HIDROLOGI (Bagian III)

Pengantar:
Inilah potongan lain dari DAS Brantas bagian hulu yang menerobos tumpukan leleran lava beku. Gambar ini hanya sekedar visualisasi dari judul di atas. Hidrologi yang terurai di bawah ini nanti mengupas banyak tentang satu kajian dari matapelajaran Geografi untuk SMA kelas X semester 2 (dua) dengan alokasi waktu 7 x 45 menit. Hidrologi masuk pada Standar Kompetensi: 3. Menganalisis unsur-unsur geosfer, Kompetensi Dasar: Menganalisis hidrosfer dan dampaknya terhadap kehidupan di muka Bumi dengan Materi Pembelajaran Hidrosfer yang meliputi siklus hidrologi, perairan darat, dan perairan laut. Uraian tentang Hidrologi di bawah ini merupakan tulisan Drs. Didik Taryana, M.Si., dosen jurusan Geografi UM yang diberikan kepada peserta Diklat MGMP Geografi SMA Se-Jawa Timur tahun 2006 di Malang. Mengingat panjangnya uraian ini, maka tulisan tersebut dibagi menjadi tiga posting-an. Adapun uraian dari Hidrologi (Bagian III) sebagai berikut:

b. Kualitas Air

Pertumbuhan penduduk yang tinggi diseluruh negara didunia telah berdampak pada kondisi sumber daya alam. Jumlah potensi sumber daya alam yang dulunya nampak melimpah, sekarang `menunjukkan muka yang lain. Penduduk yang berjumlah besar dengan aktivitas yang sangat tinggi, ternyata cepat atau lambat akhirnya akan berdampak pada pemerasan sumber daya alam secara berlebihan, serta sampah buangannya pada gilirannya akan menimbulkan pengotoran yang berupa pencemaran baik di air, tanah (darat) maupun udara.

Pencemaran pada air, tanah, dan udara secara besar-besaran baik oleh industri maupun kegiatan rumah tangga, sekarang benar-benar menjadi masalah yang sangat serius. sampai-sampai sekarang untuk mendapatkan air murni yang siap pakai di alam sudah sangat sulit didapatkan. sebelum air hujan jatuh dibumi, sewaktu masih di atmosfir sudah tercemar oleh unsur-unsur kimia dalam bentuk gas seperti H₂s, SO₂, NO₂, HCL, NH₃, CO₂, di samping gas H₂ dan O₂.

Secara rinci faktor-faktor yang berpengaruh terhadap keadaan kualitas air terdiri dari :

1. Iklim

2. Geologi

3. Vegetasi

4. Waktu

5. Manusia

1. Iklim

Unsur-unsur iklim yang berpengaruh terhadap kualitas air secara langsung misalnya curah hujan, tekanan udara,, penguapan (evaporasi) dan temperatur.

Hujan yang jatuh dipermukaan bumi ternyata sering membawa unsur-unsur kimia tertentu. Sebelum titik-titik air hujan jatuh dipermukaan bumi, ketika masih diudara kadang-kadang sudah bercampur dengan gas-gas seperti N₂, O_2, CO₂, dan CL.

Unsur-unsur ini dapat berwujud gas dalam air hujan, maupun berbentuk inti-inti kondensasi. Kondenstrasi zat-zat terlarut didalam air hujan tergantung pada berbagai faktor antara lain :

a. Jarak dari tempat terjadinya hujan hingga pantai/laut sebagai sumber uap air di atmosfir.

b. Jumlah dan jenis industri yang terdapat diantara kedua tempat tersebut.

c. Ada dan tidaknya pengaruh aktivitas vulkanisme didaerah tersebut.

Temperatur berpengaruh pula terhadap kualitas air. Peran temperatur dalam hal ini terutama pada pelarutan gas. terdapat hubungan yang positif antara temperatur dengan pelarut gas, yaitu semakin tinggi temperatur semakin tinggi pelarutan gas, sebaliknya semakin rendah temperatur akan semakin sedikit gas yang dapat terlarut didalam air hujan.

Peran temperatur lainnya pada kualitas air adalah bahwa tinggi rendahnya temperatur akan berpengaruh pada penguapan air. Semakin tinggi temperatur akan semakin besar peguapannya, yang pada gilirannya akan mengakibatkan konsentrasi zat kimia terlarut akan semakin besar. Sebaliknya semakin rendah temperatur akan semakin penguapan, sehingga konsentrasi zat terlarut dalam air juga akan semakin kecil.

