limbah pltu

5/16/2018 limbah pltu - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/limbah-pltu 1/6

40 *) Program Studi Teknik Lingkungan FT Undip Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang Semarang

ANALISIS SEBARAN TEMPERATUR DAN SALINITAS AIR LIMBAHPLTU-PLTGU BERDASARKAN SISTEM PEMETAAAN SPASIAL(STUDI KASUS : PLTU-PLTGU TAMBAK LOROK SEMARANG)

Haryono Setiyo Huboyo*), Badrus Zaman*)

ABSTRACT

Heat wastewater emitted by power plant near seashore will be dispersed to bulk seawater by stream. The main effects generated by this elevated streams is deteriorating of benthic and aquatic life productivity. Further impact is subjected to depleting dissolved oxygen and seawater salinity content. By means of spatial mapping, the pattern of temperature distribution would be revealed and its impact could be predicted by then. Measurements of 14 purposive sampling spots were conducted in the early morning, noon and afternoon within Tambak Lorok Port pond.Control measurements also were taken in the East side and West side of the pond.Temperature distribution observed from the early morning through the afternoon exhibited the same pattern with dissolved oxygen distribution as well as stream pattern. Turbidity distribution accumulated in the East side, mixed with domestic waste stream carrying large amount

suspended solids. Salinity distribution showed a little bit different pattern with temperature distribution considering that salinity pattern was affected by incoming streams from bulk seawater in the Northwest and Northeast of the pond.

Keywords: wastewater, temperature, salinity, dissolved oxygen

PENDAHULUAN

PLTU-PLTGU di Tambak Lorok,Semarang Jawa Tengah yang mensuplaikebutuhan listrik di Jawa dan Balimenghasilkan limbah panas dan langsungdibuang ke badan air. Pembuangan air

limbah secara langsung ke badan airsekitarnya tanpa melalui prosespendinginan kembali dapat menyebabkanpengaruh baik langsung maupun tidaklangsung berupa perubahan kualitasperairan maupun pengaruh terhadaporganisme yang hidup di dalam badanairnya (Trihadiningrum dan Tjondronegoro,1998).

Perubahan temperatur tersebutkemungkinan juga dapat mempengaruhisalinitas baik terhadap air limbah pendinginsendiri maupun terhadap perairansepanjang penyebaran air limbah tersebutkarena adanya proses percampuran antaraair limbah dengan badan air di titikpembuangan dan sekitarnya.

Dengan melihat kondisi tersebutperlu adanya suatu penelitian mengenaisebaran temperatur dan salinitas buanganair limbah tersebut sebagai salah satu caramonitoring kondisi lingkungan.

Untuk mengetahui sebaran air limbahke badan air sekitarnya tersebut perlu

adanya suatu sistem yang informatif karenaberdasarkan penelitian-penelitian yang adapada umumnya hanya memberikandatabase yang kadang kurang memberikankemudahan untuk dipahami dengan baikdan kurang informatif padahal informasitersebut sangat diperlukan untuk programmengenai kualitas lingkungan dimasadatang (Bhattacharya et al ., 2003). Sistemyang informatif akan memberi kemudahandalam analisa kondisi lingkungan yangterjadi khususnya mengenai kondisipenyebaran limbah air panas dankemungkinan perubahan salinitasnya.

Pencemaran Air Limbah Panas

Pencemaran air limbah panas(thermal pollution ) adalah masukan dalam jumlah besar air yang mengalamipemanasan dari satu atau sejumlah industriyang menggunakan sumber yang samasehingga temperatur airnya melebihikondisi normalnya serta dapatmenyebabkan efek merugikan padakehidupan perairannya (Neves danLourenco 1996; GEMET, 2000; explosiveDictionary, 2001; Ratterman, 2003;www.willamette.edu, 2004; www.Discoverycube.org, 2004; mathInScience.info, 2004, Anonimous, 2004). Industri air



Haryono Setiyo Huboyo, Badrus Zaman

Analisis Sebaran Temperatur dan Salinitas

41

pendingin merupakan sumber awal panasdimana pembangkit tenaga listrikmenggunakan 80% air pendingin (Nevesdan Lourenco 1996; Kristanto, 2002).

