4. Menentukan Laju Peningkatan kadar NO Hasil dan Pembahasan a. Hasil Penelitian Pendahuluan

matematika sehingga diperoleh pola kecenderungan perubahan rata-rata kadar NO 3 - atau SO 4 = air sumur terhadap waktu dengan bantuan komputer program excel. b.3. Menentukan Tingkat Korelasi Kadar NO 3 - dan SO 4 = Air Hujan Dengan Kadar NO 3 - dan SO 4 = Air Sumur Hasil analisis rata-rata kadar NO 3 - dan SO 4 = air sumur dan air hujan masing- masing di kelompokkan sehingga diperoleh data series dari tahun 1999, 2001, 2006, 2008, dan 2009. Setiap data series setiap parameter dibuat plot antara parameter air sumur vs parameter air hujan pada 5 tahun pengamatan dalam kurun waktu 11 tahun dengan menggunakan bantuan program komputer excelminitab baik untuk mendapatkan persamaan matematik kurva, nilai korelasi, dan visualisasi grafik. Interpretasi korelasi didasarkan pada koefisien korelasi. Korelasi dianggap baik jika nilai koefisien korelasi 0,7 dan yang dapat menyatakan bahwa kualitas air sumur benar-benar dipengaruhi oleh kualitas air hujan.

b.4. Menentukan Laju Peningkatan kadar NO

3 - dan SO 4 = Air Sumur Laju pengasaman air sumur dicari dengan menggunakan model persamaan laju reaksi orde pertama. Persamaan ini diambil dengan alasan, pertama; bahwa input nitrat dalam air sumur yang utama berasal dari air hujan. Asumsi keberadaan nitrat dalam air tanah merupakan akibat langsung dari kandungan nitrat dalam air hujan, walaupun proses nitrifikasi dalam tanah juga terjadi namun diasumsikan laju nitrifikasi sama dengan laju denitrifikasi sehingga mencapai keadaan ajeg steady state sehingga dapat diabaikan. Alasan kedua; bahwa peningkatan kadar nitrat dalam air sumur selaras dan tidak jauh berbeda dengan peningkatan kadar nitrat dalam air hujan, bukan merupakan kelipatan ganda dari peningkatan jadar nitrat bair hujan. Persamaan orde pertama ditulis : kt NO NO t + = 3 3 ] ln[ ] ln[ Persamaan tersebut diturunkan menjadi : yang merupakan persaman linier pangkat 1 yang selanjutnya digunakan untuk menentukan nilai tetapan laju pengasaman air sumur, k, dengan metoda grafik. Bentuk lain persamaan tingkat pertama dapat dinyatakan sebagai berikut :

4.3. Hasil dan Pembahasan a. Hasil Penelitian Pendahuluan

Simulasi kolom pelindian nitrat dengan variasi input nitrat pada air hujan buatan: 10; 20; dan 30 mg L -1 dan kadar nitrat dalam air lindi ditetapkan, diperoleh data kadar nitrat pada berbagai rasio LS yang disajikan dalam bentuk grafik seperti terlihat pada Gambar 31. Gambar 31. Pola perubahan kadar nitrat dalam air lindi dengan berbagai input nitrat dalam air hujan buatan Input nitrat, A= 10 mg L -1 ; B=20 mg L -1 dan C=30 mg L -1 terhadap rasio LS. L=volume air hujan buatan yang keluar kolom lindi, dan S volume tanah isi kolom. Kadar nitrat dalam air lindi semakin tinggi dengan semakin bertambahnya volume air hujan buatan yang dialirkan ke dalam kolom. Perubahan kadar nitrat dalam air lindi [NO 3 - ] al dalam mg L -1 meningkat mengikuti persamaan eksponensial. Kurva A dan B memperlihatkan perubahan kadar nitrat dalam air lindi