studi isotop oksigen-18 dan deuterium pada air laut di teluk banten

J. Tek. Ling
Edisi Khusus “Hari Bumi”
Hal. 123 - 131
Jakarta, April 2012
ISSN 1441-318X
STUDI ISOTOP OKSIGEN-18 DAN DEUTERIUM
PADA AIR LAUT DI TELUK BANTEN
E. Ristin Pujiindiyati1, Novi Susetyo Adi2 dan Agustin Rustam2
Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi – Badan Tenaga Atom Nasional
(BATAN), e-mail: [email protected]
2
Badan Riset Kelautan dan Perikanan, Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP),
e-mail: [email protected] ; [email protected]
1
Abstrak
Teluk Banten yang terletak di Provinsi Banten merupakan kawasan yang ramai oleh
aktifitas nelayan dan industri. Pertumbuhan industri dan pendudukannya semakain
bertambah pesat sehingga kebutuhan air bersih semakin bertambah. Eksploitasi yang
berlebihan pada air tanah akan berakibat masuknya air laut ke formasi daratan. Tujuan
penelitian ini adalah untuk mendapatkannilai δ 18O and δ 2H sebagai basis data intrusi
air laut. Metode yang digunakan adalah pengukuran absorbansi senyawa 2HHO, HH18O
dan HHO dengan alat LGR DT-100 Liquid Water Stable Isotope Analyzer. Kisaran
komposisi nilai δ 18O air laut Teluk Banten adalah -1.65 ‰ to 0.69 ‰ SMOW sedangkan
kisaran nilai δ 2H adalah dari -6.2‰ hingga -2.1‰ SMOW. Hubungan linier δ 18O dan
δ 2H untuk air laut tersebut adalah δ2H= -0.091 δ18O – 3.59 (n=42). Pergeseran nilai
slope ke arah lebih rendah dari slope air hujan (7.78) menunjukan proses evaporasi dan
diperkirakan kelembaban udara adalah 0%. Nilai δ 18O dan δ 2H dekat muara sungai
Kasemen menunjukan nilai yang lebih miskin daripada air laut. Hal ini disebabkan oleh
percampuran sumber mata air dari altitude lebih tinggi dengan air laut. Air laut yang
mencampuriair sungai tersebut diperkirakan antara 54% hingga 94%.
Kata kunci: Oxygen-18, deuterium, isotope, sea water
Abstract
Banten Bay located in Banten Province is a busy area by fisherman and industrial
activities. Industrial and people growth is more increasing such that the clean water
demand rise also. The aim of this investigation is to obtain the δ 18O and δ 2H value
as a data base in the case of sea water intrusion. Method used is a measurement of
2
HHO, HH18O and HHO absorbance using the LGR DT-100 Liquid Water Stable Isotope
Analyzer. The range of δ 18O values of Banten Bay is -1.65 ‰ to 0.69 ‰ SMOW whereas
δ 2H values are in the range of -6.2‰ to -2.1‰ SMOW. The relationship between δ 18O
and δ 2H for sea water is δ2H= -0.091 δ18O – 3.59 (n=42). The slope shift to lower value
than that of rain water (7.78) is due to evaporation process occurring in sea water. The
slope value of sea water also suggests that the humidity is 0%. The δ 18O and δ 2H values
of mouth of Kasemen River show more depleted values than those of sea water. It is due
to the mixing process between the water originated from spring water at higher altitudes
and sea water. The sea water mixing to fresh water is estimated around 54% to 94%.
Key words: Oxygen-18, deuterium, isotope, sea water
Studi Isotop Oksigen-18,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 123 - 131
123
1.PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Teluk Banten adalah sebuah teluk
di Provinsi Banten dekat ujung barat laut
Jawa, Indonesia. Teluk Banten merupakan
bagian dari laut Jawa dengan luas 150 km2
dengan beberapa pulau kecil di dalamnya.
