13.11.2012 Views

Topik 7

Topik 7

Topik 7

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi<br />

Pendahuluan<br />

Tujuan instruksional khusus: mahasiswa memahami kriteria penilaian kualitas air<br />

untuk irigasi dan kepekaan tanaman terhadap beberapa parameter kualitas air<br />

Bahan Ajar<br />

Bahan Ajar terdiri dari: (1) Kualitas Air irigasi untuk Pertanian, (2) Kualitas Air<br />

untuk Keperluan Umum. Dalam File Tambahan <strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air anda dapat<br />

menambah wawasan dengan membaca beberapa hasil studi tentang (a) Water Quality<br />

Brantas System Jawa Timur, (b) Water Quality Monitoring System Seputih-<br />

Sekampung, Lampung.<br />

1. KUALITAS AIR IRIGASI UNTUK PERTANIAN 1<br />

Satuan<br />

Satuan tahanan listrik adalah ohm, sedangkan daya hantar listrik (DHL) atau EC<br />

(electrical conductivity) adalah kebalikan dari tahanan dan mempunyai satuan<br />

kebalikan dari ohm yakni mho. Maka satuan DHL adalah mhos/cm dibakukan pada<br />

suhu air 25 0 C. Salinitas air dinyatakan dengan satuan: 1 mhos/cm pada suhu air 25 0<br />

C = 1.000 mmhos/cm (millimhos/cm) = 1.000.000 μ mhos/cm (mikromhos/cm).<br />

Siemen/meter (S/m) = 10 mmhos/cm; mS/cm = mmhos/cm; μS/cm = μmhos/cm.<br />

1 Sumber: Ayers, R.S.; D.W. Westcot, 1976. Water Quality for Agriculture, FAO, Rome.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

Februari, 2004<br />

1


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Formula Konversi Satuan:<br />

1 meq/liter ≈ 10 x EC (mmhos/cm); ppm (part per million) ≈ 1 mg/liter ≈ 640 x EC<br />

(mmhos/cm); 1 mg/liter = eq.weight x meq/liter<br />

Parameter yang mempengaruhi kualitas air irigasi untuk tanaman adalah:<br />

(1) Salinitas<br />

Masalah salinitas terjadi jika kuantitas garam pada air irigasi cukup besar<br />

sehingga akumulasi garam di daerah perakaran tanaman akan sedemikian rupa<br />

sehingga tanaman tidak mampu lagi mengisap air (lengas) tanah di daerah<br />

perakaran. Penurunan isapan air oleh akar menyebabkan terganggunya<br />

pertumbuhan tanaman sehingga gejala nya seperti kekurangan air (tanaman layu).<br />

Tanaman mengisap sebagian besar air dari bagian atas zone perakaran, sehingga<br />

kondisi salinitas di bagian ini sangat berpengaruh daripada di bagian bawah zone<br />

perakaran. Mengelola bagian atas perakaran dengan proses pencucian (leaching)<br />

menjadi sangat penting untuk lahan berkadar garam tinggi.<br />

(2) Permeabilitas<br />

Laju infiltrasi tanah akan berkurang akibat dari kandungan garam tertentu atau<br />

kekurangan garam tertentu dalam air irigasi. Faktor yang berpengaruh adalah:<br />

(a) kandungan Na relatif terhadap Ca dan Mg, (b) kandungan bikarbonat dan<br />

karbonat, dan (c) total kandungan garam dalam air.<br />

(3) Toksisitas atau keracunan terhadap Boron (B), Chlorida (Cl) dan Natrium (Na)<br />

(4) Lainnya. Masalah lainnya dalam air irigasi yakni pertumbuhan terlalu cepat,<br />

tergenang, dan perlambatan pematangan akibat dari kandungan Nitrogen<br />

berlebih. Bercak putih pada daun dan buah akibat kandungan berlebih<br />

Bicarbonate dalam irigasi curah dan pH abnormal.<br />

Kualitas air dan masalah drainase sering berkaitan, sehinga pengendalian kedalaman<br />

airtanah menjadi sangat penting. Garam akan berakumuluasi pada bagian atas muka<br />

airtanah yang asin, sehingga jika muka airtanah terlalu dekat dengan perakaran<br />

tanaman maka tanaman akan terpengaruh. Drainase bawah permukaan sangat<br />

diperlukan dalam masalah ini.<br />

Suatu petunjuk (guidelines) dalam evaluasi kualitas air irigasi diajukan dengan<br />

prosedur sebagai berikut:<br />

(a) Tingkat kandungan unsur tertentu dalam air yang diduga mengakibatkan<br />

masalah tertentu untuk tanaman<br />

(b) Mekanisme interkasi tanah-air-tanaman yang menyebabkan pengurangan<br />

produksi<br />

(c) Tingkat bahaya yang akan terjadi pada waktu yang lama<br />

(d) Alternatif pengelolaan untuk mencegah, memperbaiki atau memperlambat<br />

akibat negatif<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

2


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Tabel 1. Petunjuk untuk interpretasi kualitas air irigasi<br />

