analisis daya tampung beban pencemaran...

ANALISIS DAYA TAMPUNG BEBAN PENCEMARAN KALI BUDURAN KABUPATEN SIDOARJO DENGAN METODE QUAL2KW

Oleh :Desy Aviliani WulandariNRP. 3309 100 062

Dosen Pembimbing:Prof. Dr. Ir. Nieke Karnaningroem, MSc.NIP. 19550128 198503 2 001

Dosen Co-PembimbingIr. Didik Bambang Supriyadi, MT.NIP. 19630705 199203 1 001

Latar Belakang

Penurunan Kualitas Air

Bahan baku PDAM Delta TirtaKabupaten Sidoarjo cabang IPA

SiwalanPanji

Daya tampung bebanpencemaran

Metode Qual2kw

Permukiman

PersawahanIndustri

Rumusan MasalahKali Buduran merupakan air baku untuk IPA Kab Sidoarjo. Berdasarkanpengamatan langsung kondisi fisik sungai berwarna hijau kecoklatan.Selain itu belum adanya penelitian mengenai perhitungan daya tampungbeban pencemaran di Kali Buduran.

TujuanTujuan dari tugas akhir ini sebagai berikut : Mengaplikasikan dan mengevaluasi dengan metode QUAL2Kw dengan

4 (empat) skenario pada air sungai Menghitung daya tampung beban pencemaran kali Buduran.

ManfaatManfaat dari tugas akhir ini sebagai berikut : Memberikan informasi acuan untuk pengelolaan kualitas lingkungan

pada kali Buduran. Memberikan acuan untuk peningkatan pengolahan air pada IPA

Siwalanpanji

Ruang Lingkup

1• Wilayah studi meliputi kali Buduran dari hulu hingga IPA Siwalanpanji• Data primer, meliputi data kualitas air (pH, temperatur, DO, BOD, COD, TSS, NO3

-, NH4

+, dan PO43-), dan kuantitas air (debit air sungai).

2• Data sekunder, meliputi data kualitas air (pH, temperatur, DO, BOD, COD, TSS,

NO3-, NH4

+, dan PO43-), data kuantitas air (debit air sungai dan debit air limbah), dan

data meteorologi dan klimatologi.

3• Sumber pencemar meliputi point source dan non-point source.• Pemodelan kualitas air sungai Mangetan Kanal dan kali Buduran menggunakan

program QUAL2Kw yang ditujukan untuk perhitungan daya tampung menggunakanparameter BOD dengan baku mutu PP No. 82 tahun 2001.

KerangkaPenelitian

Mengetahui daya tampungbeban pencemaran dan

disesuaikan dengan bakumutu sesuai kelas sungai

Observasi lapangan danPenetapan segmen sungai

Studi Literatur meliputiPencemaran sungai, Self

Purification, dayatampung beban

pencemaran danQual2kw

Pengumpulan data meliputi Data primer dan

data sekunderPenggunan Model

Qual2kw

Analisis data dengan Qual2kw

Kesimpulan dan Saran

Parameter Uji, Debit Sungai,

Klimatologi , ProfilHidrolis

Parameter Uji

No. Nama ParameterNama Parameter pada

QUAL2Kw1 pH pH2 Temperatur (°C) Temperature (°C)3 DO (mg/L) Dissolved Oxygen (mg/L)

4 BOD5 (mg/L) CBOD fast (mg/L)

5COD (mg/L) Generic Constituent (mg/L)

6 TSS (mg/L) ISS (mg/L)7 NO3 (mg/L) NO3 (µg/L)8 NH4 (mg/L) NH4 (µg/L)9 PO4 (mg/L) Inorganic P (µg/L)

Gambar 3. Worksheet QUAL2Kw

QUAL2Kw

Segmen Penelitian

Pembentukan ModelKondisi Sungai

Teknik SimulasiPenetapan Daya Tampung

Analisa dan pembahasan

Segmen Penelitian

Mengalir dari kecamatan Buduran, Sukodono dan Wonoayu .