Pulau terbesar yang berpenghuni adalah
pulau Panjang yang berada di sebelah barat
mulut teluk dan Pulau Tunda yang terletak di
sebelah timur ke arah ujung luar utara teluk
Banten. Beberapa sungai yang bermuara
di Teluk Banten diantaranya adalah Sungai
Soge,
Domas, Kasemen, Cikemayungan,
Banten , Pelabuhan, Wadas, Baros, Ciujung,
Anyar, Cilid, Kesuban, Baru, Serdang,
Suban, Kedungingus dan Candi. Sungai
terbesar adalah Ciujung dan Anyar1).
Kedalaman teluk berkisar antara 1-10
meter dari muara hingga mendekati ke
ujung teluk sedangkan kedalaman ujung
teluk hingga pulau Tunda dapat mencapai
40-60 meter. Sedimen teluk Banten terdiri
dari lumpur dan pasir sedangkan salinitas
air lautnya berkisar antara 28,23 – 35,34
psu2). Musim penghujan berlangsung antara
November hingga Maret dan musim kemarau
antara April hingga Oktober.
Teluk Banten merupakan kawasan
tangkapan ikan yang sangat penting dan
menjadi gantungan hidup bagi 15.615
nelayan di 7 kecamatan di Kabupaten
Serang dengan produksi 15.000 ton/tahun
(60% dari produksi ikan di Kababupaten
Serang). Selain ramai oleh aktivitas
nelayan, Teluk Banten juga digunakan
untuk lalu lalang kapal perdagangan
antarpulau dan kapal dengan muatan
bahan baku untuk mendukung industri
di sepanjang garis pantai Teluk Banten
yang jumlahnya lebih dari 17 industri kimia
dasar dan industri berat lainnya yang
berpotensi mencemari kawasan perairan
Teluk Banten dengan buangan limbah.
Keterbatasan lahan untuk kepentingan
124
industri telah mendorong reklamasi
pantai di garis pantai teluk Banten.
Kegiatan reklamasi ini tidak saja merusak
habitat hutan mangrove juga diperkirakan
merubah dinamika dan karakteristik arus
laut Teluk Banten3).
Seiring dengan perkembangan
budi daya ikan, kawasan Teluk Banten
mendapatkan tekanan serius dari lingkungan
sekitarnya akibat pertambahan penduduk
yang cukup pesat yg pada akhirnya
kawasan pantai dimanfaatkan sebagai
kawasan pemukiman kemasan industri
dan penambangan pasir secara besarbesaran yg menambah tekanan terhadap
perairan Teluk Banten. Suatu konsekuensi
yang terjadi pada suatu ekosistem pantai
(termasuk estuari dan teluk) adalah
terjadinya perubahan kualitas lingkungan
akibat penyuburan perairan4).
1.2. Peranan Isotop Oksigen-18 dan
Deuterium
Isotop oksigen-18 (18O) dan deuterium
( H) merupakan isotop alam yang telah
banyak digunakan dalam pemecahan
masalah sumber daya air tanah. Isotop ini
umumnya digunakan sebagai parameter
tambahan apabila parameter kimia belum
mampu menjawab masalah air tanah. Hal
ini disebabkan adanya proses yang lebih
rinci dalam senyawa kimia yaitu fraksinasi
isotop antara isotop lebih ringan (16O dan
1
H) dan isotop lebih berat (18O dan 2H).
Efek fraksinasi isotop ini memberikan
komposisi perbandingan isotop berat
terhadap isotop ringan yang khas pada
senyawa air (H 2 O). Kelimpahan relatif
kedua isotop ini terhadap suatu standar
dinyatakan dengan nilai δ 18 O untuk
oksigen dan δ 2H untuk hidrogen dalam
satuan permill (‰). Standar internasional
yang digunakan adalah air laut rata-rata
atau SMOW (Standard Mean Ocean
Water)5,6).
