BEBERAPA METODE PERHITUNGAN INDEKS PENCEMARAN AIR MOH SHOLICHIN

Indeks dalam Pustaka: Jerman (1848): Taraf kemurnian air versus pencemaran akibat organisme biologis 30 tahun kemudian, Sistem Eropa : 1. Jumlah pencemar yang ada 2. Komunitas organisme mikro dan makro 1965: Indeks Horton: Sekala Numerik Empat kategori umum indeks kualitas air: General Water Quality Indices Specific Use Indices Planning Indices Statistical Approach

General Water Quality Indices: Tidak memperhatikan jenis penggunaan air: Air minum Irigasi Wisata/ Rekreasi Perikanan Habitat alami HORTON QUALITY INDEX Kriteria untuk memilih variabel yg dimasukkan dalam indeks: 1. Banyaknya variabel harus dibatasi. 2. Variabel harus signifikan di suatu lokasi 3. Variabel harus mencerminkan ketersediaan data Contoh variabel untuk sungai dan pembobotnya: DO pembobot: 4 pH pembobot: 4 Coliform 2 Chloride 1 Indeks kualitas: Fungsi agregasi adetif: (Σ wi.Ii) QI = -------------M1M2 ………. M1,M2, konstante nilai 1 atau 0.5 ( Σ wi ) M1 : suhu; M2 : obvious pollution

National Sanitation Foundation’s Water Quality Index: NSF 1970: McClelland et al.: NSF sponsored Variabel Pembobot DO 0.17 Coliform faecal 0.15 Descriptor Numerical range Color pH 0.12 BOD 5 hari 0.10 Very bad 0-25 Red Nitrat 0.10 Bad 26-50 Orange Fosfat 0.10 Medium 51-70 Yellow Temperatur 0.10 Good 71-90 Green Turbidity 0.08 Excellent 91-100 Blue Total solid 0.08 -------- 1.00 Variabel --------------- Fungsi ------------- Subindeks (Ii) NSFWQIa = Σ wi Ii NSFWQIm = ∏ Ii wi

Prati’s Implicit Index of Pollution Variabel: pH 8. Nitrat, ppm DO, % 9. Khlorida, ppm BOD 5 hari, ppm 10. Besi, ppm COD, ppm 11. MAngan, ppm Permanganat, mg/l O2 12. Alkil benzene sulfonat, ppm Suspenden solid, ppm 13. Carbon Chloroform Extract Ammonia, ppm Subindeks: Ii = f(Xi) Indeks Prati: I = 1/13 Ii ………………. I = 0 s/d > 14 Kategori Pencemaran: 1. Excellent : 1 2. Acceptable : 2 3. Slightly polluted : 4 4. Polluted : 8 5. Heavily polluted : > 8

McDuffie’s River Pollution Index (1973) River Pollution Index: 8 variabel: Persen defisit oksigen: I = 100 – X ……….. X = DO Bahan organik lapuk biologi (BOD5): I = 10 X 3. Refractory Organic Matter: I = 5 (X-Y) …………… X = COD 4. Coliform Count (No/100 ml) : I = 10 ( log X / log 3 ) 5. Non volatile suspended solid: I = X 6. Average Nutrient Excess: I = 5 ( X/0.2 + Y/0.1 ) ……… X = total N Y = total P 7. Garam larut : I = 0.25 X ……….. X = specific conductivity 8. Temperature oC : I = 1/6 X2 - 65 RPI = 10/(n+1) Σ Ii 0 – 100

Dinius Social Accounting System Variabel dan fungsi-fungsinya: DO : I = X BOD5 : I = 107 X-0.642 Total Coliform : I = 100 X-0.30 Fecal Coliform : I = 100 (5X) -0.30 Specific Conductance : I = 535 X -0.565 Chloride : I = 125.8 X -0.207 Kesadahan (CaCO3) : I = 10 1.974 – 0.00132X Alkalinity (CaCO3) : I = 108 X -0.178 pH : I = 10 0.2335X + 0.44 (X < 6.7) Suhu, oC : I = -4 (Xa – Xs) + 112 Warna : I = 128 X -0.288 I = 1/21 Σ wi Ii

