Vol 7, No.2 2023 p. 15 - 22

## APLIKASI ISOTOP STABIL DALAM MELACAK KONTAMINASI AIR TANAH DI SEKITAR TPA SARIMUKTI
Riska Aprilia Triyadi 1*)
1) Teknik Lingkungan, Fakultas Teknologi Mineral, UPN Veteran Yogyakarta *E-mail: riska.aprilia@upnyk.ac.id

## ABSTRAK
TPA Sarimukti merupakan TPA yang dibangun sebagai pengganti TPA Leuwigajah yang mengalami longsor. Komposisi sampah yang dibuang ke TPA Sarimukti sangat beragam. Sampah-sampah tersebut dapat mengandung bahan kimia non organik dan bahan kimia organik yang dapat membahayakan manusia bila konsentrasinya tinggi. Bahan kimia tersebut dibawa  oleh  air  lindi  ( leachate )  yang  bergerak  ke  bawah  melewati  batuan  yang  mengalasi  TPA  ini  sehingga  dapat mencemari airtanah. Pengujian isotop stabil deuterium (δ 2 H) dan oksigen-18 (δ 18 O) yang didukung dengan data kimia airtanah dapat digunakan untuk mengetahui asal air sehingga dapat diketahui air yang terdapat pada lokasi tersebut telah bercampur dengan apa saja dan proses apa saja yang telah berlangsung di dalamnya. Sebanyak delapan sampel air diambil untuk  digunakan  dalam  pengujian  ion  chromatography  (IC),  isotop  deuterium  (δ 2 H)  dan  oksigen-18  (δ 18 O).  Daerah penelitian menunjukkan bahwa terdapat konsentrasi Cl - , NO 2 - , HCO 3 - , Na + , serta NH 4 + yang melebihi nilai ambang batas menurut Permenkes RI No.492/MENKES/PER/ IV/2010. Hal ini mungkin disebabkan karena adanya interaksi airtanah dengan polutan di sekitar daerah penelitian, seperti sampah, limbah rumah tangga, ataupun pupuk yang digunakan pada lahan pertanian. Hasil pengujian isotop deuterium (δ 2 H) dan oksigen-18 (δ 18 O) mencerminkan adanya percampuran antara air lindi dengan airtanah di daerah penelitian. Hal ini ditunjukkan oleh nilai isotop sampel A5, SW2, SW4, dan SP2 yang berada di antara airtanah yang belum terkontaminasi (SP1) dengan air lindi serta menjauhi garis LMWL.
Kata Kunci: Air lindi, isotop stabil, pencemaran airtanah, Sarimukti, TPA

## ABSTRACT
Sarimukti  sanitary  landfill  is  a  landfill  built  as  a  replacement  for  Leuwigajah  sanitary  landfill,  which  experienced landslides.  The  composition  of  the  waste  disposed  at  the  Sarimukti  sanitary  landfill  is  very  diverse.  The  wastes  may contain inorganic and organic chemicals that can harm humans if present in high concentrations. These chemicals are carried by leachates, which move down through rocks that underlie this landfill, and thus it can contaminate groundwater. The analysis  of  stable  isotope of deuterium (δ 2 H) and  oxygen-18  (δ 18 O), which is supported by the chemical data of groundwater, can be used to know the water source; thus, it can be known with what materials the water mixed and what processes had happened. Eight water samples were taken to be used in ion chromatography, deuterium (δ 2 H) and oxygen- 18 (δ 18 O) isotopes analysis. Ion chromatography (IC) analysis showed that the concentrations of Cl - , NO 2 - , HCO 3 - , Na + , and NH 4 + exceeded the limit values of Permenkes RI No.492/MENKES/ PER/IV/2010. This can be due to the interaction of  groundwater  with  pollutants  around  the  study  area,  such  as  landfill  waste,  household  waste,  or  fertilizer  used  on agricultural land. The result of stable isotope analysis indicates a mixture of leachate and groundwater in the study area. This  is  shown  by  the  isotope  values  of  A5,  SW2,  SW4,  and  SP2  samples  which  are  between  the  uncontaminated groundwater (SP1) and leachates water and far from the LMWL line
Keywords: contamination, groundwater, leachate, sanitary landfill, Sarimukti, stable isotope

## I. PENDAHULUAN
Ditutupnya TPA Leuwigajah sempat menjadikan Bandung darurat sampah. Keadaan ini mendorong pemerintah setempat untuk segera menyediakan lokasi TPA baru, sehingga dipilihlah lokasi di Desa Sarimukti, Kecamatan Cipatat, Kabupaten Bandung Barat yang dikenal sebagai TPA Sarimukti. TPA Sarimukti dibangun di atas lahan seluas 25 Ha. Berdasarkan laporan akhir Penyusunan Detail Engineering Design (DED) Optimalisasi TPK Sarimukti (2011), teknik pengoperasian yang diterapkan di TPA Sarimukti berupa controlled landfill .
