ANALISIS AIR LIMBAH DENGAN METODE RESIST
ANALISIS AIR LIMBAH BERDASARKAN
NILAI RESISTIVITAS SKALA LABORATORIUM
Agesti Kusumandari (1111097000035), Debby Aslamia (1111097000040), Luciana Arinda Amri
(1111097000008) dan Rochman Tri Sudarma (1111097000019)
Laboratorium Geofisika Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Abstrak
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui nilai resistivitas air limbah dalam skala laboratorium
dengan metode geolistrik tahanan jenis. Pengambilan data dilakukan dengan membuat model wadah
yang berisi air dengan ukuran panjang 15 cm dan lebar 22.5 cm, serta 4 buah elektroda dengan
masing-masing spasi jaraknya 2 cm yang kemudian disiram dengan 2 macam air limbah dengan
variasi konsentrasi 50, 100, 200, dan 300 mL. Nilai resistivitas sebelum disiram air limbah
dibandingkan dengan nilai sesudah disiram air limbah untuk mengetahui perubahan nilainya.
Diperoleh hasil bahwa nilai resistivitas air aqua lebih besar daripada air kran, limbah outlet dan
limbah inlet.
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah merupakan salah satu masalah yang dihadapi
oleh negara berkembang seperti Indonesia, baik limbah industri maupun limbah rumah tangga.
Umumnya limbah yang di buang ke lingkungan akan mempengaruhi lingkungan dimana limbah
dibuang (Djajadiningrat dan Harsono, 1990). Apabila dilihat dari bahaya yang ditimbulkan
limbah ini ada yang berbahaya dan ada yang tidak berbahaya. Pembuangan limbah yang berbahaya
akan menjadi persoalan besar, apabila air yang dikonsumsi oleh manusia, hewan, dan organisme
tercemar limbah yang mengandung senyawa berbahaya.Salah satu metode yang banyak dipakai dalam
eksplorasi geofisika adalah metode geolistrik. Metode ini melibatkan pengukuran potensial dan arus
yang terjadi secara alamiah maupun akibat injeksi arus. Salah satu jenis metode geolistrik yaitu
geolistrik tahanan jenis atau yang sering disebut metode resistivitas (Soininen, 1985). Tujuan
penelitian ini adalah untuk menganalisa resistivitas air limbah di PLT UIN yaitu di inlet dan outletnya.
Konsep Resistivitas Semu
Pada kondisi sebenarnya, bumi terdiri dari lapisan-lapisan tanah dengan ρ yang berbeda beda.
Potensial yang terukur adalah nilai medan potensial oleh medium berlapis. Dengan demikian
resistivitas yang terukur di permukaan bumi bukanlah nilai resistivitas yang sebenarnya melainkan
resistivitas semu. Resistivitas semu yang terukur merupakan resistivitas gabungan dari beberapa
lapisan tanah yang dianggap sebagai satu lapisan homogen. Resistivitas semu ini dirumuskan seperti
pada persamaan 1:
dengan ρa merupakan resistivitas semu, K merupakan faktor geometri, ∆V merupakan beda potensial
dan I merupakan kuat arus. Pada kenyataannya, bumi merupakan medium berlapis dengan masingmasing lapisan mempunyai nilai resistivitas yang berbeda.Resistivitas semu merupakan resistivitas
dari suatu medium fiktif homogen yang ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau (gambar 1).
Medium berlapis yang ditinjau misalnya terdiri dari 2 lapis dan mempunyai resistivitas berbeda (ρ 1
dan ρ2). Dalam pengukuran, medium ini dianggap sebagai medium satu lapis homogen yang memiliki
satu nilai resistivitas yaitu resistivitas semu ρ a.
Metode resistivitas jenis Mapping
Metode ini bertujuan untuk menyelidiki perubahan tahanan jenis bawah permukaan ke arah lateral
atau horisontal yaitu dengan cara menggeser titik ukur secara horisontal dengan jarak elektroda dan
tegangan tetap. Pada metode ini kedalaman yang tersurvey akan sama karena pergeserannya ke arah
horisontal. Konfigurasi yang sering digunakan adalah Wenner, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
1.1.
