HIDROSFER HIDROSFER () 3/2/2015 AIR. Air setetes menghidupkan Air sewabah mematikan. Materi Kuliah. Pendahuluan. Sumber daya air.

Transkripsi

1 HIDROSFER Materi Kuliah Pendahuluan Sumber daya air HIDROSFER () Ekosistem air Dr. Saiful, M.Si. JURUSAN KIMIA FMIPA UNIVERSITAS SYIAH KUALA-BANDA ACEH 2012 Pencemaran air dan penaggulangannya Konservasi air bersih Apa kaitan air dan kehidupan? HIDROSFER () Peran air di alam dan dalam kegiatan manusia sangat kompleks perlu pendekatan menyeluruh yang melihat interaksi manusia dengan air dalam konteks ekonomi, sosial dan lingkungan. Pengelolaan air tawar yang terbatas di Bumi merupakan isu penting dalam membangun masa depan yang berkelanjutan. Air setetes menghidupkan Air sewabah mematikan Filsafat Air by. Judith M. Tomasowa Jasa lingkungan Dampak Sosial Budaya Masyarakat Jumlah populasi Gaya hidup Budaya Organisasi sosial AIR Barang & jasa Tenaga kerja & institusi Lingkungan Sumber daya alam Ekonomi Atmosfer Pertanian Hidrosfer Rumah tangga Litosfer Industri Dampak Keragaman Transportasi hayati Jasa pelayanan Sumber: Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World: WMO Peran Air dalam Pembangunan Berkelanjutan KETERSEDIAAN AIR DI BUMI di atmosfer 0,001% sungai & danau 0,0001% es 1,75% air bawah tanah 0,72% Total milyar km 3 air laut 97,5% 70% dari permukaan Bumi adalah air; namun < 1% dari air tsb. adalah air tawar yang tersedia secara berkelanjutan untuk dimanfaatkan oleh manusia*. *air yang dapat dimanfaatkan adalah air sungai, danau, cadangan (mis. waduk) & sebagian air bawah tanah yang dapat diambil dengan biaya yg relatif murah. Air yang dapat Air tawar dimanfaatkan* 2,5 liter 0,003 liter Air total 100 liter (100%) (2,5%) (0,003%) = ½ sendok teh Ilustrasi: Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World/WMO 2002, Miller

2 Sebutkan Sumber-sumber Air Bersih? Air Permukaan (Laut, sungai, danau) Air tanah Air tawar Hanya 2,5% dari seluruh air di Bumi. Hanya 1% berada di permukaan Bumi. Hanya 1/ bagian yang mudah diakses untuk air minum dan irigasi. LAUTAN LAUTAN PERMASALAHAN UTAMA: Laut merupakan reservoar air terbesar di Bumi yang berfungsi sebagai: pengatur iklim. kompartemen penting dalam daur materi dan aliran energi. habitat makhluk hidup (& sumber pangan bagi manusia). sumber mineral dan energi (minyak bumi, gelombang pasangsurut). media transportasi. pengencer limbah. Tetapi air laut tidak dapat digunakan untuk keperluan domestik, industri atau pertanian yang menggunakan air tawar; kecuali bila dilakukan proses desalinasi yang sangat mahal. Perusakan ekosistem (mis. perusakan terumbu karang dan hutan bakau, pengambilan pasir). Menjadi tempat pembuangan terakhir bagi segala pencemar air, udara dan tanah, termasuk senyawa beracun dan tumpahan minyak ( membahayakan sumber daya hayati, membahayakan kesehatan manusia, menghambat aktivitas laut & mengurangi kenyamanan). Penangkapan ikan (pengambilan sumberdaya) yang berlebihan. Peningkatan permukaan laut dan perubahan iklim. Penguin yg. terkena tumpahan minyak Ilustrasi: Art Explosion Ilustrasi: Air tawar : air bawah tanah Permasalahan utama (air permukaan) 1 Pengeringan atau gangguan terhadap kondisi alami (mis. dampak pembuatan waduk, irigasi, pengeringan lahan basah). 2 Pencemaran*. (SUMUR ARTESIS) Air bawah tanah (ground water) atau akifer (aquifer) adalah air yang terdapat pada pori-pori tanah-pasir-kerikil-batuan yang telah jenuh terisi air. Akifer tak tertekan (unconfined aquifer) mendapatkan air dari infiltrasi. Akifer tertekan (confined aquifer) terdapat di antara lapisan yang kurang permeabel; airnya berasal dari daerah pengisian (recharge) atau resapan air di perbukitan. Muka air tanah (water table): garis batas antara air tanah dengan air bawah tanah yang jenuh. Muka air tanah ini naik pada musim hujan, turun pada musim kemarau. Jumlah air bawah tanah 40X lebih banyak daripada air permukaan, tetapi penyebarannya tidak merata. Pergerakan air bawah tanah sangat lambat (+ 1 m/tahun). Ilustrasi: Miller 2000 *EUTROFIKASI : perubahan fisis, kimiawi dan biologis yang terjadi dalam suatu badan perairan (yang diam atau mengalir lambat) akibat melimpahnya masukan zat hara (umumnya N & P) dari luar. Masukan ini dapat terjadi secara alami atau akibat berbagai kegiatan manusia 2

