Intrusi Air Laut Pada Air Tanah Dangkal di Wilayah DKI Jakarta

INTRUSI AIR LAUT
PADA AIR TANAH DANGKAL
DI WILAYAH DIU JAKARTA

OLEH :
DJIJONO

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

ABSTRAK
DJIJONO. Intrusi Air Laut Pada Air Tanah Dangkal di Wilayah DKI Jakarta (Sea
Water Intrusion on Shnllow Groundwater at Jakarta and Vicinity). Dibimbing oleh
RT-M. SUTAlvlIHARDJA dan PASTON SIDAURUK.
Intrusi air laut merupakan pencemaran air laut pada air tanah dangkal yang
disebabkan oLeh terganggunya keseimbangan air tanah di wilayah .tersebut. faktoz
yang menyebabkan terganggunya keseimbangan air tanah tersebut adalah lingkungan
fisik akibat aktivitas rnanusia atau faktor alam Tujuan dari penelitian ini adalah
memetakan lokasi ah tanah dangkal yang terintrusi air laut dan menelusuri kondisi
fisik limgkungan yang air tanah dangkahya terintrusi air laut.

Metode yang
digunakan adalah dengan melakukan pengambilan sampel secara acak pada tiap
kecamatan di seluruh wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya, kemudian dilakukan
analisis kirnia dan isotop alam (deuterium dan oksigen-18) terhadap sampel tersebut.
Data lingkungan meliputi data geologi, curah hujm eksploitasi air tanah, dan luas
wilayah terbangun adalah merupakan data sekunder yang diperoleh dari Pemda DKI
dan Badan Pusat Statistik. Berdasar pada hasil analisis kirnia dan isotop dapat
diketahui sebaran tingkat keasinan air tanah dangkal yang terintrusi air laut dengan
metode klasifikasi StuiEzand. Tipe dan dinamika air tanah dangkal ditentukan dengan
metode diagram Piper dan Stiff. Deuterium dan oksigen-18 digwakan untuk
menghitung rasio air tanah yang terintrusi air laut terhadap air tanah dangkal yang
tam.

Hasil pe~lelitianmenunjukkan bahwa air tanah dangkal yang tercemar air
laut di Jakarta Utara meliputi seluruh wilayah Jakarta Utara sebagian Jakarta Barat
dan Timur, yang seluruhnya merupstkan konservatif miring. Sebaran air tanah
dangkal yang terintrusi air laut terdapat di sepanjang garis pantai dari barat ke timur
adalah berkisar antara 5 k m dari garis pantai di bagian barat sekitar Cengkareng, 2,9
km di bagian tengah sekitar Pademangan, dan 10 k m di bagian timur s e k i i
Cilincing. Terdapat dua lokasi yang air tanah dangkalnya tercemar air laut tetapi

lokasinya ditengah-tengah air tawar, yaitu masing-masing di Cengkareng dan
Cempaka Putih yang diduga merupakan sisa endapan fosil dari zaman purba.
Kandungan klorida pada air tanah dangkal tertinggi 8362 mg/L terletak di Tanjung
Priok dan terendah sekiiar 42 mgK. di Jakarta Selatan. Elevasi permukaa. air tanah
terdalam adalah - 0,9 m terletak di Cengkareng clan Koja. Kondisi limgkungan fisik
yaug berpengaruh nyata adalah jumlah curah hujan, yang -at
sedikit di Jakarta
Utara dan lebih banyak curah hujan di Jakarta Selatan. Pada saat penelitian diiakukan
eksploitasi air tanah dan luas wilayah terbangun tidak memberikan pengaruh yang
signifikan, ada k e m u n g k i i eksploitasi air tanah dangkal 'yang sangat besar pada
masa lampau m e m p e n g u terjadinya intrusi air hut dan sampai saat ini masih
dalam taraf pencucian Mushing). Pada saat penelitian, pencemaran air tanah dangkal
oleh air laut terjadi melalui proses infiltrasi vertikal dari badan-badan air seperti
sungai dan rawa sewaktu air laut pasang.

SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis saya yang berjudul :
INTRUSI AIR LAUT PADA AIR TANAH DANGKAL
DI WILAYAH DKI JAKARTA
Adalah benar hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua

sumber data dan informasi yang telah digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor, 4 April 2002

Diiiono
NRP. P10500022

INTRUSI AIR LAUT
PADA AIR TANAH DANGKAL
DI VVILAYAH DIU JAKARTA

DJIJON0

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk rnemperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lmgkungan

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

Judul Tesis

: Intrusi Air Laut Pada Air Tanah Dangkal di Wilayah

Narna
NRP

: Djijono
: P10500022
: Ilmu Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan (PSL)

DKI Jakarta

Program Studi

Menyetujui,
1. Kornisi Pembimbing

Ketua

Anggota

.MSc

Mengetahui,
2. Ketua Program Studi PSL

Prof. Dr. Ir. M. Sri Saeni. MS

Tanggal Luius : 5 April 2002

Program Pascasarjana

Penulis dilahirkan di Yogyakarta pada tanggal 12 April 1951, m e ~ p a k a nanak
bungsu dari pasangan Djosutomo dan Sudiroh. Pendidikan Sarjana Muda ditempuh
di Akaderni Ilmu Komputer Jakarta, lulus pada t a b 1982. Pendidikan Sarjana S1
diempuh di Fakultas Ekonorni Universitas Indonesia pada tahun 1995. Berbagai

pendidikan non formal telah penulis ikuti, baik di dalam rnaupun luar negeri terutarna

dalam bidang hidrologi isotop. Pada tahun 2000 penulis diizinkan mengikuti
pendidikan program pascasarjana di Program Pengelolaan Sumberdaya Alam dan

Lingkungan, IPB oleh Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN).
Pendis bekerja sebagai peneliti dalam bidang sumberdaya alam dan energi
terutama sumberdaya air dan pencemaran lingkungan di BATAN dari tahun 1975
sampai sekarang. Bidang penelitian yang menjadi tanggung jawab penulis adalah
bidang hidrologi terutama a p l i i i isotop alam, disamping sebagai penanggung jawab
fasilitas mesin spektrometer massa untuk analisis isotop darn di Laboratorium
Hidrologi, BATAN. Tidak kurang dari 65 karya ilmiah telah penulis publikasikan
&lam jurnal ilmiah dan prosiding hasil penelitian,
bidang isotop alam clan lingkungan.

yang sebagian besar adalah

PRAKATA
Penelitian ini dilaksmakan d a b rangka penulisan tesis pada Program
Pascasarjana,

Institut Pertanian Bogor.

