1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang banyak

sehingga perlu dilindungi agar dapat bermanfaat bagi hidup dan kehidupan manusia

serta mahkluk hidup lainnya. Untuk menjaga atau mencapai kualitas air sehingga

dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan sesuai dengan tingkat mutu air yang

diinginkan, maka perlu upaya pelestarian dan pengendalian. Pelestarian kualitas air

merupakan upaya untuk memelihara fungsi air agar kualitasnya tetap pada kondisi

alamiah. Pengelolaan kualitas air dilakukan dengan upaya pengendalian pencemaran

air, yaitu dengan upaya memelihara fungsi air sehingga kualitas air memenuhi baku

mutu (Azwir, 2006)

Suatu sungai dikatakan tercemar jika kualitas airnya sudah tidak sesuai

dengan peruntukkannya. Kualitas air ini didasarkan pada baku mutu kualitas air

sesuai kelas sungai berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang

Pengelolaan kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Menurut Bahtiar (2007),

Lingkungan dapat dikatakan tercemar jika dimasuki atau kemasukan bahan pencemar

yang dapat mengakibatkan gangguan pada makhluk hidup yang ada didalamnya.

Sungai pada dasarnya mempunyai kemampuan untuk membersihkan polutan

yang masuk secara alamiah yang disebut dengan Kapasitas Asimilasi (assimilative

cappacity). Kapasitas asimilasi setiap sungai tidak sama karena bergantung pada

karakteristik hidrologi sungainya masing-masing dan aktifitas penggunaan lahan di

sekitar sungai. Secara umum, kualitas air sungai sangat bergantung dengan kondisi

vegetasi pada catchment area, besaran dan jenis kegiatan yang akan bermuara ke

sumber air, serta kemampuan asimilasi sumber air terhadap input pencemar yang

diterimanya (Bangyou, et al 2011).

Berdasarkan UU No. 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan

Lingkungan Hidup, pencemaran lingkungan hidup adalah masuk atau dimasukkannya

2

makhluk hidup, zat, energi dan/atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh

kegiatan manusia sehingga melampaui baku mutu lingkungan hidup yang telah

ditetapkan. Dan pada pasal 17 ayat 2 dijelaskan bahwa apabila daya dukung dan daya

tampung lingkungan telah terlampaui maka kebijakan, rencana dan program yang

memberikan tekanan terhadap lingkungan harus diperbaiki. Dengan demikian, jika

beban limbah yang masuk ke sungai telah melampaui daya tampung sungai, maka

pencegahan penurunan kualitas sungai harus dilakukan dengan strategi pengelolaan

yang baik. Penilaian terhadap kualitas badan air untuk suatu peruntukan didasarkan

kepada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 115 Tahun 2003

tentang Pedoman penentuan status mutu air.

Pengelolaan sungai dimulai dari identifikasi aktifitas yang berpotensi

mencemari sungai, pengukuran kualitas air sungai, penetapan status mutu air sungai,

penentuan beban cemar sungai sesuai baku mutu, penentuan titik kritis yang memiliki

beban cemar tinggi, pengukuran kapasitas asimilasi sungai dan perumusan strategi

penurunan beban cemar dan konservasi sungai.

Sungai Kupang adalah bagian dari Satuan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai

SWP DAS Pemali Comal. Luas wilayah Sungai Kupang seluas 18.022,193 Ha

di Provinsi Jawa Tengah bagian utara yang melintasi 3 Kabupaten dan 1 Kota, yaitu

mulai dari yang terluas adalah Kabupaten Pekalongan sebesar 53,88 % (9.708,13 ha),

Kabupaten Batang 32,04 % (5.774,51 ha), Kota Pekalongan 14,06 % (2.533,221

ha), dan yang terkecil adalah Kabupaten Banjarnegara sebesar 0,04 % (6,332 ha)

(BPDAS Pemali-Jratun, 2013).

Sungai Kupang adalah salah satu sungai yang mengalir di Kota Pekalongan

yang menerima limbah, baik dari industri maupun domestik, Perkembangan industri

dan pemukiman di sepanjang aliran sungai Kupang telah mempengaruhi kualitas air

sungai. Penurunan kualitas air ditandai dengan perubahan warna air dan bau padahal

sebahagian masyarakat di pinggiran sungai masih memanfaatkan air Sungai Kupang

untuk kebutuhan sehari-hari.

3

Tata guna lahan merupakan bagian penting yang mempunyai pengaruh

pada kualitas air sungai. Kemampuan daya tampung air sungai yang telah ada

secara alamiah terhadap pencemaran perlu dipertahankan untuk meminimalkan

terjadinya penurunan kualitas air sungai (Marfai Aris, 2004). Daerah hulu dengan

pola pemanfaatan lahan yang relatif seragam, mempunyai kualitas air yang lebih baik

dari daerah hilir dengan pola penggunaan lahan yang beragam. Semakin kecil tutupan

hutan dalam sub DAS serta semakin beragamnya jenis penggunaan lahan dalam sub

DAS menyebabkan kondisi kualitas air sungai yang semakin buruk, terutama akibat

adanya aktivitas pertanian dan pemukiman (Supangat, 2008).

Penggunaan lahan di sepanjang Sungai Kupang yang dapat mempengaruhi

kualitas air sungai Kupang meliputi pertanian, permukiman dan industri. Kegiatan

pertanian tanaman semusim yang menggunakan pupuk dan pestisida diperkirakan

akan mempengaruhi kualitas air sungai melalui buangan dari lahan pertanian yang

masuk ke badan air. Disamping itu, kegiatan masyarakat yang menghasilkan buangan

air limbah domestik serta keberadaan industri tekstil dan batik yang membuang air

limbahnya ke sungai Kupang akan berpengaruh terhadap kualitas air.

1.2 Perumusan Masalah

Dari uraian latar belakang tersebut di atas maka permasalahan yang

melatarbelakangi penelitian ini adalah :

1. Apakah pengaruh sumber pencemar terhadap kualitas air Sungai Kupang

Pekalongan?

2. Bagaimana beban pencemaran dan status mutu air Sungai Kupang

Pekalongan?

3. Bagaimana strategi pengelolaan kualitas air Sungai Kupang Pekalongan?

4

1.3 Tujuan Penelitian

1. Menganalisis kualitas air Sungai Kupang Pekalongan

2. Menghitung beban pencemar Sungai Kupang dan menentukan Status Mutu

Air Sungai Kupang Pekalongan

3. Merekomendasi peruntukan kelas Sugai Kupang Kota Pekalongan

4. Menentukan upaya pengelolaan kualitas air Sungai Kupang Pekalongan

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

a. Memberikan informasi tentang kondisi dari Sungai Kupang Pekalongan

b. Dapat menjadi referensi bagi penelitian sejenis tentang kualitas air sungai.

1.5 Orisinalitas Penelitian

Sampai saat ini belum ada penelitian mengenai kualitas air Sungai Kupang

guna menentukan peruntukan ditinjau dari aspek lingkungan. Upaya pemantauan

kualitas air Sungai Kupang pernah dilakukan oleh Badan Lingkungan Hidup Provinsi

Jawa Tengah. Namun dalam teknik analisa belum menggunakan indeks pencemaran

dan belum digunakan dalam menentukan peruntukan status mutu air Sungai Kupang.

Beberapa penelitian terdahulu tentang kualitas air sungai yang dijadikan referensi

dalam penelitian ini adalah;

5

Tabel 1.1 Penelitian terdahulu tentang kualitas air

No Nama Peneliti Judul Penelitian Tujuan Metode Kesimpulan

1 Wiwoho (2005)

Tesis

MIL Undip

Model Identifikasi Daya

Tampung Beban Cemaran

Sungai Dengan QUAL2E

(Studi Kasus Sungai

Babon

1. Mengidentifikasi daya tampung

beban cemaran BOD dengan

menggunakan metode Qual2e.

2. Merekomendasikan kelas sungai

Babon untuk pengendalian

pencemaran sungai di masa yang

akan datang.

1. Membagi Sungai Babon

menjadi 8 ruas, dengan

parameter BOD; hidrologi,

debit dan penampang sungai.

2. Menghitungbeban pencemaran

3. Membuat simulasi model

untuk kualitas mutu air sungai

Babon

1. Daya tampung beban cemaran Sungai Babon :

Km 0-5 melampaui kelas 1, Km 6-40 sudah

melampaui standar kelas 1, 2, 3, dan 4.

2. Merekomendasikan klasifikasi kelas untuk

sungai Babon pada Km 0-5 dapat dimasukan ke

kelas 2, Km 6-26 kelas 3 (dengan penurunan

cemaran), dan Km 27-40 ke kelas 4 (dengan

penurunan cemaran).