Specific-Use Water Quality Indices: O’CONNOR’S Indices: Fish and Wildlife : FAWL Public Water Supply: PWS IFAWL = δ Σ wi Ii δ = 0 bila pestisida atau bahan toksik lain me- IPWS = δ Σ wi Ii lampaui batas ambang δ = 1, bila lainnya Variabel Pembobot FAWL Pembobot PWS DO 0.206 0.056 Fecal coliform - 0.171 pH 0.142 0.079 Nitrat 0.074 0.070 Fosfat 0.064 - Suhu 0.169 - Turbidity 0.088 0.058 Dissolved solid 0.074 0.084 Phenol 0.099 0.104 Ammonia 0.084 - Fluoride - 0.079 Kesadahan 0.077 Khlorida 0.060 Alkalinity 0.058 Color 0.054 Sulfat 0.050 1.00 1.00

Dciniger and Landwehr’s PWS Index (1971). PWS : Public Water Supply Subindex function: Questionaire Agregasi Indeks: ADDITIVE: PWS11 = Σ wi Ii PWS13 = Σ wi Ii GEOMETRIK: PWS11 = ( ∏ wi Ii ) 1/11 PWS13 = ( ∏ wi Ii ) 1/13 Variabel Pembobot PWS11 Pembobot PWS13 DO 0.06 0.05 Fecal Coliform 0.14 0.12 pH 0.08 0.07 BOD5 0.09 0.08 Nitrat 0.10 0.09 Fosfat - - Suhu 0.07 0.06 Turbiditas 0.09 0.08 Dissolved Solid 0.10 0.08 Phenol 0.10 0.08 Warna 0.10 0.08 Kesadahan 0.08 0.07 Fluorida 0.07 Besi - 0.07

Walski and Parker’s Index. Empat katogri umum variabel: Variabel yg mempengaruhi kehidupan akuatik: DO, pH, dan temperatur Variabel yg mempengaruhi kesehatan: Coliform Variabel yg mempengaruhi rasa dan bau: Angka ambang bau Variabel yg mempengaruhi keragaan air: Kekeruhan, Warna

Walski and Parker’s Index. Klasifikasi nilai sub-indeks: I = 0.01 (Intolerable) 3. I = 0.9 (Good) I = 0.1 (Poor) 4. I = 1.0 (Perfect) water quality Variabel Fungsi sub-indeks Range DO I = e {0.3(X-8)} 0 < X ≤ 8 I = 0 8 < X pH I = 0 X < 2 I = 0.04 {25-(X-7)2} 2 ≤ X ≤ 12 I = 0 X > 12 3. Total Coliform I = e -0.0002X Temperatur: Aktual I = 0.0025 { 1-(X-20)2} 0 ≤ X ≤ 40 Deviasi I = 0 Δ X ≤ 10 I = 0.01 (100- ΔX2) -10 ≤ ΔX ≤ 10 I = 0 10 < ΔX 5. Fosfat, ppm I = e-2.5X 6. Nitrat, ppm I = e-0.16X 7. Suspended Solid I = e-0.02X 8. Turbidity I = e-0.001X 9. Color I = e-0.002X Grease: Tebal ( ) I = e -0.35X Konsentrasi, ppm I = e-0.016X 11. Bau (Angka ambang bau) I = e-0.1X 12. Secchi Disk Transparancy (m) I = log (X+1) X ≤ 9 I = 1 X > 9 Fungsi Agregasi: I = [∏ Ii wi]1/12

Stoner’s Index Dua tipe variabel: Untuk mengakomodasikan dua macam penggunaan air yang berbeda dengan mengubah persamaan sum-indeks dan pembobotnya. Misalnya untuk Water Public Supply dan irrigation Dua tipe variabel: Tipe I: Peubah-peubah yang dianggap toksik Tipe II: Peubah yang mempengaruhi kesehatan atau karakteristik estetika. Tipe I : Sub-index step function……… 0 bila nilainya ≤ baku mutu 100 bila nilainya > baku mutu Tipe II : sub-index function ………. Matematika Fungsi Agregasi: I = Σ Ti + Σ wj Ij Dimana: Ti = sub-indeks bagi variabel Tipe I yang ke-I wj = Pembobot bagi variabel Tipe II Ij = subindex bagi variabel Tipe II ke j.