dengan input masing-masing 10 mg L -1 dan 20 mg L -1 . Kurva A mengikuti persamaan: [NO 3 - ] al =1,4748e 0,0279LS dengan R 2 =0,93 dan kurva B mengikuti persamaan: [NO 3 - ] al =1,468e 0,0207LS dengan R 2 =0,95. Peningkatan kadar nitrat dalam air lindi kurva A sedikit lebih tinggi dari kurva B, hal ini dapat disebabkan perbedaan laju alir air hujan buatan yang melewati kolom pada kasus B sedikit lebih lambat akibat sebagian pori-pori tanah mulai tertutup tanah memadat. Kurva C memperlihatkan perubahan kadar nitrat dalam air lindi dengan input nitrat 30 mg L -1 . Laju 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 1 2 3 4 5 LS rasio R at a- rat a [ N O 3 -] al m g L C A B peningkatan nitrat nampak tajam mengikuti persamaan: [NO 3 -] al =1,4543e 0,0756LS dengan R 2 =0,98. Peningkatan kadar nitrat yang tajam ini dapat disebabkan tanah tak mampu lagi mengapsorbsi nitrat dan bahkan terjadi pelindian nitrat asli yang terkandung dalam tanah. Menurut Forge et al. 1999 dan Sloot et al, 2003 kadar spesi kimia dalam air lindi mencapai stabil pada rasio cairan padatan rasio : LS =10. Rasio ini dicapai pada volume liter ke 50. Pengaruh kadar nitrat pada air hujan buatan terhadap kadar nitrat pada air lindi dilihat pada liter ke 50 dengan menghitung kadar nitrat yang dimaksud mrenggunakan persamaan A, B, dan C pada Gambar 31. Hasil perhitungan disampaikan pada Tabel 10. dan grafik pola perubahan kadar nitrat air lindi akibat nitrat dalam air hujan ditampilkan pada Gambar 32. Tabel 10. Data hasil perhitungan kadar nitrat pada berbagai rasio LS dan kadar nitrat air hujan buatan Vol air lindi liter = L Rasio LS [NO 3 - ] mg L -1 A B C 1,475 1,468 1,335 5 1 1,696 1,628 2,004 10 2 1,949 1,806 3,009 15 3 2,241 2,003 4,518 20 4 2,577 2,221 6,784 25 5 2,962 2,463 10,186 30 6 3,406 2,732 15,295 35 7 3,916 3,030 22,967 40 8 4,502 3,360 34,486 45 9 5,176 3,726 51,783 50 10 5,951 4,133 77,755 Keterangan: Kadar nitrat dalam air hujan buatan A= 10 mg L -1 ; B = 20 mg L-1; C = 30 mg L -1 L = Volume air lindi S = Volume padatan isi kolom Tabel 9 memperlihatkan bahwa pada kadar nitrat air hujan buatan 10 mg L -1 dan 20 mg L -1 kolom A dan B kadar nitrat air lindi pada LS=10 hanya sedikit mengalami peningkatan dari awalnya, yaitu masing-masing meningkat sebesar 4,476 mg L -1 1,475-5,951 mg L -1 dan 2,665 mg L -1 1,468-4,133 mg L -1 . Meskipun meningkat namun keduanya masih dibawah kadar nitrat air hujan buatan yang diberikan. Hal ini menunjukkan bahwa sampai pada kadar nitrat air hujan 10 20 30 40 50 60 70 80 90 5 10 15 20 25 30 35 [NO 3 - ] air hujan mgL [NO 3 - ] a ir lin d i m g L buatan 20 mg L -1 tanah masih mampu menyerap dan menahan nitrat. Pada pengaliran air hujan buatan dengan kadar nitrat 30 mg L -1 , kadar nitrat pada air lindi meningkat tajam dengan semakin besar volume air lindi yang ditampung. Perhitungan akumulasi nitrat air lindi pada LS=10 mencapai 77,755 mg L -1 . Hal ini menunjukkan bahwa tanah dalam kolom percobaan tidak mampu lagi menyerap dan menahan asupan ion nitrat. Gambar 32 memperlihatkan hubungan antara