buku referensi - unri.ac.id

ISBN: 978-979-792-816-2

Buku Referensi

Metode Resistivitas Geolistrikuntuk Investigasi KontaminasiNitrat Airtanah

Nur Islami

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas limpahan Rahmatdan KaruniaNya sehingga Buku Referensi yang berjudul “MetodeResistivitas Geolistrik untuk Investigasi Kontaminasi NitrateAirtanah” ini dapat diselesaikan. Buku referensi ini membahaskonsep geofisika terutama metode resistivitas geolistrik, konsepgeokimia dan analisa karakter tanah dan applikasi nya padaexplorasi kontaminasi air tanah. Studi kasus yang didiskusikanpada buku referensi ini diambil dari hasil penelitian yang telahdipublikasikan pada tiga Jurnal Internasional terindek Scopus danISI yang berreputasi Q2 dan Q3.Ucapan terimakasih disampaikan kepada semua pihakyang telah memberikan dukungan dalam penulisan buku referensiini, terutama kepada Ketua Jabatan Geology University of Malaya,Malaysia yang telah memberikan kesempatan kepada penulisuntuk melakukan Kolaborasi Penelitian paroh masa (Part timeResearch Collaboration) untuk periode 2012-2015 dan 2016-2019. Sangat disadari bahwa masih terdapat kekurangan dalampenulisan buku referensi ini baik disegi bahasa, format dan jugakandungannya, untuk itu kritik dan saran yang membangun demipenyempurnaan buku referensi ini sangatlah diharapkan. Semogabuku referensi ini dapat memberi maanfaat kepada semuakalangan terutama bagi peneliti yang memerlukan referensi untukpenelitian yang sedang ditekuni dan bagi semua pihak yang inginmempelajari ilmu explorasi resistivitas geolistrik.Pekanbaru, 2018Penulis

Nur Islami, Ph.D

ii

RINGKASAN

Air merupakan keperluan mendasar hidup manusia. Untukmemenuhi keperluan air tersebut, sebagian besar masyarakatmemperoleh air dari bawah permukaan tanah yang disebutdengan airtanah. Namun aktivitas manusia dapat menyebabkanairtanah tersebut terkontaminasi. Nitrate adalah salah satukontaminan airtanah yang tidak disadari kehadirannya karenanitrate adalah sebuah efek aktivitas pemupukan tanaman yangberlebihan, disamping itu nitrate juga disebabkan oleh systembuangan limbah kotoran manusia dan juga binatang ternak.Tujuan dari Buku Referensi ini adalah membahasbagaimana metode resistivitas geolistrik dan dikombinasikandengan metode analisa karakter fisika tanah dan kimia airtanahuntuk melihat perkembangan nitrate pada air pori tanah didaerah pertanian. Untuk mencapai tujuan tersebut telahdilakukan beberapa penelitian yang telah dipublikasikan di jurnalinternasional bereputasi yang dibahas dalam buku referensi ini.Pengujian awal metoda yang digunakan telah dilakukandengan membandingkan lahan yang tidak pernah mendapatkanpupuk kimia dengan lahan kelapa sawit yang selalu mendapatkanpemupukan yang rutin. Pemantauan kehadiran nitrate dilakukanbeberapa kali dan akhirnya terlihat bahwa nitrat menyatu denganlingkungannya. Monitoring ini dilakukan pada kondisi tanahtertentu yang merupakan inti pembahasan dalam buku referensiini. Pada penelitian ini keadaan habitat biologi area penelitiantidak dijadikan variable dalam pengambilan data dan analisa sertainterpretasi data.Hasil menunjukkan bahwa lahan tanah yang tidak pernahdiberikan pemupukan memiliki kandungan nitrate yang sangatkecil jika dibandingkan lahan tanah yang selalu mendapatkanpemupukan walaupun tanah pada kedua lahan tersebut memilikikondisi fisika tanah yang sama. Sedangkan pada proses

iii

monitoring kehadiran nitrate dalam tanah menunjukkan adanyapeningkatan nitrate yang siknifikan pada hari tertentu setelahpemupukan. Kondisi maksimum nitrate dalam tanah juga berbedadengan keadaan fisika tanah dimana lokasi pemupukan tersebut.Tanah yang memiliki pori yang lebih banyak dan memiliki lanauyang sedikit memiliki kandungan nitrate yang sedikit jika dibandingkan dengan kondisi fisika tanah yang memiliki pasir lebihbanyak.

iv

Daftar Isi

Kata Pengantar....................................................................................................... iRingkasan................................................................................................................iiDaftar Isi .................................................................................................................ivBAB 1. Pendahuluan............................................................................................11.1. Air untuk kehidupan...............................................................11.2. Sistim penulisan .......................................................................5Pertanyaan dan renungan untuk Bab I ...........................8BAB 2. Analisa Karakter Fisika Tanah ..................................................... 102.1. Pendahuluan ........................................................................... 102.2. Sampel tanah........................................................................... 112.3. Analisa kandungan air dan densitas tanah ................ 142.4. Analisa Tekstur Tanah ....................................................... 162.5. Analisa Hidrolikkonductivitas ........................................ 18Pertanyaan dan renungan untuk Bab II ...................... 21BAB 3. Analisa Karakter Fisika dan Kimia Airtanah........................... 233.1. Pendahuluan ........................................................................... 233.2. Karakter Fisika dan Kimia Air ........................................ 243.3. Strategi survey ...................................................................... 263.4. Pengukuran data In-Situ .................................................... 293.5. Pengukuran kimia air pada laboratorium ................. 303.6. Ion chromatography plasma ........................................... 313.7. Ion Chromatography .......................................................... 333.8. Pengukuran data In-Situ .................................................... 29Pertanyaan dan renungan untuk Bab III ..................... 37BAB 4. Metode Resistivitas Geolistrik ..................................................... 394.1. Pendahuluan ........................................................................... 39

v

4.2. Kilas Sejarah Geolistrik ...................................................... 404.3. Konsep Resistivitas Geolistrik ........................................ 404.4. Survey Resistivitas Geolistrik ......................................... 464.5. Prosedur Lapangan ............................................................. 514.6. Pengolahan data ................................................................... 544.7. Presentasi data geolistrik ................................................. 594.8. Konsep Resistivitas Geolistrik ........................................ 404.9. Survey Resistivitas Geolistrik ......................................... 464.10. Prosedur Lapangan ............................................................. 51Pertanyaan dan renungan untuk Bab IV ..................... 62BAB 5. Studi Pendahuluan............................................................................. 645.1. Pendahuluan ........................................................................... 645.2. Daerah Penelitian.................................................................. 645.3. Metode....................................................................................... 665.4. Hasil Analisa Ukuran Butir Tanah dan Air Pori ....... 695.5. Hasil Kimia Air Pori Tanah................................................ 725.6. Hasil Resistivitas Geolistrik ............................................. 745.7. Korelasi Karakter Tanah, Kandungan KimiaAirtanah, dan Parameter Geofisika ............................... 805.8. Kesimpulan.............................................................................. 81Pertanyaan dan renungan untuk Bab V ...................... 83BAB 6. Monitoring Nitrat ............................................................................... 856.1. Pendahuluan ........................................................................... 856.2. Daerah Penelitian.................................................................. 856.3. Metode Penelitian ................................................................. 876.4. Hasil Analisa Karakter Tanah .......................................... 906.5. Hasil Analisa Kimia Air Tanah ......................................... 906.6. Hasil survey resistivitas geolistrik ................................ 96

vi

6.7. Korelasi kandungan kimia air yang diekstraksidengan model resistivitas geolistrik ......................... 1006.8. Kesimpulan........................................................................... 114Pertanyaan dan renungan untuk Bab VI ................. 115BAB 7. Penutup ............................................................................................... 1177.1. Kesimpulan........................................................................... 1177.2. Saran........................................................................................ 119Glossary ............................................................................................................ 128Index ................................................................................................................... 132Biografi .............................................................................................................. 134

Pendahuluan

1

BAB IPendahuluan

1.1 Air untuk kehidupanAir merupakan bagian yang terpenting dan memberikandasar kehidupan pada planet bumi. Tidak bisa dipungkiri bahwa airadalah sebagai salah satu hal yang sangat penting untukkelangsungan hidup manusia. Tanpa air, semua manusia danmakhluk lainnya tidak dapat melanjutkan kehidupan mereka. Salahsatu alasan mengapa manusia belum bisa pindah ke planet lainadalah karena tidak ada air sebagai pendukung kehidupan di planetselain planet bumi.Dapat dikatakan bahwa sekitar 70 % luas permukaan bumiadalah terdiri dari air. Gambar 1.1 memperlihatkan sebagian belahanbumi yang menunjukkan luas lautan lebih dominan daripada luasdaratan. Air di planet bumi ini dapat ditemukan di permukaanseperti air danau, air sungai dan air laut. Namun air juga bisa ditemukan dibawah permukaan yaitu dalam bentuk air tanah yangtersimpan dalam aquifer dan juga dalam pori pori tanah. Banyaknyajumlah air yang mampu disimpan bawah permukaan tanahtergantung pada seberapa besar total pori akuifer tersebut.Sedangkan di udara, air pun dapat ditemui dalam bentuk uap airyang dihasilkan dari pemanasan permukaan bumi oleh sinarmatahari.World Healt Organization (WHO) melaporkan bahwa setiaphari, penyakit diare menyebabkan musibah pada 5.000 orang,kebanyakan dari mereka adalah anak kecil. Ini disebabkan olehkualitas air minum tidak terjaga dengan baik. Selain dari penyakit

Pendahuluan

2

diare yang disebabkan oleh adanya infeksi bakteri ataupun penyebabdari virus yang masuk melalui jalur makanan ataupun terutamamemalui jalur minuman, kualitas air juga sangat menentukan tingkatkesehatan masyarakat.

Gambar 1.1. Permukaan bumi yang di tutupi lebih kurang 70% olehpermukaan airKualitas air tanah ditentukan oleh banyak faktor. Faktorutama adalah aktivitas manusia yang memberikan dampak utamapada kualiatas air seperti kehadiran pabrik pabrik yang tidakbertanggung jawab dalam pengelolaan limbah pabrik mereka(Gambar 1.2). Seperti keadaan kondisi geologi daerah tersebut. Jikadi daerah tersebut merupakan daerah pengendapan biji besi, makaairtanah daerah tersebut akan terkontaminasi oleh logam berattersebut. Jika suatu daerah sangat berdekatan dengan pantaikemudia daerah tersebut secara geografis cukup landai, makahampir dipastikan akuifer airtanah daerah tersebut bisa sajaterkontaminasi oleh air laut. Semua contoh diatas adalahkontaminasi airtanah akibat faktor alami yang tidak dapat dihindari.Namun ada beberapa situasi yang menyebabkan airtanah bisa saja

Pendahuluan

3

tercemar oleh beberapa jenis kontaminan tertentu. Misalnya padadaerah pertanian maka kontaminasi akan disebabkan olehpemupukan dan pestisida yang digunakan petani.

Gambar 1.2 Limbah pabrik yang mencemari air sungai.Pada daerah pertanian dan daerah pemukiman yang padatpenduduknya, salah satu masalah kualitas air tanah adalah adanyakandungan nitrat yang tinggi. Di daerah pertanian, penyebab utamapencemaran air tanah adalah proses pemupukan dan penggunaanpestisida untuk membasmi hama. Gambar 1.3 memperlihatkanpenggunaan pupuk pada perkebunan kelapa sawit. Gambar 1.4adalah sebuah contoh air yang tercemar pada kawasan yang memilikitingkat populasi penduduk yang sangat padat. Polusi ini selaindisebabkan oleh sampah juga dapat diakibatkan oleh buangan rumahtangga.

Pendahuluan

4

Nitrat adalah salah satu jenis kontaminan air tanah yangpaling umum di daerah pedesaan. Jika nitrat melibihi kadar tertentudalam air seperti yang ditetapkan oleh WHO dan US. EPA, maka airtersebut tidak di anjurkan untuk di konsumsi oleh manusia. Hal inidapat menyebabkan methemoglobinemia, atau penyakit "bayi biru".Meskipun kadar nitrat yang mempengaruhi bayi tidak menimbulkanancaman langsung terhadap anak-anak dan orang dewasa yang lebihtua, namun kandungan nitrat dalam air mengindikasikankemungkinan adanya kontaminasi residu atau impak dari pertanianyang serius lainnya, seperti bakteri atau pestisida.

Gambar 1.3. Pemupukan pada kebun kelapa sawit

Gambar 1.4. Pencemaran air pada daerah padat penduduk

Pendahuluan

5

Nitrat dalam air tanah berasal terutama dari pupuk, sistemseptik, dan penyimpanan pupuk kandang. Pupuk nitrogen yang tidakdiserap oleh tanaman akan diuapkan dengan sendirinya, atauterbawa oleh limpasan air pada permukaan ke air tanah dalambentuk nitrat. Hal ini tidak hanya membuat nitrogen tidak tersediauntuk tanaman pangan, tetapi juga dapat meningkatkan konsentrasiair tanah di atas tingkat yang dapat diterima untuk mendapatkankualitas air minum. Nitrogen dari pupuk kandang juga bisabersumber dari lahan pertanian, gudang, atau lokasi penyimpananpupuk. Sistem septik juga dapat meningkatkan konsentrasi nitrat airtanah apalagi sistem septik buangan kotoran manusia terhubunglangsung dengan batuan yang menjadi reservoir penimpanan airtanah, sehingga sebagian besar nitrate akan meresap ke air tanah.1.2 Sistem PenulisanBuku referensi ini ditulis dalam tujuh bab. Ketutuh Babtersebut merupakan serangkaian pembahasan yang salingmendukung. Bab yang pertama menjelaskan latarbelakang penulisanbuku ini. Dimana pentingnya air bagi kehidupan dan juga jenis jeniskontaminant air secara umum telah dipaparkan pada bab pertama.Pada bab yang kedua akan didiskusikan sifat fisika tanahseperti tanah memiliki pori yang tergantung pada kondisipengendapan tanah tersebut, tanah memeliki ukuran butir tersendiridan sebagainya. Pada bab dua, metode untuk menganalisa karaktertanah juga dibahas, dimulai dari konsep fisika, jenis peralatan yangdigunakan, bagaimana melakukan penyamplingan data, sertabagaimana melakukan pengolahan sampel tanah tersebut.Pada bab yang ketiga, akan membahas tentang airtanah.Dimulai dari bagaimana pembentukan airtanah, bagaimana airtanahbisa tersimpan dalam aquifer, sifat fisika dan sifat kimia air tanahserta standar kualitas air tanah menurut Word Heath Organization

Pendahuluan

6

(WHO). Pembahasan pada bab tiga ini akan di dukung denganmetode geokimia untuk menganalisa karakter airtanah. Metodepenyamplingan airtanah yang betul juga dibahas pada bab ini yangdilanjutkan dengan metode analisa pada lapangan dan padalaboratorium.Sedangkan bab yang ke empat akan membahas tentangmetode resistivitas geolistrik. Bab ini memberikan penjelasantentang penggunaan metode geolistrik yang dimulai dari sejarahgeolistrik, konsep fisika yang adapada dasar dasar pengoperasianmetode geolistrik, bagaimana konsep pengukuran, tatacarapenggunaan dan pembacaan alat, proses pengolahan data sertabagaimana cara mempresentasikan data geolistrik yang baiksehingga dapat memberikan arti fisis yang diperlukan untukmenginterpretasikan data tersebut.Bab lima membahas tentang sebuah studi kasus yang telahdipublikasikan pada jurnal Internasional bereputasi yang berimpactfactor. Bab ini mendiskusikan tentang ujicoba metode metode yangtelah dibahas pada bab dua tiga dan empat, dimana diuji coba padazona pertanian yang sudah tidak active dengan kata lain zonapartanian yang sudah tidak mendapatkan pupuk kimia lagi.Kemudian karakter fisika dan kimia terutama kandungan Nitrat zonaini akan di bandingkan dengan zona tanah yang tidak pernahmendapatkan pupuk kimia. Uji coba ini memberikan informasibahwa metoda yang telah digunakan mampu mendeteksi danmemonitor kandungan nitrate dalam tanah.Pada bab enam dibahas penggunaan metode geolistrik,analisa fisika dan kimia airtanah, serta analisa fisika tanah untukmendeteksi dan memonitor pergerakan nitrat dalam tanah.Pembahasan memfokuskan pada pengkondisian penggunaan pupukpada daerah pertanian hususnya kelapa sawit yang menggunakanpupuk kimia relative banyak. Bagaimana menyampling tanah dan air

Pendahuluan

7

tanah di bahas lebih husus pada bab ini dan kemudian di bandingkandengan hasil yang diperoleh dari data geolistrik.Bab yang terakhir pada buku ini adalah bab tujuh yaitu babyang memberikan kesimpulan dari buku referensi ini. Setiap metodeyang dibahas pada buku ini terlihat telah memberikan kontribusiyang tepat dalam menentukan dan memonitor keberadaan nitratdalam airtanah.

Pendahuluan

8

Pertanyaan dan renungan untuk Bab I1. Mengapa air sangat diperlukan dalam kehidupan?2. Bagaimana air bisa tercemar dengan kandungan tertentupada daerah-daerah tertentu?3. Mengapa WHO memberikan batasan kandungan nitrattertentu yang boleh dikonsumsi manusia?

Analisa Karakter Fisika Tanah

9

BAB II



10

Tanah memiliki karakter fisika dan kimiatertertu sehingga air yang di simpannya

memiliki karakter yang mirip dengannya


11

BAB II


2.1 PendahuluanTanah adalah komponen agroekosistem yang kompleks,tempat hidup mahluk lain, berubah dan dinamis. Hal ini tergantungpada perubahan sistem pengelolaannya. Pemahaman menyeluruhtentang sifat fisika tanah merupakan bagian penting dalammerancang dan mengelola sumber air tanah yang mana kualitasnyatergantung pada keadaan tanah tersebut. Banyak faktor biologis,kimia dan fisik menentukan kualitas tanah yang pada akhirnyamenentukan kuliatas air tanah. Dengan mengukur beberapakomponen fisika tanah ini dan menentukan bagaimana tanggapanmereka terhadap manajemen dalam konteks pertanian, makakulaitas air tanah dapat ditentukan.Di berbagai lokasi, air tanah nya memiliki kualitas yang burukdan tidak memenuhi syarat untuk bisa di konsumsi oleh manusia.Padahal tidak ada sumber kontaminasi yang bisa di jumpai di sekitardaerah tersebut. Hal ini bisa di sebabkan oleh sumber kontaminasiyang berada jauh dari daerah tersebut. Namun karena karakter tanahdi daerah sumber kontaminasi tersebut memungkinkan adanyaproses transportasi dari atas permukaan ke dalam reservoir airtanah yang mana reservoir ini terhubung dengan air tanah yang tidakterkontaminasi. Akhirnya air tnaha ini pun dapat terkontaminasi.Sifat fisika tanah mempengaruhi penampilan dan nuansatanah dan juga mempengaruhi segala proses penyerapan air dan jugapenyerapan kontaminan kedalam tanah melalui penyerapan air


12

ataupun merembes langsung yang pada akhirnya mempengaruhiklualitas air tanah. Sifat fisik tanah utama adalah:Tekstur TanahStruktur TanahKonsistensi Tanah / Kekuatan TanahWarna TanahPermeabilitas TanahSuhu TanahTekstur tanah bergantung pada ukuran butir partikel tanah tersebut,seperti bertekstur kasar dan halus. Struktur tanah bergantung padasistem pengendapannya yang juga akan mempengaruhi kekuatantanah. Warna tanah tergantung pada tingkat pelapukan tanahtersebut. Sedangkan permeabilitas tanah bergantung pada bentukdan ukuran butir tanah. Suhu tanah bergantung pada penyinaran dankandungan air serta bahan penyusun tanah tersbut.2.2. Sampel TanahUntuk melakukan analisa tanah, tanah perlu diambil terlebihdahulu dari site penelitian. Penyamplingan tanah ini bisa dilakukanmulai dari permukaan atas hingga pada kedalaman tertentuberdasarkan keperluan penelitian. Untuk keperluan khusus, misalnyatanah yang di sampling diharapkan tidak terganggu kondisinya,proses penyamplingan tanah juga bisa dilakukan seoalah olah tanahtersebut tidak terganggu kondisi fisikanya, yaitu dengan cara coring.Pada proses coring ini, alat penyampel tanah di buatberbentuk selinder dan kemudian alat ini di beri tekanan tegak luruspada tanah yang akan di ambil sampelnya. Gambar 2.1memperlihatkan alat coring sampel tanah. Setelah sampel tanahdiambil dari site, sampel tanah ini di bungkus dengan plastik untuk


13

menghindari hal hal yang tidak diinginkan seperti penguapankandungan air.Keunggulan pemnyampelan tanah dengan coring ini adalahsampel tanah bisa ditentukan volumenya dengan benar dan kondisitanah tidah tergangga setelah dilakukan penyampelan. Sekiranyapenyampelan dilakukan dengan cangkul, maka akan lebih sulutmenentukan volume yang sebenarnya, dan juga kondisi tanah sudahterganggu dalam segi bentuk dan yang lainnya.

Gambar 2.1. Alat coring sampel tanahUntuk penyampelan tanah yang mana tanah ini tidakdikhawatiri terganggu bentuk strukturnya, maka dilakukan denganmenggunakan hand auger. Hand auger ini cara kerjanya yaitu diputar sehingga sekrup bagian bawah akan masuk kedalam tanah dantanah akan terangkat sedikit demi sedikit dari posisi nya semula.Gambar 2.2 adalah hand auger yang digunakan pada studi kasus yangakan dibahas pada Bab 5, 6 dan 7. Alat ini bisa dignakan dari mulaipermukaan atas hingga kedalaman mencapai 6 meter bahkan lebih.Jika pada kedalam yang cukup dalam diperlukan extra tenaga untukmemutar dan mengangkat alat tersebut.


14

Gambar 2.3 adalah sampel tanah yang telah diambil denganmenggunakan hand auger. Terlihat bahwa sampel tanah ini telahmengalami gangguan secara fisika sehingga bentuk dan volumenyatidak dapat ditentukan lagi.

Gambar 2.2. Hand auger untuk penyamplinagn tanah

Gambar 2.3. Proses sampling tanah dg hand auger (kiri) dan sampeltanah yang diambil dengan menggunakan hand auger (kanan).


