EUTROFIKASI A. Polusi dan Polutan Polusi atau pencemaran lingkungan adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya (Undangundang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982). Sedangkan polutan adalah zat yang dapat menyebabkan terjadinya polusi. Syaratsyarat suatu zat disebut polutan bila keberadaannya dapat menyebabkan kerugian terhadap makhluk hidup. Contohnya, karbon dioksida dengan kadar 0,033% di udara berfaedah bagi tumbuhan, tetapi bila lebih tinggi dari 0,033% dapat rnemberikan efek merusak Suatu zat dapat disebut polutan apabila: 1. Jumlahnya melebihi jumlah normal 2. Berada pada waktu yang tidak tepat 3. Berada pada tempat yang tidak tepat Sifat polutan adalah: 1. Merusak untuk sementara, tetapi bila telah bereaksi dengan zat lingkungan tidak merusak lagi 2. Merusak dalam jangka waktu lama. Contohnya Pb (timbal) tidak merusak bila konsentrasinya rendah. Akan tetapi dalam jangka waktu yang lama, Pb dapat terakumulasi dalam tubuh sampai tingkat yang merusak. Macam-macam Pencemaran Macam-macam pencemaran dapat dibedakan berdasarkan pada tempat terjadinya, macam bahan pencemarnya, dan tingkat pencemaran. a.Berdasarkan Tempat Terjadinya 1.Pencemaran Udara
1
Merupakan pengotoran partikel,kimia,dan biologi di atmosfir. Sumber-sumber polusi udara,misalnya gas H2S,CO,CO2,partikel SOZ,NO2,dan dapat juga berasal dari zat radioaktif seperti nuklir. 2.Pencemaran Air Polusi air dapat disebabkan oleh beberapa jenis pencemar,misalnya pembuangan limbah industri,sisa insektisida,dan pembuangan sampah domestik. 3.Pencemaran Tanah Disebabkan oleh beberapa pencemaran,misalnya sampah-sampah plastik,botolpecahan kacadetergen yang bersifat non bio degradable,zat kimia dari buangan pertanian. 4. Polusi Suara Misalnya,suara bising kendaraan bermotor,deru mesin pabrik,radio berbunyi keras. b. Berdasarkan macam tingkat pencemarannya Hal ini didasarkan pada kadar zat pencemar dan waktu kontak. Dibedakan menjadi 3 yaitu : 1. Pencemaran yang mulai mengakibatkan gangguan ringan pada panca indra dan tubuh serta telah menimbulkan kerusakan pada ekosistem lain. Misalnya gas buangan kendaraan bermotor yang menyebabkan mata pedih. 2. Pencemaran yang sudah mengakibatkan reaksi pada faal tubuh dan menyebabkan sakit yang kronis. Misalnya pencemaran Hg (air raksa) di Minamata Jepang yang menyebabkan kanker dan lahirnya bayi cacat. 3. Pencemaran yang kadar zat-zat pencemarnya demikian besarnya sehingga menimbulkan gangguan dan sakit atau kematian dalam lingkungan. Misalnya pencemaran nuklir c. Macam Bahan Pencemaran 1. Kimiawi; berupa zat radio aktif, logam (Hg, Pb, As, Cd, Cr dan Hi), pupuk anorganik, pestisida, detergen dan minyak. 2. Biologi; berupa mikroorganisme, misalnya Escherichia coli, Entamoeba, coli, dan Salmonella thyposa. 3. Fisik; berupa kaleng-kaleng, botol, plastik, dan karet
2
Eutrofikasi adalah salah satu jenis polusi juga. Berdasarkan tempat terjadinya, eutrofikasi adalah pencemaran air. Berdasarkan bahan pencemaran, eutrofikasi berasal dari bahan pencemaran kimiawi.
