Manfaat Penelitian

BAB I PENDAHULUAN

I. 4Rumusan Masalah

I.6 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian yang dilakukan oleh penulis sebagai berikut : 1. Bagi Penulis

Memberikan wawasan baru dan menambah informasi mengenai Sistem Pengelolaan Limbah B3.

2. Bagi institusi STTIND Padang

Dapat dijadikan sebagai salah satu masukan untuk pembuatan jurnal dan dapat dijadikan sebagai referensi dan pedoman bagi mahasiswa yang akan melakukan penelitian mengenai Sistem Pengelolaan Limbah B3.

II.1.1 Landfill

Landfill adalah sebuah area yang menjadi Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah. secara garis besar, berdasarkan metode dan perlakuan di dalam landfill, landfill dibagi menjadi tiga, yaitu Open Dumping, Controlled Landfill, dan Sanitary Landfill. Berikut akan dibahas satu persatu.

1. Open Dumping

Open Dumping adalah sistem pembuangan paling sederhana dimana sampah dibuang begitu saja dalam sebuah tempat pembuangan akhir tanpa perlakuan lebih lanjut. Seyogyanya sistem pembuangan open dumping sudah tidak diberlakukan lagi karena banyak menimbulkan persoalan mulai dari kontaminasi air tanah oleh air lindi, bau, ceceran sampah hingga asap. Namun, masih banyak negera berkembang memakai sistem pembuangan open dumping karena kemudahan dan biaya yang rendah. Karena tidak adanya kontrol terhadapa area pembuangan, banyak pemulung masuk ke dalam TPA untuk memilah sampah yang masih bisa digunakan atau dijual kembali. Hal ini sangat berbahaya bagi keselamatan pemulung karena sampah yang menggunung dapat longsor.

2. Controlled Landfill

Controlled landfill adalah sistem pembuangan yang lebih berkembang dibanding open dumping. Pada metode ini, sampah yang datang setiap hari diratakan dan dipadatkan dengan alat barat. Sampah dipadatkan menjadi sebuah sel. Kemudian, sampah yang sudah dipadatkan tersebut dilapisi dengan tanah setiap lima atau seminggu sekali. Hal ini dilakukan untuk mengurangi bau, mengurangi perkembangbiakan lalat, dan mengurangi keluarnya gas metan. Selain itu, dibuat juga saluran drainase untuk

mengendalikan aliran air hujan, saluran pengumpul air lindi (leachate) dan instalasi pengolahannya, pos pengendalian operasional, dan fasilitas pengendalian gas metan.

Gambar II.1 Lahan Controlled Landfill

3. Sanitary Landfill

Sanitary landfill adalah metode TPA yang paling maju saat ini dimana sampah diurug dan dibuang secara sistematis. Setiap hari sel sampah ditutup/dilapisi dengan tanah. Pembuatan ketinggian dan lebar sel sampah juga diperhitungkan. Pada dasar tempat pembuangan, dibuat pipa-pipa pengalir air lindi yang kemudian diolah menjadi energi. Di antara sel-sel sampah juga dipasang pipa-pipa penangkap gas metan yang kemudian diolah menjadi energi. Sanitary memiliki fasilitas lebih lengkap dan mahal dibanding controlled landfill. Sanitary landfill adalah jenis TPA yang diakui secara internasional.

Gambar II.2 Lahan Sanitary Landfill

II.1.2 Air Lindi

Air lindi dapat didefinisikan sebagai air atau cairan lainnya yang telah tercemar sebagai akibat kontak dengan sampah (Rustiawan et al., 1993).

Terbentuknya air lindi merupakan hasil dari proses infiltrasi air hujan, air tanah, air limpasan atau air banjir yang menuju dan melalui lokasi pembuangan sampah (Nemerow dan Dasgupta , 1991). Air lindi merupakan senyawa yang sulit didegradasi, mengandung bahan-bahan polimer (makro molekul) dan bahan organik sintetik (Suprihatin, 2002). Pada umumnya air lindi memiliki nilai rasio BOD/COD sangat rendah (<0,4). Nilai rasio yang sangat rendah ini mengindikasikan bahwa bahan organik yang terdapat dalam air lindi bersifat sulit untuk didegradasi secara biologis. Angka perbandingan BOD/COD yang semakin rendah mengindikasikan tingginya konsentrasi bahan organik yang sulit terurai (Alaerts dan Santika, 1984).

