Struktur Lapisan Dari Bumi dan Material Pembentuk

       www.Gali-Sumur.com kali ini akan membahas tentang lapisan bumi dan metrial pembentuknya. sebelum kita bahas jauh tentang bumi dan lapisan pembentuknya kita cari tahu yu penegrtian dari bumi dan apa saja materialnya.

     

    Bumi telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang  lalu. Bumi merupakan planet dengan urutan ketiga dari delapan planet yang dekat dengan  matahari. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km, berbentuk bulat dengan radius ± 6.370 km.  Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup.  Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Secara struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut :

     Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan bumi).  Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam.  Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup.  Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100 oC.  Lapisan kerak bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.

Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi.  Tabal selimut bumi mencapai 2.900 km, mencakup sekitar 80% total isi bumi, dan merupakan lapisan batuan padat.  Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 oC.

Berdasarkan konstruksi kimia atau materialnya, mantel bumi dibedakan sebagai berikut.

Mantel luar, jauh lebih tipis dari mantel dalam. Mantel luar berada sekitar 10-300 km di bawah permukaan bumi. Temperaturnya sekitar 1.400-3.0000C dan berat jenisnya 3,4-4,3 g/cm3.

Mantel dalam, berada diantara 300-2.890 km di bawah permukaan bumi. Temperaturnya sekitar 3.0000C. Batuannya tidak selalu cair karena tekanan yang tinggi. Berat jenisnya 4,3-5,4 g/cm3.

Berdasarkan arus atau gerakan lapisannya, mantel bumi dibedaka menjadi litosfer dan astenosfer. Astenosfer adalah bagian cair yang liat dari mantel luar. Litosfer adalah bagian kental dari kerak dan mantel luar. Litosfer mengapung di atas astenosfer, seperti halnya es di atas air.

       Inti bumi (core), yang terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam  besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat  pada kedalaman 2900 – 5200 km.  Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam.

Inti luar

Berada di kedalaman sekitar 2.890-5.150 km di bawah permukaan bumi. Ketebalan inti sekitar 2.200 km. Inti tersusun dari unsur utama besi, sedikit nikel, serta sekitar 10% sulfur dan oksigen. Inti luar begitu panas sehingga material logamnya mencair. Temperatur nagian inti luar sekitar 4.000-5.0000C. Berat jenisnya antara 10-12 gr/cm3.

     Inti dalam Berada 5.150-6.370 km di bawah permukaan bumi. Inti dalam yang menjadi pusat bumi bersifat padat dan ketebalannya sekitar 1.250 km. Inti dalam tersusun dari unsur utama besi, nikel, dan unsur ringan seperti sulfur, karbon, oksigen, silikon, dan potasium. Temperatur bagian inti dalam sekitar 5.000-6.0000C. Tekanan yang sangat kuat menyebabkan inti bumi bersifat padat meskipun temperaturnya sangat panas. Berat jenis inti dalam sekitar 15 gr/cm3. Perputaran bumi menyebabkan inti luar berputar mengelilingi inti dalam dan bumi menjadi magnetis.

Berdasarkan susunan kimianya, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).

Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsur kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat.

A.      ATMOSFER

Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km.  Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi.  Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin.

B.  HIDROSFER

 Air adalah senyawa gabungan dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen menjadi H2O.  Sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah perairan.  Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi  disebut hidrosfer.

C.  LITHOSFER

Lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan. Lithosfer merupakan lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km.  Lithosfer adalah lapisan kulit bumi paling luar yang berupa batuan padat.  Lithosfer tersusun dalam dua lapisan, yaitu kerak dan selubung, yang tebalnya 50 – 100 km.  Lithosfer merupakan lempeng yang bergerak sehingga dapat menimbulkan pergeseran benua.

Lithosfer memegang peranan penting dalam kehidupan tumbuhan.  Tanah terbentuk apabila batu-batuan di permukaan litosfer mengalami degradasi, erosi maupun proses fisika lainnya menjadi batuan kecil sampai pasir.  Selanjutnya bagian ini bercampur dengan hasil pemasukan komponen organis mahluk hidup yang kemudian membentuk tanah yang dapat digunakan sebagai tempat hidup organisme.

Tanah merupakan sumber berbagai jenis mineral bagi mahluk hidup.  Dalam wujud aslinya, mineral-mineral ini berupa batu-batuan yang treletak berlapis di permukaan bumi.  Melalui proses erosi mineral-mineral yang menjadi usmber makanan mahluk hidup ini seringkali terbawa oleh aliran sungai ke laut dan terdeposit di dasar laut.

Lithosfer terdiri dari dua bagian utama, yaitu :

1.    Lapisan sial yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan Al2O3. Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak, bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35 km.  Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu :

a.     Kerak benua, kerak bumi paling tebal yang berada di bawah benua dengan ketebalan 30-40 km dan ketebalan maksimum 70 km. Umurnya lebih tua dari kerak samudra dengan batuan berumur 3,8 miliar tahun. Tersusun atas batuan induk dan terbagi atas dua lapisan, dengan bagian atas dari batuan granit dan bagian bawah dari batuan basal dan diorit. Berat jenis sekitar 2,7 gram/cm3.

b.    Kerak samudera, berada di bawah samudra dengan ketebalan sekitar 6-11 km. Umurnya sangat muda dibanding kerak benua dengan umur tidak lebih dari 200 juta tahun. Material pembentuk sebagian besar batuan basal, yang berwarna gelap, halus, berpasir, dan lebih berat. Kerak samudra terbentuk dari lava sangat cair yang mendingin cepat. Berat jenisnya sekitar 3 gram/cm3.

2.    Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferro magnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat elastis dan mepunyai ketebalan rata rata 65 km .

Lithosfer merupakan bagian bumi yang langsung berpengaruh terhadap kehidupan dan memiliki manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Lithosfer bagian atas merupakan tempat hidup bagi manusia, hewan dan tanaman.

Manusia melakukan aktifitas di atas lithosfer.  Selanjutnya lithosfer bagian bawah mengandung bahan bahan mineral yang sangat bermanfaat bagi manusia. Bahan bahan mineral atau tambang yang berasal dari lithosfer bagian bawah diantaranya minyak bumi dan gas, emas, batu bara, besi, nikel dan timah.

D. Biosfer

Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi.  Sistem ini mencakup semua mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh.

BATUAN PEMBENTUK KERAK BUMI

1.   BATUAN BEKU

Batuan yang terbentuk dari proses pembekuan/pengkristalan magma dalam perjalanannya menuju permukaan bumi, termasuk hasil aktivitas gunungapi.

Batuan Beku Dalam                         = batuan plutonik, batuan yg membeku jauh di bawah permukaan bumi, contoh: granit

Batuan Beku Korok/Gang             = batuan intrusif / hipabisal, batuan yg membeku sebelum sampai ke permukaan bumi, contoh: granit porfir

Batuan Beku Luar/Leleran            = batuan ekstrusif / efusif, batuan yg membeku di permukaan bumi, contoh: batuan vulkanis

2. BATUAN SEDIMEN/ENDAPAN

Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk karena adanya proses pengendapan (sedimentasi). Butir-bitir batuan sedimen berasal dari berbagai macam batuan melalui proses pelapukan, baik pelapukan oleh angin maupun air. Butiran-butiran hasil pelapukan atau pengikisan tersebut mengnedap secara berlapis yang makin lama makin tebal dan padat. Padatnya lapisan itu disebabkan adanya tekanan atau beban yang terlalu berat. Tekanan yang terlalu lama membentuk agregat batuan yang padat. Karena pemadatan dan sedimentasi itulah endapan-endapan berangsur-angsur berubah menjadi batuan sedimen.

