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 (Undang-

undang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982).

Sedangkan polutan adalah zat yang dapat menyebabkan terjadinya polusi. Syarat-

syarat 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 danau-

danau 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 nutrien-

nutrien 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

Bila menggunakan cara ini, ada beberapa metode yang dapat digunakan :

9

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.

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 %.

10

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.

Daftar Pustaka

11

http://agussetiaman.wordpress.com/2008/11/25/perspektif-sosiologi/

http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/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

EUTROFIKASI diperikan pertama kali oleh Weber pada tahun 1907 ketika ia

memperkenalkan istilah oligotrofik, mesotrofik dan eutrofik (Hutchinson, 1969). Istilah

ini menjelaskan proses eutrofikasi sebagai suatu rangkaian proses dari sebuah danau yang

bersih menjadi berlumpur oleh pengkayaan unsur hara tanaman dan meningkatnya

pertumbuhan tanaman. Sejak saat itu, terdapat banyak pemerian dan kriteria untuk istilah

ini serta pengenalan istilah baru tersebut semakin berkembang.

Terdapat dua bentuk eutrofikasi:

Eutrofikasi alami (Natural eutrophication)

Eutrofikasi buatan.

12

Akumulasi alami dari nutrien dalam danau disebut eutrofikasi alami (natural

eutrophication). Akumulasi nutrien dan erosi alami dapat dengan waktu yang sufisien,

mentransformasi danau kedalam tanah rawa dan kemudian tanah kering, sebuah proses

yang disebut suksesi alami (natural succesion). Eutrofikasi buatan sebagai hasil kegiatan

manusia menambah kekurangan oksigen dalam zone profundal. Jadi ikan yang

stenotermal, yang dapat bertahan pada suhu rendah, hanya hidup dalam danau “miskin”,

dimana air di bagian dalam yang dingin tidak kekurangan oksigen. Jenis-jenis seperti ini

adalah yang pertama kali menghilang di Great Lakes di Amerika serikat. Organisme

rendah (berlawanan dengan ikan) dari zone profundal beradaptasi untuk tahan terhadap

kekurangan oksigen dalam jangka waktu yang panjang (Odum, 1991).

Kegiatan manusia sangat mempengaruhi pengkayaan unsur hara dan eutrofikasi.

Buangan,seperti limbah rumah tangga, aliran dari bak penampungan kotoran, beberapa

limbah industri, aliran dari perkotaan, aliran dari pertanian dan pengelolaan hutan, serta

limbah hewan mengandung unsur hara tanaman yang seringkali menyebabkan

pengkayaan unsur hara dan mempercepat eutrofikasi.

Apa yang menyebabkan eutrofikasi ? Hara makanan tumbuhan merupakan salah satu

kelompok pencemar di perairan . Senyawaan ini biasanya kaya akan nitrogen dan fosfor

serta menstimulasi pertumbuhan tanaman secara berlebihan (Connell dan Miller, 1998).

Diuraikan juga 3 perubahan ekosistem yang disebabkan oleh pengkayaan unsur hara dan

eutrofikasi yaitu:

Perubahan dalam metabolisme komunitas,

Perubahan populasi dan komunitas dengan pengkayaan unsur hara,

ciri-ciri kriteria untuk keadaan tropik.

Eutrofikasi dapat menyebabkan: Ledakan populasi ganggang, berkembangnya gulma air,

deoksigenasi dan kematian ikan serta mempercepat pengotoran air (berlumpur) dan

pendangkalan air danau.