Masalah pokok yang diteliti adalah

pencemaran air asin pada air tanah dangkd di wilayah DKI Jakarta. Analisis k i i i a
dan isotop alam dilakukan untuk evaluasi dan penarikan kesimpulan. Data lingkungan
diperlukan

untuk

mengevaluasi keterkaitan

hubungan

ant-

daerah

yang

terkontaminasi air asin dan kondisi lingkungan setempat.
Penulis mengucapkan puji syukur ke hadirat Allah SWT atas tersusunnya tesis
h i . Penulis juga mengucapkan penghargaan clan terima kasih yang sangat tulus atas
bimbingan dan saran-saran yang diberikan dalam penulisan tesis ini, kepada Bapak

Dr. RTM. Sutamihardja, M. Ag, sebagai ketua komisi pembimbing dan Dr. Paston
Sidauruk, M. Sc, sebagai anggota kornisi pembimbiig. Kepada Direktur Puslitbang
Teknologi Isotop dan Radiasi, dan

Kepala Bidang Sumberdaya Alam dan

Lingkungan, yang telah memberikan ijin, sarana clan fasilitas laboratorium guna

melaksanakan penelitian dan penulisan tesis ini, teman-teman di Laboratorium
Hidrologi Puslitbang Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN yang tidak &pat saya
sebutkan satu persatu penulis mengucapkan banyak terima kasih atas segala bantuan
moril, material serta saran dan diskusi yang sangat berguna. Orang tua,istfi dan anakanakku Lingga dan Dita tercinta yang telah sangat membantu

clan memberikan

dorongan moril selama menjalankan p e n d i d i i di program Pascasarjana IPB ini.
Semoga tesis ini dapat berguna bagi kaIangan yang membutuhkan informasi
terutama yang berkaitan dengan intrusi air laut khususnya di Jakarta, serta wacana
aplikasi isotop alam dalam bidang hidrologi dan lingkungan.

Bogor, April 2002
Djijono

DAF'TAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL

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

k

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

x

DAFTAR GAME%=

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

DAFTAR LAMFIRAN

I.

PENDAHULUAN

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

.............................................................................
1.2. Kerangka Pemikiran ....................................................................
1.3. Tujuan Penelitian ....................................................................
1.4. Hipotesis .....................................................................................

1 .I . Latar Belakang

I1.

TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Siklus Hidrologi
2.2. Air Tanah

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

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

2.3. Infiltrasi Air Hujan dalam Tanah

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

2.4. Pergerakan Air Tanah
2.5. Kualitas Air Tanah

2.6. Kimia Air Tanah

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

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

2.7. Isotop Alam Hidrologi

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

2.8. Kriteria Baku Mutu Air Minurn.......................................................
2.9. Cara Pengambilan Air Tanah
2.10. Intrusi Air Laut

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

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

2.11 .Tinjauan Umum Lokasi Penelitian

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

xi
1
1

4
9
10

111.

BAHAN NAN METODE PENELITIAN

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

51

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

52

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

54

3.1. Pengarnbilan Sampel Air

3.2. Bahan Penelitian
3.3. Peralatan Penelitiap

3.4. Metode Evaluasi dan Interpretasi Data

IV.

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

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1. Kandungan Klorida dan DHL

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

4.2. Elevasi Permukaan Air Tanah ........................................................
4.3. Diagram Piper
4.4. Diagram Stiff

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

.................................
Kondisi Lingkungan ....................................................................
4.6.1. Jenis Tanah dan Batuan ..................................................

4.5. Deuterium dan Oksigen-18 (Hidroisotop)
4.6.

4.6.2. Jarak Air Tanah Tercernar Air Asin dari Garis Pantai.......

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

4.6.3. Jumlah Penggunaan Sumur Bor
4.6.4. Luas Wilayah Terbangun

4.6.5. Curah Hujan

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

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

V.

KESIMPULAN DAN SARAN

VI .

DAFTAR PUSTAKA

54

DAFTAR TABEL
Halaman
1 . Klasifikasi tingkat keasinan air tanah menurut SNifiand I988

54

2 . Hasil analisis klorida dan daya hantar listrik (DHL)

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

59

3 . Hasil analisis kimia air tanah dangkal DKI Jakarta

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

68

4. Tipe air tanah dangkal DKI Jakarta hasil analisis dengan diagram Stiff..

71

5 . Data hasil analisis deuterium dan oksigen-18 air hujan

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

73

6 . Data rata-rata tertimbang D dan "0 air hujan Jakarta tahun 2001...........

74

......

85

8. Sumber air minum penduduk Jakarta ......................................................

85

9 . Luas wilayah terbangun DKI Jakarta tahun 2000

86

7. Sumber air bersih penduduk Jakarta untuk mandi, cuci clan minum

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

10. Data curah hujan Jakarta bulan Nopember 1999 sampai dengan Maret 2001

87

DAFTAR GAMBAR
1 . Kerangka pemikiran penentuan dinamika pencemaran air tanah oleh air laut
dengan teknologi hidrokimia dan isotop ahm

2

.

Skematik dkgramn siklus hidrologi

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

8

12

3 . Keseimbangan hubungan antara air tawar dan intrusi air laut di daerah pantai

dengan asumsi batuan homogen (Badon.Ghyben.Herzberg
4. Lokasi penelitian

. 1901) ...............

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

5. Peta Geologi DKI Jakarta dan sekitamya
6. Sistem akuifer DKI Jakarta dan s e k i i y a

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

7. Peta lokasi pengambilan sampel dan stasiun curah hujan

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

8. Kontur sebaran klorida pada air tanah dangkal DKI Jakarta

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

38
41

44
50
53
61

9. Kontur sebaran daya hantar listrik pada air tanah dangkal DKI Jakarta .......

62

10.Kontur elevasi permukaan air tanah dangkal DKI Jakarta

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

64

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

69

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

72

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

76

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

77

11.Diagram Piper air tanah dangkal DKI Jakarta clan sekitamya

12.Diagram Stiff air tanah dangkal DKI Jakarta dan sekitarnya
13. Hubungan antara D Vs "0 air tanah dangkal DKI Jakarta
14. Hubungan antara D Vs "0 air hujan DKI Jakarta

15. Hubungan antara D Vs "0 air tanah dangkal Jakarta yang tercemar air laut..

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

77

16. Hubungan antara klorida Vs lgO air tar& dangkal DKI Jakarta

78

17. Plot sebaran air a s h pada peta geologi Jakarta

80

18. Hubungan antara klorida dan DHL Vs jarak dari garis pantai zona 1

.......

82

19. Hubungan antara klorida dan DHL Vs jarak dari garis pantai zona 2

.......

82

20. Hubungan antara klorida dan DHL Vs jarak dari garis pantai zona 3

.......

82

DAPTAR LAMPIRAN
1. Tabel garis regresi linear hubungan antara oksigen-18 (x), dan
deuterium (Y) air tanah dangkal dan air hujan DKI Jakarta dan
sekitarnya ............................................................................................

2. Tabel garis regresi linear hubungan antara kandungan klorida (y) dan
oksigen-18 (x) .....................................................................................
3.

Tabel garis regresi linear hubungan antara kandungan klorida (y) dan
jarak dari garis pantai (x) ...................................................................

