Minggu III PENCEMARAN AIR Setelah mengikuti tatap

Minggu III
PENCEMARAN AIR
Setelah mengikuti tatap muka ini, mahasiswa dapat menjelaskan
1. Sumber pencemaran air dan jenis pencemarnya
2. Nasib pencemar dalam ekosistem
3. Transfer pencemar melalui rantai makanan
4. Efek pencemaran pada sungai dan danau
5. Contoh nyata pencemaran air beserta analisisnya
Uraian
Sumber pencemaran air
•
Oxygen — demand substances
•
Panas
•
Limbah perkotaan/rumah tangga
•
Limbah pertanian
•
Sedimen hash erosi lahan
•
Minyak
•
Logam berat dan substansi toksik
Table 5. Tipe pencemaran air (F, hal. 180)
Kelas pencemar
Trace element
Logam berat
Organically – bound metals
Radionuklida
Pencemar anorganik
Asbestos
nutrient alga
Aciditas, alkanitas, salinitas
Trace organic pollutants
Polychlorinated biphenyls
Pesticida
Limbah petroleum
Sewage, human, animal waste
Biochemical oxygen demand
Pathogen
Detergen
Bahan kimia karsinogen
Sedimen
Taste, odor, and color
Signifikan
Kesehatan, biota akuatik
Kesehatan, biota akuatik
Transpor metal
Toksisitas,
Human health Eutrofikasi
Kualitas air,
kehidupan akuatik
Toksisitas
Efek biologis
Toksisitas, biota akuatik, wildlife
Effect on wildlife, esthetics
Kualitas air, kadar oksigen
Kualitas air, kadar oksigen
Health effect
Eutrofikasi, esthetics
Indiden kanker
Kualitas air dan biota akuatik
esthetics
Tabel 6. Trace element penting dalam air (F, hal. 181)
Elemen
Arsenic
Beryllium
Boron
Chromium
Sumber
Mining by product,
chemical waste
Batubara timbah industri
Batubara, detergen,
wastes
Metaiplating
Copper
Metal plating, mining,
industrial waste
Fluorine
Natural geological
sources, waste, water
additive
Limbah industri, natural
brines, intrusi air laut
Lodine
Iron
Lead
Manganese
Mercury
Molybdenum
Selenium
Zinc
Limbah industri, korosi,
acid mine water, microbial
action
Limbah industri, mining,
fuels
Limbah industri, korosi,
acid mine water, microbial
action
Limbah industri, mining,
coal
Limbah industri, sumber
alami
Sumber alami, batubara
Limbah industri, metal
plating, plumbing
Efek dan signifikasi
Toksik, possibly karsinogenik
Toksik
Toksik
Esensial sebagai Cr(lll), toksik
sebagais Cr(Vl)
Esensial trace element, toksik
terhadap tumbuhan dan alga pada
kadar tinggi
Mencegah kerusakan gigi pada I
Mg/L, toksik pada kadar tinggi
Mencegah gondok
Nutrien esensia, damages fixtures
by staining
Toksik, berbahaya terhadap wildlife
Toksik terhadap tumbuhan,
damages fixtures by staining
Toksik, dimobilisasi sebagai
senyawa methyl mercury oleh
bakteri anaerob
Esensial terhadap tumbuhan,
toksik terhadap hewan
Esensial pada kadar rendah,
toksik pada kadar tinggi
Elemen esensial, toksik pada
tumbuhan pada kadar tinggi
Logam berat
Cadmium (Cd)
•
Berasa! dan industri pelapisan logam dan pertambangan.
•
Chemically, it’s very similar to zinc (undergo geochemical processes together).
•
Dalam air, Cd dalam kondisi oksidasi +2.
•
Efek pada manusia tekanan darah tinggi, kerusakan ginjal, destruksi jaringan
testicular dan sel darah merah.
