Pencemaran air tanah atau disebut juga kontaminasi air tanah terjadi saat polutan dilepaskan ke tanah dan masuk ke dalam air tanah. Jenis pencemaran air ini juga dapat terjadi secara alami karena adanya komponen minor dan tidak diinginkan, kontaminan, atau pengotor dalam air tanah, yang dalam hal ini lebih mungkin disebut sebagai kontaminasi daripada polusi. Pencemaran air tanah dapat bersumber dari sistem sanitasi setempat (on-site sanitation), limbah di tempat pembuangan akhir, efluen dari instalasi pengolahan air limbah, saluran pembuangan yang bocor, SPBU, rekahan hidrolik (fracking), atau dari penggunaan pupuk yang berlebihan dalam bidang pertanian. Pencemaran atau kontaminasi juga dapat terjadi dari kontaminan alami, seperti arsenik atau fluorida.^[1] Penggunaan air tanah yang tercemar dapat berdampak buruk bagi kesehatan masyarakat, seperti keracunan atau penularan penyakit (penyakit bawaan air).^{[butuh rujukan]}

Polutan sering kali menghasilkan gumpalan kontaminan di dalam akuifer. Pergerakan dan penyebaran air di dalam akuifer lalu menyebarkan polutan ke area yang lebih luas. Penyebaran kontaminan dalam konteks pencemaran air tanah disebut dengan istilah plume^[2]. Batas plume yang semakin maju atau disebut sebagai tepian plume (plume edge) dapat bertemu dengan sumur air tanah dan air permukaan, seperti rembesan dan mata air, sehingga pasokan air menjadi tidak aman bagi manusia dan satwa liar. Pergerakan plume, yang disebut dengan plume front, dapat dianalisis melalui model transpor hidrologi atau model air tanah. Analisis pencemaran air tanah dapat berfokus pada karakteristik tanah dan geologi lokasi, hidrogeologi, hidrologi, dan sifat kontaminan. Berbagai mekanisme bisa memengaruhi pergerakan polutan, misalnya melalui difusi, adsorpsi, presipitasi, dan pembusukan, di dalam air tanah.^{[butuh rujukan]}

Interaksi pencemaran air tanah dengan air permukaan dianalisis menggunakan model transpor hidrologi. Interaksi antara air tanah dan air permukaan bersifat kompleks. Misalnya, banyak sungai dan danau yang dialiri oleh air tanah. Ini berarti bahwa kerusakan pada akuifer air tanah, misalnya akibat rekahan hidrolik atau pengambilan air yang berlebihan, dapat memengaruhi sungai dan danau yang bergantung padanya. Intrusi air asin ke akuifer pesisir merupakan contoh dari interaksi tersebut.^[3][4] Sejumlah metode pencegahan yang dapat dilakukan meliputi: penerapan prinsip kehati-hatian, pemantauan kualitas air tanah, zonasi lahan untuk perlindungan air tanah, penempatan sistem sanitasi di lokasi yang tepat, dan penerapan peraturan perundang-undangan. Ketika pencemaran terlanjur terjadi, pendekatan pengelolaan yang bisa diterapkan meliputi pengolahan air di titik penggunaan, remediasi air tanah, atau sebagai upaya terakhir, penghentian penggunaan air.^{[butuh rujukan]}

Kontaminan yang ditemukan dalam air tanah mencakup berbagai parameter fisika, kimia anorganik, kimia organik, bakteriologis, dan radioaktif. Pada prinsipnya, banyak polutan yang berperan dalam pencemaran air permukaan juga dapat ditemukan dalam air tanah yang tercemar, meskipun tingkat signifikasinya masing-masing mungkin berbeda.^{[butuh rujukan]}

Arsenik dan fluorida telah diakui oleh Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) sebagai kontaminan anorganik paling serius yang mencemari air minum di seluruh dunia.^[5][6]

Arsenik anorganik adalah jenis arsenik yang paling umum yang terdapat dalam tanah dan air.^[7] Arsenik metaloid dapat terkandung secara alami dalam air tanah, seperti yang paling sering ditemukan di Asia, termasuk di Tiongkok, India, dan Bangladesh.^[8] Di Dataran Gangga di India utara dan Bangladesh, kontaminasi parah air tanah oleh arsenik alami memengaruhi 25% sumur air di akuifer regional yang lebih dangkal dari dua akuifer regional. Air tanah di wilayah ini juga terkontaminasi oleh penggunaan pestisida berbasis arsenik.^[9]

