Kajian Teknik Hidroisotop untuk Mempelajari Dinamika Aliran Air Tanah Dangkal Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Bantar Gebang - Bekasi

KAJIAN TEKNIK HIDROISOTOP UNTUK
MEMPELAJARI DlNAMlKA ALlRAN AIR TANAH
DANGKAL TEMPAT PEMBUANGAN AKHtR (TPA)
BANTAR GEBANG - BEKASI

OLEH:
SYAFALNt

PROGRAM PASCASARJANA
INSTrrUT PERTANlAN BOGOR
2002

ABSTRAK
SYAFALNI. Kajian Teknik Hidroisotope untuk Mempelajari Dinamika Aliran Air Tanah
Dangkal Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Bantar Gebang Bekasi. Dibimbing
oleh M. SRI SAENI, SOEDODO HARDJOAMIDJOJO, and HIDAYAT PAWITAN.
Perkembangan aktivitas-aWkas kota akan diikuti obh perkembangan
kehidupan sosial umumnya yang telah berjalan selarna beberapa dekade terakhir
terhadap peningkatan Icebutuhan air yang sejalan dengan produksi polutan dalam
jumlah besar, dengan suatu resiko yang serius terhadap konservasi dan k u a l i s air
tanah. Tempat Pembuangan Akhir P A ) adalah salah satu sumhr utama

kontaminasi air tanah yang merupakan masalah untuk sumberdaya air tanah di
daerah tersebut.
Penelitiandinamika air tanah dangkal di loksi TPA akan meliputi pergerakan
air tanah di daerah tersebut yang menimbulkan migmsi polutan dari satu sistem ke
sistem air tanah lainnya, dan selanjutnya polutan bergerak menumt arah aliran air
tanah. Metode himisotop dan hidrokima telah luas digunakan di negaranegara
maju dan negara-negara berkembang untuk tujuan pemantauan, analisis, eliminasi
dan pernulhan sistem sumberdaya air daerah tersebut. Kondisi gerakan air tanah
dapat dipengaruhi oleh perkembangan dan petiuasan kota seperti pengambilan air
tanah untuk kebutuhan masyarakat, industri, kantor, gedung, dan tempat-tempat
komersil lainnya.
Tujuan utama penelitian adalah:-penentuan umur air tanah dan daerah imbuh
Bekasi, mempelajari cekungan air tanah Bekasi, memplajari asol-usul dan rnigrasi
polutan nitrat dalam air tanah bangla1 TPA, evaluasi karakteristik air tanah dangkal,
dan perhitungan migrasi polutan yang dapat digunakan untuk pengelolaan air tanah
dangkal di lingkungan TPA.
HasiMasii penelitian yang berhubungan, meiiputi seperti umur air tanah dan
daerah imbuh, asal-usul dan arah gerakan air tanah, evaluasi karakateristik air tanah
dangkal, dan pehitungan migrasi polutan yang akan dapat mernbantu perenmnaan
pengelolaan air tanah dangkal di daerah TPA yang dilengkapi dengan usulan model

pemulihan dan rekomendasi dari sistem geohidrologi dalam rangka rnendapatkan
metode yang lebih baik untuk pengoperasian TPA di masa datang. Selanjutnya dari
evaluasi hasil dapat disimpulkan bahwa daerah imbuh air tanah Bekasi dari sekitar
Bantar Gebang, dan pergerakan air tanah Bekasi dari Selatan ke Utara dan menuju
Barat laut. Air tanah dangkal Bantar Gebang memperlihatkan peningkatan
pencemaran okh air lindi, dan oleh sebab itu,seharusnya sistem operasi pengelolaan
TPA Bantar Gebang dipettiaiki atau ditingkatkan untuk menghambat migrasi polutan,
serta disyaratkan untuk membangun gradient contrd well .

-

ABSTRACT
SYAFALNI. Hydroisotope Techniques for Study of Shallow Groundwater Flow
Dynamic Investigation of Bantar Gebang-Bekasi Landfill. Under the guidance of
M. SRI SAENt, SOEDQDO HARDJOAMIDJOJO, and HIDAYAT PAWITAN.
The development of the city activities followd by development of general
social wlfare has led during recent decades to an increase in the demand for water
as well as to the production of great quantity of pollutants, with a serious risk for the
conservation and groundwater quality. Landfill is one of main principal sources of
groundwater contamination which will become a problem for groundwater resources

in the area.
Study of shallow groundwater dynamics at the landfill site will cover the
movement of the groundwater in the area that will make the migration of the pollutant
from one groundwater system to the other groundwater systems, and it moves
according to the groundwater direction. Hydroisotope and hydrachemical methods
have k e n widely applied in the developed and the developing countries for the
purpose of monitoring, analysis, elimination and restoration of water resources
system in the area. The condition of groundwater movement can be influenced by
cities development and expansion such as groundwater exploitation for population
demand, industries, offices, buildings, and other commercial places.
The main objectives of the investigation are : Bekasi groundwater age and
recharge atea determination, Bekasi groundwater basin study, study of origin and
nitrate pollutant migration in tho landfill shallow groundwater, shallow groundmter
characteristics evaluation, and pollutant migration calculation which can be used for
management of landfill shallow groundwater.
The main results of the study, such as those concerning groundwter age and
recharge area, the origin and the direction of groundwater, shallow groundwater
characteristics evaluation, pollutant migration calculation will describe the planning of
of shallow groundwater management at landfill area which are provided by proposed
restoration model, and geohydrological system recommendation in order to get better

solution for landfill operation in the future. From the evaluation of the result, It is
concluded that the recharge area of Bekasi groundwater from Bantar Gebang
surrounding area, and the movement of Bekasi groundwater from the south to the
north and t m r d to the northeast. The shallow groundwater of Bantar Gebang seems
to be increasingly polluted with leachate water which may be important to develop the
Bantar Gebang landfill operational system. Howver, it was required that gradient
control wll should be constructed in order to eliminate pollutant migration.

SURATPERNYATAAN
Saya menyatakan dengan sehnar-benarnya bahwa segala pernyataan dalam
Disertasi saya yang berjudul : Kajian Teknik Hidroisotop untuk Mempelajari Dinamika
Aliran

Air fanah Tanah

Dangkal

Ternpat Pembuangan Akhir (TPA)

Bantar

Gebang - B e r n .

mewpakan gagasan atau hasil penelian disertasi saya sendiri, dengan pernbimbingan
Komisi Pembimbing kecuaii yang dengan jelas ditunjukkan rujukannya. Disertasi ini
belum pemah diajukan untuk rnempembh gelar pada program sejenis di perguruan

tinggi bin.
Semua data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan
dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, 01 November 2002

/--7

KAJIAN TEKNIK HlDROlSOTOP UNTUK
MEMPELAJARl DlNAMlKA ALIRAN AIR TANAH
DANGKAL TEMPAT PEMBUANGAN AKHlR (TPA)
BANTAR GEBANG BEKASl

-

OLEH:
SYAFALNI

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Doktor pada
Program Studi Pengelolaan Surnberdaya Alam dan Lingkungan

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2002

Judul Disertasi : Kajian Teknik Hidroisotop untuk Mempelajari Dinamika Aliran Air Tanah

-

Dangkal Tempat PembuanganAkhir (TPA) Bantar Gebang Bekasi

Nama

: Syafahi

NRP

: 995090

Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Ahm dan Lingkungan

1. Komisi Pembimbing

-

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

Prof. Dr. Ir. Soedodo Hatdioamidioio. M-Sc.

