Makalah Mata Kuliah Oseanografi Kimia

                                          Dosen Pengampu : Baharuddin, S.Kel., M.Si.          

Intrusi Air Laut dan Pengaruhnya Terhadap Kualitas Air Tanah

 

Nama Kelompok :

1.      Irham Hilyani (1610716210007)

2.      Linda Apriliani (1610716120003)

3.      Maya Erawaty (1610716220009)

PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

FAKULTAS PERIKANAN DAN KELAUTAN

BANJARBARU

2018

A.    Air Laut

Air laut memiliki karakteristik yang berbeda dengan air lainnya, pada air laut mengandung kira-kira 300 kali lebih banyak garam terlarut daripada air lainnya atau rata-rata air sungai.

Komposisi kimia air laut terdiri dari berbagai macam unsur diantaranya sebagai berikut. Pada daerah laut ada beberapa ion yang harus dikeluarkan contohnya ion HCO₃, Ca²⁺ dan SiO₂. Jika pada air sungai, unsur terlarut di dalamnya merupakan sisa daur ulang dari laut melalui aerosol dan air hujan atau dapat juga merupakan hasil reaksi kimia batuan permukaan.

Terlihat pada tabel diatas bahwa unsur Klorida lebih banyak komposisi nya pada air laut. Ion-ion utama sodium (Na⁺), potassium (K⁺), magnesium (Mg²⁺)  dan Kalsium (Ca²⁺)  dapat diperoleh dari perubahan cuaca batuan karena unsur tersebut banyak terendap di kerak Bumi. Sementara hanya sebagian kecil klorida (Cl^-) dalam air sungai berasal dari perubahaan cuaca, sehingga dibuat asumsi bahwa semua klorida dalam air sungai berasal dari garam siklik.

Klorida sebenarnya berasal dari vulkanisme. Hidrogen klorida (HCl) adalah unsur penting gas vulkanik. Aktivitas vulkanisme lebih meluas karena lebih panas, sejumlah besar gas yang terlarut di emisikan dan cepat larut dalam lautan. Klorida merupakan gas yang cepat menguap karena konsentrasinya dalam air laut tidak dapat dihitung hanya dengan proses perubahan batuan.

B.     Pengertian Intrusi Air Laut

Air laut merupakan sumber air yang terdapat paling banyak dimuka bumi. Air laut terasa asin karena air laut memiliki sejumlah garam-garam mineral yang paling banyak diantara jenis air lainnya. Jenis mineral yang paling banyak pada air laut yakni Klor dan Natrium yang jika berikatan akan membentuk garam NaCl yang mempengaruhi perairan laut. Tiga unsur utama yang terdapat pada air laut adalah Klor, Kalsium, dan Silikon yang juga mempengaruhi kadar salinitas pada air laut.

Air tanah merupakan air tawar yang kita konsumsi sehari-hari dengan persentase cukup banyak di bumi. Air tanah semakin berkurang jumlahnya dengan makin bertambahnya penduduk di seluruh dunia sehingga semakin banyak dimanfaatkan untuk kegiatan rumah tangga. Pendangkalan pada air tanah terjadi karena adanya proses peresapan air dari permukaan tanah.  Air laut merupakan air yang mengandung banyak garam-garam mineral karena terdapat kandungan ion Na⁺ dan ion Cl^-. Air tanah yang terintrusi oleh air laut akan memiliki kandungan NaCl terlarut di dalamnya.

Intrusi air laut merupakan kondisi masuknya/penyusupan/meresapnya air laut dengan konsentrasi garam yang tinggi kedalam akuifer sehingga air tanah yang awalnya tawar terdominasi oleh air laut dan menyebabkan air tanah mengalami perubahan rasa yang disebabkan oleh beberapa

faktor. Air laut memiliki massa jenis yang berbeda dengan air tawar, pada air laut memiliki massa jenis sebesar  1,025 g/cm³ sedangkan air tawar memiliki massa jenis sebesar 1,000 g/cm³ sehingga air laut dapat masuk ke akuifer dan bercampur dengan air tawar. Secara prinsip air tanah dapat meresap pada akuifer.

