## JPLB
Vol. 8 No. 1 (2024) ISSN 2598-0017 | E-ISSN 2598-0025 Tersedia di https://journal.bkpsl.org/index.php/jplb

## Analisis kinerja boezem dalam penurunan parameter air limbah: studi kasus Morokrembangan, Surabaya, Indonesia
Analysis of boezem's performance in reducing wastewater parameters: a case study in Morokrembangan, Surabaya, Indonesia
Agus Slamet 1,2* , Putri Brikke Sukma Hartati 1 , Ervin Nurhayati 1,2 , Andriyan Yulikasari 1,2
1 Departemen Teknik Lingkungan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia
2 Pusat Penelitian Infrastruktur dan Lingkungan Berkelanjutan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, Indonesia
Abstrak .
Boezem Morokrembangan memiliki fungsi ganda yaitu sebagai pengendalian banjir dan tampungan air limbah perkotaan. Penelitian ini dilakukan pada musim kemarau dan penghujan dengan waktu masing-masing selama 10 hari. Sampel air dikumpulkan pada 5 titik sampling dengan analisis parameter berupa COD, DO, pH, TS, TSS, dan temperatur. Hasil penelitian menunjukkan  bahwa  kualitas air boezem mengalami pencemaran berat dengan konsentrasi pencemar yang melebihi baku mutu badan air kelas IV. Karakteristik air limbah menunjukkan nilai yang cenderung lebih bagus pada musim penghujan daripada musim kemarau. Beban pencemar yang berada di inlet boezem nilainya lebih besar  2x lipat dibandingkan dengan beban pencemar yang berapa di outlet boezem. Oleh karena itu, besarnya beban pencemar yang masuk ke Boezem Morokrembangan mengakibatkan boezem kehilangan kemampuan pemulihan diri. Kinerja  penurunan parameter air hanya mampu menghasilkan efisiensi sebesar 22,10%; 8,65%; dan 19,50% untuk parameter COD, TS, dan TSS, masing-masing pada musim penghujan.
Kata kunci:  Boezem Morokrembangan, beban pencemar, kualitas air limbah, musim kemarau dan penghujan
Abstract .
Boezem Morokrembangan has a dual function, i.e. as a flood control and urban wastewater reservoir. This research was conducted in the dry and rainy seasons with a period of 10 days each. Water samples were collected at 5 sampling points with parameter analysis such as COD, DO, pH, TS, TSS, and temperature. The results showed that the boezem water quality was heavily polluted with pollutant concentration exceeding the quality standards of class IV for water bodies. Wastewater characteristics indicated that values tended to be better in the rainy season than the dry season. The pollutant load at the boezem inlet was 2x greater than the pollutant load at the boezem outlet. As a result, the amount of pollutant load that goes into the Boezem Morokrembangan caused the boezem loses its self-purification ability. The performance of reducing wastewater parameters was only able to produce efficiencies of 22.10%, 8.65%, and 19.50% for COD, TS, and TSS parameters, respectively in the rainy season.
Keywords: Boezem Morokrembangan,  pollutant load, wastewater quality, dry and rainy season

## 1. PENDAHULUAN
Kolam penampungan air sebagai pengendali limpasan air hujan, pengendali banjir, dan penampungan air drainase perkotaan disebut sebagai boezem (Ratnawati et al . 2020). Meningkatnya urbanisasi, seperti kehilangan vegetasi, penggantian area yang sebelumnya permeabel  dengan permukaan yang kedap air, dan perubahan saluran drainase, menyebabkan penurunan kualitas air perkotaan (Moghadam et al. 2023; Yang et al . 2023). Aktivitas manusia, termasuk produksi industri dan pertanian, perluasan wilayah perkotaan, dan limpasan permukaan yang berkurang menyebabkan perubahan tata letak dan hidrologi boezem (Zhang et al. 2023).
