MK.PLI-15. Pengantar Pengolahan Air

Dr.Ir.Hamzah Lubis,SH.,M.Si 

I.Pengantar

"Tidak ada kehidupan tanpa adanya air".  The Best of All Things is Water (Air adalah yang terbaik dari segalanya) ". Demikian beberapa ungkapan yang menggambarkan betapa pentingnya manfaat air bagi kehidupan. Hal ini karena sebagian besar dari komponen penyusun makhluk hidup terdiri dari air. Pada orang dewasa misalnya, 80 % dari berat badannya terdiri dari air. Demikian juga untuk hewan dan tanaman, komponen utama penyusunnya adalah air. Akibat yang terjadi akan sangat fatal bila terjadi kehilangan air yang berlebihan dari makhluk hidup (Budiono,2013).

II. Persediaan air

Oleh karena itu diperlukan persediaan air secara cukup untuk kelangsungan kehidupan. Ada suatu ramalan yang mengatakan bahwa pada tahun 2025 akan ada sekitar tiga milyar penduduk dunia yang mengalami kekurangan air secara kronis. Kekurangan air yang terjadi bisa ditinjau dari segi kualitas maupun kuantitasnya. Dari segi kuantitas, Falkenmark (1993) membagi ketersediaan air suatu negara atau daerah sebagai berikut: (a) negara/daerah yang mempunyai ketersediaan air 10.000 m³ atau lebih/tahun/kapita disebut tidak ada masalah dengan air, (b) 1670-10.000 m3/kapita/tahun disebut memiliki permasalahan tentang air; (c) 1.000 - 1670 m³/kapita/tahun disebut stress terhadap air; (d) 500-1000 m³/kapita/tahun disebut kekurangan air secara kronis; dan (d) di bawah 500 m³/kapita/tahun disebut kekurangan air di bawah ambang batas kebutuhan(Budiono,2013).

Sebenarnya,80 % dari permukaan bumi ini tertutup oleh air sehingga persediaan air di bumi sangat melimpah. Namun demikian, sebagian besar dari persediaan tersebut yaitu 96,5 % berupa air laut dan hanya sekitar 2,5 % yang berupa air tawar. Dari persediaan air tawar tersebut, ternyata 68,7 % berupa salju yang terjebak di kutub bumi dan hanya sekitar 31 % saja yang berupa air tanah. Oleh karena itu, dari keseluruhan jumlah air yang tersedia di bumi, hanya sekitar 0,8 % saja yang bisa digunakan secara langsung untuk keperluan manusia. Secara kuantitatif, distribusi jumlah air yang terdapat di bumi ini tersaji pada Tabel- 1(Budiono,2013).

                      Tabel 1.Distribusi Jumlah Air yang Terdapat di Bumi(Budiono,2013).

Jenis Air	Jumlah (km3)	Prosentase (%)
Air laut	1.338x106	96,5
Air tawar	35,03x103	2,53 (100)
Salju	24,06x103	1,78(68,7)
Air tanah	10,85x103	0,78(31,0)
Uap air (di udara)	0,01x103	0,0007(0,03)
Danau	0,108x103	0,008 (0,29)
Sungai	0,002x103	0,00015 (0,006)
Lain-lain	12,97x103	0,97
Total	1.386x106	100

III. Siklus air

Di bumi ini, air dijumpai dalam tiga bentuk. Pertama, bentuk cair yang berupa air laut, air tanah, atau air permukaan seperti air sungai dan air danau. Kedua, benfuk padat, misalnya es yang terdapat di kutub bumi dan kadang-kadang dari air hujan yang berupa salju dan es. Ketiga, bentuk uap yang terdapat di udara(Budiono,2013).

Panas yang bersumber dari matahari akan mengubah air laut dan air permukaan untuk menjadi uap yang kemudian oleh pengaruh energi akan diubah menjadi hujan. Hujan dapat berupa bahan cair atau hujan salju dan turun ke bumi menjadi air laut, air sungai, air danau, dan air tanah. Hujan salju menjadi cair dan mengalir ke sungai, danau, atau ke laut. Sementara itu, salju atau es melalui cairan baru menjadi uap yang berubah lagi menjadi cairan yang secara global di sebut sebagai suatu siklus yang tidak berujung pangkal(Budiono,2013). Skema daur ulang air secara umum tersaji pada Gambar 1.

 

                                            Gambar 1.  Skema daur ulang air(Budiono,2013).

Teori relativitas Einstein menegaskan bahwa tidak ada suatu energi yang terbuang, hanya terjadi perubahan bentuk dari energi tersebut. Oleh karena itu, persediaan air dunia tidak akan habis. Namun, persediaan air parsial dapat mengalami kekurangan, bahkan dapat mengalami kekeringan akibat perpindahan dari siklus air itu. Hal ini akibat ketidakmampuan manusia, terutama dalam mempertahankan daur ulang air sehingga air hujan yang semestinya dapat ditahan sebagai air tanah terus saja mengalir ke laut. Pada saat musim hujan terjadi banjir dan saat musim kemarau terjadi kekeringan. Jadi, persediaan air secara global bukan menjadi permasalahan, tetapi air sebagai persediaan parsial akan menggali kesulitan apabila tidak ada usaha pencegahan terhadap peralihan dari siklus air. Namun demikian, kualitas air bisa saja selalu mengalami penurunan kualitas dari tahun ke tahun walaupun jumlahnya secara global tidak mengalami perubahan. Hal ini karena, bila ditinjau dari segi daur ulang air, air selalu membawa komponen terlarut dari media yang dilewatinya. Media yang dilewati bisa udara, tanah, sungai, laut, dan makhluk hidup. Komponen terlarut dari media yang dilewatinya akan semakin besar sebagai akibat dari semakin majunya aktifitas manusia seperti kegiatan rumah tangga, perkantoran, pertanian, dan industri(Budiono,2013).

