EVALUASI DAYA DUKUNG SUNGAI DELI MELALUI KEMAMPUAN PROSES SELF PURIFICATION (Point Source : Anak Sungai Simei-mei, Desa Kuala Simeme)

TA/TL-USU/2019/105. EVALUASI DAYA DUKUNG SUNGAI DELI MELALUI KEMAMPUAN PROSES SELF PURIFICATION (Point Source : Anak Sungai Simei-mei, Desa Kuala Simeme). TUGAS AKHIR. Oleh. FADHILA 140407001. Pembimbing Ir. Kartini Noor Hafni, MT.. PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2019. Universitas Sumatera Utara.

EVALUASI DAYA DUKUNG SUNGAI DELI MELALUI KEMAMPUAN PROSES SELF PURIFICATION (Point Source : Anak Sungai Simei-mei, Desa Kuala Simeme). TUGAS AKHIR. Oleh. FADHILA 140407001. TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK. PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2019. Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara. Scanned by CamScanner.

Universitas Sumatera Utara. Scanned by CamScanner.

KATA PENGANTAR Puji dan syukur saya ucapkan kepada ALLAH SWT, karena atas berkat rahmat dari ALLAH SWT, serta dukungan dari berbagai pihak, maka saya dapat menyelesaikan menyelesaikan proposal skripsi dengan judul “EVALUASI. DAYA DUKUNG. SUNGAI DELI MELALUI KEMAMPUAN PROSES SELF PURIFICATION (Point Source: Anak Sungai Simeimei, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara)” ini dengan baik dan tepat waktu. Laporan proposal tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk mengerjakan tugas akhir pada program Strata-1 di Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Penulis menyadari dalam penyusunan proposal tugas akhir ini tidak akan selesai tanpa bantuan dari berbagai pihak. Karena itu pada kesempatan ini saya ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Ayah dan Ibu terkasih dan tercinta atas doa restu, kasih sayang, dan dukungan moril serta materil yang membantu penulis dapat menyelesaikan laporan hasil tugas akhir. 2. Ibu Ir. Netti Helina., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Dr. Amir Husin, S.T., M.T selaku Wakil Ketua Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dan selaku Dosen Penguji 1. 4. Ibu Ir. Kartini Noor Hafni., MT selaku Dosen Pembimbing 1 yang senantiasa membimbing dan memberikan saran setiap harinya. 5. Bapak Ir. Joni Mulyadi., MT selaku Dosen Penguji 2 atas masukan dan saran dalam penyusunan laporan hasil ini. 6. Ibu Isra’ Suryati S.T., M.Si selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Sumatera Utara 7. Bapak dan Ibu dosen Teknik Lingkungan USU yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan selama menjalani perkuliahan. 8. Seluruh Staf administrasi Teknik Lingkungan USU yang telah membantu penulis mengurus seluruh administrasi selama menjalani tugas akhir ini. 9. Teman-teman seperjuangan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Stambuk 2014 atas semangat, bantuan, kekompakan, dan kerjasamanya selama masa perkuliahan.. Universitas Sumatera Utara.

10. Teman-teman satu tim Sungai Deli, atas duka dan sukanya yang dijalani selama penelitian. 11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu-persatu. Penulis menyadari laporan hasil tugas akhir ini tidak luput dari berbagai kesalahan dan kekurangan. Untuk itu penulis membutuhkan saran dan kritik yang membangun. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi pembaca dan semua pihak.. Medan,. November 2018. Fadhila. Universitas Sumatera Utara.

ABSTRAK Daerah Aliran Sungai (DAS) Deli merupakan daerah aliran sungai yang mencakup sebagian wilayah yang terletak di Kabupaten Karo, Deli Serdang dan Kota Medan dengan hulu sungainya di Kabupaten Karo (Sibolangit) dan Deli Serdang serta bermuara di Belawan. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis daya kualitas air parameter pH, Suhu, DO, BOD, dan COD di Sungai Deli di Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang berdasarkan baku mutu kualitas air menurut PP Nomor 82 Tahun 2001, serta untuk melihat daya dukung sungai melalui kemampuan proses self purification. Proses self purification yang terjadi dapat digambarkan dengan kurva pengurangan oksigen dengan persamaan streeter-phelps. Pemodelan streeter-phelps terbatas pada dua fenomena yaitu proses pengurangan oksigen terlarut (deoksigenasi) dan proses peningkatan oksigen terlarut (raerasi). Parameter yang digunakan untuk pemodelan streeter-phelps adalah DO dan BOD. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kualitas air di Sungai Deli di Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang masuk dalam kriteria mutu air kelas II dan dari hasil pemodelan menunjukkan bahwa adanya kemampuan pemurnian diri yang dimiliki badan air dengan nilai purifikasi alami (f) sebesar 4,19 dimana laju deoksigenasi (K) = 1,04/ hari dan laju raerasi (R) = 4,3/hari. Laju rearasi yang tinggi menyebabkan kemampuan pemurnian diri yang dimiliki badan air juga tinggi. Kata kunci : Self purification, streeter-phelps, Sungai Deli, DO, BOD. Universitas Sumatera Utara.

ABSTRACT Deli watersheds is a watershed that covers part of the area located on Karo Regency, Deli Serdang Regency and Medan City with upstream of the river in Karo Regency (Sibolangit) and Deli Serdang and empties into Belawan. This research was conducted to analyze the water quality parameters of pH, Temperature, DO, BOD, and COD in Deli River, Kwala Simeme Village, Namorambe sub-district based on water quality standards according to PP No. 82 of 2001, and to see the carrying capacity of the river through the ability of the self purification process. The process of self purification that occurs can be described by oxygen reduction curves with street-phelps equations. Streeter-phelps modeling is limited to two phenomena, namely the process of reducing dissolved oxygen (deoxygenation) and the process of increasing dissolved oxygen (raerasi). The parameters used for streeter-phelps modeling are DO and BOD. The results showed that the water quality in the Deli River in Kwala Simeme Village, Namorambe Subdistrict was included in the class II water quality criteria and from the modeling results showed that there was the ability of self-purification of water bodies with natural purification values (f) = 4.2 where the deoxygenation rate (K) = 1.04 / day and the rate of reration (R) = 4.37 / day. The high rate of rearation causes the body's self-purification ability to be high. Keywords: Self purification, streeter-phelps, Deli River, DO, BOD. Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI ..........................................................................................................i DAFTAR TABEL ..................................................................................................iv DAFTAR GAMBAR..............................................................................................v DAFTAR RUMUS ................................................................................................vi DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................vii. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................................I-1 1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................I-6 1.3 Tujuan Penelitian .........................................................................................I-6 1.4 Ruang Lingkup ...........................................................................................I-6 1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................................I-7. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sungai ...........................................................................................................II-1 2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS) ........................................................................II-1 2.2.1 Batas-batas Administratif DAS Deli........................................................II-2 2.3 Kualitas Air ...................................................................................................II-2 2.3.1 Parameter-Parameter Kualitas Air ...........................................................II-3 2.3.1.1 Parameter Fisika .................................................................................II-3 2.3.1.2 Parameter Kimia .................................................................................II-3 2.4 Sumber Pencemar .........................................................................................II-7 2.5 Pencemaran Air .............................................................................................II-8 2.6 Pengertian Self Purification ..........................................................................II-9 2.6.1 Proses Self Purification............................................................................II-11 2.6.2 Proses Dekomposisi dan Deoksigenasi ..................................................II-14 2.6.3 Proses Raerasi ..........................................................................................II-15 2.6.4 Proses Pengenceran .................................................................................II-17. i Universitas Sumatera Utara.

2.6.5 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Self Purification ..........................II-17. BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Umum...........................................................................................................III-1 3.2 Lokasi Penelitian ..........................................................................................III-2 3.3 Tahapan – Tahapan Penelitian .....................................................................III-4 3.4 Metode Penelitian ........................................................................................III-6 3.4.1 Teknik Pengambilan Data .....................................................................III-6 3.4.2 Teknik Pengumpulan Data ....................................................................III-6 3.4.1 Teknik Analisis Data .............................................................................III-7 3.5 Analisis Data Penelitian ...............................................................................III-11 3.5.1 Analisis Kualitas Air di Lokasi Penelitian ............................................III-12 3.5.2 Analisis Proses Self Purification Oleh Sungai Deli di Lokasi Sampling ...............................................................................................III-12 3.5.3 Perbandingan Kualitas Air di Lokasi Penelitian Dengan Baku Mutu Kriteria Berdasarkan Kelas ...................................................................III-14. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambaran Umum Penelitian ........................................................................IV-1 4.2 Lokasi Penelitian ..........................................................................................IV-1 4.3 Analisis Kualitas Air Sungai Deli di Lokasi Penelitian ...............................IV-4 4.3.1 pH ..........................................................................................................IV-4 4.3.2 Suhu .......................................................................................................IV-5 4.3.3 DO .........................................................................................................IV-5 4.3.4 BOD.......................................................................................................IV-6 4.3.5 COD.......................................................................................................IV-7 4.4 Proses Self Purification Oleh Sungai Deli Di Lokasi Sampling ..................IV-8 4.4.1 Menentukan Laju Deoksigenasi (K) dan Raerasi (R) ...........................IV-8 4.4.2 Konsentrasi BOD dan DO Model .........................................................IV-12 4.4.3 Zona Self Purification Di Lokasi Penelitian..........................................IV-14 4.5 Hubungan Antara Konsentrasi Aktual dan Model .......................................IV-15 4.6 Klasifikasi Kelas Sungai ..............................................................................IV-17. ii Universitas Sumatera Utara.

