102
5.4. Perpindahan CO
2
dari Sungai ke Atmosfer
Sungai dan estuari sekarang ini dikenal sebagai sumber utama dari CO
2
ke atmosfir Frankignoulle et al., 1998. Secara global perpindahan CO
2
dari sungai ke atmosfer diperkirakan 1,1 GtCtahun IPCC, 2007a. Sungai dan estuari
menunjukkan besaran CO
2
secara sangat jenuh dibandingkan besaran di atmosfir Barth and Veizer, 1999; Devol et al., 1987; Frankignoulle et al., 1998; Hamilton
et a l., 1995; Jarvie, et al., 1997; Jones and Mulholland, 1998; Neal et al., 1998;
Raymond et al., 1997. Akibatnya, sebagian dari DIC yang terdapat di sungai sebagai kelimpahan
CO
2
dapat lepas ke atmosfir karena kesetimbangan air dan atmosfir. Kelimpahan CO
2
sebagai akibat dari: 1 masukan dari wilayah sekitar termasuk dari tanah Barth and Veizer, 1999; Jones and Mulholland, 1998, lahan basah Hamilton et
al ., 1995, rawa pasang surut Cai et al., 1999 dan daerah perkotaan Jarvie, et
al ., 1997; 2 produksi dari organisme heterotropik dan asimilasi dari fitoplankton
Barth and Veizer, 1999; Devol et al., 1987; Frankignoulle et al., 1998; dan 3 perpindahan CO
2
ke atmosfir yang ditentukan dari perbedaan nilai pCO
2
antara air dan atmosfir serta ditentukan oleh koefisien pertukaran gas K. Banyak hubungan
empiris berbeda yang dipakai yang dapat memberikan nilai K sebagai fungsi dari debit aliran Jones and Mulholland, 1998; Neal et al., 1998, kecepatan arus dan
kedalaman arus air, kecepatan angin dan atau kecepatan angin dan arus air. Bagaimanapun juga, hasil kajian semua ini menunjukkan bahwa karena sifat
turbulensi di air sehingga koefisien pertukaran gas lebih tinggi di sungai daripada di laut untuk besaran kecepatan angin yang sama. Terlebih, variabilitas ruang dan
waktu adalah tinggi karena kompleksitas hidrodinamik dan geomorfologi dari lingkungan tersebut Abril et al., 2000; Clark et al., 1994; Raymond et al., 1997.
pCO
2
dan DIC dihitung dari besaran hasil pengukuran pH dan total alkalinitas Abril et al., 2000. Kelimpahan CO
2
digambarkan dalam nilai umol- L didefinisikan sebagai kuantitas DIC yang dipindahkan sebagai CO
2
gas ke atmosfir akibat kesetimbangan air atmosfir. Hal ini dihitung sebagai perbedaan
antara DIC terukur dan DIC teoritis pada kesetimbangan atmosfir. Nilai DIC teoritis diperoleh dari penyelesaian sistim karbon inorganik dengan besaran
pengukuran alkalinitas dan besaran pCO
2
atmosfir saat ini yaitu 380 uatm. Saat ini
103 diperkirakan tingkat saturasi saturation level CO
2
ke atmosfer adalah 380 µatm
IPCC, 2007a. Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan metode pCO
2
dari 13 stasiun pengukuran karbon di daerah penelitian berkisar antara 904 – 9975
µatm. Rata-rata pCO
2
kurang lebih 4259 µatm Lampiran 13. Nilai ini setara dengan
11,2 kali lebih besar dari emisi atmosfer Gambar 36. Sungai Brantas memiliki pCO
2
yang paling besar dibandingkan dengan sungai-sungai lainnya yaitu berkisar antara 1962 – 8776
µatm, sedangkan Sungai Ciujung antara 2319 – 9975 µatm. Secara keseluruhan pCO
2
Sungai Brantas dari hulu hingga hilir berkisar antara 126 – 8776
µatm Aldrian et al., 2008.
