KIMIA LINGKUNGAN

SIKLUS HIDROLOGI, IKATAN HIDROGEN, SIFAT

ANOMALI AIR, JENIS-JENIS PENCEMARAN,

EUTROFIKASI, ASIDITAS, ALKALINITAS DAN SALINITAS

Oleh:

Abdul Asis

0090540028

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS CENDERAWASIH

JAYAPURA

2013

1. SIKLUS HIDROLOGI

Siklus hidrologi adalah pergerakan air di bumi berupa cair, gas, dan padat baik proses

di atmosfer, tanah dan badan-badan air yang tidak terputus melalui proses kondensasi,

presipitasi, evaporasi dan transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan

kunci proses siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu. Air berevaporasi,

kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk air, es, atau kabut. Pada perjalanan menuju

bumi beberapa presipitasi dapat berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang

kemudian diintersepsi oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus

hidrologi terus bergerak secara kontinu.

Secara umum siklus hidrologi di mulai dari lautan dan dapat

diterangkan sebagai berikut; air menguap akibat panasnya matahari.

Penguapan ini terjadi pada air permukaan, air yang berada di dalam

lapisan tanah bagian atas(evaporasi), air yang ada didalam

tumbuhan(transpirasi), hewan dan manusia(transpirasi respirasi). Uap air

ini memasuki atmosfir. Didalam atmosfir uap ini akan menjadi awan, dan

dalam kondisi cuaca tertentu dapat mendingin dan berubah bentuk

menjadi tetesan-tetesan air dan jatuh kembali kepermukaan bumi sebagai

hujan. Air hujan ini ada yang mengalir langsung masuk kedalam

permukaan(runoff), ada yang meresap kedalam tanah(perkolasi) dan

menjadi air tanah, baik yang dangkal maupun yang dalam dan ada juga

yang diserap oleh tumbuhan. Air tanah akan timbul kepermukaan sebagai

mata air dan menjadi air permukaan. Air permukaan bersama-sama

dengan air tanah dangkal dan air yang berada dalam tubuh akan

menguap kembali menjadi awan, maka siklus hidrologis akan kembali

berulang (Mulia, 2005).

Siklus hidrologi dibedakan ke dalam tiga jenis yaitu:

Siklus Pendek : Air laut menguap kemudian melalui proses kondensasi berubah menjadi butir-butir air yang halus atau awan dan selanjutnya hujan langsung jatuh ke laut dan akan kembali berulang.

Siklus Sedang : Air laut menguap lalu dibawa oleh angin menuju daratan dan melalui proses kondensasi berubah menjadi awan lalu jatuh sebagai hujan di daratan dan selanjutnya meresap ke dalam tanah lalu kembali ke laut melalui sungai-sungai atau saluran-saluran air.

Siklus Panjang : Air laut menguap, setelah menjadi awan melalui proses kondensasi, lalu terbawa oleh angin ke tempat yang lebih tinggi di daratan dan terjadilah hujan salju atau es di pegunungan-pegunungan yang tinggi. Bongkah-bongkah es mengendap di puncak gunung dan karena gaya beratnya meluncur ke tempat yang lebih rendah, mencair terbentuk gletser lalu mengalir melalui sungai-sungai kembali ke laut.

Unsur-unsur utama dalam siklus hidrologi :

Evaporasi: penguapan dari badan air secara langsung Transpirasi: penguapan air yang terkandung dalam tumbuhan Respirasi: penguapan air dari tubuh hewan dan manusia Evapotranspirasi: perpaduan evaporasi dan transpirasi Kondensasi: proses perubahan wujud uap air menjadi titik-titik air sebagai hasil

pendinginan Presipitasi: segala bentuk curahan atau hujan dari atmosfer ke bumi yang meliputi

hujan air, hujan es, hujan salju Infiltrasi: air yang jatuh ke permukaan tanah dan meresap ke dalam tanah Perkolasi: air yang meresap terus sampai ke kedalaman tertentu hingga mencapai air

tanah atau groundwater Run off: air yang mengalir di atas permukaan tanah melalui parit, sungai, hingga

menuju ke laut.

Jumlah air di bumi secara keseluruhan relatif tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya.