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ..............................................................................................V-1 5.2 Saran ........................................................................................................V-2. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN. iii Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu Mengenai Analisis Kemampuan Self Purification......................................................................................I-3 Tabel 1.2 Titik Koordinat Lokasi Pengambilan Sampel.........................................I-7 Tabel 2.1 Hubungan Antara Suhu Dengan Konsentrasi Oksigen Terlarut Maksimum Pada Tekanan 1 Atmosfer. ..................................................II-4 Tabel 2.2 Nilai Konstanta Pemurnian Alami ..........................................................II-13 Tabel 2.3 Konstanta Raerasi Pada Suhu 20°C ........................................................II-15 Tabel 3.1 Lokasi Titik Sampel Sungai Deli di Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang, Provinsi Sumatera Utara ...............................III-4 Tabel 3.2 Lokasi Pengambilan Sampel Air dan Hasil Pengukuran Lapangan .......III-7 Tabel 3.3 Pengenceran ............................................................................................III-8 Tabel 3.4 Kualitas Air Sungai di Lokasi Penelitian...............................................III-13 Tabel 3.5 Proses Self Purification Sungai Deli, Desa Kwala Simei-mei, Kecamatan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang ................................III-12 Tabel 4.1 Lokasi Pengambilan Sampel Air dan Hasil Pengukuran Lapangan ......IV-7 Tabel 4. 2 Perhitungan Konstanta Deoksigenasi (K) dan Reaerasi (R) Untuk Proses Self Purification .........................................................................IV-11 Tabel 4. 3 Nilai Kecepatan Deoksigenasi dan Raetasi Penelitian Terdahulu .........IV-12. iv Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Faktor Yang Mempengaruhi Konsentrasi Oksigen Terlarut (DO) di Air .. II-6. Gambar 2.2. Tahapan Dalam Self Purification ......................................................II-11. Gambar 2.3. Pengurangan Oksigen dan Penyisihan BOD.....................................II-12. Gambar 2.4. Kurva Deoksigenasi, Reoksigenasi, dan Pengurangan Oksigen .......II-14. Gambar 3.1. Peta Pembagian DAS, WS Belawan-Ular-Padang, Balai Wilayah Sungai Sumatera II, Propinsi Sumatera Utara .................................III-2. Gambar 3.2. Lokasi Pengambilan Sampel ............................................................III-3. Gambar 3.3. Tahap-Tahap Penelitian ...................................................................III-5. Gambar 3.4. Flowchart Metode Penelitian ............................................................III-11. Gambar 3.5. Diagram Alir Analisis Data Primer...................................................III-12. Gambar 4. 1 Grafik pH ..........................................................................................IV-4 Gambar 4. 2 Grafik Suhu .......................................................................................IV-5 Gambar 4. 3 Grafik Konsentrasi DO .....................................................................IV-5 Gambar 4. 4 Grafik Konsentrasi BOD...................................................................IV-7 Gambar 4. 5 Grafik Konsentrasi COD...................................................................IV-8 Gambar 4. 6 Grafik BOD Model ...........................................................................IV-13 Gambar 4. 7 Grafik Oxygen Sag Curve pada Badan Sungai Deli, Desa Kwala Simeme, Kecamatan Namorambe ........................................IV-14 Gambar 4. 8 Grafik Self Purification Di Lokasi Penelitian. ..................................IV-15 Gambar 4. 9 Grafik Perbandingan Nilai Konsentrasi Antara BOD Aktual dengan BOD Model ..........................................................................IV-16 Gambar 4. 10 Grafik Perbandingan Nilai Konsentrasi DO Aktual dan DO Model IV-17 Gambar 4. 11 Grafik Perbandingan DO dengan Baku Mutu Kelas II ............................IV-18 Gambar 4. 12 Perbandingan BOD dengan Baku Mutu Kelas II ....................................IV-18 Gambar 4. 13 Perbandingan COD dengan Baku Mutu Kelas II ....................................IV-19. v Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR RUMUS Rumus 2.1. Kadar Oksigen Terlarut Jenuh ........................................................... II-5. Rumus 2.2. Defisit Oksigen .................................................................................. II-12. Rumus 2.3. Laju Pengurangan DO ...................................................................... II-12. Rumus 2.4. Laju Pemurnian Diri .......................................................................... II-13. Rumus 2.5. Defisit Oksigen .................................................................................. II-13. Rumus 26. Defisit Oksigen .................................................................................. II-13. Rumus 2.7. Nilai BOD Ultimate ........................................................................... II-14. Rumus 2.8. Konstanta Deoksigenasi .................................................................... II-14. Rumus 2.9. Laju Raerasi ....................................................................................... II-16. Rumus 2.10. Konstanta Reaerasi ............................................................................ II-16. Rumus 2.11. Variasi koefisiensi difusi molekular terhadap temperatur ................. II-16. Rumus 2.12. Konsentrasi Campuran ...................................................................... II-17. vi Universitas Sumatera Utara.

DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Sertifikat Hasil Lab LAMPIRAN B Data Penelitian Dan Tabel Perhitungan LAMPIRAN C Dokumentasi. vii Universitas Sumatera Utara.

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang. Sungai adalah tempat-tempat dan wadah-wadah serta jaringan pengaliran air mulai dari mata air sampai muara dengan dibatasi kanan dan kirinya serta sepanjang pengalirannya oleh garis sempadan (Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 35 Tahun 1991). Sungai Deli merupakan salah satu induk sungai pada Satuan Wilayah Sungai (SWS) Belawan/Belumai Ular dengan 5 (lima) anak sungai. Panjang sungai sekitar 73 km dengan luas basin 402 km2. Sungai Deli beserta anak dan ranting sungai mengalir dari Kabupaten Karo, Kabupaten Deli Serdang dan melintasi Kota Medan sebelum bermuara ke Selat Malaka. Bagian hulu sungai pada umumnya berada di Kabupaten Karo dan Kabupaten Deli Serdang, sedangkan bagian tengah dan hilir berada di Kota Medan. Air sungai Deli bagian hulu dimanfaatkan untuk irigasi, rekreasi air, serta air baku air minum (Bapedaldasu, 2007). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air menyebutkan bahwa air merupakan salah satu sumber daya alam yang memiliki fungsi yang sangat penting bagi kehidupan berbagai makhluk hidup termasuk manusia. Air yang kualitasnya buruk akan mengakibatkan kondisi lingkungan hidup menjadi buruk sehingga akan mempengaruhi kondisi kesehatan dan keselamatan manusia serta kehidupan makhluk hidup lainnya. Kemampuan sungai dalam memperbaiki dirinya dari unsur pencemar dikenal dengan self purification. Kemampuan self purification sungai dapat terjadi karena adanya penambahan konsentrasi oksigen terlarut dalam air yang berasal dari udara. Kandungan oksigen di dalam air akan menerima tambahan akibat turbulensi sehingga berlangsung perpindahan (difusi) oksigen dari udara ke air yang disebut proses reaerasi (Dyah, 2012). Dalam Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 110 Tahun 2003 menyatakan bahwa ada 2 metode untuk menetapkan daya tampung beban pencemaran air pada sumber air, yaitu metode neraca massa dan metode streeter-phelps. Metoda Neraca. Universitas Sumatera Utara.

Massa adalah metoda penetapan daya tampung beban pencemaran air dengan menggunakan perhitungan neraca massa komponen-komponen sumber pencemaran, sedangkan metoda streeter-phelps adalah metoda penetapan daya tampung beban pencemaran air pada sumber air dengan menggunakan model matematik yang dikembangkan oleh streeter-phelps. Model matematis yang digunakan untuk mensimulasikan kualitas air dan proses pembersihan diri dari badan air adalah alat penting untuk mendukung manajemen sumber daya air yang efektif (Joao Paulo.,et al, 2015). Model streeter-phelps menggambarkan kebutuhan oksigen yang menurun di sungai atau aliran sepanjang jarak tertentu karena kebutuhan oksigen untuk degradasi biokimia. Perubahan kandungan oksigen dari perairan yang tercemar dari waktu ke waktu dapat dipelajari dengan menggunakan kurva oksigen terlarut terlarut (Von Sperling, 2014). Konsentrasi oksigen terlarut (DO) dalam badan sungai diketahui dengan menentukan besaran deoksigenasi dan reaerasi menggunakan persamaan model matematis streeterphelps yang menggambarkan variasi pengurangan oksigen dengan jarak aliran sebagai kurva pengurangan oksigen (Vandra, Beni., Sudarno dan Winardi Dwi Nugraha, 2016) Adapun penelitian-penelitian terdahulu mengenai analisis kemampuan self purification sungai dapat dilihat dalam Tabel 1.1.. I-2 Universitas Sumatera Utara.

Tabel 1. 1 Penelitian Terdahulu Mengenai Analisis Kemampuan Self purification No. Nama. Tahun. Judul Penelitian. 1. Menezes Paulo oao Cunha de, et all. 2015. Deoxygenation rate, reaeration and potential for self-purification of a small tropical urban stream. 2. Tian Shimin, Wang Zhaoyin and Shang Hongxia. 2011. Study on the SelfPurification of Juma River. 3. Arbie, Rahmat Randy., Winardi Dwi Nugraha dan. 2015. Studi Pengetahuan Kemampuan Pada Sungai Progo Ditinjau dari Parameter Organik DO. Hasil Peneltian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi dampak pencemaran organik pada kualitas air dan kapasitas asimilatif bahan organik dalam aliran Ribeirão Vermelho yang terletak di kota Lavras di Minas Gerais. Tingkat deoksigenasi (K1) dan reaeration (K2) ditentukan dan diuji dalam tiga segmen Ribeirão Vermelho selama dua musim (musim panas dan musim dingin). Simulasi proses pemurnian dilakukan menggunakan model Streeter-Phelps. Nilai K1 dan K2 tertinggi terjadi selama periode musim dingin yang dicirikan oleh aliran yang lebih rendah. Simulasi profil oksigen terlarut dan permintaan oksigen biologis sesuai dengan model dengan baik, menunjukkan prevalensi deoksigenasi karbon karena nitrifikasi dan juga menunjukkan pentingnya reaerasi alami sebagai bagian dari proses pemurnian. Respon yang berbeda diamati selama musim dingin, di mana nilai produktivitas primer yang tinggi berdiri di aliran proses reaerasi. Nilai kebutuhan oksigen biologis tidak memenuhi batas yang direkomendasikan oleh Resolusi Kementerian Lingkungan Hidup 357/2005 di seluruh sistem sungai dan seluruh periode penelitian. Kesimpulannya, Ribeirão Vermelho tidak dapat membersihkan diri sepanjang panjangnya, dan kualitas air dipengaruhi oleh buangan limbah yang meningkatkan degradasi. Sungai Juma memiliki kemampuan pemurnian yang baik untuk polutan organik seperti fosfat dan nitrogen, namun untuk polutan ion logam berat, sungai ini memiliki kemampuan pemurnian yang kecil. Dengan menganalisis kemampuan absorpsi tanaman air Myrophyllum spicatum, juga disimpulkan bahwa tanaman ini memiliki kemampuan yang sangat baik dalam melakukan absorpsi polutan organik. Kualitas Air Unruk Parameter Organik DO Dan BOD Tidak Memenuhi Baku Mutu Kelas 1. Penurunan BOD Dan Grafik Oxygen Sag Menunjukkan Pemulihan Secara Alami Konsentrasi DO Pada Sungai Sehingga Nilai DO Kembali Ke Nilai. I-3 Universitas Sumatera Utara.

