PENGARUH VARIASI IKLIM TERHADAP KONSENTRASI SENYAWA NITROGEN DI WILAYAH KARAMBA JARING APUNG, WADUK CIRATA, JAWA BARAT

Transkripsi

1 PENGARUH VARIASI IKLIM TERHADAP KONSENTRASI SENYAWA NITROGEN DI WILAYAH KARAMBA JARING APUNG, WADUK CIRATA, JAWA BARAT Siti Aisyah Pusat Penelitian Limnologi-LIPI, Cibinong Science Center, Cibinong ABSTRAK Salah satu dampak dari perubahan iklim terhadap ekosistem perairan adalah perubahan komposisi senyawa yang terkandung di perairan tersebut. Senyawa nitrogen memiliki peranan penting terhadap kualitas air suatu perairan karena merupakan salah satu senyawa yang dapat membahayakan apabila terkandung dalam konsentrasi yang berlebih.waduk Cirata merupakan salah satu waduk yang diamanfaatkan untuk budidaya KJA dengan jumlah unit yang sudah melebihi daya dukung perairan waduk ini. Akumulasi sisa pakan ikan telah dididuga sebagai salah satu sumber utama keberadaan senyawa nitrogen di perairan tersebut. Studi ini bertujuan mengidentifikasi pengaruh variasi perbedaan iklim terhadap konsentrasi senyawa nitrogen di daerah KJA perairan Waduk Cirata. Data kualitas air diperoleh dari data hasil pemantauan Badan Pengelolaan Waduk Cirata tahun 2003 sampai Perbedaan konsentrasi senyawa nitrogen terjadi cukup signifikan. Konsentrasi rata-rata amonium cenderung menurun pada musim hujan sebaliknya konsentrasi rata-rata nitrat dan nitrit cenderung meningkat pada musim hujan. Variasi iklim yang menyebabkan terjadinya perubahan pola curah/presipitasi dan penguapan/evaporasi menyebabkan terjadinya perubahan konsentrasi senyawa nitrogen yang cukup signifikan. Kata Kunci: variasi iklim, senyawa nitrogen, karamba jaring apung, waduk cirata, jawa barat PENDAHULUAN Perubahan iklim merupakan isu lingkungan yang paling sering mengemuka dewasa ini. Perubahan iklim tersebut diprediksi akan memberikan tekanan pada lingkungan perairan darat yang mengakibatkan perubahan kemampuan produktivitasnya, kualitas dan kuantitas air, hingga bencana keairan dalam beberapa dekade mendatang. Bumi deperkirakan akan mengalami variabilitas presipitasi dimana meningkatnya curah hujan dengan intensitas yang tinggi sehingga bumi rentan akan banjir dan kekeringan. Banjir dan musim kemarau panjang merupakan dampak perubahan iklim tidak saja berpengaruh terhadap ketersediaan air dan kualitas air permukaan. Penambahan atau penarikan air akan mempengaruhi kimia air dengan cara pengenceran atau pengkonsentrasian padatan terlarut dan senyawa kimia lainnya atau dengan cara mentransportasi senyawa-senyawa tersebut dari dan ke badan air. Bersama dengan faktor antropogenik antara lainnya pencemaran air dan aliran permukaan limbah pertanian, perubahan iklim dapat memperburuk kualitas air permukaan (Delpla et al, 2009). Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