Penamaan batuan sedimen biasanya berdasarkan besar butir penyusun batuan tersebut Penamaan tersebut adalah: breksi, konglomerat, batupasir, batu lempung

Breksi adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih besar dari 2 mm dengan bentuk butitan yang bersudut

Konglomerat adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih besar dari 2 mm dengan bentuk butiran yang membudar

Batu pasir adalah batuan sedimen dengan ukuran butir antara 2 mm sampai 1/16 mm

Batu lanau adalah batuan sedimen dengan ukuran butir antara 1/16 mm sampai 1/256 mm

Batu lempung adalah batuan sedimen dengan ukuran butir lebih kecil dari 1/256 mm

Batuan sedimen dibedakan menjadi tiga kelompok, yaitu menurut tenaga yang mengendapkan, tempat pengendapan, dan cara pengendapan.

a . Menurut Tenaga yang Mengendapkannya

1) Batuan Sedimen Akuatis, yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengendapan butiran- butiran batuan oleh air sungai, danau, atau air hujan.

2) Batuan Sedimen Aerolis (Aeris), yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengendapan butir-butir batuan oleh angin.

3) Batuan Sedimen Glasial, yaitu batuan sedimen yang berasal dari pengendapan butiran-butiran batuan oleh gletser.

b. Menurut Tempat Pengendapan

1) Batuan Sedimen Terestris, yaitu batuan sedimen yang di endapkan di darat.

2) Batuan Sedimen Marine, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di laut.

3) Batuan Sedimen Limnis, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di danau.

4) Batuan Sedimen Fluvial, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di sungai

5) Batuan Sedimen Sedimen, yaitu batuan sedimen yang diendapkan di daerah-daerah yang terdapat es atau gletser.

c. Menurut Cara Pengendapannya

Batuan Sedimen Mekanis, yaitu batuan sedimen yang diendapkan secara mekanis  tanpa   mengubah susunaan kimianya. Sebuah pengamatan menunjukkan bahwa batuan kerikil ataun pasir merupakan potongan sederhana dari batuan dan mineral.

Batuan Sedimen Kimiawi, yaitu batuan sedimen yang diendapkan secara kimiawi. Pada proses pembentukan batuan ini terjadi perubahan susunan kimianya. Contohnya batu kapur.

Batuan Sedimen Organik, yaitu batuan sedimen yang diendapkan melalui kegiatan organik. Contohnya terumbu karang.

Batuan Sedimen Piroklastik, yaitu batuan sedimen hasil erupsi gunung api berupa abu/debu. Contohnya tufa

3.         BATUAN METAMORF/MALIHAN

Batuan yang terbentuk dari proses perubahan batuan asal (batuan beku maupun sedimen), baik perubahan bentuk/struktur maupun susunan mineralnya akibat pengaruh tekanan dan/atau temperatur yang sangat tinggi, sehingga menjadi batuan yang baru.

Batuan Metamorf Kontak/Sentuh/Termal , yaitu batuan malihan akibat bersinggungan dengan magma, contoh: marmer, kuarsit, batu tanduk.

Batuan Metamorf Tekan/Dinamo/Kataklastik = batuan malihan akibat tekanan yang sangat tinggi, contoh: batusabak, sekis, filit

Batuan Metamorf Regional/Dinamo-Termal = batuan malihan akibat pengaruh tekanan dan temperatur yang sangat tinggi, contoh: genes, amfibolit, grafit

SIKLUS BATUAN

Sebelumnya kita sudah tahu bahwa di bumi ada tiga jenis batuan yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf. Ketiga batuan tersebut dapat berubah menjadi batuan metamorf tetapi ketiganya juga bisa berubah menjadi batuan lainnya. Semua batuan akan mengalami pelapukan dan erosi menjadi partikel-partikel atau pecahan-pecahan yang lebih kecil yang akhirnya juga bisa membentuk batuan sedimen. Batuan juga bisa melebur atau meleleh menjadi magma dan kemudian kembali menjadi batuan beku. Kesemuanya ini disebut siklus batuan atau Rock Cycle.

Semua batuan yang ada di permukaan bumi akan mengalami pelapukan. Penyebab pelapukan tersebut ada 3 macam:

Pelapukan secara fisika: perubahan suhu dari panas ke dingin akan membuat batuan mengalami perubahan. Hujan pun juga dapat membuat rekahan-rekahan yang ada di batuan menjadi berkembang sehingga proses-proses fisika tersebut dapat membuat batuan pecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi.

Pelapukan secara kimia: beberapa jenis larutan kimia dapat bereaksi dengan batuan seperti contohnya larutan HCl akan bereaksi dengan batu gamping. Bahkan air pun dapat bereaksi melarutan beberapa jenis batuan. Salah satu contoh yang nyata adalah “hujan asam” yang sangat mempengaruhi terjadinya pelapukan secara kimia.

Pelapukan secara biologi: Selain pelapukan yang terjadi akibat proses fisikan dan kimia, salah satu pelapukan yang dapat terjadi adalah pelapukan secara biologi. Salah satu contohnya adalah pelapukan yang disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang cukup besar. Akar-akar tanaman yang besar ini mampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan akhirnya dapat memecah batuan menjadi bagian yang lebih kecil lagi.

Setelah batuan mengalami pelapukan, batuan-batuan tersebut akan pecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi. Proses erosi ini dapat terjadi melalui beberapa cara:

Akibat grafitasi: akibat adanya grafitasi bumi maka pecahan batuan yang ada bisa langsung jatuh ke permukaan tanah atau menggelinding melalui tebing sampai akhirnya terkumpul di permukaan tanah.

Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat yang lain. Salah satu contoh yang dapat diamati dengan jelas adalah peranan sungai dalam mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ini.

Akibat angin: selain air, angin pun dapat mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ukurannya seperti halnya yang saat ini terjadi di daerah gurun.

Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-pecahan batuan yang ada.

Pecahan-pecahan batuan yang terbawa akibat erosi tidak dapat terbawa selamanya. Seperti halnya sungai akan bertemu laut, angin akan berkurang tiupannya, dan juga glasier akan meleleh. Akibat semua ini, maka pecahan batuan yang terbawa akan terendapkan. Proses ini yang sering disebut proses pengendapan. Selama proses pengendapan, pecahan batuan akan diendapkan secara berlapis dimana pecahan yang berat akan diendapkan terlebih dahulu baru kemudian diikuti pecahan yang lebih ringan dan seterusnya. Proses pengendapan ini akan membentuk perlapisan pada batuan yang sering kita lihat di batuan sedimen saat ini.

Pada saat perlapisan di batuan sedimen ini terbentuk, tekanan yang ada di perlapisan yang paling bawah akan bertambah akibat pertambahan beban di atasnya. Akibat pertambahan tekanan ini, air yang ada dalam lapisan-lapisan batuan akan tertekan sehingga keluar dari lapisan batuan yang ada. Proses ini sering disebut kompaksi. Pada saat yang bersamaan pula, partikel-partikel yang ada dalam lapisan mulai bersatu. Adanya semen seperti lempung, silika, atau kalsit diantara partikel-partikel yang ada membuat partikel tersebut menyatu membentuk batuan yang lebih keras. Proses ini sering disebut sementasi. Setelah proses kompaksi dan sementasi terjadi pada pecahan batuan yang ada, perlapisan sedimen yang ada sebelumnya berganti menjadi batuan sedimen yang berlapis-lapis. Batuan sedimen seperti batu pasir, batu lempung, dan batu gamping dapat dibedakan dari batuan lainnya melalui adanya perlapisan, butiran-butiran sedimen yang menjadi satu akibat adanya semen, dan juga adanya fosil yang ikut terendapkan saat pecahan batuan dan fosil mengalami proses erosi, kompaksi dan akhirnya tersementasikan bersama-sama.

Pada kerak bumi yang cukup dalam, tekanan dan suhu yang ada sangatlah tinggi. Kondisi tekanan dan suhu yang sangat tinggi seperti ini dapat mengubah mineral yang dalam batuan. Proses ini sering disebut proses metamorfisme. Semua batuan yang ada dapat mengalami proses metamorfisme. Tingkat proses metamorfisme yang terjadi tergantung dari:

Apakah batuan yang ada terkena efek tekanan dan atau suhu yang tinggi.