No. 4. 5. 6. Nama Sudarno.. Vandra, Beni., Sudarno dan Winardi Dwi Nugraha. Omole D.O., Adewumi L.K., Longe E.O. and Ogbiye A.S.. Maamar Mokadem, Djillali Achour and Amine Cherif E.l.. Tahun. 2016. Judul Penelitian dan Bod (Point Source: Limbah Sentra Tahu Desa Tuksono Kecamatan Sentolo Kabupaten Kulon Progo, Provinsi D.I.Yogyakarta) Studi Analisis Kemampuan Self Purification Pada Sungai Progo Ditinjau Dari Parameter Biological Oxygen Demand (BOD) Dan Dissolved Oxygen (DO) (Studi Kasus : Buangan (Outlet) Industri Tahu Skala Rumahan Kecamatan Lendah Kabupaten Kulon Progo, Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta). Hasil Peneltian Saturasinya.. Kualitas Air Untuk Parameter DO (Dissolved Oxygen) Pada Semua Titik Pengambilan Tidak Memenuhi Baku Mutu Jika Mengacu Pada Ketentuan Peruntukan Kelas I Kecuali Di Titik 1 Dan Titik 2. Untuk Proses Purifikasi Sendiri Didapatkan Nilai Konstanta Deoksigenasi (K) Sebesar 0,0017/Menit Dan Nilai Konstanta Reaerasi Sebesar 0,0077/ Menit. Terlihat Bahwa Tidak Terjadi Proses Purifikasi Dimana Ditunjukkan Dengan Peningkatan Konsentrasi BOD Mendekati Hilir Dan Fluktuatifnya Konsentrasi DO.. 2012. Study Of Auto Purification Capacity Of River Atuwara In Nigeria. Kemampuan pemurnian diri sungai secara alami yang sudah dibatasi oleh tingkat saturasi DO yang relatif rendah semakin terancam oleh limbah yang dibuang ke dalamnya pada berbagai interval. Beberapa limbah yang non-biodegradable dan asam juga ditemukan mengganggu proses pemurnian-otomatis sungai. Air dari Sungai Atuwara membutuhkan perawatan sebelum dapat dianggap aman dikonsumsi oleh pengguna saat ini.. 2014. Study of Self-Purification Capacity in the SemiArid Zones: Case of WadiCheliff, (Northern Algeria). Wadi Cheliff memiliki kapasitas yang normal tetapi terbatas untuk memurnikan diri sendiri dari banyak polutan terutama penolakan air limbah domestik di musim kemarau. Kurva DO sepanjang wadi Cheliff menampilkan kecenderungan sinusoidal yang menunjukkan bahwa proses pembersihan diri wadi sedang. I-4 Universitas Sumatera Utara.

No. Nama. Tahun. Judul Penelitian. Hasil Peneltian terganggu pada bagian beberapa interval tersebut.. I-5 Universitas Sumatera Utara.

Dalam penelitian ini, ingin diketahui Daya Dukung Sungai Deli Dalam Melakukan Kemampuan Proses Self Purification dengan Point Source: Anak Sungai Simei-mei Desa Kuala Simeme. Diharapkan dari penelitian ini dapat diketahui seberapa besar kemampuan Sungai Deli bagian hulu tepatnya di Desa Kuala Simeme dalam memperbaiki diri sendiri dengan metode streeter phelps. 1.2 Rumusan Masalah Melalui latar belakang yang telah dipaparkan maka dapat dijabarkan beberapa permasalahan yang dapat dijadikan sebagai rumusan masalah pada penelitian yang berjudul Evaluasi Daya Dukung Sungai Deli Melalui Kemampuan Proses Self Purification (Point Source: Anak Sungai Simeme, Desa Kuala Simeme) dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Bagaimana daya tampung Sungai Deli di Desa Kuala Simeme dalam menerima beban pencemaran parameter pH, Suhu, DO, BOD, dan COD yang masuk ke badan air sungai? 2. Bagaimana kemampuan badan air Sungai Deli Desa Kuala Simeme dalam melakukan proses self purification? 1.3. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini di dapatkan dari pemaparan rumusan masalah. Adapun tujuan dari penelitian ini dengan judul Evaluasi Daya Dukung Sungai Deli Melalui Kemampuan Proses Self Purification (Point Source: Anak Sungai Simei-mei, Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe) dapat diuraikan sebagai berikut: 1. Untuk mengetahui daya tampung beban pencemaran Sungai Deli di Desa Kuala Simeme parameter pH, Suhu, DO, BOD, dan COD 2. Untuk Mengetahui kemampuan badan air Sungai Deli di Desa Kuala Simeme dalam melakukan proses self purification. 1.4 Ruang Lingkup Ruang lingkup dalam penelitian Evaluasi Daya Dukung Sungai Deli Melalui Kemampuan Proses Self Purification (Point Source: Anak Sungai Simei-mei, Desa Desa Kuala Simeme) merupakan batasan-batasan masalah yang akan dilakukan dalam mencapai tujuan penelitian. Adapun ruang lingkup dalam penelitian dapat diuraikan sebagai berikut : I-6 Universitas Sumatera Utara.

1. Sungai yang menjadi objek penelitian adalah bagian dari hulu Sungai Deli yang terletak di sekitar Desa Kuala Simeme Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara dengan panjang sungai Deli yang dipilih ± 2 km. Adapun koordinat titik pengambilan sampel dapat di lihat pada Tabel 1.2 berikut ini. Tabel 1. 2 Titik Koordinat Lokasi Pengambilan Sampel. 2.. Titik US0. E 03º27’56.28’’. N 098º40’32.56’’. PS. 03º27’49.73’’. 098º40’42.50’’. US1. 03º28’01.48’’. 098º40’43.52’’. US2. 03º28’09.91’’. 098º40’41.91’’. US3. 03º28’21.02’’. 098º40’39.94’’. US4 US5. 03º28’29.77’’ 03º28’39.15’’. 098º40’34.57’’ 098º40’41.05’’. Analisis kualitas air yang diukur secara insitu adalah parameter pH, temperature, Dissolved Oxygen (DO) kemudian dilakukan analisis di laboratorium untuk parameter Biochemichal Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD). Point source dalam penelitian ini adalah anak sungai simeimei, selanjutnya effluent yang masuk ke dalam sungai Deli tidak diperhitungkan.. 3.. Pengambilan sampel dan analisis sampel dilakukan bersama dengan Natari Fiori dan Nuzuliah Rahmah, dimana data yang didapatkan dapat digunakan bersamasama sesuai dengan kebutuhan penelitian masing-masing.. 1.5 Manfaat Penelitian Adapun manfaat dalam penelitian dengan judul Evaluasi Daya Dukung Sungai Deli Melalui Kemampuan Proses Self Purification (Point Source: Anak Sungai Simeimei, Desa Kuala Simeme) dapat diuraikan sebagai berikut : 1. Memberikan informasi mengenai daya dukung Sungai Deli Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe yang hasilnya dapat dijadikan masukan kepada stake holder/ pemangku kepentingan dalam mengeluarkan kebijakan public agar tujuan DAS Deli dapat menjadi sumber daya air yang berkelanjutan untuk Kota Medan. 2. Sebagai informasi untuk pengelolaan Sungai Deli yang lebih baik dan sebagai bahan pertimbangan dalam pemberian izin pembuangan limbah ke badan air sungai Deli.. I-7 Universitas Sumatera Utara.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sungai Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia (PerMen PU PR RI) Nomor 28 Tahun 2015 di dalam pasal 1 ayat (1) menyatakan bahwa sungai adalah alur atau wadah air alami dan/atau buatan berupa jaringan pengaliran air beserta air di dalamnya mulai dari hulu sampai muara dengan dibatasi kanan dan kiri oleh garis sempadan. Sungai merupakan salah satu ekosistem, yaitu suatu sistem ekologi yang terdiri atas komponen-komponen yang saling berintegrasi sehingga membentuk suatu kesatuan (Asdak, 1995). Sungai dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu: hulu, tengah dan hilir. Soemarwoto (1982) dalam Asdak (1995) menyebutkan bahwa sistem ekologi di daerah hulu pada umumnya dapat dipandang sebagai suatu ekosistem pedesaan. Pada bagian hulu, penggunaan lahan sebagian besar merupakan daerah yang digunakan untuk perkebunan, pertanian dan hutan (Asdak, 1995). 2.2. Daerah Aliran Sungai (DAS) Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia (PerMen PU PR RI) Nomor 28 Tahun 2015 di dalam pasal 1 ayat (6) menyatakan bahwa daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke laut secara alami yang batas di darat merupakan pemisah topografi dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. DAS secara umum didefinisikan sebagai suatu hamparan wilayah/kawasan yang dibatasi oleh pembatas topografi (punggung bukit) yang menerima, mengumpulkan air hujan, sedimen, dan unsur hara serta mengalirkannya melalui anak-anak sungai dan keluar pada sungai utama ke laut atau danau. DAS merupakan ekosistem, dimana unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan di dalamnya terdapat keseimbangan inflow dan outflow dari material dan energi.. Universitas Sumatera Utara.

