Beban Bahan Organik dan Kemampuan Self-Purification Sungai Jawi di Pontianak

BEBAN BAHAN ORGANIK DAN KEMAMPUAN

SELF-PURIFICATION

SUNGAI JAW1

DI

PONTIANAK

OLEH

:

RACHIMI

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

ABSTRAK

RACHIMI. Beban Bahan Organik dan Kemampuan Self-Purrfication Sungai Jawi di Pontianak. Dibimbing oleh ENAN M. ADIWILAGA dan TRI PRARTONO.

Berkembangnya kegiatan penduduk di sepanjang aliran Sungai Jawi, seperti bertambahnya pemukiman penduduk, keberadaan pasar, rumah sakit dan lain-lain, yang umumnya membuang limbah di perairan sungai tenebd telah mempengaruhi kualitas aimya. Adanya beban masukan bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh kegiatan penduduk, pada batas-batas tertentu tidak

akan

menurunkan kualitas air sungai. Narnun demikian apabila beban masukan tenebut melebihi kemamvuan selfipurification atau uemulihan alamiah

- .

" sungai, akhirnya

akan

menimbulkan permashahan yang serius yaitu pencdmaran perairan.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui beban masukan bahan organik dan pengaruhnya terhadap kualltas air di sungai Jawi, serta mengetahui kemampuan self- purrfication di sepanjang aliran. Dengan menggunakan BOD (biochemical oxygen demand) sebagai indikator bahan organik, dilengkapi dengan kandungan oksigen terlarut, suhu dan kondisi hidrologi sungai untuk perhitungannya.

Lokasi penelitian adalah mulai perbatasan sungai Jawi dengan sungai Kakap sampai dengan muam sungai Jawi ke sungai Kapuas sepanjang kurang lebih 7.2

km.

Untuk melengkapi informasi juga dilakukan pengamatan terhadap kondisi lingkungan dari setiap aliran yang masuk ke dalam aliran sungai Jawi. Pengambilan contoh air dan pengukuran di lapangan dilakukan hanya pada periode pasang besar yaitu perjalanan 8 jam pasang dan 8 jam surut, yang terbagi atas 8 buah stasiun utama (A, B, C, D, E, F, G, H) dan lima stasiun pelengkap yaitu pada setiap drainase yang mengalir ke sungai Jawi (whd, swg, ghz, pdh,

mdk) yang terletak di antara dua stasiun utama

SURAT

PERNYATAAN

Dengan ini menyatakan bahwa tesis yang be rjudul :

Beban Bahan Organik dan Kemampuan SeIf-Pun~cation Sungai Jawi di Pontianak

Adalah benar mempakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan.

Semua data dan informasi yang di@an telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa

kebenarannya.

Bogor, 3 ebruari 2003

BEBAN BAHAN ORGANIK DAN KEMAMPUAN

SEL F-PURIFICA

TION

SUNGAI JAW I

DI PONTIANAK

RACHIMI

Tesis

sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar

Magister

Sains

pada

Program Studi

Ilmu

Perairan

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : Bcban Bahan Organik Dan Kemampuan ,Tef/~Purifi~.illion Sungai Jawi Di Pontianak

Natna Mahasiswa : Rachimi

NRP : 99455

Program Studi : Illnu Perairan

Menyetujui :

Dr. Ir. Enan M. Adiwiiaga

Ketua Dr. Ir. Tri Prartono. M.Sc _Anggota

Mengetahui :

2. Ketua Progmn Stu&

Illnu Perairan

Dr. Chairul Muluk, h . ~ c

Penulis dilahirkan di Banjarmasin pada tanggal 29 April 1968 sebagai anak ke-2 dari

3 bersaudara dari pasangan S u r i a ~ dan Aslamiah. Tahun 1995 menikah dengan Minzarina, ST dan dikaruniai 3 orang anak yaitu : Al Anshori Adiputra, Nafla Ariza Dwiputri dan Irfan Danendra Putra.

Penulis menempuh pendidikan sajana di Jurusan Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Perikanan Universitas Lambung Mangkurat Banjarmasin sejak tahun 1986 dan lulus tahun 1992. Kesempatan untuk melanjutkan ke P r o m Master pada Program Studi Ilmu Perairan di Institut Pertanian Bogor diperoleh tahun 1999 dengan sponsor dari BPPS Di rjen Dikti Departemen Pendidikan Nasional.

Pernah bekerja sebagai staf administrasi di SMA Negeri 1 Banjarbaru sejak tahun

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan thesis ini.

Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada :

1. Dr.Ir. Enan M. Adiwilaga dan Dr.lr. Tri Prartono, M.Sc selaku pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan masultan selama penelitian berlangsung, hingga tersusunnya thesis ini.

2.

Ir.

Sigid Hariyadi, M.Sc sebagai penguji tamu yang banyak membantu &lam penyempurnaan thesis ini.

3. Istri dan anak-anakku yang telah memberikan dorongan moral dan rela hidup prihatin selama penulis menempuh studi.

4. Saudara Heri (staf laboratoriurn Limnologi IPB) dan keluarga Ir. Anang Ikhsan Nafiri atas bantuan alat dan petunjuk lapangan.

5.. Staf Laboratorium Dinas Kesehatan Kotamadya Pontianak yang telah memberikan bantuan analisa contoh air.

6. Di rjen Dikti Defiknas, Rektor Universitas Muhamrnadiyah Pontianak, dan LP2M UMP atas bantuan biaya studi dan penelitian.

7. Teman-teman di Asrama Mahasiswa Kalbar "Rohadi Osman" Bogor yang telah memberikan dukungan moral selama perjuangan ini, sampai akhirnya penulisan thesis ini dapat diselesaikan.

Pada akhimya penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat bagi pihak-pihak yang memerlukannya.

Bogor, 3 Februari 2003

Halaman

DAFTAR TABEL ...

DAFTAR GAMBAR

...

DAFTAR LAMPlRAN

PENDAHULUAN

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

... Latar Belakang

Maksud, Tujuan dan Manfaat ... Perumusan Masalah ...

.

.

Dasar pem~luran ... Asumsi ...

.

.

...

Masalah di Sungai Jawi Hipotesis

Pendekata ...

TINJAUAN PUSTAKA

. .

...

.

.

.

.

...

. . Bahan Organ~k dl Perairan ...

. 1

Hidrodinam~ka Sungai ... Serf2'urijicarion Sungai ...

BAHAN DAN METODE PENELI'TIAN ... . . . . ...

...

Lokasi dan Waktu Penelitian

Bahan dan Alat ...

.

.

...

Penympulan Data ... Data Sekunder ... . . . ...

.

.

.

.

... Data Primer ...

... Penentuan lokasi pengambilan contoh

T e W pengambilan contoh air ...

. .

Analis~s Data ... HASIL DAN PEMBAHASAN _{. .} ...

Kondisi Sungai Jawi ...

...

Beban dan Sev-Purifcalion Bahan Organik

Sumber Masukan

.

... .

SelflYurij~calron ... Zonasi Defisit Oksigen ...

...

KESlMF'UT.AN DAN SARAN ... 45 Kesimpulan ... 45 Saran ... 45

...

DAFTAR PUSTAKA 4 7

DAFTAR TABEL

Halaman

Peubah dan Alat I Metode Pengukuran Kualitas Air

. . . .

.

.

. . .

.

.

.

. .

. . .

. . . 17 Rata-Rata Peubah Hidrologi dan Kualitas Air Atiran S m t di Lokasi

Dalam Sungai Jawi ... .

. . .

. . .

. . . ... . .

. . .

.

. ..

. . .. ...

.

. .

. . . ... ...

. . .

.. ... 26 Rata-Rata Peubah Hidrologi dan Kualitas Air Efluen Drainase Saat Aliran

Surut Di Sungai Jawi ... ...

..

.

...

... ... ... ... ...

... ...

... ... ... ...

... ...

... ... ... ... ... 27

Rata-Rata Peubah Kunlitns AirA1i:an-Pasang-padtrStas-im Pengmatan ~ .. .

di Sungai Jawi . . .

. .

.

.

.

. .

. . .

.

. .

. . . .

. . .

.

.

. . .

. . .

. .

. .

. . . .

. . . 28 Konsentrasi BOD dan Beban Bahan O r M k Dari Tiap Sumber Masukan Smt

Aliran Surut ... ... ... ... ... . . . .. . ... ... ... ... ... . .. ... . , . . . , , , , . . . . . . , . . . . 37.

