Universitas Gadjah Mada
V. PENCEMARAN AIR
A. Air dan Fungsinya
Air merupakan senyawa antara hidrogen dan oksigen dengan rumus kimia H2O
(hidrogen oksida). Selain itu, juga ada bentuk lain senyawa air yang sangat langka terjadinya yaitu hidrogen peroksida (H2O2). Air dapat berbentuk cair tetapi dapat juga
berbentuk es, salju atau gas (uap air). Air di alam terkumpul dalam badan air (laut, danau, rawa, kolam, atau sungai), air tanah, awan atau kabut, uap air, terikat dengan batuan, atau dalam tubuh organisme.
Air merupakan senyawa yang mutlak dibutuhkan organisme. Manusia dan organisme lain yang tidak hidup di dalam air biasanya cenderung mencari tempat tinggal dekat dengan air agar mullah memperoleh air guna memenuhi kebutuhan hidupnya. Oleh karena itu, desa dan kota pada jaman dulu banyak yang tumbuh dan berkembang di sekitar sumber air, di tepi sungai atau danau. Setelah peradaban manusia lebih maju, tempat tinggalnya tidak lagi harus selalu dekat dengan sumber air karena air dapat diambil dari sumber yang jauh letaknya, kemudian disalurkan dan didistribusikan dengan menggunakan pipa ke lokasi yang diinginkan.
Air selain berguna untuk memenuhi kebutuhan hidup sehari-hari, juga berguna untuk membantu berbagai upaya peningkatan kesejahteraan manusia, misalnya untuk pertanian, peternakan, perikanan, perindustrian atau pembangkit tenaga listrik. Dix (1981) membedakan penggunaan air menjadi lima macam yaitu:
1. pemenuhan kebutuhan umum (termasuk rumah tangga), 2. perindustrian,
3. pendingin dan penggerak generator pada pusat pembangkit tenaga listrik, 4. industri pertanian (termasuk perikanan dan peternakan),
Universitas Gadjah Mada
B. Pencemaran Air
Di samping merupakan senyawa yang sangat esensial bagi kehidupan organisme, air juga mengandung berbagai benda, partikel-partikel baik organik maupun anorganik dan organisme. Hal tersebut disebabkan air bersifat terbuka bagi datangnya benda-benda pengotor dan pada umumnya dapat melarutkannya. Oleh karena itu, tidak ada air atau perairan alami yang murni tetapi di dalamnya selalu terkandung unsur atau senyawa lain.
Dengan terlarutnya unsur atau senyawa lain terutama unsur hara, menjadikan air sebagai komponen ekologik yang sangat penting peranannya bagi kehidupan organisme. Air murni yang hanya dapat dijumpai di laboratorium tidak dapat mendukung kehidupan organisme dengan baik. Sebaliknya, jika di dalamnya terlarut atau terkandung unsur atau senyawa yang bersifat racun atau yang dapat mengganggu kehidupan organisme, maka nilai guna air dan perairan tersebut dikatakan telah menurun atau bahkan rusak.
Terdapatnya benda-benda asing yang tidak dikehendaki dalam jumlah tertentu yang menyebabkan kualitas air atau kegunaannya untuk maksudmaksud yang bermanfaat menjadi berkurang disebut pencemaran air (Jackson 1950). Lebih lanjut Lund (1971) mendefinisikan pencemaran air sebagai peristiwa masuknya senyawa-senyawa dengan karakteristik dan kuantitas tertentu ke dalam air sehingga dapat mengurangi atau merusakkan kegunaannya, atau menyebabkan timbulnya warna, rasa serta bau yang tidak enak. Dix (1981) lebih memperluas lagi pengertian tersebut dengan mendefinisikan pencemaran air sebagai perubahan kualitas air baik karena proses alamiah maupun akibat perbuatan manusia yang menyebabkan air tersebut tidak dapat digunakan atau berbahaya untuk makanan, kesehatan manusia dan hewan, industri, pertanian, perikanan atau keperluan rekerasi.
