1 Depertemen Geografi Lingkungan, Fakultas Geografi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta  1 

Identifikasi Kualitas Air Berdasarkan Nilai Resistivitas Air Studi Kasus : Kali Gajahwong

Alva Kurniawan1, Arif Tri Nugroho1, Arifin Hermawan1, Yulianto Bagus Ari P1, Dimas Aryo Wibowo1, Qodhan Nahara S1, Hendra Nova H1, Darumaya1

Abstraksi

Identifikasi kualitas air melalui pengukuran nilai hambatan air karena komposisi kimia air secara umum memiliki kaitan yang erat dengan nilai resistivitas. Penelitian dilakukan pada Kali Gajahwong di Kebun Binatang Gembiraloka Yogyakarta. Konsep-konsep dasar kimia fisika dan kimia digunakan pada penelitian ini antara lain konsep konduktivitas dan resistivitas, konsep asam-basa Arrhenius, konsep asam-basa Brownsted-Lowry, konsep buffer, dan konsep hidrolisis garam. Pada dasarnya makin murni air akan memiliki nilai hambat jenis yang besar dimana air dengan kemurnian tinggi cenderung memiliki kualitas yang bagus. Pengukuran nilai hambatan dilakukan dengan menggunakan multitester. Setelah pengukuran dilakukan data yang diperoleh kemudian dianalisis. Hasil pengukuran menunjukkan nilai hambatan yang berbeda untuk segmen-segmen sungai dimana pada segmen sungai di zona penelitian terdapat tiga saluran limbah mengalir ke sungai. Analisis kualitas air dengan metode pengukuran hambatan mudah untuk dilakukan dan dapat memberikan gambaran secara umum kondisi kualitas air berdasarkan nilai resistivitas. Pengukuran yang dilakukan merupakan analisis kualitas air secara fisika sehingga tidak mampu menentukan komposisi kimia air secara absolut yang hanya bisa diperoleh dari analisis laboratorium. Berdasarkan hasil penelitian ternyata pengukuran nilai hambatan pada air dapat memberikan gambaran tentang kualitas air pada segmen-segmen sungai dimana makin mendekat ke pencemar nilai hambatan makin kecil. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk melengkapi atau bahkan menolak hasil penelitian ini.

Kata kunci : air, analisis, hambatan, kualitas.

1. Pendahuluan

Studi kualitas air sangat penting

untuk mengetahui bagaimana kondisi

kualitas air pada suatu sumber air apakah

air tersebut layak untuk digunakan atau

tidak layak digunakan. Analisis layak

atau tidaknya air untuk digunakan ber-

kaitan erat dengan kandungan kimia air

tersebut. Analisis kandungan kimia air

sangat mahal karena itu berbagai metode

dilakukan untuk melakukan pendekatan

dan prediksi untuk mengetahui zat kimia

apakah yang mungkin terkandung dalam

air berdasarkan sifat fisika air. Sifat

fisika air yang digunakan dalam

penelitian ini adalah nilai hambatan air

dimana perubahan nilai hambatan air

merupakan indikator terjadinya peru-

bahan kualitas air.

2 

Daerah penelitian adalah sebagian

zona Kali Gajahwong yang terletak pada

Kebun Binatang Gembira Loka,

Yogyakarta. Batasan zona penelitian

adalah zona 49 M UTM, 433552- 

433607 mT dan 9137370- 9137588 mU.

Pada daerah penelitian badan sungai

tampak sedikit berkelok, dengan bentuk

saluran yang cenderung sama. Beberapa

saluran limbah dialirkan kedalam sungai

antara lain limbah dari Pabrik Susu

SGM, limbah rumah tangga dari

permukiman, dan limbah dari Kebun

Binatang Gembiraloka. Kajian lebih di-

tekankan pada analisis nilai ham-batan

air dalam kaitannya dengan kualitas air.

Tujuan penelitian adalah untuk

mengetahui hubungan antara nilai

hambatan pada Kali Gajahwong dalam

kaitannya dengan kualitas air. Analisis

tersebut dapat digunakan untuk

memperkirakan sifat kimia berdasarkan

pengukuran fisika air yang akan berguna

pada re-komendasi pemanfaatan sungai

untuk kebutuhan rumah tangga, atau

analisis tingkat pencemaran sungai

akibat pembuangan limbah di sungai.