Komposisi sampah yang dibuang ke TPA sarimukti sangat beragam, seperti sampah organik, plastik, barang pecah belah, kain,  dan  lain-lain.  Sampah-sampah  tersebut  dapat  mengandung  bahan  kimia  non  organik  (seperti  ion  Cl - ,  NO 3 - ,  dan logam berat seperti besi dan mangan) dan bahan kimia organik (BOD dan COD) (Todd dan Mays, 1980) yang dapat membahayakan kesehatan manusia bila hadir dalam konsentrasi yang tinggi. Bahan kimia tersebut juga dapat mencemari airtanah  ketika  dibawa  oleh  air  lindi  ( leachate )  yang  bergerak  ke  bawah  melewati  batuan  yang  mengalasi  TPA  ini.
Penelitian terdahulu oleh Suganda, dkk. (2012) menunjukkan bahwa terdapat konsentrasi bahan kimia berupa ion Cl - dan NO 3 - yang melebihi nilai ambang batas. Konsentrasi ion Cl - dan NO 3 - tersebut masing-masing hadir secara berurutan sebanyak 361,11 mg/L dan 34 mg/L, sedangkan nilai ambang batas (NAB) yang diperbolehkan untuk kedua ion tersebut secara  berurutan  sebanyak  250  mg/L  dan  10  mg/L  (Suganda,  dkk.,  2012).  Untuk  mengetahui  apakah  telah  terjadi kontaminasi  airtanah  atau  tidak  di sekitar  TPA  Sarimukti,  maka  dilakukan  survei  hidrogeologi  yang  mencakup pengambilan  sampel  air  (airtanah,  air  lindi,  dan  air  sungai)  untuk  analisis  isotop  dan  hidrogeokimia. Analisis  isotop digunakan dalam penelitian ini sebab belum ada penelitian terdahulu di TPA Sarimukti yang menggunakannya untuk melacak kontaminasi air lindi.

## II. METODE
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  mengambil  beberapa  sampel  air  di sekitar  TPA  Sarimukti.  Adapun  sampel  air  yang diambil berupa air lindi, air sungai yang ada disekitar TPA Sarimukti, serta air sumur pantau dan sumur gali masyarakat sekitar yang merepresentasikan kondisi airtanah di sekitar lokasi penelitian. Pada sampel tersebut dilakukan pengukuran parameter fisik air seperti temperatur, derajat keasaman (pH), serta total padatan terlarut (TDS) untuk mengetahui proses- proses  yang  mempengaruhi  kualitas  airtanah  di  lokasi  penelitian.  Sampel-sampel  air  ini  kemudian  digunakan  dalam analisis hidrogeokimia menggunakan Ion Chromatography (IC) dan analisis isotop deuterium dan oksigen-18. Komposisi ion utama beserta konsentrasinya yang diketahui melalui ion chromatography dan komposisi isotop tersebut kemudian digunakan untuk menganalisis adanya indikasi kontaminasi airtanah di sekitar TPA Sarimukti.

