Model Analitik - METODELOGI PENELITIAN - STUDI PENYEBARAN KONTAMINAN TIMBAL(Pb) DAN. BESI(Fe) D

BAB IV METODELOGI PENELITIAN

III.8 Model Analitik

Model yang dunakan dalam penelitian ini adalah model Domenico (1990) yang menyelesaikan satu solusi analitik untuk sumber kontaminan dengan injeksi kontinu yang berbentuk bidang. Solusi tersebut di tulis :

C(x,0,0,t) = 0,5 C0 ERFC [2(𝛼𝑥−𝑉𝑡)1/2^{(𝑥 – 𝑉𝑡} ] {𝐸𝑅𝐹 [_{4(𝛼𝑦 𝑥)1/2}^𝑌 ] 𝐸𝑅𝐹 [_{4(𝛼𝑧 𝑥)}^𝑍 _1/2]} (3.7)

Menurut Domenico, bila kontaminan beraksi dengan tanah secara instantaneous dan mengikuti isotherm linier, maka kecepatan kontaminan v’ dapat diperoleh dengan membagi rata-rata aliran v (kecepatan pori rata-rata) dengan R, yang merupakan factor reterdasi. Dengan demikian, transport kontaminan yang

mengalami sorbsioleh tanah dapat dihitung dengan persamaan diatas, dengan mengganti kecepatan v dan v’.

III.9 Kerangka Metodelogi

Adapun langkah-langkah penelitian yang digunakan penulis dapat dilihat pada kerangka metodologi berikut :

TPA Regional Payakumbuh merupakan TPA Regional yang dirancang untuk menampung sampah dari Kota Payakumbuh, Kabupaten 50 Kota, Kota Bukittinggi, dan Kabupaten Agam. TPA ini beroperasi semenjak tahun 2009, dimana hanya sampah dari Kota Payakumbuh yang masuk ke TPA ini hingga bulan Juli 2013. TPA ini pada awalnya dikelola oleh Pemerintah Daerah Kota Payakumbuh. Sejak tahun 2013, TPA ini menjadi TPA Regional Payakumbuh yang dikelola oleh UPTD Sampah Provinsi Sumatera Barat.

TPA Regional Payakumbuh berlokasi di Taratak Kelurahan Kapalo Koto, Kecamatan Payakumbuh Selatan, Kota Payakumbuh. Luas lahan yang digunakan hingga 2014 ini adalah 8 ha. Dengan rencana pembebasan lahan 16,76 ha. TPA regional ini didesain untuk 25 tahun periode desain. Status Lahan TPA seluas 16,76 Ha adalah Hak Pakai Pemerintah Kota Payakumbuh yang dibebaskan pada tahun 2007 dengan biaya 3,2 Milyar Rupiah. Status lahan TPA Regional Payakumbuk terbagi kedalam beberapa uraian wilayah tata guna lahan seperti yang dapat dilihat pada tabel IV.1 :

Tabel IV.1 Tata Guna Lahan TPA

No. Uraian Luas

1. Penguasaan Lahan 16,76 Ha

2. Pemanfaatan Untuk TPA Regional 8,00 Ha

3. Luas Sel Sampah 1,50 Ha

4. Sisa 7,26 Ha

IV.2 Letak Administrasi Wilayah

Gambar III.1 Peta Lokasi TPA

Kecamatan Payakumbuh Selatan merupakan pemekaran dari Kecamatan Payakumbuh Barat yang luasnya ± 14.68 km², secara administrasi di sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Payakumbuh Barat, di sebelah Selatan berbatasan dengan Kab 50 Kota, di sebelah Barat berbatasan dengan Kec. Payakumbuh Timur dan di sebelah Timur juga berbatasan dengan Kab. 50 Kota.

Berdasarkan Perda No. 6 Tahun 2015 sejak April 2016 Kecamatan Payakumbuh Selatan terdiri dari 6 Kelurahan yang berasal dari 2 (dua) Kenagarian yaitu Limbukan dan Aur Kuning, dimana Kelurahan Balai Panjang merupakan Kelurahan yang terluas dengan luas ± 2.93 km2, sedangkan Kelurahan Padang Karambia merupakan kelurahan yang terkecil dengan Luas ± 1.99 km2. Keadaan Topografi Kecamatan Payakumbuh Selatan bervariasi antara dataran dan perbukitan dengan ketinggian ± 514 meter diatas permukaan laut dengan suhu rata-rata 25°c - 27°c Penggunaan lahan pertanian tertinggi yaitu lahan bukan sawah sebesar 491 Ha sementara lahan sawah sebesar 378 Ha.

