pola distribusi pencemar nitrogen dan fosfor non...

SNaTKII II – 10 Oktober 2015 88

Pola Distribusi Pencemar Nitrogen

Dan Fosfor Non Point Source

Sub Das Wuryantoro Ke Waduk Gajah Mungkur Wonogiri

1Peni Pujiastuti, 2Sumardiyono, 3Syahriyati Mutiah

Universitas Setia Budi, Jl. Let.Jen. Sutoyo Mojosongo Surakarta, Telp. 0271 852518

Prodi Analis Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Setia Budi

e-mail: [email protected], [email protected]

ABSTRACT

The aim of this study was to analyze the distribution pattern of pollutant -NO2, N-NO3, N-

NH3 dan P-PO4 non- point source (NPS) , from agricultural activities in Wuryantoro

watershed. The distribution pattern starts from existing Nitrogen and phosphorus

compounds in wastewater agriculture, then flows into the river Wuryantoro and estuarine

reservoir. Results inventory of pollutant sources can be used to guide in pollution control in

the WGM. The research method is descriptive laboratory. Sampling points are set using

GPS. Sampling is done based on the guidelines in SNI 6989.59 : 2008. Analysis of N-NO3

procedure referred to SNI 06-2480-1991, analysis procedures N-NO2 refers to APHA 4500 -

B , 2005, the analysis of N-NH3 procedure refers to the SNI 06-6989.30-2005 , analysis of P

- PO43- procedure referred APHA 4500-PO43- D, 2005. The results showed that nitrogen

compounds are released by pollutant source is large enough and declined after arriving at

the estuary of the WGM. Nitrogen compounds the actual pollution load below the maximum

pollution load. Pollution load of Nitrogen compounds in the agricultural waste after

fertilization 0-6 times a day under the maximum pollution load , while Phosphorus

compounds above maximum pollution load .

Keyword: Distribution, Nitrogen, Phosphorus, NPS, Reservoir

1. PENDAHULUAN

Kegiatan masyarakat di daerah tangkapan air (DTA) mempunyai kontribusi

menimbulkan pencemaran di waduk Gajah Mungkur Wonogiri (WGM). Kegiatan

pertanian berpotensi sebagai sumber pencemaran. Sebagian besar penggunaan lahan

di DTA WGM untuk persawahan. Kegiatan pertanian dengan memanfaatkan sumber

air irigasi, berlangsung sepanjang musim. Sedangkan sawah tadah hujan hanya

beroperasi saat musim penghujan. Luas lahan sawah di Sub DAS Wuryantoro

sebesar 2.010,81 Ha, yang menggunakan sistem pengairan 23,64%, pengairan ½

teknis 16,51%, pengairan sederhana 17,42%, pengairan tadah hujan 42,43% dan

tanpa sawah pasang surut.

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]


Berdasarkan [1], sumber utama pencemaran air yang berkaitan dengan

kegiatan pertanian adalah 1) penggunaan pestisida, herbisida, dan fungisida. 2)

penggunaan pupuk kimia yang berlebihan. Kandungan nutrien dalam pupuk

menyebabkan proses eutrofikasi pada air permukaan. Nitrogen dan pospat yang

terbawa menuju air permukaan menyebabkan eutrofikasi pada danau, waduk dan

sungai. Pencemaran air yang ditimbulkan dari kegiatan pertanian dikategorikan

sebagai sumber pencemar air tak tentu atau non point source (NPS). Sumber

pencemar NPS, adalah sumber pencemar yang berasal dari kumpulan beberapa

kegiatan individual secara periodik, dan jumlahnya terlalu banyak untuk

diidentifikasi sebagai sumber-sumber pencemar air tertentu atau point source (PS)

dalam inventarisasi. Kegiatan-kegiatan ini meliputi penggunaan senyawa agrokimia

dan pemupukan atau perabukan. Kegiatan pertanian sebagai sumber pencemar air

NPS, memberikan kontribusi yang berarti pada pencemar air secara nasional,

khususnya di daerah-daerah yang menggunakan senyawa agrokimia seperti pestisida,

herbisida dan pupuk kimia, dapat menyebabkan beban pencemaran yang berarti pada

sumber air melalui aliran larian (run off), yang mengandung residu bahan-bahan

tersebut. Perkiraan kasar tingkat pencemaran air dari kegiatan pertanian dapat

diperoleh berdasarkan data primer produksi dan data penggunaan agrokimia yang

meliputi antara lain: informasi jenis dan jumlah hasil panen, komposisi dan volume

pestisida pupuk yang digunakan, dan jumlah ternak.

