SIMETRI, Jurnal Ilmu Fisika Indonesia Volume 1 Nomor 2(D) September 2012 Karakteristik dan Kualitas Air di Muara Sungai Hitam Provinsi Bengkulu dengan Software Som Toolbox 2 Supiyati, Halauddin, dan Gandika Arianty Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Bengkulu, Bengkulu, Indonesia Intisari: Penelitian mengenai karakteristik dan kualitas air muara Sungai Hitam telah dilakukan di Muara Sungai Hitam Bengkulu. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dan kualitas air di muara Sungai Hitam. Metode yang digunakan adalah pemetaan dengan software SOM Toolbox 2, dengan data pengamatan suhu, salinitas, ph, TDS, sedimen, kecepatan arus, luas dan kedalaman, dan sebagai verifikasi menggunakan data dari PERMENKES No. 416/MENKES/PER/IX/1990. Hasil penelitian diperoleh Karakteristik Muara Sungai Hitam adalah sedimennya berukuran sangat kecil yaitu 0,00396 mm, kecepatan arus terbesar 8,38-8,5 m/s, sedangkan kecepatan arus yang terkecil 7,09-7,36 m/s, nilai salinitas tinggi lebih besar dari 0,05 /, suhu air 27-31 C, luas muara sungai terbesar yaitu 48,654 m 2 sedangkan luas terkecilnya 23,236 m 2, dan kedalaman muara sungai 1,69-3,36 m. Kualitas air Sungai Hitam tidak sehat untuk dijadikan sebagai sumber air minum, karena memiliki ph 6-8, nilai TDS (324-9834) ppm, airnya berwarna hitam, jingga dan putih. Air sungai ini juga mempunyai bau dan rasa air yang tidak sedap. Kata kunci: karakteristik, kualitas air, muara sungai, dan SOM Toolbox 2 Abstract: Research on water quality characteristics and the Sungai Hitam estuary has been conducted on the Sungai Hitam estuary area of Bengkulu. This study aims to determine characteristics and water quality in the Sungai Hitam. The method used is mapping with software SOM Toolbox 2, with observation date of temperature, salinity, ph, TDS, sediment, flow speed, breadth and depth., and verification by PERMENKES No. 416/MENKES/PER/IX/1990. The result obtained characteristics of the Sungai Hitam estuary has a sediment that is 0,00396 mm, the largest current velocity (8,38 to 8,5) m/s, while the smallest velocity (7,09 to 7,36) m/s, salinity values greater than 0,05 /, water temperature (27-31) C, the greatest wide estuary is 48,654 m 2, while the smallest area 23,236 m 2, and the depth of the estuary (1,69 to 3,36) m, the Sungai Hitam water quality is unhealthy for the use as a source of drinking water, because it has a ph of 6-8, the value of (324-9834) ppm TDS, the water is black, orange and white. The river water also has the smell and taste of water is not good. Keywords: characteristics, water quality, estuary, and SOM Toolbox 2 E-mail: supiyati 116@yahoo.co.id Received: 9 Juni 2012; Accepted: 10 Juli 2012 1 PENDAHULUAN K ualitas air adalah kondisi kualitatif air yang diukur dan diuji berdasarkan parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang-undangan yang berlaku (Pasal 1 Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 115: Tahun 2003) [1], kualitas air tersebut dapat dinyatakan dengan parameter fisik karakteristik air dan kualitas air sungai. Parameter fisik menyatakan kondisi fisik air atau keberadaan bahan-bahan yang dapat diamati secara visual/kasat mata. Parameter fisik tersebut adalah kandungan partikel/padatan, warna, rasa, bau, dan suhu. Sedangkan yang termasuk dalam karakteristik air sungai ini yaitu sedimentasi dan salinitas [2]. Perairan muara Sungai Hitam ini bertopografi landai dengan banyak mengandung lumpur, pasir halus, dan batu bara di sekitar sungai, keadaan airnya terlihat