3/2/2015
HIDROSFER
HIDROSFER Pendahuluan ()
Materi Kuliah
Sumber daya air Ekosistem air Pencemaran air dan penaggulangannya Dr. Saiful, M.Si.
Konservasi air bersih
JURUSAN KIMIA FMIPA UNIVERSITAS SYIAH KUALA-BANDA ACEH 2012
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.
Sosial Sosial Budaya Budaya Masyarakat
in
Ja sa
& it st
i us
AIR
sa ja
Da m pa k
&
rja ke
Filsafat Air by. Judith M. Tomasowa
ga na
lin gk un ga
Te
Air setetes menghidupkan Air sewabah mematikan…
ng ra Ba
n
Jumlah Jumlah populasi populasi Gaya Gaya hidup hidup Budaya Budaya Organisasi Organisasi sosial sosial
Lingkungan
Sumber daya alam
Ekonomi
Atmosfer Atmosfer Hidrosfer Hidrosfer Litosfer Litosfer Keragaman Keragaman hayati hayati
Dampak
Pertanian Pertanian Rumah Rumah tangga tangga Industri Industri Transportasi Transportasi Jasa Jasa pelayanan pelayanan
Sumber: Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World: WMO
Peran Air dalam Pembangunan Berkelanjutan
KETERSEDIAAN AIR DI BUMI sungai & danau 0,0001% di atmosfer 0,001%
air bawah tanah 0,72% es 1,75%
Total + 1.4 milyar km3 air laut 97,5%
Air total 100 liter (100%)
Air tawar 2,5 liter (2,5%)
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 dimanfaatkan* 0,003 liter (0,003%) = ½ sendok teh
6 Ilustrasi: Comprehensive Assessment of the Freshwater Resources of the World/WMO 2002, Miller 2000.
1
3/2/2015
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 1/10.000 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® 1998.
Ilustrasi: www.news.bbc.co.uk, www.greenpeaceusa.org,
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)
*EUTROFIKASI : perubahan fisis, kimiawi dan biologis yang terjadi dalam 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).
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
Ilustrasi: Miller 2000
2
3/2/2015
Air tanah terdapat dalam tanah (dapat melarutkan mineral-mineral bahan induk dari tanah yang dilewatinya)
Studi kasus:
Kota Jakarta Kualitas air di Jakarta sangat buruk, akibat pencemaran oleh rumahtangga (80%) dan industri ( i t (sistem pembuangan b & sanitasi it i tidak tid k memadai d i untuk t k jumlah j l h penduduk d d k > 11 juta j t org). ) Perkiraan tahun 1989: limbah sebanyak 200.000 m3/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 30-70 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
Kota Bandung
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
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: • • • •
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.
PERMASALAHAN AIR GLOBAL: *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 2003
3
3/2/2015
Potensi Kekurangan Air
Penanggulangan masalah (apa yang dapat kita lakukan?) Benua
Menghemat air. 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 kebijakan-kebijakan pengelolaan air: M h i dan d menyikapi ik i adanya d k bij k k bij k tentang t t l l i 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.
Eropa Amerika Utara Afrika Asia Amerika Selatan Australia & Oseania Dunia Jawa Bali, NTT dan NTB Kalimantan Sumatera Sulawesi Maluku dan Papua Indonesia
Luas juta km2 10,46 24,25 30,10 43,48 17,86 8,95
Penduduk juta jiwa 685 448 708 3.403 315 29
Potensi Air km3/tahun 2.900 7.700 4.040 13.508 12.030 2.400
Potensi Ketersediaan mm/tahun m3/kapita 277 4.234 316 17.188 134 5.706 311 3.969 674 38.190 268 83.624
135,10 0 13 0,13 0,09
5.588 123 11
42.578 187 60
315 1.406 1 406 698
7.620 1 523 1.523 5.447
0,19 0,47 0,54 0,49
14 41 10 4
247 738 1.008 981
1.321 1.567 1.884 1.994
18.026 18.132 97.363 247.821
1,91
203
3.221
1.692
15.903
Mempelajari dan menerapkan prinsip-prinsip pengelolaan yang berkelanjutan.
•
dan lain-lain.
Ketersediaan air permukaan tidak berimbang
Ilustrasi: Art Explosion® 1998,
Ekosistem perairan • Danau
• Estuaria
Perairan tawar di permukaan bumi dapat membentuk suatu ekosistem, misalnya ekosistem danau atau sungai. Faktor yang paling mempengaruhi ekosistem perairan ini adalah: 1. O2 terlarut ( fotosintesis, respirasi, penguraian) 2. Cahaya matahari ( suhu, fotosintesis)
• Sungai
Ilustrasi: Miller 2000
DEGRADASI EKOSISTEM PERAIRAN (Laut, danau, sungai dan rawa)
Pengaruh pembuangan limbah organik terhadap oksigen terlarut*, kebutuhan oksigen biologis** & jenis organisme sungai:
Kegiatan manusia: pemukiman, industri, pertambangan, transportasi, pertanian, perikanan, dan pariwisata KEGIATAN MANUSIA
Hasil kegiatan manusia
Limbah cair
Racun dan Listrik
Limbah padat/organik
Lumpur
dampak 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
Populasi dan Kualitas Biota
Kualitas Air
Biodiversitas
Hilangnya Habitat Biota
* Oksigen terlarut (DO) = jumlah gas O2 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 1999
4
3/2/2015
DISKUSIKAN PERMASALAHAN !!!!
