I. PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Hujan asam terjadi akibat polutan udara khususnya gas sulfur oksida (SOx) dan gas nitrogen oksida (NOx). Polutan ini bersumber dari alam maupun dari aktivitas manusia (antropogenik) seperti pembakaran batubara dan minyak bumi yang mengandung sulfur pada berbagai kegiatan seperti kegiatan industri, kendaraan bermotor (transportasi) dan sebagainya. Hujan normal memiliki ph sedikit asam mencapai ph 5,65 akibat larutnya gas CO 2 dalam air di atmosfir pada konsentrasi 350 ppm (Manahan, 2005). Dengan adanya polutan udara tersebut di atmosfir bereaksi dengan uap air membentuk asam sulfat dan asam nitrat sehingga menyebabkan ph air hujan rendah <5,65 dan disebut hujan asam (Menz dan Hans, 2004; Manahan, 2005). Dengan kata lain, hujan asam adalah air hujan yang memiliki ph <5,65. Hujan asam dapat menyebabkan kerusakan tanaman, kerusakan bangunan, pengasaman tanah dan air tanah, pelindian (leaching) logam dalam tanah, pengasaman air danau serta mempengaruhi makhluk hidup dalam air, dan dapat berpengaruh terhadap sumur. Kualitas air sumur dapat terpengaruh oleh hujan terutama pada wilayah yang mengalami hujan asam secara terus menerus. Faktor-faktor lain seperti kondisi tanah juga ikut berpengaruh terhadap sumur. Secara skematis pengaruh hujan asam terhadap sumur dapat diilustrasikan seperti pada Gambar 1. Wilayah Kabupaten Bogor memilki peluang cukup besar untuk mengalami hujan asam, karena Kabupaten Bogor berdekatan dengan Kota Jakarta dan Serpong Kabupaten Tangerang yang telah memilki intensitas hujan asam yang tinggi. Ratarata ph air hujan di kedua kota ini cenderung menurun dari tahun ke tahun dan mencapai ph 4,63 pada tahun 2008 (Eanet, 2009). Selain dari itu aktivitas industri dan transportasi di wilayah Kabupaten Bogor memungkinkan menghasilkan polutan udara cukup tinggi yang dapat menyebabkan hujan asam. Daerah Citeureup dan Cibinong Kabupaten Bogor merupakan wilayah industri, padat transportasi, dan berdebu. Studi kasus hujan asam di wilayah industri

2 2 Cibinong-Citeureup Kabupaten Bogor menunjukkan bahwa hujan asam terjadi dengan intensitas tinggi yaitu ph 4,7 terkonsentrasi pada daerah sekitar pusat industri dengan radius beberapa km, dan intensitas hujan asam semakin menurun dengan semakin jauh jarak dari pusat hujan asam sampai radius 10 km kemudian kembali normal (ph>5,6) (Sutanto et al., 2002). Hujan asam telah terjadi di Cisarua-Bogor dengan ph< 5,6 sejak dengan frekuensi kejadian sebanyak 72% (Budiwati et al., 2006). Pengamatan air hujan di berbagai tempat di daerah Kabupaten Bogor menunjukkan bahwa hujan memiliki ph ratarata 5,09 (Diapari, 2009) artinya daerah Bogor cenderung mengalami hujan asam secara terus-menerus. Penduduk di wilayah industri Cibinong-Citeureup Kabupaten Bogor umumnya memanfaatkan air sumur sebagai sumber air minum. Sumur-sumur yang dibuat oleh penduduk setempat adalah sumur dangkal dengan kedalaman antara 8-15 m. Jumlah penduduk yang memanfaatkan air sumur sebagai air minum mencapai 75,63% (BPS, 2008). Hujan asam secara terus menerus akan menyebabkan peningkatan kadar polutan dalam air khususnya kadar nitrat (NO - 3 ) dan sulfat = (SO 4 ) serta peningkatan kadar logam akibat pelindian logam dalam tanah yang selanjutnya masuk ke dalam sumur. Penurunan sumur penduduk dapat terus berlanjut hingga melebihi ambang batas yang dipersyaratkan dan akan membahayakan kesehatan. Polutan udara (SOx dan NOx) Hujan Asam (HNO 3 dan H 2 SO 4 ) H 2 O (uap air) Pengasaman tanah Pelindian Logam dalam tanah Penurunan Kualitas Air sumur Gambar 1. Ilustrasi penurunan sumur akibat hujan asam