kadar nitrat dalam air lindi dengan kadar nitrat dalam air hujan buatan yang diplot pada rasio LS=10. Semakin tinggi kadar nitrat dalam air hujan buatan mengakibatkan semakin tinggi kadar nitrat dalan air lindi, hubungan langsung ini mengikuti persamaan: [NO 3 - ] al = 0,9499e 0,1286 [NO 3 -] ah dengan nilai koefisien determinasi, R 2 = 0,65. Gambar 32. Hubungan antara perubahan kadar nitrat air lindi dengan kadar nitrat dalam air hujan buatan b. Hasil Penelitian Utama b.1. Hasil pemantauan dan evaluasi keberadaan nitrat dan sulfat dalam air hujan dan air sumur Kadar Nitrat Dalam Air Hujan Hasil pemantauan kualitas air hujan di wilayah penelitian menunjukkan kadar nitrat berkisar antara 0,0152 sampai 11,45mg L -1 . Rata-rata tahunan kadar nitrat pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi disajikan pada Tabel 11. Rata-rata kadar nitrat tahunan selama 11 tahun terakhir cenderung meningkat dari 0,405 mg L -1 menjadi 5,284 mg L -1 . Peningkatan kadar nitrat dalam air hujan ini signifikan Fh=1,61F tabel; P 0,193 α 0,05 disebabkan oleh tingginya kadar NO 2 diudara dan kadar ozon sebagai oxidan. Gas NO 2 dengan adanya ozon dan uap air bereaksi membentuk asam nitrat. Kadar NO 2 di daerah hujan asam intensitas tinggi antara 36,44 ug m -3 sampai 709,3 ug m -3 dan kadar ozon antara 5,13 ug m -3 sampai 27,14 ug m -3 DTRLH, 2009. Tingginya kadar NO 2 di udara disebabkan oleh mesin-mesin pembangkit tenaga di industri yang berbasis motor bakar dan kendaraan bermotor. Menurut Hrkal et al. 2006 perkembangan pertumbuhan lalu lintas di Republik Czech dapat menaikkan kecenderungan deposisi nitrogen. Berdasarkan data laporan Polres Bogor bahwa jumlah kendaraan dalam kurun waktu 11 tahun terakhir meningkat tajam, dari 49.808 unit pada tahun 1999 meningkat menjadi 200.139 unit pada tahun 2009. Selain dari itu, pada wilayah ini polusi debu cukup tinggi antra 166,16 – 315,74 µg m -3 DTLH, 2009. Debu memiliki sifat mengadsorbsi polutan diudara Manahan, 2005 sehingga polutan nitrat terkonsentrasi pada daerah yang berdebu. Tabel 10. Rata-rata kadar nitrat NO 3 - dalam air hujan pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi di wilayah industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi Sampling Kadar NO 3 mg L -1 1999 2001 2006 1 2008 2 2009 3 Kr.Asem Barat 0,156 0,426 0,799 0,885 6,825 Puspasari 0,239 2,754 - - 4,58 Kranggan 0,159 0,234 - 0,565 2,575 Kr.Asem Timur 1,169 - 9,550 30,925 11,45 Puspanegara 1,39 1,522 2,042 1,175 4,2 Gn. Putri 0,143 5,475 - - 3,95 Tlajung Udik 0,022 0,152 - 0,925 3,45 Ps.Citeureup 0,015 3,906 4,889 5,175 5,325 ITC Cibinong 0,355 6,131 7,530 1,425 3,825 Rata-rata umum 0,405 3,018 4,962 5,868 5,284 Keterangan : - tidak diukur missing data Sutanto et al, 2000; Iryani, 2002 1 , 2 , dan 3 data primer penelitian ini Pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi, kadar nitrat dalam air hujan ditunjukkan pada Tabel 12. Rata-rata kadar nitrat selama 11 tahun terakhir mengalami peningkatan dari 0,217 mgL pada tahun 1999 menjadi 2,160 mgL. Namun demikian peningkatan kadar nitrat