Jenis pencemar utama yang berasal dari kegiatan pemanfaatan lahan seperti

pertanian adalah sedimen, N, P, pestisida, BOD, logam berat [1]. Kegiatan pertanian

tidak ramah lingkungan akan menyumbangkan limbah ke WGM sebagai sumber

polutan pada parameter TSS, pestisida, N-NH3, N-NO2, N-NO3 dan P-PO4. Sebagian

besar pupuk yang digunakan petani adalah pupuk kimia, seperti urea, TSP, Ponska,

NPK, dll. Pupuk tersebut mengandung unsur hara tanaman Nitrogen, Sulfur, Kalium

dan Pospat, yang dibutuhkan tanaman dalam konsentrasi besar, untuk pembentukan

asam amino, protein, klorofil, nuleotida dan enzim. Pada proses pemupukan,

Nitrogen dalam pupuk akan terurai menjadi amonia, nitrit dan nitrat, sedangkan

Pospor dalam pupuk akan terurai menjadi pospat. Menurut [2] tidak semua pupuk

terserap oleh akar tanaman, sebagian besar (70%) terlarut dalam air dan masuk ke

sungai yang akan membawa sampai perairan WGM sebagai sumber polutan.


Dampak dari kegiatan pertanian akan menghasilkan limpasan, sedimen nitrat dan

posfat yang masuk ke badan air [3].

Salah satu yang harus dilakukan adalah menginventarisasi senyawa-senyawa

Posfat dan Nitrogen seperti Amonia, Nitrit dan Nitrat, yang terdapat di badan air,

untuk mengendalikan pencemaran. Senyawa tersebut bersifat metabolitoksik dan

sangat berbahaya bagi lingkungan. Keberadaan fosfat secara berlebihan yang disertai

dengan keberadaan nitrogen dapat menstimulir ledakkan pertumbuhan algae di

perairan (algae bloom). Algae yang berlimpah ini dapat membentuk lapisan pada

permukaan air, yang selanjutnya dapat menghambat penetrasi oksigen dan cahaya

matahari sehingga kurang menguntungkan bagi ekosistem perairan [4].

2. METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif laboratoris. Data penelitian

merupakan hasil analisis laboratorium terhadap sampel yang diambil saat musim

penghujan. Sampling air limbah pertanian dilakukan sebanyak empat kali, dengan

memperhatikan variabel berubah masa tanam padi. Titik sampling ditentukan pada

outlet lahan pertanian sebelum masuk ke sungai Wuryantoro, outlet sungai

Wuryantoro dan muara sungai yang berjarak 100 m dari outlet sungai ke badan air

WGM. Teknik sampling mengacu SNI 06-6989.30-2005. Alat yang digunakanpada

Penelitian ini adalah Spektrofotometer UV-Vis (Shimadzu) yang telah dikalibrasi,

pipet ukur 10 ml, pipet volume 1ml, 10ml, 25 ml, 50 ml, labu ukur 100ml, labu

erlenmeyer 100 ml, pemanas air yang dilengkapi dengan pengatur suhu, gelas

beaker 100 ml, gelas ukur 100 ml, parafilm, GPS(Global Positioning System).

Sedangkan bahan yang digunakanadalah sampel air limbah pertanian, diperoleh dari

Desa Bendungan, Genuk Harjo, Wuryantoro, Wonogiri, NaCl 30%, H2SO4 97%,

Brucin-asam sulfanilat, reagen warna, fenol, Natrium Nitroprusida, larutan

pengoksidasi, indikator PP, ammonium molibdat reagen I, SnCl2 reagen I, dan

aquades. Analisis parameter kimia pada perairan pertanian dilakukan berdasarkan

SNI dan APHA terkait dan membandingkan dengan PP Nomor 82 Tahun 2001

tentang baku mutu air kelas I dan II. Prosedur Analisis N-NO3 mengacu SNI 06-

2480-1991,prosedur analisis N-NO2 mengacu APHA 4500-NO2- B, 2005, prosedur

analisis N-NH3 mengacu pada SNI 06-6989.30-2005, prosedur analisis P-PO43-

http://sisni.bsn.go.id/index.php?/sni_main/sni/detail_sni/223


mengacu APHA 4500-PO43- D, 2005. Analisis beban pencemaran yang berasal dari

limbah pertanian dilakukan dengan berdasarkan debit air limpasan dari daerah

pertanian dan konsentrasi masing-masing unsur pencemar dalam air limpasan

tersebut. Beban pencemaran pertanian yang aktual, dihitung dengan menggunakan

persamaan [5].

BPA=A x Qp x C(a) x f .......................1

Keterangan : BPA, Beban Pencemaran Aktual (kg/hr), adalah luas area lahan

pertanian (ha), Qp: air larian (run off) per unit area (m3/ha/detik) dan C(a)

adalah konsentrasi unsur pencemar aktual (mg/lt). Sedangkan perhitungan beban

pencemaran maksimal yang diperbolehkan

BPM=A x Qp x C(m) x f .....................2

Keterangan : BPM, Beban Pencemaran Maksimum (kg/hr), adalah luas area lahan

pertanian (ha), Qp adalah air larian (run off) per unit area (m3/ha/detik) dan C(m)

adalah konsentrasi baku mutu (mg/lt).