## 2.1 Ion Chromatography (IC)
Pengambilan  data  unsur  utama  pada  penelitian  ini  dilakukan  dengan  menggunakan  metode  pengujian Ion Chromatorgaphy (IC). Sampel air yang telah diambil dari lapangan dipreparasi menggunakan filter membran berukuran 0,45 μm dan diameter 25 mm. Sampel yang telah difilter kemudian dimasukkan ke dalam botol kecil (vial) sebanyak lebih kurang 10 ml dan selanjutnya dianalisis menggunakan instrumen Metrohm 930 Compact IC Flex. Instrumen ini dapat digunakan untuk menentukan ion yang terlarut di dalam air. Metrohm 930 Compact IC Flex tersusun atas dua instrumen yang masing-masing akan menganalisis anion dengan kation. Analisis anion dan kation menggunakan metode analisis ion chromatography pada prinsipnya dapat dibagi menjadi lima (5) tahapan, yaitu pemuatan larutan eluen (eluent loading), injeksi sampel, pemisahan sampel, proses elusi analit A (anion), dan elusi analit B (kation).

## 2.2 Isotop Stabil
Salah satu isotop stabil yang terdapat di dalam air adalah δ 18 O (oksigen-18) dan δ 2 H (deuterium). Kedua jenis isotop ini merupakan komponen penyusun utama komposisi air di alam. Oksigen-18 dan deuterium pada penelitian ini dianalisis menggunakan  instrumen  Picarro  L2130-I  Analyzer.  Sampel  yang  diperlukan  untuk  analisis  isotop  stabil  air  adalah sebanyak 1,9 ml dengan terlebih dahulu dilakukan penyaringan menggunakan filter membran berukuran 0,2 μm. Prinsip dasar analisis isotop pada dasarnya yakni fraksionasi isotop berat dan ringan yang kemudian dikirimkan pada vaporizer untuk menghasilkan proses penguapan sampel air dengan temperatur 110 o C. Uap yang dihasilkan dari proses penguapan di  dalam  vaporizer  ini  selanjutnya  dialirkan  ke  dalam analyzer untuk  selanjutnya  dilakukan  fraksionasi  isotop  δ 18 O (oksigen-18) dan δ 2 H (deuterium).

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1 Hidrogeokimia Air Daerah Penelitian
Airtanah yang muncul ke permukaan akan mendapatkan pengaruh fisika-kimia yang berbeda dengan kondisi di akuifer. Pengaruh fisika-kimia tersebut akan mengubah sifat fisik dan komposisi kimia dari airtanah. Pengukuran parameter fisik airtanah  dilakukan  untuk  mengetahui  proses-proses  yang  mempengaruhi  kualitas  airtanah  tersebut.  Hasil  pengukuran parameter fisik airtanah dapat dilihat pada Tabel 1, sedangkan titik pengambilan sampel dapat dilihat pada Gambar 1. Sampel air pada daerah penelitian memiliki temperatur rata-rata sebesar 31,2 o C dengan nilai maksimum sebesar 38,1 o C di titik A4 (kolam outlet lindi) dan nilai minimum sebesar 26,9 o C di titik SW4 (sumur warga upstream). Derajat keasaman (pH) paling tinggi sebesar 8,27 yang berada di titik A3 (kolam lindi) sedangkan derajat keasaman paling rendah sebesar 6,62 yang berada di titik SW4. Rata-rata derajat keasaman sampel air di lokasi penelitian adalah 7,6 (netral). Total padatan terlarut (TDS) di daerah penelitian memiliki kisaran 292 ppm hingga 18.200 ppm. Nilai TDS paling rendah berada di titik SP1 (sumur pantau upstream) sedangkan nilai TDS paling tinggi berada di titik A4.
Tabel 1. Data parameter fisika sampel air di daerah penelitian No. Kode Sampel Suhu (°C) pH TDS (ppm) 1 A3 (air lindi) 30 8,27 15700 2 A4 (air lindi) 38,1 7,89 18200 3 A5 (air sungai) 34,9 7,81 2630 4 A7 (air sungai) 32,5 8,18 596 5 SP1 (sumur pantau) 28,9 7,1 292 6 SP2 (sumur pantau) 30,2 7,4 498 7 SW2 (sumur gali) 27,8 7,25 395 8 SW4 (sumur gali) 26,9 6,62 106,4
Sumber: Hasil Survei, 2019
Sampel A3 dan A4 yang merupakan air lindi memiliki nilai TDS yang sangat besar dan melebihi nilai ambang batas dibandingkan sampel lain di daerah penelitian. Tingginya nilai TDS pada kedua sampel ini menunjukkan banyaknya ion dan zat terlarut pada sampel tersebut. Ion dan zat terlarut yang terkandung pada sampel A3 dan A4 dapat berasal dari sampah organik, plastik, kain ataupun sampah anorganik lainnya yang terkumpul di TPA Sarimukti.