Di dalam siklus hidrologi faktor suhu
setempat mengendalikan intensitas efek
2
Pujiindiyati. E.R. dkk., 2012
fraksinasi isotop-isotop dalam senyawa
air di dalam proses vapuasi dan air banjir
(presipitasi) dan memberikan fungsi input
atau basis data untuk merunut sumber/asal
air tanah. Selain itu, dalam studi hidrogeologi
kedua isotop ini penting dalam menjawab
pertanyaan waktu tinggal air tanah, respon
terhadap kejadian –kejadian meteorologi
dan percampuran air tanah dengan aquifer
penyedia air tanah lainnya.
Studi isotop 18O pada air laut telah
dilakukan secara global meliputi 24000
contoh air laut seluruh dunia yang
dikumpulkan sejak tahun 1950. Data ini
kemudian dikumpulkan sebagai basis data
isotop 18O air laut oleh Schimdt et.al. pada
tahun 19997). Secara garis besar, hanya
terdapat 2 titik data wilayah laut Indonesia
berbatasan dengan Austrilia yang dilakukan
pengambilan contoh air laut. Jumlah ini
masih terlalu sedikit apabila dibandingkan
dengan lokasi pengambilan contoh air laut di
wilayah lain di dunia. Wilayah laut Indonesia
masih belum terdapat basis data δ 18O dari
contoh air laut.
Penelitian ini perlu dilakukan karena
Indonesia sebagai Negara maritime belum
memiliki data δ 18O dan δ 2H dari contoh air
laut yang representatif sebagaimana wilayah
lain di dunia. Data ini diperlukan sebagai
basis data dalam studi seberapa jauh intrusi
air laut ke formasi daratan yang terjadi di
suatu daerah. Alasan pengambilan sampel
di laut Jawa karena kota-kota terpadat
penduduknya di wilayah Indonesia adalah
pulau Jawa. Masalah pencemaran air tanah
oleh air laut menjadi masalah utama di kotakota besar seperti Jakarta, Semarang dan
Surabaya dalam usaha pemenuhan sumber
air tanah bersih bagi penduduknya yang
semakin padat8).
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah mengetahui
nilai δ 18O dan 2H air laut di sekitar teluk
Banten sebagai salah satu basis data air laut
di wilayah Indonesia.
2.METODOLOGI
2.1. Pengambilan Sampel
Dalam penelitian ini dilakukan
pengambilan sampel air laut Jawa di
sekitar Teluk Banten. Jadwal pengambilan
sampel dilakukan pada bulan Agustus 2009,
September 2009, November 2009, April
2010 dan Juli 2010. Lokasi pengambilan
sampel dimulai dari mulut sungai hingga
pertengahan Laut Jawa dengan jumlah
sampel sebanyak 8 titik tiap bulannya.
Untuk analisis isotop 18O dan 2H dalam
sampel air, botol gelas 20 ml harus terisi
penuh dan tertutup rapat sehingga tidak
ada gelembung udara didalamnya. Analisis
dilakukan di laboratorium Hidrologi – Bidang
Kebumian dan Lingkungan, Pusat Aplikasi
Teknologi Isotop dan Radiasi – Badan
Tenaga Atom Nasional (BATAN).
2.2. Alat dan Bahan
Bahan yang diperlukan adalah LGR
working standard #3 (δ 18O= -11.54 ± 0.1 0/00
vs SMOW ; δ 2H = -79.0 ± 1.0 0/00 vs SMOW),
LGR working standard #4 (δ 18O= -7.14 ±
0.1 0/00 vs SMOW ; δ 2H = -43.6 ± 1.0 0/00 vs
SMOW), LGR working standard #5 (δ 18O=
-2.96 ± 0.10/00 vs SMOW; δ 2H = -9.8 ± 1.0
0
/00 vs SMOW), drierite (CaSO4 anhydrous)
dan air distilat.