II.1.3 Komposisi Air Lindi

Komposisi air lindi berasal dari beberapa sumber seperti air hujan, drainase permukaan, air tanah, mata air, dan materi organik hasil proses dekomposisi biologis

(Tchobanoglous, 1993).Komposisi air lindi sangat bervariasi karena proses pembentukannya dipengaruhi oleh karakteristik sampah (organik-anorganik), mudah tidaknya penguraian (laruttidak larut), kondisi tumpukan sampah (suhu, pH, kelembaban dan umur sampah), karakteristik sumber air (kuantitas dan kualitas air yang dipengaruhi iklim dan hidrogeologi), komposisi tanah penutup, ketersediaan nutrien dan mikroba, dan kehadiran inhibitor. Proses penguraian bahan organik menjadi komponen yang lebih sederhana oleh mikroorganisme aerobik dan anaerobik pada lokasi pembuangan sampah dapat menjadi penyebab terbentuknya gas dan air lindi.

II.1.4 Kualitas Air Lindi

Kuantitas dan kualitas air lindi dipengaruhi oleh iklim. Infiltrasi air hujan dapat membawa kontaminan dari tumpukan sampah dan memberikan kelembaban yang dibutuhkan bagi proses penguraian biologis dalam pembentukan air lindi.

Meskipun sumber dari kelembabannya mungkin dibawa oleh sampah masukannya, tetapi sumber utama dari pembentukkan air lindi ini adalah adanya infiltrasi air hujan.

Jumlah hujan yang tinggi dan sifat timbunan yang tidak solid akan mempercepat pembentukkan dan meningkatkan kuantitas air lindi yang dihasilkan (Pohland dan Harper, 1985).

Pohland dan Harper (1985) menyatakan bahwa umur tumpukan sampah juga bisa mempengaruhi kualitas air lindi dan gas yang terbentuk. Perubahan kualitas air lindi dan gas menjadi parameter utama dalam mengetahui tingkat stabilisasi tumpukan sampah.

Gambaran komposisi dan kualitas air lindi secara umum pada sebuah TPA di luar negeri dapat dilihat pada Tabel II.1

Tabel II.1 Komposisi dan Kualitas Air Lindi

Alkalinitas 1.000-10.000 3.000 200-1.000

Sulfat 50-100 300 20-50

Kalsium 200-3.000 1.000 100-400

Magnesium 50-1.500 250 50-200

Khlorida 200-2.500 500 100-400

Natrium 200-2.500 500 100-200

Besi Total 50-1.200 60 20-200

Sumber: Tchobanoglous, 1993

Tabel menunjukkan bahwa untuk umur TPA yang kurang dari 2 tahun air lindi yang dihasilkan lebih asam daripada TPA setelah 10 tahun hal ini dapat dilihat dari rentang pH yang ada. Selain itu TPA yang masih muda (lebih kecil dari 2 tahun) memiliki kandungan BOD dan COD serta unsur-unsur kimia lainnya yang relatif lebih tinggi daripada TPA yang berumur 10 tahun lebih. Salah satu hal yang mempengaruhi kondisi adalah proses biodegradasi yang semakin sempurna seiring bertambahnya usia suatu TPA (Tchobanoglous, 1993).

II.1.5. Tanah

Tanah dapat didefenisikan sebagai suatu tubuh alam di permukaan bumi yang terjadi akibat bekerjanya gaya-gaya alami terhadap bahan alami. Tanah juga dianggap bahan mineral hasil evolusi yang dipengaruhi oleh faktor genesis (proses lahir atau pem-buatannya) dan faktor lingkungan seperti batuan induk, iklim, makroorganisme, mikroorganisme dan topografi (Wesley, 1977; Foth, 1984 dalam Notodarmojo, 2005). Menurut Madjid (2009) tanah adalah lapisan permukaan bumi yang secara fisik berfungsi sebagai tempat tumbuh dan berkembangnya perakaran sebagai penopang tumbuh tegaknya tanaman; secara kimiawi berfungsi sebagai gudang penyuplai hara atau nutrisi dan secara biologis sebagai habitat dari organisme tanah.