Anggota

2. Ketua Program Studi Pengehlaan
Sumberdaya Alam dan Lingkungan

/
z
k
prof.

Dr. lr. 'M. Sri Saeni MS.

Tanggal Lulus : 17 Desember 2002

3. Direktur Program Pascasajana

Penuas dilahirkan di Pariaman pada tanggal 15 Agustus 1954 sebagai anak

kedua dari 4 bersaudara pasangan Almarhum St. Djailani dan Asiah. Pendidikan

Sajana Lengkap diternpuh di Jurusan Kimia - Fakultas llmu Pasti dan llmu Alarn,

Universitas Andalas Padang, lulus pada tahun 1981. Pada tahun 1985, penulis

melanjutkan pendidikan di Hydrplogy Deparfement, Fa#!&
Unive&it

of Applied Sdences, Vrije

BmsseI dengan Spesialisasi Water PdIubion C o n M dan menamatkan pada

tahun 1987. Pada tahun 1999, penulis diterima untuk melanjutkan ke program doktor

pada Program Studi Sumbetrdaya &am dan Lingkungan IPB.
Penuli mulai bekeja pada 03 Januan 1982 dan sebagai Ahh' Penelii Muda
bidang hidrologi di PuslRbang Tekndogi lsotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir

Nasional. sejak tahun 2000 di Jakarta. Bidang peneliian yang menjadi tanggung jawab
penulis iatah hidrotogi dengan memanfaatkan teknologi isotop dan radiasi. Selama

mengikuti program S3, penuiis menjadi anggota Himpunan Masyarakat Hidrologi
Indonesia. Karya llmiah berjudul Penyelidikan Dmmh lmbuh Air Tanah Bekasi dengan

Teknik Hidmisotop telah disajikan pada Pertemuan llmiah APISORA-BATAN di Jakarta
pada bulan Nopember 2001. Karya ilmiah tersebut merupakan bagian dari prqam

penelitian Sgpenulis.

Puji clan syukur penulis panjatkan kepada Allah S W atas q a l a kanrnia-Nya

sehingga karya ilmiah ini krhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalarn p e n e l i n yang
dilaksanakan sejak bulan Januari 2001 iabh membahas potensi, permasalahan dan
strategi pengeldam air tanah dangkal yang diakibatkan oleh pencemaran yang berasal

dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA)

- di Bantar Gebang, Bekasi yang merupakan

tempat pembuangan akhir sarnpah kota Jakarta, dengan judut Kajian Teknik Hidmisotop
untuk Mempelajari Dinamika Aliran Air Tanah Dangkal Tempat Pembuangan A khir

-

(TPA) Bantar Gebang Bekasi.
Kegiatan pembuangan ini dapat mengakibatkan tercemamya air tanah yang
terdapat di sekitar TPA ataupun hilir TPA yang pada dasamya akan menimbuikan

masalah bagi masyarakat yang tinggal di sekitar lokasi yang mengambit air tanah
dangkal untuk memenuhi kebutuhannya. Hal hi pada akhimyrr tanpa disadari
masyarakat akan mempengaruhi kesehatannya. Dengan mempelajari dinamika aliran

air tanah dangkai daerah tersebut rnenggunakan teknik hidmisotop dan hidrokimia yang
dibantu dengan model maternatik transpor zat pencemar diharapkan penanggulangan

dan perlindungan air tanah dangkal dapat dilakukan.
Ten'ma kasih yang sebesar-besamya penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. M. Sri

Saeni, MS., Prof. Dr. Ir. Soedodo Hardjoamidjojo, M.Sc. dan Bapak Ir. Hidayat Pawitan,
Ph.D. atas birnbingannya baik berupa informasi, diskusi, maupun pengarahan yang
dikrikan kepada penulis dalarn menyusun disertasi ini.

Penulis
Sogor, 01 November 2002

DAFTAR IS1
Halaman
DAFTAR TABEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .- .

xi

DAFTAR GAMBAR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .

xii

DAFTAR LAMPIRAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . , . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

xiv

PENDAHULUAN
LatarBelakang...........................................-.
Tujuan Peneliian. . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,..
PenrmusanMasalah,..,....................................
.
Kerangka Pemikiran. . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hipotesis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
ManfaatPenelitian...........................................

.

.

. .

.

TINJAUAN PUSTAKA

..

.

.

Tempat Pembuangan Akhir (TPA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Teknik Hidroisotop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metode isotop alam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Metode radioisotop buatan. . . . . . . . . . - . . - . . . . . . . . . . . . . . . .
Hidmkimia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . .
Model transpor pencemar air tanah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - .
Pengelolaan air tanah dangkal daerah TPA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

.

. .
.

.

. ..
.
.

.

.

.

.

.

PENYEtlDlKAN DAERAH IMBUH AIR TANAH BEKASI DENGAN
TEKNIK HIDROISOTOP

Abstrak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pendahuluan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hidrogeologi Bekasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BahandanMetode.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
HasildaPembahasan....................-..................
Kesimpulan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DaftarPustaka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . - . . . . . . . - . . . . . . . . ,

.

.

.

STUD1 AIR TANAH CEKUNGAN BEKASI DENGAN MENGGUNAKAN
METODE HIDROISOTOP
Abstrak.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . - . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pendahuluan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BahandanMetode.....................,...............,,..
HasildanPembahasan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kesimpulan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Daftar Pustaka. . .. . . .. . . . . . . . . . . - . . - . . . . , . . . . . . . . - . . . . . . . .

MflODE ISOTOP AIAM UNTUK STUD1 ASAL USUL DAN MlGRASl
POLUTAN NITRAT DALAM AIR TANAH DANGKAL TEMPAT
PEMBUANGAN AKHIR FPA) BANTAR G E W G BEKASl
Abstmk ..................................................
A r n c t .................................................
Pendahuluan.............................................
BahandanMetode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hasil dan Pembahasan.....................................
Kesimpulan...............................................
Oaftarpustaka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PENYELlDlKAN KARAKTERISTIK AIR TANAH DANGKAL TEMPAT
PEMBUANGAN AKHIR WANTAR GEBANG. BEKASl DENGAN METODE
SUMUR TUNGGAL DAN GANDA
Abstrak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Abstract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pendahuluan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
BahandanMetode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
HasildanPembahasan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kesimpulan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Daftatpustaka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

STUD1 MIGRASI POLUTAN D A M SISTEM AIR TANAH DANGKAL
Dl DAERAH TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) BANTAR GEBANG.
BEKASI
Abstrak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Abstract. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pendahuluan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hidrogeobgi Bantar Gebang - Bekasi.........................
BahandanMetode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Hasil dan Pernbahasan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Kesimpulan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
DaftarPustaka. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

PEMBAHASAN UMUM

Arah gerakan air tanah Bekasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Arah gerakan air tanah dangkalTPA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Analisis Keselamatan TPA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pengelolaan air tanah dangkal lingkungan TPA. . . . . . . . . . . . . . . . . .

