Pengertian Dan Penanganan Eutrofikasi

Eutrofikasi adalah suatu proses di mana suatu tumbuhan tumbuh dengan sangat cepat dibandingkan pertumbuhan yang normal. Proses ini juga sering disebut dengan blooming. Blooming artinya mekar dengan sangat cepat. Proses ini biasanya terjadi pada tumbuhan yang habitatnya berada di perairan khususnya perairan air tawar seperti di danau - danau atau sungai - sungai.

Eutrofikasi

Eutrofikasi adalah pengayaan (enrichment) air dengan nutrien/unsur hara berupa bahan anorganik yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan mengakibatkan terjadinya peningkatan produktivitas primer perairan. Unsur hara yang dimaksud adalah nitrogen (N) dan fosfor (P).

Eutrofikasi diklasifikasikan menjadi dua, yaitu artificial atau cultural eutrophication dan natural eutrophication. Artificial (cultural) eutrophication terjadi apabila peningkatan unsur hara di perairan disebabkan oleh aktivitas manusia, sedangkan natural eutrophication jika peningkatan unsur hara diperairan disebabkan aktivitas alam (bukan aktivitas manusia) (1).

Eutrofikasi merupakan problem lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah fosfat (PO3-), khususnya dalam ekosistem air tawar. Definisi dasarnya adalah pencemaran air yang disebabkan oleh munculnya nutrient yang berlebihan ke dalam ekosistem air. Air dikatakan eutrofik jika konsentrasi total phosphorus (TP) dalam air berada dalam rentang 35-100 µg/L. Sejatinya, eutrofikasi merupakan sebuah proses alamiah di mana danau mengalami penuaan secara bertahap dan menjadi lebih produktif bagi tumbuhnya biomassa. Diperlukan proses ribuan tahun untuk sampai pada kondisi eutrofik. Proses alamiah ini, oleh manusia dengan segala aktivitas modernnya, secara tidak disadari dipercepat menjadi dalam hitungan beberapa dekade atau bahkan beberapa tahun saja. Maka tidaklah mengherankan jika eutrofikasi menjadi masalah di hampir ribuan danau di muka Bumi, sebagaimana dikenal lewat fenomena algal bloom.

Unsur Esensial dalam Tanaman

Seperti manusia, tanaman memerlukan makanan yang sering disebut hara tanaman. Berbeda dengan manusia yang menggunakan bahan organik, tanamana menggunakan bahan anorganik unruk mendapatkan energi dan pertumbuhannya.

Dengan fotosintesis, tanaman mengumpulkan karbon yang ada di atmosfir yang kadarnya sangat rendah, ditambah air yang diubah menjadi bahan organik oleh klorofil dengan bantuan sinarmatahari. Unsur yang diserap untuk pertumbuhan dan metabolisme tanaman dinamakan hara tanaman. Mekanisme perubahan unsur hara menjadi senyawa organik atau energi disebut metabolsime.

Dengan menggunakan hara, tanaman dapat memenuhi siklus hidupnya. Fungsi hara tanaman tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila tidak terdapat suatu hara tanaman, maka kegiatan metabolisme akan terganggu atau berhenti sama sekali. Disamping itu umumnya tanaman yang kekurangan atau ketiadaan suatu unsur hara akan menampakkan gejala pada suatu orrgan tertentu yang spesifik yang biasa disebut gejala kekahatan.

Unsur hara yang diperlukan tanaman adalah Karbon (C), Hidrogen (H), Oksigen (O), Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Sulfur (S), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), Seng (Zn), Besi (Fe), Mangan (Mn), Tembaga (Cu), Molibden (Mo), Boron (B), Klor (Cl), Natrium (Na), Kobal (Co), dan Silikon (Si).

Unsur Na, Si, dan Co dianggap bukan unsur hara essensial, tetapi hampir selalu terdapat dalam tanaman. Misalnya, unsur Na pada tanaman di tanah garaman yang kadarnya relatif tinggi dan sering melebihi kadar P (Fosfor). Silikon (Si) pada tanaman padi dianggap penting walaupun tidak di perlukan dalam proses metabolsime tanaman. Jika tanaman padi mengandung Si yang cukup, maka tanaman tersebut lebih segar dan tidak mudah roboh diterpa angin sehingga seakan akan Si meningkatkan produksi tanaman.