Dalam mempelajari ekosistem DAS, dapat diklasifikassikan menjadi daerah hulu, tengah, dan hilir (Direktorat Kehutanan dan Konservasi Sumberdaya Air, 2008). 2.2.1 Batas-batas Administratif DAS Deli Sungai Deli beserta anak dan ranting sungainya mengalir dari Kabupaten Karo, Kabupaten Deli Serdang dan melintasi Kota Medan sebelum bermuara ke Selat Malaka. Bagian hulu sungai pada umumnya berada di Kabupaten Karo dan Kabupaten Deli Serdang, sedangkan bagian tengah dan hilir berada di Kota Medan. Menurut data Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Wampu Sei Ular (2002), DAS (Daerah Aliran Sungai) Deli merupakan Daerah Aliran Sungai di Provinsi Sumatera Utara dengan luas 47.298,01 Ha. Daerah Aliran Sungai Deli terbentang antara 3°13'35,50'' - 3°47'06,05'' garis Lintang Utara dan 98°29'22,52'' - 98°42'51,23'' Bujur Timur. Secara adminitrasi DAS Deli berada pada 3 (tiga) Kabupaten yaitu Kabupaten Karo seluas 1,417.65 Ha (3%), Kabupaten Deli Serdang seluas 29,115.20 Ha (61.56 %) dan Kota Medan seluas 16,765.16 Ha (35.45 %). Adapun Batas DAS Deli adalah sebagai berikut : Sebelah Utara. : Daerah Aliran Sungai Belawan.. Sebelah Selatan. : Daerah Aliran Sungai Wampu.. Sebelah Barat. : Daerah Aliran Sungai Belawan.. Sebelah Timur. : Daerah Aliran Sungai Batang Kuis.. 2.3.. Kualitas Air. Berdasarkan Peraturan Pemerintah (PP) Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, kualitas air dikelompokkan dalam klasifikasi mutu air yang ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas, yaitu: 1. Air kelas I adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. 1. Air kelas II adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, petemakan, air untuk mengairi. II-2 Universitas Sumatera Utara.

pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. 2. Air kelas III adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air dengan kegunaan tersebut. 3. Air kelas IV adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sarna dengan kegunaan tersebut. 2.3.1 Parameter – Parameter Kualitas Air 2.3.1.1 Parameter Fisika A. Temperature Menurut Haslam (1995) dalam Effendi (2003), peningkatan suhu menyebabkan penurunan kelarutan gas dalam air, misalnya gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya. Selain itu, peningkatan suhu juga menyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi air, dan selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen. 2.3.1.2 Parameter Kimia A. pH Untuk memenuhi syarat suatu kehidupan, air harus mempunyai pH sekitar 6,5-7,5. Air akan bersifat asam atau basa tergantung besar kecilnya pH. Bila pH < 6,5 maka air tersebut bersifat asam, sedangkan air yang mempunyai pH > 7,5 maka bersifat basa. Air limbah dan bahan buangan industri akan mengubah pH air yang akhirnya akan mengganggu kehidupan biota akuatik yang sensitif terhadap perubahan pH (Wardhana, 2004). B. Dissolved Oxygen (DO) Menurut Anggriawan (2003) dalam Salmin (2005), oksigen terlarut (DO) adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbs atmosfer/udara. Oksigen terlarut di suatu perairan sangat berperan dalam proses penyerapan makanan oleh makhluk hidup dalam air. Untuk mengetahui kualitas air dalam suatu perairan, dapat dilakukan dengan mengamati beberapa parameter kimia seperti oksigen terlarut (DO). Semakin banyak jumlah DO maka kualitas air semakin baik, jika kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi. II-3 Universitas Sumatera Utara.

anaerobik yang mungkin saja terjadi. Oksigen terlarut dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernapasan, proses metabolisme, atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama oksigen dalam suatu perairan berasal dari suatu proses difusi udata bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut. Kandungan oksigen terlarut minimum adalah 2 mg/L dalam keadaan normal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun. Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung kehidupan organisme. Kadar oksigen terlarut juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan musiman, tergantung pada percampuran (mixing) dan pergerakan (turbulence) massa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah (effluent) yang masuk ke badan air. Oksigen terlarut merupakan kebutuhan dasar untuk kehidupan tanaman dan hewan di dalam air. Oksigen terlarut dapat berasal dari proses fotosintesis tanaman air, di mana jumlahnya tidak tetap tergantung dari jumlah tanamannya, dan dari atmosfer (udara) yang masuk ke dalam air dengan kecepatan terbatas. Konsentrasi oksigen terlarut dalam keadaan jenuh bervariasi tergantung suhu dan tekanan atmosfer. Semakin tinggi suhu air, semakin rendah tingkat kejenuhan. Misalnya danau di pegunungan yang tinggi mungkin mengandung oksigen terlarut 20-40% kurang daripada danau pada permukaan laut. Hubungan tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.1 berikut ini. Tabel 2. 1 Hubungan Antara Suhu Dengan Konsentrasi Oksigen Terlarut Maksimum Pada Tekanan 1 Atmosfer Suhu (˚C). Konsentrasi O2 terlarut maksimum (ppm). Suhu (˚C). Konsentrasi O2 terlarut maksimum (ppm). 0. 14.6. 30. 7.6. 10. 11.3. 32. 7.4. 12. 10.8. 34. 7.2. 14. 10.4. 36. 7.0. 16. 10.0. 38. 6.8. 18. 9.5. 40. 6.6. 20. 9.2. 42. 6.4. 22. 8.8. 44. 6.2. II-4 Universitas Sumatera Utara.

Suhu (˚C). Konsentrasi O2 terlarut maksimum (ppm). Suhu (˚C). Konsentrasi O2 terlarut maksimum (ppm). 24. 8.5. 46. 6.0. 26. 8.2. 48. 5.8. 28. 9.9. 50. 5.6. Sumber : Fardiaz, 1992. Kadar oksigen jenuh akan tercapai jika kadar oksigen yang terlarut di perairan sama dengan kadar oksigen yang terlarut secara teoritis. Kadar oksigen tidak jenuh terjadi jika kadar oksigen yang terlarut lebih kecil daripada kadar oksigen secara teoritis. Kadar oksigen yang melebihi nilai jenuh disebut lewat jenuh (super saturasi). Kejenuhan oksigen di perairan dinyatakan dengan persen saturasi. Kadar oksigen jenuh di perairan berada dalam kesetimbangan dengan kadar oksigen di atmosfer. Pada kondisi jenuh tersebut, tidak ada oksigen yang mengalami difusi dari udara ke dalam air dan sebaliknya. Transfer oksigen dari udara ke perairan terjadi melalui proses difusi dan penghilangan oksigen dari perairan ke udara akan terjadi jika kondisi jenuh belum tercapai. Kadar oksigen terlarut pada perairan alami biasanya kurang dari 10 mg/L. Perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan perikanan sebaiknya memiliki kadar oksigen tidak kurang dari 5 mg/L (Effendi, 2003). DO jenuh dapat ditentukan berdasarkan suhu air yang terukur dengan persamaan yang dikemukakan oleh Rau dan Wooten (1980) yang merumuskan kadar DO jenuh (DOs) pada suhu tertentu. Adapun persamaannya dapat dilihat pada persamaan 2.1 berikut ini. DOs = 14.652 – 0.41022 T + 0.007991 T2 – 0.000077774 T3 Keterangan : DOs T. mg/l ................... 2.1. = Kelarutan oksigen jenuh (mg/L) = Suhu air (ºC). Sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer (sekitar 35%) dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton. Difusi oksigen dari atmosfer ke dalam air dapat terjadi secara langsung pada kondisi air diam (stagnant). Difusi juga dapat terjadi karena agitasi atau pergolakan massa air akibat adanya gelombang atau ombak dan air terjun. Pada hakikatnya, difusi oksigen dari. II-5 Universitas Sumatera Utara.

atmosfer ke perairan berlangsung relative lambat, meskipun terjadi pergolakan massa air. Oleh karena itu, sumber utama oksigen di perairan adalah fotosintesis. Gambar 2.1 di bawah menunjukkan faktor yang mempengaruhi konsentrasi DO di air.. Gambar 2. 1 Faktor Yang Mempengaruhi Konsentrasi Oksigen Terlarut (DO) di Air Sumber : Lin, 2007 dan Radwan, 2003. C. Biochemichal Oxygen Demand (BOD) BOD5 adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme dalam lingkungan air untuk memecah (mendegradasi) bahan buangan organik yang ada dalam air menjadi karbondioksida dan air. Proses oksidasi bio-kimia ini berjalan sangat lambat dan dianggap lengkap (95 % - 96 %) selama 20 hari. Tetapi penentuan BOD5 selama 20 hari dianggap masih cukup lama sehingga penentuan BOD5 ditetapkan selama 5 hari inkubasi, maka biasa disebut BOD5. Dengan mengukur BOD5 akan memperpendek waktu dan meminimumkan pengaruh oksidasi ammonia yang juga menggunakan oksigen. Selama 5 hari masa inkubasi, diperkirakan 70 % - 80 % bahan organik telah mengalami oksidasi (Effendi, 2003). BOD5 tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relatif jumlah oksigen (O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan buangan tersebut. Jika konsumsi O2 tinggi yang ditunjukkan dengan semakin kecilnya O2 terlarut, maka berarti kandungan bahan–bahan buangan yang membutuhkan O2 tinggi (Fardiaz, 1992).. II-6 Universitas Sumatera Utara.