Menurut Jackson (1950) terjadinya pencemaran air antara lain dapat ditunjukkan oleh adanya beberapa perwujudan sebagai berikut:
Universitas Gadjah Mada
2. adanya limbah padat yang terapung atau sesuatu yang tidak sedap dipandang mata,
3. penurunan kandungan oksigen (02) terlarut,
4. perubahan pH dan turbiditas (kekeruhan),
5. adanya timbunan algae atau tumbuhan air lainnya, 6. adanya tanda dilarang berenang,
7. penurunan komunitas ikan,
8. adanya hepatitik yang berjangkit di suatu wilayah.
Secara umum pencemaran air dapat dihubungkan dengan beberapa macam pengotoran air di antara dua kondisi ekstrim berikut ini:
1. pengkayaan yang tinggi dan produksi komunitas biota air yang berlebihan,
2. peracunan badan air oleh bahan-bahan kimia beracun yang mengeliminasi beberapa jenis organisme atau bahkan memusnahkan semua bentuk kehidupan di dalamnya.
Efek atau pengaruh yang dapat ditimbulkan oleh pencemaran air sangat bervariasi. Menurut Dix (1981) pengaruh pencemaran air dapat dikelompokkan menjadi enam hal sebagai berikut:
1. Pengaruh fisik, seperti partikel padatan tersuspensi yang menyebabkan turbiditas atau kekeruhan air, air pendingin yang menyebabkan kenaikan suhu air, dan lapisan minyak pada permukaan air yang menghambat proses reoksigenasi air; 2. Pengaruh oksidasi, disebabkan oleh aktivitas bakteri atau oksidasi kimia bahan
organik dan anorganik, yang keduanya dapat secara nyata mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air;
3. Pengaruh zat kimia toksik, disebabkan oleh sejumlah zat yang mengakibatkan perubahan fisiologik seketika atau kumulatif pada tumbuhan, hewan, dan manusia;
Universitas Gadjah Mada
5. Pengaruh patogenik, disebabkan oleh mikroorganisme, yaitu ketika bakteri dan virus terdapat dalam jumlah yang cukup tinggi sehingga membahayakan kesehatan;
6. Pengaruh radionuklida, disebabkan oleh akumulasi zat radioaktif dalam makanan organisme, yang dapat menyebabkan perubahan fisik pada tubuh manusia.
C. Bahan Pencemar Perairan
Berdasarkan ukuran partikelnya Turk et al. (1972) mengelompokkan benda-benda asing dalam air yang dapat bersifat sebagai pengotor air menjadi tiga, yaitu: 1. Partikel-partikel tersuspensi, yaitu berupa partikel-partikel berdiameter > 0,1
mikrometer. Partikel-partikel tersuspensi yang terdapat dalam air dapat tertahan oleh alat penyaring biasa, mudah mengendap dengan cepat dan bersifat menyerap cahaya sehingga menyebabkan air yang terkotori partikelpartikel tersebut terlihat keruh dan suram;
2. Partikel-partikel koloidal, yaitu berupa partikel-partikel berdiameter 0,001-0,1 mikrometer. Partikel-partikel koloidal yang terdapat dalam air bersifat dapat melewati sebagian besar media penyaring dan tidak dapat dibersihkan dari dalam air dengan cara pengendapan atau penyaringan biasa. Walaupun terkotori partikel-partikel koloidal, dalam berkas cahaya air tetap tampak jernih sehingga seringkali hal tersebut tidak mendapat perhatian. Berbagai warna pada perairan alami, misalnya warna biru, hijau dan merah pada danau atau laut sebagian besar disebabkan oleh adanya partikel-partikel koloidal;
3. Partikel-partikel terlarut, yaitu berupa partikel-partikel berdiameter < 0,001 mikrometer. Partikel-partikel terlarut yang terdapat dalam air tidak dapat diendapkan, tidak tertahan oleh media penyaring dan tidak membuat air menjadi keruh.
