PENGENALAN BEBERAPA METODE PENENTUAN STATUS MUTU AIR SUNGAI Ir. Moh Sholichin ., MT., Ph.D Senior Lecture in Water Resources Department

Mutu air adalah kondisi kualitas air yang diukur dan atau diuji berdasarkan parameter-parameter tertentu dan metode tertentu berdasarkan peraturan perundang- undangan yang berlaku. (PP n 82 tahun 2001) Status mutu air adalah tingkat kondisi mutu air yang menunjukkan kondisi cemar atau kondisi baik pada suatu sumber air-sungai dalam waktu tertentu dengan membandingkan dengan baku mutu air yang ditetapkan. (Kep MenLH no 115 thn 2003_ttg status mutu air)

Status mutu air sungai antara lain: Berdasarkan KEPUTUSAN MENTERI NEGARA LINGKUNGAN HIDUP NOMOR : 115 TAHUN 2003, Penentuan status mutu air dapat menggunakan 1. Metoda STORET dan atau 2. Metoda Indeks Pencemaran (IP) Status mutu air sungai antara lain: Memenuhi baku mutu Cemar Ringan Cemar Sedang Cemar Berat

I. Metoda 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 : (1) Kelas A : baik sekali, skor = 0 : Memenuhi baku mutu (2) Kelas B : baik, skor = -1 s/d -10 :Cemar ringan (3) Kelas C : sedang, skor = -11 s/d -30 :cemar sedang (4) Kelas D : buruk, skor ≥ -31 : cemar berat

2. METODA INDEKS PENCEMARAN Indeks ini dinyatakan sebagai Indeks Pencemaran (Pollution Index) yang digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran relatif terhadap parameter kualitas air yang diizinkan (Nemerow, 1974). Indeks Pencemaran (IP) ditentukan untuk suatu peruntukan, kemudian dapat dikembangkan untuk beberapa peruntukan bagi seluruh bagian badan air atau sebagian dari suatu sungai

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

Dasar metode yg lain: Pasal 3 , MenLH no.115 TAHUN 2003 (1) Apabila timbul kebutuhan untuk menggunakan metoda lain yang juga berdasarkan kaidah ilmu pengetahuan dan teknologi untuk menyesuaikan dengan situasi dan kondisi serta kapasitas daerah, maka dapat digunakan metoda di luar metoda sebagaimana dimaksud dalam Pasal 2.

RESUME BEBERAPA METODE INDEKS PENCEMARAN AIR YANG LAIN : 1965: Indeks Horton: Sekala Numerik Empat kategori umum indeks kualitas air: General Water Quality Indices Specific Use Indices Planning Indices Statistical Approach

INDEKS PENCEMARAN AIR 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

INDEKS PENCEMARAN AIR 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

INDEKS PENCEMARAN AIR 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 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

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 katogori 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 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 . IP = 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

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)