Gambar 2. Kesetimbangan dan pergerakan air secara hidrologis. (Sumber: Viessman et.al., 1989).

2. IKATAN HIDROGEN YANG TERJADI DALAM AIR

Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi

antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari

kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan

kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini

dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk

molekul keseluruhan yang penting.

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang

mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan

berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan

besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol-1) hingga tinggi (>155 kJ mol-1).

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara

atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan

hidrogen yang terbentuk.

Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan

hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan

hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar

daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling

tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam

florida. Jika tidak mempunyai sifat ini maka pada suhu yang normal tidak ada laut, danau,

sungai, tumbuhan, atau binatang dibumi ini karena air akan habis menguap.

3. SIFAT ANOMALI AIR

Definisi anomali air adalah sifat kekecualian air. Pada umumnya, suatu zat akan

memuai jika dipanaskan dan akan menyusut jika didinginkan, tetapi air mempunyai sifat

khas. Jika air dipanaskan antara suhu nol derajat celcius, sampai empat derajat celcius,

volumnya akan menyusut. Hal ini karena molekul H2O dalam bentuk padat (es) penuh

dengan rongga, sedangkan dalam bentuk cair (air) lebih rapat. Dengan demikian, pada saat

dipanaskan, molekul H2O (es) akan merapat lebih dahulu, akibatnya volumnya menyusut.

Oleh karena itu, es juga terapung di air.

Kita lebih beruntung dengan adanya anomali air. Air yang mendingin atau membeku,

mulai pada suhu 0-4 derajat celcius akan mengembang (volume membesar). Sifat termal air

ini dikenal sebagai anomali air. Meskipun namanya anomali (menyimpang), namun karena

sifat inilah maka kehidupan mahluk hidup lebih sempurna. Berikut ini beberapa catatan

“keuntungan adanya anomali air”, Air yang membeku dalam bebatuan, karena volumenya

membesar maka mampu memecahkan bebatuan, dengan begitu mineral dalam batuan bisa

keluar dan memberikan manfaat bagi kehidupan (tumbuhan dan lain-lain). Jadi kemampuan

air untuk masuk pada celah-celah bebatuan. Pada suhu 4 derajat, ukuran air (volume) paling

kecil, kemudian akan membesar sampai ke titik beku.

Kemampuan air ini, memungkinkan proses penghancuran batuan terjadi secara

alamiah dan terbentuklah tanah untuk kehidupan. Air yang membeku, menjadi gunungan es

akan mengapung di permukaan laut. Tentu akan kehidupan akan lebih sulit terjadi di laut, jika

volume air ketika membeku sama saja berat massanya dengan cair.

Air pada kondisi dingin mendekati titik beku, membesar karena setiap 6 molekul air

membentuk heksagonal dan dapat menangkap molekul udara lebih banyak. Karena itu pula,

air dalam kondisi ini membuat :”dingin lebih nikmat”, kandungan oksigen dalam air lebih

banyak dari pada temperatur kamar. Sifat “anomali air” juga mempengaruhi cuaca,

keseimbangan iklim sehingga cuaca di muka bumi tidak terlalu panas, tidak terlalu dingin.

Tentu pula kita harus memperhatikan sifat lainnya dari air seperti tegangan air (yang

memungkinkan tanaman “minum” air). Pengetahuan tentang ini dibahas lebih mendalam

pada kondisi anomali air hangat/panas (warm water anomaly).

4. JENIS-JENIS PENCEMARAN AIR

Menurut Undang-undang Pokok Pengelolaan Lingkungan Hidup No. 4 tahun 1982,

pencemaran lingkungan atau polusi 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 tidak dapat berfungsi lagi sesuai

dengan peruntukkannya.

Yang dikatakan sebagai polutan adalah suatu zat atau bahan yang kadarnya melebihi

ambang batas serta berada pada waktu dan tempat yang tidak tepat, sehingga merupakan

bahan pencemar lingkungan, misalnya: bahan kimia, debu, panas dan suara. Polutan tersebut

dapat menyebabkan lingkungan menjadi tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya dan

akhirnya malah merugikan manusia dan makhluk hidup lainnya.

Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air

seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Danau, sungai, lautan dan

air tanah adalah bagian penting dalam siklus kehidupan manusia dan merupakan salah satu

bagian dari siklus hidrologi. Selain mengalirkan air juga mengalirkan sedimen dan polutan.