2 Yuliastuti (2011)

Tesis MIL Undip

Kajian Kualitas Air

Sungai Ngringo dalam

Upaya Pengendalian

Pencemaran Air

1. Mengetahui tingkat beban

pencemaran Sungai Ngringo

Kabupaten Karanganyar

2. Mengkaji upaya pengendalian

pencemaran air Kabupaten

Karanganyar

1. Uji parameter dan

membandingkan dengan PP 82

Tahun 2001

2. Menentukan status mutu air

dengan Indeks Pencemaran

1. Kondisi kualitas air Sungai Ngringo dari hulu ke

hilir mengalami penurunan kualitas air, di

daerah hilir telah tercemar ringan.

2. Beban pencemaran terbesar yaitu TSS sebesar

388,41 kg/hari yang dipengaruhi oleh 13

kegiatan/industry dengan industri yang dominan

adalah industri tekstil.

3 Azwir (2006)

Tesis MIL Undip

Analisa Pencemaran Air

Sungai Tapung Kiri Oleh

Limbah Industri Kelapa

Sawit PT. Peputra

Masterindo di Kabupaten

Kampar

1. Menentukan perkiraan daya

tampung sungai.

2. Menentukan Indeks Pencemaran

dan status mutu air sungai akibat

pengaruh limbah industri kelapa

sawit

Metode pengambilan sampel pada

7 titik.

1. Daya tampung sungai adalah BOD 17,13 dan

COD 94,54 mg/L.

2. Beban yang dibuang ke sungai melewati kriteria

mutu air kelas I dan II.

3. Indeks Pencemaran Sungai Tapung Kiri

termasuk kriteria cemar ringan

4 Rahmawati (2011)

Tesis MIL Undip

Pengaruh aktivitas industri

terhadap kualitas air

sungai Diwak Kab.

Semarang dalam Upaya

Pengendalian Pencemaran

air sungai

1. Menganalisis kualitas air Sungai

Diwak dengan indikator BOD,

COD, TSS, DO, suhu dan pH.

2. Merekomendasikan strategi

pengendalian pencemaran air

Sungai Diwak

Metode dengan pendekatan

kuantitatif dari kondisi kualitas air

sungai dan analisis rekomendasi

upaya pengendalian pencemaran air

dengan metode SWOT.

1. Daya Tampung Beban Pencemaran dalam

kaitannya dengan daya pulih sungai pada musim

penghujan.

2. Status Mutu Air Sungai Diwak di lokasi

penelitian tergolong tercemar ringan hingga

sedang.

5 Purnomo (2010)

Tesis MIL Undip

Kajian Kualitas

Perairan Sungai

Sengkarang dalam

Upaya Pengelolaan

Perairan DAS

Sengkarang

Kabupaten

Pekalongan.

1. Mengkaji kegiatan yang berpotensi

menimbulkan beban pencemaran

perairan ke Sungai Sengkarang.

2. Mengkaji kondisi kualitas Sungai

Sengkarang.

3. Mengkaji pola pengelolaan DAS

Sengkarang

Metode pengambilan sampel

dengan membagi menjadi 3

segmen,

1. Stasiun I terletak di daerah hulu

sungai,

2. Stasiun II terletak di tengah

sungai

3. Stasiun III terletak di hilir

1. Industri berpotensi mencemari Sungai

Sengkarang adalah: washing, tenun, konveksi,

tekstil, pembatikan,bordir, printing sejumlah

110 buah, dengan limbah 304,469 m /hari.

2. Kondisi Sungai Sengkarang dikategorikan

tercemar ringan.

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Sungai

Sungai merupakan tempat berkumpulnya air dari lingkungan sekitarnya yang

mengalir menuju tempat yang lebih rendah. Daerah sekitar sungai yang mensuplai air

ke sungai dikenal dengan daerah tangkapan air atau daerah penyangga sungai.

Kualitas air sungai dipengaruhi oleh kondisi sungai dan kondisi suplai air dari daerah

penyangga. Kondisi suplai air dari daerah penyangga dipengaruhi aktivitas dan

perilaku penghuninya. Pada umumnya daerah hulu mempunyai kualitas air yang lebih

baik daripada daerah hilir. Dari sudut pemanfaatan lahan, daerah hulu relatif

sederhana dan bersifat alami seperti hutan dan perkampungan kecil. Semakin ke arah

hilir keragaman pemanfaatan lahan menjadi meningkat. Sejalan dengan hal tersebut

suplai limbah cair dari daerah hulu yang menuju daerah hilirpun menjadi meningkat.

Pada akhirnya daerah hilir merupakan tempat akumulasi dari proses pembuangan

limbah cair yang di mulai dari hulu (wiwoho, 2005)

Menurut PP No. 82/2001tentang pengelolaan kualitas air dan pengendalian

pencemaran air, air merupakan sumber daya alam yang memenuhi hajat hidup orang

banyak sehingga perlu dilindungi agar dapat tetap bermanfaat bagi hidup dan

kehidupan manusia serta makhluk hidup lainnya. Untuk menjaga atau mencapai

kualitas air sehingga dapat dimanfaatkan secara berkelanjutan sesuai dengan tingkat

mutu air yang diinginkan, maka perlu upaya pelestarian dan atau pengendalian.

Pelestarian kualitas air merupakan upaya untuk memelihara fungsi air agar

kualitasnya tetap pada kondisi alamiahnya. Pelestarian kualitas air dilakukan pada

sumber air yang terdapat di hutan lindung. Sedangkan pengelolaan kualitas air pada

sumber air di luar hutan lindung dilakukan dengan upaya pengendalian pencemaran

air, yaitu upaya memelihara fungsi air sehingga kualitas air memenuhi baku mutu air.

Air sebagai komponen sumber daya alam yang sangat penting maka harus

8

dipergunakan untuk sebesar-besarnya bagi kemakmuran rakyat. Hal ini berarti bahwa

penggunaan air untuk berbagai manfaat dan kepentingan harus dilakukan secara

bijaksana dengan memperhitungkan kepentingan generasi masa kini dan masa depan.

Salah satu sumber air yang banyak dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan

hidup manusia dan makhluk hidup lainnya yaitu sungai. Sungai merupakan ekosistem

yang sangat penting bagi manusia, sungai juga menyediakan air bagi manusia baik

untuk berbagai kegiatan seperti pertanian, industri, maupun domestik (Siahaan dkk,

2010). Air sungai yang keluar dari mata air biasanya mempunyai kualitas yang sangat

baik. Namun dalam proses pengalirannya air tersebut akan menerima berbagai

macam bahan pencemar, baik berupa bahan alamiah maupun bahan-bahan hasil

buangan kegiatan manusia (Sofia dkk, 2010).

Jenis-jenis sungai berdasarkan debit airnya (Mulyanto, 2007) diklasifikasikan

menjadi :

1. Sungai permanen, adalah sungai yang debit airnya sepanjang tahun relatif

tetap.

2. Sungai Periodik, yaitu sungai yang pada waktu musim penghujan debit airnya

besar, sedangkan pada musim kemarau debitnya kecil.

3. Sungai Episodik, yaitu sungai yang pada musim kemarau kering dan pada

waktu musim penghujan airnya banyak.

4. Sungai Ephemeral, yaitu sungai yang hanya ada airnya saat musim hujan dan

airnya belum tentu banyak.

2.2. Kualitas Air

Menurut Yuliastuti (2011), kualitas air yaitu sifat air dan kandungan makhluk

hidup, zat, energi atau komponen lain di dalam air. Kualitas air juga merupakan

istilah yang menggambarkan kesesuaian atau kecocokan air untuk penggunaan

tertentu, misalnya air minum, perikanan, perairan/irigasi, industri, rekreasi dan

sebagainya. Meningkatnya aktivitas domestik, pertanian dan industri akan

mempengaruhi dan memberikan dampak terhadap kondisi kualitas air sungai

9

terutama aktivitas domestik yang memberikan masukan konsentrasi BOD terbesar ke

badan sungai (priyambada, 2008).

Daerah hulu dengan pola pemanfaatan lahan yang relatif seragam, mempunyai

kualitas air yang lebih baik dari daerah hilir dengan pola penggunaan lahan yang

beragam. Semakin kecil tutupan hutan dalam sub DAS serta semakin beragamnya

jenis penggunaan lahan dalam sub DAS menyebabkan kondisi kualitas air sungai

yang semakin buruk, terutama akibat adanya aktivitas pertanian dan pemukiman

(Supangat, 2008).

Menurut Effendi (2003), Air merupakan kebutuhan yang sangat penting bagi

mahluk hidup, sehingga komunitas tempat tinggal dimanapun baik di desa maupun

kota selalu ditemukan dekat dengan sumber air yaitu sungai, danau dan pantai.

Semakin bertambah jumlah penduduk, kebutuhan air menjadi semakin banyak. Dari

seluruh air yang berada dipermukaan bumi, 97,3% adalah air laut dan sisanya 2.7%

adalah air tawar dan dari komposisi wujud air tawar tersebut hanya kurang dari 1%

yang dapat dimanfaatkan langsung oleh manusia. Dilain pihak jumlah penduduk

dimuka bumi semakin bertambah, sehingga kebutuhan air menjadi semakin banyak.