Tabel IV.2

Letak Geografis Kecamatan Payakumbuh Selatan

Uraian Keterangan

1.Letak Daerah 0⁰8^′ - 0⁰15^′L S

100⁰20^′ - 100⁰40′B T 2.Batas Daerah

Utara/North Kecamatan Payakumbuh Barat

Selatan / South Kabupaten 50 Kota

Timur / East Kabupaten 50 Kota

Barat / West Kecamatan Payakumbuh Timur

3.Luas Daerah 14,68 Km2

4.Jumlah Kelurahan 6 Kelurahan

5.Temperatur 26 - 27⁰𝐶

7.Tinggi Daerah 514 meter diatas permukaan laut Sumber: Kecamatan Payakumbuh Selatan Dalam Angka Tahun 2017

Jarak tempuh Kecamatan Payakumbuh Selatan dengan Kantor Walikota Payakumbuh adalah 1,7 Km. Kecamatan Payakumbuh Selatan memiliki enam kelurahan dengan luas masing-masing kelurahan dapat dilihat pada Tabel IV.3.

Tabel IV.3

Luas Nagari di Kecamatan Payakumbuh Selatan

No Kelurahan Luas (ha)

1 Balai Panjang 293,41

2 Limbukan 218,75

3 Koto Tuo Limo Kampuang 210,91

4 Padang Karambia 199,34

5 Sawah Padang Aua Kuniang 272,14

6 Kapalo Koto Ampangan 273,81

Jumlah 1.468,36

Sumber: Kecamatan Payakumbuh Selatan Dalam Angka Tahun 2017

IV.2.1 Keadaan Topografi

Keadaan topografi Kecamatan Payakumbuh Selatan Kota Payakumbuh datar dan berbukit-bukit dengan ketinggian daerah berkisar 514 meter dari permukaan laut.

Jika dilihat dari sudut penggunaan lahan, Kecamatan Payakumbuh Selatan terbagi atas 2, yakni lahan sawah sebesar 378 ha dan lahan pertanian bukan sawah sekitar 491 ha.

IV.2.2 Hidrologi

Kota Payakumbuh ini memiliki 2 aliran sungai yakni sungai batang agam dan sungai batang sikali dengan panjang masing – masing ialah 15, 6 km dan 10 km dengan lebar 25 dan 6 meter.

IV.2.3 Klimatologi

Kota Payakumbuh termasuk daerah ber iklim tropis yang memiliki temperatur yang cukup ttinggi yaitu 26 – 27⁰C. Tingkat curah hujan kota padang mencapai rata – rata 179,33 mm/ bulan dengan rata rata hari hujan 13 hari per bulan pada tahun 2016.

IV.2.4 Keadaan Curah Hujan

Berikut kondisi curah hujan di daerah kota payakumbuh dalam satu tahun.

Gambar IV.2 Jumlah Curah Hujan Menurut Bulan di Kota Payakumbuh Tahun 2016

IV.3 Jumlah Penduduk Daerah Layanan IV.3.1 Kota Payakumbuh

Penduduk Kota Payakumbuh berdasarkan proyeksi penduduk tahun 2016 sebanyak 129.807 jiwa yang terdiri atas 64.521 jiwa penduduk laki-laki dan 65.286 jiwa penduduk perempuan. Dibandingkan dengan proyeksi jumlah penduduk tahun 2015, penduduk Kota Payakumbuh mengalami pertumbuhan sebesar 1,69 persen dengan masing-masing persentase pertumbuhan penduduk laki-laki sebesar 1,60 persen dan penduduk perempuan sebesar 1,50 persen. Sementara itu besarnya angka

rasio jenis kelamin tahun 2016 penduduk laki-laki terhadap penduduk perempuan sebesar 98,83.

