## IDENTIFIKASI DISTRIBUSI 3D AIR LINDI DI TPA UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

## IDENTIFICATION OF 3D LEACHATE DISTRIBUTION IN SEMARANG STATE UNIVERSITY LANDFILL
Tri Mugirahayu * , Supriyadi dan Fianti
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang Gedung D7 Lt.2 Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang 50229
*email: trimugirahayu83@gmail.com
Diterima 4 Desember 2015 disetujui 5 Maret 2016

## Abstrak
Sistem  pengelolaan  sampah  di  TPA  Universitas  Negeri  Semarang  (UNNES)  menerapkan  sistem  open dumping  yang  terletak  di  Desa  Banaran,  Kelurahan  Sekaran,  Kecamatan  Gunungpati,  Kota  Semarang. Berdasarkan  data  hasil  survei  Tim  Konservasi  UNNES  pada  tanggal  28  Desember  2010  tentang  volume sampah  per  hari  yang  dihasilkan  oleh  UNNES  didapatkan  hasil  bahwa  mayoritas  sampah  yang  dihasilkan adalah sampah organik.  Penelitian ini bertujuan  untuk  mengetahui distribusi 3D air lindi. Metode geolistrik resistivitas  konfigurasi  Schlumberger  digunakan  untuk  mengindikasi  air  lindi.  Pengambilan  data  dilakukan sebanyak tiga  lintasan  yaitu,  tiga lintasan  sejajar arah Timur-Barat, dengan panjang lintasan  masing-masing 75  m.  Profil  air  lindi  di  daerah  sekitar  TPA  UNNES  dapat  diobservasi  sampai  kedalaman  ±20  m  dari permukaan bumi. Pengolahan data dilakukan menggunakan software Res2Dinv, Surfer 10.0, dan RockWorks 15.  Hasil  pengolahan  data  didapatkan  nilai  resistivitas  air  lindi  1,87-9,9  Ωm  dengan  arah  aliran  ke  daerah elevasi lebih rendah.
Kata kunci: geolistrik, air lindi, resistivitas, konfigurasi Schlumberger

## Abstract
Waste management system at Semarang State University (UNNES) landfill implements a system of open dumping  located  in  Banaran,  Gunungpati,  Semarang  City.  Data  from  Conservation  Team  UNNES  on December  28,  2010  about  the  volume  of  waste  per  day  from  UNNES  showed  that  the  majority  of  waste  is organic  waste.  This  study  aims  to  determine  of  3D  distribution  leachate.  Resistivity  geoelectrical  method Schlumberger configuration is used to indicate leachate. Data collection was performed three tracks, which three tracks parallel East-West direction, with a path length of 75 m each. The profile of leachate water in the surrounding area of UNNES  landfill can be observed ± 20 m depth from the surface. Data processing was performed  using  software  Res2Dinv,  Surfer  10.0,  and  RockWorks  15.  Based  on  the  results,  resistivity  of leachate is 1,87-9,9 Ωm with the direction of flow to a lower elevation areas.
Keywords: geoelectrical, leachate, resistivity, Schlumberger's configuration