Luas pengaruh limbah panastergantung pada beberapa faktor yaitu

volume air limbah, temperatur air limbah,temperatur air tempat pembuangan limbah,arus atau sirkulasi massa air tempatpembuangan limbah panas. Limbah panasmenyebabkan pengaruh baik fisik, kimiamaupun biologi. Secara fisik berpengaruhterhadap densitas, viskositas, tekanan uap,dan kelarutan. Pengaruh terhadap densitasdan viskositas berdasarkan hukum stokestentang pengendapan padatan dalammedium non-turbulen seperti dirumuskansebagai berikut (Tchobanoglous danBurton, 1991; Neves dan Lourenco,1996):

dengan :Vt = kecepatan pengendapan (m/s)D = diameter partikel (m)g = kecepatan gravitasi (m/s2)

µ = viskositas dinamik (N.s/m2)

ρs = densitas padatan (kg/m3)

ρf = densitas cairan (kg/m3)

Berdasarkan persamaan tersebutdapat dilihat bahwa temperatur akan

mengalami kenaikan dengan penurunan ρf

and µ Dan kemudian Vt naik, dimanakenaikan temperatur dipengaruhi olehlokasi dan jumlah deposit sedimen.

Densitas yang sedikit berbeda (0,001-0,002) dapat disebabkan oleh adanyastratifikasi, juga tergantung padakedalaman dan pergerakan air yangmenghambat percampuran secara vertikal(vertical mixing ) dan transfer oksigen.

Pengaruh terhadap tekanan uapyang akan naik sejalan dengan kenaikantemperatur dan mempengaruhi lajuevaporasi yang akan naik sejalan dengankenaikan tekanan uap karena adanyaperbedaan tekanan uap udara dan air sertaaliran udara seperti persamaan sebagaiberikut (Neves dan Lourenco,1996) :

dengan:F = flux evaporasi (kg m-2 s-1) L = panaslaten (J kg-1)C = coefisien empiris evaporasi W =keceptan angin (m s-1)es = tekanan uap dari udara jenuh padatemperatur di permukaan air (Pa)ea = tekanan uap lapisan udara (Pa)

Kelarutan gas secara langsungsebanding dengan tekanan parsial yangdipengaruhi temperatur pada kondisisetimbang. Perubahan temperaturmenyebabkan oleh perubahan

keseimbangan dinamis oksigen dalam airyang kompleks yang berhubungan denganreaerasi atmosfir, produksi fotosintesis,difusi, mixing dan sebagainya.

Pengaruh secara kimia adalahterhadap kecepatan reaksi dimana reaksipada kondisi yang setimbang akan berubahsejalan dengan perubahan temperatur.Kecepatan reaksi akan naik sekitarduakalinya untuk setiap kenaikan 10

0C.

Banyak reaksi yang mempengaruhi kualitasair yaitu reaksi biokimia dan sekitar pusataktivitas mikroba. Rasa dan bau terjadipada air yang hangat karena terjadinya

penurunan kelarutan terutama gas H2S,SO2, CH4, SOx.Efek temperatur mempunyai dampak

spesifik sehingga perlu dipelajari efeknyaterhadap spesies lokal yang penting.Tingkat oksigen dan salinitas turutmempengaruhi efek tersebut. Penurunanoksigen terlarut dan kenaikan lajumetabolisme dapat berkombinasi yangmembuat lingkungan kurang sesuai bagikehidupan ikan.

Temperatur air yang lebih hangatmenyebabkan organisme perairanmengalami peningkatan laju respirasi dan

peningkatan konsumsi oksigen serta lebihmudah terkena penyakit, parasit dan bahankimia beracun. Sedangkan untukmeminimalisisr efek panas yang berlebihanterhadap ekosistem perairan adalah melaluimengurangi penggunaan dan pembuanganlistrik dan pembatasan jumlah buangan airpanas ke dalam badan air yang sama,kontrol dengan dilusi, mentransfer panasdari air ke atmosfir dengan tower pendinginbasah atau kering, pembuangan air panaske dalam kolam yang dangkal atau kanaluntuk pendinginan dan memanfaatkankembali (reuse ) sebagai air pendingin

(cooling water ).

