Geokimia Lingkungan Analisis CBE DAN ID
Tugas Geokimia Lingkungan – Analisis CBE dan Diagram Hidrokimia
Nama : Dea Susanti Himam
NIU : 15/359596/PMU/08555
Prodi : Magister Pengelolaan Lingkungan
Salah satu hal yang penting sebelum melakukan analisis hidrokimia airtanah adalah
menentukan tingkat akurasi data kimia melalui perhitungan persentase penyimpangan
kesetimbangan beban antara unsur anion dan kation (Charge Balance Error, CBE). Tingkat
persentase CBE yang masih dapat diterima adalah +/- hingga 5%.
Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah cara penyajian data hidrokimia
airtanah dalam grafis untuk keperluan interpretasi atau analisis. Analisis fasies air tanah
sangat bermanfaat dalam melakukan identifikasi proses-proses hidrogeokimia pada setiap
zona air tanah yang dicirikan oleh kandungan ion-ion terlarut. Hasil analisis kimia airtanah
biasanya disajikan dalam bentuk diagram. Pemilihan model diagram disesuaikan dengan
maksud dari analisis kimia tersebut.
Model diagram yang digunakan untuk menganalisis tipe kimia airtanah pada tugas ini
adalah diagram lingkaran yang digunakan untuk mengilustrasikan proporsi dari unsur
terlarut; serta diagram Stiff yang digunakan untuk mengetahui penyebaran ion yang paling
banyak, baik kation maupun anion. Manfaatnya adalah dapat membantu visualisasi air dari
aliran air yang dapat diperkirakan, sehingga dapat diketahui pula komposisi ion pada
perubahan tubuh air. Namun kekurangannya adalah hanya dapat dianalisa per plot ionionnya. Berikut ini adalah analisis hasil perhitungan CBE dan visualisasi kation dan anion
sampel airtanah yang diambil dari 2 (dua) jurnal penelitian dimana masing-masing jurnal
diwakili oleh 3 sampel atau 3 sumur.
A. Jurnal Analisis Kation dan Anion Air Tanah di Daerah Sukabumi, Jawa Barat,
Indonesia, (Hendrawati & Sity Maryam, Valensi Volume 1 NO. 2 Mei, 2008).
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
KODE SAMPEL 1 – SUMUR NO. 3
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
1.56
40.08
0.039
1.05
24.31
0.043
3.78
22.99
0.164
1.1
39.1
0.028
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
Anion
16.35
0.751
1.81
Σzma
Error
Cl-
%
21.81
24.20
46.06
7.88
0.357
61.01
96.06
35.45
0.268
0.008
0.051
0.268
0.016
0.051
0.335
3.20
a) Diagram Pie
SO42-
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.078
0.086
0.164
0.028
Ca2+
Mg2+
HCO3–
Na+
K+
b) Diagram Stiff
80.00
4.67
15.24
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 2 – SUMUR NO. 9
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
1.25
40.08
0.031
1.9
24.31
0.078
5.31
22.99
0.231
1.68
39.1
0.043
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
61.01
96.06
35.45
Σzma
SO42- Cl-
0.328
0.005
0.040
0.328
0.010
0.040
0.378
13.18
Ca2+
Mg2+
HCO3–
a) Diagram Pie
Na+
K+
b) Diagram Stiff
%
12.65
31.71
46.85
8.72
0.493
20
0.467
1.43
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.062
0.156
0.231
0.043
86.72
2.57
10.67
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 3 – SUMUR NO.19
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
0.78
40.08
0.019
1.2
24.31
0.049
4.6
22.99
0.200
1.54
39.1
0.039
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
6.83
1.46
2.55
Cl-
61.01
96.06
35.45
0.112
0.015
0.072
0.112
0.030
0.072
0.214
27.53
Ca2+
a)
SO42-
Mg2+
HCO3–
K+
b) Diagram Stiff
%
10.32
26.19
53.07
10.45
0.377
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.039
0.099
0.200
0.039
Na+
Diagram Pie
52.31
14.20
33.61
B. Jurnal Use of Hydrogeochemistry and Environmental Isotopes for Groundwater
Characterisation in Morsott–El Aouinet basin, Northeastern Algeria, Geochemical
Journal, Vol. 45, pp. 87 to 96, 2011, (Chemseddine Fehdi, A. Boudoukha and Aek.