Oleh karena itu, walaupun air yang tersedia cukup melimpah, namun jumlah yang bisa digunakan bisa semakin kecil sebagai akibat dari semakin menurunnya kualitas air. Sebagaimana telah diungkapkan oleh penyair terkenal Coloridge, seorang Pelaut Kuno sebagai berikut. "Water; water everywhere, nor any drop to drinK” (Air, air, di mana-mana air, tetapi setetespun tidak ada untuk minum). Dengan semakin terbatasnya persediaan air untuk berbagai kebutuhan, maka peran teknologi pengolahan air menjadi sangat penting (Budiono,2013).

Sumber: Budiyono.2013. Teknik Pengolahan Air. Yokyakarta: Graha Ilmu, hal.1-3

Baca Selengkapnya »

MK.PLI-7. Pengendalian Polusi Termal

Dr.Ir.Hamzah Lubis,SH.M.Si

Pencemaran lain  akibat industri atau  pembangkitan energi ialah pencemaran panas pada air dan udara. Pencemaran zat cair akibat pembangkit tenaga ialah pencemaran padat dan kimiawi dan polusi termal  di instalasi pembangkit tenaganya [1].

Pembuangan energi termal ke air alam biasa disebut polusi termal (thermal pollution) oleh para pencinta lingkungan hidup dan orang yang anti daya. Penambahan panas ke dalam air mengurangi kemampuan air untuk menyerap gas-gas terlarut, termasuk oksigen terlarut yang vital bagi makhluk air. Jika suhu air melebihi 35⁰C (95⁰F), jumlah oksigen terlarut terlalu sedikit untuk menunjang kehidupan di air.  Tetapi bagaimanapun juga, pada temperatur yang lebih rendah, pertumbuhan makhluk air dipercepat oleh air hangat dan tanaman serta ikan tumbuh lebih cepat. Pada kenyataannya, air hangat yang dibuang dari pabrik biasanya merupakan tempat yang sangat populer bagi ikan, terutama pada musim dingi[1] di negara bermusim dingin.

Sebagai usaha untuk membandingkan sistem-sistem pembangkit tenaga dilihat dari jumlah panas yang dibuang ke lingkungan, dipakai terminologi "indeks buangan panas" (thermal discharge index) atau TDL . TDL  dari suatu sistem tenaga ialah jumlah unit energi panas yang dibuang ke lingkungan instalasi untuk setiap unit energi listrik yang dihasilkan instalasi tersebut. Jadi TDI bisa dirumuskan sebagai:

TDL = Energi panas ke lingkungan, MWth/ Keluaran Tenaga Listrik, MWe[1]

Tidak perlu dikatakan lagi, bahwa harga TDL yang rendah adalah yang diharapkan meskipun tidak akan tercapai harga nol, kecuali instalasi tersebut melawan hukum kedua termodinamika. TDI sangat tergantung pada efisiensi termis pembangkit tenaga Pe/ th. Jika P, adalah keluaran tenaga listrik dalam megawatt, maka  Pe/  th  adalah masukan daya termal, dalam megawatt termis. Energi panas yang dibuang dari pabrik didapat dengan mengurangkan kedua harga ini, yaitu sama dengan Pr(l -  th) /  th, dalam megawatt panas. [1]  

Jadi, indeks buangan panas (thermal discharge index) bisa dihitung menurut

                                 TDI = Pe (1-  th)/  th / Pe  = 1-  th/  th [1]

Sistem daya pembakaran-fossil yang paling baru mempunyai efisiensi termis hingga 40%, dan berarti mempunyai indeks buangan panas 1,5. Jadi, 1,5 MW.jam energi panas dibuang ke lingkungan sekeliling pabrik untuk mendapatkan setiap MW.jam tenaga listrik. Di lain pihak, reaktor-reaktor air ringan mempunyai efisiensi panas antara 32-33%.  lni berarti indeks buangan panas sistem ini berkisar antara 2,l[1]  .

 Pada sistem-sistem daya pembakaran fossil, sejumlah energi panas (kerugian ketel) dibuang melalui cerobong ke atmosfir sementara sisa panas dari panas yang dibuang (waste heat) dibuang melalui kondenser. Pada pembangkit tenaga turbin gas, semua Panas sisa dibuang melalui gas buang. Pada sistem tenaga nuklir semua panas sisa dibuang melalui kondenser pembangkit uap. Jadi, meskipun misalnya sistem pembangkit tenaga pembakaran fossil dan sistem nuklir mempunyai indeks buangan panas yang sama, sistem nuklir memerlukan air pendingin yang lebih banyak[1].

                                 Gambar 1.Pencemaran Panas Insinerator Rumah Sakit

Ada bermacam-macam cara untuk mengalirkan air pendingin ke kondenser. Di antaranya mengalirkan air pendingin dari danau-danau dan sungai-sungai alam, mendinginkan dengan danau atau tandon buatan, dan menggunakan menara pendingin sistem basah atau kering. Dua yang pertama menggunakan sistem pendinginan sekali lewat (once through cooling). Pada sistem ini, air dari sungai atau danau alam disaring untuk menghilangkan kotoran dan makhluk air dan kemudian dipompakan ke kondenser pabrik. Air biasanya mengalami kenaikan temperatur sekitar l0⁰C sesudah melewati kondenser. Cara pembuangan sisa panas seperti ini adalah yang termurah dan mungkin yang mempunyai efisiensi termis yang paling besar, karena sistem inl menimbulkan penurunan temperatur paling rendah pada sistem tenaga[1].