1.051.270.811.551.671,121.93

9,4 km

7,47 km

6,35 km 4,68 km

3,13 km2,32 km 1,05 km0

12

34

5 6 7

0

Hulu Sungai

Hilir Sungai

Pembentukan Model

Penginputan data kualitas di Hulu (Headwater) ,Data Hidrolik dan Data Kualitas

air (WQ data)

Kalibrasi Data berupa Kalibrasi

Data Hidrolik dan Kualitas Air

Model di running, dan trial and error dari koefisien

model

Kondisi hidrolis sungai dari titik hulu hingga hilir dilihat dari debit aliran, kecepatan aliran, dan kedalaman sungai.

Kondisi Hidrolis

H-data V-datam m/s

9,4 0,780 1,200 0,0937,47 3,814 1,600 0,1996,35 3,113 1,100 0,2104,68 2,444 1,300 0,1363,13 3,880 1,100 0,2782,32 3,207 1,100 0,1911,05 3,859 1,800 0,143

0 2,583 2,500 0,067

Jarak (km) Debit m3/detik

Kondisi Hidrolis

Grafik Debit

GrafikKecepatan

Kondisi Hidrolis

Grafik Kedalaman

Kondisi kualitas air sungai dari hasil sampling berdasarkan pembagian segmen dan sumber pencemar.

Kondisi Kualitas Air dan Sumber Pencemar

Tenik Simulasi

SkenarioKualitas Air di

HuluSumber Pencemar

Kualitas Air Sungai

1 Eksisting Eksisting Model

2 EksistingEstimasi tahun

2018Model

3 EksistingTanpa sumber

pencemarModel

4 Eksisting Trial & error*BMA Kelas

Dua/Tiga

Keterangan : *BMA = Baku Mutu Air (PP No. 82 Tahun2001)

Skenario 1 Sumber pencemar pada skenario 1 ini menggunakan kondisi eksisting dari

Kali Buduran .Tujuannya mengetahui kondisi beban pencemar yang adadari hulu hingga hilir segmen pada sungai.

Grafik pH danTemperatur

Skenario 1

GrafikDO danBOD

Grafik COD dan TSS

Skenario 1

Grafik Nitrat, Amonium, danFosfat

Skenario 1

GrafikBOD

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0123456789

diss

olve

d ox

ygen

(mg/

L)

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

DO(mgO2/L) DO (mgO2/L) data DO(mgO2/L) Min DO(mgO2/L) Max

Minimum DO-data Maximum DO-data DO sat

0

5

10

15

20

25

0123456789

fast

-rea

ctin

g CB

OD

(mg/

L)

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

CBODf (mgO2/L) CBODf (mgO2/L) data CBODf (mgO2/L) Min CBODf (mgO2/L) Max

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

45,0

0123456789

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

Generic constituent Generic constituent user defined Generic Min Generic Max

Grafik DO

GrafikCOD

Skenario 2 Estimasi

Tahun 2018

Skenario 3 Tanpa Adanya

Pencemar

Grafik BOD

Grafik DO

Grafik COD

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0123456789

diss

olve

d ox

ygen

(mg/

L)

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

DO(mgO2/L) DO (mgO2/L) data DO(mgO2/L) Min DO(mgO2/L) Max

Minimum DO-data Maximum DO-data DO sat

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0123456789

fast

-rea

ctin

g CB

OD

(mg/

L)

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

CBODf (mgO2/L) CBODf (mgO2/L) data CBODf (mgO2/L) Min CBODf (mgO2/L) Max

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

0123456789

distance upstream (Km)

Kali Buduran (4/2/2013)

Generic constituent Generic constituent user defined Generic Min Generic Max

Skenario 4 Sesuai dengan

Baku Mutu Kelas III

Grafik BOD

Grafik DO

Grafik COD

Perhitungan Daya Tampung

. Skenario 3 dan Skenario 4

Dalam hal ini beban pencemaran penuh yang dimaksudkan disesuaikandengan baku mutu air kelas tiga dan beban tanpa pencemar merupakantidak ada satupun sumber pencemar yang masuk dengan kata lain sungaimengalami purifikasi secara alamiah. Berikut rumus yang digunakan dalammencari daya tampung beban pecemaran.

