Upload
abdul-asis
View
167
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Kimia Lingkungan
Citation preview
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%.