I. PENDAHULUAN

Danau adalah salah satu ekosistem enting karena fungsinya bagi masyarakat.Diantaranya

danau sering dimanfaatkan sebagai: sumber air minum , penangkapan budidaya ikan,

13

tempat cuci mandi, objek wisata dan lain sebagainya. Namun, seperti halnya ekosistem

lainnya di muka bumi ini, danau tetap saja tidak bebas dari gangguan serta permasalahan

ekologis

Diantara masalah yang menarik serta perlu mendapat perhatian serius adalah masalah

eutrofikasi (pengkayaan unsur hara). Proses ini sebenarnya sifatnya agak alami dimana

terdapat masukan unsur hara dalam danau karena peristiwa-peristiwa dalam danau

tersebut. Dalam situasi alami tersebut, maka proses eutrofikasi dapat dikatakan

berlangsung lambat dan dalam keadaan seimbang. Namun menjadi masalah ketika

campur tangan manusia lewat berbagai aktifitas pemanfaatan danau mulai mempengaruhi

ekosistem danau. Proses ini kemudian dikenal sebagai eutrofikasi kultural.

Unsur hara sangat berperan dalam meningkatnya eutrofikasi. Connell dan Miller (1995)

mengatakan bahwa tubuh air dengan sedikit aliran air, seperti danau, bendungan, laut

tertutup, dan sebagainya, menjadi eutrofik melalui pengkayaan unsur hara dalam jangka

waktu yang lama. Aktifitas pemanfaatan danau dan ekosistem sekitar untuk berbagai

keperluan, memberi peluang bagi semakin tingginya tingkat eutrofikasi pada ekosistem

danau.

Bahaya dari proses eutrofikasi boleh dikatakan sangat besar dan mengancam

keberlanjutan (sustainable) dari ekosistem tersebut termasuk manusia sebagai pengguna

ekosistem danau. Eutrofikasi bukan hanya samapai pada proses semakin kayanya

ekosistem danau oleh unsur hara, tetapi menyangkut masalah yang lebih luas yaitu

dampak yang ditimbulkan oleh unsur hara yang semakin kaya. Dengan kondisi unsur

hara yang melimpah maka fenomena ekologis seperti blooming ganggang dan kemudian

gulma air (aquatic weeds), pendangkalan danau dan masalah deoksigenasi serta

penurunan kesehatan danau akan dengan mudah ditemui.

Namun demikian, karena dampaknya yang tidak secara langsung dirasakan dan terjadi

lewat suatu pproses yang memakan waktu sehinggga eutrofikasi sering disepelekan

dalam program pengendalian dampak lingkungan. Berbeda dengan masalah pencemaran

yang lain yang dapat langsung dirasakan dampaknya misalnya menyebabkan kematian.

14

Disadari bahwa kurangnya perhatian terhadap masalah eutrofikasi, disebabkan karena

informasi tentang eutrofikasi itu sendiri yang kurang di ekspose pada masyarakat dan

pemerintah. Untuk itu maka perlu ada kajian ilmiah yang nantinya akan mendeskripsikan

apa dan bagaimana proses eutrofikasi tersebut. Nantinya informasi tersebut dapat

disampaikan kepada pihak yang berkompeten.

II. DEFINISI DAN PROSES EUTROFIKASI

Menurut Connell dan Miller (1995), Eutrofikasi diperikan pertama kali oleh Weber pada

tahun 1907 ketika ia memperkenalkan istilah oligotrofik, mesotrofik dan eutrofik

(Hutchinson, 1969). Istilah ini memerikan proses eutrofikasi sebagai suatu rangkaian

proses dari sebuah danau yang bersih menjadi berlumpur oleh pengkayaan unsur hara

tanaman dan meningkatnya pertumbuhan tanaman. Sejak saat itu, terdapat banyak

pemerian dan kriteria untuk istilah ini serta pengenalan istilah baru tersebut semakin

berkembang.

OECD telah mencirikan eutrofikasi sebagai “pengkayaan unsur hara pada air yang

menyebabkan rangsangan suatu perubahan yang simpomatik yang meningkatkan

produksi ganggang dan makrofit, memburuknya perikanan, memburuknya kualitas air

dan perubahan simpomatik lainnya yang tidak dikehendaki serta mengganggu

penggunaan air” (Wood, 1975 dalam Connell dan Miller, 1995).