Tanah juga dapat didefenisikan sebagai kompartemen untuk fluida (air maupun udara) karena kondisi fisiknya yang memiliki pori (Roth, 2011).

Hillel (2004) dan Dokuchaev (1949) memiliki pengertian yang hampir sama mengenai tanah yaitu lapisan terluar permukaan darat bumi yang terbentuk dari lapukan melalui disintegrasi, dekomposisi, dan rekomposisi bahan mineral yang terkandung dalam batuan maupun organisme secara fisik, kimia, dan proses biologis.

Hal inilah yang menyebabkan tanah terlihat seperti lapisan-lapisan yang tersusun vertikal. Dilihat dari susunan lapisan tanah dari lapisan paling atas sampai yang paling dalam, para ahli tanah (pedologist) berpendapat tidak ada profil tanah yang benar-benar sama dimana pun di muka bumi ini. Untuk memudahkan disusunlah model profil tanah yang mempresentasikan asal terbentuknya lapisan-lapisan tanah berupa horizon-horizon secara vertikal dari permukaan yang paling atas sampai lapisan batuan yang paling bawah.

Gambar II.3 Deskripsi horizon profil tanah (Hillel, 2004)

II.1.5.1 Tekstur Tanah

Tekstur tanah merupakan proporsi relatif dari masing-masing ukuran partikel sand, silt, dan clay. Fraksi sand (pasir) sering dibagi lagi menjadi subfraksi coarse, medium, dan fine sand. Berikutnya adalah silt, yang secara ukuran berada diantara sand dan clay. Kandungan mineral yang ada pada silt hampir menyerupai sand, tapi ukuran lebih kecil sehingga memiliki luas permukaan yang jauh lebih besar dalam tiap unit massa. Sedangkan fraksi clay karena ukurannya yang sangat kecil sering dikategorikan sebagai fraksi koloid.

Clay memiliki luas perrmukaan yang paling besar, clay merupakan fraksi yang paling berpengaruh pada perilaku tanah karena menyebabkan aktivitas fisiokimia. Partikel clay biasanya membawa muatan elektrosatis negatif yang dapat mendorong terjadinya pertukaran ion dengan larutan di sekitarnya. Komposisi ketiga

fraksi inilah yang menentukan tekstur tanah. Untuk memudahkan dalam mengidentifikasi jenis tanah, dibuatlah segitiga tekstur tanah. Gambar berikut menunjukkan tekstur tanah loam dengan komposisi 40% sand; 40% silt; 20% clay.

Gambar II.4 Segitiga tekstur tanah (Keller, 2011)

II.1.5.2 Porositas dan Void Ratio

Porositas adalah persentase volume kosong (void spaces) yang terdapat pada komponen padatan tanah (Notodarmojo, 2005) ataupun batu (Keller, 2011). Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut:

Porositas

( 𝜂) =

^{(100𝑉𝑣)}_𝑉

(

Pers.2.1) Dimana:

η = dalam satuan persen (%)

Vv = Volume void dalam satuan tanah

V = Volume tanah, termasuk volume void dan komponen padatana tanah

Istilah porositas tidak terlepas dari komponen tiga fase dalam tanah yaitu padat, air dan udara. Perbandingan ketiga komponen ini akan menghasilkan nilai porositas dari setiap tanah. Berdasarkan sistim tiga fase ini, persamaan matematis untuk nilai porositas dapat dituliskan:

η =

^𝑉𝑓_𝑣𝑡

(Pers.2.2)

Gambar II.5 Diagram skematik Sistim 3 Fase dalam tanah (Hillel, 2004)

Sedangkan istilah void ratio (e) mengacu pada perbandingan volume kosong (Vf) dengan volume solid (Vs) yang ada di tanah. Secara matematis dituliskan:

Void Ratio

(e) =

^𝑉𝑓

𝑉𝑠

(Pers.2.3)