Alat utama yang digunakan adalah Los
Gatos Research (LGR) DT-100 Liquid Water
Stable Isotope Analyzer, CTC LC-PAL liquid
auto sampler, Hamilton micro liter syringe,
Polytetraflouroethylene (PTFE) septum,
PTFE transfer line; botol gelas 1,5 ml dengan
penutup dan septa dari PTFE, auto sampler
tray dan kolom gelas. Selain itu diperlukan
alat penunjang lain seperti: pipet otomatik
1 ml, 1 ml disposable pipette tips, kertas
saring Anotop 10 dengan ukuran pori 0.2
µm; pompa vakum, injektor 5 ml dan 1,25
µl, botol gelas 20 ml dengan penutup berulir,
alat pengambil air dan Magellan SporTrak
Global Positioning System (GPS).
Studi Isotop Oksigen-18,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 123 - 131
125
2.3. Tata Kerja
δ=
Di laboratorium, untuk mengukur rasio
isotop stabil oksigen dan hidrogen digunakan
alat LGR DT-100 Liquid Water Stable Isotope
Analyzer yang dihubungkan dengan CTC
LC-PAL liquid auto sampler dengan PTEE
transfer line. Sebanyak 1 ml sampel air laut
yang telah disaring dan tiga standar kerja
dimasukkan ke botol gelas 1.5 ml dan
ditutup dengan septum. Senyawa standar
dan sampel air laut diatur dengan urutan
tertentu pada auto sampler tray sehingga
tiap tiga standar diikuti oleh lima sampel air
laut. Sementara itu kedua alat dihidupkan
selama tiga jam untuk kestabilan alat dan
juga untuk memanaskan injection port auto
sampler pada suhu 800C.
Sebanyak 0.75 µl sampel air diinjeksikan
ke injection port auto sampler pada CTC LCPAL melalui PTEE transfer line sepanjang
1 m. Sampel air dievaporasikan kemudian
dipindahkan melalui transfer line ke dalam
pre-evacuated mirrored chamber untuk
analisis. Sinar laser ditembakkan melalui
sampel uap dan fraksi mol dari gas ditentukan
dari absorbansi yang terukur. Seperti pada
spektroskopi konvensional, pengukuran
absorbansi dilakukan dengan menggunakan
hukum Beer. Untuk mendapatkan presisi
yang tinggi dalam pengukuran rasio isotop,
instrument LGR menggunakan pendekatan
Off-Axis Integrated Cavity Spectroscopy
(off axis ICOS) yang dapat menghasilkan
panjang gelombang optik sekitar 2500 m
pada sel 25 cm. Konsentrasi molekuler dari
2
HHO, HH18O and HHO dihitung dengan
dengan pengukuran banyaknya absorbansi
pada panjang gelombang 1390 nm. Tiap-tiap
sampel diukur sebanyak enam kali untuk
memperoleh nilai reprodusibilitas yang
baik8,9).
Konsentrasi molekuler diubah ke dalam
rasio isotop 2H/1H dan 18O/16O, kemudian nilai
delta (δ) dihitung menurut Vienna Standard
Mean Ocean Water (VSMOW) sebagai
berikut8):
126
18
Rterukur − RVSMOW
RVSMOW
R adalah rasio isotop
O/16O.
3.
2
H/ 1H atau
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam penelitian ini sampel air laut yang
diambil berjumlah 48 dari 8 lokasi termasuk
1 lokasi di Sungai Kasemen dengan kode
C0 yang berjarak kurang lebih 100 m dari
muara dan jarak antarlokasi kira-kira 2-5
km. Pengambilan sampel dilakukan pada
permukaan laut (± 5 m) dan pada cuaca
cerah (tidak hujan). Lokasi pengambilan
sampel seperti tertera pada Gambar 1.
Gambar 1. Lokasi pengambilan sampel air laut
di Teluk Banten
Nilai δ 18O dan δ 2H pada air laut sangat
sensitif terhadap proses evaporasi dan air
hujan (presipitasi). Komposisi Isotop air
permukaan pada air laut ditentukan olah
banyaknya air hujan dan jumlah air yang
terevaporasi dari air laut. Pada daerah
dimana jumlah air hujan atau kucuran air
Pujiindiyati. E.R. dkk., 2012
2
1
δ 18 O (‰ SMOW)
0
-1
-2
Agust 09
-3
Sept 09
-4
Nov 09
-5
April 10
-6
Juli 10
-7
C0
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
lokasi sampling
Gambar 2. Distribusi nilai 18O pada sampel
air laut teluk Banten
Sebaran nilai δ 18O sampel air laut
teluk Banten seperti terlihat pada Gambar 2.