## Pendahuluan
TPA  UNNES  merupakan  salah  satu  contoh TPA yang menerapkan sistem open dumping . TPA ini  terletak  di  Desa  Banaran,  Kelurahan  Sekaran,
Kecamatan Gunungpati, Kota Semarang. Berdasarkan  data  hasil  survei  Tim  Konservasi UNNES  pada  tanggal  28  Desember  2010  tentang volume  sampah  per  hari  yang  dihasilkan  oleh UNNES didapatkan hasil bahwa mayoritas sampah
yang  dihasilkan  adalah  sampah  organik.  Volume sampah ini dalam satu hari dapat mencapai sampah lebih  dari  20  m³,  dimana  95%  komposisi  sampah yang  dihasilkan  merupakan  sampah  organik  dan sisanya sampah anorganik [1]. Hal ini menyebabkan  sampah  lebih  cepat  membusuk  dan menghasilkan  polutan  air  lindi  yang  dapat mencemari air tanah.          Sampah yang tertimbun
di lokasi TPA  mengandung zat organik, jika hujan turun  akan  menghasilkan  air  lindi  dengan kandungan  mineral  dan  zat  organik  tinggi.  Bila kondisi  aliran  air  lindi  dibiarkan  mengalir  ke permukaan  tanah  dapat  menimbulkan  efek  negatif bagi lingkungan sekitarnya termasuk bagi  manusia [2].  Air  lindi  merupakan  cairan  yang  keluar  dari tumpukan  sampah,  dan  ini  salah  satu  bentuk pencemaran  lingkungan  yang  dihasilkan  oleh timbunan  sampah.  Nilai  resistivitas  air  lindi  yang dihasilkan  dari  pembusukan  sampah  di TPA  yaitu, di  bawah  10  Ωm  [3].  Dengan  demikian  nilai resistivitas  polutan  ini  lebih  rendah  dari  pada  air tanah.
Berdasarkan  gambaran  tersebut  maka  perlu dilakukan  kajian  untuk  mengetahui  distribusi  air lindi  di  daerah  sekitar  TPA.  Pendugaan  distribusi air  lindi  bawah  permukaan  dapat  dilakukan menggunakan  metode  geolistrik  resistivitas  [4]. Geolistrik  resistivitas  dapat  mengenali  struktur bawah  permukaan  dengan  mengobservasi  kontras warna  dari  distribusi  resistivitas bawah  permukaan [5].
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui distribusi 3D air lindi di daerah sekitar TPA  UNNES.  Metode  resistivitas  3D  mampu memberikan  gambaran  bawah  permukaan    lebih detail  meliputi  citra  distribusi  nilai  resistivitas dalam penampang vertikal maupun horisontal [6].
Metode  geolistrik  didasarkan  pada  anggapan bahwa  bumi  mempunyai  sifat  homogen  isotropis dimana  bumi  memiliki  bentuk  simetri  bola.  Pada kenyataannya  bumi  terdiri  dari  lapisan-lapisan dengan  resistivitas  yang  berbeda-beda,  sehingga potensial  yang  terukur  dipengaruhi  oleh  lapisan- lapisan  tersebut  dan  menyebabkan  nilai  resistivitas yang  terukur  tergantung  pada  jarak  elektroda  nilai resistivitas terukur bukanlah resistivitas sebenarnya melainkan resistivitas semu ( ) [7].
Pada  alat Resistvity  Multi-Channel terdapat pengaturan  konfigurasi  yang  diinginkan,  alat tersebut otomatis muncul opsi Schlumberger . Jarak elektroda  potensial  MN  dibuat  tetap  sedangkan jarak  AB  yang  diubah-ubah.  Tetapi  pengaruh keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB diubah pada jarak yang relatif besar maka jarak MN  hendaknya  diubah  pula.  Perubahan  jarak hendaknya  tidak  lebih  besar  dari  1/5  jarak  AB, seperti pada Gambar 1 [8].
Gambar 1 . Elektroda arus dan potensial konfigurasi Schlumberger
Konfigurasi Schlumberger mendasarkan pengukuran kepada kontinuitas pengukuran dalam satu  penampang  dan  hasilnya  suatu  penampang semu  ( pseudosection ).  Pengukuran  ini  dilakukan dengan  membuat  variasi  posisi  elektroda  arus (AB)  dan  elektroda  potensial  (MN).  Dalam konfigurasi Shclumberger ini  dapat  dihitung  nilai resistivitas semu ( ρ ) sebagai berikut:
(1) dengan  K  adalah  faktor  geometri  dari  konfigurasi elektroda  yang  digunakan  di  lapangan.  Rumusan faktor geometri dapat dituliskan:
*( )+ *( )+ (2)
dengan AM= MN= BM= BN= a
(3)
dari persamaan (1), didapatkan nilai resistivitas air lindi.

## Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger untuk  mengetahui  distribusi  3D  air lindi TPA UNNES dilaksanakan di Desa Banaran, Kelurahan  Sekaran,  Kecamatan  Gunungpati,  Kota Semarang.  Secara  astronomis  wilayah  Kelurahan Sekaran  terletak  pada  7°5’15’’LS-7°7’29’’LS  dan pada 110°28’11’’BT-110°30’56’’BT. Adapun lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Peta lokasi penelitian (Modifikasi
Google Earth Peralatan yang diperlukan dalam
pengambilan  data  adalah Resistivitymeter    Multi Channel merk S-Field ,  patok,  elektroda  arus  dan elektroda  potensial,  dua  gulung  kabel  arus  dan potensial  masing-masing  150  m,  dua  buah  aki kering  masing-masing  12  volt,  palu,  meteran, laptop, dan GPS ( Global Positioning  System ).
Prosedur    pengambilan    data  adalah  sebagai berikut:
1. Menentukan  lintasan  pengukuran  dan  arah lintasan.
2. Memasang  elektroda  sebanyak  16  elektroda dengan spasi antar elektroda sebesar 5 m.
3. Menyusun rangkaian resistivitymeter.
4. Mengaktifkan  alat resistivitymeter kemudian menginjeksikan  arus  listrik  ke  dalam  tanah melalui elektroda yang sudah terpasang.
5. Melakukan  pengukuran  pada  lintasan  dan mencatat arus listrik ( I ) dan beda potensial ( V ) antara 2 titik elektroda.
6. Menghitung tahanan jenis ( ) hasil pengukuran.
Pengukuran  resistivitas  tanah  secara  langsung di  lokasi  penelitian  dilakukan  dengan  mengambil tiga  lintasan  yang  terdiri  dari  tiga  lintasan  sejajar arah Timut-Barat,  sehingga  dapat  diinterpretasikan menjadi  model  3D.  Lokasi  pengambilan  lintasan dipilih    berdasarkan  data  pengamatan  meliputi keadaan  topografi  yang  miring  di  daerah  TPA UNNES  karena  indikasi  air  lindi  bergerak  dari dataran tinggi ke dataran rendah.
Pengolahan  data  menggunakan Microsoft Excel untuk  mendapatkan  nilai  resistivitas  semu, kemudian  melakukan  proses  inversi  menggunakan Res2Dinv untuk  mendapatkan  model  penampang 2D resistivitas bawah permukaan daerah penelitian. Selanjutnya, menggabungkan ketiga data penampang lintasan dengan Res3Dinv dan
menampilkan hasil pola 3D menggunakan RockWorks 15 .

## Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan hasil analisis data yang disesuaikan  dengan  hasil  referensi  resistivitas limbah,  resistivitas  batuan,  dan  kondisi  geologi maka  diperoleh  nilai  resistivitas  pada  setiap  titik pengukuran.  Secara  umum  dari  semua  hasil  data yang  diperoleh  menunjukkan  nilai  resistivitas rendah,  yang  berarti  kondisi  bawah  permukaan  di TPA  UNNES  memiliki  nilai  konduktivitas  yang sangat tinggi atau batuan dan material penyusunnya merupakan konduktor yang baik sampai konduktor pertengahan  yaitu  sekitar  10 -8 <  ρ<  1  Ωm  sampai 1<  ρ<  10 7 Ωm.  Hasil  dari  analisis  data  yang disesuaikan dengan kondisi geologi setempat sesuai dengan  nilai  resistivitasnya  yaitu  yang  terdiri  dari batu pasir tufan, batu lempung, batu lempung pasir, batu gamping.

## 1. Interpretasi Distribusi Air Lindi

## A. Lintasan I
Akuisisi data pada lintasan I dilakukan dengan mengambil  lintasan  sepanjang  75  m.  Titik  awal (titik 0 m) berada pada koordinat 110°23’17.15”BT dan 07°2’53.25”LS, titik akhir (75 m) berada pada koordinat  110°23’20.04”BT  dan  07°2’55.90”LS. Arah  lintasan  dari  timur  ke  barat.  Jarak  antar elektroda terkecil adalah 5 m. Nilai resistivitas dari hasil pengukuran berkisar 1,87-59,9 m. Gambaran pendugaan  letak  distribusi  air  lindi  dari  hasil pengolahan  data  dengan  menggunakan Res2Dinv untuk  lintasan  I  ditunjukkan  seperti  pada  Gambar 3.
Gambar 3. Pendugaan letak distribusi air lindi untuk lintasan I.
Berdasarkan pada Gambar 3 letak distribusi air lindi  pada  jarak  5-65  m  dengan  kedalaman  7,5  m dari permukaan bumi yang ditandai dengan kontras
resistivitas  1,87-9,9  Ωm.  Distribusi  air  lindi terdapat  di  dalam  garis  tepi  yang  berwarna  putih. Pada  lintasan  ini,  distribusi  air  lindi  terdistribusi merata  karena tidak  adanya  material  yang  keras  di dalam tanah. Air lindi tersebut diduga tersebar pada lapisan  tanah  dengan  struktur  batuan  lempung. Batuan  lempung  memiliki  daya  ikat  antar  batuan sangat  lemah  dan  memiliki  nilai  porositas  cukup tinggi  yakni  45%  tetapi  juga  memiliki  nilai permeabilitas sangat kecil (0,0004 m/hari) sehingga batu  lempung  dapat  menyimpan  air  tetapi  tidak mampu mengalirkan (air terjebak) [7].