Kepadatan penduduk di Kota Payakumbuh tahun 2016 mencapai 1.614 jiwa/𝑘𝑚² dengan rata-rata jumlah penduduk per rumah tangga 4 orang. Kepadatan Penduduk di 5 kecamatan cukup beragam dengan kepadatan penduduk tertinggi terletak di kecamatan Payakumbuh Barat dengan kepadatan sebesar 2.562 jiwa/

𝑘𝑚² dan terendah di Kecamatan Payakumbuh Selatan sebesar 755 jiwa/𝑘𝑚². Tabel IV.4

Jumlah Penduduk dan Rata-rata Pertumbuhan Penduduk No. Tahun Penduduk (jiwa) Rata-Rata Pertumbuhan

Penduduk (%)

Jumlah Penduduk dan Rata-rata Pertumbuhan Penduduk No. Tahun Penduduk (jiwa) Rata-Rata Pertumbuhan

Penduduk (%)

1. 2000 91.983 1.78

2. 2009 109.737 1.78

3. 2010 111.725 1.93

4. 2011 113.882 1.93

No. Tahun Penduduk (jiwa) Rata-Rata Pertumbuhan

Jumlah Penduduk dan Rata-rata Pertumbuhan Penduduk

No. Tahun Penduduk (jiwa)

1. 2000 315.109

2. 2009 332.428

No. Tahun Penduduk (jiwa)

IV.3.5 Restribusi UPTD TPA Sampah Regional Tabel IV.8

Restribusi UPTD TPA Sampah Regional No Kab/ Kota Tagihan

Retribusi Sampah Tahun Berat (ton)

1. Kota Payakumbuh Okt-Des 2013 4.873,09

2014 19.245,70

2015 16.872,00

2016 21.412,00

2017 23.739,00

Total 86.141,79

2. Kota Bukittinggi Okt-Des 2013 7.720,73

2014 38.308,56

2015 34.436,00

2016 37.812,00

2017 37.822,00

Total 156.099,29

No Kab/ Kota Tagihan Retribusi Sampah

Tahun Berat(Ton)

3. Kabupaten Limapuluh Kota Okt-Des 2013 519

2014 2.066

Restribusi UPTD TPA Sampah Regional No Kab/ Kota Tagihan

Retribusi Sampah Tahun Berat (ton)

4. Kabupaten Agam Jul – Des 2014 824

2015 2.620

2016 3.173

2017 4.078

Total 10.695

Sumber : UPTD Sampah Regional 2018

IV .4 Kondisi TPA Sampah Regional Payakumbuh

TPA Sampah Regional Payakumbuh di lengkapi berbagai macam sarana penunjang sesuai ketentuan sebuah untuk sebuah TPA.

(1) Lahan Urug TPA (2) Lahan Urug TPA

(3) Sampah datang ke TPA (4) Proses Pemadatan Sampah

(5) Jembatan Timbang (6) Gudang Sampah dipilah

(7) Truk Angkut Sampah (8) Kolam Lindi Gambar IV.2 Sarana Prasarana TPA Regional Payakumbuh

V.1 Titik Lokasi Sampling

Lokasi pengambilan sampel dilakukan di TPA Sampah Regional Payakumbuh. Sampel yang berguna untuk mengetahui mengetahui pola penyebaran lindi di air tanah, yang meliputi sampel lindi dan sampel tanah.

Penentuan sampling dilakukan berdasarkan kondisi topografi lokasi studi dengan mengasumsikan bahwa aliran air tanah mengalir dari titik yang memiliki topografi tinggi menuju topografi rendah.

Sampel lindi diambil dari saluran penampungan lindi merupakan keluaran lindi yang langsung dihasilkan dari proses dekomposisi sampah sebelum masuk ke kolam pengolahan lindi dan sampel yang kedua diambil dari saluran keluarnya air lindi dari kolam penampungan terakhir yang langsung dibungan ke saluran irigasi.

Tabel V.1 Gambaran Lokasi Pengambilan Sampel Air Lindi

Lokasi Koordinat Waktu Keterangan

Lokasi 1 0 15’46.92”S 100 37’51.15”E 29 Maret 2018 Cerah Lokasi 2 0 15’44.34”S 100 37’51.50”E 29 Maret 2018 Cerah

V.2 Analisis Sampel Lindi

Konsentrasi kontaminan, Fe dan Pb pada lindi di asumsikan sebagai konsentrasi awal (C₀) pada model. Pengambilan sampel lindi dilakukan pada saluran lindi sebelum masuk pada kolam pengolahan dan langsung berbatasan dengan permukaan tanah, sehingga dapat diasumsikan bahwa lindi akan langsung terinfiltrasi ke tanah dan menuju aliran air tanah (vadoze zone).