4. Tabel garis regresi linear antara rata-rata kandungan klorida (y) dan
rata-rata curah hujan (x) ....................................................................
5. Tabel garis regresi linear hubungan antara rata-rata kandungan klorida
(y) dan rata-rata luas wilayah terbangun (x)
.........................
6. Tabel garis regresi linear hubungan antara rata-rata kandungan klorida

(y) dan rata-rata penggunaan swmber air bersih (x)

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

7. Diagram Stiffair tanah dangkal DIU Jakarta d m sekitarnya

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

8. Prosedur analisis deuterium dengan menggunakan spektrome- meter
lnassa .................................................................................................
9. Prosedur analisis oksigen-18 dengan menggmakan spektrometer
.................................................................................................
massa

1 1 . Daftar persyaratan kualitas air minum berdasarkan pada Peraturan
Menteri Kesehatan RI No. 4 16/MEFKES/PER/IX/l990, tanggal 3

September 1990, tentang Syarat-syarat d m pengawasan kualitas air...

12. D a k persyaratan kualitas air bersih berdasarkan pada Peraturan
Menteri Kesehatan RI No. 416/MENKES/PER/IX/1990, tanggal 3

September 1990, tentang Syarat-syarat dan pengawasan kualitas air.... .

1.1.

Latar Belakang
Air merupakan salah satu sumberdaya d a m utama &lam kehidupan m u s i a ,

hewan dan tumbuhan. Pada masa yang akan datang kebutuhan air akan semakin
rneningkat seiring dengan perturnbuhan penduduk, kebutuhan air perkapita akan
sernakin rneningkat sesuai perkembangan sosial budaya masyarakat. Sementara
persediaan sumberdaya air adalah terbatas dan tersebar tidak merata &lam ruang dan
waktu akibat perbedaan iklim, kondisi geologi dan penggunaan lahan. Penggunaan
air yang tidak terarah dapat rnenyebabkan pencemaran air tanah perrnukaan dan
mengurangi daya dukung air tanah sebagai salah satu sumberdaya utama bagi
kehidupan.
Diperlukan upaya-upaya yang terintegrasi atau terpadu untuk menghindari
resiko

kelangkaan air bagi

kehidupan sekarang maupun generasi berikut.

Pengelolaan sumberdaya air terrnasuk tataguna lahan yang tepat merupakan
tantangan manusia agar setiap generasi dapat mewariskan sumberdaya air yang

mencukupi baik kualitas maupun kuantitas kepada generasi berikutnya.
Di dalam sistem hidrologi secara alamiah keberadaan air tanah di suatu

wilayah adalah seimbang antara rnasukan dan keluaran. Masukan berasal dari
infiltrasi air hujan sedangkan keluaran berupa mata air clan pengambilan oleh
manusia melalui sumur gali dan sumur bor. Keseimbangan akan terganggu yang di
akibatkan

aktivitas manusia sebagai konsekuensi logis pembangunan. Pada

umumnya bertarnbahnya jumlah penduduk pada suatu wilayah akan rneningkatkan

penggunaan sumberdaya air. Penggunaan tata guna lakan yang tidak tepat &pat
mengurangi resapan air tanah yang dipasok oleh air hujan. Gangguan perubahan
rnasukan dan keluaran air tanah tersebut &pat menyebabkan penurunan muka air

tanah, dan pada akhirnya t e a d i intrusi air laut (Todd, 1980).
Berbagai macam bahan kontaminan ditemukan dalam air tanah dan air

permukaan. Pengelolaan sistem d r a b pada herah perkotaan tidak &pat
mengikuti derasnya kontarninan yang mengancam kualitas air tanah dangkal. Makin
berat tekanan kontaminan terhadap kualitas air tanah rnaka semakin kecil
kemungkinan penggunaan air tanah untuk keperluan rumah tangga tanpa pengolahan
dengan teknologi yang semakin rumit dan mahal. Biaya

rumah tangga untuk

memenuhi kebutuhan air semakin tinggi, dan ini merupakan salah satu bentuk
eksternalitas yang h a m ditanggung oleh setiap rumah tangga akibat aktivitas
manusia yang tidak serasi dalam pengelolaan tata guna air.
Dalarn

kenyataannya

keterbatasan

biaya

dan

teknologi

membatasi

ketersediaan air bersih untuk masyarakat secara merata Di lain pihak tidak semua
masyarakat dapat menggantungkan kebutuhan air bersih yang d i i i l k a n oleh sistem
pengolah air sentral seperti Perusahaan Air Minum (PAM). Baru sebagian kecil dari
penduduk perkotaan yang dapat menikmati pelayanan distribusi PAM.
harus menggunakan air tanah dangkal dan air tanah &am

Lainnya

untuk memenuhi

kebutuhan rumah tangga dan keperluan lainnya seperti industri kecil clan sarana
sosial lain. Dengan dernikian dapat dimengerti bahwa penelitian air tanah dangkal
untuk keperluan rurnah tangga

selayaknya

ditingkatkan. Perlu

dilakukan

peneluswan tentang kondisi lingk~mgandan kualitas air tanah serta -or-faktor
yang dapat mempengaruhinya secara cermat. Intrusi air laut adalah salah satu
penyebab terjadinya penurunan kualitas air tanah.
Menurut hasii sensus, penduduk Jakarta pada tahun 2000 berjumlah
8.384.853 orang. Berdasarkan kriteria kebutuhan air bersih untuk daerah perkotaan

pada negara berkembang sebesar 1SO - 200 l/kapita/bari, maka kebutuhan air bersih
untuk penduduk DKI Jakarta adalah antara 1,2S

- 1,65 juta

m3/hari. Berdasarkan

data yang ada, PAM Jaya pada tahun 2000 memproduksi air bersih sebanyak 228,3
juta m3

atau rata-rata 634 ribu m3 Mi. Dengan demikian sekitar 38-50 % dari

kebutuhan air bersih penduduk DKI Jakarta dapat dipenuhi oleh PAM Jaya
Sedangkan kekurangannya antara 62-50

O h

d i i b i I dari air tanah dangkal

dan

surnur dalarn (DGTL, 2000). Data yang ada menunjukkan bahwa konsumsi air tanah
oleh penduduk Jakarta sekitar 350 juta m3 per tahun. Dari jumlah tersebut 250 juta

m3 berasal dari sumur dangkal dan 100 juta m3 diambil dari sumur dalam. Dengan
kondisi liigkungan perkotaan seperti Jakarta dapat dihitung bahwa air resapan yang
mengisi air tanah dangkal Jakarta sebesar 110 juta m3 per tahun Dengan demikian
terjadi ketidak seimbangan antara resapan dan eksploitasi untuk konsumsi air tanah
di Jakarta berupa defisit cadangan air sebanyak 140 juta m3 per tahun. Pengambilan
air tanah di Jakarta pada saat ini harnpir seluruhnya terletak pada lokasi yang air
tanahnya tidak

tercemar air asin. Dengan kondisi tersebut dapat ketahui bahwa

ketersediaan air tanah yang tidak tercernar oleh intrusi air asin di Jakarta makii
berkurang dan diperkirakan hanya cukup untuk 8

-

10 tahun mendatang. Di lain

pihak telah terjadi peningkatan penggunaan sumur bor di wilayah DKI Jakarta. Dari
tahun 1990 sampai dengan tahun 2000 jumlah sumur bor yang terdaftar di Jakarta
meningkat dari 2640 menjadi 3440, atau terjadi peningkatan

rata-rata s e k i

3%/tahun (DGTL, 2000).
Dari penelitian-penelitian sebelumnya diketabui bahwa eksploitasi air tanah
dangkal di DKI Jakarta menyebabkan penurunan muka air tanah dangkal sampai di
bawah permukaan air laut. Kondisi ini dapat menyebabkan intrusi air laut ke dalarn
air tanah dangkal, menyebabkan air tanah berubah rasa, dari tawar menjadi payau
atau asin. Untuk rnengantisipasi agar tidak terjadi kondisi lingkungan yang lebii

buruk lagi, maka diperlukan upaya pengendalian terhadap eksploitasi sumberdaya air
tanah dan p e m b i i liigkungan, baik secara langsung maupun tidak langsung

(Makarim, 1994).

