MAKALAH OSEANOGRAFI KIMIA PANDANGAN UMUM
BAB 1. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Wilayah pesisir merupakan suatu wilayah yang memiliki potensi
sumberdaya alam yang cukup besar. Bertahun-tahun orang tidak peduli dengan
pencemaran laut karena volume air laut yang besar, dan kemampuannya
mengencerkan segala jenis zat asing sehingga hampir tak menimbulkan dampak
sama sekali. Oleh karena itu laut dianggap sebagai tempat pembuangan limbah.
Namun, pandangan tersebut mulai berangsur berubah. Hal itu disebabkan antara
lain karena limbah yang dibuang ke laut semakin lama semakin banyak dan dalam
konsentrasi tinggi, sehingga akibat pencemaran lingkungan pada skala lokal
terjadi. Apabila pembuangan limbah ke laut secara terus-menerus dilakukan, maka
ditakutkan akan terjadi dampak global dari pencemaran laut.
Air merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbarui, tetapi air akan
dapat dengan mudah terkontaminasi oleh aktivitas manusia. Air banyak digunakan
oleh manusia untuk tujuan yang bermacam-macam sehingga dengan mudah dapat
tercemar. Pencemaran air dapat merupakan masalah, regional maupun lingkungan
global, dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan
tanah atau daratan. Pada saatudara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan,
maka air tersebut sudah tercemar.
Saat ini pencemaran berlangsung dimana-mana dengan laju begitu cepat,
yang tidak pernah terjadi sebelumnya. Kecenderungan pencemaran, terutama
sejak Perang Dunia kedua mengarah kepada dua hal yaitu, pembuangan senyawa
kimia tertentu yang makin meningkat terutama akibat kegiatan industri dan
transportasi yang lainnya akibat penggunaan berbagai produk bioksida dan bahanbahan berbahaya aktivitas manusia.
Salah satu pencemaran air laut yang memiliki peotensi bahaya besar yaitu
tumpahan minyak di perairan laut. Tumpahan minyak yang masuk ke laut
merusak lingkungan laut dan sumberdaya hayati secara langsung, mengganggu
kegiatan ekonomi masyarakat pesisir dengan menurunnya jumlah tangkapan ikan
dan rusaknya budidaya ikan, rumput laut dan ekosistem yang ada di daerah yang
terkena tupahan minyak. Umumnya sumber tumpahan minyak di laut beragam
1
2
sumbernya, tidak hanya berasal dari kecelakaan kapal tanker saja namun juga
akibat beberapa operasi kapal dan bangunan lepas pantai.
Tumpahan minyak yang terjadi pada 31 Maret 2018 di teluk Balikpapan
Kalimtan Timur. Pencemaran minyak ini merupakan pencemaran yang terjadi
akibat putusnya pipa bawah laut yang menyalurkan minyak mentah dari Terminal
Lawe-lawe di Penajam Paser Utara ke Kilang Balikpapan. Pipa yang dipasang
pada 1998 itu putus dan bergeser sekitar120 meter dari posisi awal. Penyebab pipa
patah mengarah pada kapal MV Ever Judger, jangkar kapal seberat 12 ton diduga
tersangkut di pipa, lalu menggeruknya hingga patah. Kejadian ini menimbulkan
banyak kerugian, baik itu dalam hal ekonomi maupun lingkungan sekitar yang
terkena dampak dari pencemaran ini.
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Memahami tentang pencemar minyak dan kaitannya dengan sifat kimia air laut
studi kasus tumpahan minyak di perairan Teluk Balikpapan.
2. Memahami tentang kesetimbangan CO2 di Lautan
3. Memahami tentang senyawa utama air laut
4. Memahami tentang mikronutrien di Lautan
5. Memahami tentang produktivitas primer air laut
3
BAB 2. ISI
2.1. Pencemaran
Penting untuk diketahui bahwa kata pencemaran dapat didefinisikan
dalam berbagai bentuk, definisi yang spesifik untuk digunakan pada kasus
spesifik menjadi penting. Sebagai contoh jika industri menyebarkan bahan
pencemaran ke air atau udara, tetapi dapat diterima oleh masyarakat atau penegak
hukum maka menurut definisi industri tersebut tidak mencemari. Dalam hal ini
tekanan atau perintah untuk membersihkan tidak pernah diberikan, meskipun
hasil dari limbah yang dibuang tersebut jelas. Berbagai profesi terlibat langsung
dalam pencemaran lingkungan, dan mereka memiliki definisi spesifik untuk
memenuhi kebutuhan yang spesifik.
Manusia ingin terus meningkatkan kualitas hidupnya, mereka memenuhi
kebutuhan hidupnya dengan mengembangkan industri. Manusia menggunakan
bahan kimia untuk meningkatkan produksi pangan agar kebutuhan pangan dapat
terpenuhi. Manusia memanfaatkan teknologi nuklir untuk memenuhi kebutuhan
energi, artinya mereka memanfaatkan teknologi dan hasil teknologi untuk
kepentingannya secara berlebihan. Akibatnya limbah yang dihasilkannya tidak
mampu diuraikan kembali oleh alam sehingga terjadilah suatu pencemaran.
2.1.1. Perairan Teluk Balikpapan
Teluk Balikpapan, sebagai salah satu kawasan pesisir dan laut di
Kalimantan Timur, selain memiliki potensi pembangunan, juga memiliki
ancaman tekanan eksploitasi yang dapat mengarah kepada kerusakan lingkungan
dan sumberdaya alam pesisir bila tidak dikelola dengan baik. Wilayah pesisir
Teluk Balikpapan memiliki garis pantai sepanjang 79,6 kilometer, terdapat sekitar
31 pulau-pulau kecil yang tidak berpenghuni dengan total luas daratan pulaupulau tersebut sekitar 1.018,86 hektar.
Kawasan pesisir Teluk Balikpapan
memiliki
daya
tarik
untuk
pengembangan berbagai aktivitas.Kawasan pesisir Teluk Balikpapan telah
berkembang menjadi pusat-pusat permukiman dan perkotaan yang diikuti oleh
berbagai kegiatan perdagangan dan jasa. Kegiatan lainnya yang berkembang di
wilayah pesisir Teluk Balikpapan adalah perikanan budidaya (tambak), pertanian
4
dan industri. Sementara pada bagian hulu dikembangkan kegiatan perkebunan
dan kehutanan.
Pembangunan pesisir Teluk Balikpapan secara berkelanjutan, untuk
mencapai hal tersebut serta memberikan manfaat ekonomi yang optimal bagi
Pemerintah Daerah dan masyarakat, sekaligus mempertahankan kualitas
lingkungan dan sumberdaya di dalamnya, maka diperlukan pengelolaan pesisir
secara terpadu.
Pengembangan program pengelolaan pesisir terpadu Teluk
Balikpapan diharapkan dapat menjawab dua hal mendasar, yaitu (1) kebutuhan
untuk menjaga dan mempertahankan sumberdaya pesisir yang terancam
overeksploitasi, dan (2) kebutuhan untuk mengelola pemanfaatan sumberdaya
pesisir secara rasional dan mencapai keseimbangan antara pemanfaatan dan
kelestarian sumberdaya. Analisis kesesuaian lahan dan kebijakan pemanfaatan
ruang kawasan pesisir Teluk Balikpapan merupakan salah satu upaya untuk
membantu pengembangan program pengelolaan sumberdaya pesisir di Teluk
Balikpapan yang berkelanjutan.
