Dwina Roosmini Departemen Teknik Lingkungan ITB

(1)

HIDROSPHERE

Dwina Roosmini

Departemen Teknik Lingkungan

ITB

11/5/2008

11/5/2008 Dwina RoosminiDwina Roosmini 22

SIKLUS HIDROLOGI

11/5/2008

Penurunan Muka Air Tanah

(Miller, 1996)

11/ 5/ 2008

11/ 5/ 2008 Dw ina Roosm iniDw ina Roosm ini 44

MANUSIA DAN AIR

Kom ponen t erbesar t ubuh m anusia

( 50

-

70) %

(2)

11/5/2008

Air

¾

Fungsi

¾

Untuk menunjang kehidupan manusia (masak, cuci +

transpor, agrikultur, perikanan, dll)

¾

Pembuangan limbah

¾

Lingkungan air dapat membawa penyakit

¾

Menular

¾

Tidak menular

¾

Pengolahan limbah cair di Indonesia, masih

banyak yang tidak/cukup memuaskan, oleh

karenanya masih mencemari lingkungan air

11/5/2008

Keputusan Menteri Kesehatan RI No:

907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Juli 2002

• Bakteriologis:

E. coli

• Kimia: inorganik dan organik

• Radioaktivitas

• Fisis: warna, bau dan kekeruhan

Standard Air Minum di Indonesia

Parameter:

11/5/2008

Peraturan-Peraturan :

•

Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas

Air dan Pengendalian Pencemaran Air

•

Keputusan Gubernur No. 6 Tahun 1999 tentang Baku Mutu Limbah Cair

bagi Kegiatan Industri di Jawa Barat

•

Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No. 38 tahun 1991 tentang

Peruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sumber Air di Jawa Barat

•

Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No. 67 tahun 1997 tentang

Peruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Cikarang, Ciherang,

Cilamaya, Ciasem, Cipunegara di Jawa Barat

•

Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No.58 tahun 1998 tentang

Peruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Cisanggarung, Ciberes

dan Bangkaderes di Jawa Barat

•

Keputusan Gubernur Jawa Barat No.28 tahun 2000 tentang Peruntukan

Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Ciwulan dan Cilangla di Jawa Barat.

•

Keputusan Gubernur Jawa Barat No.39 tahun 2000 tentang Peruntukan

Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Citarum dan Anak-anak Sungainya di

Jawa Barat

11/ 5/ 2008

Sumber

-

sumber Pengotor Air

Alam iah:

¾

Udara

¾

Mineral Terlarut

¾

Tum buhan/ hew an ( pem busukan)

¾

Tum buhan air

¾

Air huj an

Pert anian:

¾

Erosi

¾

Kot oran hew an

¾

Pupuk

¾

Pest isida

¾

Air I rigasi

Lim bah Cair :

¾

Perm ukim an

¾

I ndust ri

¾

Air huj an kot a

¾

Kapal/ perahu

¾

(3)

Miller, 1996

11/ 5/ 2008

Penyebab Penyakit

Agen Hidup: penyakit m enular

Agen t idak hidup: peny. t dk m enular

Pencemar Biologi

Dalam st andard air m inum diukur

dengan indikat or

E. coli

at au Tot al coli

• Kelompok coliform: Escherichia coli, Enterobacter

aerogenes, Citrobacter fruendii

Æ

bakteri aerobik dan fakultatif anaerobik, gram negatif,

tidak membentuk spora, berbentuk bulat yang

menfermentasi laktosa dan membentuk gas dalam 48

jam pada 35

o

C

11/ 5/ 2008

Sifat Biologi

o

Or ga n ism e n a t ive

o

Or ga n ism e t ida k

n a t ive

Ekosistem akuatik

organisme

individu

Jumlah

spesies

Jumlah

(4)

