Jurnal Gradien Vol.2 No.1 Januari 2006 : 105-108

Pencitraan Konduktivitas Bawah Permukaan dan Aplikasinya untuk Identifikasi Penyebaran Limbah Cair

Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis 2 D

Suhendra

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia

Diterima 5 Desember 2005; disetujui 20 Desember 2005

Abstrak - Telah dilakukan penelitian mengenai pemodelan fisis aplikasi metode geolistrik tahanan jenis 2-D untuk pemantauan masalah lingkungan yaitu pencemaran limbah cair dengan menggunakan metoda geolistrik tahanan jenis memakai konfigurasi elektroda Wenner-Schlumberger. Tujuan penelitian ini untuk mengidentifikasi penyebaran polutan cair (oli bekas) dengan menggunakan metode geolistrik tahanan jenis 2D dan menentukan batas daerah yang terkontaminasi. Pengolahan data diolah dengan menggunakan software RES2Dinv ver 3.3 dan diperoleh nilai tahanan jenis medium yang terkontaminasi oleh limbah cair dari data geolistrik tahanan jenis adalah 2.09 4.36 m serta dari penampang (pseudosection) geolistrik terlihat batas atau daerah yang terkontaminasi oleh limbah cair. Kata kunci : Tahanan Jenis; Pencemaran limbah; pemodelan fisis

1. Pendahuluan Metoda geolistrik dapat dimanfaatkan untuk studi masalah lingkungan, yaitu untuk mendeteksi kontras resistivitas medium akibat penyebaran kontaminan (rembesan limbah) di bawah permukaan yang sering diasosiasikan sebagai fluida konduktif [3]. Beberapa studi telah dilakukan diantaranya untuk identifikasi intrusi air laut, kebocoran limbah hasil industri [4] sehingga metoda geolistrik dapat digunakan secara efektif untuk mengidentifikasi distribusi polutan baik secara spasial maupun temporal. Namun untuk keperluan tersebut diperlukan perangkat dan teknik pengukuran yang dapat menghasilkan citra konduktivitas (atau resistivitas) bawah permukaan dengan resolusi tinggi secara tepat dan cepat. Di bawah permukaan sulit untuk mengamati secara langsung rembesan limbah, sejauh mana limbah tersebut akan mengalir dan berapa cepat dia mengalir sehingga perlu dilakukan studi awal untuk penyelidikan masalah lingkungan ini sehingga nantinya akan mudah untuk mencari metode dan cara penangulangan rembesan limbah cair yang akhirnya dapat mengangu keberadaan air tanah yang dikonsumsi secara langsung oleh masyarakat.

Pencemaran limbah dapat dilakukan dengan metoda geolistrik, ini dilakukan dengan menggunakan arus listrik searah yang diinjeksikan melalui dua buah elektroda arus ke dalam bumi, lalu mengamati potensial yang terbentuk melalui dua buah elektroda potensial yang berada di tempat lain. Perbedaan potensial yang terukur merefleksikan keadaan di bawah permukaan bumi. Pada dasarnya metoda ini didekati dengan menggunakan konsep perambatan arus listrik di dalam medium homogen isotropis, dimana arus listrik bergerak kesegala arah dengan nilai yang sama besar. Berdasarkan asumsi tersebut, maka bila terdapat anomali yang membedakan jumlah rapat arus yang mengalir diasumsikan diakibatkan oleh adanya perbedaan akibat anomali tahanan jenis. Anomali ini nantinya digunakan untuk merekonstruksi keadaan geologi di bawah permukaan. Perbedaan konfigurasi elektroda, variasi tahanan jenis spesifik yang diselidiki, prosedur memperoleh data sangat menentukan dalam pemakaian metoda ini.

Suhendra / Jurnal Gradien Vol. 2 No. 1 Januari 2006 : 105-108

106

Metoda tahanan jenis mempunyai dua macam pendekatan, yaitu pendekatan horisontal dan pendekatan vertikal, kedua pendekatan ini mempunyai prosedur kerja dan interpretasi yang berbeda antara satu sama lainnya. Metoda tahanan jenis pendekatan horisontal dimaksudkan sebagai eksplorasi metoda tahanan jenis untuk mendeteksi lapisan atau formasi batuan yang mempunyai kedudukan stratigrafi bidang lapisan yang membentang secara horisontal. Sedang eksplorasi dilakukan untuk mempelajari urutan stratigrafi batas lapisan secara vertikal dari atas sampai bawah.