2.1.2. Pencemaran Minyak di Teluk Balikpapan
Minyak menjadi pencemar laut nomor satu di dunia. Sebagian diakibatkan
aktivitas pengeboran minyak dan industri. Separuh lebih disebabkan pelayaran
serta kecelakaan kapal tanker.Wilayah Indonesia sebagai jalur kapal internasional
sangat rawan pencemaran limbah minyak. Badan Dunia Group of Expert on
Scientific Aspects of Marine Pollution (GESAMP) mencatat sekitar 6,44 juta ton
per tahun kandungan hidrokarbon dari minyak telah mencemari perairan laut
dunia. Masing-masing berasal dari transportasi laut sebesar 4,63 juta ton, instalasi
pengeboran lepas pantai 0,18 juta ton, dan sumber lain (industri dan pemukiman)
sebesar 1,38 juta ton. Limbah minyak sangat berpengaruh terhadap kerusakan
ekosistem laut, mulai dari terumbu karang, mangrove sampai dengan biota air,
baik yang bersifat lethal (mematikan) maupun sublethal (menghambat
pertumbuhan, reproduksi dan proses fisiologis lainnya). Hal ini karena adanya
senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi, yang memiliki
komponen senyawa kompleks, seperti Benzena, Toluena, Ethilbenzena dan isomer
Xylena (BTEX) Senyawa tersebut berpengaruh besar terhadap pencemaran.
5
Pada tanggal 31 maret 2018 pukul 03.00 WITA di perairan Teluk
Balikpapan ditemukan tumpahan limbah cair berwarna hitam yang diduga
minyak mentah yang merupakan keterangan dari beberapa saksi mata yang
kebetulan berada di tempat kejadian perkara (TKP), pada hari yang sama pukul
10.30 WITA terjadi kebakaran di perairan teluk balik papan, api terbakar di
permukaan laut. Pada 11.00 WITA saat terbakar terdapat 2 buah perahu nelayan
yang ikut terbakar dan kapal Kargo MV. Ever Judger 2 berbendera Panama yang
berada tidak jauh dari lokasi dan kapal tersebut terbakar pada bagian tali dan
kemudian menjalar ke bagian belakang kapal namun api dapat dipadamkan oleh
anak buah kapal (ABK) kapal tersebut. Kemudian pada hari tersebut ditemukan 2
korban meninggal di perairan Teluk Balikpapan. Pada hari minggu 1 april 2018
citra satelit lapan menunjukkan luas tumpahan minyak di teluk balikpapan
mencapai 12.987 hektar, pukul 08.00 WIB ditemukan 2 korban meninggal di
perairan teluk balikpapan, pada malam di hari yang sama ditemukan dua ekor
pesut mati di pesisir pantai balikpapan. Pada hari senin 2 april 2018 pukul 15.30
ditemukan 1 korban meninggal di Pantai Batakan Belakang. Rabu 4 April 2018
dilakukan konferensi pers oleh PT Pertamina refery unit 5 Balikapan mengaku
tumpahan minyak berasal dari pipa bawah laut yang putus.
Dampak yang ditimbulkan dari kejadian pencemaran minyak ini menarik
banyak pihak untuk mengkaji secara hukum terkait siapa yang harus di gugat atas
kejadian ini. Menteri Kelautan dan Perikanan Indonesia, Susi Pudjiati,
menyebutkan kepada BBC bahwa pelaku pencemaran Teluk Balikpapan harus
mengganti kerugian yang di tanggung oleh para nelayan dan para pemilik
keramba kepiting. Banyak kepiting yang langsung mati pada hari-hari pertama
pasca tumpahan minyak meluber dan kerugian setiap harinya seorang nelayan
kehilangan penghasilan antara Rp150.000-Rp200.000 karena tak melaut lantaran
kematian massal sumber daya ikan di Teluk Balikpapan. Kerugian itu tidak hanya
akan dirasakan nelayan saat ini, menurut Susi setidaknya butuh enam bulan
hingga perairan itu kembali pulih.
Menurut Alan, ahli oseanografi IPB, tumpahan minyak yang terjadi di
Teluk Balikpapan dalam jumlah besar itu akan merusak ekosistem secara meluas
dan berlangsung lama. Tumpahan minyak mentah dapat membunuh biota laut dari
6
yang paling kecil sampai yang paling besar. Tumpahan minyak mentah juga
mengganggu ekosistem mangrove, padang lamun dan terumbu karang. Tumpahan
minyak yang menyebar di ekosistem mangrove masih bisa dibersihkan. Namun
jika mengenai ekosistem padang lamun dan terumbu karang, maka akan berakibat
kerusakan.
2.1.3. Pertanyaan dan Jawaban Permasalahan
Beberapa pertanyaan yang perlu untuk dibahas yaitu sebagai berikut :
1) Mengapa minyak tidak larut dan bercampur dengan air laut saat terjadi
pencemaran?
2) Apa yang menjadi manfaat pencemaran dari segi sosial?
3) Bagaimana pandangan mahasiswa terhadap banyaknya buangan sampah di
perairan laut?
4) Berapa total tumpahan minyak di Teluk Balikpapan ?
5) Jika tumpahan minyak di Balikpapan dibandingkan dengan tumpahan
minyak di luar negeri misalnya di Teluk Meksiko, lebih besar mana total
tumpahan minyaknya?
Jawaban :
1) Massa jenis kedua zat cair ini berbeda, air memiliki letak partikel lebih
renggang serta memiliki gaya kohesi leebih kecil dari gaya adhesi sedangkan
minyak memiliki letak partikel lebih rapat dan lebih kuat gaya adhesinya
sehingga minyak lebih mempertahankan posisinya jika di tumpahkan akan
membentuk permukaan cembung.
2) Sebenarnya tidak ada bentuk manfaat dari tumpahan minyak yang terjadi di
suatu perairan, karena apabila bahan pencemar sudah masuk ke suatu perairan
maka dampak negative yang ditimbulkan lebih dominan.
3) Persoalan mengenai buangan sampah di laut telah menimbulkan persoalan
yang komplek dimana hal ini dapat meningkatkan pencemaran plastik dilaut
yang dapat mengancam keanekaragaman kehidupan laut melalui cara
terbelit/terjerat, termakan atau terkontaminasi. Untuk mengatasi hal ini tentu
perlu peranan penting dari pemerintah dan Masyarakat sekitar untuk
melakukan berbagai strategi antara lain meningkatkan kesadaran akan
7
pentingnya membuang sampah, pengelolaan sampah plastik untuk dijadikan
berbagai kerajinan tangan, serta perlu adanya penegakan hukum dari
pemerintah untuk memberikan efek jera terhadap masyarakat yang
membuang sampah sembarangan.