Masalah irigasi<br />

Tak ada<br />

masalah<br />

Tingkat Masalah<br />

Bermasalah<br />

Masalah<br />

besar<br />

Salinitas (mempengaruhi ketersedian air<br />

untuk tanaman), ECw 2 (mmhos/cm) < 0.75 0.75 ~ 3.0 > 3.0<br />

Permeabilitas (mempengaruhi laju infiltrasi<br />

tanah)<br />

Adj. SAR untuk tipe liat:<br />

Montmorillonite (2:1 crystal lattice)<br />

Illite-Vermiculite (2:1 crystal lattice)<br />

Kaolinite-sesquioxides (1:1 crystal lattice)<br />

Toksik ion khusus (mempengaruhi tanaman<br />

yang peka)<br />

Sodium (adj. SAR)<br />

Chlorida (meq/l)<br />

Boron (meq/l)<br />

Pengaruh lainnya:<br />

NO3-N atau NH4-N (mg/l)<br />

HCO3 (meq/l) untuk irigasi curah<br />

< 6<br />

< 8<br />

< 16<br />

< 3<br />

< 4<br />

< 0.75<br />

6 ~ 9<br />

8 ~ 16<br />

16 ~ 24<br />

3 ~ 9<br />

4 ~ 10<br />

0.75 ~ 2.0<br />

< 5 5 ~ 30<br />

< 1.5 1.5 ~ 8.5<br />

pH Normal antara 6.5 ~ 8.4<br />

Perhitungan adj. SAR 3<br />

SAR (Sodium Adsorption Ratio) =<br />

dinyatakan dalam meq/liter.<br />

Na<br />

> 9<br />

> 16<br />

> 24<br />

> 9<br />

> 10<br />

> 2.0<br />

> 30<br />

> 8.5<br />

Ca + Mg ; Na, Ca, dan Mg adalah konsentrasi<br />

2<br />

adj. SAR =<br />

Na<br />

Ca + Mg<br />

2<br />

4 −<br />

[ 1 + ( 8.<br />

pHc]<br />

( pK<br />

′ − pK<br />

′ ) + p(<br />

Ca + Mg ) p(<br />

Alk )<br />

pHc c +<br />

= 2<br />

pK’2 - pK’c didapat dari Jumlah (Ca+Mg+Na) dengan menggunakan Tabel 3.<br />

p(Ca+Mg) didapat dari Jumlah (Ca+Mg) dengan menggunakan Tabel 3. p(Alk)<br />

didapat dari Jumlah (CO3+HCO3) dengan menggunakan Tabel 3.<br />

2 ECw: salinitas air<br />

3 Adjusted SAR: Sodium Adsorption Ratio yang disesuaikan<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

3


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Tabel 2. Analisis laboratorium yang diperlukan untuk evaluasi kualitas air<br />

No Parameter Simbol Satuan Berat ekivalen<br />

1 Hantaran listrik ECw mmhos/cm<br />

2 Kalsium Ca meq/l 20<br />

3 Magesium Mg meq/l 12.2<br />

4 Natrium Na meq/l 23<br />

5 Karbonat CO3 meq/l 30<br />

6 Bikarbonat HCO3 meq/l 61<br />

7 Khlorida Cl meq/l 35.4<br />

8 Sufat SO4 meq/l 48<br />

9 Boron B mg/l<br />

10 Nirat-Nitrogen 1) NO3-N mg/l 14<br />

11 Acidity-Alkalinity 2) pH pH<br />

12 Ajusted Sodium Adsorption Ratio 3) Adj. SAR<br />

13 Kalium (potassium) 4) K meq/l 39.1<br />

14 Lithium 4) Li mg/l 7<br />

15 Besi 4) Fe mg/l<br />

16 Ammonium-Nitrogen 4) NH4-N mg/l 14<br />

17 Posfat Phosphorous 4) PO4-P mg/l 31<br />

1) NO3-N berarti Nitrogen dalam bentuk Nitrat (NO3), NH4-N berati Nitrogen dalam bentuk<br />

