PEMODELAN DAN ANALISIS KIMIA AIRTANAH DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MODFLOW DI DAERAH BEKAS TPA PASIR IMPUN BANDUNG, JAWA BARAT

Transkripsi

1 PEMODELAN DAN ANALISIS KIMIA AIRTANAH DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MODFLOW DI DAERAH BEKAS TPA PASIR IMPUN BANDUNG, JAWA BARAT HALAMAN JUDUL TUGAS AKHIR Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Pertambangan di Institut Teknologi Bandung Oleh : STERRA BEATRIX CORNELIA PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 PEMODELAN DAN ANALISIS KIMIA AIRTANAH DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE MODFLOW DI DAERAH BEKAS TPA PASIR IMPUN BANDUNG, JAWA BARAT LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR Disetujui untuk Program Studi Teknik Pertambangan ITB Oleh : Sterra Beatrix Cornelia Dr. Ir. Budi Sulistijo, M.App.Sc Pembimbing

3 SARI Air merupakan elemen yang penting dalam kehidupan manusia sehingga keberadaannya harus sangat diperhatikan baik dalam kuantitas maupun kualitasnya. Dengan pertambahan jumlah penduduk yang semakin meningkat tiap tahunnya maka kebutuhan akan air minum atau air yang dapat dikonsumsi juga semakin tinggi. Dengan adanya pertambahan penduduk mengindikasikan adanya pertambahan jumlah buangan atau sampah baik dari rumah tangga, industri dan lain-lain. Lokasi bekas TPA Pasir Impun yang berada di wilayah desa Karang Pamulang, kecamatan Cicadas, kotamadya Bandung dikategorikan sebagai wilayah bandung timur. TPA Pasir Impun yang beroperasi sejak tahun 1990 sampai tahun Walaupun sudah tidak beroperasi lagi namun beberapa penduduk di daerah sekitar TPA yang memiliki sumur airtanah tidak mengkonsumsi airnya karena merasa bahwa air dari sumur gali mereka tercemar. Untuk itulah dilakukan penelitian ini guna melihat seberapa luas pencemaran yang diakibatkan oleh keberadaan TPA sekaligus melakukan analisis kualitas airtanah untuk melihat seberapa besar kandungan unsur-unsur tertentu (pencemar). Pemodelan airtanah dilakukan dengan menggunakan data dari sifat fisik airtanah yaitu Total Dissolved Solid (TDS) sebagai tolak ukur seberapa besar pencemaran yang terjadi. Pemodelan airtanah dilakukan dengan menggunakan Software Modflow yang merupakan salah satu software air yang dapat memberikan hasil secara visual dengan sangat baik. Selain melakukan pengukuran sifat fisik analisis kualitas airtanah juga dilakukan dengan menguji sifat kimia dari airtanah yang dilakukan di Laboratorium Air milik Teknik Lingkungan ITB. Pengujian terhadap logam berat juga dilakukan yaitu untuk melihat kandungan dari Pb dan Fe 2+. Dari hasil pemodelan yang dilakukan dapat dilihat bahwa aliran airtanah dan kontaminan yang terkandung di dalamnya mengikuti aliran bebas regional yaitu mengikuti kemiringan topografi ke arah selatan dan tenggara. Dari hasil analisis kimia yang dilakukan diperoleh bahwa dari 10 sampel yang dimasukan ke laboratorium terdapat 9 sampel yang memiliki kandungan Pb di atas baku mutu yaitu sebesar 0,01 mg/l sedangkan kandungan Fe 2+ yang berada di atas baku mutu 0,3 mg/l hanya ditemukan pada dua sampel. Sedangkan untuk TDS dari 37 sampel yang diujikan semuanya memiliki nilai di bawah baku mutu (< 1000 mg/l). Dari simulasi pemodelan yang dibuat disimpulkan bahwa untuk mencapai rumah warga terdekat dengan lokasi TPA diperlukan 1 tahun. iii