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Saran. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Daftar Pustaka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

DAFTAR TABEL
Halaman
1. Kompisi kimia air lindi di Amerika Serikat.......................

8

2. Komposisi kimia lindi dari TPA Bantar Gebang Bekasi . . . . . . . . . . . .
3. Hasil analisis "C dan ''0 air tanah Bekasi dan sekitamya . . . . . . . . . .

9

-

40

4 . Hasit analisis '
'
0 dan 2~ air tanah dangkal daerah Bantar Gebanp
Bekasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Hasil pengujian

40

dari 1 8 0 antara air tanah Bekasi dan air tanah

dangkal Bantar Gebang - Bekasi................................

43

6. Has1analisis '
'
0 ,'
H dan 'H air tanah dangkal daerah Bekasi dan
sekbmya . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

7. Hasil analisis "0dan 2~ air tanah dalarn daerah Bekasi dan sekitamya.

50

8. Hasil analiis kimia air tanah dangkal daerah Bekasi dan sekirnya . . .

50

9. Hasil analisis kimia air tanah dalam daerah Bekasi dan sekitamya.....

55

10. Hasil analisis isotop alam air tanah disekiar TPA. . . . . . . . . . . . . . . . . .

56

.

1I Hasil pengamatan kandungan tritium tehadap contoh air yang ber-

64

interaksi dengan udara sekitar dari tanggal 19-07-2001 sampai
dengan 09-01-2002 pada Laboratorium P3TIR - BATAN. . . . . . . . . . .

67

12. Hasil analisis kirnia air tanah dangkal daerah Bantar Gebang- Bekasi

(April - Mei 2001) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13. Hasil analisis nitrat air tanah dangkal di daerah Bantar Gebang,

68

13ekasi(2001) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

72

14. Pengukuran arah gerakaan air tanah dangkal dengan metode sumur
tunggal (periodeFebruari2002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

81

15. Pengukuran arah dengan metode sumur tunggal (periods Mei 2002) . .

82

16. Kecepatan Darcy dan arah gerakan air tanah dangkal daerah TPA. . . .

85

17. Hasil perhitungan karakteristik akuifer dangkal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

18. Hasil penentuan karakteristik akuifer dangkal Febmari 2002 dan
Mei2002. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95

19. Hasil perhitungan lama penerobosan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95

20. Hasil analisis NO; dan padatan terlarut total lingkungan TPA ........

104

DAFTAR GAMBAR

1. Teknik hidroisotop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Kerangka Pemikiran Penelitian.................................
3. Perubahan komposisi isotop 6 "0 dan 6 'H dalam berbagai proses

dilingkungan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4. Siklus hidrologi dan distribusi isotop. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Aliran radial untuk penetrasi sumur suatu akuifer tak tertekan. . . . . . . . .
6. Alat penentuan arah aliran air tanah.............................

7 . Diagram urutan perubahan anion dalam air tanah.................
8. Diagram piper trilinier air tanah cekungan SM Murray, Australia . . . . . .
9. Unsur keseimbangan air TPA. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Pengendalian pencemaran air TPA dengan penyangga penurunan

airtanah.................................................
11. Peta geolgi daerah Jonggol

- Bekasi dan sekitamya................

12 . Peta daerah irnbuh dan lepasan air tanah dalam Bekasi. . . . . . . . . . .
13. Peta amh gerakan air tanah dangkal daerah Bekasi. . . . . . . . . . . . . . .
14. ?eta kontur umur air tanah daemh Bekasi dan sekitamya. . . . . . . . . .
15. Hubungan 6 D vs 6180 air tanah dangkal Bantar Gebang - Bekasi. . . .
16. Peta lokasi pengambilan contoh air tanah Bekasi dan sekiamya

...
17. Hubungan 6D vs 6180air tanah Bekasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18. Hubungan kedalaman vs kandungan tritium air tanah dangkal Bekasi.
19. Diagram piper trilinear air tanah dalam Bekasi dan sekitamya. . . . . . . .
20. Peta lokasi pengambilan contoh air tanah daerah Bantar Gebang....
21. Hubungan 6D vs 6Ia0 air tanah, air area TPA, air kali Ciketing . . . . . . . .
22. Peta distribusi kandungan nitrat TPA Bantar Gebang-Bekasi
(April-Mei 2001). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23. Hubungan kedalaman dan konsentrasi ion-ion Na', SO,%, NOs- dan
TDS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

24. Peta lokasi percobaan metode sumur tunggal dan ganda. .........
25. Litologi tanah hasil pemboran Desa Sumur Batu, Cikiwul, dan

CiketingUdik ...........................................
26. Arah gemhn air tanah dangkal desa Sumur Batu, Cikiwul, dan

Ciketing Udik ...........................................
27. Arah gerakan air tanah dangkal pada musim penghujan

(Febnrari2002) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28. Arah gerakan air tanah dangkal pada musim kemarau (Mei 2002).
29. Lokasi instalasi pengolahan sir sampah

(sebelum pengalihan kali Ciketing) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30. Lokasi instalasi pengolahan air sampah

(setelah usulan pengalihan kali Ciketing). ...................
31. Metode isolasi migrasi air lindi di daerah TPA. .................

32. Pengendalian pencemaran air dan TPA dengan penyangga

penumnan muka air tanah dan sumur imbuhnya. . . . . . . . . . . . . . . .
33. Penggunaan sumur pompa untuk menghilangkan pencemaran

airtanah. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Halaman

.

1. Pmsedur Lampiran 1 Prosedur penentuan umur air tanah dengan 14C
(Penanggalanhrbon)............................................

.

2 Gambar Larnpiran I. Pengambilan d o h air tanah untuk analisis
3~

"c. 180. 2~ .

clan kimia ...................................................

118

120

3. Garnbar Lampiran 2. Unit sintesa bentena untuk analisis I4c.............

121

4 . Prosedur Lampiran 2. Pmsedur penentuan tritium (%I)
.................

122

5. Gambar Lampiran 3. Unit destilasi untuk anahis 'H (tfitium) .............

123

6. Gambar Lampiran 4. Cell eleMrdisis untuk pengkayaan %i
(tritium).......

124

7. Prosedur Lampiran 3. Prosedur penentuan oksigen-18 (j80) ............

125

..