agak kehitam-hitaman. Aliran air muara Sungai Hitam ini bercampur langsung dengan air laut. Muara Sungai Hitam merupakan salah satu perairan muara sungai di Provinsi Bengkulu yang belakangan ini berkembang usaha pencarian batu bara yang dilakukan di muara Sungai Hitam sampai ke Sungai Serut. Meningkatnya aktivitas manusia akhir-akhir ini di sepanjang aliran sungai telah memberi pengaruh terhadap ekosistem muara sungai dan penduduk di sekitar muara Sungai Hitam. Selama ini masyarakat sekitar muara sungai banyak yang belum mengetahui apakah muara Sungai Hitam termasuk dalam katagori baik atau sudah tercemar. Maka dari itu perlu dic 2012 SIMETRI 1215-67
lakukan penelitian karakteristik dan kualitas air pada air muara Sungai Hitam tersebut, untuk mengetahui apakah air Sungai Hitam masih layak atau tidak dikonsumsi masyarakat di sekitar Sungai. Penelitian ini dilakukan dengan pengujian serta pengukuran terhadap parameter-parameter karakteristik dan kualitas air, dan kemudian dilakukan pengolahan data dengan menggunakan software som toolbox 2. Software ini merupakan salah satu aplikasi software yang dapat diaplikasikan untuk melihat korelasi parameter fisik air terhadap kualitas air. 2 METODOLOGI PENELITIAN 2.1 Bahan dan Alat Peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: Termometer, ph meter, saringan bertingkat, elektrolisa air, yang digunakan untuk mengukur warna, bau, dan, rasa pada air. Selanjutnya TDS meter, stopwatch, meteran, drift bottle, hand refractometer, perahu nelayan, botol aqua, gelas kimia, dan buku catatan serta alat tulis yang digunakan untuk mencatat hasil pengukuran dan penelitian. 2.2 Teknik Pengambilan dan Pengolahan Data Pengukuran suhu air di daerah muara sungai dengan menggunakan alat termometer. Pengambilan sampel air untuk mengetahui kadar oksigen dalam air dengan alat ph meter. pengukuran nilai sedimen yang terdapat pada air sungai dengan alat saringan bertingkat. Kemudian mengukur waktu untuk menentukan kecepatan aliran arus di muara sungai menggunakan stopwatch. Pengukuran luas penampang basah sungai ditetapkan berdasarkan pengukuran kedalaman air dan lebar permukan air. Kecepatan air sungai diukur dengan metode Drift Bottle (botol hanyut) yang mana panjang lintasannya ditentukan dan waktu di ukur sehingga bisa diketahui kecepatan arus air. Selanjutnya menentukan jenis sedimen yang terdapat di sekitar muara Sungai Hitam. Untuk pengukuran salinitas dilakukan dengan menggunakan alat hand refractometer. Botol aqua dan gelas kimia yang digunakan untuk mengambil sampel air yang kemudian akan diuji dan dilihat kualitas airnya berdasarkan parameter fisika untuk menentukan warna, bau, dan rasa pada air muara sungai hitam dengam alat elektrolisa air. Data-data yang sudah diperoleh dari pengukuran karakteristik dan kualitas air dimasukkan dalam tabel, kemudian dirata-ratakan. Untuk menentukan debit air sungai dihitung dengan menggunakan persamaan Q = v A, dengan Q adalah debit air sungai (m 3 /detik), v adalah kecepatan air sungai (m/detik), dan A adalah luas penampang basah air sungai (m 2 ). Selanjutnya data hasil pengukuran dan pengujian karakteristik kualitas air tersebut diolah dengan menggunakan software som toolbox 2 3 HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Kondisi air untuk daerah hulu, tengah, dan hilir saat pasang Hasil pemetaan kualitas air muara Sungai Hitam Bengkulu yang diolah menggunakan software SOM toolbox 2 dibagi menjadi 3 kluster, yaitu hulu, tengah dan hilir. Dari Gambar 3.1.a dan b pemetaan