            Sementara sistem di atas merupakan sistem yang sangat diinginkan dipandang dari sudut perekayasaan tenaga, sistem ini mendapat tantangan dari para politisi dan  pencinta lingkungan. Beberapa negara bagian menetapkan peraturan yang melarang dialirkannya air ke sungai atau danau alam dengan suhu 1⁰F lebih tinggi dari suhu udara sekitarnya. Karenanya penggunaan cara ini menjadi lebih sulit[1].

                          Gambar 2. Pencemaran Akibat Loundry Rumah Sakit

Beberapa perusahaan pembangkit tenaga masih menggunakan sistem pendinginan sekali lewat ini. Perusahaan tersebut membangun danau buatan sendiri untuk menimbun air. Jika danau pendingin ini terlalu kecil, kadang-kadang dipakai pompa untuk menyemprotkan air danau ke udara agar mendapatkan pendinginan dari atmosfir. Danau ini biasanya menjadi tempat memancing yang populer karena ikan dengan cepat tumbuh besar dan biasanya bebas dari es sepanjang tahun. Danau ini kadang-kadang memerlukan penambahan air untuk mengganti kehilangan air akibat penguapan[1].

Jika tidak mungkin menggunakan danau pendingin, perusahaan-perusahaan ketenagaan biasanya memilih untuk menggunakan menara pendingin untuk membuang sisa panas ke atmosfir. Ada dua macam jenis dasar menara pendingin, yaitu jenis basah dan jenis kering. Kebanyakan pabrik memakai jenis basah di mana air panas dari kondenser disemprotkan langsung ke dalam menara. Air panas ini bersentuhan langsung dengan udara yang dialirkan ke atas melalui rnenara, dan perpindahan panas terjadi sebagai hasil dari perpindahan panas sensibel dan panas laten (panas penguapan). Menara pendingin jenis basah membutuhkan penambahan air yang kontinu untuk mengganti air yang hilang karena menguap, dan penambahan uap air di udara dalam jumlah besar mempengaruhi tahanan angin bawah di dalam menara dan membuatnya lebih besar daripada pengendapan normal[1].

Penurunan temperatur minimum yang dapat dicapai dengan menara pendingin basah mendekati temperatur tabung basah (wet bulb) udara. Hasilnya, efisisnsi total instalasi mungkin lebih kecil daripada yang menggunakan sistem pendinginan sekali 10 wat, terutama pada hari panas ketika pendinginan yang dibutuhkan tinggi.

Gambar 3. Pendingin Reaktor Nuklir Aliran Alami [1]

Hampir semua menara pendingin jenis basah yang besar menggunakan sistem konveksi alamiah yang ditandai dengan struktur hiperbolik yaftg sangat besar, yang bisa mencapai tinggi 500 kaki dan diameter dasar 500 kaki. Salah satu jenis menara pendingin basah ditunjukkan dalam Gambar3. Aliran udara dalam menara terjadi oleh adanya perbedaan antara udara "dingin" yang masuk dari bawah menara dan kerapatan udara hangat dan uap air yang meninggalkan menara. Biaya modal untuk unit ini diperkirakan sekitar 15-20 dollar/kW, atau sampai 20 juta dollar untuk sebuah sistem pembangkit tenaga 1000 MWe[1]

Sistem pembangkit tenaga yang lebih kecil bisa menggunakan menara pendingin dengan sistem aliran mekanis (mechanical draft) baik merupakan aliran pancingan (induced draft) maupun aliran paksa (forced draft). Penggunaan aliran mekanis mengurangi tinggi menara. Sistem ini sedikit lebih murah dibanding aliran alamiah, memerlukan biaya modal antara 10-15 dollar/kWh. Meskipun sistem ini lebih sedikit memerlukan modal, tetapi memerlukan biaya perawatan dan biaya operasi yang lebih tinggi[1].

Menara pendingin kering adalah alternatif lain dari sistem basah, terutama jika penambahan air tidak dimungkinkan atau jika pembuangan uap air yang banyak ke lingkungan tidak diperbolehkan. Dalam sistem ini fluida pendingin dialirkan dalam pipa-pipa sehingga perpindahan panas berwujud perpindahan panas sensibel dan penurunan temperatur minimum adalah temperatur tabung kering udara (dry bulb) [1].

Menara pendingin kering mengurangi keperluan luas permukaan kondenser di saluran buang (exhaust) turbin karena uap secara teoretis terkondensasi di menara secara langsung. Tetapi tekanan dan kerapatan uap di pipa pengeluaran turbin terlalu rendah dan pipa-pipa di menara harus mempunyai volume yang sangat besar sehingga skema seperti ini tidak praktis. Sistem menara pendingin kering yang bisa dilaksanakan ditunjukkan secara skematis di Gambar 4. Dalam sistem ini, uap turbin diembunkan di kondenser penyemprot secara kontak langsung dengan menggunakan sebagian air kondensat yang sudah didinginkan di menara. Menara pendingin kering agak lebih mahal dibanding menara pendingin basah. Sistem ini, sebagaimana sistem basah, juga mempengaruhi keanginan cuaca (weather downwind) kecuali, dengan memanas lanjutkan udara, mungkin bisa mengurangi hujan sampai di bawah normal[1].

 

                       Gambar 4. Menara pemdingin kering Heller[1].

[1] Archie W. Culp. penterjemah Darwin Sitmpul.1989. Prinsip-Prinsip Konversi Energi. Jakarta: Erlangga, 496 hal.

TUGA MANDIRI:
1. Jelaskan pengertian polusi thermal?
2. Apa dampak dari polusi thermal?
3. Jelaskan sistem pendingin menara udara?
4. Jelaskan sistem pendingin kolam air?