Gambar 1.1. Perpindahan elektroda secara mapping
Metode Wenner
Konfigurasi ini sering digunakan di amerika Utara. Dalam konfigurasi ini jarak antar elektroda adalah
a yang besarnya 1/3 dari jarak dua elektroda luar (elektroda arus). Dalam hal ini besarnya factor
geometri K adalah 2πa. Dalam pelaksanaan di lapangan seluruh elektroda berada dalam suatu garis
lurus. Pengukuran dilakukan dengan memindah-mindahkan keempat elektroda pada jarak a secara
berurutan. Harga resistivitas yang didapat kemudian dipetakan dan dibuat kontour.
Gambar 1.2 Konfigurasi Wenner
Keunggulan konfigurasi Wenner adalah perhitungannya yang relatif sederhana dan sangat sensitive
terhadap ketidakhomogenan tanah dekat permukaan. Namun kekurangan metode ini tidak selalu dapat
dengan jelas menggambarkan keadaan lapisan tanah yang lebih dalam. Dilihat dari segi
pelaksanaannya metode ini tidak praktis dan memerlukan waktu yang lebih banyak, selain itu dapat
terjadi salah bentangan karena dalam metode ini untuk melanjutkan pengukuran berarti memindahkan
seluruh elektroda.
Perumusan dalam metode Wenner yaitu seperti pada persamaan 2:
ρ=k x R
dimana:
k =2 πa
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium PLT di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta yaitu
menganalisis nilai resistivitas air limbah menggunakan metode Wenner.
Rancangan Alat dan Bahan
Berikut ini adalah alat dan bahan yang digunakan:
1.
1 set Resistivitymeter Mc OHM. El model 2119 D
2.
1 buah Accu
3.
4 buah elektroda/paku
4.
4 buah kabel merah dan biru
5.
1 buah penggaris yang sudah dilubangi
6.
1 buah wadah yang berukuran 15 x 22,5 x 8 cm
7.
Kertas data
Prosedur Penelitian
Terlebih dahulu disediakan sebuah wadah yang berukuran 15 x 22,5 x 8 cm. Ke dalam bak tersebut
dimasukkan air dan limbah cair dari hasil pengolahan bahan kimia dengan 2 jenis limbah inlet dan
outlet. Di sepanjang wadah diberi penggaris yang sudah dilubangi, pada penggaris tersebut
dipasang 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial dengan variasi jarak 2 cm. Peralatan tersebut
disusun sedemikian rupa seperti yang terlihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 susunan peralatan
Sebelum melakukan pencampuran air dan limbah dilakukan pengambilan data pada air kran dan
limbah inlet dan outlet untuk mengetahui nilai resistivitasnya sebelum tercampur. Air dan limbah
dibiarkan bercampur dengan perlakuan volume air tetap yaitu 800 mL, dan volume limbah yang
bervariasi yaitu 50 mL, 100 mL, 200 mL, dan 300 mL. Kemudian dilakukan pengukuran dan
pencatatan pada setiap data yang didapat.
Alat pengukur resistivitas memanfaatkan accu sebagai sumber arusnya, sehingga dapat dimanfaatkan
untuk tujuan penelitian ini. Alat ini dirancang sebagai pengatur arus pada system pengatur besar
kecilnya arus (pembagi arus). Nilai arus dan tegangan yang diukur dapat dibaca dengan layar digital
yang terdapat pada alat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan di PLT UIN untuk limbah di Inlet dan Outletnya, dimana
untuk mencari resistivitas dengan menggunakan persamaan (2), maka data yang diperoleh dapat
dilihat pada Tabel 1 sampai 12 sebagai berikut :
Tabel 1
Tabel 2
Tabel 3
Tabel 4
Tabel 5
Tabel 6
Tabel 7
Tabel 8
Tabel 9
Table 10
Table 11
Table 12
Untuk mengetahui hubungan atau korelasi antara nilai resistivitas terhadap nilai parameter limbah
outlet dan inlet, telah dilakukan dengan menggunakan pendekatan statistik, seperti terlihat pada grafik
(1) sampai grafik (3).