muara Sungai Hitam didasarkan pada delapan parameter pengamatan, yaitu suhu, salinitas, ph, TDS, kecepatan arus, luas, sedimen dan kedalaman yang dapat dilihat bahwa kondisi kualitas air muara Sungai Hitam ini saat pasang permukaan suhu yang lebih tinggi di daerah hilir diakibatkan karena pada daerah hilir lebih dangkal sehingga cahaya matahari yang masuk tersebut ke muara sungai mempengaruhi air. Salinitas yang besar berada di tengah muara sungai, hal ini disebabkan karena pada saat pasang lebih banyak air laut yang masuk ke muara sungai sehingga karena di daerah tengah luas permukaan sungai lebih besar maka mengakibatkan lebih banyak salinitas yang terdapat di daerah tengah muara sungai. Derajat keasaman atau ph terbesar saat pasang berada di daerah hulu, hal ini diakibatkan karena pada daerah ini kandungan salinitasnya tidak terlalu besar karena berada jauh dengan air laut, sehingga air laut yang masuk ke daerah hulu hanya sedikit. Untuk TDS (total dissolved solids) banyak terdapat di daerah hilir, ini disebabkan karena pada daerah hilir banyak terjadi tumpukkan padatan atau zat-zat lain yang dibawa dari daerah hulu muara sungai, sehingga di daerah hilir muara sungai lebih besar total padatan terlarutnya. sedimen yang terdapat di daerah hilir muara Sungai Hitam ini merupakan sedimen melayang yang terbawa oleh tiupan angin dan arus, sehingga semakin kencang angin bertiup maka akan semakin banyak sedimen melayang yang terdapat di permukaan air. Muara Sungai Hitam ini juga memiliki kecepatan arus yang cepat di daerah hulu, ini disebabkan karena pada daerah hulu aliran airnya tidak berlawanan arah seperti yang terjadi di daerah hilir. Kedalaman muara sungai berada di hulu, hal ini disebabkan karena semakin ke hulu muara sungai akan semakin dalam sedangkan apabila semakin ke hilir maka muara sungai akan semakin dangkal. Dari Gambar 3.1.c dan d pemetaan kondisi air berdasarkan empat parameter, yaitu suhu, salinits, ph, dan TDS dapat dilihat bahwa pada kondisi air dalam untuk di hulu, tengah dan hilir saat pasang. Untuk suhu yang lebih tinggi berada di daerah hilir karena kedalaman air yang tidak terlalu dalam. Sa- 1215-68
Gambar 1: a) Pembagian kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat pasang berdasarkan 8 parameter dan b) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat pasang terkait Gambar a. c) Pembagian kondisi air dalam di hulu, tengah, dan hilir saat pasang berdasarkan 4 parameter. d) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat pasang terkait Gambar c linitas pada kondisi air dalam saat pasang berada di daerah tengah, hal ini diakibatkan karena perubahan salinitas dipengaruhi oleh pasang surut dan musim. Ke arah darat salinitas cenderung lebih rendah, tetapi selama musim kemarau pada saat aliran air sungai berkurang, maka air laut dapat masuk lebih jauh ke arah darat sehingga salinitas muara sungai akan lebih meningkat. Nilai ph terbesar berada di daerah tengah muara sungai, ini disebabkan karena di daerah tengah lebih banyak larutan yang terendapkan yang terbawa dari daerah hulu muara sungai, sehingga mengakibatkan lebih besar nilai ph di tengah. TDS banyak terdapat di hilir, ini dikarenakan pada daerah hilir banyak terjadi tumpukkan padatan atau zat-zat lain yang dibawa dari daerah hulu, sehingga di daerah hilir muara sungai lebih besar total padatan terlarutnya. 