Eutrofikasi

Pertanian merupakan salah satu aspek yang paling vital dalam hidup kita. Seluruh bahan makanan yang kita makan setiap harinya berasal dari hasil pertanian. Namun, pertanian juga dapat berdampak buruk bagi lingkungan kita. Salah satunya adalah menyebabkan terjadinya eutrofikasi.

Perkembangan teknologi pertanian sudah melewati sejarah panjang hingga mencapai pada tingkatan yang ada pada saat ini. Saat ini, sudah banyak terdapat metode yang membuat aktivitas pertanian menjadi ramah terhadap lingkungan. Tetapi, aktivitas pertanian kebanyakan saat ini masih belum dapat lepas dari penggunaan pupuk-pupuk kimia yang jika digunakan secara berlebihan dapat mencemari ekosistem sungai, danau, maupun lautan.

Pengertian Eutrofikasi

Eutrofikasi merupakan pencemaran air yang disebabkan oleh adanya kandungan nutrisi dan bahan organik yang berlebihan pada suatu perairan. Penggunaan pupuk yang berlebihan pada lahan-lahan pertanian nantinya akan menyebabkan pupuk berlebih mengalir ke saluran-saluran pembuangan yang pada akhirnya sampai pada perairan-perairan seperti sungai danau maupun lautan.

Eutrofikasi merupakan salah satu masalah besar bagi perairan-perairan di seluruh dunia. Meningkatnya kandungan nutrisi khususnya fosfat dan nitrogen pada perairan dapat menyebabkan terjadinya algae bloom yang menghasilkan hypoxic deadzone sehingga ikan-ikan dan ekosistem disana menjadi mati.

Sebagian besar algae bloom disebabkan oleh sebuah spesies ganggang yang disebut dengan cyanobacteria. Cyanobacteria merupakan satu-satunya ganggang air tawar yang berpotensi menghasilkan racun yang dapat membahayakan kesehatan manusia.

Selain berdampak buruk pada lingkungan dan berbahaya bagi kesehatan manusia, eutrofikasi juga berdampak buruk bagi perekonomian. Eutrofikasi dapat mengganggu aktivitas perikanan pada perairan tersebut serta menurunkan potensi pariwisata pada daerah tersebut. Selain itu, eutrofikasi pada perairan sumber pasokan air kota akan menyebabkan meningkatnya biaya pengolahan air dari perairan tersebut.

Sumber: usgs.gov

Mekanisme Eutrofikasi

Zat-zat hara sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman, tetapi konsentrasi nutrisi yang berlebihan di air dapat memiliki banyak efek yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Kelimpahan nutrisi —terutama nitrogen dan fosfor— dalam air memulai proses yang disebut eutrofikasi.

Eutrofikasi pada sungai, danau, maupun lautan pada dasarnya terjadi melalui beberapa proses mulai dari pemupukan lahan pertanian yang berlebih hingga eutrofikasi menyebabkan sebuah bagian dari perairan tidak dapat dihuni ikan-ikan lagi.

Sumber: earthhow.com

Penggunaan Pupuk secara Berlebihan

Kandungan pupuk yang berlebih pada air menyebabkan ganggang tumbuh di permukaan. Ketika pupuk terbawa ke dalam air dari lahan-lahan pertanian, kandungan pupuk tersebut menjadi sumber makanan bagi ganggang.

Ganggang memakan nutrisi yang ada di air, tumbuh, menyebar, dan membuat air menjadi hijau. Ganggang pada akhirnya akan menutupi permukaan air dan menghalangi sinar matahari yang masuk ke air. Ganggang hijau-biru atau Cyanobacteria bahkan dapat menghasilkan racun dan berbahaya bagi manusia dan ekosistem perairan.

Algae Bloom dan Berkurangnya kandungan Oksigen Terlarut

Saat ganggang mulai terbentuk di permukaan, banyaknya jumlah ganggang menghalangi sinar matahari yang memasuki dasar kolam, danau, dan sungai. Nutrisi semakin banyak mengalir ke dalam air dan banyaknya ganggang juga melepaskan tambahan nutrisi ke dalam perairan.

Ketika ganggang menerima sinar matahari yang cukup, mereka menghasilkan oksigen melalui fotosintesis dan melepaskannya ke dalam air. Namun tanpa sinar matahari yang cukup, ganggang berhenti menghasilkan oksigen dan malah mengkonsumsinya.

Saat ganggang mati, bakteri mendekomposisi sisa-sisa ganggang dan menggunakan oksigen untuk respirasi. Pada akhirnya, proses pembusukan ganggang akan menyebabkan menurunnya kandungan oksigen terlarut pada air dan lama kelamaan akan menyebabkan menurunnya kemampuan air dalam membawa oksigen terlarut.