Grafik Nilai Resistivitas Air kran & aqua
Limbah outlet & inlet
2500.000
R (ohm)
2000.000
air aqua
limbah outlet
limbah inlet
air kran
1500.000
1000.000
500.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 1)
Dari grafik 1 menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang menurun pada jarak 3 cm antara
parameter air kran, air aqua, limbah outlet dan limbah inlet. Dari nilai tersebut dapat dikatakan
bahwa air aqua (551.174 ohm) memiliki kecendrungan lebih besar dari pada air kran (344.495
ohm), limbah inlet (383.562 ohm), dan limbah outlet (292.709 ohm) untuk perubahan terhadap
nilai resistivitas, dengan kata lain kehadiran parameter air aqua akan cendrung lebih besar
mempengaruhi harga resistivitas.
Grafik Variasi Air Kran (800mL) dengan Air Limbah Inlet (50mL,100m,200mL,300mL)
1600.000
1400.000
1200.000
300 mL
200 mL
100 mL
50 mL
R (Ohm)
1000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 2)
Dari Grafik 2 menunjukkan bahwa terjadinya korelasi yang baik, kecendrungan nilai resistivitas
di inlet PLT UIN memiliki kecendrungan positif kecil, hal ini indikasi bahwa limbah yang masuk
kesistim inlet PLT UIN juga memiliki nilai yang tidak terlalu besar.
Grafik Variasi Air Aqua (800 mL) dengan Limbah Outlet
(50 mL,100mL,200mL,300mL)
2000.000
1800.000
1600.000
300 mL
200 mL
100 mL
50 mL
R (Ohm)
1400.000
1200.000
1000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 3)
Dari Grafik 3 dapat kita lihat bahwa harga resistivitas di Outlet PLT UIN selalu lebih besar pada
jarak ke 7 dibandingan harga resistivitas di Inlet PLT UIN pada jarak ke 7. Hal ini menunjukkan
bahwa sistim instalasi PLT UIN telah bekerja dengan tidak baik, sehingga diperoleh nilai
resistivitas yang besar di outlet PLT UIN. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa besarnya nilai
resistivitas dapat menjadi indikator bahwa sistim PLT UIN bekerja tidak baik.
Pada intinya dari Grafik 2 dan Grafik 3 bahwa semakin besar konsentrasi air limbah yang
diberikan maka semakin besar juga harga resistivitasnya.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai sebagai
berikut :
1. Diperoleh bahwa terdapat korelasi yang menurun pada jarak 3 cm antara parameter air
kran, air aqua, limbah outlet dan limbah inlet. Dari nilai tersebut dapat dikatakan bahwa
air aqua (551.174 ohm) memiliki kecendrungan lebih besar untuk perubahan terhadap
nilai resistivitas, dengan kata lain kehadiran parameter air aqua akan cendrung lebih besar
mempengaruhi harga resistivitas.
2. Dapat dikatakan nilai resistivitas variasi antara air kran dengan limbah outlet pada jarak
ke 7 cm cenderung lebih besar daripada limbah inlet dijarak 7 cm.
3. Semakin besar konsentrasi air limbah yang diberikan maka semakin besar juga harga
resistivitasnya.
4. Nilai resistivitas di inlet PLT UIN cenderung lebih positif kecil.
5.
DAFTAR PUSTAKA
Djajadiningrat, S.T. dan Harsono, H. 1990. Penilaian secara cepat sumber-sumber pencemaran
air, tanah dan udara. Yogyakarta : Gadjah Mada University press.
Wibisono, G. 1995. Sistem pengelolaan dan pengolahan limbah Domestik. J. Science, Edisi
XXVII: 25-34.