Perhitungan Pencampuran clan Faktor Selfk'urijicu~ion Rata-Rata Data Aliran

Surut ... 34

Perhitungin Pencampuran dan Faktor SelflPurificafion Rata-Rata Data Aliran

Pasang ... 36 Konstanta Selfk'urificalion ( f ) Tiap Bagian Aliran pada Waktu Surut . . . .. 37

DAFTAR GAMBAR

1. Diagram Pendekatan Pemecahan Masalah ... .... ... 7 2. Stasiun Penelitian di Sungai Jawi, Pontianak ... 15

3. Diagram Persentase Beban Bahan Organik Menurut Sumber Masukari

...

Smt Aliran Surut 32

4. Pengaruh Sumber Masukan Terhadap Beban BOD di Suatu Lokasi dalatn

Sungai Jawi Smt Alirari Surut . . . 33

5. Kurva Defisit Oksigen Akibat Beban Masukan Bahan Organik

...

. di Sungai Jawi 41

6 . Variasi Peubah CO2, DO, COD, dan BOD di Suatu Lokasi dalam

Sungai Jawi pada aliran surut ... 43 7. Variasi Peubah Warna, Redoks, DHL, TDS

dan

TSS di Suatu Lokasi

Dalam Sun@ Jawi pada aliran surut ... 43 8. Variasi Peubah Suhu, Kecerahan, pH,

dan

Salinitas & Suatu Lokasi

Halaman

[image:111.611.95.513.150.684.2]

Peta Kotamadya Pontianak ... 49

Gambar perbatasan antara Sungai Jawi dan Sungai Kakap ... 50

...

Gambar bagian aliran Sungai Jawi yang tertutup tumbuhan air 50

Gambar bagian aliran antara Stasiun C dan Stasiun D ... 51

Gambar efluen drainase J1

.

Gusti Hamzah ... 51 Gambar bagian d i m yang melewati Pasar Dahlia ... 52

Gambar bagian aliran antara Stasiun G d m Stasiun H ... 52 Tabel peubah hidrologi dan kualitas air aliran surut pengukwan I

(22 Septembei 2001 'j'

:

... 53

Tabel peubah hidrologi dan kualitas air aliran surut penykuran 11

(8 Oktober 2001) ... 54 Tabel peubah hidrologi dan kualitas air aliran st~rut pengukuran 111

(21 Oktober 2001) ... 55

Tabel peubah tudrologi dan kualitas air aliran surut pengukuran 1V

(7 Nopember 2001) ... 56 Tabel peubah hidrolog

dan

kualitas air aliran pasang pengukuran 1

(21 September 2001) ... 57

Tabel peubah hldrologi dan kualitas air aliran pasang penykuran U

(7 Oktober 2001) ... 57 Tabel peubah hidrologi

dan

kualitas air aliran pasang penykuran IU

(20 Oktober 200 1) ... 58 Tabel peubah hidrologi dan kualitas air aliran pasang penpicuran 1V

(6 Nopember 2001) ... 58

Tabel perhitungan pencampwan dan faktor serfLpurijicurion aliran surut

penpicuran 1 (22 September 2001) ... 59 Tabel perhitungan pencampuran

dan

faktor selfpurijicalion aliran surut

penykuran 11 (8 Oktober 2001) ... 60

Tabel perhitungan pencampuran dan faktor serf~purijicalion aliran surut

[image:112.606.99.513.73.562.2]

Tabel perhitungan pencampuran dan faktor serf~purificu~ion aliran surut penykuran 1V (7 Nopember 2001) . . . ... .. . ..

. ... . .

..

.

... .

. . .

. . . Tabel perhitungan pencampuran dan faktor self-purificulion aliran pasang penykuran 1 (21 September 2001)

. . .

. .

.

. .

.

. . .

. .

.

. . .

.

. .

Tabel perhitungan pencampuran dan faktor seif~purijicuclrion aliran pasang pengukuran 11 (7 Oktober 2001) . . .

. .. . . .. . . .

. .

. . . .

. .

.

. .. . . ... . . Tabel perhitungan pencampuran dan faktor serf~purificulion aliran pasang penykuran 111 (20 Oktober 2001)

.. . ... . . .

...

.

.

. .

. . ...

.

. . ...

.. . . .. ... . .

Tabel perhitungan pencampumn-dan-faktor selflpurijicurion aliran pasang penykuran 1V (6 Nopember 2001) . .

. . . . .. . . ...

...

...

...

.

. . . ... .. . .

.

. . . .

.

Tabel kerag-aman beban bahan organik dari tiap sumber masukan

. .

. . Tabel keragaman konstanta serfLpurificulion ( f ) bagan aliran surut

. . .

Tabel keragaman konstanta serfIpurificarion (f) bagian aliran pasang

Tabel penykuran DO pada tabung kontrol dan tabung berse&men yang

diinkubasi dalarn perairan

..

.

... ... ... . . . .. . ... ...

.. . ...

... .. . ... ... . . .

.. .

. .. . .

.

... . ..

... . Tabel oksigen untuk respirasi dan h a i l fotosintesis tiap lokasi (kghari)

. . .

.

.

. ... Tabel DO dalam botol terang - gelap diinkubasi selama delapan Jam (mdl) .

. .

Tabel selisih DO, dan tingg air pada tabung inkubasi sedimen dan

kebutuhan oksigen sedimen (S)

. . .

. .

.

. .

. .

.

. . .

.

.

. .

. . .

.

. . .

.

. . . .

Tabel curah hujan daerah penelitian Juli - Desember 2001

.

.

. . .

. .

.

.

. . .

Tabel hubungan antara kadar oksigen jenuh dan salinitas pada tekanan udara 760 mm Hg (Weber, 199 1 dalam Effendi, 2000)

. . .

. .

. .

Kriteria mutu air berdasarkan kelas pada Peraturan Pemerintah No. 82

1.1 Latar Belakang

Kotamadya Pontianak yang merupakan ibukota propinsi Kalimantan Barat berada

pada 0' 02' 2 4 sampai dengan 0' 05' 37" Lintang Selatan dan 109' 16'

25"

sampai

dengan 109' 23' 04" Bujur Timur, dengan ketinggian berkisar 0.10 sampai dengan 1.50

meter di atas permukaan laut. Beberapa keunikan yang dimiliki kota ini antara lain :

dilintasi oleh garis khatulistiwa dan di kelilingi oleh sungai-sungai besar maupun kecil

yang biasanya disebut p.arit, dengan jumlah keseluruhannya mencapai 33 buah (Kotamadya

Pontianak Dalam Angka, 1998). Sungai besar yang mengalir & wilayah Kalimantan Barat

adalah Sungai Kapuas yang membelah kota Pontianak dan bermuara di laut ( Kuala

Jungkat ). Sungai Kapuas sendiri mempunyai beberapa anak sungai. Sungai-sungai

tersebut dimanfaatkan oleh sebagian besar masyarakat utamanya untuk pengambilan air

baku pengolahan air minum, mandi dan cuci, penampung air limbah domestik, dan

penunjang sarana transportasi.

Salah satu anak Sungai Kapuas adalah Sungai Jawi yang mempunyai panjang

sekitar 7.2 km, dengan penampakan lingkungan muara sungai sampai sejauh kurang lebih

3.8 km melewati daerah pemukiman kota dan bagian dalamnya selutar 3.4 km inelewati

daerah pedesaan. Sungai Jawi mempunyai lebar rata-rata 17.4 m dan kedalaman rata-rata 2

m, dengan wama air kecoklatan pada saat pasang dan coklat kehitaman pada saat surut.

Sungai Jawi sebenarnya m e ~ p a k a n saluran / aliran yang satu kesatuan dengan

tersendiri yaitu pada saat pasang aliran air masuk dari Sungai Kapuas menuju ke dalam

aliran Sungai Jawi, tetapi tidak bcrlanjut ke ruas Sungai Kakap, sedangkan saat surut terjadi aliran sebaliknya. Selain itu aliran air Sungai Kakap keluar masuk aliran dari / ke laut,

tetapi tidak berlanjut ke Sungai Jawi. Sifat-sifat Sungai Jawi ini dipengaruhi oleh sifat dari

Sungai Kapuas sebagai sungai induk dan juga air laut yang masuk di muara Sungai Kapuas.