15

2.3. Analisa Kandungan Air dan Densitas TanahBulk Densitas (BD) tanah didefinisikan sebagai rasio massa(M) tanah kering oven terhadap bulk volume, yang meliputi volumepartikel tanah dan lubang (ruang pori) antara partikel . BD adalahproperti tanah yang dinamis, diubah oleh budidaya, kompresi olehhewan dan mesin, cuaca, dan hilangnya bahan organik. Ini umumnyameningkat dengan kedalaman pada profil tanah dan biasanyabervariasi dari 1,0 sampai 1,7 g/cm3. Semakin tinggi jumlahnya,semakin padat tanah dan semakin sulit akar untuk menembusnya.Metode yang paling berguna dan sederhana untuk mengukurBD adalah memotong inti silindris tanah dari volume yang diketahuidan membandingkan dengan massa tanah setelah dikeringkan.Satuan dari BD adalah gram/cm kubik (g/cm3) Pengeringan tanahdilakukan dengan cara memasukkan tanah kedalam oven pada suhu800 C selama 24 jam untuk memastikan tanah betul betul kering.Sedangkan untuk menentukan persentase masa kandungan airadalah menggunakan perbedaan masa sebelum dikeringkan dan dikurang dengan masa setelah dikeringkan. Untuk memudahkanpenimbangan masa tanah gunakan prosedur berikut ini: Gunakanlembar pengumpulan data untuk mencatat massa masing-masing alatcoring kosong (a), massa alat coring dengan tanah lembab (b), danmassa coring dengan tanah keringnya (c) yang sudah di keringkandalam oven.= ℎ ℎℎ = −

% = ℎ 100%Atau


16

% = −− 100%Sedangkan persentase volume kandungan air dapat dihitung sebagaiberikut:% = 100%

Untuk menghitung BD bisa juga di hitung dengan persamaan berikut:% = %Volume persen air berguna untuk mengkorelasikan jumlahair di dalam tanah dengan jumlah presipitasi (atau irigasi) dankebutuhan air tanaman. Angka ini sering diberikan dalam milimeter(mm) atau inci. Satu volume persen air sama dengan 1 mm air per 10cm lapisan tanah. Jadi, seperempat inci curah hujan (sekitar 6,4 mm)akan meningkatkan air tanah sekitar 6,4% volume di lapisan palingatas 10 cm.Saat tanah jenuh air, semua udara di tanah digantikan olehair. Jadi, volume air merupakan indikasi porositas total tanah (yaituvolume pori-pori). Bisa dihitung persen core yang diambil oleh pori-pori di dalam tanah dari rasio BD dengan kepadatan partikel (PD).Partikel tanah memiliki kepadatan lebih kurang lebih 2,65 g/cm3.Porositas tanah dapat dihitung sebagai berikut:% ℎ = 1 − 100%

Dengan menggunakan% porositas tanah dan %volume air, kemudianbisa didapatkan gambaran berapa banyak ruang pori yang benar-benar dipenuhi air (yaitu, air yang diisi dalam ruang pori atau ADP)dengan menggunakan rumus berikut:


17

% = %% ℎ 100%2.4. Analisa Tekstur TanahTekstur adalah salah satu atribut tanah yang paling stabil,namun bisa saja sedikit dimodifikasi oleh praktik pertanian yangmencampur berbagai lapisan, seperti pada budidaya pertanian. Kelastextural menunjukkan betapa mudahnya sebuah tanah dapat bekerja.Tanah yang tinggi kandungan pasir lebih mudah untuk diolah, adajuga tanah yang sulit diolah dan tinggi kandungan tanah liat. Teksturtanah juga memiliki dampak pada penyimpanan dan ketersediaan airdan nutrisi, dengan kandungan tanah liat tanah akan lebih retentifsedangkan tanah berpasir akan lebih berpori.Tekstur tanah mengacu pada persentase berat pasir (partikelantara 0,05 sampai 2,0 mm), lumpur (0,002 sampai 0,05 mm), dantanah liat (<0,002 mm) dalam sampel tanah. Hal ini didasarkan padabagian sampel tanah lapangan yang melewati saringan 2 mm (jikabahan kasar berdiameter di atas 2 mm menghasilkan lebih dari 15%sampel lapangan, maka tanah dapat diklasifikasikan sebagai kerikilatau berbatu. ).Jenis partikel tanah banyak sekali ragamnya seperti pasir,lanau atau tanah liat. Kandungan partikel yang membentukpersentase tertinggi sampel digunakan untuk menggambarkan kelastekstur tanah. Misalnya jika bahan penyusun tertinggi adalah butiranpasir, maka tanah tersebut di golongkan dalam grup pasir. Bila tidakada satu dari tiga fraksi yang dominan, kelas teksturnya adalah loam.Dari sekian banyak metode yang tersedia untuk menentukan teksturtanah, ada tiga metode sederhana yang dapat digunakan. Salahsatunya, metode lapangan kualitatif berdasarkan nuansa bahan tanahsaat diremas dan digosok di antara jari-jari. Sedangkan metode


18

lainnya adalah dengan cara menyaring dengan ukuran saringantertentu.Salah satu metode yang cukup sederhana dan sederhanaadalah dengan metode penyaringan. Dengan menggunakan saringan(sieveing) seperti pada Gambar 2.4 maka butiran tanah dapat diklasifikasikan. Saringan tanah ini terdiri dari beberapa lapisan, mulaidari saringan material yang kasar (kerikil) berada pada bagian atas,pasir samapi partikel yang paling kecil berada dibawah. Kemudianpersentase massa masing masing partikel dapat di timbang. Setelahdilakukan penimbangan maka dapat ditentukan persentase massauntuk masing masing partikel butiran. Selain metode penyaringanjuga bisa dilakukan dengan metode pendeteksian denganmenggunakan sinar laset, namun metode ini kurang banyakdigunakan.

Gambar 2.4. Peralatan yang digunakan untuk menyaring ukuranpartikel tanah


19

2.5. Analisa HidrolikkonductivitasAnalisa hidrokonduktivitas tanah dapat dilakukan denganberbagai cara. Salah satu cara yang paling simpel dan akurat adalahdengan membuat lobang dengan ukuran tertentu dan lobangtersebut diisi dengan air (Gambar 2.4). Pada Gambar 2.4memperlihatkan sketsa geometri lubang bor tersebut. Denganmemperhatikan mengetahui parameter parameter tersebut makabesarnya hidrolikkonduktivitas dapat ditentukan.Diameter dan kedalaman lubang perlu diketahui denganakurat. Kemudian air dimasukkan kedalam lubang dengan segerasampai air setinggi titik referensi yang ditetapkan, misalnya sejejardengan permukaan atas lubang. Setelah air sejajar tentu saja air akanmengalir kedalam pori pori tanah yang akhirnya akan menyebabkanpenurunan air terhadap titik referensi ketinggian tadi. Dalam hal iniperlu dilakukan pengamatan yang intensif dan pengukuran yangakurat. Waktu penurunan muka air dan seberapa jauh turunnya airtersebut dicatat dan di plot pada grafik (Gambar 2.5). Mungkin lebihbaik ketinggian air dicatat per 5 detik misalnya. Dengan demikiangrafik hydrolik konduktivitas tanah tersebut dapat dihitung denganformula yang mana variabel nya diperoleh dari grafik penurunan airpada lubang tersebut.


20

Gambar 2.5. Lobang yang sudah disiapkan dan telah diisi dengan air(atas) dan sketsa fisikal lobang bor (bawah).ht

h0

2r

HtH0

H

Referensi


21

Gambar 2.6. Grafik kedalaman air terhadap waktu.Setelah hubungan grafik antara kedalaman air dan waktupenurunan air dalam lubang (Gambar 2.6) dihasilkan makahidrolikkonduktivitas (K) dapat dihitung dengan persamaan berikut= 1.15 ℎ + 2 − ℎ + 2 = 1.15 tan

Besaran K ini akan memberikan arti fisika pada keadaantanah apakah tanah tersebut jenisnya permeable, semi permeableatau tidak permeable sama sekali. Besaran K ini secara tidaklangsung akan memberikan informasi apakah tanah tersebut baikuntuk penyerapan air ataupun tidak dapat mentransfer air, sehinggajika ada kontaminan yang berada dari atas permukaan, juga adapat diprediksi apakah kontaminan ini mudah masuk ke akuifer dangkalatau tidak.

ht + r/2

Waktu


22

Pertanyaan dan renungan untuk Bab II1. Untuk menyimpan air, karakter apa saja yang diperlukan olehtanah?2. Bagaimana karakter pori tanah bisa berbeda-beda untukdaerah-daerah tertentu?3. Mengapa diperlukan pengukuran hydrolickonduktivitastanah?4. Bagaimana hubungan butiran tanag dengan hydrolikkonduktivitas nya?5. Bagaimana hubungan lingkungan persekitaran tanah denganbutiran tanah?

Analisa Karakter Fisika dan Kimia Airtanah

23

BAB III



24

Air yang memenuhi syarat untukdikonsumsi adalah air berkarakter fisika

dan kimia yang tidak bertentangan dengankesehatan manusia


25

BAB IIIAnalisa Karakter Fisika dan Kimia Airtanah

3.1 PendahuluanAir adalah cairan yang paling umum dijumpai di ataspermukaan Bumi. Total keseluruhan mencakup sekitar 71,4% daritotal luas permukaan Bumi. Air murni tidak memiliki bau, rasa, atauwarna. Danau, lautan, dan sungai terbuat dari air. Presipitasi adalahair yang jatuh dari awan mungkin dalam bentuk hujan (cair) jikahangat, atau mungkin beku dalam bentuk butiran salju / es jikasuhunya sangat dingin dibawah 00 C. Jika air menjadi sangat dingin(di bawah 0 derajat Celcius), air membeku dan menjadi es. Jika airmenjadi sangat panas (di atas 100 derajat Celcius), air mendidih danmenjadi uap. Air sangat penting untuk kehidupan. Namun, beberapapenelitian menunjukkan bahwa pada tahun 2025 lebih dari separuhorang di seluruh dunia tidak akan memiliki cukup air.Secara kandungan kimia, air adalah molekul yang terbuatdari 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen (H2O). Seperti cairanlainnya, air memiliki tegangan permukaan, sehingga sedikit air dapatmembuat tetesan di permukaan, daripada selalu menyebar kepermukaan basah. Hal-hal yang berkaitan dengan air lainnya adalahmungkin memiliki "hydro" atau "aqua" dalam nama mereka, sepertihydropower atau akuarium. Kata ini berasal dari nama Yunani danLatin untuk istilah air. Ia juga disebut pelarut universal, karenamelarutkan banyak hal, mulai dari zat padat dan berbagai jenis zatcair lainnya.Tubuh manusia terdiri dari 75 % air, jelas sekali bahwa airadalah salah satu unsur utama yang bertanggung jawab ataskehidupan di bumi. Air bersirkulasi melalui tanah seperti halnya


26

melalui tubuh manusia, mengangkut, melarutkan, mengisi nutrisi danbahan organik, sambil membawa pergi material limbah. Lebih lanjutdi dalam tubuh, ia mengatur aktivitas cairan, jaringan, sel, getahbening, darah dan sekresi kelenjar. Tubuh orang dewasa rata-ratamengandung 42 liter air dan dengan hanya kehilangan kecil 2,7 literdia dapat menderita dehidrasi, menampilkan gejala iritabilitas,kelelahan, gugup, pusing, lemah, sakit kepala dan akibatnyamencapai keadaan patologi.Bertentangan dengan masa lalu, masyarakat teknologi majubaru-baru ini telah menjadi acuh tak acuh terhadap keajaiban hidupini. Warisan alam kita (sungai, laut dan samudera) telahdieksploitasi, diperlakukan dengan salah dan terkontaminasi.Penurunan populasi kehidupan laut dan riparian, munculnyaganggang hijau di sungai-sungai dan bau busuk dan lendir yangmuncul sebagai akibat pembusukan di dalam air, adalah tanda-tandayang jelas dari kedalaman dan tingkat gangguan yang telahditimbulkan terhadap hal ini. Badan pemerintah dan otoritas air akanmembuat kita percaya bahwa itu 'aman' dan kita tidak perlukhawatir tentang alarm global ini. Kesadaran dan tindakansepenuhnya ada pada kita, karena kita perlu menjadi pendidik,dokter, dan inovator kita sendiri. Dan kita perlu menjaga air ini agarjangan tercemar.3.2. Karakter Fisika dan Kimia AirKepadatan (Densitas) air adalah sekitar 1 gram persentimeter kubik. Densitas air akan bervariasi dengan perubahansuhu, tetapi tidak linear, karena suhu meningkat, densitas naik kepuncak pada 3.98 ° C dan kemudian menurun. Ekspansi termalnegatif yang tidak biasa di bawah 4 ° C ini juga ditemui pada silikacair. Efek ini disebabkan oleh pengurangan gerakan termal dengan


27

pendinginan, yang memungkinkan molekul air membentuk lebihbanyak ikatan hidrogen yang mencegah molekul mendekat satu samalain. Sementara di bawah 4° C kerusakan ikatan hidrogen karenapemanasan memungkinkan molekul air untuk mengemas lebih dekatmeskipun peningkatan gerakan termal (yang cenderung memperluascairan), di atas 4° C air mengembang ketika suhu meningkat. Airdekat titik didih adalah sekitar 4% lebih padat daripada air pada 4° C.Air murni yang tidak mengandung ion eksogen adalahisolator yang sangat baik, bahkan air sama sekali tidak mengandungion. Air mengalami auto-ionisasi dalam keadaan cair, ketika duamolekul air membentuk satu anion hidroksida (OH)− dan satu kationhidronium (H3O+). Karena air adalah pelarut yang baik, hampir selalumemiliki zat terlarut di dalamnya, sering kali berupa garam. Jika airmemiliki sedikit pengotor seperti itu, maka ia dapat menghantarkanlistrik jauh lebih mudah.Telah diketahui bahwa tahanan listrik (resistivity)maksimum secara teoritis untuk air adalah sekitar 182 k Ωm padasuhu 25° C. Nilai ini adalah nilai yang sangat tinggi yang artinya airsebenarnya bukan konduktor yang baik. Namun tingkat pencemarangaram atau asam hanya sekitar 100 bagian per triliun (ppt) dalam airultra-murni dapat menurunkan resistivitasnya hingga beberapakΩm. Keasaman air diukur dengan pH-nya, yang merupakanukuran konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam larutan sesuai denganhubungan pH = −log (H+). Semakin tinggi konsentrasi H+ dalam air,semakin rendah pH, dan semakin tinggi keasamannya. Air asammemiliki pH kurang dari 7 (pH netral adalah 7), dan air yang palingasam adalah pada pH 1 atau kurang. Air dasar (basa) memiliki pHlebih dari 7, dengan air paling dasar/basah pada pH 14. pH yangdiizin kan untuk dikonsumsi manusia adalah 6-8.


28

Kandungan logam dalam air bisa bervariasi bergantung padalingkungan dimana air itu diperoleh. Jika sedimen lingkunganpengendapan dimana air itu di dapatkan memiliki banyak kandunganbesi, maka air tanah tersebut akan mengandung lebih banyak Fe.WHO memberikan guidline bahwa kandungan Fe maksimum yangboleh dikonsumsi adalah 03 mg/L, sedangkan Al adalah 0.2 mg/L, Mg150 mg/L, Na 200 mg/L. Untuk kandungan Cloride, Floride, Nitrate,dan Sulphate masing masing 250 mg/L, 1.5 mg/L, 45 mg/L, 400mg/L.3.3. Strategi surveyUntuk melakukan survey penyamplingan air, terlebih dahuludi sarankan menentukan jenis air yang akan disurvey. Misalnya airpermukaan yang bisa diperoleh dari sungai (Gambar 3.1), danau dangenangan air pada permukaan tanah. Untuk melakukan survey iniagar tidak menghabiskan banyak waktu dalam pencarian nya,disarankan untuk memonitor dulu dari Google Earth dimana lokasiyang bisa ditemukan sumber air tersebut (seperti Gambar 3.2). Jikasebelum penyamplingan tidak di lakukan survey pada Google Earthterlebih dahulu maka pada waktu servey biasanya akan terkendalamenemukan lokasi air dan juga terkendala dalam mendapatkan jalanakses kesuatu tempat.Untuk keperluan pengambilan sampel air yang dari dalamtanah (airtanah), disarankan untuk mendapatkannya dari sumursumur yang dimiliki oleh warga atau pun sumur pada lokasi rumahibadah. Dalam penyamplingan ini, masalah utama adalahmenentukan dalamnya sumur, karena terkadang warga tidak tahuberapa dalam sumur yang mereka miliki. Jika terdapat dua jenissumur, yaitu sumur galian yang ukuran diameternya sekitar 1 meter,dan kedalamannya sekitar maksimum 10 meter, dan jika juga


29

terdapat sumur bor yang diameternya nya 10-15 cm, dankedalamannya kadang mencapai puluhan meter, disarankan untukmengambil sampel dari sumur bor karena pengambilan air darisumur bor akan lebihakurat karena sebelum di sampling air dalamsumur diusahakan untuk di sedot / di buang dulu, sehingga air yangter ambil itu betul betul air dari dalam aquifer. Namun jikapenelitiannya memfokuskan pada akuifer dangkal, mungkin sumurgalian adalah pilihan yang lebih baik. Jika sampel air adalah dari airyang berada dalam pori tanah di zona Vadose maka dapat digunakansoil water sampler seperti pada Gambar 3.3. Dengan menggunakansoil water sampler, kandungan air dalam pori akan mudah didapat.

Gambar 3.1. Sungai sebagai salah satu bentuk air permukaan

Gambar 3.2. Google Earth untuk penelusuran loasi sampling


30

Dalam usaha mendapatkan data sampel tanah dan sampel air,terlebih dahulu disarankan untuk melihat situasi lingkungan masingmasing lokasi yang akan diambil datanya. Dengan demikianinterpretasi data dapat dilakukan semaksimal mungkin. Keadaanlingkungan yang dimaksud bisa saja misalnya peternakan hewan,lokasi pertanaian, ataupun di zona pesisir, zona batuan beku dansebagainya. Pengamatan disekitar lingkungan pengambilan data inisangat memberikan peranan dalam interpretasi data nantinya.Misalnya data air yang didapt memiliki kandungan Fe yaang tinggi,dalam penjelasan dan interpretasi data, jika lingkungan dimana airtanah itu di peroleh adalah memiliki banyak biji besi ataupun zonapengendapan biji besi, ataupun proses pelarutan lainnya, makapengamatan tersebut dapat membantu dalam analisa daninterpretasi data.

Gambar 3.3. Soil water sampler


31

3.4. Pengukuran data In-SituData in-situ adalah data yang bisa langsung di ambil saatsample air di lakukan penyampelan. Data in-situ ini seperti:Kedalaman sumurUkuran sumurKoordinat sumurSuhu air saat di angkatWarna air saat diangkatBau air saat diangkatKedalaman air sumur bisa dikur dengan Depth Meter sepertiGambar 3.4. Peralatan ini menggunakan prinsip jika sensornyaterkena air, maka akan memberikan isyarat bunyi. Untuk keperluanpenentuan koordinat sumur adalah dengan menggunakan GPS, suhuair dengan menggunakan Thermometer, warna dan baumenggunakan ukuran kwantitatis.Namun ada data in-situ lainnya yang memerlikan peralatan hususseperti:Keasinan airpH air saat diangkatTotal Dissolved Solid (TDS) airConductivity airUntuk menentukan Keasinan, pH, TDS dan konductivitydigunakan peralatan seperti Gambar 3.5. Untuk keperluanpengukuran dengan alat husus ini, sebelum alat digunakan perludipastikan bahwa alat sudah terkalibrasi dengan baik, yaitu denganmengikuti proses kalibrasi yang ditentukan oleh manufaktur yangmengeluarkan peralan tersebut. Pengukuran pengukuran variabeldiatas dilakukan secara langsung ketika sampel air diperoleh darisumber yang telah ditentukan untuk menghindari perbedaan hargadari angka yang sebenarnya.


32

Gambar 3.4. Depth Meter

Gambar 3.5. Peralatan untuk pengukuran pH, TDS, Salinity danConductivity

3.5. Pengukuran kimia air pada laboratoriumUntuk keperluan pengukuran air pada laboratorium, sampelair perlu diberikan perlakuan husus sebelum sampai padalaboratorium. Terkadang karena lokasi penyamplingan air cukupjauh dari laboratorium, jadi di khawatiri air yang di sampel tersebut


33

sudah mengalami reaksi akibat pengaruh kontak langsung denganudara. Adapun perlakuan husus yang diberikan tersebut adalahsebagai berikut:Suhu air tetap dijaga 40 C. Penjagaan suhu air ini dilakukandengan menempatkan samper air dalam botol plastik sekitar200 ml (tergantung keperluan) dan kemudian botol plastiktersebut dimasukkan dalam kotak termos yang didalamnyadiberi es. Es dalam termos ini senantiasa di diganti / ditambahjika sudah mencair. Selain sampel air ini, air yang sama jugadisampel 200 ml (tergantung keperluan) untuk di analisaunsur Anion yang terkandung dalam sampel air tersebut.Sampel air ini perlu ditambahkan larutan acid kimia sekitar 1ml (1:200) agar anion yang berada dalam air tersebut tidakmengalami reaksi dengan sesama anion. Sedangkan sampelpertama tadi tidak diberikan larutan acid karena untukkeperluan data Cation penambahan larutan acid akanmempengaruhi cation dalam sampel air tersebut. Penukurankandungan Cation dan Anion ini dilakukan dengan berbagaimacam peralatan di laboratori. Namun pada buku ini hanyadibahas dengan menggunakan IC dan ICP yang akan dibahaspada sub bab berikut ini.3.6. Ion chromatography plasmaIon chromatography plasma (ICP) adalah jenis spektrometrimassa yang mampu mendeteksi logam dan beberapa non-logam padakonsentrasi serendah satu bagian dari 1015 (bagian per kuadriliun,ppq) pada latar belakang rendah yang tidak terganggu. Hal inidicapai dengan mengionisasi sampel dengan plasma bergandainduktif dan kemudian menggunakan spektrometer massa untukmemisahkan dan mengukur ion-ion tersebut.


34

Dibandingkan dengan spektroskopi serapan atom, Ionchromatography plasma memiliki kecepatan pengukuran yang lebih,presisi, dan sensitivitas yang lebih tinggi. Namun, dibandingkandengan jenis spektrometri massa lainnya, seperti spektrometrimassa ionisasi termal (TIMS) dan spektrometri massa pelepasancahaya (GD-MS), ICP memiliki bagian yang sedikit menggangguseperti argon dari plasma, gas-gas komponen udara yang bocormelalui lubang kerucut, dan kontaminasi dari gelas dan kerucut.Gambar 3.6 adalah bentuk luar ICP, Gambar 3.8 adalah hasil rekamandari ICP.