3.2 Kondisi air daerah hulu, tengah, dan hilir saat surut Gambar 3.2.a menunjukan pemetaan kondisi Sungai Hitam berdasarkan 8 parameter sedangkan untuk Gambar 3.2.c berdasarkan 4 parameter. Pada Gambar 3.2.a dan b dapat dilihat bahwa pada kondisi air permukaan untuk di hulu, tengah dan hilir saat surut dimana Suhu pada kondisi permukaan saat surut ini akan terlihat lebih tinggi, ini dikarenakan kedalamannya yang tidak terlalu dalam, suhu juga merupakan suatu hal yang sangat penting dalam perairan karena suhu air dapat berpengaruh terhadap kehidupan dan pertumbuhan biota air. Salinitas untuk kondisi air permukaan pada saat surut berada lebih besar pada daerah tengah muara sungai, hal ini disebabkan karena muara Sungai Hitam ini tidak terlalu jauh dengan air laut sehingga mengakibatkan di daerah tengah masih besar kandungan salinitasnya. Derajat keasaman atau ph terbesar di daerah hilir, ini disebabkan karena pada daerah hilir saat surut lebih banyak terjadi penumpukkan zat-zat yang terbawa dari daerah hulu muara sungai tersebut. Pada air permukaan saat surut TDS lebih banyak terdapat di daerah hulu muara sungai, ini disebabkan karena pada daerah ini saat surut terdapat banyak bahan anorganik seperti air buangan deterjen atau sabun dari limbah masyarakat disekitar muara sungai tersebut, sehingga mengakibatkan lebih banyak zat yang terlarut dalam air terdapat di hulu muara sungai. Sedangkan sedimen banyak terdapat di daerah hilir, karena pada daerah ini sedimen yang terdapat merupakan sedimen melayang yang terbawa oleh tiupan angin dan arus. 1215-69
Gambar 2: a) Pembagian kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat surut berdasarkan 8 parameter dan b) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat surut terkait Gambar a. c) Pembagian kondisi air dalam di hulu, tengah, dan hilir saat surut berdasarkan 4 parameter. d) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat surut terkait Gambar c 3.3 Kondisi air untuk daerah hulu, tengah, dan hilir saat cuaca panas Dari Gambar 3.3.a dan b terlihat bahwa pada kondisi air permukaan untuk di hulu, tengah dan hilir saat cuaca panas maka suhu di daerah hilir ini lebih tinggi diakibatkan karena kedalamannya yang tidak terlalu dalam, karena semakin dalam muara sungai maka suhunya semakin rendah dan semakin dangkal muara sungai suhunya akan semakin tinggi. Salinitas yang besar pada daerah tengah, hal ini disebabkan karena pada saat panas aliran air sungai akan berkurang, maka air laut dapat masuk lebih jauh ke arah darat, sehingga salinitas muara sungai meningkat. Nilai ph yang besar di daerah hilir, hal ini diakibatkan karena pada saat panas maka derajat keasaman pada daerah hilir akan meningkat. TDS banyak terdapat di daerah hilir ini disebabkan karena pada daerah hilir banyak terjadi tumpukkan padatan atau zat-zat lain yang dibawa oleh arus air dari daerah hulu. Untuk ukuran sedimen yang terdapat pada kondisi air permukaan saat cuaca panas merupakan sedimen melayang. Kecepatan arus pada kondisi ini berada di hulu muara sungai, ini disebabkan karena pada daerah hulu aliran airnya tidak berlawanan arus seperti yang terjadi pada daerah hilir. Muara Sungai Hitam ini semakin ke hulu akan semakin dalam dan sebaliknya semakin ke hilir akan semakin dangkal. Pada Gambar 3.3.c dan d dapat dilihat bahwa pada kondisi air dalam untuk di hulu, tengah dan hilir saat cuaca panas maka suhu yang tinggi terjadi di daerah hilir ini disebabkan karena semakin dalam muara sungai maka suhunya akan rendah dan semakin dangkal muara sungai maka suhunya akan tinggi. Derajat keasaman atau ph pada daerah ini berada di tengah muara sungai, ini disebabkan karena pada daerah tengah ini luas permukaannya lebih luas sehingga lebih banyak tingkat ph yang besar saat di daerah tengah muara sungai. Sedangkan untuk TDS banyak terdapat di daerah tengah, hal ini diakibatkan pada saat panas untuk air dalam total padatan terlarutnya lebih banyak di daerah tengah karena sebelumnya telah terjadi pasang surut sehingga pada saat panas terjadi penumpukan padatan di daerah ini. 1215-70