Lindi yang merupakan hasil dekomposisi sampah yang berpotensi sebagai sumber kontaminan bagi air tanah di sekitar TPA. Umumnya lindi

mempunyai berbagai jenis logam berat (Notodarmojo, 2005). Dari hasil uji sampel lindi TPA Regional Payakumbuh yang dilakukan pada bulan April , di dapatkan data sebagai berikut:

Tabel V.2 Hasil Pengujian Sampel Air Lindi

Parameter Satuan Permen LH No 5 Tahun 2014 Sampel

Timbal (Pb) mg/l 0,1 0,971

Besi (Fe) mg/l 5 5,122

V.3 Arah dan Kecepatan Air Tanah

Untuk mengetahui kecepatan dan arah aliran air tanah, dilakukan pengukuran ketinggian muka air tanah pada 3 buah sumur yang berjarak 300, 600 dan 900 meter dari TPA. Koordinat masing-masing sumur dicatat dan kemudian dipetakan dalam sebuah sumbu kartesian.

Tabel V.3 Hasil Pengukuran Tinggi Muka Air Tanah

Lokasi X(m) Y(m) Elevasi Tinggi

Pengukuran muka air tanah bertujuan untuk penentuan gradien hidrolik.

Gradien hidrolik menunjukkan perubahan tekanan dalam aquifer yang menghasilkan aliran air tanah. Pergerakan air tanah harus mempunyai energi yang umumnya memanfaatkan energi potensial dan energi tekanan.

Setelah pemetaan, kemudian akan terbentuk sebuah bangun segitiga dengan sudut-sudutadalah sumur pantau.Masing-masing sumur kemudian diberi nomor dengan arah berlawanan jarum jam. Dengan nilai koefisien konduktivitas hidrolik (K) dan porositas diperoleh dari hasil uji karakteristik fisik tanah oleh UPTD Sampah TPA Regional Payakumbuh dengan nilai masing-masing sebesar 0,83 m/hari dan 0,53, maka dengan menggunakan

Pers 3.5 didapatkan nilai Vx dan Vy sebesar -0,84532 dan -0,01487, maka diperoleh kecepatan air tanah 0,9275m/hari.

V.4 Model Penyebaran Kontaminan

Solusi analitik yang digunakan dalam penelitian ini adalah solusi analitik Domenico,dimana model ini mampu menggambarkan persebaran kontaminan dalam air tanah. Parameter yang digunakan adalah Fe dan Pb. Sebelum melakukan simulasi model untuk parameter tersebut, maka terlebih dahulu dibuat asumsi-asumsi dasar yang diperoleh melalui studi leteratur dan kondisi lapangan agar model yang dihasilkan mendekati kondisi lapangan. Tabel V.1 menunjukkan asumsi-asumsi dasar yang akan digunakan dalam pembuatan solusi analitik.

Tabel V.4 Asumsi Dasar yang digunakan dalam Solusi Analitik

Parameter Satuan Nilai Sumber

Waktu (t) Tahun 7 Data Lapangan

Lebar Sumber (m) Meter 400 Data Lapangan

Kedalaman Sumber (Z) Meter 11 Data Lapangan

Porositas(n) - 0,53 Data Lapangan

Konduktivitas Hidrolis(K) m/hari 0,83 Data Lapangan Koefisien distribusi(Kd)

Meter 0,33ax Studi Literatur(Tong et al,2013)

Dispersivitas universal(az) Meter 0,056ax Studi Literatur(Tong et al,2013)

Konsentrasi Kontaminan

Fe Dari tabel kedalaman dan lebar sumber didapatkan dari data lapangan dan di dapatkan lebar TPA sebesar 400 meter. Proyeksi kedalaman sumber terhadap akuifer di asumsikan sama dengan kedalaman akuifer sebesar 11 meter. Nilai porositas dan konduktivitas berdasarkan analisis karateristik tanah yang dilakukan yang dilakukan oleh UPTD Sampah TPA Regional Payakumbuh yaitu masing-masingnya 0,53 dan 0,83. NIlai waktu 7 tahun diasumsikan sama dengan umur TPA, mulai beroperasi sejak tahun 2011 sampai tahun 2018.

Konsentrasi kontaminan didapatkan dari pengujian laboratorium sampel lindi yang di ambil sebelum lindi masuk kedalam drainase yang menuju kolam pengolahan lindi. Kondisi awal kotaminan Fe 5,122 mg/L dan Pb 0,971 mg/L.