Bersamaan dengan bertambahnya jumlah penduduk, akan bertambah pula kegiatan

pembangunan yang akan mempunyai dampak terhadap keberadaan air yang ada,

sehingga kuantitas dan kualitas semakin menurun, yaitu masuknya bahan organik dan

anorganik ke dalam air.

Agar perairan dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya maka diperlukan

batas atau kadar maksimum pencemar yang dapat ditenggang keberadaannya dalam

perairan tersebut. Batas atau kadar maksimum itu disebut baku mutu air. Baku mutu

air dibedakan menjadi 2 jenis dimana dapat menentukan tindakan pengendalian yang

berbeda Effendi (2003):

Baku mutu badan air : untuk kadar air sesuai dengan peruntukannya dalam

upaya pengendalian pencemaran

10

Baku mutu limbah cair : untuk membatasi beban limbah dari sumber

pencemar

Menurut Effendi (2003), karakteristik limbah cair sangat dipengaruhi oleh sifat

substansinya yang terbagi menjadi 2 golongan berdasarkan sifatnya:

- Sifat konservatif : substansi yang relatif tidak berubah di alam, mis: logam

berat, pestisida yang waktu tinggal di alam sangat lama.

- Sifat non konservatif : substansi yang dapat berubah di alam, mis: bahan-

bahan organik yang mudah terurai, nitrogen dll.

Parameter-parameter kualitas air sungai dapat berubah berdasarkan kondisi

alami maupun adanya aktivitas antropogenik. Aktivitas antropogenik yang

mempengaruhi kualitas air sungai berasal dari perubahan pola pemanfaatan lahan,

kegiatan pertanian, permukiman serta industri. Kegiatan pertanian dan permukiman

pada dasarnya merubah bentang alam melalui pengolahan tanah, sehingga akan

mempengaruhi kualitas air sungai (Asdak, 2010).

2.3. Pencemaran Air

Menurut Wardhana (2001) dalam Agus (2011), Pencemaran air diartikan

sebagai adanya bahan-bahan atau zat-zat asing di dalam air yang menyebabkan

perubahan susunan (komposisi) air dari keadaan normalnya.

Pencemaran air dapat merupakan masalah, regional maupun lingkungan

global, dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan

tanah atau daratan. Pada saat udara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan,

maka air tersebut sudah tercemar. Pengolahan tanah yang kurang baik akan dapat

menyebabkan erosi sehingga air permukaan tercemar dengan tanah endapan

(Darmono, 2001).

Menurut Warlina (2004), Indikator atau tanda bahwa air lingkungan telah

tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat

digolongkan menjadi :

11

1. Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan

tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, dan adanya perubahan

warna, bau dan rasa.

2. Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan

zat kimia yang terlarut dan perubahan pH.

3. Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan

mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri pathogen.

Menurut Solihin dan Darsati (1993) pencemaran air dapat diklasifikasikan

menjadi tiga tipe yaitu;

1. Pencemaran kimia berupa senyawa karbon dan senyawa anorganik.

2. Pencemaran fisika yang dapat berupa materi terapung dan materi tersuspensi,

3. Pencemaran biologi yang dapat berupa mikroba phatogen, lumut dan tumbuh-

tumbuhan air.

2.3.1. Sumber Pencemar

Menurut Davis and Cornwell (1991), sumber bahan pencemar yang masuk ke

perairan dapat berasal dari buangan yang diklasifikasikan;

1. Point source discharges (Sumber titik), yaitu sumber titik atau sumber

pencemar yang dapat diketahui secara pasti dapat berupa suatu lokasi seperti

air limbah industri maupun domestik serta saluran drainase.

2. Non point source (sebaran menyebar), berasal dari sumber yang tidak

diketahui secara pasti, pencemar masuk ke perairan melalui run off (limpasan)

dari wilayah pertanian, pemukiman dan perkotaan.

Pada sungai yang menampung air buangan terjadi proses penyerapan dan

pelepasan kembali oksigen yang berlangsung secara bersamaan. Selama air mengalir

terjadi proses penyerapan kembali oksigen dari udara dan digunakan untuk mengganti

DO yang telah dikonsumsi oleh BOD air buangan (Sukadi, 1999).

12

2.3.2. Beban Pencemar

Beban pencemar (polutan) adalah bahan – bahan yang bersifat asing bagi alam

atau bahan yang berasal dari alam itu sendiri yang memasuki suatu tatanan ekosistem

sehingga mengganggu peruntukan ekosistem tersebut (Effendi, 2003). Sumber

pencemaran yang masuk ke badan perairan dibedakan atas pencemaran yang

disebabkan oleh alam (polutan alamiah) dan pencemaran karena kegiatan manusia

(polutan antropogenik). Air buangan industri adalah air buangan dari kegiatan

industri yang dapat diolah dan digunakan kembali dalam proses atau dibuang ke

badan air setelah diolah terlebih dahulu sehingga polutan tidak melebihi ambang

batas yang diijinkan. Menurut Sugiharto (1987) Air limbah didefinisikan sebagai

kotoran dari masyarakat dan rumah tangga dan juga yang berasal dari industri, air

tanah, air permukaan serta buangan lainnya. Pencemaran dan kerusakan lingkungan

dapat disebabkan karena kegiatan industri (Gunalan, 1993).

Limbah dari industri dapat membahayakan kesehatan manusia karena dapat

merupakan pembawa suatu penyakit (sebagai vehicle), merugikan segi ekonomi

karena dapat menimbulkan kerusakan pada benda/bangunan maupun tanam–tanaman

dan peternakan, dapat merusak atau membunuh kehidupan yang ada di dalam air

seperti ikan dan binatang peliharaan lainnya, dan dapat merusak keindahan

(aestetika), karena bau busuk dan pemandangan yang tidak sedap dipandang terutama

di daerah hilir sungai yang merupakan daerah rekreasi (Sugiharto, 1987). Apabila

suatu limbah yang berupa bahan pencemar masuk ke suatu lokasi perairan sungai

maka akan terjadi perubahan padanya. Perubahan dapat terjadi pada organisme yang

hidup dilokasi tersebut juga pada lingkungan perairan itu sendiri yaitu berupa faktor

fisika dan kimianya (Suin, 1994).

2.3.3. Self Purifikasi

Self purifikasi adalah kemampuan sungai dalam memperbaiki dirinya dari

unsur pencemar. Menurunnya kandungan pencemar membuktikan bahwa swa

purifikasi sungai memang benar-benar terjadi di sungai. Hal yang perlu diperhatikan

13

adalah sesuai kaidah alam ada keterbatasan self purifikasi di dalam sungai sehingga

apabila masuk sejumlah bahan pencemar dalam jumlah banyak maka kemampuan

tersebut menjadi tidak terlalu berarti mengembalikan sungai dalam kondisi yang lebih

baik. Kemampuan alamiah sungai inilah yang membatasi daya tampung sungai

terhadap pencemar. Proses biologi dapat terjadi secara bakterial dimana bakteri

membantu merubah senyawa beracun menjadi senyawa tidak beracun. Keberadaan

tanaman air, perakaran tanaman yang berada di sekitar badan air, hewan perairan

memberi sumbangan dalam memperbaiki kualitas air sungai (Wiwoho, 2005).

Secara alamiah sistem perairan mampu melakukan proses self purification,

namun apabila kandungan senyawa organik sudah melampaui batas kemampuan self

purification, maka akumulasi bahan organik dan pembentukan senyawa-senyawa

toksik di perairan tidak dapat dikendalikan, sehingga menyebabkan menurunnya

kondisi kualitas air (Garno, 2004).

Menurut Ifabiyi (2008), kemampuan air sungai untuk membersihkan diri

dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain; Temperatur, kecepatan aliran,

kandungan bahan-bahan organik dalam air dan juga jenis tumbuhan yang ada di

sungai tersebut.

2.3.4. Limbah

Yang dimaksud dengan limbah atau benda/zat buangan yang kotor adalah

benda/zat yang mengandung berbagai zat yang bersifat membahayakan kehidupan

manusia atau hewan dan umumnya muncul karena hasil perbuatan manusia termasuk

dari industrialisasi (Daryanto, 1995).

Limbah secara spesifik disamping dapat menimbulkan bau, perubahan warna

dan rasa, juga dapat mereduksi kadar oksigen terlarut dan meningkatkan BOD dalam

air (Benton dan Werner, 1976). Serta menyebabkan suhu yang akan mempengaruhi

aktivitas organisme akuatik dan kelarutan gas oksigen (Kaill dan Frey, 1973). Selain

itu, limbah dapat meningkatkan sejumlah besar zat organik dan anorganik yang

menghasilkan kekeruhan karena terjadinya proses dekomposisi (Mahida, 1984).

