APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, 2 H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR TANAH DI KEPULAUAN SERIBU. Bungkus Pratikno, Zainal Abidin, Paston Sidauruk dan Satrio

dokumen-dokumen yang mirip
POLA DINAMIKA AIR TANAH DI DAERAH BEKASI BERDASARKAN ANALISIS 14 RADIOISOTOP C. D.A. Siregar dan Satrio

4 KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN

Studi Karakteristik Air Tanah Daerah Nganjuk Jawa Timur dengan Isotop Alam

PENYELIDIKAN AIR TANAH DI KABUPATEN PASURUAN DENGAN TEKNIK ISOTOP ALAM

APLIKASI TEKNIK ISOTOP ALAM 18 O DAN 2 H UNTUK STUDI AIR TANAH PADA CEKUNGAN AIRTANAH SEMARANG, JAWA TENGAH

BAB III KONDISI EKSISTING DKI JAKARTA

Satrio dan Paston Sidauruk ABSTRAK

Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, BATAN Diterima 12 September 2012; Disetujui 06 November 2012

PENELITIAN POLA STRATIFIKASI AIR WADUK JATILUHUR. Paston Sidauruk, Alip, dan Bungkus Pratikno

APLIKASI TEKNIK NUKLIR DALAM HIDROLOGI

PERBANDINGAN METODE SINTESIS BENZENA DAN ABSORPSI CO 2 UNTUK PENANGGALAN RADIOISOTOP 14 C

BAB I PENDAHULUAN. Muka bumi yang luasnya ± juta Km 2 ditutupi oleh daratan seluas

Satrio dan Rasi Prasetio ISSN

V. KEADAAN UMUM WILAYAH. 5.1 Kondisi Wilayah Kelurahan Pulau Panggang

PENANGGALAN 14 C UNTUK MENENTUKAN UMUR PELAPUKAN TANAH DENGAN METODE RADIOKARBON

Diterima ; Diterima dengan revisi ; Disetujui

BAB IV GAMBARAN WILAYAH STUDI

HIDROSFER I. Tujuan Pembelajaran

BAB I PENDAHULUAN. ini. Terdapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard Km 3 air dengan persentase 97,5%

INTRUSI AIR LAUT PADA AIR TANAH DANGKAL DI WILAYAH DIU JAKARTA OLEH : DJIJONO

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Amilia Widya, 2013

1. Alur Siklus Geohidrologi. dari struktur bahasa Inggris, maka tulisan hydrogeology dapat diurai menjadi

TATA CARA PEMANFAATAN AIR HUJAN

Karakteristik Air. Siti Yuliawati Dosen Fakultas Perikanan Universitas Dharmawangsa Medan 25 September 2017

Tanggapan Laporan Masyarakat Kepulan Asap dari dalam Tanah di Gedangsari GunungKidul

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

APLIKASI TEKNIK NUKLIR DALAM HIDROLOGI

DATA MINIMAL YANG WAJIB DITUANGKAN DALAM DOKUMEN INFORMASI KINERJA PENGELOLAAN LINGKUNGAN HIDUP DAERAH

KARAKTERISTIK PANTAI GUGUSAN PULAU PARI. Hadiwijaya L. Salim dan Ahmad *) ABSTRAK

TPL 106 GEOLOGI PEMUKIMAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang

PENELITIAN POLA PERGERAKAN AIR WADUK JATILUHUR SECARA LATERAL DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK PERUNUT ISOTOP ALAM

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Pasal 6 Peraturan Menteri ini mulai berlaku pada tanggal ditetapkan.

BAB 4 PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR TANAH KASUS WILAYAH JABODETABEK

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang Masalah

BAB IV SISTEM PANAS BUMI DAN GEOKIMIA AIR

Sifat fisika air. Air O. Rumus molekul kg/m 3, liquid 917 kg/m 3, solid. Kerapatan pada fasa. 100 C ( K) (212ºF) 0 0 C pada 1 atm

BAB I PENDAHULUAN. saling berkolerasi secara timbal balik. Di dalam suatu ekosistem pesisir terjadi

IV. GAMBARAN UMUM LOKASI PENELITIAN. Pulau Panjang (310 ha), Pulau Rakata (1.400 ha) dan Pulau Anak Krakatau (320

hujan, penguapan, kelembaban udara, suhu udara, kecepatan angin dan intensitas

BAB IV. GAMBARAN UMUM WILAYAH PENELITIAN. Secara Geografis Kota Depok terletak di antara Lintang

BAB I PENDAHULUAN. atas pulau, dengan garis pantai sepanjang km. Luas laut Indonesia