Nilai dispersivitas longitudinal (αx) 10m, dispersivitas transfersal (αy) 33m, dan dispersivitas vertikal (αz) 56m menggunakan literature menurut Tong et al (2013). Koefisien distribusi (Kd) yang digunakan berasal dari range Kd Allison et al. (2005). Sehingga Kd yang dipilih untuk Fe dan Pb adalaah 0,7 dan 0,4 L/Kg.Perhitung Faktor retardasi (R_f) menggunakan Pers.2.11, sehingga di dapatkan nilai Rf untuk Fe 3,62, Rf Pb 2,52.Faktor retardasi (Rf) diperlukan untuk mengkoreksi kecepatan aliran air tanah (Domenico and Schwartz), perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 2. Dengan menggunakan Pers. 2.19.

V.4.1 Adveksi

Proses adveksi adalah salah satu proses yang mempengaruhi kontaminan dalam tanah. Proses ini berhubungan dengan kecepatan aliran air tanah, maka dilakukan variasi kecepatan aliran air tanah dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh proses adveksi pada pergerakan kontaminan.Proses adveksi dengan mengunakan kecepatan 1 m/hari dan 85 m/hari.

Gambar V.1 Simulasi Transport Kontaminan Pb pada Kecepatan 1m/hari

Gambar V.2 Simulasi Transport Kontaminan Pb pada Kecepatan 85 m/hari

Berikut adalah cara membaca hasil simulasi pada kontaminan Pb dari aplikasi Matlab diatas.Simulasi diatas dapat dibaca dari warna-warna garis yang dapat disesuaikan dengan grafik warna di bagian samping kanan hasil simulasi, warna-warna tersebut menunjukan jumlah konsentrasi dari kontaminan. Sebagai contoh untuk simulasi perbandingan pengaruh adveksi dari Pb diatas :

= 0,05 – 0,1 mg/L

Sumbu x dibagian bawah simulasi menunjukan angka jarak penyebaran kontaminan Pb dan sumbu y di asumsikan sesuai lebar TPA yaitu 400m.

Maka, untuk simulasi Pb Gambar V.1 di atas dapat di baca penyebaran kontaminan Pb pada TPA telah menyebar sejauh ± 20 meter dengan konsentrasi 0,05-0,1 mg/L (warna garis pada jarak 20m adalah biru). Pada jarak ± 10 meter penyebaran Pb pada hasil simulasi berwarna biru lebih muda, maka konsentrasi kontaminannya adalah 0,1-0,15 mg/L.

Gambar V.1 dan Gambar V.2 menunjukan perbandingan proses adveksi dengan variasi kecepatan aliran air tanah 1 m/hari dan 85 m/hari pada parameter kontaminan Pb.Dari hasil simulasi model menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan air tanah, maka kontaminan akan semakin cepat menyebar pada air tanah. Pada simulasi model dengan kecepatan 1 m/hari dapat dilihat bahwa penyebaran kontaminan mencapai jarak ± 20 meter. Pada simulasi dengan kecepatan 10 m/hari, penyebaran kontaminan mencapai jarak ± 70 meter.

V.4.2 Dispersi

Morris dkk (2003) menyatakan bahwa Dispersi, yang disebabkan oleh rute yang berliku melalui aliran air pada material bebatuan, mempunyai dampak persebaran kontaminan, meningkatkan rentang waktu kontmainan yang mengalir dari sumber kontaminan menuju ke supplai air tanah. Dispersivitas merupakan angka yang menunjukkan proses penyebaran partikel secara mekanik, dimana terdapat hubungan antara konsentrasi relatif partikel dengan waktu penyebarannnya (Putranto, 2008). Simulasi model mengunakan nilai dispersivitas menurut Tong et al (2013) αx = 0,1x, αy = 0,33 αx, αz = 0,056 αx dan dispersivitas menurut USEPA(United State Environmental Protection Agency) tahun 1996 dengan αx = <100m, αy = 0,13 αx, αz = 0,006 αx.

Dari hasil simulasi model dapat dilihat perbedaan antara dua literatur dispersivitas. Gambar V.3 menunjukan bahwa persebaran kontaminan mencapai jarak ± 60 meter, sedangkan dengan mengunakan dispersivitas dari USEPA tahun 1996 yang ditunjukan Gambar V.4 penyebaran kontaminan mencapai jarak ± 70 meter.