4 ABSTRACT Water playing apart as an important element in human live, therefore its existence should be kept favorably in quantity and quality. It is a fact, especially in Indonesia that the growth of Population increasing significantly equivalent to the total of water consumption. It can be inferred that by the accretion of the population regionally, the total of the waste, both from house holds and industries increasing on apace. The research took place on the Ex Landfill of Pasir Impun, located in Karang Pamulang Village, in the Sub district of Cicadas, East Bandung. The landfill was operated from 1990 to Nowadays, the landfill is not used anymore, but a problem that occurs is that the communities are in fear of using their wells to get water to fulfill their needs, because of a belief that the water has contaminated by the old accumulate waste. This research is done to examine how the contamination caused by the Ex Landfill spread spaciously and also to analyze the groundwater quality and to quantify the elements consisted in the water as contaminants. The groundwater modeling uses Total Dissolved Solid (TDS) datas, a physical characteristic of groundwater, as a parameter to quantify how the contamination effect was carried out will occurs. This modeling use Modflow Software as a water analysis software that delivers excellence visual results. This research was not only quantifying the physical characteristic, but also analyzing quality of the groundwater by examining the chemical property of it in the Water Laboratory of Environmental Engineering, Bandung Institute of Technology. Testing on heavy metal also included in the research to know the total of Pb 2+ and Fe 2+ in the water. Result of the modeling shows that the groundwater contaminant flows with the regional unconfined flow water pattern that moves unidirectional with topography to the southward and southeastward. Result of the chemical property examination shows that 9 of the 10 samples that examined in the laboratory containing Pb2+ over the standard of quality of 0,01 mg/l and Fe 2+ over the standard of quality of 0,3 mg/l only found on 2 sampels. For TDS analysis, all 37 examined samples have total below the standard of quality (< 1000 mg/l). It can be concluded by this simulation that the contaminated water needs one year to reach the closest house from the ex landfill area. iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena berkat kasih dan rahmat-nyalah penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul Pemodelan dan Analisis Kimia Airtanah dengan Menggunakan Software Modflow di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung Jawa Barat. Penulis juga ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dan memberikan kontribusi baik dalam ilmu, tenaga maupun saran, terutama kepada: 1. Dr. Ir. Ridho Watimena, MT, sebagai ketua program studi teknik pertambangan. 2. Dr. Ir. Budi Sulistijo, M.App.Sc, sebagai dosen pembimbing atas bimbingannya dalam penulisan tugas akhir ini. 3. Dr. Ir. Sudarto Nototsiswoyo, M.Eng, sebagai dosen wali Eksplorasi Orang tua saya, Ronald Lekatompessy dan Troosye Latumeten (You both is the greatest parents in this world) serta adik-adik saya Ericho A Lekatompessy dan Wilhelmus G. L. Lekatompessy atas kasih, dukungan dan doa yang selalu diberikan. 5. Lisa Anggraini, Alfin M D, AlFajri, Mas Dzikril, William M, Ellen M, dan Adi K sebagai teman-teman terdekat yang senantiasa menemani, mendukung dan memberikan saran kepada penulis. 6. Eksplorasi 2003 (Alfin, Fajri, Novri, Hadi, Ipul, Ferdinand, Ampun, Wawan, Billy, Gino dan Almh. Ridhuan) atas kebersamaan selama kuliah. 7. Angkatan 2003 tambang ITB khususnya para perempuan (Lisa, Odor dan Dessy) atas kebersamaan dalam suka dan duka selama kuliah. 8. Rekan-rekan HMT khususnya Tim Basket serta Tim Voli Putra dan Putri, atas kebersamaan selama latihan tiap minggu. Berjuang terus!!! v