II.1.6 Air Tanah

Air tanah adalah air yang terdapat di bawah permukaan tanah (Bear dan Cheng, 2010) yang terbentuk sebagai bagian dari siklus hidrologi (Elango, 2005) melalui proses infiltrasi dan perkolasi dari air yang ada di permukaan tanah (Lee dan Lin, 1999). Todd (1980) dalam Bedient et al. mengkarakterisasi air tanah secara

vertikal menjadi zona air tanah tidak jenuh (unsaturated) dan zona air tanah jenuh (saturated) yang dipisahkan oleh capillary zone (Bedient et al., 1999) atau capillary fringe (Schnoor, 1996).

Perbedaan utama dari aliran dalam kondisi jenuh dan tidak jenuh adalah pada nilai permeabilitas atau konduktivitas hidrolis. Pada kondisi jenuh, nilai permeabilitas atau konduktivitas hidrolis dianggap konstan. Berbeda dengan kondisi tidak jenuh dimana konduktivitas hidrolis dipengaruhi oleh kadar air. Selain itu, pada aliran tidak jenuh diffusivitas air yang ikut berperan dalam pergerakan air, terutama pergerakan front basah (wetting front) juga merupakan fungsi dari kadar air (Notodarmojo, 2005). Menurut Bedient (1999) dan Kamil (2012) sistim air di dalam tanah terbagi atas dua bagian utama yaitu zona tidak jenuh (unsaturated) dan zona jenuh (saturated) yang dibatasi oleh water table.

a. Unsaturated Zone

Zona tidak jenuh (unsaturated) disebut juga dengan istilah vadose zone atau ada juga yang menyebut dengan zone of aeration (Bedient, 1999) karena pada zona ini terdapat ruang pori-pori yang berisi udara (Kamil, 2012). Air pada zona ini mengalir ke bawah menuju water table secara gravitasi. Unsaturated zone dibagi atas tiga subzone mulai dari yang paling atas: (1) zona akar (root zone) atau disebut juga dengan zona tanah-air, (2) intermediate zone dan (3) capillary zone atau capillary fringe (Bear 2010).

Zona akar adalah lapisan teratas dari unsaturated zone dimana tumbuhan sangat dipengaruhi oleh jumlah air di zona ini. Kelembaban air (moisture) di zona ini juga sangat dipengaruhi oleh kondisi di permukaan tanah seperti musim, presipitasi, dan suhu udara. Kemudian intermediate zone dimulai dari batas paling bawah zona akar sampai bagian paling atas capillary fringe.

Ketebalan lapisan ini bersifat temporer tergantung pada kedalaman water table di bawah permukaan tanah. Bisa saja tidak ditemukan dalam kasus dimana water table sangat tinggi atau dengan kata lain capillary fringe mencapai zona akar. Subzone terbawah dari unsaturated zone adalah capillary fringe yaitu

batas yang dapat dicapai oleh air dari water table secara kapilaritas (Bear dan Cheng, 2010). Secara umum kelembaban tanah di vadose zone akan menurun bila semakin jauh diatas permukaan air tanah (water table) secara vertikal ke permukaan tanah.

b. Saturated Zone

Aliran air di zona jenuh (saturated) terjadi pada formasi geologis yang disebut dengan akifer (aquifer) yaitu suatu formasi geologis yang bersifat kedap (impermeable) yang dapat menyimpan dan memindahkansejumlah air (Younger, 2007). Berdasarkan posisi formasi geologinya, akifer dibedakan menjadi aliran akifer bebas, akifer semitertekan, akifer tertekan, dan perched aquifer (Notodarmojo, 2005: Bear 2000).

1. Aliran akifer bebas (unconfined / phreatic aquifer) yaitu aliran yang terjadi dalam akuifer yang mempunyai permukaan air yang tidak bertekanan.

2. Aliran akifer tertekan (confined aquifer) yaitu aliran dalam akifer yang dibatasi oleh formasi kedap air di bagian atas maupun bawahnya.