14

Menurut Daryanto (1995), biasanya air limbah dapat diperoleh dari berbagai

sumber, antara lain :

1. Air limbah rumah tangga

Sumber utama air limbah rumah tangga dari masyarakat adalah berasal dari

perumahan dan daerah perdagangan, sumber lainnya yang tidak kalah pentingnya

adalah daerah perkantoran atau lembaga serta fasilitas rekreasi. Air limbah rumah

tangga dapat dibedakan atas air limbah rumah tangga dari :

a) Daerah pemukiman penduduk

b) Daerah perdagangan/pasar/tempat usaha/hotel dan lain- lain

c) Daerah kelembagaan (kantor-kantor pemerintahan dan swasta)

d) Daerah rekreasi

2. Air limbah industri

Jumlah aliran limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari

jenis dan besar kecilnya industri, pengawasan pada proses industri, derajat

penggunaan air, derajat pengolahan air limbah yang ada.

3. Air limbah rembesan dan tambahan

Apabila turun hujan di suatu daerah, maka air yang turun secara cepat akan

mengalir masuk ke dalam saluran pengering atau saluran air hujan. Apabila saluran

ini tidak mampu menampungnya, maka limpahan air hujan akan digabung dengan

saluran air limbah, dengan demikian akan merupakan tambahan yang sangat besar.

2.4. Kriteria Baku Mutu Air

Baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar makhuk hidup, zat, energi atau

komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemar yang ditenggang

keberadaannya di dalam air (PP Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air). Baku mutu air digunakan sebagai

tolak ukur terjadinya pencemaran air. Selain itu dapat digunakan sebagai instrumen

untuk mengendalikan kegiatan yang membuang air limbahnya ke sungai agar

memenuhi baku mutu yang dipersyaratkan sehingga kualitas air tetap terjaga pada

15

kondisi alamiahnya. Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang

Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, klasifikasi mutu air

digolongkan menjadi 4 (empat) kelas dimana pembagian kelas ini didasarkan pada

tingkatan baiknya mutu air dan kemungkinan kegunaannya bagi suatu peruntukkan

(designated beneficial water uses). Klasifikasi mutu air tersebut yaitu:

1. Kelas Satu : Air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk air baku air

minum dan atau peruntukkan lain yang mempersyaratkan mutu

air yang sama dengan kegunaan tersebut.

2. Kelas Dua : Air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana

rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk

mengairi pertanaman dan atau peruntukkan lain yang sama

dengan kegunaan tersebut.

3. Kelas Tiga : Air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk

pembudidayaaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi

pertanaman dan atau peruntukkan lain yang sama dengan

kegunaan tersebut.

4. Kelas Empat : Air yang peruntukkannya dapat digunakan untuk mengairi

pertanaman dan atau peruntukkan lain yang sama dengan

kegunaan tersebut

2.5. Parameter Kualitas Air

Temperatur

Menurut Effendi (2003), suhu dari suatu badan air dipengaruhi oleh musim,

lintang (latitute), ketinggian dari permukaan laut, waktu dalam hari, sirkulasi udara,

penutupan awan, dan aliran serta kedalaman. Kenaikan temperature atau suhu di

dalam badan air, dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut (DO atau

Dissolved Oxygen) air. (Suriawira, 2005).

Menurut Kristanto (2002), Naiknya suhu air akan menimbulkan akibat

sebagai berikut: (1) Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air, (2) Meningkatkan

16

kecepatan reaksi kimia, (3) Mengganggu kehidupan ikan dan hewan air lainnya, (4)

Jika batas suhu yang mematikan terlampaui, ikan dan hewan air lainnya mungkin

akan mati.

Total Suspended Solid (TSS)

Total Suspended Solid merupakan zat-zat padat yang ada dalam suspensi,

dapat dibedakan menurut ukurannya sebagai partikel tersuspensi koloid (partikel

koloid), partikel tersuspensi biasa (partikel tersuspensi). Total Suspended Solid (TSS)

yaitu jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang berada dalam air limbah setelah

mengalami proses penyaringan dengan membrane ukuran 0,45 µm. adanya padatan-

padatan ini menyebabkan kekeruhan air, padatan ini tidak terlarut dan tidak dapat

mengendap secara langsung. Padatan tersuspensi terdiri dari partikel-partikel yang

berat dan ukurannya yang lebih kecil dari pada sedimen, seperti bahan-bahan organik

tertentu, tanah liat, kikisan tanah yang ditimbulkan oleh erosi tanah (Agus, 2011).

Padatan tersuspensi bisa berasal dari aliran air atau masukan kedalam massa air oleh

sedimen didasar dengan pelarutan kembali (Connell, 1995).

Banyaknya padatan tersuspensi dalam perairan dapat menghalangi cahaya

matahari yang mencapai dasar perairan yang menyebabkan turunnya laju fotosintesa.

Menurunnya fotosintesa akan berdampak pada turunnya jumlah oksigen terlarut yang

diproduksi tanaman dalam air (Nasution, 2008).

pH atau Derajat keasaman

pH atau yang disebut dengan derajat keasaman diduga sangat berpengaruh

terhadap daya racun bahan pencemaran dan kelarutan beberapa gas, serta menentukan

bentuk zat di dalam air. Air normal yang memenuhi syarat untuk suatu kehidupan

mempunyai pH sekitar 6,5 – 7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar

kecilnya pH. Bila pH di bawah pH normal, maka air tersebut bersifat asam,

sedangkan air yang mempunyai pH di atas pH normal bersifat basa. Air limbah dan

bahan buangan akan mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan

biota akuatik (Warlina, 2004).

17

Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen, DO)

Oksigen terlarut Dalam air sangat penting agar mikroorganisme dapat hidup.

Oksigen ini dihasilkan dari atmosfir atau dari reaksi fotosintesa oleh algae. Kelarutan

Oksigen jenuh dalam air pada 25oC dan tekanan 1 atmosfir adalah 8,32 mg/L.

Menurut Yang Hon Jung (2007) konsentrasi DO yang rendah akan menurunkan

tingkat nitrifikasi sehingga nilai NO 3 - N pada air sungai menjadi rendah dengan TN

dan NH4+-N yang tinggi. Hal ini dapat menghalangi self purifikasi (pemurnian diri)

pada permukaan air, dengan mengurangi laju proses transformasi nitrifikasi–

denitrifikasi pada air. Menurut Holdgate (1979), DO merupakan gas yang tercampur

dengan air sedemikian rupa sehingga bagian yang terkecil molekuler. Daya larut

oksigen lebih rendah dalam air laut dibandingkan dengan daya larutnya dalam air

tawar, daya larut O2 dalam air limbah kurang dari 95% dibandingkan dengan daya

larut dalam air tawar (Setiaji, 1995).

Biochemiycal Oxygen Demand (BOD)

BOD5 Adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam

lingkungan air untuk memecah (mendegradasi) bahan buangan organik yang ada

dalam air menjadi karbondioksida dan air. Proses oksidasi bio-kimia ini berjalan

sangat lambat dan dianggap lengkap (95-96%) selama 20 hari. Tetapi penentuan

BOD5 selama 20 hari dianggap masih cukup lama sehingga penentuan BOD5

ditetapkan selama 5 hari inkubasi, maka biasa disebut BOD5. Dengan mengukur

BOD5 akan memperpendek waktu dan meminimumkan pengaruh oksidasi ammonia

yang juga menggunakan oksigen. Selama 5 hari masa inkubasi, diperkirakan 70%-

80% bahan organik telah mengalami oksidasi (Effendi, 2003).

BOD5 tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya

mengukur secara relatif jumlah O2 yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan

buangan tersebut. Jika konsumsi O2 tinggi yang ditunjukkan dengan semakin

kecilnya O2 terlarut, maka berarti kandungan bahan–bahan buangan yang

membutuhkan O2 tinggi (Fardiaz, 1992). Semakin besar kadar BOD5, maka

merupakan indikasi bahwa perairan tersebut telah tercemar. Kadar maksimum BOD5

18

yang diperkenankan untuk kepentingan air minum dan menopang kehidupan

organisme akuatik adalah 3,0–6,0 mg/L.

Chemical Oxygen Demand (COD).

COD adalah jumlah oksigen yang diperlukan agar bahan buangan yang ada

dalam air dapat teroksidasi melalui reaksi kimia baik yang dapat didegradasi secara

biologis maupun yang sukar didegradasi. COD dinyatakan sebagai mg O2/1000 mL

larutan sampel. Bahan buangan organik tersebut dioksidasi oleh kalium bichromat

dalam suasana asam yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent)

menjadi gas CO2 dan H2O serta sejumlah ion chrom.