126

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

127

10. Prosedur Lampiran 5. Prosedur penentuan kation utama dan anion utarna.

t 28

8. Gambar Lampiran 5. Alat spectrometer massa untuk analisis "0.dan %

.

9 Prosedur Lampiran 4 . Prosedur penentuan deuterium (

2 ~ )

11.Gambar Lampiran 6.Alat spectromefer UV-Vis untuk analisis anion Ct. Sd'.
danNOs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

130

12. Prosedur Lampiran 5 . Pmsedur-penentuannitrat dan ~ e *............

131

.

13. Prosedur Lampiran 6 Petunjuk pelaksana teknis penentuan karakteristik

akuifer di TPA

Bantar Gebang. Bekasi dengan tehik sumur tunggal

dan ganda menggunakan radioisotop

'" 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

132

54. Gambar Lampiran 7. Alat pengukuran arah aliran air tanah...........

133

15. Gambar Lampiran 8. Alat penetuan kecepatan Darcy ...............

134

16. Gambar Lampiran 9. Pembuatan sumur h r untuk percobaan . . . . . . . .

135

17. Gambar Lampiran 10. lnjeksi radioperunut untuk penetuan karakteristik kkasi. 136
18. Gambar Lampiran 11. Pemompaan dan pencacahan gerakan radiopewnut.

136

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Petkernbangan suatu kota akan rneningkatkan kebutuhan terhadap air betsih
yang sesuai dengan kenaikan kebutuhan penduduk kota tersebut. Bersarnaan

dengan itu juga tejadi peningkatan pencemaran air pemukaan dan air tanah,
tenrtama air tanah dangkal yang diakibatkan deh aktiviis rnanusia.

Daerah Bekasi pada kurun waktu 20 tahun tsrakhir mengalami perkernhangan
yang sangat pesat yang tentunya akan diikuti dengan peningkatan akan kebutuhan
air bersih di daerah tersebut. Pada umurnnya kebutuhan air untuk rnasyarakat

diambit langsung dad dalam tanah baik menggunakan pompa berkapasitas keel
maupun manggunakan pornpa behapasitas besar. Air yang dikenal dengan sebutan
white gdd rnerupakan kebutuhan yang sangat penting bagi kehidupan, sehingga
surnberdaya air peilu dijaga k u a l i , kuantitas, dan kontinyuitasnya.

Air akan bergekk dari

sistem air penukaan ke sistem air tanah atau

sebaliknya yang pada akhirnya menuju ke laut, Dengan demikian sistem air tanah
dapat tercemar bergemknya air permukaan ke sistem air tanah atau dad air tanah ke

sistem air permukaan. Salah satu masalah yang tak dapat dihindari adalah gerakan

air dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) sampah ksta ke d a r n sistem air tanah di
sewmya yang kemungkinan mengandung penmmar yang berbahaya bagi
kesehatan makhluk hidup.
Sekitar tahun 1998-1 999 tejadi keluhan rnasyarakat di daerah sekitar TPA

Bantar Gebang-Bekasi yang disebabkan oteh pencemaran air sumur masyaralvat di
daerah sekitar TPA. Dernikian juga seam geohiirologi diirnsikan penempatan

hkasi TPA Bantar Gebang akan dam menoeman' daerah s e k r dan hilir ataupun
utam TPA secara keseluruhan. Oleh karena itu, diperlukan pengkajian, evaluasi, dan
rekomendasi untuk k d a m a t a n lingkungan TPA sehnjutnya.

Pernasalahan temmamya dr tansh dangltal oleh pencemar dari lokasi
pembuangan

akhir sering tejadi tenrtama oleh nitrat, bahan-bahan organik

krbahaya, Pb, Fe, Co dan logam-logam berat lainnya yang tertimbun di TPA yang
tanpa disadan' akan rnempengatuhi kesehatan masyarakat yang tinggal dan
rnengambil air tanah dangkal untuk kebutuhannya. Di negarrtnegara maju seperti

Beknda, Jerman, Perancis, Austtia, dan Swiss untuk proteksi pencemaran bahan
pencemar ditetapkan kawasan bebas pencemar dengan menetapkan jarak minimal

antara sumber pencemaran dangan titik pengambilan air untuk kebutuhannya.
Evaluasi proses biogeokimia dalam sistem air tanah dilakukan dengan
menggunakan isotop stabil 1

3 dan
~

% yang &pat rnenjelaskan pda aliran air tanah

di daerah sungai Elbe, Dresden, Jerman yang dipublikasikan oleh Malleni et a/.

(1997). Vasu et al. (1998) telah. mdakukan penelidan pencemaran nitrat dari air tanah
di sekitar kolam stabilisasi air buangan (sewage stabilizaiion pond), Kerala, India

yang memperlihatkan sumur penduduk ternmar oleh nitrat hingga melebihi batas
maksimum yang diizinkan. Tandia et

(1998) juga telah melakukan penelYian asaC

usul, proses clan migrasi senyawa nitrat dalam akuifer daerah Dakkar, Sinegal,
menggunakan pendekatan teknik hiiroisotop (180,

'=c,%I,14c)dan hidrokimia

2 ~ ,

yang dapat menjelaskan asal-usul dan m i g d kontaminan nitrat dalam air tanah.

Seknjutnya Fritr et a!. (1975) telah memanf-n

metode M o p Iingkungan "0 dan

deuterium sebagai indikator pergsrakan air Bndi (leechate water) dad sanifary landMl
(TPA) Frankfurt, Jerman. Bersano et dm
(1995) menggunakan pewnut radioaMif ( '9)
untuk menentukan parameter hidrodinamik dan disprsivitas dalarn manajemn dan

remediasi pencemaran

senyawa klor-organik

di daerah urban

sebagai dampak

nrsaknya d u r a n pipa buangan industri TCE ( Womet/@ene) di kota industri
Piedmont yang berlokasi di barat laut hli. Syafalni et a!. (1997) juga telah
mekkukan peneliian arah dan kecepatan gerakan air tanah dangkal di Pusat
P e n e l i n Tenaga Atom, Pasar Jurnat, yang dapat menjelaskan karakteristik akuifer
dengan teknik hidmisotop. Dalam p e n a l i n ini diunakan teknik radioperunut

dengan teknik sumur tunggsl dan ganda yang akhirnya dapat menjelaskan

karakteristik lokasi penelitian secara lengkap.
Analiis keselamatan TPA daii sudut geohirologi terutama dipengaruhi obh

dinamika air tanah dangkal di deerah tersebut baik bkal maupun regional yang
meliputi asal-usul, arah, kecepatan dan kamkteristik akuifer lainnya. Oengan
penggunaan madel matematik transpor pencemar (salute hnsporf Model ) untuk

pemmalan pergerakan air tanah di daerah pemtitian, diharapkan dapat dibangun
model dekontaminasi atau pengurangan kontaminan

dahm melaksanakan

penanggulangan,. dan perlindungan secara dini air ianah dangkal di sekitar TPA
sarnpah kota tersebut.