Pengujian  parameter  kimia  dilakukan  untuk  mengetahui  komposisi  ion  yang  terlarut  dalam  sampel  air.  Pengujian parameter  kimia  ini  menggunakan  metode  ion  chromatography  (IC).  Data  kation  dan  anion  hasil  dari  pengujian  ion chromatography dapat dilihat pada Tabel 2. Jumlah ion dan zat terlarut pada air yang dapat dikonsumsi telah diatur dalam Peraturan Menteri Kesehatan RI Nomor: 492/MENKES/PER/IV/2010. Beberapa sampel air daerah penelitian memiliki kadar kation dan anion yang melebihi nilai ambang batas. Sampel A3, A4, dan A5 menunjukkan adanya pengkayaan Na + . Pada  air  lindi  (sampel  A3  dan  A4)  pengkayaan  Na + biasa  terjadi,  penyebabnya  adalah  sampah-sampah  TPA  yang kemudian mencemari airtanah ataupun air permukaan di sekitarnya. Sampel A5 yang merupakan air sungai di sekitar TPA juga menunjukkan pengkayaan Na + . Adanya pengaruh dari air lindi yang masuk ke sungai bisa menjadi penyebab pengkayaan Na + pada sampel A5. Kelebihan Cl - dalam air dianggap sebagai indikasi adanya polusi, seperti yang terjadi pada  sampel  A3,  A4,  dan  A5.  Konsentrasi  Cl - yang  tinggi  dalam  air  dapat  berasal  dari  sampah  rumah  tangga  yang terakumulasi di TPA. Konsentrasi NO 3 - yang melebihi nilai ambang batas dijumpai pada sampel A4, SW2, dan SW4. Penyebab tingginya konsentrasi NO 3 - pada sampel SW2 dan SW4 yang merupakan sumur gali pada rumah warga sekitar TPA diperkirakan akibat pengaruh limbah pada tangki septik. Peletakan kamar mandi yang tidak jauh dengan sumur juga menjadi  salah  satu  penyebabnya.  Tingginya  konsentrasi  NO 2 - dijumpai  pada  sampel  A7  dan  SP2.  Dekatnya  lahan pertanian yang banyak menggunakan pupuk dengan lokasi pengambilan sampel menjadi penyebab tingginya konsentrasi NO 2 - .
Analisis ion utama yang terkandung dalam air dilakukan menggunakan Diagram Piper (Piper, 1944). Plot data anion dan kation  sampel  mata  air  di  lokasi  penelitan  pada  Diagram  Piper  ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Plot  Diagram  Piper  ini memperlihatkan bahwa, sampel air di lokasi penelitian terbagi menjadi 3 tipe utama, yaitu tipe Na-Cl, HCO 3 , Na-Ca- HCO 3 . Sampel SP2 dan A5 memiliki tipe yang sama dengan sampel A3 dan A4 yang merupakan air lindi, yaitu termasuk dalam  tipe  Na-Ca-HCO 3 .  Hal  ini  menunjukkan  adanya  indikasi  kebocoran  air  lindi  yang  kemudian  tercampur  dalam sampel SP2 dan A5.
Gambar 1. Peta lokasi pengambilan sampel air.
JMEL, Volume 7 Nomor 2, 2023
Tabel 2. Data unsur yang terkandung dalam sampel air daerah penelitian. Warna merah menunjukkan konsentrasi yang melebihi nilai ambang batas menurut
Permenkes RI No. 492/MENKES/PER/IV/2010 No. Kode Sampel F- (ppm) Cl - (ppm) Br - (ppm) NO3 - (ppm) NO2- (ppm) SO42- (ppm) HCO3- (ppm) Na + (ppm) NH4 + (ppm) K+ (ppm) Ca + (ppm) Mg + (ppm) 1 A3 0,75 2117,49 11,69 9,81 0 45,84 4880 1397,4 0 1353,61 44,22 32,27 2 A4 0 2474,25 12,19 10,47 0 18,19 4880 1242,58 1483,63 1218,74 37,64 30,67 3 A5 0 408,79 6,01 0 0 8,22 1433,5 226,81 230,35 163,24 84,66 22,76 4 A7 0 71,77 0 0 8,47 12,42 92,35 50,22 42,99 36,68 33,06 5,4 5 SP1 0 24,07 0 2,32 0 37,3 323,788 11,29 0,67 3,45 95,41 15,92 6 SP2 0,14 173,23 1,53 3,35 7,66 5,06 345,87 151,77 0,98 6,85 38,3 9,76 7 SW2 0,02 80,19 1,02 10,32 0 11,93 158,356 36,83 0,72 12,14 49,18 8,48 8 SW4 0 17,07 0 18,3 0,99 1,2 44,652 4,16 1,43 0,55 16,88 4,72 Sumber: Hasil Analisis, 2020
Gambar 2. Plot data anion dan kation sampel air di lokasi penelitan.