2. Metode Penelitian Lokasi Penelitian Penelitian ini merupakan penelitian model fisis yang dilakukan di Laboratorium Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Bengkulu, untuk mengamati rembesan limbah di bawah permukaan medium berdasarkan anomali nilai resistivitas medium. Tempat pengambilan data merupakan model fisis berupa bak kaca berukuran 2 m x 1m x 1 m. Teknik Pengambilan Data Data yang diperlukan dalam penelitian ini berupa data tahanan jenis medium berupa tanah lempung (clay sand) dan tahanan jenis medium setelah diinjeksikan dengan limbah cair (Oli bekas), pengukuran di lapangan sebelum dan sesudah diinjeksi dengan limbah untuk mensimulasikan penyebaran polutan cair pada suatu model fisis [2][4] analisis kualitatif dan kuantitatif data lapangan untuk memperoleh penampang tahanan jenis semu melalui pemodelan inversi dengan menggunakan metode yang dikemukan oleh Loke dan Barker [1], untuk mengamati rembesan limbah yang diperoleh malalui pengukuran arus dan potensial listrik dengan menggunakan peralatan resistivitimeter. Dengan adanya data resistivitas dari medium pasir dan medium pasir yang telah diinjeksi kita dapat membandingkan antara medium yang belum terkontaminasi dengan medium yang telah terkontaminasi oleh limbah polutan cair.

Akuisisi data resistivitas dilakukan dengan menggunakan konfigurasi elektroda Wenner-Schlumberger dengan jarak spasi elektroda 5 cm dengan lintasan pengukuran sebanyak satu lintasan yaitu lintasan U-S. Dengan pertimbangan akuisisi ini dapat mengambarkan pola arah aliran secara Vertikal dan horisontal dalam bentuk 2D. secara tepat dan akurat. Alat Ukur Geolistrik Tahanan Jenis Alat yang digunakan untuk penelitian bawah permukaan yaitu Resismeter tipe Naniura Nrd22r beserta kelengkapanya yang terdiri dari accumulator (aki) sebagai sumber arus DC, kabel penghubung, elektroda arus dan potensial serta kelengkapan pendukung seperti meteran. Pengolahan Data Pemantauan variasi terhadap waktu sangat diperlukan dalam penelitian ini karena data tersebut akan menunjukan pola dan arah aliran polutan, pengambaran pola dan arah aliran polutan bawah permukaan dilakukan dengan pemodelan numerik Metoda Finite Elemen. Sebelum data diolah dengan pemodelan numerik metoda Finite elemen terlebih dahulu datum nilai beda potensial dan arus yang terukur di lapangan diolah terlebih dahulu untuk memperoleh nilai tahanan jenis semu (a) untuk setiap titik pengukuran dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut:

a = K V / I (1) a = Tahanan jenis semu (Ohm. m), K = Koefesien geometri untuk konfigurasi elektroda Wenner-Schlumberger, V = Beda potensial (volt) dan I = Arus listrik (Ampere)

3. Hasil Dan Pembahasan Penelitian ini menggunakan konfigurasi elektroda Wenner-Schlumberger sehingga dapat menjelaskan penyebaran limbah secara lateral dan vertikal sehingga dianalogikan.penyebaran limbah dalam bentuk 2-D. Perhitungan data dengan persamaan 2, diperoleh nilai apparent resistivity pada masing-masing titik ukur. Selanjutnya dilakukan inversi dengan menggunakan

Suhendra / Jurnal Gradien Vol. 2 No. 1 Januari 2006 : 105-108

107

program RES2DINV ver 3.3 untuk melihat penampang tahanan jenis dari pasir serta anomaly yang mengidentifikasikan terdapatnya rembesan polutan di bawah permukaan. Berdasarkan hasil inversi dengan menggunakan program RES2DINV ver 3.3 dari konfigurasi elektroda Wenner-Schlumberger dengan jarak spasi elektroda potensial 5 cm, serta panjang lintasan 2 m diperoleh penampang tahanan jeni seperti terlihat pada Gambar 1 berikut ini.