3 Studi kasus: Air tanah terdapat dalam tanah (dapat melarutkan mineral-mineral bahan induk dari tanah yang dilewatinya) Kota Jakarta Kualitas air di Jakarta sangat buruk, akibat pencemaran oleh rumahtangga (80%) dan industri (sistem pembuangan & sanitasi i tidak memadai untuk jumlah penduduk d > 11 juta org). Perkiraan tahun 1989: limbah sebanyak m 3 /hari dibuang ke dalam saluran air kota, tanpa pengolahan. Di beberapa tempat: air bawah tanah tercemar nitrat dan mikroba dari limbah rumahtangga, serta bahan toksik dari pembuangan industri. Pencemaran berdampak terhadap: Kesehatan manusia (20% kematian balita terjadi akibat diare) Kehidupan akuatik (mis. rusaknya terumbu karang di pantai Jakarta). *Kandungan raksa (Hg) dalam ikan yang dijual di Muara Angke sudah melebihi standar yang diperkenankan untuk konsumsi manusia oleh Badan Kesehatan Dunia (WHO). Masalah akifer: pengambilan air yang berlebihan & intrusi air laut; terdapat bagian kota yang mengalami penurunan ( pengamblasan ) muka tanah sebesar cm dalam waktu 15 tahun. Ilustrasi: World Water Forum 2003 Permasalahan utama (air bawah tanah) Studi kasus: 1. Penurunan KUALITAS, a.l. karena: Pencemaran pertambangan Pembuangan sampah Penimbunan senyawa berbahaya/radioaktif 2. Penurunan KUANTITAS, a.l. karena: Perusakan daerah resapan Pengambilan air berlebihan yang dapat mengakibatkan turunnya muka air tanah & terjadinya Intrusi air laut (pergeseran batas air laut dan air tawar ke arah daratan) Kerucut depresi KERUCUT DEPRESI Penurunan muka tanah Kota Bandung Dalam 30 tahun terakhir, terjadi penurunan muka air tanah antara 0,05 sampai 7,3 meter per tahun tahun 2002: muka air tanah di beberapa tempat berada sekitar 100 meter di bawah muka tanah. KERUCUT DEPRESI Ilustrasi: Miller 2000 PERMASALAHAN AIR GLOBAL: PERMASALAHAN AIR GLOBAL: Peningkatan jumlah penduduk (= peningkatan kebutuhan air). Penurunan kualitas lingkungan perairan. Penurunan kuantitas dan kualitas air tawar akibat pencemaran* dan kegiatan lain oleh manusia. Penyebaran air yang tidak merata secara ruang dan waktu (terlalu banyak banjir; terlalu sedikit kekeringan). Penggunaan bersama sumber daya air oleh negara atau wilayah bertetangga; dapat mengakibatkan perebutan, bahkan peperangan. *PENCEMAR AIR mencakup pencemar kimiawi, fisis dan biologis: Limbah rumah tangga (mis. sabun, kotoran manusia). Sedimen (mis. tanah erosi). Senyawa anorganik (mis. N dan P dari pupuk, logam berat). Senyawa organik (mis. minyak, pestisida). Bahan radioaktif (mis. limbah pertambangan bahan radioaktif). Agen penyebab penyakit (mis. bakteri, virus). Pencemar biologis (mis. spesies tumbuhan/hewan asing yang tidak diinginkan). Pencemaran suhu (mis. limbah industri). Ilustrasi: World Water Vision, Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World: WMO, FAO/World Water Forum