Berkembangnya kegatan penduduk d~ sepanjang aliran Sun@ Jawi, seperti

bertambahnya pemukiman penduduk, keberadaan pasar, rumah sakit clan lain-lain, yang umumnya membuang limbah di perairan sungai tersebut telah mempengaruhi kualitas

airnya. Adanya beban masukan bahan-bahan organik yang dihasilkan oleh kegiatan

penduduk, pada batas-batas tertentu tidak akan mentrunkan kualitas air sungai. Namun

demikian apabila beban masukan tersebut melebihi kemampuan serf~purificulion atau

pemulihan alamiah sungai, akhirnya akan menimbulkan permasalahan yang serius yaitu

pencemaran perairan. Hal ini akan berpengaruh negatif terhadap kehidupan biota perairan

dan kesehatan penduduk yang memanfaatkan air sungru tersebut.

Pada saat aliran air pasang yang membawa masuk air dari Sungti Kapuas yang

kualitasnya lebih baik, akan membantu perbaikan kualitas air dari Sungai Jawi.

Sebaliknya, pada saat aliran air surut terjadi penurunan kualitas air yang diakibatkan oleh

masuknya beban bahan organik hasil dari akitivitas penduduk yang dibuang melalui

drainase kota. Gejala ini biasanya antara lain diikuti dengan perubahan warna air menjadi

kehitaman dan kekeruhan yang tinggi. Tingginya beban bahan organik disebabkan faktor-

faktor antara lain: gabungan drainase kota khususnya daerah kecamatan Pontianak Barat

Berdasarkan kenyataan tingginya beban bahan organik tersebut, dikhawatirkan akan

semakin m e n d a n kemampuan seIf~purificarion sungai. Untuk itulah perlu kiranya

dipelajari kemampuannya agar dapat menjadi bahan pertimbangan dalam usaha

pengelolaan lingkungan perairan clan perencanaan tata kota di sepanjang aliran sun@ ini.

1.2 Maksud, Tujuan dan Manfaat

Maksud dari penelitian ini adalah untuk memperoleh gambaran sumber dan tingkat beban bahan organik yang diasurnsikan dalam bentuk BOD (biochemicul oxygen demund)

atau kebutuhan oksigen biokmia di Sungai Jawi. Bagian muara Sungai Jawi sampai sejauh

3.8

km

berpotensi mendapat sumber bahan organik yang tinggi dari drainasc kota,

sedangkan bagian dalam penduduknya lebih jarang. Peningkatan beban bahan organik

akan terjadi, karena aliran air Sungai Jawi yang tidak bisa menembus Sungai Kakap pada

saat pasang akan berbalik arah ketnbali menuju Sungai Kapuas.

Adapun tujuan penelitian adalah untuk :

1. Mengetahui beban masukan bahan organik dan pengaruhnya terhadap kualitas air

di Sungai Jawi.

2. Mengetahui kemampuan self-purviculion dl sepanjang aliran Sungai Jawi

terhadap beban bahan organik.

Hasil penelitian diharapkan dapat bermanfaat untuk pengelolaan lingkungan Sungai

Jawi. Selain itu data hasil penelitian akan beryna untuk perbandlngan perubahan

1.3 Pcrumusan Masalah

1.3.1 ilasar petnikiran

Bahan organik dalam air dapat berupa material organik mudah urai dan sukar

urai. Bentuknya dapat berupa padatan (purriculure organic murrer) dan terlarut (di.~.solved

organic mailer) dalam air. Kandungan bahan organik dalam air dapat diindikasikan

dengan beberapa peubah diantaranya nilai BOD, dan COD (chemical o.xygen demund).

COD yang diukur dengan oksidator kimia KzCr207 dapat menggambarkan hampir

keseluruhan kandungan bahan organik, tetapi nilainya cenderung statis di perairan.

Meskipun BOD hanya menggambarkan sebagian bahan organik (mudah urai), tetapi dapat

menggambarkan hnamika ekosistem perairan. Kandungan bahan organik pada air sungai

yang diteliti dinyatakan dengan peubah BOD, yang akan mempengaruhi kemampuan selfl

purificurion perairan.

Salah satu unsur yang berperan &lam proses penyraian bahan organik adalah

kandungan DO (dissolved o-xygen) atau oksigen terlarut yang akan diynakan oleh

organisme penyrai pada proses tersebut. Bahan organik oleh organisme dipecah atau

dirombak menjadi senyawa-senyawa organik sederhana, selain dimanfmtkan oleh

organisme itu sendiri, juga mengeiuarkan karbondioksida, dan pada umumnya proses perombakan tersebut berlangsung dalam keadaan aerob. Penguraian pada kondisi anaerob

berlangsung lebih lambat dan produknya masih berupa bahan organik seperti alkohol, asam

organik, dan sebagainya. Pada perairan alami dekomposisi anaerob terjadi pada lapisan

1.3.2 Asumsi

Masukan bahan organik yang dinyatakan dengan BOD akan m e m p e n w i

kualitas air sungai melalui proses penguraian dan pencampurannya. Beban bahan organik

hasil pencampuran ditentukan oleh debit dan konsentasi BOD dari setiap aliran air yang

bercampur. Kualitas air bagian dalam Sungai Jawi yang melewati daerah pedesaan

cenderung lebih baik, karena beban BOD dalam aliran tidak terlalu tinggi. Tetapi jika air

sungai dalam perjalanannya menuju muara pada saat surut berturut-turut mendapat

masukan lagi, maka penyaian bahan organik akan berlangsung terus menerus. Apabila

semakin ke arah muara ada peningkatan laju reaerasi, maka masukan baru akan dapat diimbangi dengan difusi oksigen sehingga kualitas air di bagian muara akan tetap baik..

Adanya beberapa masukan di sepanjang aliran air akan mengakibatkan laju

penyraian yang berbeda. Bahan organik yang berasal dar~ efluen (masukan) tertentu

setelah bercampur akan temai sesuai dengan laju penguraian pada aliran yang hlaluinya.

Bahan organik yang dihasilkan oleh proses d~ dalam sungai (au~ochlonouv) hanggap

seragam sebagai kondisi alami, sehingga perbedaan bahan organik yang terurai atau

penyrangan oksigen dianggap sebagai akibat dari masukan yang ada.

1.3.3 Masalah di Sungai Jawi

Hasil pengamatan selama ini menunjukkan bahwa penurunan kualitas air Sungai

Jawi antara lain diakibatkan oleh air limbah domestik (efluen drainase kota), hasil buangan

dari kegiatan dl sepanjang aliran yang masuk pada saat air surut. Pengaruh tersebut

ditentukan oleh besarnya masukan (beban) yaitu kandungan b d m dan debit aliran d m

masing-masing masukan. Apabila beban masukan tersebut masuk ke dalam perairan secara

Mengamati lingkungan d~ sekitar aliran yang masuk ke dalam Sungai Jawi, maka

beban bahan organik yang masuk cenderung cukup besar sehingga dapat menurunkan

kuaIitas airnya, terutama dari limbah nunah tangga, pasar dan rumah sakit yang berdiri di sepanjang alirannya.

1.4 Hipotesis

Beban bahan organik dari masing-masing masukan konsentrasinya berbeda, maka

diduga kemampuan selflpurifjculion tiap bagian aliran juga berbeda.

Di sisi lain meskipun ada penguraian bahan organik, tetapi apabila masukan

bahan organik cukup besar maka kandungannya di Sungai Jawi diduga merupakan faktor yang menentukan kualitas air.

1.5 Pendekatan Pemecahan Masalah

Peubah bahan organik yang diynakan untuk menentukan beban maupun self'

purijicurion perairan adalah BOD. Baik tidaknya kemampuan self'pur(ficulion perairan

dinyatakan oleh suatu nilai konstanta yang menggambarkan perbandngan antara laju

reaerasi (

K2

) dan laju penguraian ( K, ) diperlukan model matematika, yang

1

Pengenceran I

Beban Masukan BOD di Lokasi

L

peningkatan

BOD

(Lo

efluen)

i

BOD

Laju Penguraian (KI) V

I

Crambar 1. Diagram Pendekatan Pemecahan Mnsalah Difusi, Fotosin-

tesis, Respirasi, Oksidasi Substrat

Suhu & Hidro- dinamika sungai

Faktor hidrodinamika antara lain kedalaman air, kecepatan aliran, luas

penampang sungai dan panjang aliran diynakan untuk mengiutung debit alirat~ selanjutnya konsentrasi BOD dari suatu sumber masukan atau lokasi tertentu dianggap

sebagai beban pada aliran, selain itu juga menggambarkan reaerasi yaitu difusi oksigen.