1.2.

Kerangka Pemikiran

Dengan latar belakang pemikiran tersebut diatas dapat dimengerti bahwa
penelitian tentang kualitas air tanah dangkal di wilayah perkotaan yang tingkat
ketergantungannya terfiadap air tanah cukup tinggi menjadi sangat mendesak.
Wilayah penelitian terpilih adalah wilayah dengan kepadatan penduduk yang tinggi
dan tingkat ketergantungan air bersih kepada air tanah dangkal rnasih dirasakan
sangat besar. Sedangkan alternatif lain hampir tidak mungkin selain membeli air
bersih dari pedagang. Untuk masarakat golongan ekonomi Iemah ha1 ini menjadi
beban hidup yang cukup berat.

Tanpa adanya penceman, air tanah dangkal merupakan sumber air bersih
yang mempunyai kualitas terjamin. Sehingga kebiasaan menggunakan sumur untuk
sum&

air

bersih

mash berlangsung sampai

sekarang dan

bahkan

ada

kecenderungan meningkat dari tahun ke tahun. Tetapi kenyataan menunjukkan lain,
dari beberapa penelitian terdahulu diketahui bahwa air tanah dangkal di wilayah
perkotaan tidak bebas sama sekali dari kontaminan. Beberapa parameter liigkungan
menunjukkan adanya tingkat pencemaran yang kritis untuk air minum. Mekanisme
masuknya bahan kontaminan ke dalam air tanah dangkal melalui infiltrasi dan
dispersi ke dalam akuifer, kemudian menyebar searah aliran air tanah.
Intrusi air laut ke dalam lapisan air tanah dangkal adalah salah satu bentuk
pencemaran air asin ke dalarn lapisan air tanah dangkal. Air tanah yang terintrusi air

ash ini mempunyai rasa yang payau atau bahkan asin, sehingga tidak dapat diminum
wafaupun melewati proses pengolahan sekalipun. Lapisan air tanah yang sudah
terlanjur terintrusi air asin sangat sulit dibersihkan sampai menjadi tawar, bahkan
hampir tidak mungkin sarna sekali. Kalaupun dapat dilakukan dengan menggunakan
teknologi tinggi yang sangat mahal (Domenico, 1990).
Di wilayah penelitian adanya indikasi pencemaran air asin sudah dirasakan
oleh masyarakat. Pencemaran h i sangat mudah diidentifikasi karena dapat dirasakan
langsung tanpa alat sekalipun, narnun studi dinamika clan mekanisme proses
pencemaran air laut tersebut perlu dikaji secara mendalam. Penelitian terhadap
kondisi linglcungan yang air tanahnya terkontarninasi air asin dan payau sangat
diperlukan untuk dapat dijadikan dasar pengambilan keputusan bagi pihak yang

berkepentingan untuk mengelola sumberdaya air dan lingkungan. Batas wilayah
yang air tanahnya tercemar air asin serta tingkat keasinan tiap wilayah perlu dikaji
secara cerrnat

agar

dapat dipastikan

Mctor

lingkungan apa

saja yang

mempengaruhinya.
Air hujan merupakan sumber masukan dari air tanah pada suatu wilayah.

Sistem cadangan sumberdaya air tanah yang berasal dari air hujan dipengaruhi oleh
s t r u k t u r geologi, geomorfologi, dan hidrologi daerah setempat. Struktur tersebut

akan menentukan jurnlah dan kualitas cadangan air

tanah suatu wilayah.

Keseirnbangan sistem air tanah yang dilandasi oleh struktur tersebut &pat terganggu
oleh aktivitas manusia, akibat dari kegiatan rumah tangga,

industri, dan tataguna

lahan. Terganggunya keseimbangan &bat aktivitas manusia tersebut mengakibatkan
kuantitas dan kualitas air tanah menurun (Appelo dan Postma, 1996).
Dengan metode analisis hidrokimia kualitas air tanah &pat diketahui dan
dibandingkan dengan standar baku mutu air untuk menentukan tingkat pencemaran
lingkungan, selanjutnya dijadikan dasar program perbaikan lingkungan. Teknologi
isotop a

h digunskan untuk melengkapi kesenjangan informasi tentang penentuan

daerah resapan akuifer dalam yang dengan telcnologi lain sangat sulit dilakukan.
Teknologi ini juga menjawab dinamika aliran air tanah dan intrusi air laut ke lapisan
akuifer.
Dengan dapat ditentukannya lokasi wilayah resapan air hujan ke dalam air

tanah, rnaka dapat diakukan usaha konservasi lahan secara tepat untuk menjaga
kelestarian sumberdaya air tanah DKI Jakarta. Konservasi tata guna lahan sering

menjadi konflik antara aktifitas ekonomi clan usaha pelestarian lingkungan yang
seharusnya &pat

dihjndari demi kepentingan rakyat

banyak yang sangat

membutuhkan sumberdaya air tanah Peraturan dan kebijakan pemerintah hams
tertuang dalam program perbaikan lingkungan yang mengarah kepada perlcualitas dan kuantitas airtanah. Diagram du kerangka pemikiran dapat dilihat pada

gambar 1.
Dengan alasan dan pemikiran yang dibahas di atas dapat diimuskan
rnasalah-masalah yang perlu mendapatkan perhatian di dalarn penelitian ini antara
lain :
1. Bagahanakah tingkat kualitas air tanah dangkal yang ada di wilayah

penelitian.
2. Wilayah mana saja yang air tanahnya tercemar air asin sehingga tidak
layak untuk air minum.
3. Faktor-%or

lingkungan fisik apa saja yang berpengaruh terhadap

terjadinya pencemaran air asin.
Untuk menjawab permasalahan pertama dilakukan pengukuran berbagai
parameter kirnia fisik dan isotop alam untuk mengetahui kualitas air tanah dangkal
bagi perm*

air bersih dan air minum

Parameter tersebut kemudian

dibandiigkan dengan kriteria bagi peruntukan a i rninum. Berkaitan dengan tingkat
keasinan air tanah dangkal, maka

tidak dilakukan pengukuran terhadap semua

parameter pencemar tetapi dipilih beberapa parameter kimia lingkungan kunci yang

ada kaitannya dengan poIa d
bahan konta

'

i dan kriteria serta mekanisme pergerakan aliran

air asin.