Tujuan Penelitian
1. Mengkaji teknik hidroisotop untuk penyelidikan dinamika air tanah dangkal pada

lokasi TPA yang sangat erat hubungannya dengan asal-usul, arah, kecepatan dan
rnigrasi pencemar untuk

perencanaan penangguhngan dan perlindungan air

tanah dangkal di sekitar TPA.

2. Mengernbangkan teknik hiroisotop yang didukung metode hidrokimia untuk
mernpelajari, asaCusul, amh, dan kecepatan air tanah dangkal di daetah
penelitian.

3. Menyusun ekomendasi dan prediksi dari hsil karaMeMk dinamika gerakan

alran air tanah di daerah TPA.
4. Merancang model penanggulangan dan perlindungan air tanah di daerah TPA

dengan pendekhn geohid-i

dan pencemaran lingkungan.

Perurnusan Masalah
Keselamatan lokasi pembuangan akhir sermpah dari sudut ekosistem d l u
menganut falsafah

keselamatan terhadap masyankat dan lingkungannya.

Pertiinbangan lokasi TPA dari sudut geohimlogi sehamsnya dihubungkan dengan
kecenderungan pergerakan air tanah agar pengaruh yang ditimbulkan dari operasi

TPA tidak rnenimbulkan dampak bagi masyarakat dan lingkungannya.
Penyelidikan asakrsui, arah dan kecepatan migmsi pencemar dari bkasi
pembuangan akhir sampah kota dalam sistern air tanah dangkal dilakukan dengan
teknik hidmisotop dan hidrokimia air yang selanjutnya diunakan untuk membuat

rekomendasi, model penanggulangan dan pengeklaan TPA. Teknik hidroisotop
dilaksanakan untuk mendapatkan gambaran yang lengkap tentang migrasi pencemar

seperti nitrat dan lainnya, yang dabm pglaksanaannya menggunakan isotop stabil

("0, 2 ~ ) ,

(tritium), dan

aniomanion &ma

14C yang

dilengkapi dengan analisis hidrokimia air untuk

seperti HCOJ', SO,'-, Cr mrta pencemar NO< yang terdapat

dalam air pada bkasi. Untuk gambaran yang lebih kngkap dilakukan penentuan arah
dan kecepatan dengan metode sumur tunggal dan sumur ganda yang akan

memkrikan informasi tentang karalderistik akuifer atau air tanah dangkal yang
secara keseluruhan akan digunakan datam meramng model penanggulangan dan
perfindungan d r tanah dangkal dengan pendekatan sdufe

sistem geohidrdogi.

tmnspod model dalam

Kerangka Pemikimn
Dinarnika aliran air tanah dangkal pada bkasi TPA sampah kota dapat
menimbulkan pencemaran berupa pengaliran air M i yang mengandung pencemar
ke dalam &stem air tanah dangbt dan air tanah yang selanjutnya dapat mengalir

kedalam sistem air tanah penduduk yang berada di sekitar lokasi TPA. Fenomena
tersebut d a p l digunakan unhrk peramalan penyebaran pencemar terhadap sumur
penduduk yang mengarnbii air untuk kebuiuhnnya dari air tanah dangkal dengan

menggunakan pomppornpa air. Untuk penyelidikan asaCusul, arah, kecepatan dan

migrasi pencemar dilakukan dengan menggunakan teknik hidmisotop yang secara
sltematik ditampilkan pada Gambar 1 krikut.

"r'
Teknik Hidmisotop

Gambar 1. Teknik hidroisotop

Metode M o p alam ( ''0,%, 13c,%, ''c) digunakan untuk menjelaskan asaL
usul, b p a t a n gemkan air tanah dan mempelajari interaksi atau hubungan di antara

akuifer atau air tanah yang berbeda. Teknik radiopewnut buatan dalarn hidrobgi ini
dapat menggambarkan arah dan kecepatan air tanah di antan sumur-sumur
pembaan yang juga dam menentukan karakteristik akuifer yang dipelajari.

Selanjutnya dengan teknik hidroisotop yang diunjang dengan model transpor
pencemar dapat dijehskan penyebaran pencemar yang sangat berguna untuk
manajemen sumberdaya air dan analiiis keselarnatan lokasi TPA. w r a skematis
dapat dilihat pada Gambar 2.

Data Perunut
Isotop Alam

Data Perunut
mdiisotop buatan

7
hmkteristik Akuifer

Model transpor
pencemar

Manajemen
Surnberdaya Air dan
A n a l i i Kedamertan
TPA
Gambar 2. Kerangka Pemikiran Penelitian

Hadl studi ini diharapkan dam mendukung kelestarian lingkungan dalam

upaya menjaga a!au melindungi rnasyarskat sekitarnya dari dampak TPA.

Hipotesls
1. Teknik hidroisotop akan dapat menjelaskan dinamika aliran air tanah dangW

pada lokasi TPA secara menyelunrh yang ditopang dengan metode hidmkimia.

2. Dinarnika gerakan air tanah dangkal di daerah F A mempunyai hubungan yang

kuat dengan pegerakan pencemar dari lokasi TPA .
3. Penempatan sarnpah pada suatu lokasi akan menyebabkan tejadinya migrasi

hhabbahan yang dapat larut dalam air yang kemudian memmbes dan menyebar

ke luar lokasi TPA, baik berupa bahan bgrbahaya maupun yang tidak, sehingga
menimbulkan pencemaran terhadap air tanah di disekitar bkasi TPA.
4. Dinamika gerakan air tanah menjadi dasar p d i k s i pencemaran di daerah TPA

yang juga dapat menjelaskan katakt8ri~tikakuifmmya dengan bantuan model

matematik solute transport model.

Manfaat Penelitian
Kajiin teknik hidroisotop untuk mempelajari dinamika gerakan air tanah dangkal
dapat menjelaskan pergerakan air tanah dangkal pada TPA yanq akan bermanfaat
dalam peramabn penyebaran pencemar dad lokasi

kedatarn sistem air tanah

penduduk yang mengambil air untuk kebutuhannya dari tanah yang pada dasamya
diambil dari skuifer tidak tertekan teratas (air tanah dangkai). M l peneliiian dan

pengkajiin ini diharapkan dapat mendukung kelestarian lingkungan dalam upaya

rnenjaga dan melindungi rnasyarakat sekitarnya dari dampak TPA sampah atau

limbah kola tersebut.