Gambar V.3 = 0,1x, αy = 0,33 αx, αz = 0,056 αx

Gambar V.4 αx = <100m, αy = 0,13 αx, αz = 0,006 αx.

V.4.3 Retardasi

Tujuan simulasi model adalah untuk mengetahui pengaruh faktor retardasi terhadap pola persebaran kontaminan pada air tanah. Rentang nilai koefisien distribusi pada Fe berdasarkan literatur adalah 0 – 4,9 (Alison et al., 2005). Simulasi akan dilakukan pada faktor retardasi dengan menggunakan nilai koefieisn distribusi terendah yaitu 0, sehingga nilai faktor retardasi adalah 1 dan pada faktor retardasi dengan menggunakan koefisien distribusi tertinggi, yaitu 4,9 sehingga nilai faktor retardasi adalah 19,3.

Hasil simulasi model menunjukkan simulasi model kontaminan Fe pada faktor retardasi adalah 1, menunjukkan bahwa penyebaran kontaminan mencapai jarak ±25 meter, sedangkan hasil simulasi model pada faktor retardasi adalah 19,3, menunjukkan bahwa penyebaran kontaminan hanya dapat terdeteksi pada jarak ±20 meter. Hasil ini menunjukkan bahwa semakin besar nilai faktor

retardasi yang diterapkan pada model, maka semakin kecil penyebaran kontaminan pada air tanah.

Gambar V.5 Simulasi Fe R= 1

Gambar V.6 Simulasi Fe R= 19,3

V.5 Model Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb)

Simulasi model dilakukan secara dua dimensi dengan waktu 7 tahun sesuai dengan umur TPA Sampah Regional Payakumbuh.Parameter parameter utama yang mempengaruhi perubahan persebaran kontamianan pada air tanah adalah proses adveksi, dispersi dan retardasi. Berdasarkan hasil simulasi model, menunjukkan bahwa persebaran kontaminan Fe telah menyebar pada aliran air tanah. Gambar V.7 menunjukan simulasi model dua dimensi penyebaran Fe pada air tanah dangkal.

Gambar V.7 Hasil Simulasi Dua Dimensi Pb ( t = 7tahun umur pakai TPA)

Berdasarkan simulasi model 2 dimensi dapat disimpulkan bahwa pencemar pada TPA dari mulai TPA beroperasi hingga saat ini 7 tahun,menyebar mencapai jarak ±50 m dari TPA.Hasil simulasi telah menjangkau jarak titik observasi terdekat yaitu sawah warga yang berjarak ±10 meter,tetapi belum

menjangkau jarak titik observasi sumur warga terdekat yaitu 357 meter.Maka dilakukan prediksi untuk mengetahui waktu yang diperlukan kontaminan Fe yang berasal dari lindi TPA mencemari sumur warga terdekat.

Prediksi dilakukan untuk mengetahui sejauh mana kontaminan Fe sudah menyebar di air tanah pada waktu tertentu umur pakai TPA. Prediksi dilakukan secara satu dan dua dimensi dalam waktu 7,10,15,20 tahun.

Gambar V.8 Prediksi Satu Dimensi Timbal (Pb)

Gambar V.8 menunjukkan prediksi simulasi Pb satu dimensi ketika usia operasional TPA 7, 10,15,dan 20 tahun. Konsentrasi dan jarak penyebaran Pb diprediksi meningkat sesuai bertambahnya usia operasional TPA. Pada prediksi waktu 20 tahun semenjak TPA beroperasi kontaminan Fe telah menyebar sampai

±400 meter dengan konsentrasi kontaminan yang masih rendah ±0,01 mg/L. Jika penyebaran telah mencapai 400 meter maka penyebaran kontaminan telah mencapai titik observasi terdekat untuk sumur warga yang berjarak 357 meter dari TPA .

Gambar V.9 Simulasi Dua Dimensi Pb pada Waktu Umur TPA 10 Pada Gambar V.9 menunjukan prediksi dua dimensi pergerakan kontaminan Pb pada saat umur pakai TPA mrcapai 10 tahun. Dapat terlihat pada gambar semakin lama waktu simulasi yang digunakan,maka persebaran kontaminan Pb semakin jauh. Pada waktu simulasi Pb 10 tahun persebarab Pb mencapai jarak lebih dari 50 meter yaitu ±60 meter dengan konsentrasi kontaminan ±0,05-0,1 mg/L, dan selanjutnya pada waktu 15 dan 20 tahun umur pakai TPA Gambar V.10 persebaran kontaminan Pb di TPA telah mencapai jarak ±70 meter, dengan konsentrasi yang masih sama dengan pada saat umur pakai tpa 10 tahun yaitu ±0,05-0,1 mg/l.