Salinitas

Merupakan jumlah gram garam yangterlarut dalam satu kilogram air laut ( Milleroand Sons, 1992). Konsentrasi garamdikontrol oleh batuan alami yangmengalami pelapukan, tipe tanah, dankomposisi kimia dasar perairan. Salinitas

)(

18

2

f st

g DV ρ ρ

µ −=

)(as ee

L

CW F −=



Jurnal PRESIPITASI

Vol. 3 No.2 September 2007, ISSN 1907-187X

42

merupakan indikator utama untukmengetahui penyebaran massa air lautansehingga penyebaran nilai-nilai salinitassecara langsung menunjukkan penyebarandan peredaran massa air dari satu tempatke tempat lainnya. Penyebaran salinitas

secara alamiah dipengaruhi oleh beberapafaktor antara lain curah hujan, pengaliranair tawar ke laut secara langsung maupunlewat sungai dan gletser, penguapan, aruslaut, turbulensi percampuran, dan aksigelombang (Meadows dan Campbell.,1988; Illahude, 1999).

Di samudera salinitasnya berkisarantara 34-35

0 / 00 (Nontji, 1993). Variasi

salinitas di permukaan air sangat miripdengan keseimbangan evaporasi danpresipitasi (Meadow dan Campbell. 1988).Salinitas merupakan faktor pembatas bagiorganisme perairan terutama yang berada

pada range yang sempit. Densitas air lautnaik sejalan dengan kenaikan salinitas dantekanan serta penurunan temperatur. Satubagian per 1000 garam kenaikandensitasnya sekitaar 0,8 bagian per 1000(Meadows dan Campbell, 1988)

Program Surfer

Menurut Keckler (1995) Surfermerupakan program komputer yangberdasar pada grid untuk menghasilkankontur dan gambar permukaan tiga dimensiyang di jalankan dengan program

windows. Surfer versi 7.0 dapatmenginterpolasi data XYZ yang tidakberaturan ke dalam bentuk grid beraturanyang digunakan untuk menghasilkan peta-peta kontur dan plot-plot permukaan. Peta-peta hasil surfer dapat dikembangkandengan penambahan informasi pembatas,titik-titk data, kombinasi beberapa peta,penambahan gambar ke dalam peta,penandaan peta dengan teks, penempatanbeberapa peta menjadi satu halaman, danoverlay peta. Selain fungsi tersebut dari file-file data dapat dilakukan perhitungan dandapat menentukan volume di bawah

permukaan atau diantara dua permukaan,menghitung volume-volume di atas dan dibawah bidang (volume potongan dan isi),menghitung area permukaan, dan proyeksibidang luasan permukaan atau bagianpermukaan, mengkreasi file data untukmenunjukkan profil potongan vertikal(cross sectional ) atau menghitungperbedaan antara interpolasi data dalamfile grid dengan data aslinya (residu).

METODE PENELITIAN

Penelitian ini merupakan studi kasusdengan metode purposif sampling, denganpengambilan sampel dilakukan dengan

survey sample method . Penentuan titiksampling didasarkan pada pendugaan airlimbah dari PLTU-PLTGU tersebutmenyebar secara merata dalam kolampelabuhan sehingga titik samplingnyadidasarkan pada jaring-jaring seperti padagambar 1 dan diharapkan dapat ditentukanarah sebaran sebenarnya dari hasilpengukuran pada stasiun samplingtersebut. Titik sampling dibentuk denganmenarik garis dari titik hilir saluranpembuangan limbah PLTU-PLTGU yangmembentuk suatu pola tertentu sehinggadapat mewakili seluruh kolam pelabuhan

dimana aliran pembuangan limbah hanyasatu titik. Titik sampling seperti padagambar 1 dimana terdapat 14 stasiunsampling.