Pada dasarnya

KI

saling berinteraksi dengan K2, yang ditentukan oleh beban masukan

awal, suhu air, oksigen hasil fotosintesis, clan oksigen yang diynakan untuk respirasi organisme maupun substrat dasar serta adanya difusi oksigen pada osilasi pasang surut di

sungai.

Osilasi Pasang Surut

Kualitas

-

Laju Reacrasi

(KL)

t

DO di Lokasi

h

Aerobl

TI. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Bahan Organik di Perairan

Bahan organik dalam sungai dapat berasal dari luar (ailochfonous) dan dari hasil

produksi di dalam sungai (aulochronous) (Payne, 1986). Bahan organik berasal dari luar

berarti bahan tersebut baik sengaja maupun tidak sengaja ikut meningkatkan kandungan

baban organik sungai. Kasus ini pada umumnya alubat dari pengaruh atau aktifitas

.kegiatan manusia (nunah tangga, industri atau rumah sakit). Hal ini dapat berdampak

negatif terhadap lingkungan perairan d~ sekitarnya jika jumlah bahan organik tersebut

melebihi selfpurijicarjon

dari

perairan tersebut.

Sladecek (1979) mengemukakan bahwa bahan organik dalam ekosistem perairan

akan terbentuk karena adanya proses anabolisme unsur hara oleh organisme primer dengan bantuan sinar matahari, lalu diikuti proses kehidupan organisme sekunder dan adanya

masukan bahan organik dari ekosistem lainnya.

Best dan Ross (1977) mengungkapkan bahwa air limbah domestik umumnya 99.9%

berupa air murni dan 0.1% berupa senyawa dan berbagai bahan terlarut, &pat dibedakan

antara bahan organik dan anorganik. Bahan organik dalam air buangan biasanya sebagian

besar terdiri

dari

karbohidmt, protein, lemak, sabun, dan deterjen. Karbohidmt dirombak

menjadi karbon hoksida, karbonat, ataupun bikarbonat. Protein dirombak menjadi karbon

dioksida, senyawa nitrogen, senyawa s u l k , maupun senyawa fosfat. Jumlah oksigen yang

dikonsumsi untuk menyraikan bahan organik dalam sungai dapat diketahui dengan

menykur BOD.

BOD yang merupakan gambaran secara talc langsung kadar bahan organik adalah

menjadi karbondioksida dan air (Davis and Cornwell, 1991). Dengan kata lain BOD

menunjukkan jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh proses respirasi mikroba aerob yang

terdapat pada botol BOD yang diinkubasi pada suhu sekitar 20°C selama 5 hari dalam

keadaan tanpa cahaya (Boyd, 1988).

Uhlman (1979) dalam Mursidi (1996) menyatakan kondisi oksigen di sedlmen

dasar sungai sangat penting, terutama di daerah bersuhu tinggi yang berlumpur luas. Hasil metabolisme dasar berlumpur berupa CH4, H2S dan NH3 memberikan nilai BOD yang berbeda-beda. Kadar DO yang rendah merupakan in&kator penting dari suatu beban masukan bahan organik yang dirombak. Pemantauan DO merupakan informasi terhadap

keseimbangan bahan yang masuk melalui aliran.

Metcalf dan Eddy (1991) mengemukakan bahwa buangan limbah biasa 75% dari

padatan tersuspensi dan 40% dari padatan terlarut berupa bahan organik. Senyawa organik

tersebut umumnya kombinasi ikatan unsur karbon, hidrogen, dan oksigen serta terkadang

mengandung nitrogen. Sulfur, fosfor, dan besi dapat terkandung dalam ikatan. Umumnya

buangan senyawa organik berupa protein (40 - 60 %), karbohidrat (25 - 50%), dan

lemaklminyak (10%). Urea dari air seni juga merupakan senyawa organik yang banyak

dalam air buangan. Selain itu air limbah terkadang mengandung molekul sintesis seperti

sufaktan, phenol, dan pestisida. Berbagai metode telah dikembangkan untuk menykur

bahan organik dalam air limbah. Penykuran kadar Wsi padatan menyap (volalile) banyak diylakan tetapi banyak mengandung kelemahan. Kemuhan dikembangkan

2.2 Hidrodinamika Sungai

Reid dan Wood (1976) menyatakan bahwa sungai adalah perairan yang bersistem

terbuka yang sangat berbeda dengan danau yang mempunyai sistem tertutup. Berdasarkan

kontinuitas alirannya, sungai dapat dibedakan m e n j d tiga yaitu beraliran permanen,

beraliran tidak permanen, dan beraliran jika ada hujan.

Penggolongan berdasarkan aliran tersebut juga hkemukakan oleh Bayly dan

Williams (1973). Dijelaskannya juga bahwa kondisi aliran suatu sungai merupakan sifat-

sifat yang penting, yang umumnya berfluktuasi seiring dengan kondisi cuaca setempat.

Kecepatan aliran akan berbeda-beda pada tiap titik, di bagian permukaan umumnya lebih

besar daripada di bagian tengah dan terkecil di dekat dasar dan pinggiran sungai. Ada

korelasi antara kecepatan aliran dengan substrat dasar dan ke arah hilir umumnya

berpartikel kecil.

Sosrodarsono dan Takeda (1977) menjelaskan bahwa untuk menykur aspek

hidrologi sungai ada berbagai cara baik yang konvensional maupun dengan peralatan yang

lebih baik. Fluktuasi permukaan air (kedalaman sungai) diukur dengan pemantauan

mengynakan meteran atau pembacaan pole-scale atau hidrograf, untuk kecepatan arus

&pat menggunakan pelampung atas, pelampung tangkai atau currenr-merer. Untuk

menetapkan karakter hidrologi sungai sesungyhnya diperlukan kedalaman air pada

beberapa titik. Jika lebar sungai kurang dari 50 m standar banyak penampang yang diukur

yaitu 3 buah. Interval garis pengukur dalamnya air dibanding lebar sungai adalah setiap

0.1 - 0.15 bagian lebar (untuk lebar sungai < 10 m), 1 m (untuk lebar sungai 10 - 20 m),

dan 2 m (untuk lebar sun@ 20 - 40 m). Untuk interval garis penykuran kecepatan

i 1

bila dengan currenl me~er dapat dilakukan pada dua titik yaitu di 0.2 dan 0.8 dari dalamnya

air pada garis penykuran. Bila kedalaman air sungai < 6.0 m penykuran kecepatan aliran

dapat dilakukan pada satu titik yaitu 0.6

dan

dalamnya air. Debit aliran air dihtung dari

kecepatan aliran rata-rata dikalikan luas penampang sungai.

Selanjutnya dikemukakan, jika interval penykuran dalamnya air adalah I dan

dalamnya air pada bagian sisi kiri (a), tengah (b), dan kanan (c) datl suatu bagian penampang; maka luas bagian tersebut adalah Fi = 2 i (a + 2b + c) / 4; sehingga luas satu

penampang melintang adalah A = F1

+ F2

+

.. +

Fn. Untuk pengukwan kecepatan aliran

dengan tangkai, maka kecepatan aliran (Vi) tiap garis pengukwan dihitung melalui

koefisien T = 1 - 0.116 ( $1

-

0)

- 0.11, sehingga Vi = u T, dan

8

= kedalaman

pelampunddalamnya air, u = kecepatan pelampung.

Rau dan Wooten (1980) selain juga menjelaskan ha1 di atas, untuk sungai yang

dangkal kecepatan aliran permukaan biasanya lebih besar 1.2 kali kecepatan rata-rata. Jika

penykuran &lakukan dengan pelampung permukaan maka kecepatan aliran rata-rata

adalah d11.2 t, yaitu jarak dibagi 1.2 kali waktu tempuh.

2.3 Se&2'ur~icarion Sunpi

James (1984) menyatakan bahwa pada kondisi umum biasanya sungai menjadi

tempat pembuangan air limbah domestik dan industri. Sepanjang beban buangan tidak

melebihi kapasitas asimilasi sungai, proses yang terjadi ch perairan tersebut berlangsung

secara aerobik. Kadangkala beban buangan melebihi kapasitas asimilasi sungai yang dapat

menyebabkan meningkatnya pertumbuhan bakteri dan kondisi sungai menjadi anaerobik,

kemampuan purifikasi atau kapasitas asimilasi sungai te jadi karena adanya pengenceran

maupun proses perombakan bahan pencemar.

