TINJAUAN PUSTAKA. berarti bahan tersebut baik sengaja maupun tidak sengaja ikut meningkatkan kandungan

Transkripsi

1 TI. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Bahan Organik di Perairan Bahan organik dalam sungai dapat berasal dari luar (ailochfonous) dan dari hasil produksi di dalam sungai (aulochronous) (Payne, 1986). Bahan organik berasal dari luar berarti bahan tersebut baik sengaja maupun tidak sengaja ikut meningkatkan kandungan baban organik sungai. Kasus ini pada umumnya alubat dari pengaruh atau aktifitas.kegiatan manusia (nunah tangga, industri atau rumah sakit). Hal ini dapat berdampak negatif terhadap lingkungan perairan d~ sekitarnya jika jumlah bahan organik tersebut melebihi selfpurijicarjon dari perairan tersebut. Sladecek (1979) mengemukakan bahwa bahan organik dalam ekosistem perairan akan terbentuk karena adanya proses anabolisme unsur hara oleh organisme primer dengan bantuan sinar matahari, lalu diikuti proses kehidupan organisme sekunder dan adanya masukan bahan organik dari ekosistem lainnya. Best dan Ross (1977) mengungkapkan bahwa air limbah domestik umumnya 99.9% berupa air murni dan 0.1% berupa senyawa dan berbagai bahan terlarut, &pat dibedakan antara bahan organik dan anorganik. Bahan organik dalam air buangan biasanya sebagian besar terdiri dari karbohidmt, protein, lemak, sabun, dan deterjen. Karbohidmt dirombak menjadi karbon hoksida, karbonat, ataupun bikarbonat. Protein dirombak menjadi karbon dioksida, senyawa nitrogen, senyawa sulk, maupun senyawa fosfat. Jumlah oksigen yang dikonsumsi untuk menyraikan bahan organik dalam sungai dapat diketahui dengan menykur BOD. BOD yang merupakan gambaran secara talc langsung kadar bahan organik adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba aerob untuk mengoksidasi bahan organik

2 menjadi karbondioksida dan air (Davis and Cornwell, 1991). Dengan kata lain BOD menunjukkan jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh proses respirasi mikroba aerob yang terdapat pada botol BOD yang diinkubasi pada suhu sekitar 20 C selama 5 hari dalam keadaan tanpa cahaya (Boyd, 1988). Uhlman (1979) dalam Mursidi (1996) menyatakan kondisi oksigen di sedlmen dasar sungai sangat penting, terutama di daerah bersuhu tinggi yang berlumpur luas. Hasil metabolisme dasar berlumpur berupa CH4, H2S dan NH3 memberikan nilai BOD yang berbeda-beda. Kadar DO yang rendah merupakan in&kator penting dari suatu beban masukan bahan organik yang dirombak. Pemantauan DO merupakan informasi terhadap keseimbangan bahan yang masuk melalui aliran. Metcalf dan Eddy (1991) mengemukakan bahwa buangan limbah biasa 75% dari padatan tersuspensi dan 40% dari padatan terlarut berupa bahan organik. Senyawa organik tersebut umumnya kombinasi ikatan unsur karbon, hidrogen, dan oksigen serta terkadang mengandung nitrogen. Sulfur, fosfor, dan besi dapat terkandung dalam ikatan. Umumnya buangan senyawa organik berupa protein (40-60 %), karbohidrat (25-50%), dan lemaklminyak (10%). Urea dari air seni juga merupakan senyawa organik yang banyak dalam air buangan. Selain itu air limbah terkadang mengandung molekul sintesis seperti sufaktan, phenol, dan pestisida. Berbagai metode telah dikembangkan untuk menykur bahan organik dalam air limbah. Penykuran kadar Wsi padatan menyap (volalile) banyak diylakan tetapi banyak mengandung kelemahan. Kemuhan dikembangkan metode Iaboratorium yaitu mengukur nilai BOD, COD dan TOC; dikembangkan juga penykuran rota1 oxygen demand (TOD) dan rheoriricai oxygen demand (ThOD).

3 2.2 Hidrodinamika Sungai Reid dan Wood (1976) menyatakan bahwa sungai adalah perairan yang bersistem terbuka yang sangat berbeda dengan danau yang mempunyai sistem tertutup. Berdasarkan kontinuitas alirannya, sungai dapat dibedakan menjd tiga yaitu beraliran permanen, beraliran tidak permanen, dan beraliran jika ada hujan. Penggolongan berdasarkan aliran tersebut juga hkemukakan oleh Bayly dan Williams (1973). Dijelaskannya juga bahwa kondisi aliran suatu sungai merupakan sifatsifat yang penting, yang umumnya berfluktuasi seiring dengan kondisi cuaca setempat. Kecepatan aliran akan berbeda-beda pada tiap titik, di bagian permukaan umumnya lebih besar daripada di bagian tengah dan terkecil di dekat dasar dan pinggiran sungai. Ada korelasi antara kecepatan aliran dengan substrat dasar dan ke arah hilir umumnya berpartikel kecil. Sosrodarsono dan Takeda (1977) menjelaskan bahwa untuk menykur aspek hidrologi sungai ada berbagai cara baik yang konvensional maupun dengan peralatan yang lebih baik. Fluktuasi permukaan air (kedalaman sungai) diukur dengan pemantauan mengynakan meteran atau pembacaan pole-scale atau hidrograf, untuk kecepatan arus &pat menggunakan pelampung atas, pelampung tangkai atau currenr-merer. Untuk menetapkan karakter hidrologi sungai sesungyhnya diperlukan kedalaman air pada beberapa titik. Jika lebar sungai kurang dari 50 m standar banyak penampang yang diukur yaitu 3 buah. Interval garis pengukur dalamnya air dibanding lebar sungai adalah setiap bagian lebar (untuk lebar sungai < 10 m), 1 m (untuk lebar sungai m), dan 2 m (untuk lebar sun@ m). Untuk interval garis penykuran kecepatan aliran adalah setiap 2 kali interval penykuran dalamnya air. Penykuran kecepatan aliran

