transport kontaminan dalam air tanah

7/31/2019 Transport Kontaminan Dalam Air Tanah

1/6

Jurnal Polusi Tanah dan Air Tanah ( 2012 )

Kelompok 8, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

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]

4

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 sangatdipengaruhi 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 alatgroundwater 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 artinyabahwa 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. Ketikakontaminan 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.


2/6



METODE PRAKTIKUMPada 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). Setelahitu, 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 belakangbox 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 denganmenggunakan programMicrosoft Excel.

HASIL DAN PEMBAHASAN

HASIL PERCOBAAN

Gambar 1. Dimensi Model Miniatur Aliriran Air dalam Tanah


3/6



Tabel 1. Head Air dalam Tanah

Waktu Head pada Selang

(menit) 1 2 3 4 5

2 8.8 10.9 12.4 13.5 13.6

4 8.4 9.4 10 10.6 11.3

6 8.6 9 8.7 8.9 8.6

8 11 11.5 11.8 12.4 12.5

10 17.5 13.2 6.6 14.1 13.8

12 14.9 16.5 18.4 19.5 20.7

14 11 14.5 17.3 19 20

16 10 13.3 16.2 18.5 19.1

18 9.2 13 15.5 17.6 18.2

20 8 10.5 12 13.6 14

Gambar 2. Profil Aliran/Head Air dalam Tanah

Tabel 2. Aliran Kontaminan Tinta dalam Tanah

Waktu

(menit)

Jarak

Kontaminan

Kedalaman

2 11 10

4 12 11.5

6 14 12

8 15 12.4

10 17 13

12 14 14

14 15 14.6

16 15 15

18 16 16

20 17 16.5


4/6



Gambar 3. Aliran Kontaminan Tinta dalam Tanah

PEMBAHASANMenurut 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 tanahdan 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


5/6



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 transportkontaminan 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. dangrafik 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.

KESIMPULANDari 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 itupraktikan juga telah mengetahui bahwa trasnsport kontaminan dalam tanah

mengalami tiga proses, yaitu adveksi, dispersi, dan retardasi.

Daftar PustakaAnonim. 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.


6/6



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

Documents