Eutrofikasi adalah proses pencemaran air terpenting di danau, kolam, sungai, waduk, dll. Proses ini disebabkan oleh kelebihan nutrisi di dalam air, terutama nitrogen dan fosfor, yang terutama berasal dari aktivitas manusia.
Apa itu Eutrofikasi?
Eutrofikasi didefinisikan sebagai pengayaan air oleh garam nutrisi yang menyebabkan perubahan struktural pada ekosistem seperti: peningkatan produksi ganggang dan tanaman air, penipisan spesies ikan, penurunan kualitas air secara umum, dan efek lain yang mengurangi dan menghalangi penggunaan. Ini adalah salah satu pengertian pertama yang diberikan kepada proses eutrofik oleh OECD (Organization for Economic Cooperation and Development) pada tahun 70-an.
Eutrofikasi merupakan masalah lingkungan yang serius karena mengakibatkan penurunan kualitas air dan merupakan salah satu hambatan utama untuk mencapai tujuan kualitas yang ditetapkan oleh Water Framework Directive (2000/60/EC) di tingkat Eropa. Menurut Survei Negara Danau Dunia, sebuah proyek yang dipromosikan oleh Komite Lingkungan Danau Internasional, eutrofikasi mempengaruhi 54% danau Asia, 53% di Eropa, 48% di Amerika Utara, 41% di danau Amerika Selatan dan 28% di Afrika (www.lescienze.it).
Semua badan air mengalami proses eutrofikasi yang alami dan lambat, yang dalam beberapa dekade terakhir telah mengalami perkembangan yang sangat cepat karena kehadiran manusia dan aktivitasnya (disebut eutrofikasi budaya).
Penyebab Eutrofikasi:
- Pertanian: Pupuk nitrogen digunakan untuk menyuburkan tanaman, merembes ke tanah dan mencapai sungai dan air tanah.
- Ternak: kotoran hewan kaya akan nutrisi, terutama nitrogen. Jika tinja tidak dikelola dengan baik, maka dapat mencemari perairan di sekitarnya.
- Sampah kota: terutama deterjen fosfat.
- Aktivitas industri: dapat terjadi pelepasan produk nitrogen dan fosfat, di antara banyak racun lainnya.
- Polusi udara: emisi nitrogen oksida dan sulfur bereaksi di atmosfer menghasilkan hujan asam, sehingga membawa nutrisi ke badan air.
- Aktivitas hutan: sisa-sisa hutan yang tertinggal di air, terdegradasi dengan menyediakan semua nitrogen dan sisa nutrisi yang dimiliki tanaman.
Dampak Eutrofikasi
Unsur hara yang berlebih membuat tumbuhan dan organisme lain tumbuh subur. Selama pertumbuhan dan pembusukannya, mereka mengkonsumsi oksigen terlarut dalam jumlah besar dan menyediakan bahan organik (lumpur) yang melimpah.
Eutrofikasi mempengaruhi kualitas perairan karena dengan meningkatkan pembusukan dan menipisnya oksigen, air menjadi berbau busuk. Bau perairan tersebut dapat menyebabkan kerugian ekonomi (pariwisata, daerah yang kehilangan nilai…), gangguan pernafasan dan konsumsinya dapat menyebabkan gangguan kesehatan bagi masyarakat di daerah tersebut.
Ini juga dapat mempengaruhi produksi ikan di suatu daerah, baik ekstraksi ini atau melalui budidaya. Akuakultur dapat menghasilkan suplai nutrisi yang lebih besar ke perairan sekitarnya dan oleh karena itu harus dimonitor dan dikelola dengan hati-hati.
Kehadiran alga yang meningkat dapat menyebabkan saluran yang sebelumnya dapat dinavigasi tidak lagi dapat dinavigasi. Beberapa tumbuhan alga menghasilkan racun. Zat tersebut dapat menyebabkan kematian hewan jika dikonsumsi. Hewan yang terkena dapat bertindak sebagai vektor, mempengaruhi spesies lain dan mencapai manusia.
Kondisi anoksik dasar menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menghasilkan racun yang mematikan bagi burung dan mamalia yang tidak secara langsung dipengaruhi oleh kekurangan oksigen di perairan.
Spesies invasif memanfaatkan kondisi baru dan menggantikan organisme lokal.
Nitrogen sendiri juga bersifat racun, terutama bagi bayi.