Apakah batuan tersebut mengalami perubahan bentuk.

Berapa lama batuan yang ada terkena tekanan dan suhu yang tinggi.

Dengan bertambahnya dalam suatu batuan dalam bumi, kemungkinan batuan yang ada melebur kembali menjadi magma sangatlah besar. Ini karena tekanan dan suhu yang sangat tinggi pada kedalaman yang sangat dalam. Akibat densitas dari magma yang terbentuk lebih kecil dari batuan sekitarnya, maka magma tersebut akan mencoba kembali ke permukaan menembus kerak bumi yang ada. Magma juga terbentuk di bawah kerak bumi yaitu di mantle bumi. Magma ini juga akan berusaha menerobos kerak bumi untuk kemudian berkumpul dengan magma yang sudah terbentuk sebelumnya dan selanjutnya berusaha menerobos kerak bumi untuk membentuk batuan beku baik itu plutonik ataupun vulkanik.

Kadang-kadang magma mampu menerobos sampai ke permukaan bumi melalui rekahan atau patahan yang ada di bumi. Pada saat magma mampu menembus permukaan bumi, maka kadang terbentuk ledakan atau sering disebut volcanic eruption. Proses ini sering disebut proses ekstrusif. Batuan yang terbentuk dari magma yang keluar ke permukaan disebut batuan beku ekstrusif. Basalt dan pumice (batu apung) adalah salah satu contoh batuan ekstrusif. Jenis batuan yang terbentuk akibat proses ini tergantung dari komposisi magma yang ada. Umumnya batuan beku ekstrusif memperlihatkan cirri-ciri berikut:

Butirannya sangatlah kecil. Ini disebabkan magma yang keluar ke permukaan bumi mengalami proses pendinginan yang sangat cepat sehingga mineral-mineral yang ada sebagai penyusun batuan tidak mempunyai banyak waktu untuk dapat berkembang.

Umumnya memperlihatkan adanya rongga-rongga yang terbentuk akibat gas yang terkandung dalam batuan atau yang sering disebut “gas bubble”.

Jasa Service Pompa Air Jakarta Selatan yang untuk anda yang berdomisi di daerah Jakarta Selatan dan daerah-daerah sekitarnya.

Kami www.Gali-Sumur.com adalah penyedia jasa service, perbaikan dan perawatan pompa air dengan di dukung teknisi-teknisi yang berpengalaman untuk masalah mesin pompa air jet pump & pompa air lalainnya

Jasa service pompa air kami meliputi :

- Service Pompa Air / Jet Pump Service Water Pump. - Service Perbaikan dan perawatan pompa air / jet pump. - Pengeboran bor jet pump Service perbaikan dan perawatan filter air tanah. -Service Instalasi pipa air Service pipa pompa air / jet pump Gulung dinamo pompa air / jet pump DLL

Kami memahami privacy di tempat anda, maka dari itu kami menyajikan layanan yang ramah dan sopan, serta jasa kami yang cepat dan profesional sehingga anda tidak perlu menunggu lama apabila anda menggunakan jasa kami, setelah anda menghubungi Contact Service kami, maka kami akan kirim teknisi kami secepatnya di tempat anda.

Jangkauan kami ada di seluruh jakarta selatan dan sekitarnya

Service Pompa Air Cilandak, Service Pompa Air Jagakarsa, Service Pompa Air Pasar Minggu, Service Pompa Air Pancoran, Service Pompa Air Mampang Prapatan, Service Pompa Air Tebet, Service Pompa Air Setiabudi, Service Pompa Air Kebayoran Baru, Service Pompa Air Kebayoran Lama, Service Pompa Air Pesanggrahan.

Kandungan Unsur Yang Terkandung Dalam Air Tanah & Standar Kualitas Air Tanah

• Hidrogeologi

Air hujan yang meresap ke bawah permukaan tanah dalam bentuk penelusan maupun peresapan, dalam perjalanannya membawa unsur-unsur kimia. Komposisi kimia air tanah ini memberikan beberapa pengaruh terhadap berbagai kegiatan pemanfaatannya seperti pertanian, industri maupun domestik. Komposisi zat terlarut dalam air tanah dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat) kelompok (dalam Hadipurwo, 2006):

1.       Unsur utama (major constituents), dengan kandungan 1,0-1000 mg/l, yakni: natrium, kalsium, magnesium, bikarbonat, sulfat, klorida, silika.

2.       Unsur sekunder (secondary constituents), dengan kandungan 0,01-10 mg/l, yakni besi, strountium, kalium, kabornat, nitrat, florida, boron.

3.       Unsur minor (minor constituents), dengan kandungan 0,0001-0,1 mg/l, yakni atimon, aluminium, arsen, barium, brom, cadmium, krom, kobalt, tembaga, germanium, jodium, timbal, litium, mangan, molibdiunum, nikel, fosfat, rubidium,  selenium, titanium, uranium, vanadium, seng.

4.       Unsur  langka (trace constituents), dengan kandungan biasanya kurang dari 0,001 mg/l, yakni berilium, bismut, cerium, cesium, galium, emas, indium, lanthanum, niobium, platina, radium, ruthenium, scandium, perak, thalium, tharium, timah, tungsten, yttrium, zirkon.

Hasil  analisis  kimia  air tanah  sering  disajikan dalam bentuk diagram, disesuaikan dengan  maksud  dari   analisis kimia tersebut. Misalnya untuk mengetahui pemberian nama jenis air tanah, biasanya digunakan Diagram Segitiga Piper. Untuk memetakan wilayah yang mempunyai jenis air tanah sama, digunakan Diagram Stiff, juga dikenal Diagram Bar Vertikal, Diagram Vertikal, Diagram Vector, Diagram Lingkaran, Diagram Schoeller semilog,  yang masing-masing mempunyai kelebihan sendiri-sendiri di dalam menggambarkan hasil analisisnya untuk maksud tertentu (Hadipurwo, 2006).

Gambar 3‑1 Contoh penggunaan diagram Stiff  yang menunjukkan analisa kimia air tanah (Davis & De Wiest, 1966 dalam Freeze & Cherry, 1979).

Gambar 3‑2 Contoh penggunaan diagram Piper untuk klasifikasi air tanah berdasarkan kandungan ion (Morgan & Winner, 1962; Back, 1966 dalam Freeze & Cherry, 1979).

3.2           Klasifikasi Air Tanah

Kualitas air tanah ditentukan oleh tiga sifat utama, yaitu: sifat fisik, kimia, dan sifat biologi/bakteriologi.

3.2.1      Sifat Fisik

Sifat fisik antara lain warna, bau, rasa, kekentalan, kekeruhan, suhu (Hadipurwo, 2006).

1.       Warna air tanah  disebabkan oleh zat yang terkandung di dalamnya, baik berupa suspensi maupun terlarut.

2.       Bau air tanah dapat disebabkan oleh zat atau gas yang mempunyai aroma yang terkandung dalam air.

3.       Rasa air tanah ditentukan oleh adanya garam atau zat yang terkandung dalam air tersebut, baik yang tersuspensi maupun yang terlarut.

4.       Kekentalan air dipengaruhi oleh partikel yang terkandung di dalamnya. Semakin banyak yang dikandung akan semakin kental. Di samping itu apabila suhunya semakin tinggi maka kekentalannya akan semakin kecil (encer).

5.       Kekeruhan air disebabkan oleh adanya tidak terlarutkan zat yang dikandung. Sebagai contoh adalah adanya partikel lempung, lanau, juga zat organik ataupun mikroorganisme.

6.       Suhu air juga merupakan sifat fisik dari air. Suhu ini dipengaruhi oleh keadaan sekeliling, seperti musim, cuaca, siang-malam, tempat ataupun lokasinya.