TINJAUAN PUSTAKA

Tempat Pembuangan Akhir
Tempat pembuangan akhir (TPA) yang dikenal dengan sanitary landtill adalah
sistem pembuangan sampah dengan cara dipadatkan dan d W p i serta dilapisi tanah
setiap hari. Di dalam sistem TPA akan tejadi proses dekomposisi sampah secara
kimia, biologi, dan fisika yang rnenghasilkan gas-gas dan bahan organik lainnya. Air
hujan yang jatuh pada lokasi TPA akan berinfiltrasi ke dalam sistem sampah dan
melatutkan hasil dekomposisi ini berupa cairan yang disebut air lindi.
Komposisi air lindi bervariasi antara satu lokasi dengan lokasi lainnya. Pada
Tabel 1 diperlihatkan karakteristik kimia air Iindi yang didapatkan dari TPA di
Arnerika Serikat, dan T a k l 2 adalah komposisi kimia lindi TPA Bantar Gebang

Bekasi ( Widyatmoko dan Sintorini 2002).
Tabel 1.

Komposisi kimia air Iindi dari TPA di Amerika Serikat

Konstituen
B
o
b (Biological O w n Demand)
TOC ( T W w n r i c Car;bon)
COD (chemicaroxygwl~nd)
Padatan tersuspensi total (TSS)
Nit-organik
Nitrogewammonia
Nitrat
Fosfor total
Ortofosfat
Alkalinitas sebagai C a m
PH
Kesadahan total sebagai CaCQ
Kaisium
Magnesium
Kalium
Natrium
Klorida
Sulfat
Besi total
Sumber : Peavy et a/. (1985) "Environm

asi, mglL
Rerata
10.000
6.000
18.000

500
200
200

25
30
20
3.000
6

3.500
1.000
250

300
500
500
300
60

Tabel 2. Komposisi kimia air lindi TPA Bantar Gebang Bekasi

Konsentrasi

Biological Oxygen Demand (BODS)
Chemical Oxygend Demand (COD)
Padatan tersuspensi
Padatan terlarut
pH
Kesadahan sebagai CaCO3
Kalsium (Ca)
Magnesium (Mg)
Fosfor (P)
NHrN
Kjehdal-N(N03bN
Sulfat (SO4
Klorida (CId)
Natrium (Na)
Kalium (K)
Kadmium (Cd)
Krom (Cr)

[ Tembaga (Cu)

-

Keterangan : = tidak ada data
sumberr) : Wiyatmoko dan Sintorini (2002)

Batas yang diperbolehkan
untuk air minum
Peraturan Menteri
Kesehatan RI No.
41G/MenKes/Per/tX/1990

-

1000
6,5-8,5
500

-

Pernasalahan TPA yang memerlukan penanganan khusus dari operasi
sistern TPA ini adalah mengusahakan agar air lindi tidak meresap ke dalam sistem air
tanah dangkal supaya tidak mencemari lingkungan. Pada prinsipnya pada TPA telah
disiapkan unit pengolah air lindi yang dikumpulkan sebelum dibuang ke sistem air
permukaan.

Pada kondisi normal air lindi ditemukan pada dasar TPA dan bergerak
melewati lapisan dasar yang juga tergantung pada sifat-sifat bahan sekitamya.

Kecepatan aliran air lindi dari dasar TPA dapat diperkirakan dengan hukum Darcy
dengan menganggap bahwa bahan-bahan di bawah TPA sampai muka air tanah
adatah jenuh dan lapisan tipis air lindi berada pada dasar TPA.

Teknik Hidmisotop
Studi transpot pencemar dalam media geologi dilakukan dengan perunut

isotop alam dan perunut isotop buatan (radioperunut) dikenat dengan teknik
hidroisotop. Teknik ini meliputi teknik hidroisotop yaw dilengkapi dengan metode
hidrokimia.
Oalam teknik hidmisotop, penrnut isotop alam ("0,*H, 'H,

"c, "C

dan

digunakan untuk menenhrkan asaksul, kecepatan gerakan air tanah dan
mempelajari intemksi atau hubungan di antata akuifer yang twrbeda serta asal dan
sifat senyaw yang mengandung unsurtersehd, tefutama yang terdapat dalam siWus

air, bahan organik, dan pupuk yang terlanrt.

Penrnut radioisotop buatan

(radioperunut) dipakai untuk studi yang berhubungan dengan karakteristik akuifer

seperti arah aliran, infiltrasi dan kecepatan aliran air tanah di antara sumur-sumur
percobaan, antam sumur dan sungai, dan sumur dengan sumber air lainnya. Penmut
Wioaktif yang wring digunakan dalam penelitian-penelitian teknik nuklir dalam
r
pawh 357 jam),
hidrologi adalah 8 2 ~(waktu

13'1

(waMu paruh 8,05 hari), 2 ' ~ a(waktu

paruh 15 jam), " ~ (waktu
r
paruh 27,8 had) dalam senyawa kompleks EDTA (Cr-

H (tritium, waktu pawh 12,26 tahun) dengan persyaratan yang telah
EDTA) dan '
ditentukan dan disesuaikan dengan tujuan penelitian. Teknik radioperunut ini
dilakukan dengan teknik sumurtunggal atau sumur ganda.

Metode hidrokimia menrpakan metade pendukung terhadap hidroisotop yang
meliputi analisis ion utama ( anion-anion HCOs-, SO*=-,CT) dan ion minor (ion-ion
#perti K',

Na-,
~

e ~ e~* , ~, b *dan lagam-logam brat lainnya) yang dapat

menjelaskan evolusi kimia air dan kualitas air yang sangat bermanfaat untuk
memprediksi penggunaannyet dan pengolahan yang harus dilaksanakan lebih lanjut.

Mebode lsotop alam. Metode isotop alam adalah metade yang menggunakan
isotop yang terdapat di alam atau yang tejadi di alam.

''0 dan

2~

(deuterium). Dengan berkembangnya peralatan spktrometer massa

sekir tahun 1950, penetiian dengan isotop stabil menjadi sangat mungkin untuk
menentukan secara tepat rasio kelimpahan isotop. Dalam ha1 ini yang sangat

menarik adalah rasio isotopisotop molekul air seperti '%tl'O dan 2

~ / 1 Rasio
~ .
yang

ditimbulkan dikenal dengan delta (6) dalam permit (%o)yang merupakan pebdaan
relatif antara contoh dan standar yang dkenal dengan SMOW (StandardMean Ocean
Water);
6 ?h
=[( R - h ) & ]

1000

(1)

dengan R dan &adalah rasio isotop 'HI 'H atau '%I'
'
0
Variasi isotop air mempunyai sedikit perbedaan dalam tekanan uap dan titik
beku. Kedua sifat ini memberikan perbedaan konsentrasi 180
dan 'H dalam air untuk

bemacam-macam tempat dalam siklus hidmlogi. Kandungan isotop suatu senyawa
berubah bila teQadi proses evaporasi, kondensasi, pembekuan, pencairan, reaksi

kimia atau proses biologi yang umum dikenal dengan isotop fraksinasi. Metode
penrnut isotop alam