2. Konsep Dasar

Identifikasi kualitas air dengan

melakukan pengukuran dan analisis

kualitas air dapat dilakukan dengan

pemahaman yang baik pada konsep

dasar fisika tentang resistivitas dan

konduktivitas, serta konsep dasar kimia

tentang larutan asam, basa, garam,

larutan buffer, dan hidrolisis garam.

Korelasi nilai hambatan dengan kualitas

Gambar 1.1. Lokasi Penelitian, Kali Gajahwong di Gembiraloka 

Gambar 1.2. Saluran limbah SGM, salah satu saluran limbah pencemar 

Kali Gajahwong 

3 

air menggunakan konsep sifat air sangat

murni (ultrapure water) yang

dikembangkan oleh Bevilacqua.

Nilai resistivitas atau nilai hambatan

adalah nilai kemampuan air untuk

menghambat arus listrik sedangkan nilai

konduktivitas atau nilai hantaran adalah

nilai kemampuan air untuk meng-

hantarkan arus listrik. Nilai resistivitas

dan nilai konduktivitas merupakan nilai

yang saling berbanding terbalik dimana

makin besar nilai resistivitas, makin

kecil nilai konduktivitas, dan sebaliknya

makin kecil nilai resistivitas, makin

besar nilai konduktivitas.

Nilai resistivitas maupun kon-

duktivitas sangat dipengaruhi oleh

kandungan ion-ion yang terlarut dalam

air. Ion-ion yang terlarut dalam air

memberikan pengaruh pada sifat kimia

air apakah air bersifat masam, basis, atau

netral. Menurut Arrhenius, senyawa

asam merupakan senyawa yang melepas

ion H+ saat terjadi ionisasi sedangkan

senyawa basa adalah senyawa yang

melepas ion OH- saat terjadi ionisasi.

Berdasarkan pe-mahaman tersebut maka

air me-nurut Arrhenius memiliki sifat

dualisme yaitu bersifat asam maupun

basa karena saat terjadi ionisasi, air

melepas ion H+ dan OH-. Meng-gunakan

konsep Arrhenius tersebut dan konsep

air sangat murni (ultrapure water) maka

air memiliki dua potensi yang seimbang

untuk menjadi asam maupun basa.

Karena dua potensi yang seimbang

tersebut maka masing-masing ion

memiliki nilai beda potensial yang sama.

Persamaan nilai beda potensial tersebut

menyebabkan arus listrik yang mengalir

dalam air menjadi 0 sehingga nilai

hambatan air adalah tak hingga (gambar

2.2.).

Air sangat murni seharusnya

memiliki nilai hambatan yang 0 namun

pada kenyataannya air sangat murni sulit

Gambar 2.1. Grafik hubungan antara konduktivitas, resistivitas, dan rasa air 

  4 

sekali ditemukan di dunia. Air sangat

murni yang diteliti oleh Bevilacqua

masih memiliki nilai hambatan, walau

hambatan nilai air sangat murni besar

sekali namun air sangat murni tersebut

untuk kajian-kajian mendalam tentang

sifat-sifat semi konduktor belum dapat

dianggap memiliki hambatan yang tak

hingga. Mengacu pada konsep air sangat

murni maka semakin besar nilai

resistivitas akan menunjukkan ke-

murnian air yang semakin tinggi se-

dangkan semakin kecil nilai resistivitas

akan menunjukkan tingkat kemurnian air

yang semakin rendah. Berdasarkan

penelitian Anthony C Bevilacqua,

penyebab ketidakmurnian air dunia pada

umumnya adalah adanya campuran dari

tiga macam senayawa yaitu HCl untuk

senyawa asam, NaOH untuk senyawa

basa, dan NaCl untuk senyawa garam.

Gambar 2.3. menunjukkan hubungan

antara konsentrasi dari senyawa-

senyawa tersebut dengan nilai hambatan

pada air berdasarkan eksperimen yang

dilakukan oleh A. C. Bevilacqua.

Pendekatan secara fisika untuk

menduga kandungan kimia air dapat

dilakukan melalui penggunaan konsep

asam-basa Bronsted-Lowry. Konsep

asam-basa Bronsted-Lowry adalah kon-

sep asam-basa yang digunakan pada

Gambar 2.2. Diagram alir hubungan antara nilai hambatan dengan komposisi kimia air murni 

  5 

ilmu kimia modern dimana konsep ini

juga memberikan penjelasan tentang dua

sifat netral air yang dapat berasa asin

maupun berasa tawar. Sifat air yang

diukur dengan parameter pH untuk sifat

air dapat berarti bahwa air tersebut

murni tidak mengadung zat asam-basa

atau pun tidak murni yaitu air dapat

mengandung asam, basa, ataupun

keduanya. Menurut Bronsted-Lowry,

Asam merupakan senyawa yang

melepaskan ion H+ sedangkan basa

adalah senyawa yang menangkap ion H+.