Terbentuknya Dead Zone bagi Biota Perairan

Kondisi eutrofikasi tersebut dapat mencapai pada suatu titik dimana ikan-ikan tidak dapat berenang lagi dan mati di perairan tersebut. Pada akhirnya, perairan tersebut akan bersifat anoksik dan seiring waktu menjadi dead zone. Ketika suatu perairan mencapai titik ini, ekosistem perairan disana tidak dapat lagi menopang kehidupan perairan seperti ikan, amfibi, dan biota-biota lainnya.

Perairan-perairan yang terdampak Eutrofikasi

Sumber: earthhow.com

Saat ini, terdapat 415 dead zone yang tersebar di seluruh dunia. Jumlah perairan hipoksik meningkat dengan sangat signifikan selama 50 tahun, mulai dari hanya 10 kasus pada 1960 hingga mencapai lebih dari 169 kasus pada tahun 2007. Mayoritas perairan dead zone berada pada pesisir timur Amerika Serikat, pesisir pantai laut Baltik, Jepang, dan Semenanjung Korea.

Teluk Chesapeake

Pada tahun 1970an, Teluk Chesapeake di pantai timur Amerika Serikat merupakan salah satu dead zone pertama yang teridentifikasi. Tingginya kadar nitrogen pada perairan teluk Chesapeake disebabkan oleh dua faktor utama, yaitu pertanian dan urbanisasi. Bagian barat teluk Chesapeake dipadati oleh banyak pabrik dan pusat kota yang melepaskan sejumlah besar gas nitrogen ke atmosfer. Nitrogen pada atmosfer larut ke dalam air dan memperkaya perairan teluk Chesapeake dengan kandungan nitrogen. Bagian timur teluk tersebut banyak ditemukan pertanian unggas yang menghasilkan manure dalam jumlah besar.

Teluk Meksiko

Sumber: noaa.gov

Teluk Meksiko memiliki zona hipoksia musiman yang terbentuk setiap tahun pada akhir musim panas. Ukurannya bervariasi mulai dari kurang dari 5.000 km2 hingga sekitar 22.000 km2. Setiap tahun, kelebihan kandungan nutrisi dari kota dan daerah pertanian mengalir ke Teluk dan mendorong pertumbuhan ganggang secara masif yang pada akhirnya menyebabkan menurunnya kandungan oksigen terlarut pada perairan tersebut.

Laut Baltik

Sumber: NASA

Laut Baltik merupakan perairan dengan dead zone terbesar di dunia. Perairan laut Baltik dipenuhi oleh sejumlah besar fitoplankton yang menurunkan konsentrasi oksigen terlarut dan membunuh ikan-ikan disana.

Laut Baltik merupakan perairan yang hampir tertutup dan hanya dihubungkan oleh selat sempit ke laut Utara. Sembilan negara memiliki wilayah di sepanjang pesisir Laut Baltik yang membuatnya sangat rentan terhadap aktivitas manusia. Area drainase besar yang mengarah ke laut Baltik menyebabkan banyak dari kelebihan pupuk pada daerah-daerah pertanian mengalir dari tanah dan memasuki Laut Baltik. Selain itu, banyak air limbah perkotaan yang mencapai laut Baltik juga meningkatkan risiko eutrofikasi.

Pencegahan dan Penanggulangan

Terus bertambahnya wilayah perairan yang mengalami eutrofikasi belakangan ini terus menimbulkan ancaman serius terhadap sumber air minum, perikanan, dan rekreasi pada perairan. Beberapa upaya telah dilakukan untuk mencegah dan menanggulangi dampak dari terjadinya eutrofikasi.

Pemanfaatan Sistem Pengolahan Air Limbah.

Selain aktivitas pertanian, limbah perkotaan juga merupakan salah satu faktor penting yang menyebabkan eutrofikasi pada perairan. Detergen dan polutan lain dari perkotaan yang mengandung nitrat dan fosfat berkontribusi dalam terjadinya eutrofikasi. Untuk itu, sistem pengolahan air limbah digunakan untuk mengurangi jumlah polutan-polutan yang masuk ke perairan dari sistem drainase dan mencegah terjadinya eutrofikasi.

Biomanipulasi

Alternatif lain untuk meningkatkan kualitas air di perairan yang kaya nutrisi adalah biomanulasi. Biomanipulasi adalah perubahan kesetimbangan jaring makanan untuk memulihkan kondisi ekosistem. Hal ini dilakukan melalui pengurangan konsumen sekunder dari ganggang untunk menambah konsumen primer ganggang. Semakin banyak konsumen primer dari ganggang, akan menghasilkan penurunan dalam jumlah populasi ganggang dan menanggulangi terjadinya eutrofikasi.

Penggunaan Sistem Pertanian Modern

Sumber: Wikimedia Commons

Sistem pertanian modern seperti pertanian hidroponik dan aeroponik dapat mengurangi jumlah nutrisi yang terbuang ke perairan. Teknologi pertanian seperti hidroponik dan aeroponik menggunakan pupuk dan pestisida dengan lebih efektif dan mencegah kandungan fosfat dan nitrat berlebih terbuang ke drainase dan pada akhirnya mencapai perairan.