f=faktor konversi= 1kg

1.000.000 mgx

1000 liter

1 m3

+84.600 detik

1 hari=84,6

kg.lt.detik

mg.m3.hari

dimana, air larian (run off) per unit area lahan pertanian (Qp) diperoleh dari

persamaan matematik metoda rasional perkiraan air larian dalam [6],yaitu

Q = 0,0028 C i A .............................3

Q A (Qp)⁄ =0,0028 C i ....................4

Keterangan : Q adalah air larian lahan pertanian (m3/detik), A adalah luas area lahan

pertanian (ha), C adalah koefisien air larian, i adalah intensitas hujan (mm/jam).

faktor konversi=1 jam

60 menit+

1 menit

60 detik=0,0028

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Debit Sungai Wuryantoro berkisar antara 0 sampai 69,59 m3/dt. Pasa musim

kemarau tidak ada aliran air dari sub DAS ke WGM. Hal ini disebabkan tidak ada


hujan sehingga sungai Wuryantoro kering. Curah hujan berkisar antara 0-570 mm,

dengan limpasan berkisar 0.0 – 335,5 mm. Pola pertanian menggunakan sistem tadah

hujan, sehingga pada musim kemarau kegiatan pertanian tidak berjalan. Menurut [5],

bahwa selama musim hujan kadar phospat dalam air limbah akibat penggunaan

pupuk di areal pertanian akan masuk ke sumber air bersamaan dengan limpasan

aliran air hujan. Diperkirakan kadar senyawa Nitrogen dalam air waduk juga

mengalami peningkatan. Proses pemupukan berpengaruh terhadap terjadinya

pencemaran air. Sekitar 3-30% dari bahan aktif pestisida mencapai target yang dituju

baik itu daun, bunga atau yang lain. Sedangkan sisanya sekitar 70% akan terbuang

dan hanyut bersama aliran air sehingga menyumbang terjadinya pencemaran air di

perairan. Dampak dari kegiatan pertanian akan menghasilkan limpasan, sedimen

nitrat dan fosfat yang masuk ke badan air [3].

3.1. Eksisting senyawa Nitrogen dan Pospor dalam air limbah pertanian

Amonia (N-NO3), dinamika konsentrasinya dalam air dipengaruhi oleh suhu

perairan. Pada musim kemarau, suhu lingkungan perairan meningkat, aktivitas

bakteri meningkat, proses nitrifikasi dan nitratasi bekerja dengan baik, sehingga

konsentrasi amonia rendah. Sedangkan pada musim penghujan terjadi sebaliknya

[7]. Amonia dalam air merupakan racun bagi biota air, mengiritasi insang ikan dan

jaringan lainnya [8]. Nitrit (N-NO2), terbentuk dari proses oksidasi senyawa

amonia, bersifat tidak stabil mudah teroksidasi menjadi nitrat. Kandungan nitrit di

perairan melebihi baku mutu, maka harus memdapatkan perhatian serius[8]. Nitrat

(N-NO3), merupakan senyawa stabil, dihasilkan dari proses lanjutan dari oksidasi

amonia menjadi nitrit, yang selanjutnya dioksidasi menjadi nitrat.

Penelitian menunjukkan konsentrasi Amonia (NH3) pada limbah pertanian

pada sampel yang diperiksa, memiliki kisaran konsentrasi yang berbeda- beda

(gambar 1).


Gambar 1. Waktu retensi pemupukan terhadap kadar amonia dalam air limbah

pertanian

Konsentrasi amonia tertinggi terdapat pada waktu tinggal pemupukan 2 hari yaitu

sebesar 0,394 mg/L dan terendah terdapat pada waktu tinggal pemupukan 4 hari

yaitu sebesar 0,0002 mg/L. Untuk konsentrasi amonia berdasarkan kriteria mutu air

[9] kelas II tidak dipersyaratkan. Salah satu faktor yang mempengaruhi tingginya

konsentrasi ini dapat terjadi akibat dari tingginya kadar bahan nitrogen anorganik,

senyawa organik karbon dan sulfida yang berasal dari pemupukan dalam jangka

panjang. Keberadaan bakteri Nitrosomonas sp dalam air akan mempercepat senyawa

oksidari amonia menjadi senyawa nitrit, menyebabkan kandungan Amonia

berkurang.

Grafik 2. Waktu retensi pemupukan terhadap

kadar nitrit dalam air limbah pertanian

0

0.2

0.4

0.6

0 2 4 6

KA

DA

R A

MO

NIA

mg

/L

WAKTU RETENSI

(Hari)

WAKTU RETENSI PEMUPUKAN VS N-

NH₃ DALAM AIR LIMBAH PERTANIAN

N-NH₃

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 2 4 6

AxK

AD

AR

NIT

RIT

mg/

L

WAKTU RETENSI(Hari)

WAKTU RETENSI PEMUPUKAN VS N-

NO₂ DALAM AIR LIMBAH PERTANIAN

N-NO₂


Eksisting sumber polutan nitrit dari limbah pertanian di Sub DAS

Wuryantoro, dipengaruhi oleh waktu tinggal pemupukan. Pada pemupukan 0 hari, 2

hari, 4 hari dan 6 hari diperoleh kandungan nitrit yang berbeda-beda, yaitu sebesar

0,0295 mg/L, 0,102 mg/L, 0,0491 mg/L dan 0,724 mg/L (disajikan pada gambar 2).