3. Aliran akifer semitertekan (semiconfined / leaky aquifer) yaitu aliran dalam akifer yang mengalir dari suatu akifer tertekan menuju akifer tidak tertekan atau sebaliknya melalui formasi yang membocorkan (semipervious) atau sering disebut aquitard.

4. Perched aquifer adalah kondisi khusus yang terbentuk oleh formasi semipervious ataupun impervious (kedap) yang posisinya berada diantara akifer tak tertekan dengan permukaan tanah. Kondisi ini biasanya tidak bersifat permanen, hanya terjadi pada saat musim hujan saja (Notodarmojo, 2005).

II.1.7 Pencemaran Air Tanah

Pencemaran dalam air tanah diakibatkan oleh sebuah kontaminan yang dapat didefinisikan sebagai zat kimia (cair,padat,maupun gas), baik yang berasal dari alam yang kehadirannya dipicu oleh manusia secara langsung maupun tidak langsung ataupun dari kegiatan manusia yang memberikan efek negative atau dampak yang buruk bagi kehidupan manusia atau lingkungannya belum teridentifikasi secara baik (Watts, 1997 dalam Notodarmojo, 2005).

Kontaminan yang mempunai potensi untuk mecemari tanah dan air tanah berasal dari berbagai sumber .Pada laporan tahun 1984, Protecting the Nations Groundwater from Contamination, The Office of Tecnology Asessment (OTA, 1984) mendaftarkan lebih dari 30 sumber kontaminan yang berpotensial dan membaginya menjadi 6 kategori. Rangking tertinggi dari daftar kontaminan tersebut adalah tangki penyimpanan bawah tanah, tempat pembuangan sampah yang ditinggalkan,kegiatan pertanian,tangki septic,bahan urugan tanah, dan landfill.

Dalam PP No. 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air didefinisikan sebagai masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.

Indikator atau tanda bahwa air telah tercemar adalah adanya perubahan atau tanda yang dapat diamati yang dapat digolongkan menjadi:

a) Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya perubahan warna, bau dan rasa.

b) Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut dan perubahan Ph

c) Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri patogen.

II.1.7.1 Besi (Fe)

Besi adalah salah satu elemen kimiawi yang dapat ditemui pada hampir setiap tempat di bumi, pada semua lapisan geologis dan semua badan air. Pada umumnya, besi yang ada di dalam air dapat bersifat:

(1) terlarut sebagai Fe2+ (ferro) atau Fe3+ (ferri);

(2) tersuspensi sebagai butiran koloidal (diameter lebih kecil dari 1μm) atau lebih besar, seperti Fe2O3, FeO, Fe(OH)3, dan sebagainya;

(3) tergabung dengan zat organik atau zat padat yang anorganik (Alaerts dan Santika, 1984).

Besi dalam bentuk ferro maupun ferri tergantung pada nilai pH dan kandungan oksigen terlarut (Welch, 1952) dalam Notodarmojo 2005. Pada pH normal dan terdapat oksigen yang cukup, kandungan besi ferro yang terlarut akan dioksidasi menjadi ferri yang mudah terhidrolisa membentuk endapan ferri hidroksida yang tidak larut dan mengendap di dasar perairan sehingga membentuk warna kemerahan pada substrat dasar. Kadar besi yang tinggi terdapat pada air yang berasal dari air tanah dalam yang bersuasana anaerob atau dari lapisan dasar perairan yang sudah tidak mengandung oksigen (Wetzel, 2001).

II.7.1.2 Timbal (Pb)

Timbal (Pb) merupakan suatu logam berat yang lunak berwarna kelabu kebiruan dengan titik leleh 327 ºC dan titik didih 1.620 ºC. Pada suhu 550– 600 ºC timbal menguap dan bereaksi dengan oksigen dalam udara membentuk timbal oksida.

Walaupun bersifat lentur, timbal sangat rapuh dan mengkerut pada pendinginan, sulit larut dalam air dingin, air panas dan air asam. Timbal dapat larut dalam asam nitrit, asam asetat dan asam sulfat pekat. Bentuk oksidasi yang paling umum adalah timbal (II) dan senyawa organometalik yang terpenting adalah timbal tetra etil (TEL: tetra ethyl lead), timbal tetra metil (TML : tetra methyl lead) dan timbal stearat. Pb merupakan logam yang tahan terhadap korosi atau karat, sehingga sering digunakan sebagai bahan coating (Saryan, 1994).

