PKMP-2-10-1

KAJIAN PENYEBARAN LIMBAH CAIR BAWAH PERMUKAAN BERDASARKAN SIFAT KELISTRIKAN BATUAN DI LOKASI

PEMBUANGAN AKHIR (LPA) BENOWO SURABAYA

Suparmanto, Agus M.U., Rahmadana A. Laboratorium Geofisika, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

ABSTRAKSebagai lokasi pembuangan akhir (LPA) sampah, LPA Benowo merupakan satu- satunya depo akhir sampah kota Surabaya. Timbunan sampah merupakan sumber polutan, di antaranya polutan cair hasil pembusukan sampah yang biasa disebut lindi (leachate). Lindi dapat mencemari lingkungan sehingga dapat berdampak pada penurunan mutu pada lingkungan hidup sekitarnya. Sementara itu, Kecamatan Benowo dan sekitarnya pada khususnya dan daerah Surabaya Barat pada umumnya saat ini sedang mengalami perkembangan sosial ekonomi secara pesat. Dengan demikian, perlu dilakukan penelitian pola penyebaran lindi dari LPA ke daerah sekitarnya, khususnya potensi pencemaran lingkungan melalui bawah permukaan tanah yang bersifat laten dan sulit dipantau. Pada penelitian ini telah dilakukan pengamatan sifat kelistrikan di daerah LPA Benowo dan sekitarnya dengan menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas untuk mengetahui pola penyebaran polutan cair (lindi) pada daerah LPA Benowo. Hasil korelasi antara pengukuran resistivitas dan analisa data bor menunjukkan adanya pola penyebaran lindi pada daerah LPA Benowo dan sekitarnya. Pola penyebaran limbah cair di LPA Benowo adalah ke arah timur pada kedalaman 1 meter, 2 meter, serta pada kedalaman 6 meter.

Kata kunci : lindi, resistivitas, LPA Benowo

PENDAHULUANSampah merupakan masalah bagi hampir semua orang, terutama bila

menyangkut jenis sampah yang tidak bisa dilebur oleh alam misalnya sampah rumah tangga atau sampah industri. Bila dalam skala kecil semisal pada rumah tangga atau lingkungan sekitar sampah sudah menjadi sumber pencemaran yang meresahkan baik secara langsung maupun tidak, maka dapat dibayangkan apabila skala itu adalah untuk daerah Lokasi Pembuangan Akhir (LPA). LPA Benowo merupakan satu-satunya lokasi tempat pembuangan akhir sampah di Surabaya, sehingga seluruh sampah di daerah Kotamadya Surabaya dan sekitarnya berakhirdi sana. Secara geografis, LPA Benowo Surabaya berada di antara 112°37’58 BT- 112°38’01 BT dan 7°13’02 LS - 7°13’19 LS. Secara geologi, LPA Benowo berada di daerah Benowo yang termasuk lembar Surabaya (Sukardi, 1992).

Pengelolaan LPA yang kurang dapat memenuhi dan memperhatikan kaidah pengelolaan sampah dapat menimbulkan permasalahan yang lebih serius. Umumnya sampah organik dan anorganik tidak dipisahkan di LPA. Akibatnya dikhawatirkan masih terdapat rembesan atau resapan akibat timbunan sampah yang dapat mencemari air tanah bawah permukaan di lokasi (Bahri, 2001). Air tanah yang sudah tercemar oleh limbah cair (logam berat atau fluida beracun) dapat membahayakan masyarakat di sekitarnya. Oleh karena itu, informasi

PKMP-2-10-2

mengenai pola penyebaran limbah cair bawah permukaan sangat diperlukan untuk menghindarkan masyarakat dari bahaya pencemaran limbah cair bawah permukaan tersebut.

Untuk menyikapi masalah tersebut dilakukanlah penelitian sifat kelistrikan daerah LPA Benowo dan sekitarnya dengan menggunakan metoda geolistrik. Metode geolistrik merupakan metode yang digunakan untuk mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dengan cara mendeteksinya di permukaan bumi (Hendrajaya,1990). Salah satu metode geolistrik yang sering digunakan dalam pengukuran aliran listrik dan untuk mempelajari keadaan geologi bawah permukaan adalah dengan metode resistivitas (Telford dkk, 1990). Metode geolistrik resistivitas dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu metode resistivitas Mapping dan metode resistivitas Sounding atau VES - Vertical Electrical Sounding (Koefoed, 1979) dan (Bhattacharya dan Patra, 1986).

