KARAKTERISTIK MODEL BIORETENSI PADA TANAH
LATOSOL DRAMAGA
BUNGA TERASHITA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi Karakteristik Model Bioretensi Pada Tanah Latosol Dramaga adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
BUNGA TERASHITA. Karakteristik Model Bioretensi Pada Tanah Latosol Dramaga. Dibimbing oleh SURIA DARMA TARIGAN dan DWI PUTRO TEJO BASKORO.
Jalan raya memiliki lapisan permukaan yang berfungsi sebagai lapisan kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapisan di bawahnya. Lapisan kedap air tersebut mengakibatkan air hujan yang jatuh berkumpul di bahu jalan. Jalan raya juga merupakan sumber emisi berbagai polutan udara dengan beban emisi yang semakin tinggi bila terjadi kemacetan. Salah satu metode untuk meminimalisir banjir dan polutan adalah dengan menerapkan teknik bioretensi pada median taman jalan raya yang idealnya berfungsi sebagai pengontrol aliran permukaan dan penyerap polutan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik dan efektivitas model bioretensi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bioretensi perlakuan tanah, ijuk, split, pasir, zeolit dengan tanaman Lili Paris tidak efektif menyerap air dan polutan pada aliran permukaan.
Kata Kunci: air hujan, aliran permukaan, bioretensi, kedap air
ABSTRACT
BUNGA TERASHITA. Bioretentions Characteristics of Latosol Dramaga. Supervised by SURIA DARMA TARIGAN and DWI PUTRO TEJO BASKORO. A roadway has a impervious surface layer, so that the rain water can not seeps into the soil. Besides the roadway is also a source of various pollutants, these pollutants will continue to increase along with a heavy traffic jam. One method to reduce potential flood and pollutants is to apply the bioretention techniques on a roadway median park that function as a controller of drainage and pollutants absorb. This study aims to examine the charateristics and effectiveness bioretention models. The results showed that bioretention treatment such as fibers, split, sand, zeolite plant Lili Paris were ineffectively in reducing pollutant contained in surface run off.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan
KARAKTERISTIK MODEL BIORETENSI PADA TANAH
LATOSOL DRAMAGA
BUNGA TERASHITA
DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah dengan judul Karakteristik Model Bioretensi Pada Tanah Latosol Dramaga berhasil diselesaikan. Skripsi ini merupakan tugas akhir yang penulis buat sebagai syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada:
1. Ayah, Ibu, Kakak dan Adik serta seluruh keluarga atas segala doa dan dukungannya selama ini.
2. Bapak Suria Darma Tarigan dan Bapak Dwi Putro Tejo Baskoro selaku pembimbing yang telah memberikan waktu untuk membimbing penulis dalam proses belajar meneliti dan menulis.
3. Ibu Enni Dwi Wahjunie selaku penguji dalam sidang skripsi saya. 4. Putra, yang selalu membantu dan memotivasi penulis selama penelitian. 5. Nurul, Sri, May, Tiwi, Gugun, Eka Afera, Avil, Stevia, Begum, Rio
yang selalu memberikan bantuan selama penelitian.
6. Rekan rekan laboratorium KTA (Ressa, Mirna, Nia, Sholichah, Regina, Rara, Nisa, Faniyosi, Vini, Ichsan) dan staf laboratorium Ilmu Tanah (Pak Ipul, Mas Said, Mas Bela) serta BDP (Pak Jajang dan Mas Abey). 7. Acid, Novi, Amel, Tiara, Yoriko, Rara, Sintya, Nurul, Mianda yang
selalu memberikan hiburan selama penelitian.
8. Seluruh keluarga besar HMIT khususnya Ilmu Tanah 48, terima kasih atas semangat dan dukungan yang diberikan selama ini.
9. Pihak lain yang tidak dapat dituliskan satu per satu yang turut membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat baik sekarang atau kemudian hari.
Bogor, September 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
METODOLOGI PENELITIAN 2
Tempat dan Waktu Penelitian 2
Alat dan Bahan 2
Pelaksanaan Penelitian 3
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Karakteristik Media Bioretensi 6
Bobot Isi 6
Retensi Air 7
Efektifitas Bioretensi 8
Jumlah Air Perkolasi 8
Kualitas Air Perkolasi 10
SIMPULAN DAN SARAN 17
Simpulan 17
Saran 17
DAFTAR PUSTAKA 17
LAMPIRAN 19
DAFTAR TABEL
1 Alat dan Bahan Penelitian 2
2 Kualitas Air Perkolasi pada Setiap Perlakuan pada 2 Kali Penyiraman 10 3 Curah Hujan (mm/hari) Kebun Raya Bogor Bulan April 2015 11 4 Rata rata Konsentrasi Pb (µ/g) pada Kulit Batang dan Daun 12
5 Pohon Pelindung di Median Taman Jalan Raya 12
DAFTAR GAMBAR
1 Model Pot Perlakuan 3
2 Bobot Isi Setiap Perlakuan 6
3 Jumlah Air yang Ditahan Sistem Bioretensi 6
4 Lili Paris Mekar 7
5 Volume Air Perkolasi 8
6 Bobot Pot beserta Isi 9
7 Kondisi Taju 12
8 Kondisi Di Bawah Taju 12
9 Kadar Nitrat Dalam Air Perkolasi pada Beberapa Media Bioretensi 13
10 Kadar Nitrat dan N-Total pada Bahan 14
11 Kadar Fosfat Dalam Air Perkolasi pada Beberapa Media Bioretensi 15
12 Kadar Fosfat dan P-Total pada Bahan 15
13 Kekeruhan secara Visual 16
DAFTAR LAMPIRAN
1 Baseplan Jalan Pajajaran (Jagorawi s/d Ekalokasari) 19
2 Teknologi Konservasi Tanah dan Air Urban 19
3 Lokasi Pengambilan Sampel Air Penyiraman 19
4 Kadar Pb Jalan Juanda 20
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Jalan raya memiliki lapisan permukaan (surface course) yang berfungsi sebagai lapisan kedap air, sehingga air hujan yang jatuh di atasnya tidak meresap ke lapisan di bawahnya. Lapisan kedap air tersebut mengakibatkan air hujan yang jatuh berkumpul di bahu jalan, yang mempunyai kemiringan untuk keperluan pengaliran air dari permukaan jalan. Pengaruh yang buruk akibat air terhadap konstruksi ditangani dengan drainase karena penyebab kerusakan perkerasan jalan lentur diakibatkan air yang dapat berasal dari air hujan, sistem drainase jalan yang tidak baik dan naiknya air akibat kapilaritas. Kapasitas saluran drainase yang tidak memadai menyebabkan limpasan air permukaan sehingga terjadi genangan air di ruas jalan pada musim hujan, bahkan menimbulkan banjir.