Gambar 3.6. Bentuk luar Ion chromatography plasma (ICP)Salah satu penggunaan ICP adalah di bidang medis danforensik, khususnya toksikologi. Seorang dokter dapat mengukurkandungan tes logam untuk beberapa alasan, seperti kecurigaankeracunan logam berat, masalah metabolik, dan bahkan masalahhepatologis. Bergantung pada parameter spesifik yang akan diagnosepada pasien. Sampel yang dianalisis bisa dari sampel darah, urin,plasma, serum, bahkan sampai sel darah merah yang dikemas.Penggunaan yang utama lainnya adalah pada bidang lingkungan.Aplikasi tersebut meliputi pengujian air untuk kota atau perorangan


35

sampai pada pengujian sampel tanah, dan analisis material lainnyauntuk keperluan industri.Dalam beberapa tahun terakhir, pemantauan industri danbiologi telah menghadirkan kebutuhan utama lainnya untuk analisislogam melalui ICP ini. Individu yang bekerja di pabrik di manaterpapar dan kemungkinan terkontaminasi logam dan tidak dapatdihindari, seperti pabrik baterai. Pemantauan ini telah menjadisesuatu kewajiban yang diterapkan oleh badan Dunia, dalam upayamelindungi pekerja dari lingkungan kerja mereka dan memastikanrotasi tugas kerja yang benar.3.7. Ion ChromatographyKromatografi ion (IC) adalah proses kromatografi yangmemisahkan ion dan molekul polar berdasarkan afinitasnya denganpenukar ion. Ia bekerja pada hampir semua jenis molekul bermuatantermasuk protein besar, nukleotida kecil, dan asam amino. Dua jeniskromatografi ion adalah pertukaran-anion dan pertukaran kation. Inisering digunakan dalam pemurnian protein, analisis air, dan kontrolkualitas. Molekul yang larut dalam air dan bermuatan seperti protein,asam amino, dan peptida berikatan dengan gugus yang secaraberlawanan bermuatan dengan membentuk ikatan ionik ke fase diamyang tidak larut. Fasa diam seimbang terdiri dari gugus fungsiterionisasi dimana molekul yang ditargetkan dari campuran untukdipisahkan dan dikuantifikasi dapat mengikat saat melewati kolomfase diam kationik digunakan untuk memisahkan anion dan fasediam anionik digunakan untuk memisahkan kation. Kromatografipertukaran kation digunakan ketika molekul yang diinginkan untukdipisahkan adalah kation dan kromatografi penukar anion digunakanuntuk memisahkan anion. Molekul yang terikat kemudian dapatdielusi dan dikumpulkan menggunakan eluant yang mengandung


36

anion dan kation dengan menjalankan konsentrasi ion yang lebihtinggi melalui kolom atau mengubah pH kolom. Salah satukeuntungan utama untuk penggunaan kromatografi ion hanya satuinteraksi yang terlibat selama pemisahan sebagai lawan teknikpemisahan lain. Oleh karena itu, kromatografi ion mungkin memilikitoleransi matriks yang lebih tinggi. Gambar 3.7 adalah bentuk luar ICdan Gambar 3.9 adalah hasil pengukuran dengan menggunakan IC

Gambar 3.7. Ion Chromatography (IC).


37

Gambar 3.7. Snapshot contoh hasil pengukuran Anion denganmenggunakan ICP.


38

Gambar 3.9. Snapshot contoh hasil pengukuran Cation denganmenggunakan IC.


39

Pertanyaan dan renungan untuk Bab III1. Mengapa diperlukan pengukuran fisika dan kimia air tanahataupun air permukaan?2. Mengapa diperlukan pengamatan disekitar dimana sampelair diambil?3. Mengapa diperlukan pengukuran cation dan anion sampelair?4. Apa hubungan cation dan anion sampel air dengan kondisilingkungan air tersebut?5. Mengapa WHO memberikan standar cation dan anion airyang bisa dikonsumsi manusia?

Metode Resistivitas Geolistrik

40

BAB IVMetode Resistivitas Geolistrik

Tanah memiliki sifat kelistrikan sendiribergantung pada karakter fisika dan kimia tanah

dan kandungan pori tanah tersebut


41

BAB IVMetode Resistivitas Geolistrik

4.1 PendahuluanMetode resistivitas geolistrik adalah salah satu metodegeofisika yang efisien untuk mengexplorasi bawah permukaan tanah.Metoda ini sudah banyak sekali diapplikasikan di bidang explorasimineral seperti biji besi, tembaga, aluminium dan bahan yangbersifat penghantar arus lainnya. Selain itu metode resistivitasgeolistrik juga sudah sangat populer digunakan dalam bidanglingkungan seperti pencemaran airtanah oleh berbagai kontaminan.Bidang arkeologi juga telah menggunakan metode ini untukmerekonstruksi dan mengexplorasi peninggalan benda bendabersejarah, seperti mencari peninggalan harta yang ditimbun,pencarian kuburan kuburan kuno dan sebagainya. Di bidang teknik,resistivitas geolistrik digunakan sebagai survey awal untuk landasanjalan raya, pondasi bagunan yang memerlukan keadaan tanah yangstabil, dan bahkan sampai pada investigasi kestabilan lerengperbukitan untuk menghindari longsor dikemudian hari.Pada Bab IV ini akan dibahas tentang konsep dasar metoderesistivitas geolistrik yang mencakup sejarah singkat dan dasar dasarfisikan metode geolistrik sehingga dapat dipahami bagaimanakelistrikan suatu bahan material. Selanjutnya diikuti dengan strategisurvey, pengolahan data serta presentasi data geolistrik. Untuk subbab yang membahas survey geolistrik, akan di bahas peralatan yangmenggunakan Abem Terrameter, sedangkan peralatan lain tidakdidiskusikan pada bab ini. Namun dengan memberikan konsep yangjelas, pembaca diharapkan mampu menggunakan konsep surveytersebut pada peralatan jenis lainnya, maupun peralatan sederhana


42

yang hanya terdiri dari voltmeter, ampermeter, sumber listrik dankabel penghubung saja.4.2 Kilas Sejarah GeolistrikRobert W.F. pada tahun 1830 melakukan eksperimenmenggunakan arus alami yang terkait dengan endapan bijih sulfida diCornwall, Inggris. Conrad Schlumberger pada tahun 1900 di Prancisdan Frank Wenner di Amerika Serikat menginjeksikan arus ke tanahdan mengukur perbedaan potensial yang dihasilkan. Investigasi yangmereka gunakan ini menggunakan metode resistivitas arus searah.Metode geolistrik dan elektromagnetik (EM) telah menjadimetode yang sangat penting di bidang Geofisika Terapan mulaisekitar awal abad ke 21. Metode ini terutama digunakan untukinvestigasi dangkal disekitar permukaan. Penggunaan surveiresistivitas geolistrik untuk menyelidiki lapisan berlapis dibawahpermukaan dimulai dari tahun 1912 oleh Conrad Schlumberger yangmelakukan percobaan resistivitas geolistrik pertamakali didaerahNormandia. Sekitar tahun 1915, gagasan serupa dikembangkan olehFrank Wenner di Amerika Serikat. Sejak saat itu, survei resistivitasgeolistrik telah meningkat pesat penggunaannya, dan telah menjadialat yang penting dan berguna dalam studi hidrogeologi, prospeksimineral dan pertambangan, serta dalam aplikasi lingkungan danteknik.4.3 Konsep Resistivitas GeolistrikMetode resistivitas geolistrik bekerja dengan carapengukuran perbedaan potensial antara dua titik pada permukaantanah yang dihasilkan oleh aliran arus listrik melalui permukaanbawah tanah. Setelah data kuat arus dan beda potensial serta ukuran


43

geometri susunan elektroda diketahu, maka distribusi resistivitasdibawah permukaan tanah dapat ditentukan dan kemudia bisadiinterpretasikan berdasarkan bahan penyusun yang berkorelasidengan harga resistivitas nya.Resistivitas, aliran arus, dan potensial.Pada tahun 1827, Georg Ohm mendefinisikan hubunganempiris antara arus (i, ampere) yang mengalir melalui kawat yangmemiliki hambatan (R, ohm) dan potensi voltase (V, volt) yangdiperlukan untuk menggerakkan arus itu, kemudian dapatdinyatakan dengan persamaan 4.1:= (4.1)Hubungan sederhana persamaan ini dapat di ilustrasikanpada Gambar 4.1 yaitu rangkaian listrik DC sederhana:

Gambar 4.1. Rangkaian listrik DC sederhanaPertanyaan yang muncul adalah bagaimana resistansi yangterukur dapat dihubungkan dengan sifat fundamental batuan danjuga bagaimana konsep aliran arus pada kabel bisa di hubungkandengan material bumi. Bagaimana mengapplikasikan sistempengukuran yang simpel seperti pada kawat ini dapat digunakanuntuk mengekplorasi bawah permukaan? Bagaimana distribusiresistivitas dapat dihubungkan dengan material dibawah permukaandan hubungannnya dengan sifat fisika materail lainnya. Pertanyaanpertanyaan ini akan di jelaskan dibawah ini.


44

Kemampuan material untuk mentransmit atau melewatkanarus listrik adalah tidak bergantung pada faktor geometri ataupunfaktor bentuk dan ukuran material benda tersebut. Kuantitas yangtidak bergantung secara geometri ini adalah disebut denganresistivitas (). Resistivitas adalah parameter fundamental darisebuah material. Resistivitas menggambarkan bagaimana mudahnyasebuah kawat bisa mentransmit arus listrik. Jika resistivitas bahanbesar, maka menunjukkan bahwa material bahan tersebut tersusundari bahan yang menahan aliran arus listrik. Sebaliknya jikaresistivitas kecil, ini menunjukkan bahan tersebut mudahmengantarkan arus listrik.Bumi sebagai rangkaian listrikJika di tinjau dari sifat kelistrikan, bumi ini bisa bertindaksebagai Resistor, Capasitor, Induktor dan Baterai. Dengan demikianuntuk melakukan penelitian kebumian yang menyangkut kelistrikanperlu didiketahui respon yang mana yang perlu dilihat. Gambar 4.2adalah ilustrasi karakter kelistrikan bumi.

Gambar 4.2 Ilustrasi sifat kelistrikan bumiKerapatan Arus dan EkuipotensialPada material bumi atau apapun bentuk material dengan tigadimensi, arus listrik tidak mengalir seperti alirannya pada lintasantunggal seperti aliran pada kawat. Namun arus listrik akan mengalir


45

ke segala arah. Asumsikan resistivitas bahan penyusun bumi adalahuniform ke segala arah, bagaimana arus mengalir? Ini dapat diilustrasikan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.3. Ilustrasi arus mengalir pada material bumi yanghomogenPada Gambar 4.3 terlihat sebuah elektroda (C1) ditancapkankedalam tanah dan di aliri dengan arus listrik dari Sumber DC,kemudian salah satu elektrod yang lain (C2) di letakkan pada jarakyang sangat jauh. Terlihat adanya pola aliran arus yang radial darisumber arus dan juga terlihat adanya garis garis equipotensial.Gambar 4.4 menunjukkan spesipikasi gambar 4.3 yang lebihmendetil. Pada titik P1 dapat dihitung potensial seperti persamaan4.2. Pada persamaan 4.2 ini terlihat bahwa beda potensial yangterukur bergantung pada arus yang diberikan dan juga jarak darisumber arus. Faktor yang paling penting yang berhubungan denganmaterial bumi disini adalah tahanan jenis ().(4.2)shell 2

dr drdV iR i i

A 2 r


46

Gambar 4.4. Ilustrasi dan spesipikasi arus untuk satu elektrodeNamun persoalannya mengapa harus meletakkan elektrodeC2 pada jarak yang sangat jauh? Gambar 4.5 memberikan ilustrasiElektroda yang ke dua (C2) di letakkan sejauh d dari elektrode C1.

Gambar 4.5. Dua elektrode yang ditancapakan pada permukaantanahPada situasi ini dapat ditentukan potensial di titik P akibatarus pada C1 (source) dan potensia akibat arus pada C2 (sink)(4.3)Sehingga akhirnya beda potensial akibat C1 dan C2 dapat di hitung:(4.4)

sourcesource r

iV

2

sinksin 2 r

iV k

inksin

11

2 ssourceksourcep rr

iVVV


47

Namun persamaan diatas hanyalah proses penghitungansecara matematik, namun untuk keperluan yang sebenar nya tidakmungkin bisa menentukan potensial tanpa menggunakan alat ukur.Untuk itu diperlukan dua elektrode lainnya untuk menentukanbesarnya beda potensial antara elektrode P1 dan P2 sepertidiilustradikan pada gambar 4.6.

Gambar 4.6. Empat elektroda C1 C2 dan P1 P2Akhirnya beda potensial antara titik P1 dan P2 akibat aruspada C1 dan C2 dapat di hitung dengan menggunakan persamaan 4.5.(4.5)Setelah beda potensial antara P1 dan P2 dapat di tentukan, maka jikajarak masing masing P1 ke C1 dan C2, serta jarak P2 ke C1 dan ke C2di ketahui, maka dapat di hitung nilai resistivitas dari pengukurantersebut seperti persamaan persamaan pada Gambar 4.7. Padapersamaan tersebut dapat ditentukan Apparent Resistivity(Resistivitas Semu) jika arus dan potensial terukur pada alat ukur,dan jarak masing masing elektroda diketahui.

432121

1111

2 rrrr

iVVV PP


48

Gamabr 4.7 Susunan Elektroda dan Persamaan untuk menentukanresistivitas semunya4.4 Survey Resistivitas GeolistrikSurvei pencitraan resistivitas geofistrik 2D dapat dilakukan dilokasi yang telah ditentukan dengan menggunakan berbagaiequipment, namun pada buku referensi ini akan dibahas denganmenggunakan ABEM Terrameter SAS4000 (Produksi Swedia).Namun untuk penelitian tanpa penggunaan alat ini juga dapatdilakukan dengan sarat sudah mengerti konsep konfigurasi yang

i

Vaa

2

i

V

xL

xL

la

22

222

2

i

V

l

lLa

2)( 22

i

Vnana

12

i

Vnnana

21


49

digunakan. Terrameter dihubungkan bersamaan dengan sistempemilihan arus-tegangan otomatis dan kabel multicore yangelektroda dihubungkan pada keluaran dengan interval yang sama.Gambar 4.7 adalah ABEM Terrameter SAS4000, Electrode SelectorES10-64, dan kabel multikonduktor.

Gambar 4.7. ABEM Terrameter SAS4000 beserta asesorisnya. 1)Meteran resistansi, 2) Kotak pemilih arus, 3) Kabel multikonduktor,4) Elektroda, 5) Konektor, 6) Sumber arus


50

Uji peralatanSebelum peralatan survey ini digunakan, TerrameterSAS4000 dibandingkannya dengan perangkat standar untuk melihatperformen peralatan ini. Prosedur berikut digunakan untukmelakukan analisis kesalahan pada peralatan.1. Serangkaian pengukuran resistivitas pada permukaan tanahdilakukan dengan menggunakan Terrameter SAS4000 danperalatan standar (Voltmeter digital, Ammeter dan sumberarus) di beberapa lokasi.2. Pengukuran dilakukan lima kali untuk setiap lokasi. Semuapengukuran dilakukan dipagi hari untuk menghindari sinarmatahari langsung dan memastikan kandungan air didalampermukaan tanah agar setiap pengukuran tetap konstan.3. Gambar 4.8 adalah pengukuran yang disiapkan untukTerrameter dan perangkat standar. Data mentah dari keduapengukuran tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.1.Kolom pertama yang ditampilkan pada Tabel 4.1 adalahlokasi C1. Kolom kedua menunjukkan jarak elektroda (dilambangkansebagai "a") dan kolom ketiga adalah pembacaan resistivitas. Tigakolom berikutnya memberikan data bacaan yang berasal daripengukuran perangkat standar. Unit arus dan tegangan di lapanganyang digunakan masing-masing dalam mikro ampere dan millivolt.Namun pada tiga kolom (Tabel 4.1), unit arus dan tegangannyaberbeda dan resistivitas yang dihitung telah diubah menjadi ampere,volt dan ohm.m.


51

Gambar 4.8. Pengukuran langsung untuk membandingkan hasil dariTerrameter SAS4000 dan perangkat standar.Tabel 4.2 adalah ringkasan data resistivitas untuk sepuluhpengukuran lokasi yang berbeda. Pada Tabel 4.2, pengukuran untukmasing-masing lokasi dengan menggunakan kedua peralatan(Terrameter dan perangkat standar) terlihat sangat mirip sekali.Namun, standar deviasi perangkat standar konvensional untuk setiapsitus lebih tinggi daripada Terrameter. Oleh karena itu, dapatdisimpulkan bahwa SAS4000 Terrameter lebih stabil dan kurangrentan terhadap kesalahan dibandingkan dengan perangkatkonvensional.


52

Tabel 4.1. Data mentah Terrameter SAS4000 dan pembacaanperangkat konvensional.C:\SAS4000\Data\rz0001.s4k ConventionalMeasurement11500 I(Ampere) V(Volt) R(ohm.m)0 0.05 110.75 0.000691 0.24 110.070 0.05 110.31 0.000693 0.24 109.300 0.05 110.39 0.000694 0.24 108.230 0.05 110.47 0.000695 0.24 108.080 0.05 110.52 0.000695 0.24 109.4300 110.49 Mean 109.02240 0.17 Stdev 0.8444990000Tabel 4.2. Ringkasan data untuk sepuluh pengukuran situs yangberbeda.Site ID Terrameter ConventioanlMean Stdev Mean StdevSite 1 110.487 0.17 109.022 0.844Site 2 146.077 0.85 144.195 1.453Site 3 76.132 0.042 78.517 0.535Site 4 76.221 0.026 71.63 1.317


53

Site 5 76.703 0.004 71.666 1.26Site 6 95.608 0.092 105.746 3.697Site 7 109.1 0.028 112.658 0.42Site 8 106.163 0.186 124.544 0.328Site 9 82.139 0.021 86.92 0.244Site 10 112.158 0.013 110.191 0.4994.5 Prosedur LapanganPada survei resistivitas geolistrik, penentuan lokasi surveisangat penting dilakukan sebelum akuisisi data. Hal ini karena surveiresistivitas membutuhkan kondisi lapangan tertentu termasuk jarakdari gangguan kendaraan, ruang panjang yang tersedia dan jauh darisumber Noise. Lokasi yang tepat dicari di Google Earth dan ditandaipada peralatan navigasi misalnya Garmin eTrex Vista HCx GPS(Gambar 4.9).

Gambar 4.9. Salah satu peralatan GPS (Global Posisioning System)untuk keperluan navigasiKonfigurasi Wenner digunakan untuk akuisisi data. Panjanglintasan garis survei bergantung pada target dan ruang yang tersediadi lapangan. Rentangan maksimum adalah 400 meter. Jika


54

menggunakan rentangan panjang maksimum, ini bertujuan untukmenemukan sasaran yang lebih dalam seperti struktur bawah tanahdan akuifer dalam.Adapun yang perlu diperhatikan dalam survey resistivitaspada umumnya bergantung pada beberapa faktor seperti: jumlahtotal elektroda, jumlah bagian susunan kabel dibagi menjadi kerenaperalan pengukuran diletakkan dibagian tengah, tipe arraypengukuran yang digunakan (Wenner, Schumberger, pole-pole,dipole-dipole dll.), dan apakah ada batasan bagaimana elektrodadapat digabungkan. Terrameter SAS4000 menampilkan resistansiterukur atau nilai resistivitas yang nyata pada layar selamaperolehan data, jarak antar elektroda terkecil dan titik tengahkoordinat (ABEM 2007).ABEM Terrameter SAS4000 dengan alat Lund ImagingSystem memiliki pengaturan lapangan yang spesifik saat digunakandengan empat kabel yang dilengkapi dengan 61 takeout. Gambar 4.10(A) menggambarkan peralatan yang dipasang dengan kabel empatroda. Dalam pengaturan ini, dibutuhkan elektroda 61 dengan jarakelektroda 'satu'. Akuisisi data untuk pemasangan ini menggunakanprotokol WENNER_L dan WENNER_S. Panjang penyebaranmaksimum untuk konfigurasi tersebut adalah panjang 400 m untuk61 elektroda dengan jarak 5 m. Gambar 3.5 (B) menunjukkanpengukuran dengan menggunakan kombinasi elektroda yangmemberikan pemisahan dasar jarak 'a' untuk target dangkal, dankemudian 2a, 3a, 4a, dll untuk informasi lebih lanjut tentang targetyang lebih dalam. Gambar 3.5 (C) menggambarkan penutup datauntuk kabel empat roda menggunakan ABEM Terrameter SAS4000.


55

Gambar 4.10. Peralatan survey dengan menggunakan 61 elektoda (4gulung kabel). Set up peralatan untuk 4 gulung kabel (A). Urutanpengukuran dengan menggunakan Terrameter SAS400 (B). Datayang diperoleh dengan konfigurasi Wenner (protocol WENNER_Ldan WENNER_S (C).

A

B

C


56

4.6 Pengolahan dataData resistivitas dari ABEM Terrameter SAS4000 kemudiandi lakukan processing yang pertama yaitu merubah format datatersebut kepada format data yang sesuai dengan software yangdigunakan untuk menginversi data tersebut. Pada bukuini dibahaspenggunaan software Res2Dinv. Setelah data tersebut direformatkemudian data tersebut di inversi dengan Res2Dinv yang mana padaproses inversi dapat dilakukan dengan melakukan beberapa kaliiterasi berdasarkan keperluan dari interpreter. Namun iterasi yanglebih sesuai dengan sens keilmuan kebumian biasanya antara iterasi3 sampai 7.Gambar 4.11 adalah bentuk ploting raw data pada softwareRes2Dinv. Sumbu x adalah posisi tengah dari susunan elektrode.Sumbu Y adalah kedalaman dan juga mewakili besarnya resistivitaspada poin itu.Untuk pengolahan data manual, juga bisa dilakukan denganmenghitung nilai resistivitas semu untuk masing masing pengukuran.Penghitungan ini berdasarkan konfigurasi yang digunakan denganmenggunakan rumas pada sub bab 4.3. Setelah data resistivitas semudiperoleh baru dilakukan inversi.Jika data pengukuran memerlukan data topografi, maka datamasing masing elevasi posisi elektroda harus di masukkan padaproses inversi. Data topo grafi ini akan memberikan bentukpermukaan seperti bentuk topografi area survey data resistivitasgeolistrik tersebut.


