Perilaku dan Transportasi Polutan di Lingkungan Laut Dwi Candra Pratiwi, S.Pi, M.Sc Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya 2013

Pengantar Karena posisinya paling rendah di bumi, maka itu menjadikan laut sebagai tempat bermuara bagi limbah dunia, baik yang berasal dari atmosfer maupun dari daratan. Limbah masuk bersama air hujan, jatuh dari atmosfer atau mengalir bersama air sungai dan aliran permukaan tanah. Interkasi air laut dengan limbah yang masuk menghasilkan berbagai jenis proses perubahan, prilaku atau pergerakan limbah.

Interaksi limbah dengan air laut Sifat Fisika dan kimia merupakan faktor yang sangat berpengaruh terhadap prilaku limbah di laut. Dinamika air laut menyebabkan terjadinya transportasi unsur-unsur kimia yang penting bagi kehidupan di laut.

Cotohnya : pergerakan atau distribusi zat hara di pesisir yang dibantu oleh dinamika arus dan turbulensi. Sirkulasi air laut juga menyebabkan berpindahnya limbah dari satu lokasi ke lokasi yang lain.

(respons terhadap lingkungan) Perilaku (terencerkan, terurai, dll) Polutan (materi/energi) Dampak (respons terhadap lingkungan) Perilaku (terencerkan, terurai, dll) Keadaan air laut (sifat fisika-kimia dan dinamika air)

Beberapa proses penting interaksi polutan dengan lingkungan Difusi molekuler Difusi turbulen Adveksi Shear/geser Dispersi Penguapan Pelarutan Oksidasi foto kimia

1. Difusi molekuler Penyebaran partikel karena gerak random molekul yang sering di deskripsikan dengan hukum fick atau persamaan difusi klasik, dimana laju penyebaran partikel diasumsikan sebanding dengan perbedaan konsentrasi partikel pada arah gerakan penyebaran. Ex : pembuatan teh dengan teh celup

2. Difusi turbulen Penyebaran partikel secara acak karena gerakan turbulensi, sering juga dianalogikan dengan difusi molekuler. Nilai koefisien difusi turbulen jauh lebih besar daripada keoefisien difusi molekuler. Koefisien difusi turbulen seringkali disebut juga dengan istilah koefisien “eddy”.

3. Adveksi Penyebaran partikel atau polutan yang disebabkan oleh adanya gerakan massa medium fluida oleh karena arus. Adveksi menyebabkan transportasi/perpindahan polutan dari satu lokasi ke lokasi lain sesuai dengan sirkulasi air laut.

4. Shear/geser Adveksi partikel fluida dengan kecepatan berbeda pada lokasi yang berbeda. Misalnya perbedaan kecepatan antara air dipermukaan laut dengan air pada kedalaman tertentu

5. Dispersi Penyebaran partikel atau sekumpulan polutan (cloud of contaminants) oleh karena kombinasi efek shear dan difusi molekuler/turbulen.

6. Penguapan Proses transportasi/ perpindahan uap air dari permukaan air laut atau padatan ke atmosfer karena adanya kontribusi dari energi panas.

7. Pelarutan Proses terikutnya massa polutan/ partikel dari gerakan antar muka (interface)dua massa yang kontak dalam situasi aliran turbulen. Salah satu massa bisa terikut dan terlarut ke dalam massa lainnya.

8. Oksidasi foto kimia Proses perubahan atau perpindahan massa yang dipicu oleh reaksi kimia yang terjadi akibat radiasi matahari dan oksigen yang ada di atmosfer.

Interaksi limbah dengan organisme pesisir dan laut Pada prinsipnya terdapat 3 proses dasar yang menyusun struktur fungsional ini, yaitu : Proses produksi (sintesa materi organik) dengan memanfaatkan energi dan nutrien (komponen abiotik) Proses konsumsi (memakan materi organik) Proses dekomposisi atau mineralisasi (pendaur ulangan materi)

Bioakumulasi Adalah pengambilan dan penyimpanan bahan-bahan kimia (polutan) dari sumber eksternal seperti makanan, air, substrat dan udara. Bioakumulasi dapat terjadi bila jumlah polutan yang diserap lebih besar dari jumlah yang hilang di lingkungan perairan.

Biokonsentrasi Adalah bagian dari proses bioakumulasi. Polutan yang masuk ke dalam perairan akan mengalami interaksi dengan sedimen dan partikel partikel yang tersuspesi dalam air. Dalam keadaan terlarut, polutan dapat diserap oleh organisme dan akan mengalami proses biokonsentrasi.

Besaran dari biokonsentrasi dinyatakan dengan BCF (bioconcentration factor). Faktor konsentrasi adalah kemampuan organisme mengakumulasi bahan kimia (polutan) dalam tubuhnya yang didefinisikan sebagai perbandingan antara konsentrasi polutan pada lapisan tubuh organisme, Ct, dan konsentrasi bahan kimia pada air dimana organisme tersebut ter-expose Cw. BCF= Ct/Cw

faktor konsentrasi tsb dipengaruhi oleh : Faktor konsentrasi logam berat yang dipengaruhi oleh jenis logam berat Jenis organisme Lama pemaparan serta kondisi lingkungan perairan seperti, pH, suhu dan salinitas.

Biomagnifikasi Didefinisikan sebagai konsentrasi polutan yang lebih tinggi pada tubuh organisme yang mengkonsumsi dari pada organisme yang dikonsumsi. Faktor biomagnifikasi adalah perbandingan antara konsentrasi kontaminan pada tubuh organisme pengkonsumsi dengan konsentrasi kontaminan pada tubuh organisme yang dikonsumsi (makanan)

Pemodelan penyebaran polutan di lingkungan laut Prilaku dan konsentrasi polutan di laut dapat diperkirakan/ diestimasi menggunakan pemodelan dengan bantuan komputer. Pemodelan dilakukan dengan pendekatan untuk proses yang dominan terjadi. Informasi yang dibutuhkan untuk pemodelan diantaranya : skala luasan, jarak, ketebalan dan waktu penyebaran polutan.

Terimakasih

Beberapa aspek penting yang diperlukan sebagai pertimbangan dalam memilih/membuat sebuah model Kesesuaian dengan kondisi sesungguhnya ini berarti berhubungan dengan asumsi-asumsi yang akan diambil sebelum membuat suatu model. Tujuan atau hasil yang diharapkan.

Model hidrodinamika dan model perilaku polutan Pada pemodelan pencemaran laut, lingkungan fisik dapat dibedakan menjadi 5 : Atmosfer Permukaan laut (blooming algae) Bagian atas badan laut Bagian bawah badan laut Dasar laut (sedimen) Sebuah model dapat mengasumsikan bahwa polutan secara dinamis terdistribusi diantara bagian-bagian ini.