## B. Lintasan II
Akuisisi  data  pada  lintasan  II  dilakukan dengan  mengambil  lintasan  sepanjang  75  m.  Titik awal      (titik  0  m)  berada  pada  koordinat 110°23’13.11”BT  dan  07°2’50.67”LS,  titik  akhir (75  m)  berada  pada  koordinat  110°23’13.15”BT dan  07°2’50.74”LS.  Arah  lintasan  dari  timur  ke barat.  Jarak  antar  elektroda  terkecil  adalah  5  m. Nilai  resistivitas  dari  hasil  pengukuran  berkisar 1,87-59,9 m. Gambaran pendugaan letak
distribusi  air  lindi  dari  hasil  pengolahan  data dengan  menggunakan Res2Dinv untuk  lintasan  II ditunjukkan seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Pendugaan letak distribusi air lindi untuk lintasan II.
Berdasarkan pada Gambar 4 letak distribusi air lindi  pada  jarak  10-65  m  dengan  kedalaman  15  m dari permukaan bumi yang ditandai dengan kontras resistivitas  1,87-9,9  Ωm.  Distribusi  air  lindi terdapat  di  dalam  garis  tepi  yang  berwarna  putih. Pada  lintasan  ini,  distribusi  air  lindi  terdistribusi merata  karena tidak  adanya  material  yang  keras  di dalam tanah. Air lindi tersebut diduga tersebar pada lapisan tanah dengan struktur batuan lempung. Air lindi mengalir dari elevasi tinggi ke elevasi rendah. Di  samping  itu  juga  merembesnya  air  lindi diakibatkan oleh adanya gaya gravitasi [9].

## C. Lintasan III
Akuisisi  data  pada  lintasan  III  dilakukan dengan  mengambil  lintasan  sepanjang  75  m.  Titik awal titik 0 m) berada pada koordinat 110°23’11.43”BT  dan  07°2’51.40”LS,  titik  akhir (75  m)  berada  pada  koordinat  110°23’13.36”BT dan  07°2’52.48”LS.  Arah  lintasan  dari  timur  ke barat.  Jarak  antar  elektroda  terkecil  adalah  5  m. Nilai  resistivitas  dari  hasil  pengukuran  berkisar 1,87-59,9 m. Gambaran pendugaan letak distribusi  air  lindi  dari  hasil  pengolahan  data dengan  menggunakan Res2Dinv untuk  lintasan  III ditunjukkan seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Pendugaan letak distribusi air lindi untuk lintasan III.
Berdasarkan pada Gambar 5 letak distribusi air lindi  pada  jarak  10-65  m  yang  ditandai  dengan kontras resistivitas 1,87-9,9 Ωm. Distribusi air lindi terdapat  di  dalam  garis  tepi  yang  berwarna  putih.
Letak ketinggian lintasan pengukuran
menunjukkan bahwa air lindi mengalir dari elevasi tinggi ke elevasi rendah.
2. Pemodelan 3D Menggunakan RockWorks 15 Gambaran indikasi air lindi hasil pengolahan
3D menggunakan Software RockWorks 15 ditunjukkan seperti Gambar 6.
Gambar 6 . Hasil pemodelan 3D menggunakan RockWorks 15
Dari  hasil  pengolahan  ini,  daerah  dengan resistivitas  rendah  <9,92  Ωm  diinterpretasikan sebagai  air  lindi.  Daerah  dengan  nilai  resistivitas rendah terdapat pada lapisan tanah dengan struktur batuan  lempung  yang  tercemar  air  lindi.  hasil  dari penggambaran  3D  adalah  grid  persegi  atau  grid persegi  panjang  dengan  spasi  elektroda  konstan dalam  arah  sumbu  x,  y,  dan  z  [10].  Skala  warna hasil  olahan  ini  tidak  dapat  disesuaikan  dengan hasil  olahan Res2Dinv dan RockWorks  15 ,  namun dalam  hal  interpretasi  tetap  sama.  Hasil  olahan RockWorks  15 ini  memperkuat  dugaan  adanya distribusi air lindi di daerah penelitian.
Air  lindi  merupakan  cairan  yang  keluar  dari tumpukan  sampah,  dan  ini  salah  satu  bentuk pencemaran  lingkungan  yang  dihasilkan  oleh timbunan  sampah.  Sampah  yang  tertimbun  di lokasi  TPA    mengandung  zat  organik,  jika  hujan turun  akan  menghasilkan  air  lindi  dengan kandungan  mineral  dan  zat  organik  tinggi. Masuknya  air  lindi  ke  dalam  tanah  akan menyebabkan turunnya kualitas air tersebut. Selain mencemari  air  permukaan,  lindi  juga  berpotensi mencemari  air  dalam  tanah.  Gerakan  air  lindi  ke dalam tanah mengikuti aliran air tanah [11].