Reaksi yang terjadi pada metoda refluks sebagai berikut :

CaH bOc + Cr2 O7 2-

+ H + → CO2 + H2O + Cr 3+

Bahan organik katalisator

Dalam pengukuran, nilai COD selalu lebih besar dari BOD karena senyawa

anorganik juga bisa ikut teroksidasi selama proses. Kenyataannya hampir semua zat

organik (95-100%) dapat dioksidasi oleh oksidator kuat seperti kalium permanganat

dalam suasana asam. Makin tinggi nilai COD berarti makin banyak O2 dibutuhkan

untuk mengoksidasi senyawa organik pencemar. Nilai COD pada perairan yang tidak

tercemar biasanya <20 mg/L. Kelebihan pengukuran COD dibandingkan dengan

BOD adalah dapat menguji air limbah yang beracun, yang tidak dapat diuji oleh BOD

karena bakteri akan mati serta membutuhkan waktu pengujian lebih singkat yaitu 3

jam (Yuliastuti, 2011).

Fosfor (P)

Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen,

melainkan dalam bentuk senyawa anorganik terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan

senyawa organik yang berupa partiikulat. Fosfor total menggambarkan jumlah total

fosfor, baik berupa partikulat maupun terlarut, anorganik maupun organik (Yuliastuti,

2011). Kandungan phosphat yang tinggi dalam perairan menyebabkan suburnya algae

19

dan organisme lainnya atau yang dikenal dengan eutrofikasi. Kesuburan tanaman air

akan menghalangi kelancaran arus air dan mengakibatkan berkurangnya oksigen

terlarut (Ginting, 2007).

Chromium (Cr)

Chromium (Cr) merupakan salah satu logam berat yang beracun. Jika

keberadaannya melebihi ambang batas yang diperbolehkan dapat membahayakan

lingkungan, termasuk manusia. Akumulasi Chromium dapat menyebabkan kerusakan

terhadap organ respirasi, dan dapat juga menyebabkan timbulnya kanker pada

manusia (Suprapti, 2008 dalam Agus 2011).

Menurut Halija (2012), logam Cr dapat masuk ke dalam semua strata

lingkungan, apakah itu pada strata perairan, tanah ataupun udara (lapisan atmosfer).

Kromium yang masuk kedalam strata lingkungan dapat datang dari bermacam-

macam sumber. Tetapi sumber–sumber masukan logam Cr kedalam strata lingkungan

yang umum dan diduga paling banyak adalah dari kegiatan-kegiatan perindustrian,

kegiatan rumah tangga dan dari pembakaran serta mobilitas bahan-bahan bakar.

2.6. Status Mutu Air

Status mutu air merupakan tingkat kondisi mutu air yang menunjukkan

kondisi cemar atau kondisi baik pada suatu sumber air dalam waktu tertentu dengan

membandingkan dengan baku mutu air yang ditetapkan. Menurut Keputusan Menteri

Negara Lingkungan Hidup Nomor 115 Tahun 2003 tentang Pedoman Penentuan

Status Mutu Air, penentuan status mutu air dengan menggunakan Metoda Indeks

Pencemaran.

2.6.1. Metode Indeks Pencemaran

Sumitomo dan Nemerow (1970) dalam Lampiran II Keputusan Menteri

Negara Lingkungan Hidup mengusulkan suatu indeks yang berkaitan dengan

senyawa pencemaran parameter yang bermakna untuk suatu peruntukan. Indeks ini

dinyatakan sebagai Indeks Pencemaran yang digunakan untuk menentukan tingkat

20

pencemaran terhadap parameter kualitas air yang diizinkan.

Perhitungan tingkat pencemaran menggunakan Metode Indeks Pencemaran

seperti pada Kep-MENLH N0.115 tahun 2003. Indeks Pencemaran (IP) ditentukan

untuk suatu peruntukan, kemudian dapat dikembangkan untuk beberapa peruntukan

bagi seluruh badan air atau sebagaian dari suatu sungai. Pengelolaan kualitas air atas

dasar Indeks Pencemaran (IP) ini dapat memberikan masukan pada pengambilan

keputusan agar dapat menilai kualitas badan air untuk suatu peruntukan serta

melakukan tindakan untuk memperbaiki kualitas jika penurunan kualitas akibat

kehadiran senyawa pencemar. Indeks pencemaran mencakup berbagai parameter

kualitas yang independen dan bermakna.

Definisi dari Indeks Pencemaran adalah apabila Lij menyatakan kosentrasi

parameter kualitas air yang tercantum dalam baku mutu peruntukan air (J), dan Ci

menyatakan kosentrasi parameter kualitas air (i) yang diperoleh dari suatu badan air,

maka Pij adalah Indeks pencemaran bagi peruntukan (j) yang merupakan fungsi dari

Ci/Lij. Tiap nilai Ci/Lij menunjukkan pencemaran relatif yang diakibatkan oleh

parameter kualitas air, nisbah ini tidak mempunyai satuan. Nilai Ci/Lij = 1,0 adalah

nilai yang kritis, karena nilai ini diharapkan untuk dipenuhi bagi suatu Baku Mutu

Peruntukan Air. Jika Ci/Lij > 1,0 untuk suatu parameter, maka kosentrasi parameter

ini harus dikurangi atau disisihkan, kalau badan air tersebut digunakan untuk

peruntukan (j). Jika parameter ini adalah parameter yang bermakna bagi peruntukan,

maka pengolahan mutlak harus dilakukan bagi air itu. Pada metode IP digunakan

berbagai parameter kualitas air, maka pada penggunaannya dibutuhkan nilai rerata

dari keseluruhan nilai Ci/Lij sebagai tolak ukur pencemaran, tetapi nilai ini tidak akan

bermakna jika salah satu nilai Ci/Lij bernilai >1. Jadi indeks ini harus mencakup nilai

Ci/Lij yang maksimum. Sungai akan semakin tercemar untuk suatu peruntukan (j)

jika nilai (Ci/Lij R) atau (Ci/Lij M) adalah lebih besar dari 1,0. Jika nilai (Ci/Lij)M

dan atau nilai (Ci/Lij)R makin besar, maka tingkat pencemaran suatu badan air akan

semakin besar pula. Jadi rumus yang digunakan untuk mengetahui tingkat

pencemaran pada sungai digunakan rumus dibawah ini:

21

Pij(Ci / Lij ) 2 M (Ci / Lij ) 2 R ................................... (2.1) 2

Keterangan;

Lij = Kosentrasi parameter kualitas air yang dicantumkan dalam

baku mutu peruntukan air (J)

Ci = Kosentrasi parameter kualitas air dilapangan

Pij = Indeks pencemaran bagi peruntukan (J)

Ci/Lij)M = Nilai, Ci/Lij maksimum

(Ci/Lij)R = nilai, Ci/Lij rata-rata

Metode ini menghubungkan tingkat pencemaran suatu perairan yang dipakai

untuk peruntukan tertentu dengan nilai parameter – parameter tertentu, seperti

ditunjukkan pada Tabel. Berikut ini.

Tabel 2.1. Hubungan nilai IP dengan status mutu air

Nilai IP Mutu Perairan

0 – 1,0 Kondisi baik

1,1 – 5, 0 Cemar Ringan

5,0 - 10,0 Cemar sedang

>10,0 Cemar berat

Sumber : Kep-MENLH N0.115 tahun 2003

2.7. Daya Tampung Beban Pencemaran

Daya Tampung Beban Pencemaran Air Menurut KLH, (2003) daya tampung

beban pencemaran air adalah kemampuan air pada suatu sumber air untuk menerima

masukan beban pencemaran tanpa mengakibatkan air tersebut menjadi cemar.

Menurut Kep-MenLH No. 110 Tahun 2003, ada tiga metode yang dapat

digunakan dalam menghitung daya tampung beban pencemaran, yaitu

22

2.7.1. Metode Neraca Massa

Penentuan daya tampung beban pencemaran dapat ditentukan dengan cara

sederhana yaitu dengan menggunakan metoda neraca massa. Model matematika yang

menggunakan perhitungan neraca massa dapat digunakan untuk menentukan

konsentrasi rata-rata aliran hilir (down stream) yang berasal dari sumber pencemar

point sources dan non point sources, perhitungan ini dapat pula dipakai untuk

menentukan persentase perubahan laju alir atau beban polutan.

Jika beberapa aliran bertemu menghasilkan aliran akhir, atau jika kuantitas air

dan massa konstituen dihitung secara terpisah, maka perlu dilakukan analisis neraca

massa untuk menentukan kualitas aliran akhir dengan perhitungan;

ΣCi Qi Σ Mi

CR = =

ΣQi ΣQi ................................................... (2.2)

Keterangan;

CR : konsentrasi rata-rata konstituen untuk aliran gabungan

Ci : konsentrasi konstituen pada aliran ke-i

Qi : laju alir aliran ke-i

Mi : massa konstituen pada aliran ke-i

Metoda neraca massa ini dapat juga digunakan untuk menentukan pengaruh

erosi terhadap kualitas air yang terjadi selama fasa konstruksi atau operasional suatu

proyek, dan dapat juga digunakan untuk suatu segmen aliran, suatu sel padadanau,

dan samudera. Tetapi metoda neraca massa ini hanya tepat digunakan untuk

komponen-komponen yang konservatif yaitu komponen yang tidak mengalami

perubahan (tidak terdegradasi, tidak hilang karena pengendapan, tidak hilang karena

penguapan, atau akibat aktivitas lainnya) selama proses pencampuran berlangsung

seperti misalnya garam-garam. Penggunaan neraca massa untuk komponen lain,

seperti DO, BOD5, dan NH3 – N, hanyalah merupakan pendekatan saja.