B. Jenis Tumbuhan Aquatik Tumbuhan aquatik dapat dibedakan menjadi dua kategori, yaitu : 1. Tumbuhan Bentik a. Submerged Aquatic Vegetation (SAV) SAV adalah tumbuhan air yang seluruh bagian tubuhnya berada di bawah air. Bentuknya mirip seperti rumput liar. Pada struktur bagian bawahnya terdapat bagian yang menancap kuat di dasar danau. b. Emergent Vegetation Emergent Vegatation adalah tumbuhan air yang sebagaian berada di bawah permukaan air, dan sebagain lagi muncul di permukaan air. Bagian yang muncul di permukaan air adalah bunganya yang berhubungan dengan proses reproduksinya. Contoh dari emergent vegetation adalah Cyperus papyrus dan Nymphaea alba (lili air). Tumbuhan bentik akan tumbuh subur di air yang miskin nutrient. 2. Fitoplankton Fitoplankton adalah tumbuhan mikroskopik berupa sel tunggal atau beberapa sel yang membentuk suatu grup kecil. Fitoplankton terdiri dari berbagai macam spesies alga. Fitoplankton adalah pondasi dari rantai makanan karena ia sebagai produsen pertama yang merupakan makanan bagi ikan-ikan kecil. Fitoplankton dapat ditemukan di dekat permukaan air. Karena bertindak sebagai produsen, maka fitoplankton membutuhkan matahari untuk proses fotosintesis. Jika terlalu banyak fitoplankton di permukaan air maka dalam keadaan ekstrim dapat menyerap semua sinar matahari di permukaan air. Fitoplankton dapat tumbuh dengan pesat jika air tempat hidupnya kaya akan nutrient.
3
C. Proses Eutrofikasi Definisi dasar dari eutrofikasi adalah pencemaran air yang disebabkan oleh munculnya nutrient yang berlebihan ke dalam ekosistem air. Eutrofikasi merupakan problem lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah fosfat (PO3-), khususnya dalam ekosistem air tawar. Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus (TP) dalam air berada dalam rentang 35-100 µg/L. Sejatinya, eutrofikasi merupakan sebuah proses alamiah di mana danau mengalami penuaan secara bertahap dan menjadi lebih produktif bagi tumbuhnya biomassa. Diperlukan proses ribuan tahun untuk sampai pada kondisi eutrofik. Proses alamiah ini, oleh manusia dengan segala aktivitas modernnya, secara tidak disadari dipercepat menjadi dalam hitungan beberapa dekade atau bahkan beberapa tahun saja. Maka tidaklah mengherankan jika eutrofikasi menjadi masalah di hampir ribuan danau di muka Bumi, sebagaimana dikenal lewat fenomena algal bloom. Contoh danau yang mengalami eutrofikasi adalah Chesapake Bay di Amerika Serikat. Melalui penelitian jangka panjang pada berbagai danau kecil dan besar, para peneliti akhirnya bisa menyimpulkan bahwa fosfor merupakan elemen kunci di antara nutrient utama tanaman (karbon (C), nitrogen (N), dan fosfor (P)) di dalam proses eutrofikasi. Sebuah percobaan berskala besar yang pernah dilakukan pada tahun 1968 terhadap Danau Erie (ELA Lake 226) di Amerika Serikat membuktikan bahwa bagian danau yang hanya ditambahkan karbon dan nitrogen tidak mengalami fenomena algal bloom selama delapan tahun pengamatan. Sebaliknya, bagian danau lainnya yang ditambahkan fosfor (dalam bentuk senyawa fosfat)-di samping karbon dan nitrogen-terbukti nyata mengalami algal bloom.
Danau
dapat
dikelompokkan
berdasarkan
produksi
materi
organiknya,
pengelompokannya dibagi menjadi dua kategori, yaitu : 1. Danau Oligotropik Oligotropik merupakan sebutan untuk danau yang dalam dan kekurangan makanan atau nutrient, karena fitoplankton di daerah limnetik tidak produktif. Ciri-ciri danau oligotropik ini adalah :
4
•
Airnya jernih sekali
•
Dihuni oleh sedikit organisme
•
Dari atas sampai dasar air banyak terdapat oksigen sepanjang tahun.
2. Danau Eutropik Eutropik merupakan sebutan untuk danau yang dangkal dan kaya akan kandungan makanan atau nutrien, karena fitoplankton sangat produktif. Ciri-ciri danau eutropik ini adalah : •
Airnya keruh
•
Terdapat bermacam-macam organisme
•
Oksigen teradapat di daerah profundal, yaitu daerah yang dalam ( afotik atau tidak tertembus cahaya matahari ).
Danau oligotrofik dapat berkembang menjadi danau eutrofik akibat adanya materi-materi organik yang masuk dan endapan. Perubahan ini juga dapat dipercepat oleh aktivitas manusia, misalnya dari sisa-sisa pupuk buatan pertanian dan timbunan sampah kota yang memperkaya danau dengan buangan sejumlah nitrogen dan fosfor. Akibatnya terjadi peledakan populasi ganggang atau blooming, sehingga terjadi produksi detritus yang berlebihan yang akhirnya menghabiskan suplai oksigen di danau tersebut. Selain badan air didominasi oleh fitoplankton yang tidak ramah lingkungan, eutrofikasi juga merangsang pertumbuhan tanaman air lainnya, baik yang hidup di tepian (eceng gondok) maupun dalam badan air (hydrilla). Oleh karena itulah maka di rawa-rawa dan danaudanau yang telah mengalami eutrofikasi tepiannya ditumbuhi dengan subur oleh tanaman air seperti eceng gondok (Eichhornia crassipes), Hydrilla dan rumput air lainnya.