2 Waduk Cirata merupakan salah satu dari tiga waduk kaskade yang ada di Provinsi Jawa Barat yang terletak diantara Waduk Saguling dan WadukJatiluhur. Waduk Cirata dibangun di Daerah Aliran Sungai Citarum (DAS) dengan luas 6200 ha, kedalaman maksimum 106 m, dan terletak pada ketinggian 223 m di atas permukaan laut. Pembangunan Waduk Cirata awalnya bertujuan sebagai Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) untuk memenuhi kebutuhan listrik Jawa- Bali yang kemudian berkembang pemanfaatannya menjadi area usaha budidaya ikan dengan sistem Keramba Jaring Apung (KJA), perikanan tangkap, wisata, dan transportasi. Pemanfaatan tersebut memberikan pengaruh pencemaran dan menurunnya kualitas air Waduk Cirata. Isu yang berkembang saat ini mengenai sumber pencemaran Waduk Cirata adalah dari limbah pakan KJA yang jumlahnya telah melebihi daya dukung yang telah ditetapkan. Maraknya KJA menghasilkan permasalahan tersendiri bagi lingkungan yaitu akan menghasilkan sejumlah limbah organik (terutama yang mengandung unsur nitrogen dan fosfor) yang besar akibat pemberian pakan yang tidak efektif dan efisien sehingga terjadi sisa pakan yang menumpuk di dasar perairan. Pada saat jumlahnya melampaui batas tertentu, limbah tersebut akan menyebabkan pencemaran danau/waduk yaitu salah satunya fenomena upwelling yang dapat mengakibatkan kematian massal ikan. Menurut Juaningsih (1997), sisa pakan dan buangan padat ikan akan terurai melalui proses dekomposisi membentuk senyawa organik dan anorganik, beberapa diantaranya senyawa nitrogen (NH 3, NO 2, NO 3 ). Senyawa nitrogen memiliki peranan penting terhadap kualitas air suatu perairan karena merupakan salah satu senyawa yang dapat membahayakan apabila terkandung dalam konsentrasi yang berlebih. Peningkatan kesuburan perairan akan berakibat buruk terhadap kehidupan perairan. Beberapa hal yang mungkin terjadi adalah perubahan diversitas biota, pertumbuhan tidak normal, perubahan genetic dan kematian. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi pengaruh variasi perbedaan iklim terhadap konsentrasi senyawa nitrogen di daerah KJA perairan Waduk Cirata. Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

3 METODOLOGI Penelitian ini menggunakan data kuantitas dan kualitas air pada daerah Karamba Jaring Apung di Waduk Cirata (gambar 1). Data kuantitas dan kualitas air diambil dari data iklim dan data kualitas air yang diterbitkan oleh Badan Pengelola Waduk Cirata (BPWC).Kedua hasil pengukuran tersebut selanjutnya diolah dalam bentuk grafik untuk dianalisis lebih lanjut. Data yang digunakan adalah data periode tahun 2003 s/d2012 yang merupakan data 3 bulanan, Gambar 1. Lokasi Penelitian di Waduk Cirata HASIL DAN PEMBAHASAN Perubahan iklim berpengaruh terhadap ketersediaan air dan kualitas air permukaan. Faktor-faktor iklim seperti presipitasi dan evaporasi di area waduk juga mengontrol volume air yang masuk dan meninggalkan waduk. Penambahan atau penarikan air akan mempengaruhi kimia air waduk dengan cara pengenceran atau pengkonsentrasian padatan terlarut dan senyawa kimia. Rata-rata presipitasi dan evaporasi di Waduk Cirata berdasarkan data tahun ditunjukan pada Gambar 2. Nilai intensitas curah hujan terendah terjadi pada triwulan 3 (Juli - Septmber). Pola ini dikuti dengan meningkatnya evaporasi pada triwulan yang Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

4 sama. Ini menunjukan bahwa menurunnya intensitas curah hujan dapat mengakibatkan menurunnya volume air waduk akibat evaporasi. Presipitasi Presipitasi Evaporasi Gambar 2. Presipitasi dan Evaporasi Rata-rata (Data Th ) Dampak dari perubahan iklim yang penting lainnya adalah perubahan temperatur air permukaan. Berdasarkan data rata-rata temperature air Waduk Cirata ( ) menunjukan adanya peningkatan yang cukup signifikan (Gambar 3). Pada kondisi hujan terus-menerus, suhu permukaan air rendah sehingga massa air di dasar danau/waduk lebih hangat yang berakibat massa air (baik berupa padatan maupun gas) di bawah itu naik ke atas yang membawa senyawa toksik (NH 3 dan H 2 S) sehingga ikan-ikan sulit bernafas karena konsentrasi oksigennya minim yang mengakibatkan kematian massal ikan. Fenomena ini dapat membahayakan bagi kehidupan biota air khususnya budidaya ikan dalam KJA. Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

