hidrosphere - kuliah.ftsl.itb.ac.id · hubungan jumlah sumur bor dengan produktifitas airtanah 0 5...

HIDROSPHERE

Dwina RoosminiDepartemen Teknik Lingkungan

ITB

PERMASALAHAN DENGANLINGKUNGAN AIR

KUALITAS

KUANTITAS10/12/2016 Dwina Roosmini 2

SIKLUS HIDROLOGI

10/12/2016 Dwina Roosmini 3

Penurunan Muka Air Tanah(Miller, 1996)

10/12/2016 Dwina Roosmini 4

Hubungan Jumlah Sumur Bor dengan Produktifitas Airtanah

0

5

10

15

20

25

30

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995 Tahun

Jum

lah

Sum

ur (U

nit)

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

Inde

ks P

rodu

ktiv

itas

(L/d

et/u

nit)

Jumlah Sumur Bor Indeks Produktivitas

Indeks Produktivitas Airtanah PDAM Kota Bandung

0

5

10

15

20

25

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995 Tahun

Jum

lah

Sum

ur (U

nit)

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

Inde

ks P

rodu

ktiv

itas

(L/d

et/u

nit)

Jumlah Sumur Bor Indeks Produktivitas

Indeks Produktivitas Airtanah PDAM Kabupaten Bandung

Gedebage

RancaekekFoto: GTL, 2004

Penurunan Muka Tanah (Smr Pantau)

0250500750

100012501500175020002250250027503000

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1976

1985

1988

1990

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003 Tahun

00,010,020,030,040,050,060,070,080,090,10,110,12

Jumlah Sumur Bor Indeks Produktivitas

MANUSIA DAN AIR

• Komponen terbesar tubuh manusia (50-70)%

• Pelarut berbagai jenis zat dalam tubuh

10/12/2016 Dwina Roosmini 6

Air

Fungsi Untuk menunjang kehidupan manusia (masak, cuci + transpor,

agrikultur, perikanan, dll) Pembuangan limbah

Lingkungan air dapat membawa penyakit Menular Tidak menular

Pengolahan limbah cair di Indonesia, masih banyak yangtidak/cukup memuaskan, oleh karenanya masihmencemari lingkungan air

10/12/2016 Dwina Roosmini 7

Sumber-sumber Pengotor Air• Alamiah:UdaraMineral TerlarutTumbuhan/hewan (pembusukan)Tumbuhan airAir hujan

• Pertanian:ErosiKotoran hewanPupukPestisidaAir Irigasi

10/12/2016 Dwina Roosmini 8

Limbah Cair:Permukiman IndustriAir hujan kotaKapal/perahuPengolahan limbah

Miller, 1996

Penyebab Penyakit

• Agen Hidup: penyakit menular

• Agen tidak hidup: peny. tdk menular

10/12/2016 Dwina Roosmini 10

Standard Air Minum di Indonesia

10/12/2016 Dwina Roosmini 11

Keputusan Menteri Kesehatan RI No:907/MENKES/SK/VII/2002 Tanggal 29 Juli 2002

• Bakteriologis: E. coli• Kimia: inorganik dan organik• Radioaktivitas

• Fisis: warna, bau dan kekeruhan

Parameter:

Pencemar Biologi

Dalam standard air minum diukur denganindikator E. coli atau Total coli

• Kelompok coliform: Escherichia coli, Enterobacteraerogenes, Citrobacter fruendii

bakteri aerobik dan fakultatif anaerobik, gram negatif,tidak membentuk spora, berbentuk bulat yangmenfermentasi laktosa dan membentuk gas dalam 48jam pada 35oC

Sifat Biologi

o Organisme nativeo Organisme tidak native

organismeindividuJumlah

spesiesJumlahDiversitas

10/12/2016 Dwina Roosmini 13

Ekosistem akuatik

Peran Air dalam Penyebaran PenyakitMenular

• Air sebagai penyebar mikroba patogen• Air sebagai sarang insekta penyebar penyakit• Air sebagai sarang hospes sementara penyakit

10/12/2016 Dwina Roosmini 14

Penyakit yang berhubungan dengan air

Kategori Infeksi Agen patogen1. Fekal-oral (water-borne atauwater-washed)