•
Cd menggantikan Zn dalam beberapa enzim, yang dapat mengubah stereostruktur
enzim dan mengganggu aktivitas katalitik.
Lead (Pb)
•
Berasal dan limbah industri, pertambanga, dan bahan bakar mengandung Pb.
•
Efek pada manusia : disfungsi ren, sistem reproduktif, liver, otak, dan sistem saraf
pusat, ganggan mental pada anak dan anemia.
Inorganic species
Cyanide
•
Dalam air sebagal HON (asam lemah)
•
Ion sianida mempunyai afinitas kuat pada beberapa ion logam (Fe(CN)6 4-).
•
HON voatil sangat toksik dan digunakan sebagai gas chamber executions.
•
Digunakan dalam industni, khususnya untuk metal cleaning dan electroplating.
Ammonia
•
Excessive levels of ammoniacal nitrogen cause water - quality problems.
•
Produk awal dan dekomposisi limbah organik nitrogenous, dan its presence
frequently indicates the presence of wastes.
Polutan organik
Sabun
•
Garam dengan higher fatty acid, misalnya sodium stearat, O17H35COO-Na+. Garam
terdiri dan bagian kepala dan ekor. Bagian kepala merupakan gugus (ion)
sedangkan bagian ekor merupakan rantai asam lemak panjang.
•
Merupakan agen pembersih, dengan cara emulsifikasi dan menurunkan tegangan
permukaan air
•
Sabun dapat bereaksi dengan kation divalen (Ca2+ dan Mg2+) dan membentuk
garam tidak larut 2C17H35COONa + Ca2+
•
Ca(C17H35CO2)2(S) + 2Na+
Penggunaan sebagai agen pembersih, memungkinkan sabun masuk ke dalam air
dan mengalami proses biodegradasi, yang dapat menyebabkan Radar oksigen
terlarut.
Detergen
•
Merupakan agen pembersih sintetik dengan mekanisme kerja sebagal surfaktan
•
Tidak membentuk garam tidak larut dengan ion hardness (Ca2+ dan Mg2+)
•
Penambahan enzim yang mengandung fosfat dan klorin dalam pembuatan
deterjen, dapat menimbulkan efek merugikan bagi lingkungan
Radionuklida (isotop radioaktif)
•
Dihasilkan dan fisi inti uranium atau plutonium, juga reaksi neutron dengan Inti
stabil.
•
Radionuklida dihasilkan dalam jumlah besar, sebagai limbah reaktor nuklir.
•
Radionukilda digunakan dalam industri dan kedokteran, terutama sebagai tracer
•
Umumnya, radionuklida masuk ke dalam sistem akuatik da sumber alami
•
Beberapa radionukllda merupakan isotop berbahaya bagi organisme, karena
mengikuti jalur metabolik/biokimiawi sebagai elemen yang stabil. Lebih dan 80 %
lodium dalam tubuh manusia terdapat dalam kelenjar tiroid, lodium sebagai
komponen esensial hormon pertumbuhan tiroksin. Jika iodium radioaktif terintake
dan terkonsentrasi dalam kelenjar tiroid, dapat menimbulkan kanker tiroid.
Peningkatan kasus kanker tiroid terjadi setelah kecelakaan reaktor nuklir
Chernobyl.
Nasib (fate) pencemar dalam ekosistem akuatik
Nasib pencemar yang mEsuk ke dalam ekosistem akuatik ditentukan oleh sifat
fisik, lipofilisitas, vapour pressure, dn stabilitas kimiawi. Senyawa yang mempunyai
stabilitas kimiawi yang rendah, cenderung mengalami hidrolisis, sehingga tidak
menimbulkan efek merugikan bagi ekosistem akuatik, kecuali bila senyawa tersebut
mengalami transformasi menjadi senyawa (produk) yang toksik. Dalam ekosistem
akuatik, yang bersifat volatil cenderung tidak berada dalam waktu yang lama. Polaritas
berperan penting dalam menentukan distribusi dan persistensi senyawa tersebut.
hidrofilik cenderung terlarut dan terdistribusi pada permukaan air. Sebaliknya lipofilik
berasosiasi dengan materi organik yang berada di dalam sedimen.