3.2.2      Sifat Kimia

Termasuk dalam sifat kimia adalah kesadahan, jumlah garam terlarut (total dissolved solids atau TDS), daya hantar listrik (electric conductance atau DHL), keasaman, dan kandungan ion.

1.       Kesadahan atau Kekerasan

Kesadahan atau kekerasan (total hardness), adanya kandungan Ca dan Mg. Kesadahan ada dua macam, yaitu kesadahan karbonat dan kesadahan non karbonat. Air dengan kesadahan tinggi sukar melarutkan sabun, oleh karenanya  air tersebut perlu dilunakkan lebih dahulu (Tabel 3-1).

Tabel 3‑1 Klasifikasi air berdasarkan kesadahan

(Hem, 1959; Sawyer dan Mc.Carty, 1994)

Kesadahan (mg/l CaCo3)		Kelas Air
Hem (1959)	Sawyer dan Mc. Carty (1994)
0 – 60	0 - 75	Lunak
61 - 120	75 - 150	Menengah
121 - 180	150 - 300	Keras
> 180	> 300	Sangat keras

 

Jumlah garam terlarut adalah jumlah garam yang terkandung di dalam air. Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut menurut Hem (1959) tertera seperti pada Tabel 3–2, sedangkan menurut David dan De Wiest (1966) tertera seperti pada Tabel 3–3.

Tabel 3‑2 Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut

(Hem, 1959)

Jumlah garam terlarut	Macam Air
(mg/l)
< 3000	Tawar
3000 - 10.000	Asin (moderate saline)
10.000 - 35.000	Sangat asin (very saline)
> 35.000	Asin sekali (briny)

 

Tabel 3‑3 Klasifikasi air berdasarkan jumlah garam terlarut

(Davis dan DeWiest, 1966)

Jumlah garam terlaur	Macam Air
(mg/l)
< 1000	Tawar
1000 - 10.000	Payau  (brackish)
10.000 - 100.000	Cukup asin (moderate  saline)
> 100.000	Asin sekali (briny)

 

Sebagai gambaran adalah air laut mengandung garam-garaman terlarut sekitar 34.000 mg/l.

2.       Daya Hantar Listrik

Daya Hantar Listrik  adalah sifat menghatanrkan listrik dari air. Air yang banyak mengandung garam akan mempunyai DHL tinggi. Pengukurannya dengan alat Electric Conductivity Meter(EC Meter), yang satuannya adalah mikromhos/cm atau μmhos/cm atau μsiemens/cm sering ditulis μS/cm.

Air tanah pada umumnya mempunyai harga 100 - 5000 μmhos. Besaran DHL dapat dikonversikan menjadi jumlah garam terlarut (mg/l), yaitu: 10 m³ μmhos/cm = 640 mg/l  atau 1 mg/l = 1,56 mmhos/cm (1,56 μS/cm)

Hubungan antara harga DHL dengan jumlah garam yang terlarut secara tepat perlu banyak koreksi seperti temperatur pengukuran, maupun tergantung juga dengan jenis garam yang terlarut, tetapi secara umum angka tersebut di atas sedikit banyak dapat mewakili. Hubungan antara harga DHL dan macam air seperti terlihat Tabel 3-4.

Tabel 3‑4 Klasifikasi air berdasarkan harga DHL (dalam Hadipurwo, 2006)

DHL (mmhos/cm pada 25°C)	Macam Air
0,055	Air murni
0,5 - 5,0	Air suling
5 - 30	Air hujan
30 - 2000	Air tanah
35.000 - 45.000	Air laut

 

3.       Keasaman Air

Keasaman air dinyatakan dengan pH, mempunyai besaran mulai dari 1-14. Air yang mempunyai pH 7 adalah netral, sedangkan yang mempunyai pH lebih besar/kecil dari 7 disebut bersifat basa/asam. Jadi air yang mengandung garam kalsium karbonat atau magnesium karbonat, bersifat basa (pH 7,5 - 8), sedangkan yang mempunyai harga pH < 7 adalah bersifat asam, sangat mudah melarutkan Fe, sehingga air yang asam biasanya mempunyai kandungan besi (Fe) tinggi. Pengukuran pH air di lapangan dilakukan dengan pH meter, atau kertas lakmus (Hadipurwo, 2006).

4.       Kandungan Ion

Kandungan ion baik kation maupun anion yang terkandung  di dalam air diukur banyaknya, biasanya dalam satuan part per million (ppm) atau mg/l. Ion-ion yang diperiksa antara lain Na, K, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Cl, SO₄,  CO_2, CO_3, HCO₃, H₂SF,  NH₄,  NO₃, , NO₂, KMn O₄,  SiO₂, boron, ion-ion logam yang biasanya jarang akan tetapi ion ini bersifat sebagai racun antara lain As, Pb, Sn, Cr, Cd, Hg, Co (Hadipurwo, 2006).

3.2.3      Sifat Biologi/Bakteri

Kandungan biologi di dalam air diukur terutama dengan banyaknya bakteri coli. Untuk standar air minum ada batas maksimum kandungan coli yang diperbolehkan

3.3           Standard Kualitas Air tanah 

Seperti telah diuraikan dalam Bab 1, air tanah mempunyai 3 (tiga) fungsi bagi manusia (Toth, 1990) yaitu :

1.        sebagai sumber alam yang dimanfaatkan untuk berbagai keperluan manusia;

2.        bagian dari hidrologi dalam tanah yang mempengaruhi keseimbangan siklus hidrologi global;

3.        sebagai anggota/ agen dari geologi.

Fungsi pertama air tanah bagi manusia adalah untuk memenuhi berbagai keperluan manusia, misalnya untuk minum, memasak, mandi, mencuci, irigasi, dan juga dibutuhkan dalam beberapa proses industri.

Untuk masing-masing keperluan/penggunaan, ada standar kualitas air tanah yang harus dipenuhi, sebagai contoh syarat kualitas air tanah untuk air minum jelas berbeda dengan air tanah untuk proses industri. Standar kualitas air tanah akan dijelaskan pada sub-bab berikut.

3.3.1      Standar Kualitas Air Minum

Standar  kualitas air minum yang digunakan di Indonesia dikeluarkan oleh Departemen Kesehatan RI melalui Keputusan Menteri Kesehatan  Nomor 907 Tahun 2002 tentang Pengawasan Kualitas Air Minum, seperti pada Tabel 3-5. Di samping itu ada standard air minum lainnya, seperti yang dikeluarkan oleh WHO atau negara lain.

Tabel 3‑5 Standar kualitas air minum

No	Unsur	satuan	Minimum yang diperbolehkan	Maksimum yang dianjurkan	Maksimun yang diperbolehkan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34	Suhu Warna Bau dan rasa Kekeruhan pH TDS KMNO4 CO2Agressif Kesadahan Ca Mg Fe Mn Cu Zn Cl SO4 H2S F NH4 NO3 NO2 HNO3 As Pb Se Cr Cn Cd Hg Sinar alfa Sinar Beta Angka kuman Bakteri coli	oC ptoco - unit - mg/l mg/l mg/l oD mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l c/ml c/ml lml 100ml	- - Tidakberbau/berasa - 6,5 - - - 5 - - - - - - - - - - 1,0 - - - - - - - - - - - - -	- 5 Tidak berbau/berasa 5 - 500 - - - 75 30 0,1 0,05 0,05 1 200 200 - - - - - 0,001 - - - - - - - - - -	Suhu udara 50 tidakberbau/berasa 25 9,2 1500 10 0 10 200 150 1,0 0,5 1,5 15 600 400 0 2,0 0 20 0 0,002 0,05 - 0.01 0.05 0,05
					0,01 0,001 10-9 10-8 100 0

 

3.3.2      Kriteria Air Irigasi

Klasifikasi air untuk irigasi dapat dibagi menurut berbagai kriteria, yaitu : DHL, Sodium Adsorption Ratio (SAR), kadar unsur baron, dan sebagainya.