Rouabhia).
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 4 – SUMUR NO.11
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
289
40.08
7.211
252
24.31
10.366
917
22.99
39.887
42.5
39.1
1.087
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
384
358
2185
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
14.421
20.732
39.887
1.087
18.94
27.23
52.40
1.43
76.127
61.01
96.06
35.45
6.294
3.727
61.636
6.294
7.454
61.636
75.384
0.49
a) Diagram Pie
Ca2+
Mg2+
Cl-
Na+
SO42-
%
HCO3–K+
b) Diagram Stiff
8.35
9.89
81.76
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 5 – SUMUR NO. 15
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
132.5
40.08
3.306
60.2
24.31
2.476
104
22.99
4.524
5.7
39.1
0.146
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
390.4
101
149
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
6.612
4.953
4.524
0.146
61.01
96.06
35.45
6.399
1.051
4.203
6.399
2.103
4.203
50.37
16.55
33.08
12.705
12.19
Ca2+
SO42-
Mg2+
K+
40.73
30.51
27.87
0.90
16.234
Cl-
HCO3–
%
Na+
a) Diagram Pie
b) Diagram Stiff
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
HCO3–
SO42Cl-
KODE SAMPEL 6 – SUMUR NO. 21
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
146.4
40.08
3.653
93
24.31
3.826
110
22.99
4.785
10.9
39.1
0.279
Σzmc
378.7
164
199
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
7.305
7.651
4.785
0.279
61.01
96.06
35.45
6.207
1.707
5.614
6.207
3.415
5.614
40.74
22.41
36.85
15.235
13.57
Ca2+
SO42-
Mg2+
HCO3–
K+
36.49
38.22
23.90
1.39
20.020
a) Diagram Pie
Cl-
%
Na+
b)
Diagram Stiff
C. Analisis CBE dan Tipe Hidrokimia Airtanah
Berdasarkan contoh sampel pada Jurnal di Indonesia, terlihat bahwa Charge Balance
Eror (CBE) pada sampel 1 (Sumur No.3) masih memenuhi syarat dengan nilai CBE-nya
yaitu 3.20% sedangkan untuk sampel 2 dan 3 (Sumur No. 9 dan Sumur No. 19) nilai
CBE-nya melebihi 5%. Hal ini menyatakan bahwa tingkat akurasi data hidrokimia pada
(Sumur No. 9 dan Sumur No. 19) ini tidak dapat diterima. Sedangkan pada contoh
sampel Jurnal di Algeria, dapat dilihat bahwa Sumur 11 mempunyai nilai CBE sebesar
0.49%, sedangkan 2 sumur lainnya yaitu Sumur 15 dan sumur 21 nilai CBE-nya
berturut-turut adalah 12.19% dan 13.57%. Hal ini berarti bahwa kedua sampel
tersebut juga melebih standar persentase penyimpangan kesetimbangan beban (CBE)
sehingga tingkat akurasi data hidrokimia air tanahnya pun tidak dapat diterima.
Tingkat keakuratan data atau penyimpangan CBE sangatlah berpengaruh terhadap
kualitas interpretasi atau analisis data. Data yang tidak akurat akan menghadirkan bias
dalam proses interpretasi. Beberapa faktor dapat melatarbelakangi kejadian tersebut,
salah satunya adalah ketidaktelitian dalam menganalisis sampel di laboratorium.
Selain nilai CBE, hal lainnya yang dianalisis adalah komposisi ion airtanah yang
meliputi kation (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) dan anion (HCO3-,SO42-,Cl-). Konsentrasi kation
dan anion dalam airtanah dapat menunjukkan asal-usul ataupun proses yang terjadi
pada airtanah tersebut. Selain itu konsentrasi ion-ion tersebut juga dapat digunakan
untuk menentukan aman atau tidaknya airtanah untuk dikonsumsi atau digunakan
untuk kebutuhan lain.
Berdasarkan hasil analisis pada diagram lingkaran dan diagram Stiff, diperoleh
gambaran bahwa sampel airtanah pada jurnal yang berlokasi di Indonesia cenderung
seragam dengan persentase kation terbesar adalah Na+, sedangkan untuk persentase
anion hampir seluruhnya didominasi oleh bikarbonat HCO3-. Sehingga jika disimpulkan
tipe kimia airtanahnya umumnya merupakan natrium bikarbonat (Na+.HCO3-).