BAB I PENDAHULUAN. Pesisir merupakan daratan pinggir laut yang berbatasan langsung dengan

GAMBARAN UMUM LOKASI PENELITIAN

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISTIK WILAYAH

Bungkus Pratikno dan Paston Sidauruk ABSTRAK ABSTRACT

4.1 PENGERTIAN DAUR BIOGEOKIMIA

Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, BATAN Diterima 11 Juli 2012; Disetujui 10 Oktober 2012

PENYELIDIKAN HIDROGEOLOGI CEKUNGAN AIRTANAH BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR

PENGARUH LIMBAH CAIR INDUSTRI PELAPISAN LOGAM TERHADAP KAN- DUNGAN CU. ZN, CN, NI, AG DAN SO4 DALAM AIR TANAH BEBAS DI DESA BANGUNTAPAN, BANTUL

Pemetaan Airtanah Dangkal Dan Analisis Intrusi Air Laut

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

III. KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN

Daur Siklus Dan Tahapan Proses Siklus Hidrologi

KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN

KERUSAKAN MANGROVE SERTA KORELASINYA TERHADAP TINGKAT INTRUSI AIR LAUT (STUDI KASUS DI DESA PANTAI BAHAGIA KECAMATAN MUARA GEMBONG KABUPATEN BEKASI)

IDENTIFIKASI JENIS-JENIS TANAH DI INDONESIA A. BAGAIMANA PROSES TERBENTUKNYA TANAH

BAB IV STUDI KHUSUS GEOKIMIA TANAH DAERAH KAWAH TIMBANG DAN SEKITARNYA

Tugas Akhir Pemodelan Dan Analisis Kimia Airtanah Dengan Menggunakan Software Modflow Di Daerah Bekas TPA Pasir Impun Bandung, Jawa Barat

Studi Variabilitas Isotop Airhujan Sebagai Fungsi Elevasi untuk Mendapatkan Merapi Meteoric Water Line (MMWL)

BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang

Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia 7 (2011) 33-37

Satrio, Paston Sidauruk dan Bungkus Pratikno ABSTRAK ABSTRACT

BAB I PENDAHULUAN. masuk ke dalam tanah, sebagian menjadi aliran permukaan, yang sebagian besar

TEKNOLOGI ISOTOP ALAM UNTUK MANAJEMEN EKSPLORASI DAN EKSPLOITASI AIR TANAH. Zainal Abidin, Hudi Hastowo dan Aang Hanafiah

BAB IV MANIFESTASI PANAS BUMI CIMANDIRI

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

senyawa alkali, pembasmi hama, industri kaca, bata silica, bahan tahan api dan penjernihan air. Berdasarkan cara terbentuknya batuan dapat dibedakan

KONDISI UMUM BANJARMASIN

Analisis Potensi Air A I R

dan penggunaan sumber daya alam secara tidak efisien.

BAB I PENDAHULUAN. hidrologi di suatu Daerah Aliran sungai. Menurut peraturan pemerintah No. 37

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang

BAB 3 METODOLOGI 3.1 Penelitian Secara Umum

PEDOSFER BAHAN AJAR GEOGRAFI KELAS X SEMESTER GENAP

SUMBERDAYA HIDROGEOLOGI

BAB 1 PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA. akuifer di daratan atau daerah pantai. Dengan pengertian lain, yaitu proses

Gambar 1.1 Proses Pembentukan Batubara

I. PENDAHULUAN. rendah. Studi mengenai aliran air melalui pori-pori tanah diperlukan dan

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Pencemaran Sampah Terhadap Kualitas Air Tanah Dangkal Di TPA Mojosongo Surakarta 1

3 METODE PENELITIAN. Gambar 4. Lokasi penelitian di Perairan Selat Nasik, Belitung, April 2010.

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

KAJIAN DAMPAK PENGEMBANGAN WILAYAH PESISIR KOTA TEGAL TERHADAP ADANYA KERUSAKAN LINGKUNGAN (Studi Kasus Kecamatan Tegal Barat) T U G A S A K H I R

BAB III Data Lokasi 3.1. Tinjauan Umum DKI Jakarta Kondisi Geografis

Lebih dari 70% permukaan bumi diliputi oleh perairan samudra yang merupakan reservoar utama di bumi.