4) Putusnya pipa bawah laut Pertamina menyebabkan kawasan Teluk Balikpapn
tercemar. Dari hasil penelitian diperkirakan ada 44 ribu barel minyak mentah
atau sekitar 6.995.441 liter yang tumpah ke perairan Teluk Balikpapan
tersebut.
5) Jika dibandingkan dengan tumpahan minyak di Teluk Balikpapan dan Teluk
Mexico tentu lebih jauh lebih besar di Teluk Mexico. Hal ini dikarena
Tumpahan Minyak di mexico terjadi cukup lama yang menyebabkan
tumpahan minyak semakin banyak pula dan tumpahan minyak tersebut
dianggap tumpahan luar pantai terbesar dalam sejarah A.S dan antara
tumpahan minyak terbesar di dunia. Dari data yang didapat total tumpahan
minyak di Teluk Mexico adalah 100.000 Barel (4200000 U$ Galon) atau
16000 m3/hari. Dari hasil tersebut tentu dapat diketahui bahwa Tumpahan
minyak di Teluk Mexico jauh lebih besar disbandingkan Tumpahan Minyak
di Teluk Balikpapan. Berbeda lagi dengan tumpahan minyak Montara di laut
timor yang terjadi pada tanggal 21 agustus 2009 dan berlangsung selama 74
hari. Tumpahan minyak ini terjadi karena adanya ledakan anjungan sumur
minyak Montara. Sebaran minyak yang tumpah diperkirakan menyebar seluas
10.842.81 km2yang terbawa oleh angin, arus dan pasang surut.
2.2. Kesetimbangan CO2 di Lautan
Laut mengandung sekitar 36.000gigatonkarbon, di mana sebagian besar
dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik yaitu senyawa karbon tanpa
ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen adalah penting dalam reaksinya di
dalam air. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan
juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon. Karbon siap
untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerahupwelling,
karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerahdownwellingkarbon (CO2)
berpindah dari atmosfer ke lautan. Karbon masuk dari atmosfer ke lautan dengan
cara difusi.
8
Pada ekosistem air, pertukaran CO2 di air dengan di atmosfer berjalan
secara tidak langsung. CO2 berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang
akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga
yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof
lain. Begitu pula sebaliknya, saat organisme air berespirasi CO2 yang mereka
keluarkan menjadi bikarbonat.
Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi makhluk hidup merupakan
sumber utama CO2. Tinggi rendahnya kadar CO2 dan O2 di atmosfer secara
berkala disebabkan oleh penurunan aktivitas fotosintesis. Semakin banyak
populasi manusia dan hewan, maka kadar CO2 dalam udara semakin meningkat.
Untuk menjaga keseimbangan kadar CO2 dan O2 maka harus diimbangi dengan
penanaman tumbuh-tumbuhan sebagai penghasil O2.
Faktor-faktor yang memengaruhi distribusi CO2 dalam air laut antara lain
yaitu pH, alkaninitas, CO2 total (∑CO2) dan tekanan parsial CO2. pH dalam
permukaan air laut dalam keadaan setimbang dengan atmosfir adalah berkisar
antara 8,2 0,1. Penurunan pH minimum terjadi pada malam hari (proses
respirasi oleh organisme yang menghasilkan CO 2) dan meningkat pada siang hari
ketika fotosintesis berlangsung, di mana CO 2 dimanfaatkan hingga konsentrasinya
menurun.pH dapat berfungsi sebagai penyangga atau untuk membatasi perubahan
pH air laut. Pada perairan terbuka sistem penyangga berjalan sangat efektif di
mana angka pH air laut terbatas pada range 7.5 – 8.4.Sistem yang dinamis ini
berfungsi sebagai tempat penampungan kritis bagi CO2 yang diakumulasi dari
udara dan sebagai akibat dari aktivitas manusia di daratan.
Alkalinitas dipengaruhi salinitas dan kelarutan CaCO3. Perubahan lintang
akan mempengaruhi total karbon dioksida (CO2). Untuk pertukaran yang
berlangsung dengan cepat PCO2di air dan di udara hampir sama sedangkan jumlah
CO2 lebih tinggi di daerah kutub. Level total CO2 dan PCO2 di permukaan air
berhubungan dengan pertukaran antara CO2 di udara dan CO2 di perairan.
Pertukaran yang berlangsung lambat menyebabkan PCO2 di perairan lebih besar
dibandingkan dengan angka di atmosfer yang terdapat di dekat equator dan rendah
di perairan kutub.
9
Distribusi tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) dipengaruhi oleh
perubahan temperatur musiman, percampuran air dan siklus biologi di dalam
lapisan permukaan laut.Variasi spasial distribusi tekanan parsial karbon dioksida
relatif besar pada air permukaan lautan dunia. Nilai tekanan parsial karbon
dioksida yang tinggi ditemukan di daerah khatulistiwa, Samudra Pasifik dan untuk
suatu daerah yang sedikit lebih luas di Samudra Atlantik, di mana upwelling air
yang kaya dengan CO2 dan air permukaan yang hangat meningkatkan tekanan
parsial karbon dioksida. Nilai rendah ditemukan pada gyres daerah subtropik dan
kutub, di mana air permukaan yang dingin dan aktivitas biologi telah menurunkan
tekanan parsial karbon dioksida, kecuali di daerah yang ditemukan di area
upwelling. Variasi tekanan parsial karbon dioksidadi lautan bagian atas terutama
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu produksi utama biologi dan perubahan
temperatur. Padaproduksi utama biologi, pengambilan fotosintesis atau penurunan
CO2terjadi pada musim semi dan musim panas, diiikuti dengan regenerasi pada
musim dingin. Sedangkan, perubahan temperatur mempengaruhi daya larut gas
dalam air laut menyebabkan nilai perpindahan dengan atmosfer secara relatif
rendah, pemanasan dan pendinginan samudra mengakibatkan gradien tekanan
parsial karbon dioksida besar. Perubahan PCO2 dipermukaan perairan disebabkan
oleh pengurangan akibat fotosintesis, pembentukan CaCO3, pemanasan global dan
penambahan oksidasi oleh tumbuhan, penguraian CaCO3 dan peningkatan CO2 di
atmosfer akibat pembakaran fosil.
Siklus CO2 dalam lautan diatur oleh satu rangkaian kesetimbangan. CO 2 di
atmosfer sebanding dengan yang berada pada air laut, perpindahannya melintasi
interface udara-laut.
CO2(gas) → CO2(terlarut)
(Persamaan 1)
Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
(Persamaan 2)
Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia.
Reaksi lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan
ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada
pH. Asam karbonat mengalami penguraian yang sangat cepat dan membentuk ion
bikarbonat dan ion karbonat.