Airtanah dengan anion dominan bikarbonat, termasuk air tanah yang berasal dari
lapisan atas. Air tanah ini mempunyai sifat air tanah yang aktif dan air pada lapisan ini
mempunyai kandungan padatan terlarut total (TDS) yang rendah. Sementara itu, pada
jurnal yang berlokasi di Algeria mempunyai fasies airtanah yang berbeda-beda, dimana
untuk Sumur 11 persentase kation terbesarnya adalah Na+ dan persentase anion
terbesarnya adalah Cl- sehingga tipe kimia airtanahnya pada umumnya memiliki
karakter air bersifat tawar hingga sedikit asin. Sedangkan pada 2 sumur lainnya yaitu
Sumur 15 dan 21 komposisi ion dominannya adalah kalsium magnesium dan
bikarbonat. Air bikarbonat ini berasal dari daerah overburden yang dekat dengan
permukaan batuan dasar. Pada umumnya bersifat tawar dengan kualitas cukup baik,
serta memiliki pengaruh air meteorik yang dominan.
Referensi:
Hendrawati, Siti Maryam, (2008), Analisis Kation dan Anion Air Tanah di Daerah Sukabumi
Jawa Barat, Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif
Hidayatullah, Valensi Volume 1 No.2 2008, Jakarta.
Chemseddine Fehdi, dkk., Geochemical Journal, Vol. 45, pp. 87 to 96, 2011, Use of
hydrogeochemistry
and
environmental
isotopes
for
groundwater
characterisation in Morsott–El Aouinet basin, Northeastern Algeria , Department
of Geology.
Center for Groundwater Studies, (2001), Fundamentals of Groundwater Sciences
Technology and Managemen, Adelaide.
Syafalni, M. dkk., (2003), Studi Air Tanah Cekungan Bekasi dengan Menggunakan Metode
Hidroisotop, Risalah Pertemuan Ilmiah dan Pengembangan Aplikasi Isotop dan
Radiasi, Jakarta.
Nama : Dea Susanti Himam
NIU : 15/359596/PMU/08555
Prodi : Magister Pengelolaan Lingkungan
Salah satu hal yang penting sebelum melakukan analisis hidrokimia airtanah adalah
menentukan tingkat akurasi data kimia melalui perhitungan persentase penyimpangan
kesetimbangan beban antara unsur anion dan kation (Charge Balance Error, CBE). Tingkat
persentase CBE yang masih dapat diterima adalah +/- hingga 5%.
Hal lain yang juga perlu diperhatikan adalah cara penyajian data hidrokimia
airtanah dalam grafis untuk keperluan interpretasi atau analisis. Analisis fasies air tanah
sangat bermanfaat dalam melakukan identifikasi proses-proses hidrogeokimia pada setiap
zona air tanah yang dicirikan oleh kandungan ion-ion terlarut. Hasil analisis kimia airtanah
biasanya disajikan dalam bentuk diagram. Pemilihan model diagram disesuaikan dengan
maksud dari analisis kimia tersebut.
Model diagram yang digunakan untuk menganalisis tipe kimia airtanah pada tugas ini
adalah diagram lingkaran yang digunakan untuk mengilustrasikan proporsi dari unsur
terlarut; serta diagram Stiff yang digunakan untuk mengetahui penyebaran ion yang paling
banyak, baik kation maupun anion. Manfaatnya adalah dapat membantu visualisasi air dari
aliran air yang dapat diperkirakan, sehingga dapat diketahui pula komposisi ion pada
perubahan tubuh air. Namun kekurangannya adalah hanya dapat dianalisa per plot ionionnya. Berikut ini adalah analisis hasil perhitungan CBE dan visualisasi kation dan anion
sampel airtanah yang diambil dari 2 (dua) jurnal penelitian dimana masing-masing jurnal
diwakili oleh 3 sampel atau 3 sumur.
A. Jurnal Analisis Kation dan Anion Air Tanah di Daerah Sukabumi, Jawa Barat,
Indonesia, (Hendrawati & Sity Maryam, Valensi Volume 1 NO. 2 Mei, 2008).