Amonium (NH4)<br />

2) Acidity (pH 1~7), Alkalinity (pH 7~14), Netral (pH 7)<br />

3) Prosedur perhitungn diberikan di bawah<br />

4) Diperlukan hanya pada kondisi khusus<br />

Beberapa contoh hasil analisis air dan penilaian kualitasnya tercantum pada Tabel 4.<br />

Pada contoh analisis air (Tabel 4), contoh air dari Sungai Tigris ditinjau dari nilai<br />

ECw dan adj.SAR termasuk tidak ada masalah. Contoh air di Pakistan dan New<br />

Mexico memperlihatkan ECw lebih besar dari 3.0, dan adj. SAR yang besar,<br />

kemungkinan akan menimbulkan masalah besar karena salinitas. Diperlukan<br />

pemilihan jenis tanaman yang toleran terhadap salinitas (Tabel 5).<br />

Masalah Salinitas<br />

Kebanyakan garam dari air irigasi akan tinggal di daerah perakaran tanaman dan<br />

terakumulasi. Untuk mencegah akumulasi garam melewati batas tertentu, diperlukan<br />

sejumlah air untuk berperkolasi dan melarutkan garam tersebut (leaching). Jumlah<br />

untuk pencucian (leaching) merupakan leaching fraction (LF) didefinisikan sebagai<br />

bagian dari air irigasi yang berperkolasi di daerah perakaran tanaman.<br />

Petunjuk pada Tabel 1, menggunakan asumsi rerata salinitas dalam tanah (ECe)<br />

adalah tiga kali dari salinitas air irigasi (ECw), dan LF sekitar 15%. Jika pengelolaan<br />

air aktual menggunakan LF yang lebih besar dari 15%, maka akumulasi garam akan<br />

lebih kecil, sehingga salinitas air irigasi yang sedikit lebih besar masih dapat<br />

digunakan. Jika LF kurang dari 15%, maka penurunan produksi akan terjadi pada<br />

ECw yang lebih kecil daripada Tabel 1.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

4


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Perbandingan tersebut digambarkan pada Gambar 1, dimana rerata salinitas tanah<br />

(ECe) yang akan terjadi akibat dari salinitas air irigasi (ECw) pada berbagai tingkat<br />

LF. Pada Petunjuk Tabel 1 digunakan asumsi 3 ECw = ECsw, 1.5 ECw = ECe, dan 2<br />

ECe = ECsw. ECw: hantaran listrik air, ECe: hantaran listrik ekstrak tanah, ECsw:<br />

hantaran listrik lengas tanah dalam satuan mmhos/cm.<br />

Pengaruh salinitas tanah pada hasil tanaman<br />

Keperluan dasar untuk pertumbuhan optimum adalah evapotranspirasi tanaman (ET)<br />

yang terdiri dari dua komponen evaporasi (E) dan transpirasi (T). Lengas tanah<br />

tersedia untuk tanaman dinyatakan dengan potensial lengas tanah yang mengukur<br />

besarnya gaya dimana air ditahan oleh partikel tanah. Salinitas mempengaruhi<br />

ketersediaan air menjadi lebih kecil, karena adanya dampak tekanan osmotik. Secara<br />

umum besarnya tekanan osmotik dapat dihitung dengan persamaan:<br />

OP = - 0.36 x EC<br />

OP: potensial osmotik (bar), EC: hantaran listrik larutan (mmmhos/cm), -0.36 adalah<br />

faktor konversi tanda negatif menunjukkan bahwa gaya bekerja pada arah potensial<br />

yang berkurang.<br />

Jika dua jenis tanah dengan lengas tanah yang sama, tetapi berada pada tanah yang<br />

bebas garam (A) dan yang kandungan garamnya tinggi (B). Maka tanaman yang<br />

sama akan mampu mengekstrak air lebih banyak pada tanah A daripada tanah B.<br />

Pengaruh salinitas terhadap ketersediaan air digambarkan seperti pada Gambar 2.<br />