Tujuan yang ingin dicapai dari PKMP ini adalah penggunaan metode resistivitas Sounding untuk mengkaji penyebaran limbah cair bawah permukaan di LPA Benowo Surabaya dan penggunaan analisa sampel di laboratorium untuk dikorelasikan dengan data pengukuran di lapangan sehingga diperoleh pola penyebaran limbah cair bawah permukaan yang lebih akurat.

Luaran PKMP akan berupa sebuah laporan yang berisi informasi akurat mengenai penyebaran limbah cair bawah permukaan di LPA Benowo Surabaya, selanjutnya dapat digunakan untuk memberikan informasi kepada pihak terkait, dalam hal ini Dinas Kebersihan, Dinas Lingkungan hidup dan Pemkot Surabaya. Dengan informasi ini, diharapkan pihak-pihak di atas dapat melakukan tindakan preventif untuk mengurangi dampak negatif akibat kontaminasi limbah cair LPA Benowo Surabaya.

Kegunaan yang lain adalah memberikan informasi kepada masyarakat mengenai daerah-daerah yang sudah tercemar limbah cair LPA Benowo Surabaya. Informasi ini dapat dimanfaatkan untuk menumbuhkan simpati dan empati terhadap permasalahan lingkungan hidup, khususnya pencemaran lingkungan akibat limbah cair dari sampah.

METODE PENDEKATANPKMP ini dilaksanakan selama 5 (lima) bulan pada bulan Februari-Juni

2006.Bahan dan peralatan yang digunakan untuk mendukung kegiatan PKMP ini

adalah sebagai berikut:1. GPS (Global Positioning System) 1 set2. Resistivity-Meter merek “Tigre Campus” 1 set3. Piranti lunak IP2WIN Resistivity Sounding Interpretation 1 set4. Piranti lunak SURFER versi 7.0 1 set5. Peralatan Bor Dangkal 1 set6. Automatic LCR Meter 1 set7. Aquades secukupnya8. Larutan NaCl 99% secukupnya

Pemetaan lokasi dilakukan untuk menentukan panjang lintasan dan titik ukur. Selain itu, seluruh posisi titik ukur ditentukan dengan menggunakan GPS. Hasil pemetaan lokasi berupa 9 (sembilan) titik pengambilan data resistivitas (VES) dan

PKMP-2-10-3

6 (enam) titik pengambilan data bor. Lokasi pengambilan data disajikan padaGambar 1.

U

Gambar 1. Lokasi Titik VES dan Titik Bor

Pengambilan data resistivitas (VES) dilakukan pada 9 titik ukur dan lintasan yang telah ditentukan pada Gambar 1. Data VES yang diperoleh kemudian diolah dengan menggunakan piranti lunak IP2WIN Resistivity Sounding Interpretation 3.0.1.a dari Moscow State University yang menghasilkan kurva lapangan dan resistivity cross-section. Langkah selanjutnya adalah membuat kontur sebaran resistivitas berdasarkan kedalamannya yang didapatkan dari hasil pengolahan data VES dengan menggunakan piranti lunak Surfer versi 7.0 dari Golden Software Inc. Kontur sebaran resistivitas digambarkan dalam setiap kedalaman dengan spasi 1 meter hingga kedalaman 6 meter.

Pengambilan data bor dilakukan dengan menggunakan bor dangkal bekerjasama dengan Laboratorium Geofisika ITS. Pengeboran dilakukan sebanyak 6 titik dan pengambilan sampel dilakukan pada tiap kedalaman 1 meter hingga kedalaman 6 meter. Total sampel tanah hasil pengeboran yang didapatkan adalah sebanyak 36 sampel.

Sampel tanah hasil pengeboran dianalisa di laboratorium untuk mendapatkan nilai resistivitasnya. Sampel batuan yang akan diukur dipadatkan dan dimasukkan ke dalam tabung elektroda berupa bahan non-konduktif (plastik PVC) berbentuk silinder dengan diameter 3 cm dan panjang 10 cm. Setelah itu larutan elektrolit dimasukkan ke dalam tabung hingga sampel di dalam tabung tersaturasi penuh. Dalam pengukuran ini terdapat 5 buah tabung dengan kadar larutan yang berbeda, yaitu sampel dengan larutan aquades, sampel dengan konsentrasi larutan NaCl 3 gr/ltr (Larutan I), NaCl 20 gr/ltr (Larutan II), NaCl 50 gr/ltr (Larutan III), dan NaCl 100 gr/ltr(Larutan IV). Setelah itu resistivitasnya diukur dengan menggunakan Automatic LCR Meter di Laboratorium Elektronika Fisika ITS.

