MK. DEGRADASI LINGKUNGAN

1. MK. DEGRADASI LINGKUNGAN PENCEMARAN AIR DAN PENGELOLAANNYA smno.psdl.pdkl.ppsub.2013

2. PENCEMARAN AIR:dampaknya terhadap populasi satwa Pencemaran air adalah suatu perubahan keadaan di suatu tempat penampungan air seperti danau, sungai, lautan dan air tanah akibat aktivitas manusia. Walaupun fenomena alam seperti gunung berapi, badai, gempa bumi dll juga mengakibatkan perubahan yang besar terhadap kualitas air, hal ini tidak dianggap sebagai pencemaran. Pencemaran air dapat disebabkan oleh berbagai hal dan memiliki karakteristik yang berbeda-beda. Meningkatnya kandungan nutrien dapat mengarah pada eutrofikasi. Sampah organik seperti air comberan (sewage) menyebabkan peningkatan kebutuhan oksigen pada air yang menerimanya yang mengarah pada berkurangnya oksigen yang dapat berdampak parah terhadap seluruh ekosistem. Industri membuang berbagai macam polutan ke dalam air limbahnya seperti logam berat, toksin organik, minyak, nutrien dan padatan. Air limbah tersebut memiliki efek termal, terutama yang dikeluarkan oleh pembangkit listrik, yang dapat juga mengurangi oksigen dalam air.

3. PENCEMARAN AIR Apa itu ? Kalau anda berjalan di tepian sungai atau danau, dan melihat aneka sampah dan kotoran mengapung di permukaan airnya Mungkin anda bertanya-tanya, apa itu dan darimana asalnya ? Itulah fenomena pencemaran air . Pencemaran air adalah “sesuatu substansi yang dimasukkan ke dalam sungai, danau atau laut, yang membahayakan sumberdaya alam yang ada di lingkungan tersebut”. Kadangkala pencemaran air ditandai oleh obyek-obyek yang kasat mata, seperti kantong plastik, kertas-kertas, barang-barang bekas, pakaian atau sepatu dan lainnya. Namun seringkali pencemaran air tidak kasat mata . Pencemaran air adalah masuk atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain kedalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air kurang atau tidak dapat lagi berfungsi sesuai dengan peruntukkannya.

4. KARAKTERISTIK H20 • Air merupakan komponen utama dari semua organism hidup. • Air mudah berubah dari satu bentuk fisik menjadi bentuk fisik lainnya, dan berpindah dari satu tempat ke tempat lainnya . • Air dengan lambat menyerap dan melepaskan sejumlah besar energi . • Air adalah pelarut yang utama . (Source: Wright & Nebel 2002)

5. PENTINGNYA KARAKTERISTIK AIR Air yg bergerak dapat dengan cepat mengerosi topsoil dan mengakibatkan lahan pertanian menjadi kritis dan sungai tercemar . Tumpahan bahan kimia, berlebihannya unsur hara dan asam yg larut dalam air dapat mengakibatkan kematian masal organisme air. Kurangnya akses thd suplai air bersih dpt mengakibatkan dehidrasi dan kematian Michael D. Lee Ph.D. Geography and Environmental Studies

6. Ketersediaan Air • Total = 326 million cubic miles • 97% air di bumi ada di laut • 2.997% terkunci dalam gunung es dan glaciers • 0.003% dapat diakses dengan mudah • Air tanah • Air bumi • Uap air • Danau-danau • Sungai-sungai

7. PENYEDIAAN DAN PENGGUNAAN AIR http://ga.water.usgs.gov/edu/waterdistribution.html

8. Peredaran air di alam

9. Atm. -Ocean - Land Evap. - PPT - Runoff Siklus Air

10. Distribusi Cadangan Air Oceans 97% Ice Caps and Glaciers 1.725% Atmosphere 0.01% Rivers, Lakes, and Inland Seas 0.141% Soil Moisture 0.0012% Ground Water 0.4 – 1.7%

11. Reaksi-reaksi yg mengubah menjadi asam berlangsung dalam 2 haru – menempuh jarak 1000 miles Arah angin – hujan asam Deposisi kering vs Deposisi basah Deposisi kering 50 % dari total Dapat bereaksi dengan tumbuhan – menangkap hara Pohon mati HUJAN ASAM A method of growing trees for transplantation develops a long and narrow root system for ready rooting activity when transplanted at a remediation site. The trees can be grown in a lined hole with an optional basin, or cap, or otherwise lined at the bottom. The liner can be removed with the root system and associated soils for ease of transportation, and for use in continuing to encourage a downward vertical growth of the root system after transplantation. The trees can also be grown out of the ground in vertical or horizontal tubes which receive, under controlled conditions, water and nutrients. The medium in which tree can be grown out of the ground includes hydroponic media and soil.