Metcalf dan Eddy (1991) membedakan pola pencampuran bahan masukan ke dalam

perairan sungai, danau, estuaria, dan laut karena kondisi hidrodinamikanya berbeda.

Perbedaan tersebut berkaitan dengan model pencampuran dan penyebaran suatu bahan,

yang berkaitan dengan kadar suatu bahan pencemar, laju penyraian, dan lajn reaerasi.

Dua proses u h n a yang terjadi dala111 pelnumian alaniah suatu perairan, yaitu

deoksigenasi yang disebabkan oleh dekomposisi bakteriologis bahan organik yang

mengandung karbon cia11 reaerasi atmosfer (Metcalf dan Eddy, 1991). Pengaruh dari dua

proses utama, deoksigenasi dan reaerasi membentuk profil defisit oksigen sepanjang d i m

air, yang dnamakan kurva oksigen terlarut. Model ini dapat diterapkan dengan mengiunbil

asumsi bahwa penampang melintang sun@ sama sepanjang aliran yang dtinjau, kecepatan

aliran konstan, konsentrasi oksigen dan BOD seragun &lam arah lateral dan vertikal pada seluruh penampang melintang, pengaruh algae dan endapan lumpur diabaikan serta laju

reaksi deoksigenasi dan reaerasi dianggap konstan (Orlob, 1983).

Metcalf dan Eddy, 1991 mengemukakan bahwa BOD telah banyak d i p a k a n

sebagai peubah pencemaran bahan organik dari air buangan terhadap air permukaan.

Nilainya sebagai penduga jumlah oksigen yang diylakan untuk menguraikan bahan

organik yang ada atau oksigen terlarut yang digunakan mikroorgarusme untuk oksidasi

biokimia. BOD pada 5 hari banyak diynakan walaupun tidak mencerminkan semua bahan

organik terurai, tetapi dapat mencerminkan banyaknya oksigen terlarut yang d i p a k a n .

Lewat dari 5 hari sebagian oksigen digmakan dalam oksidasi ammonia, nitrit, dan lumpur

13

oksigen di sungai cukup mengynakan persamaan Streeter dan Phelps (1925) yang

sederhana.

Fair dan Geyer (1965) dalarn Rinaldi er al. (1979) menYatakan bahwa perbandingan antara laju reaerasi dengan konstanta laju p e n y a i a n disebut laju se(flpurificalion sungai.

Apabila konstanta laju reaerasi lebih besar daripada konstanta laju penguman, maka daya

dukung perairan lebih tinggi daripada beban masukan bahan organik. Konstanta laju

reaerasi lebih kecil dari konstanta laju penyaian, maka daya dukung perairan lebih rendah

TIT. BAHAN DAN METODE PENELITTAN

3.1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dl sepanjang sun@ Jawi sampai dengan perbatasan

sungai Kakap dengan panjang k 7200 m yang secara administratif termasuk dalam wilayah

Desa Sungai Jawi Dalam, Kecamatan Pontianak Barat, Kotamadya Pontianak, Kalimantan

Barat (Lampiran 1)

Analisa laboratorium untuk pengukuran peubah tertentu dilakukan di Laboratoriurn

Dinas Kesehatan Kotamadya Pontianak. Kegiatan penelitian dan laboratorium

dilaksanakan selama bulan September sampai dengan Nopember tahun 2001.

Berdasarkan tujuan, maka batas lokasi penelitian adalah mulai perbatasan sungai

Jawi dengan sungai Kakap sarnpai dengan muara sungai Jawi ke sungai Kapuas sepanjang

kurang lebih 7.2 km. Untuk melengkapi informasi juga dilakukan pengamatan terhadap

kondisi lingkungan dari setiap aliran yang masuk ke dalam aliran sungai Jawi.

Berdasarkan pertimbangan teknis maka pengambilan contoh air dan penykuran di

lapangan dilakukan hanya pada periode pasang besar yaitu perjalanan 8 jam pasang dan 8

jam surut, yang terbagi atas delapan buah stasiun utama (A, B, C, D, E, F, G, H) dan lima

stasiun pelengkap yaitu pada setiap drainase yang mengalir ke sungai Jawi (whd, swg,

&,

pdh, mdk) yang terletak di antara dua stasiun utarna (Gambar 2). Stasiun utama tersebut masing-masing ditempatkan sebelum

dan

sesudah efluen drainase kota yang

masuk ke sungai Jawi. Stasiun pelengkap di antara dua stasiun utama adalah untuk

.

.

= Stasiun Penelitiap - _{= sungai /}

" m =BatasKmm&p

+ =RumahSakit

:

Keterangan :

Aliran pasang arah arus dari H menuju A

*:

[image:127.779.51.695.67.431.2]

* .Ahran sumt arah msdari A menuju H

Stasiun A adalah contoh aliran dari perbatasan sungai Jawi dan sungai Kakap,

stasiun B adalah contoh aliran sebelum bercampur dengan drainase d m J1. Dr. Wahidin (whd), stasiun C adalah contoh aliran B

+

whd, stasiun D adalah contoh aliran sebelum

'bercampur dengan drainase dari J1. H.M. Suwignyo (swg), stasiun E adalah contoh aliran

D

+

swg sebelum bercampur dengan drainase dari Jl. Gt. Hamzah (ghz), stasiun F adalah contoh aliran E

+

ghz sebelum bercampur dengan dmnase dari J1. Putri Dara Hitam (pdh),

stasiun G adalah contoh aliran--- F +-pdli--sMunibtrcampur dengan drainase-dari- JI:

Merdeka (mdk), dan stasiun H adalah contoh aliran F + mdk. Stasiun-stasiun tersebut

terdiri dari bagian aliran: A

-

B berjarak 3400 m, B - C berjarak 300 m, C - D berjarak

1300

m,

aliran: D

-

E berjarak 400 m, E - F berjarak 400 m, Fa- G be rjarak 900 m dan G

-

H be rjarak 500 m.

3.2. Bahan clan Alat

Rahan yang digunakan adalah contoh air dan substrat dasar yang diambil dari

lokasi penelitian, kemudian dilakukan penpkuran mengylakan alat / metode yang

disesuaikan dengan peubah yang akan diteliti (Tabel 1). Bahan orgamk dalam penelitian

ini dinyatakan dengan BOD; bersama peubah hidrologi, DO, suhu dan keceraban merupakan peubah untuk analisis self-purijicaiion perairan. Peubah Salinitas, pH, C02,

Tahel 1. ~euhah'dan Aiat / Metode Pengukuran Kualitas Air

~ e d a l a m k ~ air Penampang saluraii Kecepatan aliran Debit aliran Suhu Kecerahan Salinitas Padatan tessuspe~lsi (TSS)

Padatan terlarut (TDS)

Warns PtCo

1

BOD

1

COD

PtCo

. - --

1

Satuan

/

Mat 1 Bahan

Volt

Metode

Tongkat penduga Mat ukur

Pelampung bertangkai

,Y!O[I i~utch

I

I

I

Thermometer Hg Piring Sechi Salinometer TDS Conductivity meter Spektro HACH DW2OlO

TDS Conductivity meter

Spektro HACH DW2010

pH meter

Na2CO3 DO meter DO meter K2Cr1O7 Pengukuran Pengukuran Pengukuran Pemuaian Visual Sensor elektronik Sensor elektronik Fotometri, d s l ~ konversi Sensor elektronik Fotometri, dan konversi Sensor elektronik Sensor elektronik Titrimetri Sensor elektronik Sensor el. dan inkubasi Tittimetri Lapangan Lapangan Lapangan Lapangan Lapangan Lapangan Lapangan Lab Lab. Lab. Lab Lapangan Lapangan Lapangan Lapangan dan Lab. Lab

Pengambilan contoh air dan penykuran di lapangan dengan menyusuri sepanjang

aliran sungai. Contoh air dipermukaan diambil langsung pada perairan, sedangkan untuk

dasar sungai dengan mengynakan alat Nunsen Hever.sing Waier Bolile.. Titriinetri di

lapangan memakai gelas ukur, erlenmeyer 50 ml dan 100 ml, pipet titer 1 ml dan 2 ml. Untuk peubah yang diukur di laboratorium diawetkan dengan :

a. Asam sulfat pekat mengawetkan air contoh dalam botol hingga ber-pH 5 2 bagi

b. Kotak pendingin (cool box) dan es mengawetkan air contoh dalam botol agar bersuhu

4°C untuk penylkuran peubah padatan tersuspensi, padatan terlarut, dan warna di

laboratorium tidak lebih dari 24 jam; serta contoh yang diawetkan asam sulfat. Khusus

untuk BOD, DO awal segera diukur setelah pengenceran, dan contoh dalam botol

gelap dimasukkan dalam cool box selanjutnya di laboratorium dipindahkan dalam

inkubator bersuhu tetap 20°C selama 5 hari.