Gambar 1 . Kerangka pemikiuan penentuan dinamika pencemaran air tanah oleh air laut
dengan teknologi hidrokimia, isotop a h : deuterium, oksigen-18

Setiap wilayah peneLitian mempunyai karakteristik kondisi lingkungan yang

berbeda yang diperkirakan ikut memberikan andil &lam menambah tekanan
pencemaran air asin pada air tanah dangkal. Mengingat proses pencemaran air asin

melalui mekanisme intiltrasi dan dispersi rnaka kondisi geologi dan iklim ikut
memberikan pengaruh pada proses terjadinya pencemaran air asin.
Di dalam penelitian ini diasumsikan bahwa bahan pencemaran air asin adalah
berasal dari air laut melalui intrusi (penerobosan) air laut ke &lam lapisan air tanah
dangkal, sehingga air tanah dangkal terkontaminasi menjdi payau dan asin.
Walaupun terdapat bahan kontaminan lain selain air laut yang dapat meningkatkan
kandungan garam dan menyebabkan air tanah berasa payau d m asin, tetapi
konsentrasinya

sangat kecil. Mekanisme selain penerobosan air laut secara

horisontaI dari laut ke daratan bukan m e ~ p a k a nintrusi air laut tetapi ITIeNpZIkaII
kontaminasi air asin pada air tanah dangkal akibat infiltrasi dan dispersi secara
v e r t W melalui bekas-bekas

sumur gali atau sumur bor yang sudah tidak

dipergunakan dan tercemar oleh air pasang dari badan-badan air seperti sungai dan
rawa (Haryadi, 1996).

1.3. Tujuan dan Kegunaan Penelitian

Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian yang dimmuskan di dalarn penelitian ini adalah sebagai
berikut :
1. Memetakan lokasi air tanah dangkal yang terintrusi air laut di wiiayah DKI

Jakarta.
2. Menelusuri kondisi fisik lingkungan yang air tanah dangkalnya terintrusi air laut.

Kegunaan Penelitian
Hasil penelitian ini rnemberikan informasi mengenai wihyah air tanah

dangkal yang terintrusi air laut di DKI Jakarta dan keadaan kondisi fisik
lingkungannya, yang dapat dijadiian dasar pengambilan keputusan bagi pihak
pengelola sumberdaya alam dalam membuat kebijakan.
Hasil penelitian ini juga

dapat dijadikan sumbangan terhadap wacana

pengembangan ilmu pengetahwin, khususnya penggunaan teknologi isotop alam

dalarn penentuan intrusi air laut dan pengelolaan lingkungan hidup.

1.4. Hipotesis

I.

Air tanah dangkal di daerah Jakarta bagian utara telah terintrusi air laut.

2.

Kondisi fisik lingkungan yang mempengaruhi terjadimya intrusi air laut ad&
eksploitasi air tanah dan luas daerah terbangun.

:

11. TINJAUAN PUSTAKA

2.1.

Hidrologi
Secara keseluruhan jumlah surnberdaya air di bumi adalah konstan karena air

selalu mengalami suatu siklus yang disebut dengan siklus hidrologi. Siklus air yang
terdapat di bumi sering disebut daur hidrologi atau siklus hidrologi. Siklus hidrobgi
meliputi suatu proses alamiah pergerakan air dimulai dari laut sarnpai akhirnya
kembali ke laut lagi. Proses ini meliputi penguapan dan presipitasi. Perjalanan air
dirnulai dari penguapan air permukaan ke atmosfir melalui proses evaporasi, dari
tumbuhan melalui proses transpirasi dan dari gabungan antara keduanya melalui
proses evapotranspirasi. Uap air yang terbentuk dari proses evaporasi, transpirasi dan
evapotranspirasi tersebut setelah mencapai temperatur tit& kondensasi membentuk
awan, jatuh ke bumi sebagai air hujan atau presipitasi. Sebagian air tersebut mengalir
sebagai aliran permukaan melalui berbagai bentuk badan air seperti sungai, danau,
rawa kemudian mengalir ke laut. Sebagian air yang lain mengalami infiltrasi dan
perkolasi membentuk aliuan di bawah permukaan tanah menjadi aliran air tanah
Dengan melalui berbagai macam cara akhirnya air tanah mengalir menuju laut
(Todd, 1980). Secara diagram pergerakan air dalam siklus hidrologi dapat dilihat
pada gambar 2. Kandungan isotop &lam air yang mengalami pergerakan berbeda

dari satu subsistem ke subsistem berikutnya, yang pada dasarnya dipengaruhi oleh
faktor suhu. Pada suhu yang lebih tinggi kemungkinan terjadi fiaksinasi kandungan
isotop semakin besar (Geih, 1980).

-

v
Kondensasi
Evaporasi /
Evaporanspirasi
A

Evaporasi /
Evapomnsnirasi

*

l'resipitasi

-

P

Badan Air :
Laut, wad& dl1

Aliran permukaan

Air t a n a l h

A

- A Aliran keluar I

*

I

Gambar 2. Skematik diagram siklus hidrologi

2.2. Air Tanah

Air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat di dalam
ruang-ruang antma butir-butir tanah dan di dalam retak-retak batuan. Lapisan tanah

yang telah jenuh dengan air tanah dapat diitakan sebagai lapisan pengandung air
atau sering disebut dengan lapisan akuifer (aquifer).Apabila permukaan air tanah ini
bersifat bebas tanpa dibatasi oleh lapisan tanah yang kedap air (impermeable) di

bagian atasnya maka lapisan tersebut merupakan aknifer bebas (unconfined aquifer).

Bagian dasar lapisan a k u i ini bersifat kedap air dan terdapat pada bagian lapisan
tanah yang jenuh air. Apabila yang mendasari lapisan ini merupakan Iapisan yang
tidak jenuh air maka lapisan air tanah tersebut merupakan lapisan akuifier turnpang.
Sumber utama dari air tanah adalah air hujan yang masuk ke dalarn tanah
atau rnelalui badan air seperti sungai kemudian mengalami proses perkolasi menuju

akuii. Air yang mengalami proses infiltrasi masuk ke dalam tanah akan
meningkatkan kelembaban tanah dan sesudah ~nelampauikapasitas jenuh rnaka air

akan bergerak vertikal rnasuk ke dalam lapisan air tanah oleh pengaruh grafitasi.
Akuifer merupakan lapisan pembawa air yang mempunyai susunan sedemikian rupa
sehingga dapat menyimpan dan mengalirkan air. Batuan akuifer rnempunyai sifat
permeabel, terbent.uk dari batuan sedirnen, belurn mengalami konsolidasi bertekstur

kasar seperti pasir dan batuan sedirnen lain yang febih kasar dari itu (Bowner, 1978).
Gerakan air tanah pada lapisan a k u i i mengikuti hukurn Darcy sebagai
berikut :

Q = k l ( c~m 3 / j a m )

(2.1)

Q = debit air yang mengalir melalui potongan melintang tanah seluas A cm2
A

= penampang

dari saluran air

k = koefisien konduktiitas

I = gradien potensial kapiler dan gradien grafitasi.
Jiia potensial kapiler dinyatakan dalam tekanan air h c m , maka gradien
potensial akan sesuai dengan jarak 1 cm akan menjadi WZ. D e m i k h juga jika be&
elevasi antara kedua ujung pada jarak 1 cm itu s a m a dengan z, maka gradien grafitasi
menjadi zfl.
Maka I = WI 2 z4