Dalam PP No 20/1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air, pencemaran air di definisikan

sebagai : “Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi,

dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas dari air

tersebut turun hingga batas tertentu yang menyebabkan air tidak berguna lagi sesuai dengan

peruntukannya.(Pasal 1, angka 2).

1. Sumber Pencemaran Air

Berdasarkan defisini dari pencemaran air, dapat diketahui bahwa penyebab pencemaran

air  dapat berupa masuknya makhluk hidup, zat, energi ataupun komponen lain sehingga

kualias air menurun dan air pun tercemar.

Banyak penyebab pencemaran air, tetapi secara umum dapat dikategorikan menjadi 2

(dua) yaitu sumber kontaminan langsung dan dan tidak langsung. Sumber langsung meliputi

efluen yang keluar industri, TPA sampah, rumah tangga dan sebagainya. Sumber tak

langsung adalah kontaminan yang memasuki badan air dari tanah, air tanah atau atmosfir

berupa hujan. Pada dasarnya sumber pencemaran air berasal dari industri, rumah tangga

(pemukiman) dan pertanian. Tanah dan air mengandung sisa dari aktifitas pertanian seperti

pupuk dan pestisida. Kontaminan dari atmosfir juga berasal dari aktifitas manusia yaitu

pencemaran udara yang menghasilkan hujan asam.

Selain itu pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang

berbeda-beda, seperti :

Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi.

Sampah organik seperti air comberan (sewage) menyebabkan peningkatan kebutuhan

oksigen pada air yang menerimanya yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang

dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem.

Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti logam

berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek

termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga

mengurangi oksigen dalam air. Seperti limbah pabrik yg mengalir ke sungai seperti di

sungai citarum

Zaman sekarang ini manusia telah mengenal banyak sekali jenis-jenis zat kimia. Dan

hampir 100.000 zat kimia digunakan secara komersil. Sebagian besar sisa zat kimia tersebut

dibuang ke badan air atau air tanah. Seperti pestisida yang digunakan di pertanian, industri

atau rumah tangga, deterjen yang digunakan di rumah tangga, atau PCBs yang biasa

digunakan dalam alat-alat elektronik.

1.1    Bahan Buangan Padat

Bahan buangan padat adalah bahan buangan yang berbentuk padat, baik yang kasar maupun

yang halus, misalnya sampah. Buangan tersebut bila dibuang ke air menjadi pencemaran dan

akan menimbulkan pelarutan, pengendapan ataupun pembentukan koloidal.

1.2    Bahan buangan organik dan olahan bahan makanan

Bahan buangan organic umumnya berupa limbah yang dapat membusuk atau terdegradasi oleh mikroorganisme, sehingga bila dibuang ke perairan akan menaikkan populasi mikroorganisme.

Limbah domestik kerapkali mengandung sabun dan deterjen. Keduanya merupakan

sumber potensial bagi bahan pencemar organik. Sabun adalah senyawa garam dari

asam lemak tinggi, seperti natrium stearat. Pencucian dengan sabun dihasilkan dari

kekuatan pengemulsi dan kemampuan menurunkan tegangan air. Sabun dapat

mengemulsi dan mensuspensi bahan organik dalam air. Sabun yang masuk ke air

buangan biasanya langsung terendap sebagai garam-garam kalsium dan magnesium.

Pengaruh sabun dalam larutan dapat dihilangkan dengan biodegradasi. Sedangkan

detergen adalah bahan surfaktan atau bahan aktif permukaan yang beraksi dalam

menjadikkan air menjadi lebih basah. Pengaruh detergen dalam air buangan adalah

estetik dan dapat berbahaya pada kehidupan akuatik.

Amonia merupakan produk utama dari penguraian (pembusukan) limbah nitrogen.

Kehadiran senyawa nitrogen dalam bentuk amonia memberikan masalah terhadap

kualitas air

Hidrogen Sulfida dihasilkan dari proses pembusukan bahan-bahan organik yang

mengandung belerang oleh bakteri anaerob, dari hasil reduksi dengan kondisi anaerob

terhadap sulfat oleh mikroorganisme dan dari air panas bumi.