12. HUJAN ASAM DAN POHON

13. HUJAN ASAM DAN BANGUNAN Banyak bangunan terbuat dari beton dan/atau batu Senyawa-senyawa ini bersifat sebagai basa dan bereaksi dengan asam The building technically “weathers” very fast, or Non technically “crumbles” pH suatu larutan mencerminkan aktivitas kation hidrogennya, dan dinyatakan sebagai logaritma negatif dari aktivitas kation hidrogen dalam mole per liter pada suhu tertentu. Istilah pH lazimnya digunakan untuk menyatakan intensitas kondisi asam atau alkalin suatu larutan. Kalau pH antara 1 dan 7, ini merupakan kisaran asam, dan kisaran alkalin adalah pH 7 - 14. pH air permukaan biasanya berkisar antara 6.5 - 9.0. Kualitas air yang ada, ditinjau dari nilai pH, harus dideskripsikan untuk suatu kawasan proyek. Perhatian harus diberikan kepada variasi pH-perairan secara musiman akibat peristiwa alamiah ataupun karena aktivitas manusia.

14. Bagaimana mekanisme / prosesnya? Pertukaran kation pada mineral liat Peranan pelapukan kimiawi …….... Netralisasi asam

15. IKHTISAR HUJAN ASAM Kebijakan untuk mengurangi hujan asam dan emisi nitrogen telah menggema di seluruh penjuru dunia Pada kenyataanya emisi-emisi limbah buangan mulai ada gejala berkurang di daerah yang telah tercemar berat, Namun sayangnya emisi-emisi ini malah menunjukkan gejala meningkat di daerah-daerah yang masih bersih atau relatif masih belum tercemar Nitrogen merupakan senyawa penting dalam hujan asam dan emisi pencemar ke atmosfer – SOx – dianggap bukan unsur pembentuk asam tetapi sangat toksik dan emisinya masih terus meningkat .

16. PENCEMARAN AIR Manusia menggantungkan pada sebagian kecil dari total cadangan air untuk memenuhi semua kebutuhannya Cadangan air ini dengan cepat mengalami siklus Melalui proses siklusnya ini, mereka dapat mengumpulkan pencemaran dari berbagai sumber atau dapat dibersihkan melalui mekanisme berfungsinya ekosistem. Air dan perairan secara alamiah mempunyai kemampuan untuk membersihkan-diri, menetralisir bahan-bahan pencemar yang masuk ke dalamnya.

17. PENCEMARAN AIR

18. PENCEMARAN AIR

19. Pencemaran air tanah oleh lokasi pembuangan limbah Methods are described for the decontamination of soil containing heavy metals. In particular, these methods rely on phytoremediation using the plants of the species Larrea tridentata, the creosote bush. The methods are particularly directed at the decontamination of soil containing lead, copper, nickel and cadmium. The methods described herein are the first examples of phytoremediation using perennial plants which concentrate a high proportion of the scavenged metals in nonessential tissues, allowing the plants to be used continuously, rather than requiring repeated cycles of planting and harvesting entire plants in order to fully decontaminate the same area of land.

20. Contoh: Sumber Titik • LUST - Leaky Underground Storage Tanks • 22% of the 1.2 million UST are LUSTy • Look at water pollution from gasoline...

21. Sumber Bukan-Titik Sumber bercampur atau banyak cumber-sumber kecil Automobiles Pemupukan di lahan pertanian

22. Sumber pencemar (Unsur Hara) Bukan-Tititk

23. IKHTISAR HUJAN ASAM

24. BERAGAM BENTUK PENCEMARAN AIR A process for the removal of metal ions from solution and means for effecting such removal are described. The process is based on the hydroponic growth of sunflowers, terrestrial turfgrasses and/or members of the family Brassicaceae in solutions containing one or more metal ions. Metal ions can be efficiently removed from solutions by passing these solutions through the root biomass of these terrestrial plants. Receptacles containing the plants are also part of the invention.