Senyawa asam yang melepas ion H+

disebut dengan basa konjugasi se-

dangkan senyawa basa yang menangkap

ion H+ disebut asam konjugasi. Baik

asam maupun basa memiliki sifat

elektrolit yang berbeda-beda. Asam atau

basa yang menghantarkan listrik dengan

baik disebut dengan asam atau basa kuat

sedangkan asam atau basa yang

menghantarkan listrik dengan lemah

disebut asam atau basa lemah. Air yang

mengandung senyawa asam dan basa

sekaligus akan memiliki sifat-sifat yang

Gambar 2.3. Grafik hubungan antara konsentrasi asam, basa, dan garam, dengan nilai resistivitas 

6 

berbeda yang bergantung pada kekuatan

asam atau basa yang terlarut. Air yang

mengandung senyawa asam kuat dan

basa kuat akan memiliki sifat netral

dengan rasa yang asin. Air yang

mengandung senyawa asam kuat dan

basa lemah akan memiliki sifat masam

dengan rasa asam. Air yang mengandung

senyawa basa kuat dan asam lemah akan

memiliki sifat basis dengan rasa basa.

Air yang mengandung senyawa asam

lemah dan basa lemah akan memiliki

sifat dan rasa yang dikontrol oleh

dominasi kekuatan asam atau basa yang

terlarut. Pengukuran pH, nilai hambatan,

dan analisis lingkungan perairan akan

dapat digunakan untuk menganalisis

kemungkinan kandung- an kimia pada

air.

Berdasarkan konsep-konsep tersebut

maka secara ringkas konsep yang

digunakan untuk penelitian ini (gambar

2.4.) yaitu air murni (deionized water)

menjadi air tidak murni (ionized water)

akibat adanya mineral, aerosol padat,

nano partikel, gas, dan polutan yang

terlarut dan bereaksi dengan air saat

terjadi evaporasi, presipitasi, dan runoff

hingga masuk ke saluran atau tubuh

perairan. Air tidak murni tersebut dapat

memiliki dua sifat yaitu air berasa

(berasa asam, basa, dan asin) dan air

tidak berasa (tawar). Air yang berasa

akan cenderung memiliki nilai hambatan

yang lebih rendah dibandingkan air yang

tidak berasa akibat kandungan ion-ion

dalam air yang lebih banyak. Identifikasi

kualitas air dapat dilakukan dengan

melakukan pengukuran hambatan.

Pengukuran nilai hambatan untuk

identifikasi kualitas air menggunakan

dua analogi yaitu semakin murni air

akan semakin besar resistivitasnya, dan

semakin murni air akan memiliki

kualitas yang semakin baik. Menurut dua

penalaran tersebut maka disimpulkan

bahwa air dengan nilai resistivitas yang

tinggi akan cenderung lebih baik

digunakan dari pada air dengan nilai

resistivitas yang lebih rendah.

3. Metode

Alat yang digunakan untuk pe-

nelitian ini terdiri atas GPS, converter

ruler, multitester, roll-meter, volume

glass, hardboard, marker, alat tulis.

Perhitungan nilai resistivitas material,

konduktivitas, dan konduktivitas

material dilakukan dengan menggunakan

formula P = R(A/L), S = 1/R, dan J =

1/P, dimana S adalah konduktivitas, R

adalah nilai hambatan yang diukur deng-

  7 

an multitester, P adalah nilai hambatan

material, dan J adalah nilai hantaran

material. Pengukuran nilai hambatan air

dilakukan pada volume glass dimana

pada masing-masing titik pengukuran

diambil sampel air sebanyak 100 ml

(gambar 3.5.). Jarak antar elektroda saat

pengukuran adalah 5 cm. Volume dan

jarak pengukuran diperlukan untuk

mendapatkan nilai hambatan material.