10
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3− (ion bikarbonat)
HCO3- ⇌ H+ + CO32-
(ion karbonat)
(Persamaan 3)
(Persamaan 4)
Gas karbon dioksida lebih larut dalam air dingin dibandingkan dengan air
hangat. Kelarutan gas meningkat terhadap tekanan. Karbon muncul dalam
berbagai bentuk antara lain yaitu CO2, H2CO3, HCO3-, CO32- dan juga gabungan
karbon dalam molekul organik (yang jumlahnya sangat sedikit). Secara
kuantitatif, HCO3- dan CO32- merupakan spesimen terpenting. Reaksi yang terjadi
pada Persamaan 4 terjadi dengan cepat dan air laut dianggap mengandung
campuran tiga ion yang dalam kesetimbangan. Sejumlah besar ion bikarbonat dan
karbonat dalam air laut tidak diperoleh langsung dari atmosfer tetapi dari aliran
sungai ke laut, pengaruh cuaca terhadap batuan oleh asam karbonat dan hujan
asam.
2.2.1. Siklus Karbon
Karbon merupakan unsur yang membentuk dasar semua kehidupan. CO 2
dihasilkan oleh hampir seluruh makhluk hidup yang mengalami proses respirasi
seperti manusia, hewan, tumbuhan bahkan mikroorganisme, selain itu juga
dihasilkan dari hasil pembakaran bahan bakar fosil. Siklus karbon adalah
siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer,
dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang
dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer,
biosfer teresterial (termasuk freshwater system dan material non-hayati organik
seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon terlarut dan biota laut
hayati maupun non-hayati) dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan
tahunan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses
kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam. Lautan mengadung
kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan bumi, namun demikian laut
dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Gas utama di atmosfer ada empat yaitu nitrogen, oksigen, argon dan
karbon dioksida. Konsentrasi gas tersebut di air dalam kesetimbangan dengan
tekanan parsial di atmosfer. Karbon dioksida merupakan gas yang paling mudah
larut dibandingkan dengan gas utama yang lainnya, namun konsentrasinya dalam
11
air laut sangat kecil. Hampir semua karbon dioksida dalam air laut menyatu
dengan air sebagai asam karbonik dan produk disosiasi. Siklus karbon (C) dalam
ekosistem adalah proses pemanfaatan CO2 di udara untuk keperluan fotosintesis
tumbuhan dan pembentukan CO2 kembali sebagai hasil dari proses respirasi
makhluk hidup. CO2 atau karbon dioksida merupakan gabungan dari satu molekul
karbon dan 2 molekul oksigen. CO 2 merupakan gas penyusun atmosfer yang
ditemukan dalam jumlah sedikit yaitu sekitar 0,03%. Kadar CO 2 di atmosfer
berbanding terbalik dengan banyaknya tumbuhan hijau yang ada disekitarnya. Hal
ini disebabkan karena CO2 merupakan komponen utama dalam proses fotosintesis
tumbuhan.
Gambar 2.1. Siklus Karbon
Siklus karbon diawali dengan pembentukan karbon (CO2) di udara. CO2
dapat terbentuk karena 2 hal yaitu aktivitas organisme dan aktivitas alam.
Aktivitas organisme termasuk respirasi, dekomposisi makhluk hidup yang mati,
pembakaran batu bara, asap pabrik dan lain-lain, serta aktivitas alam seperti erupsi
vulkanis. Semua aktivitas tersebut merupakan sumber CO2 di alam ini. Akan
tetapi terlalu banyak kandungan CO2 di udara akan menyebabkan efek rumah
kaca.
CO2 di udara kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk proses
fotosintesis. Hasil akhir proses fotosintesis adalah senyawa organik berupa
oksigen dan glukosa. Oksigen yang dihasilkan kemudian digunakan oleh makhluk
12
hidup terutama manusia dan hewan untuk bernafas. Proses pernafasan ini
menghasilkan H2O dan CO2. CO2 tersebut kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan
kembali dan begitu seterusnya. Sedangkan glukosa hasil dari fotosintesis
merupakan sumber energi bagi tumbuhan untuk pertumbuhannya. Kemudian,
senyawa organik dari tumbuhan ini digunakan oleh makhluk hidup lainnya
(manusia dan hewan) melalui rantai makanan. Selain sebagai sumber energi,
senyawa organik tersebut sebagian disimpan dalam tubuh organisme. Senyawa
organik pada tumbuhan banyak terkandung dalam batang. Adapun pada manusia
dan hewan, bahan organik banyak terdapat pada bagian tulang. Jika organisme
mati, senyawa karbon akan diuraikan dan diendapkan menjadi batuan karbonat
dan kapur. Jika tersimpan dalam perut bumi dalam jangka waktu yang sangat
lama, senyawa karbon sisa organisme mati dapat menghasilkan bahan bakar fosil
(minyak bumi). Akhirnya oleh kegiatan manusia bahan bakar fosil tersebut
kembali membebaskan CO2 ke udara.
2.2.2. Pengaruh Pencemaran Minyak terhadap Kesetimbangan CO2
Lautan telah menyerap sampai setengah darikelebihan CO2di bumi, yang
telah mengakibatkan perubahan kimia dalam permukaan air laut. CO2 dalam air,
yang mengarah pada pembentukan asam karbonat, menyebabkan permukaan
lautan pH turun sebesar 0,1 unit, dan diproyeksikan turun lagi pH 0,3-0,4 unit
pada akhir abad ini. Pergeseran zat-zat kimiawi dalam lautan tidak hanya
meningkatkan keasaman, tapi mengurangi ketersediaan ion karbonat, yang banyak
makhluk gunakan untuk membangun kerang dan kerangka dari kalsium karbonat.
Penurunan ketersediaan ion karbonat memberikan arti bahwa organisme,
seperti plankton, karang dan moluska, berjuang untuk membangun atau
memelihara struktur pelindung atau pendukung mereka.Nilai pH di lautan
samudera dunia tidak mempunyai nilai yang sama dan konsisten. Para peneliti
percaya bahwa daerah-daerah dengan pH relatif rendah, seperti bagian timur
samudera Pasifik, bisa menjadi hasil dari upwelling (pengangkatan massa air laut
dalam), lebih dingin, lebih kaya CO2 perairan. Akan tetapi, tidak ada daerah yang
dapat menghindar dari dampak turunnya nilai pH.
Terjadinya pencemaran berupa tumpahan minyak ini menyebabkan siklus
karbon terganggu. Fitoplankton maupun alga yang melakukan fotosintesis akan
13
kehilangan kemampuan bahkan mati karena masalah ini yang menyebabkan
karbon tidak terserap yang bisa mengakibatkan global warming. pH perairan juga
akan berubah karena siklus karbon terhambat. Dengan terjadinya hal ini
mengakibatkan dampak buruk dari sisi manapun.
2.2.3. Pertanyaan dan Jawaban Permasalahan
Beberapa pertanyaan yang perlu untuk dibahas yaitu sebagai berikut :
1. Bagaimana proses siklus CO2 di perairan yang terkena tumpahan minyak?
2. Bagaimana cara menanggulangi tumpahan minyak di laut?
3. Apakah fitoplankton atau alga yang berada di perairan yang tercemar tumpahan
minyak masih dapat melakukan kegiatan fotosintesis yang berhubungan
dengan siklus karbon?
Jawab:
1. Proses siklus CO2 di perairan yang terkena tumpahan minyak akan tergantung
pada seberapa besar tutupan minyak tumpah di perairan tersebut. Jika
tumpahan minyak tidak terlalu banyak maka siklus CO 2 di perairan tersebut
akan tetap berjalan meskipun terdapat hambatan dalam proses fotosintesis yang
dilakukan oleh alga atau fitoplankton.