Stoner’s Index Variabel PWS Irigasi Group A w = 0.134 w = 0.111 Ammonia SAR Nitrit Spec. Conduct. Coliform Coliform 2. Group B w = 0.089 w = 0.074 pH As,B Fluorida Cd 3. Group C w = 0.067 w=0.0555 Cl- Al,Be,Cr,Co,Mn SO4= Va 4. Group D w=0.053 w=0.028 Fenol Cu,F,Ni,Zn Metilene Blue 5. Group E w = 0.045 Cu,Fe,Zn, Warna

Nemerow & Sumitomo Pollution Index Tiga macam penggunaan air adalah: Human Contact Use ( j = 1) Indirect Contact (j = 2) Remote Contact Use (j = 3) Linear sub-index function: I = 0 ----------- bila: X = X0 (desired value) I = 1 ………… bila X = Xs (Baku mutu) Bila: X > X0, maka: I = α X + β , ……….. α = 1/ (Xs-X0); β = - X0/(Xs-X0) Bila unimodal subindex function, seperti pH: I = (X0-X) / (X0-Xa) ………….. 0 ≤ X < X0 dimana: X = variabel pencemar Xa = batas bawah rekomendasi I = (X-X0) / (Xs-X0) …………. X0 ≤ X Xs = batas atas rekomendasi X0 = batas yang diperlukan Fungsi agregasi: [max all I {Iij} ]2 + [1/n Σ Iij ]2 Ij = √ -------------------------------------------- j = macam penggunaan air ke j 2

Nemerow & Sumitomo Pollution Index . I = Σ wj Ij Variabel yang digunakan: DO 8. Dissolved solids Coliform 9. Suspended Solid pH 10. Color Total N 11. Hardness Alkalinity 12. Chloride Temperature 13. Sulfat Turbidity 14. Fe dan Mn

PLANNING INDEX Indeks yang dirancang secara khusus untuk kepentingan pengambilan keputusan pengelolaan air Custom designed: tidak melibatkan ambient water quality Variabelnya: berbeda dengan variabel pemantauan mutu air Melibatkan biaya fasilitas pengolahan limbah, apabila indeks dibuat untuk mengalokasikan dana penyembuhan pencemaran .

MITRE’ INDEX Prevalence Duration Index (PDI) Mirip dengan General WQI, hanya saja memasukkan peubah yang mencerminkan efek pencemaran air terhadap lingkungan hidup PDI = (P x D x I ) / M P = Prevalensi = panjang sungai yang melampaui baku mutu D = Duration = banyaknya periode perempat-tahun dimana terjadi pelanggaran baku mutu I = Intensitas = ukuran keparahan efek pelanggaran baku mutu M = Total panjang sungai

National Planning Priorities Index (NPPI): Indeks yang dirancang untuk menetapkan prioritas masing-masing wilayah perencanaan di dalam wilayah nasional . NPPI = Σ wi Ii Variabel Pembobot Populasi sekarang 0.10 Populasi down stream 0.11 Investasi tahun fiskal 1972 0.08 Investasi tahun fiskal 1973-1974 0.09 Investasi tahun fiskal 1975-1976 0.08 Controllability 0.16 Taraf Perencanaan 0.06 Taraf perencanaan delta 0.06 PDI Index 0.22 Biaya perencanaan per kapita 0.04 ----------------------------------------------------- Jumlah total 1.00

Priority Action Index (PAI). Untuk membantu policy-maker dalam mengalokasikan dana untuk fasilitas pengolahan limbah Variabelnya adalah: Populasi sekarang ( w = 0.17) Populasi down-stream (w = 0.17) Controllability (w = 0.26) PDI Index (w = 0.40)