D. Chemical Oxygen Demand (COD) Kebutuhan Oksigen Kimia (COD), menggambarkan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologis (biodegradable), maupun yang sukar didegradasi secara biologis (non biodegradable) menjadi CO2 dan H2O (Boyd, 1988 dalam Effendi, 2003). 2.4. Sumber Pencemar Sumber pencemar (polutan) dapat berupa suatu lokasi tertentu (point source) atau tak tentu/tersebar (non point/diffuse source). Sumber pencemar point source misalnya knalpot mobil, cerobong asap pabrik, dan saluran limbah industri. Pencemar yang berasal dari point source bersifat lokal. Efek yang ditimbulkan dapat ditentukan berdasarkan karakteristik spasial kualitas air. Volume pencemar dari point source biasanya relatif tetap. Sumber pencemar non point source dapat berupa point source dalam jumlah yang banyak. Misalnya : limpasan dari daerah pertanian yang mengandung pestisida dan pupuk, limpasan dari daerah pemukiman (domestik) dan limpasan dari daerah perkotaan (Effendi, 2003). Limbah domestik, limbah industri, limpasan daerah pertanian, dan limpasan daerah perkotaan adalah jenis pencemar yang dapat menurunkan kadar oksigen. Semua limbah yang dioksidasi, terutama limbah domestik, termasuk dalam kategori limbah penyebab penurunan kadar oksigen terlarut (oxygen demanding waste) (Effendi, 2003). Sumber bahan pencemar yang masuk ke perairan dapat berasal dari buangan yang diklasifikasikan; 1. Point source discharges (Sumber titik), yaitu sumber titik atau sumber pencemar yang dapat diketahui secara pasti dapat berupa suatu lokasi seperti air limbah industri maupun domestik serta saluran drainase. 2. Non point source (sebaran menyebar), berasal dari sumber yang tidak diketahui secara pasti, pencemar masuk ke perairan melalui run off (limpasan) dari wilayah pertanian, pemukiman dan perkotaan (Davis & Cornwell, 1991).. II-7 Universitas Sumatera Utara.

2.5. Pencemaran Air Pencemaran air adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai peruntukkannya (PP Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air). Pencemaran yang terjadi dalam air sungai dapat disebabkan oleh pencemar organik maupun pencemar anorganik. Pencemar organik dapat meningkatkan kandungan BOD dalam air sungai yang mengindikasikan telah terjadi penurunan kualitas air. Pencemar organik sebagian besar berasal dari buang kegiatan pertanian dan limbah cair kegiatan domestik. Sedangkan pencemar anorganik sebagian besar dari buangan kegiatan industri. Sumber pencemar dapat berasal dari pencemar alamiah (dari alam) dan pencemar antropogenik (kegiatan manusia). Pencemar antropogenik adalah polutan yang masuk ke perairan akibat aktivitas manusia seperti kegiatan domestik (rumah tangga), perkotaan dan industri. Intensitas polutan antropogenik dapat dikendalikan dengan mengontrol aktivitas yang menyebabkan timbulnya pencemar tersebut (Effendi, 2003). Indikator atau tanda bahwa air telah tercemar adalah perubahan atau tanda yang dapat diamati melalui (Wardhana, 2004) : 1. Adanya perubahan suhu air 2. Adanya perubahan pH atau konsentrasi ion hidrogen 3. Adanya perubahan warna, bau dan rasa air 4. Timbulnya endapan, koloidal, bahan pelarut 5. Adanya mikroorganisme 6. Meningkatnya radioaktivitas air lingkungan Menurut Warlina (2004) pengamatan yang dilakukan untuk mengetahui tanda bahwa air lingkungan telah tercemar dapat dilakukan melalui : 1. Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya perubahan warna, bau dan rasa.. II-8 Universitas Sumatera Utara.

2. Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut, perubahan pH. 3. Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri pathogen. 2.6. Pengertian Self Purification. Self purification adalah kemampuan alami badan air dalam membersihkan diri dari unsur pencemar. Pemurnian diri sering berhubungan dengan oksidasi bahan organik oleh organisme aerobik (Ostroumov, 2005). Proses oksidasi menimbulkan deoksigenasi dari air sungai, dan tingkat deoksigenasi tergantung pada kekuatan air limbah, tingkat pengenceran yang diberikan oleh campuran dengan air sungai, dan kecepatan sungai (Cooper et al., 1919). Hendrasarie dan Cahyarani (2010) menjelaskan bahwa pengembangan dari proses penjernihan kembali (self purification) terdiri dari beberapa zona, yaitu : 1. Zona air bersih, zona ini terdapat jauh dari sumber pencemaran, indikatornya adalah masih dapat dimanfaatkannya air sebagai bahan air minum; 2. Zona Dekomposisi, zona ini terdapat pada daerah sumber pencemaran, limbah yang mengalir akan didekomposisi/dioksidasi proses pembongkaran bahan organik oleh bakteri dan mikroorganisme. Indikator daerah ini kaya akan bakteri dan mikroorganisme; 3. Zona Biodegradasi, pada daerah ini terjadi penurunan oksigen terlarut (Dissolved Oxygen); 4. Zona Pemulihan, pada zona ini kualitas air kembali bersih, nilai oksigen terlarut kembali normal. Slamet Riyadi (1984), dengan lebih spesifik pada proses pencemaran membagi zona-zona proses self purification aliran sungai, sebagai berikut : 1. Zona Degradasi, dalam zona ini proses pencemaran dimulai dan mengalami puncak aktivitasnya. Benda-benda asing mulai mengalami degradasi. Karena terjadi proses dekomposisi atau penguraian, maka dibutuhkan oksigen, sehingga kadar oksigen terlarut dengan cepat makin berkurang. Berkurangnya dissolved oxygen dapat sampai menjadi kurang lebih 40 %. Air menjadi kotor dan keruh sekali, sehingga sinar matahari tidak dapat menembus ke dalam air. Di dalam kehidupan yang serba II-9 Universitas Sumatera Utara.

gelap di dalam air maka kehidupan algae akan mati atau mikroorganisme ini hilang dalam sistem air. Karena terhentinya fotosintesa dari algae, maka respirasi dengan jalan produksi oksigen yang biasanya ikut menunjang persediaan dissolved oxygen kini makin lama makin berkurang. Kehidupan ikan untuk sementara masih dapat bertahan. Khususnya ikan-ikan besar, sedangkan yang termasuk jenis-jenis kecil mulai merasakan adanya oxygen depletion tersebut. Sebaliknya ikan-ikan mulai memakan bahan-bahan sampah organik. 2. Zona Dekomposisi (zone of active decompotition) Dari fase pertama proses pencemaran kemudian masuk ke dalam fase kedua ini, oksigen terlarut berkurang mulai dari 40 sampai 0 %. Akan tetapi pada akhir fase ini mulai naik lagi menjadi 40 %. Sudah barang tentu hal ini dimungkinkan kenaikan oksigen itu bila pencemaran tidak terus dilanjutkan melalui pembuangan bahan-bahan kotoran lagi ke dalam badan air. Jelasnya seandainya pencemaran itu terjadi hanya sekali secara teoritis, maka fase-fase ini secara teoritis digambarkan sesederhana melalui pentahapan nanti dalam 4 fase. Namun di dalam praktek biasanya tidak mungkin hanya berjalan sekali itu saja, tetapi terjadi berkelanjutan terus-menerus tanpa memberikan kesempatan rehabilisasi secara alamiah. 3. Zona Rehabilitatif (zone of recovery) Dalam zona ini kadar oksigen terlarut meningkat berangsur-angsur sebaliknya dari 40 % ke atas. Kehidupan air secara mikroskopis mulai nampak. Air menjadi lebih jernih dibandingkan dengan zona-zona terdahulu. Jamur-jamur mulai hilang dan algae mulai timbul kembali. Nitrat, sulfat, fosfat, maupun karbonat dapat dikemukakan kembali. 4. Zona penjernihan kembali/ pemulihan (Zone of cleaner water) Dalam zona ini yang merupakan fase terakhir dari rangkaian proses single pollution ditandai dengan meningkatkannya oksigen terlarut secara maksimal sampai jenuh kembali yang diakibatkan dari berbagai mekanisme yang telah mampu normal kembali. Baik lewat fotosintesa yang berbarengan dengan pernapasan yang membebaskan oksigen, maupun kelarutan oksigen atmosfer ke dalam air kembali yang kini sudah dimungkinkan secara alamiah. Zona pemurnian alami dapat dilihat pada Gambar 2.2 berikut ini.. II-10 Universitas Sumatera Utara.

Gambar 2. 2 Tahapan Dalam Self Purification Sumber : Punmia, 1998. 2.6.1 Proses Self Purification Dua proses utama yang terjadi dalam pemurnian alamiah suatu perairan, yaitu deoksigenasi yang disebabkan oleh dekomposisi bakteriologis bahan organik yang mengandung karbon dan raerasi atmosfer (Metcalf dan Eddy, 1991). Fair dan Geyer (1965) dalam Rinaldi et al. (1979) menyatakan bahwa perbandingan antara laju raerasi dengan konstanta laju penguraian disebut laju self purification sungai. Apabila konstanta laju raerasi lebih besar daripada konstanta laju penguraian, maka daya dukung perairan lebih tinggi daripada beban masukan bahan organik. Konstanta laju raerasi lebih kecil dari konstanta laju penguraian, maka daya dukung perairan lebih rendah daripada beban masukan bahan organik. Pemodelan Streeter dan Phelps hanya terbatas pada dua fenomena yaitu proses pengurangan. oksigen. terlarut. (deoksigenasi). akibat. aktivitas. bakteri. dalam. mendegradasikan bahan organik yang ada dalam air dan proses peningkatan oksigen terlarut (reaerasi) yang disebabkan turbulensi yang terjadi pada aliran sungai. Dari dua fenomena tersebut maka akan terbentuk defisit oksigen sepanjang aliran air yang dinamakan kurva oksigen terlarut.. II-11 Universitas Sumatera Utara.