Tingkat kepadatan lalu lintas yang cukup tinggi mengakibatkan pencemaran udara dan air. Jalan raya merupakan sumber emisi berbagai polutan udara dengan beban emisi yang semakin tinggi bila terjadi kemacetan. LAPAN Bandung telah melakukan monitoring polutan CO, NO, NO2 dan SO2 pada udara ambient sejak
awal tahun 2008. Sumber lokal polutan tersebut berasal dari kegiatan domestik dan transportasi.
Dinas Pertamanan Kota Bogor berencana untuk mewujudkan Kota Bogor hijau lestari melalui penambahan, penataan dan pemeliharaan taman sebagai bagian dari ruang terbuka hijau dengan cara pemeliharaan dan penataan terhadap seluruh taman di Kota Bogor dan penambahan luas taman sebesar 2.072 m2 pada
tahun 2014. Salah satu Perumusan tujuan dan sasaran Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Bogor Tahun 2010 - 2014 sesuai dengan Visi dan Misi yang telah ditetapkan adalah penambahan luas taman baru hingga mencapai 398.328m2 pada tahun 2014. Idealnya jalan raya memiliki median taman yang
berfungsi bukan hanya sebagai penambah keindahan kota, namun memiliki fungsi sebagai penyerap polutan dan pengontrol aliran permukaan. Oleh karena itu diperlukan suatu sistem pengontrol kualitas dan kuantitas aliran permukaan dengan menggunakan sifat kimia, biologi serta fisik tanaman, mikroba dan tanah untuk menghilangkan polutan dari limpasan air hujan (Scott 2009). Penerapan teknik bioretensi di jalan raya maupun perumahan dapat meningkatkan nilai estetika. Aplikasi teknik bioretensi di jalan raya juga berguna dalam menyerap polutan air hujan berupa sedimen, bahan kimia dan oli sehingga aliran permukaan akan menjalani proses pemurnian di dalam sistem bioretensi.
2
efektifitas model bioretensi dengan media tanaman, tanah, ijuk, kerikil, pasir dan zeolit.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah
1. Mengkaji karakteristik model bioretensi 2. Mengkaji efektivitas model bioretensi
METODOLOGI PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di rumah plastik di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Uji sifat fisik tanah dilaksanakan di laboratorium Konservasi Tanah dan Air, dan uji sifat kimia tanah dilaksanakan di laboratorium Kimia dan Kesuburan Tanah, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor serta uji sifat kimia air dilaksanakan di laboratorium Budidaya Perikanan, Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogor.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini disajikan dalam Tabel 1. Tabel 1 Alat dan Bahan Penelitian
No Kegiatan Alat Bahan
1 Persiapan tanah Cangkul, sekop, tali,
garpu, karung, besi, tali, gunting, kayu
Tanah Latosol
2 Pembuatan pot untuk
media Kaleng cat bekas, solder, timbangan, kain
streamin
Ijuk, split, zeolit, pasir
3 Pembuatan rumah
plastic Tali, gunting, kayu, kawat, besi Plastik
4 Pengukuran perkolasi Kaleng, gelas ukur,
ember, gayung, gembor Air saringan
5 Pengukuran berat electronic luggage
scale passport Pot beserta media
6 Pengamatan tinggi
tanaman dan penurunan tanah
Penggaris, alat tulis,
buku Pot beserta media
7 Pengambilan air
permukaan Ember, dirijen, corong Air
8 Pengukuran Nitrat Labu, pipet, gelas ukur Brucin, air tercemar, air hasil
saringan, NO3, aquades, H2SO4
9 Pengukuran Fosfat Labu, gelas ukur, pipet Aquades, air tercemar, air hasil
saringan, PO4, Ammonium
molybdate, SnCL2
10 Pengukuran kadar air Cawan seng,
timbangan, oven. Contoh tanah
3 akuades, HCl 0.05 M, PB, PC
Pelaksanaan Penelitian
Rancangan Penelitian
Percobaan dilakukan dengan perlakuan: 1. Media yang terdiri dari 4 perlakuan, yaitu:
a. K : Kontrol berupa tanaman Lili Paris dan tanah bertekstur liat 0-30 cm
b. IS : Tanah bertekstur liat kedalaman 0-15 cm, ijuk 10 cm, split 5 cm
c. Z : Tanah bertekstur liat kedalaman 0-15 cm, zeolit 15 cm d. P : Tanah bertekstur liat kedalaman 0 -15 cm, pasir 15 cm
(K) (IS) (Z) (P)
Gambar 1 Model Pot Perlakuan
Perlakuan tersebut dilakukan ulangan sebanyak 3 kali sehingga didapatkan 12 plot. Perlakuan kedua penyiraman (PR1 dan PR3) dilakukan analisis nitrat,
fosfat dan Pb pada air penyiraman dan air perkolasi.