=

(h +/- z)/Z

Pada aliran yang menurun maka I = (71

+ z)/I

Sedangkan pada aliran yang naik maka I = (TI - z)/I
Besaran k (koefisien konduktifitas) tergantung kepada macam tanah,
kebmbaban tanah dan tegangan kapiler tanah, yang menumt Richards antara
lempung, liat dan pasir mempunyai besaran koefisien konduktifitas yang berbeda-

beda (Suyono dan Takeda, 1979), dimana k = W p p .
Lapisan tanah yang berada diantara permukaan tanah dan permukaan air
tanah pada akuifer bebas merupakan lapisan tanah yang tidak jenuh air (unsaturated
zone). Jenis, tekstur dan struktur tanah pada lapisan ini ikut menentukan bahan-bahan
terlarut dari air tanah yang melewatinya dan sekaligus berhngsi sebagai filter. Sifat

dan kimia lapisan tanah ini juga menentukan kualitas air tanah terutama pada lapisan
air tanah bebas dan akuifer tumpang (Laws, 1981).

Sumber air tanah selain air hujan dapat berasal dari &lam bumi sendiri
meskipun dalam jumlah yang relatif kecil. Sumber tersebut meliputi: (1) connate
water atau kantong air yang terperangkap dalarn lapisan tanah dan tejadi pada saat
proses pengenhpan; (2) air metamorfik m e ~ p a k a n
air yang keluar pada saat batuan
mengalami proses metarnorfose; kedua jenis air tersebut diatas disebut air rejuvenil
atau rejwened water; (3) air magma atau plutonik yaitu merupakan air juvenil yang
berasal dari aktivitas magma; (4) air meteorik yang berasal dari atmosfir dan dapat
mencapai lapisan jenuh secara langsung dan tidak langsung; (5) serta air marin yang
berasal dari laut menerobos masuk ke dalam akuifer (Tood,1980).

2.3. Infiltrasi Air Hujan dalarn Tanah

Roses masuknya air hujan dari perrnukaan tanah ke &lam bumi sampai ke
lapisan akuifer disebut infiltrasi. Pengertian ini menyatakan bahwa infiltrasi terbatas
pada proses masuknya air permukaan sampai lapisan akuifkr. Selanjutnya gerakan air
pada lapisan akuifer disebut perkolasi (Bouwer, 1979).
Infiltrasi maksimum pada suatu kondisi tanah tertentu diebut sebagai
kapasitas infiltrasi yang tergantung pada struktur tanah, tataguna tanah, suhu dan
%or

iklirn setempat. Perubahan kapasitas infiltrasi dapat dipengaruhi oleh m u s h

penghujan dan kemarau serta kelembaban tanah. Jumlah curah hujan yang tidak
melebii kapasitas infltrasi akan diteruskan semuanya mas& ke dalam tanah. Kalau
jumlah curah hujan melebiii kapasitas infiltrasi, maka kelebihannya akan mengalir
di pennukaan tanah sebagai air limpasan (run o n . Air limpasan ini akan mengalir ke

daerah yang elevasinya lebih rendah dan masuk ke &lam badan-badan air seperti

sungai, danau dan sebagainya. Tetapi pada daerah yang dilewati kemunglcinan
melaui tanah yang mempunyai kapasitas infiitrasi yang lebih besar sehingga
terinfiltrasi rnasuk ke dalarn lapisan tanah, demikian seterusnya sampai air limpasan
tersebut masuk ke laut (Fetter, 1988).

-

Laju infiltrasi tertinggi terjadi pada lapisan tanah yang paling atas karena

kelembaban

tanah yang relatif kering dan kecepatan infiltrasinya akan semakin

menurun pada lapisan tanah yang semakii lembab di bagian bawah. Lapisan aerasi
ini semakin meiuas ke arah lapisan tanah di bagian bawah. Pada lapisan t

d yang

sudah jenuh maka kecepatan infiltrasi menjadi stabil, misalnya lapisan tanah pa&
dasar sungai atau danau. Suatu wilayah yang pada permukaan tanahnya terjadi
infiltrasi dan lansung masuk ke dalam lapisan air tanah dalam disebut suatu daerah
resapan (recharge area). Pada akuifer bebas, daerah resapannya meliputi seluruh

permukaan tanah yang ada di atasnya. Pada lapisan akuifer dalam, luas daerah
resapannya lebih sempit dan terletak pada elevasi yang lebih tinggi (Hoefk, 1980).
Pengolahan air tanah &pat

menentukan kualitas air. Pada lapisan air tanah

dangkal kualitas dan kuantitas air tanah lebih bersifat fluktuatif bila dibandingkan
dengan air tanah &lam

Lingkungan fisik merupakan

faktor utarna yang

mempengaruhi pengisian dan pengambilan air tanah. Lapisan air tanah dangkal
merupakan lapisan air tanah yang lebih mudah terpengaruh oleh kondisi lingkungan
di daerah tersebut. Sedangkan untuk lapisan akuifer dalam, pengaruh lingkungan
fisik pada wilayah tersebut tidak terlalu besar (Kumar, 1979).

Lapisan tanah yang terdapat di atas lapisan permdcaan air tanah merupakan
lapisan yang tidak saturasi (unsaturated zone). Berbagai mekanisme f i s h dan kimia
tejadi pada lapisan ini sehingga &pat menghambat bahan-bahan yang terlarvt
maupun partikel yang ada &lam air merupakan sifkt adsorbsi oleh partikel-partikel
tanah baik sifat ion& maupun koloidal. Pada lapisan tanah yang semi permeabel

material tanah mempunyai tekstur yang halus dapori-pori antar partikel tanah sangat

kecil, sehingga air dan bahan yang terlarut tidak bebas melewatinya. Lapisan tanah
yang berstruktur halus ini mempunyai sifat penyaring air yang sangat halus (ultra
penyaring aktif, dan selektor ionik sehingga memungkinkan terjadiiya

f&asi),
tekanan

osmotik

dan

perbedaan

potensial

listrik

dalam

lapisan

tanah.

Impermeabilitas lapisan tanah yang ditentukan oleh porositas antar partikel ditarnbah
dengan sifat ionik dan koloidal ini b e r b g s i sebagai penyaring air tanah atau
berfimgsi sebagai purifikasi (Appelo dan Postma, 1996).

2.4.

Pergerakan Air Tanah
Secara umum yang disebut dispersi air tanah adalah mekanisme pergerakan

bahan-bahan material yang terkandung di dalam air pada suatu medium yang
permeabel atau porous. Pergerakan ini membentuk pola penyebaran material yang
terkandung di dalam air t d .