Mekanisme kerja (gambar 3.11.)

dilakukan dengan penentuan titik

pengukuran dimana dipilih lima titik

pengukuran, plotting posisi titik

pengukuran, pengamatan dan uji kualitas

fisika air untuk tiap titik sampel,

pengolahan data, representasi data, dan

analisis data. Jarak antar titik ditentukan

Gambar 2.4. Diagram alir tentang pemahaman konsep dasar untuk identifikasi kualitas air dengan metode pengukuran nilai hambatan 

8 

sepanjang 50 meter dimana masing-

masing titik diukur jaraknya dengan

rollmeter. Pengukuran jarak antar titik

diiukuti dengan plotting posisi koordinat

tiap titik yang menggunakan sistem

koordinat UTM dengan datum WGS 84.

Kegiatan tersebut dilakukan untuk

pemetaan Kali Gajahwong.

Gambar 3.1. Pengukuran jarak antar titik 

Gambar 3.2. Plotting posisi koordinat tiap titik 

Gambar 3.3. Pengukuran jarak antar titik 

Gambar 3.4. Pengujian rasa, warna, dan bau pada titik 

pengukuran 

Gambar 3.5. Pengukuran nilai resistivitas sampel dari tiap titik 

pengukuran 

9 

4. Hasil dan Pembahasan

Nilai hambatan dihitung dengan

menggunakan multitester untuk lima

titik pengukuran dan diperoleh nilai

kisaran hambatan antara 6500 Ohm

hingga 13000 Ohm. Masing-masing titik

pengamatan ternyata memiliki keke-

ruhan yang berbeda saat dilakukan

pengamatan dimana titik 1 sangat keruh,

titik 2, 4, dan 6 tidak keruh, serta titik 3

Gambar 3.6. Titik Pengukuran 1 

Gambar 3.7. Titik Pengukuran 2 

Gambar 3.8. Titik Pengukuran 3 

Gambar 3.10. Titik Pengukuran 5 

Gambar 3.9. Titik Pengukuran 4 

  10 

agak keruh (gambar 4.1.). Keruhnya air

menunjukkan banyak nya suspensi yang

terlarut dalam air. Nilai yang mere-

presentasikan banyaknya kan- dungan

suspensi dalam air disebut TDS (total

dissolved solid). Mengacu pada konsep

bahwa kualitas air akan cenderung

semakin buruk seiring dengan

berkurangnya nilai resis- tivitas atau

bertambahnya nilai konduktivitas, maka

ber-dasarkan representasi diagram 4

dimensi kualitas air Kali Gajahwong

(gambar 4.2.) ternyata air pada titik 1

yang sangat keruh memiliki nilai

resistivitas yang tinggi sedangkan pada

titik 3 yang agak keruh resistivitasnya

sangat rendah. Titik 2, 4, dan 5 yang

tidak keruh ternyata memiliki

resisitivitas yang ada diantara nilai

resistivitas titik 1 dan titik 3. Fakta

tersebut membawa suatu kesimpulan

bahwa kekeruhan tidak berkaitan dengan

kualitas air.

Berdasarkan grafik hubungan antara

Gambar 3.11. Sketsa titik‐titik  pengukuran pada Kali Gajahwong dan diagram alir metode penelitian 

  11 

Gambar 4.1. Tabel hasil identifikasi, pengujian, dan perhitungan parameter‐parameter untuk identifikasi kualitas air 

Gambar 4.2. Representasi diagram empat dimensi dari kekeruhan, jarak pengukuran, titik pengukuran, dan nilai hambatan 

  12 

nilai resistivitas dan jarak dari titik 1

(gambar 4.3.), dapat dilihat bahwa nilai

resistivitas semakin kecil saat mendekati

titik 3 dan semakin besar saat menjauhi

titik 3. Demikian halnya dengan grafik

hubungan antara nilai konduktivitas dan

jarak dari titik 1 (gambar 4.4.), nilai

konduktivitas semakin besar saat men-

dekati titik 3 dan semakin kecil saat

menjauhi titik 3. Pada titik 5 nilai

resistivitas menurun dan nilai kon-

duktivitas kembali naik.

Gambar 4.3. Grafik hubungan antara jarak titik‐titik pengukuran dengan resitivitas 

Gambar 4.4. Grafik hubungan antara jarak titik‐titik pengukuran dengan konduktivitas 

  13 

Nilai hambatan berkurang akibat

adanya ion-ion baik asam, basa, maupun

garam yang terlarut dalam air. Ion-ion

yang terlarut dalam air dapat meningkat

secara dramatis bila terdapat polutan

yang mencemari air. Polutan dapat

merupakan polutan alami maupun

polutan buatan, namun nilai resistivitas

yang naik atau turun secara drastis

cenderung dipengaruhi oleh polutan

buatan. Pusat dimana terjadi pe-

nambahan ion atau zat pencemar dalam

air dapat diketahui dengan melakukan

pemetaan nilai resistivitas sehingga

distribusi nilai resistivitas secara spasial

dapat diketahui.