Kisaran nilai δ 18O kecuali C0 adalah -1,65
‰ hingga 0,69 ‰ dengan rata-rata sebesar
-0,66 ‰. Data global yang dikumpulkan
oleh Schmit pada lokasi Samudera Hindia
di perbatasan antara Indonesia dengan
Australia adalah 0 ‰ hingga 0,5 ‰ 7) .
Data O-18 dari laut Kuning di perbatasan
Cina dan Korea menunjukkan nilai -1,4‰
hingga 0,1‰ pada musim panas dan
-0,6‰ hingga 0,2‰ pada musim dingin11).
Karakteristik nilai δ 18O pada air Laut
Teluk Banten lebih mirip dengan air laut
Kuning (Yellow Sea) daripada lautan luas
Samudra Hindia di perbatasan IndonesiaAustralia, yaitu mempunyai nilai yang lebih
depleted yang kemungkinanan disebabkan
terjadinya percampuran runoff beberapa air
sungai dan jika ditinjau luasan lautan maka
kemungkinan lebih kecil tingkat kecepatan
penguapannya. Nilai δ 18O untuk lokasi di
mulut Sungai Kasemen (C0) menunjukkan
nilai yang lebih rendah (depleted) dengan
kisaran -4,01 ‰ hingga -2,9 ‰. Nilai yang
lebih rendah ini dipengaruhi massa air tawar
dari sungai yang bermata air dari altitude
yang lebih tinggi. Seperti diketahui air hujan
sebagai sumber mata air sungai yang
jatuh pada altitude yang lebih tinggi akan
mempunyai nilai δ 18O dan δ 2H yang lebih
rendah (semakin depleted)6).
Data nilai δ 2H pada sampel air laut
Teluk Banten seperti tertera pada Gambar
3 dengan kisaran nilai dari -6,2‰ hingga
-2,1‰ (kecuali)
C0) dan rata-rata -3,53 ‰. Kisaran nilai
δ 2H pada laut di Hindia Selatan adalah
-4,3‰ hingga 7,0‰12). Pengaruh air hujan,
run off air sungai dan intensitas penguapan
yang lebih rendah turut memberikan nilai δ
2
H yang lebih rendah pada air Laut Teluk
Banten dibandingkan pada Laut Hindia
Selatan yang lebih luas. Nilai δ 2H pada
lokasi C0 mempunyai kisaran -20,2 ‰
hingga -6,7‰. Seperti halnya pada δ 18O
pada lokasi C0, nilai δ 2H yang lebih rendah
ini dipengaruhi oleh massa air sungai yang
bercampur dengan air laut. Data δ 2H pada
bulan Juli 2010 menunjukkan nilai yang lebih
rendah. Hal ini kemungkinan disebabkan
adanya proses pengenceran oleh air hujan
yang turun menjelang hari pengambilan
sampel
0
-5
δ 2Η (‰ SMOW)
sungai lebih banyak daripada evaporasi
maka permukaan air laut akan terencerkan.
Sebaliknya, jika kecepatan evaporasi lebih
tinggi dibandingkan dengan jumlah air hujan
maka akan terjadi proses pengkayaan isotop
berat5).