TINJAUAN PUSTAKA. Lahan merupakan sumberdaya alam strategis bagi pembangunan di sektor

BAB IV MANIFESTASI PANAS BUMI DI GUNUNG RAJABASA

BAB I PENDAHULU 1.1. Latar Belakang

KAJIAN KUALITAS LIMBAH CAIR KEGIATAN PERTAMBANGAN BIJIH NIKEL PT. ANEKA TAMBANG TBK, HALMAHERA TIMUR, MALUKU UTARA

INTERPRETASI DATA KONDUKTIVITAS LISTRIK DALAM PENENTUAN INTRUSI AIR LAUT PADA SUMUR GALI: STUDI KASUS DAERAH TELUK NIBUNG TANJUNG BALAI

1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

ANALISIS LIMBAH RADIOAKTIF CAIR DAN SEMI CAIR. Mardini, Ayi Muziyawati, Darmawan Aji Pusat Teknologi Limbah Radioaktif

ANALISIS ISOTOP 2 H DAN 18 O MATA AIR PANAS PANCURAN-7 BATURADEN UNTUK MENGETAHUI ASAL AIR PANASBUMI GUNUNGAPI SLAMET

BAB I PENDAHULUAN. Air adalah sebutan untuk senyawa yang memiliki rumus kimia H 2 O. Air. Conference on Water and the Environment)

Transkripsi:

Vol. 5 No. 1 Juni 009 APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR Bungkus Pratikno, Zainal Abidin, Paston Sidauruk dan Satrio Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional Jl. Lebak Bulus Raya No. 49, Kotak Pos 700 JKSKL, Jakarta 1070 Telp. 01 7690709, Fax. 01 7691607 E-mail : bungkus_pratikno@yahoo.co.id Diterima 19 Januari 009; disetujui 3 Juli 009 ABSTRAK APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR. Telah dilakukan studi air tanah di beberapa pulau di wilayah kepulauan Seribu, Jakarta Utara. Studi dilakukan dengan mengambil contoh air tanah dari sumur bor dengan kedalaman 150 m di empat lokasi pengambilan contoh yang meliputi Pulau Lancang, Pulau Tidung Besar, Pulau Pramuka dan Pulau Panggang. Metode isotop alam 18 O dan H dan carbon dating 14 C telah digunakan dalam studi ini. Tujuan studi ini selain untuk mengetahui umur air tanah pada ke empat pulau tersebut juga untuk mengetahui adanya intrusi air laut yang masuk kedalam aquifer air tanah, sebagai usaha dalam rangka konservasi air tanah. Berdasarkan hasil carbon dating (isotop 14 C) umur air tanah di ke empat pulau tersebut secara umum berada pada kisaran 0.000 tahun yang memberikan indikasi bahwa ketersedian air tanah dalam masih cukup, sedangkan analisis komposisi isotop alam 18 O dan deuterium menunjukkan bahwa air tanah telah mengalami intrusi air laut. Kata kunci : isotop, intrusi, delta (δ), carbon-dating ABSTRACT APPLICATION OF ENVIRONMETAL ISOTOPES OF 18 O, H AND 14 C FOR GROUNDWATER STUDY ON KEPULAUAN SERIBU. Groundwater study has been conducted on several islands in Kepulauan Seribu, North Jakarta. The study was conducted by taking groundwater samples from deep aquifer with average depth of 150 meters. The samples were taken from four locations namely pulau Lancang, pulau Tidung Besar, pulau Pramuka and pulau Panggang. Carbon dating and environmental isotope methods have been used in this study. The aims of the study are to determine the local groundwater age and to investigate the intrusion of sea water to local groundwater. The result shows that the groundwater age of the four islands is around 0.000 years which indicate there is plenty water reserve. On the other hand, isotope composition showed that sea water has infiltrated local groundwater. Key words : isotope, intrution, delta (δ), carbon-dating 68