Pada suatu jenis tanah pada ECsw = 3 mmhos/cm mempunyai Total Air Tanah<br />

Tersedia (TAT) = 16,5 cm air per meter kedalaman tanah. Jika ECsw = 15<br />

mmhos/cm maka TAT akan berkurang menjadi sekitar 12 cm/m. Pada ECsw =<br />

mmhos/cm maka TAT berkurang lagi menjasd sekitar 6 cm/m. Pada contoh ini jika<br />

tanaman dengan ET = 6 mm/hari, kedalaman akar 1 meter. Maka pada ECsw = 3<br />

mmhos/cm tersedia pasok lengas tanah selama 27,5 hari (165/6), pada ECsw = 15<br />

mmhos/cm tersedia 20 hari, pada ECsw = 30 mmhos/cm tersedia 10 hari. Ilustrasi ini<br />

sesuai dengan pengalaman lapangan dimana interval irigasi lebih sering pada air<br />

irigasi bersalinitas tinggi.<br />

Dengan menggunakan rumus adj. SAR, anda dapat mencek kembali hasil<br />

perhitungan adj. SAR pada Tabel 4.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

5


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Tabel 3. Tabel untuk menghitung pHc 4<br />

Jumlah konsentrasi<br />

(meq/l)<br />

pK’2-pK’c<br />

p(Ca+Mg<br />

)<br />

p(Alk)<br />

0.05 2.0 4.6 4.3<br />

0.10 2.0 4.3 4.0<br />

0.15 2.0 4.1 3.8<br />

0.20 2.0 4.0 3.7<br />

0.25 2.0 3.9 3.6<br />

0.30 2.0 3.8 3.5<br />

0.40 2.0 3.7 3.4<br />

0.50 2.1 3.6 3.3<br />

0.75 2.1 3.4 3.1<br />

1.00 2.1 3.3 3.0<br />

1.25 2.1 3.2 2.9<br />

1.50 2.1 3.1 2.8<br />

2.0 2.2 3.0 2.7<br />

2.5 2.2 2.9 2.6<br />

3.0 2.2 2.8 2.5<br />

4.0 2.2 2.7 2.4<br />

5.0 2.2 2.6 2.3<br />

6.0 2.2 2.5 2.2<br />

8.0 2.3 2.4 2.1<br />

10.0 2.3 2.3 2.0<br />

12.5 2.3 2.2 1.9<br />

15.0 2.3 2.1 1.8<br />

20.0 2.4 2.0 1.7<br />

30.0 2.4 1.8 1.5<br />

50.0 2.5 1.6 1.3<br />

80.0 2.5 1.4 1.1<br />

Contoh perhitungan pHc dan adj. SAR:<br />

Perhitungan Adj SAR untuk Kualitas Air<br />

Hasil analisis air meq/l Hasil analisis air meq/l<br />

Ca 2.32 CO3 0.42<br />

Mg 1.44 HCO3 3.66<br />

Na 7.73<br />

Jml Ca+Mg+Na 11.49 Jml CO3+HCO3) 4.08<br />

Dari Tabel<br />

Jml Ca+Mg+Na pK2-pKc SAR 5.64<br />

11.49 2.3<br />

adj.SAR 11.28<br />

Jml Ca+Mg p(Ca+Mg)<br />

3.76 2.7<br />

Jml (CO3+HCO3) p(Alk)<br />

4.08 2.4<br />

pHc 7.4<br />

4 pHc adalah teoritis, pH air irigasi dalam kondisi kontak dengan kapur equilibrium dengan CO2 tanah<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

6


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

Gambar 1. Pengaruh salinitas air irigasi pada salinitas tanah<br />

pada berbagai pengelolaan air<br />

7


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Tabel 4. Hasil analisis air irigasi di beberapa lokasi<br />

Air<br />

Irigasi<br />

Sungai<br />

Tigris<br />

Sumur<br />

116<br />

Sungai<br />

Pecos<br />

* tidak diukur<br />

Lokasi<br />

Bagdad,<br />

Irak<br />

Proyek<br />

Mona,<br />

Pakistan<br />

Carlsbad,<br />

New<br />

Mexico<br />

USA<br />

Tanggal<br />

sampling<br />

1966-<br />

1969<br />

7 Des<br />

1968<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

ECw<br />

(mmhos/cm)<br />

Na Ca Mg<br />

Miliequivalent per liter<br />

Jml<br />

Kation<br />

Cl SO4 CO3 HCO3<br />

Jml<br />

Anion<br />

Miligram per<br />

liter<br />

NO3- NH4-<br />

B<br />

N N<br />

pH Adj.SAR<br />

0.51 1.4 2.6 2.2 6.2 1.50 1.60 0.30 2.60 6.00 * 1.80 * 7.80 1.90<br />

3.60 32.00 2.50 4.00 38.50 25.00 8.90 0.00 4.50 38.40 * * * 7.70 38.16<br />

1946 3.21 11.50 17.30 9.20 38.00 12.00 23.10 0.00 3.20 38.30 * * * 8.21<br />

8


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Gambar 2. Ketersediaan air tanah teoritis pada berbagai salinitas lengas tanah<br />