Dispersi sangat dipengaruhi oleh amh alirm air

tanah dan partikel-partikel yang terkandung di dalam lapisan air tauah. Dispersi
dapat berbentuk longitudinal atau paralel dengan arah aliran air tanah dan transversal
yaitu menyimpang dari arah aliran air tanah. Dua macam dispersi ini secara bersama-

sama membentuk konus terbuka searah aliran air tanah. Besar kecilnya sudut konus
ditentukan oleh ukuran but-

tanah dan partikel yang mengalami diipersi (Stum

dan Morgan, 1970).
Dispersi kimia fisik adalah proses difusi molekuler pada air tanah yang
mempunyai perbedaan gradien konsentrasi molekuler. Apabila tidak terdapat
penganrh lain, maka sebaran konsentrasi akan berbentuk normal. Makin jauh *i
titik sumber dispersan maka konsentrasi dispersan akan semakin mengecil sampai
akhirnya seluruh konsentrasi mengandung dispersan. Jarak tersebut dapat dikatakan
sebagai kapasitas dispersi. Pengertian ini hanya terbatas pada medium air yang tidak
terdapat pengaruh mekanis dalam

aliran air tanah. Jarak pencapaian dispersan

dipengaruhi oleh waktu, konsentrasi awal bahan dispersan, tekanan dan kecepatan
aliran air tanah.
Bahan-bahan dispersan yang masuk ke dalam sistem lapisan akuifer yang tidak
terdapat secara alarni pada air tanah tersebut diitakan sebagai bahan kontaminan
Bahan kontaminan yang dapat mempengaruhi sistem kehidupan pada lingkungan air
tanah baik secara kimia, fisika, atau sebaran organisme, dikategorikan sebagai bahan
pencemar lingkungan hidup. Bahan pencemar ini &pat berasal dari alam maupun
aktivitas kegiatan m u s i a (h4amhm, 1994).

2.5. Kualitas Air Tanah

Salah satu m a d k t air air bagi kehidupan manusia adalah untuk mernenuhi
berbagai kebutuhan diantaranya domestik dan industri. Tiap kebutuhan diperlukan

kualitas air tanah yang berbeda satu sama lain. Kualitas air tanah adalah kondisi fisik

kimia air tanah yang digambarkan oleh parameter fisik, kimia dan biologi dari air
tanah tersebut yang dikaitkan dengan kualitas hidup. Istilah lain ymg digunakan

adalah mutu air tanah, yaitu kualitas air tanah yang digunakan bagi peruntukan
tertentu. Penentuan kualitas air tanah didasarkan pada parameter konsentrasi zat
kimia yang terkandung di dalarrmya. Air tanah merupakan bahan pelarut dari unsur-

unsur atau senyawa kirnia yang terlarut di dalarnnya. Secara m u m kualitas air tanah
dapat d i u k ~
dengan
~
analisis kimia fisik dan biologi (Odum, 1971).
Kualhs air tergantung pada

perpaduan antara air yang masuk ke dalam

tanah, batuan yang diiewati, dan pada akhirnya mencapai lapisan air tanah yang ada
dalam a k u i . Dengan kata lain kualitas air tanah ditentukan oleh material yang

dilewatinya yaitu jenis tanah dan batuan, macam aliran, dan proses perubahan fisik

k i i maupun biologi air. Konsentrasi material yang terlarut d a b air tanah dapat
meningkat atau turun sejalan dengan pergerakan air dalam siklus hidrologi. Jadi
kualitas air tanah ditentukan oleh lingkungan yang mempengaruhi selama dalam

perjdanannya (Waite, 1984). Faktor-falctor lingkungan yang mempengaruhi tersebut
diantaranya adalah :
1. Faktor iklim, yaitu meliputi curah hujan, temperatur, tekanan, dan kelembaban

udara. Air hujan melarutkan unsur-unsur kimia yang ada di atmosfk seperti Oz,

Con, N, dan SO4. Konsentrasi dan jenis unsur atau senyawa kimia yang terlarut
dalarn air hujan dapat mencapai permukaan tanah.Temperatur clan tekanan udara
ikut menentukan tingkat konsentrasi unsur-unsur yang terlarut dalam air hujan.

2. Faktor litologi tanah dan bat-

merupakan sumber mineral yang terlarut di

dalam air tanah. Batuan beku seperti batuan v u b i k tidak mudah larut dalam

air, tetapi

melarutkan sedikit silika. Batuan sedimen umumnya melarutnan

kalsium, sodium, sulfat dan bikatbonat.
3. Kandungan karbon dioksida dan oksien l e b i banyak dipengaruhi oleh proses

fotosintesis dan transpirasi dari tanaman
4. Waktu tinggal (residence time) air, ikut menentukan jumlah konsentrasi mineral

yang terlarut. Makin lama air tersebut tinggal &lam batuan tertentu maka
semakin besar mineral tersebut terlarut dalam air.
Kualitas air tanah berbeda pada dirnensi dan waktu dimana air tanah tersebut
berada Pada liigkungan perkotaan yang padat penduduknya, pada lingkungan
industri, dan pada daerah pegunungan yang tidak tercemar lindi air limbah akan
mempunyai kualitas yang tidak sama.

Musim penghujan d m kernarau dapat

mempengaruhi tingkat konsentrasi unsur-unsur tertentu yang terlarut dalam air.

Bahkan dalam waktu yang singkat dapat terjadi perubahan tingkat konsentrasi w u r unsur tertentu (Wuryadi, 1981).

2.6. Kimia Air Tanah

Seperti telah disebutkan sebelumnya, unsur atau senyawa kimia yang
terkandung di dalam air tanah tidak hanya ditentukan oleh limbah buangan dari
kegiatan manusia, tetapi litologi tanah dan batuan ikut menentukan zat kimia yang
t e r h d u n g di dalamnya. Beberapa contoh air tanah yang diambil dari suatu lapisan

akuiier tertentu pada lokasi yang sama akan sangat mungkin mempunyai jenis unsur
dan senyawa kirnia yang sama T i e dari air tanah didasarkan pada unsur-unsur

mayor kation yang ada dalam air tanah tersebut yakni Mg, Ca,Na, clan K. Sedan&an
unsur anion meliputi Cl, S O c HC03,dan COs. Tipe air tanah didasarkan atas
k l a s i f i i Stui&and, trililier Piper, clan diagram Stiff (Appelo clan Postma, 1996).

Secara ahmi air hujan mempunyai tingkat kernasaman &man pH sekitar 5,6
yang disebabkan oleh terlarutnya karbon dioksida dalam udara. Kepadatan lalu
lintas dan daerah industri menyumbangkan pencemaran karbon dioksida terbesar

dalam udara clan dapat menyebabkan penurunan kua-

hujan di lokasi tersebut.

Para peneliti menemukan bahwa jumlah curah hujan mempunyai korelasi yang
signifrkan dengan pH, DHL, dan anion kation air hujan. Sernakin besar jurnlah curah
hujan semakin rendah tingkat keasaman, DHL, serta anion dan kationnya.
Faktor-&&tor yang mempengaruhi kualitas air hujan secara urnum adalah

sumber uap air dan inateri yang terkandung dalam atmasfer baik gas maupun debu.
Materi gas terdiri atas NO*, C02, dan

02.

h4aterj padat antara lain debu clan asap

terdii atas partikel-partikel garam, beberapa spora j a m dan bakteri. Partikel
tersebut mengikat uap air dan pada temperatur tertentu kemudian terjadi kondensasi
partikel-partikel tersebut dan jatuh ke bumi sebagai air hujan (Manahan, 1994).

