BAHAN AJAR MATERI PERUBAHAN LINGKUNGAN DAN DAUR ULANG LIMBAH

A.    Lingkungan dan Perubahannya

Lingkungan terdiri dari komponen biotik dan komponen  abiotik, komponen biotik berada dalam komposisi yang proposional dengan komponen abiotik. Contoh lingkungan alami seimbang adalah hutan, hutan tumbuhan sebagai produsen ada dalam jumlah yang mencukupi untuk perlindungan dan makan bagi konsumen tingkat pertama seperti burung pemakan tumbuhan, rusa dan monyet. Hewan konsumen tingkat pertama berada dalam jumlah yang mencukupi untuk kehidpan konsumen tingkat kedua misalnya harimau, musang dan ular. Kemampuan hutan mendukung kelangsungan hidup kelangsungan hidup harimau dengan adanya hewan mangsa adalah contoh kemampuan lingkungan mendukung kehidupan berbagai makhluk hidup di dalamnya, bertambah kembali rusa setelah berkurangnya pemburuhan adalah contoh daya lenting lingkungan atau kemampuan lingkungan untuk pulih kembali pada keadaan seimbang jika mengalami perubahan atau gangguan. 

Manusia adalah bagian dari lingkungan yang memiliki kemampuan akal dan pikiran yang tinggi. Selain itu, manusia memiliki kebutuhan terhadap keanekaragaman jenis makanan paling besar dan mampu mengadakan perubahan lingkungan untuk memenuhi segala kebutuhannya. Diseluruh biosfer (permukaan bumi), aktivitas manusia mengubah struktur trofik, aliran energi, daur kimia dan proses ekologis. Dari waktu ke waktu, populasi manusia terus meningkat. Keadaan tersebut akan berpengaruh besar terhadap lingkungan. Lingkungan memiliki daya dukung lingkungan. Daya dukung lingkungan merupakan kamampuan lingkungan untuk mendukung kelangsungan hidup suatu ukuran jumlah individu dari satu spesies. Di samudera, keberadaan populasi ikan menipis akibat penangkapan yang berlebihan, aktivitas ini mendorong lebih banyak spesies menuju kepunahan.

Gambar 1. Akibat kepadatan lingkungan

(Sumber: www.blogspot.co.id/2012/06/pengaruh- kepadatan-populasimanusia.html)

Lingkungan yang tepat dan sesuai akan dapat menunjang segala kehidupan organisme yang berada di dalamnya. Untuk kelangsungannya, suatu sistem harus memelihara kerja setiap komponen yang menyusun sistem tersebut. Kepincangan kerja suatu komponen menyebabkan tidak seimbangnya sistem tersebut. Hilangnya satu komponen dapat menghancurkan keseimbangan sistem.

Dalam suatu ekosistem, keseimbangan lingkungan terjadi secara alami. Komponen-komponen yang terlibat berperan sesuai kondisi keseimbangan. Contoh kejadian keseimbangan di lingkungan adalah misalnya kesuburan air (kandungan nutrisi) suatu danau akan memacu pertumbuhan fitoplankton dan ikan. Penambahan kesuburan air yang terus-menerus akan meningkatkan populasi fitoplankton. Peningkatan populasi ini pada suatu ketika akan mencapai batas tertentu yang melampaui daya dukung lingkungan (kandungan nutrisi dalam air tidak dapat mendukung kehidupan fitoplankton lagi). Akibatnya, fitoplankton mengalami kematian. Kematian fitoplankton akan diikuti dengan kematian zooplankton  yang merupakan konsumen dari fitoplankton itu sendiri. Hal tersebut secara tidak langsung akan meningkatkan kandungan CO₂ dan ureum dalam perairan karena keduanya akan mengalami pembusukan. Meningkatnya CO₂ dan ureum merupakan racun bagi ikan sehingga hal tersebut dapat menyebabkan kematian pada ikan.