air hujan ini masih jauh lebih rendah dibandingkan dengan peningkatan kadar nitrat pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi. Tabel 12. Rata-rata kadar nitrat NO 3 - dalam air hujan pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi di wilayah industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Kadar NO 3 - mgL 1999 2001 2006 1 2008 2 2009 3 GBJ - - 2,500 3,864 3,250 Puspasari 0,239 2,754 - 1,125 0,925 Kranggan GP 0,159 0,234 0,565 2,278 3,780 Wanaherang 0,113 1,639 2,550 - 2,660 Ciriung 0,355 6,131 1,425 1,375 2,565 Rata-rata 0,217 2,689 1,760 2,160 2,636 Keterangan : - tidak diukur missing data Sutanto et al, 2000; Iryani, 2002 1, 2 , dan 3 data primer penelitian ini Kadar Sulfat Dalam Air Hujan Rata-rata kadar sulfat dalam air hujan cenderung menurun dari tahun ke tahun yaitu mengalami penurunan dari 4,953 mg L -1 pada tahun 1999 menjadi 3,547 mg L -1 pada tahun 2009 Tabel 13. Hasil uji statistik perubahan rata-rata penurunan sulfat tidak signifikan F hit 0,73F tabel , dan P 0,540 α0,05. Rendahnya kadar sulfat dalam air hujan disebabkan oleh rendahnya polutan SO 2 di udara. Kadar SO 2 diudara tahun 2009 antara 15 sampai 94,9 µg m -3 DTLH, 2009. Keasaman air hujan meningkat atau pH air hujan di daerah ini cenderung menurun. Tingkat keasaman air hujan salah satunya ditentukan oleh kandungan sulfat yang mencerminkan terbentuknya asam sulfat di atmosfir akibat adanya polusi SO 2 . Semakin menurunnya kadar sulfat menunjukkan bahwa sulfat bukan penentu keasaman air hujan, namun kandungan nitrat dalam air hujan lebih dominan dalam peningkatan keasaman air hujan . Pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi kadar sulfat dalam air hujan jauh lebih rendah dibandingkan dengan kadar sulfat dalam air hujan pada daerah yang secara terus-menerus mengalami hujan asam intensitas tinggi Tabel 14, hal ini disebabkan polutan gas SO 2 yang rendah yaitu antara 15-23,98 ug m -3 . Tabel 13. Hasil pengukuran kadar sulfat SO 4 = dalam air hujan pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi di Wilayah Industri Cibinong-Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Kadar SO 4 = mg L -1 1999 2001 2008 2009 Tol Citeureup 3,36 0,899 3,093 2,293 Puspasari 4,96 1,798 - 2,120 Kranggan G. Putri 6,54 11,364 - 9,567 Kr.Asem Timur 3,89 - 2,693 3,360 Puspanegara 7,61 9,434 5,36 4,96 Tol Gn. Putri 3,89 3,034 3,627 4,827 Tlajung Udik 1,06 0,899 - - Ps.Citeureup 8,32 5,556 2,427 3,770 ITC Cibinong - 1,011 1,227 2,293 Rata-rata 4,953 4,249 2,846 3,547 Keterangan : - tidak diukur missing data Sutanto et al, 2000; Iryani, 2002 Tabel 14. Data sulfat SO 4 = Air Hujan pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi di Wilayah Industri Cibinong-Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sanpling 1999 2001 2008 2009 GBJ - - 1,000 ttd Wanaherang 4,430 1,124 4,000 ttd Puri Nirwana 3,920 1,124 ttd ttd Tarikolot - - - - Sukahati - - 1,493 2,490 Ciriung - 1,011 - - TOL Sentul - - 1,571 - Rata-rata 4,175 1,086 1,623 0,623 Keterangan : - tidak diukur missing data Sutanto et al, 2000; Iryani, 