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) PENDAHULUAN Kabupaten Kepulauan Seribu terdiri dari pulau-pulau karang sebanyak 105 buah pulau, dengan total luas wilayah daratan sebesar 897,71 Ha dan luas perairannya mencapai 6997,50 km. Posisinya secara geografis terletak pada 06 00 40-05 54 40 Lintang Selatan dan 106 40 45-109 01 19 Bujur Timur. Kawasan yang letaknya 45 km sebelah utara Jakarta ini mempunyai nilai konservasi yang tinggi karena keanekaragaman jenis dan ekosistemnya yang unik dan khas. Jumlah penduduk kurang lebih 15.600 jiwa yang tersebar di 6 kelurahan. Pulau-pulau karang itu terbentuk di atas koloni binatang karang yang sudah mati. Koloni ini pada awalnya tumbuh pada dasar laut yang dangkal, dan lapisan atasnya muncul ke permukaan laut serta mengalami pelapukan. Kemudian di atas koloni-koloni yang telah lapuk ini tumbuh jenis tumbuhan awal berupa semak dan beberapa jenis pohon membentuk sebuah pulau ditengah laut. Wilayah Kepulauan Seribu yang tersusun atas terumbu karang tersebut memiliki keterbatasan dalam potensi sumberdaya air tanahnya. Pada pulau-pulau kecil umumnya mempunyai ekosistem khas, dengan cadangan air tawar yang dikelilingi oleh air laut yang dengan mudah menyusup ke air tawar tersebut. Air tanahnya sangat dipengaruhi oleh intensitas curah hujan, dan mempunyai waktu tinggal pendek dan luasannya relatif kecil. Di kepulauan seribu tidak dijumpai sumber hidrologi permukaan seperti sungai, dan mata air. Kondisi air tanah sangat tergantung dengan kepadatan vegetasinya. Untuk pulau-pulau yang mempunyai vegetasi yang padat dan mempunyai lapisan tanah yang cukup tebal, maka kualitas air tanah akan mempunyai kualitas air tanah relatif baik (tawar), hal tersebut karena vegetasi dan lapisan tanah tersebut menyimpan air tanah yang berasal dari hujan. Tofografi Kepulauan Seribu rata-rata landai (0-15% dengan ketinggian 0- meter di ataspermukaan laut). Luas daratan masing-masing pulau terpengaruh oleh adanya pasang surut air laut yang mencapai 1-15 meter yang terpantau di Pelabuhan Tanjung Priok. Curah hujan terbesar terjadi pada bulan Januari dengan curah hujan rata-rata tahunan berjumlah sekitar 1.700 mm. 69

Vol. 5 No. 1 Juni 009 Keadaan geologi Kepulauan Seribu pada umumnya terbentuk dari batuan kapur, karang/pasir dan sedimen yang berasal dari Pulau Jawa dan Laut Jawa, terdiri dari susunan bebatuan malihan/metamorfosa dan batuan beku, di atas batuan dasar diendapkan sedimen epiklasik, batu gamping, batu lempung yang menjadi dasar pertumbuhan gamping terumbu. Sebagian besar terumbu karang yang ada masih mengalami pertumbuhan. Jenis tanah di daratan berupa pasir koral yang merupakan pelapukan dari batu gamping terumbu koral dengan ketebalan umumnya kurang dari 1 m dan di beberapa tempat dapat mencapai ketebalan 5 m. Pada beberapa pulau khususnya pada daratan pantai sering ditumbuhi oleh pohon bakau sehingga dijumpai lapisan tanah organik yang sangat lunak yang berasal dari pelapukan tumbuh-tumbuhan serta material yang terbawa oleh arus laut dan tertahan pada akar pohon bakau. Keadaan laut umunya mempunyai kedalaman yang berbeda-beda yaitu berkisar antara 0-40 meter. Pertambahan jumlah penduduk di pulau-pulau pemukiman di Kepulauan Seribu juga menambah permasalahan. Pertama, lahan untuk menyerapan air yang berasal dari hujan semakin sedikit, sementara disisi lain bertambahnya jumlah penduduk melipat gandakan kebutuhan akan air. Kedua, kontruksi bangunan yang disarankan berupa rumah panggung justru jarang digunakan penduduk setempat. Penggunaan rumah panggung disarankan adalah untuk menyediakan lahan bagi penyerapan air ke tanah. Penelitian air tanah di Kepulauan Seribu dilakukan untuk melihat asal-usul air yang terdapat di wilayah tersebut, dan datanya dapat digunakan oleh dinas Pertambangan DKI Jakarta untuk pengelolaan sumber air tanah di masa yang akan datang. Pendekatan metode isotop alam 18 O, H dan 14 C digunakan dalam penelitian ini dilengkapi dengan data konduktivitasnya. Lokasi penelitian meliputi Pulau Panggang, Pulau Lancang, Pulau Tidung dan Pulau Pramuka dengan mengambil sampel air tanah yang berasal dari sumur bor berkedalaman 150 meter. Kondisi demografi pulau yang dikelilingi oleh laut menciptakan situasi dimana air tanah yang tersedot ke atas akan menciptakan rongga-rongga baru sehingga air laut mengisi rongga-rongga tersebut dengan cepatnya. Akibatnya adalah air tanah tercemar resapan air laut. 70