25. PENCEMARAN AIR: Beragambentuk • PENYAKIT: In developing nations, 80% of diseases are water-related. • Senyawa organik sintetik • Senyawa an-organik & Mineral seperti asam-asam dll. • Substansi Radioactive • Limbah yang butuh oksigen • Unsur hara tanaman • Sedimen • Buangan limbah panas Berkaitan dengan gambaran kondisi kualitas air di sistem sungai maka dapat ditinjau melalui nilai-nilai parameter yang diukur. Dari banyak parameter, yang sering menjadi parameter utama untuk menggambarkan tingkat polusi dalam sebuah wilayah sungai seperti DO, BOD, COD, fecal coliform (terutama air limbah rumah tangga), pH dan logam berat.

26. Apa yg harus diperhatikan ttg Kualitas Air Minum ? • Bebas bahan pencemar • Rasanya bagus • Want Sodium Bicarbonate and Calcium Sulfate in same concentrations as found in saliva • 10 oC • As little chlorination as possible • Calcium & magnesium account for most water hardness, death rates (cardiovascular disease) higher in soft water areas than in hard water areas • Cu diperlukan untuk menyerap & metabolism besi , tetapi > 1 mg/liter mengakibatkan air “unpalatable” • Apakah rasa-air berhubungan dnegan adanya senyawa toksik ?

27. Bentuk-bentuk Pencemaran Air Pencemaran air oleh logam berat biasanya diakibatkan oleh kegiatan-kegiatan industri. Kandungan logam dalam air dapat mengakibatkan keracunan bagi manusia maupun organisme lainnya yang hidup di air. Logam beracun misalnya kadmium, kromium, tembaga, merkuri, nikel, seng dan timah. Umumnya pengukuran logam berat dilakukan di bagian hilir dari daerah industri. • Senyawa an-organik: Asam-asam, garam, logam toksik • Satu gram Pb dalam 20,000 liter air mengakibatkan tidak layak minum. Pb lazim ditemukan pada pipa-pipa yang sudah tua / aus. • Berapa batas ambang aman As untuk air minum ? Berapa untuk Pb ?

28. Bentuk-bentuk pencemaran air: • Organik: air limbah, pestisida, plastik dll. • Satu tets minyak dapat mengakibatkan 25 liter air tidak layak minum • Satu gram herbisida 2,4 D dapat mencemari 10 million liter air minum • Satu gram senyawa PCB dapat mengakibatkan 1 billion liter air tidak layak bagi kehidupan akuatik air tawar. www.nature.com/.../v6/n6/fig_tab/7400445_f1.html

29. Hujan Asam: Kapan pencemaran udara menjadi pencemaran air

30. Bagaimana mekanismenya? Cation Exchange on clay minerals Peranan pelapukan kimiawi ………... NETRALISASI ASAM

31. Bagaimana asam membunuh ikan ?Memobilisasi logam-logam • Mechanism of detoxification of heavy metals, organic pollutants and oxidative stress in plant cells by glutathione. Cys, cysteine; -Glu-Cys, -L-glutamyl-L-cysteine; -ECS, -glutamylcysteine synthetase; GSH, glutathione; GSSG, oxidized glutathione; PC, phytochelatine; HMI, heavy metal ion; HMI-PC, heavy metal–phytochelatine complex; Toxin, xenobiotics; Toxin–SG, toxin–GSH conjugate. • -Glutamylcysteine synthetase; • glutathione synthetase; • phytochelatine synthase; • glutathione S-transferase (GST). • Kalau semua kation basa terisolir dari tanah • Asam-asam bereaksi dengan logam, seperti Aluminum • Biasanya Al bersifat immobile • Di bawah pH 5 – Al mobile • Ikan bernafas dalam air • Aluminum comes out of solution • Clogs gills - suffocate

32. More Examples: Oxygen dan Air • Apa yang dimaksud dengan BOD : Biochemical Oxygen Demand ? • Ada sesuatu dalam air yang dapat dimakan oleh bakteri . • Bacteria akan menggunakan oksigen yang larut dalam air • Organisme aerobik lainnya akan mati Pada proses penyerapan oksigen (reaerasi) oksigen yang diserap oleh air dipergunakan untuk menggantikan DO yang dikonsumsi dalam mendegradasi BOD air. Namun meskipun reaerasi berlangsung tidak menjamin DO meningkat, hal ini mungkin disebabkan karena kecepatan deoksigenasi lebih cepat dari proses reaerasi.