1.       Daya Hantar Listrik

DHL secara tidak langsung menggambarkan banyaknya kandungan garam-garaman dalam air tersebut. Adanya garam ini menyebabkan perubahan pada struktur tanah, selanjutnya kelulusan tanah. Hal ini berdampak pada pertumbuhan tanaman. Batasan banyaknya kandungan garam ini tidak dapat ditetapkan karena tergantung dari jenis tanaman.

2.       Sodium Adsorption Ratio 

Sodium adsorption ratio (SAR) atau bandingan serapan sodium. Kadar unsur sodium (Na) merupakan unsur penting di dalam klasifikasi air irigasi, karena unsur sodium menyebabkan tanah menjadi kurang meluluskan air. Kadar unsur sodium biasanya dinyatakan dalam % sodium, dengan rumus:

% Na =	(Na + K) 100
	Ca + Mg + Na + K

 

di mana kadar ionnya dinyatakan dalam milliequivalent per liter. Bandingan serapan sodium lebih menggambarkan hubungan langsung penyerapan sodium oleh tanah yang ditentukan dengan  persamaan :

SAR =	Na

 

di mana kadar unsur-unsurnya dinyatakan dalam milliequivalent per liter.

Klasifikasi air berdasarkan kadar SAR dikemukakan seperti pada Tabel 3-6.

Tabel 3‑6 Klasifikasi air untuk irigasi berdasarkan harga SAR (dalam Hadipurwo, 2006)

Kelas Air	SAR	Keterangan
Rendah	0 - 10	Bahaya Na atau alkali tidak ada atau sedikit
Menengah	10 - 18	Bahaya Na atau alkali sedang
Tinggi	18 - 26	Bahaya  Na atau alkali besar
Tinggi Sekali	> 26	Bahaya Na atau alkali sangat besar

 

Diagram klasifikasi air irigasi yang didasarkan atas hubungan SAR dan DHL menurut U.S. Salinity Laboratory disajikan pada Gambar 3-3. Dari diagram tersebut dapat diketahui tingkat bahaya kegaraman air untuk keperluan irigasi.

Gambar 3‑3  Contoh diagram klasifikasi air irigasi berdasarkan hubungan SAR dan DHL menurut U.S. Salinity Laboratory (Todd, 1980)

3.       Unsur Boron

Unsur Boron dalam kadar kecil diperlukan dalam pertumbuhan tanaman. Dalam kadar tinggi, unsur boron ini menjadi racun bagi tanaman. Tingginya kadar boron yang dapat diterima oleh tanaman tergantung dari jenis tanamannya. Tanaman seperti lemon dan anggur sangat sensitif terhadap boron, sedangkan jagung, tomat dan kentang lebih toleran terhadap boron, apalagi wortel, ketimun dan bawang.

Contoh salah satu klasifikasi air untuk irigasi menurut Wilcox, 1955  (vide Todd, 1980, h. 302) yang didasarkan atas persen sodium, DHL dan kandungan unsur boron  disajikan pada Tabel 3-7.

Tabel 3‑7 Klasifikasi kualitas air untuk irigasi

Klasifikasi	Persen Sodium	DHL  ()	Boron (mg/l)
			Tanaman Sensitif	Tanaman Semi-toleran Crops	Tanaman Toleran
Sangat bagus (excellent)	< 20	< 250	< 0.33	< 0.67	< 1.00
Bagus (good)	20-40	250-750	0.33-0.67	0.67-1.33	1.00-2.00
Diizinkan (permissible)	40-60	750-2,000	0.67-1.00	1.33-2.00	2.00-3.00
Meragukan (doubtful)	60-80	2,000-3,000	1.00-1.25	2.00-2.50	3.00-3.75
Tak cocok (unsuitable)	> 80	> 3,000	> 1.25	> 2.50	> 3.75

3.3.3      Kriteria Air Industri

Perbedaan kualitas air tanah dari air permukaan adalah pada fluktuasi mutu air. Fluktuasi mutu air tanah, baik kimia maupun sifat fisiknya, lebih kecil daripada air permukaan. Dengan demikian pemurnian air tanah prosesnya lebih mudah daripada air permukaan, yang berfluktuasi sangat besar.

Tabel 3‑8 Kriteria air untuk industri - 1 (Todd, 1980)

Industri Kimia	AC	Konveksi	Makanan
			Pencucian	Umum
Kekeruhan (unit)	-	-	1	1-10
Warna (unit)	-	-	50-20	5-10
Bau dan Rasa	Rendah	Rendah	Tak ada	Rendah
Zat terlarut	-	50-100	850	850
Kesadahan (CaCO3)	-	Lunak	13	10-250
Alkalinitas (CaCO3)	-	-	-	30-250
PH (unit)	-	> 7	-	-
Cl (mg/l)	-	-	250	-
SO4 (mg/l)	-	-	-	-
Fe (mg/l)	0,5	0,2	-	0,2
Mn (mg/l)	0,5	0,2	-	0.2
Fe & Mn (mg/l)	0,5	0,2	0,1	0,2-0,3
H2S (mg/l)	-	0,2	-	-
F (mg/l)	-	-	0,1	1,0
Lain-lain	Tidak korosif	Dapat diminum	Dapat diminum non zat organik

 

Oleh karena itu sumberdaya air tanah yang cukup dengan kualitas air tanah yang memadai, menjadi pilihan utama dalam penentuan mendirikan pabrik. Rekomendasi batas kandungan unsur kimia bagi proses dalam berbagai industri tertentu menurut Todd (1980) dapat dilihat pada Tabel 3-8 dan Tabel 3-9.

Tabel. 3‑9 Kriteria air untuk industri - 2 (Todd, 1980)

Industri Kimia	Es	Kertas Pulp	Gula	Tekstil
Kekeruhan (unit)	5	10	-	0,4-25
Warna (unit)	5	5	-	0-70
Bau dan Rasa	Rendah	-	-	-
Zat terlarut	170-1300	200	Rendah	-
Kesadahan (CaCO3)	-	100	Rendah	0-50
Alkalinitas (CaCO3)	-	75	-	-
PH (unit)	-	-	-	-
Cl (mg/l)		-	20	100
SO4 (mg/l)	-	-	20	100
Fe (mg/l)	0,2	0,1	0,1	0,1-1,0
Mn (mg/l)	0,2	0,05	-	0,05-1,0
Fe & Mn (mg/l)	0,2	-	-	0,2-1,0
H2S (mg/l)	-	-	-	-
F (mg/l)	1,5	-	-	-
Lain-lain			Ca : 20 Mg : 13 HCO3 : 100 Bebas organis saprophit	Tak ada logam berat;       CO3:13        Mg : 5 HCO3 : 200mg/l

 

3.4           Penurunan Kualitas Air Tanah

Beberapa faktor lingkungan yang menyebabkan menurunnya kualitas air, yaitu (Hadipurwo, 2006) :

1.        Penggunaan pupuk di daerah pertanian.

2.        Limbah pabrik baik cair maupun padat.

3.        Tempat pembuangan sampah.

4.        Sungai yang kotor.

5.        Tangki jamban di daerah pemukiman.

Di samping itu air tanah yang semula tawar di daerah imbuhan akan menjadi payau bahkan asin ketika mendekati garis pantai karena adanya intrusi air laut ke daratan. Hal ini akibat pemompaan air tanah tawar yang berlebihan di daerah pantai yang melampaui kemampuan pasokan air yang datang dari daerah imbuhannya

3.4.1      Sumber Kontaminan 

Berdasarkan OTA (Office of Technology Assesment, USA) (1984) sumber kontaminan dibagi menjadi 6 kategori yaitu :

1.       Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk membuang dan mengalirkan  zat atau substansi.

2.       Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan yang dirancang untuk mengolah atau membuang zat atau substansi.