* Korespondensi Penulis Email : agus.tlits@gmail.com
Kota Surabaya terdapat beberapa boezem, salah satunya yang terbesar adalah Boezem Morokrembangan yang melayani sekitar 25% dari total luas Kota Surabaya (Fitrianingtyas  dan  Slamet 2018).  Boezem ini tidak hanya menerima limpasan air hujan namun juga menerima air limbah perkotaan yang masuk bersamaan dengan air drainase (Najih et al . 2020). Jumlah penduduk Kota Surabaya pada tahun 2022 sekitar 2,8 juta jiwa dan berpotensi meningkat setiap tahunnya mengakibatkan beban pencemar dari air limbah perkotaan juga akan semakin tinggi (Lasminto 2017).
Kondisi Boezem Morokrembangan saat ini mengalami pendangkalan, berbau tidak sedap, keruh, dan berwarna hitam (Karnaningroem  dan  Paitaha 2021). Pendangkalan juga terjadi karena sedimen dan sampah yang terbawa oleh aliran drainase (Baihaqi dan Soebagio 2021). Beban pencemar yang terus masuk ke boezem mengakibatkan zat organik berlimpah dan berujung pada pertumbuhan alga yang tidak terkendali ( eutrophication )  (Slamet  dan  Hermana 2012). Eutrophication meningkatkan kesuburan boezem yang pada gilirannya menyebabkan perkembangan cyanobacteria , diatom, dan ganggang hijau yang tidak diinginkan. Organisme ini menggunakan oksigen untuk proses fotosintesis dan dengan cepat melipat gandakan biomassa mereka, sehingga pertumbuhan yang berlebihan menyebabkan penurunan kualitas air yang signifikan (Buta et al . 2023). Selain itu, kemampuan self-purification Boezem Morokrembangan akan mengalami penurunan jika konsentrasi oksigen dalam air menjadi terganggu akibat kehadiran alga tersebut (Ratnawati et al . 2020). Pada akhirnya hal ini akan mempengaruhi penurunan konsentrasi air limbah yang masuk ke Boezem Morokrembangan.
Dalam penelitian ini, studi analisis kinerja Boezem Morokrembangan dalam menurunkan parameter pencemar air limbah dilakukan pada musim kemarau dan musim penghujan melalui parameter chemical oxygen demand (COD), dissolved oxygen (DO), pH, temperatur, total solids (TS), dan total suspended solids (TSS).

## 2. METODOLOGI

## 2.1. Lokasi penelitian
Lokasi penelitian berada di Boezem Morokrembangan, Kecamatan Morokrembangan, Surabaya, Indonesia. Terdapat dua bagian di Boezem ini, yaitu Boezem Utara dan Boezem Selatan. Kapasitas masing-masing boezem yaitu, 415.790 m 3 dan 434.466 m 3 .
Lokasi penelitian dikelilingi oleh pemukiman dan dilintasi jalan tol Gempol- Gresik. Boezem Morokrembangan menampung air dari 3 saluran drainase, yaitu Kali Greses, Kali Pesapen, dan Kali Purwodadi. Saluran Kali Greges memiliki luas 2325,72 Ha dan penggunaan lahan di  sekitar saluran ini merupakan pemukiman penduduk daerah Asemrowo dan Tambak Asri. Saluran Kali Pesapen dengan luas total 278,52 Ha juga dikelilingi oleh pemukiman penduduk dari daerah Tanjungsari. Saluran Kali Purwodadi yang memiliki luas total 87,89 Ha dengan penggunaan lahan sekitar pemukiman padat penduduk daerah Jepara dan Sedayu. Permasalahan utama pada ketiga saluran ini adalah buangan sampah, air limbah, dan sedimentasi.

## 2.2. Teknik pengumpulan sampel
Pengambilan sampel dilakukan pada musim kemarau dan musim hujan, selama 10 hari masing-masing. Terdapat 5 titik sampling ( Gambar 1 ) pada daerah penelitian.