Konsentrasi nitrit pada waktu tinggal pemupukan 0 hari dan 4 hari masih memenuhi

kriteria mutu air [9]kelas II karena tidak melebihi batas maksimum yaitu 0,06 mg/L.

Sedangkan untuk konsentrasi nitrit pada waktu tinggal pemupukan 2 hari dan 6 hari

tidak memenuhi kriteria mutu air kelas II karena melebihi batas maksimum

konsentrasi nitrit yaitu 0,06 mg/L. Menurut [4], kadar nitrit pada perairan relatif

kecil, lebih kecil daripada nitrat, karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan

alami mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/L dan sebaiknya tidak melebihi 0,06 mg/L

[4].

Gambar 3. Grafik waktu retensi pemupukan terhadap kadar nitrit

dalam air limbah pertanian

Nitrat (NO3) merupakan bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan

nutrient bagi pertumbuhan tanaman dan algae [4]. Hasil pengukuran parameter N-

NO3 dalam air limbah pertanian di dusun bendungan disajikan pada gambar 3.

Hasil pengukuran konsentrasi nitrat (N-NO3) dalam air limbah pertanian

dusun bendungan menunjukkan bahwa konsentrasi nitrat pada waktu tinggal

pemupukan 0 hari sebesar 7,19 mg/L, waktu tinggal pemupukan 2 hari sebesar 3,047

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 2 4 6

KA

DA

R N

ITR

AT

mg

/L

WAKTU RETENSI

(Hari)

WAKTU RETENSI PEMUPUKAN VS N-NO₃AIR LIMMBAH PERTANIAN

N-NO₃


mg/L, waktu tinggal pemupukan 4 hari sebesar 1,60 mg/L dan waktu tinggal

pemupukan 6 hari sebesar 0,914 mg/L. Konsentrasi nitrat tersebut masih memenuhi

kriteria mutu air [9]kelas II yaitu tidak lebih dari 10 mg/L. Menurut Davis dan

Cornwell (1992) dalam [2] pada perairan yang menerima limpasan air dari daerah

pertanian yang banyak mengandung pupuk, kadar nitrat dapat mencapai 1000 mg/L.

Semakin lama waktu tinggal pemupukan, konsentrasi nitrat yang terbawa ke aliran

sungai wuryantoro semakin sedikit. [3] juga menyatakan bahwa dampak dari

kegiatan pertanian akan menghasilkan limpasan, sedimen nitrat dan fosfat. Menurut

[5], bahwa selama musim hujan kadar phospat dalam air limbah akibat penggunaan

pupuk di areal pertanian akan masuk ke sumber air bersamaan dengan limpasan

aliran air hujan. Nitrifikasi adalah proses penting dalam siklus nitrogen, yang

merupakan proses oksidasi amonia menjadi nitrit dan nitrat. Nitrifikasi berlangsung

pada kondisi aerob. Oksidasi amonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri

Nitrosomonas. Oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri Nitrobacter [10].

Kadar nitrat yang melebihi 5 mg/L menggambarkan terjadinya pencemaran

antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia. Kadar N-NO3 melebihi 0,2 mg/L

dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi perairan yang selanjutnya menstimulir

pertumbuhan algae dan tumbuhan air secara pesat (blooming). Air hujan memiliki

kadar nitrat sekitar 0,2 mg/L.

Gambar 4. Grafik waktu retensi pemupukan terhadap kadar pospat dalam air limbah

pertanian

0

0.5

1

1.5

0 2 4 6

KA

DA

R P

OS

PA

T

mg

/L

WAKTU RETENSI

(Hari)

WAKTU RETENSI PEMUPUKAN VS P-PO₄PADA LIMBAH PERTANIAN

P-PO₄


Hasil pengukuran kadar phospat (P-PO4) dalam air limbah pertanian dusun

bendungan menunjukkan bahwa konsentrasi phospat dari waktu tinggal pemupukan

0 hari, 2 hari, 4 hari dan 6 hari tidak memenuhi kriteria mutu air kelas II.

Berdasarkan hasil pengukuran kandungan phospat dalam air limbah pertanian dusun

bendungan, maka mengindikasikan bahwa air limbah pertanian yang masuk ke

sungai wuryantoro berada pada kondisi tercemar. Limpasan daerah pertanian yang

menggunakan pupuk dan insektisida memberikan kontribusi terhadap kadar fosfor

dalam perairan. Menurut [3], menyatakan bahwa dampak dari kegiatan pertanian

akan menghasilkan limpasan, sedimen nitrat dan fosfat.