Baca Selengkapnya »

Abrasi Pantai Pulau-Pulau Kecil dan Kerusakan Terumbu Karang

                                                     Dr.Ir.Hamzah Lubis,SH.,M.Si

                                       Founder SEKOLAH HIJAU, MDA, SD, SMP NU
                                  Jl.Pukat I d/h Mandailing No.37 Kel.Bantan Timur, Medan

Pendahuluan

Pulau-pulau kecil merupakan bagian dari sumberdaya alam  dan kekayaan negara yang harus dimamfaatkan sebesar-besarnya untuk kesejahteraan masyarakat. Pulau-pulau kecil memiliki potensi sumberdaya alam yang tinggi yang penting bagi  pengembangan sosial, eknomi, budaya, lingkungan dan penyangga kedaulatan bangsa; oleh karena itu perlu dikelola secara berkelanjutan.

 Potensi ekosistem pulau-pulau kecil seperti ekosistem terumbu karang (coral reef), padang lamun (sea grass), rumput laut (sea weeds) dan hutan bakau (mangrove). Sumberdaya hayati laut seperti kerapu, napoleon, ikan hias, kuda laut, kerang mutiara, kima raksasa (Tridacna gigas), dan teripang.  Selain itu, pulau-pulau kecil ini juga memberikan jasa-jasa lingkungan yang tinggi nilai ekonomisnya dan sekaligus sebagai kawasan berlangsungnya kegiatan kepariwisataan.

Selama ini pulau-pulau kecil kurang mendapat sentuhan pembangunan karena Pembangunan Nasional lebih berorientasi ke darat. Di sisi lain, perairan pulau-pulau kecil yang memiliki potensi perikanan yang tinggi cenderung menjadi tempat penangkapan ikan dengan cara tidak ramah lingkungan, seperti pemboman, pembiusan, penggunaan racun, dan sebagainya.  Akibatnya, bukan saja menimbulkan kerusakan sumberdaya alam bahkan menenggelamkan pulau-pulau kecil. Pulau-pulau kecil yang telah tenggelam di Sumatera Utara seperti  pulau Pusung dan Tapak Kuda di Langkat, pulau Niankin di Tapanuli Tengah serta pulau Gasauma dan Lawandra di Nias.

Indonesia sebagai negara kepulauan (archipelagic state) terdiri dari sekitar 17.500 pulau dengan luas laut sekitar 5,8 juta km2 dan bentangan garis pantai sepanjang   81.000 km. Untuk Sumatera Utara, luas laut 10.000 km  persegi (60,5 Persen dari total luas Sumut), panjang garis pantai 1300 km terdiri  545 km pantai  timur, 375 km pantai barat dan 380 km pantai pulau Nias, jumlah pulau  162 buah ; 156 berada di Perairan  Samudera Hindia Pantai Barat Sumatera Utara dan 6 buah di Perairan Selat Malaka Pantai Timur Sumatera Utara. Dari pulau-pulau kecil tersebut terdapat tiga pulau terluar;  di pantai timur yakni Pulau Berhala dan Pantai barat Pulau Simuk dan Wunga.

Lebih dari 95% wilayah Indonesia (sekitar 17.500 pulau) dikelilingi oleh terumbu karang.  Luas ekosistem terumbu karang perairan Indonesia   85.707 km²   (18% total terumbu karang dunia) yang terdiri dari 50.223 km²  terumbu penghalang, 19.540 km² terumbu cincin (atol), 14.542 km² terumbu tepi, dan 1.402 km² oceanic platform reef, (Tomasik et al, 1997 dalam Dahuri,2003). Ekosistim terumbu karang memiliki 335-362 spesies karang scleractinian dan 263 jenis ikan hias, memiliki keragaman 400 dari 700 jenis terumbu karang dunia (Kehati dalam Lubis,2002).

Terumbu Karang

Terumbu karang adalah suatu ekosistem hewan karang yang unik dan menarik pada perairan tropis dengan tingkat kesuburan, keanekaragaman biota dan nilai estetika yang tinggi namun termasuk salah satu ekosistem yang paling  peka terhadap perubahan kualitas lingkungan. Terumbu menurut Muhlis (1996)  Merupakan endapan massif dari kalsium karbonat yang dihasilkan oleh hewan (Phylum cindoria, kelas Anthozoa, ordo Madrepaparia) dengan sedikit tambahan dari Algae berkapur dan organisma –organisma lainnya yang mengeluarkan kalsium karbonat. Sedangkan karang itu sendiri adalah hewan yang menempel pada ujung-ujung terumbu   yang dikenal dengan polip.

            Pembentuk utama terumbu karang adalah hewan karang yang halus (polip) yang berkembang biak dan membentuk koloni yang terdiri ribuan hewan-hewan karang. Jaringan hewan karang ini di dalamnya hidup sel algae yang bersimbiosis dengan bantuan sinar matahari. Sel algae melakukan fotosintesa yang menghasilkan makanan bagi hewan karang induknya. Hewan karang dapat dibedakan antara karang hermatipik dan karang ahermatipik.

         Berdasarkan hubungannya dengan daratan, terumbu karang di Indonesia diklasifikasikan kepada :

a.Terumbu tepi (fringing reef) adalah terumbu karang yang berada dekat dan sejajar  dengan garis pantai. Terumbu karang tipe ini ditemui hampir pada semua pulau-pulau kecil di pantai barat Sumataera Utara.

b.Atol (atoll) adalah  terumbu tepi yang berbentuk seperti cincin dan di tengahnya terdapat goa (danau).

c.Terumbu  penghalang (barrier reef) serupa dengan karang tepi, dengan kekecualian jarak antara terumbu karang dengan garis pantai cukup jauh, dan umumnya dipisahkan oleh perairan yang dalam.

d.Terumbu gosong (patch reef),  seperti gosong di pulau Poncan Gadang,Kota Sibolga.