Diarrhoeas dan dysentries :Disentri amubaBalantidiasisKoleraE. coli diarrhoeaeRotavirus diarrhoeaShigellosis (bacillary dysentry)Hepatitis-APolioTyphus abdominalis

P-Entamoeba histolyticaP-Balantidia coliB-Vibrio cholerae

B-Escherichia coli enteropatogenicV-Rotavirus

B-Shigella dysentriaeV-V. Hepatitis AV-V.poliomyelitis

B-Salmonella typhi

2. Water-washed:a. Infeksi kulit dan mata

b. Lain-lain

Penyakit infeksi kulitPenyakitr infeksi mataLouse-borne typhus

Louse-borne relapsing fever

MMRS

3. Water-based:a. menembus kulitb. ingested

SchistosomiasisCacing guineaChlonorchiasis

Diphyllobothriasis

H-SchistosomaHHH

4. Water-related insect vectora. menggigit dekat airb. berkembang biak dalam air

Sleeping sicknessFilariasisMalaria

River blindnessMosquito-borne viruses:

Dengue (Demam Berdarah)

PHPH

V

Keterangan : B: Bakteri, H: cacing , P: Protozoa, M: apa saja, R: Rickettsia, S:Spirochaete, V: VirusSumber: Cairncross dan Feachem, 1983

Penyakit yang berhubungan dengan air (lanj.)

Kebanyakan merupakan penyakit saluran pencernaan, tinjadari penderita dapat masuk ke dalam sistem penyediaan air.

Organisme patogen umumnya tidak dapat berkembangdalam air, hanya dpt bertahan beberapa hari

Spora atau kista bertahan di luar tubuh dalam waktulama, contoh: Clostridium tetani (bertahan beberapatahun)

Penyakit yang berhubungan dengan air (lanj.)

Salmonellosis:Gastroenteritis akut, keracunan pada darah, demam enterik

Penyebab: Salmonella typhimurium gastroenteritis

Salmonella typhii Typhoid fever

3% pasien akan menjadicarrier (sembuh dr penyakit,ttp masih membawa m.o)

Penyakit yang berhubungan dengan air (lanj.)

Shigellosis (Bacillary dysentriae):Diare akut

Penyebab: Shigella

Amebiasis (amebic dysentriae):

DiarePenyebab: Protozoa Entamoeba hystolitica dengan habitat usus besar

Membentuk kista dan dapat terbawa tinja untuk menyebar

Tahan thd klorinasi, dpat dihilangkan dengan UV atau pengeringan

10/12/2016 Dwina Roosmini 19

Giardia, Perotozoa penyebab diare

Penyakit yang berhubungan dengan air (lanj.)

Hepatitis:

Demam, kehilangan selera makan dan enerji, sakit kepala, kuning

Penyebab: Virus

Cholera:Diare akut (muntaber) dehidrasi

Penyebab: Bakteri Vibrio Cholera atau V comma

Wabah di New Delhi, India (1955-1956): Kontaminasi SPABoleh limbah domestik

Virus• Tidak dapat berkembang biang diluar sel hidup jumlah di lingkungan berkurang

• Dapat bertahan hidup di lingkungan padakondisi: pH netral, senyawa organik,kelembaban, temperatur rendah.

• Enterovirus dapat ditemukan hampir diseluruhair permukaan yang menerima limbah domestik 100 enterovirus/ liter

10/12/2016 Dwina Roosmini 21

Virus (lanj.)

• Teradsorbsi pada partikel tersuspensi (baik organikmaupun anorganik) terakumulasi pd dasar sedimen

• Daya tahan lebih baik pada air terpolusi dengan berat

• Dpt mencemari air tanah dangkal yang tercemar limbahdomestik

• Dpt ditemukan pada air dari PAM yang telah diklorinasi,sementara bakteri hilang virus tdk juga dapat lolos padasaringan pasir

10/12/2016 Dwina Roosmini 22

Virus (lanj.)Desinfeksi:

– poliovirus resistan thd desinfeksi dengan klor

– ozon merupakan desinfektan cukup baik utk virus

– Adenovirus penyebab infeksi mata, sal. Pernafasantahan terhadap desinfeksi dengan UV (Gerba, 2003)

10/12/2016 Dwina Roosmini 23

Virus (lanj.)