Kontrol ditentukan pada 2 titiksampling (C1dan C2) yaitu stasiunsampling yang terletak diluar kolampelabuhan dan diasumsikan sebagai lokasiyang tidak terpengaruh oleh buangan airlimbah dari PLTU-PLTGU. Stasiun C1merupakan stasiun kontrol yang terletak disebelah barat kolam pelabuhan dansebagai titik inlet air pendingin PLTU-PLTGU dan C2 berada di sebelah timur

kolam pelabuhan. Peta lokasi samplingdapat digambarkan sebagai berikut:





43

Gambar 1. Peta Posisi Pengambilan SampelLokasi Penelitian

sumber: Dishidros TNI AL (1986)Gambar 2. Situasi Arus di Lokasi

Penelitian

Sumber: Fuad (2003)

Data tersebut diolah menjadiberbagai peta kontur dari berbagaiparameter tersebut. Hasil dari programsurfer tersebut kemudian dimasukkan kedalam peta plot sehingga pola sebaran airlimbah yang terjadi dapat dilihat dan dapatdilakukan perkiraan dampaknya.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pola sebaran temperatur pada pagihari terjadi pemusatan temperatur yang

tinggi di lokasi sekitar aliran pembuanganlimbah panas PLTU yaitu koordinat UTM437000 – 436200 (gambar 2a). Debit airlimbah panas PLTU sebesar 10.8 m

3 /detik

diperkirakan membentuk pola menguncupdi koordinat tersebut.

Nilai temperatur tertinggi yangteramati adalah 32.53 ºC, lebih rendahdibanding pengamatan primer di outletPLTU sebesar 37 ºC yang diukur padamalam hari. Sebaran temperatur padasiang hari lebih mengarah lateral sebandingdengan pola arus yang ada (gambar 2b)dengan temperatur tertinggi yang teramati

sebesar 32.8 ºC. Sore hari, sebarantemperatur lebih meluas dan lebihhomogen kearah lateral dengan temperaturtertinggi di aliran pembuangan PLTUmencapai 33.63 ºC. Semakin tingginya polatemperatur di sore hari dibanding waktusiang dan pagi hari disebabkan olehpemanasan sinar matahari karena air laut

memiliki kapasitas panas yang tinggi(Pinet,1992).Berdasar teori Hukum Stokes, seharusnyasemakin rendah temperatur di daerah yang jauh dari daratan maka semakin tinggikecepatan pengendapan partikel sehinggaturbiditas juga makin kecil. Namun dari polaturbiditas tidak terdapat pola yang jelasketerkaitan antara turbiditas dengan polasebaran temperatur. Hal ini disebabkankondisi perairan yang turbulen akibatpengaruh pembatas kolam pelabuhan

(break water ).Sebaran turbiditas yang

terkamulasi di bagian Timur, karenapengaruh aliran arus dari daerah aliransungai daerah pemukiman nelayan yangcenderung memiliki nilai kekeruhan yangtinggi. Penelitian dimuara Banjir KanalTimur oleh Suhartono (2004) menunjukkannilai kekeruhan diantara 25.3 – 35.7 NTU.Peningkatan kekeruhan juga akanmeningkatkan temperatur air karenapartikel padat cenderung mengabsorbcahaya yang lebih banyak dibanding air(Anonym, 2004).

Sebaran temperatur sangatberkaitan dengan sebaran oksigen terlarut,semakin tinggi temperatur semakin rendahoksigen terlarutnya. Pola penaikan oksigenterlarut (DO) pada pagi hari sampai sorehari sebanding dengan pola penurunantemperatur pada pagi hari sampai sore dariSelatan ke Utara (gambar 2a, 2b, dan 2c).Hanya sedikit terjadi perbedaan pada arah



Jurnal PRESIPITASI

Vol. 3 No.2 September 2007, ISSN 1907-187X

44

penyebaran, dimana untuk penyebaran DOsedikit mengarah ke Barat.Persebaran temperatur diatas temperaturnormal ini diperkirakan akan menimbulkandampak seperti (GEMET, 2000):mempengaruhi metabolisme kehidupan

akuatik (sensitif terhadap racun, migrasibiota) serta menurunkan kadar oksigenterlarut.