Seperti halnya dengan temperatur, tekanan juga berpengaruh pada pelarutan gas.Semakin tinggi tekanan air semakin banyak gas yang terlarut dalam air, demikian pula sebaliknya semakin rendah tekanan air akan semakin kecil pula gas yang dapat terlarut dalam air.

2. Geologi

Kandungan unsur kimia dalam air sangat tergantung pada formasi geologi tempat air itu berada dan formasi geologi tempat dilaluinya air. Apabila selama perjalanannya air tersebut melalui melalui suatu batuan yang mengandung silikat maka air tersebut akan mengandung silikat, apabila air tersebut melalui batuan yang mengandung besi maka secara otomatis air akan mengadung besi, demikian seterusnya untuk unsur-unsur kimia lain. disamping itu pada formasi geologi tempat air tinggal juga banyak berperan terhadap kualitas air, sebab air memiliki sifat melarutkan batuan yang dilalui dan ditempati.

Secara garis besar batuan di bumi ini dapat dikelompokkan menjadi 3 macam batuan yaitu batuan beku, batuan sedimen, dan batuan metamorf.

Kondisi ketiga macam batuan ini berbeda dalam bentuk, struktur, bahkan kekerasan, serta unsur kimianya. Sehingga air yang melalui ketiga macam batuan ini, kandungan kimia dan konsentrasinya juga akan berbeda, karena susunan kimia masing-masing jenis batuan tersebut berbeda dan kemudahan untuk dilarutkan juga berbeda.

1. Kualitas Air Pada Batuan Beku

Batuan beku terdiri dari batuan intrusi dan batuan ekstrusi. Batuan intrusi bersifat impermeable, oleh karena itu air yang mengalir melalui batuan intrusi akan sedikit kandungan kimianya , karena air mengalir dengan cepat sehingga kontak antara air dengan batuan intrusi tersebut tidak lama. Dengan demikian kita katakan bahwa kualitas air yang melalui batuan intrusi adalah rendah.

Lain halnya dengan batuan ekstrusi yang lebih bersifat parmeable. Pada batuan ini air dapat masuk menembus pori-pori batuan sehingga memungkinkan terjadinya kontak antara air dengan batuan lebih lama. Dengan demikian kualitas air pada batuan ekstrusi baik, maksudnya unsur-unsur kimia yang terlarut berkadar cukup tinggi.

Contoh : Batuan intrus : Granit, Diorit, Gabro

Batuan Ekstrus : Porfirit, Endesit, Basal.

Umumnya pada batuan beku air banyak mengandung SiO₂, CA, Fe, Ag, dan K.

Pada batuan ultra basa seperti gabro dan basal, akan ditandai dengan banyaknya unsur Mg²⁺, ini sebagai akibat kandungan Mg yang cukup tinggi pada batuan tersebut.

Pada batuan rhiolit (ekstrusi), air yang melalui batuan ini banyak mengandung silikat (SiO₂).

2. Kualitas Air Pada Batuan Sedimen

a. Batuan Pasir

Pada batuan pasir (Sand Stone) kandungan kimianya lebih didominasi oleh unsur pengikatnya. pada batuan pasir berupa pasir yang membantu pada unsur pengikat yang berada diantara butir-butir pasir. Pada kenyataannya unsur pengikat lebih mudah larut dalam air jika dibanding dengan pasirnya itu sendiri, sehingga yang banyak berpengaruh pada kualitas air justru unsur pengikat tersebut.

Contoh :

• Batu pasir sungai, padas sumur dan padas sawah merupakan batu pasir magnetik, dengan unsur pengikat Fe₃0₄ (ferri oksida), sehingga air yang melalui batuan ini akan banyak mengandung unsur besi (Fe).
• Pada batuan pasir kwarsa, air yang melalui akan banyak mengandung SiO₃.
• Pada Batuan mergel (pasir halus), air yang melalui banyak mengandung CaCO₃.
• Pada batuan tuff air dominan mengandung SiO₃/Fe.

Secara rinci, faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kualitas air pada batuan pasir meliputi :

1. Material pengikat yang mengeras.

2. Penggantian ion dan kation.

3. Adanya rekasi reduksi pembentuk pirit.

4. terjadinya mineralisasi dalam air.

b. Batu Lempung

Batuan lempung sering dijumpai pada breckist water (saline water) di daerah lagon/pantai. Lagon adalah genangan air dipantai namun air yang menggenangi berasal dari daratan, dan dalam prosesnya mendapatkan pengaruh dari lautan.