11/ 5/ 2008

Peran Air dalam Penyebaran

Penyakit Menular

Air sebagai penyebar m ikroba

pat ogen

Air sebagai sarang insekt a penyebar

penyakit

Air sebagai sarang hospes sem ent ara

penyakit

Penyakit yang berhubungan dengan air

Kategori

Infeksi

Agen patogen

1. Fekal-oral (water-borne atau water-washed)

Diarrhoeas dan dysentries : Disentri amuba Balantidiasis Kolera E. coli diarrhoeae Rotavirus diarrhoea Shigellosis (bacillary dysentry) Hepatitis-A

Polio Typhus abdominalis

P-Entamoeba histolytica

P-Balantidia coli

B-Vibrio cholerae

B-Escherichia coli enteropatogenic

V-Rotavirus

B-Shigella dysentriae

V-V. Hepatitis A

V-V.poliomyelitis

B-Salmonella typhi

2.Water-washed: a. Infeksi kulit dan mata b. Lain-lain

Penyakit infeksi kulit Penyakitr infeksi mata

Louse-borne typhus Louse-borne relapsing fever

M M R S 3. Water-based:

a. menembus kulit b. ingested Schistosomiasis Cacing guinea Chlonorchiasis Diphyllobothriasis H-Schistosoma H H H 4. Water-related insect vector

a. menggigit dekat air b. berkembang biak dalam air

Sleeping sickness Filariasis

Malaria River blindness Mosquito-borne viruses:

Dengue (Demam Berdarah)

P H P H V Keterangan : B: Bakteri, H: cacing , P: Protozoa, M: apa saja, R: Rickettsia, S:Spirochaete, V: Virus

Sumber: Cairncross dan Feachem, 1983

Penyakit yang berhubungan dengan

air (lanj.)

Kebanyakan merupakan penyakit saluran pencernaan, tinja

dari penderita dapat masuk ke dalam sistem penyediaan air.

Organisme patogen umumnya tidak dapat berkembang

dalam air, hanya dpt bertahan beberapa hari

Spora atau kista

Æ

bertahan di luar tubuh dalam waktu

lama, contoh:

Clostridium tetani (bertahan beberapa

tahun)

air (lanj.)

Salmonellosis:

Gastroenteritis akut, keracunan pada darah, demam enterik

Penyebab:

Salmonella typhimurium

Æ

gastroenteritis

Salmonella typhii

Æ

Typhoid fever

(5)

air (lanj.)

Shigellosis (

Bacillary dysentriae

):

Diare akut

Penyebab:

Shigella

Amebiasis (

amebic dysentriae

):

Diare

Penyebab: Protozoa

Entamoeba hystolitica

dengan habitat usus besar

Membentuk kista dan dapat terbawa tinja untuk menyebar

Tahan thd klorinasi, dpat dihilangkan dengan UV atau pengeringan

11/ 5/ 2008

Giardia, Perotozoa penyebab diare

air (lanj.)

Hepatitis:

Demam, kehilangan selera makan dan enerji, sakit kepala, kuning

Penyebab:

Virus

Cholera:

Diare akut (muntaber)

Æ

dehidrasi

Penyebab: Bakteri

Vibrio Cholera

atau

V comma

Wabah di New Delhi, India (1955-1956): Kontaminasi SPAB

oleh limbah domestik

11/5/2008 Dwina Roosmini 20

Virus

•

Tidak dapat berkembang biang diluar sel hidup

Tidak dapat berkembang biang diluar sel hidup Æ

Æ

jumlah di lingkungan berkurang

•

Dapat bertahan hidup di lingkungan pada kondisi:

pH netral, senyawa organik, kelembaban,

temperatur rendah.

•

Enterovirus dapat ditemukan hampir diseluruh air

permukaan yang menerima limbah domestik

permukaan yang menerima limbah domestik Æ

Æ

100 enterovirus/ liter

(6)

Virus (lanj.)