Konsentrasi phospat dalam air limbah pertanian tergolong cukup tinggi serta

menunjukkan bahwa daerah pertanian yang mengandung pupuk. Hal ini dibuktikan

dengan hasil pengukuran air limbah pertanian pada waktu tinggal pemupukan 0 hari

diperoleh kosentrasi phospat sebesar 1,0725 mg/L, waktu tinggal pemupukan 2 hari

sebesar 0,689 mg/L. Untuk waktu tinggal pemupukan setelah 4 hari sebesar 0,5448

mg/L, sedangkan waktu tinggal pemupukan 6 hari diperoleh konsentrasi phospat

sebesar 0,377 mg/L. Konsentrasi phospat tersebut menunjukkan bahwa semakin

sedikit waktu tinggal pemupukan maka semakin banyak pupuk yang yang terbuang

dan hanyut bersama aliran air sehingga menyumbang terjadinya pencemaran air di

sungai wuryantoro. Hal ini mengindikasikan bahwa nutrient atau bahan pencemar

akibat penggunaan pupuk di areal pertanian akan masuk ke sumber air bersamaan

dengan limpasan aliran air hujan.

3.2. Pola aliran senyawa Nitrogen dan Pospor dari sumber NPS sampai muara

WGM

Untuk mengetahui pola aliran distribusi sumber polutan senyawa Nitrogen

dan Pospor, dari sumber NPS pertanian, dilakukan penelitian terhadap: 1) air limbah

yang dikeluarkan oleh kegiatan pertanian, air sungai yang diambil di titik outlet

sungai sebelum masuk waduk dan air muara yang berjarak 100 m dari ujung sungai.

Transformasi nitrogen (N), merupakan proses nitrifikasi, yaitu konversi senyawa

yang mengandung unsur nitrogen, menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang

lain, seperti nitrogen amonia (N-NH3), nitrogen nitrit (N-NO2) dan nitrogen nitrat

(N-NO3). Transformasi ini dapat terjadi secara biologi maupun non biologis. Secara


biologis transformasi terjadi karena peran bakteri disebut biotransformasi. Bakteri

Nitrosomonas sp berperan dalam proses biologi oksidasi amoniun menjadi nitrit, dan

bakteri Nitrobacter sp berperan merubah nitrit menjadi nitrat [10]. Kondisi eksisting

senyawa Nitrogen dan Pospor pada sampel yang diteliti disampaikan pada tabel 1.

Tabel 1. Eksisting sumber polutan Nitrogen dan Pospor dari NPS sampai ke WGM Parameter

Polutan

Outlet Pertanian Outlet Sungai Wuryantoro Muara Sungai Wuryanoro Kriteria

Mutu Air*

(mg/L) Min

(mg/L)

Maks

(mg/L)

Rata-rata

(mg/L)

Min

(mg/L)

Maks

(mg/L)

Rata-rata

(mg/L)

Min

(mg/L)

Maks

(mg/L)

Rata-rata

(mg/L)

N-NO3 0,916 7,19 4,053 0,03 0,3 0,17 0,01 0,005 0,008 10

N-NO2 0,0295 0,724 0,377 0,0005 0,018 0,009 0,0015 0,0016 0,002 0,06

N-NH3 0,0002 0,394 0,197 0,001 0,0169 0,009 0,0006 0,013 0,01 0,5

P-PO4 0,377 1,0725 0,725 0,1252 0,1554 0,14 0,1282 0,257 0,19 0,2 *PP 82 Tahun 2001, kelas II

Sumber Nitrogen di perairan WGM terutama berasal dari limbah pertanian dan

budidaya ikan dalam KJA [11]. Air limbah pertanian yang menggunakan pupun

anorganik, seperti NPK, Ponska, urea dll merupakan penyumbang nitrogen perairan.

Pupuk nitrogen dalam air di persawahan akan terurai menjadi amonia. Hanya 30%

pupuk yang terserap akar tanaman, sisanya 70% akan melimpas ke sungai dan

waduk [2]. Pada musim penghujan konsentrasi amonia mengalami tren tinggi, bila

musim kemarau tren kecil [12]. Contoh reaksi hidrolisis pupuk urea dalam air,

sebagai berikut:

CO(NH2)2 + H2O 2 NH3 + CO2

Urea ammonia

Nitrogen amonia di lingkungan perairan berada dalam bentuk ion amonium.

Hubungan diantara ke dua bentuk ini berada dalam suatu sistem keseimbangan,

sebagai berikut [7]:

NH3 + H2O NH4++ OH-

Eksisting dalam air limbah pertanian yang diteliti, mengandung polutan Nitrogen

dalam bentuk senyawa Amonia, maksimal sebesar 0,394 mg/L dan rerata 0.197

mg/L, disajikan pada grafik 5. Air limbah pertanian tersebut mengalir ke sungai

Wuryantoro. Keberadaan polutan Amonia pada outlet sungai Wuryantoro, dapat

ditunjukkan dari sampel yang diperiksa mengandung Amonia maksimal sebesar

0,0169 mg/L. Telah terjadi penurunan polutan Amonia, hal ini disebabkan sebagian


amonia telah mengalami biotransformasi menjadi nitrit oleh peran bakteri

Nitrosomonas sp.