3.3 Pengumpulan Data

3.3.1 Data Sekunder

Informasi data sekunder dm lokasi yang diteliti terlebih dahulu dikumpulkan

sebagai bahan pertimbangan seperti data fisik kawasan kawasan sungai Jawi dan

sekitarnya dari Kantor Dinas Pekerjaan Umum Propinsi Kalimantan Barat, dan data

hidrologi dari Administrasi Pelabuhan Pontianak. Selama penelitian juga dilakukan

pengumpulan data sekunder yang dianggap penting seperti data klimatologi dari Stasiun

Meteorolog dan Geofisika Pontianak.

3.3.2 Data Primer

3.3.2.1 Penentuan lokasi pengambilan contoh

Survei pendahuluan dilakukan sebelum pengambilan data primer yang bertujuan

untuk menentukan titik stasiun, penampang melintang sungai, memasang tanda kedalaman

air (papan berskala), dan hal-ha1 teknis penelitian. Persiapan dilakukan terutama untuk standarisasi atau kalibrasi alat ukur dan kelancaran analisis laboratorium.

3.3.2.2 Teknik pengambilan contoh air

Pengarnhilan contoh air dan pengukuran dilaksanakan empat kali saat air pasang

penelitian untuk mengikuti siklus bulan purnama yang biasanya diikuti oleh perubahan air

pasang tinggi rendah. Penykuran pada saat pasang dilaksanakan pada tanggal 21

September 2001, 7 Oktober 2001, 20 Oktober 2001 dan 6 Nopember 2001, sedangkan pada saat surut dilaksanakan pada tanggal 22 September 2001, 8 Oktober 2001, 21

Oktober 2001 dan 7 Nopember 2001. Penylangan dimaksudkan untuk memperoleh data

yang mewakili kondisi waktu dan keadaan tertentu atau untuk memperoleh nilai rata-rata

yang-lehih haik. . . . . .

Penykuran dimulai sekitar dua jam setelah mulai terjadinya air surut atau pasang

pada periode pasang besar di siang hari. Urutan waktu pengambilan contoh air disesuaikan dengan mengikuti waktu tempuh aliran pada suatu lokasi agar dapat -menggambarkan kontinuitas perjalanan aliran air sungai, kecuali untuk stasiun A - B dari

waktu tempuh seharusnya sekitar 10 jam menjadi 2 jam clan stasiun C - D dan yang seharusnya sekitar 3 jam menjadi 1 jam. Pengecualian tersebut dilakukan agar pada akhir penykuran tidak terjadi perubahan arah aliran air akibat pasang atau surut. DO hasil

fotosintesis dan yang diynakan untuk respirasi diukur dengan mengynakan metode

botol gelap terang yang diinkubasi dalam sungai pada kedalaman Secchi selama 8 jam

pada siang hari. DO yang diylakan untuk oksidasi substrat diinkubasi di dasar sungai

selama 8 jam dengan mengynakan tabung dari pipa PVC berdiameter 1.5 inchi dan

panjang 40 cm.

Pengambilan contoh air pada setiap stasiun dilakukan dari dua titik kedalaman

kcerahan air air sungai Jawi ununnya kurang dari 40 cm, sedangkan kedalainan bagian

tengah antara 1 - 2.5 m.

Debit aliran pada setiap stasiun dihitung tnelalui dua atau tiga penampang sungat,

dan kecepatan aliran diukur dengan menggunakan pela~npung tangkai pada setiap interval 0.2 lebar permukaan air. Kedalaman air untuk rnengetahui luas penampang diukur setiap

interval satu meter selebar sungai, meng~ngat lehar pertnukaannya antara 12 - 18 In

dengan bentuk penampang landai.

3.4 Analisis Data

Data kualitas air ditabulasikan dari tiap stasiun dan tiap ulangan pengukuran dalakn satu tabel. Beban bahan organik dalatn aliran dihitung berdasarkan debit aliran dan kadar

BOD. Debit aliran ditentukan dengan cara menghitung debit dari bagian penampang

saluran (tepi kiri satnpai kanan), sesuai dengan yang telah dikemukakan oleh

Sosrodarsono dan Takeda (1977).

BODS pada suhu di lapangan berbeda dengan di laboratorium yang diinkubasi

pada suhu 20"C, sehingga dilakukan penyesuaian dengan persamaan sebagai berikut :

BOD^

yang hilang sesudah wahqu t = L ( I-e K~

'

)

Konstanta KI pada suhu 20°C adalah 0.23 /hari.

Sehingga BOD5.20 =

Lo

( I-ex' ""') = Lo ( 0,6834 )

Keterangan :

Lo = Beban awal

Rumus tersebut di atas dikonversi dengan perhitungan 8 jam pengukuran, debit air

yang mengalir dan satuan dijadikan tonihari

Pencampuran allran masuk dengan aliran yang ada pada saluran rnerupakan heban

bahan organik awal sebelum mengalami penguraian, dan untuk tnengetahui ada tidaknya

pengenceran dikoreksi dengan persamaan yang dikemukakan Rau clan Wooten (1980)

yaitu model pencampuran (miring zone model) sebagai berikut :

Keterangan :

( = kadar bahan di perairan sesudah pencampuran, Q,, = debit air sebelum pencampuran,

Qc = debit aliran masuk,

C,, = kadar bahan sebelum pencampuran,

C,. = kadar bahan di aliran masuk.

DO jenuh ditentukan berdasarkan suhu air yang t e ~ k u r dengan persamaan yang

dikemukakan ole11 Rau dan Wooten (1980) yang n~erumuskan kadar jenuh DO (DOs)

pada suhu tertentu

Keterangan :

DOs = DO jenuh

T = Suhu air ("C)

Untuk menghitung laju p e n p i a n (K1) sebagai berikut :

-K t

Lt =

Lo

e 1 atau Kl t = InL, - lnLt, sehingga :

Ki adalah konstanta laju penguraian di lapangan, apabila K L negatif, mnka harus diganti

lintuk tnenghitung K2 (laju reaerasi), Rau dan Wooten (1980), Metcalf dan Eddy

(1991) menulis persamaan dDO ! dt = K. (IX), - I)Oj atau dD

'

dt =

-

K2 D atau

K2 = l!t in ( D , / D,). Persatnaan ini dikembangkan oleh Nemerow (1978) rnenjadi :

Keterangan :

Kz = Laju reaerasi

-

L = BOD total rata-rata awal dan akh~r aliran (tonlhari),

-

D = defisit DO total rata-rata awal dan akhir (ton/hari),

A L ) = selisih DO total akhir dan awal allran (tonihari), dan

A

r

= waktu tempuh aliran (hari).

Rinaldi el a!. (1979) menyebutkan bahwa model Streeter dan Phelps (1958)

melnpunyai asumsi sebagai herikut

(a) Laju p e n y a i a n BOD sebanding dengan kadar BOD,

(b) Penyangan oksigen sarna dengan laju penyraian BOD,

(c) Penambahan oksigen sebanding dengan penguraiannya.

Jorgensen (1988) tnenjelaskan bahwa model Streeter dan Phelps (1958)

diterapkan dengan asumsi

(a) Hanya ada satu sumber pencemaran,

(b) Aliran beban pencemarannya konstan,

(c) Tidak ada masukan lain,

(d) Kecepatan aliran konstan,

(e) Kondisi sepanjang perairan hampir sama,

(Q

Gerak air cukup kuat merubah BOD clan DO,

Fair (1965) daiatn Rau dan Wooten (1980) menetapkan konstanta pzrrificcrl~r~ri

dengan f = K2!Kl, yang berarti :

(f > I) = (Kt i Kr) = Laju penyraian bahan organik lebih kecil dari laju reaerasi

(f 1) = (Kt Kr) = Laju penyraian bahan organik lebih besar &ri laju reaerasi.