Tabel 5. Toleransi tanaman terhadap salinitas 5<br />

Tanaman<br />

Fields Crops<br />

Penurunan Hasil (%) Maks 1)<br />

0 10 25 50<br />

ECe ECw ECe ECw ECe ECw ECe ECw ECe<br />

Kapas (Gossypium hirsutum) 7.7 5.1 9.6 6.4 13 18.4 17 12 28<br />

Gandum (Triticum aestivum) 6.0 4.0 7.4 4.9 9.5 6.4 13 8.7 20<br />

Kedelai (Glycine max) 5.0 3.3 5.5 3.7 6.2 4.2 7.5 5.0 10<br />

Sorghum (Sorghum bicolor) 4.0 2.7 5.1 3.4 7.2 4.8 11 7.2 18<br />

Kacang tanah (Arachis hipogea) 3.2 2.1 3.5 2.4 4.1 2.7 4.9 3.3 6.5<br />

Padi (Oriza sativa) 3.0 2.0 3.8 2.6 5.1 3.4 7.2 4.8 11.5<br />

Sesbania (Sesbania macrocarpa) 2.3 1.5 3.7 2.5 5.9 3.9 9.4 6.3 16.5<br />

Jagung (Zea mays) 1.7 1.1 2.5 1.7 3.8 2.5 5.9 3.9 10<br />

Kacang (Phaseolus vulgaris) 1.0 0.7 1.5 1.0 2.3 1.5 3.6 2.4 6.5<br />

Tanaman buah-buahan<br />

Korma (Phoenix dactylifera) 4.0 2.7 6.8 4.5 10.9 7.3 17.9 12 32<br />

Zaitun (Olea europaea) 2.7 1.8 3.8 2.6 5.5 3.7 8.4 5.6 14<br />

Jeruk (Citrus sinensis) 1.7 1.1 2.3 1.6 3.2 2.2 4.8 3.2 8<br />

Apel (Pyrus malus) dan Pear<br />

1.7 1.0 2.3 1.6 3.3 3.2 4.8 3.2 8<br />

(Pyrus communis)<br />

Anggur (Vitis sp) 1.5 1.0 2.5 1.7 4.1 2.7 6.7 4.5 12<br />

Alpukat (Persea americana) 1.3 0.9 1.8 1.2 2.5 1.7 3.7 2.4 6<br />

Strawberi (Fragaria spp) 1.0 0.7 1.3 0.9 1.8 1.2 2.5 1.7 4<br />

5 Sumber : Ayers, R.S.; D.W. Westcot, 1976. Water Quality for Agriculture, FAO, Rome. Halaman 26-31<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

9


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

Sayuran<br />

Brokoli (Brassica italica) 2.8 1.9 3.9 2.6 5.5 3.7 8.2 5.5 13.5<br />

Tomat (Lycopersicon esculantum) 2.5 1.7 3.5 2.3 5.0 3.4 7.6 5.0 12.5<br />

Timun (Cucumis sativus) 2.5 1.7 3.3 2.2 4.4 2.9 6.3 4.2 10<br />

Bayem (Spinacia oleracea) 2.0 1.3 3.3 2.2 5.3 3.5 8.6 5.7 15<br />

Kubis (Brassica oleracea capitata) 1.8 1.2 2.8 1.9 4.4 2.9 7.0 4.6 12<br />

Kentang (Solaum tuberosum) 1.7 1.1 2.5 1.7 3.8 2.5 5.9 3.9 10<br />

Ubi jalar (Ipomea batatas) 1.5 1.0 2.4 1.6 3.8 2.5 6.0 4.0 10.5<br />

Lada (Capsicum frutescens) 1.5 1.0 2.2 1.5 3.3 2.2 5.1 3.4 8.5<br />

Bawang (Allium cepa) 1.2 0.8 1.8 1.2 2.8 1.8 4.3 2.9 7.5<br />

Wortel (Daucus carota) 1.0 0.7 1.7 1.1 2.8 1.9 4.6 3.1 8<br />

1) Nilai maksimum ECe tanaman masih tumbuh tapi hasilnya nol.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