## Simpulan
Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui distribusi 3D air lindi. Penelitian dilakukan dengan metode geolistrik resistivitas konfigurasi Schlumberger .  Dengan  metode  ini,  maka  profil  air lindi  di  daerah  sekitar  TPA  UNNES  dapat diobservasi  sampai  kedalaman  ±20  m  dari permukaan  bumi.  Dari  data  yang  diperoleh  dapat disimpulkan bahwa daerah di sekitar TPA UNNES mempunyai  distribusi  air  lindi  yang  mengalir  ke daerah  yang  berelevasi  lebih  rendah  dengan  nilai resistivitas 1,87-9,9 Ωm.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada Kepala  Laboratotium  Fisika  UNNES  yang  telah memberikan  izin  peminjaman  alat  penelitian. Penulis  juga  mengucapkan  terima  kasih  kepada Pengelola  TPA  UNNES  atas  izin  tempat  yang diberikan,  dan  penulis  juga  mengucapkan  terima kasih  kepada  teman-teman  yang  telah  membantu dalam penelitian ini.

## Pustaka
[1]  Wijaya,  Y.  2012.  Faktor  Risiko  Kejadian Diare  Balita  Di  Sekitar  Tps  Banaran  Kampus Unnes. Unnes  Journal  of Public  Health, 1(1):
1-8
[2]  Ali,  M.  2011. Rembesan  Air  Lindi  (Leacheat) Dampak  pada  Tanaman  dan  Kesehatan . Surabaya: UPN Press
[3]  L.  Adeoti,  S.  Oladele,  and  F.O  Ogunlana. 2011. Geo-electrical Investigation of Leachate impact  on  groundwater:  a  case  study  of  Ile- Epo  dump  site  Lagos,  Nigeria. J.  Appl.  Sci.
Environ. Manage, 15(2): 361-364
[4]  Supriyadi,  Khumaedi,  dan  P.  R.N.  2013.  Pola Sebaran  Limbah  Tpa  Studi  Kasus  Di Jatibarang  Semarang  (Waste  Distribution Pattern  Cese  Study  in  TPA  Jatibarang Semarang). J.  Manusia  dan  Lingkungan , 20(1): 49-56
[5]  Neymadpour,  A.,  W.A.T.W.  Abdullah,  &  S. Taib.  2010.  Use  of  Four  Electrode  Arrays  in Three-Dimensional    Electrical  Resistivity Imaging Survey. Stud Geophys Geod , 54: 299- 311
[6]  Prapitari, A. & T. Yulianto. 2013. Penggunaan Metode  Geolistrik  Resistivitas  3-Dimensi untuk  Mengetahui  Sebaran  Limbah  di  TPA Jatibarang  Kota  Semarang. Youngster  Physics Journal , 1(4): 59-70
[7]  Daraninggar,  F.V.,  Khumaedi,  &  D.  Pratiwi. 2014.  Aplikasi  Geolistrik  3-Dimensi  untuk Mengetahui  Sebaran  Limbah  Rco  (Rubber Compound Oils) di Kabupaten Kendal. Unnes Physics Journal, 3(1): 34-41.
[8]  Telford,  M.W.,  L.P.  Geldard,  R.E.  Sheriff,  & D.A.  Keys.  1990. Applied  Geophysics. Cambridge University Press.
[9]  Putra, I. K. 2012. Identifikasi Arah Rembesan dan  Letak  Akumulasi  Lindi  dengan  Metode Geolistrik  Resistivitas  Konfigurasi  Wenner- Schlumberger  Di  Tpa  Temesi  Kabupaten Gianyar. Tesis . Denpasar: Universitas Udayana.
[10]  Aizebeokhai,  A.P.  &  A.I.  Olayinka.  2011. Anomaly Effects of Orthogonal Paired-Arrays for  3D  Geoelectrical  Resistivity    Imaging. Environ Earth Sci , 64: 2141–2149
[11]  Amirah,  Pengaruh  Timbunan  Sampah  Di Lahan  Terbuka  Terhadap  Kualitas  Air  Tanah Di  Sekitar  Tempat  Penampungan  Sampah Sementara  Kelurahan  Batu  Ampar. Skripsi .