PKMP-2-10-1

KAJIAN PENYEBARAN LIMBAH CAIR BAWAH PERMUKAAN

BERDASARKAN SIFAT KELISTRIKAN BATUAN DI LOKASI

PEMBUANGAN AKHIR (LPA) BENOWO SURABAYA

Suparmanto, Agus M.U., Rahmadana A. Laboratorium

Geofisika, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya

ABSTRAK

Sebagai lokasi pembuangan akhir (LPA) sampah, LPA Benowo merupakan satu-

satunya depo akhir sampah kota Surabaya. Timbunan sampah merupakan sumber

polutan, di antaranya polutan cair hasil pembusukan sampah yang biasa disebut

lindi (leachate). Lindi dapat mencemari lingkungan sehingga dapat berdampak

pada penurunan mutu pada lingkungan hidup sekitarnya. Sementara itu,

Kecamatan Benowo dan sekitarnya pada khususnya dan daerah Surabaya Barat

pada umumnya saat ini sedang mengalami perkembangan sosial ekonomi secara

pesat. Dengan demikian, perlu dilakukan penelitian pola penyebaran lindi dari

LPA ke daerah sekitarnya, khususnya potensi pencemaran lingkungan melalui

bawah permukaan tanah yang bersifat laten dan sulit dipantau. Pada penelitian

ini telah dilakukan pengamatan sifat kelistrikan di daerah LPA Benowo dan

sekitarnya dengan menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas untuk mengetahui

pola penyebaran polutan cair (lindi) pada daerah LPA Benowo. Hasil korelasi

antara pengukuran resistivitas dan analisa data bor menunjukkan adanya pola

penyebaran lindi pada daerah LPA Benowo dan sekitarnya. Pola penyebaran

limbah cair di LPA Benowo adalah ke arah timur pada kedalaman 1 meter, 2

meter, serta pada kedalaman 6 meter.

Kata kunci : lindi, resistivitas, LPA Benowo

PENDAHULUAN

Sampah merupakan masalah bagi hampir semua orang, terutama bila

menyangkut jenis sampah yang tidak bisa dilebur oleh alam misalnya sampah

rumah tangga atau sampah industri. Bila dalam skala kecil semisal pada rumah

tangga atau lingkungan sekitar sampah sudah menjadi sumber pencemaran yang

meresahkan baik secara langsung maupun tidak, maka dapat dibayangkan apabila

skala itu adalah untuk daerah Lokasi Pembuangan Akhir (LPA). LPA Benowo

merupakan satu-satunya lokasi tempat pembuangan akhir sampah di Surabaya,

sehingga seluruh sampah di daerah Kotamadya Surabaya dan sekitarnya berakhir

di sana. Secara geografis, LPA Benowo Surabaya berada di antara 112°37’58 BT

- 112°38’01 BT dan 7°13’02 LS - 7°13’19 LS. Secara geologi, LPA Benowo

berada di daerah Benowo yang termasuk lembar Surabaya (Sukardi, 1992).

Pengelolaan LPA yang kurang dapat memenuhi dan memperhatikan

kaidah pengelolaan sampah dapat menimbulkan permasalahan yang lebih serius.

Umumnya sampah organik dan anorganik tidak dipisahkan di LPA. Akibatnya

dikhawatirkan masih terdapat rembesan atau resapan akibat timbunan sampah

yang dapat mencemari air tanah bawah permukaan di lokasi (Bahri, 2001). Air

tanah yang sudah tercemar oleh limbah cair (logam berat atau fluida beracun)

dapat membahayakan masyarakat di sekitarnya. Oleh karena itu, informasi

PKMP-2-10-2

mengenai pola penyebaran limbah cair bawah permukaan sangat diperlukan untuk

menghindarkan masyarakat dari bahaya pencemaran limbah cair bawah

permukaan tersebut.

Untuk menyikapi masalah tersebut dilakukanlah penelitian sifat kelistrikan

daerah LPA Benowo dan sekitarnya dengan menggunakan metoda geolistrik.

Metode geolistrik merupakan metode yang digunakan untuk mempelajari sifat

aliran listrik di dalam bumi dengan cara mendeteksinya di permukaan bumi

(Hendrajaya,1990). Salah satu metode geolistrik yang sering digunakan dalam

pengukuran aliran listrik dan untuk mempelajari keadaan geologi bawah

permukaan adalah dengan metode resistivitas (Telford dkk, 1990). Metode

geolistrik resistivitas dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu metode

resistivitas Mapping dan metode resistivitas Sounding atau VES - Vertical

Electrical Sounding (Koefoed, 1979) dan (Bhattacharya dan Patra, 1986).