Titik 1 dan 5 berada di inlet Kali Greges dan inlet Kali Purwodadi. Titik 2 berada di outlet yang menuju ke Boezem Morokrembangan Utara. Sementara, titik 3 dan 4 berada di dalam area Boezem Morokrembangan. Teknik pengambilan sampel dilakukan dengan metode grab sampel.
Gambar 1. Lokasi penelitian dan titik sampling.

## 2.3. Analisis parameter
Beberapa parameter yang dianalisis dalam penelitian ini adalah COD, TS, TSS, temperatur,  pH, dan DO. Pengukuran temperatur,  pH,  dan DO menggunakan thermometer, pH meter, dan DO meter. Analisis COD dilakukan berdasarkan standard methods 5220B metode close reflux . Analisis total solids (TS) berdasarkan standard methods 2540B, metode total solids dried pada 103-105 0 C. Analisis total suspended solids (TSS) berdasarkan standard method 2540D, metode total suspended solids dried 103-105 0 C.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Kualitas air
Hasil pengujian parameter kualitas air Boezem Morokrembangan pada musim penghujan dan kemarau ditunjukkan pada Gambar 2 hingga Gambar 5 . Parameter kualitas air yang diteliti pada penelitian ini adalah COD, TS, TSS, DO, pH, dan temperatur. Hasil penelitian menunjukkan tidak adanya perbedaan yang signifikan terhadap kualitas air boezem pada musim penghujan dan kemarau. Konsentrasi COD ( Gambar 2 ) yang masuk ke boezem pada musim penghujan dan kemarau masing- masing dalam rentang, 48–416 mg/L dan 72–272 mg/L. Konsentrasi TS ( Gambar 3 ) yang masuk ke boezem pada musim penghujan dan kemarau adalah 428 – 896 mg/L dan 544–2740 mg/L, masing-masing. Konsentrasi TSS ( Gambar  4 ) pada musim penghujan dan kemarau memiliki rentang 1–132  mg/L dan 4–120  mg/L, masing- masing. Konsentrasi DO ( Gambar 5 ) pada musim penghujan dan kemarau memiliki rentang nilai 0,8–5,2 mg/L dan 0,6–7,8 mg/L, masing-masing. Nilai pH dan temperatur pada musim kemarau dan penghujan memiliki rentang nilai 5,1–7,36 dan 6,6–9,4; 30– 35,6 0 C dan 25,5–31,5 0 C, masing-masing.
Analisis parameter fisik–kimia air boezem, seperti COD,  TS, TSS, DO, pH dan temperatur menjadi penting karena berkaitan dengan batas konsentrasi polutan pada kualias air boezem kelas IV. Berdasarkan hasil penelitian, semua parameter yang di analisis tidak memenuhi baku mutu badan air kelas IV, kecuali untuk parameter TSS (p<400 mg/L). Parameter temperatur yang direkomendasikan adalah dalam rentang 22–28 0 C, sedangkan temperatur sampel baik musim penghujan dan kemarau, nilainya melampaui batas ini.
Temperatur  yang tinggi dapat berpengaruh pada aktivitas metabolisme mikroorganisme yang ada di air  dan menyebabkan konsentrasi oksigen dalam air menipis, sehingga mampu mengubah pola distrubusi fitoplankton (Agwu et al . 2023). Konsentrasi TS dalam dua musim menunjukkan nilai yang cenderung tinggi (p>500 mg/L), nilai yang cenderung tinggi ini dapat disebabkan karena air boezem mengandung N dan P yang tinggi. Pada akhirnya akan menimbulkan tumbuhnya alga pada boezem (Fitrianingtyas dan Slamet 2018).