2. Penyiraman tanaman terdiri dari 4 kali penyiraman yaitu:
a. PR1 : Penyiraman pertama (3 Maret 2015, setelah persiapan media di
pot tanggal 18 Februari 2015) berasal dari air permukaan jalan Dramaga, Kabupaten Dramaga
b. PR2 : Penyiraman kedua (17 Maret 2015) berasal dari air permukaan
jalan Dramaga, Kabupaten Dramaga
c. PR3 : Penyiraman ketiga (10 April 2015) berasal dari air permukaan
jalan Juanda, Kota Bogor
d. PR4 : Penyiraman keempat (23 April 2015) berasal dari air
4
Persiapan Tanaman, Tanah dan Bahan (Ijuk, Split, Pasir dan Zeolit)
Tanah yang digunakan pada penelitian ini ialah Latosol Cikabayan. Titik lokasi pengambilan tanah berada di lahan terbuka. Tanaman yang digunakan yaitu Lili Paris (Clorophytum comosum) yang berumur 6 bulan diperoleh dari Toko Tanaman di jalan Pajajaran.
Persiapan awal meliputi pengambilan tanah yang kemudian dikering udarakan di suatu ruangan terbuka di belakang Laboratorium Genesis, Institut Pertanian Bogor selama 1 minggu. Setelah itu tanah dimasukkan ke dalam pot beserta bahan yang lain sesuai kedalaman yang telah ditentukan pada Gambar 1. Ijuk diperoleh dari Toko Meubel di depan Polsek Dramaga, split dan pasir diperoleh dari Toko Bangunan di daerah Cifor sedangkan zeolit diperoleh dari Toko Pakan di Pasar Gembrong Bogor. Agar tanah dan bahan tidak turun saat dilakukan penyiraman dan penimbangan maka pot dilapisi saringan pada lapisan bawah tanah. Pot tersebut dilubangi dengan solder sebanyak 100 lubang pada permukaan bawah pot sehingga air dapat keluar dari dalam pot menuju tampungan air dengan menggunakan kaleng.
Penetapan Perkolasi dan Retensi
Pengamatan jumlah air perkolasi dilakukan pada hari pertama penyiraman hingga hari kelima pada setiap kali penyiraman (PR1, PR2, PR3 dan PR4).
Penambahan jumlah air dilakukan dengan cara menuangkan air pada bagian permukaan tanah pada pot. Air yang diberikan yaitu sebanyak 4000 ml yang berasal dari air permukaan di jalan raya dan diperkirakan akan menghasilkan air berlebih yang keluar dari pot dan kemudian diukur volumenya. Dilakukan juga penyiraman setiap hari dengan air kran secukupnya hanya untuk tanaman bertahan hidup, kecuali pada saat pengamatan perkolasi tidak dilakukan penyiraman.
Volume air yang keluar dari media merupakan jumlah air perkolasi, sedangkan selisih antara volume air yang disiramkan dan yang keluar dari media merupakan jumlah air yang ditahan oleh media (retensi air). Perhitungan persentase volume air yang ditahan oleh media sebagai berikut:
� ��� � � ℎ � % = − × 100%
Keterangan: a = volume air yang ditambahkan b = volume air yang keluar
5
Analisis Kimia Air dan Kimia Tanah
Pengambilan contoh air permukaan dan air perkolasi untuk uji nitrat, fosfat dan Pb dilakukan pada PR1 (Penyiraman pertama) dan PR3 (Penyiraman ketiga).
Analisis Nitrat menggunakan Metode Brucin, Analisis Pb menggunakan Metode AAS dan Analisis Fosfat menggunakan Metode Molybdate.
Pengambilan contoh tanah untuk uji N-Total dan P-Total dilakukan pada PR4 tepat hari terakhir pengamatan setelah dilakukan penimbangan pot. Analisis
N-Total menggunakan Metode Kjedahl dan Analisis P-Total menggunakan Metode HCL 25%.
Analisis Data
Data yang diperoleh dari pengukuran lapang dianalisis di laboratorium kemudian diolah secara deskriptif dengan Microsoft Excel 2007 dan selanjutnya hasil data tersebut dianalisis sidik ragam (ANOVA) serta uji lanjut menggunakan uji Duncan. Uji Duncan digunakan untuk melihat nilai respon media bioretensi yang memiliki perbedaan nyata pada taraf 5%. Software yang digunakanadalah SAS.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Media Bioretensi
Bobot Isi
Bobot isi tanah pada media diperoleh dari hasil bobot isi berdasarkan volume kedalaman bahan di pot. Perlakuan P berupa penambahan pasir pada media yang memiliki bobot isi terbesar yaitu 1,8 g/cm3 dengan porositas 31,14%. Bobot isi yang tinggi memiliki porositas yang rendah sehingga menunjukkan kepadatan tanah yang berarti tanah semakin sulit meneruskan air atau ditembus akar tanaman (Hardjowigeno 2002). Menurut Hillel (1980) bobot isi dipengaruhi struktur tanah yaitu kesarangan atau tingkat pemadatan, karakteristik pengembangan dan pengerutan yang bergantung pada kandungan liat dan kelembaban. Walaupun terjadi pemadatan ekstrim, bobot isi tanah lebih rendah daripada bobot jenis partikel, dikarenakan partikel tidak pernah bersambung secara sempurna dan tidak pernah kedap air sama sekali sehingga tetap porous. Perlakuan P mempengaruhi bobot dari bahan pasir. Dimana bobot isi padat pasir Cimangkok sebesar 1,5 gr/cm3.