Perubahan lingkungan dapat terjadi oleh aktivitas manusia atau kejadian alam, seperti letusan gunung berapi, kebakaran hutan, dan longsor. Perubahan yang ditimbulkan oleh aktivitas manusia dapat bersifat positif artinya bermanfaat bagi kesejahteraan manusia dan lingkungan, sedangkan bersifat negatif dapat merugikan bagi kehidupan manusia, seperti limbah dan pencemaran lingkungan.

1.      Perubahan lingkungan karena aktivitas manusia

Perubahan lingkungan dapat terjadi karena aktivitas manusia. Aktivitas manusia yang dapat merubah lingkungan, contohnya penebangan hutan, pembangunan, dan penggunaan bahan-bahan kimia yang akhirnya dapat merugikan manusia itu sendiri.

a.      Penebangan hutan

Penebangan pohon-pohon di hutan tanpa perhitungan akan menimbulkan berbagai akibat saling berkaitan, antara faktor biotik dan abiotik. Hilangnya pohon akan menyebabkan tanah menjadi terbuka dan terkena sinar matahari secara langsung. Penyinaran meningkatkan evaporasi (penguapan) sehingga permukaan tanah mengembang dan kering. Peristiwa ini diikuti penurunan kelembapan udara, rendahnya kelembapan udara menyebabkan temperatur pada siang hari tinggi dan suhu padamalanya rendah. Hal ini mempengaruhi proses fisiologi tumbuhan. Tumbuhan yang masih ada umngkin dapat bertahan dengan perubahan suhu tersebut, atau akan mengalami kematian. Mungkin pula diikuti dengan punahnya jenis hewan yang memerlukan tumbuhan tersebut.

Gambar 2. Penebangan hutan

(Sumber: https://dimaswarning.wordpress.com/2011/09//26/dampak-dankerugian-penebangan-hutan-secara-liar.html)

Jika turun hujan lebat pada tanah yang terbuka tersebut, air hujan akan jatuh secara langsung ke lapisan atas tanah yang memiliki kesuburan tinggi (humus). Tidak adanya tumbuhan yang dapat menahan air hujan mengakibatkan air tidak dapat meresap ke dalam tanah. Hal ini dapat mengakibatkan banir yang membahayakan manusia. Selain itu, aliran air akan mengikis lapisan tanah yang subur. Hilangnya kesuburan tanah akan mengurangi populasi cacing tanah. Kurangnya resapan air di dalam tanah juga akan menimbulkan kekeringan pada musim kemarau.

b.       Pembangunan

Pembangunan banyak mendatangkan keuntungan. Akan tetapi, jika pembangunan itu dilaksanakan tidak memperhatikan lingkungan, akan menimbulkan dampak negatif. Sebagai contoh, pembangunan pengembangan sumber air dapat menimbulkan masalah yang cukup rumit. Misalnya, timbulnya habitat baru bagi berbagai vektor penyakit, seperti nyamuk yang menjadi vektor malaria dan demam berdarah.

Pembangunan kawasan industri juga menimbulkan pencemaran udara. Selain itu, limbah-limbah hasil industri banyak merusak sungai dan lingkungan sekitarnya. Pembangunan pemukiman penduduk di daerah resapan air dapat menimbulkan berbagai kerugian. Tata guna lahan menjadi rusak, laju erosi dan banjir menjadi semakin meningkat.

Gambar 3. Pemukiman padat

(Sumber: http://wwwberitadaerah.co.id/2014/03/19/pemukiman-padatpenduduk.html)

c.       Penggunaan pestisida

Penggunaan pestisida dimaksudkan untuk mematikan makhluk-makhluk yang tidak dikehendaki keberadaannya pada ladang pertanian atau tempat lain, seperti serangga, tanaman pengganggu, jamur, tikus dan bakteri. Akan tetapi, pestisida dapat menimbulkan pencemaran. Pestisida dapat terakumulasi dalam tubuh tumbuhan, hewan dan manusia bahkan sampai pada sungai dan tanah. Pestisida sulit terurai, tetapi mudah larut ke dalam lemak, dan mudah diikat jaringan lemak. Pestisida dapat berpindah dari satu organisme ke organisme lain melalui suatu rantai makanan.