Gambar 5. Grafik pola distribusi Amonia dari limbah pertanian sampai ke Sungai

Wuryantoro dan Muara WGM.

Distribusi polutan Nitrit. Hasil pengukuran laboratorium menunjukkan,

konsentrasi Nitrit dalam air limbah pertanian pada titik outlet irigasi (St 1), selama

masa pemupukan konsentrasi Nitrit maksimal sebesar 0,724 mg/L dan rata-rata

sebesar 0,377, pada titik sampling outlet sungai Wuryantoro (St 2), konsentrasi

maksinal sebesar 0,018 mg/L dan rata-rata sebesar 0,009 mg/L, sedangkan pada titik

sampling muara WGM (St 3), rerata mempunyai kandungan nitrat maksimal sebesar

0,0016 mg/L dan rata-rata sebesar 0,002 mg/L. Dari Gambar 6, dapat dilihat bahwa

pola aliran polutan senyawa Nitrit semakin menurun dari sumber polutan NPS

sampai muara WGM.

Gambar 6. Grafik Pola Aliran Distribusi Nitrit dari sumber NPS ke WGM

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

St 1 St 2 St 3

kad

arm

g/L

Titik sampling

Pola Distribusi Amonia

Min

Max

Rerata

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

St 1 St 2 St 3

Ka

da

r N

itri

t

mg

/L

Titik Sampling

Pola distribusi Nitrit

Min

Max

Rerata


Penurunan nitrit dalam perairan ini disebabkan telah terjadinya biotransformasi

perubahan nitrit menjadi nitrat oleh kelompok nitrobacter seperti Nitrobacter agilis

[7], Nitrobakter winogradski [7, 13], melalui reaksi berikut: NO2- + 1/2O2

NO3- + 18 Kcal.

Distribusi polutan Nitrat. Hasil pengukuran laboratorium menunjukkan,

konsentrasi Nitrat dalam air limbah pertanian pada titik outlet irigasi (St 1), selama

masa pemupukan rerata konsentrasi nitrat sebesar 4,053 mg/L, pada titik sampling

outlet sungai Wuryantoro (St 2), konsentrasi rerata sebesar 0,17 mg/L, sedangkan

pada titik sampling muara WGM (St 3), rerata mempunyai kandungan nitrat sebesar

0,008 mg/L. Pada Gambar 7 dapat dilihat, bahwa pola aliran polutan senyawa Nitrat

semakin menurun dari sumber polutan NPS sampai muara WGM. Pengurangan

kandungan Nitrat ini dipengaruhi oleh peran mikroorganisme dalam merombak

Nitrat. Secara eksisting penurunan ini berarti kegiatan pertanian, menyumbang

sedikit polutan Nitrogen pada proses pencemaran di muara WGM. Konsentrasi

Nitrat tersebut masih memenuhi kriteria mutu air [1] kelas II yaitu tidak lebih dari 10

mg/L.

Gambar 7. Grafik aliran N-NO3 dari outlet pertanian ke sungai dan muara WGM

Kadar nitrat yang melebihi 5 mg/L menggambarkan terjadinya pencemaran

antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia. Kadar N-NO3 melebihi 0,2 mg/L

dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi perairan yang selanjutnya menstimulir

pertumbuhan algae dan tumbuhan air secara pesat (blooming). Secara umum bila

0

2

4

6

8

St 1 St 2 St 3

Kad

ar N

itra

tm

g/L

Titik sampling

Pola aliran N-NO₃ dari Sumber NPS sampai

WGM

Min

Max

Rerata


dibandingkan dengan batas maksimum nitrat menurut [1], tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air yaitu 10 mg/L, kandungan nitrat

masih berada dibawah batas maksimum.

Berdasarkan hasil perhitungan hubungan konsentrasi P-PO4 pada outlet pertanian,

outlet sungai wuryantoro dan muara WGM disajikan dalam gambar sebagai berikut :

Gambar 8. Grafik Hubungan Konsentrasi Pospat pada Outlet Pertanian (St1), Outlet Sungai

Wuryantoro (St 2), Muara Waduk Gajah Mungkur (St 3)

Hasil konsentrasi fosfat dalam outlet pertanian menunjukkan bahwa konsentrasi

fosfat pada outlet pertanian diperoleh konsentrasi maksimal sebesar 1,0725 mg/L

dan rerata sebesar 0,725 mg/L, pada outlet sungai wuryantoro konsentrasi maksimal

sebesar 0,1554 mg/L dan rerata sebesar 0,14 mg/L. Sedangkan pada muara WGM,

konsentrasi fosfat maksimal sebesar 0,257 mg/L dan rata-rata sebesar 0,19 mg/L.