10


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

2. Kualitas Air untuk Keperluan Umum 6<br />

2.1. Umum<br />

Adanya pertambahan penduduk dan peningkatan kegiatan industri maka beban polusi<br />

pada sumber-sumber air cenderung semakin meningkat, dan pada gilirannya akan<br />

menurunkan kualitas air. Polusi organik dari limbah manusia dan buangan sampah yang<br />

langsung dialirkan masuk ke sistem sungai/saluran akan menimbulkan permasalahan<br />

kualitas air. Selain itu, polusi industri di banyak tempat menunjukkan peningkatan<br />

yang berarti dan bahkan kandungan bahan kimia dengan konsentrasi tinggi seperti<br />

kromium, kadmium, merkuri dan selenium sering menimbulkan keracunan bagi<br />

manusia dan binatang.<br />

Berkaitan dengan gambaran kondisi kualitas air di sistem sungai maka dapat ditinjau<br />

melalui nilai-nilai parameter yang diukur. Dari banyak parameter, yang sering menjadi<br />

parameter utama untuk menggambarkan tingkat polusi dalam sebuah wilayah sungai<br />

seperti DO, BOD, COD, fecal coliform (terutama air limbah rumah tangga), pH dan<br />

logam berat. Uraian singkat mengenai parameter utama dijelaskan dibawah ini.<br />

2.2. Oksigen Terlarut, Dissolved Oxygen (DO)<br />

Jumlah oksigen terlarut (DO) dalam air sangat penting untuk kehidupan dalam air. Jika<br />

sungai tidak terpolusi atau polusinya sedikit maka kandungan oksigennya akan tinggi<br />

dan ikan atau organisme air lainnya dapat hidup baik. Tingkat konsentrasi maksimum<br />

DO dalam air (disebut tingkat kejenuhan) sangat tergantung pada suhu, misalnya pada<br />

suhu 20 0 C tingkat kejenuhan akan mendekati 9,2 mg oksigen per liter, namun pada<br />

suhu 30 0 C tingkat kejenuhan oksigen akan turun mencapai 7,6 mg oksigen per liter.<br />

Polutan biologi yang dapat terurai akan memakai oksigen selama penguraian, jadi hal<br />

ini akan mengurangi tingkat DO dalam air. Apabila tingkat polusi tinggi maka dapat<br />

menyebabkan tingkat oksigen terlarut menjadi nol (non aerobik) sehingga dapat<br />

menimbulkan kematian bagi ikan dan organisme dalam air.<br />

Perbedaan antara tingkat kejenuhan dan DO yang terukur adalah indikasi dari derajat<br />

polusi. Untuk menetapkan tingkat kejenuhan, maka suhu harus diketahui. Jika DO<br />

rendah dibanding tingkat kejenuhan maka oksigen tambahan akan diserap dari udara ke<br />

dalam air. Semakin besar kekurangan maka semakin cepat penyerapan oksigen dari<br />

udara (re-oksigenasi). Selain itu, luas permukaan air sangat berhubungan dengan<br />

volume air dalam meningkatkan pengisian udara. Oleh karena itu, pengisian udara<br />

dalam gerakan air yang berputar (seperti air terjunan, kincir angin dll) akan lebih tinggi<br />

daripada air diam.<br />

2.3. Temperatur (Suhu)<br />

Suhu dibutuhkan untuk menentukan tingkat kejenuhan oksigen terlarut dalam air. Untuk<br />

mengukur DO tanpa mengetahui suhu airnya maka kurang berguna, karena kekurangan<br />

oksigen yaitu dari perbedaan tingkat kejenuhan dan DO terukur tidak dapat ditentukan<br />

karena suhu air tidak diketahui. Misalnya tingkat DO 6 mg/l akan mengindikasikan<br />

kekurangan 9,2 – 6 mg/l = 3,2 mg/l jika suhu air adalah 20 0 C. Hal ini mengindikasikan<br />

bahwa tingkat polusi tergolong tinggi. Apabila suhu sebesar 30 0 C dan tingkat<br />