Arsenik dalam air tanah juga dapat terdapat di lokasi operasi pertambangan atau tempat pembuangan limbah tambang yang akan melarutkan arsenik.^{[butuh rujukan]}

Fluorida alami dalam air tanah kini semakin mengkhawatirkan seiring dengan meningkatnya penggunaan air tanah yang lebih dalam, "dengan lebih dari 200 juta orang berisiko mengonsumsi air minum dengan konsentrasi tinggi."^[10] Fluorida khususnya dapat dilepaskan dari batuan vulkanik asam dan abu vulkanik yang tersebar ketika kesadahan air rendah. Kadar fluorida yang tinggi dalam air tanah merupakan masalah serius di Pampas Argentina, Chili, Meksiko, India, Pakistan, Retakan Afrika Timur, dan beberapa pulau vulkanik (Tenerife).^[11]

Di daerah-daerah yang secara alami memiliki kadar fluorida tinggi dalam air tanah yang digunakan untuk air minum, fluorosis gigi dan tulang dapat sering ditemui dan parah.^[12]

Kurangnya langkah-langkah sanitasi memadai dan penempatan sumur yang tidak tepat dapat menyebabkan air minum terkontaminasi patogen yang terbawa melalui tinja dan urine. Penyakit menular fekal-oral tersebut meliputi tifus, kolera, dan diare.^[13][14] Dari empat jenis patogen yang terdapat dalam feses (bakteri, virus, protozoa, dan cacing atau telur cacing), tiga jenis pertama umumnya ditemukan di air tanah yang tercemar, sedangkan telur cacing yang relatif besar biasanya tersaring oleh matriks tanah.^{[butuh rujukan]}

Akuifer dalam dan tertekan biasanya dianggap sebagai sumber air minum paling aman dari patogen. Patogen dari air limbah yang diolah atau tidak diolah dapat mencemari akuifer tertentu, terutama yang dangkal.^[15]

Nitrat merupakan kontaminan kimia paling umum ditemui dalam air tanah dan akuifer di dunia.^[16] Di beberapa negara berpenghasilan rendah, kadar nitrat dalam air tanah sangat tinggi, sehingga menyebabkan masalah kesehatan yang signifikan. Nitrat juga stabil (tidak terdegradasi) dalam kondisi oksigen tinggi.^[5]

Peningkatan kadar nitrat dalam air tanah dapat disebabkan oleh sanitasi setempat, pembuangan lumpur limbah, dan aktivitas pertanian.^[17] Oleh karena itu, nitrat dapat bersumber dari perkotaan ataupun pertanian.^[18]

Kadar nitrat di atas 10 mg/L (10 ppm) dalam air tanah dapat menyebabkan "sindrom bayi biru" (metemoglobinemia didapat). Standar kualitas air minum di Uni Eropa menetapkan kadar nitrat dalam air minum kurang dari 50 mg/L.^[19] Di Indonesia, standarnya juga di angka yang sama berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan (Permenkes) RI No. 492 Tahun 2010.^[20][21] Namun, keterkaitan antara nitrat dalam air minum dan sindrom bayi biru telah diperdebatkan dalam penelitian lain.^[22] Wabah sindrom ini mungkin disebabkan oleh faktor lain selain peningkatan konsentrasi nitrat dalam air minum.^[23]

Senyawa organik mudah menguap (VOC) merupakan kontaminan berbahaya bagi air tanah. Senyawa ini umumnya masuk ke lingkungan melalui praktik industri yang ceroboh. Banyak dari senyawa ini tidak diketahui berbahaya hingga akhir tahun 1960-an, dan baru beberapa waktu kemudian pengujian air tanah secara berkala dapat mengidentifikasi zat-zat ini dalam sumber air minum.^{[butuh rujukan]}