23

2.7.2. Metoda Streeter – Phelps

Pemodelan kualitas air sungai mengalami perkembangan yang berarti sejak

diperkenalkannya perangkat lunak DOSAG1 pada tahun 1970. Prinsip dasar dari

pemodelan tersebut adalah penerapan neraca massa pada sungai dengan asumsi

dimensi 1 dan kondisi tunak. Pertimbangan yang dipakai pada pemodelan tersebut

adalah kebutuhan oksigen pada kehidupan air tersebut (BOD) untuk mengukur

terjadinya pencemaran di badan air. Pemodelan sungai diperkenalkan oleh Streeter

dan Phelps pada tahun 1925 menggunakan persamaan kurva penurunan oksigen

(oxygen sag curve) di mana metoda pengelolaan kualitas air ditentukan atas dasar

defisit oksigen kritik Dc.

Pemodelan Streeter dan Phelps hanya terbatas pada dua fenomena yaitu proses

pengurangan oksigen terlarut (deoksigenasi) akibat aktivitas bakteri dalam

mendegradasikan bahan organik yang ada dalam air dan proses peningkatan oksigen

terlarut (reaerasi) yang disebabkan turbulensi yang terjadi pada aliran sungai.

dL/dt = - K’.L…………..…………..(2.3)

Keterangan;

L : konsentrasi senyawa organik (mg/L)

t : waktu (hari)

K’ : konstanta reaksi orde satu (hari-1)

Jika konsentrasi awal senyawa organik sebagai BOD adalah Lo yang dinyatakan

sebagai BOD ultimate dan Lt adalah BOD pada saat t, maka persamaan

(2.3)dinyatakan sebagai

dL/dt = - K’.L………...……………………………………………….(2.4)

Hasil integrasi persamaan (2-2) selama masa deoksigenasi adalah :

Lt = Lo.e (K’.t) .....................................................................................(2.5)

Laju deoksigenasi akibat senyawa organik dapat dinyatakan dengan persamaan

berikut :

rD = - K’L.............................................................................................(2.6)

24

Keterangan;

K’ : konstanta laju reaksi orde pertama, hari -1

L : BOD ultimat pada titik yang diminta, mg/L

2.7.3. Metode Qual2E/Qual2Kw

Menurut Kep-menLH No.110 tahun (2003), QUAL2E merupakan program

pemodelan kualitas air sungai yang sangat komprehensif dan yang paling banyak

digunakan saat ini. QUAL2E dikembangkan oleh US Environmental Protecion

Agency. Tujuan penggunaan suatu pemodelan adalah menyederhanakan suatu

kejadian agar dapat diketahui kelakuan kejadian tersebut. Pada QUAL2E ini dapat

diketahui kondisi sepanjang sungai (DO dan BOD5), dengan begitu dapat dilakukan

tindakan selanjutnya seperti industri yang ada disepanjang sungai hanya

diperbolehkan membuang limbahnya pada beban tertentu.

Manfaat yang dapat diambil dari pemodelan QUAL2E adalah mengetahui

karakteristik sungai yang akan dimodelkan dengan;

1. Membandingkan data yang telah diambil langsung dari sungai tersebut.

2. Mengetahui kelakuan aliran sepanjang sungai bila terdapat penambahan beban

dari sumber-sumber pencemar baik yang tidak terdeteksi maupun yang

terdeteksi,

3. Dapat memperkirakan pada beban berapa limbah suatu industri dapat dibuang

ke sungai tersebut agar tidak membahayakan makhluk lainnya sesuai baku

mutu minimum

Model Qual2KW merupakan pengembangan dari model Qual2E dengan

menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic for Application (VBA) yang sudah

dapat dijalankan dengan program Microsoft Excel (Pelletier, G. Dan S. Chapra,

2008). Model Qual2Kw dikembangkan oleh US Environmental Protection Agency

(USEPA). Tujuan penggunaan suatu permodelan adalah untuk menyederhanakan

suatu kejadian agar dapat diketahui kelakuan kejadian tersebut.

25

Pemodelan Qual2Kw mengaplikasikan proses pengurangan oksigen terlarut

(deoksigenasi) akibat aktivitas bakteri dalam mendegrasikan bahan organik yang ada

dalam air dan proses peningkatan oksigen terlarut (reaerasi), Chapra (1997). Dalam

penelitian ini digunakan model Qual2KW versi 5.1. Model ini mampu mensimulasi

parameter kualitas air antara lain Temperatur, Conductivity, Inorganic Solids,

Dissolved Oxygen, CBODslow, CBODfast, Organic Nitrogen, NH4-Nitrogen, NO3-

Nitrogen, Organic Phosporus, Inorganic Phosporus (SRP), Phytoplankton, Detritus

(POM), Pathogen, Generic constituent, Alkalinity, pH. (Fatmawati, 2012)

Model kualitas air adalah alat yang efektif untuk menginvestigasi dan

menggambarkan status ekologis pada sistem sungai dan memudahkan kita untuk

meprediksi perubahan pada suatu daerah atau sejauh mana perubahn terjadi dari

kondisi awal. Dalam upaya untuk mengupayakan strategi konservasi dan

pengambalian kualitas sungai berdasarkan model yang baik, maka dibutuhkan

pemahaman mengenai hubungan antara kondisi lingkungan seperti fisik kimia,

hidromorfologi dan kehidupan organisme bakteriologis sungai (Holguin,et al 2013)

Metode komputerisasi merupakan metode simulasi dengan bantuan program

komputer. Metode ini lebih komprehensif dalam pemodelan kualitas air sungai. Pada

dasarnya model ini menerapkan teori streeter-phelps dengan mengakomodasi

banyaknya sumber pencemar yang masuk ke dalam sistem sungai, karakteristik

hidrolik sungai, dan kondisi klimatologi. Dijelaskan secara ringkas tentang model

Qual2E dan Model Qual2KW (Fatmawati, 2012).

Untuk menjalankan simulasi secara lengkap, model Qual2Kw memerlukan data

sebagai berikut :

1. Temperatur udara;

2. Tutupan awan;

3. Kecepatan angin;

4. Elevasi dan koordinat setiap ujung ruas sungai (reach);

5. Lebar sungai, kelerengan sungai dan tebing sungai (slope dan side slope);

6. Koefisien hambatan aliran sungai

26

7. Zona waktu (be rkaitan denngan lamanya penyinaran matahari)

8. Panjang dan debit aliran sungai utama;

9. Lokasi pemantauan kualitas air sungai (kilometer);

10. Rincian aliran sungai yang masuk dan keluar sungai utama beserta debit

aliran dan lokasi (kilometer)

11. Lokasi (kilometer) setiap sumber pencemaran beserta debit aliran dan

kualitas limbahnya;

12. Pemantauan kualitas air sungai dengan parameter : pH, temperatur,

konduktifitas, padatan inorganik, organik nitrogen, NH4-N, NO3-N,

BOD5, COD, DO, organik phosphor, inorganik phosphor, phytoplankton,

detritus, pathogen, dan alkalinitas. Selain itu dapat ditambahkan

parameter lain yang spesifik di tiap sungai;

13. Pemantauan kualitas air limbah dengan parameter yang sama dengan

parameter kualitas air namun pada tahap input data disesuaikan dengan

jenis sumber pencemarnya;

14. Nilai parameter-parameter global seperti kebutuhan O2 untuk oksidasi

karbon, kebutuhan O2 untuk nitrifikasi NH4, dan faktor koreksi

temperatur.

Model Qual2Kw dioperasikan dengan menggunakan MS–Excell (minimal

MS – Excell 2000), dimana terdiri atas beberapa sheet utama yang harus diisi oleh

pengguna, yaitu :

1. QUAL2K

2. Headwater

3. Reach

4. Air Temperature

5. Dew Point Temperature

6. Wind Speed

7. Cloud Cover

27

8. Shade

9. Point Source (jika perlu)

10. Diffuse Source (jika perlu)

11. Hydraulics Data

12. Temperature Data

13. WQ Data

Fasilitas lain yang disediakan untuk menjalankan model ini adalah tombol

Run yang ada di bagian atas pada 13 sheet tersebut. Tombol yang digunakan adalah

[Run VBA] yang di klik setelah semua data pada 13 sheet tersebut diisi. Karena

pengoperasian tombol [Run VBA] menggunakan Visual Basic, maka fasilitas macro

dari MS – Excell harus diaktifkan terlebih dahulu sebelum tombol ini dapat

digunakan (Wulandari,2013).