2.      Perubahan lingkungan akibat faktor alam

Perubahan lingkunngan karena faktor alami disebabkan oleh bencana alam. Bencana alam tersebut, seperti banjir, gempa bumi dan gunung meletus.

Gambar 4. Kerusakan lingkungan akibat gempa bumi

(Sumber: http://aisyahvelya.blogspot.co.id/2013/11/kerusakan-lingkunganfaktor-alam.html)

Gambar 5. Kerusakan lingkungan akibat gunung meletus

(Sumber: http://aisyahvelya.blogspot.co.id/2013/11/kerusakan-lingkunganfaktor-alam.html)

B.      Limbah dan Pencemaran Lingkungan

Limbah merupakan sisa atau sampah suatu produksi. Limbah dapat menjadi bahan pencemaran atau polutan di suatu lingkungan. Pencemaran adalah perubahan yang tidak di inginkan pada lingkungan yang meliputi udara, darat dan air baik secara fisik, kimia maupun biologi dan polutan adalah zat atau bahan yang dapat mengakibatkan pencemaran terhadap lingkungan baik pencemaran udara, tanah dan air, makhluk hidup, zat energi atau komponen lain ke dalam lingkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam.

1.      Jenis-jenis limbah

Limbah terdiri dari beberapa jenis, tergantung dari mana limbah tersebut berasal. Setiap jenis limbah memiliki kemampuan merusak lingkungan yang berbeda-beda. Berikut adalah jenis limbah yang dapat menyebabkan pencemaran.

a.      Limbah industri

Limbah industri merupakan salah satu penyebab terjadinya kerusakan lingkungan. Umumnya limbah industri ini berasal dari pabrik-pabrik yang membuang sisa limbahnya ke sungai dan asap-asap hasil pembakaran produksi.

Gambar 6. Limbah industri cair

(Sumber: https://pawapeing.wordpress.com/20013/12/15/pawapeling-

investigasi-pencemaran-limbah-cair.html)

b.      Limbah transportasi

Limbah tansportasi berasal dari kendaraan bermotor. Limbah yang dihasilkannya beurpa asap buangan karbon monoksida (CO). Limbah transportasi ini dapat menyebabkan polusi udara.

Gambar 7. Limbah transportasi

(Sumber: http://fiskadiana.blogspot.co.id/2015/01/dampak-pembakaran-bahanbakar.html)

c.       Limbah rumah tangga

Limbah tumah tangga umunya berupa sampah, baik anorganik maupun organik. Sampah organik yang berasal dari limbah rumah tangga berupa potongan kayu, dedaunan, dan sayur-sayuran. Limbah organik yang dibuang ke air dapat mengganggu kehidupan di dalam air. Limbah yang berupa sampah ini dibusukkan oleh bakteri sehingga oksigen berkurang dan kehidupan organisme air terganggu.

Sampah anorganik yang merupakan limbah rumah tangga dapat berupa plastik, kaleng, dan botol. Sampah anorganik oleh penduduk yang paling sering dibuang, yaitu detergen. Detergen jika dibuang ke perairan sangatlah berbahaya sebab tidak dapat diuraikan secara alami.

Pencemaran yang ditimbulkan ini dapat mencemari tanah, udara, dan air. Limbah rumahtangga seperti plastik, jika dibuang ke tanah atau air memerlukan waktu yang cukup lama agar dapat terurai.

Gambar 8. Limbah rumah tangga

(Sumber: http://kursusjahityogya.blogspot.co.id/2016/02/jenisjenislimbah.html)

d.      Limbah pertanian

 Limbah pertanian umumnya berasal dari pupuk yang  berlebihan. Pupuk yang berlebihan ini akan terbawa air menuju sungai. Hal tersebut dapat mengakibatkan blooming algae. Blooming algae adalah pertumbuhan alga yang cepat akibat peningkatan kadar nutrien yang cepat dalam suatu perairan (eutrofikasi).