Pengurangan oksigen (oxygen sag) dalam aliran air setiap waktunya selama terjadinya proses pemurnian alami adalah perbedaan antara nilai kadar saturasi DO dan kadar aktual DO pada waktu tersebut. Oxgen Deficit, D = Saturation DO – Actual DO ....................................................... 2.2 Nilai normal saturasi DO pada air murni tergantung pada temperatur dengan nilai bervariasi seperti pada Tabel 2.1 sebelumnya. Pada titik dimana air limbah masuk ke dalam aliran sungai dengan kadar BOD tertentu, kandungan DO mengalami penurunan dan mengakibatkan terjadinya proses pengurangan oksigen yang semakin meningkat. Variasi pengurangan oksigen (D) dengan jarak aliran pada sungai dan waktu tempuh aliran air dari titik polusi digambarkan sebagai kurva pengurangan oksigen (oxygen sag curve) berikut ini (Gambar 2.3).. Gambar 2. 3 Pengurangan Oksigen dan Penyisihan BOD Sumber : Punmia, 1998. Seluruh analisis kurva pengurangan oksigen tersebut dapat diselesaikan dengan menentukan tingkat deoksigenasi dan reoksigenasi (reaerasi) berdasarkan Persamaan Streeter-Phelps berikut ini (persamaan 2.3). = f (Deoksigenasi dan rearasi) ............................................................................. 2.3 Dimana, Dt. = Pengurangan DO pada setiap waktu t = Laju pengurangan DO. II-12 Universitas Sumatera Utara.

Rasio dari konstanta R/K atau (R’/K’) adalah konstanta pemurnian alami (self purification constant) fs : Fs =. = ............................................................................................................................ 2.4. Berikut adalah tabel 2.2 tentang nilai konstanta pemurnian alami Tabel 2. 2 Nilai Konstanta Pemurnian Alami Jenis Badan Air 1. Small ponds and backwaters 2. Sluggish streams, large lakes, and impounding reservoirs 3. Large stream of low velocity 4. Large stream of normal velocity 5. Swift streams 6. Rapids and water falls Sumber :Punmia, 1998. Kisaran nilai fs 0,5 – 1,0 1,0 – 1,5 1,5 – 2,0 2,0 – 3,0 3,0 – 5,0 ≥ 5,0. Karena pengaruh faktor lingkungan di sepanjang aliran sungai yang selalu berubahubah, misalnya perubahan debit sungai, perubahan jumlah limbah yang masuk ke sungai dan sebagainya, maka dapat dijumpai pula bahwa nilai konstanta ini berubah-ubah di sepanjang aliran sungai. Perubahan nilai konstanta ini juga dipengaruhi oleh perubahan kecepatan angin, perubahan temperatur, perubahan konsentrasi DO dan BOD air sungai dan sebagainya (Razif, 1994). Streeter dan Phelps (1925) dalam Nemerow (1974) mengembangkan dua persamaan berikut : = K1L – K2 D .................................................................................................... 2.5 [ 10-K1t – 10-K2t] + Da. 10-k2t ............................................................... 2.6. Dt Dimana, Dt. = oksigen defisit untuk waktu t, ppm. La. = BOD ultimate, ppm. Da. = Oksigen defisit mula-mula, ppm. t. = waktu pengaliran, hari. K1. = Laju deoksigenasi, hari-1. K2. = Laju Raerasi, hari-1. II-13 Universitas Sumatera Utara.

Nilai BOD ultimate pada temperatur dapat ditentukan dari nilai BOD5 20, yaitu BOD yang ditentukan pada temperatur 20 0C selama 5 hari dengan menggunakan persamaan berikut : La =. .................................................................................................................. 2.7. 2.6.2 Proses Dekomposisi dan Deoksigenasi Dekomposisi dari bahan organik dilakukan oleh organisme aerobik. Bahan biodegradabel yang masuk ke badan air, sedikit demi sedikit digunakan oleh mikroorganisme dalam air untuk menurunkan tingkat pencemar. Bila penambahan pencemar di hilir sungai tidak berlebihan, air akan membersihkan diri dengan sendirinya. Proses ini tidak berlaku untuk pencemar senyawa organik non biodegradabel atau logam. Tingkat penyerapan polutan tergantung pada konsentrasi fitoplankton dan proses fotokimia fitoplankton tergantung pada transparansi air. Dengan demikian, faktor biotik berada di pusat dari keseluruhan sistem pemurnian air. Berkurangnya kadar DO dikenal dengan istilah deoksigenasi. Tingkat deoksigenasi dipengaruhi oleh jumlah materi organik yang tersisa yang teroksidasi setiap waktu, sesuai dengan temperatur yang dibutuhkan dalam reaksi tersebut. Variasi penurunan kandungan DO pada aliran sungai dalam satuan waktu tertentu digambarkan sebagai kurva deoksigenasi (deoxygenation curve) berikut ini.. Gambar 2. 4 Kurva Deoksigenasi, Reoksigenasi, dan Pengurangan Oksigen Sumber : Punmia, 1998. Konstanta deoksigenasi dapat dipengaruhi oleh variasi temperatur dengan persamaan matematis berikut (persamaan 2.9). .................................................................................................................. 2.8. II-14 Universitas Sumatera Utara.

dimana, Ɵ. = 1,056 pada temperatur 20°C - 30°C = 1,135 pada temperatur 4°C - 20°C. K20 (/day). = 0,35 – 0,70 (raw domestic sewage) = 0,12 – 0,23 (treated domestic sewage) = 0,12 – 0,23 (polluted river water). Nilai konstanta deoksigenasi air sungai dapat menunjukkan kecepatan pemakaian oksigen oleh air sungai untuk proses biokimia seperti penguraian (dekomposisi) bahan organik atau BOD yang masuk ke dalam air sungai secara biologis oleh mikroba, proses oksidasi secara kimia, dan sebagainya. Semakin besar nilai konstanta ini, akan semakin besar pula kemampuan sungai untuk melakukan dekomposisi, oksidasi, dan purifikasi secara alamiah (Razif, 1994). 2.6.3 Proses Raerasi Bakteri aerob adalah kelompok bakteri yang mutlak memerlukan oksigen bebas untuk proses metabolismenya. Dengan tersedianya oksigen yang mencukupi selama proses biologi, maka bakteri-bakteri tersebut dapat bekerja dengan optimal. Hal ini akan bermanfaat dalam penurunan konsentrasi zat organik di dalam air limbah. Selain diperlukan untuk proses oksidasi senyawa-senyawa kimia di dalam air limbah serta untuk menghilangkan bau. Keberadaan oksigen terlarut pada badan air tertunjang pada reaerasi. Reaerasi merupakan akibat dari adanya perbedaan konsentrasi oksigen di udara dan air. Umumnya sumber oksigen terlarut pada permukaan peraran berasal dari atmosfir. Perpindahan oksigen antara atmosfir dan permukaan perairan akan terjadi ketika konsentrasi oksigen dalam air tidak sama dengan konsentrasi oksigen di atmosfir. Selain itu, reaerasi juga dipengaruhi oleh aktivitas fotosintesis, percampuran, pergerakan massa air, dan limbah yang masuk ke air. Kandungan oksigen di dalam air akan menerima tambahan akibat turbulensi sehingga berlangsung perpindahan oksigen dari udara ke air dan proses ini adalah proses reaerasi/reoksigenasi. Peralihan oksigen ini dinyatakan oleh persamaan laju reaerasi berikut:. II-15 Universitas Sumatera Utara.

Rt (/day) = R201,024(T-20) .......................................................................................... 2.9 R = R’/ 2, 303 Dimana T adalah temperature dalam 0C. Nilai R’ dan R pada suhu 200 C diberikan pada Tabel 2.3 Berikut ini. Tabel 2. 3 Konstanta Reaerasi pada Suhu 20° C 1. 2. 3. 4. 5. 6.. Water Body R’ (base e) Small ponds and backwaters 0.10 – 0.23 Sluggish streams and large lakes 0.23 – 0.35 Large stream of low velocity 0.35 – 0.46 Large stream of normal velocity 0.46 – 0.69 Swift streams 0.69 – 1.15 Rapids and water falls >1.15 Sumber : Punmia, 1998. R (base 10) 0.04 – 0.10 0.1 – 0.15 0.15 – 0.20 0.20 – 0.30 0.30 – 0.50 >0.50. Nilai konstanta reaerasi (R) dapat diperkirakan dengan menentukan karakteristik aliran dan menggunakan salah satu persamaan empirik. Persamaan O’conner dan Dobbins adalah persamaan yang umum digunakan untuk menghitung konstanta raerasi (K’2)/R20. Berikut ini persamaannya : R20 =. ....................................................................................................... 2.10. Dengan, Dl. = Koefisien difusi molekular untuk oksigen, m2/hari. U. = Kecepatan aliran rata-rata, m/detik. H. = Kedalaman aliran rata-rata, m. Variasi koefisiensi difusi molekular terhadap temperatur dapat ditentukan dengan persamaan 2.11. DLT : 1.760 x 10-4 m2/d x 1.037T-20........................................................................... 2.11 Dimana, DLT. = Koefisien difusi molekular oksigen pada temperature T, m2/hari. 1.760 x 10-4. = koefisien difusi molekular oksigen pada 200 C. T. = Temperatur, 0C. II-16 Universitas Sumatera Utara.