Terumbu karang yang baik memberi manfaat  sebagai : (1) sebagai penahan ombak, melindungi daratan dari gelombang dan  badai,(2) sumber makanan bagi manusia :ikan, ekinodermata, molusca, penyu laut,  rumput laut dan lainnya,(3) kebutuhan industri : alga, cangkang kima, cangkang penyu, kerang batu, kerang  mutiara, ikan hias, (4) wisata bahari : keindahan kawasan pesisir, sinar matahari, memancing, snorkeling, diving, (5) merupakan rumah untuk berbagai jenis hewan dan tumbuhan laut, (6) melindungi ikan-ikan kecil dan makhluk hidup lainnya dari serangan pemangsa, (7) tempat berlindung biota laut dari ombak dan arus yang besar, (8) penyedia makanan  untuk  berbagai jenis ikan, udang, kima, kerang dan cumi-cumi, (9) tempat berkembang biak dan tumbuh dewasa berbagai biota laut lainnya, (10) terumbu karang yang sehat menghasilkan tangkapan ikan empat kali lebih banyak dari terumbu karang yang rusak, (11) sumber protein, setengah dari jumlah protein alami Indonesia berasal dari laut, (12)  sebagai reservoir hydrocarbon (minyak dan gas bumi), (13) menjaga suhu bumi agar tetap konstan melalui mekanisme siklus energi, (14) ekosistem produksi karbon yang paling tinggi, dan (15) pengembangan ilmu pengetahuan.

        Tutupan terumbu karang yang baik memberi sumbangan 80.800 ton ikan tiap  kilometer persegi secara terus menerus (Ikawati, 2001; Dahuri 1999) sedangkan karang rusak 2-5 ton ikan/km²/tahun (Effendi, 1997). Pengambilan  terumbu karang per kilometer persegi memberi  keuntungan sebesar US$ 121.000 bagi pengambil terumbu karang, tetapi menimbulkan kerugian  kepada  masyarakat US$ 93.600, kerugian perikanan US$ 12.000 – 260.000, kerugian  proteksi wilayah pesisir, US$ 2.900- 48.900 , kerugian nilai pariwisata, US$ 67.000 serta kerugian yang tidak dapat  dihitung karena kehilangan pangan dan keanekaragaman hayati (Dahuri, 1999).

           Kondisi terumbu karang di Indonesia terus mengalami degradasi. Menurut Dahuri (1999) tutupan terumbu karang Indonesia yang sangat baik hanya 5,3 persen, kondisi  baik 21,7 persen, kondisi  sedang 33,5 persen  dan rusak 39,5 persen. Untuk wilayah  Indonesia bagian barat hanya tinggal 3,93 persen  kondisi sangat baik , kondisi baik 19,10 persen, kondisi  sedang 28,09 persen dan 48,88 persen kondisi rusak. Untuk pantai barat Sumataera Utara, tutupan  terumbu karang hidup (Kraf, 2001) hanya antara 8,5 persen sampai  17 persen.

         Penyebab kerusakan terumbu karang diantaranya : (1).Penambangan karang untuk bahan bangunan kapur, (2).Penangkapan ikan dengan bahan peledak, racun, bubu, jaring dan eksploitasi berlebih,(3).Pencemaran  minyak bumi, limbah industri  dan rumah  tangga, (4).Pengembangan  daerah  wisata, (5).Pembangunan  pantai dan pesisir, (6).Erosi  dan  sedimentasi,(7).Perdagangan  karang, (8).Buangan herbisida, pestisida  dan pupuk ke perairan, (9).Pembuatan bangunan di pantai atau laut, (10).Pengambilan untuk cendramata dan industri akuarium, (11).Perumahan arus air laut karena pembangunan dinding pemecah ombak, dermaga, jalan, dan lain-lain, (12).Penambatan  jangkar kapal, (13).Menginjakkan  kaki di atas terumbu karang, (14).Kegiatan industri lepas pantai (penambangan  migas, penambangan pasir, penggalangan kapal, buangan limbah padat, tumpukan minyak), (15).Hewan Crowns of Thron  atau Bulu Seribu yang memakan terumbu karang, (16).Perubahan iklim, kenaikan atau penurunan suhu, (17).Peristiwa  geologi seperti gunung  berapi, dan (18).Pencemaran zat beracun dan radioaktif.

Abrasi  dan kerusakan terumbu karang

Salah satu fungsi utama terumbu karang, sebagai penahan ombak, melindungi daratan dari gelombang dan  badai. Terumbu karang yang rusak, akan menyebabkan fungsi sebagai benteng pulau akan berkurang dan bahkan tidak berfungsi sama sekali. Menurut Whitten (1987) di samudera yang dalam, tinggi gelombang adalah seperduabelas panjang gelombangnya. Namun ketika gelombang mendekati permukaan yang dangkal, maka gesekan pada pangkal/dasar laut akan memperpendek panjang gelombang dan puncak gelombang dipaksa untuk mencapai ketinggian maksimal.

Gelombang yang berpuncak tajam ini akan pecah ketika ketinggiannya mencapai perbandingan 3 : 4 dengan kedalaman laut. Oleh  karena itu gelombang nampak pecah dan banyak energi hilang agak jauh dari tepi pantai. diatas lereng terumbu karang . Secara kasat mata kawasan perairan kelihatan memutih, maka dapat dipastikan bahwa kawasan tersebut tempat gelombang pecah dan di bawahnya berada terumbu karang yang dangkal.