Dari Gambar 8 tersebut dapat dilihat bahwa konsentrasi fosfat pada outlet pertanian

menyumbang sedikit pencemaran pada muara waduk gajah mungkur. Konsentrasi

fosfat pada muara waduk gajah mungkur tersebut tidak memenuhi kriteria mutu air

[1] kelas II yaitu tidak lebih dari 0,2 mg/L. Konsentrasi fosfat tersebut menunjukkan

bahwa dari sumber NPS polutan pospat menurun sesampai di oulet sungai, akan

tetapi sedikit naik pada sampel di muara WGM. Penambahan konsentrasi pospat

dalam waduk pada titik muara, dimungkinkan dari kegiatan KJA. Hal ini

mengindikasikan bahwa nutrient atau bahan pencemar akibat penggunaan pupuk di

areal pertanian akan masuk ke sumber air bersamaan dengan limpasan aliran air

hujan.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

St 1 St 2 St 3

Kad

ar P

osp

atm

g/L

Titik Sampling

Pola distribusi Pospat

Min

Max

Rerata


3.3. Beban Pencemaran Sumber Polutan Nitrogen dan Pospor dari NPS

Beban pencemaran sumber polutan Amonia (9a), Nitrit (9b) dan Nitrat (9c), dari

sumber NPS kegiatan pertanian, yang diteliti berdasarkan waktu tinggal (retensi)

pemupukan, disajikan pada gambar 9 berikut:

Gambar 9a. Grafik Perbandingan BPA Sumber Polutan Amonia terhadap Waktu

Tinggal Pemupukan

Gambar 9b. Grafik Perbandingan BPA Sumber Polutan Nitrit Vs Waktu Tinggal

Pemupukan

0.0002

0.0028

3E-060.0007

0.0085

0

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0 hari 2 hari 4 hari 6 hari

Beb

an

Pen

cem

ara

n (

kg

/hari

)

Waktu Tinggal Pemupukan

Amonia

BPA Amonia

BPM Amonia

0.00050.0017

0.0008

0.0122

0.0010

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014


Be

ban

Pe

nce

mar

an (

kg/h

ari)


Nitrit

BPA Nitrit

BPM Nitrit


Gambar 9c. Grafik Perbandingan BPA Sumber Polutan Nitrat Vs Waktu Tinggal

Pemupukan

BPA sumber polutan amonia dan Nitrat masih berada di bawah BPM yang

diperbolehkan. Pada saat hari ke dua pemupukan, beban pencemaran aktual dari

sumber polutan amonia

sebesar 0,0028 kg/hari. Beban pencemaran aktual pada amonia, dikarenakan

terjadinya dekomposisi pupuk oleh mikroba dan jamur, setelah

disemprotkan/ditebarkan ke tanaman. beban pencemaran parameter Nitrat tertinggi

ditunjukkan pada waktu tinggal pemupukan 0 hari sebesar 0,1216 kg/hari. Pada

waktu tinggal setelah pemupukan 0 hari, kandungan beban pencemaran pada Nitrat

tinggi dikarenakan banyaknya pupuk yang tidak terserap oleh tanaman, melainkan

terbuang dan hanyut bersama aliran air, sehingga dapat menyumbang terjadinya

pencemaran air di perairan yang masuk ke badan Sungai Wuryantoro. Beban

pencemaran aktual sumber polutan nitrit dalam limbah pertanian masih berada di

bawah baku mutu air kelas II untuk waktu tinggal pemupukan 0 hari dan 4 hari

karena tidak melebihi dari BPM yaitu 0,0010 kg/hari. Sedangkan untuk waktu

tinggal pemupukan 2 hari dan 6 hari diperoleh BPA yang melebihi BPM sehingga

tidak memenuhi baku mutu air kelas II.

0.1216

0.05150.0271

0.0155

0.1692

00.020.040.060.08

0.10.120.140.160.18


Beb

an

Pen

cem

ara

n (

kg

/hari

)


Nitrat

BPA Nitrat

BPM Nitrat


Gambar 10. Grafik BPA, BPM VS Waktu tinggal sumber polutan Pospat

Beban pencemaran aktual (BPA) sumber polutan pospat, pada semua waktu tinggal

pemupukan, telah melebihi beban pencemaran maksimal (BPM) yang diperbolehkan

pada air sungai berdasarkan kualitas air kelas dua [1]. Pemupukan dengan waktu

tinggal 0 hari memberikan beban pencemaran aktual tertinggi pada perairan sungai,

yaitu sebesar 0,0181 kg/hari. BPA dari sumber polutan Pospat ke air sungai semakin

menurun sampai pada masa pemupukan 6 hari. BPA sumber polutan Pospat pada

semua waktu tinggal pemupukan telah melebihi BPM sebesar 0,0034 kg/hari. Pada

waktu tinggal pemupukan 0 hari, kandungan beban pencemaran fosfat tinggi

dikarenakan banyaknya pupuk yang tidak terserap oleh tanaman tersebut melainkan

terbuang dan hanyut bersama aliran air, sehingga menyumbang terjadinya

pencemaran air di perairan yang masuk ke badan sungai wuryantoro. Dengan

demikian dapat disimpulkan bahwa air limbah pertanian tersebut tidak dapat

digunakan sesuai peruntukan kelas II [1]. Kondisi ini menunjukkan adanya masukan

beban pencemaran Fosfat dari kegiatan pertanian.