'80 dan 'H

(deuterium) dalam mempelajari dinamika air pada

suatu daerah penelitian biasanya dilengkapi dengan isotop stabil lainnya, metode

perunut radioaktif, dan analisis hidrokimia.
Pada prinsipnya analisis 1 8 0 dan 2~ dalam penelitian dinarnika air pada suatu
daerah adalah berdasarkan perbedaan kandungan isotop stabil '
'
0 dan 'H di antara

sumber air yang terdapat di daerah penelitian seperti air sungai, air tanah, air danau,
reservoir atau air laut. Kandungan isotop stabil '80 dan 2~ pada daerah TPA akan
mengalami pengkayaan yang disebabkan oleh proses penguapan. Di lain pihak air
tanah dangkal clan air tanah dalam di daerah tersebut dapat berasal dari imboh lokal

ataupun regional yang akan memperlihatkan pehedaan di antam sumber-sumber

air yang dipelajari. Dalam air hujan diketahui hubungan antam '80dan

2~

adalah

linear yang menurut data global dunia rnemenuhi persamaan

S

= 8 6(%) + 10

(2)

Untuk air tanah karena berersal dari infittrasi air hujan ke dalam tanah,
komposisi atau kandungan 180dan 'H air tanah akan terletak pada garis meteorik (air
hujan), kecuali air tanah tersebut mengalami penrbahan rnisslnya mengalami

pertukaran j 8 0 karena melewati magma, percampuran atau telah mengalami proses
penguapan. Dalarn grafik hubungan

180dan

% akan menyimpang dari garis lurus

air hujan ( Gambar 3).

n

Garis air huian

Pllr Laut

*..../"

Pertukaran H2S

GarisTmtnpuran
I
Penguapan permukaan

Komposisi awal

Pertukamn H' dengan H i d W f b n

Garnbar 3. Perubahan komposisi i m p 6jB0dan 6% dalam berbagai
proses di lingkungan.

Analisis

2~

(deuterium) dilakukan

dengan a r a me~aksikancontoh air

sebanyak 10 pi dengan Zn aktii sebanyak 0,25 gram pada suhu 450 O C selama 30
menit, Reaksi yang tejadi

Contoh yang diambil dari lapangan dijaga agar tidak

tejadi penguapan

dengan cara menutup contoh dengan Mup botol kedap udara. Dengan demikian

dihampkan nilai kandungan 'H tidak mengalami pengkayaan akibat penguapan
selama dalam pejalanan dan penyimpanan.
Reaksi untuk mendapat gas H2 dilakukan di laboratorium dengan
menggunakan rangkaian vakum tingkat tinggi m r a manual. Hasil gas H2 kemudian
dianalisis menggunakan spectrometer massa kolektor ganda rnerek VG-lsogas. Hasil
pengukuran berupa 6 isotop yang menrpakan rasio isotop 2 ~ i . 1Dan
~ hasil ini
kemudian dihitung dengan program komputer untuk mendapatkan nilai 6 2~ terhadap
standar V-SMOW.
Pengukuran 'H dilakukan seri dalam tiap perlakuan. Tiap perlakuan terdiri atas
8 contoh air dan 2 buah standar keja (Jakarta Working Standard) yang sudah

diketahui nilai kandungan deuteriumnya. Hasil akhir analisis kandungan 'H
dinyatakan dalam satuan perrnil V
(),

SMOW.

Penentuan kandungan '
'
0 dalam contoh air dilakukan dengan metode Epstein
dan Mayeda, yaitu dengan cara mengukur gas C& hasit reaksi kesetimbangan
pertukaran isotop Hfi cair dengan gas C G . Contoh air yang direaksikan dengan gas

C G adalah sebanyak 2 ml dan dikocok selama 8 jam.

Proses reaksinya adalah

H2"0
(air)

+ cCo2

H2'b +

(gas)

(cair)

C'60'a~

(gas)

Reaksi dilakukan dengan ISOPREP-18 secara otomatis. Setiap perlakuan
berisi 24 contoh tennasuk 2 buah standar keja.

Gas C& hasil kesetimbangan diukur menggunakan spektrometer massa
SIRA-9 secara simultan, berurutan yang dihubungkan langsung dengan ISOPREP-18

serta menggunakan pengendali komputer. Hasil pengukuran berupa rasio isotop
0 ' ~ / 0terhadap
'~
spektrorneter massa, untuk kemudian dikoreksi tehadap standar VSMOW. Hasil analisis kandungan '80dinyafakan dalam satuan permil elm)vs VSMOW.

Hasil analisis '
'0 dan deuterium terhadap titik-titik contoh yang diambil
kemudian dapat msnjelaskan asalusul air tanah yang dipelajari. Gambaran yang
lebih jelas bahwa dalam suatu cekungan air tanah, sumkr air tanah dapat disidikjari
(fingerprint) menggunakan isotop yang mengimbuh (recharge) pada berbagai daerah
dan ketinggian (afiitude).Altitude yang lebih tinggi akan mempunyai komposisi isotop

lebih ringan, karena terjadi proses fraksinasi. Cekungan air yang luas dan besar
sumber aimya akan mempunyai komposisi yang berbeda yang dipengaruhi oleh

kondisi iWim a?au mekanisme imbuh yang b e h d a . Hal yang sama untuk cekungan
air tanah yang besar di mana perbedaan curah hujannya cukup nyata akan
memberikan kornposisi isotop dari daerah imbuh yang disebabkan oleh pengaruh
jaraknya ke daratan yang semakin jauh pergerakan awannya akan menyebabkan

semakin ringannya komposisi isotop. Dengan kata lain air yang mengimbuh dari
tempat yang jauh ke daratan akan mempunyai komposisi isotop yang lebih ringan

atau lebih negatif dibandingkan dengan air setempat yang berinfiltrasi ke dalam
tanah. Di samping itu curah hujan yang tinggi juga akan cendemng mempunyai

komposisi isotop yang ringan juga dibandingkan dengm curah hujan
- yang
- . . rendah.

Seoara umum siklus hidrnlogi dan tishibusi idbpdabil dep* OM

Gambar 4. Siklus hidrologi dan distribusi isotop
Sumber. Gibson and A g ~ a l ( 2 0 0 1 )

.I

Penenban tejadinya interaksi di antam akuifer (intemksi air tanah dan air

pemukanan) dapat diperkirakan dengan diketah4nya perbedaan komporisi isotop
tertentu dan komposisi isotop campurannya dengan menggunakanlmengh*hngfrabi

komponen masing-masing. Analisis ini dapat dipabi untuk penditian secara lokal
dan regional, dan untuk penefitian daerah TPA diharapkan dapat digakai untuk
menjebskan hubungan air lindi dari TPA dengan air sumur-sumur yang terdapat di
lingkungan TPA wrta di har daerah TPA.

''c

dan

'w.