Daya Tampung = Beban pencemar maksimum – Beban tanpa pencemar

Perhitungan Daya TampungBeban Pencemaran Skenario 3 Kali Buduran

Beban Pencemaran Skenario 4 Kali Buduran

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS

(kg/hari)CBODf

(kg/hari)NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)

segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 44582.4 1036.8 108.9 254.0 54.4 6998.4segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0segmen 5 3,13 -2,32 0.02 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0segmen 7 1,05 - 0 0.00 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS

(kg/hari)CBODf

(kg/hari)NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 51512.4 914.786 38.982 55.006 114.341 8390.7segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 155.9 12.529 0.020 2.849 0.703 96.2segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 864.0 0.009 0.009 17.280 6.739 432.0segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 950.4 0.010 0.006 19.008 8.078 475.2segmen 5 3,13 -2,32 0.02 172.8 0.002 0.001 3.456 1.555 86.4segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 172.8 0.002 0.001 3.456 1.728 86.4segmen 7 1,05 - 0 0.00 17.3 0.000 0.000 0.346 0.173 8.6

Perhitungan Daya Tampung Daya Tampung = Beban Pencemar Maksimum – Tanpa Beban Pencemar

Daya Tampung Beban Pencemaran Kali Buduran

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS

(kg/hari)CBODf

(kg/hari)NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)segmen 1 9,4 - 7,47 2.302 6929.985 -640.414 -69.882 -199.010 59.909 1392.326segmen 2 7,47 - 6,35 0.017 155.866 12.529 0.020 2.849 0.703 96.163segmen 3 6,35 - 4,68 0.100 864.000 0.009 0.009 17.280 6.739 432.000segmen 4 4,68 - 3,13 0.110 950.400 0.010 0.006 19.008 8.078 475.200segmen 5 3,13 -2,32 0.020 172.800 0.002 0.001 3.456 1.555 86.400segmen 6 2,32 - 1,05 0.020 172.800 0.002 0.001 3.456 1.728 86.400segmen 7 1,05 - 0 0.002 17.280 0.000 0.000 0.346 0.173 8.640

9263.131 -627.863 -69.843 -152.615 78.886 2577.129Total

Dari hasil perhitungan daya tampung beban pencemaran Kali Buduran untuk parameter BOD, Amonium dan Nitrat sudah melebihi batas daya tampung,

Penurunan Beban Pencemaran

Penurunan beban pencemaran dengan selisih dari simulasi skenario 1 (kondisi eksisting) dan simulasi skenario 4 (baku mutu sungai kelas III).

Skenario 4

Skenario 1Segmen Jarak (km)

Debit (m3/detik)

ISS (kg/hari)

CBODf (kg/hari)

NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 56078.6 5276.6 322.1 290.9 114.3 9292.7segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 2886.1 108.0 16.6 2.8 0.9 209.0segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 21600.0 691.2 60.5 30.2 6.7 907.2segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 33264.0 570.2 11.2 42.8 8.1 950.4segmen 5 3,13 -2,32 0.02 14688.0 103.7 1.7 7.8 1.6 172.8segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 14688.0 103.7 1.3 8.9 3.0 172.8segmen 7 1,05 - 0 0.00 1728.0 10.4 0.1 1.0 0.3 17.3

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS

(kg/hari)CBODf

(kg/hari)NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 51512.4 914.786 38.982 55.006 114.341 8390.7segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 155.9 12.529 0.020 2.849 0.703 96.2segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 864.0 0.009 0.009 17.280 6.739 432.0segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 950.4 0.010 0.006 19.008 8.078 475.2segmen 5 3,13 -2,32 0.02 172.8 0.002 0.001 3.456 1.555 86.4segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 172.8 0.002 0.001 3.456 1.728 86.4segmen 7 1,05 - 0 0.00 17.3 0.000 0.000 0.346 0.173 8.6