Pada sedimen sungai dan danau terdapat bentuk asosiasi antara partikel
organik - anorganik dengan organisme. Pencemar organik dapat diadsorbsi oleh
partikel sedimen, membatasi mobilitas pencemar dan availibilitas terhadap organisme
akuatik. keberadaan pencemar dalam sedimen memungkinkan teruptakenya pencemar
oleh organisme benthik tertentu, misalnya makroinvertebrata benthik (grazer), yang
menggunakan partikel sedimen (organik) sebagal sumber makanannya. Selain itu
organisme benthik yang bersifat filter feeder (bivalvia), memungkinkan berinteraksi
Iangsung dengan pencemar.
Dalam
suatu
perairan,
kandungan
oksigen
terlarut
menentukan
laju
transformasi kimiawi dan biokimiawi pencemar. Bila kandungan oksigen terlarut
menurun, proses transformasi oksidatif akan segera digantikan oleh proses reduksi.
Transfer pencemar melalui rantai makanan
Dalam ekosistem akuatik adnya proses makan memakan (rantai makanan)
menyebabkan terjadinya transfer pencemar. Keberadaan atau lama waktu suatu
pencemar dalam suatu rantai maknan sangat tergantung dan waktu paruh dan
bicavailibilitas senyawa pencemar tersebut dalam organisme. Pencemar lipofihik,
misalnya PAHs, tidak menunjukkan keberadaan dalam jangka waktu yang lama dan
menyebabkan terjadinya biomagnifikasi, dalam suatu rantai makanan. Hal ini
disebabkan waktu paruh senyawa tersebut yang relatif singkat. Beberapa invertebrata
pada tingkat trofik yang rendah (Mytilus edulis), mempunyai kemampuan yang rendah
dalam melakukan metabolisme terhadap PAHs, sehingga PAHs terakumulasi dalam
kadar yang rendah. Organisme pada tingkat trofik yang lebih tinggi, misalnya ikan,
mempunyai kemampuan untuk mendetoksifikasi senyawa tersebut melalui mekanisme
induksi enzim monooksigenase, seningga kecenderungan terjdinya biomagnifikasi
pada tingkat trofik yang lebih tinggi, menjadi lebih kecil.
Pencemaran sungai : kasus penambangan pasir di daerah hulu sungai Boyong,
Sleman
Penambangan pasir yang berlargsung di kanan kin sungai tersebut (Stasiun II)
telah menurunkan keanekaragaman makroinvertebrata benthik dibandingkan sebelum
(Stasiun II) dan setelah adanya penambangan pasir (Stasiun Ill) (Gambar 9).
Keanekaragaman dihitung menurut indeks Shanon - Wienner (H’). Secara temporal,
indek keanekaragaman cenderung menurun dan bulan Agustus sampai bulan Oktober
2001.
Gambar 9.
Indeks keanekaragaman Shanon – Wiener (H’) statsiun I – IIO di daerah
hulu sungai Boyong pada bulan Agustus – Oktober 2001 (G, hal.48)
Pencemaran danau
Bahan pencemar yang masuk ke dalam ekosistem danau merupakan suatu
qangguan
(disturbance),
yang
dapat
menurunkan
atau
mereduksi
densitas
fitoplankton. Hal ini dapat mereduksi densitas spesies pada tingkat trofik yang lebih
tinggi. mungkin akan segeta kembali pada kondisi semula, sejalan dengan kondisi
yang sama akan terjadi pada zooplankton. Namun, ikan kecil dan besar tidak kembali
pada kondisi semula. Adanya pencemar akan berpengaruh pada rantai atau jaring
makanan dalam ekosistem danau, yang selanjutnya dapat berpengaruh tivitas danau.