3 Perumusan Masalah Hujan asam terus-menerus akan berpengaruh terhadap sumur. Penurunan sumur dapat dilihat melalui perubahan nilai beberapa parameter yaitu: kenaikan tingkat keasaman (penurunan ph), kenaikan kadar nitrat dan sulfat, serta kenaikan kadar logam akibat proses pelindian. Permasalahan yang muncul akibat hujan asam dan penurunan sumur adalah: 1. Apakah hujan asam terjadi secara terus menerus dan apakah sumur terus mengalami perubahan? 2. Sampai batas-batas mana atau seberapa luas area di wilayah penelitian mengalami beban hujan asam yang cukup tinggi (ph<5,0), dan bagaimanakah perubahan pola distribusi, luas area, dan intensitas hujan asam 3. Sudah sampai seberapa parahkah pengaruh hujan asam terhadap sumur penduduk 4. Sampai kapankah penduduk di wilayah penelitian masih dapat memanfaatkan air sumur sebagai sumber air minum secara aman Tujuan Penelitiaan Tujuan penelitian secara umum adalah mempelajari penurunan sumur sehubungan dengan hujan asam dengan studi kasus di wilayah industri Citeureup-Cibinong Kabupaten Bogor. Tujuan umum ini diperinci menjadi sub tujuan sebagai berikut: 1. Pemantauan hujan asam dan pemantauan sumur serta memetakan distribusi spasial intensitas hujan asam. 2. Menentukan hubungan keasaman air hujan dan air sumur serta persamaan laju pengasaman air sumur dan peningkatan kadar nitrat dalam air sumur. 3. Menentukan persamaan peningkatan polutan logam Fe dan Ca dalam air sumur, dan persamaan peningkatan logam Fe dan Ca akibat hujan asam. 4. Mengevaluasi sumur tahun 2009 dan memprediksi sumur sebagai air minum di masa mendatang.

4 Kerangka Pemikiran penelitian Untuk menjawab permasalahan dan mencapai tujuan penelitian yang telah diajukan tersebut dilakukan penelitian dengan kerangka penelitian yang diilustrasikan pada Gambar 2. Penelitian ini adalah penelitian survey lapangan yaitu meliputi kegiatan pengumpulan sampel air hujan dan air sumur, pengukuran parameter penting di laboratorium, pengolahan data dan interpretasi. Data hujan diamati sebanyak 5 kali dalam kurun waktu 11 tahun. Dengan data ini dicari pola kecenderungan perubahan hujan khusunya untuk parameter penting penyebab hujan asam (ph, NO - 3, SO = 4 ). Data keasaman air hujan dalam setiap kurun waktu pengamatan di buat plot dan dilakukan overlay terhadap peta lokasi sehingga diperoleh peta isopleth ph, kemudian seluruh peta isopleth ph dilakukan overlay untuk mendapatkan/mengidentifikasi daerah mana saja yang mengalami hujan asam intensitas tinggi secara terus menerus. Data sumur diamati sebanyak 5 kali dalam kurun waktu 11 tahun. Dengan data ini dicari persamaan matematik yang sesuai mengenai kecenderungan perubahan sumur khususnya untuk parameter penting penyebab penurunan tingkat keasaman air sumur (ph, NO - 3, SO = 4 ) dan parameter logam (Ca 2+ dan Fe 3+ ) hasil pelindian sebagai akibat penurunan tingkat keasaman. Data hujan dan air sumur selama 5 kali pengamatan pada beberapa parameter diuji korelasinya untuk mengetahui pengaruh hujan terhadap sumur. Korelasi dilakukan untuk setiap parameter air sumur terhadap ph air hujan, kadar nitrat dan sulfat antara air sumur terhadap ph air hujan, serta kadar logam dalam air sumur terhadap ph air hujan. Selanjutnya pola perubahan hujan didekati dan dibahas dengan pola perubahan sumur untuk mendapatkan persamaan matematik yang menggambarkan hubungan antara kualitas hujan asam dan sumur, atau ketergantungan sumur terhadap hujan pada daerah yang mengalami hujan asam intensitas tinggi (ph<5,0) secara terus menerus.

5 5 Polutan asam: NOx, SOx HUJAN ASAM (Th 1999) (Th 2001) Kualitas air (Th2006) Kualitas air (Th2008) Kualitas air (Th2009) AIR SUMUR Uji Korelasi kualitas air hujan air sumur ph NO 3 = SO 4 = Ca 2+ Fe 3+ (Th 1999) (Th 2001) (Th 2006) (Th 2008) (Th 2009) Trend perubahan hujan (Model matematik) Trend perubahan sumur (Model Matematik) Persamaan laju penurunan sumur di wilayah industri Pola distribusi hujan asam Gambar 2. Kerangka pemikiran penelitian