Akumulasi alami dari nutrien dalam danau disebut eutrofikasi alami (natural

eutrophication). Akumulasi nutrien dan erosi alami dapat dengan waktu yang sufisien,

mentransformasi danau kedalam tanah rawa dan kemudian tanah kering, sebuah proses

yang disebut suksesi alami (natural succesion). Dalam proses ini nutrien

inorganikmerangsang pertumbuhan tanaman; tumbuhan suatu saat mati dan menyumbang

sedimen organik kedalam dasar danau (Chiras, 1988).

Dalam proses eutrofikasi alamiah, detritus tanaman, garam-garaman, pasir dan

sebagainya dari suatu daerah aliran masuk dalam aliran air dan disimpan dalam badan air

selama waktu geologis. Ini menyebabkan pengkayaan unsur hara, sedimentasi, pengisian

dan peningkatan biomassa (Connell dan Miller, 1988).

Danau-danau oligotrofik secara tiba-tiba menjadi lebih kaya atau eutrofik dengan

tertimbunnya zat-zat makanan pada saat mereka menjadi lebih tua. Di alam eutrofikasi

15

menghasilkan suatu keseimbangan dan ini dapat dilihat dengan perbedaan susunan

komunitas pada tubuh air oligotrofik dan eutreofik. Pada air eutrofik alami, plankton

berlimpah, perkembangan ganggang merupakan hal yang umum. Terdapat imbangan

yang baik pada bahan-bahan organik baik dalam larutan maupun pada dasarnya.

Eutrofikasi menjadi sebuah masalah jika disebabkan oleh campur tangan manusia, karena

hal-hal yang seperti inilah jangka waktu menjadi berkurang sehingga keseimbangan

secara sehingga keseimbangan secara alami berkurang (Michael, 1994).

Eutrofikasi buatan sebagai hasil kegiatan manusia menambah kekurangan oksigen dalam

zone profundal. Jadi ikan yang stenotermal, yang dapat bertahan pada suhu rendah, hanya

hidup dalam danau “miskin”, dimana air di bagian dalam yang dingin tidak kekurangan

oksigen. Jenis-jenis seperti ini adalah yang pertama kali menghilang di Great Lakes di

Amerika serikat. Organisme rendah (berlawanan dengan ikan) dari zone profundal

beradaptasi untuk tahan terhadap kekurangan oksigen dalam jangka waktu yang panjang

(Odum, 1991).

Diutarakan juga oleh Conell dan Miller (1988), bahwa kegiatan manusia sangat

mempengaruhi pengkayaan unsur hara dan eutrofikasi. Pada kenyataanya, dalam waktu

100 tahun terakhir banyak danau yang memperlihatkan pengkayaan unsur hara sangat

cepat yang disebabkan oleh pencemran. Buangan, seperti limbah rumah tangga, aliran

dari bak penampungan kotoran, beberapa limbah industri, aliran dari perkotaan, aliran

dari pertanian dan pengelolaan hutan, serta limbah hewan mengandung unsur hara

tanaman yang seringkali menyebabkan pengkayaan unsur hara dan mempercepat

eutrofikasi.

Menurut Michael (1994), pengaruh terbesar eutrofikasi terlihat pada air-air yang tenang,

hasil yang nyata adalah suatu perkembangan ganggang. Seringkali lapisan ganggang dan

kotoran bebek menutupi seluruh permukaan yang menyebabkan deoksigenasi pada air-air

dibawahnya dimana fotosintesis berhenti disebabkan putusnya pencahayaan oleh lapisan

ganggang. Pada saat ganggang ini mati dan terurai, terjadi penurunan oksigen yang

terurai lebih lanjut.