57

Figure 4.11. Data resistivity yang di plot pada Res2Dinv. Pada dataatas terlihat data tidak terlalu smoth, untuk setiap lapisanpengukuran, sedangkan yang bawah lebih smoth.Pada Gambar 4.11, data yang bagian atas terlihat data tidakterlalu smoth, untuk setiap lapisan pengukuran, sedangkan yangbawah lebih smoth. Ini adalah disebabkan oleh beberapa factor.1. Distribusi resistivitas kondidi bawah permukaan.Kebanyakan ke tidak smoth an data ini adalah disebabkankondisi real bawah permukaan yang memang seperti itu.


58

Misalnya pada lokasi zona intrusi air laut yang manaresistivitasnya rendah, namun diantara intrusi air laiuttersebut terdapat bongkahan bongkahan batuan bekuyang mana resistivitasnya tinggi.2. Kesalahan alat. Faktor ini jaranag terjadi, karena biasanyakalau pun terjadi itu akan memperlihatkan bacaan yangtidak konsisten.3. Faktor elektroda. Jika elektroda tidak terlalu masukkedalam tanah dan juga keringnya tanah akanmenyebabkan terkadang arus lancer masuk ketanahterkadang tidak. Ini juga bisa menyebabkan ketidakbenaran data yang terbaca.Efek dari ketidak smoth an data akan memberikan hasil RMSerror yang relative tinggi seperti pada Gambar 4.12 A. Inimemberikan ambuguitas interpretasi yang lebih besar. Salah satucara untuk menurunkan RMS error sehingga relative rendah adalahdengan cara memberikan Dumping factor pada proses penginversiandata. Gambar 4.13 adalah gambar efek dari pemberian Dampingfactor yang berbeda beda untuk sebuah data yang sama. Terlihatbahwa untuk data yang tidak smoth ternyata Dumping factor jugatidak memberikan penurunan angka RMS nya.


59

Gambar 4.12. Pemberian Damping factor pada data yang relativetidak smoth. (A) Damping factor default, (B) Damping fator initial0.05, minimum 0.03. (C) Damping fator initial initial 0.5, minimum0.03 and (D) Damping fator initial initial 0.5, minimum 0.5.Untuk data yang relative lebih smoth, pemberian Dampingfactor yang tepat dapat menurunkan besarnya RMS error proses

A

B

C

D


60

penginversian data. Pada Gambar 4.11 memperlihatkan pemberianDamping factor pada data yang memang relative smoth.

Gambar 4.13. Pemberian Dumping factor pada data yang relativesmoth. (A) Default damping factor. (B) initial 0.05, minimum 0.03. (C)initial 0.5, minimum 0.03 and (D) initial 0.5 minimum 0.5.

A

B

C

D


61

4.7. Presentasi data geolistrikData resistivitas geolistrik 2D ini dapat di presentasikanlangsung dengan mengambil langsung gambar penampang 2D yangdihasilkan dari software yang digunakan seperti pada Gambar 4.14.Pada gambar ini (A) terlihat presentasi langsung yang manaprosesing data tidak menggabungkan data topografi saat melakukanproses inversi. Sedangkan pada bagian (B) terlihat bahwa padaproses inversi, data topografi survey di libatkan dalam proses inversidata. Untuk mempresentasikan data dengan melibatkan datatopografi, diperlukan data elevasi untuk masing masing posisielektroda. Dengan demikian electroda 1 memiliki data elevasi padaposisinya, elektroda 2 juga memiliki posisi elevasinya dan sampaipada elektroda yang terakhir.Penggunaan presentasi data dengan melibatkan datatopografi ini biasanya digunakan pada daerah survey yang memilikiketinggian yang tidak datar, misalnya di daerah perbukitan, daerahyang memiliki kemiringan yang landai ataupun yang curam.Sedangkan untuk daerah yang rata, bisa juga melibatkan datatopografi, dengan demikian ketinggian yang terlihat akan tetap datar,namun posisi sumbu Y nya tidak menunjukkan angka 0 pada posisiatasnya, namun menunjukkan anggka elevasi tanah dimana surveytersebut dilakukan.Data resistivitas geolistrik ini juga dapat di representasiulang dengan mengexpor data X, Y dan data resistivitas pada masingmasing X dan Y, kemudian data ini di representasi ulang denganmelakukan konturing menggunakan software konturing sepertiSurfer. Gambar 4.14 (C) adalah representasi ulang dari dataresistivity geolistrik dengan menggunakan Surfer.


62

Gambar 4.14. (A) Presentasi data tanpa melibatkan data elevasi. (B)dengan memasukkan data elevasi saat prosesing, (C) dengan re-presentasi dengan menggunakan software conturing.

A

B

C


63

Jika data geolistrik terdistribusi dibeberapa tempat, untukmempresentasikan data geolistrik agar terlihat seperti lapisanlapisan resistivitas, beberapa data tersebut dapat juga di extrak dandi lakukan konturing ulang untuk masing masing kedalaman yang diingain kan. Misalnya pada kedalaman permuakaan, kedalaman 10meter, 20 meter, hingga kedalam ketersediaan data dari data yangada. Gambar 4.15 menunjukkan potongan distribusi resistivitasuntuk setiap kedalaman yang di ploat dengan metoda Kriggingdengan semivariogam sebagai pemodelan awal.

Gambar 4.15. Potongan distribusi resistivitas untuk masing masingkedalaman.


64

Pertanyaan dan renungan untuk Bab IV1. Bagaimana metode resistivitas geolistrik bisa menentukanresistivitas bawah permukaan?2. Apa perbedaan konfigurasi Wenner dan KonfigurasiSchlumberger?3. Buatlah sketasa survey 2 dimensi untuk mendeteksikeberadaan rongga di sekitar kedalaman 6 meter.4. Buatlah sketsa susunan konfigurasi Wenner denganmenggunakan peralatan konvensional!5. Bagaimana resolusi pengukuran geolistrik dengan susunanelektroda?

Studi Pendahuluan

65

BAB V

Studi Pendahuluan

Studi Pendahuluan

66

Tanah yang belum pernah diberikan pupukkimia akan lebih terhindar dari kandungan

nitrat

Studi Pendahuluan

67

BAB VStudi Pendahuluan

5.1 PendahuluanPada Bab V ini akan di bahas bagaimana sebuah studipendahuluan yang telah dikakukan untuk melihat kondisi nitratedalam pori tanah yang mengandung sedikit air pada zona vadoze(zona diatas permukaan air tanah). Pada bab ini dibahas satu studikasus yang di ambil dari jurnal yang terindek Scopus (Q3) dari ITBJournal of Engineering Sciences, Volume 42, Nomor 2, halaman 151-164. Studi kasus pada artikel ini berjudul “Geoelectrical Resistivityand Hydrogeochemical Contrast between the Area that Has BeenApplied with Fertilization for Long Duration and Non-Fertilization”yaitu Perbedaan resistivitas geolistrik dan kandungan kimia air padapori tanah yang telah dipupuk dengan yang belum pernah dipupuk.Pembahasan akan dimulai pada daerah penelitian, hipotesa, metodeyang digunakan dan bagaimana hasil yang diperoleh.5.2 Daerah PenelitianWilayah penelitian untuk studi kasus ini terletak sekitar 45km dari garis pantai di Kelantan Utara, Malaysia. Sungai Kelantan danbukit yang relative tinggi dapat ditemukan di sisi barat dan timurdari daerah penelitian. Bukit ini adalah bagian dari Boundary RangeComposite Batholith. Di sekitar bukit, banyak ditemui granit yangterpapar terutama di quari Sungai Buluh. Granit berpola lainnya jugabisa ditemukan di Kampung Pulai Condong sekitar 4 km ke arahbarat dari batas bukit ini. Daerah penelitian ditutupi oleh sedimen

Studi Pendahuluan

68

kuarter yang berada diatas batuan granit. Ketebalan deposit kuarterbervariasi dari 20 m di sekitar belahan selatan sampai sekitar 200 mdi dekat pantai. Gambar 5.1 menunjukkan peta lokasi wilayahpenelitian.

Gambar 5.1. Susunan survey resistivitas geolistrik dan titikpengambilan sampel tanah (A), Lokasi penelitian Zona 1 dan Zona 2(B)

Studi Pendahuluan

69

Pada penelitian ini akan dibahas apakah perbedaankandungan nitrate dalam tanah memberikan perubahan resistivitasgeolistrik pada tanah? Dengan demikian penelitian ini akan difokuskan pada zona yang belum pernah terkontaminasi oleh pupukkimia dan zona yang selalu menggunakan pupuk kimia.5.3 MetodePenelitian dilakukan di Kampong Tok Bok, didaerah utaraNegeri Kelantan Malaysia. Dalam penyelidikan ini, zona penelitiantersebut dibagi menjadi dua zona: Zona 1 adalah lahan yang tidakpernah diberi pupuk, dan Zona 2 adalah lahan yang dulu pernahdiberi pupuk secara teratur. Situasi Zona 1 adalah lapanganberumput yang kadang-kadang digunakan oleh masyarakat setempatuntuk tempat bermain bolakaki dan juga oleh hewan ternak untukmerumput. Zona 2 umumnya terdiri dari perkebunan kelapa sawittua. Kebun ini telah berumur lebih dari 25 tahun. Perkebunan kelapasawit ini sudah tidak pernah diberi pupuk sejak Agustus 2007,karena akan dilakukan peremajaan dalam waktu dekat. Skemapemupukan untuk perkebunan kelapa sawit untuk pohon berumurlebih dari 12 tahun ditunjukkan pada Tabel 5.1. Data di skema tabel5.1 ini diperoleh langsung dari salah satu mandor perkebunan kelapasawit disana. Pada saat berdialog, beliau langsung memperlihatkandata resmi pemupukan, jenis pupuk yang digunakan, waktupemupukan dan juga kandungan pupuk.Untuk kedua zona penelitian, Zona 1 dan Zona 2menggunakan metode investigasi yang sama yaitu: survei pencitraanresistivitas geolistrik dua dimensi (2D), analisis sifat tanah, dananalisis kimia air. Survei pencitraan resistivitas geofistrik 2Ddilakukan di kedua lokasi menggunakan peralatan resistivitas ABEMTerrameter SAS4000 produksi Swedia. Susunan elektroda Wenner

Studi Pendahuluan

70

digunakan pada setiap baris (lihat Gambar 5.1) pada masing-masingZona dengan jarak 1 meter untuk setiap elektroda. Panjang totalprofil untuk setiap lintasan adalah 40 meter. Pengolahan datamenggunakan skema inversi tomografi perangkat lunak RES2DINV.Software RES2DINV ini adalah software yang dikembangkan olehGeotomo dan kebanyakan para peneliti menggunakan software inikarena keakuratan hasil inversi yang diberikan software ini cukupbaik. Fokus penyelidikan adalah membandingkan hasil pencitraanresistivitas geoelektrik dengan sifat tanah dan kandungan kimiatanah air.Tabel 5.1. Skema sistem pemupukan lahan sawit yang berumur 12tahun keatas (data diperoleh dari wawancara langsung denganpemilik kebun)No Bulan Jenis pupuk Kandungan Jumlah per 2hektar1 February Urea Nitrogen (60%) 400 kg2 April NPK N(15%), P, K 600 kg3 August Urea Nitrogen (60%) 400 kg4 October NPK N(15%), P, K 600 kg5 December Dolomite Dolomite 300 kg6 Diperlukan KCl K and Cl 200 kg7 Kapansaja Pupuk kandang Tak di cek Berapa saja

Distribusi ukuran butir tanah untuk kedua Zona diukurdengan maksud membedakan karakter tanah pada kedua Zona.Sampel tanah dikumpulkan secara acak dari empat titik lokasidisetiap Zona (lihat Gambar 5.1). Setiap titik lokasi diambil sampeltanah dari kedalaman 0 sampai 1 meter setiap interval 25 cm.Sampel kemudian dikeringkan menggunakan oven pada suhu 105° Cselama 24 jam. Kemudian tanah kering tersebut disaring dan

Studi Pendahuluan

71

diklasifikasikan menurut skema klasifikasi ukuran butir oleh Hamlin,yaitu kerikil, pasir, lanau dan tanah liat.Metode gravimetri diadopsi untuk mengukur kadar air dariempat lubang di masing-masing Zona (Gambar 5.1). Setiap lubangdiambil dari kedalaman 0 meter sampai 1 meter untuk selang 25 cm.Dalam metode ini, tanah perlu ditimbang sebelum tahappengeringan. Sampel dan wadahnya dipanaskan dalam oven padasuhu 105° C selama 24 jam untuk mencapai massa stabilisasi padanilai konstan (tanpa kadar air). Penurunan berat tanah karenakandungan air tanah (air pori) secara gravimetrik kemudian dapatdiperkirakan.Metode inverse auger digunakan untuk mengukurkonduktivitas hidrolik pada kedalaman dangkal diatas permukaanair tanah. Sebuah lubang dengan diameter 11,5 cm dan kedalaman 60cm dibuat untuk setiap lokasi. Setelah lubang dibuat, kemudian diisidengan air sampai permukaan air sejajar dengan permukaan tanah.Tingkat penurunan permukaan air pada awalnya agak sedikit lajunamun pada akhirnya akan stabil sampai tingkat kelajuan yangkonstan setelah beberapa saat. Pencatatan penurunan permukaan airyaitu waktu dan kedalaman permukaan yang di ukur dari ataspermukaan dilakukan sampai pada kondisi tertentu misalnya airsudah tak turun lagi ataupun sudah sampai pada kedalamanmaksimal lobang bor.Untuk menganalisis kandungan kimia air tanah di zonavadosa, diperlukan sampel air yang diekstraksi langsung dari tanah.Air tanah diambil sampelnya pada kedalaman 0,25 meter, 0,50 meter,0,75 meter dan 1 meter untuk empat lokasi acak (lihat Gambar 5.1)dengan menggunakan Soil Water Sampeler 1900 (diproduksi olehSoilmoisture Equipment Corp, AS). Empat sampel air tanahdimasukkan dalam botol 40 ml untuk setiap kedalaman dan diberilabel sesuai sampling kedalaman masing masing. Selanjutnya, sampel

Studi Pendahuluan

72

air tanah disimpan dalam botol plastik dan dipelihara pada suhu 4° C.Sampel dianalisis di laboratorium hidrgeookimia denganmenggunakan Kromatografi Ion (IC) dan Inductively Coupled Plasma(ICP) satu hari setelah pengumpulkan sampel.5.4 Hasil Analisa Ukuran Butir Tanah dan Air PoriHasil analisis sifat tanah (ukuran butir dan kadar air) untukZona 1 dan Zona 2 diberikan pada Tabel 5.2. Total persentase pasir disemua lokasi sampling berkisar antara 91,77% sampai dengan99,15%. Nilai persentase maksimum butiran berukuran pasir diamatipada sampel dari sampling 50 cm untuk semua lokasi (Zona 1 danZona 2). Persentase butiran berukuran kerikil menunjukkan poladistribusi dimana nilai persentase meningkat pada sampel denganbertambahnya kedalaman.Tabel 5.2 Distribusi ukuran butir dan kadar air dari Zona 1 (kiri) danZona 2 (kanan).

S_ID Krikil Pasir Lanau KadarAir S_ID Krikil Pasir Lanau KadarAir(%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%)A-0 0.76 98.29 0.95 16.53 E-0 0.91 98.15 0.94 15.76A-25 0.00 98.48 1.52 11.54 E-25 0.00 98.44 1.56 10.87A-50 0.47 99.14 0.86 9.75 E-50 0.00 99.15 0.85 9.23A-75 1.53 97.81 0.66 10.33 E-75 1.22 98.04 0.74 10.15A-100 7.05 92.64 0.32 10.31 E-100 6.56 93.10 0.34 10.37Rata 1.96 97.27 0.86 11.69 Rata 1.74 97.38 0.88 11.28B-0 0.86 98.14 1.00 15.98 F-0 0.85 98.20 0.95 15.93B-25 0.00 98.44 1.56 10.44 F-25 0.00 98.45 1.55 10.92B-50 0.00 99.08 0.92 9.97 F-50 0.00 99.12 0.88 9.72B-75 1.44 97.83 0.74 11.79 F-75 1.54 97.73 0.73 10.17B-100 7.22 92.43 0.34 9.24 F-100 7.23 92.43 0.34 10.03Rata 1.91 97.18 0.91 11.48 Rata 1.92 97.19 0.89 11.35C-0 0.82 98.21 0.97 16.29 G-0 0.85 98.20 0.96 15.78

Studi Pendahuluan

73

C-25 0.00 98.41 1.59 11.23 G-25 0.00 98.45 1.55 10.79C-50 0.59 99.12 0.88 10.01 G-50 0.00 99.09 0.91 9.65C-75 1.55 97.78 0.67 10.51 G-75 1.56 97.71 0.73 10.12C-100 7.24 92.40 0.36 10.23 G-100 7.86 91.77 0.37 10.09Rata 2.04 97.19 0.89 11.65 Rata 2.05 97.04 0.90 11.29D-0 0.81 98.21 0.97 16.16 H-0 0.85 98.20 0.95 15.69D-25 0.00 98.40 1.60 11.08 H-25 0.00 98.47 1.53 10.48D-50 0.00 99.14 0.86 9.86 H-50 0.00 99.14 0.86 9.53D-75 1.54 97.79 0.66 10.52 H-75 1.52 97.76 0.72 10.15D-100 7.27 92.39 0.34 10.18 H-100 7.77 91.88 0.34 10.06Rata 1.93 97.19 0.89 11.56 Rata 2.03 97.09 0.88 11.18Semua kedalaman sampling dari Zona 1 dan Zona 2menunjukkan nilai persentase yang rendah untuk kandungan lanaudan tanah liat yang berkisar antara 0,32% sampai 1,60%. Kandunganlanau dan tanah liat rata-rata untuk keseluruhan Zona 1 dan Zona 2diperoleh kurang dari 1%. Namun, dengan meningkatnya kedalaman,persentase lanau dan tanah liat umumnya menurun kecuali padapermukaan tanah. Umumnya, tidak ada perbedaan yang siknifikanpada kedua Zona (Zona 1 dan Zona 2) untuk distribusi ukuran butir.Dapat disimpulkan bahwa baik pada Zona 1 dan Zona 2 memilikikondisi tanah dan geologi yang sama.Kandungan Moisture (kadar air) di Zona 1, rata-rata berkisarantara 11,48% sampai 11,69% (Tabel 5.2). Nilai persentase tertinggiuntuk kadar air adalah di lokasi titik A. Di setiap lokasi, nilaimaksimum kadar air diperoleh di permukaan. Meskipun kadar airsedikit meningkat di permukaan bawah permukaan untuk lokasi A.Kandungan air tidak menunjukkan kecenderungan tren yang sama.Kedua Zona berbeda dalam persentase tingkat kelembaban rata-ratadengan Zona 1 memiliki rata-rata 11,59% (standar deviasi 0,09%)dan rata-rata Zona 2 sebesar 11,27% (standar deviasi 0,07%).Perbedaan kadar air dapat dikaitkan dengan tingkat penguapan yangberbeda. Data untuk Zona 1 diperoleh satu hari sebelumpengambilan data untuk Zona 2. Meskipun demikian, kondisi cuacadua hari saat pengambilan data adalah hampir sama (berawan),

Studi Pendahuluan

74

sehingga menghasilkan perbedaan nilai persentase yang tidak besaruntuk kadar air kedua Zona.Konduktivitas Hidrolik untuk kedua Zona adalah 0,001079cm/s (Zona 1) dan 0,001096 cm/s (Zona 2) seperti pada Gambar 5.2dan Tabel 5.4. Nilai tersebut menginformasikan bahwa karakterfisika tanah dan pori-pori untuk kedua Zona menyiratkan adanyakesamaan porositas dan permeabilitasnya untuk kedua Zona.

Gambar 5.2. Hasil grafik penurunan permukaan air terhadap waktupada Zona 1 (A) dan Zona 2 (B).

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600 700

ht +

r/2

(cm

)

Time (s)

A

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600 700

ht +

r/2

(cm

)

Time (s)

B

Studi Pendahuluan

75

5.5 Hasil Kimia Air Pori TanahKomposisi kimia air pori yang diekstraksi dari masing-masing sampel kedalaman di Zona 1 dan Zona 2 dapat dilihat padaTabel 3. Di kedua Zona, K, Ca, dan Na adalah anion yang dominandengan nilai berkisar antara 1,02 sampai 6,79 mg/L. Anion lainnyamemiliki konsentrasi rendah kurang dari 1 mg/L. Berdasarkan hasilini, terlihat kandungan anion pada air pori yang diekstrak adalahboleh dikatakan sama atau tidak ada perbedaan yang siknifikanuntuk kedua Zona. Untuk konsentrasi anion ini diperoleh daripengukuran yang menggunakan ICP pada lab hydrochemical. Namunpada proses analisis beberapa sampel air memerlukan prosespengenceran. Proses ini diperlukan karena terkadang satu elemenmelebihi terlalu jauh dari elemen yang lainnya.Di Zona 1 dan Zona 2, konsentrasi nitrat berkisar antara 1,3sampai 2,7 mg/L dan 5,1 sampai 9,1 mg/L. Konsentrasi nitrattertinggi untuk kedua lokasi ditemukan pada permukaan tanah danini terlihat menurun dengan bertambahnya kedalaman. Dalam kasusini, setelah pemupukan sepuluh bulan, konsentrasi nitrat dalam airpori tanah dapat digunakan untuk keperluan konsumsi manusia. US.E.P.A merekomendasikan bahwa konsentrasi nitrat dalam air poriaman untuk dikonsumsi manusia adalah tidak lebih dari 10 mg/L.Tren yang sama juga terlihat pada konsentrasi klorida. Sementara itu,sulfat dan fluorida memiliki nilai konsentrasi berkisar antara 0sampai 5 mg /L dan 0,1 sampai 0,5 mg /L. Namun, konsentrasi rata-rata klorida dan nitrat relatif lebih tinggi diamati dari Zona 2(Gambar 5.3).