Pada gambar diatas terlihat batas yang berupa garis putus-putus berwarna hitam yang disebut sebagai zona interface, zona ini adalah zona batas yang terbentuk diantara air laut dan air tawar pada kondisi natural. Pada awalnya, air laut dan air tanah tidak bercampur sehingga berada pada kondisi setimbang di akuifer . Pada saat kesetimbangan zona interface terganggu, contohnya aktivitas manusia yang dapat mengganggu kesetimbangan zona tersebut maka batas ini akan rusak sehingga keseimbangan hidrostatik antara air laut dan air tawar menjadi terganggu. Air laut yang memiliki massa jenis lebih besar dibanding air tawar akan terus-menerus mendesak zona tersebut dan menyebabkan masuknya air laut kedaerah air tawar dan menyebabkan intrusi air laut terjadi.

C.      Proses Intrusi Air Laut

Proses intrusi air laut terjadi melalui beberapa cara yaitu :

a.       Pergeseran batas air laut dan air tawar (interface) di daerah pantai. Pergeseran ini terjadi karena pengambilan air tanah berlebihan sehingga menurunkan muka air tanah.

b.      Pemompaan air tanah yang berlebihan di daratan. Akibat pemompaan yang berlebihan air yang tersedot bukan air tawar lagi tetapi air asin. Akibatnya air asin yang tersedot akan menyebar dan mencemari air tanah bebas di sekitar pemompaan. Adanya pori-pori tanah yang berlubang, menyebabkan air laut masuk ke daratan. Hal itu terjadi karena air tanah yang dipompa keluar terlalu besar dan ruang kosong atau pori-pori ini diisi oleh air laut. Dampaknya, air di daratan yang selama ini tawar menjadi payau.

c.       Intrusi melalui muara sungai. Intrusi air laut pada air sungai menyebabkan air berkadar garam tinggi ini bergerak dan mengisi air tanah disekitarnya. Akibatnya air tanah di sekitar sungai berkadar garam tinggi juga. 

D.      Faktor-faktor yang mempengaruhi Intrusi air laut

Menurut Efendi dan Helfinalis (1991) dalam Suhartono menyatakan bahwa faktor-faktor penyebab intrusi air laut :

1.    Jumlah penduduk

Jumlah penduduk yang semakin meningkat setiap tahunnya mempengaruhi pengambilan air tanah yang melebihi daya dukung sumber daya tanah tersebut. Penduduk semakin membutuhkan air bersih sehingga kebutuhan akan air meningkat.

2.      Faktor Kenaikan Permukaan Air Laut

Pada beberapa daerah terjadi enaikan muka air laut yang menyebabkan masuknya air laut ke wilayah air tawar. Contohnya pada kota Semarang yang terjadi kecenderungan meningkatnya air laut setiap tahun yang dibuktikan dengan pengamatan pasang surut pada daerah pesisir Semarang yang dilakukan oleh Suhartono dkk.

3.      Faktor batuan

Batuan penyusun akuifer pada suatu daerah berbeda-beda sesuai dengan tipe karakteristik pantainya. Batuan penyusun berupa pasir akan menyebabkan air laut lebih mudah masuk ke dalam air tanah. Kemudahan pengendalian intrusi air laut dengan banyak metode. Sifat yang sulit untuk melepas air adalah lempung sehingga intrusi air laut yang telah terjadi akan sulit untuk dikendalikan atau diatasi.

4.      Aktivitas manusia

Aktivitas manusia yang saat ini semakin menjadi-jadi yakni pemompaan air secara berlebihan karena kebutuhan manusia akan air semakin meningkat. Eksploitasi secara besar-besara ini tidak diimbangi dengan melestarikan lingkungan.