6 Novelty Penelitian yang berkaitan dengan hujan asam dan sumur telah banyak dilakukan, baik penelitian yang bersifat survey/monitoring di lapangan, simulasi atau percobaan di laboratorium, dan modeling. Tabel 1 memperlihatkan penelitian yang pernah dilakukan dan erat dengan penelitian ini. Tabel 1. Penelitian penelitian yang berhubungan dengan air hujan dan air sumur sebelumnya Tahun Peneliti Judul penelitian Keterangan 1991 Husin et al. Studi Tingkat Pencemaran Udara dan Hujan Asam di Daerah Bogor 1995 Komala et al. Pemeriksaan sumur di wilayah industri Cibinong Citeureup Bogor ditinjai dari sifat fisika-kimia dan mikrobiologi Sutanto et al. Pemeriksaan hujan di wilayah Cibinong-Citeureup Bogor, 2001 Cosby et al. Modelling the effects of acid deposition-fefteen years of MAGIC: refinements, adjustment and inclusion of nitrogen dynamic 2002 Iryani A Pengaruh pencemaran udara terhadap sumur penduduk (studi kasus air sumur penduduk wilayah industri Cibinong-Citeureup, kab. Bogor, Jawa Barat) 2002 Sutanto et al. Profil hujan asam di wilayah industri Citeureup-Cibinong Bogor Kualitas air hujan, distribusi dan frekuensi /kejadian hujan asam di Kota Bogor (survey lapangan) Hasil penelitian berupa diskripsi sumur (survey lapangan) Deskripsi hujan nitrat dan sulfat (survey lapangan) Prediksi keasaman tanah dan air tanah (modelling) Pola kecenderungan perubahan dengan program linier (survey lapangan) Perubahan ph air hujan vs lama waktu hujan (survey lapangan) 2003 Jakub & Pavel Modelling long-term changes in stream water and soil chemistry in catchment with contrasting vulnerability to acidification Model recovery keasaman dengan MAGIC (modelling) 2003 Holmberg Modelling studies on soilmedicated respons to acid deposition and climate variability Model dynamic soil acidification (modelling)

7 7 Tahun Peneliti Judul penelitian Keterangan 2004 SARPEDAL Pemantauan Kualitas Hujan Asam Pemeriksaan hujan (survey lapangan) 2007 Sutanto & Iryani Kualitas Air Hujan Sebagai Indikator Tingkat Pencemaran Udara di Kota Bogor, Peta isopleth ph dan status hujan asam kota Bogor (survey lapangan) 2007 Liao et al. Effects of Acid Rain on Competitive Releases of Cd, Cu, and Zn from Two Natural Soils and Two Contaminated Soils in Hunan, China. Percobaan leaching kolom tanah dengan simulasi ph 4,2 dan 3,8 hujan (percobaan laboratrorium) Novelty atau kebaruan penelitian ini yaitu suatu hasil studi yang menjelaskan perubahan sumur penduduk hubungannya dengan perubahan intensitas hujan asam di wilayah industri. Kebaruan penelitian meliputi aspek teknis, dan luaran yang dihasilkan dibandingkan dengan penelitian sebelumnya. Penelitian yang bersifat survey lapangan telah dilakukan sebagaimana disajikan pada Tabel 1 tersebut umumnya fokus pada permasalahan hujan saja, atau permasalahan sumur saja. Penelitian-penelitian ini hanya menyajikan data dan membahas secara deskriptif. Hanya ada satu penelitian yang menggabungkan aspek air hujan dan air sumur namun dihitung menggunakan persamaan linier. Penelitian penelitian yang bersifat percobaaan di laboratorium yaitu percobaan pelindian menggunakan kolom ukuran kecil dan ketinggian kolom kurang dari satu meter dengan metoda alir kebawah (discending). Penelitian dengan modelling bersifat parsial yaitu terfokus pada salah satu atau beberapa parameter saja. Penelitian disertasi: Hujan Asam dan Penurunan Kualitas Air Sumur di Wilayah Industri (Studi Kasus di Wilayah Industri Cibinong-Citeureup Kabupaten Bogor) ini adalah suatu penelitian survey lapangan yang mengintegrasikan antara penelitian hujan dan sumur dengan menerapkan persamaan non linier dalam menentukan pola perubahan keduanya. Penelitian ini tidak sama dengan penelitian sebelumnya, baik dari segi aspek yang diteliti, aspek teknis, dan luaran (output) penelitian. Penelitian ini didukung dengan penelitian pendahuluan yaitu simulasi di laboratorium dengan kolom pelindian berukuran

8 8 cukup besar, diameter 3 inchi dan ketinggian kolom 130 cm dengan metoda alir ke atas (ascending) dengan tiga variasi ph yaitu 4,5; 4,0; dan 3,5.