Gambar 3: a) Pembagian kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat panas berdasarkan 8 parameter dan b) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat panas terkait Gambar a. c) Pembagian kondisi air dalam di hulu, tengah, dan hilir saat panas berdasarkan 4 parameter. d) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat panas terkait Gambar c 3.4 Kondisi air untuk daerah hulu, tengah, dan hilir saat hujan Gambar 3.4.a dan b menunjukan bahwa pada kondisi air permukaan untuk di hulu, tengah dan hilir saat hujan suhu yang tinggi berada pada daerah hilir hal ini disebabkan karena pengaruh cahaya matahari yang sangat dekat akibat dari pendangkalan pada daerah hilir muara sungai, salinitas yang besar berada pada daerah hilir karena pada daerah ini air laut yang masuk ke muara sungai lebih banyak dibandingkan pada daerah hulu. Tingkat ph yang besar di daerah hilir karena di daerah ini banyak terdapat gas oksida yang larut dalam air yang terbawa dari daerah hulu dan tengah muara sungai. Untuk TDS banyak terendapkan di daerah hilir karena pada daerah ini semua gas yang terlarut atau semua buangan air limbah rumah tangga ataupun limbah pabrik dari hulu akan terbawa oleh arus air dan terendap di daerah hilir. Sedimen banyak terdapat di daerah hilir karena ukuran sedimen yang terdapat di daerah ini merupakan sedimen melayang yang terbawa oleh tiupan angin dan arus. Pada daerah hilir kecepatan arusnya kecil karena pada daerah hilir ini terjadi aliran arus yang berlawanan arah, sehingga mengakibatkan daerah hilir muara sungai ini terjadi aliran arus bolak balik. Gambar 3.4.c dan d menunjukan bahwa pada kondisi air dalam saat hujan Suhu di daerah hilir ini lebih tinggi diakibatkan karena kedalamannya yang tidak terlalu dalam sedangkan pada daerah hulu suhu air sangat rendah. Salinitas yang besar berada pada daerah tengah muara sungai karena pada daerah tengah ini luas muara sungai lebih besar jadi mengakibatkan lebih banyak volume air laut yang masuk ke daerah ini, sehingga salinitas pada daerah ini sangat besar. Tingkat ph terbesar di daerah hulu berarti pada daerah ini sudah tercemar oleh gas oksida serta limbah rumah tangga dan pabrik yang berada di hulu muara sungai, Sedangkan untuk TDS banyak terdapat di hilir, hal ini diakibatkan karena pada daerah hilir banyak terjadi tumpukan padatan atau zat-zat lain yang di bawa dari daerah hulu sehingga di daerah hilir muara sungai lebih besar total padatan terlarutnya. 3.5 Pengujian kualitas air Hasil pengujian kualitas air berdasarkan warna, bau dan rasa pada air muara Sungai Hitam untuk kondisi air permukaan dan air dalam di daerah hulu, tengah dan hilir saat pasang, surut, panas dan hujan diketahui bahwa air muara sungai hitam ini mempunyai bau dan rasa yang tidak sedap. Rasa tersebut ditimbulkan karena adanya zat organik dan anorganik serta bakteri 1215-71