3.2 Isotop δ 2 H dan δ 18 O dalam Air
Pengujian isotop stabil δ 2 H dan δ 18 O pada penelitian ini dilakukan menggunakan 8 sampel dengan dua sampel air lindi (A3 dan A4). Data hasil perhitungan rasio isotop stabil δ 18 O dan δ 2 H ditunjukkan pada Tabel 3. Nilai rasio isotop sampel- sampel di lokasi penelitian memiliki rentang -7,78‰ hingga -5,19‰ untuk δ 18 O dan -42,95‰ hingga -4,53‰ untuk δ 2 H. Rasio  isotop  oksigen  paling  rendah  ditemukan  pada  sampel  SP1  (sumur  pantau  di  daerah  upstream)  sedangkan  rasio paling  tinggi  ditemukan  pada  sampel  A7  yang  merupakan  air  sungai  di  daerah  downstream.  Rasio  isotop  hidrogen (deuterium) paling rendah ditemukan pada sampel SP1 dan paling tinggi ditemukan pada sampel A3 (air lindi). Nilai rata- rata untuk masing-masing isotop oksigen-18 dan deuterium adalah -6,85‰ dan -29,15‰.
Tabel 3. Data rasio isotop stabil δ 18 O dan δ 2 H lokasi penelitian No. Kode Sampel δ18O (‰) δ2H (‰) 1 A3 -5,88 ± 0,04 -4,53 ± 0,37 2 A4 -7,15 ± 0,01 -8,17 ± 0,37 3 A5 -6,63 ± 0,01 -31,17 ± 0,15 4 A7 -5,19 ± 0,02 -26,58 ± 0,35 5 SW4 -7,52 ± 0,01 -42,55 ± 0,14 6 SW2 -6,88 ± 0,02 -37,82 ± 0,16 7 SP1 -7,78 ± 0,03 -42,95 ± 0,03 8 SP2 -7,73 ± 0,01 -39,46 ± 0,20
Sumber: Hasil Analisis, 2020
Karakter isotop dalam air sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti ketinggian, posisi lintang, pengaruh wilayah daratan, variasi musim, jumlah dari air, serta temperatur lingkungan. Gambar 3 menunjukkan hubungan data δ 2 H dengan δ 18 O untuk air meteorik lokal dan tiga jenis sampel yang diamati. Sebagian besar sampel air yang diamati mengikuti tren garis air meteorik lokal sebagai sumber awal airtanah, kecuali sampel air lindi. Air lindi yang menyimpang dari tren garis
air meteorik dapat disebabkan oleh aktifnya pembentukan mikroorganisme penghasil gas metana (CH 4 ). Mikroorganisme tersebut memanfaatkan atom hidrogen ringan yang terkandung dalam airtanah ataupun air permukaan di sekitar TPA untuk membentuk gas metana sehingga hidrogen yang tersisa dalam air tersebut diperkaya dalam deutrium. Selain karena pembentukan gas metana, penyimpangan air lindi dari tren garis air meteorik dapat juga disebabkan oleh pertukaran atom hidrogen dengan H 2 S yang dihasilkan selama proses reduksi SO 4 2- . Pada Gambar 2, sampel A3 dan A4 yang merupakan air lindi menunjukkan penyimpangan dari tren garis air meteorik lokal. Penyimpangan ini dapat disebabkan oleh dua proses yang telah diuraikan di atas. Masuknya air lindi ke dalam airtanah akan menghasilkan campuran dua massa air yang berbeda dalam hal komposisi. Airtanah dan air lindi memiliki ciri isotop yang berbeda. Nilai isotop sampel A5, SW2, SW4, dan SP2 yang berada diantara airtanah yang belum terkontaminasi (SP1) dengan air lindi mencerminkan adanya percampuran antara air lindi dengan airtanah di daerah penelitian.