Studi Pendahuluan

76

Tabel 3 Hasil analisis ekstraksi air pri pada Zona 1 (bagian atas) dan Zona 2 (bagian bawah).No Sample ID Chloride Nitrate Sulphate Fluoride K Ca Mg Na Al Femg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l1 TB001-25 10.262 2.752 0.491 0.152 1.953 2.973 0.571 4.956 0.196 0.0372 TB001-50 8.576 2.451 3.358 0.137 1.231 2.567 0.713 4.030 0.097 0.0323 TB001-75 7.775 2.579 5.008 0.373 1.558 2.188 0.538 3.920 0.068 0.0124 TB001-100 5.935 1.357 0.000 0.155 1.020 1.279 0.395 2.794 0.043 0.008Rata-rata 8.137 2.285 2.214 0.204 1.441 2.252 0.554 3.925 0.101 0.0221 TB006-25 20.502 9.116 0.000 0.432 2.545 3.957 0.288 4.340 0.600 0.2742 TB006-50 13.103 6.777 3.031 0.398 2.479 3.941 0.333 4.611 0.406 0.0563 TB006-75 10.259 6.104 0.000 0.523 1.929 3.139 0.264 6.769 0.741 0.0874 TB006-100 9.819 5.136 1.644 0.044 1.162 1.439 0.150 2.207 0.083 0.011Rata-rata 13.421 6.783 1.169 0.349 2.029 3.119 0.259 4.488 0.458 0.107

Studi Pendahuluan

77

Gambar 5.3. Konsentrasi nitrate (A) dan chloride (B) pada Zona 1 danZona 2.Pada gambar 5.3 A terlihat bahwa nitrat ditemukan padasetiap sampel kedalaman. Pada area lapangan bole, kandungannitrate lebih sedikit daripada pada area perkebunan kelapa sawit.Secara umum nitrat berkurang terhadap bertambahnya kedalamanpenyampelan. Demikian juga untuk kloride (Gambar 5.3 B), klorideterlihat dominan pada atas permukaan dan berkurag terhadapbertambahnya kedalaman. Namun zone lapangan bola juga lebih

0

5

10

15

20

25

25 50 75 100Ko

nsen

tras

i (m

g/L)

Kedalaman Sampel (cm)

A

Nitrate-Site1 Nitrate-Site2

0

5

10

15

20

25

25 50 75 100

Kons

entr

asi (

mg/

L)

Kedalaman Sampel (cm)

B

Chloride-Site1 Chloride-Site2

Studi Pendahuluan

78

rendah kandungan kloridenya jika dibandingkan dengan zona kelapasawit. Pada zona lapangan bola, walaupun tidak pernah dilakukanpemupukan dengan pupuk kimia, namun kehadiran nitrat dankloride itu diduga kemungkinan besar adalah karena aktivitas hewanternak yang selalu menggunakan lapangan tersebut sebagai sumbermakanan (Rumput). Karena kotoran hewan juga dapatmengakibatkan adanya nitrat dan kloride.5.6 Hasil Resistivitas GeolistrikModel resistivitas Zona 1 ditunjukkan pada Gambar 5.4. Skalaharga resistivitas yang sama digunakan untuk semua survey. Padasurvey TB01, nilai resistivitas tinggi berkisar antara 2000-6000ohm.m terlihat dari permukaan sampai kedalaman sekitar 1,5 m, inisesuai dengan adanya pasir yang padat dengan kadar air rendah(Tabel 5.3). Fitur yang sama juga dapat diamati di garis surveylainnya (TB02-TB05).Ketinggian air tanah yang diukur adalah 3,60 meter di bawahpermukaan tanah di lubang bor yang dibor pada jarak 19 meterterlihat di survey TB003. Pada model inversi dari survey TB003, nilairesistivitas sekitar 500 ohm.m berkorespondensi dengan unit pasirkompak jenuh air.Umumnya, pada kedalaman lebih dari 4 meter, zona yangmungkin lebih berpori dan lebih permeabel dapat dilihat pada bagiandengan nilai resistivitas sekitar 150 ohm.m. Nilai ini sesuai denganadalah jenuh air. Garis survey TB03 melintasi garis survey TB01 danTB02, dan TB04 yang bersilang dengan TB05 (lihat Gambar 5.1).Titik persimpangan ditandai dengan panah pada Gambar 5.4.

Studi Pendahuluan

79

Hasilnya menunjukkan konsistensi korelasi yang baik untuk setiapperpotongan garis survey.Zona 2 terletak di barat laut Zona 1 yaitu di perkebunankelapa sawit tua. Survei geolistrik dilakukan pada lima baris di Zonaini. Dalam model invers dari semua survey (TB06-TB10 pada Gambar5.5) menunjukkan nilai resistivitas yang relatif lebih rendah (1800ohm.m) dari permukaan hingga kedalaman 1 meter. Nilai resistivitasini (berwarna kuning) tidak muncul dalam model invers di Zona 1.Bagian bagian dengan nilai resistivitas yang cukup tinggi (lebih dari8000 ohm.m) pada bagian TB06, TB07, dan TB08 sesuai dengan fiturfitur tertentu yang menunjukkan adanya bahan kompak denganrendah kadar air di Zona 2. Fitur ini adalah batuan lapuk yangdiketahui setelah dibor dengan auger tangan.Garis survey TB09 melintasi garis survey TB06, TB07, danTB08 pada tanda 16,5 meter (lihat Gambar 5.1). Model inversi inimenunjukkan korelasi yang cukup baik pada masing-masing garissurvey yang berpotongan. Bagian yang lebih berpori dan permeabelmenunjukkan nilai resistivitas sekitar 150 ohm.m pada kedalamanlebih kurang 3 meter di bawah permukaan tanah. Ketinggianairtanah ditemukan pada kedalaman 3,48 meter di lubang bor padalokasi 20 meter di garis survey TB009 (lihat Gambar 5.1). Padamodel invers garis survey TB009, nilai resistivitas sekitar 500 ohm.madalah menunjukkan pasir padat yang jenuh air.Secara umum tanah pada zona lapangan bola terlihatmemiliki nilai resistiviti yang lebih tinggi jika dibandingkan denganzona kelapa sawit, walau kedua tanah memiliki keadaan butiran danjuga litology yang sama. Hal ini disebabkan oleh ketidakhadiranataupun sedikitnya anion yang ada dalam pori tanah. Anion yangditemukan dalam pori tanah didiga dari aktivitas binatang ternakyang melakukan pencarian makanan di lapangan tersebut.Kemungkinan lain adanya anion pada pori tanah adalah bersumber

Studi Pendahuluan

80

dari hujan, karena hujan juga terkadang mengandung kandungananion walaupun sedikit jumlahnya.Sedangkan pada zona perkebunan kelapa sawit, rendahnyanilai resistivitas tanah adalah dikarenakan adanya sisa sisa anionyang masih tertinggal didalam pori tanah, walaupun lahan ini sudahtidak mendapat pupuk kimia selama 8 bulan sebelum penelitian inidilakukan.

Studi Pendahuluan

81

Table 5.4. Statistik resistivitas dari permukaan ke kedalaman 75 cm. Pada sebelah kanan adalah hasil analisatanah

Resistivitas (ohm.m) Analisa Tanah

NamaSurvey

Rata rata Stdev Max MinKerikil

(%)Pasir (%)

Lanau(%)

Kadar Air(%)

HydrolikKonduktivitas

(cm/s)

TB001 4042.62 1245.367 8021 2084.3

1.95

(2.74)

97.20(2.47)

0.88(0.41)

11.5975

(2.45)0.001079

TB002 4950.52 1275.909 8496.8 2873.5

Zona 1 TB003 4303.951 1358.411 9065 1932.4

TB004 3995.408 1201.233 6783.1 1466

TB005 4003.477 1328.22 8940.9 1980.5

TB006 2597.096 1300.075 7825.7 290.5

1.93(2.84)

97.17(2.55)

0.89(0.39)

11.2745

(2.35)0.001096

TB007 2270.121 1127.833 6605 944.42

Zona 2 TB008 2718.001 1326.222 7173 933.97

TB009 2872.892 719.566 4636.3 885.07

TB010 3027.621 936.733 5881.7 1375.9

Studi Pendahuluan

82

Gambar 5.4. Penampang resistivitas Zona 1

CSL = Compacted soil with low moisture content (Tanah padat dengan kandungan airsedikit) WT = Water table (muka air tanah), PA = Potential aquifer with more poroussaturated soil(Potensi akuifer yang lebih poros); GBl = Granite boulder (Granit)

Studi Pendahuluan

83

Gambar 5.5. Penampang resistivitas Zona 2

CSL = Compacted soil with low moisture content (Tanah padat dengan kandungan airsedikit) WT = Water table (muka air tanah), PA = Potential aquifer with more poroussaturated soil(Potensi akuifer yang lebih poros); GBl = Granite boulder (Granit)

Studi Pendahuluan

84

5.7 Korelasi Karakter Tanah, Kandungan Kimia Airtanah, danParameter GeofisikaTabel 5.4 adalah ringkasan statistik dari model resistivitasyang diekstrak untuk kedua Zona (sisi kiri tabel) dan standar deviasisifat tanah yang dipilih (sisi kanan tabel). Rata-rata kandungankerikil di Zona 1 dan Zona 2 masing-masing adalah 1,96% dan 1,94%.Standar deviasi untuk pembacaan tersebut masing-masing adalah2,74 dan 2,84 untuk Zona 1 dan Zona 2. Kandungan pasir rata-ratauntuk Zona 1 dan Zona 2 masing-masing 97,20% dan 97,12%. Rata-rata lanau dan tanah liat adalah sama untuk kedua Zona. Kesamaanukuran butiran tanah ini menunjukkan kondisi geologi adalah samadi kedua Zona.Data sifat tanah didukung dengan data dari bor denganmenggunakan auger tangan. Konduktivitas hidrolik dari Zona 1 danZona 2 adalah 0,001079 cm/s dan 0.001096 cm/s. Berdasarkan hasiltersebut, disimpulkan bahwa konduktivitas hidrolik yang secaratidak langsung menyatakan porositas dan permeabilitas untuk kedualokasi adalah sama. Untuk memudahkan analisis, nilai dari modelresistivitas diekstraksi dari kedua zona dan diplot pada Tabel 4.Semua data yang diambil dari model resistivitas ditampilkan sebagaiX dan Y. Berdasarkan data pada Tabel 4, nilai resistivitas rata-ratamaksimum dari permukaan tanah sampai kedalaman 75 cm untukkedua lokasi masing-masing adalah 4950,52 ohm.m (TB002) dan3027,627 ohm.m (TB010). Garis survey lainnya menunjukkan nilairesistivitas yang lebih rendah di Zona 2 dibandingkan dengan Zona 1dari permukaan sampai kedalaman 75 cm.Pada Gambar 5.4, distribusi nilai resistivitas relatif tinggipada kedalaman kurang dari 1 meter. Dalam interval kedalaman ini,nilai resistivitas yang relatif tinggi, dengan nilai resistivitas padaTB03 adalah nilai resistivitas tertinggi di Zona 1. Analisismenunjukkan nilai hasil untuk model resistivitas di Zona 1 lebih

Studi Pendahuluan

85

tinggi daripada yang diperoleh dari Zona 2. Namun kadar air di Zona2 lebih rendah dari pada Zona 1. Sedangkan nilai sifat tanahmenunjukkan bahwa kondisi tanah di Zona 1 dan Zona 2 adalah smasatu sama lainnya. Kesamaan ini tercermin dalam persentase rata-rata kandungan tanah liat, lanau, dan pasir di kedua lokasi.Pengukuran lainnya meliputi pengukuran yang dilakukan untukkonduktivitas hidrolik. Resistivitas rata-rata yang lebih rendah dariZona 2 dari permukaan sampai kedalaman 75 cm diyakinidisebabkan oleh konsentrasi nitrat dan klorida yang lebih tinggi padapermukaan dangkal bawah tanah. Meskipun kegiatan pemupukantelah dihentikan selama setahun terakhir, residu klorida dan nitratmasih tetap berada di dalam tanah. Kadar ion negatif pada nitrat dankhlorida menyebabkan penurunan resistivitas medium tanahtersebut. Inilah alasan mengapa ada penurunan resistivitas rata-rata36,6% dari permukaan sampai kedalaman 75 cm untuk Zona 2.5.8. KesimpulanPada studi pendahuluan yang telah dilakukan ini sangatterlihat jelas bahwa kandungan nitrate dalam tanah dapatmemberikan pengaruh bacaan resistiviatas geolistrik. Pembacaanresistivitas geolistrik pada tanah yang pernah digunakan sebagailahan pertanian mengalami penurunan yang cukup siknifikan jikadibandingkan pada lahan tanah yang tidak difungsikan sebagai lahanpertanian. Besarnya penurunan nilai resistivitas tanah tersebutterbukti walaupun tanah tersebut sudah tidak dilakukan pemupukandalam selang waktu yang cukup lama, namun nitrat yang tersisasebagai impak pemupukan masih tersimpan dalam pori tanah.Dengan demikian penggunaan resistivitas geolistrik tidak hanyadibatasi pada pendugaan struktur bawah permukaan, namun lebihjauh lagi dapat digunakan sebagai analisa impak lingkungan padadaerah pertanian. Dari hasil ini terlihat bahwa metode resistivitas

Studi Pendahuluan

86

dapat digunakan untuk survey investigasi kontaminasi nitrate padaairtanah dan dapat digunakan untuk skala yang lebih luas lagi. Padapenelitian berikutnya akan dibahas monitoring nitrate dalam air poritanah untuk kondisi tanah yang berbeda beda, sehingga dapat diprediksi waktu aktive nitrate dalam tanah.

Studi Pendahuluan

87

Pertanyaan dan renungan untuk Bab V1. Mengapa diperlukan analisa butiran tanah pada studikontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?2. Mengapa diperlukan analisa konduktivitas hidrolik padastudi kontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?3. Mengapa diperlukan analisa hydrokimia pada studikontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?4. Mengapa kehadiran nitrat dalam air pori tanah memberikanimpak penurunkan nilai resistivitas geolistrik secarasignifikan?5. Investigasi kontaminasi apa saja yang bisa dilakukan denganmenggunakan metode resistivitas geolistrik?

Monitoring Nitrat

88

BAB VI

Monitoring Nitrat

Nitrat ternyata memiliki perkembanganpertumbahan sehingga mengalami puncakkandungan pada beberapa hari kemudian

Monitoring Nitrat

89

BAB VIMonitoring Nitrat

6.1 PendahuluanBab VI ini membahas bagaimana kondisi nitrate dalam poritanah yang mengandung sedikit air pada zona vadoze (zona diataspermukaan air tanah) bergerak dan larut dengan lingkungansekitarnya dari waktu kewaktu. Pada bab ini di bahas dua studi kasusyang di ambil dari jurnal yang terindek Scopus (Q2 dan Q3) yaitu dariInternational Journal of Environment and Engineering SciencesVolume 8, Nomor 4, halaman 765-780 (Time lapse chemical fertilizermonitoring in agriculture sandy soil), dan Journal of Engineering andTechnology Sciences, Volume 49, Nomor 4, halaman 491-507(Evaluation of the Fate of Nitrate and Analysis of Shallow Soil Waterusing Geo-electrical Resistivity Survey). Pembahasan akan dimulaipada daerah penelitian, hipotesa, metode yang digunakan dan dandilanjutkan dengan bagaimana hasil yang diperoleh.6.2 Daerah PenelitianWilayah penelitian untuk studi kasus ini terletak sekitar 45km dari garis pantai di Kelantan Utara, Malaysia. Daerah penelitianini adalah sama dengan daerah penelitian pada Studi Kasus di Bab V.Gambar 6.1 adalah lokasi penelitian dan setup survey dari penelitianini.

Monitoring Nitrat

90

Gambar 6.1. Setup survey resistivitas geolistrik dan titik pengambilansampel tanah.Pada penelitian ini akan dibahas apakah kandungan nitratedalam tanah yang disebabkan oleh efek pemupukan di kebun kelapasawit dapat dimonitor dan dievaluasi dengan menggunakan metodegeolistrik yang di dukung dengan analisa karakter tanah danairtanah. Diharapkan metode geoelectrikal resistivity mampumendeteksi pergerakan nitrate secara visualisasi dan metode analisakarakter tanah dan air tanah diharapkan memberikan hasil kuantitasdari kandungan nitrate tersebut. Ketiga metode ini digunakan dalampenelitian ini sehingga hasil interpretasi yang diperoleh akan lebihakurat.

Monitoring Nitrat

91

6.3 Metode PenelitianPemantauan kandungan kimia air pori untuk selang waktutertentu dilakukan pada periode survei waktu yang berbeda dengan"kondisi skema alami", yang berarti bahwa semua prosesdikondisikan alami termasuk proses penyiraman oleh curah hujan,habitat biologis yang tidak terganggu dan aplikasi pupuk kimiaseperti skema yand standar (Tabel 1). Lokasi pengambilan data dipilih pada daerah perkebunan kelapa sawit tua yang tidak produktifdi Kampung Tok Bok, Machang karena perkebunan tersebut sudahtidak mendapatkan pupuk kimia sekitar 10 bulan sebelum surveidilakukan. Jika survei dilakukan di perkebunan kelapa sawitproduktif, akan sangat sulit untuk menentukan aplikasi pemupukanyang akan dipantau saat kegiatan pemupukan berlanjut.Tabel 6.1. Skema Pemupukan yang selalu dilakukanNo Month Fertilizer Content Amount per Ha

1 February Urea Nitrogen (60%) 600 kg2 April NPK N(15%), P, K 600 kg

3 August Urea Nitrogen (60%) 600 kg

4 October NPK N(15%), P, K 600 kg

5 December Dolomite Dolomite 300 kg

6 Whenneeded

KCl KCl 300 kg

7 Anytime Farmyardmanure

Mixture As available

Spesifikasi survei dapat dilihat pada Gambar 6.1. Pemantauankandungan kimia air pori dilakukan dalam tiga bulan dari tanggal 3Mei sampai tanggal 3 Agustus. Periode waktu ini dipilih berdasarkanpada distribusi curah hujan di wilayah ini dimana curah hujan terjadidengan jumlah rata-rata di dalam periode ini setiap tahun, sehinggadapat mewakili jumlah rata-rata masukan air di daerah ini. Curah

Monitoring Nitrat

92

hujan maksimum dan minimum terjadi sekitar bulan November-Desember dan Februari-Maret.Survei pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima padapembahasan nantinya mengacu pada monitoring-1, monitoring-2,monitoring-3, monitoring-4, dan monitoring-5. Survei pertama(monitoring-1) dilakukan sebelum pupuk kimia ditaburkan padatanah. Setelah pengambilan data untuk monitoring-1 selesai, barulahpupuk kimia (urea) ditaburkan ke tanah. Urea memiliki kandungannitrogen tertinggi diantara pupuk-pupuk yang lainnya. Tiga belas kgurea didistribusikan ke seluruh zona pupuk (Gambar 6.1). Totalmasanya setara dengan 600 kg per 2 ha. Pendistribusian pupuk kimiaini adalah dengan "kondisi skema alami". Itu didistribusikan dengantangan dan kira-kira menutupi seluruh area dengan intensitas yangsama.. Beberapa metode pengambilan data digunakan padapenelitian ini yaitu analisis sifat tanah, analisis hidrogeokimia dansurvei pencitraan resistivitas geofistrik 2D.Analisis sifat tanah pada setiap survey bertujuan untukmengukur kadar air tanah tersebut. Sampel tanah diambil dari tigalubang (Gambar 6.1). Setiap lubang diambil sampelnya darikedalaman 0 sampai 1 meter untuk interval 25 cm. Metodegravimetri diadopsi untuk mengukur kadar air tanah ini. Dalammetode ini, tanah perlu ditimbang sebelum tahap pengeringan.Sampel dan wadahnya dipanaskan dalam oven pada suhu 1050 Cselama 24 jam untuk mencapai massa stabilisasi pada nilai konstan(tanpa kadar air). Penurunan berat ini akibat kadar air tanahdihilangkan kemudian diperkirakan berapa persen kadar airnya.Distribusi ukuran butir dan konduktivitas hidrolik pada kedalamanyang dangkal tidak diukur lagi karena sudah ada pada Bab VI.Distribusi ukuran butir dan data konduktivitas hidrolik diperlukanuntuk memahami karakter tanah daerah tersebut.

Monitoring Nitrat

93

Analisis hydrogeohemical untuk menganalisis kandungankimia air tanah di zona vadosa dilakukan dengan mengambil sampelair yang diekstraksi langsung dari tanah. Air tanah diambilsampelnya pada kedalaman 0 m, 25 cm, 50 cm, 75 cm dan 100 cmuntuk tiga lokasi acak (Gambar 6.1) dengan menggunakan SoilWater Sampeler 1900 (diproduksi oleh Soilmoisture EquipmentCorp, AS). Tiga sampel air tanah untuk masing masing kedalamandigabungkan dalam botol plastik 40 mL dan diberi label. Karenasampel air kurang dari 25 mL untuk setiap kedalaman sampling,sampel air diencerkan dengan air murni yang komposisinya menjadi50:50. Selanjutnya, sampel air tanah disimpan dalam botol plastikdan dipelihara pada suhu 40 C. Sampel dianalisis di laboratoriumhidrogeokimia menggunakan inductively coupled plasma (ICP) danion chromatography (IC).Survei pencitraan resistivitas geolistrik 2D dilakukan denganmenggunakan ABEM Terrameter SAS4000. Konfigurasi Wennerdigunakan pada dua garis survey untuk setiap survei dengan jarakelektroda 1 meter. Panjang profil survey totalnya adalah 40 meter.Untuk panjang survey 40 meter ini digunakan elektroda sebanyak 41batang. Peralatan resistivity berada di tengah bentangan elektrodatersebut. Pada area ini sangat sulit untuk melakukan survei denganjalur gridding karena kondisi lapangan yang mana terdapat pohonkelapa sawit setiap 6 meter dan adanya parit (kedalaman 0,3 meter,lebar 1,5 meter dan panjang sekitar 7 meter) pada setiap tujuh barisinterval pohon kelapa sawit. Pengolahan data dilakukan denganskema inversi tomografi menggunakan perangkat lunak RES2DINV.Dalam skema ini, distribusi resistivitas bawah permukaan diperolehmelalui inversi kuadrat terkecil linier pseudoseksi resistivitas nyatayang diperoleh sepanjang profil. Keakuratan inversi dapat dilihatdari besarnya nilai RMS untuk iterasi tertentu.