NILAI RESISTIVITAS SKALA LABORATORIUM
Agesti Kusumandari (1111097000035), Debby Aslamia (1111097000040), Luciana Arinda Amri
(1111097000008) dan Rochman Tri Sudarma (1111097000019)
Laboratorium Geofisika Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Abstrak
Telah dilakukan penelitian untuk mengetahui nilai resistivitas air limbah dalam skala laboratorium
dengan metode geolistrik tahanan jenis. Pengambilan data dilakukan dengan membuat model wadah
yang berisi air dengan ukuran panjang 15 cm dan lebar 22.5 cm, serta 4 buah elektroda dengan
masing-masing spasi jaraknya 2 cm yang kemudian disiram dengan 2 macam air limbah dengan
variasi konsentrasi 50, 100, 200, dan 300 mL. Nilai resistivitas sebelum disiram air limbah
dibandingkan dengan nilai sesudah disiram air limbah untuk mengetahui perubahan nilainya.
Diperoleh hasil bahwa nilai resistivitas air aqua lebih besar daripada air kran, limbah outlet dan
limbah inlet.
PENDAHULUAN
Pencemaran lingkungan yang disebabkan oleh limbah merupakan salah satu masalah yang dihadapi
oleh negara berkembang seperti Indonesia, baik limbah industri maupun limbah rumah tangga.
Umumnya limbah yang di buang ke lingkungan akan mempengaruhi lingkungan dimana limbah
dibuang (Djajadiningrat dan Harsono, 1990). Apabila dilihat dari bahaya yang ditimbulkan
limbah ini ada yang berbahaya dan ada yang tidak berbahaya. Pembuangan limbah yang berbahaya
akan menjadi persoalan besar, apabila air yang dikonsumsi oleh manusia, hewan, dan organisme
tercemar limbah yang mengandung senyawa berbahaya.Salah satu metode yang banyak dipakai dalam
eksplorasi geofisika adalah metode geolistrik. Metode ini melibatkan pengukuran potensial dan arus
yang terjadi secara alamiah maupun akibat injeksi arus. Salah satu jenis metode geolistrik yaitu
geolistrik tahanan jenis atau yang sering disebut metode resistivitas (Soininen, 1985). Tujuan
penelitian ini adalah untuk menganalisa resistivitas air limbah di PLT UIN yaitu di inlet dan outletnya.
Konsep Resistivitas Semu
Pada kondisi sebenarnya, bumi terdiri dari lapisan-lapisan tanah dengan ρ yang berbeda beda.
Potensial yang terukur adalah nilai medan potensial oleh medium berlapis. Dengan demikian
resistivitas yang terukur di permukaan bumi bukanlah nilai resistivitas yang sebenarnya melainkan
resistivitas semu. Resistivitas semu yang terukur merupakan resistivitas gabungan dari beberapa
lapisan tanah yang dianggap sebagai satu lapisan homogen. Resistivitas semu ini dirumuskan seperti
pada persamaan 1:
dengan ρa merupakan resistivitas semu, K merupakan faktor geometri, ∆V merupakan beda potensial
dan I merupakan kuat arus. Pada kenyataannya, bumi merupakan medium berlapis dengan masingmasing lapisan mempunyai nilai resistivitas yang berbeda.Resistivitas semu merupakan resistivitas
dari suatu medium fiktif homogen yang ekivalen dengan medium berlapis yang ditinjau (gambar 1).
Medium berlapis yang ditinjau misalnya terdiri dari 2 lapis dan mempunyai resistivitas berbeda (ρ 1
dan ρ2). Dalam pengukuran, medium ini dianggap sebagai medium satu lapis homogen yang memiliki
satu nilai resistivitas yaitu resistivitas semu ρ a.
Metode resistivitas jenis Mapping
Metode ini bertujuan untuk menyelidiki perubahan tahanan jenis bawah permukaan ke arah lateral
atau horisontal yaitu dengan cara menggeser titik ukur secara horisontal dengan jarak elektroda dan
tegangan tetap. Pada metode ini kedalaman yang tersurvey akan sama karena pergeserannya ke arah
horisontal. Konfigurasi yang sering digunakan adalah Wenner, seperti yang ditunjukkan pada Gambar
1.1.