Gambar 3. Plot silang isotop δ 18 O dan δ 2 H. Garis LMWL dibuat berdasarkan penelitian Hendrasto dan Sunarwan (2013).

## IV. KESIMPULAN
Airtanah di sekitar lokasi penelitian memiliki kandungan Na + , Cl - , NH 4 + , HCO 3 - dan NO 2 - yang melebihi nilai ambang batas. Nilai isotop pada sampel A5, SW2, SW4, dan SP2 berada di antara airtanah yang belum terkontaminasi (SP1) dengan air lindi mencerminkan adanya percampuran antara air lindi dengan airtanah di daerah penelitian.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis  mengucapkan  rasa  terimakasih  kepada  Dinas  Lingkungan  Hidup  Kota  Bandung  atas  dukungan  yang  telah diberikan sehingga penelitian ini dapat terlaksana.

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim.  (1994): Tata  cara  pemilihan  lokasi  tempat  pembuangan  akhir  sampah  SNI  03-3241-1994 ,  15  hal.,  Badan Litbang PU Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta.
Anonim.  (2011): Laporan  akhir  penyusunan  Detail  Engineering  Design  (DED)  optimalisasi  TPK  Sarimukti  tahun anggaran 2011 , 15 hal., Dinas Pemukiman dan Perumahan Pemerintah Provinsi Jawa Barat, Bandung.
Carrera, J., Vazquez-Suñé, E., Castillo, O., dan Sánchez-Vila, X. (2004): A methodology to compute mixing ratios with uncertain end-members, Water Resources Research , 40 , W12101.
Clark, Ian. (2015): Groundwater geochemistry and isotopes , CRC Press Taylor and Francis Group, Boca Raton.
Coplen, T.B., Hopple, J.A., Böhlke, J.K., Peiser, H.S., Rieder, S.E., Krouse, H.R., Rosman, K.J.R., Ding, T., Vocke Jr., R.D., Révész, K.M., Lamberty, A., Taylor, P., dan De Bièvre, P. (2002): Compilation of minimum and maximum isotope ratios of selected elements in naturally occurring terrestrial materials and reagents, US Geological Survey Water Resources Investigation Report 01-4222 , U.S. Geological Survey, Virginia.
Geyh, M., D´amore, F., Darling, G., Paces, T., Pang, Z., dan Šilar, J. (2000): Environmental isotopes in hydrological cycle : Principles and applications , 4 , IAEA-UNESCO, Hannover
Hendrasto, F, dan B. Sunarwan. (2013): Pemanfaatan Isotop lingkungan di daerah cekungan airtanah Bandung, Jurnal Teknologi , 1 , 1-11.
Nigro, A., Sappa, G., dan Barbieri, M. (2017): Application of boron and tritium isotopes for tracing landfill contamination in groundwater, Journal of Geochemical Exploration , 172 , 101-108.
Piper, A.M. (1944): A graphic procedure in the geochemical interpretation of water analysis , U.S. Geological Survey, Portland, Oregon.
Pujiindiyati, E.R. (2011): Application of Deuterium and Oxygen-18 to trace leachate movement in Bantar Gebang sanitary landfill, Atom Indonesia , 37 , 76-82.
Suganda, B. R., Iskandarsyah, T. Y. W. M., dan Hadian, M. S. D. (2012): Prediksi arah pencemaran airtanah akibat tempat pembuangan  sampah  akhir  di  daerah  Sarimukti  dan  sekitarnya  Kabupaten  Bandung  Barat,  Provinsi  Jawa  Barat, Bulletin of Scientific Contribution , Fakultas Teknik Geologi Universitas Pajajaran, Bandung, 10 , 31 – 41.
Todd, D. K., dan Mays, L. W. (1980): Ground water hidrology , John Wiley & Sons, Inc., USA, 362 – 363.