Sebaran salinitas (gambar 2d, 2e, dan 2f)memperlihatkan adanya kecenderunganperbedaan salinitas antara waktu pagi,siang dan sore. Nilai tertinggi salinitasmencapai 3.402% di bagian Barat hinggatengah waktu sore hari, sedang nilaiterendah salinitas yaitu 3.36% di bagianTimur Laut waktu siang hari. Secarasederhana ada dua hal penting yangberpengaruh terhadap salinitas yaitu

evaporasi dan presipitasi (Pinet,1992).

Berhubung penelitian dilakukan padamusim kering, maka faktor yangberpengaruh adalah evaporasi. Evaporasiakan meningkat seiring denganmeningkatnya temperatur. Jadi polasebaran salinitas (gambar 2d, 2e, dan 2f)

seharusnya bersesuaian dengan polasebaran temperatur. Namun dari gambartersebut, pola sebaran salinitas nampaklebih acak (dari waktu pagi-sore hari). Halini dipengaruhi oleh arus masuk dari luarkolam ke dalam kolam pelabuhan yangberada di sisi Barat Laut dan Timur Laut.

Perubahan salinitas berpengaruhterhadap kehidupan biota laut terutamaspesies euryhaline dan spesies air payauyang tidak tahan terhadap salinitas diatas30º/ ◦◦ (Meadows dan Campbell, 1988).

4 36 00 0 4 36 20 0 4 36 40 0 4 36 60 0 4 36 80 0 4 37 00 0 4 37 20 0 4 37 40 0 4 37 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

28.

28.

29.

30

30.

31.

31.

32.

4 3 6 00 0 4 3 6 20 0 4 3 6 40 0 4 3 6 60 0 4 3 6 80 0 4 3 7 00 0 4 3 7 20 0 4 3 7 40 0 4 3 7 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

43600 0 4 3 6 20 0 4 3 6 40 0 4 3 6 60 0 4 3 6 80 0 4 3 7 00 0 4 3 7 20 0 4 3 7 40 0 4 3 7 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

29.4 C

30C

30.6 C

31.2 C

31.8 C

32.4 C

4 36 00 0 4 36 20 0 4 36 40 0 4 36 60 0 4 36 80 0 4 37 00 0 4 37 20 0 4 37 40 0 4 37 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

43600 0 4 362 00 4 36 40 0 4 36 60 0 4 36 80 0 4 37 00 0 4 37 20 0 4 374 00 4 376 00

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

a. Temperatur pagi b. Temperatur siang c. Temperatur sore

4 3 60 0 0 4 3 6 20 0 4 3 64 0 0 4 3 6 60 0 4 3 68 0 0 4 3 70 0 0 4 3 7 20 0 4 3 74 0 0 4 3 7 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

3.3

3.3

3.3

3.3

3.3

3.3

3.3

4 3 60 0 0 4 3 6 20 0 4 3 64 0 0 4 3 6 60 0 4 3 6 80 0 4 3 70 0 0 4 3 72 0 0 4 3 74 0 0 4 3 76 0 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

3.357%

3.36%

3.363%

3.366%

3.369%

3.372%

3.375%

4 36 00 0 4 36 20 0 4 36 40 0 4 36 60 0 4 36 80 0 4 37 00 0 4 37 20 0 4 37 40 0 4 37 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

43600 0 4 36 20 0 4 36 40 0 4 36 60 0 4 36 80 0 4 37 00 0 4 37 20 0 4 37 40 0 4 37 60 0

9233000

9233200

9233400

9233600

9233800

9234000

9234200

9234400

d. Salinitas pagi e. Salinitas siang f. Salinitas sore

Gambar 3. Pola Sebaran Temperatur dan Salinitas di Waktu Pagi Hingga Sore

KESIMPULAN

Pengamatan distribusi temperaturmenunjukkan adanya gradasi nilaitemperatur air dari outlet pembuanganlimbah panas PLTU ke arah Utara danlateral. Sedangkan pengamatan distribusisalinitas menunjukkan pola yang lebih acakkarena pengaruh aliran keluar masuk airlaut ke kolam pelabuhan.