Universitas Gadjah Mada
Khusus bahan-bahan pencemar ekosistem air tawar Mason (1981) mengelompok-kannya menjadi beberapa macam, yaitu: asam dan alkali, anion (misalnya: sulfida, sulfat dan sianida), deterjen, buangan rumah tangga dan pupuk pertanian, limbah pengolahan makanan, gas (misalnya: klorin dan amonia), panas, logam (misalnya: kadmium, seng dan timbal), nutrien (khususnya posfat dan nitrat), minyak dan derivat-derivatnya, limbah organik beracun (misalnya: formaldehida dan fenol), organisme patogen, pestisida, poliklorin bifenil (PCBs), dan radionukleotida.
D. Macam-macam Pencemaran Air
Pencemaran air dapat diklasifikasikan berdasarkan atas macam medium air yang tercemar, habitat yang tercemar dan sumber atau jenis pengotornya. Berdasarkan atas jenis pencemarnya Klein (1957) membedakan pencemaran air menjadi empat macam, yaitu:
1. Pencemaran fisik, antara lain disebabkan oleh: panas, kekeruhan, padatan tersuspensi, warna, buih/busa dan radioaktivitas.
a. Panas
Beberapa jenis industri dan instalasi pembangkit tenaga listrik selalu mengeluarkan air buangan panas ke dalam perairan. Pada musim panas, terutama di daerah beriklim tropik perubahan suhu air di sekeliling kemungkinan sudah dapat menyebabkan tekanan (stress) kronik pada beberapa jenis organisme air. Kenaikan suhu air yang terus menerus akan menambah tekanan tersebut dan kemungkinan juga dapat menimbulkan kondisi yang mematikan. Perubahan suhu air akan mempengaruhi banyaknya kandungan oksigen terlarut dan kemampuan alami air dalam menetralisasi limbah. Menipisnya kandungan oksigen terlarut dalam air yang disebabkan oleh buangan panas berlangsung melalui mekanisme sebagai berikut:
1) bertambahnya aktivitas respirasi organisme air; 2) berkurangnya daya larut oksigen dalam air;
Universitas Gadjah Mada
3) terstratifikasinya badan air sehingga proses reoksigenasi di bawah permukaan air menjadi terhambat (Laws 1981).
Kenaikan suhu air dari 52°F (11,1°C) menjadi 72°F (22,2°C) dapat menyebabkan kandungan oksigen terlarut turun dari 1,17 ppm menjadi 0,70 ppm. Selain dapat mempengaruhi sifat fisik-kimia air, suhu air juga dapat mempengaruhi proses-proses fisiologik ikan, contoh:
1) derajat pertumbuhan embrio Cyprinus carpio pada 30°C lebih kurang setengah kali pertumbuhan pada suhu air 20°C, dan nafsu makan ikan akan hilang jika suhu air meningkat;
2) ikan yang hidup di air yang suhunya tidak pernah lebih dari 21,1°C jika langsung dipindahkan ke dalam air bersuhu 32,2°C akan mengalami tekanan fisiologik yang dapat menyebabkan kematian ikan tersebut;
3) Cyprinus carpio yang dipelihara pada suhu 20°C akan mengalami
kematian pada suhu 31-34°C.
Disamping itu, aktivitas mikrobia akan bertambah pada suhu yang lebih tinggi sehingga sifat tersebut bermanfaat pada instalasi pengolahan limbah secara biologik. Kenaikan suhu air juga dapat mempercepat pertumbuhan bakteri dan alga penyebab eutrofikasi.
b. Turbiditas
Turbiditas atau kekeruhan air antara lain disebabkan oleh terdapatnya partikel-partikel tersuspensi dan mikroorganisme nonpatogen (dalam jumlah tertentu). Turbiditas yang tinggi akan menyebabkan hal-hal sebagai berikut: 1) berkurangnya penetrasi cahaya ke dalam air,
2) menurunkan aktivitas fotosintesis sehingga akan menyebabkan turunnya kandungan oksigen terlarut,
3) menghambat pertumbuhan tanaman yang hidup dalam air,
4) mengurangi daya pandang (visibilitas) dalam air dan membatasi ke-mampuan hewan air untuk mencari makan.