(f = I ) = (KI = Kz) = 1.aju penyraian bahan organik seimbang dengan laju reaerasi

Kemampuan pur$iculirjn perairan terhadap beban masukan bahan organik

diketahui dengan koefisien f = K2/Kt dari setiap jarak atau waktu tempuh aliran suatu

beban masukan pada periode air surut a h u pasang.

DO untuk substrat dasar dapat dihitung dengan rumus yang dikemukakan oleh

Sorokin dan Kadota (1972) yang meinperhitungkan konsumsi oksigen oleb sedimen yaitu:

Keterangan :

S = konsumsi oksigen oleh sedi~nen

n = selisih nilai DO pada tabung kontrol dan tabung bersedi~nen

H = normalitas tiosulfat pada titrasi

I = lama waktu inkubasi

I = panjang kolom air pada tahung percobaan.

Perhitungannya kemudian disesuaikan dengan luas diameter pipa PVC 1.5 inchi. Untuk

DO hasil fotosintesa dan untuk respirasi dari botol gelap terang dikonversikan sesuai

dengan masa air pada 1.5 kecerahan air dari aliran dan waktu tiap ulangan.

Defisit oksigen untuk penyraian bahan organik dihitung dengan formula dari

Keterangan :

L), = defisit DO sesudah waktu tempuh aliran (todhari),

K , = konstanta laju pen y a i a n 24 jam,

K2 = konstanta laju reaerasi 24 jam,

L, = BOD total pada waktu awal aliran (todhari),

L), = defisit DO awal aliran (todhari),

e" = antilogaritma natural

I = waktu tempuh aliran (hari)

S = DO untuk oksidasi substrat sepanjang aliran (todhari),

H = DO untuk respirasi sepanjang aliran (tonihari), dan

P = DO hasil fotosintesis sepanjang aliran (ton.hari).

Sehubungan dengan defislt DO, ditentukan pula waktu kritis ft.) yang biasanya

merupakan lokaqi DO lnin~rnuln atau kualitas airnya lebih rendah. Menurut Rau dan

Wooten (1980) titik kritis dihitung sebagai berikut :

TV.

HASE DAN PEMBAHASAN

4.1. Kondisi Sungai Jawi

Berdasarkan data hasil penelitian ini dapat ditelaah kondisi Sungai Jawi khususnya

untuk lokasi yang dsunati sepanjang 7.2 km. Data empat kali penykuran selama periode

pasang besar pada aliran pasang dan surut dicantutnkan di Lampiran 8 sampai 15, dan rala-

ratanya dalam Tabel 2,3, dan 4.

Sungai Jawi yang berwarna coklat sampai kehitaman, mernbuat peniiaian yang

kurang baik bagi suatu peruntukan maupun daya dukung sungai. Lokasi yang diukur terbagi

atas 7 sekat aliran dengan menyesuaikan efluen drainase kota. 2 sekat sepanjang 3.7 km

yaitu A

-

B, dan B - C dengan jarak masing-masing 3400

m

dan 300 m yang laju alirannya

sangat lambat, 1 sekat yaitu C

-

D sepanjang 900 m yang merupakan daerah peralihan dari

aliran lanibat menjadi cepat, dan 4 sekat lainnya (D

-

E, E

-

F, F - G, G

-

H) sepanjang 2.6

km yang alirannya cepat. Kecepatan arus dari suatu badan air sangat berpengaruh terhadap

kemampuan badan air untuk lnengasilnilasi dan mengangkut bahan pencemar (Effendi,

2000). Seluruh bagian sungai mengalami 2 kali pasang surut harian yakni pasang s m u t kecil

dan besar, pengrunbilan data utalna dilakukan pada saat surut, sedangkan data tambahan

sebagian diambil pada saat pasang, dalam periode pasang surut besar.

Laju aliran saat aliran surut pada stasiun A sampai dengan C (0.09 - 0.12 mldt) lebih

kecil dari pada stasiun D sampai dengan H (0.20 - 0.40 d d t ) , sebagaimana ditalnpilkan pada

Tabel 2. Hal ini terjadi antam lain karena: perbedaan kedalaman air dan lebar penrunpang

sungai, selain itu banyaknya tumbuhan air di sepanjang aliran sungai dari stasiun A - C juga

berperan illemperlambat kecepatan aliran. Perbedaan rata-rata kedalaman air pada aliran

sepanjang 3000 m sebesar 0.09 In, dan bagian muara (G - H) sepanjang 500

m

sebesar

0.47 m. Jarak muara Sungai Jawi dengan lnuara Sungai Kapuas (air payau) k 10 km

Tabel2. Rata-Rata Peubah Hidrologi dan Kualitas Air Aliran Sumt di Lokasi Dalam Sungai Jawi

\Jo

1

Parameter

-.

Lokasi di Sungai Jawi Aliran Sumt

PtCo 205.0(

mV 66.05

9/00 0.64

US 60.38

mgA 36.13

mdl 131.31 mgll 18.98

1 2.66

mg/l 24.88 mg/l 13.50

Keterangan : 1. Data diukur pada waktu (kedalaman air) tertentu

Tabel 3. Rata-Rata Peubah Hidrologi dan Kualitas Air Efluen Drainase Saat Aliran Surut Di Sungai Jawi

P I

Parameter

1

Satuan Efluen Drainase

l s w g l g h z K U 1

'

"C

cm PtCo mV O/m> US 1 mg/l m$l mgll mg/l mgll

Keterangan : 1. Data diukur pada waktu (kedalaman air) tertentu 2. Aliran masuk ke Sungai Jawi :

Whd = Drainase J1. Dr. Wahidin pdh = Drainase Jl. Putri Dara Hitam

Swg = Drainase J1. H.M. Suwignyo mdk = Drainase J1. Merdeka

Ghz = Drainase J1. Gt. Hamzah

28.55 28.50 170.75 5.60 68.13 0.93 53.25 27.00

1 1 1.00 16.98

2.60 26.50 15.60

Data peubah hidrologi dari penelitian ini bukan untuk menentukan kondisi hidrologi

Sungai Jawi, tetapi hanya untuk penentuan beban bahan organik berkaitan dengan proses

selfLpurrficurion sungai. IJntuk itu pada waktu yang bersamaan, juga dilakukan penykuran

[image:139.611.76.529.100.667.2]

berkisar 0.20 - 2.37 m'ldt (Tabel 3) relatif kecil dibanding dengan debit di aliran sungai

[image:140.611.77.541.163.387.2]

Jawi yang berkisar 1.18 - 9.10 m3idt (Tabel 2).

Tabel 4. Rata-Rata Peubah Kualitas Air Aliran Pasang pada Stasiun Pengamatan di Sungai Jawi

-

Satuan

m m

111-

d d t m3/dt

"C

m V

mdl

mg/l

Lokasi di Sungai A I B I C I D

awi A

.-E - 2.25 12.00 21.71 0.31 6.73 26.70 5.77 66.75 5.03 10.80 ran Pasan

7 5 - 1 7

Keterangan : 1. Data diukur pada waktu (kedalarnan air) tertentu

2. A, 13, C, D, E, F, G, H : Stasiun utama di aliran sungai Jawi

Pengukuran pada aliran pasang (Tabel 4) yang dimulai dm stasiun H menunjukkan

laju aliran antara 0.12 - 0.34 midt, sedangkan debit air berkisar antara 2.37

-

8.37 m'idt.

Data tersebut menunjukkan debit air pada stasiun H di aliran sungai Jawi cukup besar (8.37

m3idt) yang berasal dari sungai Kapuas.

Mengamati data kualitas air dalam Tabel 2, 3 dan 4 (Lampiran 8 - 15), dapat

dikatakan bahwa sifat fisik air sungai Jawi tersebut masih dalam batas normal untuk perairan

umum yang ada di Pontianak. Pada aliran surut kecerahan rata-rata rendah yakni antara

24.75

-

29.50 cm. Warna visual yang coklat-kehitaman (Lampiran 2 - 7) diekspresikan

oleh rata-rata peubah wama agak tinggi antara 131.0 - 205.0 PtCo. Aktivitas organisme

pengurai cukup tinggi yang diekspresikan oleb agak tingginya konsenuasi BOD yaitu

efluen pada saat air surut, sedangkan pada saat air pasang di aliran sungai antara 9.08 -

12.53 mgil.