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) Gambar 1. Pulau Panggang, salah satu pulau di Kepulauan Seribu dilihat dari udara Studi dilakukan pada empat pulau besar di Kepulauan Seribu yang berpenduduk relatif padat yaitu : Pulau Panggang yang merupakan sebuah kelurahan yang terpadat penduduknya di Kepulauan Seribu. Produksi air tanah di wilayah ini tidak dapat memenuhi kebutuhan sekitar 1000 kepala keluarga yang menghuni pulau ini. Produksi air yang sebelumnya menghasilkan 3 meter kubik per hari, kini turun drastis menjadi 10 m 3 per hari, sedangkan tingkat kebutuhan air dalam satu keluarga antara 0-100 liter air per hari. Hal ini mengakibatkan sebagian besar warga hanya berharap pada air hujan. Pulau Pramuka merupakan pusat administrasi dan pemerintahan kepulauan Seribu. Pulau Pramuka termasuk ke dalam Kelurahan Pulau Panggang. Pulau Tidung terbagi dua yaitu, Pulau Tidung Besar dan Pulau Tidung Kecil. Pulau Lancang merupakan pusat pemerintahan Kelurahan Pulau Pari, Kecamatan Kepulauan Seribu Selatan. 71

Vol. 5 No. 1 Juni 009 METODE Metode isotop alam adalah metode yang menggunakan isotop yang terdapat di alam atau yang terjadi di alam. Dalam penelitian ini digunakan isotop alam 18 O, H (deuterium) dan 14 C. Metode isotop alam 18 O dan H Dengan berkembangnya peralatan spektrometer massa sekitar tahun 1950, penelitian dengan isotop stabil menjadi sangat berkembang karena alat ini dapat mengukur rasio kelimpahan isotop dengan akurasi tinggi. Dalam hal ini yang sangat menarik bagi ahli adalah rasio isotop-isotop molekul air seperti 18 O/ 16 O dan H/ 1 H. Rasio yang dikur adalah rasio relatif yang diberi simbol dengan delta (δ) yang merupakan perbedaan relatif antara sampel dan standar internasional SMOW (Standard Mean Ocean Water); δ 0 R R std ( ) = 1000 / 00 R std. 1 dimana : R adalah rasio isotop H/ 1 H atau 18 O/ 16 dari sampel, dan R std adalah rasio isotop H/ 1 H atau 18 O/ 16 dari standar Perbedaan titik beku dan tekanan uap dari isotop air ini memberikan perbedaan konsentrasi 18 O dan H dalam air untuk bermacam-macam tempat dalam siklus hidrologi. Kandungan isotop suatu senyawa berubah bila terjadi proses evaporasi, kondensasi, pembekuan, pencairan, reaksi kimia atau proses biologi yang umum dikenal dengan fraksinasi isotop. Komposisi atau kandungan 18 O dan H air tanah akan terletak sepanjang garis meteorik lokal (air hujan), Untuk air tanah karena berasal dari infiltrasi air hujan ke dalam tanah, kecuali air tanah tersebut mengalami perubahan misalnya mengalami pertukaran 18 O karena melewati magma, percampuran atau telah mengalami proses penguapan, maka grafik hubungan 18 O dan H akan 7

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) menyimpang dari garis lurus air hujan. Garis penyimpangan dari masing-masing proses perubahan tersebut dapat dilihat pada Gambar di bawah ini. (+) 0 Garis Meteorik air hujan Air Laut δh Komposisi awal Pertukaran H S Garis percampuran Penguapan permukaan Pertukaran O 18 (-) Pertukaran H dengan Hidrokarbon 0 (-) (+) δo 18 Gambar. Perubahan komposisi isotop 18 O dan H alam melalui berbagai proses Proses pengukuran dan analisis H dilakukan dengan cara mereaksikan sampel air sebanyak 10 μl dengan 0,5 gram Zn aktif pada temperatur 450 o C selama 30 menit. Reaksi yang terjadi sebagai berikut: H O + Zn 450º C ZnO + H (cair) (padat) (padat) (gas) Contoh yang diambil dari lapangan dijaga agar tidak terjadi penguapan dengan cara menutup sampel dengan tutup botol kedap udara. Dengan demikian diharapkan nilai kandungan H tidak mengalami pengkayaan akibat penguapan selama dalam perjalanan dan penyimpanan. Sedangkan untuk menentukan kandungan 18 O dalam 73