6 9. Keluarga Ir. H. Juanda No. 265 d Dago, atas perhatian dan dukungan kalian 10. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan dapat dijadikan bahan rujukan untuk penelitian selanjutnya. Bandung, Juni 2008 Penulis vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... ii SARI... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR TABEL... xiii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Ruang Lingkup Masalah Tujuan Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan Diagram Alir Penelitian... 4 BAB II KONDISI UMUM DAERAH PENELITIAN Geografis dan Administrasi Kondisi Iklim Stratigrafi Regional Stratigrafi Lokal Kondisi Hidrogeologi... 9 BAB III TEORI DASAR Hidrogeologi Siklus Hidrologi Akuifer Sifat- Sifat Hidrolik Akuifer Porositas Konduktivitas Hidrolik vii

8 Transmisibilitas atau Transmisivitas (T) Storativity (S) Specific Storage dan Spesific Yields Sampah Zat Pencemar atau Kontaminan Parameter Fisik dan Kimia Airtanah Parameter Kimia Dissolved Oxygen (DO) Potensial Reduksi-Oksidasi (Eh) Derajat Keasaman Air (ph) Kesadahan Logam Berat Timbal (Pb) atau Lead Besi (Fe) Parameter Fisik Total Dissolved Solid (TDS) Daya Hantar Listrik (DHL) / Konduktivitas Temperatur Kekeruhan Bau, Rasa dan Warna Konsep Transportasi Massa Standar Kualitas Air Pemodelan Modflow BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Pengumpulan Data Data Primer Data Sekunder Pengolahan Data BAB V ANALISIS DATA Aliran dan Pencemaran Airtanah Pemodelan 2 dan 3 Dimensi viii

9 5.3 Analisis Kimia Perbandingan Model dan Hasil Lapangan BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. Diagram Alir Penelitian... 4 Gambar 2. Lokasi Penelitian Bekas TPA Pasir Impun Secara Administratif... 5 Gambar 3. Diagram Stratigrafi Regional Daerah Jawa Barat,... 7 Gambar 4. Peta Geologi Daerah Bandung dan Sekitarnya... 8 Gambar 5. Siklus Hidrogeologi Gambar 6. Precipitation, Runoff, Infiltration, Evaporation, Transpiration, Aquifer Recharge Gambar 7. Penampakan Infiltrasi pada Batuan yang Berbeda Gambar 8. Penampang Bawah Tanah (Ground Surface) Gambar 9. Zona Tidak Jenuh dan Zona Jenuh Gambar 10. Jenis-Jenis Akuifer Pori (Todd, 1988) Gambar 11. Perbedaan Porositas Antarbatuan Gambar 12. Jenis Pemilahan Batuan dan Hubungannya dengan Porositas Gambar 13. Percobaan Darcy Gambar 14. Pengertian Specific Yields Gambar 15. Penampang Samping dari Sistem Sanitary Landfill Gambar 16. Skema Metode Penimbunan Sanitary Landfill Gambar 17. Diagram Pengelolaan Sampah Terpadu di Bekas TPA Pasir Impun, 27 Gambar 18. Mekanisme Kontaminasi Tanah dan Airtanah dari Berbagai Sumber Gambar 19. Diagram Eh-pH, Menunjukan Aproksimasi Distribusi Beberapa Tipe Cairan dari Fluida Bawah Permukaan Gambar 20. GPS yang Digunakan di Lapangan Gambar 21. Peralatan untuk Menguji Sifat Fisik dan Sifat Kimia Gambar 22. Pengambilan Data Sumur di Lapangan dengan Menggunakan GPS 53 Gambar 23. Peta Topografi Daerah Penelitian Gambar 24. Penyebaran Kontaminan TDS pada Bulan Kedua (50 hari) Gambar 25. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Pertama (365 Hari) x