Karbondioksida bebas, seringkali terdapat dalam air dalam konsentrasi tinggi

sehubungan terjadinya pembusukan bahan organik. CO2 digunakan untuk

‘melunakkan air’. Kandungan CO2 yang cukup tinggi, akan lebih bersifat korosif dan

akan membahayakan kehidupan biota akuatik.

1.3    Bahan buangan anorganik

Bahan buangan anorganik sukar didegradasi oleh mikroorganisme, umumnya adalah logam.

Apabila masuk ke perairan, maka akan terjadi peningkatan jumlah ion logam dalam air.

Unsur logam berat merupakan logam yang paling berbahaya dari unsur-unsur zat pencemar.

Seperti timbal (Pb), kadmium (Cd), dan merkuri (Hg). Logam-logam ini mempunyai afinitas

sangat besar terhadap belerang sehingga dapat menyerang ikatan-ikatan belerang dalam

enzim sehingga enzim yang diserang menjadi tidak berfungsi. Unsur metaloid, yaitu Arsen

(As), Selenium (Se), dan Antimon (Sb) juga merupakan zat pencemar air yang berbahaya.

Arsen terdapat pada konsentrasi rata-rata 2-5 ppm dalam kerak bumi. Pembakaran

bahan bakar fosil terutama batu bara, mengeluarkan sejumlah warangan (As2O3) ke

lingkungan, di mana sebagian besar akan masuk ke perairan. Sumber utama dari arsen

adalah hasil akhir pertambangan logam yang terakumulasi sebagai limbah. Sama

seperti merkuri, oleh bakteri beberapa proses dapat terjadi pada arsen sehingga

terbentuk senyawa-senyawa metil yang sangat toksik.

H3AsO4 + 2H+ + 2 e à H3AsO3 + H2O

H3AsO3    metil kobalamin     CH3AsO (OH)2  (asam metil arsenit)

Kadmium dalam air berasal dari pembuangan limbah industri dan limbah

pertambangan. Kadmium digunakan dalam proses pelapisan logam. Keracunan

kadmium di Jepang disebut “hai-hai” di mana sungai Jitusu tercemar kadmium dari

kegiatan pertambangan. Lapisan permukaan air yang bersifat aerobik mengandung

kadmium terlarut dalam konsentrasi relatif tinggi terutama dalam bentuk ion CaCl+.

Di lapisan tengah perairan yang kondisinya anaerob, hanya mengandung sedikit

kadmium karena terjadi proses reduksi oleh mikroba yang mereduksi Sulfat menjadi

sulfida kemudian mengendapkanCaCl+ menjadi CdS.

Timbal terdapat dalam air dengan biloks +II dan dikeluarkan oleh sejumlah industri

dan pertambangan. Daya racun timbal yang akut pada perairan alami menyebabkan

kerusakan pada ginjal, hati, otak bahkan kematian.

Merkuri masuk ke perairan berasal dari berbagai sumber yang timbul dari penggunaan

unsur tersebut oleh manusia seperti buangan laboratorium kimia, buangan farmasi,

limbah tambang emas. Toksisida merkuri secara tragis terjadi di Teluk Minamata

Jepang yang disebabkan mengkonsumsi ikan yang terkontaminasi oleh merkuri.

Merkuri dengan konsentrasi tinggi terdapat pada jaringan ikan yang berasal dari

pembentukan ion monoetil merkuri yang larut, CH3Hg+ dan (CH3)2Hg dan pada

bakteri anaerob di dalam sedimen.

1.4    Bahan buangan cairan berminyak

Bahan buangan berminyak yang dibuang ke air lingkungan akan mengapung menutupi

permukaan air. Jika bahan buangan minyak mengandung senyawa yang volatile, maka akan

terjadi penguapan dan luas permukaan minyak yang menutupi permukaan air akan menyusut.

Penyusutan minyak ini tergantung jenis minyak dan waktu. Lapisan minyak pada permukaan

air dapat terdegradasi oleh mikroorganisme tertentu, tetapi membutuhkan waktu yang lama.