4 Menghemat air. Penanggulangan masalah (apa yang dapat kita lakukan?) Menjaga keberadaan dan kondisi daerah resapan/pengisian air (mis. hutan di perbukitan). Mengembangkan teknologi (mis. teknologi dalam pengolahan air minum dan air limbah, atau dalam perancangan alat-alat yg hemat air) Mencegah/mengurangi pencemaran dari awal. Mendukung pemberlakuan biaya, pajak dan sanksi yang berkaitan dengan air. Memahami dan menyikapi i adanya kebijakan-kebijakan k k k tentang t pengelolaan l air: Peraturan Pemerintah RI Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Tahun 2003: Rancangan Undang-Undang Sumber Daya Air sedang dibahas pada tingkat DPR RI, tapi masih mengundang kontroversi. Bekerjasama dalam kelompok untuk memberikan penerangan kepada masyarakat dan/atau sekolah-sekolah. Menyuarakan pendapat melalui media cetak, elektronik dll. Mempelajari dan menerapkan prinsip-prinsip pengelolaan yang berkelanjutan. dan lain-lain. Potensi Kekurangan Air Benua Luas Penduduk Potensi Air Potensi Ketersediaan juta km 2 juta jiwa km 3 /tahun mm/tahun m 3 /kapita Eropa 10, Amerika Utara 24, Afrika 30, Asia 43, Amerika Selatan 17, Australia & 8, Oseania Dunia 135, Jawa 013 0, Bali, NTT dan 0, NTB Kalimantan 0, Sumatera 0, Sulawesi 0, Maluku dan 0, Papua Indonesia 1, Ketersediaan air permukaan tidak berimbang Ilustrasi: Art Explosion 1998, Danau Ekosistem perairan Estuaria Perairan tawar di permukaan bumi dapat membentuk suatu ekosistem, misalnya ekosistem danau atau sungai. Faktor yang paling mempengaruhi ekosistem perairan ini adalah: 1. O 2 terlarut ( fotosintesis, respirasi, penguraian) 2. Cahaya matahari ( suhu, fotosintesis) Sungai Ilustrasi: Miller 2000 Pengaruh pembuangan limbah organik terhadap oksigen terlarut*, kebutuhan oksigen biologis** & jenis organisme sungai: DEGRADASI EKOSISTEM PERAIRAN (Laut, danau, sungai dan rawa) Kegiatan manusia: pemukiman, industri, pertambangan, transportasi, pertanian, perikanan, dan pariwisata Hasil kegiatan manusia KEGIATAN MANUSIA Limbah cair Racun dan Listrik Limbah padat/organik Lumpur dampak Kualitas Air Populasi dan Kualitas Biota Kualitas Air Pola di atas akan kita jumpai bila pencemar berupa limbah organik; pola lain akan dijumpai bila pencemar adalah senyawa anorganik atau bahan lainnya. Perubahan Peruntukan Biodiversitas Hilangnya Habitat Biota * Oksigen terlarut (DO) =jumlahgaso 2 yang terlarut dalam volume tertentu air, pada suhu & tekanan tertentu. ** Kebutuhan oksigen biologis (BOD) = jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh pengurai aerobik untuk menguraikan bahan organik pada suatu volume tertentu air dalam suhu dan kurun waktu tertentu. KERUSAKAN LINGKUNGAN PERAIRAN 24 Ilustrasi: Cunningham & Saigo