III. DANAU DAN TINGKAT EUTROFIKASI

16

Danau dapat diklasifikasikan berdasarkan produktifitas primernya. Produktifitas atau

kesuburan danau tergantung pada nutrisi yang diterimanya dari perairan regional, pada

usia geologis dan pada kedalaman. Berdasarkan produktifitas, danau dibagi atas danau

oligotrofik dan eutrofik. Danau oligotrofik biasanya dalam, dengan hipolimnion lebih

besar dari epilimnion, dan mempunyai produktifitas primer rendah. Tanaman di daerah

littoral jarang dan kerapatan plankton rendah, walaupun jumlah jenis yang ada mungkin

tinggi. Danau eutrofik adalah lebih dangkal dan produktifitas primernya lebih tinggi,

vegetasi littoral lebih lebat dan populasi plankton lebih rapat (Odum, 1971).

Selanjutnya Thohir (1991) dan Soeriaatmaja (1981) mengungkapkan fase-fase

perkembangan kehidupan di danau, yang terdiri dari: oligotrofi, mesotrofi, eutrofi dan

distrofi. Danau oligotrofi, keadaan airnya jernih, bahan organik yang dikandung sedikit,

kerapatan hewan dan tumbuhan rendah, suhu air relatif rendah, bahan makanan sedikit

tetapi kaya oksigen. Danau oligotrofi lama kelamaan akan meningkat aktifitas

biologisnya dan menjadi danau mesotrofi, dimana air menjadi lebih keruh, produksi

bahan organik bertambah, kesuburan danau lebih tinggi namun belum mencapai

kesuburan optimal. Jika kesuburan danau telah mencapai titik optimal, danau tersebut

disebut danau eutrofi.

III. UNSUR HARA PENYEBAB EUTROFIKASI

Hara makanan tumbuhan merupakan salah satu kelompok pencemar di perairan .

Senyawaan ini biasanya kaya akan nitrogen dan fosfor serta menstimulasi pertumbuhan

tanaman secara berlebihan (Connell dan Miller, 1998). Menurut Michael (1995),

pertanyaan tentang apakah fosfat atau nitrogen yang mepunyai pengaruh paling serius

terhadap eutrofikasi, tetap diperdebatkan, tidak diragukan lagi bahwa keduanya

memberikan sumbangan yang khas.

Ketersediaan nitrogen dan fosfor bagi tanaman yang sedang tumbuh bergantung pada

serangkaian reaksi biologis perantara yang rumit. Nitrogen terdapat di lingkungan

perairan dalam beragam bentuk dan gabungan kimiawi yang luas yang meliputi keadaan

oksidasi yang berbeda. Nitrogen organik terikat pada unsur pokok sel dari makhluk

hidup, sebagai contoh, purin, peptida dan asam amino, sedangkan nitrogen anorganik,

sebagai contoh, amonia, nitrit, nitrat dan gas nitrogen, terlarut dalam massa air.

Perubahan bentuk dalam massa air dari nitrogen anorganik menjadi nitrogen organik

17

terjadi oleh pertumbuhan fotosintesis pada tanaman air. Kebalikan dari proses ini

menghasilkan pembentukan amonia dari bahan organik oleh sejumlah mekanisme yang

melibatkan otolisis sel, jasad renik dan pembuangan dari makhluk hidup besar. Amonia

dapat hilang dari air oleh penguapan tetapi oksidasi menghasilkan nitrifikasi terutama

oleh jasad renik, dan menghasilkan nitrat yang tidak dapat menguap. Nitrat dapat

melakukan proses denitrifikasi yang dapat menyebabkan hilangnya gas nitrogen dan

masuk ke dalam atmosfer (Brezonik 1972 dalam Connell dan Miller, 1998). Senyawa

nitrogen yang dapat diasimilasikan oleh tumbuhan, menurut Suseno (1974) dapat dibagi

dalam 4 golongan besar yaitu: Nitrogen nitrat, Nitrogen Amoniak, Nitrogen Organik dan

Nitrogen Molekulair (N2). Namun demikian sumber utama bagi tumbuhan yang

terpenting adalah ion Nitrat.