11 Gambar 26. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Kedua (730 Hari) Gambar 27. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Keempat (1460 Hari) Gambar 28. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Keenam (2190 Hari) Gambar 29. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Kedelapan (2920 Hari). 64 Gambar 30. Penyebaran Kontaminan TDS pada Tahun Kesepuluh (3650 Hari). 65 Gambar 31. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Hari ke Gambar 32. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Hari ke Gambar 33. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Hari ke Gambar 34. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Tahun Pertama Gambar 35. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Tahun Kedua Gambar 36. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Tahun Keempat Gambar 37. Penyebaran Kontaminan Timbal pada Tahun Kelima Gambar 38. Penyebaran Kontaminan Besi pada Hari ke Gambar 39. Penyebaran Kontaminan Besi pada Tahun Pertama Gambar 40. Penyebaran Kontaminan Besi pada Tahun Kedua Gambar 41. Penyebaran Kontaminan Besi pada Tahun Keempat Gambar 42. Penyebaran Kontaminan Besi pada Tahun Kelima Gambar 43. Topografi dan Tiap Lapisan dari Daerah Penelitian Gambar 44. Arah Kecepatan Aliran Airtanah pada Lapisan Pertama Gambar 45. Penyebaran Kontaminan TDS pada Lapisan Pertama Gambar 46. Penyebaran Kontaminan TDS pada Lapisan Kedua Gambar 47. Penyebaran Kontaminan TDS pada Lapisan Ketiga Gambar 48. Penyebaran Kontaminan TDS pada Lapisan Keempat Gambar 49. Penyebaran Kontaminan TDS pada Lapisan Kelima Gambar 50. Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb) pada Lapisan Pertama Gambar 51. Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb) pada Lapisan Kedua Gambar 52. Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb) pada Lapisan Ketiga Gambar 53. Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb) pada Lapisan Keempat Gambar 54. Penyebaran Kontaminan Timbal (Pb) pada Lapisan Kelima Gambar 55. Penyebaran Kontaminan Besi (Fe 2+ ) pada Lapisan Pertama Gambar 56. Penyebaran Kontaminan Besi (Fe 2+ ) pada Lapisan Kedua xi

12 Gambar 57. Penyebaran Kontaminan Besi (Fe 2+ ) pada Lapisan Ketiga Gambar 58. Penyebaran Kontaminan Besi (Fe 2+ ) pada Lapisan Keempat Gambar 59. Penyebaran Kontaminan Besi (Fe 2+ ) pada Lapisan Kelima Gambar 60. Grafik Hubungan TDS dan DHL Gambar 61. Grafik Hubungan Eh dan ph Gambar 62. Pembagian Zona pada Daerah Penelitian Gambar 63. Perbandingan TDS di Lapangan dan Model Hasil Run Software Gambar 64. Perbandingan Besi di Lapangan dan Model Hasil Run Software Gambar 65. Perbandingan Timbal di Lapangan dan Model Hasil Run Software. 96 xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 1. Litologi Akuifer Tertekan di Lokasi Bekas TPA Pasir Impun... 9 Tabel 2. Persyaratan Kualitas Air Minum Tabel 3. Kedudukan Lokasi Pengambilan Sampel di Daerah Penelitian dan Hasil Pengukuran Sifat Fisik dan Kimia Airtanah Tabel 4. Data Lokasi Bekas TPA Pasir Impun (PT Kwarsa Hexagon, 1987) Tabel 5. Jenis Batuan di Lokasi Pasir Impun (PT Kwarsa Hexagon, 1987) Tabel 6. Permeabilitas Batuan/Tanah di Bekas TPA Pasir Impun Tabel 7. Data Curah Hujan Bandung Tahun (dalam satuan mm) Tabel 8. Data Evapotranspirasi Bulan November Tabel 9. Kedudukan dan Hasil Pengujian TDS Sampel yang Diujikan di Laboratorium Air, Teknik Lingkungan ITB Tabel 10. Hasil Pengukuran Timbal di Laboratorium Air, Teknik Lingkungan ITB Tabel 11. Hasil Pengukuran Besi Fe 2+ di Laboratorium Air, Tabel 12. Perbandingan Konsentrasi TDS berdasarkan Data di Lapangan dan Data Hasil Pemodelan xiii