1 PENDAHULUAN
5.1 Daya Dukung Perairan Waduk Cirata
5.1.4 Analisis Beban Pencemaran dan Kapasitas Asimilas
Cirata (Jawa Barat)
Beban pencemaran dihitung untuk mengetahui dan mengidentifikasi sumber pencemar, jenis pencemar dan besarnya beban pencemar yang masuk ke dalam perairan Waduk Cirata (Tabel 15). Penghitungan beban pencemaran yang masuk ke waduk bersumber dari luar waduk sehingga sangat terkait dengan debit sungai yang mengalir masuk ke perairan waduk.
Secara umum sumber pencemar yang masuk ke dalam perairan Waduk Cirata dapat diklasifikasikan menjadi 5 kelompok yaitu: limbah rumah tangga (domestik), limbah industri, limbah pertanian dan peternakan, limbah budidaya ikan di KJA, dan erosi. Hal ini sesuai dengan pendapat Garno (2002) yang menyatakan bahwa sumber utama pencemaran waduk berasal dari limbah domestik dan kegiatan KJA. Limbah KJA merupakan limbah yang masuk secara langsung ke perairan waduk dalam jumlah yang banyak, sedangkan yang lainnya masuk secara tidak langsung melalui limpasan dari sungai-sungai yang mengalir ke waduk. Masyarakat yang tinggal di sekitar wilayah perairan waduk umumnya belum memiliki saluran pembuangan air limbah rumah tangga. Limbah cair rumah tangga dibuang langsung ke waduk atau ke sungai yang mengalir ke waduk. Permukiman merupakan penyumbang beban pencemar bahan organik yang masuk ke perairan waduk. Untuk menjelaskan daya dukung perairan waduk terhadap pencemar, maka dibuat grafik perpotongan nilai kapasitas asimilasi dengan baku mutu perairan.
Perairan waduk memiliki kemampuan menampung beban pencemaran sampai pada batas-batas tertentu. Kemampuan ini dipengaruhi oleh proses
pengenceran dan perombakan yang terjadi di dalamnya. Kapasitas asimilasi didefinisikan sebagai kemampuan air atau sumber air dalam menerima beban pencemar limbah tanpa menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air yang ditetapkan sesuai peruntukannya. Apabila beban limbah yang masuk ke perairan melebihi kemampuan asimilasinya, maka kondisi ini dapat menyebabkan terjadinya pencemaran. Penghitungan kapasitas asimilasi perairan waduk dalam menampung beban pencemar dilakukan secara tidak langsung yaitu dengan metode hubungan antara masing-masing parameter kualitas air di perairan waduk dengan total beban pencemar di muara sungai. Kemudian hasil yang didapat dibandingkan dengan baku mutu air kelas B yang peruntukannya digunakan sebagai perikanan/pertanian. Jika kapasitas asimilasi belum terlampaui, menunjukkan bahwa beban pencemar yang masuk masih tergolong rendah, dimana beban yang masuk akan mengalami proses difusi atau dispersi atau penguraian di dalam lingkungan perairan waduk. Hal ini ditandai oleh nilai konsentrasi parameter beban pencemar yang masih di bawah nilai ambang batas baku mutu air. Begitu juga sebaliknya, jika nilai kapasitas asimilasinya telah melebihi kemampuan asimilasinya, maka kondisi ini dapat menyebabkan terjadinya pencemaran. Kapasitas asimilasi suatu perairan ditentukan oleh morfologi dan dinamika perairan tersebut serta jenis dan jumlah limbah yang masuk ke dalam perairan tersebut.
Data perhitungan regresi (fungsi y), beban pencemaran dan kapasitas asimilasi dapat dilihat pada Tabel 15. Persamaan regresi yang terbentuk merupakan hubungan beban pencemaran di muara sungai dengan kualitas air di Waduk Cirata dalam jangka waktu 3 tahun (tahun 2005-2007). Parameter beban
pencemar yang dianalisis seperti TSS, BOD, COD, PO4, NO3, NO2, Fe, Cd, Zn,
Mn melampui kapasitas asimilasinya, sedangkan parameter lain seperti TDS dan
NO3 masih di bawah kapasitas asimilasinya. Grafik kapasitas asimilasi terhadap
parameter beban pencemar di perairan Waduk Cirata disajikan pada Gambar 20- 32.