5 Polusi air: sumber point dan non-point DISKUSIKAN PERMASALAHAN!!!! SAMPAH PENCEMARAN UDARA EROSI ILEGAL LOGGING Figure ABRASI BANJIR PENCEMARAN 26 AIR SUMBER PENCEMARAN DOMESTIK Beberapa kegiatan penambangan yang dapat mencemari sumber air adalah : Pelumpuran karena erosi permukaan pada bukaan tambang dan timbunan tanah penutup, tailling dan bijih Buangan air dari tambang, yg kadang-kadang bersifat asam Pembuangan tailling dari pabrik pengolahan/pemurnian Buangan minyak bekas dari bengkel 27 Jenis Pertambangan Minyak bumi Mangan Tembaga Timah Hitam Air raksa Belerang Perkiraan bahan pencemaran Residu minyak bumi dan bahan kimia lain Tailling Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As) Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As) Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As) Belerang 28 PERTANIAN pestisida. Organokhlorin (berbahaya, senyawanya lebih stabil) Organofosfat (kurang berbahaya, kurang stabil) Karbamat dll Contoh dampak pencemaran air Merkuri Quicksilver slow death Uap Hg sangat berbahaya Racun kumulatif, kronis; perlu 70 hari untuk eliminasi setengah dosisnya 29 Antidote: turunan gliserol yaitu British Anti Lewisite = BAL bekerja dengan cara mengkelat ion logam (chela= cakar) logam tak ganggu kerja enzim 30 5

6 Contoh dampak pencemaran air Kadmium Sebagai logam campuran Akibat keracunan Cd Menyusutnya ion kalsium dari tulang shg rapuh, dan mudah patah Nyeri perut, muntah, mencret, rasa tercekik Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu Pengelolaan sumberdaya air secara terpadu: Proses terkoordinasi dalam pengembangan dan pengelolaan air, tanah dan sumberdaya alam terkait yang memberi manfaat maksimal bagi kemaslahatan masyarakat tanpa mengganggu keberlanjutan ekosistem (Biltonen, 2002) Upaya merencanakan, melaksanakan, memantau dan mengevaluasi penyelenggaraan konservasi sumberdaya air, pendayagunaan sumberdaya air dan pengendalian daya rusak sumberdaya air (UU No. 7 Tahun 2004). 31 Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu Satu sungai, satu rencana, satu pengelolaan terpadu DAS adalah kesatuan terkecil dari pengelolaan air Aspek pengelolaan: Daerah tangkapan hujan Kuantitas Kualitas Pengendalian banjir Lingkungan sungai Prasarana pengairan Bagian hulu: dibangun waduk untuk mengendalikan banjir dan menyimpan air serta membangkitkan energi listrik Bagian tengah: dibangun bendung untuk menyalurkan air bagi berbagai keperluan (domestik, industri, pertanian dsb) Bagian hilir: bendung untuk mencegah intrusi air laut Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu Keberlanjutan (Savenije, 1997): Teknis Finansial Kelembagaan Sosial Ekonomi Lingkungan Penerapan di DAS Kali Brantas Master Plan I ( ) Master Plan II ( ) Master Plan III ( ) Bening Dam (84) Gunungsari B. (81) Waru-Turi B. (92) New Lengkong B (74) Selorejo Dam (72) Menturus R.D (93) Wonorejo Dam (00) Jatimlerek R.D (93) T.Agung Tunnel (91) Lodoyo Dam (83) Wlingi Dam (78) Sutami Dam (72) Lahor Dam (77) Sengguruh Dam (88) 6