-10
Agust 09
-15
Sept 09
Nov 09
April 10
-20
Juli 10
-25
C0
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
lokasi sampling
Gambar 3. Distribusi δ 2H pada sampel air laut
teluk Banten
Studi Isotop Oksigen-18,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 123 - 131
127
Dalam siklus hidrologi, air laut
mengalami proses evaporasi dimana
komposisi isotop yang lebih ringan (16O dan
1
H) lebih banyak terdapat pada fase uap
sehingga menjadi lebih miskin (depleted)
daripada fasa cair (air laut). Sebaliknya
pada proses kondensasi maka isotop yang
lebih berat (18O dan 2H) akan lebih banyak
daripada fasa uapnya. Fraksinasi isotop ini
dipengaruhi oleh faktor utama yakni suhu
yang memungkinkan terjadinya proses
evaporasi dan kondensasi. Demikian
seterusnya fraksinasi molekul H­2O terjadi
sehingga presipitasi (air hujan) yang terjadi
pada elevasi yang semakin tinggi (pada
suhu yang lebih rendah) akan mempunyai
komposisi isotop semakin miskin (depleted)
dibandingkan dengan presipitasi pada daerah
dengan elevasi lebih rendah5,6) . Fenomena
ini yang menjelaskan percampuran dengan
air hujan yang baru turun menyebabkan
permukaan air laut lebih miskin (depleted)
pada nilai δ 18 O dan 2H. Fenomena ini pula
yang menjelaskan nilai δ 18O dan δ 2H lebih
miskin (depleted) pada lokasi air sungai (C0)
daripada air laut.
10
δ 2Η (‰ SMOW)
5
0
Garis evaporasi
-5
-10
Agust 09
Sept 09
-15
Nov 09
April 10
-20
Juli 10
-25
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
δ 18O (‰ SMOW)
Gambar 4. Distribusi δ18O dan δ2H air laut di teluk
Banten terhadap garis air hujan lokal
Hubungan antara δ 18O dan δ 2H untuk
air hujan lokal dan air laut seperti tertera pada
Gambar 4. Air hujan lokal diambil dengan alat
128
pengukur curah hujan yang dipasang pada
7 ketinggian yakni dari 1480 m pada Puncak
Pass (Cianjur) hingga 10 m di Tongkol
(Jakarta). Hubungan linier δ 18O dan δ 2H
untuk air hujan yang diperoleh adalah : δ
2
H= 7,78 δ 18O + 12,9313) sedangkan garis
air meteorik secara global adalah δ 2H= 8
δ 18O + 105,6) . Garis ini merupakan fungsi
input air hujan yang meresap ke dalam
tanah dan dapat dijadikan patokan terjadinya
proses-proses lain apabila menyimpang dari
garis ini seperti proses evaporasi dan dilusi.
Pada Gambar 4 juga memperlihatkan garis
evaporasi yang diambil dari semua data air
laut Teluk Banten selain lokasi C0. Hubungan
linier nilai δ 18O dan nilai δ 2H untuk air laut
tersebut adalah
δ 2 H= -0,091 δ 18 O – 3,59 (n=42).
Terlihat bahwa nilai slope dan intercept
air laut sangat berbeda dengan nilai pada
air hujan yakni mengarah ke nilai negatif.
Pergeseran nilai slope ke arah lebih rendah
dari slope air hujan (7,78) menunjukkan
bahwa proses evaporasi berlangsung pada
air laut. Semakin jauh pergeseran nilai slope
maka proses evaporasi berlangsung dalam
intensitas yang semakin tinggi5) .