.

Aktivitas manusia di bumi mempengaruhi komposisi materi-materi yang ada
dalam atmosfer misalnya transportasi dan industri. Hujan asam selain disebabkan
oleh polutan akibat kejadian alam seperti gunung api, dapat juga disebabkan oleh
tercemarnya atmosfer oleh kegiatan manusia, rnisalnya kegiatan industri yang

menghasillcan polutan sulfat dan nitrat. Semakin kompoleks kehidupan di atas bumi

akan semakin banyak bahan polutan yang mencemari atmosfer bum< clan kualitas air
hujan akan semakin menurun Reaksi kimia yang tejadi antar rnateri di atmosfir
diebabkan oleh adanya katalis beberapa unsur logam, sinar matahari dan sinar ultra
violet (Manafian, 1994).
Air hujan yang jatuh ke buhi dikonsumsi oleh sejumIah elemen yang ada di

atmosfer selarna dalam proses kondensasi dan jatuhnya air hujan sarnpai diatas
permukaan bumi. Air tersebut sebagian mengalir sebagai air t i p a s a n (run o f f )dan
sebagian lainnya terinfiltrasi masuk ke dalarn tanah. Air hujan yang jatuh di daerah
perkotaan clan menjadi air limpasan di daerah perkotaan (urban runom merupakan
sumberdaya air tanah yang sangat d i a p k a n bagi kehidupan di daerah perkotaan.
Selama jatuhnya dan perjalannya sebagai urban runoff t a e b u t air hujan ini telah
membasuh dan melarutkan bahan k i i a dari berbagai limbah perkotaan yang ada,
yang terdapatpada pepohonan, bangunan, dan pada badan-badan air m

i selokan,

rawa, sungai dan danau yang telah tercernar oleh polutan perkotaan. Sepanjang
perjalanannya, konsentrasi polutan tidak konstan tetapi tergantung dari media yang
dilewati. Air limpasan perkotaan (urban run off) yang mengandung sejumlah bahan
kimia polutan tersebut, urban runoff akan mengalir mengikuti gaya gravitasi menuju
elevasi lebii rendah menuju badan-badan air seperti sungai, danau, dan ke laut.
Sebagian meresap masuk ke dalam tanah sebagai akuifer dan mengalir sebagai aliran
air tanah ( L w o , 1990).

Di daerah pantai air t-ya

sering tercemar oleh air laut yang menerobos

mas& ke dalam lapian air tanah. Intrusi air hut dapat menyebabkan perubahan
komposisi kimia pada air tanah. Reaksi yang terjadi dapat berupa reaksi sulfat,
karbon, kalsium, natrium, atau asam-asam lemah yang lain. Prosesnya k e m u n g k i i
berupa pelarutan atau pengendapan. Pada suatu daerah yang terintrusi air laut terjadi
proses kontaminasi air laut terhadap lapisan air tanah. Indikator terbdap terjadinya
intrusi air laut pada air tanah yang urnum dipergunakan adalah peningkatan
konsentrasi klorida dalam air tanah, dan daya hantar listrik (DHL). Indikator lain
adalah ion bikarbonat, yang pada umumnya mempunyai konsentrasi tinggi pada air
hujan dan rendah pada air laut. Penyebab utama terjadinya intrusi air laut adalah
terganggunya keseimbangan a k u i r , yang disebabkan oleh pengambilan air tanah
yang melebihi kapasitas. Pada kondisi normal, air hut terdapat di bagian bawah dari
air tawar karena densiti air laut l e b i besar dari air tawar. Tetapi dengan adanya
pengaruh turbulensi, maka air laut dapat bercampur dengan air tanah. Wilayah bat.%
pencampuran antara air laut dan air tanah disebut interface, dan bersifat sangat
dinamis, fluktuasinya dipengaruhi oleh pasang surut air hut serta tekanan air tanah
dan air sung&. Pengambilan air tanah yang melebii kapasitas aman (safe yield)
dapat mengurangi tekanan air tanah clan menggerakkan interface ke arah daratan.
Kapasitas aman (safe yield) adalah jumlah terbesar pengambilan air tanah yang
diijinkan tetapi tidak mengganggu keseimbangan antara air tanah dan air laut pada
derah interface (Domenico dan S c h w a , 1990).

2.7. Isotop Alam Air Tanah

Isotop alam adalah isotop yang secara damiah terdapat di alam, atau
keberadaannya disebabkan oleh adanya peristiwa-peristiwa yang tejadi di alam.
Dalam kaitannya dengan riset intrusi air laut ini maka isotop alam yang dimalcsudkan
adalah isotop dari atom penyusun molekul air (H20) yang terdiri atas isotop

deuterium (HZ) dan

oksigen-18 ('80). Dengan kedua jenk isotop air i@
maka

berapa fenomena hidrologis sistem hidrologi air tanah dapat diungkapkan, antara lain
mekanisme intrusi air laut dan asal usul air tanah (IAEA-TRS 210, 1981).
Deuterium. Ada tiga jenis isotop hidrogen yang ada di dam diantaranya

adalah hidrogen yang bermasa satu ('H), isotop dengan masa dua yaitu deuterium
('H),

dan isotop hidrogen bermasa tiga yaitu tritium ( 3 ~ )Ketiga
.
jenis isotop tersebut

&pat membentuk senyawa molekul air (HzO). Besarnya kelimpahan atom 'H
terhadap 'H di alam adalah berkisar antara (l,5 - 2) 1o4

.

Oksigen-18. Di alam terdapat tiga jenis isotop oksigen yaitu isotop oksigen
dengan masa 16 (160), isotop oksigen dengan rnasa 17 (170), dan oksigen dengan
masa 18 ("0). Kelimpahan atom "0 clan ''0 terhadap '"0 masing-masing ada&
1/10.000 dan 1/1.250.
Berbagai kemungkinan komposisi hidrogen dan oksigen di dalarn molekul air

adalah

HZ'"O,

' ~ 2 ~ ~Dari
0 .

H2H160, z~2160,
H2170, H2H170, 2 ~ 2 1 7 0 , ~

~H*H'~O,
~
dan
~

sembilan kemungkinan komposisi tersebut yang terpenting &lam

, HZ"O.
kaitannya dengan ketelitian analisisnya adalah komposisi H2160,H ' H ' ~ ~dan

Komposisi isotop alam deuterium dan oksigen-18 dalam air dinyatakan dengan suatu

0

,

harga selisih relatif terhadap standar, yaitu Standard Mean Ocean Water (SMOW).
Nilai kandungan isotop alam dinyatakan dalam hubungan :

6

=

Rs

- Rst
Rst

x lo00

o /

00

dimana nilai kandungan rasio isotop relatif 6 (delta) dinyatakan dalam satuan permil,

Rs a d a h rasio isotop 'HA3 ittau 180/160 dari -pel
2~~