Berdasarkan jumlah yang di perlukan tanaman, Unsur hara di bagi menjadi dua golongan, yakni unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro dibutuhkan tanaman dan terdapat dalam jumlah yang lebih besar, di bandingkan dengan unsur hara mikro. Davidescu (1988) mengusulkan bahwa batas perbedaan unsur hara makro dan mikro adalah 0,02 % dan bila kurang disebut unsur hara mikro. Ada juga unsur hara yang tidak mempunyai fungsi pada tanaman, tetapi kadarnya cukup tinggi dalam tanaman dan tanaman yang hidup pada suatu tanah tertentu selalu mengandung unsur hara tersebut misalnya unsur hara Al (Almunium), Ni (Nikel) dan Fe (Besi).

Berdasarkan sumber penyerapannya, unsur hara di pilahkan menjadi dua, yakni unsur hara yang di serap dari udara dan unsur hara yang diserap dari tanah.

a. Diserap dari Udara

Unsur hara yang di serap dari udara adalah C, O, dan S, yaitu berasal dari CO_2, O_2, dan SO₂, Penyerapan N baik dari udara maupun dari tanah diasimilasikan dalam proses reduksi dan aminasi. Nitrogen (N) udara diserap dari N₂ bebas lewat bakteri bintil akar dan NH3 di serap lewat stomata tanaman.

b. Diserap dari tanah

Penyerapan unsur hara dilakukan oleh akar tanaman dan diambil dari kompleks jerapan tanah ataupun dari larutan tanah berupa kation dan anion. Adapula yang dapat diserap dalam bentuk khelat yaitu ikatan kation logam dengan senyawa organik. Dewasa ini kebanyakan unsur hara mikro diberikan lewat daun.

MACAM-MACAM UNSUR HARA TANAMAN DAN GEJALA BILA KEKURANGAN

Berikut pengetahuan mengenai berbagaimacam unsur hara yang dibutuhkan oleh

Tanaman dan gejala bila kekurangan unsur hara tersebut:

1.NITROGEN (N)

Gejala kekurangan pada tanaman, daun menguning dan perubahan warna daun

menuju kemerahan serta lebih tua.

2.FOSFOR (P)

Setelah daun menguning dan berubah kemerahan maka daun akan rontok.

3.KALIUM (K)

Munculnya bercak kuning pada daun dan diikuti kekeringan daun dan kematian.

4.KALSIUM (CA)

Kerusakan sel-sel apikal pada tunas dan daun, tunas dan daun menjadi mati

setelah gejala kekeringan.

5.MAGNESIUM (Mg)

Bercak kuning pada daun di mana gejala hampir sama dengan kekurangan KALIUM.

6.BESI (Fe)

Menguningnya daun dimulai dari ujung daun.

7.MANGAN (Mn)

Menguningnya bagian daun diantara tulang-tulang daun.

8.BELERANG (S)

Gejala hampir sama dengan kekurangan KALIUM

9.TEMBAGA (Cu)

Ujung daun mati dan pinggirannya layu

10.SENG (Zn)

Gejala hampor sama dengan kekurangan MANGAN

11.BORON (B)

Titik tumbuh mati dan tanaman akan membentuk tunas samping.

12.MOLIBDENUM (Mo)

Bintik-bintik kuning diantara tulang daun.

13.KARBONDIOKSIDA (CO2)

Daun tumbuh kecil dan pertumbuhan lambat

Siklus Nitrogen dan Siklus Fosfor

a. Siklus Nitrogen (N2)

Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir.

Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH3), ion nitrit (N02- ), dan ion nitrat (N03- ).

Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen.

Nitrogen yang diikat biasanya dalam bentuk amonia. Amonia diperoleh dari hasil penguraian jaringan yang mati oleh bakteri. Amonia ini akan dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas dan Nitrosococcus sehingga menghasilkan nitrat yang akan diserap oleh akar tumbuhan. Selanjutnya oleh bakteri denitrifikan, nitrat diubah menjadi amonia kembali, dan amonia diubah menjadi nitrogen yang dilepaskan ke udara. Dengan cara ini siklus nitrogen akan berulang dalam ekosistem. Lihat Gambar.

b. Siklus Fosfor

Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah).

Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus. Lihat Gambar

Faktor yang mempengaruhi Pengkayaan Unsur Hara dan Eutrofikasi

Eutrofikasi dapat dikarenakan beberapa hal di antaranya karena ulah manusia yang tidak ramah terhadap lingkungan. Hampir 90 % disebabkan oleh aktivitas manusia di bidang pertanian. Para petani biasanya menggunakan pestisida atau insektisida untuk memberantas hama tanaman agar tanaman tidak rusak. Akan tetapi botol - botol bekas pestisida itu dibuang secara sembarangan baik di sekitar lahan pertanian atau daerah irigasi. Hal inilah yang mengakibatkan pestisida dapat berada di tempat lain yang jauh dari area pertanian karena mengikuti aliran air hingga sampai ke sungai - sungai atau danau di sekitarnya.

Pada tanaman tertentu seperti lili air atau eceng gondok, dapat menyebabkan pertumbuhannya berjalan dengan sangat cepat sehingga inilah yang dikenal dengan nama blooming. Eutrofikasi ini jelaslah dapat mengganggu kehidupan organisme air yang lain yang ada di dalamnya sehingga dampak yang lebih lanjut dan kompleks ialah dapat merusak dan mengganggu keseimbangan ekosistem perairan di daerah itu. Tumbuhan yang mengalami proses blooming akan membutuhkan kadar akan oksigen lebih banyak dari jumlah biasanya sehingga kadar oksigen dalam perairan itu akan berkurang. Banyak plankton baik itu fitoplankton atau zooplankton atau ikan - ikan kecil lainnya mati karena kadar oksigen yangb tidak mencukupi. Faktor lain yang dapat menyebabkan proses blooming adalah kadar nitrogen dalam udara. Tumbuhan yang cenderung untuk mudah mengikat nitrogen dari udara akan tumbuh lebih cepat dari biasanya sehingga proses Eutrofikasi dapat terjadi. Persentase disebabkan oleh faktor ini jauh lebih kecil dibandingkan karena ulah manusia yang tidak ramah akan lingkungan di sekitarnya.

Pada sebagian besar danau, fosfor menjadi faktor pembatas karena keberadaannya yang relatif sedikit dibandingkan dengan banyaknya organisme perairan yang membutuhkannya. Peningkatan kandungan fosfor akan mengakibatkan peningkatan produktivitas perairan.

Pada perairan laut, biasanya nitrogen yang menjadi faktor pembatas pertumbuhan. Perairan yang miskin nitrogen tetapi masih tersedia fosfor, beberapa jenis alga Cyanobacteria (Blue-green alga) masih dapat tumbuh karena mampu mengikat nitrogen bebas.

Di wilayah perkotaan, sumber unsur hara berasal dari industri dan domestik. Detergen merupakan sumber utama penyebab peningkatan fosfor dalam perairan. Pada wilayah pedesaan, sumber utama penyebab meningkatnya kadar fosfor dan nitrogen berasal dari kegiatan pertanian yang menggunakan pupuk dalam jumlah besar (2).

Perilaku nitrogen dalam tanah berbeda dengan prilaku fosfor. Ion nitrat bermuatan negatif bersifat lebih mobile di dalam tanah sehingga jika tidak dimanfaatkan oleh tumbuhan, maka ion tersebut akan larut ke dalam air. Sebaliknya, fosfat berikatan dengan besi (Fe), kalsium (Ca) dan aluminium (Al), mengalami presipitasi yang tak larut (2).

Pengaruh eutrofikasi terhadap perairan yaitu keanekaragaman dan dominansi organisme akuatik berubah, biomassa tumbuhan dan hewan akuatik meningkat, kekeruhan meningkat, kecepatan sedimentasi meningkat dan terbentuk kondisi anoksik.

Kondisi eutrofik juga sangat memungkinkan alga, tumbuhan air berukuran mikro, untuk tumbuh berkembang biak dengan pesat (blooming) akibat ketersediaan fosfat yang berlebihan serta kondisi lain yang memadai. Hal ini bisa dikenali dengan warna air yang menjadi kehijauan, berbau tak sedap, dan kekeruhannya yang menjadi semakin meningkat. Banyaknya eceng gondok yang bertebaran di rawa-rawa dan danau-danau juga disebabkan fosfat yang sangat berlebihan ini. Akibatnya, kualitas air di banyak ekosistem air menjadi sangat menurun. Rendahnya konsentrasi oksigen terlarut, bahkan sampai batas nol, menyebabkan makhluk hidup air seperti ikan dan spesies lainnya tidak bisa tumbuh dengan baik sehingga akhirnya mati. Hilangnya ikan dan hewan lainnya dalam mata rantai ekosistem air menyebabkan terganggunya keseimbangan ekosistem air. Permasalahan lainnya, cyanobacteria (blue-green algae) diketahui mengandung toksin sehingga membawa risiko kesehatan bagi manusia dan hewan. Algal bloom juga menyebabkan hilangnya nilai konservasi, estetika, rekreasional, dan pariwisata sehingga dibutuhkan biaya sosial dan ekonomi yang tidak sedikit untuk mengatasinya.