Tujuan yang ingin dicapai dari PKMP ini adalah penggunaan metode

resistivitas Sounding untuk mengkaji penyebaran limbah cair bawah permukaan di

LPA Benowo Surabaya dan penggunaan analisa sampel di laboratorium untuk

dikorelasikan dengan data pengukuran di lapangan sehingga diperoleh pola

penyebaran limbah cair bawah permukaan yang lebih akurat.

Luaran PKMP akan berupa sebuah laporan yang berisi informasi akurat

mengenai penyebaran limbah cair bawah permukaan di LPA Benowo Surabaya,

selanjutnya dapat digunakan untuk memberikan informasi kepada pihak terkait,

dalam hal ini Dinas Kebersihan, Dinas Lingkungan hidup dan Pemkot Surabaya.

Dengan informasi ini, diharapkan pihak-pihak di atas dapat melakukan tindakan

preventif untuk mengurangi dampak negatif akibat kontaminasi limbah cair LPA Benowo Surabaya.

Kegunaan yang lain adalah memberikan informasi kepada masyarakat

mengenai daerah-daerah yang sudah tercemar limbah cair LPA Benowo Surabaya.

Informasi ini dapat dimanfaatkan untuk menumbuhkan simpati dan empati

terhadap permasalahan lingkungan hidup, khususnya pencemaran lingkungan

akibat limbah cair dari sampah.

METODE PENDEKATAN

PKMP ini dilaksanakan selama 5 (lima) bulan pada bulan Februari-Juni

2006. Bahan dan peralatan yang digunakan untuk mendukung kegiatan PKMP ini

adalah sebagai berikut:

1. GPS (Global Positioning System) 1 set

2. Resistivity-Meter merek “Tigre Campus” 1 set

3. Piranti lunak IP2WIN Resistivity Sounding Interpretation 1 set

4. Piranti lunak SURFER versi 7.0 1 set

5. Peralatan Bor Dangkal 1 set

6. Automatic LCR Meter 1 set

7. Aquades secukupnya

8. Larutan NaCl 99% secukupnya

Pemetaan lokasi dilakukan untuk menentukan panjang lintasan dan titik ukur.

Selain itu, seluruh posisi titik ukur ditentukan dengan menggunakan GPS. Hasil

pemetaan lokasi berupa 9 (sembilan) titik pengambilan data resistivitas (VES) dan

PKMP-2-10-3

6 (enam) titik pengambilan data bor. Lokasi pengambilan data disajikan pada

Gambar 1.

U

Gambar 1. Lokasi Titik VES dan Titik Bor

Pengambilan data resistivitas (VES) dilakukan pada 9 titik ukur dan

lintasan yang telah ditentukan pada Gambar 1. Data VES yang diperoleh

kemudian diolah dengan menggunakan piranti lunak IP2WIN Resistivity Sounding

Interpretation 3.0.1.a dari Moscow State University yang menghasilkan kurva

lapangan dan resistivity cross-section. Langkah selanjutnya adalah membuat

kontur sebaran resistivitas berdasarkan kedalamannya yang didapatkan dari hasil

pengolahan data VES dengan menggunakan piranti lunak Surfer versi 7.0 dari

Golden Software Inc. Kontur sebaran resistivitas digambarkan dalam setiap

kedalaman dengan spasi 1 meter hingga kedalaman 6 meter.

Pengambilan data bor dilakukan dengan menggunakan bor dangkal

bekerjasama dengan Laboratorium Geofisika ITS. Pengeboran dilakukan

sebanyak 6 titik dan pengambilan sampel dilakukan pada tiap kedalaman 1 meter

hingga kedalaman 6 meter. Total sampel tanah hasil pengeboran yang didapatkan

adalah sebanyak 36 sampel.

Sampel tanah hasil pengeboran dianalisa di laboratorium untuk

mendapatkan nilai resistivitasnya. Sampel batuan yang akan diukur dipadatkan

dan dimasukkan ke dalam tabung elektroda berupa bahan non-konduktif (plastik

PVC) berbentuk silinder dengan diameter 3 cm dan panjang 10 cm. Setelah itu

larutan elektrolit dimasukkan ke dalam tabung hingga sampel di dalam tabung

tersaturasi penuh. Dalam pengukuran ini terdapat 5 buah tabung dengan kadar

larutan yang berbeda, yaitu sampel dengan larutan aquades, sampel dengan

konsentrasi larutan NaCl 3 gr/ltr (Larutan I), NaCl 20 gr/ltr (Larutan II), NaCl 50

gr/ltr (Larutan III), dan NaCl 100 gr/ltr(Larutan IV). Setelah itu resistivitasnya

diukur dengan menggunakan Automatic LCR Meter di Laboratorium Elektronika

Fisika ITS.