6 Disusun oleh Ir Puguh Saktiono, MSc, 2003. Konsultan pada GGWRM<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

11


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

kejenuhan 7,6 mg/l, maka kekurangannya menjadi 7,6 – 6 mg/l = 1,6 mg/l. Disini<br />

menunjukan tingkat polusi jauh lebih rendah.<br />

2.4. pH (Tingkat Keasaman)<br />

pH adalah logaritma negatif dari konsentrasi ion-ion hidrogen (ion H + ). Dalam air<br />

murni konsentrasi H + adalah 10 -7 , jadi pH adalah 7. Misalnya suatu asam ditambahkan<br />

dalam cairan yang pH-nya 7, maka angka H + pada cairan tersebut akan meningkat,<br />

katakanlah menjadi 10 -3 maka cairan tersebut pH-nya menurun menjadi 3. Apabila<br />

larutan alkali (basa) ditambahkan maka pH akan meningkat ke tingkat diatas 7. Air<br />

dikatakan asam apabila nilai pH-nya < 7, netral pH = 7 dan basa pH < 7.<br />

2.5. Kebutuhan Oksigen Biokimia, Biochemical Oxigen Demand (BOD)<br />

Kebutuhan oksigen bio-kimia (BOD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk<br />

penguraian (proses oksidasi) polutan dalam air dengan cara bio-kimia. BOD adalah<br />

parameter yang berguna karena nilainya ditentukan melalui proses alami yang terjadi<br />

didalam air. Sebagai contoh limbah manusia yang langsung dari toilet akan membusuk<br />

lebih cepat daripada sepotong kayu, dan untuk penguraian limbah manusia ini akan<br />

lebih banyak membutuhkan oksigen. Sebagai akibatnya adalah oksigen terlarut dalam<br />

air akan menurun (disini tingkat DO rendah). Melalui pengisian udara secara alami akan<br />

mempercepat DO menjadi normal kembali.<br />

Pada pengujian laboratorium BOD, disimulasikan melalui proses penguraian polutan<br />

dari molekul besar menjadi lebih kecil secara alami. BOD ditentukan dengan jumlah<br />

oksigen yang dibutuhkan dalam 5 hari oleh suatu sampel pada suhu standar 20 0 C. Jika<br />

suhu dinaikkan, maka BOD akan meningkat akibat proses bio-kimia yang lebih cepat.<br />

2.6. Kebutuhan Oksigen Kimia, Chemical Oxigen Demand (COD)<br />

Kebutuhan oksigen kimia (COD) adalah jumlah oksigen (mg O2)yang diperlukan untuk<br />

oksidasi komponen-komponen polutan (organis) dalam air dengan cara kimia, yaitu<br />

dengan menambah bahan kimia peng-oksidasi pada polutan. Bahan kimia (oksidator)<br />

K2Cr2O7 banyak digunakan sebagai sumber oksigen dalam pengujian di laboratorium.<br />

Secara prinsip sebagaian besar zat organis akan dioksidasi oleh K2Cr2O7 dalam keadaan<br />

asam mendidih, dan reaksi berlangsung selama ± 2 jam. Angka COD akan menjadi<br />

ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organis yang secara alami dapat dioksidasikan<br />

melalui proses mikrobiologis dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam<br />

air.<br />

2.7. Nitrit, Nitrat dan Fosfat<br />

Pengukuran nitrit, nitrat dan fosfat penting khususnya untuk air di waduk-waduk dan<br />

danau-danau. Adanya cairan limbah yang mengandung nitrat dan fosfat yang tinggi, air<br />

waduk dan danau yang terpolusi mempunyai potensi lebih besar untuk pertumbuhan<br />

ganggang air secara berlebihan. Sebaliknya, jika kekurangan nitrat dan fosfat maka<br />

pertumbuhan ganggang menjadi terbatas. Selain dari cairan limbah, pupuk juga dapat<br />

menjadi sumber lain peningkatan kandungan nitrit, nitrat dan fosfat, yaitu melalui aliran<br />

balik dari daerah irigasi yang masuk ke sungai.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

12


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

2.8. Koliform<br />

Pengukuran koliform terutama ditujukan jika ada indikasi bahwa air sungai terpolusi<br />

oleh air limbah rumah tangga. Semakin banyak koliform yang terukur, maka semakin<br />

banyak limbah rumah tangga yang masuk ke dalam sungai. Sebaliknya, jika konsentrasi<br />

koliform rendah (dan BOD relatif tinggi), berarti polusi disebabkan oleh limbah<br />

industri.<br />

2.9. Daya Hantar Listrik, Electrical Conductivity (EC)<br />

Sebagai sebuah parameter untuk polusi pengukuran Daya Hantar Listrik tidak begitu<br />

relevan terutama pada bagian hulu sungai. Namun pengukuran menjadi penting pada<br />