Bahan asal dari batuan lempung biasanya berasal dari tempat yang tinggi. Daerah itu dengan akifer yang cukup luas. Air yang masuk didaerah itu, karena selama mengalir telahmengalami kontak dengan batuan yang dilalui, maka terjadi pelarutan lempung dalam air yang mengalir tersebut. Pada air didaerah lagon ini, saline water umumnya mengandung unsur Na, K cukup tinggi. Namun karena tidak menetapnya Na, K ini maka sering terjadi pergantian ion yaitu ion Na dan K diganti oleh ion Ca dan Mg.

c. Batuan Endapan (Presipitat)

Salah satu contoh batuan endapan adalah batuan gamping. Secara umum kecepatan aliran air yang melalui batuan gamping lebih cepat daripada batuan pasir. pada batuan gamping gerakan air hanya terjadi pada batuan luarnya saja, sehingga kontak antara batuan dengan air secara keseluruhan kurang intensif. Akibatnya jumlah zat terlarut yang dihasilkan pada batuan gamping kecil, lebih kecil jika dibanding pada batuan pasir.

Contoh :

· Air yang melalui batuan kapur banyak mengandung kalsium dan bikarbonat.

· Batuan kapur dolomit menghasilkan larutan Ca dan Mg dalam air dengan perbandingan 1:1.

3. Kualitas Air Pada Batuan Metamorf

Ciri utama dari batuan Metamorf adalah bahwa pada umumnya unsur batuan ini bersifat masif. Sifat demikian kurang mendukung bagi pelarutan unsur kimia mineral kedalam air yang melalui, sehingga air yang telah kontak dengan batuan ini senantiasa menunjukkan kualitas air yang rendah, maksudnya air tidak mengandung unsur-unsur terlarut. Seandainya air ini dijumpai unsur kimia terlarut yang tinggi, paling-paling hanya unsur silikat sebagai akibat dari proses pelapukan kwarsa. Jadi dari ketiga jenis batuan yaitu batuab beku, sedimen, dan metamorf, sebenarnya kualitas air pada batuan metamorf adalah paling rendah atau miskin unsur kimia terlarut.

C. Vegetasi

Vegetasi memunyai peran yang cukup besar terhadap keadaan kualitas air yang melaluinya.terutama vegetasi yang telah mati akan membusuk dan mengeluarkan unsur-unsur hara seperti N, P, K dan sebagainya, yang selalu siap untuk dilarutkan dan dibawa oleh air yang selalu siap untuk dilarutkan dan dibawa oleh air yang melalui.

Peran lain dari pembusukan vegetasi ini adalah pada pH tanah. Tanah yang mengandung sisa-sisa tumbuhan yang telah mati relatif akan mempunyai pH yang rendah atau sifat asam. Sifat asam air ini akan lebih lanjut akan banyak berpengaruh terhadap apa yang besar pada pelaruta unsur kimia tertentu, sebab pH mempunyai pengaruh yang besar pada unsur-unsur kimia dalam air.

Beberapa unsur logam akan terlarut sebagai kation didalam air asam, namun akan mengendap sebagai hidrosida atau garam dengan penambahan atau kenaikan pH, misalnya:

- Pada pH dibawah 10,5 unsur Mg akan larut dalam air, namun pada pH lebih dari 10,5 ion Mg akan mengendap.

- Pada pH antara 5-8, 5, unsur-unsur Na, K , NO₃ dan Cl akan larut dalam air. Pada pH lebih tinggi dari itu mungkin ia akan mengendap.

- Demikian pula pada batuan kapur, senyawa karbonat akan bermacam-macam sesuai dengan pHnya, yaitu :

a. Pada pH tingggi (>8,2) senyawa karbonat akan terurai menjadi ion hidrogen dan ion karbonat :

HCO₃ ----------- H⁺ + CO₃ –

b. Pada pH sedang (<8,2),>

H⁺ CO₃ + ------------- HCO₃

c. Namun pada pH rendah (<4,5),>

H⁺ + HCO₃ - ----------- H₂ CO₃

D. Aktivitas Manusia

Sewaktu jumlah manusia di bumi masih sedikit, kondisi potensi sumber daya alam masih mampu mengatasi masalah kerusakan yang ditimbulkan oleh manusia. Secara alami, karena intensitas kerusakan masih kecil, maka alam dapat mengatasi dengan sendirinya, berupa penetralan kembali segala pencemaran atau pengerukan sumber daya alam. Tanpa bantuan siapapun alam mengembalikan kondisinya seperti sedia kala.