Hubungan δ 18O dan δ 2H pada air
laut permukaan memberikan informasi
juga tentang kelembaban pada saat
proses evaporasi. Slope mendekati 8
adalah perkiraan nilai yang dihasilkan oleh
fraksinasi kesetimbangan Reyleigh dari
permukaan air yang mengalami evaporasi
pada kelembaban 100%. Nilai slope kurang
dari 8 disebabkan oleh proses evaporasi
yang dikontrol oleh kelembaban ruang
(dan juga disebabkan oleh difusi lapisan
batas uap air dan pertukaran dengan uap
air atmosfer) pada permukaan laut. Proses
evaporasi non kesetimbangan dicirikan
dengan slope kurang dari 8. Hubungan
linier antara δ 18O dan δ 2H untuk air laut
Teluk Banten mempunyai slope sebesar
-0,091 (dengan pengecualian lokasi C0)
yang sangat berbeda jauh dengan slope air
hujan lokal yakni 7,78. Hal ini berarti semua
titik lokasi air laut Teluk Banten kecuali
Pujiindiyati. E.R. dkk., 2012
lokasi C0 mengalami proses evaporasi di
bawah kondisi non kesetimbangan dengan
kelembaban ruang yang benar – benar lebih
kecil daripada 0%. Nilai kelembaban ini
diambil dari hasil kesetimbangan Reyleigh
pada grafik hubungan kandungan isotop
δ 18O terhadap δ 2H seperti terlihat pada
Gambar 55). Kondisi non kesetimbangan
sebagai contohnya adalah efek kinetik
yang disebabkan oleh proses difusi selama
pembentukan uap air.
Lokasi C0 pada Gambar 4 terlihat
masih mengikuti garis air hujan lokal akan
tetapi nilai δ18O dan δ2H telah mengalami
proses pengkayaan (enrichment) atau telah
mengalami percampuran antara air segar
dengan air laut. Apabila diasumsikan tidak
mengalami proses pencampuran maka air
sungai akan dicirikan dengan nilai yang lebih
miskin yang berasal dari sumber mata air
utama pada elevasi tinggi, misalnya daerah
Puncak dengan nilai δ18O sebesar -7,98‰
dan nilai δ2H sebesar -49,4‰ 13).
isotopnya dinyatakan dengan:
δ18O = δa 18O x + δb 18O (1-x)
Dimana a dan b adalah jenis dua larutan,
x dan (1-x) adalah fraksi mol dari H2O larutan
a dan b sedangkan δ18O adalah nilai isotop
yang terukur 14) . Dengan memasukkan data
δa 18O sebesar -0,66‰ untuk rata-rata air laut
Teluk Banten dan δb 18O sebesar -7,98‰
untuk air hujan Puncak pada persamaan di
atas maka diperoleh fraksi mol air laut. Hasil
perhitungan persentase percampuran air laut
ke air sungai seperti tertera pada Tabel 1.
Tabel 1. Persentase percampuran air laut Teluk
Banten pada air sungai di lokasi C0
No.
Waktu
sampling
Nilai δ18O
(SMOW)
Persentase
air laut (%)
1.
Agustus 2009
-3,18
65,57
2.
September
2009
-1,07
94,40
3.
November
2009
-4,01
54,24
4.
April 2010
-3,98
54,64
5.
Juli 2010
-2,9
69,40
Percampuran air laut Teluk Banten ke
sungai paling banyak terjadi pada bulan
September 2009. Dengan memanfaatkan
program Aquachem maka dapat diperoleh
step persentase percampuran dari titik awal
air hujan hingga 100 % titik akhir air laut Teluk
Banten15). Hasil persentase percampuran air
laut seperti terlihat pada Gambar 6. Dari titik
– titik data persentase percampuran maka
diperoleh persamaan linier percampuran
yakni δ 2H= 6,22 δ 18O – 0,14.
Gambar 5. Pengkayaan isotop dalam proses
evaporasi air dan efek kelembaban
(garis tebal adalah garis air
meteorik global, s adalah slope dan
h adalah kelembaban)
Persamaan umum untuk percampuran
antara 2 sumber air yang berbeda kandungan
Studi Isotop Oksigen-18,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 123 - 131
129
10
2.
Green, E.P and Short, F.T, 2003, World
Atlas of Seagrass, New York
3.