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
KODE SAMPEL 1 – SUMUR NO. 3
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
1.56
40.08
0.039
1.05
24.31
0.043
3.78
22.99
0.164
1.1
39.1
0.028
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
Anion
16.35
0.751
1.81
Σzma
Error
Cl-
%
21.81
24.20
46.06
7.88
0.357
61.01
96.06
35.45
0.268
0.008
0.051
0.268
0.016
0.051
0.335
3.20
a) Diagram Pie
SO42-
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.078
0.086
0.164
0.028
Ca2+
Mg2+
HCO3–
Na+
K+
b) Diagram Stiff
80.00
4.67
15.24
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 2 – SUMUR NO. 9
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
1.25
40.08
0.031
1.9
24.31
0.078
5.31
22.99
0.231
1.68
39.1
0.043
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
61.01
96.06
35.45
Σzma
SO42- Cl-
0.328
0.005
0.040
0.328
0.010
0.040
0.378
13.18
Ca2+
Mg2+
HCO3–
a) Diagram Pie
Na+
K+
b) Diagram Stiff
%
12.65
31.71
46.85
8.72
0.493
20
0.467
1.43
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.062
0.156
0.231
0.043
86.72
2.57
10.67
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 3 – SUMUR NO.19
Konsentrasi
Molaritas
Berat Atom
(mg/l)
(mmol/l)
0.78
40.08
0.019
1.2
24.31
0.049
4.6
22.99
0.200
1.54
39.1
0.039
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
6.83
1.46
2.55
Cl-
61.01
96.06
35.45
0.112
0.015
0.072
0.112
0.030
0.072
0.214
27.53
Ca2+
a)
SO42-
Mg2+
HCO3–
K+
b) Diagram Stiff
%
10.32
26.19
53.07
10.45
0.377
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
0.039
0.099
0.200
0.039
Na+
Diagram Pie
52.31
14.20
33.61
B. Jurnal Use of Hydrogeochemistry and Environmental Isotopes for Groundwater
Characterisation in Morsott–El Aouinet basin, Northeastern Algeria, Geochemical
Journal, Vol. 45, pp. 87 to 96, 2011, (Chemseddine Fehdi, A. Boudoukha and Aek.
Rouabhia).
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 4 – SUMUR NO.11
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
289
40.08
7.211
252
24.31
10.366
917
22.99
39.887
42.5
39.1
1.087
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
384
358
2185
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
14.421
20.732
39.887
1.087
18.94
27.23
52.40
1.43
76.127
61.01
96.06
35.45
6.294
3.727
61.636
6.294
7.454
61.636
75.384
0.49
a) Diagram Pie
Ca2+
Mg2+
Cl-
Na+
SO42-
%
HCO3–K+
b) Diagram Stiff
8.35
9.89
81.76
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
KODE SAMPEL 5 – SUMUR NO. 15
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
132.5
40.08
3.306
60.2
24.31
2.476
104
22.99
4.524
5.7
39.1
0.146
Σzmc
HCO3–
SO42Cl-
390.4
101
149
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
6.612
4.953
4.524
0.146
61.01
96.06
35.45
6.399
1.051
4.203
6.399
2.103
4.203
50.37
16.55
33.08
12.705
12.19
Ca2+
SO42-
Mg2+
K+
40.73
30.51
27.87
0.90
16.234
Cl-
HCO3–
%
Na+
a) Diagram Pie
b) Diagram Stiff
Kategori
Ion
Kation
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
Anion
HCO3–
SO42Cl-
KODE SAMPEL 6 – SUMUR NO. 21
Konsentrasi Berat Atom
Molaritas
(mg/l)
(mmol/l)
146.4
40.08
3.653
93
24.31
3.826
110
22.99
4.785
10.9
39.1
0.279
Σzmc
378.7
164
199
Σzma
Error
Berat Ekuivalen
(meq/l)
7.305
7.651
4.785
0.279
61.01
96.06
35.45
6.207
1.707
5.614
6.207
3.415
5.614
40.74
22.41
36.85
15.235
13.57
Ca2+
SO42-
Mg2+
HCO3–
K+
36.49
38.22
23.90
1.39
20.020
a) Diagram Pie
Cl-
%
Na+
b)
Diagram Stiff
C. Analisis CBE dan Tipe Hidrokimia Airtanah
Berdasarkan contoh sampel pada Jurnal di Indonesia, terlihat bahwa Charge Balance
Eror (CBE) pada sampel 1 (Sumur No.3) masih memenuhi syarat dengan nilai CBE-nya
yaitu 3.20% sedangkan untuk sampel 2 dan 3 (Sumur No. 9 dan Sumur No. 19) nilai
CBE-nya melebihi 5%. Hal ini menyatakan bahwa tingkat akurasi data hidrokimia pada
(Sumur No. 9 dan Sumur No. 19) ini tidak dapat diterima. Sedangkan pada contoh
sampel Jurnal di Algeria, dapat dilihat bahwa Sumur 11 mempunyai nilai CBE sebesar
0.49%, sedangkan 2 sumur lainnya yaitu Sumur 15 dan sumur 21 nilai CBE-nya
berturut-turut adalah 12.19% dan 13.57%. Hal ini berarti bahwa kedua sampel
tersebut juga melebih standar persentase penyimpangan kesetimbangan beban (CBE)
sehingga tingkat akurasi data hidrokimia air tanahnya pun tidak dapat diterima.