Universitas Gadjah Mada
c. Padatan tersuspensi
Dalam perairan padatan tersuspensi dapat berupa lempung, limbah pertambangan, butir-butir bahan organik yang halus dan tidak larut, partikel tanah, bakteri, alga, plankton, pasir atau debu atmosferik. Terdapatnya padatan tersuspensi dalam suatu badan air dapat menimbulkan hal-hal sebagai berikut:
1) memperbesar eutrofikasi,
2) menyebabkan air menjadi keruh, mengurangi penetrasi cahaya dan menghambat proses fotosintesis,
3) perombakan biologiknya akan menurunkan kandungan oksigen terlarut serta mengeluarkan bau busuk atau gas beracun ke lingkungan,
4) menurunkan efisiensi pernafasan hewan air karena permukaan insang tertutup padatan tersuspensi.
c. Warna
Bahan-bahan seperti lignin, pewarna, padatan tersuspensi dan koloidal dapat menyebabkan terjadinya perubahan warna pada perairan alami. Hadirnya warna pada perairan dapat disebabkan oleh buangan industri atau dari bahan hancuran sisa-sisa tumbuhan oleh bakteri. Macam industri yang mengeluarkan limbah warna antara lain: industri kertas dan "pulp", tekstil, petrokimia dan kimia.
Kriteria air yang diijinkan untuk digunakan masyarakat mempunyai tidak lebih dari 75 unit warna (standar kobalt-platinum), sedangkan yang dianjurkan tidak lebih dari 10 unit warna. Hal tersebut penting mengingat zat-zat warna banyak yang mengandung logam-logam (berat) yang bersifat toksik. Perairan yang mengandung 50 unit warna sudah dapat menghambat berlangsungnya proses fotosintesis flora air yang ada di dalamnya. Walaupun dapat menimbulkan akibat negatif bagi kehidupan, sebetulnya pencemaran air oleh zat warna merupakan masalah yang lebih berkaitan dengan estetika.
Universitas Gadjah Mada
d. Buih atau busa
Terdapatnya buih atau busa di suatu perairan kebanyakan disebabkan oleh penggunaan deterjen dan dari bak aerasi pada proses lumpur aktif pada instalasi pengolah limbah. Deterjen keras masa kini yang hanya dapat dihancurkan sebagian selama dalam proses pengolahan limbah, merupakan penghasil buih atau busa yang sangat potensial.
e. Radioaktif
Bahan-bahan radioaktif dapat sangat membahayakan semua bentuk kehidupan. Bahan-bahan tersebut dapat masuk ke perairan bersama buangan limbah laboratorium, reaktor nuklir, serta penambangan dan pemrosesan uranium. Laboratoium-laboratorium penelitian di bidang kedokteran, biologi dan kimia yang melakukan tracer study seringkali dalam air Iimbahnya terkandung bahan radioaktif seperti isotop-isotop karbon, iodine dan fosfor.