PKMP-2-10-4

Hasil pengolahan data VES dan hasil analisa laboratorium dikorelasikan dan dianalisa untuk mendapatkan nilai resistivitas tanah yang sesuai. Nilai resistivitas tanah tersebut kemudian diinterpretasikan dalam bentuk pola penyebaran limbah cair bawah permukaan di LPA Benowo Surabaya.

HASIL DAN PEMBAHASANMetode resistivitas VES dilakukan untuk memperoleh distribusi tahanan

jenis secara vertikal. Hasil pengolahan data VES dengan menggunakan piranti lunak IPI2Win – Resistivity Sounding Interpretation Versi 3.0.1.a dari Moscow State University dari ke 9 titik pengukuran diperlihatkan pada Gambar 2 hingga Gambar 4 di bawah ini.

Titik 1 Titik 2 Titik 3

Gambar 2. Hasil pengolahan data VES pada titik 1, titik 2, dan titik 3

Titik 4 Titik 5 Titik 6

Gambar 3. Hasil pengolahan data VES pada titik 4, titik 5, dan titik 6

Titik 7 Titik 8 Titik 9

Gambar 4. Hasil pengolahan data VES pada titik 7, titik 8, dan titik 9Kontur sebaran tahanan jenis berdasarkan kedalaman didapatkan dari hasil pengolahan data VES dengan menggunakan piranti lunak Surfer versi 7.0 dari Golden Software Inc. Kontur sebaran tahanan jenis digambarkan dalam setiap kedalaman dengan spasi 1 meter hingga kedalaman 6 meter. Berikut kontur sebaran tahanan jenis berdasarkan kedalaman yang digambarkan pada Gambar 5 hingga Gambar 10 dengan keterangan tanda kotak merupakan lokasi bak sampah.

PKMP-2-10-5

12490150

U12490100

12490050

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

3230

3028

2826

24 24

22 22

20 2018 1816 1614 1412

12

108

68

4 6

2 4

0 2

-2 0

12489700

12490150

12490100

792500 792550 792600 792650

Gambar 5. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 1 meterU

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

11 10

10 9

9 8.58

8 7.5

7 76.5

6 6

55

4 4.5

33.5

2 3

1 2

0 1.5

-1 0.50

12489700

12490150

792500 792550 792600 792650

Gambar 6. Distibusi tahanan jenis pada kedalaman 2 meter

U12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489800

12489750

2.6

2.4

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-0.2

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 7. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 3 meter

12490150

U

12490100

12490050

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

3.43.232.82.6

2.221.81.61.41.210.80.60.4

0-0.2

3.43.2

3

2.8

2.62.4

2.22

1.81.6

1.41.2

10.8

0.60.4

0.20

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 8. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 4 meter

12490150

U12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 9. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 5 meter

12490150

U12490100

12490050

12490000

12489950

12489850

12489800

12489750

12489700

7.5

7

6.5

6

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0

-0.5

7

6.5

6

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

792500 792550 792600 792650

Gambar 10. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 6 meter

Sampel tanah yang didapatkan dari hasil pengeboran dilakukan analisa yang meliputi penentuan jenis batuan/tanah, dan resistivitas yang berasosiasi dengan konduktivitas tanah. Berikut merupakan contoh hasil analisa data bor 1 yang berkaitan dengan penentuan jenis tanah di sekitar LPA Benowo yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil analisa sampel tanah pada data bor 1Lokasi : BenowoBore Hole : B-1

Kedalaman (m) Diskripsi Tanah/Batuan Warna0 – 1 Lempung Coklat muda1 – 2 Lempung Coklat muda2 – 3 Lempung Coklat muda3 – 4 Lempung sedikit lanau Abu – abu4 – 5 Lempung sedikit lanau Abu – abu5 – 6 Lempung sedikit lanau Abu – abu

Berdasarkan hasil dari data bor pada 6 titik, diketahui bahwa pada kedalaman 0 sampai 3 meter rata – rata berjenis tanah sama yaitu lempung dan pada kedalaman 3 meter sampai dengan 6 meter berjenis tanah lempung dengan sedikit lanau.