2. Cara menanggulangi tumpahan minyak di laut ada beberapa cara yaitu
pembakaran langsung, penyisihan minyak, bioremediasi dan menggunakan
dispersan kimiawi. Pembakaran langsung dilakukan di permukaan perairan
yang terkena tumpahan minyak, tetapi hal ini menyebabkan dampak negatif
yaitu asap pembakaran. Penyisihan minyak dilakukan melalui dua cara yaitu
dengan melokalisir minyak terlebih dahulu lalu memindahkan minyak ke
dalam wadah tertentu seperti tangki. Bioremediasi dapat dilakukan dengan dua
teknik, yaitu bioaugmentasi dan biostimulasi. Bioaugmentasi adalah teknik
menebarkan mikroba ketika terjadi pencemaran minyak. Sedangkan teknik
biostimulasi menggunakan "pupuk" mineral untuk menumbuhkan mikroba di
lingkungan yang tercemar. "Sehingga mikroba yang tumbuh itu siap
menguraikan minyak menjadi senyawa yang lebih ramah lingkungan. Dan itu
yang paling banyak direkomendasikan.Bakteri tertentu dinyatakan dominan
dan relatif memiliki kemampuan mendegradasi minyak yang signifikan
(tinggi), yaitu Marinobacter, Oceanobacter, Alcanivorax, Thalassospira,
14
Stappia,
Bacillus,
Novospingobium,
Pseudomonas,
Spingobium,
dan
Rhodobacter. Menggunakan dispersan kimia cara kerjanya hampir sama
dengan biomediasi hanya saja cara ini menggunakan bahan kimia.
3. Fitoplankton atau alga yang berada di perairan yang tercemar tumpahan minyak
masih memungkinkan dapat melakukan kegiatan fotosintesis jika tumpahan
minyak pada perairan tersebut tidak terlalu banyak dan hanya sedikit
fitoplankton maupun alga yang dapat bertahan dalam kondisi ini. Hal ini juga
dipengaruhi terhadap adanya daya adaptasi terhadap fitoplankton atau alga
tersebut.
2.3.Senyawa Utama Air Laut
Senyawa-senyawa kimia yang terkandung di dalam air laut adalah sebagai
berikut :
1. Klorida
Klorida banyak ditemukan di alam, hal ini di karenakan sifatnya yang
mudah larut. Kandungan klorida di alam berkisar
1.1. Latar Belakang
Wilayah pesisir merupakan suatu wilayah yang memiliki potensi
sumberdaya alam yang cukup besar. Bertahun-tahun orang tidak peduli dengan
pencemaran laut karena volume air laut yang besar, dan kemampuannya
mengencerkan segala jenis zat asing sehingga hampir tak menimbulkan dampak
sama sekali. Oleh karena itu laut dianggap sebagai tempat pembuangan limbah.
Namun, pandangan tersebut mulai berangsur berubah. Hal itu disebabkan antara
lain karena limbah yang dibuang ke laut semakin lama semakin banyak dan dalam
konsentrasi tinggi, sehingga akibat pencemaran lingkungan pada skala lokal
terjadi. Apabila pembuangan limbah ke laut secara terus-menerus dilakukan, maka
ditakutkan akan terjadi dampak global dari pencemaran laut.
Air merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbarui, tetapi air akan
dapat dengan mudah terkontaminasi oleh aktivitas manusia. Air banyak digunakan
oleh manusia untuk tujuan yang bermacam-macam sehingga dengan mudah dapat
tercemar. Pencemaran air dapat merupakan masalah, regional maupun lingkungan
global, dan sangat berhubungan dengan pencemaran udara serta penggunaan lahan
tanah atau daratan. Pada saatudara yang tercemar jatuh ke bumi bersama air hujan,
maka air tersebut sudah tercemar.
Saat ini pencemaran berlangsung dimana-mana dengan laju begitu cepat,
yang tidak pernah terjadi sebelumnya. Kecenderungan pencemaran, terutama
sejak Perang Dunia kedua mengarah kepada dua hal yaitu, pembuangan senyawa
kimia tertentu yang makin meningkat terutama akibat kegiatan industri dan
transportasi yang lainnya akibat penggunaan berbagai produk bioksida dan bahanbahan berbahaya aktivitas manusia.
Salah satu pencemaran air laut yang memiliki peotensi bahaya besar yaitu
tumpahan minyak di perairan laut. Tumpahan minyak yang masuk ke laut
merusak lingkungan laut dan sumberdaya hayati secara langsung, mengganggu
kegiatan ekonomi masyarakat pesisir dengan menurunnya jumlah tangkapan ikan
dan rusaknya budidaya ikan, rumput laut dan ekosistem yang ada di daerah yang
terkena tupahan minyak. Umumnya sumber tumpahan minyak di laut beragam
1
2
sumbernya, tidak hanya berasal dari kecelakaan kapal tanker saja namun juga
akibat beberapa operasi kapal dan bangunan lepas pantai.
Tumpahan minyak yang terjadi pada 31 Maret 2018 di teluk Balikpapan
Kalimtan Timur. Pencemaran minyak ini merupakan pencemaran yang terjadi
akibat putusnya pipa bawah laut yang menyalurkan minyak mentah dari Terminal
Lawe-lawe di Penajam Paser Utara ke Kilang Balikpapan. Pipa yang dipasang
pada 1998 itu putus dan bergeser sekitar120 meter dari posisi awal. Penyebab pipa
patah mengarah pada kapal MV Ever Judger, jangkar kapal seberat 12 ton diduga
tersangkut di pipa, lalu menggeruknya hingga patah. Kejadian ini menimbulkan
banyak kerugian, baik itu dalam hal ekonomi maupun lingkungan sekitar yang
terkena dampak dari pencemaran ini.
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Memahami tentang pencemar minyak dan kaitannya dengan sifat kimia air laut
studi kasus tumpahan minyak di perairan Teluk Balikpapan.
2. Memahami tentang kesetimbangan CO2 di Lautan
3. Memahami tentang senyawa utama air laut
4. Memahami tentang mikronutrien di Lautan
5. Memahami tentang produktivitas primer air laut
3
BAB 2. ISI
2.1. Pencemaran
Penting untuk diketahui bahwa kata pencemaran dapat didefinisikan
dalam berbagai bentuk, definisi yang spesifik untuk digunakan pada kasus
spesifik menjadi penting. Sebagai contoh jika industri menyebarkan bahan
pencemaran ke air atau udara, tetapi dapat diterima oleh masyarakat atau penegak
hukum maka menurut definisi industri tersebut tidak mencemari. Dalam hal ini
tekanan atau perintah untuk membersihkan tidak pernah diberikan, meskipun
hasil dari limbah yang dibuang tersebut jelas. Berbagai profesi terlibat langsung
dalam pencemaran lingkungan, dan mereka memiliki definisi spesifik untuk
memenuhi kebutuhan yang spesifik.