D. Deplesi Oksigen Salah satu dampak negatif eutrofikasi adalah terjadinya deplesi oksigen yang menyebabkan ikan-ikan dan organisme lain di dalam air tersebut mati. Deplesi oksigen ini terjadi karena aktivitas dekomposer dalam menguraikan alga yang mati dan tenggelam ke dasar perairan. Alga tumbuh sumbur di danau atau waduk yang terkena eutrofikasi, hal ini terjadi karena tersedianya nutrien yang melimpah. Ketika alga-alga tersebut mati, maka akan 5
tenggelam ke dasar perairan dan alga-alga tersebut akan di dekomposisi oleh aktivitas bakteri dan jamur. Aktivitas dekomposer ini dalam mengurai limbah organik di badan air aerobik, tentu membutuhkan oksigen. Semakin banyak alga yang mati, semakin banyak dekomposernya, maka akan semakin banyak pula oksigen yang dibutuhkan. Hal ini menyebabkan penurunan oksigen terlarut di dalam air. Pada keadaan tertentu, tingakt oksigen terlarut tersebut menjadi sangat rendah untuk mendukung kehidupan organisme, sehingga menyebabkan kematian ikan dan organisme perairan yang lain. Fenomena penurunan tingkat oksigen terlarut ini akan mengganggu pernafasan fauna air seperti ikan dan udang-udangan; dengan tingkat gangguan tergantung pada tingkat penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan jenis serta fase fauna. Secara umum diketahui bahwa kebutuhan oksigen jenis udang-udangan lebih tinggi daripada ikan dan kebutuhan oksigen fase larva/juvenil suatu jenis fauna lebih tinggi dari fase dewasanya. Dengan demikian maka dalam kondisi konsentrasi oksigen terlarut menurun akibat dekomposisi; larva udang-udangan akan lebih menderita ataupun mati lebih awal dari larva fauna lainnya. Kesulitan fauna karena penurunan oksigen terlarut sebenarnya baru dampak permulaaan, sebab jika jumlah pencemar organik dalam badan air bertambah terus maka proses dekomposisi organik memerlukan oksigen lebih besar dan akibatnya badan air akan mengalami deplesi oksigen bahkan bisa habis sehingga badan air menjadi anaerob (Polprasert, 1989). Jika fenomena ini terjadi pada seluruh bagian badan air maka fauna air akan mati masal karena tidak bisa menghindar; namun jika hanya terjadi di bagian bawah badan air maka fauna air, termasuk ikan masih bisa menghindar ke permukaan hingga terhindar dari kematian. Secara alamiah kejadian anaerob di semua lapisan badan air memang sangat sulit terjadi karena bagian atas air selalu berhubungan dengan udara bebas yang selalu mensupplainya, namun demikian kalau sebagian badan air anaerob sangatlan sering; misal di teluk-teluk waduk dan pantai yang relatip menggenang sering muncul gelembung-gelembung gas yang mengisaratkan bahwa bagian air yang anaerob dekat dengan permukaan air.