1.5    Bahan buangan berupa panas

Perubahan kecil pada temperatur air lingkungan bukan saja dapat menghalau ikan atau

spesies lainnya, namun juga akan mempercepat proses biologis pada tumbuhan dan hewan

bahkan akan menurunkan tingkat oksigen dalam air. Akibatnya akan terjadi kematian pada

ikan atau akan terjadi kerusakan ekosistem.

1.6 Bahan buangan radioaktif

Inti radioaktif atau radionuklida terbentuk dalam jumlah yang sangat besar, sebagaiproduk

sampah dalam pembangkit tenaga nuklir. Inti radioaktif berbeda dengan inti lain dalam

mengeluarkan radiasi ionisasinya. Bahaya radiasi bagi organisme hidup disebabkan karena

reaksi-reaksi kimia berbahaya di dalam jaringan. Jaringan ikatan dalam makromolekul yang

menyelenggarakan proses kehidupan dihancurkan.

2. Dampak Pencemaran Air

Bibit- bibit penyakit berbagai zat yang bersifat racun dan bahan radioaktif dapat

merugikan manusia. Berbagai polutan memerlukan O2 untuk penguraiannya. Jika O2 kurang,

penguraiannya tidak sempurna dan menyebabkan air berubah warnanya dan berbau busuk.

Bahan atau logam yang berbahaya seperti arsenat, uradium, krom, timah, air raksa, benzon,

tetraklorida, karbon dan lain- lain dapat merusak organ tubuh manusia atau dapat

menyebabkan kanker. Sejumlah besar limbah dari sungai akan masuk ke laut.

Polutan ini dapat merusak kehidupan air sekitar muara sungai dan sebagian kecil laut

muara. Bahan- bahan yang berbahaya masuk ke laut atau samudera mempunyai akibat jangka

panjang yang belum diketahui. Banyak jenis kerang- kerangan  yang mungin mengandung

zat- zat yang berbahaya untuk dimakan. Laut dapat pula tercemar oleh yang asalnya mungkin

dari pemukiman, pabrik, melalui sungai, atau dari kapal tanker yang rusak. Minyak dapat

mematikan burung dan hewan laut lainnya, sebagai contoh efek keracunan dapat dilihat di

Jepang. Merkuri yang dibuang oleh sebuah industri ke teluk minamata terakumulasi di

jaringan tubuh ikan dan masyarakat yang mengkonsumsinya menderita cacat dan meninggal.

Banyak akibat yang ditimbulkan oleh polusi air, diantaranya:

Terganggunya kehidupan organisme air karena berkurangnya kandungan oksigen

Terjadinya ledakan ganggang dan tumbuhan air

Pendangkalan dasar perairan

Tersumbatnya penyaring reservoir, dan menyebabkan perubahan ekologi

Dalam jangka panjang mengakibatkan kanker dan kelahiran cacat

Akibat penggunaan pestisida yang berlebihan selain membunuh hama dan penyakit,

juga membunuh serangga dan makhluk yang berguna terutama predator

Kematian biota kuno, seperti plankton, ikan bahkan burung

Dapat mengakibatkan mutasi sel kanker dan leukemia

3. Dampak Pencemaran Air di Lingkungan Sekitar

Pencemaran air berdampak luas, misalnya dapat meracuni sumber air minum, meracuni

makanan hewan, ketidakseimbangan ekosistem sungai dan danau, pengrusakan hutan akibat

hujan asam, dan sebagainya. Di badan air, sungai dan danau, nitrogen dan fosfat (dari

kegiatan pertanian) telah menyebabkan pertumbuhan tanaman air yang di luar kendali

(eutrofikasi berlebihan). Ledakan pertumbuhan ini menyebabkan oksigen, yang seharusnya

digunakan bersama oleh seluruh hewan/tumbuhan air, menjadi berkurang. Ketika tanaman air

tersebut mati, dekomposisi mereka menyedot lebih banyak oksigen. Sebagai akibatnya, ikan

akan mati, dan aktivitas bakteri menurun.

Dampak pencemaran air pada umumnya dibagi atas 4 kelompok, yaitu :

Dampak terhadap kehidupan biota air

Dampak terhadap kualitas air tanah

Dampak terhadap kesehatan

Dampak terhadap estetika lingkungan

3.1    Dampak terhadap kehidupan biota air

Banyaknya zat pencemaran pada air limbah akan menyebabkan menurunnya kadar oksigen

terlarut dalam air tersebut. Sehingga mengakibatkan kehidupan dalam air membutuhkan

oksigen terganggu serta mengurangi perkembangannya.