Pertumbuhan jumlah manusia yang sangat tinggi menuntut kebutuhan untuk hidup lebih tinggi. Mau-tidak mau manusia memeras alam untuk dimanfaatkan. Tak dapat dipungkiri bahwa sisa-sisa pemanfaatan sumber daya alam maka merupakan masalah tersendiri. Disatu sisi alam rusak oleh pemerasan manusia, disisi lain manusia membuang sampah kedalam alam yang justru memperparah kondisi alam sendiri.

Rupanya, pertumbuhan jumlah manusia selalu diikuti pula oleh peningkatan kemampuan tehnologinya. Hal ini justru lebih memperparah keadaan, sebab dengan tehnologi manusia mampu memeras alam sehabis-habisnya, dan dengan tehnologi pula manusia akan menghasilkan sisa sampah buangannya secara besar-besaran dengan kualitas atau kadar yang sangat berat.

Perusakan alam oleh aktivitas manusia pada tubuh-tubuh air (pencemaran air/water population) merupakan salah satu contoh masalah tersebut. Kegiatan manusia dalam bidang industri, bidang pertambangan, bidang pertanian maupun kehidupan masyarakat sehari-hari telah banyak menimbulkan masalah pencemaran, yang sampai hari ini masih terus berlangsung bahkan kian hari kian intensif. Sehingga sementara orang mengatakan bahwa sumber pencemaran air berasal dari :

a. Limbah industri (Industrial waters)

b. Limbah rumah tangga (domestic waters )

c. Limbah pertanian (agricultural waters)

d. Limbah pertambangan (mining waters )

Sumber-sumber pencemaran ini secara intensif selalu mengotori tubuh-tubuh perairan didarat seperti sungai, danau, airtanah dan air lautan, bahkan telah di sinyalir bahwa sewaktu si atmosfir uap air sebelum menjadi titik-titik air hujan telah terkena polusi oleh gas-gas buangan industri yang dikeluarkan lewat cerobong-cerobong asapnya.

Secara garis besar bahan-bahan pencemaran air terdiri dari zat organik, zat inorganik, bakteri, kuman dan zat-zat kimia beracun.

E. Waktu

Waktu merupakan faktor yang tidak langsung berpengaruh pada kualitas air. Waktu hanya berperan pada lama tidaknya kontak antara air dengan batua/tanah atau sumber pencemaran lain. Secara logika dapat dikatan bahwa semakin lama kontak antara benda satu dengan benda lainnya, akan semakin intensif reaksi atau pencampuran antara benda yang berhubungan tersebut. Demikian juga kontak antara air dengan benda (batuan dan sumber lain) akan semakin intensif apabila kontak semakin lama, sehingga hal ini berpengaruh terhadap besarnya konsentrasi ion dalam air. Semakin lama air menempati pori-pori batuan, akan semakin besar konsentrasi ion dalam air. Demikian pula semakin jauh air melewati batuan dan semakin lambat air mengalir melewati batuan, maka akan semakin besar konsentrasi ion dalam air.

Aplikasi/Latihan :

1. Siswa mengamati di sepanjang sungai, dan mencatat sumber pencemar air sungai!
2. Sebagian siswa mengamati di lingkungan tempat pembuangan sampah, dan mencatat warna air dari tempat pembuangan sampah !

Evaluasi Aplikasi :

Siswa dianggap tuntas apabila dapat mendiskripsikan dan menganalisis hasil pengamatan di lapangan tentang sumber pencemar air.

Tindak Lanjut :

- Siswa mendiskusikan secara berkelompok tentang sumber pencemar air yang bersumber dari udara !

- Siswa mendiskusikan secara berkelompok tentang pengaruh jenis batuan terhadap kualitas air!

Lembar Kerja :

1. Sebutkan faktor yang mempengaruhi kualitas air ?
2. Jelaskan pengaruh iklim terhadap kualitas air ?
3. Jelaskan pengaruh geologi terhadap kualitas air!
4. Sebutkan macam-macam limbah yang mempengaruhi kualitas air !