Vol. 5 No. 1 Juni 009 sampel air dilakukan dengan metode Epstein dan Mayeda, yaitu dengan cara mengukur gas CO hasil reaksi kesetimbangan pertukaran isotop H O cair denga gas CO. Contoh air yang direaksikan dengan gas CO adalah sebanyak ml dan dikocok selama 8 jam. Proses reaksinya adalah sebagai berikut: H O 18 + CO 16 H O 16 + CO 16 O 18 (cair) (gas) (cair) (gas) Reaksi dilakukan dengan ISOPREP-18 secara otomatis setiap perlakuan berisi 4 sampel termasuk buah standar kerja. Gas CO hasil kesetimbangan diukur menggunakan Spektrometer Massa SIRA-9 secara simultan, berurutan yang dihubungkan langsung dengan ISOPREP-18 serta menggunakan pengendali komputer. Hasil pengukuran berupa rasio isotop O 18 /O 16 terhadap Spektrometer Massa, untuk kemudian dikoreksi terhadap standar V-SMOW. Hasil analisis kandungan O 18 dinyatakan dalam satuan permill ( ) vs V-SMOW, dengan mengetahui komposisi isotop 18 O dan H dari air hujan bulanan dan air tanah maka dapat diketahui asal-usul air tanah yang dipelajari. Pada penelitian mengenai intrusi air laut, estimasi komposisi isotop alam dari air yang telah terintrusi air laut dilakukan dengan menggunakan formulasi percampuran (mixing) antara dua reservoir. Jika air laut pada reservoir 1 dengan komposisi isotop δ 1 dan fraksi f 1 mengintrusi air tanah pada reservoir dengan komposisi isotop δ dan fraksi f maka besarnya komposisi isotop mixing dinyatakan dengan : δ = δ + m 1 f 1 δ f Dalam studi ini besarnya komposisi isotop air laut δ 1, diketahui dari analisis contoh air laut dan komposisi isotop air tercampur δ m diketahui dari contoh air tanah yang diambil. Sedangkan komposisi isotop air tanah sebelum mengalami pencampuran (fress water) δ didapat dari grafik hubungan δ 18 O terhadap δ H yaitu titik potong garis meteorik lokal dengan garis pencampurannya (mixing line,) lihat gambar-. Dengan 74

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) memasukkan nilai δ 18 O dan δ H dari masing-masing sampel air yaitu air tanah dan air laut maka didapat persamaan berikut : 18 m 18 1 δ O = δ O f + δ m 1 1 1 18 O f δ H = δ H f + δ H f. 3.. 4 melalui eliminasi persamaan 3 ke dalam persamaan 4, maka dapat diketahui besarnya fraksi f 1 dan fraksi f, sehingga air laut yang mengintrusi air tanah (f 1 ) dapat diketahui prosentasenya. Hubungan antara δ 18 O dengan δ H diperlihatkan pada Gambar 3. Gambar 3. Grafik hubungan δ 18 O dengan δ H Metode isotop alam 14 C Radioisotop 14 C dengan waktu paro 5730 tahun telah banyak digunakan dalam berbagai penelitian seperti penentuan umur batuan, sedimen, karang, kerang, air tanah, dan lain-lain. Metode penentuan umur ini dikenal dengan nama metode penanggalan radiokarbon, yaitu suatu metode yang didasarkan pada perhitungan 75

Vol. 5 No. 1 Juni 009 aktivitas 14 C yang masih terkandung dalam suatu sampel. Nilai ini kemudian dikonversikan menjadi umur setelah dibandingkan dengan standarnya. Secara garis besar proses analisis 14 C untuk sampel air tanah sebagai berikut : preparasi contoh pada alat sintesis benzena, pencacahan sampel, estimasi aktivitas 14 C sampel, penentuan umur sampel dan pelaporan umur sampel. Sampel air untuk analisis 14 C diambil langsung dari sumbernya untuk menghindari kontaminasi udara. Sebanyak 60 liter contoh air dimasukkan ke dalam tabung pengendap karbonat. Proses pengendapan karbonat dilakukan dengan cara menambahkan sejumlah larutan kimia seperti FeSO 4.7H O, NaOH (bebas CO ), BaCl dan Praestol dalam kondisi basa. Dari proses ini diperoleh endapan sampel dalam bentuk BaCO 3. Endapan BaCO3 yang diperoleh dibawa ke laboratorium untuk dilakukan analisis kandungan 14 C dan 13 C. Analisis sampel BaCO 3 dilakukan menggunakan alat sintesis benzena melalui beberapa tahapan reaksi sebagai berikut: BaCO 3 + HCl BaCl + H O + CO CO + 8Li C + Li 750º C 750-900º C C + 4Li O Li C Li C + H O C H + LiOH 3C H katalis C 6 H 6 Aktivitas 14 C dalam senyawa benzena (C 6 H 6 ) dicacah menggunakan alat Liquid Scintillation Counter merk Packard 1900TR selama 0 menit 50 putaran. Konversi dari hasil cacahan menjadi umur ditentukan menggunakan rumus: T A 1 0 t = ln ln A t dimana: t = umur (tahun) A 0 = Aktivitas awal. 5 T 1/ = waktu paro A t = Aktivitas pada waktu t tahun 76