•

Teradsorbsi pada partikel tersuspensi (baik organik

maupun anorganik)

Æ

terakumulasi pd dasar sedimen

•

Daya tahan lebih baik pada air terpolusi dengan berat

•

Dpt mencemari air tanah dangkal yang tercemar limbah

domestik

•

Dpt ditemukan pada air dari PAM yang telah diklorinasi,

sementara bakteri hilang virus tdk juga dapat lolos pada

saringan pasir

Virus (lanj.)

Desinfeksi:

–

poliovirus resistan thd desinfeksi dengan klor

–

ozon merupakan desinfektan cukup baik utk virus

–

Adenovirus penyebab infeksi mata, sal. Pernafasan

tahan terhadap desinfeksi dengan UV (Gerba, 2003)

Virus (lanj.)

Penyisihan virus dalam pengolahan limbah cair:

•

Sedimentasi primer/sekunder: 83%

teradsorbsi pada solid dan mengendap

•

Tangki Septik: 50 % tgt waktu detensi

•

Trickling filter: 85

-

94 %

•

Lumpur aktif: 90

–

99 %

•

Pengolahan Lumpur:

Pit latrin, Anaerobic digestion, sludge drying bed, komposting

Ascariasis

•

Reservoir: Manusia

•

Transmisi: Oral, melalui tangan, makanan, alat2.

•

Telur menetas menjadi larva di usus besar,

masuk ke aliran darah, masuk ke hati/jantung dan

akhirnya masuk ke paru2 dlm 3 hari.

•

Larva berkembang di paru2, masuk ke trakhea, tertelan

masuk ke oesophagus

Æ

usus, berkembang dalam 60

-

75

hari hidup s.d 1,5 tahun.

(7)

Ascariasis

•

Terdapat dalam air permukaan, tidak di air tanah

•

Terdapat terbanyak di feces: 300.000 telur

pergram feces.

11/5/2008

Dracunculus medinensis

Dwina Roosmini 26

Water-based helminths

11/5/2008 Dwina Roosmini 27 11/5/2008 Dwina Roosmini 28

Konsentrasi

Konsentrasi Fecal Coliform

Fecal Coliform

dalam Sumber Air

Domestik di Negara Berkembang

Sumber

Escherichia coli

per 100 mL

Gambia:

Sumur pompa tangan (15

-

18) m

s.d 100.000

Indonesia:

Kanal di Jakarta

3.100

–

3.100.000

Kenya:

Mata Air

Waduk

Sungai Besar

0

-

2

10

–

100.000

Uganda:

Sungai

Mata Air (tdk terlindung)

Sumur pompa tangan

500

–

8.000

0

–

2.000

8

(8)

Pencemar Kimia

Terdiri dari:

•

Pencemar organik (SK Menkes 907):

36 parameter senyawa dan 50 senyawa organik kategori

pestisida.

•

Pencemar Inorganik: Logam berat (Hg, Cd, Cr,

Pb, dll)

Portal of Entry

pintu masuk ke dalam tubuh atau cara zat masuk

ke dalam tubuh

•

Oral

: melalui saluran pencernaan, sulit mencapai

peredaran darah

•

Inhalasi

: melalui saluran pernapasan, cepat

memasuki peredaran darah,

•

Dermal:

melalui kulit, sehingga akan mudah masuk

ke dalam peredaran darah

•

Parenteral

: melalui suntikan langsung memasuki

peredaran darah

Senyawa Inorganik

Pe n ce m a r a n Lin gk u n ga n :

Pr ose s a la m ia h : k on se n t r a si r e n da h ,

lok a l

Pe n a m ba n ga n : k on se n t r a si t in ggi

Lim ba h : pr ose s, pe m a k a ia n

Sumber Logam Berat

11/ 5/ 2008

Merkuri

Merkuri organik:

Met ilm erkuri CH

3

Hg

+

di

-

m et ilm erkuri ( CH

3

)

2

Hg

Merkuri inorganik:

Hg

(9)

11/ 5/ 2008

Metil merkuri

Terabsorbsi dari sit em pencernaan

sam pai 100%

Menem bus sist em peredaran dar ah

dan ot ak

Menem bus plasent a

Wakt u paruh biologi: 70

-

80 hari.