2002 Kadar Nitrat Dalam Air Sumur Hasil analisis kadar nitrat air sumur disajikan pada Tabel 15. Nampak bahwa kadar nitrat dalam air sumur di wilayah penelitian tertinggi 10,550 mg L -1 . Tingginya kadar nitrat dalam air sumur ini dikarenakan kadar nitrat dan debu di udara tinggi, masing-masing mencapai 228 ug m -3 dan 444,4 ug m -3 DLH, 2009. Nitrat dan debu dapat turun ke permukaan tanah dengan dua cara yaitu deposisi kering dan deposisi basah bersama air hujan. Kadar nitrat dalam air sumur secara keseluruhan memenuhi persyaratan kualitas air minum menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI No . 492MENKESPERIV2010 bahwa nilai ambang batas atau baku mutu kadar nitrat 50 mg L -1 . Meskipun demikian dari tahun ke tahun kadar nitrat dalam air sumur terus meningkat. Rata-rata kadar nitrat air sumur meningkat hampir 24 kali lipat dari tahun 1999 sampai tahun 2009. Peningkatan ini selaras dengan peningkatan kadar nitrat dalam air hujan. Pada area yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi, rata-rata kadar nitrat dalam air sumur cenderung naik secara signifikan F hitung 8,93 F tabel; P 0,000. Peningkatan ini disebabkan oleh peningkatan rata-rata kadar nitrat dalam air hujan. Tabel 15. Data kadar nitrat NO 3 - dalam air sumur pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi di Wilayah Industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Konsentrasi NO 3 - mg L -1 1999 2001 2008 I 2008 II 2009 I 2009 II Karangasem Barat 0,292 0,299 1,593 2,213 - 7,988 Kranggan, 0,253 0,286 0,941 1,725 1,000 2,550 Puspanegara 1 Ps. Citeureup 0,223 0,281 0,771 4,175 4,125 5,925 Puspanegara II depan Indocemen 0,264 0,349 0,381 3,963 - 4,175 Tarikolot, Tajur - 1,295 1,627 8,800 9,050 1,363 Jl. Raya G.Putri 0,154 0,336 0,559 2,075 3,225 10,550 Ds. Kec. G. Putri Tlajung Udik 0,275 1,027 - 9,175 8,675 8,113 Jln. Nurdin ITCCibinong 0,292 0,162 0,720 1,925 1,788 6,925 Rata-rata 0,250 0,504 0,942 4,256 4,644 5,947 Keterangan: I =sampling bulan Juni-Juli, II sampling bulan basah Desember-Januari - Tidak diukur Pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi rata-rata level kadar nitrat dalam air sumur lebih rendah dari rata-rata kadar nitrat dalam air sumur pada daerah yang sering mengalami hujan asam intensitas tinggi. Hal ini disebabkan input nitrat dari air hujan relatif lebih rendah pada daerah yang jarang nitratmengalami hujan asam intensitas tinggi. Tabel 16 menyajikan data kadar nitrat pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi. Rata-rata kadar nitrat dalam air sumur meningkat dari 1,295 pada tahun 1999 menjadi 3,373 mg L -1 pada tahun 2009. Rata-rata kadar nitrat ini masih jauh dibawah nilai ambang batas kualitas air minum. Tabel 16. Data kadar nitrat NO 3 - dalam air sumur pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi di Wilayah Industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Kadar NO 3 - mgL 1999 2001 2008 I 2008 II 2009 I 2009 II Griya Bukit Jaya - - 0,068 0,077 3,800 0,800 Babakan Sentul - - 0,237 0,251 1,350 5,988 Babakan Tarikolot 1,295 - - 5,675 1,363 