2.8. Pengendalian Pencemaran Air

Peraturan Menteri Lingkungan hidup Nomor 01 Tahun 2010 tentang Tata

Laksana Pengendalian Pencemaran Air disebutkan definisi pengendalian pencemaran

air adalah upaya pencegahan dan penanggulangan pencemaran air serta pemulihan

kualitas air untuk menjamin kualitas air agar sesuai dengan baku mutu air.

Ruang lingkup yang diatur dalam Peraturan Menteri ini meliputi: inventarisasi dan

identifikasi sumber pencemar air; penetapan daya tampung beban pencemaran air;

penetapan baku mutu air limbah; penetapan kebijakan pengendalian pencemaran air;

perizinan; pemantauan kualitas air; pembinaan dan pengawasan; dan penyediaan

informasi.

Usaha pengendalian dan pencegahan pencemaran lingkungan dapat dilakukan

dengan berbagai cara seperti pemanfaatan teknologi pencegahan dan penanggulangan

pencemaran, pendekatan hukum dan kelembagaan, pendekatan sosial ekonomi dan

budaya dengan penerapan pelaksanaan pengelolaan lingkungan (Brahmana et al,

2002). Sedangkan menurut PP 82/2001, Pengendalian Pencemaran Air dilakukan

untuk menjamin kualitas air sesuai dengan baku mutu melalui upaya pencegahan dan

28

penanggulangan pencemaran air serta pemulihan kualitas lingkungan.

Menurut Ginting (1992) pengendalian pencemaran adalah setiap usaha

pengelolaan limbah yang meliputi identifikasi sumber-sumber limbah, pemeriksaan

konsentrasi bahan pencemar yang terkandung didalamnya serta jenis-jenis bahan

pencemaran dan jangkauan serta tingkat bahaya pencemaran yang mungkin

ditimbulkan. Usaha pengendalian dan pencegahan pencemaran lingkungan dapat

dilakukan melalui berbagai cara seperti teknologi pencegahan dan penanggulangan,

pendekatan institusional, pendekatan ekonomi, pengelolaan lingkungan.

Penanggulangan limbah juga dapat dilakukan dengan pengolahan kembali

limbah yang dihasilkan sehingga mempunyai nilai ekonomis. Pengolahan kembali

(daur ulang) dapat menghemat biaya produksi, menghemat biaya pengendalian

pencemaran dan menghasilkan tambahan pendapatan. Selain itu penanggulangan

pencemaran dapat juga dengan melakukan perubahan proses yang lebih baik sehingga

zat pencemar yang terbuang lebih sedikit, substitusi bahan baku yang bersifat

berbahaya dan beracun dengan bahan lain yang lebih kecil resiko pencemarannya

atau dengan jenis teknologi tertentu yang mempunyai kadar buangan rendah

(Yuliastuti, 2011).

29

2.9. KERANGKA BERPIKIR

Gambar 2.1. Kerangka Pikir Penelitian

Penggunaan Lahan Sekitar

Sungai Kupang

Buangan Air Limbah

Penurunan kualitas air Sungai

Kupang Kota Pekalongan

Pengukuran parameter kualitas air

Mengkaji dan Merekomendasi

Kelas Sungai Kupang

Pekalongan

Upaya pengelolaan

Sungai Kupang Pekalongan

Evaluasi dan

Analisa Data

- Metode Indeks

Pencemaran

- Beban Cemaran

- Metode Qual2Kw

- Daya Tampung Beban

Pencemaran

Insitu dan analisa

laboratorium

30

BAB III

MATERI DAN METODE

3.1. Materi dan Metode Penelitian

Materi yang digunakan pada penelitian ini meliputi air Sungai Kupang

Pekalongan, sampel air digunakan untuk melihat konsentrasi kualitas air, sedangkan

parameter kualitas air yang diukur adalah Temperatur, TSS, pH, DO, BOD5, COD,

Kromium dan Phosphat. Pengukuran parameter TSS, BOD5, COD Phosphat dan

Kromium dilakukan di Laboratorium Balai Besar Teknologi Pencegahan Pencemaran

Industri (BBTPPI) Provinsi Jawa Tengah, sedangkan pengukuran suhu, DO, pH dan

debit dilakukan in situ, dan metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah

metode deskriptif dengan pendekatan kuantitatif.

3.1.1. Alat dan Bahan

Peralatan yang diperlukan antara lain adalah alat pengambil sampel, alat ukur

parameter lapangan, dan alat penyimpan sampel air, antara lain; Water sampel,

Stopwatch, GPS, Cool box, Botol Sample, Aquadest, termometer, DO meter, pH

paper dll. Alat dan bahan untuk pemrosesan dan analisa data yaitu perangkat analisis

air di laboratorium, laptop, software Qual2Kw versi 5.1, software Microsoft Office,

dan Microsoft Excel.

3.2. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup yang diambil dalam penelitian ini adalah Sungai Kupang di

Kota Pekalongan yang merupakan bagian dari DAS Kupang.

3.3. Lokasi dan Waktu Penelitian

3.3.1. Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di wilayah Kota Pekalongan, dan pengambilan sampel

air dilakukan di Sungai Kupang.

31

3.3.2. Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan pada tanggal 18 Juni 2015, pengambilan sampel air

sungai dilakukan satu kali pada 6 titik lokasi penelitian.

3.4. Penentuan Titik Pengambilan Sampel Air

Penentuan titik pengambilan sampel air menggunakan “sample survey

method”, yaitu metode pengambilan sampel dilakukan dengan membagi daerah

penelitian menjadi stasiun–stasiun yang diharapkan dapat mewakili populasi

penelitian. Pembagian titik pengambilan sampel didasarkan pada pola penggunaan

lahan yang ada dengan tetap memperhatikan kemudahan akses, biaya dan waktu

sehingga ditentukan titik yang mewakili kualitas air sungai. Pembagian titik sampling

sungai adalah sebagai berikut:

Berikut ini merupakan tabel titik lokasi pengambilan sampel air sungai Kupang yang

dibagi menjadi 3 segmen berdasarkan penggunaan lahan, yaitu;

Tabel 3.1. Titik lokasi dan penggunaan lahan Sungai Kupang Kota Pekalongan

Segmen

Penelitian

Titik Lokasi dan Koordinat Penggunaan Lahan

Segmen I Titik 1

(6o 55’ 5.35” S – 109

o 40’

26.94” T)

Pada bagian Hulu Sungai di

kelurahan Kuripan Lor (Daerah

pertanian)

Titik 2

(6o 54’ 40.46” S - 109

o 40’

27.00” T)

Di kelurahan Kuripan Lor

pekalongan selatan (daerah pertanian

dan sebelum daerah permukiman

penduduk)

Segmen

II

Titik 3

(6o 53’ 44.36” S - 109

o 40’

37.32” T)

Di kelurahan Landung Sari (daerah

permukiman penduduk)

Titik 4

(6o 52’ 46.18” S – 109

o 40’

19.40” T)

Di kelurahan Pesindon (daerah

permukiman)

32

Segmen

III

Titik 5

(6o 52’ 46.18” S – 109

o 40’

48.20” T)

Di kelurahan Krapyak Kidul (daerah

permukiman dan Industri Batik)

Titik 6

(6o 52’ 25.63” S – 109

o 40’

39.61” T)

Pada bagian hilir Sungai Kupang di

kelurahan Panjang wetan (daerah

industri)

Gambar 3.1. Peta titik lokasi sampling

3.5. Metode pengukuran fisika dan kimia

Metode pengukuran parameter fisika dan kimia dalam penelitian ini mengacu

pada SNI Air dan Air Limbah.

33

Temperatur

SNI 06-6989.23-2005, yang digunakan dalam pengukuran suhu air dengan

termometer air raksa.

pH

SNI 06-6989.11-2004, Dalam pengukuran derajat keasaman (pH) dengan

menggunakan pH meter.

Total suspended solid (TSS)

SNI 06-6989.3-2004, Metode yang digunakan untuk menentukan residu

tersuspensi dengan menggunakan gravimetri. Sampel air yang telah homogen

disaring dengan kertas saring yang telah ditimbang. Residu yang tertahan pada

saringan dikeringkan sampai mencapai berat konstan pada suhu 103oC sampai dengan

105oC. kenaikan berat saringan mewakili padatan tersuspensi total (TSS).

Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen)

Oksigen terlarut dihitung menggunakan DO meter yaitu dengan cara menekan

tombol on pada alat DO meter, lalu mencelupkan ujung DO meter pada perairan yang

sebelumnya dilakukan kalibrasi terlebih dahulu, setelah angka muncul pada alat lalu

dicatat hasilnya.

Chemical Oxygen Demand (COD)

SNI 6989.2:2009 Metode ini digunakan untuk pengujian kebutuhan oksigen

kimiawi (COD) dalam air dan air limbah dengan reduksi Cr2O7 2- secara

spektrofotometri pada kisaran nilai COD 100 mg/L sampai dengan 900 mg/L

pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 600 nm dan nilai COD lebih kecil

atau sama dengan 90 mg/L pengukuran dilakukan pada panjang gelombang 420 nm.