Polusi air: sumber point dan non-point
SAMPAH
PENCEMARAN UDARA
ILEGAL LOGGING
EROSI
Figure 14.17
SUMBER PENCEMARAN DOMESTIK
ABRASI
BANJIR
PENCEMARAN 26 AIR
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 Jenis Pertambangan
Perkiraan bahan pencemaran
Minyak bumi
Residu minyak bumi dan bahan kimia lain
Mangan
Tailling
Tembaga
Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As)
Timah Hitam
Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As)
Air raksa
Tailling, kemungkinan mgd logam berat (Cu,Pb,Zn,As)
Belerang
Belerang 28
27
Contoh dampak pencemaran air
PERTANIAN
Merkuri
• pestisida. – Organokhlorin (berbahaya, senyawanya lebih stabil) – Organofosfat (kurang berbahaya, kurang stabil) – Karbamat – dll
Quicksilver slow death
Uap Hg sangat berbahaya Racun kumulatif, kronis; perlu 70 hari untuk eliminasi setengah dosisnya
Antidote: turunan gliserol yaitu “British Anti Lewisite” = BAL bekerja dengan cara mengkelat ion logam (chela= cakar) logam tak ganggu kerja enzim 29
30
5
3/2/2015
Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu
Contoh dampak pencemaran air Kadmium Sebagai logam campuran Akibat keracunan Cd Menyusutnya ion kalsium dari tulang shg rapuh, rapuh dan mudah patah Nyeri perut, muntah, mencret, rasa tercekik
• 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
Bagian hulu: dibangun waduk untuk mengendalikan banjir dan menyimpan air serta membangkitkan energi listrik
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 tengah: dibangun bendung untuk menyalurkan air bagi berbagai keperluan (domestik, industri, pertanian dsb)
Bagian hilir: bendung untuk mencegah intrusi air laut
Penerapan di DAS Kali Brantas
Pengelolaan Sumberdaya Air Terpadu Bening Dam (84)
• Keberlanjutan (Savenije, 1997): – Teknis – Finansial – Kelembagaan – Sosial – Ekonomi – Lingkungan
Master Plan I (1961 - 1973)
Master Plan II (1974 - 1985)
Master Plan III (1986 - 2000)
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
3/2/2015
Perilaku Masyarakat Yang Tidak Seharusnya Sampah di saluran drainase
Air Buangan industri tanpa pengolahanan
buang air besar sembarangan (open defecation)
Permasalahan Sanitasi di Indonesia: 75 % air sungai tercemar
puluhan ribu ton tinja per hari
Jamban yang asal-asalan 70 % air tanah tercemar
ratusan ribu anak mati diare
milyaran rupiah ongkos produksi air naik per tahun
pembuangan lumpur tinja secara liar
Studi ADB: Kerugian ekonomi yang terkait sanitasi yang buruk diperkirakan sekitar Rp
mencuci dan mandi di sungai tercemar
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. 37
Prasarana dan sarana “Sanitasi” di Indonesia
38
Perubahan Paradigma Pengelolaan Air Limbah
SANITASI TERPUSAT (SEWERAGE AND WASTEWATER TREATMENT PLANT /IPAL) PENDUDUK PERKOTAAN YANG MENIKMATI SANITASI TERPUSAT BARU 2,21 %
Paradigma baru
Paradigma Lama TARGET ORIENTED
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL)
PUBLIC NEEDS ORIENTED
SANITASI SETEMPAT INSTALASI PENGOLAHAN LUMPUR TANGKI SEPTIK (IPLT) AIR DARI TANGKI SEPTIK DIRESAPKAN KEDALAM TANAH, ATAU MENGALIR KE AIR PERMUKAAN Sumber : Wastewater Sanitation (NAP) 2002
• Masyarakat berperan langsung sebagai komponen pembangunan
• Rendahnya kesadaran masyarakat
PENDUDUK YANG PUNYA AKSES KEPADA PRASARANA SARANA SANITASI SETEMPAT BARU 80% DIPERKOTAAN DAN 60 % DIPERDESAAN
• Sistem sanitasi tidak berkelanjutan
• Sistem sanitasi menjadi berkelanjutan
Pioneer : World Bank, Borda NGO and AMPL Working Group
PENDEKATAN DALAM PENGELOLAAN AIR LIMBAH PERMUKIMAN Pendekatan
PREVENTIVE STRATEGY
Berbasis Institusi
Berbasis Masyarakat
Skala Penanganan
Lingkungan/Kawasan (neighborhood)
Skala Kota (city wide) Pengembangan PS pelayanan kota berdasarkan demand responsive
TREATMENT STRATEGY 1. Pro poor 2. Kawasan kumuh & rawan sanitasi
Pencegahan & pengurangan
1 Desa : Model CLTS On-site sanitasi 2. Kumuh perkotaan : Model SANIMAS Off-site skala kecil
Pengolahan & pembuangan
41
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 k t /d kota/daerah h dalam melindungi pencemaran badan air
Prokasih dan sejenisnya
42
7
3/2/2015
INSTALASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH (IPAL) SUWUNG DENPASAR, BALI (DSDP I)
TERIMA KASIH
Jaga kebersihan air
8