COD

berkisar rata-rata antara 21.50 - 26.63 mgil di aliran sungai dan antara

21.00 - 26.50 mdl di efluen pada saat air surut.

C02

berkisar rata-rata antara 16.98 - 19.98

mdl di aliran sungai maupun di efluen pada saat air surut. Selanjutnya, nilai

DO

yang

rendah yakni rata-rata berkisar rata-rata antara 2.10 - 2.70 mdl di aliran sungai dan antara

2.38 - 2.73 mgil di efluen pada saat air surut, sedangkan di aliran sungai pada saat air pasang

antara 2.63 - 6.30 mdl..

Sebagian besar peubah dalam Tabel 2, 3 dan 4 menunjukkan sungai dengan bahan

organik cukup tinggi, sehingga tidak dapat memenuhi kriteria air kelas 1. Menurut PP No. 82

tahun 2001 (Lampiran 33), kriteria air kelas 1 antara lain

BOD

5 2 mgil,

COD

5 10 mgil dan DO 2 6 mg/l.

COz

agak tinggi karena untuk kegatan perikanan disarankan oleh Pescod

(1978) sebaiknya tidak lebih dari 12 mg/l. Duodoroff dan Shumway (1967) menyarankan

untuk kehdupan ikan di daerah tropis sebaiknya konsentrasi

DO

2 5 mgii.

Dibandingkan dengan

COD,

biasanya peubah

BOD

di sungai lebih dinamis seiring

dengan proses p e n y a i a n bahan organik.

COD

lebih dapat menggambarkan kandungan

bahan organik mudah urai maupun sukar urai, tetapi fluktuasi nilainya tidak besar di

sepanjang aliran.

BOD

menggambarkan oksigen yang dibutuhkan oleh jasad pengurai yang

biasanya selalu ada di alam, sehingga banyak digunakan selain untuk mengetahui kandungan

bahan organik mudah urai, dapat juga untuk mengetabui kemampuan selflpurgiculion sungai.

Hasil penykuran air ketika aliran surut yang ditampilkan pada Tabel 2

memperlihatkan konsentrasi

COD,

dan

BOD

cenderung meningkat pada stasiun

B

yakni

berturut-turut 26.63 mgil, dan 16.84 mgil. Pada stasiun berikutnya

(C

- H) te jadi penurunan

untuk (:OD, dan 16.84 mgll - 13.30 mgll untuk HOD. Pada aliran pasang ('l'abcl 4) HOI)

yang terukur di stasiun H cukup rendah dengan rata-rata 9.08 mgll dan cenderung meningkat

ke dalam aliran, bahkan tertinggi pada stasiun B sebesar 12.53 mg/l.

Masuknya air dari sungai Kapuas pada saat aliran pasang temyata mampu

menurunkan konsentasi BOD dan meningkatkan DO dalam aliran sungai Jawi. Hal tersebut

dapat dibuktikan dengan penykuran pada stasiun H, &mana pada saat aliran surut BOD

mencapai 13.39 mgil dan DO sebesar 2.10 mgl (Tabel 2), sedangkan pada saat aliran pasang

BOD turun menjadi 9.08 mg/l dan DO meningkat menjadi 6.30 (Tabel 4).

Proses penyraian bahan organik di suatu sungai sangat ditentukan oleh

keseimbangan DO dalam air sungai yang bersangkutan. Pasokan oksigen terlarut pada aliran

sungai Jawi lebih banyak berasal dari sungai Kapuas pada saat pejalanan air pasang dengan

rata-rata sebesar 6.30 mgll (stasiun H) sebagaimana ditampilkan pada Tabel 4. Sebaliknya

saat air surut, dimana pasokan oksigen hanya berasal d m sisa air pasang, hasil fotosintesis

tumbuhan dan difusi dari udara telah menurun di perairan yang berkisar antara 2.10 mg/l

sampai dengan 2.66 mgA (Tabel 2). Efluen drainase yang masuk ke dalam aliran sungai Jawi

hanya sedikit menambah pasokan oksigen terlarut karena debitnya yang cukup kecil antara

0.20 m3/dt - 2.37 mqdt dan kandungan oksigennya juga rendah (berkisar dari 2.38 mg/l -

2.73 mdl) (Tabel 3). Kecerahan air diynakan untuk menentukan lapisan eufotik

sehubungan dengan pendugaan DO hasil fotosintesis dan untuk respirasi.

4.2 Beban dan Selj2'urjficu1ion Bahan Organik

4.2.1 Sumber Masukan

Beban bahan organik yang diasumsikan dengan BOD dari tiap sumber masukan

dihitung hersama dengan faktor-faktor se!f~purifica~ion dalam 1,atnpiran 16 sampai 19,

sedangkan perhitungan behan dari sungai Kapuas saat air pasang ditampilkan pada 1,atnpiran

20 sampai 23. Perhitungan .selflpurifica(ion dilakukan terhadap data tiap kali pengukuran

dimaksudkan untuk melihat kecenderungan kondisi tiap waktu penykuran. Secara ringkas,

variasi besarnya masukan bahan organik dari tiap sumber pada saat surut dengan nilai antara

0.0954 - 1.7741 tonlhari disajikan dalam Tahel 5 dan Gamhar 3. Pengujian keragaman

beban bahan organik dari tiap sumber masukan (Lanipiran Z4),meriunjuidtan perbedaan

beban sangat nyata dari tiap sumber masukan dan ulangan pengukuran. Sumber masukan

dari drainase Jalan Merdeka cukup besar dengan rata-rata 1.4565 tonhari dengan prosentase

sebesar 50.7%.

Pengaruh beban sepanjang aliran sungai Jawi pada saat surut ditampilkan pada Gambar

4. Aliran air dari Stasiun A menjadi hehan hagi aliran Sungai Jawi itu sendiri, karena laju

aliran yang sangat lamhat sehingga sebagian bahan organik tidak dapat mencapai muara pada

saat aliran sumt. Selain itu banyaknya tumbuhan air seperti kangkung air yang ditanam

penduduk di sepanjang aliran dari stasiun A sampai C, mempunyai peranan menghambat laju

aliran air yang mengakibatkan peningkatan se&men dalam perairan dan menyediakan nutrien

untuk organisme penyrai, yang ditunjukkan dengan tingginya BOD pada stasiun B dan C

dari setiap ulangan pengdaran. Bahan organik yang terakumulasi pada sedimen di

sepanjang aliran me'ngakibatkan tingginya kandungan bahan organik pada perairan.

Masukan dari drainase kota lainnya relatif kecil, bahkan sedikit mengencerkan konsentrasi

Tabel 5. Konsentrasi BOD dan Beban Bahan Organik Dari Tiap Sumber Masukan Saat Aliran Surut

Keterangan : Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang salna berarti tidak berbeda pada taraf BNT 1% dan BNT 5%

.- .. Sumber Masukan A Whd swg Ghz Pdh Mdk A mdh

50 7%

Gambar 3. Diagram Persentase Beban Bahan Organik Menurut Sumber Masukan Saat Aliran Surut

BOD5 (m@)

12.30

-

14.55

14.40

-

16.80

12.30

-

16.50

12.60

-

15.90

1 13.50

-

14.10

14.10

-

15.30

. -- -.

Beban Bahan Organik (tonihari)

Kisaran

-

Rata-rata

0.5161

-

0.8284

0.0954 - 0.1708

0.1604 - 0.3292

0.1779 - 0.3232

0.1146

-

0.1670

1.1093

-

1.7741

0.6745 e

0.1342 ab

0.2504 cd

0.2260 c

0.1306 a

[image:144.616.70.504.31.770.2]

A - B 6 - C C - D D - E E - f F - G G - H

Lokas~ dl Sungal .law1

!@A mwhd Oswg Ughz mpdh Bmdk

Garnbar 4. Pengaruh Sumber Masukan Terhadap Beban BOD di Suatu Lokasi dalam

Sungai Jawi Saat Aliran Surut

4.2.2 Selft'urifica~ion

Penentuan konstanta f = K2/K1 sangat ditentukan oleh debit, konsentrasi BOD, waktu

tempuh aliran, DO dan suhu air. Data rata-rat