Berdasar analisis spasial, sebarantemperatur sangat berkaitan dengansebaran oksigen terlarut dan sedikitberpengaruh terhadap distribusi turbiditas.Distribusi salinitas lebih sulit diprediksipengaruhnya karena efek aliran arus keluarmasuk di kolam pelabuhan yangmengakibatkan adanya campuran salinitasdari luar kolam pelabuhan.





45

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terimakasihkepada Universitas Diponegoro (c.q LemlitUndip) karena penelitian ini didanai dariDIK Rutin Universitas Diponegoro tahun

anggaran 2004. Penulis juga mengucapkanpenghargaan atas bantuan beberapamahasiswa Teknik Lingkungan danmahasiswa Biologi dalam pelaksanaansampling di lapangan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous, 2000, General Environmental Multilingual Thesaurus (GEMET),http// www.gemet.com

_________, 2001, Explosive Dictionary

(Definitions of Technical Terms),http:// projects.ghostwhell.com/dictionary

_________, 2004. Thermal Pollution .http://MathInScience.info

_________, 2004, Thermal Pollution ,http://www.willamette.edu/~ecaruso /thermal. htm

Bhattacharya, B., Sarkar, S.K., Das, R.2003. Seasional Variation And Inherent Variability of Selenium In Marine Biota of a Tropical Wetland Ecosystem: Implication for Bioindicator Species . J. Eco.

Indicators . Vol .2 (2003). Elsevier.http://www.elsevier.com/locate/ecolind

Fuad, M Arif Z, 2003. Pola Penyebaran AirLimbah PLTU Tambak LorokSemarang, Praktek KerjaLapangan Jurusan Ilmu KelautanFPIK Undip.

Ilahude, 1999. Pengantar ke Oseanologi Fisika . LIPI. Jakarta.

Keckler, Doug. 1995. Surfer for Windows .Golden Software Inc. USA.

Kristanto, Philip, 2002, Ekologi Industri ,LPPM Univ. Kristen Petra

Surabaya&Andi YogyakartaLaevastu and Taivo, 1996. Exploitable Marine Ecosystems: Their

Behaviour and Management . Firstedition. Blackwell Science, Inc.Massachusetts.

Meadows, P.S., Campbell, J.I.1988, An Introduction to Marine Science ,John Wiley and Sons, New York.

Millero, F.J. dan Sohn, M.L., 1991,Chemical Oceanography , CRCPress, London

Neves,R dan Lourenco, S., 1996,ThermalPollution .http://www.Cape.canterbury.ac.Nz /archive/ THERMAL / tte1.htm

Nontji, A.1993. Laut Nusantara . Djambatan.Jakarta.

Pinet, Paul R.1992. Oceanograph: An Introduction to the Planet Oceanus .West Publishing company.NewYork

Ratterman, Gretchen, 2003, The Thermal

Pollution of Water .http://outreach.ecology.uga.edu/watershed/ thermal/htm.

Suhartono,Edy. 2004. Identifikasi Kualitas Perairan Pantai Akibat Limbah Domestik dan Alternatif Pengendaliannya (Studi kasus Jakarta, Semarang dan Jepara),Tesis Program Magister IlmuLingkungan Program PascasarjanaUndip.

Tchobanoglous, G dan Burton, F.L., 1991.Waste Water Engineering: Treratment, Disposal and Reuse .

McGraw-Hill. New York. USAThayib, M. H. 1994. Pencemaran Ekosistem Laut dan Tata Ruang (Seminar Pencemaran Laut dan Penanggulangannya). LON LIPI.Jakarta.

Trihadiningrum, Y. dan Tjondronegoro, I.1998. Makroinvertebrata Sebagai Bioindikator Pencemaran Badan Air Tawar di Indonesia Siapkah Kita ? .Lingkungan dan Pembangunan 18(1). Jakarta.

limbah pltu

Documents