Narogong Km 28 - - 0,305 0,319 10,425 3,550 Nambo - - 2,119 2,213 1,675 2,988 Cimpaeun, Cilangkap - - 0,093 0,104 1,913 4,550 Cikaret Cibinong - - 0,102 0,115 - 4,369 Rata-rata 1,295 0,470 0,513 4,139 3,373 Keterangan: I =sampling bulan Juni-Juli, II sampling bulan basah Desember-Januari - Tidak diukur Kadar Sulfat Dalam Air Sumur Kadar sulfat dalam air sumur disajikan pada Tabel 17. Kadar sulfat dalam air sumur tertinggi terukur sebesar 148,454 mg L -1 yaitu sampel air sumur Puspanegara 1 pada tahun 2008. dan terendah sumur Gunung Putri sebesar 9,887 mg L -1 . Secara umum kualitas air sumur berdasarkan evaluasi kadar sulfat adalah memenuhi syarat menurut Permenkes No . 492MENKESPERIV2010 memiliki baku mutu 250 mg L -1 . Rata-rata kadar sulfat dalam air sumur menurun dari 32,056 mg L -1 1999 menjadi 20,789 mg L -1 2009. Namun demikian perubahan ini tidak signifikan, hasil uji statistik menunjukkan F hit F tabel ; P 0,721. Hasil analisis kadar sulfat dalam tanah di daerah penelitian berkisar antara 1,2 mg L -1 sampai 6 mg L -1 jauh lebih rendah dari kadar sulfat dalam air sumur. Hal ini menunjukkan bahwa kadar sulfat dalam air sumur dominan berasal dari atmosfir. Tabel 17. Data hasil pengukuran kadar sulfat SO 4 = air sumur pada daerah yang sering mengalami hujan asam tinggi di Wilayah Industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Konsentrasi SO 4 = mg L -1 1999 2001 2008 I 2008 II 2009 I 2009 II Karangasem Barat - 46,218 91,753 - 8,693 66,693 Kranggan, - 18,868 6,598 - 12,693 6,960 Puspanegara 1 Ps. Citeureup 10,912 46,218 148,454 47,360 22,027 6,960 Puspanegara II depan Indocemen 67,045 42,857 20,515 18,027 - 54,027 Jl. Raya G.Putri 72,586 42,017 22,062 50,960 34,293 7,627 Ds. G. Putri Tlajung Udik 4,426 16,981 9,887 9,887 - 1,360 Jln. Nurdin ITC Cibinong 5,311 10,84 13,959 12,160 12,560 1,893 Rata-rata tahunan 32,056 43,731 24,966 27,311 19,480 20,789 Keterangan: I =sampling bulan Juni-Juli, II sampling bulan basah Desember-Januari - =Tidak diukur Pada daerah yang jarang mengalami hujan asam intensitas tinggi kadar sulfat dalam air sumur menurun dari 18,868 mg L -1 pada tahun 2001 menjadi 3,336 mg L -1 pada tahun 2009 Tabel 18. Hal ini dikarenakan input SO 4 = dari air hujan juga rendah Tabel 14. Tabel 18. Data hasil pengukuran kadar sulfat SO 4 = air sumur pada daerah yang jarang mengalami hujan asam tinggi di Wilayah Industri Cibinong- Citeureup Kabupaten Bogor Lokasi sampling Kadar SO 4 = mg L -1 1999 2001 2008 I 2008 II 2009I 2009II Griya Bukit Jaya, - - 16,392 17,166 ttd 0,023 Babakan Sentul - - 15,299 16,000 4,293 Ttd Kranggan, G. Putri - 18,868 6,598 - 12,693 6,690 Babakan tarikolot - - - - 36,693 ttd Narogong Km 28 - - 13,907 18,518 Ttd 0,549 Nambo - - 6,082 5,476 21,227 18,506 Cimpaeun, Cilangkap - - 11,381 14,971 15,093 0,626 Cikaret Cibinong - - 15,093 13,847 30,827 0,296 Rata-rata - 18,868 12,107 14,330 15,103 3,336 Keterangan: I =sampling bulan Juni-Juli, II sampling bulan basah Desember-Januari - =Tidak diukur

b.2. Pola Perubahan Kadar Nitrat dan Sulfat Dalam Air Hujan dan Air Sumur