6
Keterangan: K= Tanaman dan tanah, IS= Tanaman, tanah, ijuk dan split, Z=Tanaman, tanah dan zeolit, P= Tanaman, tanah dan pasir, AP= Air permukaan
Gambar 2 Bobot Isi Setiap Perlakuan
Penggunaan tanah dengan bobot isi yang tinggi di lapang dapat mempengaruhi infiltrasi. Terlihat terjadi perubahan antara bobot isi tanah awal di lapang sebesar 0,99 g/cm3 dengan bobot isi tanah di pot pada kontrol sebesar 1,2
g/cm3. Sistem bioretensi memerlukan tanah dengan bobot isi rendah, agar air
permukaan yang masuk ke median taman jalan raya diserap oleh tanah dengan cepat dikarenakan curah hujan yang tinggi di daerah Bogor memungkinkan terjadi hujan dengan intensitas tinggi di musim penghujan sehingga menyebabkan aliran permukaan dengan volume yang besar. Oleh karena itu median taman jalan raya dengan sistem bioretensi diharapkan menampung dan meresapkan air ke dalam tanah.
Retensi Air
Hubungan volume air yang ditahan dengan jangka waktu penyiraman disajikan pada Gambar 3.
Keterangan: PR1= Penyiraman pertama (3 Maret 2015), PR2= Penyiraman kedua
(17 Maret 2015), PR3= Penyiraman ketiga (10 April 2015), PR4=
Penyiraman keempat (23 April 2015)
Gambar 3 Jumlah Air yang Ditahan Sistem Bioretensi 0
IS (Tanaman, tanah, ijuk, dan split) Z (Tanaman, tanah dan zeolit) P (Tanaman, tanah dan pasir)
a
b b
7
Berdasarkan Gambar 3, terlihat bahwa waktu penyiraman tidak berpengaruh nyata terhadap kemampuan media dalam menampung air. Namun, secara spesifik PR1 (penyiraman pertama) pada kontrol memiliki nilai retensi air yang tinggi
sebesar 58,49% sedangkan pada perlakuan IS berupa penambahan ijuk dan split memiliki nilai retensi air terendah sebesar 26,81%. Retensi air yang besar terjadi karena kontrol hanya tanah tanpa adanya bahan lain di dalamnya, sehingga ruang pori yang dapat terisi air menjadi lebih banyak.
Jika dibandingkan dengan PR1, nilai retensi air PR2, PR3 dan PR4 cenderung
lebih rendah yang disebabkan perlakuan telah terisi air sehingga saat dilakukan penambahan air tidak berpengaruh signifikan. Selain itu disebabkan pula oleh penurunan tanah yang dikarenakan saringan tersebut berukuran ± 2 mm.
Menurut Davis (1998) sistem bioretensi menyediakan tempat perlakuan bagi air permukaan dengan cara menyimpan air permukaan tersebut di BMP (Bioretention Management Practice) selama 4 hari sehingga dapat meningkatkan kualitas air di bagian hilir. Pada Gambar 3, keempat perlakuan tersebut hanya mampu menyimpan air permukaan selama 3 hari pada penyiraman 1, namun pada penyiraman berikutnya sebagian besar perlakuan hanya menyimpan air permukaan selama 2 hari. Ketidakmampuan menyimpan air hingga 4 hari dapat dipengaruhi musim hujan berkepanjangan yang mempengaruhi suhu dan kelembaban karena kurangnya cahaya matahari. Keadaan media juga yang sudah dipersiapkan pada tanggal 18 Februari 2015 dan dilakukan penyiraman pada tanggal 3 Maret 2015, mengakibatkan tanah yang berada pada kondisi kering memiliki daya serap yang tinggi sehingga laju infiltrasi semakin besar dan akan berkurang perlahan-lahan apabila tanah tersebut jenuh terhadap air.
Gambar 4 Lili Paris Mekar
8
Efektifitas Bioretensi
Jumlah Air Perkolasi
Berdasarkan Gambar 5, pada penyiraman awal, terlihat perlakuan IS berupa penambahan ijuk dan split menghasilkan air perkolasi yang paling banyak sebesar 2928 ml, sehingga hanya mampu memegang air sebanyak 1072 ml. Berbeda dengan kontrol hanya berupa tanah yang mampu memegang air sebanyak 2340 ml dengan jumlah air perkolasi sebesar 1660 ml. Hal ini menunjukkan bahwa perkolasi terbesar terjadi pada perlakuan IS berupa penambahan ijuk dan split pada penyiraman 1.