Monitoring Nitrat

94

6.4 Hasil analisa karakter tanahUkuran butiran tanah dan karakteristik konduktivitashidrolik yang diperoleh dari penelitian sebelumnya (pada Bab 5)menunjukkan bahwa karakter tanah untuk akuifer adalah dalamkategori semi-pervious. Jumlah tertinggi kadar air dapat ditemukanpada sekitar permukaan. Kandungan air dalam monitoring-1menurun dengan bertambahnya kedalaman. Tren penurunan serupajuga dapat ditemukan dalam monitoring-2, monitoring-3,monitoring-4 dan monitoring-5. Kandungan kelembaban tanahdipengaruhi oleh jumlah curah hujan dan waktu interval sebelumtanah diambil. Penurunan kadar air dengan kedalaman inidisebabkan oleh peningkatan kadar biji pasir dan pasir seukurankedalaman. Umumnya, kadar air berkurang dengan kedalaman untuksemua pemantauan.6.5. Hasil analisa kimia air tanahTabel 6.2 menunjukkan hasil kimia dari kandungan air tanahyang diekstraksi untuk semua monitoring. Pada monitoring-1,kandungan kation berkisar antara 0 sampai 10,78 mg/L. Kandungankation tertinggi adalah Ca (10,78 mg/L) pada kedalaman sampling 50cm. K, Ca dan Na adalah kandungan kation dominan yang memilikirata-rata 4,58 mg/L, 7,42 mg/L dan 6,40 mg/L, sedangkan Mg, Pb, Cdse Mn, Cu, Zn, Fe, As memiliki konsentrasi konsentrasi rata-ratakurang dari 2 mg/L. Konsentrasi kation tidak menunjukkankecenderungan spesifik dari permukaan sampai kedalaman 100 cm.Konsentrasi kation maksimum muncul pada permukaan sampaikedalaman 25 cm; peneliti lain juga menemukan konsentrasi nitratyang lebih tinggi pada permukaan dekat. Hal ini disebabkan sumberkation dan konsentrasi anion di dekat permukaan disebabkan

Monitoring Nitrat

95

terutama karena kegiatan pemupukan. Namun, semua kation airberada dalam batas yang dapat diterima untuk konsumsi manusia.Untuk kandungan anion, konsentrasi klorida dan nitratdiamati paling tinggi pada tingkat permukaan. Konsentrasi nitratmenurun terhadap kedalaman, kecuali pada kedalaman 25 cm.Sementara konsentrasi klorida cendrung menurun denganbertambahnya kedalaman sampai kedalaman 100 cm. Konsentrasiklorida dan nitrat rata-rata dari permukaan tanah sampai kedalaman100 cm masing-masing 13.9 mg/L dan 10.74 mg/L. Konsentrasisulfat tertinggi (5.56 mg/L) dapat diamati pada sekitar permukaantanah. Hampir tidak ada konsentrasi fluoride kecuali padapermukaan dan kedalaman 25 cm (0.06 mg/L dan 0.12 mg/L). Disumur bor yang memiliki kedalaman 4.5 meter dan tinggi permukaanair 3.42 meter, konsentrasi klorida adalah 15.52 mg/L sedangkankonsentrasi nitrat adalah nol. Pada monitoring-2, konsentrasi kloridadan nitrat tertinggi (320.00 mg/L dan 106.72 mg/L) dapatditemukan pada sekitar permukaan tanah. Namun, konsentrasi nitratdalam air aman untuk dikonsumsi manusia di bawah 45 mg/L.Dampak pupuk setelah monitoring-1 terlihat cukup jelasdalam kandungan air pori yang diekstraksi ini. Konsentrasi sulfatjuga meningkat secara drastis (207.58 mg/L). Tingkat konsentrasinitrat menurun dengan bertambahnya kedalaman. Sementara itu,konsentrasi klorida juga menurun untuk setiap kedalaman sampelsampai kedalaman 75 cm dan sedikit meningkat pada kedalaman 100cm. Konsentrasi klorida dan nitrat rata-rata dari permukaan sampaikedalaman 100 cm masing-masing adalah 138.82 mg/L dan 37.66mg/L. Besarnya nilai-nilai ini sama sekali berbeda dengan hasilmonitoring-1. Kandungan rata-rata untuk klorida dan nitrat daripermukaan sampai kedalaman 100 cm meningkat sekitar 9.98 dan3.50 kali lebih besar dari pada monitoring-1.

Monitoring Nitrat

96

Sementara di sumur bor (TBW 4.5), konsentrasi nitrat jugadiamati meningkat drastis. Hasil ini diyakini berasal dari pencemaranlangsung yang berasal dari permukaan. Ini karena air permukaannyamerembes ke dalam air tanah melalui celah antara dinding sumurdan casing sumur, meski celahnya sudah dipenuhi tanah sebelumnya.Hal ini didukung oleh situasi dimana tidak adanya tanah antaradinding sumur dan casing sumur saat monitoring-2 dilakukan. Untukpemantauan selanjutnya, air yang dari sumur tidak diambil lagi.Namun, kandungan kation relatif sama dibandingkan denganmonitoring-1, karena tidak ada perubahan signifikan yang ditemukandalam monitoring-2.Pada monitoring-3, tingkat konsentrasi nitrat masihmerupakan nilai tertinggi (122.48 mg/L) di permukaan dan bahkanlebih besar dari pada konsentrasi pada monitoring-2. Konsentrasinitrat berkurang secara bertahap dengan bertambahnya kedalaman.Sementara itu, kandungan klorida tertinggi (160.00 mg /L) diamatipada kedalaman 25 cm dan menurun secara bertahap dengankedalaman yang meningkat. Tingkat konsentrasi sulfat tertinggi(71,54 mg / L) ditemukan pada permukaan. Kandungan klorida dannitrat rata-rata adalah 81,02 mg / L dan 36,52 mg / L, masing-masingsekitar 0,58 dan 0,97 kali lebih rendah dari pada pemantauan-2,sementara kandungan kation relatif sama dibandingkan dengan duasurvei sebelumnya. Dalam konsentrasi pemantauan-4, klorida dannitrat masih tertinggi untuk diamati di permukaan dan berkurangsecara bertahap dengan meningkatnya kedalaman. Sementarakonsentrasi sulfat tidak menunjukkan nilai yang signifikan lagi.Konsentrasi klorida rata-rata adalah 19,20 mg/L, yaitu sekitar 1,37kali lebih tinggi dari pada untuk pemantauan-1. Sedangkankonsentrasi nitrat rata-rata adalah 21,82 mg/L, yaitu sekitar 2,03 kalilebih tinggi dari pada pemantauan-1. Pemantauan-5 adalah surveiterakhir. Di sini, selain kedalaman dari permukaan sampaikedalaman 100 cm, analisis kimia air yang diekstraksi dilakukan jugapada kedalaman 150 cm dan 200 cm. Dua nilai konsentrasi nitrat

Monitoring Nitrat

97

tertinggi (15,5 mg/L) ditemukan pada tingkat permukaan dan padakedalaman sampling keempat (14,12 mg/L). Sementara konsentrasiklorida tertinggi (22,76 mg/L) ada pada tingkat permukaan danmenurun secara bertahap dengan bertambahnya kedalaman.Konsentrasi sulfat tidak memiliki nilai signifikan untuk semuakedalaman sampel kecuali untuk sampel TBK, dimana sampel airtanah di zona anomali ini diketahui setelah survei geoelektrikdilakukan. Konsentrasi klorida dan nitrat rata-rata dari tingkatpermukaan sampai kedalaman 100 cm masing-masing 15,02 mg/Ldan 13,38 mg/L. Nilai ini kurang lebih sama dengan pemantauan-1.Untuk kandungan kation, umumnya relatif sama untuk setiappengukuran pemantauan.

Monitoring Nitrat

98

Tabel 6.2. Kandungan kimia air yang di extraksi pada tiap tiap monitoring disetiap kedalamanN Sample ID Depth Cl Nitrate SO4 Fluorid K Ca Mg Pb Cd Se Al Mn Cu Zn Fe As Na

(cm) mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

1 TBM1-0 0 21.310

12.926 5.560 0.060 9.888 8.472 1.028

0.032

0.000

0.000

3.242

0.014

0.124

0.088

0.128

0.000

6.6122 TBM1-25 25 12.98

89.970 1.550 0.122 4.470 6.352 0.74

40.00

00.00

00.00

00.00

00.00

60.03

20.31

40.00

00.00

07.53

03 TBM1-50 50 12.310

10.460 2.704 0.000 2.846 10.788

0.782

0.026

0.000

0.006

0.202

0.026

0.000

0.148

0.000

0.000

6.1944 TBM1-75 75 12.14

810.380 2.230 0.000 2.702 6.260 0.66

00.00

00.00

00.00

20.00

00.02

00.03

60.22

60.00

00.00

05.94

25 TBM1-100

100 10.748

9.948 2.114 0.000 3.014 5.242 0.618

0.000

0.000

0.010

0.002

0.008

0.050

0.128

0.000

0.000

5.7026 TBW 4.5 450 15.51

80.000 1.854 0.000 2.084 2.906 0.83

40.00

00.00

00.00

00.02

40.01

20.01

20.05

40.00

80.00

05.91

0Mean(1-5)

14.170

8.947 2.669 0.030 4.167 6.670 0.778

0.010

0.000

0.003

0.578

0.014

0.042

0.160

0.023

0.000

6.315

1 TBM2-0 0 320.000

106.722

207.576

0.000 7.504 8.536 1.048

0.000

0.000

0.006

5.482

0.044

0.036

0.036

0.908

0.000

8.3402 TBM2-25 25 278.4

0050.838 24.864 0.000 6.084 5.706 0.11

60.00

00.00

20.02

40.03

20.01

40.02

60.00

00.00

00.00

04.00

23 TBM2-50 50 65.718

10.334 2.534 0.068 2.126 7.028 1.706

0.014

0.006

0.010

3.944

0.190

0.034

0.350

0.134

0.000

7.2484 TBM2-75 75 13.91

410.242 7.966 0.000 5.662 5.756 0.80

60.01

00.00

00.01

81.02

80.06

00.03

00.07

00.10

40.00

06.93

65 TBM2-100

100 16.020

10.136 6.074 0.000 2.500 8.264 0.912

0.010

0.000

0.010

0.618

0.054

0.038

0.082

0.044

0.000

5.9626 TBW-450 450 11.13

49.942 2.002 0.000 14.39

69.308 1.75

00.00

00.00

00.02

00.04

60.12

60.03

40.03

00.00

00.00

07.95

2Mean(1-5)

138.810

37.654 49.803 0.014 4.775 7.058 0.918

0.007

0.002

0.014

2.221

0.072

0.033

0.108

0.238

0.000

6.498

1 TBM3-0 0 92.000

122.482

71.548 0.080 7.828 8.292 0.994

0.018

0.000

0.000

3.156

0.054

0.114

0.102

0.084

0.000

6.4242 TBM3-25 25 160.0

0023.228 16.864 1.530 5.220 6.522 0.78

20.00

00.00

00.00

20.00

20.00

60.04

20.14

40.00

20.00

07.20

83 TBM3-50 50 94.330

15.086 4.214 0.192 5.002 7.496 0.750

0.020

0.000

0.006

0.042

0.020

0.002

0.180

0.000

0.000

6.3444 TBM3-75 75 37.14

211.042 5.078 0.000 2.964 7.260 0.64

20.00

00.00

00.00

20.00

00.03

40.01

20.32

40.00

00.00

08.14

05 TBM3-100

100 21.580

10.712 0.000 0.000 2.228 5.150 0.634

0.000

0.002

0.008

1.144

0.006

0.038

0.162

0.254

0.000

5.102Mean 81.01

036.510 19.541 0.360 4.648 6.944 0.76

00.00

80.00

00.00

40.86

90.02

40.04

20.18

20.06

80.00

06.64

4

1 TBM4-0 0 26.480

26.642 12.330 0.090 7.198 9.250 1.478

0.002

0.000

0.002

4.410

0.062

0.100

0.232

1.764

0.000

6.7862 TBM4-25 25 16.91

820.080 2.290 0.100 5.484 6.114 3.81

00.00

00.00

00.00

00.00

00.08

40.10

60.20

40.00

00.00

06.88

63 TBM4-50 50 16.162

20.158 3.790 0.000 2.618 6.470 1.000

0.000

0.000

0.006

1.092

0.044

0.052

0.104

0.616

0.000

6.5164 TBM4-75 75 19.13

021.310 4.234 0.038 3.796 6.728 1.06

40.00

80.00

00.00

61.14

60.05

00.04

60.07

40.63

00.00

08.70

6

Monitoring Nitrat

99

5 TBM4-100

100 17.218

20.882 3.346 0.054 3.930 7.018 0.866

0.026

0.000

0.004

0.000

0.014

0.064

0.142

0.000

0.000

7.626Mean 19.18

221.814 5.198 0.056 4.605 7.116 1.64

40.00

70.00

00.00

41.33

00.05

10.07

40.15

10.60

20.00

07.30

4

1 TBM5-0 0 22.760

15.498 5.492 0.330 7.026 8.154 1.010

0.036

0.000

0.002

2.820

0.014

0.110

0.102

0.048

0.000

8.1102 TBM5-25 25 14.47

413.868 1.848 0.132 4.718 6.320 0.71

20.03

20.00

00.01

60.00

00.00

60.06

40.06

80.00

00.00

07.77

83 TBM5-50 50 12.164

12.754 2.576 0.000 3.442 5.990 0.632

0.038

0.000

0.008

0.270

0.006

0.092

0.066

0.000

0.000

6.4064 TBM5-75 75 13.91

414.110 2.358 0.000 2.828 5.744 0.69

60.01

20.00

00.00

60.00

00.03

00.02

80.22

20.06

20.00

06.93

25 TBM5-100

100 11.764

10.710 2.292 0.074 3.362 6.316 0.724

0.034

0.000

0.000

0.020

0.038

0.066

0.252

0.000

0.000

6.3486 TBM5-

150150 9.730 6.094 2.244 0.000 2.074 4.832 0.52

80.04

40.00

00.00

20.00

00.00

20.05

00.11

40.00

00.00

03.99

47 TBM5-200

200 6.214 5.464 1.420 0.358 3.872 4.744 0.398

0.032

0.000

0.000

0.000

0.000

0.078

0.084

0.000

0.000

3.3808 TBK 75 18.03

0107.80

634.368 0.088 5.058 5.960 3.26

80.00

80.00

00.00

22.91

20.81

20.12

61.14

40.00

00.00

09.18

6Mean (1-5)

15.015

13.388 2.913 0.107 4.275 6.505 0.755

0.030

0.000

0.006

0.622

0.019

0.072

0.142

0.022

0.000

7.115

Monitoring Nitrat

100

6.6. Hasil survey resistivitas geolistrikHasil model geolistrik dari semua survei pemantauan diberikan padaGambar 6.2. Pada pemantauan-1, secara visual, nilai resistivitas rata-rata sekitar 1900 ohm.m ditemukan disekitar permukaan tanah. Nilaiini juga didukung oleh pengukuran resistivitas permukaan langsungdari 10 lokasi titik acak yang memiliki rata-rata 2100,03 ohm.mdengan standar deviasi 245,84 ohm.m. Dalam kedua model geolistrik(TMB11 dan TBM12), tidak ada nilai resistivitas yang turun secarasignifikan dari tingkat permukaan hingga kedalaman 1 m. Muka airtanah yang diukur adalah 3,60 m di bawah permukaan tanah dilubang bor yang dibor pada garis TB di posissi 19 m.

Monitoring Nitrat

101

Monitoring Nitrat

102

Pada model geolistrik garis survey TBM11, nilai resistivitassekitar 500 ohm.m berkorespondensi dengan unit pasir padat yangjenuh air. Pada monitoring-2, hanya satu jalur (TBM21) yangdilakukan surveynya karena terjadi masalah teknis peralatan(Terrameter). Model geolistrik pada garis survey TBM21menunjukkan adanya nilai resistivitas yang berkurang secarasignifikan pada permukaan didalam zona yang telah ditaburi denganpupuk (6-27 m) jika dibandingkan dengan zona yang tidak diberipupuk. Nilai resistivitas permukaan tanah rata-rata sekitar 400ohm.m didalam zona yang telah diberi pupuk. Nilai resistivitas inijuga didukung oleh lima titik pengukuran resistivitas permukaansecara langsung dengan nilai rata-rata 437,00 ohm.m dan deviasistandar 78,72 ohm.m.Di bawah posisi 17-19 meter pada kedalaman 2,5 meter,dapat diketahui bahwa nilai resistivitasnya relatif lebih tinggidaripada di daerah sekitarnya. Fitur lainnya masih relatif konsisten

Monitoring Nitrat

103

dengan survei sebelumnya (monitoring1). Pada model geolistrikgaris survey TBM31 dan garis survey TMB32 (monitoring-3), nilairesistivitas yang relatif rendah masih dapat diamati pada permukaandi dalam area yang telah ditaburi pupuk (6-27 meter). Nilai inisekitar 0,4 kali lebih rendah daripada di zona yang tidak diberipupuk. Di bawah tanda 17 meter mulai dari kedalaman 2.5 meter,dapat dilihat bahwa nilai resistivitas relatif lebih tinggi dari padadaerah sekitarnya. Pada monitoring-4, nilai resistivitas yang relatiflebih rendah pada model geolistrik garis survey TBM41 dan TBM42masih dapat ditemukan di zona yang telah diberi pupuk, seperti padamonitoring-3. Adanya nilai resistivitas yang relatif lebih tinggi masihmuncul pada posisi yang sama dengan monitoring sebelumnya.Pada survei terakhir (monitoring-5), nilai resistivitas padazona yang telah diberi pupuk tidak terlalu berbeda nyata jikadibandingkan dengan zona yang tidak diberi pupuk (TBM51 danTBM52). Namun di beberapa tempat, resistivitas yang rendah tetapmuncul di permukaan pada zona yang telah diberi pupuk. Padakedua model geolistrik TBM51 dan TBM52, nilai resistivitas yangrelatif lebih rendah (berwarna kuning) dapat dilihat dengan jelaspada kedalaman yang lebih dalam (75 cm), di zona dimana surveisebelumnya tidak ditemukan. Dua fitur lainnya adalah anomali yangmenarik yang terungkap dalam model geolistrik TBM51 yaitu zonadengan nilai resistivitas yang relatif lebih rendah diamati padakedalaman sekitar 75 cm di bawah tanda 10 dan 15 m pada bagiantersebut. Fitur ini adalah zona yang lebih berpori dan lebihpermeabel yang diisi oleh air pori, yang terdiri dari konsentrasianion. Hasil kimia air yang diekstraksi berasal dari zona ini(kedalaman 75 cm, tanda 10 m) menunjukkan bahwa konsentrasinitrat yang lebih tinggi ditemukan (TBK pada Tabel 2).Secara keseluruhan, untuk keseluruhan survei darimonitoring-2 sampai monitoring-5, nilai resistivitas lebih rendahmuncul di permukaan dalam zona yang telah diberi pupuk. Dan

Monitoring Nitrat

104

meningkatnya nilai resistivitas di dekat permukaan diperoleh untukpengukuran ketiga, keempat dan kelima dibandingkan denganpengukuran kedua. Pada survei terakhir (monitoring-5), walaupunnilai resistivitas di zona pemupukan masih lebih rendah daripada dizona yang tidak diberi pupuk, perbedaannya tidak terlalu besar. Nilairesistivitas yang menurun pada permukaan dekat zona berpupukadalah karena konsentrasi anion nitrat dan klorida. Ion negatifkandungan anion menyebabkan penurunan resistivitas mediumtanah yang ditempatinya. Hasil dari peneliti lain di dataran pesisirjuga menemukan bahwa jumlah anion yang sedikit (misalnyaklorida) dalam akuifer karena adanya air payau juga dapatmeningkatkan nilai konduktivitas air, dimana konduktivitasberbanding terbalik dengan resistivitas. Dalam monitoring-2 sampaimonitoring-5, fitur baru dapat ditemukan di bawah tanda TBM TB 20m dan di bawah tanda TBM_1 17.5 m. Nilai resistivitas yang relatiflebih tinggi terlihat pada posisi di masing-masing model geolistrik.Fitur ini diyakini sebagai efek dari lubang bor vertikal yang adadengan kedalaman 4.5 m. Posisi lubang bor adalah sekitar 20 cm dariTBM_2 pada jarak 20 m, dan 40 cm dari TBM_1 pada tanda 17.5 m.6.7 Korelasi kandungan kimia air yang diekstraksi denganmodel resistivitas geolistrikTabel 6.3 menunjukkan nilai statistik dari model geolistrik yangdiekstrak untuk kedua jalur pemantauan dan kandungan kimia airpori tanah pada tingkat permukaan. Nilai resistivitas rata-ratatertinggi diamati pada monitoring-1, dimana TBM11 dan TBM12masing-masing memiliki 2040,23 ohm.m dan 2026,74 ohm.m.Kelembaban paling rendah (13,04%) ditemukan pada monitoring-1,sementara anion total ditemukan 39,80 mg/L. Dalam monitoring-2,resistivitas rata-rata TBM21 menurun 78,28% dibandingkan denganpemantauan1 di zona yang telah diberi pupuk, sedangkan di zona

Monitoring Nitrat

105

yang tidak diberi pupuk, nilai resistivitas turun 42,00%. Penurunannilai resistivitas di zona non-pemupukan disebabkan oleh kenaikankadar air sebesar 38,57%. Penurunan resistivitas lebih besar padazona pemupukan (78,28%), disamping dampak kenaikan kadar air,juga karena peningkatan anion total pada air pori (1493,87%).Dengan demikian, anion total meningkat sekitar 1493% dan dapatmenurunkan resistivitas tanah sekitar 36%. Dalam monitoring-3,nilai resistivitas rata-rata di dalam zona yang diberi pupukmeningkat 16,40% dibandingkan dengan monitoring-2; namunmasih ada penurunan 74,71% dan 74,88% dibandingkan denganmonitoring-1 untuk TBM31 dan TBM32. Total anion pada air tanahpori meningkat menjadi hanya 618,74% (dibandingkan 1493,87%dalam monitoring-2) dan kadar air dalam monitoring-3 meningkat4,31% lebih banyak daripada monitoring-2.Nilai resistivitas rata-rata di daerah dari zona pemupukanmenurun 42,96% dan 41,89% untuk TBM31 dan TBM32. Nilaipenurunan dalam monitoring-3 untuk zona yang tidak diberi pupuksama seperti penurunan pada monitoring-2. Dalam monitoring-4,kadar air menurun dari 18,85% pada monitoring-3 sampai 16,99%pada monitoring-4. Hal ini menyebabkan nilai resistivitas di zonayang tidak diberi pupuk meningkat dari 1232,33 ohm.m (TBM31)menjadi 1505,25 ohm.m (TBM41) dan 1318,27 (TBM32) ohm.m to1487.30 ohm.m (TBM42). Di zona yang telah diberi pupuk, nilairesistivitas meningkat dari 515,85 ohm.m menjadi 786,76 ohm.mdan 509,02 ohm.m menjadi 810,16 ohm.m untuk TBM31 dan TBM32.Sekali lagi, kandungan anion menyebabkan penurunan nilairesistivitas sebesar 61,39% di zona yang telah diberi pupuk.Pada survei terakhir, nilai resistivitas rata-rata di dalam zonapemupukan menurun 46,40% dan 49,82% untuk TBM51 dan TBM52,dibandingkan dengan TBM11 dan TBM12. Kadar kelembabanmeningkat 15,95% dan anion total meningkat 9,93%. Di zonanonfertilized, nilai resistivitas hanya meningkat sekitar 32%.