5.      Karakteristik pantai

Pantai dengan karakteristik berbatu memiliki pori-pori yang besar dan bervariatif sehingga air laut masuk ke dalam air tanah. Pengendalian air laut membutuhkan biaya yang besar karena beberapa metode sulit dilakukan pada pantai berbatu. Metode yang mungkin dilakukan hanya injection Well pada pesisir yang letaknya agak jauh dari pantai dan tentunya material berupa pasiran. Pantai bergisik/berpasir memiliki tekstur pasir yang sifatnya lebih porus. Pengendalian intrusi air laut lebih mudah dilakukan sebab segala metode pengendalian memungkinkan untuk dilakukan.

6.      Fluktuasi Air Tanah di Daerah Pantai

Jika fluktuasi air tanah tinggi maka kemungkinan intrusi air laut lebih mudah terjadi pada kondisi air tanah berkurang. Rongga yang terbentuk akibat air tanah rendah maka air laut akan mudah untuk menekan air tanah dan mengisi cekungan/rongga air tanah. Apabila fluktuasinya tetap maka secara alami akan membentuk interface yang keberadaannya tetap.  Pantai berterumbu karang atau mangrove akan sulit mengalami intrusi air laut sebab mangrove

E.      Pengaruh Intrusi Air Laut terhadap Kualitas Air Tanah

Air tanah yang merupakan air tawar memiliki beragam manfaat yang sangat besar bagi kehidupan di bumi. Kualitas air tanah saat ini mengalami penurunan seiring berjalannya waktu, ini disebabkan banyak faktor yang mempengaruhinya. Kualitas air tanah dalam hal ini air tawar, yang berkaitan dengan sifat dan kandungan pada air tersebut dapat ditentukan dengan beberapa parameter contohnya melalui parameter kimia berupa salinitas dan pH, melalui parameter fisika yaitu suhu, warna dan daya hantar listrik serta parameter biologi yang dapat ditentukan melalui analisis sampel air sehingga akan terlihat bagaimana keberadaan plankton dan bakteri. Kuliatas air tanah ditentukan dengan beberapa parameter tersebut, apabila air tanah tidak memenuhi standar yang ditetapkan maka dapat dikatakan kualitas air tanah menurun atau tercemar. Menurut Hendrayana (2002) pemanfaatan air tanah harus berwawasan lingkungan dan berkelanjutan. Pertumbuhan penduduk yang sangat pesat menyebabkan eksploitasi air tanah terus meningkat. Dampak negative terhadap kuantitas maupun kualitas air tanah, antara lain penurunan muka air tanah, serta terjadinya intrusi air laut. Penurunan muka air bawah tanah yang cukup signifikan. Keseimbangan hidrostatik antara air bawah tanah tawar dan air bawah tanah asin di daerah pantai terganggu. Amblesan tanah timbul akibat pengambilan air bawah tanah yang berlebihan.

Pada kondisi gambar a adalah kondisi dimana air tawar dan air laut belum bercampur sedangkan pada gambar b adalah kondisi saat air laut masuk ke area air tanah tawar. Beberapa parameter yang dapat diukur untuk mengindikasikan air tanag mengalami intrusi dari air laut:

1.      TDS (Total Dissolved Solids)

Jumlah garam terlarut ditentukan dengan pengukuran TDS (Total Dissolved Solids) karena jumlah konsentrasi garam dalam air sangat tinggi terutama air laut yang banyak mengandung senyawa kimia. Deteksi TDS pada air dengan menggunakan alat TDS scan yang berupa stik yang bekerja secara otomatis dan mampu menunjukkan jumlah polutan didalam air. Air laut memiliki nilai TDS yang tinggi karena banyak mengandung senyawa kimia yang juga mengakibatkan tingginya nilai salinitas dan daya hantar listrik.