Mekanisme proses pembentukan Eutrofikasi
Proses eutrofikasi dimulai dengan peningkatan yang signifikan dari alga (organisme mikroskopis mirip dengan tanaman) karena ketersediaan yang lebih besar dari satu atau lebih faktor pertumbuhan yang diperlukan untuk fotosintesis, seperti sinar matahari, karbon dioksida dan nutrisi (nitrogen dan fosfor).
Ketika alga mulai tumbuh secara tidak terkendali, biomassa yang semakin besar terbentuk yang ditakdirkan untuk terdegradasi. Di perairan dalam, sejumlah besar zat organik terakumulasi, diwakili oleh ganggang yang telah mencapai akhir siklus hidupnya.
Untuk menghancurkan semua ganggang mati, konsumsi oksigen yang berlebihan diperlukan, dalam beberapa kasus hampir total, oleh mikroorganisme. Lingkungan anoksik (bebas oksigen) dengan demikian tercipta di dasar danau, dengan pertumbuhan organisme yang mampu hidup tanpa oksigen (anaerob), yang bertanggung jawab atas degradasi biomassa.
Mikroorganisme tersebut, menguraikan zat organik tanpa adanya oksigen, senyawa bebas yang bersifat racun, seperti amonia dan hidrogen sulfida (H2S). Tidak adanya oksigen mengurangi keanekaragaman hayati yang menyebabkan, dalam kasus-kasus tertentu, bahkan kematian spesies hewan dan tumbuhan. Semua ini terjadi ketika laju degradasi alga oleh mikroorganisme lebih besar daripada regenerasi oksigen, yang di musim panas sudah ada dalam konsentrasi rendah.
Kontrol Eutrofikasi
Di masa lalu, strategi pengurangan eutrofikasi tradisional, termasuk perubahan nutrisi berlebih, pencampuran fisik air, aplikasi herbisida dan algasida yang kuat, telah terbukti tidak efektif, mahal dan tidak praktis untuk ekosistem besar (Michael F. Chislock, 2013).
Saat ini, mekanisme kontrol utama dari proses eutrofik didasarkan pada teknik pencegahan, yaitu penghilangan nutrisi yang dimasukkan ke badan air dari air. Itu akan cukup untuk mengurangi konsentrasi salah satu dari dua nutrisi utama (nitrogen dan fosfor). ), khususnya fosfor yang dianggap sebagai faktor pembatas untuk pertumbuhan alga, bekerja pada beban lokal (beban yang terkait dengan air limbah) dan beban luas (beban fosfor ditentukan oleh sumber menyebar seperti tanah dan hujan). Beban adalah jumlah (miligram, kilogram, ton, dll.) nutrisi yang masuk ke lingkungan karena aktivitas manusia.
Kegiatan yang mungkin dilakukan untuk mencegah masuknya nutrisi dan membatasi beban fosfor dapat diringkas sebagai berikut (www3.uninsubria.it):
- peningkatan kinerja pemurnian instalasi pengolahan air limbah, pemasangan sistem pengolahan tersier untuk mengurangi konsentrasi nutrisi;
- penerapan ekosistem filter yang efektif untuk menghilangkan nitrogen dan fosfor yang ada di air limpasan (seperti tanaman pemurnian fito);
- pengurangan fosfor dalam deterjen;
- rasionalisasi teknik pertanian melalui perencanaan pemupukan yang tepat dan penggunaan pupuk lepas lambat;
- penggunaan praktik alternatif dalam peternakan untuk membatasi produksi air limbah.
Dalam kasus di mana kualitas air sudah sangat terganggu sehingga membuat inisiatif pencegahan tidak efektif, prosedur “kuratif” dapat diterapkan, seperti:
- pembuangan dan pengolahan air hipolimnetik (air dalam yang bersentuhan dengan sedimen) yang kaya nutrisi karena kontak langsung dengan sumber pelepasan;
- drainase 10-20 cm pertama dari sedimen yang mengalami reaksi biologis dan dengan konsentrasi fosfor yang tinggi;
- oksigenasi air untuk memulihkan kondisi ekologis, mengurangi efek negatif dari proses eutrofik, seperti kelangkaan oksigen dan pembentukan senyawa beracun yang berasal dari metabolisme anaerobik;
pengendapan kimia fosfor dengan penambahan garam besi atau aluminium atau kalsium karbonat ke dalam air, yang menimbulkan pengendapan masing-masing besi, aluminium atau kalsium ortofosfat, sehingga mengurangi efek negatif yang terkait dengan keberadaan fosfor yang berlebihan dalam sedimen.