2.      Pencemaran lingkungan

Polusi atau pencemaran adalah masuknya suatu komponen ke dalam suatu lingkungan dengan kadar yang melebihi batas normal, masuknya suatu komponen ke tempat yang tidak semestinya, atau adanya suatu komponen dalam suatu lingkungan pada waktu yang tidak tepat sebagai hasil aktivitas manusia. Berikut adalah jenis-jenis pencemaran lingkungan:

a.      Pencemaran udara

Gambar 9. Pencemaran udara

(Sumber: http://ilmulingkungan.com/2013/04/pencemaran-udara-danpenyebab-terjadinya.html)

Pencemaran udara berhubungan dengan pencemaran atmosfer bumi, atmosfer merupakan lapisan udara yang menyelubungi bumi sampai ketinggian 300 km. Sumber pencemaran udara berasal dari kegiatan manusia, penyebab pencemaran udara adalah dari polutan seperti Karbon dioksida (CO₂) yang dihasilkan dari pemakaian bahan bakar fosil (minyak bumi atau batubara), pembakaran gas alam dan hutan, respirasi, serta pembusukan, Sulfur dioksida (SO₂) dan nitrogen monoksida (NO₂) yang dihasilkan dari pemakaian bahan bakar fosil (minyak bumi atau batubara) misalnya gas buang kendaraan, karbon dioksida  (CO₂) yang dihasilkan dari Pemakaian bahan bakar fosil ( minyak bumi atau batubara) dan gas buangan kendaraan bermotor yang pembakarannya tidak sempurna dan Kloro fluro (CFC) yang dihasilkan dari pendingin ruangan, lemari es, dan perlengkapan yan menggunakan penyemprot aesrol.

Dampak pencemaran udara berskala makro misalnya fenomena hujan asam dalam skala regional sedangkan dlam sekala global adalah efek rumah kaca dan penipisan lapisan ozon.

1)      Hujan asam, dua gas yang di hasilkan dari pembakaran mesin kendaraan serta pembangkit listrik tenaga diesel dan batubara yang sama, adalah sulfur dioksida (SO₂) dan nitrogen dioksida (NO₂) gas yang di hasilkan tersebut bereaksi di udara membentuk asam.hujan asam mengakibatkan kerusakan hutan, hujan asam juga mengakibatkan beratnya benda-benda yang terbuat dari logam misalnya jembatan dan rel kereta api.

2)      Efek rumah kaca merupakan pengingkatan suhu di permukaan bumi yang terjadi karena meningkatnya kadar karbon dioksida di atmosfer gejala ini di sebut efek rumah kaca, kenaikannya suhu menyebabkan mencairnya gunung es di kutub utara dan selatan, sehingga menyebabkan berbagai kota dan wilayah pinggir laut akan tenggelam sedangkan daerah kering semakin kering, efek rumah kaca menimbulkan perubahan iklim.

3)      Lapisan ozon adalah lapisan yang menyeliputi bumi pada ketinggian 30 km di atas bumi, lapisan ozon terletak pada lapisan atmosfer yang disebut  Startosfer.

b.      Pencemaran air

Gambar 10. Pencemaran air

(Sumber: http://ilmulingkungan.com/2013/04/pencemaran-air-dan-penyebabterjadinya.html)

Masuknya suatu zat, energi maupun komponen lainnya baik berupa makhluk hidup maupun benda mati kedalam air menyebabkan penurunan kualitas air sehingga tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Berdasarkan jenis bahannya pencemaran air di bedakan menjadi 3 yaitu bahan pencemaran fisik, bahan pencemaran biologis, bahan pencemaran kimia. Akibat pencemaran air adalah penurunan kualitas air dan gangguan penggunaan. Dampak negatif dari pencemaran ini antara lain adalah pengurangan oksigen terlarut peningkatan derajat eutropikasi, penurunan biota air. Polusi air dapat disebabkan oleh faktor-faktor berikut:

1)      Pembuangan limbah rumah tangga, pembuangan sampah, pembuangan detergen, pembuangan sisa-sisa industri, dan sebagainya. Limbah dari pabrik-pabrik industri merupakan ancaman yang serius bagi ekosistem air.