Gambar 1.1. Perpindahan elektroda secara mapping
Metode Wenner
Konfigurasi ini sering digunakan di amerika Utara. Dalam konfigurasi ini jarak antar elektroda adalah
a yang besarnya 1/3 dari jarak dua elektroda luar (elektroda arus). Dalam hal ini besarnya factor
geometri K adalah 2πa. Dalam pelaksanaan di lapangan seluruh elektroda berada dalam suatu garis
lurus. Pengukuran dilakukan dengan memindah-mindahkan keempat elektroda pada jarak a secara
berurutan. Harga resistivitas yang didapat kemudian dipetakan dan dibuat kontour.
Gambar 1.2 Konfigurasi Wenner
Keunggulan konfigurasi Wenner adalah perhitungannya yang relatif sederhana dan sangat sensitive
terhadap ketidakhomogenan tanah dekat permukaan. Namun kekurangan metode ini tidak selalu dapat
dengan jelas menggambarkan keadaan lapisan tanah yang lebih dalam. Dilihat dari segi
pelaksanaannya metode ini tidak praktis dan memerlukan waktu yang lebih banyak, selain itu dapat
terjadi salah bentangan karena dalam metode ini untuk melanjutkan pengukuran berarti memindahkan
seluruh elektroda.
Perumusan dalam metode Wenner yaitu seperti pada persamaan 2:
ρ=k x R
dimana:
k =2 πa
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di laboratorium PLT di UIN Syarif Hidayatullah Jakarta yaitu
menganalisis nilai resistivitas air limbah menggunakan metode Wenner.
Rancangan Alat dan Bahan
Berikut ini adalah alat dan bahan yang digunakan:
1.
1 set Resistivitymeter Mc OHM. El model 2119 D
2.
1 buah Accu
3.
4 buah elektroda/paku
4.
4 buah kabel merah dan biru
5.
1 buah penggaris yang sudah dilubangi
6.
1 buah wadah yang berukuran 15 x 22,5 x 8 cm
7.
Kertas data
Prosedur Penelitian
Terlebih dahulu disediakan sebuah wadah yang berukuran 15 x 22,5 x 8 cm. Ke dalam bak tersebut
dimasukkan air dan limbah cair dari hasil pengolahan bahan kimia dengan 2 jenis limbah inlet dan
outlet. Di sepanjang wadah diberi penggaris yang sudah dilubangi, pada penggaris tersebut
dipasang 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial dengan variasi jarak 2 cm. Peralatan tersebut
disusun sedemikian rupa seperti yang terlihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 susunan peralatan
Sebelum melakukan pencampuran air dan limbah dilakukan pengambilan data pada air kran dan
limbah inlet dan outlet untuk mengetahui nilai resistivitasnya sebelum tercampur. Air dan limbah
dibiarkan bercampur dengan perlakuan volume air tetap yaitu 800 mL, dan volume limbah yang
bervariasi yaitu 50 mL, 100 mL, 200 mL, dan 300 mL. Kemudian dilakukan pengukuran dan
pencatatan pada setiap data yang didapat.
Alat pengukur resistivitas memanfaatkan accu sebagai sumber arusnya, sehingga dapat dimanfaatkan
untuk tujuan penelitian ini. Alat ini dirancang sebagai pengatur arus pada system pengatur besar
kecilnya arus (pembagi arus). Nilai arus dan tegangan yang diukur dapat dibaca dengan layar digital
yang terdapat pada alat.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian yang dilakukan di PLT UIN untuk limbah di Inlet dan Outletnya, dimana
untuk mencari resistivitas dengan menggunakan persamaan (2), maka data yang diperoleh dapat
dilihat pada Tabel 1 sampai 12 sebagai berikut :
Tabel 1
Tabel 2
Tabel 3
Tabel 4
Tabel 5
Tabel 6
Tabel 7
Tabel 8
Tabel 9
Table 10
Table 11
Table 12
Untuk mengetahui hubungan atau korelasi antara nilai resistivitas terhadap nilai parameter limbah
outlet dan inlet, telah dilakukan dengan menggunakan pendekatan statistik, seperti terlihat pada grafik
(1) sampai grafik (3).