Penggunaan

dan %i
sebagai perunut dalam penelitian air tanah

adalah karena *C dan ?-Idipmduksi secara tetap dan terusmenerus, sehingga

"C

dan 3~ yang ikut bersama air dalam siklus hidrologi dapat digunakan sebagai pewnut.
dan

3~

mernancarkan radiasi beta (f3) yang mempunyai waktu panrh tertentu,

sehingga dalam penelitian hidrologi dapat dipakai untuk menentukan umur air tanah.
?-l
dapat dipakai untuk prputaran pendek (kira-kia 40 tahun) dan

I4c dapat

menentukan umur air tanah yang benrmur sampai dengan 40.000 tahun.
Analisis '
H (tritium). Contoh air yang akan dianalisis kandungan tritiumnya, terlebih

dahulu didistilasi dalam rangkaian alat distilasi pada kondisivakum. Sebanyak 600 mi
air hasil distilasi dimasukkan ke dalam tabung elektrolisis. Agar kandungan 'H yang
terkandung dalam contoh air dapat dideteksi oleh alat pencacah, maka contoh air
tersebut diperkaya menjadi 30 kalinya. Proses pengkayaan dilakukan dengan cara
elektrolsis pada alat pengkayaan (enrichment}. Setelah proses pengkayaan selesai,
akan didapat air hasil pengkayaan sebanyak 20 ml. Sebanyak 10 ml dipipet dan
dimasukan ke dalam vial gelas berkapasitas 21 ml. Ke dalamnya kemudian
diambahkan 11 rnl ULTIMA GOLD, yaitu larutan sintilator yang berfungsi

menghantarkan energi

P %dari
I contoh air yang akan ditentukan kandungan atau

aktiwitasnya. Kemudian larutan campuran tersebut dicacah menggunakan Liquid

Scintillation Counter merek Packard f W T R selama 20 menit sebanyak 50 putaran.
Hasil analisis 'H dipakai untuk evaluasi pergerakan air yang perputaran
pendek (kira-kira 40 tahun) yang dapat digunakan sebagai pendukung analisis isotop
alam lainnya dalam menentukan pergerakan air tanah dangkal.
Analisis

"C. Contoh air diambil langsung dari sumbemya untuk menghindari

kontaminasi udara dan dimasukkan ke dalam tabung pengendap berkapasitas 60
liter. Proses pengendapan karbonat dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah

larutan kimia seperti FeS04 7H20, NaOH (bebas COz),BaCl2 dan Praestol dalam

kondisi basa. Oari proses ini diperoleh endapan contoh dalam bentuk BaCO3.

Endapan BaCOo yang dipemleh dibawa ke laboratorium untuk dilakukan analisis
kandungan

I4c dan

Pmses analisis dilakukan menggunakan alat sintesis

' 3 ~ .

benzena melalui beberapa tahapan reaksi

katalis

~C~HZ----*

CeHs

Aktivitas "C dalam senyawa benzena dicacah menggunakan alat Liquid Scinti/iation
Counter meek Packard 1900TR sslama 20 menit sebanyak 50 putaran. Konversi
dan hasil cacahan menjadi umur ditentukan menggunakan rumus

t = (Tt&n2) In (AdAt)

(3)

dengan t = umur (tahun), Tm = waktu panth, A. = Aktivitas awal, At = Aktivitas
pada waMu t tahun.

Analisis "C dilakukan untuk mendapatkan data pergerakan air tanah di

daerah peneliian dengan menentukan umur air tanah di sekitar lokasi penelitian.
Setelah penentuan umur dibuatkan peta is-kontur ( i ~ g e syang
) akan menjelaskan
gerakan air tanah daemh pemlitian secara regional.

Mebode radlo'lsotop buatan. Metode radioisotop buatan dapat dilaksanakan
dengan teknik sumur tunggal dan sumur ganda.

Teknik sumur tunggal dapat

digunakan untuk pengukuran arah dan kecepatan aliran air tanah dangkal dengan
menggunakan sebuah sumur sebagai tempat injeksi radiopenrnut dan sekaligus

sebagai tempat pengamatan respon radiopewnut. Pengukuran arah aliran dilakukan
dengan rnenginjeksikan radioperunut

dalam bentuk senyawa KBr sebanyak 1

mCi dan seteiah percampuran kira-kira 1 hari dilakultan pencacahan dengan detektor
sintilasi Naln yang dilengkapi kolimator serta dihubungkan dengan scaler dan rate

meter untuk mencatat pencacahan. Pencacahan dilakukan untuk arah utara, slatan,
barat, timur, barat laut, timur laut, barat daya dan tenggara. Pengukuran kecepatan

aliran dilaksanakan dengan menginjeksikan * ~ r kedalam sumur yang telah
disiapkan. Dalam selang waMu tertentu yang dinormalisasikan dengan In CcuC = 1

diukur konsentrasi atau cacahan dengan instrumen pencacah detektor sintilasi NalTl

yang dihubungkan dengan scaler dan rate meter pada permukaan tanah.
Teknik sumur ganda dipakai untuk penentuan karakteristik akuifer yang
dilaksanakan dengan pemompaan pada suatu sumur dan injeksi radioperunut = ~ r
atau '='Ipada sumur lainnya. Setiap waktu dilakukan pengamatan penurunan muka

air dan pengamatan respon radioperunut selarna p r i d e pngamatan pada sumur
pompa. lnjeksi radioperunut dilakukan pada sumur penerima dan diikuti dengan
pengamatan respon radioperunut pada sumur pompa dengan menggunakan detektor
sintilasi NalTl yang dihubungkan dengan scaler dan rate meter. Hasil pengamatan
muka air dan respon radioperunut dievaluasi untuk penentuan karakteristik akuifer.
Dari hasil pengamatan muka air waktu pemompaan, debit pemompaan, dan respon
radiopewnut selama waktu pemompaan akan didapatkan porositas efektif dengan
persamaan

~ t = n ? ~ n ~
dengan Q

=debit pernopaan (m3fdetik), x

(4)

= jarak antara sumur (m), t

= waMu

tempuh rata-rata (detik), H = ketebalan akuifer (m),

nd = pornsitas efektif.

Untuk penentuan karakteristik lainnya seperti dispersivis dilakukan dengan
menggunakan model pencemar transpor serta persamaan yang dikembangkan oleh
Dupuit. Persamaan untuk aliran radial mantap terhadap suatu sumur dalam akuifer

tak tertekan dapat ditunrnkan dengan bantuan asumsi Dupuit. Penetrasi akuifer
untuk akuifer tak tertekan secara horizontal dapat diperlihatkan seperti Gambar 5 .

Gambar 5. Aliran radial untuk penetrasi sumur suatu akuifer tak tertekan.

Debit sumur untuk aliran radial mantap yang terjadi adalah,
Q=-2xrKhdhMr

(5)

Bila diintegralkan antara batas h = hwpada r=r, dan h=