Tingkat keakuratan data atau penyimpangan CBE sangatlah berpengaruh terhadap
kualitas interpretasi atau analisis data. Data yang tidak akurat akan menghadirkan bias
dalam proses interpretasi. Beberapa faktor dapat melatarbelakangi kejadian tersebut,
salah satunya adalah ketidaktelitian dalam menganalisis sampel di laboratorium.
Selain nilai CBE, hal lainnya yang dianalisis adalah komposisi ion airtanah yang
meliputi kation (Ca2+, Mg2+, Na+, K+) dan anion (HCO3-,SO42-,Cl-). Konsentrasi kation
dan anion dalam airtanah dapat menunjukkan asal-usul ataupun proses yang terjadi
pada airtanah tersebut. Selain itu konsentrasi ion-ion tersebut juga dapat digunakan
untuk menentukan aman atau tidaknya airtanah untuk dikonsumsi atau digunakan
untuk kebutuhan lain.
Berdasarkan hasil analisis pada diagram lingkaran dan diagram Stiff, diperoleh
gambaran bahwa sampel airtanah pada jurnal yang berlokasi di Indonesia cenderung
seragam dengan persentase kation terbesar adalah Na+, sedangkan untuk persentase
anion hampir seluruhnya didominasi oleh bikarbonat HCO3-. Sehingga jika disimpulkan
tipe kimia airtanahnya umumnya merupakan natrium bikarbonat (Na+.HCO3-).
Airtanah dengan anion dominan bikarbonat, termasuk air tanah yang berasal dari
lapisan atas. Air tanah ini mempunyai sifat air tanah yang aktif dan air pada lapisan ini
mempunyai kandungan padatan terlarut total (TDS) yang rendah. Sementara itu, pada
jurnal yang berlokasi di Algeria mempunyai fasies airtanah yang berbeda-beda, dimana
untuk Sumur 11 persentase kation terbesarnya adalah Na+ dan persentase anion
terbesarnya adalah Cl- sehingga tipe kimia airtanahnya pada umumnya memiliki
karakter air bersifat tawar hingga sedikit asin. Sedangkan pada 2 sumur lainnya yaitu
Sumur 15 dan 21 komposisi ion dominannya adalah kalsium magnesium dan
bikarbonat. Air bikarbonat ini berasal dari daerah overburden yang dekat dengan
permukaan batuan dasar. Pada umumnya bersifat tawar dengan kualitas cukup baik,
serta memiliki pengaruh air meteorik yang dominan.
Referensi:
Hendrawati, Siti Maryam, (2008), Analisis Kation dan Anion Air Tanah di Daerah Sukabumi
Jawa Barat, Program Studi Kimia Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif
Hidayatullah, Valensi Volume 1 No.2 2008, Jakarta.
Chemseddine Fehdi, dkk., Geochemical Journal, Vol. 45, pp. 87 to 96, 2011, Use of
hydrogeochemistry
and
environmental
isotopes
for
groundwater
characterisation in Morsott–El Aouinet basin, Northeastern Algeria , Department
of Geology.
Center for Groundwater Studies, (2001), Fundamentals of Groundwater Sciences
Technology and Managemen, Adelaide.
Syafalni, M. dkk., (2003), Studi Air Tanah Cekungan Bekasi dengan Menggunakan Metode
Hidroisotop, Risalah Pertemuan Ilmiah dan Pengembangan Aplikasi Isotop dan
Radiasi, Jakarta.