6
E. Jenis Eutrofikasi Menurut Goldmen dan Horne (1938), eutrofikasi perairan danau dapat terjadi secara : 1. Cultural Eutrophication Yang dimaksud denagan cultural eutrophication adalah eutrofikasi yang disebabkan karena terjadinya proses peningkatan unsur hara di perairan oleh aktivitas manusia. Aktivitas manusia yang
menyebabkan
eutrofikasi
banyak
sekali
macamnya. Menurut Morse et al (The Economic and Environment Impact of Phosporus Removal from Wastewater in the European Community, 1993) 10 persen
berasal
dari
proses
alamiah
di
lingkungan
air
itu
sendiri
(background source), 7 persen dari industri, 11 persen dari detergen, 17 persen dari pupuk pertanian, 23 persen dari limbah manusia, dan yang terbesar, 32 persen, dari limbah peternakan. Paparan statistik di atas (meskipun tidak persis mewakili data di Tanah Air) menunjukkan bagaimana berbagai aktivitas masyarakat di era modern dan semakin besarnya jumlah populasi manusia menjadi penyumbang yang sangat besar bagi lepasnya fosfor ke lingkungan air. Dari data statistic di atas juga dapat diketahui bahwa 90 % penyebab eutrofikasi adalah berasal dari aktivitas manusia. Hal ini menunjukkan bahwa eutrofikasi cultural lebih banyak terjadi daripada eutrofikasi alami. Akhirnya, yang harus dimengerti dan disadari adalah bahwa karena Indonesia merupakan negara tropis yang mendapatkan cahaya Matahari sepanjang tahun, maka blooming (dalam arti biomasa alga tinggi) dapat terjadi sepanjang tahun. Artinya kapan saja (asal tidak mendung/hujan) dan dari manapun asalnya kalau konsentrasi nutrien dalam badan air meningkat maka akan meningkat pula aktifitas fotosintesa fitoplankton yang ada, dan jika peningkatan nutrien cukup besar atau lama akan terjadi blooming. Fenomena itulah yang menyebabkan badan-badan air (waduk, danau dan pantai) di Indonesia yang telah menjadi hijau warnanya tidak pernah atau jarang sekali menjadi jernih kembali; tidak seperti di
7
negeri 4 musim seperti Kanada dan Jepang yang blooming hanya terjadi di akhir musim semi dan panas. 2. Natural Eutrophication Yang dimaksud oleh natural eutrophication adalah eutrofikasi alami yaitu peningkatan unsure hara di dalam perairan bukan karena aktivitas manusia melainkan oleh aktivitas alami. Setiana ( 1996 ) menyatakan bahwa proses masuknya unsure hara ke badan perairan dapat melaui dua cara, yaitu : •
Penapisan air drainase lewat pelepasan hara tanaman terlarut dari tanah
•
Lewat erosi permukaan tanah atau gerakan partikel tanah halus masuk ke system drainase
Proses terjadinya pengkayaan perairan danau oleh unsure hara berlangsung dalam waktu yang cukup lama, kecuali proses tersebut dipercepat oleh berbagai aktivitas manusia di sekitar perairan danau. Eutrofikasi mempunyai dampak yang buruk bagi ekosistem air, diantaranya sebagai berikut : •
Anoxia (tidak tersedianya oksigen) yang dapat membunuh ikan dan invertrebata lain yang juga dapat memicu terlepasnya gas-gas berbahaya yang tidak diinginkan
•
Algal blooms dan tidak terkontrolnya pertumbuhan dari tumbuhan akutaik yang lain
•
Produksi substansi beracun oleh beberapa spesies blue-green algae
•
Konsentrasi tinggi bahan-bahan organic yang jika dicegah dengan menggunakan klorin akan dapat menyebabkan terciptanya bahan-bahan karsinogen yang dapat menyebabkan kanker
•
Pengurangan nilai keindahan dari danau atau waduk karena berkurangnya kejernihan air
•
Terbatasnya akses untuk memancing dan aktivitas berekreasi disebabkan terakumulasinya tumbuhan air di danau atau waduk
8
•
Berkurangnya jumlah spesies dan keanekaragaman tumbuhan dan hewan (biodiversity)
•
Berubahnya komposisi dari banyaknya spesies ikan yang ada menjadi sedikit spesies ikan (dalam hubungannnya dengan ekonomi dan kandungan protein)
•
Deplesi oksigen terutama di lapisan yang lebih dalam dari danau atau waduk
•
Berkurangnya hasil perikanan dikarenakan deplesi oksigen yang signifikan di badan air
F. Sedimen, sumber sedimen dan sumber nutrien Selain melimpahnya nutrien yang masuk ke air, sedimen tanah terkadang juga bisa menjadi salah satu penyebab terjadinya eutrofikasi. Masuknya partikel-partikel tanah ini ke perairan disebabkan karena proses erosi, utamanya pada musim penghujan. Pada saat musim penghujan berlangsung, erosi sering muncul dan tanah yang mengandung berbagai macam nutrien ini masuk ke perairan. Sedimen yang mengandung nutriennutrien inilah yang akhirnya bisa memicu terjadinya eutrofikasi. Nutrien yang masuk ke perairan, selain disebabkan karena terkikisnya tanah bernutrien ke perairan (pupuk pertanian), juga bisa disebabkan karena limbah cair yang berasal dari limbah pabrik, rumah tangga, limbah peternakan, dan lain-lain.