Parameter pH dapat menunjukkan tingkat keasaman air boezem dan indikator kualitas air yang menentukan kesesuaian air untuk berbagai keperluan (Lkr et al . 2020). Baku mutu badan air untuk parameter pH adalah dalam rentang 6-9, nilai ini tidak terpenuhi pada musin penghujan maupun pada musim kemarau. Pada musim penghujan, batas bawah pH boezem tidak memenuhi, sedangkan pada musim kemarau nilai batas atas pH boezem yang tidak memenuhi. Konsentrasi COD baik pada musim penghujan maupun musim kemarau, nilainya melebihi baku mutu badan air kelas IV (p>80 mg/L). Tingkat pencemaran di Boezem Morokrembangan relatif tinggi, lebih dari itu parameter COD dapat digunakan sebagai representatif untuk perhitungan bahan organik yang terkandung dalam boezem (Suriadikusumah et al. 2021). Disisi lain, konsentrasi DO dalam boezem menunjukkan batas minimal yang kurang dari baku mutu kelas IV (p>1 mg/L).
Gambar 2. Kualitas air Boezem Morokrembangan untuk parameter COD ( chemical oxygen demand) .
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Penghujan Kemarau CO D ( mg /L ) Hari ke-1 Hari ke-2
Hari ke-3 Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8 Hari ke-9 Hari ke-10
Gambar 3. Kualitas air Boezem Morokrembangan untuk parameter TS ( total solids) .
Gambar 4. Kualitas air Boezem Morokrembangan untuk parameter TSS ( total suspended solids) . 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Penghujan Kemarau TS (mg /L ) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3
Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8
Hari ke-9 Hari ke-10 0 20 40 60 80 100 120 140 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Penghujan Kemarau TSS ( m g/ L) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3
Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8 Hari ke-9 Hari ke-10
Gambar 5. Kualitas air Boezem Morokrembangan untuk parameter DO ( dissolved oxygen) .

## 3.2. Beban pencemar
Analisis beban yang masuk ke Boezem Morokrembangan dilakukan pada inlet Kali Greges (titik 1) dan Kali Purwodadi (titik 5), sedangkan outlet berada di titik 2. Beban rerata pencemar COD ( Gambar 6 ) dalam 10 hari sampling menunjukkan bahwa pada musim kemarau di inlet dan outlet sebesar 182,574 kg/day dan 82,189 kg/hari, sedangkan pada musim penghujan di inlet dan outlet sebesar 178,71 kg/hari dan 87,725 kg/hari, masing-masing. Beban rerata pencemar TS ( Gambar 7 ) pada musim kemarau di inlet dan outlet adalah sebesar 949,273 kg/hari dan 461,172 kg/hari, sedangkan pada musim hujan di inlet dan outlet sebesar 690,102 kg/hari dan 397,281 kg/hari. Untuk beban rerata pencemar TSS ( Gambar 8 ) pada musim kemarau di inlet dan outlet sebesar 38,056 kg/hari dan 16,958 kg/hari, sedangkan pada musim hujan di inlet dan outlet sebesar 38,759 kg/hari dan 19,063 kg/hari.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa beban pencemar rerata yang masuk ke Boezem Morokrembangan lebih tinggi di musim kemarau daripada musim penghujan. Musim penghujan dapat mempengaruhi jumlah zat pencemar yang masuk ke boezem karena melalui limpasan air hujan dengan tingkat tertentu mampu menghilangkan kandungan kontaminan tersebut (Nurjanah 2018).
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Titik 1 Titik 2 Titik 3 Titik 4 Titik 5 Penghujan Kemarau DO (m g/ L) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3
Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8 Hari ke-9 Hari ke-10
Gambar 6. Beban pencemar Boezem Morokrembangan untuk parameter COD.
Gambar 7. Beban pencemar Boezem Morokrembangan untuk parameter TS.