11/ 5/ 2008

Toksisitas

Toksisit as Akut :

Um um nya akibat t erpapar Hg inorganik

Sakit perut berat , nephrit is

11/ 5/ 2008

Toksisitas kronis

Disebabkan oleh m et ilm erk uri:

Gangguan koor dinasi

Gangguan pendengar an

Gangguan bidang pandang

Ret ardasi m ent al

Gangguan pert um buhan

Gangguan sist em syaraf

11/ 5/ 2008

Methylmercury

Exposure Sources:

Chloralkali plant s

Pulp and paper

Ant isept ics, fungicides

(10)

11/ 5/ 2008

( Direktorat I nventarisasi dan Sumberdaya Mineral , 2001)

11/ 5/ 2008

BPLHD-Jawa Barat, 2002

Penambangan Emas Tanpa Ijin

Contoh:

Minamata: Keracunan air raksa di Minamata, Kyushu,

Jepang 1953 – 1960.

111 orang cacat, 43 orang meninggal

Pabrik plastik membuang Hg ke perairan

Maxim um Cont am inant Level inorganic

m ercury in drinking w at er = 0.002 m g/ L

Toxic Crit eria:

–

Freshw at er: m axim um = 1.4

µ

g/ L,

cont inuous = 0.77

µ

g/ L

--

Salt w at er: m axim um = 1.80

µ

g/ L,

cont inuous = 0.94

µ

g/ L

–

Hum an healt h consum pt ion of organism s

= 0.3 m g/ kg m et hyl m ercury fish t issue

( wet weight )

(11)

11/ 5/ 2008

Arsenic

D a pa t se ca r a ce pa t die k sk r e sik a n

be r sa m a u r in : da la m 1

-

2 h a r i

W a k t u pa r u h a r se n or ga n ik :

4

–

6 j a m

11/ 5/ 2008

ARSENIC

Ar se n in or ga n ik da pa t

m e n e m bu s pla se n t a , t e t a pi t ida k

dit e m u k a n pa da a ir su su ibu .

M a sa la h da pa t t im bu l a k iba t

pa j a n a n k r on is a t a u a k u t de n ga n

dosis t in ggi

11/ 5/ 2008

Pajanan Akut

Meny ebabk an m unt ah

-

m unt ah, sakit

yang para pada abdom en, diare

( kadang disert ai pendarahan) dalam

sekit ar 1 j am set elah t ert elan

Gej ala lain: anorexia, dem am , irit asi

m ukosa

11/ 5/ 2008

Pajanan Kronis

Toksik t erhadap sist em syaraf pusat ,

m enyebabk an gangguanan kepek aan

dan kelem ahan ot ot

(12)

11/ 5/ 2008

Pajanan Sub akut dan kronis

prom inent derm at ologic

Hyperpigm ent at ion :

non sun

-

exposed areas

Hyperkerat osis on t he palm s and soles.

Squam ous cell carcinom a

Pat hognom onic sign: horizont al w hit e

bands of arsenic deposit s across t he bed

of t he finger nails ( Mees

’

line) .

Mees

’

lines usually appear 4

-

6 weeks aft er

exposure

Keracunan Cadmium:

Toyama, Jepang:

Pelunakan tulang punggung

Sumber pencemar:

Pertambangan seng dan timah

hitam membuang partikulat

Cd. Cd masuk ke air irigasi

dan akhirnya ke persawahan,

padi/beras.