Grafik Nilai Resistivitas Air kran & aqua
Limbah outlet & inlet
2500.000
R (ohm)
2000.000
air aqua
limbah outlet
limbah inlet
air kran
1500.000
1000.000
500.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 1)
Dari grafik 1 menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang menurun pada jarak 3 cm antara
parameter air kran, air aqua, limbah outlet dan limbah inlet. Dari nilai tersebut dapat dikatakan
bahwa air aqua (551.174 ohm) memiliki kecendrungan lebih besar dari pada air kran (344.495
ohm), limbah inlet (383.562 ohm), dan limbah outlet (292.709 ohm) untuk perubahan terhadap
nilai resistivitas, dengan kata lain kehadiran parameter air aqua akan cendrung lebih besar
mempengaruhi harga resistivitas.
Grafik Variasi Air Kran (800mL) dengan Air Limbah Inlet (50mL,100m,200mL,300mL)
1600.000
1400.000
1200.000
300 mL
200 mL
100 mL
50 mL
R (Ohm)
1000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 2)
Dari Grafik 2 menunjukkan bahwa terjadinya korelasi yang baik, kecendrungan nilai resistivitas
di inlet PLT UIN memiliki kecendrungan positif kecil, hal ini indikasi bahwa limbah yang masuk
kesistim inlet PLT UIN juga memiliki nilai yang tidak terlalu besar.
Grafik Variasi Air Aqua (800 mL) dengan Limbah Outlet
(50 mL,100mL,200mL,300mL)
2000.000
1800.000
1600.000
300 mL
200 mL
100 mL
50 mL
R (Ohm)
1400.000
1200.000
1000.000
800.000
600.000
400.000
200.000
0.000
1
3
5
7
9
11
13
15
(Grafik 3)
Dari Grafik 3 dapat kita lihat bahwa harga resistivitas di Outlet PLT UIN selalu lebih besar pada
jarak ke 7 dibandingan harga resistivitas di Inlet PLT UIN pada jarak ke 7. Hal ini menunjukkan
bahwa sistim instalasi PLT UIN telah bekerja dengan tidak baik, sehingga diperoleh nilai
resistivitas yang besar di outlet PLT UIN. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa besarnya nilai
resistivitas dapat menjadi indikator bahwa sistim PLT UIN bekerja tidak baik.
Pada intinya dari Grafik 2 dan Grafik 3 bahwa semakin besar konsentrasi air limbah yang
diberikan maka semakin besar juga harga resistivitasnya.
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian yang telah dilakukan dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai sebagai
berikut :
1. Diperoleh bahwa terdapat korelasi yang menurun pada jarak 3 cm antara parameter air
kran, air aqua, limbah outlet dan limbah inlet. Dari nilai tersebut dapat dikatakan bahwa
air aqua (551.174 ohm) memiliki kecendrungan lebih besar untuk perubahan terhadap
nilai resistivitas, dengan kata lain kehadiran parameter air aqua akan cendrung lebih besar
mempengaruhi harga resistivitas.
2. Dapat dikatakan nilai resistivitas variasi antara air kran dengan limbah outlet pada jarak
ke 7 cm cenderung lebih besar daripada limbah inlet dijarak 7 cm.
3. Semakin besar konsentrasi air limbah yang diberikan maka semakin besar juga harga
resistivitasnya.
4. Nilai resistivitas di inlet PLT UIN cenderung lebih positif kecil.
5.
DAFTAR PUSTAKA
Djajadiningrat, S.T. dan Harsono, H. 1990. Penilaian secara cepat sumber-sumber pencemaran
air, tanah dan udara. Yogyakarta : Gadjah Mada University press.
Wibisono, G. 1995. Sistem pengelolaan dan pengolahan limbah Domestik. J. Science, Edisi
XXVII: 25-34.