2)      Blooming algae ialah pertumbuhan alga yang cepat akibat eutrofikasi, eutrofikasi adalah proses memperkaya air dengan zat organik. Penimbunan zat organik ini terjadi akibat dari tinggimya jumlah fosfat hasil pembusukan dan akumulasi pupuk pertanian di dalam air. Jika zat organik terkumpul di suatu perairan, seperti danau dan sungai, kedua wilayah perairan tersebut akan kaya kehidupan tumbuhan dan hewannya. Lama-kelamaan kandungan zat organik d wilayah perairan tersebut berlebih. Akibatnya, tumbuhan akan menjadi bentuk kehidupan yang dominan. Sejalan dengan mati dan membusuknya tumbuhan, kandungan oksigen terlarut dalam air akan berkurang. Selain itu, zat organik yang banyak tersedia memicu pertumbuhan alga. Akibatnya permukaan perairan tertutupi alga sehingga menghalangi kontak antara perairan dan udara atmosfer. Oksigen dari dari atmosfer tidak dapat masuk ke perairan. Oksigen dalam air semakin berkurang karena digunakan dalam proses pembusukkan tumbuhan. Tanpa oksigen ikan akan mati sehingga menambah tumbuhan bahan-bahan yang membusuk. Akibatnya, organisme dalam perairan akan mengalami kekurangan oksigen sehingga mengalami kematian.

3)      Sampah organik yang terlalu banyak akan mengganggu kehidupan di dalam air. Sampah ini dibusukkan oleh bakteri sehingga oksigen berkurang dan kehidupan organisme air terganggu. Sampah-sampah organik yang masuk perairan berasal dari limbah insudtri dan terutama limbah rumah tangga. Air yang tercemar akan tampak menghitam dan menyebarkan bau yang tak sedap. 

c.       Pencemaran Tanah

Gambar 11. Pencemaran tanah

(Sumber: https://hannikhedayati.wordpress.com/2012/05/pencemaran

lingkungan.html)

Pencemaran tanah adalah suatu dampak limbah rumah tangga, industri, dan penggunaan pestisida yang berlebihan terhadap tanah. Pencemaran tanah dapat menurunkan estetika tanah dan kegunaannya bagi pertanian, serta meningkatkan kandungan zat kimia beracun didalamnya. Pencemaran tanah dapat terjadi karea oemakaian pestisida dalam dosis berlebihan, dan merembesnya zat kimia berbahaya dari penimbunan limbah industri atau rumah tangga ke lapisan permukaan tanah.

C.     Penanganan Limbah

 Banyak jenis limbah yang ada disekitar kita, seperti limbah yang  berasal dari rumha tangga, industri, dan pertanian. Limbah-limbah ini jika dibuang ke lingkungan akan menimbulkan pencemaran yang dapat membahayakan organisme lain. Jenis limbah yang dihasilkan dapat berupa limbah cair dan limbah padat. Agar limbah ini tidak menimbulkan pencemaran dan membahaykan organisme lain, diperlukan penanganan yang tepat.

 Penerapan sistem 3R (Reuse, Reduce dan Recycle) menjadi salah satu solusi dalam menjaga lingkungan di sekitar kita yang murah dan mudah untuk dilakukan. Reuse berarti menggunakan kembali sampah yang masih dapat digunakan untuk fungsi yang sama ataupun fungsi lainnya. Reduce berarti mengurangi segala sesuatu yang mengakibatkan sampah. Dan recycle berarti mengolah kembali (daur ulang) sampah menjadi barang atau produk baru yang bermanfaat.