Polutan VOC utama yang ditemukan dalam air tanah meliputi hidrokarbon aromatik seperti senyawa BTEX (benzena, toluena, etilbenzena, dan xilena), dan pelarut terklorinasi termasuk tetrakloroetilena (PCE), trikloroetilena (TCE), dan vinil klorida (VC). BTEX merupakan komponen penting dalam bensin. PCE dan TCE merupakan pelarut industri yang digunakan dalam proses dry cleaning dan sebagai penghilang lemak logam.^[24][25]

Polutan organik lain yang terdapat dalam air tanah dan berasal dari operasi industri adalah hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH). Karena berat molekulnya, naftalena merupakan PAH yang paling mudah larut dan mudah bergerak yang ditemukan di air tanah, sedangkan benzo(a)pirena merupakan yang paling beracun. PAH umumnya dihasilkan sebagai produk sampingan dari pembakaran bahan organik yang tidak sempurna.^{[butuh rujukan]}

Polutan organik juga dapat ditemukan di air tanah sebagai insektisida dan herbisida. Seperti banyak senyawa organik sintetis lainnya, sebagian besar pestisida memiliki struktur molekul yang sangat kompleks. Kompleksitas ini menentukan kelarutan dalam air, kapasitas adsorpsi, dan mobilitas pestisida dalam sistem air tanah. Dengan demikian, beberapa jenis pestisida lebih mudah bergerak daripada yang lain sehingga lebih mudah mencapai sumber air minum.^[10]