Uji konduktivitas dilakukan terhadap sampel tanah pada kedalaman 2 meter dan 5 meter dan dianggap sudah mewakili 2 jenis tanah tersebut. Uji konduktivitas dilakukan dengan menggunakan lima jenis larutan NaCl seperti diperlihatkan pada Tabel 2.

Berdasarkan hasil uji konduktivitas batuan maka dapat ditentukan konduktivitas batuan yang tercemar yaitu dengan mencari persamaan garis dari hasil perhitungan konduktivitas batuan tersebut kemudian disubstitusi dengan nilai konduktivitas limbah cair. Pendekatan atas nilai konduktivitas limbah cair hasil pengukuran laboratorium diambil dari Reinhart et. al. (1998) yaitu sebesar0,005 S/m. Perhitungan nilai resistivitas tanah menghasilkan nilai 1,126 Ω/m ±0.1 untuk kedalaman 0 – 3 meter dan 1,659 Ω/m ± 0.1 untuk kedalaman 3 – 6 meter.

Tabel 2. Konduktivitas Larutan NaCl. (Mardianawati, 2004)Sampel Massa dalam 1 liter

Aquades (gram)Suhu(°C)

Konduktivitas Larutan(S/m)

Hambatan Jenis(Ω/m)

1 0 27 0.00226 442.47792 3 25 0.63 1.5873023 20 25.5 3.81 0.2624674 50 25.9 8.28 0.1207735 100 25.9 13.44 0.074405

PembahasanJika dilihat dari hasil pengukuran yang telah dilakukan di LPA Benowo dengan metode Resistivitas, maka dapat diperkirakan pola penyebaran lindi yang masuk ke dalam sistem akuifer di sekitar wilayah LPA Benowo adalah ke arah timur.

Hal tersebut diperkirakan dengan nilai resistivitas yang rendah pada area tersebut. Nilai resistivitas rendah berdampak pada nilai konduktivitas yang tinggi. Pola dan nilai resistivitas yang rendah seperti ini dapat diartikan bahwa pada daerah kedalaman tersebut memiliki medium yang berpori sehingga dimungkinkan terdapat akumulasi fluida di dalamnya. Selain itu, pola distribusi fluida tersebut dapat terbentuk dan mampu menyebar apabila terdapat sistem pelapisan tanah yang memiliki porositas dan permeabilitas yang tinggi.Gambar 11 berikut menunjukkan hubungan antara data hasil pengeboran dan data pengukuran metode resistivitas VES. Posisi kedua data pengukuran tersebut ditunjukkan pada denah (Gambar 1). Selanjutnya dilakukan korelasi antara hasil pengukuran dan hasil pengeboran. Gambar 7 menunjukkan bahwa korelasi antara data bor yang menunjukkan jenis batuan/tanah terhadap kedalaman relatif sama dengan data pengukuran metode resistivitas VES.

Kedalaman(m)

Diskripsi Tanah/Batuan

0 – 1 Lempung1 – 2 Lempung2 – 3 Lempung3 – 4 Lempung sedikit lanau4 – 5 Lempung sedikit lanau5 – 6 Lempung sedikit lanau

Gambar 11. Korelasi data bor di titik bor 3 terhadap data VES.Hasil perbandingan antara data bor dan data hasil pengukuran dengan

menggunakan dengan metode resistivitas VES relatif menunjukkan kedekatan yang baik. Dengan kata lain, bahwa data hasil pengukuran dengan menggunakan metoda resistivitas VES dapat dijadikan acuan untuk mengetahui struktur dan pola pelapisan tanah/batuan terhadap kedalaman. Namun demikian masih diperlukan pengambilan data bor sebagai perbandingan data yang didapatkan dari pengukuran. Dalam skala pengukuran yang lebih luas hal tersebut dapat menjadikan pekerjaan penelitian menjadi efisien dan validitasnya dapat dipertanggungjawabkan.