1,000 2,000
3,000 4,000
5,000 6,000
C IU
-K 1
C IU
-K 2
C IS
-K 2
C IS
-K 1
C IT
-K C
IM -K
2 C
IM -K
1 S
E R
-K 2
S E
R -K
1 C
ID -K
S O
L -K
B R
A -K
A B
R A
-K B
p C
O 2
u a
tm
pCO2 Emisi atmosfer
Gambar 36. Perbandingan antara rata-rata pCO
2
dari sungai-sungai di daerah penelitian dengan standar emisi atmosfer
Dibandingkan dengan nilai pCO
2
dari sebagian sungai-sungai di dunia maka nilai pCO
2
sungai sungai di Jawa mempunyai nilai yang lebih besar. Sungai Cisadane, Bengawan Solo, Ciujung dan Brantas memiliki nilai pCO
2
yang lebih besar daripada sungai-sungai lainnya Tabel 23 dan Gambar 37. Sungai Schledt
yang berada di Belgia dan Belanda merupakan sungai yang memiliki tingkat pencemaran tertinggi di Eropa karena tingginya kepadatan penduduk, aktivitas
pertanian dan industri serta terbatasnya instalasi pengolahan limbah Abril et al., 2000. Kondisi demikian menyebabkan pCO
2
di sungai Schledt lebih besar dibandingkan dengan sungai-sungai lain di Eropa yaitu 4775
µatm Frankignoulle et al
., 1998.
104 Tabel 23. Nilai pCO
2
sebagian sungai-sungai besar di dunia
No Sungai
Lokasi pCO
2
µatm Sumber
1 Godavari
India 360
Bouillon et al., 2003 2
Hooghly India
800 Mulkhopaddhyay et al., 2002
3 York River
Amerika 1125
Raymon et al., 2003 4
Yangtze China
1216 Xuelu et al., 2008
5 Rhine
Belanda 1268
Frankignoulle et al., 1998 6
Tamar Inggris
1290 Frankignoulle et al., 1998
7 St. Lawrence
Kanada 1381
Helie et al., 2002 8
Ottawa Kanada
1488 Helie et al., 2002
9 Gironde
Perancis 1663
Frankignoulle et al., 1998 10
Elbe Jerman
1682 Frankignoulle et al., 1998
11 Douro
Portugal 1765
Frankignoulle et al., 1998 12
Loire Perancis
1770 Abril et al., 2003
13 Randers
Denmark 1810
Gazeau et al., 2004 14
Mandovi-Zuari India
2000 Sarma et al., 2001
15 Ems
Jerman 2158
Frankignoulle et al., 1998 16
Mascouche Amerika
2668 Helie et al., 2002
17 Lagan
Irlandia 2722
Barth et al., 2003 18
Thames Inggris
2853 Frankignoulle et al., 1998
19 Citarum
Indonesia 3049
Penelitian ini 20
Amazon Brazil
3067 Sausa et al., 2008
21 Serayu
Indonesia 3116
Penelitian ini 22
Sado Portugal
3138 Frankignoulle et al., 1998
23 Citanduy
Indonesia 3193
Penelitian ini 24
Cimanuk Indonesia
3914 Penelitian ini
25 Satila River
India 4280
Cai and Wang, 1998 26
Scheldt Belgia
4775 Frankignoulle et al., 1998
27 Cisadane
Indonesia 5238
Penelitian ini 28
B. Solo Indonesia
5272 Penelitian ini
29 Ciujung
Indonesia 5552
Penelitian ini 30
Brantas Indonesia
5680 Adrian et al., 2008
Sungai Ciujung, Cisadane, Bengawan Solo dan Brantas memiliki nilai pCO
2
yang lebih besar daripada 5000 µatm. Kondisi perairan sungai tersebut memang sangat tercemar karena besarnya pembuangan limbah industri dan
permukiman yang langsung ke sungai tanpa melalui pengolahan terlebih dahulu. Besarnya pCO
2
sungai Porong - Brantas yaitu 5680 µatm sangat dipengaruhi oleh
tata air sungai Brantas, dimana saat musim kemarau debit sungai Brantas sebagian besar dialirkan ke sungai Surabaya. Kecilnya debit sungai Porong menyebabkan
bahan-bahan pencemar tidak terjadi pengenceran sehingga konsentrasinya lebih besar Adrian et al., 2008. Besarnya nilai pCO
2
sungai di Jawa disebabkan oleh pengaruh antropogenik, yaitu kualitas air sungai yang sudah tercemar. Banyaknya
105 organik karbon, inorganik karbon dan kandungan hara yang terlarut di dalam
perairan tersebut menyebabkan keasaman air meningkat sehingga kandungan CO
2
juga meningkat di perairan tersebut. Berbagai penelitian mengenai pCO
2
terhadap sungai-sungai di dunia ternyata menunjukkan temuan bahwa sebagian besar sungai-sungai mempunyai nilai pCO
2
yang lebih besar daripada saturasi atmosfer yang saat ini 380 µatm. Kondisi demikian mengindikasikan bahwa sungai-sungai tersebut berperan sebagai
penyumbang CO
2
ke atmosfer.