Penurunan Beban Pencemaran

Persentase Penurunan Beban Pencemar

Selisih Penurunan Beban Pencemar

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS

(kg/hari)CBODf

(kg/hari)NH4

(kg/hari)NO3

(kg/hari)Inorg P

(kg/hari)COD

(kg/hari)

segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 4566.2 4361.8 283.1 235.9 0.0 902.0segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 2730.2 95.5 16.6 -0.1 0.2 112.8segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 20736.0 691.2 60.5 13.0 0.0 475.2segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 32313.6 570.2 11.2 23.8 0.0 475.2segmen 5 3,13 -2,32 0.02 14515.2 103.7 1.7 4.3 0.0 86.4segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 14515.2 103.7 1.3 5.4 1.3 86.4segmen 7 1,05 - 0 0.00 1710.7 10.4 0.1 0.7 0.2 8.6

Segmen Jarak (km)Debit

(m3/detik)ISS (%) CBODf (%) NH4 (%) NO3 (%) Inorg P

(%)COD (%)

segmen 1 9,4 - 7,47 2.30 8.1 82.7 87.9 81.1 0.0 9.7segmen 2 7,47 - 6,35 0.02 94.6 88.4 99.9 0.0 24.5 54.0segmen 3 6,35 - 4,68 0.10 96.0 100.0 100.0 42.9 0.0 52.4segmen 4 4,68 - 3,13 0.11 97.1 100.0 99.9 55.6 0.0 50.0segmen 5 3,13 -2,32 0.02 98.8 100.0 99.9 55.6 0.0 50.0segmen 6 2,32 - 1,05 0.02 98.8 100.0 99.9 61.2 42.9 50.0segmen 7 1,05 - 0 0.00 99.0 100.0 99.8 65.5 50.0 50.0

Dari hasil penurunan beban pencemaran didapatkan persentasepenurunan pada tiap parameter tinggi, hal tersebut membuktikan bahwakondisi kualitas Kali Buduran tercemar sehingga perlu upaya pengelolaanyang lebih lanjut

Kesimpulan1. Hasil Simulasi Skenario di Kali Buduran

• Simulasi skenario 1, parameter BOD ,TSS dan Amonium (NH4) yang telahmelebihi baku mutu sungai kelas III.

• Simulasi skenario 2, parameter BOD,TSS dan Amonium (NH4) yang telahmelebihi baku mutu sungai kelas III sama dengan simulasi skenario 1.

• Simulasi skenario 3, kondisi kualitas air pada simulasi skenario lebih baikdaripada skenario 1 dan 2.

• Simulasi skenario 4, kondisi kualitas air sesuai dengan baku mutu sungaikelas III.

2. Daya tampung beban pencemaran di Kali buduran untuk tiap parameter didapatkan hasil total adalah TSS sebesar 9263,131 kg/hari, COD sebesar2577,129 kg/hari dan Phospat sebesar 78,86 kg/hari.

Saran

Adanya kajian daya tampung beban pencemaran yang lebih lanjut di Kali Buduran dengan penambahan simulasi skenario kondisi kualitas air.

Dengan kondisi kualitas air di Kali Buduran agar dapat digunakan sebagaibahan baku maka perlu adanya intalasi pengolahan pada IPA Siwalanpanji

Daftar Pustaka Anonim. 2002. Keputusan Gubernur Jawa Timur Nomor 45 Tahun 2002 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Industri atau

Kegiatan Usaha Lainnya di Jawa Timur.

Anonim. 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 110 Tahun 2003 tentang Pedoman Penetapan DayaTampung Beban Pencemaran Air.

Anonim. 2003. Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 112 Tahun 2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik.

Anonim. 2010. Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 01 Tahun 2010 tentang Tata Laksana PengendalianPencemaran Air.

Anonim. 2008. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 42 Tahun 2008 Tentang Pengelolaan Sumber Daya Air. Pasal 9.

Anonim. 2012. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 37 Tahun 2012 tentang Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Pasal1.

Anonim. 2009. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan LingkunganHidup.

Rusnugroho,A.2012.Penentuan Daya Tampung Beban Pencemaran Kali Madiun ( Segmen Wilayah Kota Madiun )Menggunakan Qual2kw. Teknik Lingkungan .Institut Sepuluh November Surabaya.

Trofisa, D.2011. Kajian Beban Pencemaran dan Daya Tampung Pencemaran Sungai Ciliwung di Segmen KotaBogor.Skripsi.Departemen Konservasi Sumber Daya Hutan Dan Ekowisata.Fakultas kehutanan institute pertanian bogor

TERIMAKASIH