PKMP-2-10-4

Hasil pengolahan data VES dan hasil analisa laboratorium dikorelasikan

dan dianalisa untuk mendapatkan nilai resistivitas tanah yang sesuai. Nilai

resistivitas tanah tersebut kemudian diinterpretasikan dalam bentuk pola

penyebaran limbah cair bawah permukaan di LPA Benowo Surabaya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Metode resistivitas VES dilakukan untuk memperoleh distribusi tahanan

jenis secara vertikal. Hasil pengolahan data VES dengan menggunakan piranti

lunak IPI2Win – Resistivity Sounding Interpretation Versi 3.0.1.a dari Moscow

State University dari ke 9 titik pengukuran diperlihatkan pada Gambar 2 hingga

Gambar 4 di bawah ini.

Titik 1 Titik 2 Titik 3

Gambar 2. Hasil pengolahan data VES pada titik 1, titik 2, dan titik 3

Titik 4 Titik 5 Titik 6

Gambar 3. Hasil pengolahan data VES pada titik 4, titik 5, dan titik 6

Titik 7 Titik 8 Titik 9

Gambar 4. Hasil pengolahan data VES pada titik 7, titik 8, dan titik 9

Kontur sebaran tahanan jenis berdasarkan kedalaman didapatkan dari hasil

pengolahan data VES dengan menggunakan piranti lunak Surfer versi 7.0 dari

Golden Software Inc. Kontur sebaran tahanan jenis digambarkan dalam setiap

kedalaman dengan spasi 1 meter hingga kedalaman 6 meter. Berikut kontur

sebaran tahanan jenis berdasarkan kedalaman yang digambarkan pada Gambar 5

hingga Gambar 10 dengan keterangan tanda kotak merupakan lokasi bak sampah.

PKMP-2-10-5

12490150

U 12490100

12490050

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

32 30

30 28

28 26

24 24

22 22

20 20

18 18

16 16

14 14

12 12

10 8

6 8

4 6

2 4

0 2

-2 0

12489700

12490150

12490100

792500 792550 792600 792650

Gambar 5. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 1 meter

U

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

11 10

10 9

9 8.5

8 8 7.5

7 7

6.5

6 6

5 5

4 4.5

3 3.5

2 3

1 2

0 1.5

-1 0.5

0

12489700

12490150

792500 792550 792600 792650

Gambar 6. Distibusi tahanan jenis pada kedalaman 2 meter

U

12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489800

12489750

2.6

2.4

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-0.2

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 7. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 3 meter

PKMP-2-10-6

12490150

U

12490100

12490050

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0

-0.2

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 8. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 4 meter

12490150

U

12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

3.4

3.2

3

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

12489700

792500 792550 792600 792650

Gambar 9. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 5 meter

12490150

U

12490100

12490050

12490000

12489950

12489850

12489800

12489750

12489700

7.5

7

6.5

6

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0

-0.5

7

6.5

6

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

792500 792550 792600 792650

Gambar 10. Distribusi tahanan jenis pada kedalaman 6 meter

PKMP-2-10-7

Sampel tanah yang didapatkan dari hasil pengeboran dilakukan analisa yang

meliputi penentuan jenis batuan/tanah, dan resistivitas yang berasosiasi dengan

konduktivitas tanah. Berikut merupakan contoh hasil analisa data bor 1 yang

berkaitan dengan penentuan jenis tanah di sekitar LPA Benowo yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Hasil analisa sampel tanah pada data bor 1

Lokasi : Benowo Bore Hole : B-1

Kedalaman (m) Diskripsi Tanah/Batuan Warna

0 – 1 Lempung Coklat muda

1 – 2 Lempung Coklat muda

2 – 3 Lempung Coklat muda

3 – 4 Lempung sedikit lanau Abu – abu

4 – 5 Lempung sedikit lanau Abu – abu

5 – 6 Lempung sedikit lanau Abu – abu

Berdasarkan hasil dari data bor pada 6 titik, diketahui bahwa pada

kedalaman 0 sampai 3 meter rata – rata berjenis tanah sama yaitu lempung dan

pada kedalaman 3 meter sampai dengan 6 meter berjenis tanah lempung dengan

sedikit lanau.