Gambar 8. Beban pencemar Boezem Morokrembangan untuk parameter TSS.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 Kemarau Penghujan Kemarau Penghujan Inlet Outlet Beb an C OD (k g/ har i) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3
Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8
Hari ke-9 Hari ke-10 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Kemarau Penghujan Kemarau Penghujan Inlet Outlet Beb an T S (k g/ har i) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-4
Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8 Hari ke-9 Hari ke-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Kemarau Penghujan Kemarau Penghujan Inlet Outlet Beb an T SS (k g/ har i) Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3
Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7 Hari ke-8 Hari ke-9 Hari ke-10
Beban pencemar dalam inlet dan outlet boezem menunjukkan perbedaan yang signifikan. Dalam ketiga parameter beban pencemar di inlet lebih besar sekitar 50% daripada di outlet boezem. Hal ini mengindikasikan adanya proses penyisihan yang terjadi di dalam boezem, sehingga nilai beban pencemar di outlet sudah tidak setinggi di inlet , namun nilainya masih melebihi baku mutu kelas IV.

## 3.3. Kinerja penurunan parameter pencemar
Perhitungan efisiensi penurunan pencemar dalam penelitian ini berbasis neraca massa, hasilnya tersaji dalam Tabel 1. Hasil analisis parameter COD, TS, dan TSS menunjukkan bahwa efisiensi penurunan pencemar lebih baik di musim hujan daripada musim kemarau, kecuali untuk parameter TS. Konsentrasi COD, TS, dan TSS pada musim hujan berhasil diturunkan hingga 22,10%, 8,65%, dan 19,50%, masing- masing.  Pada musim kemarau, konsentrasi COD, TS, dan TSS berhasil diturunkan dengan efisiensi 17,18%, 10,63%, dan 18,01%, masing-masing.  Namun,  hasil penurunan konsentrasi pencemar di outlet boezem baik musim kemarau dan musim hujan masih belum memenuhi baku mutu badan air kelas IV untuk parameter COD.
Hasil penelitian serupa juga menunjukkan hasil yang sama terhadap rerata penyisihan parameter COD, TS, dan TSS di Boezem Morokrembangan (Slamet 2016). Lebih lanjut, kinerja Boezem Morokrembangan memiliki nilai yang rendah, artinya boezem  telah kehilangan pemulihan diri atau self-purification .  Kemampuan self- purification boezem salah satunya dipengaruhi oleh suhu, indikasi ini terbukti dengan nilai efisiensi penurunan parameter pencemar di musim kemarau lebih rendah daripada di musim penghujan (Salih et al. 2021). Dengan suhu air boezem yang lebih tinggi di musim kemarau, kemampuan self-purification boezem mengalami penurunan daripada musim penghujan.
Tabel 1. Efisiensi penurunan pencemar.
Parameter Konsentrasi inlet rerata (mg/L) Konsentrasi outlet rerata (mg/L) Efisiensi (%) Musim kemarau Musim hujan Musim kemarau Musim hujan Musim kemarau Musim hujan COD 182,57 178,69 151,20 139,20 17,18 22,10 TS 949,27 690,10 848,40 630,40 10,63 8,65 TSS 38,06 38,76 31,20 31,20 18,01 19,50

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa kualitas air Boezem Morokrembangan telah tercemar berat dan melebihi baku mutu badan air kelas IV berdasarkan parameter COD, DO, pH, TS, dan temperatur. Konsentrasi dan beban pencemar yang masuk ke Boezem Morokrembangan mengakibatkan akumulasi lumpur yang berakibat pada pendangkalan boezem. Kinerja Boezem Morokrembangan dalam penyisihan parameter pencemar lebih baik pada musim hujan daripada musim kemarau. Secara keseluruhan, kemampuan boezem dalam menurunkan parameter pencemar tergolong rendah yang mengakibatkan air limbah yang akan keluar dari boezem masih belum memenuhi baku mutu. Oleh karena itu, kami menyarankan untuk melakukan peningkatan kemampuan pemulihan Boezem Morokrembangan menggunakan beberapa metode biologis yang telah terbukti efektif.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Agwu EJ, Odanwu SE, Ezewudo BI, Odo GE, Nzei JI, Iheanacho SC and Islam MS. 2023.