Manusia ingin terus meningkatkan kualitas hidupnya, mereka memenuhi
kebutuhan hidupnya dengan mengembangkan industri. Manusia menggunakan
bahan kimia untuk meningkatkan produksi pangan agar kebutuhan pangan dapat
terpenuhi. Manusia memanfaatkan teknologi nuklir untuk memenuhi kebutuhan
energi, artinya mereka memanfaatkan teknologi dan hasil teknologi untuk
kepentingannya secara berlebihan. Akibatnya limbah yang dihasilkannya tidak
mampu diuraikan kembali oleh alam sehingga terjadilah suatu pencemaran.
2.1.1. Perairan Teluk Balikpapan
Teluk Balikpapan, sebagai salah satu kawasan pesisir dan laut di
Kalimantan Timur, selain memiliki potensi pembangunan, juga memiliki
ancaman tekanan eksploitasi yang dapat mengarah kepada kerusakan lingkungan
dan sumberdaya alam pesisir bila tidak dikelola dengan baik. Wilayah pesisir
Teluk Balikpapan memiliki garis pantai sepanjang 79,6 kilometer, terdapat sekitar
31 pulau-pulau kecil yang tidak berpenghuni dengan total luas daratan pulaupulau tersebut sekitar 1.018,86 hektar.
Kawasan pesisir Teluk Balikpapan
memiliki
daya
tarik
untuk
pengembangan berbagai aktivitas.Kawasan pesisir Teluk Balikpapan telah
berkembang menjadi pusat-pusat permukiman dan perkotaan yang diikuti oleh
berbagai kegiatan perdagangan dan jasa. Kegiatan lainnya yang berkembang di
wilayah pesisir Teluk Balikpapan adalah perikanan budidaya (tambak), pertanian
4
dan industri. Sementara pada bagian hulu dikembangkan kegiatan perkebunan
dan kehutanan.
Pembangunan pesisir Teluk Balikpapan secara berkelanjutan, untuk
mencapai hal tersebut serta memberikan manfaat ekonomi yang optimal bagi
Pemerintah Daerah dan masyarakat, sekaligus mempertahankan kualitas
lingkungan dan sumberdaya di dalamnya, maka diperlukan pengelolaan pesisir
secara terpadu.
Pengembangan program pengelolaan pesisir terpadu Teluk
Balikpapan diharapkan dapat menjawab dua hal mendasar, yaitu (1) kebutuhan
untuk menjaga dan mempertahankan sumberdaya pesisir yang terancam
overeksploitasi, dan (2) kebutuhan untuk mengelola pemanfaatan sumberdaya
pesisir secara rasional dan mencapai keseimbangan antara pemanfaatan dan
kelestarian sumberdaya. Analisis kesesuaian lahan dan kebijakan pemanfaatan
ruang kawasan pesisir Teluk Balikpapan merupakan salah satu upaya untuk
membantu pengembangan program pengelolaan sumberdaya pesisir di Teluk
Balikpapan yang berkelanjutan.
2.1.2. Pencemaran Minyak di Teluk Balikpapan
Minyak menjadi pencemar laut nomor satu di dunia. Sebagian diakibatkan
aktivitas pengeboran minyak dan industri. Separuh lebih disebabkan pelayaran
serta kecelakaan kapal tanker.Wilayah Indonesia sebagai jalur kapal internasional
sangat rawan pencemaran limbah minyak. Badan Dunia Group of Expert on
Scientific Aspects of Marine Pollution (GESAMP) mencatat sekitar 6,44 juta ton
per tahun kandungan hidrokarbon dari minyak telah mencemari perairan laut
dunia. Masing-masing berasal dari transportasi laut sebesar 4,63 juta ton, instalasi
pengeboran lepas pantai 0,18 juta ton, dan sumber lain (industri dan pemukiman)
sebesar 1,38 juta ton. Limbah minyak sangat berpengaruh terhadap kerusakan
ekosistem laut, mulai dari terumbu karang, mangrove sampai dengan biota air,
baik yang bersifat lethal (mematikan) maupun sublethal (menghambat
pertumbuhan, reproduksi dan proses fisiologis lainnya). Hal ini karena adanya
senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak bumi, yang memiliki
komponen senyawa kompleks, seperti Benzena, Toluena, Ethilbenzena dan isomer
Xylena (BTEX) Senyawa tersebut berpengaruh besar terhadap pencemaran.
5
Pada tanggal 31 maret 2018 pukul 03.00 WITA di perairan Teluk
Balikpapan ditemukan tumpahan limbah cair berwarna hitam yang diduga
minyak mentah yang merupakan keterangan dari beberapa saksi mata yang
kebetulan berada di tempat kejadian perkara (TKP), pada hari yang sama pukul
10.30 WITA terjadi kebakaran di perairan teluk balik papan, api terbakar di
permukaan laut. Pada 11.00 WITA saat terbakar terdapat 2 buah perahu nelayan
yang ikut terbakar dan kapal Kargo MV. Ever Judger 2 berbendera Panama yang
berada tidak jauh dari lokasi dan kapal tersebut terbakar pada bagian tali dan
kemudian menjalar ke bagian belakang kapal namun api dapat dipadamkan oleh
anak buah kapal (ABK) kapal tersebut. Kemudian pada hari tersebut ditemukan 2
korban meninggal di perairan Teluk Balikpapan. Pada hari minggu 1 april 2018
citra satelit lapan menunjukkan luas tumpahan minyak di teluk balikpapan
mencapai 12.987 hektar, pukul 08.00 WIB ditemukan 2 korban meninggal di
perairan teluk balikpapan, pada malam di hari yang sama ditemukan dua ekor
pesut mati di pesisir pantai balikpapan. Pada hari senin 2 april 2018 pukul 15.30
ditemukan 1 korban meninggal di Pantai Batakan Belakang. Rabu 4 April 2018
dilakukan konferensi pers oleh PT Pertamina refery unit 5 Balikapan mengaku
tumpahan minyak berasal dari pipa bawah laut yang putus.
Dampak yang ditimbulkan dari kejadian pencemaran minyak ini menarik
banyak pihak untuk mengkaji secara hukum terkait siapa yang harus di gugat atas
kejadian ini. Menteri Kelautan dan Perikanan Indonesia, Susi Pudjiati,
menyebutkan kepada BBC bahwa pelaku pencemaran Teluk Balikpapan harus
mengganti kerugian yang di tanggung oleh para nelayan dan para pemilik
keramba kepiting. Banyak kepiting yang langsung mati pada hari-hari pertama
pasca tumpahan minyak meluber dan kerugian setiap harinya seorang nelayan
kehilangan penghasilan antara Rp150.000-Rp200.000 karena tak melaut lantaran
kematian massal sumber daya ikan di Teluk Balikpapan. Kerugian itu tidak hanya
akan dirasakan nelayan saat ini, menurut Susi setidaknya butuh enam bulan
hingga perairan itu kembali pulih.