___________,2008, Peduli Teluk
Banten, Kabar Bhumi, Jakarta
δ 2Η (‰ SMOW)
0
-10
-20
C0 Agust 09
C0 Sept 09
-30
4. Wang, Z.H.A and Cai, W.J, 2004,
Carbon dioxide degassing and
inorganic carbon export from a
marsh-dominated estuary (the Duplin
River), Limnology and Oceanography,
Vol. 49
C0 Nov 09
-40
50% air laut
C0 April 10
-50
C0 Juli 10
T. Banten
-60
Puncak
-70
-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0
δ 18O (‰
1
2
SMOW)
Gambar 6. Distribusi δ 18O dan δ 2H pada lokasi
C0 di teluk Banten
4.KESIMPULAN
Kisaran komposisi nilai δ 18O air laut
Teluk Banten adalah -1,65 ‰ hingga 0,69
‰ SMOW sedangkan kisaran nilai δ 2H
adalah dari -6,2‰ hingga -2,1‰ SMOW.
Hubungan linier δ 18O dan δ 2H untuk air
laut tersebut adalah δ2H= -0,091 18O – 3,59
(n=42). Pergeseran nilai slope ke arah
lebih rendah dari slope air hujan (7,78)
menunjukkan proses evaporasi berlangsung
pada air laut. Dari besarnya nilai slope
tersebut, diperkirakan kelembaban udara di
lokasi pengambilan contoh di Teluk Banten
adalah 0%.
Nilai δ 18O dan δ 2H dekat muara Sungai
Kasemen menunjukkan nilai yang lebih miskin
(depleted) dari pada air laut. Hal ini disebabkan
oleh percampuran sumber mata air dari altitude
lebih tinggi yang mempunyai nilai δ 18O dan δ
2
H lebih miskin dengan air laut. Air laut yang
mencampuri air sungai tersebut diperkirakan
antara 54% hingga 94%.
DAFTAR PUSTAKA
1.
130
___________, 1999, Peta Lingkungan
Pantai Indonesia, Lembar LPI 1110-09
Teluk Banten, Jakarta.
5. C l a r k I . D a n d F r i t z , P, 1 9 9 7 ,
Environmental Isotopes in Hidrogeology,
Lewis publishers, Boca Raton – New
York
6.
Willem, G.M, 2000, Environmental
Isotopes in Hidrogeology Cycle:
Introduction, Theory, and Methods
Review (W.G Mook, Ed), IAEA –
Unesco, Paris
7.
Schmidt, G.A,. Bigg, G.R and Rohling,
E.J, 1999, Global seawater oxygen-18
database, http://data.giss.nasa.gov/o18data/
8. R o b e r t , J . K , 1 9 9 6 , P e n g a n t a r
Hidrogeologi, Penerbit Andi, Yogyakarta
9.
__________, 2009, Laser spectroscopy
analysis of liquid water samples for
stable hydrogen and oxygen isotopes
- Training course series No.35, IAEA,
Vienna
10. _________, 2008, Liquid-water isotope
analyzer: Automated injection, Los
Gatos Research, New York
11. Dong-Jin Kang, Chong Soo Chung,
Suk Hyun Kim, Gi Hoon Hong and
Kyung-Ryul Kim, 1994, Oxygen
isotope characteristics of sea waters
in Yellow Sea, La mer Societe francojaponaise d’oceanographie, Vol. 32,
p.270-284
Pujiindiyati. E.R. dkk., 2012
12. Rohit Srivastava, R, Ramesh, R.A, Jani,
N, Anilkumar and Sudhakar, M, 2010,
Stable oxygen and hydrogen isotope
ratios and salinity variations of surface
Southern Indian Ocean waters, Current
Science, Vol.99, No.10
13. Wandowo, 2000, Laporan Akhir Riset
Unggulan Terpadu V Bidang Teknologi
Perlindungan Lingkungan 1997-2000,
Kantor Menteri Riset dan Teknologi –
Dewan Riset Nasional, Jakarta
14. Krouse,H,1985, Relationship between
the sulphur and oxygen isotope
composition in dissolved sulphate
dalam Studies on sulphur isotope
variations in nature, IAEA , Vienna,
15. Calmbach, L, 1999, Aquachem User’s
Manual, Waterloo Hydrogeologic Inc,
Ontario.
Studi Isotop Oksigen-18,... Edisi Khusus “Hari Bumi”: 123 - 131
131