7 Perilaku Masyarakat Yang Tidak Seharusnya Permasalahan Sanitasi di Indonesia: Sampah di saluran drainase Air Buangan industri tanpa pengolahanan buang air besar sembarangan (open defecation) Jamban yang asal-asalan 70 % air tanah tercemar puluhan ribu ton tinja per hari 75 % air sungai tercemar mencuci dan mandi di sungai tercemar pembuangan lumpur tinja secara liar 37 ratusan ribu anak mati diare milyaran rupiah ongkos produksi air naik per tahun Studi ADB: Kerugian ekonomi yang terkait sanitasi yang buruk diperkirakan sekitar Rp 42,3 triliyun per tahun, atau 2% dari GDP Setiap tambahan konsentrasi pencemaran BOD sebesar 1 mg/liter pada sungai meningkatkan biaya produksi air minum sekitar Rp 9.17/meter kubik menyebabkan kenaikan biaya produksi PDAM sekitar 25% dari rata-rata tarif air nasional. 38 Prasarana dan sarana Sanitasi di Indonesia Perubahan Paradigma Pengelolaan Air Limbah SANITASI TERPUSAT (SEWERAGE AND WASTEWATER TREATMENT PLANT /IPAL) PENDUDUK PERKOTAAN YANG MENIKMATI SANITASI TERPUSAT BARU 2,21 % SANITASI SETEMPAT INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) Paradigma Lama TARGET ORIENTED Paradigma baru PUBLIC NEEDS ORIENTED AIR DARI TANGKI SEPTIK DIRESAPKAN KEDALAM TANAH, ATAU MENGALIR KE AIR PERMUKAAN Sumber : Wastewater Sanitation (NAP) 2002 INSTALASI PENGOLAHAN LUMPUR TANGKI SEPTIK (IPLT) PENDUDUK YANG PUNYA AKSES KEPADA PRASARANA SARANA SANITASI SETEMPAT BARU 80% DIPERKOTAAN DAN 60 % DIPERDESAAN Rendahnya kesadaran masyarakat Sistem sanitasi tidak berkelanjutan Pioneer : World Bank, Borda NGO and AMPL Working Group Masyarakat berperan langsung sebagai komponen pembangunan Sistem sanitasi menjadi berkelanjutan PENDEKATAN DALAM PENGELOLAAN AIR LIMBAH PERMUKIMAN Pendekatan Berbasis Masyarakat Berbasis Institusi PREVENTIVE STRATEGY Pencegahan & pengurangan TREATMENT STRATEGY Pengolahan & pembuangan 41 Skala Penanganan Lingkungan/Kawasan (neighborhood) 1.Pro poor 2.Kawasan kumuh & rawan sanitasi 1 Desa : Model CLTS On-site sanitasi 2. Kumuh perkotaan : Model SANIMAS Off-site skala kecil Skala Kota (city wide) Pengembangan PS pelayanan kota berdasarkan demand responsive Kota metropolitan & besar : off site /sewerage sistem Kota sedang/kecil: off site sistem terpadu foculs pada pelayanan IPLT (peningkatan on site management) Kota/kawasan lama: Shallow/small bore sewer atau sewerage skala kawasan, terpadu dengan PS pelayanan kota mendukung revitalisasi kota lama Kota/kawasan baru: Pembangunan sistem sewerage untuk kawasan Rumah Sederhana Sehat (RSH) Mendorong pembangunan sistem sewerage untuk kota baru melalui investasi Skala Regional/Nasion al Pembangunan prasarana dan sarana air limbah mendukung kerjasama antar kota/daerah dalam melindungi pencemaran badan air Prokasih dan sejenisnya 42 7

8 INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) SUWUNG DENPASAR, BALI (DSDP I) TERIMA KASIH Jaga kebersihan air 8