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