Assessment of water quality status using heavy metal pollution indices: a case from Eha-Amufu catchment area of Ebonyi River, Nigeria. Acta Ecologica Sinica 43(6):989-1000.
Baihaqi ZA dan Soebagio. 2021. Perencanan saluran pematusan Boezem Selatan Morokrembangan Surabaya. Jurnal Rekayasa Dan Manajemen Konstruksi 9(2): 113–119.
Buta B, Wiatkowski M, Gruss T, Tomczyk P and Kasperek R. 2023. Spatio-temporal evolution of eutrophication and water quality in the Turawa  dam reservoir, Poland. Nature 13(9880):1-25.
Fitrianingtyas R dan Slamet A. 2018. Studi pemetaan persebaran sedimen Boezem Morokrembangan. Jurnal Teknik ITS 7 (1):F171-F176.
Karnaningroem N and Paitaha EES. 2021. Study of the quality and status of water quality on reservoir water management efforts using a dynamic system approach (case study: Bozem Morokrembangan). IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 799(1):1-10.
Lasminto U. 2017. Studi potensi tampungan air sebagai sumber air baku Kota Surabaya. IPTEK Journal of Proceedings Series 3(5):43–49.
Lkr A, Romeo Singh MR and Puro N. 2020. Assessment of water quality status of Doyang River, Nagaland, India, using water quality index. Applied Water Science 10(1):1–13.
Moghadam SV, Jafarzadeh A, Matta A, Dessouky S, Hutchinson and Kapoor V. 2023. Water  quality performance assessment of two stormwater detention basins located in the recharge zone of a karst aquifer. Chemosphere 339:1-12.
Najih SME, Rasuda T, Ni'matuzahroh, Supriyanti A, Isnadina DRM and Oktavitri NI. 2020. Potency of biodiesel from sediment of coagulation-  flocculation- sedimentation process using Moringa oleifera as coagulant. Ecology, Environment and Conservation 26(6):S64–S68
Nurjanah P. 2018. Analisis pengaruh curah hujan terhadap kualitas air parameter mikrobiologi dan status mutu air di Sungai Code, Yogyakarta. Universitas Islam Indonesia 1(20):1–14
Ratnawati R, Nurhayati I dan Sari VY. 2020. Pengaruh konsentrasi unsur kalium, karbon, dan aerasi pada bioremediasi air limbah boezem dengan high rate algae pond. Teknik 41(2):119–125.
Salih NYH, Mohammad AO and Mohammed FO. 2021. Study on the self-purification of Tanjaro River. Tikrit Journal for Agriculture Sciences 21(4):54-62
Slamet A. 2016. Peningkatan fungsi Boezem Morokrembangan sebagai pengolah air limbah perkotaan menggunakan sistem alga-bakteri [Disertasi]. Bidang Keahlian Teknik Lingkungan,  Program Pasca Sarjana,  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.
Slamet A and Hermana J. 2012. Effect of light exposure and water depth on the performance of algae reactor during the treatment of Surabaya municipal wastewater. Journal of Applied Environmental and Biological Sciences 2(12):615– 619.
Suriadikusumah A, Mulyani O, Sudirja R, Sofyan ET, Maulana MHR and Mulyono A. 2021. Analysis of the water quality at Cipeusing River, Indonesia using the pollution index method. Acta Ecologica Sinica 41(3):177–182.
Yang L, Wang Y, Wang Y, Wang S, Yue J, Guan G, Guo Y, Zhang Y and Zhang Q. 2023.
Water  quality improvement project for initial rainwater pollution and its performance evalution. Environmental Research 237:1-12.
Zhang M, Wang L, Xu C and Huang X. 2022. Water quality change and pollution source accounting of Licun River under long-term governance. Nature 12(2779):1-11.