4. KESIMPULAN

Pola distribusi sumber polutan Nitrogen, yang dihitung sebagai Amonia, Nitrit

danNitrat serta sumber polutan Pospor yang dihitung sebagai Pospat dalam air

limbah pertanian sebagai sumber NPS, mengalami tren penurunan pada sampel

oultet sungai dan muara waduk.Waktu tinggal pupuk selama proses pemupukan

berpengaruh terhadap beban pencemaran aktual dalam air limbah pertanian sebagai

sumber NPS. Setelah masa pemupukan 0-6 hari, air limbah pertanian di sub DAS

0.0181

0.01160.0092

0.0064

0.0034

0

0.005

0.01

0.015

0.02


Beb

an

Pen

cem

ara

n

(kg

/ha

ri)


Sumber polutan Fosfat

BPAFosfat

BPMFosfat


Wuryantoro menyumbangkan beban pencemaran aktual senyawa amonia sebesar

0,0028 kg/hari, Nitrit sebesar 0,0122 kg/hari, Nitrat sebesar 0,1216 kg/hari

dan Pospat sebesar 0,0181 kg/hari.

5. SARAN

Untuk melengkapi data sumber pencemar aktual, yang mencemari waduk WGM,

sebaiknya dilakukan penelitian terhadap sumber NPS dan PS dari luar waduk dan

dalam waduk.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terimakasih disampaikan kepada Kemenrikstekdikti, yang telah mendanai

penelitian ini melalui hibah Penelitian Disertasi Doktor.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Permenlh, 2010, Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 01 tahun 2010,

tentang Tata Laksana Pengendalian Pencemaran Air.

[2] Agustiningsih, D. 2012. “Kajian Kualitas Air Sungai Blukar Kabupaten

Kendal dalam Upaya Pengendalian Pencemaran Sungai’. Tesis.

Semarang: Program Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro.

[3] Casali, J. R. Gimenez, J. Diez, J. Álvarez-Mozos, J. D.V. de Lersundi, M.

Goni, M.A. Campo, Y. Chahor, R. Gastesi, J. Lopez. 2010. Sediment

production and water quality of watersheds with contrasting land use in

Navarre (Spain). Agricultural Water Management 97 pp. 1683–1694

[4] Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air : Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan

Lingkungan Perairan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.

[5] Zainudin, Z. Zulkifli, A. R., and J. Jaapar. 2009. Agricultural Non-Point

Source Pollution Modeling In sg. Bertam, Cameron Highlands Using

Qual2e.The Malaysian Journal of Analytical Sciences.Vol 13. No 2. pp

170 – 18

[6] Asdak, C. 2010. “Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai”. Jurnal.

Gajah Mada University Press. Yogyakarta

[7] Titiresmi dan Sopiah Nida, 2006, Teknologi Biofilter untuk Pengolahan

Limbah Ammonia, Jurnal Teknik Lingkungan PTL-BPPT, Vol. 7, No. 2,

ISSN 1441-318X, Jakarta Mei 2006, hal. 173-179.

[8] Shen Q.R., Ran W., Cao H., 2003, Mechanisms of Nitrite Accumulation

Occurring in Soil Niytrification, Chemosphere Journal, February 2013,

Vol. 50 (6), 747-753, DOI:10.1016/S0045-6535 (02) 00215-1.

[9] PP 82 Tahun 2001, Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran

Air

[10] Saha Mousumi, Sarkar Agnisvar and Bandhophadhyay, 2013, Developmant of

Molucular Identification of Nitrifing Bacteria in Water Bodies of East

Kolkata Wetland, West Bengal, Journal Bioremidiation & Biodegradation,


2013, 5;1, http://dx.doi.org/10.4172/2155-6199.1000211. ISSN: 2155-

6199 JBRBD, an open access journal.

[11] Pujiastuti, P., Pranoto, Ismail Bagus, 2013, Model Control of Water Quality

Decrease Gajah Mungkur Reservoir with Dynamics System Approach, 1st

ICSAE (International Conference on Sustainable Agriculture and

Enviroment) 2013, June 26th-29th 2013, ISBN: 978-979-498-838-1: page

309.

[12] Xia Yu. H. Lingguang. Xu Ligang. 2011. Characteristics of Diffuse Source N

Pollution in Lean Ri ver Catchment. Procedia Environmental

Sciences.Vol. 10. pp 2437 – 2443

[13] Inamori Yuhei, Wu Lei Xiao and Mizuochi, 1997, N2O Producing Capability

of Nitrosomonas europea, Nitrobacter winogradskyi and Alcaligenes

faecalis, Wat, Sci, Tech. Vol. 36, No. 10, pp 65-72, 1997, ©1997 IAWQ.

Published by Elsevier Science Ltd. PII: S0273-1223(97)00643-4.

http://dx.doi.org/10.4172/2155-6199.1000211

pola distribusi pencemar nitrogen dan fosfor non...

Documents