2.6.4 Proses Pengenceran Pola pergerakan air dan dampaknya akan selalu diperhitungkan dalam sistem air. Suatu zat terlarut yang bergerak di sistem dimana keseimbangan tidak tercapai akan memiliki komposisi yang dipengaruhi oleh tingkat pergerakan air dan tingkat reaksi di dalamnya. Konsentrasi beberapa parameter kualitas air dipengaruhi oleh debit (discharge), atau besarnya aliran sungai (stream flow) dalam volume aliran yang mengalir per satuan waktu. Biasanya dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/detik) atau liter per detik (L/detik). Konsentrasi parameter lebih tinggi selama musim kemarau, saat debit rendah. Laju aliran kontaminan yang dibawa ke air jelas berkaitan dengan laju aliran. Kebanyakan konsentrasi dari parameter tinggi saat awal terjadi hujan. Saat debit meningkat, konsentrasi dari parameter juga meningkat dengan cepat, namun konsentrasi mencapai puncak sebelum debit mencapai maksimal. Saat debit mencapai puncak, konsentrasi parameter telah menurun. Ketika air limbah dibuang ke dalam badan air, proses pengenceran yang terjadi menyebabkan penurunan konsentrasi kandungan organik dan potensi gangguan pencemaran. Jika Cs dan CR adalah konsentrasi pencemar pada air limbah dan sungai masing-masing memiliki debit QS dan QR, maka hasil konsentrasi C campuran dapat ditentukan dengan : CS QS + CR QR = C (QS + QR) ............................................................................ 2.12 2.6.5 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Self Purification Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan proses penjernihan kembali (self purification) pada suatu aliran sungai, antara lain : a. Dilution Ketika air pengenceran cukup tersedia didalam badan air, air limbah yang dibuang dan masuk kedalam badan air penerima tidak menyebabkan nilai DO mencapai nol atau dalam kondisi kritis. Hal ini dikarekana ketersediaan DO yang cukup pada badan air sungai sebelum menerima buangan air limbah.. II-17 Universitas Sumatera Utara.

b. Current Ketika arus yang kuat tersedia, air limbah yang dibuang akan tercampur secara menyeluruh dengan aliran air yang mencegah endapan padatan. Dalam arus yang kecil, zat padat dari air limbah akan diendapkan di dasar setelah proses dekomposisi dan pengurangan DO. c. Temperature Jumlah DO yang tersedia di dalam air lebih banyak pada suhu dingin daripada suhu panas. Dan juga aktivitas mikroorganisme lebih banyak pada suhu yang tinggi, maka pemurnian diri akan memakan waktu yang lebih sedikit pada suhu panas daripada musim dingin. d. Sunlight Ganggang menghasilkan oksigen dari proses fotosintesis karena adanya sinar matahari. Oleh karena itu, matahari membantu dalam pemurnian aliran dengan menambahkan oksigen melalui fotosintesis. e.. Rate of Oxidation Karena oksidasi bahan organik di sungai habis dan terjadi penipisan DO. Tingkat ini lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi dan rendah pada suhu yang lebih rendah. Tingkat oksidasi bahan organik tergantung pada komposisi kimia bahan organik. (Module. 12:. Self. Purification. Of. Natural. Streams,. NPTEL. IIT.. https://nptel.ac.in/courses/105105048/M12L15.pdf , diakses 24 November 2018).. II-18 Universitas Sumatera Utara.

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Umum. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk melihat kemampuan self purification Sungai Deli (Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang) akibat masuknya anak sungai simei-mei yang dianggap sebagai beban pencemar yang masuk ke dalam badan air sungai tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk menggambarkan kemampuan self purification sungai Deli (Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang) dengan menggunakan pemodelan matematis kualitas air dari berbagai literatur yang ada di mana hasilnya diharapkan dapat sebagai masukan kepada stake holder / pemangku kepentingan yang mengeluarkan kebijakan public agar tujuan DAS Deli dapat menjadi SDA yang berkelanjutan untuk Kota Medan. Jenis analisis dari penelitian ini adalah analisis kuantitatif dengan menggunakan model matematis kualitas air. Analisis kualitas air sungai dilakukan terhadap hasil uji laboratorium sampel air sungai Deli (Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang) untuk parameter BOD dan COD, kemudian hasil pengukuran insitu dilakukan untuk parameter pH, Suhu, DO, kecepatan aliran, kedalaman sungai serta lebar sungai. Data hasil uji laboratorium dan hasil pengukuran insitu tersebut diolah dengan menggunakan model matematis kualitas air untuk mendapatkan laju deoksigenasi (K) dan laju raerasi (R) yang nantinya akan menghasilkan konstanta pemurnian alami (f). Nilai konstanta pemurnian (f) yang didapatkan dari perhitungan akan terlihat seberapa besar kemampuan self purification yang dilakukan oleh Sungai Deli di Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang. Konstanta laju deoksigenasi dan konstanta laju reaerasi menunjukkan penurunan konsentrasi BOD dan grafik oxygen sag yang nantinya akan memperlihatkan bahwa sungai Deli tersebut mengalami self purification atau tidak.. Universitas Sumatera Utara.

Universitas Sumatera Utara.

pengambilan sampel, dengan jumlah 6 titik sampling dan 1 titik point source dimana panjang sungai Deli di kawasan Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang yang telah di tentukan adalah ± 2 Km. Point source adalah anak sungai simei-mei, point source dipilih atas dasar pertimbangan apakah masuknya badan air anak sungai simei-mei dapat menurunkan kualitas air sungai Deli bagian hulu dan pemilihan titik terakhir yaitu sebelum masuknya buangan dari Perusahaan Daerah Air Minum Tirta Deli. Adapun titik lokasi pengambilan sampel dapat dilihat pada Gambar 3.2.. Gambar 3. 2 Lokasi Pengambilan Sampel. Sungai Deli di Desa Kuala Simeme, Kecamatan Namorambe merupakan lokasi yang menarik untuk dipilih dalam penelitian ini, karena jenis kegiatan masyarakat yang dominan adalah pertanian. Kegiatan pertanian dapat mempengaruhi kualitas air sungai deli sebab dalam kegiatan pertanian masyarakat menggunakan zat-zat kimia untuk meningkatkan produktivitas pertanian. Penelitian juga dilakukan di Laboratorium Kimia Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKL PP) Kelas I Medan yang terletak di Jalan K.H. Wahid Hasyim No.15 untuk dilakukan analisis parameter BOD dan COD. Berikut ini. III-3 Universitas Sumatera Utara.

mengenai detail lokasi pengambilan sampel air yang disajikan dalam Tabel 3.1. Tabel 3. 1 Lokasi Titik Sampel Sungai Deli di Kecamatan Namorambe Kabupaten Deli Serdang, Provinsi Sumatera Utara Titik Sampel. Lokasi Penelitian Titik Koordinat Kecamatan. N. E. US0. 03º27’56.28’’. 098º40’32.56’’. PS. 03º27’49.73’’. 098º40’42.50’’. US1. 03º28’01.48’’. 098º40’43.52’’. 03º28’09.91’’. 098º40’41.91’’. US3. 03º28’21.02’’. 098º40’39.94’’. US4. 03º28’29.77’’. 098º40’34.57’’. US5. 03º28’39.15’’. 098º40’41.05’’. US2. Namorambe. 3.3 Tahapan – Tahapan Penelitian Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah: 1. Tahap Penelitian Pendahuluan Tahap penelitian pendahuluan ini dimulai dengan studi literatur mengenai lokasi penelitian 2. Tahap Persiapan a. Tahap persiapan dalam penelitian ini terdiri dari survey lokasi penelitian dan studi literatur. Survey lokasi penelitian dilakukan untuk mengetahui akses yang aman dalam melaksanakan penelitian dan mengumpulkan informasi terkait lokasi penelitian. b. Persiapan alat dan bahan yang akan digunakan dalam pengambilan sampel di titik-titik yang telah ditentukan dan alat-alat safety yang dipersiapankan guna menjamin keselamatan saat pengambilan sampel. 3. Tahap Pelaksanaan Tahap pelaksaan dalam penelitian ini terdiri dari : a. Pengambilan data primer di lapangan yaitu sampel air yang diambil dari titikIII-4 Universitas Sumatera Utara.

titik yang telah ditentukan, pengukuran pH, DO, suhu, pengukuran debit, kecapatan aliran dan kedalaman sungai secara in situ. b. Analisis sampel air di laboratorium untuk parameter BOD dan COD 4. Tahap Analisis Data Tahapan analisis data dalam penelitian ini terdiri dari analisis data selama di lapangan dan setelah di lapangan. Data primer dan sekunder akan dianalisis secara secara mendalam dan berkesinambungan oleh peneliti dan pembimbing. 5. Pengambilan Kesimpulan Tahap pengambilan kesimpulan merupakan tahap akhir yaitu hasil yang di peroleh peneliti dalam penelitian ini. Flowchart tahap-tahap penelitian dapat di lihat pada Gambar 3.3. Mulai. Studi Pendahuluan  Studi Literatur  Rumusan masalah  Tujuan umum  Ruang lingkup. Tahap persiapan     . Identifikasi masalah Pengerucutan masalah Pemilihan masalah Tujuan penelitian Studi literatur, studi dokumentasi dan diskusi dengan pembimbing dan sesama peneliti lain. Tahap Pelaksanaan  Subjek penelitian dan objek penelitian  Pengumpulan data (observasi lapangan, wawancara dan pengambilan data primer. Tahap Analisis data  . Analisis data di lapangan Analisis data di luar lapangan. Gambar 3. 3Tahap-Tahap Penelitian. III-5 Universitas Sumatera Utara.