Akibat matinya bakteri-bakteri, maka proses penjernihan air secara alamiah yang seharusnya

terjadi pada air limbah juga terhambat. Dengan air limbah yang sulit terurai. Panas dari

industri juga akan membawa dampak bagi kematian organisme, apabila air limbah tidak

didinginkan terlebih dahulu.

3.2    Dampak terhadap kualitas air tanah

Pencemaran air tanah oleh tinja yang biasa diukur dengan faecal coliform telah terjadi dalam

skala yang luas, hal ini dibuktikan oleh suatu survey sumur dangkal di Jakarta. Banyak

penelitian yang mengindikasikan terjadinya pencemaran tersebut.

3.3    Dampak terhadap kesehatan

Peran air sebagai pembawa penyakit menular bermacam-macam antara lain :

Air sebagai media untuk hidup mikroba pathogen,

Air sebagai sarang insekta penyebar penyakit,

Jumlah air yang tersedia tidak cukup, sehingga manusia bersangkutan tak dapat

membersihkan diri,

Air sebaga media untuk hidup vector penyakit.

5.4    Dampak terhadap estetika lingkungan

Dengan semakin banyaknya zat organik yang dibuang ke lingkungan perairan, maka perairan

tersebut akan semakin tercemar yang biasanya ditandai dengan bau yang menyengat

disamping tumpukan yang dapat mengurangi estetika lingkungan. Masalah limbah minyak

atau lemak juga dapat mengurangi estetika lingkungan.

5. EUTROFIKASI

Eutrofikasi merupakan pengkayaan (enrichment) air dengan adanya nutrient (nitrogen

dan fosfor) yang berupa bahan anorganik dan sanat dibutuhkan oleh tumbuhan dan dapat

mengakibatkan terjadinya peningkatan produktivitas primer perairan (Mason, 1993). Proses

pengkayaan unsur hara pada daerah perairan merupakan suatu proses yang penting dalam

pencemaran air. Adanya proses pengkayaan unsure hara pada air, menyebabkan ransangan

terhadap pertumbuhan ganggang dan makrofit. Pertumbuhan ganggang dan makrofit yang

abnormal akan menyebabkan memburuknya sumber daya perikanan dan menurunnya kualitas

air.

Menurut Goldmen and Horne (1983), eutrofikasi perairan danau dibagi menjadi dua

yaitu eutrofikasi kultural (cultural eutrophication) dan eutrofikasi alamiah (natural

eutrophication). Eutrofikasi kultural disebabkan oleh terjadinya proses peningkatan unsur

hara di perairan oleh aktivitas manusia yang terjadi di sepanjang aliran sungai masuk inlet ke

perairan danau (Payne, 1986). Sedangkan eutrofikasi alamiah (natural eutrophication) terjadi

akibat adanya aliran yang masuk yang membawa detritus tanaman, garam-garaman dan

disimpan dalam badan air selama waktu geologis. Kondisi ini akan terjadi apabila tanpa

campur tangan manusia yang sifatnya mengganggu (Goldmen and Horne, 1983).

Limbah yang masuk ke perairan secara terus-menerus, terutama limbah organik dapat

menyebabkan terjadinya pengkayaan terhadap hara yang ada di badan air, sehingga dapat

menghasilkan suksesi perairan yang disebut eutrofikasi. Eutrofikasi dapat dikarenakan

beberapa hal, diantaranya: karena ulah manusia yang tidak ramah terhadap lingkungan.