Uji konduktivitas dilakukan terhadap sampel tanah pada kedalaman 2

meter dan 5 meter dan dianggap sudah mewakili 2 jenis tanah tersebut. Uji

konduktivitas dilakukan dengan menggunakan lima jenis larutan NaCl seperti diperlihatkan pada Tabel 2.

Berdasarkan hasil uji konduktivitas batuan maka dapat ditentukan

konduktivitas batuan yang tercemar yaitu dengan mencari persamaan garis dari

hasil perhitungan konduktivitas batuan tersebut kemudian disubstitusi dengan

nilai konduktivitas limbah cair. Pendekatan atas nilai konduktivitas limbah cair

hasil pengukuran laboratorium diambil dari Reinhart et. al. (1998) yaitu sebesar

0,005 S/m. Perhitungan nilai resistivitas tanah menghasilkan nilai 1,126 Ω/m ±

0.1 untuk kedalaman 0 – 3 meter dan 1,659 Ω/m ± 0.1 untuk kedalaman 3 – 6 meter.

Tabel 2. Konduktivitas Larutan NaCl. (Mardianawati, 2004)

Sampel Massa dalam 1 liter Aquades (gram)

Suhu

(°C)

Konduktivitas Larutan (S/m)

Hambatan Jenis

(Ω/m)

1 0 27 0.00226 442.4779

2 3 25 0.63 1.587302

3 20 25.5 3.81 0.262467

4 50 25.9 8.28 0.120773

5 100 25.9 13.44 0.074405

Pembahasan

Jika dilihat dari hasil pengukuran yang telah dilakukan di LPA Benowo dengan

metode Resistivitas, maka dapat diperkirakan pola penyebaran lindi yang masuk

ke dalam sistem akuifer di sekitar wilayah LPA Benowo adalah ke arah timur.

PKMP-2-10-8

Hal tersebut diperkirakan dengan nilai resistivitas yang rendah pada area tersebut.

Nilai resistivitas rendah berdampak pada nilai konduktivitas yang tinggi. Pola dan

nilai resistivitas yang rendah seperti ini dapat diartikan bahwa pada daerah

kedalaman tersebut memiliki medium yang berpori sehingga dimungkinkan terdapat akumulasi fluida di dalamnya. Selain itu, pola distribusi fluida tersebut

dapat terbentuk dan mampu menyebar apabila terdapat sistem pelapisan tanah

yang memiliki porositas dan permeabilitas yang tinggi. Gambar 11 berikut menunjukkan hubungan antara data hasil pengeboran dan data

pengukuran metode resistivitas VES. Posisi kedua data pengukuran tersebut

ditunjukkan pada denah (Gambar 1). Selanjutnya dilakukan korelasi antara hasil

pengukuran dan hasil pengeboran. Gambar 7 menunjukkan bahwa korelasi antara

data bor yang menunjukkan jenis batuan/tanah terhadap kedalaman relatif sama

dengan data pengukuran metode resistivitas VES.

Kedalaman

(m)

Diskripsi Tanah/Batuan

0 – 1 Lempung

1 – 2 Lempung

2 – 3 Lempung

3 – 4 Lempung sedikit lanau

4 – 5 Lempung sedikit lanau

5 – 6 Lempung sedikit lanau

Gambar 11. Korelasi data bor di titik bor 3 terhadap data VES.

Hasil perbandingan antara data bor dan data hasil pengukuran dengan

menggunakan dengan metode resistivitas VES relatif menunjukkan kedekatan

yang baik. Dengan kata lain, bahwa data hasil pengukuran dengan menggunakan

metoda resistivitas VES dapat dijadikan acuan untuk mengetahui struktur dan pola

pelapisan tanah/batuan terhadap kedalaman. Namun demikian masih diperlukan

pengambilan data bor sebagai perbandingan data yang didapatkan dari

pengukuran. Dalam skala pengukuran yang lebih luas hal tersebut dapat

menjadikan pekerjaan penelitian menjadi efisien dan validitasnya dapat

dipertanggungjawabkan.

Setelah didapatkan nilai konduktivitas batuan yang tercemar, maka dilakukan

korelasi antara data hasil pengukuran yang berupa kontur nilai resistivitas dengan

nilai nilai resistivitas tanah yang tercemar. Berdasarkan data bor di lokasi LPA,

tanah dengan kedalaman 0 sampai dengan 3 meter merupakan tanah dengan

struktur yang sama yaitu lempung. Nilai resistivitas tanah yang tercemar pada

kedalaman 0 sampai 3 meter sebesar 1,126 Ω/m ± 0.1. Nilai ini kemudian

dikorelasikan dengan hasil kontur nilai resistivitas hasil pengukuran pada

kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 3 meter dan didapatkan pola persebaran lindi

pada kedalaman tersebut adalah menuju ke timur pada kedalaman 1 meter dan 2

meter, dan pada kedalaman 3 meter tidak ditemukan adanya penyebaran.