Gambar 4: a) Pembagian kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat panas berdasarkan 8 parameter dan b) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat hujan terkait Gambar a. c) Pembagian kondisi air dalam di hulu, tengah, dan hilir saat hujan berdasarkan 4 parameter. d) Pemetaan kondisi air permukaan di hulu, tengah, dan hilir saat panas terkait Gambar c atau unsur lain yang masuk kedalam muara Sungai Hitam tersebut. Bau pada air ditimbulkan akibat pembusukkan dari zat-zat organik serta limbah dari pabrik yang berada pada daerah hulu muara Sungai. Dan untuk identifikasi warna pada Muara Sungai Hitam Warna airnya keruh disebabkan oleh partikel-partikel tanah, yang mana partikel-partikel tanah tersebut mampu mengikat beberapa mineral, sehingga airnya terlihat sebagian ada yang berwarna hitam, putih dan ada juga terlihat warna airnya jingga. Untuk warna air tersebut dapat di identifikasi bahwa warna air hitam mengandung kalsium dan magnesium, warna air putih di identifikasi mengandung aluminium, arsenik, muscilage dan asbetos, sedangkan warna air jingga di identifikasi mengandung besi teroksida. Menurut Peraturan Menteri Kesehatan No.416 Tahun 1990 air yang baik harus memenuhi beberapa syarat, yaitu tidak berbau, tidak berasa, suhu udara maksimum 30 C, kadar maksimum TDS 1000 mg/l, kadar minimum ph 6,5 dan kadar maksimum ph 8,5. Berdasarkan hal tersebut maka muara Sungai Hitam ini tidak baik untuk di konsumsi oleh masyarakat. Karena airnya berbau, berwarna, mempunyai rasa air yang asin, nilai kandungan TDS lebih dari 1000 mg/l, ph lebih dari 8,5, dan memiliki nilai salinitas yang tinggi. 4 KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian ini maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut: 1. Karakteristik Muara Sungai Hitam adalah sedimennya berukuran sangat kecil yaitu 0,00396 mm, kecepatan arus terbesar 8,38-8,5 m/s, sedangkan kecepatan arus yang terkecil 7,09-7,36 m/s, nilai salinitas tinggi lebih besar dari 0,05 /, suhu air 27-31 C, luas muara sungai terbesar yaitu 48,654 m 2 sedangkan luas terkecilnya 23,236 m 2, dan kedalaman muara sungai 1,69-3,36 m. 2. Kualitas air muara Sungai Hitam tidak baik untuk dijadikan sebagai sumber air minum, karena memiliki ph 6-8, nilai TDS (324-9834) ppm, airnya berwarna hitam, jingga dan putih, serta mempunyai rasa asin dan bau yang tidak sedap. 4.2 Saran Untuk penelitian lebih lanjut tentang karakteristik dan kualitas air muara Sungai Hitam, maka perlu adanya penambahan parameter-parameter kualitas air secara kimia dan biologi. Secara kimia dan biologi 1215-72
seperti penambahan parameter kesadahan, zat organik, Nitrat dan nitrit, chlorida, COD (Chemical Oxygen Demand) dan BOD (Biochemical Oxygen Demand). Bibliografi [1] Peraturan Menteri Kesehatan berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 416 tahun 1990, Tentang Syarat-Syarat dan Pengawasan Kualitas Air Bersih, Berdasarkan SK Menteri Kesehatan 1990 [2] Widarto, 1996, Membuat Alat Penjernih Air, Kanisius (IKAPI), Yogyakarta [3] Darmadi, 2010, Salinitas Laut, http://dhamadharma.wordpress.com/2010/02/11/salinitaslaut/, Google [4] Fitrianto, Fauji, 2008, Sifat Fisik Estuari, file:///e:/bhn%20proposal%20 KARAKTERIS- TIK%20%20AIR/Sifat%20Fisik20Entuarin%20 %20Perilaut.mendoanz.com.htmS, Google [5] Intan, Anisa Sariwulan, 2005, Kualitas Air Bersih Untuk Pemenuhan Kebutuhan Rumah Tangga Di Desa Pesarean Kecamatan Adiwerna Kabupaten Tegal, Skripsi, Jurusan Geografi Fakultas Ilmu Sosial, Universitas Negeri Semarang, Semarang [6] Kordi, Ghufran, dan Andi Tancung Baso, 2007, Pengelolaan Kualitas Air Dalam Budidaya Perairan, Rineka Cipta, Jakarta [7] Lee, Richard, 1992, Hidrologi Hutan, Gadjah Mada University Press, [8] Saribk, 2009, Hidrologi Air, www.lablink.or.id, Google 1215-73