Untuk membuktikan kepedulian kita terhadap lingkungan, kita perlu bertindak. Beberapa cara yang dapat dilakukan untuk menanggulangi pencemaran lingkungan, diantaranya sebagai berikut:

1.      Membuang sampah pada tempatnya

Membuang sampah ke sungai atau selokan akan meyebabkan aliran airnya terhambat. Akibatnya, sampah akan menumpuk dan membusuk. Sampah yang membusuk selain menimbulkan bau tidak sedap juga akan menjadi tempat berkembang biak berbagai jenis penyakit. Selain itu, bisa meyebabkan banjir pada musim hujan.

Salah satu cara untuk menanggulangi sampah terutama sampah rumah tangga adalah dengan memanfaatkannya menjadi pupuk kompos. Sampah-sampah tersebut dipisahkan antara sampah organik dan anorganik. Selanjutnya, sampah organik ditimbun di dalam tanah sehingga menjadi kompos. Adapun sampah anorganik seperti plastik dan kaleng bekas dapat di daur ulang menjadi alat rumah tangga dan barang-barang lainnya.

2.      Penanggulangan limbah industri

Limbah dari industri terutama yang mengandung bahan-bahan kimia, sebelum dibuang harus diolah terlebih dahulu. Hal tersebut akan mengurangi bahan pencemar di perairan. Denan demikian, bahan dari limbah pencemar yang mengandung bahan-bahan yang bersifat racun dapat dihilangkan sehingga tidak mengganggu ekosistem. Menempatkan pabrik atau kawasan industri di daerah yang jauh dari keramaian penduduk. Hal ini dilakukan untuk menghindari pengaruh buruk dari limbah pabrik dan asap pabrik terhadap kehidupan masyarakat.

3.      Penanggulangan pencemaran udara

Pencemaran udara akibat sisa dari pembakaran kendaraan bermotor dan asap pabrik, dapat dicegah dan ditanggulangi dengan mengurangi pemakaian bahan bakar minyak. Perlu dipikirkan sumber pengganti alternatif bahan bakar yang ramah lingkungan, seperti kendaraan berenergi listrik.  Selain itu, dilakukan usaha untuk mendata dan membatasi jumlah kendaraan bermotor yang layak beroperasi. Terutama pengontrolan dan pemeriksaan terhadap asap buangan dan knalpot kendaraan bermotor.

4.      Diadakan penghijauan di kota-kota besar

Tumbuhan mampu menyerap CO2 di udara untuk fotosintesis. Adanya jalur hijau akan mengurangi kadar CO2 di udara yang berasal dari asap kendaraan bermotor atau asap pabrik. Dengan demikian, tumbuhan hijau bisa mengurangi pencemaran udara. Selain itu, tumbuhan hijau melepaskan O2 ke atmosfer.

5.      Penggunaan pupuk dan obat pembasmi hama tanaman yang sesuai

Pemberian pupuk pada tanaman dapat meningkatkan hasil pertanian. Namun, di sisi lain dapat menimbulkan pencemaran jika pupuk tersebut masuk ke perairan. Eutrofikai merupakan salah satu dampak negatif yang ditimbulkan oleh pupuk buatan yang masuk ke perairan. Begitu juga dengan penggunaan obat anti hama tanaman. Jika penggunaannya melebihi dosis yang ditetapkan akan menimbulkan pencemaran. Selain dapat mencemari lingkungan juga dapat meyebabkan musnahnya organisme tertentu yang dibutuhkan, seperti bakteri pengurai atau serangga yang membantu penyerbukan tanaman. Pemberantasan hama secara biologis merupakan salah satu alternatif yang dapat mengurangi pencemaran dan kerusakan ekosistem pertanian.

6.      Pengurangan pemakaian CFC

Untuk menghilangkan kadar CFC di atmosfer diperlukan waktu sekitar seratus tahun salah satu cara penanggulangannya yaitu dengan mengurangi penggunaan CFC yang tidak perlu oleh manusia. Mengurangi penggunaan penggunaan CFC dapat mencegah rusaknya lapisan ozon di atmosfer sehingga dapat mengurangi pemanasan global.

Sumber: Campbell, N. A. dan  Reece, J. B. 2008. Biologi, Edisi Kedelapan Jilid 3. Jakarta: Erlangga.