Gambar V.10 Prediksi Pb Dua Dimensi ( t = 15 tahun)

Gambar V.10 Prediksi Pb Dua Dimensi (t = 20 tahun)

V.6 Model Penyebaran Kontaminan Besi (Fe)

Simulasi model untuk Fe dilakukan secara dua dimensi dan dengan rentang waktu 7 tahun sesuai umur TPA.Simulasi model dua dimensi berguna untuk mengetahui penyebaran kontaminan dalam kordinat x dan y. Sehingga diketahui sejauh mana kontaminan mempengaruhi air sumur maupun sawah warga sekitar TPA. Gambar V.11 menunjukan sejauh mana kontaminan Fe mempengaruhi air tanah sekitar TPA pada saat umur pakai TPA 7 tahun(saat ini).

Parameter parameter utama yang mempengaruhi perubahan persebaran kontamianan pada air tanah adalah proses adveksi, dispersi dan retardasi.

Berdasarkan hasil simulasi model, menunjukkan bahwa persebaran kontaminan Fe telah menyebar pada aliran air tanah hingga saat ini (7 tahun) sejauh ±20 meter dengan konsentrasi ±0,5-0,8 mg/L..

Gambar V.11 Hasil Simulasi Dua Dimensi Fe (t = 7 tahun)

Gambar V.12 Prediksi Model Satu Dimensi Fe

Gambar V.12 menunjukan simulasi Fe satu dimensi ketika TPA berumur 7,10,15 dan 20 tahun. Dari gambar dapat disimpulkan bahwa semakin lama umur pakai TPA semakin jauh penyebaran kontaminan Fe menyebar, dan semakin kecil konsentrasi dari kontaminan Fe yang menyebar di air tanah sekitar TPA.

Gambar V.13 Simulasi Dua Dimensi Penyebaran Fe(t=10 tahun)

Gambar V.14 Simulasi Dua Dimensi Penyebaran Fe(t=15 tahun)

Gambar V.15 Prediksi Model dua Dimensi ( t=20 tahun)

Gambar V.13, Gambar V.14, Gambar V.15 menunjukan kondisi simulasi dua dimensi penyebaran kontaminan Fe yang dapat dilihat konsentrasi jarak penyebaran Fe meningkat sesuai dengan bertambahnya usia operasi TPA.Pada saat umur pakai TPA mencapai usia 20 tahun penyebaran kontaminan Fe di air tanah sekitar TPA telah mencapai jarak ±25 meter, yang berarti telah mencapai jarak titik observasi yaitu sawah warga yang berjarak ±10 meter dari TPA.

Lindi yang dihasilkan TPA Sampah Regional Payakumbuh melebihi baku mutu yang ditetapkan oleh Permen LH No.5 Tahun 2014 tentang baku mutu limbah cair industri, terumata pada parameter Pb dan Fe dengan baku mutu masing-masingnya 0,1 mg/l untuk Pb dan 5 mg/L untuk Fe. Konsentrasi Fe yang terukur pada lindi TPA sebesar 5,122 mg/L, sedangkan konsentrasi Pb yang terukur sebesar 0,971 mg/L. Pergerakan kontaminan pada air tanah dipengaruhi oleh adveksi, dispersivitas, dan faktor reterdasi kontaminan. Berdasarkan hasil simulasi penyebaran kontaminan Fe yang berasal dari lindi TPA telah mencapai jarak ±25 meter dari TPA, dan terus menyebar seiring bertambahnya umur TPA.

Semenjak TPA beroperasi, penyebaran kontaminan Pb telah mencapai jarak ±50 meter dari TPA, dan terus menyebar seiring bertambahnya umur TPA.

Penyebaran kontaminan Pb dan Fe terhadap air tanah dangkal saat ini telah mencapai titik observasi pertama yaitu sawah penduduk. Prediksi penyebaran kontaminan Pb dan Fe pada air tanah dangkal akan mencapai titik observasi sumur penduduk terdekat yang berjarak ±350 m adalah saat umur pakai TPA mencapai 20 tahun yaitu penyebarannya telah mencapai jarak ±400 m.