4 bila dengan currenl me~er dapat dilakukan pada dua titik yaitu di 0.2 dan 0.8 dari dalamnya air pada garis penykuran. Bila kedalaman air sungai < 6.0 m penykuran kecepatan aliran dapat dilakukan pada satu titik yaitu 0.6 dan dalamnya air. Debit aliran air dihtung dari kecepatan aliran rata-rata dikalikan luas penampang sungai. Selanjutnya dikemukakan, jika interval penykuran dalamnya air adalah I dan dalamnya air pada bagian sisi kiri (a), tengah (b), dan kanan (c) datl suatu bagian penampang; maka luas bagian tersebut adalah Fi = 2 i (a + 2b + c) / 4; sehingga luas satu penampang melintang adalah A = F1 + F Fn. Untuk pengukwan kecepatan aliran dengan tangkai, maka kecepatan aliran (Vi) tiap garis pengukwan dihitung melalui koefisien T = ( $1-0) , sehingga Vi = u T, dan 8 = kedalaman pelampunddalamnya air, u = kecepatan pelampung. Rau dan Wooten (1980) selain juga menjelaskan ha1 di atas, untuk sungai yang dangkal kecepatan aliran permukaan biasanya lebih besar 1.2 kali kecepatan rata-rata. Jika penykuran &lakukan dengan pelampung permukaan maka kecepatan aliran rata-rata adalah d11.2 t, yaitu jarak dibagi 1.2 kali waktu tempuh. 2.3 Se&2'ur~icarion Sunpi James (1984) menyatakan bahwa pada kondisi umum biasanya sungai menjadi tempat pembuangan air limbah domestik dan industri. Sepanjang beban buangan tidak melebihi kapasitas asimilasi sungai, proses yang terjadi ch perairan tersebut berlangsung secara aerobik. Kadangkala beban buangan melebihi kapasitas asimilasi sungai yang dapat menyebabkan meningkatnya pertumbuhan bakteri dan kondisi sungai menjadi anaerobik, sehngga keadaan ini &pat menggangy lingkungan (McKinney, 1962). Sesungyhnya i 1

5 kemampuan purifikasi atau kapasitas asimilasi sungai te jadi karena adanya pengenceran maupun proses perombakan bahan pencemar. Metcalf dan Eddy (1991) membedakan pola pencampuran bahan masukan ke dalam perairan sungai, danau, estuaria, dan laut karena kondisi hidrodinamikanya berbeda. Perbedaan tersebut berkaitan dengan model pencampuran dan penyebaran suatu bahan, yang berkaitan dengan kadar suatu bahan pencemar, laju penyraian, dan lajn reaerasi. Dua proses uhna yang terjadi dala111 pelnumian alaniah suatu perairan, yaitu deoksigenasi yang disebabkan oleh dekomposisi bakteriologis bahan organik yang mengandung karbon cia11 reaerasi atmosfer (Metcalf dan Eddy, 1991). Pengaruh dari dua proses utama, deoksigenasi dan reaerasi membentuk profil defisit oksigen sepanjang dim air, yang dnamakan kurva oksigen terlarut. Model ini dapat diterapkan dengan mengiunbil asumsi bahwa penampang melintang sama sepanjang aliran yang dtinjau, kecepatan aliran konstan, konsentrasi oksigen dan BOD seragun &lam arah lateral dan vertikal pada seluruh penampang melintang, pengaruh algae dan endapan lumpur diabaikan serta laju reaksi deoksigenasi dan reaerasi dianggap konstan (Orlob, 1983). Metcalf dan Eddy, 1991 mengemukakan bahwa BOD telah banyak dipakan sebagai peubah pencemaran bahan organik dari air buangan terhadap air permukaan. Nilainya sebagai penduga jumlah oksigen yang diylakan untuk menguraikan bahan organik yang ada atau oksigen terlarut yang digunakan mikroorgarusme untuk oksidasi biokimia. BOD pada 5 hari banyak diynakan walaupun tidak mencerminkan semua bahan organik terurai, tetapi dapat mencerminkan banyaknya oksigen terlarut yang dipakan. Lewat dari 5 hari sebagian oksigen digmakan dalam oksidasi ammonia, nitrit, dan lumpur dasar tidak nyata terhadap ketersediaan oksigen terlarut, maka untuk analisis defisit

6 13 oksigen di sungai cukup mengynakan persamaan Streeter dan Phelps (1925) yang sederhana. Fair dan Geyer (1965) dalarn Rinaldi er al. (1979) menyatakan bahwa perbandingan antara laju reaerasi dengan konstanta laju penyaian disebut laju se(flpurificalion sungai. Apabila konstanta laju reaerasi lebih besar daripada konstanta laju penguman, maka daya dukung perairan lebih tinggi daripada beban masukan bahan organik. Konstanta laju reaerasi lebih kecil dari konstanta laju penyaian, maka daya dukung perairan lebih rendah daripada beban masukan bahan organik.