Di alam, timbal terdapat dalam dua bentuk yaitu gas dan partikel. Timbal yang terbanyak di udara adalah timbal anorganik dan terutama berasal dari pembakaran tetraethyl Pb (TEL) dan tetramethyl Pb (TEMEL) yang terdapat dalam bahan bakar kendaraan bermotor. Selain sumber-sumber di atas, logam berat ini juga terdapat pada gelas, pewarna, keramik, pipa, pelapis kaleng tempat makanan, beberapa obat tradisional dan kosmetik (Todd et al, 1996). Pembuangan bahanbahan tersebut ke TPA merupakan sumber utama terdapatnya Timbal pada air lindi.

II.1.8 Transport Kontaminan dalam Air Tanah

Kontaminan/polutan yang berada dalam tanah selalu dalam kondisi dinamis, yaitu berinteraksi dengan partikel tanah atau mengalami transformasi sampai terjadi keseimbangan. Selain itu, larutan tanah atau air tanah dapat bergerak sesuai dengan energi yang dimilikinya, ke arah di mana energinya lebih rendah. Dengan adanya pergerakan massa air tersebut, maka kontaminan yang ada dalam air akan ikut bergerak. Dalam upaya memahami proses transportasi kontaminan dalam tanah, hal yang perlu diperhatikan yaitu: adveksi, dispersi hidrodinamik, dan retardasi (Notodarmojo, 2005).

Transportasi karena adveksi merupakan proses fisik di mana air sebagai medium bergerak membawa kontaminan yang berada di dalamnya. Transportasi karena proses dispersi hidrodinamik merupakan perpindahan massa akibat difusi kontaminan, gradien konsentrasi mengakibatkan gerak Brown serta mekanisme dispersi. Hal ini terjadi karena ketidakteraturan alur atau lintasan air melalui pori.

Retardasi merupakan fenomena yang menunjukkan perubahan jumlah dari kontaminan selama terjadi proses transportasi akibat reaksi antara kontaminan dengan media tanah, yang memberikan efek seolah-olah gerakan kontaminan menjadi terhambat (retarded) (Notodarmojo, 2005).

II.1.8.1 Adveksi

Adveksi dan dispersi merupakan dua proses transport yang paling utama dalam penyebaran kontaminan. Adveksi merupakan proses transport massa yang disebabkan adanya aliran air yang membawa serta kontaminan terlarut (Domenico and Schwartz, 1990). Adveksi menggambarkan pergerakan kontaminan yang mengikuti aliran air tanah menurut kecepatan seepage pada media berpori, didefinisikan berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut (Bedient et al., 1999) :

Vx = -

^𝐾

𝑛 𝑑ℎ

𝑑𝐿

(Pers.2.4) Dengan :

vx = kecepatan air tanah

K = konduktivitas hidrolik n = porositas

dh/dL = gradien hidrolik

II.1.8.2 Difusi

Difusi merupakan proses skala molekul yang menyebabkan penyebaran kontaminan karena adanya gradien konsentrasi dan gerakan acak. Difusi menyebabkan senyawa yang larut dalam air mengalami pergerakan dari daerah yang berkonsentrasi tingi menuju daerah yang berkonsentrasi rendah. Transport massa yang disebabkan oleh difusi dijelaskan menurut hukum Fick pertama berdasarkan persamaan 2.5 sebagai berikut (Bedient et al., 1999) :

fx = −Dd (∂C/∂x) (Pers.2.5) dengan

fx = massa flux (M/L2/T) Dd = koefisien difusi (L2/T)

∂C/∂x = gradient konsentrasi (M/L3/L)