1000 2000
3000 4000
5000 6000
G o
d a
v a
ri H
o o
g h
ly Y
o rk
R iv
e r
Y a
n g
tz e
R h
in e
T a
m a
r S
t. L
a w
re n
c e
O tt
a w
a G
ir o
n d
e E
lb e
D o
u ro
L o
ir e
R a
n d
e rs
M a
n d
o v
i- Z
u a
ri E
m s
Ma s
c o
u c
h e
L a
g a
n T
h a
m e
s C
ita ru
m A
m a
z o
n S
e ra
y u
S a
d o
C ita
n d
u y
C ima
n u
k S
a til
a R
iv e
r S
c h
e ld
t C
is a
d a
n e
B .
S o
lo C
iu ju
n g
B ra
n ta
s
p C
O 2
u a
tm
Gambar 37. Perbandingan nilai pCO
2
antara sungai-sungai di Jawa bulat hitam dan sebagian sungai-sungai besar di dunia bulat putih
Nilai tersebut lebih besar daripada Sungai Yangtze yang mencapai 5 kali daripada saturasi atmosfer. Dibandingkan dengan Sungai Kapuas, maka sungai-
sungai di Jawa nilai pCO
2
yang ada sangat kecil. Sungai Kapuas memiliki pCO
2
kurang lebih 57.500 µatm atau 151 kali lipat daripada saturasi atmosfer Chen,
2008. Dibandingkan dengan sungai di Jawa, sungai Kapuas memiliki pCO
2
13,5 kali lipat lebih besar daripada sungai-sungai utama di Jawa. Tingginya pCO
2
sungai Kapuas sangat dipengaruhi oleh karbon organik yang berasal dari daratan bergambut yang tererosi dan masuk ke dalam sungai
Secara umum variasi musiman dari pCO
2
di daerah penelitian memiliki pola yang hampir sama dengan debit sungai. Pada puncak musim penghujan
Januari seluruh sungai memiliki emisi yang besar. Sepanjang musim sungai- sungai di Jawa berperan sebagai sumber emisi CO
2
karena memiliki nilai yang lebih besar daripada tingkat saturasi atmosfer 380
µatm. Di stasiun BRA-KA dan
106 BRA-KB, nilai pCO
2
terbesar terjadi di bulan September dan terendah saat debit sungai terjadi bulan November Gambar 38. Namun secara kseluruhan pCO
2
di DAS Brantas mencapai nilai tertinggi pada bulan Maret bersamaan dengan
besarnya debit sungai. Besarnya pCO
2
di Brantas disebabkan oleh keberadaan batuan kapur dan limbah industri kapur, khususnya pengaruh dari pembuangan
limbah industri pengolahan batu marmer yang dibuang di sekitar Porong dekat lokasi pengambilan sampel Aldrian et al., 2008. Selain itu sumber-sumber
kelebihan CO
2
dapat pula berasal dari: erosi tanah yang membawa karbon, lahan basah, limbah perkotaan, limbah industri, dan produk organisme heterotropik dan
asimilasi oleh fitoplankton Abril et al., 2000.
2,000 4,000
6,000 8,000
10,000
Sep Nov
Jan Mar
Jun Sep
p C
O 2
u a
tm
CIU-K1 CIU-K2
CIS-K2 CIS-K1
CIT-K CIM-K2
CIM-K1 SER-K2
SER-K1 CID-K
SOL-K BRA-KA
BRA-KB
Gambar 38. Variasi musiman dari pCO
2
di daerah penelitian
5.5. Jebakan Karbon
Kategori