            Apabila terumbu karang rusak, maka cekungan laguna terumbu karang akan berubah menjadi pantai yang landai, sebagian karena bibir terumbu karang telah hilang. Akibatnya gelombang yang biasanya pecah pada paparan terumbu karang, maka gelombang baru pecah setelah mendekati pantai.

            Pada terumbu karang yang masih baik energi gelombang  akan diserap, sehingga mengurangi hempasan gelombang (gelombang lemah)  ke pantai. Pada terumbu karang yang sudah rusak, energi gelombang ini tidak lagi diserap oleh terumbu karang, akibatnya energi gelombang yang sampai ke pantai cukup tinggi, membentuk gejolak air pada pantai yang mengakibatkan pengikisan garis pantai.

            Kondisi terumbu karang yang baik dan yang rusak, dan hubungannya dengan erosi pantai dapat terlihat pada gambar 1 dibawah ini.

             Gambar 1. a. Bagian atas terumbu karang yang masih baik

                               b. Bagian bawah terumbu karang yang rusak dengan erosi pantai

Pada terumbu karang yang rusak, gelombang laut bukan saja membawa pasir pantai yang berarti abrasi pantai sepanjang hari, tetapi juga pasir pantai yang terbawa akan mengotori perairan secara langsung akan meningkatkan kerusakan terumbu karang karena partikel pasir akan menutupi  polip  dan akhirnya akan mematikan terumbu karang. Demikian juga bagi tunas dan larfa yang akan tumbuh tidak sempat berkembang akibat tertutup pasir. Dengan            demikian terjadi proses percepatan kerusakan terumbu karang dan abrasi pantai.      

            Salah satu alternatif penahan abrasi alami pantai pulau-pulau kecil adalah perbaikan kondisi terumbu karang dengan menggunakan  terumbu karang buatan (reef  breisi akwater). Yang harus diingat, bila fungsi utama artificial reef ini untuk  pemecah gelombang untuk mengatasi abrasi pantai, ketinggian terumbu karang buatan dengan panjang gelobang yang mau dipecahkan. Apabila perbandingan iini tidak mencapai 3: 4 maka gelombang tidak akan pecah pada puncak articial  reef.

            Penutup

Kerusakan terumbu karang di pantai barat Sumatera Utara telah menyebabkan beberapa pulau mengalami abrasi pantai. Misalnya pulau pulau Sarudik, pulau Poncan Gadang (sebelah timur), pulau Unggeh, pulau Panjang dan lainnya. Beberapa pulau bahkan dalam kondisi kritis seperti pulau Pane (Barus) yang mengalami abrasi puluhan meter tiap tahun, pulau Kapecong di Mandailing Natal dari luas semula 15 ha sekarang tinggal 5 ha, pulau Poncan Ketek di  Kota Sibolga yang tinggal separo serta beberapa bagian pulau telah terputus. Apabila kondisi terumbu karang ini tidak diperbaiki, maka pulau-pulau kecil ini akan tenggelam. Mari kita selamaatkan terumbu karang, berarti ikut menyelamatkan pulau-pulau kecil.

Baca Selengkapnya »

Abrasi Pantai Pantai Pulau-Pulau Kecil

                                                                            Oleh : Dr.Ir. Hamzah Lubis, SH.,M.Si

Pendahuluan

Pulau-pulau kecil merupakan bagian dari sumberdaya alam  dan kekayaan negara yang harus dimamfaatkan sebesar-besarnya untuk kesejahteraan masyarakat. Pulau-pulau kecil memiliki potensi sumberdaya alam yang tinggi yang penting bagi  pengembangan sosial, eknomi, budaya, lingkungan dan penyangga kedaulatan bangsa; oleh karena itu perlu dikelola secara berkelanjutan.

 Potensi ekosistem pulau-pulau kecil seperti ekosistem terumbu karang (coral reef), padang lamun (sea grass), rumput laut (sea weeds) dan hutan bakau (mangrove). Sumberdaya hayati laut seperti kerapu, napoleon, ikan hias, kuda laut, kerang mutiara, kima raksasa (Tridacna gigas), dan teripang.  Selain itu, pulau-pulau kecil ini juga memberikan jasa-jasa lingkungan yang tinggi nilai ekonomisnya dan sekaligus sebagai kawasan berlangsungnya kegiatan kepariwisataan.

Selama ini pulau-pulau kecil kurang mendapat sentuhan pembangunan karena Pembangunan Nasional lebih berorientasi ke darat. Di sisi lain, perairan pulau-pulau kecil yang memiliki potensi perikanan yang tinggi cenderung menjadi tempat penangkapan ikan dengan cara tidak ramah lingkungan, seperti pemboman, pembiusan, penggunaan racun, dan sebagainya.  Akibatnya, bukan saja menimbulkan kerusakan sumberdaya alam bahkan menenggelamkan pulau-pulau kecil. Pulau-pulau kecil yang telah tenggelam di Sumatera Utara seperti  pulau Pusung dan Tapak Kuda di Langkat, pulau Niankin di Tapanuli Tengah serta pulau Gasauma dan Lawandra di Nias.

Indonesia sebagai negara kepulauan (archipelagic state) terdiri dari sekitar 17.500 pulau dengan luas laut sekitar 5,8 juta km2 dan bentangan garis pantai sepanjang   81.000 km. Untuk Sumatera Utara, luas laut 10.000 km  persegi (60,5 Persen dari total luas Sumut), panjang garis pantai 1300 km terdiri  545 km pantai  timur, 375 km pantai barat dan 380 km pantai pulau Nias, jumlah pulau  162 buah ; 156 berada di Perairan  Samudera Hindia Pantai Barat Sumatera Utara dan 6 buah di Perairan Selat Malaka Pantai Timur Sumatera Utara. Dari pulau-pulau kecil tersebut terdapat tiga pulau terluar;  di pantai timur yakni Pulau Berhala dan Pantai barat Pulau Simuk dan Wunga.