Mengenai fosfor dikatakan oleh Connell dan Miller (1998), bahwa fosfor terdapat dalam

suatu keadaan oksidasi tunggal sebagai fosfor anorganik atau fosfor organik. Bentuk

anorganik terutama adalah ortofosfat (PO43-) dan polifosfat. Bentuk organik selalu

digabungkan dengan senyawaan zat selular dan sebagian besar fosfor dalam air alamiah

adalah dalam bentuk organik. Bentuk anorganik, khususnya ortofosfat, siap diasimilasi

selama fotosintesis.

Selanjutnya dikatakan bahwa sumber pencemaran utama dari unsur hara adalah bagian

permukaan dan bagian di bawah permukaan (subsurface) aliran air dari daerah pertanian

dan perkotaan, aliran limbah ternak, seperti halnya buangan limbah cair industri dan

rumah tangga termasuk aliran kotoran. Limbah-limbah ini terdiri dari bermacam-macam

zat yang mengandung nitrogen dan fosfor. Sebagai contoh, nitrogen terdapat dalam

bentuk nitrogen organik, amoniak, nitrit, nitrat yang diturunkan dari protein, asam

nukleat, urea dan zat-zat lainnya. Senyawa fosfor dihasilkan dari degradasi senyawa

seperti asam nukleat dan fosfolipid serta dalam bentuk fosfat anorganik. Fosfor juga

dapat berasal dari pembentuk fosfat di dalam detergen. Ini dapat siap dihidrolisis untuk

menghasilkan ortofosfat yang siap diasimilasi oleh tumbuh-tumbuhan. Sumber utama

nitrogen dan fosfor dalam daerah perairan dihasilkan dari produksi makanan atau limbah

dalam bentuk aliran air kotor.

IV. DAMPAK EUTROFIKASI TERHADAP BIOTA AIR

18

Connell dan Miller (1995) menguraikan 3 perubahan ekosistem yang disebabkan oleh

pengkayaan unsur hara dan eutrofikasi yaitu: Perubahan dalam metabolisme komunitas,

Perubahan populasi dan komunitas dengan pengkayaan unsur hara, ciri-ciri kriteria untuk

keadaan tropik.

Menyangkut pengaruh eutrofikasi terhadap perubahan populasi dan komunitas, dalam

Connel dan Miller (1995) dikatakan bahwa dengan adanya fitoplankton di dalam danau

terdapat suatu perubahan musiman pada komposisi komunitas yang berhubungan dengan

suhu, cahaya dan faktor musiman lainnya. Welch (1980) dalam Connel dan Miller (1995)

menyatakan bahwa di daerah beriklim sedang, umumnya Diatomae mendominasi pada

saat musim semi, ganggang hijau pada musim panas, ganggang biru hijau pada akhir

musim panas dan mungkin diatomae pada akhir musim gugur. Namun terdapat

keragaman yang dapat diduga dalam pola ini, karena fitoplanklton yang berbeda juga

memiliki dinamika yang berbeda dan kebutuhan-kebutuhan terhadap nitrogen, fosfor,

karbondioksida serta faktor lainnya, yang menghasilkan perubahan dalam komposisi

komunitas dengan meningkatnya eutrofikasi. Perubahan yang mencolok dengan

meningkatnya unsur hara adalah ganggang biru-hijau (Cyanophyceae) meningkat

menjadi dominan.

Sementara itu Suriawirya (1995) mengatakan bahwa dalam mikrobiologi air, beberapa

jasad tertentu dapat dijadikan jasad parameter / indikator alami terhadap kehadiran

pencemaran oganik. Misalnya bakteri Sphaerotilus sebagai petunjuk kandungan senyawa

organik tinggi dalam air. Mikroalga Anabaena dan Mycrocystis dapat menjadi petunjuk

untuk kehadiran senyawa fosfat yang tinggi.