Penanganan eutrofikasi

persoalan eutrofikasi tidak hanya dikaji secara lokal dan temporal, tetapi juga menjadi persoalan global yang rumit untuk diatasi sehingga menuntut perhatian serius banyak pihak secara terus-menerus. Eutrofikasi merupakan contoh kasus dari problem yang menuntut pendekatan lintas disiplin ilmu dan lintas sektoral.

Ada beberapa faktor yang menyebabkan penanggulangan terhadap problem ini sulit membuahkan hasil yang memuaskan. Faktor-faktor tersebut adalah aktivitas peternakan yang intensif dan hemat lahan, konsumsi bahan kimiawi yang mengandung unsur fosfat yang berlebihan, pertumbuhan penduduk Bumi yang semakin cepat, urbanisasi yang semakin tinggi, dan lepasnya senyawa kimia fosfat yang telah lama terakumulasi dalam sedimen menuju badan air.

Lalu apa solusi yang mungkin diambil? Menurut Forsberg [2], yang utama adalah dibutuhkan kebijakan yang kuat untuk mengontrol pertumbuhan penduduk (birth control). Karena apa? Karena sejalan dengan populasi warga Bumi yang terus meningkat, berarti akan meningkat pula kontribusi bagi lepasnya fosfat ke lingkungan air dari sumber-sumber yang disebutkan di atas. Pemerintah juga harus mendorong para pengusaha agar produk detergen tidak lagi mengandung fosfat. Begitu pula produk makanan dan minuman diusahakan juga tidak mengandung bahan aditif fosfat. Di samping itu, dituntut pula peran pemerintah di sektor pertanian agar penggunaan pupuk fosfat tidak berlebihan, serta perannya dalam pengelolaan sektor peternakan yang bisa mencegah lebih banyaknya lagi fosfat lepas ke lingkungan air. Bagi masyarakat dianjurkan untuk tidak berlebihan mengonsumsi makanan dan minuman yang mengandung aditif fosfat.

Di negara-negara maju masyarakat yang sudah memiliki kesadaran lingkungan (green consumers) hanya membeli produk kebutuhan rumah sehari-hari yang mencantumkan label "phosphate free" atau "environmentally friendly".

Negara-negara maju telah menjadikan problem eutrofikasi sebagai agenda lingkungan hidup yang harus ditangani secara serius. Sebagai contoh, Australia sudah mempunyai program yang disebut The National Eutrophication Management Program, yang didirikan untuk mengoordinasi, mendanai, dan menyosialisasi aktivitas riset mengenai masalah ini. AS memiliki organisasi seperti North American Lake Management Society yang menaruh perhatian besar terhadap kelestarian danau melalui aktivitas sains, manajemen, edukasi, dan advokasi.

Selain itu, mereka masih mempunyai American Society of Limnology and Oceanography yang menaruh bidang kajian pada aquatic sciences dengan tujuan menerapkan hasil pengetahuan di bidang ini untuk mengidentifikasi dan mencari solusi permasalahan yang diakibatkan oleh hubungan antara manusia dengan lingkungan.

Negara-negara di kawasan Eropa juga memiliki komite khusus dengan nama Scientific Committee on Phosphates in Europe yang memberlakukan The Urban Waste Water Treatment Directive 91/271 yang berfungsi untuk menangani problem fosfat dari limbah cair dan cara penanggulangannya. Mereka juga memiliki jurnal ilmiah European Water Pollution Control, di samping Environmental Protection Agency (EPA) yang memberlakukan peraturan dan pengawasan ketat terhadap pencemaran lingkungan.

Semoga artikel ini bermanfaat buat sobat...jangan lupa tinggalkan komentar sobat..