Dee’s Environmental Evaluation System (EES) Environmental Impact: EI = Σ wi I i(dgn proyek) - Σ wi I i(tanpa proyek). Variabelnya ada 78 macam Subindeks: 0 (buruk) - 1 (baik)

Berdasarkan keputusan Mentri Lingkungan hidup No Berdasarkan keputusan Mentri Lingkungan hidup No. 115 tentang pedoman penentuan status mutu air bahwa penentuan status mutu air digunakan metode: INDEKS PENCEMARAN (IP) STORET

INDEKS PENCEMARAN (IP) Sumitomo dan Nemerow (1970), Universitas Texas, A.S., mengusulkan suatu indeks yang berkaitan dengan senyawa pencemar yang bermakna untuk suatu peruntukan. Indeks ini dinyatakan sebagai Indeks Pencemaran (Pollution Index) yang digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran relatif terhadap parameter kualitas air yang diizinkan (Nemerow, 1974).

Pengelolaan kualitas air atas dasar Indeks Pencemaran (IP) ini dapat memberi masukan pada pengambil keputusan agar dapat menilai kualitas badan air untuk suatu peruntukan serta melakukan tindakan untuk memperbaiki kualitas jika terjadi penurunan kualitas akibat kehadiran senyawa pencemar.

PIj = (C1/L1j, C2/L2j, ……Ci/Lij) Jika Lij menyatakan konsentrasi parameter kualitas air yang dicantumkan dalam Baku Peruntukan Air (j), dan Ci menyatakan konsentrasi parameter kualitas air (i) yang diperoleh dari hasil analisis cuplikan air pada suatu lokasi pengambilan cuplikan dari suatu alur sungai, maka PIj adalah Indeks Pencemaran bagi peruntukan (j) yang merupakan fungsi dari Ci/Lij.

Tiap nilai Ci/Lij menunjukkan pencemaran relatif yang diakibatkan oleh parameter kualitas air. Nisbah ini tidak mempunyai satuan. Nilai Ci/Lij = 1,0 adalah nilai yang kritik, karena nilai ini diharapkan untuk dipenuhi bagi suatu Baku Mutu Peruntukan Air. Jika Ci/Lij >1,0 untuk suatu parameter, maka konsentrasi parameter ini harus dikurangi atau disisihkan, kalau badan air digunakan untuk peruntukan (j).

Evaluasi terhadap nilai PI adalah : 0 ≤ PIj ≤ 1,0 : memenuhi baku mutu (kondisi baik) 1,0 < PIj ≤ 5,0 : cemar ringan 5,0 < PIj ≤ 10 : cemar sedang PIj > 10 : cemar berat

STORET Metoda STORET merupakan salah satu metoda untuk menentukan status mutu air yang umum digunakan. Dengan metoda STORET ini dapat diketahui parameter-parameter yang telah memenuhi atau melampaui baku mutu air. Secara prinsip metoda STORET adalah membandingkan antara data kualitas air dengan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukannya guna menentukan status mutu air.

Cara untuk menentukan status mutu air adalah dengan menggunakan sistem nilai dari “US-EPA (Environmental Protection Agency)” dengan mengklasifikasikan mutu air dalam empat kelas, yaitu : Kelas A : baik sekali, skor = 0 : memenuhi baku mutu Kelas B : baik, skor = -1 s/d -10 :cemar ringan Kelas C : sedang, skor = -11 s/d -30 :cemar sedang Kelas D : buruk, skor ≥ -31 : cemar berat

Prosedur Penggunaan Lakukan pengumpulan data kualitas air dan debit air secara periodik sehingga membentuk data dari waktu ke waktu (time series data). Bandingkan data hasil pengukuran dari masing-masing parameter air dengan nilai baku mutu yang sesuai dengan kelas air. Jika hasil pengukuran memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran < baku mutu) maka diberi skor 0. Jika hasil pengukuran tidak memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran > baku mutu), maka diberi skor :