Menurut Alan, ahli oseanografi IPB, tumpahan minyak yang terjadi di
Teluk Balikpapan dalam jumlah besar itu akan merusak ekosistem secara meluas
dan berlangsung lama. Tumpahan minyak mentah dapat membunuh biota laut dari
6
yang paling kecil sampai yang paling besar. Tumpahan minyak mentah juga
mengganggu ekosistem mangrove, padang lamun dan terumbu karang. Tumpahan
minyak yang menyebar di ekosistem mangrove masih bisa dibersihkan. Namun
jika mengenai ekosistem padang lamun dan terumbu karang, maka akan berakibat
kerusakan.
2.1.3. Pertanyaan dan Jawaban Permasalahan
Beberapa pertanyaan yang perlu untuk dibahas yaitu sebagai berikut :
1) Mengapa minyak tidak larut dan bercampur dengan air laut saat terjadi
pencemaran?
2) Apa yang menjadi manfaat pencemaran dari segi sosial?
3) Bagaimana pandangan mahasiswa terhadap banyaknya buangan sampah di
perairan laut?
4) Berapa total tumpahan minyak di Teluk Balikpapan ?
5) Jika tumpahan minyak di Balikpapan dibandingkan dengan tumpahan
minyak di luar negeri misalnya di Teluk Meksiko, lebih besar mana total
tumpahan minyaknya?
Jawaban :
1) Massa jenis kedua zat cair ini berbeda, air memiliki letak partikel lebih
renggang serta memiliki gaya kohesi leebih kecil dari gaya adhesi sedangkan
minyak memiliki letak partikel lebih rapat dan lebih kuat gaya adhesinya
sehingga minyak lebih mempertahankan posisinya jika di tumpahkan akan
membentuk permukaan cembung.
2) Sebenarnya tidak ada bentuk manfaat dari tumpahan minyak yang terjadi di
suatu perairan, karena apabila bahan pencemar sudah masuk ke suatu perairan
maka dampak negative yang ditimbulkan lebih dominan.
3) Persoalan mengenai buangan sampah di laut telah menimbulkan persoalan
yang komplek dimana hal ini dapat meningkatkan pencemaran plastik dilaut
yang dapat mengancam keanekaragaman kehidupan laut melalui cara
terbelit/terjerat, termakan atau terkontaminasi. Untuk mengatasi hal ini tentu
perlu peranan penting dari pemerintah dan Masyarakat sekitar untuk
melakukan berbagai strategi antara lain meningkatkan kesadaran akan
7
pentingnya membuang sampah, pengelolaan sampah plastik untuk dijadikan
berbagai kerajinan tangan, serta perlu adanya penegakan hukum dari
pemerintah untuk memberikan efek jera terhadap masyarakat yang
membuang sampah sembarangan.
4) Putusnya pipa bawah laut Pertamina menyebabkan kawasan Teluk Balikpapn
tercemar. Dari hasil penelitian diperkirakan ada 44 ribu barel minyak mentah
atau sekitar 6.995.441 liter yang tumpah ke perairan Teluk Balikpapan
tersebut.
5) Jika dibandingkan dengan tumpahan minyak di Teluk Balikpapan dan Teluk
Mexico tentu lebih jauh lebih besar di Teluk Mexico. Hal ini dikarena
Tumpahan Minyak di mexico terjadi cukup lama yang menyebabkan
tumpahan minyak semakin banyak pula dan tumpahan minyak tersebut
dianggap tumpahan luar pantai terbesar dalam sejarah A.S dan antara
tumpahan minyak terbesar di dunia. Dari data yang didapat total tumpahan
minyak di Teluk Mexico adalah 100.000 Barel (4200000 U$ Galon) atau
16000 m3/hari. Dari hasil tersebut tentu dapat diketahui bahwa Tumpahan
minyak di Teluk Mexico jauh lebih besar disbandingkan Tumpahan Minyak
di Teluk Balikpapan. Berbeda lagi dengan tumpahan minyak Montara di laut
timor yang terjadi pada tanggal 21 agustus 2009 dan berlangsung selama 74
hari. Tumpahan minyak ini terjadi karena adanya ledakan anjungan sumur
minyak Montara. Sebaran minyak yang tumpah diperkirakan menyebar seluas
10.842.81 km2yang terbawa oleh angin, arus dan pasang surut.
2.2. Kesetimbangan CO2 di Lautan
Laut mengandung sekitar 36.000gigatonkarbon, di mana sebagian besar
dalam bentuk ion bikarbonat. Karbon anorganik yaitu senyawa karbon tanpa
ikatan karbon-karbon atau karbon-hidrogen adalah penting dalam reaksinya di
dalam air. Pertukaran karbon ini menjadi penting dalam mengontrol pH di laut dan
juga dapat berubah sebagai sumber (source) atau lubuk (sink) karbon. Karbon siap
untuk saling dipertukarkan antara atmosfer dan lautan. Pada daerahupwelling,
karbon dilepaskan ke atmosfer. Sebaliknya, pada daerahdownwellingkarbon (CO2)
berpindah dari atmosfer ke lautan. Karbon masuk dari atmosfer ke lautan dengan
cara difusi.
8
Pada ekosistem air, pertukaran CO2 di air dengan di atmosfer berjalan
secara tidak langsung. CO2 berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang
akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah sumber karbon bagi alga
yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof
lain. Begitu pula sebaliknya, saat organisme air berespirasi CO2 yang mereka
keluarkan menjadi bikarbonat.
Proses timbal balik fotosintesis dan respirasi makhluk hidup merupakan
sumber utama CO2. Tinggi rendahnya kadar CO2 dan O2 di atmosfer secara
berkala disebabkan oleh penurunan aktivitas fotosintesis. Semakin banyak
populasi manusia dan hewan, maka kadar CO2 dalam udara semakin meningkat.
Untuk menjaga keseimbangan kadar CO2 dan O2 maka harus diimbangi dengan
penanaman tumbuh-tumbuhan sebagai penghasil O2.
Faktor-faktor yang memengaruhi distribusi CO2 dalam air laut antara lain
yaitu pH, alkaninitas, CO2 total (∑CO2) dan tekanan parsial CO2. pH dalam
permukaan air laut dalam keadaan setimbang dengan atmosfir adalah berkisar
antara 8,2 0,1. Penurunan pH minimum terjadi pada malam hari (proses
respirasi oleh organisme yang menghasilkan CO 2) dan meningkat pada siang hari
ketika fotosintesis berlangsung, di mana CO 2 dimanfaatkan hingga konsentrasinya
menurun.pH dapat berfungsi sebagai penyangga atau untuk membatasi perubahan
pH air laut. Pada perairan terbuka sistem penyangga berjalan sangat efektif di
mana angka pH air laut terbatas pada range 7.5 – 8.4.Sistem yang dinamis ini
berfungsi sebagai tempat penampungan kritis bagi CO2 yang diakumulasi dari
udara dan sebagai akibat dari aktivitas manusia di daratan.
Alkalinitas dipengaruhi salinitas dan kelarutan CaCO3. Perubahan lintang
akan mempengaruhi total karbon dioksida (CO2). Untuk pertukaran yang
berlangsung dengan cepat PCO2di air dan di udara hampir sama sedangkan jumlah
CO2 lebih tinggi di daerah kutub. Level total CO2 dan PCO2 di permukaan air
berhubungan dengan pertukaran antara CO2 di udara dan CO2 di perairan.