Tabel 15 Beban pencemaran dan kapasitas asimilasi di perairan Waduk Cirata (Jawa Barat) tahun 2008
No Parameter Fungsi y R Beban Pencemaran (ton/bulan) 2 Kapasitas Asimilasi (ton/bulan) FISIKA
1 Zat padat terlarut
(TDS) y = 1,3113x+98,792 R 2 60.323,2 = 0,992 693.236,92 2 Zat padat tersuspensi (TSS) y = 1,5396x-37,426 R 2 4438,78 = 0,9588 10.362,121 KIMIA 3 BOD y = 3,8901x+1,1618 R2 = 0,9982 2621,19 5810,28 4 COD y = 2,2669 + 9,8744 R2 = 0,9956 4188,54 11158,57 5 Phosphat (PO4) y = 2,2751 + 0,1904 R2 = 0,9955 71,59 64,28 6 Nitrat sebagai N (NO3) y = 3,3551 + 0,1248 R 2 223,19 = 0,9987 2904,47 7 Nitrit sebagai N (NO2) y = 4,0065 – 0,1131 R 2 43,84 = 0,9097 0,27 8 Besi (Fe) y = 8,0456x+2,2949 R2 = 0,9989 64,13 14,63 9 Kadmium (Cd) y = 5,2413 –0,0003 R2 = 0,9998 1,57 1,98 10 Tembaga (Cu) y = 8,6778x+0,0061 R2 = 0,998 3,49 -30,3 11 Timbal (Pb) y = 5,196x - 0,000 R2 = 0,998 2,62 5,82 12 Seng (Zn) y = 3,4544x+0,0213 R2 = 0,9944 14,40 42,86 13 Mangan (Mn) y = 2,1651x+0,0106 R2 = 0,9628 14,58 40,64
1. Kapasitas Asimilasi TDS (Total Dissolve Solution)
Salah satu pencemaran parameter fisika perairan yang terjadi di Waduk Cirata adalah TDS yaitu sedimentasi. Waduk dengan sedimentasi tinggi disebabkan oleh tingkat erosi yang tinggi di DAS-nya. Fenomena ini diduga adanya perambahan hutan, sistem pertanian yang kurang memperhatikan prinsip- prinsip konservasi air dan tanah, perubahan tata guna lahan dan tekanan kemiskinan penduduk serta kepadatan penduduk. Menurut BPLHD (2001), salah satu masalah lingkungan paling serius di Jawa Barat adalah penurunan luas hutan. Penurunan luas hutan yang sebagian besar terletak di bagian hulu DAS memiliki konsekuensi lingkungan yang luas dan sangat besar. Hal ini berakibat pada tingginya sedimentasi sungai dan waduk yang mengakibatkan berkurangnya produktifitas dan gangguan terhadap infrastruktur lainnya secara signifikan bagi pembangunan daerah dan nasional. Angka sedimentasi yang tinggi ini ditambah dengan erosi tanah di daerah tangkapan air, dalam beberapa kasus disebabkan oleh penurunan luas hutan.
Menurut Syarief (2003), pendangkalan di waduk dapat menyebabkan penurunan kuantitas dan kualitas perairan serta merusak habitat organisme di
dalamnya. Gambar 22 memperlihatkan kapasitas asimilasi dari TDS di Waduk Cirata tahun 2007. Penentuan kapasitas asimilasi untuk TDS dilakukan dengan
persamaan regresi y =1,3113x + 98,792 dan nilai R2=0,992. Hasil perpotongan
garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 60.323,2 ton/bulan sehingga beban pencemaran TDS di Waduk
Cirata 60.323,2ton/tahun masih di bawah kapasitas asimilasinya.
Gambar 22 Kapasitas asimilasi TDS di Waduk Cirata.