Sedangkan untuk kedalaman 4 meter hingga 6 meter, struktur lapisannya juga

sama yaitu berupa lempung dengan sedikit lanau dan memiliki nilai resistivitas

tanah tercemar sebesar 1,659 Ω/m ± 0.1. Sehingga berdasarkan hasil kontur nilai

resistivitas pada kedalaman 4 meter dan 5 meter, tidak terlihat adanya persebaran

polutan dikarenakan pada kedalaman tersebut lapisan tanah yang terkontaminasi

PKMP-2-10-9

U

lindi berada di tengah area LPA, sedangkan pada kedalaman 6 meter terlihat lagi

persebarannya yang juga menuju ke timur area LPA. Pola penyebaran

selengkapnya disajikan pada Gambar 12 dan Gambar 13 berikut:

12490150

12490150

12490150 U

12490100 12490100 12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

32 12490050

28

26 12490000

24

22

20 12489950

16

14 12489900

12

8 12489850

6

11 12490050

10

9 12490000

8

7 12489950

6

5 12489900

4

3 12489850

2

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.6

12489750

2 12489800

0

-2 12489750

12489800

0

-1

12489750

0.2

0

-0.2

12489700

12489700

12489700

792500 792550 792600 792650

792500 792550 792600 792650

792500 792550 792600 792650

Gambar 12. Pola persebaran lindi pada kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 3 meter

12490150

12490150

12490150

12490100 12490100 12490100

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

3.4

3.2

2.8

2.6

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0.2

-0.2

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

3.4

3.2

2.8

2.6

2.4

2.2

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

0

12490050

12490000

12489950

12489900

12489850

12489800

12489750

12489700

792500 792550 792600 792650

7.5

7

6.5

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

0.5

0

-0.5

Gambar 13. Pola persebaran lindi pada kedalaman 4 meter, 5 meter, dan 6 meter

KESIMPULAN

Dari pembahasan yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai

berikut:

1. Pola penyebaran limbah cair (lindi) pada LPA Benowo terlihat pada

kedalaman 1 meter, 2 meter, dan 6 meter. Hal ini ditunjukkan dari hasil

pengolahan data VES dimana terlihat sebaran nilai resistivitas rendah pada kedalaman tersebut dan hasil analisa data bor yang menunjukkan bukti formasi tanah lempung yang dapat dijadikan media transfortasi fluida atau

menjadi medium terdistribusinya aliran fluida yang diperkirakan merupakan

limbah cair atau lindi dari hasil pembusukan sampah LPA.

PKMP-2-10-10

2. Arah penyebaran limbah cair di LPA Benowo adalah ke arah timur pada kedalaman 1 meter, 2 meter, serta pada kedalaman 6 meter.

DAFTAR PUSTAKA

1. Bahri, AS., 2001. Interpretasi Data Resistivitas di Tempat Pembuangan Sampah Akhir Sukolilo. Surabaya, Jurnal Purifikasi.

2. Bhattacharya P.K dan Patra H.P, 1986. Direct Current Geoelectric Sounding,

Elsevier Publishing, India.

3. Hendrajaya, dan Arif I., 1990, Geolistrik Tahanan Jenis, Laboratorium Fisika

Bumi, Jurusan Fisika, FMIPA, ITB.

4. Koefoed, O., 1979, Geosounding Principles, 1., Resistivity Sounding

Measurements, Elsevier Scientific Publishing Company, Netherlands.

5. Mardianawati, S., 2004 Pengukuran Resistivitas Untuk Menentukan Faktor

Formasi dan Konduktivitas Permukaan Pada Tanah Pasir, Tugas Akhir,

Jurusan Fisika FMIPA-ITS Surabaya

6. Reinhart, 1998, Landfill Bioreactor Design & Operation: Lewis Publisher,

New York.

7. Sukardi, 1992, Geologi Lembar Surabaya dan Sapulu, Jawa, Edisi Pertama,

Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung , Indonesia.

8. Telford, WM, Geldart, LP, dan RE Sheriff, 1990. Applied Geophysics.

Cambridge University Press, London.