Kadar Cd di beras mencapai

konsentrasi 1,6 ppm

Standar air minum SK Menkes

2002: 0,003 mg/L

Keracunan Cobalt

•

Banyak digunakan di Pabrik elektronik, turbin

gas sebagai katalisator proses kimia

•

Diperlukan dalam jumlah kecil pada tubuh

manusia

•

Penyebab penyakit kelainan otot jantung

•

Adanya cobalt s.d. konsentrasi 1,1

-

1,2 ppm

dalam bir

Alumuniun:

Dalam dosis tinggi menyebabkan luka pada usus

Besi:

Dalam dosis tinggi merusak dinding usus

Nitrat dan Nitrit:

Keracunan akut: Dalam jumlah besar mengganggu sistem

pencernaan, diare bercampur darah

Keracunan kronis: depresi umum, sakit kepala dan gangguan

mental

(13)

Senyawa Organik

•

Senyawa persisten

•

Senyawa biodegradable

36 parameter senyawa dan 50 senyawa organik kategori

pestisida.

11/ 5/ 2008

Senyawa (Zat

-

zat) Persisten

Cont oh:

¾

DDT ( Dichloro

-

dipheny l

-

t richloroet han)

¾

Klorolignin ( lim bah cair indust ri kert as dgn proses

klorinasi) : BM > > ( 10000Dalt on)

¾

Senyaw a organik t erklorinasi lain:

AOX ( Adsorbable Organic Halide)

Sulit terurai/terdegradasi baik secara biologi

maupun kimiawi

11/ 5/ 2008

Sumber: Cunningham, 1999

11/ 5/ 2008

(14)

11/ 5/ 2008

11/ 5/ 2008 Dw ina Roosm iniDw ina Roosm ini 5353 11/ 5/ 200811/ 5/ 2008 Dw ina Roosm iniDw ina Roosm ini 5454

DDT(Dichloro

-

diphenyl

-

trichloroethane)

I nsekt isida y ang dibuat pert am a kali

Persist en

Æ

t erakum ulasi dalam rant ai

m akanan

Æ

biom agnifikasi

Efek: pusing, m ual, t rem or dan kerusakan

hat i, sist em syaraf pusat dan ginj al

Dosis kecil berulang lebih berbahaya

11/ 5/ 2008

Benzo(a)pyrene

Merupakan PAH ( polisiklik arom at ik

hidrokarbon)

Bersifat karsinogenik dan m ut agenik

11/ 5/ 2008

Chlordane

I nsekt isida C

10

H

6

Cl

8

Sering dit em ui sebagai pencem ar air

Mudah t erabsorbsi oleh kulit

m enyebabkan hyperexit asi dan konvulsi,

penyebab kelainan darah dan anem ia

(15)

Pentachlorophenol (PCP)

Kerusakan pada hat i, pada hew an percobaan

bersifat t erat ogenik

Bila dipanask an m enguapkan Cl

2

Benzenheksaklorida (BHC)

Toksisit as ak ut m aupun k ronis

Racun perut

11/ 5/ 2008

Zat radioaktif

Dalam j um lah sedikit dapat

m enim bulk an m asalah

Æ

biom agnifik asi

Menim bulk an kerusakan pada sel yang

t erpapar:

¾

kem at ian sel

¾

perubahan genet ik

Æ

kanker at au m ut asi

Hubungan Jumlah Sumur Bor dengan Produktifitas Airtanah

0 5 10 15 20 25 30 198 5 198 6 198 7 198 8 198 9 199 0 199 1 199 2 199 3 199 4 199 5 Tahun Ju m lah S u m u r (U n it ) 0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 In de k s P ro d u k tiv it a s ( L /de t/un it )

Jumlah Sumur Bor Indeks Produktivitas

Indeks Produktivitas Airtanah PDAM Kota Bandung

0 5 10 15 20 25

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995Tahun

J u ml a h S u mu r (U n it ) 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 In de k s P ro d u k tiv ita s (L /d e t/u n it)

Jumlah Sumur Bor Indeks Produktivitas

Indeks Produktivitas Airtanah PDAM Kabupaten Bandung

Gedebage

Rancaekek

Foto: GTL, 2004

Penurunan Muka Tanah (Smr Pantau)

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 2250 2500 2750 3000 1

90019101920193019401950196019701976198519881990992119931994199519961997998119992000200120022003Tahun

0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12