2.      Salinitas Air Tanah

Parameter air tanah yang pertama adalah salinitas yang merupakan kandungan garam yang berada pada perairan. Menurut Ardaneswari dkk dalam jurnalnya, klasifikasi air tanah berdasarkan salinitas dapat dilihat pada tabel berikut :

No.	DHL (µS/cm)	Jenis Air
1	<1000	Tawar
2	1000-3000	Payau
3	3000-35000	Asin
4	>35000	Sangat Asin

Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa air tawar dalam kondisi normal memiliki salinitas kurang dari 1000 mg dalam 1 liter air. Apabila air tanah memiliki salinitas berkisar antara 1000-3000 mg dalam 1 liter maka air tanah tersebut tergolong dalam air payau. Air payau merupakan air tawar yang sedikit bercampur dengan air laut dan biasanya terdapat pada muara sungai yang menjadi pertemuan dua tipe air yakni air tawar dan air laut. Air asin dapat diketahui dari salinitas yang berada pada 3000-35000 mg dalam 1 liter air, dalam kondisi ini air tanah pada daerah pesisir yang seharusnya tawar dapat diindikasikan mengalami instrusi oleh air laut. 

3.      Daya Hantar Listrik

Daya hantar listrik merupakan salah satu parameter yang dapat diukur dengan menggunakan alat Electric Conductivity (eC meter). Perairan laut memiliki nilai Daya Hantar Listrik yang tinggi karena banyak mengandung garam terlarut. Daya hantar listrik dinyatakan dengan symbol µmhos.

Berikut ini merupakan klasifikasi air tanah berdasarkan daya hantar listrik :

No.	DHL (µS/cm)	Jenis Air
1	<1500	Tawar
2	1500-5000	Tawar-Payau
3	5000-15000	Payau
4	15000-50000	Asin

Pada tabel diatas terlihat bahwa air tawar memiliki daya hantar listrik yang rendah yakni kurang dari 1500 µS/cm, pada air tawar-payau memiliki daya hantar listrik sebesar 1.500-5000 µS/cm

 sedangkan air payau memiliki daya hantar listrik sebesar 5000-15000 µS/cm dan untuk air asin juga memiliki daya hantar listrik yang tinggi yakni berkisar antara 15000 bahkan sampai 50000 µS/cm.

4.      pH

pH merupakan derajat keasaman suatu perairan yang disebabkan karena adanya gas karbon dioksida yang larut dalam air dan menjadi asam karbonat. Semakin tinggi nilai alkalinitas dan semakin rendah kadar karbondioksida bebas. Klasifikasi air tanah berdasarkan jenis air dan pH adalah sebagai berikut :

No.	pH	Jenis Air
1	≤ 5-6	Asam
2	7	Netral
3	>7-9	Basa

 Pada tabel diatas dapat dilihat bahwa air akan bersifat asam apabila memiliki kadar pH kurang dari atau sama dengan 5 sampai angka 6. Air akan bersifat netral apabila memiliki kadar pH sebesar 7 dan akan bersifat basa apabila air memiliki nilai pH diatas 7 hingga ke 9.  

Air tanah yang terinstrusi oleh air laut dapat diukur kadar salinitas nya, daya hantar listrik dan pH. Contoh pada beberapa daerah di Semarang telah diadakan penelitian tentang air  tanah yang di duga terintrusi air laut, diantaranya kelurahan Tambakrejo, kelurahan Mlatibaru, kelurahan Sambirejo, kelurahan Tugurejo dan kelurahan Trimulyo. Penelitian pada daerah ini menggunakan analisis data geokimia air tanah dengan menggunakan beberapa parameter diatas. Hasilnya, air pada kelurahan Trimulyo memiliki kadar salinitas yang tinggi daripada daerah lain yakni sebesar 3600 mg/L dengan indikasi jenis air asin. Sifat kelistrikan juga menjadi parameter yang dapat diukur untuk mengetahui suatu daerah terindikasi air asin, pada daerah Trimulyo daya hantar listrik mencapai 6.370 µS/cm dengan indikasi air payau. Berdasarkan data ini, air tanah pada kelurahan Trimulyo telah terindikasi air laut karena adanya pergeseran interface pada daerah dekat pantai akibat eksploitasi air tanah sehingga terjadi kenaikan permukaan laut dan penurunan muka air tanah. 