Penyisihan virus dalam pengolahan limbah cair:

• Sedimentasi primer/sekunder: 83%teradsorbsi pada solid dan mengendap

• Tangki Septik: 50 % tgt waktu detensi

• Trickling filter: 85-94 %

• Lumpur aktif: 90 – 99 %

• Pengolahan Lumpur:Pit latrin, Anaerobic digestion, sludge drying bed, komposting

10/12/2016 Dwina Roosmini 24

Ascariasis

• Reservoir: Manusia

• Transmisi: Oral, melalui tangan, makanan, alat2.

• Telur menetas menjadi larva di usus besar,masuk ke aliran darah, masuk ke hati/jantung danakhirnya masuk ke paru2 dlm 3 hari.

• Larva berkembang di paru2, masuk ke trakhea,tertelan masuk ke oesophagususus, berkembangdalam 60-75 hari hidup s.d 1,5 tahun.

10/12/2016 Dwina Roosmini 25

Ascariasis

• Terdapat dalam air permukaan, tidak di airtanah

• Terdapat terbanyak di feces: 300.000 telurpergram feces.

10/12/2016 Dwina Roosmini 26

10/12/2016 Dwina Roosmini 27Dracunculus medinensis

Water-based helminths

10/12/2016 Dwina Roosmini 28

Konsentrasi Fecal Coliform dalam Sumber Air Domestikdi Negara Berkembang

Sumber Escherichia coli per 100 mL

Gambia: Sumur pompa tangan (15-18) m s.d 100.000

Indonesia: Kanal di Jakarta 3.100 – 3.100.000

Kenya:Mata AirWadukSungai Besar

00-210 – 100.000

Uganda:SungaiMata Air (tdk terlindung)Sumur pompa tangan

500 – 8.0000 – 2.0008 - 200

10/12/2016 Dwina Roosmini 29

10/12/2016 Dwina Roosmini 30

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

tahun

%

perpipaan non perpipaan tanpa akses

Akses Penyediaan Air Minum Perkotaan & Perdesaan(Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah, 2005)

Pengolahan Limbah Domestik (Tinja)

10/12/2016 Dwina Roosmini 31

National Access toWastewater

Facilities(100%)

National Access toWastewater

Facilities(100%)

Not detected(25,98%)

Not detected(25,98%)

Urban area(37,52%)

Urban area(37,52%)

Rural area(36,50%)

Rural area(36,50%)

Untreated (8,16%)Untreated (8,16%)

Onsite (28,16%)Onsite (28,16%)

Off-site (1,26%)Off-site (1,26%)

Untreated (14,54%)Untreated (14,54%)

Onsite (21,96%)Onsite (21,96%)

Off-site (0%)Off-site (0%)

Mostly notoptimal, not in

propermaintenance

Mostly notoptimal, not in

propermaintenance

Pengelolaan Limbah Domestik DAS CH

10/12/2016 Dwina Roosmini 32

BendungWangisagara

Majalaya

CijerukSapan

Dayeuh kolot

Nanjung

Fasilitas Pengolahan Tinja

10/12/2016 Dwina Roosmini 33

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

Lokasi I:Wangisagara

Lokasi II:Majalaya

Lokasi III:Sapan

Lokasi IV:Cijeruk

Lokasi V:Dayeuhkolot

Lokasi VI:Nanjung

Jum

lah

Uni

t

Jum

lah

Kelu

arga

Jml. KK Septictank Latrine Tidak Terkategori MCK umum

Kondisi Jamban di Wangisagara

10/12/2016 Dwina Roosmini 34

Tampak DalamTampak Luar

Peternakan

10/12/2016 Dwina Roosmini 35

Pencemar Kimia

Terdiri dari:• Pencemar organik (SK Menkes 907):

36 parameter senyawa dan 50 senyawa organik kategoripestisida.