Pengaruh utama dari meningkatnya eutrofikasi pada ikan adalah disebabkan oleh

berkurangnya oksigen yang terlarut. Berkembangnya ganggang beracun pada umumnya

meningkat dengan meningkatnya eutrofikasi. Hal ini dapat menyebabkan kematian

sejumlah besar mahluk hidup air dan hewan daratan yang menggunakan air (Connel dan

Miller, 1995).

V. KESIMPULAN / PENUTUP

Dari pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa:

1. Eutrofikasi adalah suatu proses yang terjadi karena danau semakin kaya oleh unsur

hara. Hal ini dapat terjadi secara alami atau secara buatan karena campur tangan manusia.

19

2. Ada beberapa unsur hara yang menyebabkan kesuburan danau, namun yang

berperan utama dalam proses eutrofikasi adalah Nitrogen dan Fosfor yang berasal dari:

produksi alami, limbah rumah tangga, erosi, limbah ternak, pupuk dan penguraian bahan

organik.

3. Eutrofikasi dapat menyebabkan: Ledakan populasi ganggang, berkembangnya

gulma air, deoksigenasi dan kematian ikan serta mempercepat pengotoran air (berlumpur)

dan pendangkalan air danau.

Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air untuk dipergunakan bagi pemenuhan

tertentu kehidupan manusia, seperti untuk air minum, mengairi tanaman, minuman ternak

dan sebagainya (Arsyad, 1989). Salah satu potensi sumber daya air yang strategis dan

banyak dimanfaatkan untuk berbagai aktivitas pembangunan adalah air sungai. Air

sungai merupakan sumberdaya alam yang potensial menerima beban pencemaran limbah

kegiatan manusia seperti: kegiatan industri, pertanian, peternakan dan rumah tangga.

Akibat menurunnya kualitas air, kuantitas air yang memenuhi kualitas menjadi

berkurang. Mengingat sungai merupakan sumberdaya air yang penting untuk menunjang

pembangunan ekonomi dan kesejahteraan manusia, maka fungsi sungai sebgai

sumberdaya air harus dilestarikan agar dapat menunjang pembangunan secara

berkelanjutan.

Menurut Direktorat Pengendali Masalah Air (1975) dalam Wardhani (2002),

pencemaran air merupakan segala pengotoran atau penambahan organisme atau zat-zat

lain ke dalam air, sehingga mencapai tingkat yang mengganggu penggunaan dan

pemanfaatan serta kelestarian perairan tersebut. Masalah pencemaran air berhubungan

erat dengan kualitas air. Data kualitas air dibutuhkan dalam manajemen sungai sebagai

dasar untuk penentuan karakteristik fisik dan kimia sungai.

Sungai memiliki kualitas air yang selalu berubah dari waktu ke waktu (dinamis).

Perubahan ini dapat disebabkan oleh musim, jenis dan jumlah limbah yang masuk serta

debit. Menurut Alaerts dan Santika (1984) dalam Wardhani (2002), terdapat sumber

pencemar yang diakibatkan oleh perubahan sesuatu faktor dalam sungai. Misalnya pada

musim hujan, air hujan mengadakan pengotoran dan akan terjadi pengenceran

(konsentrasi pencemar yang mungkin ada dapat berkurang). Tetapi ada faktor lain yang

20

berubah yaitu akibat kecepatan aliran dalam sungai atau saluran bertambah. Endapan

pada dasar sungai dapat tergerus dan terbawa oleh aliran sungai sehingga kekeruhan naik

secara drastis dan endapan sungai yang sudah membusuk pada dasar sungai tersebut

bercampur dengan air yang segar pada lapisan atas. Dalam hal ini pencemaran akan

terjadi tergantung dari mampu tidaknya efek penggelontoran air mengimbangi efek

bertambahnya kekeruhan dan endapan organis yang tergerus tadi.