Lebih dari 95% wilayah Indonesia (sekitar 17.500 pulau) dikelilingi oleh terumbu karang.  Luas ekosistem terumbu karang perairan Indonesia   85.707 km²   (18% total terumbu karang dunia) yang terdiri dari 50.223 km²  terumbu penghalang, 19.540 km² terumbu cincin (atol), 14.542 km² terumbu tepi, dan 1.402 km² oceanic platform reef, (Tomasik et al, 1997 dalam Dahuri,2003). Ekosistim terumbu karang memiliki 335-362 spesies karang scleractinian dan 263 jenis ikan hias, memiliki keragaman 400 dari 700 jenis terumbu karang dunia (Kehati dalam Lubis,2002).

Terumbu Karang

Terumbu karang adalah suatu ekosistem hewan karang yang unik dan menarik pada perairan tropis dengan tingkat kesuburan, keanekaragaman biota dan nilai estetika yang tinggi namun termasuk salah satu ekosistem yang paling  peka terhadap perubahan kualitas lingkungan. Terumbu menurut Muhlis (1996)  Merupakan endapan massif dari kalsium karbonat yang dihasilkan oleh hewan (Phylum cindoria, kelas Anthozoa, ordo Madrepaparia) dengan sedikit tambahan dari Algae berkapur dan organisma –organisma lainnya yang mengeluarkan kalsium karbonat. Sedangkan karang itu sendiri adalah hewan yang menempel pada ujung-ujung terumbu   yang dikenal dengan polip.

            Pembentuk utama terumbu karang adalah hewan karang yang halus (polip) yang berkembang biak dan membentuk koloni yang terdiri ribuan hewan-hewan karang. Jaringan hewan karang ini di dalamnya hidup sel algae yang bersimbiosis dengan bantuan sinar matahari. Sel algae melakukan fotosintesa yang menghasilkan makanan bagi hewan karang induknya. Hewan karang dapat dibedakan antara karang hermatipik dan karang ahermatipik.

         Berdasarkan hubungannya dengan daratan, terumbu karang di Indonesia diklasifikasikan kepada :

a.Terumbu tepi (fringing reef) adalah terumbu karang yang berada dekat dan sejajar  dengan garis pantai. Terumbu karang tipe ini ditemui hampir pada semua pulau-pulau kecil di pantai barat Sumataera Utara.

b.Atol (atoll) adalah  terumbu tepi yang berbentuk seperti cincin dan di tengahnya terdapat goa (danau).

c.Terumbu  penghalang (barrier reef) serupa dengan karang tepi, dengan kekecualian jarak antara terumbu karang dengan garis pantai cukup jauh, dan umumnya dipisahkan oleh perairan yang dalam.

d.Terumbu gosong (patch reef),  seperti gosong di pulau Poncan Gadang,Kota Sibolga.

Terumbu karang yang baik memberi manfaat  sebagai : (1) sebagai penahan ombak, melindungi daratan dari gelombang dan  badai,(2) sumber makanan bagi manusia :ikan, ekinodermata, molusca, penyu laut,  rumput laut dan lainnya,(3) kebutuhan industri : alga, cangkang kima, cangkang penyu, kerang batu, kerang  mutiara, ikan hias, (4) wisata bahari : keindahan kawasan pesisir, sinar matahari, memancing, snorkeling, diving, (5) merupakan rumah untuk berbagai jenis hewan dan tumbuhan laut, (6) melindungi ikan-ikan kecil dan makhluk hidup lainnya dari serangan pemangsa, (7) tempat berlindung biota laut dari ombak dan arus yang besar, (8) penyedia makanan  untuk  berbagai jenis ikan, udang, kima, kerang dan cumi-cumi, (9) tempat berkembang biak dan tumbuh dewasa berbagai biota laut lainnya, (10) terumbu karang yang sehat menghasilkan tangkapan ikan empat kali lebih banyak dari terumbu karang yang rusak, (11) sumber protein, setengah dari jumlah protein alami Indonesia berasal dari laut, (12)  sebagai reservoir hydrocarbon (minyak dan gas bumi), (13) menjaga suhu bumi agar tetap konstan melalui mekanisme siklus energi, (14) ekosistem produksi karbon yang paling tinggi, dan (15) pengembangan ilmu pengetahuan.

        Tutupan terumbu karang yang baik memberi sumbangan 80.800 ton ikan tiap  kilometer persegi secara terus menerus (Ikawati, 2001; Dahuri 1999) sedangkan karang rusak 2-5 ton ikan/km²/tahun (Effendi, 1997). Pengambilan  terumbu karang per kilometer persegi memberi  keuntungan sebesar US$ 121.000 bagi pengambil terumbu karang, tetapi menimbulkan kerugian  kepada  masyarakat US$ 93.600, kerugian perikanan US$ 12.000 – 260.000, kerugian  proteksi wilayah pesisir, US$ 2.900- 48.900 , kerugian nilai pariwisata, US$ 67.000 serta kerugian yang tidak dapat  dihitung karena kehilangan pangan dan keanekaragaman hayati (Dahuri, 1999).

           Kondisi terumbu karang di Indonesia terus mengalami degradasi. Menurut Dahuri (1999) tutupan terumbu karang Indonesia yang sangat baik hanya 5,3 persen, kondisi  baik 21,7 persen, kondisi  sedang 33,5 persen  dan rusak 39,5 persen. Untuk wilayah  Indonesia bagian barat hanya tinggal 3,93 persen  kondisi sangat baik , kondisi baik 19,10 persen, kondisi  sedang 28,09 persen dan 48,88 persen kondisi rusak. Untuk pantai barat Sumataera Utara, tutupan  terumbu karang hidup (Kraf, 2001) hanya antara 8,5 persen sampai  17 persen.