Keterangan: PR1= Penyiraman pertama (3 Maret 2015, setelah persiapan media di pot
tanggal 18 Februari 2015), PR2= Penyiraman kedua (17 Maret 2015),
PR3= Penyiraman ketiga (10 April 2015), PR4= Penyiraman keempat
(23 April 2015)
Gambar 5 Volume Air Perkolasi
Terlihat jelas bahwa penyiraman yang dilakukan sebanyak 4 kali dengan volume air yang disiram sebesar 4000 ml, mulai tidak efektif setelah dilakukan penyiraman 1 dikarenakan media sudah mulai jenuh dan seluruh pori terisi air. Tahapan selanjutnya mengakibatkan terjadinya evaporasi terbesar terjadi pada penyiraman 1 berkisar 11-22 mm sedangkan penurunan evaporasi terjadi pada penyiraman keempat berkisar 2-9 mm. Tahapan bioretensi yang terjadi yaitu intersepsi, infiltrasi, pengendapan, absorbs dan evapotranspirasi.
9
Keterangan: PR1= Penyiraman pertama (3 Maret 2015), PR2= Penyiraman kedua
(17 Maret 2015), PR3= Penyiraman ketiga (10 April 2015), PR4=
Penyiraman keempat (23 April 2015)
Gambar 6 Bobot Pot beserta Isi
Kualitas Air Perkolasi
Air perkolasi pada penyiraman 1 dan 3 diuji kadar Pb, Nitrat dan Fosfat disajikan pada Tabel 2. Dimana efektivitas diperoleh dari perbandingan antara kualitas air permukaan dengan air perkolasi. Air permukaan yang memiliki kadar rendah kemudian kadarnya meningkat setelah melewati media dan menghasilkan air perkolasi dengan kadar yang lebih besar maka dikatakan tidak efektif karena tidak mampu menyerap polutan. Kadar yang tinggi dipengaruhi oleh kadar pada tanah dan bahan (zeolit, pasir, ijuk, split) yang sudah mengandung nitrat dan fosfat.
Berdasarkan uji kimia air, air permukaan yang diperoleh dari jalan Dramaga dan jalan Juanda tergolong baik sehingga kadar Pb, nitrat dan fosfat termasuk rendah. Kadar yang rendah dipengaruhi oleh pengambilan sampel air pada saat pertengahan musim hujan. Dimana hujan lebat telah terjadi sebelum dilakukan pengambilan sampel air, sehingga telah terjadi pencucian. Faktor tajuk tanaman juga mempengaruhi, terlihat pada jalan tersebut ditumbuhi pohon pelindung yang mampu mengakumulasi Pb pada daun dan kulit batangnya, seperti akasia.
Pada pengukuran kualitas air perkolasi, terdapat langkah yang perlu diperhatikan yaitu sampel air yang didinginkan untuk pengukuran nitrat dan fosfat. Menurut Alaerts (1987) pengawetan sampel nitrat ditambahkan larutan asam sulfat pekat hingga pH 2 sedangkan untuk sampel fosfat didinginkan.
1
Tabel 2 Kualitas Air Perkolasi Pada Setiap Perlakuan Pada 2 Kali Penyiraman
Kadar Perlakuan Kualitas Air Permukaan(ml/g)
Kualitas Air
Perkolasi(ml/g) Efektifitas (%) Interpretasi Baku Mutu (Air Perkolasi)
PR 1 PR 3 PR 1 PR 3 PR1 PR 3 PR 1 PR 3 PR 1 PR 3
Pb
K Tr Tr 0.0168 Tr - - - -
Kelas 1 dan Kelas 4
IS Tr Tr Tr Tr - - - -
Z Tr Tr Tr Tr - - - -
P Tr Tr Tr Tr - - - -
Nitrat
K 0.466 1.041 0.82 0.76 176 73 TE E
Kelas 1 dan Kelas 4
IS 0.466 1.041 0.801 1.606 172 154 TE TE
Z 0.466 1.041 0.791 1.852 170 178 TE TE
P 0.466 1.041 0.893 1.294 192 124 TE TE
Fosfat
K 0.109 0.201 0.28 0.17 257 85 TE AE Kelas 4 Kelas 1 dan Kelas 4
IS 0.109 0.201 0.253 0.136 232 68 TE E Kelas 4 Kelas 1 dan Kelas 4
Z 0.109 0.201 0.913 0.432 838 215 TE TE Kelas 4 Kelas 1 dan Kelas 4
P 0.109 0.201 0.167 0.163 153 81 TE AE Kelas 1 dan Kelas 4 Kelas 1 dan Kelas 4
Keterangan: PR=Penyiraman, Tr= Tidak terukur, TE= Tidak Efektif, AE= Agak Efektif, E=Efektif, K= Tanaman dan tanah, IS=Tanaman, tanah, ijuk, split, Z= Tanaman, tanah, zeolit, P= Tanaman, tanah, pasir. Kelas 1= Baku mutu air minum, Kelas 4= Pertamanan
11
Kadar Pb
Senyawa ini banyak ditemukan dalam pertambangan-pertambangan di seluruh dunia. Bahaya yang ditimbulkan oleh penggunaan timah hitam ini adalah sering menyebabkan keracunan. Keracunan Pb ini kebanyakan disebabkan oleh pencemaran lingkungan atau udara, terutama di kota-kota besar. Penggunaan dalam jumlah yang paling besar adalah untuk bahan produksi baterai pada kendaraan bermotor. Elektroda dari aki (baterai) biasanya mengandung 93% Pb dan 7% Sb (antimoni) (Darmono 1995).