3.       Sumber yang berasal dari tempat atau kegiatan transportasi zat atau substansi.

4.       Sumber yang berasal dari konsekuensi suatu kegiatan yang terencana.

5.       Sumber yang berasal dari kegiatan yang menyebabkan adanya jalan masuk bagi air terkontaminasi masuk ke dalam akuifer.

6.       Sumber kontaminan yang bersifat alamiah atau terjadi secara alamiah, tetapi (terjadinya) pengaliran atau penyebarannya disebabkan oleh aktivitas manusia.

3.4.2      Kontaminan Anorganik 

Akibat adanya aktivitas antropogenik yang sangat tinggi, contohnya dalam industri logam dan kimia, industri pertambangan, dan penggunaan pupuk. maka kemungkinan adanya kontaminan anorganik dalam tanah sangat besar dalam bentuk garam terlarut. Selain itu bentuk gas juga terlarut dalam tanah, seperti nitrogen, karbondioksida, metana, oksigen, dan hidrogen sulfida. Namun juga perlu diketahui bahwa aktivitas manusia juga memungkinkan sebagai penyebab munculnya zat pencemar dalam tanah, terutama senyawa xenobiotic.

Pada Tabel 3-10 dan Tabel 3-11 berikut akan diuraikan macam – macam pencemar baik pencemar logam dan kation, serta pencemar nonlogam dan anion serta contoh penggunaan pencemar tersebut.

Tabel. 3‑10 Pencemar logam dan kation (Notodarmojo, 2005)

Jenis Pencemar	Contoh Penggunaannya
Aluminium	Campuran logam (alloy), industri listrik, bahan bangunan, cat, dan perlengkapan mesin
Antimon	Campuran logam, solder, mesin – mesin untuk temperatur tinggi
Arsen	Campuran logam, zat warna, insektisida, herbisida, dan racun tikus
Barium	Campuran logam, pelumas
Berylium	Campuran logam untuk teknologi ruang angkasa, reaktor nuklir, bahan aditif untuk bahan bakar roket
Cadmium	Campuran logam, pelapis (coating), bahan untuk baterai, perlengkapan elektrik, cat, fotografi, dan fungisida
Calcium	Campuran logam, pupuk, bahan pereduksi
Chromium	Campuran logam, lapisan pelindung, cat, penelitian bidang nuklir dan temperatur tinggi
Cobalt	Campuran logam, keramik, minuman, cat, gelas / kaca, katalis, percetakan, dan electroplating
Copper	Campuran logam, cat, kabel listrik, mesin–mesin,electroplating, jaringan pipa, dan insektisida
Besi	Campuran logam, mesin, dan bahan konstruksi
Timbal (lead, plumbum)	Campuran logam, baterai, aditif pada bensin, cat, pelindung radiasi
Lithium	Campuran logam, industri farmasi, baterai, solder, dan propelant
Magnesium	Campuran logam, baterai, pyroteknik, alat – alat presisi, dan cermin optik
Mangan	Campuran logam, katalis
Air raksa (mercury)	Campuran logam, industri tambang emas rakyat, perlengkapan elektrik, industri farmasi
Molybdenum	Campuran logam, pigmen, pelumas
Nikel	Campuran logam, electroplating, keramik, baterai, dan katalis
Palladium	Katalis, campuran logam, lapisan pelindung, industri perhiasan (jewelry), dan perlengkapan listrik
Kalium (potassium)	Campuran logam, katalis, pupuk
Selenium	Campuran logam, katalis, keramik, dan elektronik
Perak (silver)	Campuran logam, fotografi, industri kimia, perhiasan, katalis
Natrium (sodium)	Industri kimia, katalis, pendingin dan reagen dalam laboratorium kimia
Thallium	Campuran logam, industri gelas/kaca, fotoelektrik, pestisida
Titanium	Campuran logam, material, lapisan pelindung
Vanadium	Campuran logam, electroplating, katalis, sinar X
Zinc	Campuran logam, electroplating, elektronik, automotif, fungisida, atap

 

Tabel 3‑11 Pencemar non logam/ anion (Notodarmojo, 2005)

Jenis Pencemar	Contoh Penggunaannya
Amoniak	Pupuk, industri kimia, pewarna, serat sintetis
Boron	Campuran logam, serat dan filamen, semi konduktor, propellant
Klorida	Industri kimia, pengolahan air, bahan anti api, industri makanan
Sianida	Produksi polimer, bahan pelapis, metalurgi, dan pestisida
Fluorida	Pasta gigi, aditif untuk air minum, peleburan aluminium
Nitrat	Pupuk dan pengawet makanan
Nitrit	Pupuk dan pengawet makanan
Phospat	Pupuk, deterjen, food additives
Sulfat	Pupuk, pestisida, industri kimia
Sulfit	Industri pulp, pengawet makanan

 

3.4.3      Kontaminan Organik 

Selain kontaminan anorganik yang memiliki jumlah cukup besar dalam kandungan tanah, ada juga kontaminan lain yang juga memiliki jumlah cukup besar dalam kandungan tanah, yaitu kontaminan organik. Hal tersebut disebabkan oleh makin banyaknya bermunculan produk-produk baru yang menggunakan zat–zat kimia yang untuk uji keamanannya memerlukan waktu yang cukup lama, namun para produsen tidak memperdulikan hal itu mereka tetap saja menggunakan zat–zat kimia tersebut. Selain penggunaan zat–zat kimia dalam produk-produk baru, dewasa ini lingkungan juga ikut tercemar akibat pengelolaan limbah yang kurang baik contohnya hidrokarbon.

Sifat – sifat molekuler yang penting dari zat organik dalam hubungannya dengan pencemaran antara lain :

1.        Struktur molekul.

2.        Kelarutan dalam air.

3.        Kemampuan untuk menguap.

4.        Kerapatan.

5.        Toksisitas.

3.4.4      Kontaminan Mikrobiologis 

Secara alamiah, tanah dan air tanah mengandung mikroorganisme. Variasi jenis dan jumlahnya sangat beragam, tergantung kondisi, lokasi, dan faktor alam lainnya. Tanah sendiri merupakan lingkungan hidup bagi jutaan mikroorganisme, seperti misalnya bakteri, virus, jamur, protozoa dan nematoda, sedangkan air tanah, selain dibutuhkan untuk kehidupan mikroorganisme, juga merupakan medium untuk pergerakan mikroorganisme tersebut. Banyak di antara mikroorganisme tersebut bersifat patogen baik terhadap manusia maupun makhluk hidup lainnya. Konsentrasi berlebihan dari mikroorganisme biasanya merupakan akibat kontaminasi (Hadipurwo, 2006).

Perhatian perlu diberikan kepada mikroorganisme patogen, yang dapat membahayakan kehidupan manusia maupun makhluk hidup lainnya. Sumber kontaminan mikroorganisme untuk tanah dan air tanah adalah air buangan domestik, baik dalam bentuk resapan atau bocoran dari tangki jamban, pipa/saluran air buangan maupun luberan pengolahan limbah yang tidak sempurna. Sedangkan mikroorganisme patogen berasal dari ekskreta manusia atau makhluk hidup lainnya yang menderita atau pembawa penyakit (carrier) tersebut. Sumber lain adalah buangan dari tempat pemotongan hewan dan tumbuhan yang tumbuh di daerah atau tanah yang telah tercemar oleh mikroorganisme tersebut. Dalam air buangan domestik, kisaran jumlah bakteri 1-38 x 10⁶/ml bukan merupakan hal yang aneh. Seringkali lingkungan tanah dan air tanah mendukung kehidupan mikroorganisme tersebut untuk suatu periode yang cukup lama (Hadipurwo, 2006).

Masalah gangguan kesehatan pada manusia yang disebabkan oleh mikroorganisme patogen tersebut di atas merupakan masalah serius, baik ditinjau dari efek terhadap manusia, maupun jumlah yang terkena penyakit. Menurut WHO, jumlah manusia yang menderita penyakit yang disebabkan oleh mikroorganisme diperkirakan mencapai 1,25 miliar. Umumnya penyakit tersebut tertular melalui air (waterborne deceases). Untuk penyakit yang mengakibatkan diare saja, diperkirakan telah membunuh 6 juta kanak-kanak balita di negara sedang berkembang setiap tahun (Horan,1990).

