan dari sumur dengan jarak

tertentu dalam buku-buku pernodelan air tanah yaw juga dipakai dalam rangka

interpretasi data penrnut yang dikenal dengan Computer Aided Tracer Test

Interpretation, CA 7 7 1 (Sauty dan Kinzelbach 1988).

Pelindian pencemar dari tanah perrnukaan oleh air hujan membawa pencemar

ke dalam sistem air tanah dangkal, Hal yang =ma juga terjadi, bila kebocoran dan

pengalimn melalui TPA atau waste deposds merupakan surnber pencemaran utama

yang perfu diamati.

Model transpor pencemar memerlukan data input yang didapatkan dari teknik

hidroisotop yang selanjutnya dapat diguna kan untuk mendukwng pengkajian dan

pengem bangan te knik penanggulangan, de kontarninasi serta perlindungan

ling kungan yang akan diterapkan untuk pening katan (hpmvemnt) sistem TPA atau

proteksi sumurdiumur penduduk dari migrasi pencemar dari sistem TPA. Prosedur

analisis teknik hidmisotop, hidrokimia, dan petunjuk pelaksanaan dalam penelitian ini

dapat dilihat pada Prosedur Lampiran 1 sampai 7.

Pengelolaan air tanah dangkal daemh TPA

Sistem air tanah dan air permukaan adalah sating bemubungan okh perkolasi

air permukaan ke dalam lapisan air tanah atau sebaliknya oleh mengalimya air tanah

ke sistem air permukaan. Dengan demikian pembuangan sampah ataupun

penempatan bahan pencemar di permukaan tanah akan dapat menyebabkan

pencemaran terhadap air tanah dangkal dan air tanah dalam ataupun pencemaran air

tanah akan dapat mencapai air permukaan.

Losen (1988) menjelaskan di Jerman bahwa sumur b r untuk kebutuhan air

masyarakat umum harus diprateksi terhadap pencemaran dan disyaratkan

mempunyai zona proteksi air tanah (gmundwaterpmtective zones) yang di bagi dalam

3 macam zona yaitu zona proteksi pertama mnggambarkan daerah paling dekat

dengan sumur pornpa dalam radius 10 sarnpai 15 meter, zma kedua daerah probksi

tehadap pengaruh bakteri (50 daytdistall~~), dan zona proteksi ke@a menrpakan

seluruh daerah tangkapan air tanah.

Menurut Nwotny dan Olem (1994) saat ini Tempat Pembuangan M i r (sdH

wastedkpmar) termasuk sumber pencamatan air tanah &ma di dunia setelah tanki

septik dan c e s p d s dengan pehitungan saat itu di Amen'ka Serikat hanya 6 % dari

seluruh sanitary IaMIs yang tidak menyeba bkan masalah lingkungan dan

beropsmd secara baik. Hal ini didukung oleh Frwze and Cherry (1978) yang

menyatakan bahwa kontarninasi air tanah oleh bahan organik yang dapat bergerak

akan menjadi masalah yang sangat serius.

Pengelolaan air tanah dangkal daerah TPA bemubungan dengan jumlah lindi

yang akan hrgerak ke dalam sistem air tanah dangkal. Jurnlah lindi yang dihasilkan

dapat ditentukan dengan pendekatan keseimbangan air (water balance) hidrologi

TPA yang diurunkan oleh Killy (1997)

LC=PR+SRT-SRO-EP-ST (1 1)

dengan LC = Jumlah lindi, PR = Jumlah Hujan, SRO = Limpasan keluar TPA, SRT =

Limpasan masuk TPA (dengan catatan bahwa TPA dirancang untuk keadaan air

limpasan masuk = O), EP = evaprasi, ST = Pembahan air stmge.

Dalam daerah tangkapan hidrologi persamaan keseimbangan air TPA dapat

dkderhanakan bila waktu pertimbangan adalah 1 tahun sehingga ST akan menjadi

nol. Dalam pemitungan nilai EP dan ST #htu benrbah yang disebabkan reaksii

reaksi biokimia selama penempatan sampah, variasi infihsi dan proses-proses

lainnya yang tergantung pada kondisi setempat. Warn praktek, pemnmnaan TPA

selalu mensyaratkan jumlah lindi yang terbentu k minimal. Unsur-unsur keseim bangan

air TPA dipertihatkan dalam Gambar 9.

SRT

SRO $44 ttt

I

Gambar 9. Unsur keseirnbangan air TPA

air oleh - Pengelolaan lindi dapat dilakukan dalam beberapa metode secara umum

yaitu: pengurangan =caw alami oleh tanah, menghambat pembntukan lindi,

pengumpulan dan pengolahan, prlakuan pendahuluan untu k mengurangi volume

dan kelarubn, dan detoksikasi limbah berbahaya sebelum pem buanga n. Dalam

banyak kasus lindi (leachate) yang dikumpulkan seharusnya dilaltu kan pngolahan

pendahuluan dengsn "nit pengolah biologi anaembik (enaerobic filter of suspended

growth readom) atau unit pengolah biobgi anaerobik-aerobik (biofitter) sebelum

dibuang ke saluran.

Pada prakteknya untuk menghalangi migmsi lindi ke dalam sistem air tanah

secara hidrologi dapai dilakukan dengan membuat penyangga penman air tanah

(groundwater depmssbn barnid seperti pada Gambar 7 0. Untuk sistem konstru ksi

TPA yang paling mutakhir disyaratkan bahwa dasar tempal pembuangan hams

mempunyai lapisan lernpung dan lembarah geomembran serh lapisan geologi lokasi

yang mempunyai nilai penebilitas yang sangat rendah sepedi lempung dan

bermanfaat untuk meng hilang kan atau mengumngi potensi kebocomn lindi ke ddalam I

sistern air tanah. I

i Lindi untuk pengolahan atau pembuangan A A

Garnbar t 0. Pengendalian pencemaran air dari TPA dengan penyangga penurunan air tanah