1. ^ Adelana, Segun, ed. (2014). Groundwater: hydrogeochemistry, environmental impacts, and management practices. Water resource polanning, developmant and management. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers. ISBN 978-1-63321-791-1.
2. ^ Rahman, Harizona Aulia; Putra, Doni Prakasa Eka; Hendrayana, Heru (2018-11-30). "Pemodelan Pergerakan Pencemar Airtanah oleh Hidrokarbon di Kelurahan Jlagran Kota Yogyakarta". Jurnal Geosains dan Teknologi. 1 (3): 81–88. doi:10.14710/jgt.1.3.2018.81-88. ISSN 2620-634X.
3. ^ Costall, A. R.; Harris, B. D.; Teo, B.; Schaa, R.; Wagner, F. M.; Pigois, J. P. (2020-06-17). "Groundwater Throughflow and Seawater Intrusion in High Quality Coastal Aquifers". Scientific Reports. 10 (1): 9866. doi:10.1038/s41598-020-66516-6. ISSN 2045-2322. PMC 7300005. PMID 32555499.
4. ^ Han, D. M.; Song, X. F.; Currell, Matthew J.; Yang, J. L.; Xiao, G. Q. (2014-01-16). "Chemical and isotopic constraints on evolution of groundwater salinization in the coastal plain aquifer of Laizhou Bay, China". Journal of Hydrology. 508: 12–27. doi:10.1016/j.jhydrol.2013.10.040. ISSN 0022-1694.
5. ^ ^{a b} "Drinking-water". WHO (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-09-25.
6. ^ "Drinking it up: how naturally occurring arsenic and fluoride in groundwater creates a health risk for millions". UNEP (dalam bahasa Inggris). 2023-03-26. Diakses tanggal 2025-09-25.
7. ^ Johnson, L. R.; Hiltbold, A. E. (1969). "Arsenic Content of Soil and Crops Following Use of Methanearsonate Herbicides". Soil Science Society of America Journal (dalam bahasa Inggris). 33 (2): 279–282. doi:10.2136/sssaj1969.03615995003300020032x. ISSN 1435-0661.
8. ^ Ravenscroft, Peter (2007). "Predicting the global extent of arsenic pollution of groundwater and its potential impact on human health" (PDF). Wayback Machine. Diakses tanggal 2025-09-25.
9. ^ Abedin, Mohammed Joinal; Feldmann, Jörg; Meharg, Andy A. (2002-03-01). "Uptake Kinetics of Arsenic Species in Rice Plants". Plant Physiology (dalam bahasa Inggris). 128 (3): 1120–1128. doi:10.1104/pp.010733. ISSN 1532-2548. PMC 152223. PMID 11891266.
10. ^ ^{a b} Water and Nature Initiative; IUCN Global Water Programme (2016). Smith, Mark; Cross, Katharine; Paden, Mary; Laban, Peter (ed.). Spring: managing groundwater sustainability. WANI Toolkit. Gland: IUCN Global Water Programme. ISBN 978-2-8317-1789-0.
11. ^ "Wayback Machine" (PDF). www.groundwatergovernance.org. Diakses tanggal 2025-09-25.
12. ^ Fawell, J. (2006). Fluoride in Drinking-water. K. Bailey, J. Chilton. Albany: World Health Organization. ISBN 978-92-4-156319-2.
13. ^ "SuSanA Library - Sustainable Sanitation Alliance - SuSanA". www.susana.org. Diakses tanggal 2025-09-26.
14. ^ Wolf, Jennyfer; Prüss-Ustün, Annette; Cumming, Oliver; Bartram, Jamie; Bonjour, Sophie; Cairncross, Sandy; Clasen, Thomas; Colford Jr, John M.; Curtis, Valerie (2014). "Systematic review: Assessing the impact of drinking water and sanitation on diarrhoeal disease in low- and middle-income settings: systematic review and meta-regression". Tropical Medicine & International Health (dalam bahasa Prancis). 19 (8): 928–942. doi:10.1111/tmi.12331. ISSN 1365-3156.
15. ^ "Bacteria and Their Effects on Ground-Water Quality". U.S. Geological Survey. Diakses tanggal 2025-09-26.
16. ^ Palaniappan, Meena; UNEP, ed. (2010). Clearing the waters. Oakland, CA Nairobi, Kenya: Pacific Institute. ISBN 978-92-807-3074-6.
17. ^ AGW-Net (2016). "Integration of Groundwater Management into Transboundary Basin Organizations in Africa: Groundwater Hazards - a Training Manual by AGW-Net, BGR, IWMI, CapNet, ANBO, & IGRAC" (PDF). www.agw-net.org. Diakses tanggal 2025-09-26.
18. ^ Custodio E., ed. (2013). "Trends in groundwater pollution: Loss of groundwater quality & related services - Groundwater Governance" (PDF). www.groundwatergovernance.org. Diakses tanggal 2025-09-26.
19. ^ "Council Directive 98/83/EC of 3 November 1998 on the quality of water intended for human consumption, ANNEX I: PARAMETERS AND PARAMETRIC VALUES, PART B: Chemical parameters". eur-lex.europa.eu (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-09-27.
20. ^ Windasari, Wiwin; Sari, Elfira Maya (2021-06-30). "Kandungan Nitrit (no2) dan Nitrat (no3) dalam air minum di Desa Ciketing Udik Kecamatan Bantar Gebang Kota Bekasi". Jurnal Mitra Kesehatan (dalam bahasa Inggris). 3 (2): 70–75. doi:10.47522/jmk.v3i2.79. ISSN 2716-0874.
21. ^ van Grinsven, Hans J. M.; Ward, Mary H.; Benjamin, Nigel; de Kok, Theo M. (2006-09-21). "Does the evidence about health risks associated with nitrate ingestion warrant an increase of the nitrate standard for drinking water?". Environmental Health: A Global Access Science Source. 5: 26. doi:10.1186/1476-069X-5-26. ISSN 1476-069X. PMC 1586190. PMID 16989661. Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
22. ^ Fewtrell, Lorna (2004-10). "Drinking-water nitrate, methemoglobinemia, and global burden of disease: a discussion". Environmental Health Perspectives. 112 (14): 1371–1374. doi:10.1289/ehp.7216. ISSN 0091-6765. PMC 1247562. PMID 15471727.
23. ^ Ward, Mary H.; deKok, Theo M.; Levallois, Patrick; Brender, Jean; Gulis, Gabriel; Nolan, Bernard T.; VanDerslice, James; International Society for Environmental Epidemiology (2005-11). "Workgroup report: Drinking-water nitrate and health--recent findings and research needs". Environmental Health Perspectives. 113 (11): 1607–1614. doi:10.1289/ehp.8043. ISSN 0091-6765. PMC 1310926. PMID 16263519.
24. ^ US EPA, OCSPP (2016-09-01). "Case Studies on Safer Alternatives for Solvent Degreasing Applications". www.epa.gov (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-09-27.
25. ^ Pinnock, Olivia. "How To Ditch Toxic Dry-Cleaning In 2025". Forbes (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2025-09-27.