5 Suhu oc. Gambar 3. Kenaikan Temperatur permukaan Air Rata-rata (Data th ) Konsentrasi senyawa amonium, nitrit dan nitrat Dalam penelitian ini yang diamati adalah bentuk nitrogen anorganik yang berperan sebagai unsur nutrisi. Secara alamiah keberadaan unsur nitrogen dalam air adalah sebagai hasil dekomposisi tumbuh tumbuhan dan hewan, serta fiksasi udara akibat adanya gerakan masa air dan curah hujan. Rata-rata konsentrasi amonium di wilayah KJA Waduk Cirata terlihat meningkat pada triwulan 3 (Gambar 4). Periode ini merupakan periode curah hujan dengan intensitas rendah (Juli September). Pergerakan air akibat hujan dapat mempengaruhi perubahan senyawa amonium menjadi nitrit dan nitrat dengan proses fiksasi oksigen. Tingginya konsentrasi amonium pada periode ini kemungkinan disebabkan tidak adanya masukan oksigen akibat pergerakan air dan pengenceran oleh air hujan sehingga proses oksidasi amonium menjadi nitrit dan nitrat di perairan ini tidak berjalan lancar. Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

6 Permukaan Tengah Dasar Rata2 mg/liter Gambar 4. Rata-rata Konsentrasi Senyawa Amonium ( ) Secara strata, konsentrasi amonium di wiayah ini juga lebih tinggi pada strata yang lebih dalam. Menurut Welch (1952) dalam Setiawan (2006), pada dasar perairan kemungkinan didapat konsentrasi amonium yang lebih besar karena kandungan oksigen yang realaif kecil. (Goldman & Horne (1983) juga mengungkapkan pada perairan yang subur banyak material organik yang sudah mati yang mengendap ke dasar perairan. Kadar amonium pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 mg/liter. Kadar amonium bebas yang tidak terionisasi sebaiknya tidak lebih dari 0,2 mg/liter karena dapat bersifat toksik bagi beberapa jenis ikan. Kadar amonium yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan organik. Variasi nilai konsentrasi amonium di wilayah KJA Waduk Cirata berkisar antara 0,005 0,027 mg/liter. Hal ini menunjukan bahwa konsentrasi amonium di perairan wilayah KJA masih berada di dalam kisaran normal. Bentuk senyawa N lainnya adalah Nitrat dan Nitrit yang merupakan konsumen akhir dari biota. Nitrit merupakan hasil proses oksidasi biologi oleh bakteri (nitrifikasi). Menurut Seller & Markland, (1987), nitrit merupakan hasil Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

7 proses nitrifikasi tingkat pertama dari oksidasi amonium melalui bakteri Nitrosomonas. Proses ini terjadi pada kondisi aerobic (banyak oksigen). mg/liter Permukaan Tengah Dasar Rata2 Gambar 5. Rata-rata Konsentrasi Senyawa Nitrit ( ) Secara temporal rata-rata konsentrasi nitrit ditemukan pada triwulan 4 dimana periode ini curah hujan tinggi. Hal ini kemungkinan disebabkan adanya fiksasi oksigen akibat pergerakan masa air oleh hujan. Lebih tingginya konsentrasi nitrit pada dasar perairan kemungkinan disebabkan tingginya konsentrasi amonium yang berasal dari pembusukan pakan dan feses ikan di dasar waduk. Material yang mengandung amonium teroksidasi oleh oksigen hasil fiksasi akibat gerakan air. Pada batas tertentu senyawa amonium dan nitrit dapat menjadi toksik bagi ikan. Variasi konsentrasi nitrit di wilayah KJA Waduk Cirata berkisar antara 0,015 0,209 mg/liter. Konsentrasi nitrit melebihi 0,05 mg/liter dapat bersifat toksik bagi organisme perairan yang sangat sensiif (Moore, 1991). Ini menunjukan bahwa rata-rata konsentrasi nitrit di wilayah KJA Waduk Cirata sudah melebihi batas normal. Pola distribusi temporal nitrat sama dengan nitrit. Peningkatan konsentrasi nitrat pada triwulan 4 berhubungan dengan peningkatan nilai intensitas hujan pada periode tersebut. Konsentrasi nitrat akan semakin meningkat jika ada senyawa Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