V.2 Saran

Adapun saran yang penulis ajukan dalam penelitian ini antara lain :

1. Sebaiknya dilakukan pemantauan terhadap kualitas air tanah terkait keberadaan lindi hingga pada masa akhir pengoperasian TPA.

2. Mencoba menggunakan solusi analitik multidimensional lainnya untuk mengetahui dan membandingkan persebaran kontaminan yang dihasilkan lindi TPA.

3. Melakukan permodelan persebaran kontaminan terhadap parameter lain yang melebihi baku mutu Permen LH No.5 Tahun 2014 tentang baku

mutu limbah cair industri yang terdeteksi pada hasil pengujian analisis lindi TPA.

4. Pemerintah dapat memperpanjang/menambah rencana umur pakai TPA karena dari hasil model simulasi menyimpulkan bahwa penyebaran kontaminan telah mencapai observasi sumur warga terdekat dengan konsentrasi yang belum melebihi baku mutu,sehingga tidak berbahaya.

5. Melakukan pemantauan dan pemeliharaan yang lebih baik terhadap pengelolaan lindi di TPA Sampah Regional Payakumbuh jika pemerintah memperpanjang rencana umur pakai TPA.

LAMPIRAN I

PERHITUNGAN KECEPATAN DAN ARAH ALIRAN AIR

TANAH

TabelV.3 Hasil Pengukuran Tinggi MukaAir Tanah

Setelah pemetaan, kemudian akan terbentuk sebuah bangun segitiga, dengan nilai (H) adalah muka air tanah, maka selanjutnya dilakukan perhitungan untuk mendapat gradien hidrolis pada arah x (^𝑑ℎ_𝑑𝑥) dan y (^𝑑ℎ_𝑑𝑦).

Sehingga Gradien Hidrolis :

] = _492243,93¹ [(−227,26) 474,45 227,26 (−759,66) (−187,86) 947,52] [

] = [ 0,5398 m/hari0,00950 m/hari]

Maka kecepatan aliran air tanah :

[^𝑉𝑥_𝑉𝑦] = -¹_𝑛[𝐾𝑥𝑥 𝐾𝑥𝑦𝐾𝑦𝑥 𝐾𝑦𝑦] [

Sehingga didapatkan ; Vr = √𝑉𝑥 + 𝑉𝑦

Vr = √(−0,84535) + (−0,01487)

Vr = √−0,86022

Vr = -0,9275 m/hari

Arah Aliran tanah : 𝜃 = tan⁻¹(𝑉𝑟

𝑉𝑥)

𝜃 = tan⁻¹(−0,9275

−0,86022)

𝜃 = tan⁻¹(1,0782)

= 89,99°

LAMPIRAN 2

PERHITUNGAN FAKTOR

RETARDASI (Rf)

Faktor Retardasi (Rf) Rf = 1 + (^𝜌𝑏_𝜂) (Kd)

Dimana :

Rf = Faktor Retardasi

𝜌𝑏 = Rapat Jenis Tanah (1,99) 𝜂 = Porositas Tanah (0,53)

Kd = Koefisien Distribusi ( Pb= 0,4 ; Fe = 0,7)

1. Faktor Retardasi Timbal (Pb)

Rf = 1 + (_0,53^1,99) (0,4)

Rf = 1 + (1,50)

Rf = 2,5

2. Faktor Retardasi Besi (Fe)

Rf = 1 + (_0,53^1,99) (0,7)

Rf = 1 + (2,62)

Rf = 3,62

LAMPIRAN 3

SYNTAX MATLAB

Syntax matlab

SIMULASI DUA DIMENSI (2D) Timbal

%MODEL PERSEBARAN TIMBAL 2D

%by BESNAYA ZALENZI

SIMULASI SATU DIMENSI (1D) Besi

MODEL PERSEBARAN BESI1D

Syntax matlab

SIMULASI DUA DIMENSI (2D) Besi

Dalam dokumen STUDI PENYEBARAN KONTAMINAN TIMBAL(Pb) DAN. BESI(Fe) DARI LINDI DI AIR TANAH DANGKAL (STUDI KASUS TPA REGIONAL PAYAKUMBUH) SKRIPSI (Halaman 44-0)