2. Pencemaran kimia, dapat dibedakan menjadi pencemaran kimia organik dan anorganik.
3. Pencemaran biologik, disebabkan oleh berbagai organisme patogen seperti: virus, bakteri, protozoa, parasit, dan toksin tumbuhan. Beberapa organisme patogen yang dapat ditemukan dalam air dan penyakit-penyakit yang dapat ditimbulkannya antara lain:
a. Virus patogen
1) poliovirus, penyebab paralisis, meningitis, demam,
2) echovirus, penyebab meningitis, penyakit pernafasan, ruam, diare, demam,
3) coxsackievirus A, penyebab herpangina, meningitis, penyakit ernafasan, demam,
4) coxsackievirus B, penyebab myocardisis, kelainan jantung bawaan, ruam, demam, meningitis, pleurodynia, penyakit pernafasan,
Universitas Gadjah Mada
b. Bakteri patogen
1) Salmonella typhi, penyebab penyakit salmonellosis atau tipus, 2) Shigella sp., penyebab penyakit shigellosis atau disentri, 3) Escherichia coli, penyebab penyakit disentri,
4) Vibrio cholerae, penyebab penyakit kolera, 5) Leptospira sp., penyebab penyakit leptospirosis,
6) Franciella tularensis, Pasteurella tularensis, dan Bacterium tularense, ketiganya merupakan penyebab penyakit tularemia;
c. Protozoa patogen
1) Entamoeba histolytica, penyebab penyakit amebiasis, 2) Giardia lamblia, penyebab penyakit diare atau giardiasis,
3) Naegleria gruberi, penyebab penyakit amebic meningocephalitis; d. Parasit
1) Taenia saginata, penyebab sakit perut, gangguan pencernaan, dan penurunan berat badan
2) Ascaris lumbricoides, penyebab ascariasis,
3) Schistosoma sp., penyebab penyakit schistosomiasis, larvanya dapat menyebabkan iritasi dan menimbulkan rasa gatal pada kulit (Laws 1981).
e. Toksin atau racun tumbuhan
1) Aflatoksin, dapat menyebabkan anemia, kebutaan, depresi dan kelemahan badan, diare, sesak nafas, kehilangan koordinasi, dan salivasi,
2) Nikotin, dapat menyebabkan sakit perut, kejang-kejang, depresi dan kelemahan badan, diare, kehilangan koordinasi, kelumpuhan, salivasi, dan muntah-muntah,
3) Solanin, dapat menyebabkan diare, salivasi, dan muntah-muntah, 4) Atropin, dapat menyebabkan kebutaan, dilatasi pupil, kejangkejang,
Universitas Gadjah Mada
Disamping disebabkan oleh organisme patogen, pencemaran biologik air juga dapat disebabkan oleh makrofita air, misalnya eceng gondok (Eichhornia
crassipes) yang sering dianggap sebagai pencemar sungai, danau, atau waduk.
Dampak negatif eceng gondok terhadap lingkungan perairan antara lain: dapat mengubah peruntukan air, mempercepat pendangkalan, dan mengurangi kandungan oksigen terlarut dalam air.
4. Pencemaran fisiologik, antara lain dapat berupa bau dan rasa yang tidak sedap, misalnya adanya bau dan rasa minyak pada daging ikan dan hewan air lainnya. Bau dan rasa yang tidak enak pada suatu badan air antara lain dapat disebabkan oleh adanya senyawa yang banyak mengandung nitrogen, sulfur, dan posfor, atau karena proses pembusukan bahan organik oleh mikroorganisme dalam air (Klein, 1957).
E. Pencemaran Air oleh Bahan Kimia
Bentuk-bentuk pencemaran air oleh bahan-bahan kimia yang terpenting antara lain berupa: defisiensi oksigen, toksisitas, dan eutrofikasi (Eden 1975). Berbagai macam senyawa kimia organik, anorganik atau mineral yang dibuang ke dalam air dapat mengotori dan meracuni air, sehingga dapat mematikan ikan dan biota air lainnya. Bahan pencemar perairan yang berupa zat-zat kimia beracun dapat berasal dari kegiatan industri, air buangan tambang, erosi permukaan pada tambang terbuka, pencucian herbisida dan insektisida, dan akibat kecelakaan komersial seperti tumpahnya minyak atau pecahnya tanker kimia di laut (Southwick 1976). Khusus tentang limbah yang berasal dari kegiatan industri, Dix (1981) mengemukakan bahwa pencemar yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh jenis industri.