G. Penanganan Eutrofikasi Menyadari bahwa senyawa fosfatlah yang menjadi penyebab terjadinya eutrofikasi, maka perhatian para saintis dan kelompok masyarakat pencinta lingkungan hidup semakin meningkat terhadap permasalahan ini. Ada kelompok yang condong memilih cara-cara penanggulangan melalui pengolahan limbah cair yang mengandung fosfat, seperti detergen dan limbah manusia, ada juga kelompok yang secara tegas melarang keberadaan fosfor dalam detergen. Ada dua cara yang dapat digunakan untuk mengontrol eutrofikasi : a. Attacking symptoms •
Mencegah pertumbuhan vegetasi penyebab eutrofikasi
•
Menambah atau meningkatkan oksigen terlarut di dalam air
9
Bila menggunakan cara ini, ada beberapa metode yang dapat digunakan : •
Chemical treatment yang dimaksudkan untuk mengurangi kandungan nutrien yang berlebihan di dalam air
•
Aerasi
•
Harvesting algae (memanen alga) yang dimaksudkan untuk mengurangi alga yang tumbuh subur di permukaan air
b. Getting at the root cause •
Mengurangi nutrient dan sedimen berlebih yang masuk ke dalam air
Bila menggunakan cara ini, ada beberapa metode yang dapat digunakan : •
Pembatasan penggunaan fosfat
•
Pembuangan limbah fosfat dari rumah tangga dan permukiman.
•
Upaya untuk menyubstitusi pemakaian fosfat dalam detergen
Cara ini dapat diwujudkan apabila pemerintah dapat menerbitkan suatu peraturan pemerintah atau suatu undang-undang dalam pembatasan penggunaan fosfat untuk melindungi ekosistem air dari cultural eutrofikasi. Di Ameriak Serikat sudah lahir peraturan perundangan mengenai hal ini yang diusahakan oleh sebuah institusi St Lawrence Great Lakes Basin. Di Indonesia sendiri belum terdapat perundangan yang mengatur tentang penguunaan fosfat. Ada beberapa factor yang menyebabkan penanggulangan terhadap probem eutrofikasi ini sulit membuahkan hasil yang memuaskan. Faktor-faktor tersebut adalah : •
aktivitas peternakan yang intensif dan hemat lahan
•
konsumsi bahan kimiawi yang mengandung unsur fosfat yang berlebihan
•
pertumbuhan penduduk bumi yang semakin cepat
•
urbanisasi yang semakin tinggi
•
lepasnya senyawa kimia fosfat yang telah lama terakumulasi dalam sedimen menuju badan air.
10
Penyisihan fosfat merupakan metode terbaru yang banyak dikembangkan untuk menanggulangi masalah eutrofikasi. Penyisihan fosfat menggunakan media plastik dengan filter biologis mampu meningkatkan efisiensi penyisihan fosfat 85,3 %. Penyisihan dengan kristalisasi pasir kuarsa dilakukan dengan aerasi kontinyu dapat mencapai efisiensi 80% dalam waktu 120 - 150 menit. Pemanfaatan tanah lempung untuk pengolahan air limbah diperoleh bahwa adsorpsi terbesar tercapai pada suasana asam dan dengan penambahan presipitan Fe dapat mencapai efisiensi 80%. Hasil optimum dapat dicapai dalam proses penyisihan fosfor dilakukan dengan menggunakan adsorben tanah yang diasamkan bila ada penambahan presipitan Fe.
11
Daftar Pustaka http://agussetiaman.wordpress.com/2008/11/25/perspektif-sosiologi/ http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/SponsorPendamping/Praweda/Biologi/0034%20Bio%201-7e.htm http://earthobservatory.nasa.gov/features/phytoplankton/printall.php http://en.wikipedia.org/wiki/emergent_plant http://finli.blogspot.com/2007/11/apakah-eutrofikasi-itu.html http://herihery.blogspot.com/2009/01/eutrofikasi.html http://marine.rutgers.edu/dcms/ms200/benthicecology.doc http://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/dekomposisi-zat-organik/ http://www.kompas.com/kompas-cetak/0305/28/opini/335086.htm http://www.kompas.com/kompas-cetak/0403/03/bahari/887858.htm http://www.unep.or.jp/ietc/publications/Short_series/LakeReservoirs-3/2.asp Odum, Eugene P. 1993 . Dasar-Dasar Ekologi, edisi ke-3 . Yogyakarta : Gadjah Mada University Press www.damandiri.or.id/file/marganofipbbab2.pdf www.gumilarcenter.com/Sosiologi/materi3.pdf
12