         Penyebab kerusakan terumbu karang diantaranya : (1).Penambangan karang untuk bahan bangunan kapur, (2).Penangkapan ikan dengan bahan peledak, racun, bubu, jaring dan eksploitasi berlebih,(3).Pencemaran  minyak bumi, limbah industri  dan rumah  tangga, (4).Pengembangan  daerah  wisata, (5).Pembangunan  pantai dan pesisir, (6).Erosi  dan  sedimentasi,(7).Perdagangan  karang, (8).Buangan herbisida, pestisida  dan pupuk ke perairan, (9).Pembuatan bangunan di pantai atau laut, (10).Pengambilan untuk cendramata dan industri akuarium, (11).Perumahan arus air laut karena pembangunan dinding pemecah ombak, dermaga, jalan, dan lain-lain, (12).Penambatan  jangkar kapal, (13).Menginjakkan  kaki di atas terumbu karang, (14).Kegiatan industri lepas pantai (penambangan  migas, penambangan pasir, penggalangan kapal, buangan limbah padat, tumpukan minyak), (15).Hewan Crowns of Thron  atau Bulu Seribu yang memakan terumbu karang, (16).Perubahan iklim, kenaikan atau penurunan suhu, (17).Peristiwa  geologi seperti gunung  berapi, dan (18).Pencemaran zat beracun dan radioaktif.

Abrasi  dan kerusakan terumbu karang

Salah satu fungsi utama terumbu karang, sebagai penahan ombak, melindungi daratan dari gelombang dan  badai. Terumbu karang yang rusak, akan menyebabkan fungsi sebagai benteng pulau akan berkurang dan bahkan tidak berfungsi sama sekali. Menurut Whitten (1987) di samudera yang dalam, tinggi gelombang adalah seperduabelas panjang gelombangnya. Namun ketika gelombang mendekati permukaan yang dangkal, maka gesekan pada pangkal/dasar laut akan memperpendek panjang gelombang dan puncak gelombang dipaksa untuk mencapai ketinggian maksimal.

Gelombang yang berpuncak tajam ini akan pecah ketika ketinggiannya mencapai perbandingan 3 : 4 dengan kedalaman laut. Oleh  karena itu gelombang nampak pecah dan banyak energi hilang agak jauh dari tepi pantai. diatas lereng terumbu karang . Secara kasat mata kawasan perairan kelihatan memutih, maka dapat dipastikan bahwa kawasan tersebut tempat gelombang pecah dan di bawahnya berada terumbu karang yang dangkal.

            Apabila terumbu karang rusak, maka cekungan laguna terumbu karang akan berubah menjadi pantai yang landai, sebagian karena bibir terumbu karang telah hilang. Akibatnya gelombang yang biasanya pecah pada paparan terumbu karang, maka gelombang baru pecah setelah mendekati pantai.

            Pada terumbu karang yang masih baik energi gelombang  akan diserap, sehingga mengurangi hempasan gelombang (gelombang lemah)  ke pantai. Pada terumbu karang yang sudah rusak, energi gelombang ini tidak lagi diserap oleh terumbu karang, akibatnya energi gelombang yang sampai ke pantai cukup tinggi, membentuk gejolak air pada pantai yang mengakibatkan pengikisan garis pantai.

            Kondisi terumbu karang yang baik dan yang rusak, dan hubungannya dengan erosi pantai dapat terlihat pada gambar 1 dibawah ini.

             Gambar 1. a. Bagian atas terumbu karang yang masih baik

                               b. Bagian bawah terumbu karang yang rusak dengan erosi pantai

Pada terumbu karang yang rusak, gelombang laut bukan saja membawa pasir pantai yang berarti abrasi pantai sepanjang hari, tetapi juga pasir pantai yang terbawa akan mengotori perairan secara langsung akan meningkatkan kerusakan terumbu karang karena partikel pasir akan menutupi  polip  dan akhirnya akan mematikan terumbu karang. Demikian juga bagi tunas dan larfa yang akan tumbuh tidak sempat berkembang akibat tertutup pasir. Dengan            demikian terjadi proses percepatan kerusakan terumbu karang dan abrasi pantai.      

            Salah satu alternatif penahan abrasi alami pantai pulau-pulau kecil adalah perbaikan kondisi terumbu karang dengan menggunakan  terumbu karang buatan (reef  breisi akwater). Yang harus diingat, bila fungsi utama artificial reef ini untuk  pemecah gelombang untuk mengatasi abrasi pantai, ketinggian terumbu karang buatan dengan panjang gelobang yang mau dipecahkan. Apabila perbandingan iini tidak mencapai 3: 4 maka gelombang tidak akan pecah pada puncak articial  reef.

 Penutup

Kerusakan terumbu karang di pantai barat Sumatera Utara telah menyebabkan beberapa pulau mengalami abrasi pantai. Misalnya pulau pulau Sarudik, pulau Poncan Gadang (sebelah timur), pulau Unggeh, pulau Panjang dan lainnya. Beberapa pulau bahkan dalam kondisi kritis seperti pulau Pane (Barus) yang mengalami abrasi puluhan meter tiap tahun, pulau Kapecong di Mandailing Natal dari luas semula 15 ha sekarang tinggal 5 ha, pulau Poncan Ketek di  Kota Sibolga yang tinggal separo serta beberapa bagian pulau telah terputus. Apabila kondisi terumbu karang ini tidak diperbaiki, maka pulau-pulau kecil ini akan tenggelam. Mari kita selamaatkan terumbu karang, berarti ikut menyelamatkan pulau-pulau kecil.

Baca Selengkapnya »