• Pencemar Inorganik: Logam berat (Hg, Cd, Cr,Pb, dll)

10/12/2016 Dwina Roosmini 36

Portal of Entrypintu masuk ke dalam tubuh atau cara zat masukke dalam tubuh

10/12/2016 Dwina Roosmini 37

•Oral: melalui saluran pencernaan, sulit mencapai peredaran darah

•Inhalasi: melalui saluran pernapasan, cepat memasuki peredarandarah,

•Dermal: melalui kulit, sehingga akan mudah masuk ke dalamperedaran darah

•Parenteral: melalui suntikan langsung memasuki peredaran darah

Senyawa Inorganik

Pencemaran Lingkungan:• Proses alamiah: konsentrasi rendah, lokal

• Penambangan: konsentrasi tinggi

• Limbah: proses, pemakaian

Sumber Logam Berat

Merkuri• Merkuri organik:

Metilmerkuri CH3Hg+

di-metilmerkuri (CH3)2Hg

• Merkuri inorganik:Hg0

10/12/2016 Dwina Roosmini 39

Metil merkuri

• Terabsorbsi dari sitem pencernaan sampai100%

• Menembus sistem peredaran darah dan otak

• Menembus plasenta

• Waktu paruh biologi: 70-80 hari.

10/12/2016 Dwina Roosmini 40

Toksisitas

Toksisitas Akut:

• Umumnya akibat terpapar Hg inorganik

• Sakit perut berat, nephritis

10/12/2016 Dwina Roosmini 41

Toksisitas kronis

Disebabkan oleh metilmerkuri:

• Gangguan koordinasi

• Gangguan pendengaran

• Gangguan bidang pandang

• Retardasi mental

• Gangguan pertumbuhan

• Gangguan sistem syaraf

10/12/2016 Dwina Roosmini 42

Methylmercury

Exposure Sources:• Chloralkali plants• Pulp and paper• Antiseptics, fungicides• Biomagnification in water systems

10/12/2016 Dwina Roosmini 43

10/12/2016 Dwina Roosmini 44

(Direktorat Inventarisasi danSumberdaya Mineral , 2001)

10/12/2016 Dwina Roosmini 45

BPLHD-Jawa Barat, 2002

Penambangan Emas Tanpa Ijin

10/12/2016 Dwina Roosmini 46

Pemisahan amalgam dengan Hg

10/12/2016 Dwina Roosmini 47

10/12/2016 Dwina Roosmini 48

Contoh:

Minamata: Keracunan air raksa di Minamata, Kyushu,Jepang 1953 – 1960.

111 orang cacat, 43 orang meninggal

Pabrik plastik membuang Hg ke perairan

Maximum Contaminant Level inorganic mercury in drinking water =0.002 mg/L

Toxic Criteria:• Freshwater: maximum = 1.4 g/L, continuous = 0.77 g/L

• Saltwater: maximum = 1.80 g/L, continuous = 0.94 g/L

• Human health consumption of organisms = 0.3 mg/kg methylmercury fish tissue (wet weight)

US EPA Regulations and Advisories

Arsen• Dapat secara cepat diekskresikan bersama

urin: dalam 1-2 hari

• Waktu paruh arsen organik:4 – 6 jam

10/12/2016 Dwina Roosmini 51

ARSEN

• Arsen inorganik dapat menembus plasenta,tetapi tidak ditemukan pada air susu ibu.

• Masalah dapat timbul akibat pajanan kronisatau akut dengan dosis tinggi

10/12/2016 Dwina Roosmini 52

Pajanan Akut

Menyebabkan muntah-muntah, sakit yangparah pada abdomen, diare (kadang disertaipendarahan) dalam sekitar 1 jam setelahtertelan

Gejala lain: anorexia, demam, iritasi mukosa

10/12/2016 Dwina Roosmini 53

Pajanan Kronis

• Toksik terhadap sistem syaraf pusat,menyebabkan gangguanan kepekaan dankelemahan otot

• Sakit yang sangat pada kaki

10/12/2016 Dwina Roosmini 54

Pajanan Sub akut dan kronis

• prominent dermatologic• Hyperpigmentation :

non sun-exposed areasHyperkeratosis on the palms and soles. Squamous cellcarcinoma

• Pathognomonic sign: horizontal white bands ofarsenic deposits across the bed of the fingernails(Mees’ line).

• Mees’ lines usually appear 4-6 weeks after exposure

10/12/2016 Dwina Roosmini 55

10/12/2016 Dwina Roosmini 56

CadmiumToyama, Jepang:

Pelunakan tulang punggung

Sumber pencemar:Pertambangan seng dan timahhitam membuang partikulatCd. Cd masuk ke air irigasidan akhirnya ke persawahan,padi/beras.