bagian muara di mana air laut dapat masuk ke sungai sehingga mengakibatkan kadar<br />

garam menjadi meningkat (nilai EC tinggi). Jika kadar garam tinggi maka air sungai<br />

tidak layak sebagai air baku untuk air minum dan irigasi.<br />

2.10. Logam Berat<br />

Logam berat sebagian besar diakibatkan oleh kegiatan-kegiatan industri. Kandungan<br />

logam dalam air dapat mengakibatkan keracunan bagi manusia maupun organisme<br />

lainnya yang hidup di air. Logam beracun misalnya kadmium, kromium, tembaga,<br />

merkuri, nikel, seng dan timah. Umumnya pengukuran logam berat dilakukan di bagian<br />

hilir dari daerah industri.<br />

Penutup<br />

Pertanyaan:<br />

(1) Parameter apa saja yang menentukan kualitas air irigasi dan apa pengaruhnya<br />

terhadap tanaman<br />

(2) Apa yang dimaksud dengan : “electrical conductivity”?<br />

(3) Apa satuan yang digunakan untuk EC dan bagaimana konversinya<br />

(4) Bagaimana kepekaan tanaman terhadap salinitas<br />

(5) Apa yang dimaksud dengan leaching (pencucian)<br />

(6) Bagaimana menghitung kebutuhan air untuk pencucian<br />

(7) Terangkan standard kualitas air untuk irigasi?<br />

(8) Apa satuan yang biasa digunakan?<br />

(9) Apa hubungnnya nilai EC dengan penurunan hasil?<br />

(10)Apa yang dimaksud dengan SAR ?<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

13


<strong>Topik</strong> 7. Kualitas Air Irigasi-dkk<br />

(11) Sebutkan Parameter kualitas air:<br />

(12)Bagaimana hubungan antara DO dan BOD dalam air?<br />

(13)Hal penting apa saja yang perlu diperhatikan dalam parameter kualitas air irigasi<br />

(termasuk irigasi sprinkler dan drip)?<br />

(14)Apa yang dimaksud dengan salinitas (EC: mmhos/cm) pada kualitas air irigasi dan<br />

sejauh mana pengaruhnya pada tanaman?<br />

(15)Pencegahan apa yang dilakukan pada unsur beracun yang terdapat pada air irigasi?<br />

Kunci Jawaban<br />

(11)Parameter kualitas air:<br />

a. Parameter fisik: suhu, warna, bau, rasa, turbidity (kekeruhan)<br />

b. Parameter kimia: BOD, COD, DO, pH, padatan terlarut, padatan<br />

tersuspensi, Fe, Cu, Mg, B, Na, Cl, NH, NO2, NO3, N<br />

c. Paramerer biologi: total mikroba, total koliform<br />

(12)DO (dissolved oxygen): kadar oksigen terlarut dalam air. BOD (biological oxygen<br />

demand): kebutuhan oksigen untuk aktivitas mikro-organisma dalam air. Nilai BOD<br />

yang tinggi menandakan adanya aktivitas mikro-organisma yang tinggi dan banyak<br />

membutuhkan oksigen sehingga kadar aoksigen menjadi berkurang DO menurun<br />

(13)pH, Sodium Adsorption Ratio (SAR), Electrical conductivity (EC) dan unsur<br />

beracun (Boron, Natrium dan Chlorida), untuk irigasi sprinkler dan drip perlu<br />

dipertimbangkan padatan terlarut<br />

(14)Salinitas merupakan ukuran banyaknya kadar garam yang ada dalam air. Di daerah<br />

perakaran lengas tanah dengan kadar garam tinggi menyebabkan tekanan osmotik<br />

yang lebih besar sehingga air tidak dapat diserap oleh akar tanaman. EC antara 1 – 4<br />

mmhos/cm tidak mengakibatkan penurunan produksi. EC antara 6 – 25 mmhos/cm<br />

mengakibatkan tanaman tidak berproduksi.<br />

(15)(a) irigasi lebih sering, (b) penambahan air untuk pencucian (leaching), (b)<br />

penambahan zat penetral, (d) pencampuran dengan air lain yang lebih baik<br />

Daftar Pustaka<br />

1. Ayers, R.S.; D.W. Westcot. 1976. Water Quality for Agriculture. FAO. Irrigation<br />

and Drainage Paper No 29, Rome.<br />

Teknik Irigasi dan Drainase<br />

14

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!