Mikroba patogen mempunyai persistensi yang berbeda dalam lingkungan di luar tubuh manusia. Beberapa jenis intestinal parasit dapat hidup dalam lingkungan di luar tubuh manusia. Mikroorganisme seperti jamur akan membuat spora yang memungkinkan perkembangbiakan pada kondisi yang memungkinkan. Sedangkan jenis nematoda dapat membentuk kista yang juga tahan terhadap lingkungan yang tidak baik, kemudian akan berkembang biak bila lingkungannya memungkinkan.

3.4.5      Material Radioaktif 

Material radioaktif, yang disebut sebagai radio nuklida atau radio isotop merupakan material yang memancarkan sinar radio aktif, yaitu partikel α, dan sinar g. Pencemaran tanah dan air tanah oleh limbah radio aktif umumnya disebabkan oleh limbah dan aktivitas pertambangan bahan radio aktif, limbah tumpahan atau kebocoran tempat penyimpanan limbah radioaktif yang biasanya dikubur dalam tanah, misalnya berasal dari pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), reaktor nuklir, rumah sakit serta laboratorium yang menggunakan bahan radio aktif. Pencemaran tanah dan air tanah oleh limbah nuklir dan limbah radio aktif banyak terjadi di negara maju dan yang menggunakan energi nuklir (Hadipurwo, 2006).

Ada dua hal penting yang menyangkut material radio aktif, yaitu :

1.        Daya tembus dan daya ionisasinya.

2.        Persistensi atau umur radio aktivitasnya.

Paparan radio aktif mennyebabkan kerusakan pada sel, yang mengakibatkan kematian atau perubahan genetis. Hal ini antara lain karena energi radiasi yang sangat tinggi dan mampu mengionisasi benda terpapar. Beberapa penyakit yang ditimbulkan akibat radiasi antara lain leukimia dan tumor kelenjar ludah (Soemirat, 1994). Radiasi oleh sinar radio aktif juga diduga dapat mempengaruhi atau menyebabkan kelainan genetis dan kerusakan organ reproduksi. Efek radiasi tergantung dari jenis partikel dan tubuh yang terkena radiasi. Beberapa material radio aktif yang diketahui bersifat karsinogenik, antara lain ²³⁹Pu, ²²⁶Ra, dan ²²²Rn (Rothman, 1986).

3.5           Intrusi Air Laut 

Intrusi air laut disebabkan karena pengelolaan sumber air tanah yang tidak teratur. Adanya intrusi air laut ini merupakan permasalahan dalam pemanfaatan air tanah di daerah pantai, karena berakibat langsung pada mutu air tanah (Hadipurwo, 2006).

Air tanah yang tadinya layak digunakan untuk air minum karena adanya intrusi air laut, mutunya mengalami degradasi sehingga tidak layak lagi digunakan untuk air minum. Ataupun kalau terpaksa tetap akan dimanfaatkan melalui pengolahan terlebih dahulu.

3.5.1      Kualitas Air Laut 

Air laut terutama dikenal karena kadar garam  NaCl yang tinggi. Sesungguhnya kandungan kimiawi air laut tidak hanya garam NaCl yang terlarut, tetapi juga mengandung beberapa macam kation dan anion dengan konsentrasi yang cukup tinggi. Umumnya kadar garam dalam air laut dianggap 35 bagian perseribu, atau parts per thousand (ppt), walaupun terdapat variasi yang cukup tinggi, seperti misalnya untuk daerah kering, seperti Laut Merah, Laut Tengah kadar garamnya diatas 35 ppt. Dalam tabel di bawah dijelaskan mengenai komposisi tipikal dari ion – ion yang berada dalam air laut dengan kadar garam 35 ppt. Selain ion – ion tersebut diatas air laut juga mengandungtrace elements, nutrient, dan zat organik terlarut (DOM, dissolved organic matter).

Tabel 3‑12 Kandungan ion-ion utama air laut dengan kegaraman 35 ppt

(Cox, 1966; Libes, 1992; Notodarmojo, 2005)

Jenis ion	Konsentrasi
Klorida	19,344
Sodium (natrium)	10,773
Sulfat	2,712
Magnesium	1,294
Kalsium	0,412
Kalium	0,399
Bikarbonat	0,142
Bromida	0,0674
Strontium	0,0079
Boron	0,00445
Fluorida	0,00128

 

Selain ion – ion yang terdapat pada Tabel 3-12, air laut juga mengandung trace elements seperti Ni, Li, Fe, Mn, Zn, Cu, Hg, nutrien, dan zat organik terlarut (Hadipurwo, 2006).

3.5.2      Pengaruh Kegaraman

Kandungan garam, yang menyatakan jumlah ion yang terlarut per satuan berat air dinyatakan sebagai kegaraman  (s). Kegaraman didefinisikan sebagai berikut (Libes, 1992):

s (%) =  x 1000                                                    3‑1         

Karena rasio massa dikalikan dengan angka 1000, maka satuan dari kegaraman adalah ppt. Kadar garam air laut bervariasi, tetapi umumnya mempunyai kisaran 33 sampai 37 ppt. Kegaraman diukur dengan alat yang disebut salinometer. Selain ditunjukkan dengan kegaraman, kandungan garam air laut juga sering dinyatakan dalam klorinitas, yang dinyatakan dengan suatu persamaan empirik:

Kegaraman = 1,80655 x klorinitas

Di mana klorinitas didefinisikan sebagai massa (dalam gram) ion halida, yang dinyatakan sebagai ion klorida, yang dapat diendapkan dari 1.000 gram air laut oleh Ag⁺. Perlu ditambahkan bahwa penggunaan klorinitas sebagai ukuran digunakan sebelum ditemukannya alat salinometer yang praktis.

Kadar garam atau kegaraman akibat intrusi air laut terhadap air tanah yang tawar ditinjau dari potensi pemanfaatan air tanah tersebut merugikan. Sebagai contoh, batas maksimum kandungan klorida menurut Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor 416 Tahun 1990 untuk air minum adalah 250 mg/l, dan 500 mg/l untuk air bersih. Akibat intrusi, kadar klorida dapat melebihi nilai tersebut dan menimbulkan rasa payau atau asin. Sedangkan ambang rasa payau/asin yang umumnya dapat diterima oleh manusia untuk air minum berkisar 600 mg/l klorida. Dengan demikian, air dengan kadar klorida di atas 600 mg/l praktis tidak dapat digunakan untuk sumber air minum maupun air bersih, walaupun kandungan garam sampai jumlah tertentu diperlukan oleh tubuh manusia.

1.       Pengaruh Kegaraman terhadap Tanaman

Pengaruh kegaraman pada tanaman dikaitkan pada dua hal yang penting  (O'Leary, 1970), yaitu toleransi dan respons tanaman. Setiap tanaman mempunyai toleransi  yang  berbeda-beda terhadap kegaraman. Pengertian toleransi tanaman terhadap kegaraman adalah dalam kaitannya dengan produksi yang dihasilkannya. Sebagai contoh yang dilakukan oleh para peneliti dari Laboratorium Kegaraman Departemen Pertanian di California (1954) menyimpulkan bahwa tanaman padi pada tanah yang kadar garamnya melebihi 1.920 mg/l  akan terjadi penurunan produksi sebesar 16 %. Respon  tanaman terhadap kegaraman berpengaruh terhadap  dua hal yaitu (Kodoatie, 1996) :

·      Penurunan jumlah air yang diantarkan ke daun akibat air berubah menjadi  air  asin.  Semakin  besar  air  asinnya semakin besar pula penurunan kuantitas airnya.