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil analisis contoh air tanah Kepulauan Seribu dapat dilihat pada table-1 dan Tabel di bawah ini : Tabel 1. Hasil analisis 18 O dan H air tanah dalam di Kepulauan Seribu Kedalaman Komposisi isotop ( ) No. Nama contoh Pengembilan contoh (m) 18 O H 1 Air Laut 1-0,41-6,40 P. Lancang 150-4,48-6,6 3 P. Tidung Besar 150-4,5-6,1 4 P. Pramuka 150-3,71-1,0 5 P. Panggang 150-4,05 -,6 Tabel. Hasil analisis umur air tanah dalam di Kepulauan Seribu No. Nama contoh Keadalaman Pengambilan contoh (m) Konduktivitas (ms/cm) Umur (tahun) 1 P. Lancang 150 50,4 3175 ± 760 P. Tidung Besar 150 46, 095 ± 580 3 P. Pramuka 150 5, 155 ± 65 4 P. Panggang 150 5,1 170 ± 600 Hasil analisis 18 O dan H Hasil penelitian komposisi isotop 18 O dan isotop H tampak pada Tabel 1. Dari hasil tersebut terlihat bahwa komposisi isotop air tanah di pulau-pulau yang diamati berada pada kisaran -4,5 sampai -3,71 untuk isotop 18 O, dan untuk komposisi isotop H berada pada kisaran -6,6 sampai -1,0. Hasil ini menunjukkan bahwa komposisi isotop alam air tanah dari masing-masing pulau telah mengalami pengkayaan (enrich). Terjadinya pengkayaan komposisi isotop 18 O dan H air tanah dimungkinkan oleh karena adanya penyusupan air laut kedalam aquifer air tanah, akibat pengambilan sumber air tanah yang terus menerus sehingga terjadi kekosongan 77

Vol. 5 No. 1 Juni 009 dalam aquifer, oleh karena itu pengkayaan komposisi isotop di wilayah Kepulauan Seribu dapat dipastikan akibat adanya intrusi air laut. Indikasi adanya intrusi air laut ini juga didukung dengan hasil pengukuran konduktivitas yang tinggi dari air tanah di ke empat pulau yang diamati yaitu rata-rata sebesar 50,4 ms/cm (5040 μs/mm). Grafik hubungan komposisi isotop 18 O dengan isotop H dari ke-4 pulau yang diamati dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Grafik komposisi isotop δ 18 O terhadap δ H air tanah Kepulauan Seribu Dari grafik pada gambar-3 dapat dilakukan estimasi besarnya prosentase air laut yang telah mengintrusi air tanah di ke-4 pulau tersebut. Jika dari ke-4 titik komposisi isotop dari air tanah dibuat trendline garis melalui titik komposisi air laut, maka akan didapat persamaan garis δ H = 4,76 δ 18 O - 4,19. Persamaan garis ini merupakan persamaan garis percampuran/intrusi air laut ke dalam aquifer air tanah, dan memotong garis meteroik lokal di titik (-5,65 ; -31,11). Koordinat titik potong ini 78

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) merupakan komposisi isotop awal air tanah (fresh water) sebelum mengalami intrusi air laut dan dinyatakan sebagai (δ 18 fw O ; δ fw H) dengan fraksi (f 18 fw O ; f fw H). Sedangkan titik komposisi isotop sampel air tanah dari masing-masing pulau adalah (δ 18 m O; δ m H), dan komposisi isotop air laut yang telah mengintrusi ke dalam aquifer di ke-4 pulau dinyatakan sebagai (δ 18 al O ; δ al H) dengan fraksi sebesar (f 18 al O ; f al H). Dengan memasukkan variabel-variabel komposisi isotop tersebut ke dalam persamaan-, maka di dapat dua persamaan baru sebagai berikut : 18 18 18 ( m) i = δ fw O. f fw δ al δ O + O. f ( m) i = δ fw H. f fw δ al δ H + H. f al al.6...7 Dimana δ fw adalah komposisi isotop air tanah awal (fress water) berdasarkan titik potong garis intrusi dengan garis meteorik lokal, δ (m)i adalah komposisi isotop masing-masing sampel air tanah di ke-4 pulau dan δ al adalah komposisi isotop air laut. Berdasarkan persamaan 6 dan 7, dengan memasukkan hasil analisis komposisi isotop pada tabel-1 di atas, maka untuk sampel air tanah di pulau Pramuka didapat persamaan berikut : 3,71 = 5,65 f 0, 41 fw f al,10 = 31,11 f 6, 40 fw f al...6.7 Melalaui metode eleminasi persamaan 8 dan 9, dapat diketahui besarnya fraksi air laut (f al ) yang mengintrusi masuk kedalam aqufer air tanah di pulau Pramuka sebesar 0,1397 atau 13,97 %. Dengan demikian melalui cara perhitungan yang sama, kita dapat ketahui besarnya fraksi air laut yang telah menyusup masuk ke dalam aquifer air tanah di pulau-pulau lainnya yang diamati. Hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel-3 di bawah ini. 79

