Analisis Isotop dan Hidrogeokimia untuk Kajian Dampak Antropogenik terhadap Kualitas Mataair di Lereng Timur Merapi Kabupaten Boyolali

Sri Utami, Dr. Tjahyo Nugroho Adji, M.Sc.Tech.; Dr. Lintang Nur Fadlilah, S.Si., M.Sc.

2026 | Tesis | S2 Geografi

Seiring dengan pertumbuhan penduduk kebutuhan akan air bersih terus meningkat, namun di sisi lain ketersediaan sumber daya air menurun dan diperparah dengan masalah pencemaran air. Kemudahan dalam mengakses, membuat mataair menjadi salah satu sumber paling diandalkan dalam pemenuhan kebutuhan air bersih masyarakat, termasuk di Kabupaten Boyolali. Keberadaan mataair perlu dilindungi untuk memastikan keberlanjutannya hingga generasi mendatang. Upaya perlindungan mataair seringkali kurang tepat sasaran karena kurangnya pemahaman terhadap asal usul mataair, daerah imbuhan, karakteristik mataair serta sumber ancaman yang mengganggu mataair.

Kajian ini ingin mengetahui apakah akuifer mataair di Lereng Timur Merapi terpengaruh oleh aktivitas antropogenik setempat yang tercermin pada kualitas air. Pemahaman terhadap karakteristik dan kualitas mataair perlu didasari dengan kajian yang komprehensif pada dinamika sistem hidrogeologi. Tipologi dan asal air mataair yang berbeda diduga memiliki kerentanan yang berbeda terhadap pencemaran. Oleh karena itu, penelitian ini menggabungkan metode isotop, hidrogeokimia, statistik, serta analisis spasial dengan penggunaan lahan dalam memahami pencemaran mataair. Parameter isotop yang digunakan adalah ¹⁸O dan ²H untuk mengetahui asal air dan memperkirakan elevasi daerah imbuhan. Parameter hidrogeokimia yang diuji meliputi TDS, EC, pH, Ca²?, Na?, K?, Mg²?, Cl?, SO?²?, HCO??, SiO?. Adapun parameter pencemaran yang diukur adalah NO??, NO??, NH?-N, PO?³?, serta total koliform. Sampel air diambil sejumlah 13 titik yang tersebar mewakili morfologi lereng atas, lereng tengah, dan dataran kaki Lereng Timur Merapi. Sampel terdiri dari 9 sampel mataair, 3 sampel sumur gali, dan 1 sampel sumur artesis.

Hasil penelitian menunjukkan mataair dan sumur pada wilayah kajian berasal dari empat tipe air yang berbeda berdasarkan analisis isotop, meliputi: kelompok air meteorik, kelompok akuifer yang terpengaruh aliran permukaan akibat fenomena evaporasi, kelompok air yang berasal dari non-meteorik lokal, dan kelompok asal air dari akuifer regional. Nilai rasio isotop berkisar antara -53,67‰ hingga -40,35‰ untuk ?²H, serta -8,51 ‰ hingga -5,85 ‰ untuk ?¹⁸O. Nilai tersebut bervariasi menunjukkan elevasi asal air hujan jatuh ke permukaan. Analisis hidrogeokimia menunjukkan mayoritas sampel mataair dan sumur masuk ke dalam klasifikasi tipe air Ca–HCO? atau Mg–HCO? (alkalinitas sekunder). Dari 13 sampel yang dilakukan analisis kualitas air, 11 sampel menunjukkan telah melebihi standar baku mutu untuk parameter nitrat, serta 9 sampel melebihi standar baku mutu untuk parameter total koliform. Mataair dan sumur yang berasal dari kelompok air meteorik dengan akuifer dangkal relatif lebih mudah tercemar dibandingkan yang berasal dari akuifer regional dan sumur artesis.

Along with population growth, the demand for fresh water continues to escalate. Conversely, the availability of water resources is declining, a situation further exacerbated by water pollution issues. Due to its accessibility, springs have become one of the most reliable sources for meeting the community's clean water needs, including in Boyolali Regency. The existence of springs must be protected to ensure their sustainability for future generations. However, spring protection efforts are often poorly targeted due to a lack of understanding regarding spring origins, recharge areas, spring characteristics, and the specific threats that compromise them.

This study aims to determine whether spring aquifers on the Eastern Slope of Mount Merapi are influenced by local anthropogenic activities, as reflected in water quality. Different spring typologies and water origins are hypothesized to exhibit varying vulnerabilities to pollution. This research integrates isotopic, hydrogeochemical, statistical, and spatial analyses combined with land-use data to understand spring contamination. The isotopic parameters utilized are ²H and ¹⁸O to determine water origin and estimate the elevation of the recharge area. Hydrogeochemical parameters tested include TDS, EC, pH, Ca²?, Na?, K?, Mg²?, Cl?, SO?²?, HCO??, SiO?. Meanwhile, the measured pollution parameters consist of NO??, NO??, NH?-N, PO?³?, and total coliform. Water samples were collected from 13 distributed points representing the upper slope, middle slope, and footslope plains of the Eastern Slope of Mount Merapi. The samples comprised 9 spring samples, 3 dug well samples, and 1 artesian well sample.

The results indicate that the springs and wells in the study area originate from four distinct water types based on isotope analysis: meteoric water, aquifers influenced by surface runoff due to evaporation, locally derived non-meteoric water, and regional aquifers. The isotopic ratio values ranged from -53,67‰ to-40,35‰ for ?²H, and -8,51 ‰ to -5,85 ‰ for ?¹⁸O. These variations reflect the elevation at which precipitation falls to the surface. Hydrogeochemical analysis reveals that the majority of the spring and well samples fall under the Ca–HCO? or Mg–HCO? water type classifications (secondary alkalinity). Out of the 13 samples analyzed for water quality, 11 samples exceeded the regulatory standards for nitrate, and 9 samples exceeded the standards for total coliform. Springs and wells originating from the meteoric water group with shallow aquifers are relatively more vulnerable to contamination compared to those derived from regional aquifers and the artesian well.

Kata Kunci : Asal mataair, kualitas air, isotop, hidrogeokimia, dampak antropogenik