Biochemiycal Oxygen Demand (BOD5)

Pengambilan sampel air dilakukan dengan menggunakan Water sampler pada air

permukaan, Setelah itu, sampel air untuk parameter BOD5 yang ada di dalam Water

Sampler langsung dipindahkan ke dalam botol sampel berkapasitas 1 liter yang telah

diberi label nama tiap tiap stasiun pengamatan sehingga memudahkan proses

34

analisis. Botol sampel kemudian dimasukkan ke dalam cool box yang berisi dry ice.

Hal ini dimaksudkan untuk menghambat laju reaksi yang terjadi dalam sampel air

akibat aktivitas mikroorganisme maupun reaksi-reaksi kimia yang umumnya terjadi

pada perairan alami, sehingga kandungan parameter yang akan diukur tidak berubah.

SNI 6989.72:2009, untuk menentukan jumlah oksIgen terlarut yang di

butuhkan oleh mikroba aerobic untuk mengoksidasi bahan organik karbon dalam

contoh uji air limbah, efluen atau air yang tercemar yang tidak mengandung atau

yang telah di hilangkan zat-zat toksik dan zat-zat penggangu lainya. Pengujian

dilakukan pada suhu 200 C ± 1 0C selama 5 hari ± 6 jam.

Fosfor (P)

SNI 06-6989.31-2005, Untuk pengukuran kadar Posfat pada sampel air dengan

menggunakan spektrofotometri. Dalam suasana asam, amonium molibdat dan kalium

antimonil tartrat bereaksi dengan ortofosfat membentuk senyawa asam fosfomolibdat

kemudian direduksi oleh asam askorbat menjadi kompleks biru molibden.

Krom (Cr)

SNI 6989.65:2009, Untuk penentuan logam krom total, Cr-T dalam air dan air

limbah dengan menggunakan alat spektrofotometri serapan atom (SSA) nyala pada

kisaran kadar Cr 0,2 mg/L sampai dengan 5,0 mg/L dan panjang gelombang 357,9

nm.

3.6. Jenis dan Sumber Data

Jenis data dan sumber data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah;

Data primer; Hasil pengujian kualitas air sungai Kupang dengan parameter

BOD5, COD, TSS, Phosphat, Krom (Cr), DO, suhu, pH dan debit air

Data sekunder; Peta dan Hasil pemantauan kualitas air sungai.

35

3.7. Pengumpulan Data

Data Primer diperoleh dengan Observasi lapangan dan pengukuran kualitas air

sungai. Sedangkan data sekunder diperoleh dengan meminta informasi berupa

literatur, laporan, peta, dokumen lingkungan, dll dari studi pustaka, media internet

maupun dari intansi terkait seperti Badan Lingkungan Hidup Provinsi Jateng.

3.8. Analisis Data

Analisis data adalah proses telaah dan pencarian makna dari data yang

diperoleh untuk menemukan jawaban dari masalah penelitian. Analisis data yang

dilakukan meliputi analisis kualitas air, analisis beban pencemaran dan identifikasi

kualitas air. Data parameter kualitas air dari hasil pengamatan lapangan dan

laboratorium, baik berupa parameter kimia dibandingkan terhadap baku mutu air

yang telah ditetapkan. Baku mutu air sungai yang digunakan berdasarkan Kep-

MENLH No.115/2003 Tentang Penentuan Status Mutu Air.

3.8.1. Analisis Beban Pencemaran Sungai

Analisis ini dilakukan dengan menghitung debit air sungai dan

memperkirakan beban pencemaran yang meliputi beban pencemaran sungai industri,

domestik dan pertanian.

- Perhitungan Debit, dihitung dengan menggunakan rumus :

Q = v x A........................................................... (3.1)

Keterangan : Q = debit air (m3/detik)

V = kecepatan arus (m/detik)

A = luas penampang sungai (m2)

- Beban Pencemaran Sungai, dihitung dengan menggunakan rumus :

BPS = (Cs)j x Qs x f.......................................(3.2)

36

Keterangan : BPS = Beban Pencemaran Sungai (kg/hr)

(Cs)j = kadar terukur sebenarnya unsur pencemar-j (mg/lt)

Qs = Debit air sungai (m3/hari)

3.8.2. Penentuan Status Mutu Air

Penentuan status mutu air menggunakan metode Indeks Pencemaran sesuai

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 115 Tahun 2003 Lampiran II

tentang Pedoman Penentuan Status Mutu Air. Pada metode Indeks Pencemaran

digunakan berbagai parameter kualitas air, maka pada penggunaannya dibutuhkan

nilai rata dari keseluruhan nilai Ci/Lij sebagai tolak ukur pencemaran, tetapi nilai ini

tidak akan bermakna jika salah satu nilai Ci/Lij bernilai >1. Jadi indeks ini harus

mencakup nilai Ci/Lij yang maksimum. Sungai semakain tercemar untuk suatu

peruntukan (J) jika nilai (Ci/Lij)R dan (Ci/Lij)M adalah lebih besar dari 1,0 jika nilai

(Ci/Lij)R dan nilai (Ci/Lij)M makin besar , maka tingkat pencemaran suatu badan air

akan semakin besar pula. Jadi rumus yang digunakan untuk mengetahui tingkat

pencemaran pada sungai digunakan rumus dibawah ini :

Pij(Ci / Lij ) 2 M (Ci / Lij ) 2 R ............................................... (3.3)

2

Keterangan;

Lij = Kosentrasi parameter kualitas air yang dicantumkan dalam baku mutu

peruntukan air (J)

Ci = Kosentrasi parameter kualitas air dilapangan

Pij = Indeks pencemaran bagi peruntukan (J)

(Ci/Lij)M = Nilai, Ci/Lij maksimum

(Ci/Lij)R = nilai, Ci/Lij rata-rata

Metode ini menghubungkan tingkat pencemaran suatu perairan yang dipakai untuk

peruntukan tertentu dengan nilai parameter – parameter tertentu, seperti ditunjukkan pada

Tabel 3.2 Berikut ini.

37

Tabel 3.2 Hubungan nilai IP dengan status mutu air

Nilai IP Mutu Perairan

0 – 1,0 Kondisi baik

1,1 – 5, 0 Cemar Ringan

5,0 - 10,0 Cemar sedang

>10,0 Cemar berat

Sumber : Kep-MENLH N0.115 tahun 2003

3.8.3. Perhitungan Model Qual2E/Qual2Kw

1. Input Data

Dilakukan input data pada aplikasi QUAL2Kw untuk simulasi TSS, BOD5 dan

COD Sungai Kupang. Yaitu;

- Pembagian penggalan sungai (Reach), jarak, serta batas atas dan batas bawah

pada setiap penggal .

- Letak geografis dan ketinggian point sources, withdrawal dan dam

- Klimatologis (temperatur udara, dew point, kecepatan angin, dan tutupan awan)

- Hidrologis koefisien kekasaran manning, side slope 1, side slope 2, lebar dasar

sungai, debit di headwater.

- Konsetrasi TSS, BOD5, COD, DO, pH dan temperatur air pada tiap titik

sampling.

2. Menjalankan Program

Setelah melakukan tahap pegisian data, maka program Qual2Kw dijalankan

(running). Program Qual2Kw membuat file output dan input secara otomatis. Untuk

melihat Output Tabuler dapat dilihat pada Worksheet WQ output, dan jika melihat

Output Grafik dapat dilihat pada Worksheet spatial chart (Ardhani, 2014).

38

3. Kalibrasi Model

Kalibrasi model dilakukan dengan kriteria statistik yaitu uji X2 (Kologorov-

Smirnov) dimana kriteria kinerja model adalah rata-rata kuadrat simpangan dari

residu (beda antara pengukuran lapangan dengan hasil model) yang dapat dijabarkan

dengan persamaan :

n (nilai observasi – nilai model)2

X 2

=Σ ----------------------------------............................................ (3.4)

r=1 nilai model

Keterangan;

X2 = Uji statistik rata-rata kuadrat dari simpangan

N = Jumlah sample

r = Sample ke n

Hasil dari perhitungan X2 ini kemudian dibandingkan dengan X

2 dari tabel pada α =

95, bila :

X2 hitung > X

2 tabel, maka model ditolak

X2 hitung < X

2 tabel, maka model diterima

4. Simulasi Model

Setelah model dinyatakan diterima atau sesuai dengan keadaan yang sebenarnya,

dilakukan simulasi untuk melihat kadar parameter pencemar disepanjang sungai.

Kadar parameter bahan pencemar diamati pada setiap penggal dan digunakan sebagai

dasar untuk menghitung beban pencemaran sungai. Selanjutnya dilakukan simulasi

jika kondisi kadar parameter pencemar disepanjang sungai memenuhi baku mutu

untuk mengukur daya tampung beban pencemaran sungai (Ardhani, 2014).