Kadar Pb dalam air perkolasi, air permukaan dan bahan pada setiap perlakuan sangat rendah sehingga tidak terukur (tr) yang disajikan dalam Lampiran 3 dan 4. Hasil uji Pb dengan metode AAS diperoleh kadar Pb pada air perkolasi dan air permukaan di jalan Dramaga dan jalan Juanda tergolong sangat rendah, kecuali pada kontrol yang menggunakan air permukaan Jalan Dramaga terdapat kadar Pb sebesar 0.0168 mg/l. Namun masih tetap tergolong rendah. Hal ini dikarenakan air permukaan yang menjadi air penyiraman memiliki kadar Pb yang sangat rendah sehingga tidak efektif jika dialirkan ke dalam perlakuan. Kadar Pb yang sangat rendah ini diakibatkan pengambilan contoh air pada musim hujan, mengakibatkan kandungan logam akan lebih kecil karena proses pelarutan, sedangkan pada musim kemarau kandungan logam akan lebih tinggi karena logam menjadi terkonsentrasi. Kandungan logam dalam air yang dapat berubah-ubah dan sangat tergantung pada lingkungan dan iklim (Darmono 1995). Kandungan logam yang lebih kecil karena proses pelarutan pada musim hujan terlihat dari Data Curah Hujan Kebun Raya Bogor Bulan April 2015, dimana pengambilan air yang digunakan untuk penyiraman telah mengalami pelarutan dari hari sebelumnya yang telah mengalami hujan lebat (50-100 mm/hari) pada tanggal 3 dan 6 April serta hujan sedang (20-50 mm/hari) pada tanggal 8 April.
Gambar 7 Kondisi Tajuk Gambar 8 Kondisi Di Bawah Tajuk
Menurut Wargasasmita (1991) tumbuhan dapat mengakumulasi Pb pada daun dan kulit batangnya disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Rata rata konsentrasi Pb (µ/g) pada kulit batang dan daun dari 10 jenis tumbuhan tepi jalan di Jakarta
No Jenis Tumbuhan Daun 1 Rata-rata konsentrasi Pb (µg/g) Batang 1 Daun 2 Batang 2
1 Akasia 76,1 382,4 3,0 10,2
2 Angsana 321,7 843,5 1,1 0,2
3 Asam Jawa 28,8 27,4 16,2 7,0
4 Asam Landi 94,2 121,6 8,6 2,2
5 Bungur 99,0 521,4 7,6 5,4
6 Cemara 221,6 694,2 - -
7 Flamboyan 56,2 347,7 10,6 5,4
8 Glodogan 72,2 526,4 - -
9 Mahoni 249,1 213,7 - -
10 Kiara Payung 77,9 87,7 - -
Sumber: Modifikasi dari Wargasasmita (1991)
Tabel 5 Pohon Pelindung di Median Taman Jalan Raya Pohon Pelindung
1 Mahoni 11 Karet
2 Damar 12 Beringin
3 Kenari 13 Ketapang
4 Angsana 14 Pucuk Merah
5 Bungur 15 Tanjung
6 Kerai Payung 16 Tabebuiea
7 Sengon/Albazai 17 Trembesi
8 Bunga Saputangan
9 Akasia
10 Flamboyan
Sumber: Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Bogor (2015)
13
Berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001, kandungan Pb air permukaan di lokasi pengambilan contoh air tergolong rendah karena di bawah batas ambang yang diperbolehkan kelas I (bahan baku air minum) yaitu ≤ 0,03 mg/l dan kelas IV (pertanaman) yaitu ≤ 1 mg/l.
Kadar Nitrat
Pada senyawa kimia, nitrogen dan fosfor adalah kunci penyebab pencemar dalam limbah cair (Suharto 2011). Senyawa-senyawa nitrogen terdapat dalam keadaan terlarut juga sebagai bahan tersuspensi. Dalam air senyawa-senyawa ini memegang peranan sangat penting dalam perairan reaksi-reaksi biologi perairan. Jenis-jenis nitrogen anorganik utama dalam air adalah ion nitrat (NO3-), dan
ammonium (NH4+). Dalam kondisi tertentu terdapat dalam bentuk nitrit (NO2).
Sebagian besar dari nitrogen total dalam air terikat sebagai nitrogen organik, yaitu dalam bahan-bahan yang berprotein, juga dapat berbentuk senyawa atau ion-ion lainnya dari bahan pencemar (Achmad 2004).
(a) Jalan Juanda (b) Jalan Dramaga
Keterangan: K= Tanaman dan tanah, IS= Tanaman, tanah, ijuk dan split, Z=Tanaman, tanah dan zeolit, P= Tanaman, tanah dan pasir, AP= Air permukaan
14
(a) Nitrat (sampel pencucian bahan) (b) N-Total (sampel tanah setiap perlakuan)
Keterangan: T= Tanah, I=Ijuk, S=Split, Z=Zeolit, P=Pasir, K= Tanaman dan tanah, IS= Tanaman, tanah, ijuk dan split, Z=Tanaman, tanah dan zeolit, P= Tanaman, tanah dan pasir, TA=Tanah awal
Gambar 10 Kadar Nitrat dan N-Total pada Bahan
Dari analisa air rendaman ijuk yang dilakukan oleh Saeni (1986) ternyata ijuk dapat mengeluarkan amoniak yang cukup tinggi pada air perendam. Oleh karena itu, pemakaian ijuk sebagai penyaring air untuk tujuan air minum, sebelumnya harus dilakukan pengolahan pendahuluan. Caranya antara lain dengan merendamnya pada larutan asam klorida encer, sehingga semua senyawa ammonium terlarut menjadi ammonium klorida yang larut dan tercuci.
Kadar nitrat yang rendah pada air permukaan disebabkan adanya faktor pengenceran karena dipengaruhi oleh lama dan tinggi hujan. Berdasarkan PP No 82 Tahun 2001, kandungan nitrat air permukaan dan air perkolasi dari media di dua lokasi pengambilan contoh air tergolong aman karena masih dibawah ambang batas kelas I (bahan baku air minum) yaitu ≤ 10 mg/l dan kelas IV (pertanaman) yaitu ≤ 20 mg/l.