Menurut Mantiri (1994) dalam Wardhani (2002), masuknya limah ke dalam

badan air seperti sungai, danau ataupun laut akan menurunkan kualitas air serta

mengubah kondisi ekologi perairan. Pengaruh pencemaran air limbah terhadap kualitas

air dapat dilihat dari sifat fisik, kimia dan biologi perairan. Sifat fisik antara lain adalah

peningkatan kekeruhan, padatan tersuspensi, air menjadi berbau dan berwarna.

Sedangkan sifat kimia dan biologi adalah meningkatnya kandungan nutrien dan logam-

logam dan bakteri.

Beberapa akibat pencemaran sungai, terutama oleh industri dan pemukiman

menurut Klein (1972) dalam Wardhani (2002) adalah sebagai berikut :

1. Bahan organik yang dapat terfermentasi akan terurai. Karena proses penguraiannya

membutuhkan oksigen, maka jika bahan organik yang terdapat diperairan jumlahnya

berlebihan akan terjadi deoksigenasi yang dapat menyebabkan kematian ikan.

2. Padatan tersuspensi akan mengendap di dasar sungai sehingga menyebabkan

pendangkalan serta merusak berbagai organisme akuatik.

3. Bahan-bahan korosif (asam dan basa) dan bahan-bahan beracun (sianida, fenol, Zn,

Cu) menyebabkan kematian ikan, bakteri serta organisme akuatik lain.

4. Beberapa jenis pencemaran industri mengakibatkan peningkatan turbiditas,

perubahan warna, timbulnya busa, perubahan suhu dan radioaktivitas.

5. Bahan-bahan yang menimbulkan rasa dan bau, kesadahan yang tinggi, bahan-bahan

beracun serta berbagai logam berat menyebabkan air sungai tidak dapat digunakan

sebagai air baku untuk air minum.

6. Ketidakseimbangan ekologi mengakibatkan melimpahnya beberapa spesies tertentu

yang semakin menurunkan kualitas perairan.

21

Sutrisno (1987), Air sangat dibutuhkan oleh semua makhluk di dunia, khususnya sebagai

air minum. Air juga dapat menimbulkan gangguan kesehatan terhadap penggunanya, hal

ini disebabkan karena :

1. Adanya kemampuan air untuk melarutkan bahan-bahan padat, gas dan bahan cair

lainnya, sehingga semua air alam mengandung mineral dan zat-zat lain dalam larutan

yang diperoleh dari udara dan tanah. Kandungan bahan atau zat dalam air dengan

konsentrasi tertentu dapat menimbulkan efek gangguan kesehatan untuk pemakainya.

2. Air sebagai faktor utama dalam penularan berbagai penyakit. Dalam hubungannya

dengan kebutuhan manusia akan air minum, dan efek yang akan ditimbulkannya maka,

perlu ditetapkan standar kualitas air minum.

Menurut peraturan Menteri Kesehatan, tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air

minum dikatakan bahwa standar persyaratan kualitas air minum perlu ditetapkan dengan

pertimbangan sebagai berikut :

1. Air minum yang memenuhi syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam

rangka pemeliharaan, perlindungan dan mempertinggi derajat kesehatan rakyat.

2. Perlu mencegah adanya penyediaan dan pembagian air minum untuk umum yang

tidak memenuhi syarat-syarat kesehatan.

Pada saat ini, ada beberapa jenis standar kualitas air minum baik yang bersifat nasional

maupun internasional. Kualitas air yang bersifat nasional hanya berlaku untuk negara

yang menetapkan standar, sedangkan yang bersifat internasional berlaku pada negara

yang belum memiliki standar kualitas air tersendiri. Namun standar internasional ini

dapat digunakan di negara man saja dengan menyesuaikan kondisi dan situasi negara

yang bersangkutan (Sutrisno, 1987).

22