Aktivitas manusia di bidang pertanian menyumbang penggaruh besar terhadap terjadinya

eutrofikasi. Para petani biasanya menggunakan pestisida atau insektisida untuk memberantas

hama tanaman agar tanaman tidak rusak. Namun botol-botol bekas pestisida atau insektisida

tersebut dibuang secara sembarangan baik di sekitar lahan pertanian maupun di daerah aliran

air seperti sungai dan parit. Hal inilah yang mengakibatkan pestisida dapat berada di tempat

lain yang jauh dari area pertanian karena mengikuti aliran air hingga sampai ke sungai-sungai

atau danau di sekitarnya. Selain itu, limbah organik yang berasal dari sisa-sisa atau buangan

dari rumah tangga, industri, pemukiman, peternakan, dan perikanan juga dapat menyebabkan

terjadinya eutrofikasi. Limbah organik tersebut berupa bahan organik yang biasanya tersusun

oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral lainnya. Limbah organik

yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid, tersuspensi dan

terlarut. Pada umumnya, limbah organik yang berbentuk padatan akan langsung mengendap

menuju dasar perairan sedangkan bentuk lainnya berada di badan air, baik di bagian yang

aerob maupun anaerob. Semakin terakumulasinya limbah organik dalam perairan dapat

menurunkan kualitas perairan, sehingga dapat membahayakan bagi kehidupan organisme

perairan. Proses terjadinya pengkayaan perairan tawar oleh unsur hara berlangsung dalam

waktu yang cukup lama, namun proses tersebut dapat dipercepat oleh berbagai aktivitas

penduduk di sekitar perairan. Peningkatan jumlah penduduk yang semakin tinggi di sekitar

perairan, dapat mengganggu keseimbangan lingkungan perairan. Hal ini akan memberikan

kontribusi pada laju penambahan zat hara dan limbah organik lainnya yang masuk ke badan

air. Jumlah unsur hara yang masuk ke badan perairan biasanya lebih besar dari pemanfaatan

unsur hara tersebut oleh biota perairan, sehingga akan terjadi penyuburan yang berlebihan

(Ahl, 1980). Proses ini akan menjadi masalah besar jika perairan telah mulai menunjukkan

gejala-gejala adanya eutrofikasi yaitu apabila telah terjadi peningkatan produktivitas yang

disebabkan oleh masuknya bahan organik yang cukup drastik, sehingga dapat mempercepat

terjadinya pengkayaan dan terjadinya pencemaran. Pengisian dan peningkatan sedimen secara

cepat akan menyebabkan semakin cepat pula terbetuknya rawa dan hilangnya perairan

(Payne, 1986). Menurut Goldman & Horne (1983) dan Sastrawijaya (2000), fosfor dan

nitrogen merupakan unsur pembatas dalam proses eutrofikasi. Bila rasio N dan P > 12, maka

sebagai faktor pembatas adalah P, sedangkan rasio N dan P < 7 sebagai pembatas adalah N.

Rasio N dan P yang berada antara 7 dan 12 menandakan bahwa N dan P bukan sebagai faktor

pembatas (non-limiting factor).

Gejala eutrofikasi di perairan danau biasanya ditunjukkan dengan melimpahnya

konsentrasi unsur hara dan perubahan parameter kimia seperti oksigen terlarut (DO),

kandungan klorofil-a dan turbiditas serta produktivitas primer. Adanya Eutrofikasi pada suatu

perairan juga dapat diketahui apabila telah terjadi perubahan warna air menjadi kehijauan, air

yang keruh dan berbau busuk.

Limbah organik yang masuk ke suatu perairan akan mengalami dekomposisi dan

menghasilkan senyawa nutrien (nitrogen dan fosfor) yang menyuburkan perairan. Nitrogen

dan Fosfor merupakan unsur kimia yang diperlukan alga (fitoplankton) untuk hidup dan

pertumbuhannya. Peningkatan kelimpahan fitoplankton akan diikuti dengan peningkatan

kelimpahan zooplankton. Dikarenakan fitoplankton dan zooplankton adalah makanan utama

ikan, maka kenaikan kelimpahan keduanya akan menaikan kelimpahan (produksi) ikan dalam

badan air tersebut. Akan tetapi peningkatan konsentrasi nutrien yang berkelanjutan dalam

badan air, apalagi dalam jumlah yang cukup besar akan menyebabkan badan air menjadi

sangat subur atau eutrofik dan akan merangsang fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang-

biak dengan pesat sehingga terjadi blooming sebagai hasil fotosintesa yang maksimal dan

menyebabkan peningkatan biomasa perairan tersebut.