Gambar 1. Penampang hasil inversi 2-D dari Tanah

lempung (clay sand) Tahanan jenis pasir yang diinjeksikan polutan cair Nilai tahanan jenis tanah lempung tanpa limbah yang merupakan pembanding antara medium yang terkontaminasi dengan yang belum terkontaminasi yang merupakan hasil pengukuran arus dan potensial listrik dapat terlihat pada gambar 1. Dari hasil penampang geolistrik pasir tanpa limbah terdapat nilai tahanan jenis berkisar antara 28.6 46 m yang diinterpretasikan berupa air, ini dapat diyakini karena bagian tengah-tengah bak kaca pasir terlihat masih basah. Tahanan jenis pasir yang diinjeksikan polutan cair. Nilai tahanan jenis pasir yang diinjeksikan polutan cair yang merupakan hasil pengukuran arus dan potensial listrik dapat dilihat pada Gambar 2. Polutan cair (oli) yang diinjeksikan sebanyak 1000 mL yang ditumpahkan ditengah-tengah bak kaca lalu dibiarkan selama kurang lebih 30 menit untuk membiarkan penyebaran oli benar-benar sudah berhenti sehingga dapat

diukur sejauh mana oli tersebut akan menyebar pada medium yang telah disiapkan.

Gambar 2 Penampang hasil inversi 2-D dari pasir yang

terkontaminasi Dari hasil pengolahan data melalui inversi terlihat bahwa daerah yang sudah terkontaminasi dengan limbah oli yang memiliki nilai resistivitas berkisar dari 2.09 .m sampai dengan 4.36 m, dimana terlihat dari Gambar .2 bahwa limbah terdapat pada kedalaman 5 cm 20 cm dari permukaan tanah (ground surface). Dari hasil pengolahan data terdapat nilai tahanan jenis yang cukup tinggi yaitu 172 359 m ini di interpretasikan merupakan pasir besi yang terdapat pada medium tanah lempung (clay sand) yang digunakan.

4. Kesimpulan Berdasarkan penampang geolistrik tahanan jenis 2-D terlihat adanya polutan limbah cair yang ditunjukkan dengan nilai tahanan jenis yang rendah ini dikarenakan oli bekas bersifat konduktif. Hasil pengamatan menunjukan bahwa nilai resistansi oli memiliki nilai yang cukup rendah yaitu berkisar dari 2.09 m sampai dengan 4.36 m.Aplikasi metode geolistrik dapat dipakai sebagai alat monitoring rembesan limbah, namun untuk kondisi lapangan yang sebenarnya harus masih perlu pengkajian yang lebih mendalam lagi. Serta mutlak harus ditunjang dengan data-data skunder.

Suhendra / Jurnal Gradien Vol. 2 No. 1 Januari 2006 : 105-108

108

Daftar Pustaka [1] Loke, M.H., R.D. Barker, Least-square dekonvolusi of

apparent resistivity pseudosection, 1995, Geophysics, Vol 60 pp 1682-1690.

[2] Park, S.K., Fluid migrasi in the vadose zone from 3D inversion of resistivity monitoring data, 1998, Geophysics, 60, 1682-1690.

[3] Telford,W.M., L.P. Geldart and R.E. Sheriff, Applied Geophysic : Second Edition, 1990, Cambrige University Press, USA, 522-538.

[4] Van, G.P., Park, S.K., Hamilton, P., Monitoring leaks from stroge ponds using resistivity methods, 1991, Geophysics, 56, 1267-1270.

GRADIENRedaksiPENGANTAR REDAKSIDAFTAR ISIPencitraan Konduktivitas Bawah Permukaan dan Aplikasinya untuk Identifikasi Penyebaran Limbah Cair Dengan Menggunakan Metode Geolistrik Tahanan Jenis 2 DAnalisis Citra Digital Dengan Menggunakan Teknik Penajaman CitraUji Kualitas Akustik AuditoriumPenentuan Adanya Senyawa Triterpenoid Dan Uji Aktivitas Biologis Pada Beberapa Spesies Tanaman Obat Tradisional Masyarakat Pedesaan BengkuluStudi Kandungan Etanol Dalam Tapai Hasil Fermentasi Beras Ketan Hitam Dan PutihEfek Perendaman Larutan Alkali Terhadap Prilaku Film Kertas Dari Nata de coco Yang DimodifikasiEfek Kenaikan pH Pada Mekanisme Ekstraksi Cair-Cair Terhadap Asam Asam KarboksilatKarakterisasi Matrik Leslie Ordo TigaBentuk Umum Perluasan Teorema PythagorasMetode Diagonally Implicit Runge-Kutta Dalam Penyelesaian Model Matematika Sistem Cardiovascular