2. Kapasitas Asimilasi TSS (Total Solid Solution)
Gambar 23 memperlihatkan kapasitas asimilasi dari TSS di Waduk Cirata. Penentuan kapasitas asimilasi untuk TSS dilakukan dengan persamaan regresi
y= 1,5396x - 37,426 dan nilai R2=0,9588. Hasil perpotongan garis regresi dengan
garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 10362,12 ton/bulan. Dari Gambar 23 terlihat bahwa kondisi perairan Waduk Cirata sudah tercemar oleh parameter TSS karena nilai kapasitas asimilasi berada pada kuadraan II yang berarti sudah melebihi kapasitas asimilasi walaupun nilai tersebut masih dibawah baku mutu air golongan I. Sedangkan Gambar 21 memperlihatkan bahwa beban pencemaran parameter TSS belum melewati
kapasitas asimilasinya. Kejadian ini diduga karena proses self purification secara
alami tidak optimal. Jika penyebab terjadinya TDS dan TSS tidak segera diatasi maka tidak berapa lama maka kapasitas asimilasi perairan tersebut diduga akan berada di atas baku mutu air. Secara umum suatu perairan memiliki kemampuan
self purification ataukemampuan pulih alamiahnya. Bahan–bahan tersuspensi dan terlarut pada perairan alami tidak bersifat toksik, akan tetapi jika jumlahnya berlebihan terutama TSS dapat meningkatkan nilai kekeruhan yang selanjutnya
menghambat penetrasi cahaya matahari ke kolom air dan akhirnya berpengaruh pada proses fotosintesis di perairan.
Gambar 23 Kapasitas asimilasi TSS di Waduk Cirata
3. Kapasitas Asimilasi BOD dan COD
Hasil perhitungan kapasitas asimilasi untuk BOD diperoleh dari persamaan
regresi y= 3,8901x + 1,1618 dan nilai R2= 0,9982. Hasil perpotongan garis regresi
dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 5810,28 ton/bulan. Nilai kapasitas asimilasi untuk COD ditentukan berdasarkan
persamaan regresi y= 2,2669x + 9,8744 dan R2
Nilai kandungan BOD dan COD di perairan menggambarkan jumlah bahan organik yang terkandung. BOD dan COD yang tinggi menunjukkan besarnya bahan organik yang terdekomposisi menggunakan sejumlah oksigen di perairan. Tingginya pencemaran BOD dan COD di perairan Waduk Cirata diduga akibat = 0,9956. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 11.158,57 ton/bulan. Gambar 24 dan 25 memperlihatkan nilai kapasitas asimilasi BOD dan COD berada pada posisi kuadran IV yang berarti perairan Waduk Cirata sudah tercemar berat oleh parameter BOD dan COD karena beban pencemaran sudah melewati kapasitas asimilasi dan sudah di atas baku mutu air golongan B. Fenomena nilai kapasitas asimilasi BOD dan COD tersebut diduga
karena self purification di perairan Waduk Cirata sudah tidak berjalan secara
optimal diduga karena banyaknya beban N dan P serta bahan pencemar organik lainnya yang masuk ke perairan Waduk Cirata sudah melebihi kapasitas asimilasinya.
tingginya aktivitas penduduk di DAS-nya (pembuangan limbah domestik, limbah pasar, dan aktivitas pertanian) serta dari Waduk (perikanan budidaya dengan KJA). Pada perairan yang relatif tenang seperti Waduk Cirata, limbah organik yang masuk dimungkinkan akan mengendap dan terakumulasi pada subtrat dasar perairan sehingga proses dekomposisi meningkat dan menyebabkan kandungan oksigen terlarut menurun. Hal ini sesuai dengan pendapat Anggoro (1996) yang menyatakan bahwa menumpuknya bahan pencemar organik di perairan akan menyebabkan proses dekomposisi organisme pengurai semakin meningkat sehingga konsentrasi BOD juga meningkat.
Kapasitas asimilasi suatu perairan menjadi pertimbangan penting dalam
upaya pendayagunaan lingkungan. Kesulitan pada alternatif ini adalah kapasitas
asimilasi dari sumberdaya alam dan lingkungan hidup adalah terbatas. Limbah yang berlebihan tidak mungkin dapat diasimilasi sehingga apabila oksigen yang larut dalam lingkungan perairan habis, maka perairan akan menjadi kotor dan berbau busuk.