Kadar Fosfat
Menurut Achmad (2004) fosfor di dalam air merupakan suatu komponen yang sangat penting dan sering menimbulkan permasalahan lingkungan. Fosfor termasuk salah satu dari beberapa unsur yang essensial untuk pertumbuhan ganggang dalam air. Pertumbuhan ganggang yang berlebihan disamping hasil hancuran biomas dapat menyebabkan pencemaran kualitas air. Sumber fosfor adalah limbah industri. Kenaikan konsentrasi fosfat merupakan adanya zat pencemar dalam perairan. Senyawa-senyawa fosfat tersebut dalam bentuk organofosfat atau polifosfat. Sejumlah industri dapat membuang polifosfat berupa bahan pencuci yang mengapung di atas permukaan air hanyutan dari pupuk, limbah domestik, hancuran bahan organik dan mineral fosfat. Fosfor dalam air terdapat baik sebagai bahan padat maupun bentuk terlarut.
15
(a) Jalan Juanda, Kota Bogor (b) Jalan Dramaga, Kabupaten Bogor
Keterangan: K= Tanaman dan tanah, IS= Tanaman, tanah, ijuk dan split, Z=Tanaman, tanah dan zeolit, P= Tanaman, tanah dan pasir, AP= Air permukaan
Gambar 11 Kadar Fosfat Dalam Air Perkolasi pada Beberapa Media Bioretensi Berdasarkan Gambar 11 terlihat bahwa terjadi peningkatan pada setiap perlakuan kecuali pada kontrol, IS, dan P pada penyiraman pertama yang menggunakan air permukaan jalan Juanda. Kadar fosfat pada air permukaan di jalan Juanda sebesar 0,201 mg/l sedangkan air permukaan jalan Dramaga sebesar 0,109 mg/l. Air permukaan pada jalan Juanda lebih besar dikarenakan adanya pengaruh pupuk pada median taman jalan raya yang masuk ke badan air. Secara umum, kadar fosfat pada setiap air perkolasi memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan air permukaan dikarenakan pada bahan dan tanah sudah memiliki kandungan fosfat yang cukup tinggi sehingga perlakuan tidak efektif apabila air permukaan yang kandungannya lebih rendah dialirkan ke dalam media. Hal ini perlu dilakukan pencucian bahan sebelum dimasukkan ke dalam pot sehingga dapat terlihat perubahannya.
(a) Fosfat (sampel pencucian bahan) (b) P-Total (sampel tanah setiap perlakuan)
Keterangan: K= Tanaman dan tanah, IS= Tanaman, tanah, ijuk dan split, Z=Tanaman, tanah dan zeolit, P= Tanaman, tanah dan pasir, TA=Tanah Awal
Gambar 12 Kadar Fosfat danP-Total pada Bahan
16
Pada air perkolasi perlakuan Z berupa penambahan zeolit pada media memiliki kadar fosfat yang tertinggi, dapat disebabkan oleh endapan pada larutan zeolit terlalu pekat, mengakibatkan pengukuran pada spektrofotometri menghasilkan nilai yang tinggi. Oleh karena itu, pada pengukuran air pencucian bahan zeolit dilakukan uji TSS agar menghasilkan larutan yang lebih encer tanpa endapan.
Berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001, kandungan fosfat pada air perkolasi P, IS, K jalan Juanda, air perkolasi P jalan Dramaga dan air permukaan jalan Dramaga tergolong rendah dan aman bagi kelas I (bahan baku air minum) yaitu sebesar ≤ 0,2 mg/l namun air permukaan dan air perkolasi perlakuan Z jalan Juanda serta air perkolasi K, IS, Z jalan Dramaga tergolong tidak aman bagi kelas I (bahan baku air minum) sedangkan air perkolasi dan air permukaan kedua lokasi tergolong aman bagi kelas IV (pertanaman) yaitu sebesar ≤ 5 mg/l.
Kekeruhan
Kekeruhan mempengaruhi penetrasi cahaya matahari dan oleh karena itu dapat membatasi proses fotosintesis dan produktivitas perairan (Wardoyo 1981). Berdasarkan uji kekeruhan secara visual, terlihat perubahan kekeruhan air pada air yang disiramkan dengan kekeruhan lebih tinggi kemudian air perkolasi yang lebih rendah tingkat kekeruhannya. Namun, pada perlakuan Z beruapa penambahan zeolit perlu dilakukan saringan lanjutan, dikarenakan zeolit memiliki endapan tinggi yang dipengaruhi oleh warna pada zeolit tersebut.
(a) kekeruhan air awal yang disiramkan
hingga perubahan pada air perkolasi (b) kekeruhan air pada perlakuan P dengan tiga kali ulangan
17
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
1. Sistem bioretensi pada perlakuan P berupa penambahan pasir pada media memiliki bobot isi tertinggi sebesar 1,8 g/cm3, sedangkan sistem bioretensi
tanpa media tambahan bahan lain memiliki bobot isi terendah sebesar 1,2 g/cm3. Retensi air tertinggi terdapat pada media yang hanya berupa tanah dan tanaman sebesar 58,49%. Hal ini menunjukkan bahwa sistem bioretensi hanya dengan tanah dan tanaman, tanpa ada tambahan bahan lain yang setara dengan sistem saluran berumput, lebih efektif digunakan. 2. Efektivitas media bioretensi terlihat pada kadar nitrat air perkolasi kontrol
hanya berupa tanah sebesar 73% masuk ke dalam kelas efektif dan kadar fosfat air perkolasi kontrol sebesar 85% masuk ke dalam kelas agak efektif, IS berupa penambahan ijuk dan split pada media sebesar 68% masuk ke dalam kelas efektif, P berupa penambaha pasir pada media sebesar 81% masuk ke dalam kelas agak efektif pada penyiraman ketiga (air permukaan jalan Juanda, Kota Bogor).