Berdasarkan hasil pengukuran nilai

resistivitas di lima titik serta pemetaan

dari plot koordinat titik-titik pengukuran

(gambar 4.5.), nilai resistivitas ber-

kurang dengan dramatis di Kali

Gajahwong setelah melewati saluran

pembuangan dari SGM dan saluran

limbah permukiman. Peningkatan

kembali nilai resistivitas di titik 4

kemungkinan besar akibat proses self-

purification atau pemurnian diri oleh

bakteri-bakteri yang me-murnikan air

akibat bakteri mengikat ion-ion terlarut

dalam air. Pada titik 5 nilai resistivitas

kembali menurun. Menurunnya nilai

resis-tivitas berasosiasi dengan pem-

buangan limbah dari Taman Rekreasi

Gembira Loka.

Konsep dasar yang dipakai dalam

penelitian ini adalah semakin besar nilai

resistivitas air maka air akan cenderung

memiliki kualitas yang semakin baik

sehingga cenderung lebih baik untuk

dimanfaatkan dibandingkan air dengan

nilai resistivitas yang lebih rendah.

Berdasarkan data hasil pengukuran,

zona-zona pada titik pertama dan titik

keempat cenderung memiliki kualitas air

yang lebih baik dibandingkan zona-zona

sekitarnya.

Penentuan kualitas air dengan

pengukuran nilai hambatan memiliki

kelebihan dan kekurangan. Kelebihan

metode ini adalah identifikasi kualitas

air dapat lebih akurat dilakukan

dibandingkan hanya sekedar identifikasi

sifat fisis rasa, bau, dan warna. Melalui

perbedaan nilai resistivitas, dapat

diketahui dimana terjadinya perbedaan

nilai resistivitas dan sebabnya juga dapat

diketahui dengan melihat fenomena yang

terjadi pada lingkungan perairan. Ke-

lemahan metode ini adalah metode ini

tetap tidak mampu memberikan

komposisi kimia air secara absolut

  14 

walaupun kandungan zat kimia yang

terlarut dalam air dapat diperkirakan.

Analisis laboratorium tetap memberikan

hasil yang terbaik untuk analisis kualitas

air namun dengan metode pengukuran

nilai resistivitas, secara umum kualitas

air dapat ditentukan dengan hasil yang

hampir mendekati hasil analisis

laboratorium.

5. Rekomendasi

Gambar 4.5. Peta Nilai Resistivitas di Kali Gajahwong 

15 

Berdasarkan lingkup wilayah kajian

yang meliputi zona titik 1, 2, 3, 4, dan 5,

penduduk sekitar yang memanfaatkan air

sungai untuk kebutuhan rumah tangga

lebih baik memanfaatkan air sungai pada

zona-zona disekitar titik 1 dan 4 saja

karena kualitas air pada daerah tersebut

cenderung lebih baik dibandingkan zona

sekitarnya. Penelitian lebih lanjut

dibutuhkan untuk melengkapi, meng-

koreksi, atau bahkan menolak hasil

penelitian ini.

6. Kesimpulan

• Kualitas air dapat diperkirakan

berdasarkan pengukuran nilai

resistivitas.

• Nilai TDS tidak memiliki hubungan

yang langsung ter-hadap kualitas air.

• Zona disekitar titik 1 dan titik 4

cenderung memiliki kualitas air yang

lebih baik dibandingkan zona

lainnya.

• Pemanfaatan air Kali Gajahwong

dapat dilakukan penduduk di-sekitar

wilayah kajian pada zona di sekitar

zona titik 1 dan zona titik 4.

7. Daftar Pustaka

Bevilacqua, A. C. 1998. Ultrapure

Water- The Standard Resistivity

Measurement of Ultrapure Water.

Massachusetts : Thorton Associates.

Grounds, Kirby. 1993. Longman A-

Level Physics. Essex : Longman Group

UK Limited.

Petrucci, Ralph H. 1985. General

Chemistry, Principles, and Modern

Applicatio 4th Edition. Colier : Mc.

Millan.

Serway, R. A. 1986. Physics for

Scientist and Engineers with Modern

Physics. New York : Soundners College

Publishing.