Gambar 24 Kapasitas asimilasi BOD di Waduk Cirata
4. Kapasitas Asimilasi (PO4
Berdasarkan persamaan regresi y= 2,2751x + 0,1904 dan R
³ˉ-P)
2
= 0,9955,
maka dapat ditentukan kapasitas asimilasi PO4³ˉ-P di perairan Waduk Cirata.
Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan kapasitas asimilasi sebesar 64,28 ton/bulan. Dari Gambar 26 terlihat bahwa kondisi perairan
Waduk Cirata sudah tercemar oleh parameter PO4³ˉ-P. Kandungan PO4 ³ˉ-P di
perairan mengindikasikan suatu kesuburan perairan. Perairan alami pada umumnya mempunyai kandungan fosfat yang tinggi (Kevern 1982). Tingginya
kandungan PO4³ˉ-P diakibatkan oleh tingginya rendah aktivitas manusia.
Keberadaan kegiatan perikanan budidaya pada KJA di Waduk Cirata yang sudah
melewati daya dukung perairan menyumbang kandungan PO4³ˉ-P di perairan
tersebut. Kandungan PO4³ˉ-P yang berlebihan berkaitan dengan kesuburan
perairan yang dapat mengakibatkan eutrofikasi di perairan. Eutrofikasi
mengakibatkan blooming algae sehingga penetrasi matahari ke dalam perairan
menjadi terhambat selanjutnya proses fotosintesa di perairan terganggu, terjadi persaingan penggunaan oksigen perairan dengan organisme lainnya sehingga mengakibatkan penurunan kandungan oksigen terlarut pada malam hari. Organisme yang tidak tahan terhadap kekurangan oksigen akan mati. Masuknya
PO4³ˉ-P yang berlebih di perairan berasal dari erosi lahan pertanian dan akumulasi
hasil limbah budidaya ikan dapat mengakibatkan alga hijau tumbuh dengan subur selanjutnya jika menutupi perairan maka dapat memusnahkan organisme akuatik
aerob. Tingginya beban pencemaran PO4³ˉ-P di Waduk Cirata menyebabkan
waduk ini sudah mencapai tingkat hipertrof (Garno 2002).
5. Kapasitas Asimilasi NO3
Nilai kapasitas asimilasi untuk NO3 ditentukan berdasarkan persamaan
regresi y = 3,3551x + 0,1248 dan R2
Nitrat adalah bentuk nitrogen utama di perairan yang merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga (Effendie 2003). Nitrat dan nitrit merupakan hasil dari proses nitrifikasi. Beban pencemaran nitrat dan nitrit sudah melewati kapasitas asimilasi diduga karena adanya pemukiman, kegiatan pertanian, peternakan dan tempat pembuangan akhir yang membuang limbahnya secara berlebihan ke DAS dan waduk. Kegiatan perikanan budidaya karamba jaring apung di perairan waduk juga ikut andil menyumbang beban pencemaran nitrat dan nitrit.
= 0,9987. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 2904,47 ton/bulan. Dari Gambar 27 terlihat bahwa kondisi perairan Waduk Cirata
sudah tercemar berat oleh parameter NO3 karena perpotongan nilai kapasitas
asimilasi berada pada kuadraan IV yang berarti daya dukung parameter NO3
sudah melebihi kapasitas asimilasi walaupun masih dibawah baku mutu air golongan I.
Gambar 27 Kapasitas asimilasi NO3 di Waduk Cirata.
6. Kapasitas Asimilasi NO2
Gambar 28 memperlihatkan kondisi perairan Waduk Cirata sudah tercemar
berat oleh parameter NO2. Hal ini karena nilai hasil perpotongan garis regresi
berada di atas garis baku mutu (kuadran III). Nilai kapasitas asimilasi untuk NO2
Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 0,27 ton/bulan.
Gambar 28 Kapasitas asimilasi NO2 di Waduk Cirata tahun 2007.