Monitoring Nitrat

106

Umumnya, terjadinya peningkatan kandungan anion pada air tanahpori berkisar antara 10 - 1500% telah menurunkan nilai resistivitastanah dari 50% menjadi 80%. Akhirnya, pengukuran resistivitasgeolistrik berkorelasi secara signifikan dengan sifat tanah terhadapkadar air tanah yang diukur dan air tanah pori kimia. Interpretasihanya diberikan untuk interval kedalaman yang sebanding denganpengambilan sampel tanah dan resistivitas geolistrik. Korelasiresistivitas dan kadar air di dalam zona yang telah diberi pupukmenggunakan korelasi product moment Pearson adalah -0,95.Korelasi negatif tertinggi menyiratkan kadar air yang lebih tinggi,menghasilkan nilai resistivitas tanah yang lebih rendah. Resistivitasdan kandungan anion total memiliki korelasi negatif -0,61, dimanaresistivitas dan sulfat, resistivitas dan klorida dan resistivitas dannitrat berkorelasi -0,61, -0,52 dan -0,71. Selain itu, di dalam zonayang tidak diberi pupuk, korelasi antara resistivitas dan kadar airtanah adalah -0,91. Namun, nilai korelasi lebih dari 0,7mengindikasikan probabilitas korelasi yang tinggi. Relatif rendahnyakorelasi antara nilai resistivitas di dalam zona pemupukan dankandungan anion total disebabkan oleh peningkatan kandungananion total dengan kecenderungan daya nilai resistivitas tanah(Gambar 3a).

Monitoring Nitrat

107

Tabel 6.3. Harga ekstraksi resistivity untuk masing masing zona dan total anionSurvey Zona Berpupuk Zona tak Berpupuk Moisture Cl Nitrate Sulphate Total AnionID Mean Stdev Max Min Mean Stdev Max Min (%) mg/L mg/L mg/L mg/LTBM11 2040.23 582.44 2835.5 1129.5 2160.73 986.98 5276.8 1494.7 13.04 21.31 12.926 5.56 39.796TBM21 443.18 256.6 1131.2 253.44 1253.14 475.39 2074.8 592.02 18.07 320 106.72 207.576 634.298TBM31 515.85 160.35 814.01 222.7 1232.33 473.42 1992 514.78 18.85 92 122.48 71.548 286.03TBM41 786.76 244.9 1337.1 344.16 1505.25 476.2 2312 748.99 16.99 26.48 26.642 12.33 65.452TBM51 1093.48 336.76 1647.2 623.69 1509 442.51 2201.9 768.87 15.12 22.76 15.498 5.492 43.75Survey Zona Berpupuk Zona tak Berpupuk Moisture Cl Nitrate Sulphate Total AnionID Mean Stdev Max Min Mean Stdev Max Min (%) mg/L mg/L mg/L mg/LTBM12 2026.74 535.25 3175.8 866.13 2268.61 427.1 2769.6 1539.2 13.04 21.31 12.926 5.56 39.796TBM22 No Data No Data 18.07 160.0 53.36 103.79 317.15TBM32 509.02 253.01 1112.1 207.47 1318.27 1079.67 3875.3 819.86 18.85 92 122.48 71.548 286.03TBM42 810.16 298.33 1446.4 382.08 1487.3 698.96 3008.8 1060.7 16.99 26.48 26.642 12.33 65.452TBM52 1016.82 624.41 2224.7 350.81 1502.13 395.94 1864.4 577.38 15.12 22.76 15.498 5.492 43.75

Monitoring Nitrat

108

Sementara itu, kandungan kelembaban tanah memilikikecenderungan linier dengan nilai resistivitas (Gambar 3b). Selainitu, dapat dilihat bahwa kandungan anion pada air tanah pori telahmeningkatkan korelasi secara signifikan antara resistivitas pada zonahasil fertilisasi dan kadar air, dari -0,91 sampai 0,95. Ini berartikandungan anion dalam air tanah pori menurunkan resistivitas tanahsecara signifikan. Gambar 3c menunjukkan peningkatan persentasekandungan anion versus perbedaan persentase antara resistivitastanah di zona yang tidak diberi pupuk dan diberi pupuk. PadaGambar 3c, tren daya telah diamati saat air tanah pori meningkatkankadar anionnya berkisar antara 10-1500% sehingga nilai resistivitasyang dihasilkan lebih rendah berbeda dari 16-36%.

Monitoring Nitrat

109

Gambar 6.3. Total kandungan anion terhadap harga resistivitas (A),kandungan air terhadap resistivity (B), dan persentase kenaikananion terhadap persentase perbedaan resistivity (C)

0

100

200

300

400

500

600

700

0 500 1000 1500 2000 2500

Tota

l Ani

on (m

g/l)

Resistivity (Ohm.m)

A

y = -0.0035x + 19.852y = -0.0055x + 24.9

10

12

14

16

18

20

0 500 1000 1500 2000 2500

Moi

stur

e Co

nten

t (%

)

Soil Resistivity (ohm.m)Soil Resistivity (Fertilized zone)Soil Resistivity (Non Fertilized Zone)

y = 0.1764e0.2402x

1

10

100

1000

10000

0 5 10 15 20 25 30 35 40Perc

enta

ge In

crea

ses

Anio

n Co

nten

t (%

)

Percentage Differences Resistivity (%)

B

C

Monitoring Nitrat

110

Gambar 6.4 menunjukkan grafik tingkat konsentrasi nitratuntuk setiap kedalaman sampling versus time lapse monitoring (harisurvei). Konsentrasi nitrat maksimum di permukaan terjadi dalam 44hari (monitoring-3) setelah diberi pupuk kimia ke lokasi. Konsentrasinitrat maksimum pada kedalaman 25 cm terjadi setelah 28 hari(monitoring-2), seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.5.b.Konsentrasi nitrat meningkat secara signifikan dalam monitoring-2dibandingkan dengan monitoring-1 (sebelum pemberian pupuk).Kemudian, penurunannya hampir secara linier dengan peningkatankedalaman sampling. Peneliti lain (Kaushal et al., 2005; Oelmann etal., 2007; Mirjat et al., 2008) juga menemukan konsentrasi nitrattertinggi pada kedalaman permukaan dekat permukaan. Sedangkanuntuk kedalaman 50 cm, 75 cm dan 100 cm, nilai konsentrasi nitratmaksimum terjadi 64 hari setelah pupuk diperkenalkan (Gambar6.4.c, d dan e).Gambar 6.5 menunjukkan tingkat konsentrasi nitrat versuskedalaman sampling untuk setiap survei pemantauan. Untukmonitoring-1, konsentrasi nitrat hampir tidak berfluktuasi,sementara pada monitoring-2, konsentrasi nitrat meningkat secarasignifikan pada permukaan dan menurun secara linier dengankedalaman sampai kedalaman 50 cm. Pada monitoring-3, konsentrasinitrat memiliki tingkat tertinggi pada permukaan tetapi menurunsecara signifikan dengan meningkatnya kedalaman. Padamonitoring-4, nilai konsentrasi nitrat yang lebih tinggi masihdipertahankan di permukaan. Untuk survei terakhir (monitoring-5),tingkat konsentrasi nitrat tidak setinggi monitoring-1. Silva dkk.(2005) melaporkan bahwa sifat hidrologi tanah (misalnya, fluks air,kadar air) ditemukan lebih penting untuk menjelaskan besarnyaperbedaan kehilangan pencucian nitrat.

Monitoring Nitrat

111

Gambar 6.4. Konsentrasi Nitrat terhadap waktuuntuk setiapkedalaman (A) dekat permukaan, (B) 25 cm, (C) 50 cm, (D) 75 cm,(E) 100 cm.

020406080

100120140

0 28 44 64 92

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysNitrate-0

A

020406080

100120140

0 28 44 64 92

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysNitrate-25

020406080

100120140

0 28 44 64 92

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysNitrate-…

020406080

100120140

0 28 44 64 92

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysNitrate-75

020406080

100120140

0 28 44 64 92

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysNitrate-100

B

C D

E

Monitoring Nitrat

112

Gambar 6.5. Konsentrasi nitrat terhadap kedalaman (A)Monitoring-1, (B) Monitoring-2, (C) Monitoring-3, (D)Monitoring-4, (E) Monitoring-5.

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150

Dept

h (c

m)

Nitrate (mg/l)

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150

Dept

h (c

m)

Nitrate (mg/l)

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150

Dept

h (c

m)

Nitrate (mg/l)

0

25

50

75

100

0 30 60 90 120 150

Dept

h (c

m)

Nitrate (mg/l)

0

50

100

150

200

0 30 60 90 120 150

Dept

h (c

m)

Nitrate (mg/l)

A B

C D

E

Monitoring Nitrat

113

Jumlah total input air (curah hujan) selama surveipemantauan ditunjukkan pada Gambar 6.6. Data curah hujandiperoleh dari stasiun pemantauan curah hujan terdekat (PejabatHaiwan Jajahan Machang, sekitar 8 km ke pedalaman dari lokasitersebut). Total input air di lokasi antara interval monitoring-1 danmonitoring-2, monitoring-2 dan monitoring-3, monitoring-3 danmonitoring-4, dan monitoring-4 dan monitoring-5 terdiri dari 92,5mm, 75,9 mm, 127,7 mm dan 212,4 mm curah hujan. Penyiramansemprotan bukanlah praktik pertanian yang umum dilakukan diwilayah ini. Jumlah curah hujan yang terjadi selama interval waktupemantauan tidak banyak menghasilkan air di dalam pori tanah.Kandungan air tanah pada kedalaman sampai 100 cm menunjukkanvariasi temporal dengan curah hujan beberapa hari. BerdasarkanGambar 6.6, dan Tabel 6.2, tidak ada korelasi yang signifikan antarajumlah konsentrasi nitrat dengan curah hujan dan kadar air nyatapada tanah pori (kadar air). Kandungan air tertinggi di permukaandapat ditemukan dalam monitoring-2, sedangkan konsentrasi nitrattertinggi terungkap dalam monitoring-3 di lokasi yang sama.Selanjutnya, pada Gambar 6.6, dicatat bahwa ada tingkat curah hujanyang tinggi antara monitoring-3 dan pemantauan4 dan juga antaramonitoring-4 dan monitoring-5 yang menyebabkan konsentrasinitrat pada kedalaman 100 cm menurun secara signifikan. Hasilpenelitian ini mendukung penelitian yang dilakukan oleh Silva dkk.(2005), yang mengatakan bahwa fluks air adalah factor utama dalampelemahan jumalah nitrat.

Monitoring Nitrat

114

Gambar 6.6. Jumlah curah hujan

Gambar 6.7. Perubahan konsentrasi nitrat terhadap waktuSehubungan dengan konsentrasi nitrat di tanah pori, bakteriamonia dan nitrit-pengoksidasi perlu dipertimbangkan. Adanyaoksigen oleh bakteri pengoksidasi amonia-autotrofik (genera utamaadalah Nitrosomonas) dapat menyebabkan amonia dioksidasimenjadi nitrit (NO2-) lebih cepat prosesnya. Pada tahap berikutnya,karena nitrit menjadi spesies nitrogen yang agak tidak stabil, bakteri

0

10

20

30

40

50

60

-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Amou

nt o

f Rai

nfal

l (m

m)

Days

Monitoring Days Rainfall

0

50

100

150

200

0 20 40 60 80 100 120

Nitr

ate

Conc

entr

atio

n (m

g/l)

Days

Equation Measured

Monitoring Nitrat

115

pengoksidasi nitrit autotrofik (bakteri nitrifikasi sejati dengan generamayor adalah Nitrobacter) mengoksidasi nitrit menjadi nitrat (NO3-). Namun, dalam penelitian ini, jumlah bakteri ini tidak ditentukandan tidak dipertanyakan. Pola distribusi nitrat di permukaan, sepertiyang diberikan pada Gambar 6.4a, serupa dengan bentuk fungsi nonmonotonik. Dengan menggunakan perangkat lunak WolframMathematica 7, persamaan prediksi untuk konsentrasi nitrat (Ncdengan satuan dalam mg/L) pada permukaan dikembangkan sebagaipersamaan berikut:= ( + . )/(1.088 − . + . )Dimana α adalah konsentrasi nitrat awal sebelum aplikasi pupuk(mg/L), β konstanta (0,264494), D adalah hari pemantauan (tidakada satuan), γ konstanta (0,0541654) dan δ konstanta (0,00077287).Untuk melihat korelasi antara persamaan yang dikembangkan di atas(prediksi konsentrasi nitrat di permukaan) dengan data konsentrasinitrat terukur, persamaan tersebut diplot bersama dengankonsentrasi nitrat terukur pada grafik yang sama (Gambar 6.7).Secara visual, pada Gambar 6.7, korelasi antara prediksi dankonsentrasi nitrat terukur di permukaan sangat baik. Hal inididukung dengan menghitung korelasi mereka menjadi 0,99.Berdasarkan garis plot yang diprediksi dari persamaan, konsentrasinitrat maksimum diperkirakan 36 hari setelah pemupukan. Selainitu, konsentrasi nitrat akan berada pada konsentrasi awal 100 harisetelah pemupukan. Dapat disimpulkan bahwa konsentrasi nitratakan berada di atas batas yang dapat diterima untuk konsumsimanusia pada kedalaman sampai 1 m. Hal ini terjadi mulai sekitar17-60 hari setelah pemupukan.Untuk kondisi tanah yang berbeda, juga dilkukan investigasipada zona tanah yang lebih dominan kandungan pasirnya. Grafikkonsentrasi nitrat terhadap waktu dan konsentrasi nitrat versuskedalaman sampling diberikan pada Gambar 6.8 dan 6.9. Pada

Monitoring Nitrat

116

Gambar 6.8 dapat dilihat bahwa konsentrasi nitrat tertinggi terjadi dipermukaan kecuali pada kedalaman 25 cm. Ini terjadi 49 hari setelahmemperkenalkan pupuk kimia. Sementara itu, untuk kedalaman 50,75 dan 100 cm, nilai tertinggi terjadi pada survei terakhir (pada harike-103). Pada Gambar 8, kandungan nitrat dari air tanah meningkatsecara signifikan dalam M-2 di seluruh kedalaman sampling. Secararata-rata, itu meningkat 3,47 kali dibandingkan dengan M-1 danmenurun dengan kedalaman hampir linier.Dengan data curah hujan yang juga tidak terlalu contrastyang terjadi antara masing-masing pemantauannamun agak lebihbesar, sehingga secara signifikan lebih banyak air hadir di tanah pori,terutama pada kedalaman lebih dari 50 cm. Namun, pada kedalaman0-25 cm, jumlah air di tanah pori tetap relatif rendah. Hal inidisebabkan kondisi tanah berada di perbatasan tanah yang perviousdan semi-pervious. Namun seperti pada penelitian sebelumnya tidakada hubungan antara jumlah nitrat di tanah atas dengan tingkatcurah hujan. Peneliti lain melaporkan bahwa bakteri Nitrosomonasmemiliki pengaruh penting pada pertumbuhan kadar nitrat. Dalamtulisan ini efek dari bakteri ini tidak dipertanyakan. Akhirnya,berdasarkan tren kandungan nitrat (Gambar 6.10) yang ditemukandalam air tanah pada zona diatas water table, konsentrasi nitrat (N)di permukaan dapat diprediksi menggunakan Persamaan dibawahini: N = (α + β. D)/(1 − γ. D + δ. )

Monitoring Nitrat

117

Gambar 6.8. Kandungan nitrat terhadap waktu survey.

Gambar 6.9. Kandungan nitrat untuk tiap tiap kedalaman.

Gambar 6.10. Kandungan nitrat pada permukaan atas tanah untuk setiapsurvey.

0

50

100

150

200

250

300

350

0 21 49 103Ni

trat

e(m

g/l)

Days

Surface

25 cm

50 cm

75 cm

100 cm

0 100 200 300 400

0

25

50

75

100

Nitrate (mg/l)

Dept

h (c

m)

M-1

M-2

M-3

M-4

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150

Nitr

ate

(mg/

l)

DaysEquation Measured

Monitoring Nitrat

118

6.8 KesimpulanHasil Penelitian yang dibahas ini menunjukkan kegunaanmetode resistivitas geolistrik, hidrogeokimia dan metode analisissifat tanah untuk memantau pupuk kimia di tanah berpasir.Pengukuran diambil sekitar selang waktu satu bulan. Pengukuranresistivitas menunjukkan penurunan tajam nilai resistivitas padapengukuran kedua di zona yang telah diberi pupuk dan meningkatsecara bertahap hingga mendekati tingkat awal pada pengukuranterakhir.Penurunan nilai resistivitas pada zona yang telah diberipupuk dikarenakan oleh kenaikan kadar nitrat. Kandungan airberkurang dengan kedalaman namun nilainya tetap hampir samadalam semua pengukuran monitoring. Data hidrologi menunjukkanbahwa konsentrasi kation tidak menunjukkan adanya perubahanspesifik untuk setiap pengukuran. Selanjutnya kandungan kloridadan sulfat anion menurun seiring dengan trend, mulai darimonitoring-2. Namun, anion nitrat menunjukkan tren nonmonotonik.Konsentrasi nitrat menunjukkan konsentrasi maksimum 36 harisetelah pembuahan dan akan kembali ke nilai awal 100 hari setelahproses pemupukan di tanah semi-pervious. Namun pada tanah yangmemiliki kategori pervious, telah dijumpai bahwa Maksimum kadarnitrat adalah pada hari ke 65 dan akan kembali kekondisi semulapada hari yang ke 180. Pengukuran menunjukkan bahwa integrasiresistivitas geolistrik, metode analisis hidrogeokimia dan metodetanah memberikan hasil dan resolusi yang lebih baik untukpemantauan pemupukan bahan kimia.

Monitoring Nitrat

119

Pertanyaan dan renungan untuk Bab VI1. Mengapa diperlukan analisa butiran tanah pada studikontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?2. Mengapa diperlukan analisa konduktivitas hidrolik padastudi kontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?3. Mengapa diperlukan analisa hydrokimia pada studikontaminasi natrat dengan menggunakan resistivitasgeolistrik?4. Mengapa kehadiran nitrat dalam air pori tanah memberikanimpak penurunkan nilai resistivitas geolistrik secarasignifikan?5. Investigasi kontaminasi apa saja yang bisa dilakukan denganmenggunakan metode resistivitas geolistrik?6. Mengapa nitrate akhirnya menunjukkan jumlah yangmenurun sehingga jumlahnya seperti sebelum pemupukan?7. Darimana saja asal nitrat yang ada dalam pori tanah, jikapemupukan tidak pernah dilakukan?

Penutup

120

BAB VII

Penutup

Kesimpulan dari sebuah karya Ilmiahadalah memberikan jawaban pada tujuan

karya Ilmiah tersebut

Penutup

121

BAB VIIPenutup

7.1 KesimpulanMetode resistivitas geolistrik memberikan informasi bawahpermukaan dengan mengexplro sifat kelistrikan bawah permukaantanah. Dengan didukung oleh metode analisa fisika dan kimia airtanah serta analisa karakter fisika tanah, maka gabungan metode-metode ini memberikan informasi yang akurat tentang keberadaandan kandungan nitrate dalam air pori tanah.Metode analisa fisika dan kimia air tanah memberikaninformasi yang mendetil tentang kualitas airtanah. Data yangdiperoleh dari analisa fisika dan kimia air ini di bandingkan dengandata resistivitas geolistrik sehingga dapat diketahui hubungan antarakualitas air dengan sifat kelistrikan tanah. Namun dikarenakan sifatkelistrikan tanah itu dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, makaperlu dilakukan analisa karakter fisika tanah itu sendiri untukmemastikan sifat kelistrikan tanah itu memang dipengaruhi olehkandungan air pada pori tanah tersebut.Metode analisa karakter fisika tanah memberikan informasitentang bagaimana keadaan tanah yang diteliti. Dengan mengetahuisifat fisika tanah ini maka data ini akan dapat membantumemberikan informasi lebih akurat terhadap variabel yangmempengaruhi bacaan reisitivitas geolistrik yang telah dilakukan.Dengan didukung oleh data karakter fisika dan kimiaairtanah, serta data karakter fisika tanah, maka data geolistrik yangsudah diperoleh dapat di interpretasi dengan lebih akurat. Dari dataini terlihat bahwa zona zona yang memiliki kandungan nitrat lebih

Penutup

122

tinggi memberikan nilai resistivitas yang lebih rendah. Dengandemikian, pencitraan bawah permukaan dengan menggunakanmetode resistivitas geolistrik ini sudah terbukti mampu mendeteksidan memonitor keberadaan nitrat dalam pori air tanah.Kandungan nitrat dalam pori air tanah bervariasi tergantungseberapa besar sumber nitrat tersebut diberikan pada tanah, danjuga tergantung pada kondisi fisika tanah itu sendiri. Pada zona tanahyang lebih berpori, kandungan nitrate dalam tanah akan lebih besardari pada tanah yang memiliki pori yang kecil. Selain itu jumalahnitrat dalam tanah mengalami jumlah puncak (maksimum) jugabervariasi terhadap jenis tanah. Tnah yang memiliki permeabilitasyang cukup besar memiliki masa keberadaan nitrate lebih lama danmemiliki jumlah maksimum nitrate lebih besar daripada tanahdengan kondisi pori yang sedikit.Keberadaan nitrate telah di deteksi pada sekitar permukaansaja sampai kedalaman lebih kurang 25 cm saja. Pada kedalamanyang lebih dalam (lebih dari 1.5 m) nitrat yang bersumber dariproses pemupukan tersebut ditemukan dalam jumlah yang sedikitdan hampir tidak ditemukan lagi. Ini memberikan informasi bahwaaquifer dangkal dengan kedalaman lebih dari 5 meter hampirdipastikan dapat terhindar dari kontaminasi nitrat. Apalagi aqiferyang lebih dalam yang sudah melewati satu zona impermeabel,hampir dipastikan nitrat yang bersumber dari permukaan tidakdijumpai lagi pada zona ini. Namun aquifer dangkal dapat sajatercemari oleh nitrat apa bila akuifer tersebut terhubung langsungdengan permukaan sehingga kontaminan dapat masuk ke akuifertersebut.7.2 Saran

Penutup

123

Untuk memperoleh sumber air yang relative tidakterkontaminasi oleh nitrat, disarankan untuk mengambil langsungdari aquifer yang lebih dalam, setidaknya melebihi 5 meter. Namuntuk mendapatkan sumber air yang lebih terjamin lagi terhindar darikandungan nitrat, dianjurkan mengambil dari aquifer yang sudahterbatasi oleh paling tidak satu zona impermeable.