33. Oxygen dan Air Udara yang masuk kedalam air akan mempengaruhi ketebalan aliran atau kedalaman air karena adanya pemasukan udara yang akan menambah kedalamam aliran. Pemasukan udara disebabkan oleh kecepatan turbulensi yang bekerja dipermukaan bebas antara udara dan air. Udara secara terus menerus terjebak dan akhirnya dilepaskan. Pemasukan udara terjadi ketika energi kinetik turbulensi cukup besar untuk menanggulangi tegangan permukaan dan pengaruh gravitasi. Pemasukan udara terjadi untuk kecepatan turbulen, ū lebih besar dari 0,1 – 0,3 m/det (Chanson, 1992). Apa saja yang dapat mempengaruhi jumlah oksigen dalam air ? Temperature Kecepatan aliran / arus air Kekasaran permukaan tempat air mengalir

34. Bahan pencemar khusus: MINYAK Lemak dan minyak ditemukan mengapung diatas permukaan air meskipun sebagian terdapat dibawah permukaan air. Lemak dan minyak merupakan senyawa ester dari turunan alkohol yang tersusun dari atom karbon, hidrogen dan oksigen. Lemak sukar diuraikan oleh bakteri tetapi dapat dihidrolisa oleh alkali sehingga membentuk senyawa sabun yang mudah larut. Adanya minyak dan lemak dipermukaan air akan menghambat proses biologis dalam air sehingga tidak terjadi proses fotosintesa. • Sumber titik dan bukan-titik • Sumber terbesar pencemaran minyak adalah tumpahan pipa-pipa minyak dan runoff • 61% pencemaran minyak di laut berasal dari sungai dan runoff perkotaan • 30% dari buangan /tumpahan tankers • 5% kecelakaan tankers

35. Detergents The nitrates in fertilizers promote excessive growth of algae and larger aquatic plants, causing offensive algae blooms and driving out sport fish. Phosphates are often thought to culprit, nitrogen is the “limiting factor” in most aquatic systems. gogreensol.com/wasteWater.php

36. Sediments • THE largest form of water pollution • Erosion is source – we’ve sped up rate of erosion, e.g. during urban construction can lose up to 43 tons of topsoil/acre/year • Natural rates of erosion: leads to aquatic succession www.mobot.org/.../practical_duckweed.htm

37. Suksesi dalam Habitat Akuatik Danau Sediments & Nutrients Accumulate Oligotrophic Eutrophic Low in nutrients High in nutrients Can sometimes see Methane gas bubbling up From sediments – process of decomposition

38. PENCEMARAN PANAS Temperatur merupakan derajat panas atau dinginnya air yang diukur pada sekala definit seperti derajat celsius (oC) atau derajat Fahrenheit (oF). Temperatur air merupakan regulator utama proses-proses alamiah di dalam lingkungan akuatik. Ia dapat mengendalikan fungsi fisiologis organisme dan berperan secara langsung atau tidak langsung bersama dengan komponen kualitas air lainnya mempengaruhi kualitas akuatik. Temperatur air mengendalikan spawning dan hatching, mengendalikan aktivitas, memacu atau menghambat pertumbuhan dan perkembangan; dapat menyebabkan kematian kalau air menjadi panas atau dingin sekali secara mendadak. Air yang lebih dingin lazimnya menghambat perkembangan; air yang lebih panas umumnya mempercepat aktivitas. Temperatur air juga mempengaruhi berbagai macam reaksi fisika dan kimiawi di dalam lingkungan akuatik. • 26% of all water in U.S. is affected by this • Up to a point of adding heated water, you can get thermal enrichment • Adding more heat, you get thermal pollution

39. Kita juga dapat mengalami pencemaran air “DINGIN” In many areas fish and Other river organisms are Adapted to relatively warm water. Building a dam results in very cold water released Downstream killing organisms and changing species

40. Siklus nitrogen akuatik dan sumber pencemaran nitrogen

41. A method of naturally removing or inhibiting pollutants is described. Tree stems from trees having preformed root initials and a perennial root system are planted adjacent to or intersecting near surface ground water supply, at the area where water is to be decontaminated or at the source of pollution. The stems are planted densely to achieve maximum pollution control and environmental affects. Row planting is used and the crop harvested on a rotating basis.

45. MENINGKATKAN PENYEDIAAN AIR • Membangunbendungandanwadukuntukmenampung runoff • Mengumpulkan air permukaandaridaerah lain • Mengambil groundwater • Mengubah air asinmenjadi air tawar (desalination) • Memperbaikiefisiensipenggunaan air

47. Model Pengolahan Air

48. Model Pengolahan Air

49. Model Pengolahan Air

50. Model Pengolahan Air