3.4 Metode Penelitian Metode kuantitatif merupakan metode yang dipilih dalam penelitian, metode ini menggunakan metode perhitungan yang dapat digunakan dalam menetapkan daya tampung beban pencemaran pada sumber air berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 110 Tahun 2003 tentang beban pencemaran yaitu metode streeter phelps. Analisis kurva pengurangan oksigen dapat diselesaikan dengan menentukan tingkat deoksigenasi dan reoksigenasi (reaerasi) berdasarkan persamaan Streeter-Phelps yang terdapat pada bab sebelumnya, yaitu persamaan 2.6, 2.8 dan 2.9. Metode penelitian yang dilakukan pada tahap operasional yaitu meliputi teknik pengambilan data, teknik pengumpulan data dan teknik analisis data. 3.4.1 Teknik Pengambilan Data Pengambilan sampel air mengacu pada SNI 6989.57:2008 tentang Metoda Pengambilan Contoh Air Permukaan. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Global Positioning System. (GPS) digunakan untuk menentukan koordinat titik sampling, benda apung dan stopwatch untuk mencari kecepatan aliran sungai, meteran gulung untuk mengukur lebar sungai, tongkat untuk mengukur kedalaman sungai, DO meter, botol jerigen 2 L, termometer, pH meter, coolbox, lebar data, kertas label. 3.4.2 Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur Studi literatur dilakukan untuk pengayaan refrensi yang mendukung penelitian ini dengan cara pencarian jurnal. 2. Dokumentasi a. Dokumen primer Dokumen primer dalam penelitian ini adalah data Suhu, pH, DO, BOD, COD dari sampel air, data kecepatan aliran sungai dan data luas penampang sungai. b. Dokumen sekunder Dokumen sekunder peneliti dapatkan sebelum melakukan survey lapangan dan sesudah melakukan survey. Adapun dokumen-dokumen yang dikumpulkan peneliti adalah sebagai berikut : a) Jurnal III-6 Universitas Sumatera Utara.

b) Data DLH : Kualitas Air Sungai Deli. 3.4.3 Teknik Analisis Data Tahap utama dalam penelitian ini adalah pengolahan data. Data yang telah dikumpulkan kemudian dianalisis, adapun tahapan teknik analisis data yang peneliti lakukan dapat dilihat sebagai berikut: 1. Pengukuran suhu, pH, dan DO. Suhu, pH dan DO diukur secara insitu, adapun alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut: 1) Alat a. Gelas ukur b. DO Meter c. Termometer d. pH meter 2) Bahan a. Sampel b. Buffer pH c.. Larutan Elektrolite. d. Aquadest Kemudian, data yang didapatkan dari hasil insitu diolah ke dalam tabulasi pengolahan data sebagai berikut. Tabel 3. 2 Lokasi Pengambilan Sampel Air dan Hasil Pengukuran Lapangan KOORDINAT NO. TITIK N. E. SUNGAI Jarak (m). V (m/s). Q (m3/s). L (m). H (cm). III-7 Universitas Sumatera Utara.

2. Pengukuran konsentrasi BOD dan COD di laboratorium. A. Analisa Oksigen Terlarut Metode: SNI 06-6989.14-2004 1) Alat: a. DO meter b. Botol winkler 250 mL atau 300 mL c. Aerator d. Buret 2) Bahan: a. Sampel b. Air Suling c. Laruttan Buffer Fosfat d. Larutan Magnesium Sulfat MgSO4 e. Larutan Kalsium Klorida CaCL2 f. Larutan Besi (III) Klorida FeCL3 g. Larutan H2SO4 1 N NaOH 1N 3) Prosedur Pengujian a. Berdasarkan hasil pengukuran DO segera (di lapangan), bisa kita ketahui beberapa kali pengenceran yang harus dilakukan terhadap sampel, sesuai tabel berikut ini: Tabel 3. 3 Pengenceran No 1 2 3 4 5 6 7. HARGA DO SEGERA, mg/l 8–9 6–8 5–6 3–5 1–3 0–1 0 – 0.1. PENGENCERAN 1 Kali 2 – 5 Kali 5 – 10 Kali 10 – 15 Kali 15 – 20 Kali 20 – 25 Kali 25 – 100 Kali. b. Disiapkan air pengencer, dimana untuk setia 1 L air suling ditambahkan 1 ml, buffer fosfat, 1ml larutan CaCl2, 1 ml larutan MgSO4, 1 ml FeCl3. Campuran tersebut diaerasi dengan aerator selama 30 menit, tutup. c. Sampel yang sudah diencerkan dipindahkan ke dalam 2 botol winkler 300 ml (hati-hati, jangan sampai terjadi aerasi). 1 botol diinkubasi selama 5 hari pasa. III-8 Universitas Sumatera Utara.

20 0C, 1 botol lagi untuk ditentukan DO 0 hari (segera). d. Air pengencer yang digunakan juga dipindahkan ke dalam 2 botol winkler 300 ml, 1 botol untuk inkubasi selama 5 hari pada 200C, 1 botol lagi untuk ditentukan DO 0 hari (segera). e. Penentuan DO : lihat prosedur analisa DO f. Kemudian hitung nilai BOD5 dengan cara: Koreksi volume pengencer 5. (. ( )). ( ). 5. (. ( )). ( ) 5. g. Catat hasil BOD5 dari dari pengukuran. B. Analisa Chemical Oxygen Demand (COD) Metode : Spektrofotometri 1) Bahan a. Sampel b. Reagent COD A c. Reagent COD B 2) Alat a. Spektrofotometer NOVA 60 b. COD Reaktor 3) Prosedur Analisa a. Ke dalam tabung reaksi (kuvet) dicampurkan 0,3 ml, reagent COD A dan 2,3 ml reagent COD B. Biarkan bercampur sempurna. b. Tambahkan 3 ml sampel c. Panaskan di COD reaktor selama 2 jam pada suhu 140 0C d. Setelah 2 jam, keluarkan dan biarkan sampel mencapai suhu kamar.. III-9 Universitas Sumatera Utara.

e. Tempatkan kuvet kedalam ruang sel, dan konsentrasi COD akan terbaca di layar. f. Kemudian catat hasilnya. 3. Data yang diperoleh dari pengukuran insitu dan laboratorium kemudian dilakukan analisa untuk mengambil kesimpulan dari hasil temuan yang didapatkan peneliti. Adapun analisis data meliputi analisis kualitas air Sungai Deli, Desa Kwala Simeimei, Kecamatan Namborambe, kemampuan self purification pada badan air sungai penelitian, dan analisis perbandingan kualitas air yang didapatkan dengan baku mutu kelas air untuk parameter DO, BOD, dan COD. Analisa kuantitatif yang dilakukan peneliti adalah dengan pengolahan data primer dan sekunder. Flowchart metode penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.4.. III-10 Universitas Sumatera Utara.

Mulai. Studi Pendahuluan  Latar Belakang  Tujuan  Ruang Lingkup. Pengumpulan Data. Data Primer pH suhu DO BOD COD Data kecepatan aliran sungai Debit air sungai Data luas penampang sungai. Data Sekunder Data Kualitas Air Sungai Deli. Analisis Data Konstanta Deoksigenasi dan Konstanta Raerasi. Hasil dan Pembahasan Kesimpulan dan Saran. Selesai Gambar 3. 4 Flowchart Metode Penelitian. 3.5 Analisis Data Penelitian Sumber data peneliti dapatkan saat pengukuran langsung di lapangan dan di laboratorium kemudian dilakukan analisa. Adapun tahap-tahap analisa data dalam penelitian ini adalah sebagai berikut.. III-11 Universitas Sumatera Utara.

3.5.1 Analisis Kualitas Air di Lokasi Penelitian Data yang diperoleh dilakukan analisa kualitas air terkait sebab-akibat dari hasil temuan yang ditemukan oleh peneliti. Kemudian ditabulasikan dalam tabel 3.4 berikut ini. Tabel 3. 4 Kualitas Air Sungai di Lokasi Penelitian Titik. pH. Temperature. Konsentrasi DO (mg/l). Konsentrasi BOD (mg/l). Konsentrasi COD (mg/l). US 0 PS US1 US2 US3 US4 US5. 3.5.2 Analisis Proses Self Purification Oleh Sungai Deli di Lokasi Sampling Untuk mengetahui laju pemurnian diri yang dimiliki oleh Sungai Deli, Desa Kwala Simei-mei dibutuhkan nilai konstanta deoksigenasi dan raerasi. Kemudian dihitung defisit oksigen pada setiap titik dan hasilnya di plot ke dalam grafik oxygen sag curve. Adapun tahapan-tahapan analisis proses self purification yang dilakukan oleh sungai deli dapat dilihat pada gambar 3.13 berikut ini. Sampel air di analisis dengan uji lab. Hasil pengukuran insitu dan laboratorium diolah dengan model matematis kualitas air. Input Rumus. Koefisien Deoksigenasi. Koefisien Raerasi. Hasil Gambar 3. 5 Diagram Alir Analisis Data Primer. Hasil perhitungan dimasukkan ke dalam tabel 3.6 berikut ini.. III-12 Universitas Sumatera Utara.

Tabel 3. 5 Proses Self Purification Sungai Deli, Desa Kwala Simei-mei, Kecamatan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang Jarak Titik aktual. Kecepatan Aliran. Waktu Tempuh Antar Titik. akumulasi m. pH. Temperature. DO Aktual. BOD Aktual. DO Saturasi. Defisit Oksigen. K. R. DUS5model. -. °C. mg/L. mg/L. mg/L. mg/L. /hari. /hari. mg/L. Akumulasi m/s. detik. hari. hari. US0 PS US1 US2 US3 US4 US5 Sumber: Penulis, 2018. III-13 Universitas Sumatera Utara.

3.5.3 Klasifikasi Kualitas Air Sungai Setelah didapatkan hasil analisis konsentrasi parameter DO, BOD, dan COD kemudian dilakukan klasifikasi kelas sungai dan setiap parameter diberikan nilai pembanding sehingga didapatkan nilai kualitas air, antara kualitas air yang sangat baik dengan kualitas air yang tidak sehat.. III-14 Universitas Sumatera Utara.