Peningkatan biomassa perairan karena fitoplankton akan merugikan dan mengancam

keberlanjutan fauna karena perairan didominasi oleh fitoplankton yang tidak dapat dimakan

dan beracun. Blooming yang menghasilkan biomasa tinggi juga merugikan fauna karena

fenomena blooming selalu diikuti dengan penurunan oksigen terlarut secara drastis akibat

pemanfaatan oksigen yang berlebihan untuk dekomposisi biomasa (bahan organik) yang

mati. Rendahnya konsentrasi oksigen terlarut apalagi sampai batas nol akan menyebabkan

ikan dan fauna lainnya tidak bisa hidup dengan baik dan mati. Selain menekan oksigen

terlarut proses dekomposisi tersebut juga menghasilkan gas beracun seperti NH3 dan H2S

yang pada konsentrasi tertentu dapat membahayakan fauna air, termasuk ikan. Selain badan

air didominasi oleh fitoplankton yang tidak ramah lingkungan, eutrofikasi juga merangsang

pertumbuhan tanaman air lainnya, seperti eceng gondok (Eichhornia crassipes) dan hydrilla.

Oleh karena itu, pada rawa-rawa dan danau-danau yang telah mengalami eutrofikasi

tepiannya ditumbuhi dengan subur oleh tanaman air seperti eceng gondok (Eichhornia

crassipes) dan hydrilla. Selain menyuburkan fiplankton dan tanaman air, eutrofikasi juga

menyuburkan cyanobacteria (blue-green algae) yang diketahui mengandung toksin sehingga

membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan. Adanya cyanobacteria akan

meningkatnya penyakit kulit pada manusia.

6. ASIDITAS, ALKALINITAS , DAN SALINITAS

Asiditas

Adalah kapasitas air untuk menetralkan OH-. Penyebab asiditas adalah asam-asam lemah,

protein dan ion-ion logam yang bersifat asam, terutama Fe3+. Penentuan asiditas lebih sukar

dari alkalinitas karena adanya gas CO2 dan H2S yang keduanya mudah menguap dan mudah

hilang dari sampel yang diukur. Pada pengolahan air limbah, penentuan asiditas menjadi

penting untuk memperhitungkan jumlah kapur atau zat-zat lain yang harus ditambahkan

dalam proses pembiakan air limbah.

Alkalinitas

Merupakan kapasitas air untuk menerima protein. Alkalinitas penting dalam perlakuan air

seperti pada proses pengolahan air limbah industri atau domestic. Dengan mengetahui

alkalinitas, dapat dihitung jumlah bahan kimia yang harus ditambahkan dalam pengolahan air

limbah. Air yang sangat alkali atau bersifat basa mempunyai pH tinggi dan umumnya

mengandung padatan terlarut yang tinggi. Alkalinitas memegang peranan penting dalam

penentuan air untuk mendukung pertumbuhan ganggang dan kehidupan perairan lainnya.

Pada umumnya, komponen utama yang memegang peranan dalam menentukan alkalinitas

perairan adalah ion karbonat, ion bikarbonat dan ion hidroksil. Karena alkalinitas adalah

kapasitas air untuk menetralkan asam, sehingga penambahan alkalinitas lebih banyak

dibutuhkan untuk mencegah air tidak menjadi asam. Air dengan alkalinitas tinggi mempunyai

konsentrasi karbon organik yang tinggi. Dalam media dengan pH rendah, ion hidrogen dalam

air mengurangi alkalinitas.

Salinitas

Salinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat

mengacu pada kandungan garam dalam tanah.

Salinitas air berdasarkan persentase garam terlarut

Air tawar Air payau Air saline Brine

< 0,05 % 0,05—3 % 3—5 % >5 %

Kandungan garam pada sebagian besar danau, sungai, dan saluran air alami sangat kecil

sehingga air di tempat ini dikategorikan sebagai air tawar. Kandungan garam sebenarnya

pada air ini, secara definisi, kurang dari 0,05%. Jika lebih dari itu, air dikategorikan

sebagai air payau atau menjadi salinebila konsentrasinya 3 sampai 5%. Lebih dari 5%, ia

disebut brine.

Air laut secara alami merupakan air saline dengan kandungan garam sekitar 3,5%.

Beberapa danau garam di daratan dan beberapa lautan memiliki kadar garam lebih tinggi dari

air laut umumnya. Sebagai contoh, Laut Mati memiliki kadar garam sekitar 30%.