8 amonium dan oksigen terlarut yang cukup (Goldman & Horne, 1983). Oksigen terlarut meningkat akibat pergerakan air yang disebabkan oleh hujan. Permukaan Tengah Dasar Rata2 mg/liter Gambar 5. Rata-rata Konsentrasi Senyawa Nitrat ( ) Nitrat adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan nutrient utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat-nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Nitrat merupakan hasil proses nitrifikasi tingkat dua. Nitrit yang merupakan hasil nitrifikasi tingkat satu selanjutnya dioksidasi menjadi nitrat oleh bakteri Nitrobacter (Seller & Markland, 1987). Konsentrasi nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi dari kadar amonium. Konsentrasi nitrat-nitrogen pada perairan alami hampir tidak pernah lebih dari 0,1 mg/liter. Konsentrasi nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivits manusian dan tinja hewan. Variasi konsentrasi nitrat di wilayah KJA berkisar antara 0,668 2,086 mg/liter. Perubahan iklim seperti musim banjir dan musim kemarau dapat berdampak buruk terhadap konsentrasi senyawa nitrogen di badan air waduk. Selama musim hujan aliran permukaan dapat memindahkan nutrient dan bahan pencemar dari area sekitar waduk mauk kedalam badan air waduk. Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember

9 KESIMPULAN Perubahan variabilitas iklim antara lain presipitasi dan evaporasi mempunyai dampak negatif yang signifikan terhadap kuantitas dan kualitas air waduk. Pengenceran dan penyusutan air waduk berpengaruh terhadap kualitas air waduk. Rata-rata nilai konsentrasi senyawa amonium menurun pada saat intensitas hujan tinggi sehingga mengakibatkan kenaikan rata-rata nilai konsentrasi senyawa nitrogen nitrit dan nitrat yang disebabkan adanya gerakan masa air oleh hujan. Bersama dengan faktor antropogenik seperti meningkatnya kebutuhan air, masukan beban limbah organik dan nutrien atau senyawa kontaminan lainnya dari aktivitas perikanan, perubahan iklim akan sangat berdampak buruk terhadap kuantitas dan kualitas air waduk. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada pihak Badan Pengelola Waduk Cirata yang telah membantu menyediakan data hasil monitoring kualitas dan kuantitas air Waduk Cirata. Ucapan terimakasih juga tak lupa penulis sampaikan kepada Bapak Sunardi,Ph.D sebagai rekan senior dalam berdiskusi mengenai tulisan ini dan rekan-rekan peneliti lainnya yang telah membantu penulis dalam proses penulisan makalah ini. DAFTAR PUSTAKA Badan Pengelola Waduk Cirata, Data Hasil Monitoring Kualitas dan Kuantitas Air Tahun Goldman, C.R. & A.J. Horne, Limnology. McGraw-Hill Book Company, New York. London, Sydney, Tokyo, Singapore. 464 p. Juaningsih, N Eutrofikasi di Waduk Saguling Jawa Barat. Laporan Penelitian Balai Penelitian Air Tawar Purwakarta Jawa Barat. Hal Moore, J.W Inorganic Contaminants of Surface Water. Springer-Verlag, New York. 334p. Seller HB, & Markland, Decaying Lake. The Origin and Control of Cultural Eutrophication. John Wiley and Sons. Ney York, Brisbane, Toronto and Singapore. 254 p Prosiding Pertemuan Ilmiah Tahunan MLI I, Cibinong 3 Desember