Saran
Disarankan pengambilan sampel air pada akhir musim kemarau atau awal musim hujan sehingga tidak terjadi pencucian pada intensitas hujan yang tinggi serta dapat dilakukan penelitian sistem bioretensi secara langsung di lapang (jalan raya/taman).
DAFTAR PUSTAKA
Achmad R. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta (ID): ANDI.
Alaerts G A., Santika. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya (ID): Usaha Nasional.
Darmono.1995. Logam Dalam Sistem Biologi Makhluk Hidup. Jakarta (ID): Universitas Indonesia Press.
Davis A P., Shokouhian M., Sharma H, Minami C. 2001. Laboratory Study of Biological Retention (Bioretention) for Urban Stormwater Management, Water Environ. Res., 73(1), 5-14 (2001).
Dian K. 2008. Pembiayaan pelaksanaan konservasi di daerah hulu dalam rangka penganggulangan banjir [skripsi]. Jakarta (ID): FT-UI
Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta (ID): Kanisius
18
Harahap H. 2004. Pengaruh pencemaran timbal dari kendaraan bermotor dan tanah terhadap tanaman dan mutu teh [disertasi]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
Hardjowigeno H, Sarwono. 2002. Ilmu Tanah. Jakarta (ID): AkademikaPressindo. Hillel. 1980. Fundamental of Soil Physics.
New-York-London-Toronto-Sydney-San Fransisco (ID): Academic Press.
Mayasari. 2014. Analisis kualitas air hujan dan limpasan melalui media green roof di kampus ipb darmaga, bogor [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
PratiwiH. 2012. Kajian pengelolaan aliran permukaan di arboretum tol jagorawi, bogor [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Rahardi F. 1991. Hidroponik semakin canggih. Trubus XXII(264):196-198. Saeni M S. 1986. Kemampuan saringan pasir, ijuk, dan arang dalam
meningkatkan kualitas fisik dan kimia air das ciliwung [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Scott T E. 2009. Bioretention.http://Bioretention.com/WHAT_IS.htm. Diakses pada tanggal 1 Maret 2015.
Suharto. 2011. Limbah Kimia dalam Pencemaran Udara dan Air.Yogyakarta (ID): ANDI.
Wardoyo S T H. 1981. Kriteria Kualitas Air Untuk Kepentingan Pertanian dan Perikanan. Training analisis dampak lingkungan. PPLH-UNDP-PUSDI-PSL IPB. 38 hal.
19
LAMPIRAN
Lampiran 1 Baseplan Jalan Pajajaran (Jagorawi s/d Ekalokasari)
Lampiran 2 Teknologi KTA
(a) bioretensi (b) median taman jalan raya Pajajaran
Lampiran 3 Lokasi Pengambilan Sampel Air Penyiraman
20
Lampiran 4 Kadar Pb jalan Juanda
No Sampel (ppm) Absorban blanko Pb (ppm)
K1 -0.0747 -0.0028 -0.0848 0.0101
IS 1 -0.0747 -0.0028 -0.0848 0.0101
IS 1 -0.1202 -0.0037 -0.0848 -0.0354
IS 2 -0.1354 -0.004 -0.0848 -0.0506
IS 2 -0.1303 -0.0039 -0.0848 -0.0455
IS 3 -0.0646 -0.0026 -0.0848 0.0202
IS 3 -0.1152 -0.0036 -0.0848 -0.0304
Z1 -0.1101 -0.0035 -0.0848 -0.0253
AP 1 -0.1 -0.0033 -0.0848 -0.0152
AP 1 -0.0747 -0.0028 -0.0848 0.0101
KR 1 -0.1303 0.0039 -0.0848 -0.0455
KR 2 -0.1202 -0.0037 -0.0848 -0.0354
blanko lab -0.0848 -0.003
Lampiran 5 Kadar Pb jalan Dramaga
No Sampel (ppm) absorban blanko Pb Rata rata
K1 0.0517 0.0007 0.0334 0.0183
0.0168
K2 0.038 0.0004 0.0334 0.0046
K3 0.0608 0.0009 0.0334 0.0274
IS 1 0.0242 0.0001 0.0334 -0.0092
-0.0015
IS 2 0.0197 0 0.0334 -0.0137
IS 3 0.0517 0.0007 0.0334 0.0183
Z 1 0.0242 0.0001 0.0334 -0.0092
-0.0031
Z 2 0.0334 0.0003 0.0334 0
Z 3 0.0334 0.0003 0.0334 0
P 1 0.0059 -0.0003 0.0334 -0.0275
-0.0244
P 2 0.0059 -0.0003 0.0334 -0.0275
P 3 0.0151 -0.0001 0.0334 -0.0183
AP 0.0059 -0.0003 0.0334 -0.0275
21
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Kota Bogor, Jawa Barat pada tanggal 23 Desember 1993 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Deden Rusmana dan Dedeh Sulianti. Tahun 2011 penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bogor dan lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur SNMPTN Undangan di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian.