Setelah didapatkan nilai konduktivitas batuan yang tercemar, maka dilakukan korelasi antara data hasil pengukuran yang berupa kontur nilai resistivitas dengan nilai nilai resistivitas tanah yang tercemar. Berdasarkan data bor di lokasi LPA, tanah dengan kedalaman 0 sampai dengan 3 meter merupakan tanah dengan struktur yang sama yaitu lempung. Nilai resistivitas tanah yang tercemar padakedalaman 0 sampai 3 meter sebesar 1,126 Ω/m ± 0.1. Nilai ini kemudian dikorelasikan dengan hasil kontur nilai resistivitas hasil pengukuran pada kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 3 meter dan didapatkan pola persebaran lindi pada kedalaman tersebut adalah menuju ke timur pada kedalaman 1 meter dan 2 meter, dan pada kedalaman 3 meter tidak ditemukan adanya penyebaran. Sedangkan untuk kedalaman 4 meter hingga 6 meter, struktur lapisannya juga sama yaitu berupa lempung dengan sedikit lanau dan memiliki nilai resistivitas tanah tercemar sebesar 1,659 Ω/m ± 0.1. Sehingga berdasarkan hasil kontur nilai resistivitas pada kedalaman 4 meter dan 5 meter, tidak terlihat adanya persebaran polutan dikarenakan pada kedalaman tersebut lapisan tanah yang terkontaminasi

U

lindi berada di tengah area LPA, sedangkan pada kedalaman 6 meter terlihat lagi persebarannya yang juga menuju ke timur area LPA. Pola penyebaran selengkapnya disajikan pada Gambar 12 dan Gambar 13 berikut:12490150 12490150 12490150 U

1249010012490100 12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

3212490050

28

26 1249000024

22

20 12489950

16

14 1248990012

8 12489850

6

11 12490050

10

9 12490000

8

7 12489950

6

5 12489900

4

3 12489850

2

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.6

12489750

2 12489800

0

-212489750

12489800

0

-1 12489750

0.2

0

-0.2

1248970012489700 12489700

792500 792550 792600 792650792500 792550 792600 792650 792500 792550 792600 792650

Gambar 12. Pola persebaran lindi pada kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 3 meter

12490150 12490150 12490150

1249010012490100 12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

3.43.2

2.82.6

2.221.81.61.41.210.80.60.40.2

-0.2

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

3.43.2

2.82.62.42.221.81.61.41.210.80.60.4

0

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

7.5

7

6.5

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

0.5

0

-0.5

Gambar 13. Pola persebaran lindi pada kedalaman 4 meter, 5 meter, dan 6 meter

KESIMPULANDari pembahasan yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut:1. Pola penyebaran limbah cair (lindi) pada LPA Benowo terlihat pada

kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 6 meter. Hal ini ditunjukkan dari hasil pengolahan data VES dimana terlihat sebaran nilai resistivitas rendah padakedalaman tersebut dan hasil analisa data bor yang menunjukkan buktiformasi tanah lempung yang dapat dijadikan media transfortasi fluida atau menjadi medium terdistribusinya aliran fluida yang diperkirakan merupakan limbah cair atau lindi dari hasil pembusukan sampah LPA.

2. Arah penyebaran limbah cair di LPA Benowo adalah ke arah timur pada kedalaman 1 meter, 2 meter, serta pada kedalaman 6 meter.

DAFTAR PUSTAKA1. Bahri, AS., 2001. Interpretasi Data Resistivitas di Tempat Pembuangan

Sampah Akhir Sukolilo. Surabaya, Jurnal Purifikasi.2. Bhattacharya P.K dan Patra H.P, 1986. Direct Current Geoelectric Sounding,

Elsevier Publishing, India.3. Hendrajaya, dan Arif I., 1990, Geolistrik Tahanan Jenis, Laboratorium Fisika

Bumi, Jurusan Fisika, FMIPA, ITB.4. Koefoed, O., 1979, Geosounding Principles, 1., Resistivity Sounding

Measurements, Elsevier Scientific Publishing Company, Netherlands.5. Mardianawati, S., 2004 Pengukuran Resistivitas Untuk Menentukan Faktor

Formasi dan Konduktivitas Permukaan Pada Tanah Pasir, Tugas Akhir, Jurusan Fisika FMIPA-ITS Surabaya

6. Reinhart, 1998, Landfill Bioreactor Design & Operation: Lewis Publisher, New York.

7. Sukardi, 1992, Geologi Lembar Surabaya dan Sapulu, Jawa, Edisi Pertama, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung , Indonesia.

8. Telford, WM, Geldart, LP, dan RE Sheriff, 1990. Applied Geophysics.Cambridge University Press, London.