II.1.8.3 Dispersi

Dispersi dikarenakan adanya media yang heterogen dan menyebabkan perbedaan kecepatan dan lintasan aliran. Perbedaan tersebut terjadi akibat pergeseran antara pori, perbedaan kecepatan antara lintasan yang satu dengan yang lainnya, dan panjang lintasan (Bedient et al., 1999). Flux dispersi pada suatu aliran mempunyai kecepatan yang linear (vx=ῡ x konstan) diasumsikan sebanding dengan gradien konsentrasi pada jarak x dapat dijelaskan berdasarkan persamaan 2.6 sebagai berikut :

fx = nCvx = -nDx (∂C/ ∂x) (Pers.2.6) dengan :

fx = dispersi flux n = efektifitas porositas C = konsentrasi kontaminan

Dx = koefisien dispersi pada longitudinal

∂C/∂x = gradient konsentrasi pada jarak.

a. Dispersi Hidrodinamis

Dispersi hidrodinamis merupakan gabungan antara proses difusi dengan dispersi mekanis. Difusi terjadi karena adanya perbedaan konsentrasi dalam larutan. Ion atau molekul yang larut dalam air mempunyai kecendrungan untuk menyamakan konsentrasi dalam sistem, sehingga akan bergerak dari daerah yang berkonsentrasi tinggi ke daerah yang berkonsentrasi rendah. Dispersi mekanis terjadi karena adanya perbedaan distribusi kecepatan aliran akibat geometri pori dan perbedaan lintasan yang dilalui oleh ion atau molekul (Notodarmojo, 2005).

b. Difusi Molekul

Kontaminan yang terlarut mempunyai kecendrungan untuk menyamakan konsentrasi dengan sistem, yaitu bergerak dari daerah yang berkonsentrasi tinggi menuju daerah dengan konsentrasi yang lebih rendah. Proses

perpindahan ion atau molekul ini disebut sebagai difusi molekuler atau difusi. Difusi akan terus terjadi sampai gradien konsentrasi menjadi nol atau tidak ada perbedaan konsentrasi dalam sistem, walaupun tidak terjadi pergerakan air atau fluida. Massa dari kontaminan yang terdifusi akan sebanding dengan gradien konsentrasi (Notodarmojo, 2005).

Proses difusi akan mengikuti kaidah Fick, yang untuk pergerakan satu dimensi ditulis sebagai berikut (Notodarmojo, 2005):

F = -Dd𝑑𝑐

𝑑𝑥 (Pers.2.7)

Keterangan :

F : Fluks massa kontaminan (g/m2/detik) Dd : Koefisien difusi (m2/detik)

C : Konsentrasi kontaminan (g/m3) dC/dx : Gradien konsentrasi (g/m3/m)

Tanda negatif pada suku kanan Pers diatas menunjukkan bahwa gerakan kontaminan adalah dari lokasi atau titik dengan konsentrasi yang lebih tinggi ke lokasi yang lebih rendah. Tabel menunjukkan beberapa nilai Dd dari kation dan anion dalam air pada temperature 25^oC (Domenico dan sebagai koefisien difusi efektif D* harus digunakan (Notodarmojo, 2005).

c. Dispersi Mekanis

Air tanah bergerak dengan kecepatan yang tidak seragam. Ada tiga fenomena yang menyebabkan terjadinya dispersi mekanis, yaitu variasi ukuran pori, lindasan yang berliku-liku dan variasi distribusi kecepatan

didalam pori (Bear, 1979). Variasi ukuran pori menyebabkan aliran air lebih cepat mengalir dalam pori yang lebih besar dibandingkan dengan kecepatan antar pori rata-rata. Selain itu kecepatan yang dilalui oleh ion atau molekul kontaminan tidak sama, ada yang harus melalui lintasan yang lebih panjang dibandingkan dengan partikel lain. Perbedaan kecepatan, yang pada akhirnya menyebabkan perbedaaan waktu untuk sampai di suatu jarak yang sama menyebabkan terjadinya pencampuran yang disebut dispersi mekanis (Notodarmojo, 2005).

Bila dispersi tersebut terjadi dalam arah memanjang atau searah dengan gerakan air maka disebut dispersi mekanis longitudinal, sedangkan bila

Bila dispersi tersebut terjadi dalam arah memanjang atau searah dengan gerakan air maka disebut dispersi mekanis longitudinal, sedangkan bila