·      Makin besar kadar garam menyebabkan zat cytokinin (substansi yang mengontrol daun) berkurang sehingga  daun akan cepat menjadi layu.

Sehubungan dengan kegaraman, Foth (1991) membuat suatu pedoman sederhana untuk mengetahui secara praktis, seberapa jauh kegaraman dapat mempengaruhi tanaman. Foth (1991) membagi kegaraman tanah yang diukur dari nilai EC nya menjadi 5 kategori, dan pengaruhnya secara umum terhadap tanaman, yaitu:

·      EC   0 – 1 μmhos/cm         : pengaruh kegaraman dapat diabaikan.

·      EC  1  - 4 μmhos/cm          :  produktivitas tanaman yang sensitif mulai terganggu.

·      EC  4  - 8 μmhos/cm          :  produktivitas beberapa tanaman mulai terganggu.

·      EC  8  - 16 μmhos/cm        :  hanya tanaman yang toleran yang dapat memberikan hasil yang baik.

·      EC  > 16 μmhos/cm           :  hanya tanaman yang sangat toleran yang dapat memberikan hasil yang sedikit memuaskan.

2.       Pengaruh kegaraman terhadap tanah

Dampak kegaraman yang dominan adalah pada proses terjadinya erosi tanah. Seperti diketahui bahwa secara umum tanah dapat dibedakan menjadi dua kategori. Pertama adalah tanah bertekstur halus  yang  terdiri dari lempung dan lanau  dan  tanah  bertekstur  kasar. Jenis yang pertama mempunyai 2 jenis struktur yaitu struktur dengan  unsur  Na⁺  dominan (dispersed ) dan struktur dengan unsur Ca⁺⁺ dominan (floculated ). Untuk struktur dengan  unsur  Na⁺  dominan hanya baik pada daerah  dengan kegaraman rendah dan sebaliknya untuk struktur dengan unsur Ca⁺⁺ dominan (Kodoatie, 1996).

Sangat sulit membedakan struktur ini secara akurat dalam kaitannya pada ketahanan terhadap erosi. Secara umum ditemukan bahwa tanah bertekstur halus akan lebih stabil terhadap erosi bila jumlah total kosentrasi kadar garam di dalam air meningkat, sebaliknya erosi yang terjadi pada tanah bertekstur kasar hanya tergantung dari ketahanannya terhadap gaya gravitasi (Jenkin dan Moore, 1984).

3.5.3      Kerapatan (Density) Air Laut

Dengan kadar kegaraman 35 ppt, dan temperatur 4^oC, air laut mempunyai kerapatan 1,0278 g/cm³. Nilai kerapatan tersebut sesungguhnya lebih tinggi dari perhitungan teoritis berdasarkan massa garam terlarut dan massa airnya, yang bila dihitung mempunyai nilai 1,0192 g/cm³ pada temperatur yang sama (Notodarmojo, 2005).

Hal ini disebabkan oleh adanya suatu fenomena yang disebut sebagai pembatasan elektrik (electrorestriction). Pembatasan elektrik merupakan suatu fenomena di mana molekul air berkumpul di sekitar kation (Na⁺), membentuk semacam kantung larutan, yang menyebabkan larutan tersebut lebih padat dan lebih berat (Horne, 1968).  Perhitungan kerapatan  air laut (Notodarmojo, 2005) adalah sebagai berikut:

Kerapatan air dan NaCl pada temperatur tersebut berturut – turut adalah 1000 g/cm³ dan 2,165 g/cm³.

Dengan data di atas, maka secara teoritis kerapatan  air laut dengan kadar garam 25 ppt adalah:

Massa air                                  : 965 gr

Massa garam                           : 35 gr

Volume air                                : 965 cm

Volume garam                         : 16,17 cm³

Kerapatan air laut 35 ppt =  = 1,0192 gr/cm³

Dalam kenyataannya, kerapatan  air laut tersebut adalah 1,0278 gr/cm³ (Libes, 1992). Metoda untuk menghitung kerapatan air yang telah memperhitungkan faktor koreksi di atas adalah sebagai berikut:

rs = s / 1000 + 1                                                                                              3‑2                                                                

Di mana r_s adalah kerapatan air laut bergaram, gr/cm³, s adalah faktor koreksi akibat electrorestriction, yang tergantung pada kegaraman dan temperatur. Nilai s dapat dilihat dalam Tabel 3-13 untuk temperatur 4^oC, 10^oC, 20^oC, dan 25^oC.

Dengan menggunakan persamaan 3-2 untuk temperatur 4^oC dan kegaraman 35 ppt diperoleh:

r_{s =}   + 1 = 1,0278

Tabel 3‑13 Kegaraman air laut (Libes, 1992)

Kegaraman (ppt)	Temperatur (oC)
	4	10	20	25
0	0,06	-0,21	-1,71	-2,87
2	1,66	1,35	-0,19	-1,37
4	3,25	2,91	1,33	0,14
6	4,85	4,47	2,85	1,64
8	6,44	6,02	4,36	3,14
10	8,03	7,58	5,87	4,63
12	9,61	9,13	7,38	6,13
14	11,19	10,68	8,90	7,63
16	12,77	12,23	10,41	9,12
18	14,36	13,78	11,93	10,62
20	15,94	15,33	13,43	12,11
22	17,52	16,88	14,94	13,61
24	19,10	18,43	16,45	15,10
26	20,68	19,98	17,96	16,60
28	22,26	21,53	19,47	18,10
30	23,75	23,08	20,99	19,60
32	25,43	24,64	22,50	21,10
34	27,01	26,19	24,02	22,61
35	27,81	26,97	24,78	23,26

 

3.5.4      Keseimbangan Air Tanah (Tawar) dan Air Asin

Intrusi air laut pada akuifer pantai adalah masuknya air laut di bawah permukaan tanah melalui akuifer di daerah pantai. Hubungan antara air tanah (tawar) dengan air asin pada akuifer pantai dapat dilihat pada Gambar 3-4.

(a)

(b)

Gambar 3‑4 Kesetimbangan antara air tanah (tawar) dengan air asin pada akuifer pantai, (a) pada kondisi statis, (b) pada kondisi air tanah (tawar) bergerak ke laut (Hubbert, 1940 dalam Freeze & Cherry, 1979).

Pada kondisi statis dari Gambar 3-4a dengan sudut a < 90^o, r_s adalah kerapatan air laut dan r_f adalah kerapatan air tanah (tawar), berat unit kolom air tanah (tawar) dari muka air tanah (water table) hingga interface (Z _w + Z _s) sama dengan berat unit air laut dari muka air laut hingga kedalaman interface (Z _s). Sehingga akan didapat persamaan r_s g = r_f g (Z _w + Z _s ) atau

Z _s    = 

Pada kondisi r_s = 1,025 dan r_f  = 1,0, akan didapatkan

Z _s  = 40Z _w                                                                                   3‑3   

Persamaan 3-3 disebut hukum Ghyben-Herzberg. Dari persamaan ini, jika perubahan muka air tanah adalah DZ _s  maka akan didapatkan persamaan   DZ _s  = 40DZ _w  artinya pada kondisi statis, setiap penurunan muka air tanah 1 m, batas antara air tanah (tawar) dengan air asin akan naik sebesar 40 m. Pada kondisi alami sebenarnya seperti terlihat pada Gambar 3-4b, kondisinya dinamis sehingga hukum Ghyben-Herzberg tidak sepenuhnya berlaku.

Suharyadi (1984) mengusulkan 4 metode untuk mengendalikan intrusi air laut, yaitu:

(i)           mengurangi pemompaan air tanah di daerah pantai,

(ii)         membuat pengimbuhan air tanah buatan (artificial recharge) pada akuifer pantai,

(iii)        memompa air laut yang terletak di akuifer pantai,

(iv)       membuat penghalang di bawah tanah di daerah pantai.

Sumber : http://pag.bgl.esdm.go.id/siat/?q=content/kandungan-unsur-dalam-air-tanah