Kadar Cd di beras mencapaikonsentrasi 1,6 ppm

Standar air minum SK Menkes2002: 0,003 mg/L

Cobalt• Banyak digunakan di Pabrik elektronik, turbin

gas sebagai katalisator proses kimia• Diperlukan dalam jumlah kecil pada tubuh

manusia• Penyebab penyakit kelainan otot jantung• Adanya cobalt s.d. konsentrasi 1,1-1,2 ppm

dalam bir

10/12/2016 Dwina Roosmini 57

Alumuniun:Dalam dosis tinggi menyebabkan luka pada usus

Besi:Dalam dosis tinggi merusak dinding usus

Nitrat dan Nitrit:Keracunan akut: Dalam jumlah besar mengganggu sistempencernaan, diare bercampur darah

Keracunan kronis: depresi umum, sakit kepala dan gangguanmental

Methemoglobinaemina: bayi kekurangan oksigen karenahemoglobin berikatan dengan nitrit

Senyawa Organik

• Senyawa persisten

• Senyawa biodegradable

10/12/2016 Dwina Roosmini 59

36 parameter senyawa dan 50 senyawa organik kategoripestisida.

Senyawa (Zat-zat)Persisten

Contoh:DDT (Dichloro-diphenyl-trichloroethan)

Klorolignin (limbah cair industri kertas dgn proses klorinasi): BM>> (10000Dalton)

Senyawa organik terklorinasi lain:AOX (Adsorbable Organic Halide)

10/12/2016 Dwina Roosmini 60

Sulit terurai/terdegradasi baik secara biologimaupun kimiawi

10/12/2016 Dwina Roosmini 61

Sumber: Cunningham, 1999

10/12/2016 Dwina Roosmini 62

Biomagnifikasi PCB

10/12/2016 Dwina Roosmini 63

DDT(Dichloro-diphenyl-trichloroethane)

• Insektisida yang dibuat pertama kali

• Persisten terakumulasi dalam rantai makananbiomagnifikasi

• Efek: pusing, mual, tremor dan kerusakan hati,sistem syaraf pusat dan ginjal

• Dosis kecil berulang lebih berbahaya

10/12/2016 Dwina Roosmini 64

Benzo(a)pyrene• Merupakan PAH (polisiklik aromatik

hidrokarbon)

• Bersifat karsinogenik dan mutagenik

10/12/2016 Dwina Roosmini 65

Chlordane• Insektisida C10H6Cl8

• Sering ditemui sebagai pencemar air

• Mudah terabsorbsi oleh kulit menyebabkanhyperexitasi dan konvulsi, penyebab kelainan darahdan anemia

10/12/2016 Dwina Roosmini 66

Pentachlorophenol (PCP)• Kerusakan pada hati, pada hewan percobaan bersifat

teratogenik• Bila dipanaskan menguapkan Cl2

Benzenheksaklorida (BHC) Toksisitas akut maupun kronis Racun perut

Zat radioaktif• Dalam jumlah sedikit dapat menimbulkan

masalah biomagnifikasi

• Menimbulkan kerusakan pada sel yang terpapar:kematian selperubahan genetik kanker atau mutasi

10/12/2016 Dwina Roosmini 68

Penyebaran Industri DAS CH

10/12/2016 Dwina Roosmini 69

10/12/2016 Dwina Roosmini 70

Peraturan-Peraturan :• Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas

Air dan Pengendalian Pencemaran Air

• Keputusan Gubernur No. 6 Tahun 1999 tentang Baku Mutu Limbah Cairbagi Kegiatan Industri di Jawa Barat

• Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No. 38 tahun 1991 tentangPeruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sumber Air di Jawa Barat

• Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No. 67 tahun 1997 tentangPeruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Cikarang, Ciherang,Cilamaya, Ciasem, Cipunegara di Jawa Barat

• Keputusan Gubernur Kepala Daerah Tingkat I No.58 tahun 1998 tentangPeruntukan Air dan Baku Mutu Air pada Sungai Cisanggarung, Ciberesdan Bangkaderes di Jawa Barat

• Keputusan Gubernur Jawa Barat No.28 tahun 2000 tentang PeruntukanAir dan Baku Mutu Air pada Sungai Ciwulan dan Cilangla di Jawa Barat.

• Keputusan Gubernur Jawa Barat No.39 tahun 2000 tentang PeruntukanAir dan Baku Mutu Air pada Sungai Citarum dan Anak-anak Sungainya diJawa Barat