Vol. 5 No. 1 Juni 009 Tabel 3. Prosesntase intrusi air laut di Kepulauan Seribu No. Nama Sampel Keadalaman Sampling (m) Prosesntase Intrusi air laut (%) 1 P. Lancang 150 46,64 P. Tidung Besar 150 9,6 3 P. Pramuka 150 13,97 4 P. Panggang 150 7,41 Hasil analisis 14 C Hasil analisis kandungan isotop 14 C ditunjukkan pada Tabel di atas. Umur air tanah rata-rata berdasarkan hasil analisis air tanah yang disampling di masing-masing pulau, pada ke dalaman sampling 150 meter sebesar 175,75 tahun. Dilihat dari hasil umurnya, secara umum potensi air tanah pada keempat sumur di Pulau tersebut cukup baik. Akan tetapi dari hasil ini hanya data potensinya saja yang bisa diperkirakan sedangkan aspek kimia yang berhubungan dengan kelayakan untuk konsumsi harus ditinjau dari aspek kimia airnya secara lengkap. Hasil analisis umur air tanah dengan nilai lebih dari 0.000 tahun, mengindikasikan pula bahwa kontribusi air hujan lokal yang masuk ke dalam aquifer air tanah relatif sangat kecil, karena jika air hujan yang masuk ke dalam aquifer cukup besar, maka umur air tanah akan menjadi lebih muda, biasanya berada pada umur kurang dari 1000 tahun. Pada umumnya jika kontribusi air hujan lebih besar dari intrusi air laut maka umur air tanah akan menjadi modern atau berumur dibawah 1000 tahun. Besarnya umur air tanah di masing-masing pulau yang diamati di gugusan Kepulauan Seribu dapat dilihat pada Gambar 5. 80

APLIKASI ISOTOP ALAM 18 O, H DAN 14 C UNTUK STUDI AIR (Bungkus Pratikno, dkk.) 170 ± 600 tahun 155 ± 65 tahun 095 ± 580 tahun 3175 ± 760 tahun Gambar 5. Gugus Kepulauan Seribu dan umur air tanah pada beberapa pulau KESIMPULAN Dari hasil analisis baik analisis insitu maupun analisis komposisi isotop alam yang dilakukan di laboratorium PATIR-BATAN dapat disimpulkan bahwa : 1. Air tanah di pulau Panggang, pulau Pramuka, pulau Lancang dan pulau Tidung Besar di Kepulauan Seribu telah mengalami intrusi air laut.. Estimasi prosentase intrusi air laut di ke-4 pulau tersebut berkisar antara 7,4 % di pulau Panggang sampai dengan 46,64 % di pulau Lancang. 3. Umur air tanah rata-rata di ke empat pulau yang diteliti sebesar 175,75 tahun, dimana nilai ini menunjukan bahwa potensi air tanah masih cukup baik. 81

Vol. 5 No. 1 Juni 009 SARAN Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang kelayakan air tanah untuk dikonsumsi oleh warga masyarakat sekitar oleh Pemerintah Daerah dan dinas terkait lainnya. Serta penting pula untuk memperluas area resapan air hujan untuk memperbesar jumlah penyerapan air hujan lokal di wilayah Kepulauan Seribu. DAFTAR PUSTAKA 1. J.R. GAT, R. GONFIANTINI, Stable Isotope Hydrolgy Deuterium and Oxygen-18 in Water Cycle, Technical Report Series No. 10, IAEA, Vienna (1981).. Guidebook on Nuclear Techniques in Hydrology, Technical Report Series No. 91, IAEA, Vienna (1983). 3. W.G. MOOK, Environmental Isotope in The Hydrological Cycle, Principles and Applications, Centre Isotope Research Groningen, Vol. I, (000). 4. UNTERWERGER, M.P., COURSEY, B.M., SCHIMA, F.J., and MANN, W.B., Preparation and calibration of the 1978 national bureau of standards tritiatedwater standards, The International Journal of Applied Radiation and Isotopes, 3, 611-614 (1980). 5. Operation Manual Tri-Carb liquid Scintillation Analyzers Model 1900TR. 6. GUPTA, K., SUSHIL., and HENRY, A., POLACH, Diktat Radiocarbon Dating Practice at ANU. 7. HUT, G., Isotope Hydrology, Diktat Training Course Isotope Hydrology IAEA, 30-41 (1987). 8. Website PEMDA DKI Jakarta, www.kepulauanseribu.net. 8