Referensi

124

Rujukan yang benar dan akurat adalahsalah satu kekuatan karya Ilmiah

Referensi

125

Referensi

Abdul Nassir, S. S.; Loke, M. H.; Lee, C. Y.; Nawawi, M. N. M., 2000, Salt-water intrusion mapping by geoelectrical imaging surveys.Geophys. Prospect., 48 (4), 647-661.Al-Charideh, A., Hasan, A., 2013, Use of isotopic tracers tocharacterize the interaction of water components andnitrate contamination in the arid Rasafeh area (Syria),Environ Earth Sci., 70, pp. 71–82, 2013.Almasri, M. N.; Kaluarachchi, J. J., 2004. Assessment and managementof long-term nitrate pollution of ground water inagriculture-dominated watersheds. J. Hydrol., 295, 225-245.Andrews, J. F., 1986, A mathematical model for the continuouscultures of microorganisms utilizing inhibitory substrates,Biotech. Bioeng., 10 (6), 707-723.Atafar Z, Mesdaghinia A, Nouri J, Homaee, M.; Yunesian, M., 2010,Effect of fertilizer application on soil heavy metalconcentration. Environ. Monitor. Assess. 160 (1-4), 83-89 (7pages)Baharuddin, M. F. T.; Hashim, R.; Taib, S., (2009). Electrical ImagingResistivity Study at the Coastal Area of Sungai Besar,Selangor, Malaysia. J. Appl. Sci., 9 (16), 2897-2906 (10pages).Barker, R. D., (1981). Offset system of electrical resistivity soundingand its use with multicore cables. Geophys. Prospect., 29 (1),128–143 (16 pages).Bear, J., (1972). Dynamics of fluids in porous media, AmericanElsevier Pub. Co. Bernhard, C.; Carbiener, R.; Cloots, A. R.;Froehlicher, R.; Schenk, C.; Zilliox, L., (1992). Nitratepollution of groundwater in the Alsatian plain (France). Amultidisciplinary study of an agricultural area: the centralried of the Ill river. Environ. Geol. Water Sci., 20 (2), 125–137 (13 pages).Black, C. A., (1965). Methods of soil analysis, Part 1: Physical andmineralogical properties. The American Society ofAgronomy., 9.

Referensi

126

Chun, T., Jiang-Jhy, C., Wei-chung, Y., 2014, The effects of specimenparameters on the resistivity of concrete, Construction andBuilding Materials, 71, pp. 35-43. 2014Das, B. M., (2001). Principles of geotechnical engineering, fifthedition, California State University.Dongmei, H., Guoliang, C., 2015, Residence times of groundwater andnitrate transport in coastal aquifer systems: Daweijia area,northeastern China, Science of The Total Environment, 538,pp 539-554, 2015Dorina, M., Geoffrey, R.T., 2013, Understanding the sources and fateof nitrate in a highly developed aquifer system. Journal ofContaminant Hydrology, 155, pp. 69-81, 2013Esben, A., Joseph, D., Gianluca, F., Anders, V.C., Aurélie, G., Aaron, G.C.,Rasmus, J., 2014, Imaging subsurface migration of dissolvedCO2 in a shallow aquifer using 3-D time-lapse electricalresistivity tomography. Journal of Applied Geophysics, 101,pp. 31–41, 2014Griffiths, D. H.; Barker, R. D., (1993). Two-dimensional resistivityimaging and modelling in areas of complex geology. J. Appl.Geophys., 29 (3-4), 211–226 (16 pages).Griffiths, D. H.; Turnbull, J.; Olayinka, A. I., (1990). Twodimensionalresistivity mapping with a computer-controlled array. FirstBreak., 8 (4), 121–129 (9 pages).Hamlin, W.K., 1991, Earth Dynamic Systems, Sixth Edition, BringhamYoung University, Provo, Utah, 1991Hillel, D., 1998, Environmental Soil Physics. San Diego: AcademicPress, 1998.Hounslow, A.W., 1995, Water Quality Data: Analysis andInterpretation. Lewis Publishers, 1995Islami, N., 2010, Geolectrical resistivity and hydrogeochemicalcontrast between the area that has been applied withfertilization for long duration and non-fertilization, ITB J.Eng Sci., 42, pp. 151-165, 2010.Islami, N., Taib, S., Yusoff, I., Ghani, A.A., 2011, Time lapse chemicalfertilizer monitoring in agriculture sandy soil, InternationalJournal of Environmental Science and Technology, 8, pp.765-780, 2011.Islami, N.; Samsudin, T.; Yusoff, I., (2010b). Geoelectrical Resistivityand Hydrogeochemical Methods for GroundwaterInvestigation in the Agriculture Area: A Case Study from

Referensi

127

Machang – Malaysia, Full Paper (Proceeding) inInternational Symposium and The 2nd AUN/SEED-NetRegional Conference on Geo-Disaster Mitigation in ASEAN.Bali, Indonesia 25– 26 February, 383-394 (12 pages).Islami, N. 2017, Evaluation of the Fate of Nitrate and Analysis ofShallow Soil Water using Geo-electrical Resistivity Survey, J.Eng. Technol. Sci. Vol. 49, No. 4, 491-507Karan, S., Kidmose, J., Engesgaard, P., Nilsson, B., Frandsen, M.,Ommen, D.O.A., Flindt, M.R., Andersen, F.Ø., Pedersen, O.,2014, Role of a groundwater–lake interface in controllingseepage of water and nitrate, Journal of Hydrology, 517, pp.791-802, 2014.Kaushal, K. G.; Madan, K. J.; Kar, S., (2005). Field Investigation ofWater Movement and Nitrate Transport under PerchedWater Table Conditions. Biosyst. Eng., 92 (1), 69–84 (16pages).Khaki, M., Yusoff, I., Islami, N., 2014, Groundwater quality assessmentof a freshwater wetland in the Selangor (Malaysia) usingelectrical resistivity and chemical analysis, Water Science &Technology: Water Supply, 14, pp. 255-264, 2014.Kneisel, C., Emmert, A., Kästl, J., 2014, Application of 3D electricalresistivity imaging for mapping frozen ground conditionsexemplified by three case studies, Geomorphology, 210, pp.71-82, 2014.Lee, M.S., Kang-Kun, Lee, K.K., Hyuna, Y., Clement, T.P., Hamilton, D.,2006, Nitrogen transformation and transport modeling ingroundwater aquifers, Ecol. Model. 192, pp. 143-159, 2006.Leroux, V.; Dahlin, T., (2006). Time-lapse resistivity investigations forimaging saltwater transport in glaciofluvial deposits.Environ. Geol., 49, 347–358 (12 pages).Loke, M. H., (1999). Electrical imaging surveys for environmental andengineering studies. User’s Manual for Res2dinv. Electronicversion. http://www.geometrics.com.Loke, M. H., (2007). Rapid 2-D Resistivity and IP inversion using theleast-squares method, Geoelectrical Imaging 2D and 3D.GEOTOMO SOFTWARE, Malaysia. http://www.geoelectrical.com.Loke, M. H.; Barker R. D., (1996). Rapid least-squares inversion ofapparent resistivity pseudo sections using a quasi-Newtonmethod. Geophys. Prospect., 44, 131-152 (22 pages).

Referensi

128

Loke, M.H., 2017, Rapid 2-D Resistivity & IP Inversion Using theLeast-squares Method, Geotomo Software, Malaysia, 2007.Madison, Wisconsin, USA. Cobbing, E. J.; Pitfield, P. E. J., (1992). TheGranites of the South-East Asian tin belt, British GeologicalSurvey, Overseas Memoir 10.Mahvi, A. H.; Nouri, J.; Babaei, A. A.; Nabizadeh. R., (2005).Agricultural activities impact on groundwater nitratepollution. Int. J. Environ. Sci. Tech., 2 (1), 41-48 (8 pages).Malaysian Meteorological Department (MMD)., (2009). AnnualReport.Mirjat, M. S.; Chandio, A. S.; Memon, S. A.; Mirjat, M. U., (2008). NitrateMovement in the Soil Profile under Irrigated Agriculture: ACase Study. Agricultural Engineering International. TheCIGR Ejournal. Manuscript LW 07 024.Noel, M.; Walker, R., (1990). Development of an electrical resistivitytomography system for imaging archeological structures. In:Pernicka, E.; Wagner, G.A. (Eds.), Archaeometry ’90.Birkhauser, Basel, 767– 776 (10 pages).Noor, I.M. 1979, Prefeasibility study of potential groundwaterdevelopment in Kelantan, Malaysia (Unpublished PhDthesis). University of Birmingham, UK. 1979.Obire, O.; Ogan, A.; Okigbo, R. N., (2008). Impact of fertilizer planteffluent on water quality. Int. J. Environ. Sci. Tech., 5 (1),107-118 (12 pages).Oelmann, Y.; Kreutziger, Y.; Bol, R.; Wilcke, W., (2007). Nitrateleaching in soil: Tracing the NO3- sources with the help ofstable N and O isotopes. Soil Biol. Biochem., 39 (12), 3024–3033 (10 pages).Otero, N., Torrentó, C., Soler, A., Menció, A., 2009, Monitoringgroundwater nitrate attenuation in a regional systemcoupling hydrogeology with multi-isotopic methods: Thecase of Plana de Vic (Osona, Spain), Agriculture, Ecosystems& Environment, 133, pp. 103-113, 2009.Overmeeren van, R. A.; Ritsema, I. L., (1988). Continuous verticalelectrical sounding. First Break., 6 (10), 313–324 (12 pages).Peña, H. S., Llopis, C. A., Pulido, M. V. 2010, Fertilizer standards forcontrolling groundwater nitrate pollution from agriculture:El Salobral-Los Llanos case study, Spain, Journal ofHydrology, 392, pp 174–187, 2010

Referensi

129

Reynolds, J. M., (1997). An Introduction to Applied andEnvironmental Geophysics. John Wiley and Sons, Chichester.Saadi, Z.; Maslouhi, A., (2003). Modeling nitrogen dynamics inunsaturated soils for evaluating nitrate contamination of theMnasra groundwater. Adv. Environ. Res., 7, 803– 823 (21pages).Saim, S., (1999). Groundwater protection in North Kelantan,Malaysia. SOURCE: Seminar on Water : Forestry andLanduse Perspectives. Kuala Lumpur, Malaysia 30-31March. Paper 11.Samgyu, P., Myeong-Jong, Y., Jung-Ho, K., Seung, W.S. 2016, Electricalresistivity imaging (ERI) monitoring for groundwatercontamination in an uncontrolled landfill, South Korea.Journal of Applied Geophysics, pp 1–7, 2016Samsudin, A. R.; Haryono, A.; Hamzah, U.; Rafek, A. G., (2007).Salinity mapping of coastal groundwater aquifers usinghydrogeochemical and geophysical methods: a case studyfrom north Kelantan, Malaysia. Environ. Geol.,Sebastian, K., Maciej, M., Piotr, T., 2014, Determination of thecorrelation between the electrical resistivity of non-cohesive soils and the degree of compaction, Journal ofApplied Geophysics 110, pp. 43-50, 2014.Sengul, O., 2014, Use of electrical resistivity as an indicator fordurability, Construction and Building Materials, 73, pp. 434-441, 2014.Silva, R.G., Holub, S.M., Jorgensen, E.E., Ashanuzzaman, A.N.M., 2005,Indicators of nitrate leaching loss under different land use ofclayey and sandy soils in southeastern Oklahoma.Agriculture, Ecosyst. Environ, 109, pp. 346-359, 2005.Singh, B.; Singh, Y,; Sekhon, G. S., (1995). Fertilizer-N use efficiencyand nitrate pollution of groundwater in developingcountries. Contam Hydrol., 20, 167–184 (18 pages).Taylor, J. R., (1997). An Introduction to Error Analysis. UniversityScience Books, Sausalito, CA.Till, R., (1974). Statistical methods for the earth scientist, TheMacmillan Press Ltd.Tiwari, A.K., Singh, A.K., Mahato, M.K. 2015, EnvironmentalHydrogeochemistry and Groundwater Quality, LAP LambertAcademic Publishing, 2015

Referensi

130

Tsokas, G.N., Tsourlos, P.I., Vargemezis, G.N., Pazaras, 2011, Usingsurface and cross-hole resistivity tomography in an urbanenvironment: An example of imaging the foundations of theancient wall in Thessaloniki, North Greece, Physics andChemistry of the Earth, 36, pp. 1310-1317, 2011.U.S.EPA, (U.S. Environmental Protection Agency). 1980, Nitrogen-ammonia/nitrite/nitrate, water quality standards criteriasummaries. GPO: 1980-341-082/107. Washington, DC.Van Hoorn, J.W., 2011, Determining hydraulic conductivity with theinversed auger hole and infiltrometer methods.http://www.2.alterra.wur.n/webdocs/ilri-publicaties/Pub25/pub25-h4.2.pdf, accessed 2011WHO (World Health Organization), 1984, Guideline for Drinking-Water, Vol. 1. Recommendations. World HealthOrganization, Geneva, 1984.Yan, Z., Fadong, L., Qiuying, Z., Jing, L., Qiang, L., 2014, Tracing nitratepollution sources and transformation in surface- andground-waters using environmental isotopes, Science of TheTotal Environment, 490, pp. 213-222, 2014.Yang, S. M.; Li, F. N.; Suo, D. R.; Guo, T. W., (2006). Effect of long-termfertilization on soil productivity and nitrate accumulation inGansu Oasis. Agr. Sci. in China, 5 (1), 5767 (11 pages).Youngsun, K., Youngho, S., David, K., 2015, Estimation and mitigationof N2O emission and nitrate leaching from intensive cropcultivation in the Haean catchment, South Korea, Science ofThe Total Environment, 529, pp. 40-53, 2015.Zhang, H.; Dang, Z.; Zheng, L. C.; Yi, X.Y., (2009). Remediation of soilco-contaminated with pyrene and cadmium by growingmaize (Zea mays L.). Int. J. Environ. Sci. Tech., 6 (2), 249258.(10 pages)Zhao, B.Q., X.Y. Li, X. Y., Liu, H., Wang, B.R., Zhu, P., Huang, S. M.,Bao, D. J., Li, Y. T., So, H. B., 2011, Results from long-termfertilizer experiments in China: The risk ofgroundwater pollution by nitrate. NJAS-WageningenJournal of Life Sciences, 58, pp177–183, 2011

Glossory

131

Glossory

ABEM Terrameter, alat geofisika yang digunakan untukpengambilan data resistivitas bahan bumi bawahpermukaan.Air, senyawa yang mengandung dua hydrogen danoksigenAliran arus listrik, mengalirnya muatan pada luasantertentuAmpermeter, alat ukur besarnya aliran arus listrik yangmengalir pada konduktorAsam, senyawa yang bersifat asam (memiliki pH kecildari 7)Basa, senyawa yang bersifat basa (memiliki pH besardari 7)Bayi biru, penyakit kekurangan oksigen dalam darahbayiBeda potensial, beda tegangan antara dua lokasi titiktertentuBulk Densiti, masa jenis secara keseluruhan, tak perduliapapun pengisi pori benda tersebutCloride, Zat yang mengandung ion negatif, banyak dijumpai pada air laut.Conductivity, kemampuan material untukmengantarkan arus listrikCoring, sampel tanah yang diambil tanpa ada gangguanstruktur tanah tersebut, biasanya berbentuk selinderDamping factor, penambahan angka tertentu padaproses inversi data geolistrikDipole-dipole, salah satu konfigurasi elektroda padapengukuran geolistrikDolomit, salah satu jenis pupuk yang digunakan untukmenambah zat hara pada tanah

Glossory

132

Elektroda, konduktor yang digunakan untukmentransfer arus listrik dari sumber ke tanah dansebaliknyaFloride, salah satu anion yang terdapat pada air lautGarmin, brand gps yang digunakan pada penelitian iniGPS, (global positioning system) alat yang berfungsiuntuk menentukan koordinat lokasiGravimetri, cara untuk menentukan kandungan air padapori tanah dengan mengukur perbedaan masa sebelumdan sesudah dikeringkanHand auger, alat untuk membuat lubang pada tanahdengan cara memutarIC, peralatan laboratorium untuk mengukur kationdalam cairanICP, peralatan laboratorium untuk mengukur aniondalam cairanKarakter Fisika Air, sifat fisika air seperti warna, suhudan pHKarakter Kimia Air, kandungan kimia air seperti logamberat dalam air, kation dan anion lainnyaKCL, jenis pupuk yang digunakan untuk meningkatkanproduksi buahKeasinan air, tingkat keasinan airKonductivitas Hidrolik, ukuran kemampuan tanahuntuk melewatkan airKrigging, metode untuk interpolasi data berdasarkantrend dan nilai terdekatModel inversi, metode untuk mendapatkan nilaisebenarnya dari nilai pengukuran lapanganMoisture, kandungan air dalam pori pori tanahNitrat, senyawa yang berasal dari pemupukan dan jugadari kotoran hewan / manusiaNPK, pupuk yang mengandung Nitrogen, Pospor danKalium

Glossory

133

pH air, ukuran tingkat keasaman dan kebasahan suatubendaPole-pole, salah satu konfigurasi susunan elektrodapada survey geolistrikPori tanah, rongga diantara butiran butiran tanahPotensial listrik, beda tegangan antara dua titik akibatadanya arus listrikRes2DInv, software yang digunakan untuk melakukaninversi data geolistrik 2DResistivitas geolistrik, nilai sebenarnya kelistrikanbahan penyusun bumi yang di ukur dari atas permukaanResistivitas Semu, nilai pengukuran kelistrikan bahanpenyusun bumiRMS, (root mean square) indikasi tingkat kesalahan padaproses inversiSchumberger, salah satu konfigurasi susunan elektrodapada survey geolistrikScopus, institusi yang meng index dan meranking jurnaljurnal ilmiah duniaSemi-pervious, sifat tanah yang diantara mampu dan takmampu meloloskan air atau diantara yang bisamenyimpan air dan tak menyimpan airSemivariogam, metode untuk melihat hubungan trendataSifat fisika tanah, sifat tanah yang berhubungan denganukuran butir, pori dan permeabilitas tanah tersebutSoil Water Sampler, alat yang digunakan untukmenyampel air pori tanahSulphate, salah satu kation yang banyak dijumpai padaair lautSurfer, software yang digunakan untuk proses konturdata data dua dimensiTekstur, karakter tanah yang di dasari pada ukuranbutir

Glossory

134

Topography, profil permukaan bumi ataupun bentuktinggi rendahnya permukaan tanahTotal Dissolved Solid (TDS) air, ukuran jumlah zatpadat yang larust dalam airUrea, salah satu jenis pupuk yang digunakan untukmenyuburkan daun tanamanVoltmeter, alat yang digunakan untuk mengukur bedaposential kelistrikanWenner, salah satu konfigurasi susunan elektroda padasurvey geolistrikWHO, badan dunia yang mengurus bidang kesehatanmasyarakatZona Vadose, zona yang berada antara permukaan atastanah dengan zona yang terisi penuh dengan air tanah

Index

135

INDEXS

ABEM Terrameter, 47Air, 23Aliran arus, 41Ampermeter, 48Asam, 25Basa, 25Bayi biru, 4Beda potensial, 45Bulk Densiti, 14Cloride, 26Conductivity air, 29Coring, 11Damping factor, 56Dipole-dipole, 52Dolomit, 88, 90Elektroda, 43Floride, 26Garmin, 51GPS, 51Gravimetri, 68Hand auger, 12IC, 33ICP, 31Karakter Fisika Air, 24Karakter Kimia Air, 24KCL, 88Keasinan air, 29Konductivitas Hidrolik, 18, 71, 81Krigging, 61Model inversi, 76Moisture, 70

Index

136

Nitrat, 3, 26, 66, 72NPK, 88pH air, 29Pole-pole, 52Pori tanah, 15Potensial, 41Res2DInv, 54, 67Resistivitas geolistrik, 39, 67Resistivitas Semu, 45RMS, 56Schumberger, 52Scopus, 64, 86Semi-pervious, 91Semivariogam, 61Sifat fisika tanah, 11Soil Water Sampler, 68Sulphate, 26Surfer, 59Tanah, 10Tekstur, 11, 16Topography, 59Total Dissolved Solid (TDS) air, 29Urea, 88Voltmeter, 48Wenner, 52WHO, 1Zona Vadose, 27, 90

BiografiBapak Nur Islami, S.Si., MT., Ph.Dmenyelesaikan pendidikan Strata 1 diJurusan Fisika, Fakultas Matematika danIlmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau,dan kemudian melanjutkan S2 pada JurusanTeknik Geofisika, Institut TeknologiBandung. Pendidikan S3 didapatnya dariProgram Studi Geofisika (Jurusan Geologi)University of Malaya. Selama masa studi S3,Ia mendapat penghargaan dari University of Malaya menjadi DosenSementara di Jurusan Geologi untuk mengajar matakuliah-matakuliah Geofisika. Ia pernah bekerja di Perusahan Minyak PT.Caltex Pacific Indonesia (Chevron) dan konsultan di beberapaperusahaan Lingkungan dalam dan Luar Negeri.Bapak Nur Islami aktif dalam menghasilkan Publikasi padaJurnal Internasional. Beliau telah menerbitkan 17 artikel pada JurnalInternasional yang terindex ISI/Scopus, dan 8 artikel Jurnal Nasionalyang terakreditasi Dikti sampai tahun 2018. Beliau juga telahmenjadi Presenter dan Invited Presenter pada 24 InternationalConference di 16 negara, diantaranya adalah Perancis, Belanda,Jepang, Korea, Hong Kong dan sebagainya, yang disponsori olehberbagai Badan Dunia seperti JICA dan EAGE. Beliau juga pernahbeberapa kali menjadi Guest Lecturer di Universitas ternama di LuarNegara dan Dalam Negara. Selain aktif pada berbagia publikasi,beliau juga aktif dalam membimbing mahasiswa pada berbagai evenNasional seperti PKM (Pekan Kreatifitas Mahasiswa), lomba esainasional dan olimpiade fisika serta juri berbagai lomba (dalam danluar negeri). Beliau juga beberapa kali menjadi pemateri pada forumGuru-guru dan Dosen dalam workshop Penulisan Karya Tulis Ilmiahdi tingkat Nasional.

buku referensi - unri.ac.id

Documents