7. Kapasitas Asimilasi Logam Berat
Menurut PJB (2007) keberadaan logam berat di perairan Waduk Cirata diduga berasal dari limbah sejumlah industri di daerah aliran Sungai Citarum dan Cisokan di Bandung, Cimahi, Bandung Barat, dan Cianjur ditengarai mengalir
kedua sungai dan masuk ke Waduk Cirata. Menurut Boline (1981), dalam
Mustarudin (2005), diantara logam berat yang masuk ke perairan logam berat Hg, Cd, dan Pb sangat berbahaya karena dapat mengganggu fungsi normal enzim atau struktur selular ikan dan biota lainnya. Selanjutnya dikatakan ke tiga logam tersebut mempunyai afinitas yang besar terhadap sulfidril yang merupakan gugus fungsi pada asam amino organisme yang mengikat logam berat. Menurut Darmono (1995), Hg, Cd, dan Pb tidak mempunyai fungsi biologis tetapi menyebabkan keracunan pada makhluk hidup karena mempunyai sifat terakumulasi dengan cepat pada tubuh organisme akibat interaksi sel/jaringan tubuh dengan logam berat dari lingkungan.
Oleh sebab itu, keberadaan logam berat di perairan Waduk Cirata yang sudah melewati ambang batas dapat membahayakan kehidupan organisme perairan dan manusia, juga dapat meningkatkan laju korosi sehingga meningkatkan biaya pemeliharaan turbin.
a. Fe
Berdasarkan persamaan regresi y= 8,0456x + 2,2949 dan R2 = 0,9989 maka
perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 11,32 ton/bulan. Dari Gambar 29 terlihat bahwa kondisi perairan Waduk Cirata sudah tercemar oleh Fe.
Gambar 29 Kapasitas asimilasi Fe di Waduk Cirata.
b. Cd
Gambar 30 memperlihatkan bahwa kondisi perairan Waduk Cirata belum tercemar oleh parameter Cd, nilai kapasitas asimilasi untuk Cd ditentukan
berdasarkan persamaan regresi y= 5,2413x – 0,0003 dan R2 = 0,9998. Hasil
perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 1,98 ton/bulan.
Gambar 30 Kapasitas asimilasi Cd di Waduk Cirata
c. Cu
Gambar 31 memperlihatkan keberadaan perpotongan garis regresi dengan kapasitas asimilasi dan baku mutu (kuadran III) yang berarti bahwa parameter Cu belum melewati kapasitas asimilasi dan masih di bawah ambang batas baku mutu.
Nilai kapasitas asimilasi untuk Cu ditentukan berdasarkan persamaan regresi
y= 8,6778x + 0,0061 dan R2 = 0,998. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis
baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar -30,3 ton/bulan. Hasil ini memperlihatkan bahwa perairan Waduk Cirata belum tercemar oleh Cu.
Gambar 31 Kapasitas asimilasi Cu di Waduk Cirata
d. Zn
Berdasarkan persamaan regresi y= 3,4544x + 0,0213 dan R2= 0,9944
(Gambar 30) maka dapat ditentukan kapasitas asimilasi Zn. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 42,86 ton/bulan. Gambar 32 menunjukkan beban pencemaran kondisi perairan Waduk Cirata tercemar Zn, walaupun masih di bawah baku mutu (kuadran II).
Gambar 32 Kapasitas asimilasi Zn di Waduk Cirata
e. Mn
Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi logam berat Mn sebesar 40,64 ton/bulan(Gambar
31). Perhitungan tersebut berdasarkan persamaan regresi y= 2,1651x + 0,0106 dan
R2= 0,9628. Hasil tersebut memperlihatkan bahwa perairan tersebut belum
tercemar oleh Mn, 1 titik di kuadran I dan ada 2 titik yang berada di kuadran III.
Gambar 33 Kapasitas asimilasi Mn di Waduk Cirata tahun 2008.
f. Pb
Berdasarkan persamaan regresi y= 5,196 x - 0,000dan R2 = 0,998 (Gambar
34) maka dapat ditentukan kapasitas asimilasi Pb. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu menghasilkan perpotongan kapasitas asimilasi sebesar 5,8214 ton/bulan. Dari Gambar 34 terlihat bahwa kondisi perairan Waduk Cirata belum tercemar oleh parameter Pb karena nilai kapasitas asimilasi masih di bawah ambang batas nilai baku mutu.
5.2 Analisis Kelembagaan untuk Pengelolaan Waduk Berbasis Perikanan