F.    Dampak Intrusi Air Laut

Dampak yang timbul akibat adanya intrusi air laut adalah :

a.       Rusaknya air tanah yang tawar dan berganti menjadi asin. Penggunaan air tanah yang telah mengalami intrusi untuk dikonsumsi maupun kegiatan lain seperti mandi, dapat mengganggu kesehatan. Karena air ini telah mengandung NaCl (Natrium Chloride) yang tinggi dan dapat mengganggu metabolisme yang terjadi di dalam tubuh manusia. Penggunaan air payau untuk dikonsumsi dapat menyebabkan seseorang terkena penyakit perut seperti diare. Sedangkan bila digunakan untuk mandi, dapat memicu gatal-gatal. Untuk jangka panjang, mungkin orang yang mengkonsumsi air payau tersebut akan mengalami gangguan penyakit serius karena metabolismenya terganggu dan sensivitas tubuhnya untuk menerima air payau yang mengandung garam tersebut.

b.      Intrusi air laut akan mempengaruhi sifat fisik dan kimia tanah, yaitu:

·      Tekanan osmotik yang meningkat

·      Peningkatan potensi ionisasi

·      Infiltrasi tanah yang menjadi buruk

·      Kerusakan dan terganggunya struktur tanah

·      Permeabilitas tanah yang buruk

·      Penurunan konduktivitas

c.       Peningkatan salinitas tanah di daerah-daerah yang semula tidak terpengaruh.

d.      Kemunduran ke arah darat batas antara perairan tawar dan payau.

e.       Perubahan fisik batas perairan darat.

f.        Perubahan vegetasi yang tumbuh.

g.      Perubahan profil dasar pantai. Menurut Dahuri dkk (2004) Perubahan profil dasar pantai akan mengubah regim arus dan gelombang sehingga pola erosi dan pengendapan serta distribusi tipe substrat subtidal juga berubah. Perubahan substrat akan mengubah pola distribusi organisme bentos, sedangkan perubahan arus pesisir akan mengubah pola rekruitmen populasi organisme bentos dan demersal.

h.      Pada sungai-sungai yang telah terjadi intrusi, dapat menyebabkan hilangnya jenis-jenis biota tertentu karena mengalami kematian atau bermigrasi ke daerah hulu karena tidak mampu beradaptasi dengan perubahan kadar garam yang tinggi.

G.    Upaya Pengendalian Intrusi Air Laut

1.      Mengurangi pemompaan di daerah pantai.

                   Pemompaan air bawah yang berlebihan akan menggangu kesetimbangan, sehingga muka air bawah tanah atau bidang pisometrik akan turun dan dengan mudah air laut mengisi kekosongan yang di tinggalkan oleh air bawah tanah tawar, maka dapat  terjadi penyusupan tersebut.

2.      Membuat pengisian air bawah tanah secara buatan.

  Pengisian air bawah tanah secara buatan dilakukan dengan cara memasukkan kembali air yang ada di permukaan ke dalam akuifer dengan melalui beberapa metode, antara lain dengan cara :

·         Spreading.

·         Sumur pengisian atau sumur injeksi.

    Cara Spreading adalah cara pengisian air bawah tanah secara buatan yang dilakukan dengan cara menyebarkan kelebihan air permukaan melalui parit-parit yang dibuat di daerah pantai, sehingga melalui parit tersebut terjadi penambahan air bawah tanah. Sedangkan cara sumur injeksi adalah cara pengisian air bawah tanah secara buatan dengan membuat sumur dalam yang menembus akuifer dan menginjeksi atau memasukkan air permukaan ke dalam akuifer tersebut.

3.      Memompa air laut yang terletak pada akuifer pantai.

      Dilakukan dengan cara pemboran didaerah pantai dan akuifer yang berisi air asin dikontruksi/dipasang pipa saringan seperti hal nya kontruksi sumur produksi biasa. Bedanya, pada kasus ini yang dipompa adalah air asin, dan dengan keluarnya air asin, maka air bawah tanah tawar akan kekosongan  yang ditinggalkan oleh air asin akibatnya bidang batas antara air asin dan air bawah tanah tawar  pada akuifer tersebut bergeser ke arah laut.

4.      Membuat penghalang di bawah tanah di daerah pantai.

      Penghalang yang dibuat dengan tujuan untuk menjaga tekanan pematang air bawah tanah yang dekat atau sejasjar dengan pantai, tetap berada di atas muka laut, sehingga tidak terjadi pendesakan air bawah tanah tawar oleh air asin. Penghalang ini dapat dibuat dengan :

·      Menyebarkan air tawar di permukaan dan air tersebut akan meresap ke dalam tanah, sehinggga di bawah tempat penyebaran air tawar tersebut akan menjadi tinggi seolah-olah seperti penghalang.

·      Menginjeksi air tawar ke dalam akuifer di tepi pantai.

5.      Pengendalian penggunaan air tanah dengan melaksanakan penghematan atau membatasi  penggunaan air bawah tanah.

6.      Pemantauan terhadap penggunaan air tanah harus dilakukan oleh semua pihak yang terkait baik masyarakat, dunia usaha dan pemerintah, sehinga semuanya menyadari pentingnya fungsi , peran dan keberadaan air tanah.

7.      Penetapan zona air tanah dengan membagi wilayah-wilayah yang boleh, boleh tetapi dengan perlakuan khusus, dan tidak boleh dimanfaatkan air tanahnya, merupakan suatu langkah yang sangat tepat, tetapi dalam pelaksaannya perlu dibarengi dengan disiplin, sanksi dan peraturan yang mengikat semua pihak dan aspek kehidupan.

8.      Pengalihan fungsi lahan terbuka hijau atau lahan-lahan yang berfungsi sebagai daerah resapan air hendaknya tidak terjadi lagi, karena selain dapat menghambat proses peresapan air kedalam tanah, juga dapat meningkatkan penguapan air dan pembesaran air larian.

9.      Penyuluhan akan pentingnya arti dan peran keberadaan air tanah sebagai bagian dari siklus hidrologi, sehinggga penggunaannya harus di hemat, efektif dan efesien dapat dilakukan melalui lembaga-lembaga social masyarakat, sekolah, ulama, dan pertemuan-pertemuan yang bersifat informal yang dilakukan oleh tokoh-tokoh masyarakat setempat.

DAFTAR PUSTAKA

          Ardaneswari, A. T., dkk. 2016. Analisis Intrusi Air Laut Menggunakan Data Resistivitas dan                              Geokimia Air Tanah di Dataran Aluvial Kota Semarang. Youngster Physics Juornal. Vol. 5,                  No. 4. Universitas Diponegoro. Semarang.

Sahwilaksa, J. 2014. Pengaruh Air Laut Terhadap Kualitas Air Tanah Dangkal Di Kawasan Pantai Kota Surabaya. Vol. 3 No. 3. Universitas Negeri Surabaya. Surabaya

Suhartono, E, dkk. 2013. Faktor Penyebab Intrusi Air Laut Terhadap Air Tanah Pada Akuifer Dalam Di Kota Semarang. Vol. 18 No. 2. Universitas Diponegoro. Semarang.

Supangat, A., Mu’awanah, U. Pengantar Kimia dan Sedimen Dasar Laut. Badan Riset Kelautan dan Perikanan. Departemen Kelautan dan Perikanan.