Pertukaran yang berlangsung lambat menyebabkan PCO2 di perairan lebih besar
dibandingkan dengan angka di atmosfer yang terdapat di dekat equator dan rendah
di perairan kutub.
9
Distribusi tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) dipengaruhi oleh
perubahan temperatur musiman, percampuran air dan siklus biologi di dalam
lapisan permukaan laut.Variasi spasial distribusi tekanan parsial karbon dioksida
relatif besar pada air permukaan lautan dunia. Nilai tekanan parsial karbon
dioksida yang tinggi ditemukan di daerah khatulistiwa, Samudra Pasifik dan untuk
suatu daerah yang sedikit lebih luas di Samudra Atlantik, di mana upwelling air
yang kaya dengan CO2 dan air permukaan yang hangat meningkatkan tekanan
parsial karbon dioksida. Nilai rendah ditemukan pada gyres daerah subtropik dan
kutub, di mana air permukaan yang dingin dan aktivitas biologi telah menurunkan
tekanan parsial karbon dioksida, kecuali di daerah yang ditemukan di area
upwelling. Variasi tekanan parsial karbon dioksidadi lautan bagian atas terutama
dipengaruhi oleh dua faktor yaitu produksi utama biologi dan perubahan
temperatur. Padaproduksi utama biologi, pengambilan fotosintesis atau penurunan
CO2terjadi pada musim semi dan musim panas, diiikuti dengan regenerasi pada
musim dingin. Sedangkan, perubahan temperatur mempengaruhi daya larut gas
dalam air laut menyebabkan nilai perpindahan dengan atmosfer secara relatif
rendah, pemanasan dan pendinginan samudra mengakibatkan gradien tekanan
parsial karbon dioksida besar. Perubahan PCO2 dipermukaan perairan disebabkan
oleh pengurangan akibat fotosintesis, pembentukan CaCO3, pemanasan global dan
penambahan oksidasi oleh tumbuhan, penguraian CaCO3 dan peningkatan CO2 di
atmosfer akibat pembakaran fosil.
Siklus CO2 dalam lautan diatur oleh satu rangkaian kesetimbangan. CO 2 di
atmosfer sebanding dengan yang berada pada air laut, perpindahannya melintasi
interface udara-laut.
CO2(gas) → CO2(terlarut)
(Persamaan 1)
Pada saat CO2 memasuki lautan, asam karbonat terbentuk.
CO2 + H2O ⇌ H2CO3
(Persamaan 2)
Reaksi ini memiliki sifat dua arah, mencapai sebuah kesetimbangan kimia.
Reaksi lainnya yang penting dalam mengontrol nilai pH lautan adalah pelepasan
ion hidrogen dan bikarbonat. Reaksi ini mengontrol perubahan yang besar pada
pH. Asam karbonat mengalami penguraian yang sangat cepat dan membentuk ion
bikarbonat dan ion karbonat.
10
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3− (ion bikarbonat)
HCO3- ⇌ H+ + CO32-
(ion karbonat)
(Persamaan 3)
(Persamaan 4)
Gas karbon dioksida lebih larut dalam air dingin dibandingkan dengan air
hangat. Kelarutan gas meningkat terhadap tekanan. Karbon muncul dalam
berbagai bentuk antara lain yaitu CO2, H2CO3, HCO3-, CO32- dan juga gabungan
karbon dalam molekul organik (yang jumlahnya sangat sedikit). Secara
kuantitatif, HCO3- dan CO32- merupakan spesimen terpenting. Reaksi yang terjadi
pada Persamaan 4 terjadi dengan cepat dan air laut dianggap mengandung
campuran tiga ion yang dalam kesetimbangan. Sejumlah besar ion bikarbonat dan
karbonat dalam air laut tidak diperoleh langsung dari atmosfer tetapi dari aliran
sungai ke laut, pengaruh cuaca terhadap batuan oleh asam karbonat dan hujan
asam.
2.2.1. Siklus Karbon
Karbon merupakan unsur yang membentuk dasar semua kehidupan. CO 2
dihasilkan oleh hampir seluruh makhluk hidup yang mengalami proses respirasi
seperti manusia, hewan, tumbuhan bahkan mikroorganisme, selain itu juga
dihasilkan dari hasil pembakaran bahan bakar fosil. Siklus karbon adalah
siklus biogeokimia dimana karbon dipertukarkan antara biosfer, geosfer, hidrosfer,
dan atmosfer bumi. Dalam siklus ini terdapat empat reservoir karbon utama yang
dihubungkan oleh jalur pertukaran. Reservoir-reservoir tersebut adalah atmosfer,
biosfer teresterial (termasuk freshwater system dan material non-hayati organik
seperti karbon tanah (soil carbon)), lautan (termasuk karbon terlarut dan biota laut
hayati maupun non-hayati) dan sedimen (termasuk bahan bakar fosil). Pergerakan
tahunan karbon, pertukaran karbon antar reservoir, terjadi karena proses-proses
kimia, fisika, geologi, dan biologi yang bermacam-macam. Lautan mengadung
kolam aktif karbon terbesar dekat permukaan bumi, namun demikian laut
dalam bagian dari kolam ini mengalami pertukaran yang lambat dengan atmosfer.
Gas utama di atmosfer ada empat yaitu nitrogen, oksigen, argon dan
karbon dioksida. Konsentrasi gas tersebut di air dalam kesetimbangan dengan
tekanan parsial di atmosfer. Karbon dioksida merupakan gas yang paling mudah
larut dibandingkan dengan gas utama yang lainnya, namun konsentrasinya dalam
11
air laut sangat kecil. Hampir semua karbon dioksida dalam air laut menyatu
dengan air sebagai asam karbonik dan produk disosiasi. Siklus karbon (C) dalam
ekosistem adalah proses pemanfaatan CO2 di udara untuk keperluan fotosintesis
tumbuhan dan pembentukan CO2 kembali sebagai hasil dari proses respirasi
makhluk hidup. CO2 atau karbon dioksida merupakan gabungan dari satu molekul
karbon dan 2 molekul oksigen. CO 2 merupakan gas penyusun atmosfer yang
ditemukan dalam jumlah sedikit yaitu sekitar 0,03%. Kadar CO 2 di atmosfer
berbanding terbalik dengan banyaknya tumbuhan hijau yang ada disekitarnya. Hal
ini disebabkan karena CO2 merupakan komponen utama dalam proses fotosintesis
tumbuhan.
Gambar 2.1. Siklus Karbon
Siklus karbon diawali dengan pembentukan karbon (CO2) di udara. CO2
dapat terbentuk karena 2 hal yaitu aktivitas organisme dan aktivitas alam.
Aktivitas organisme termasuk respirasi, dekomposisi makhluk hidup yang mati,
pembakaran batu bara, asap pabrik dan lain-lain, serta aktivitas alam seperti erupsi
vulkanis. Semua aktivitas tersebut merupakan sumber CO2 di alam ini. Akan
tetapi terlalu banyak kandungan CO2 di udara akan menyebabkan efek rumah
kaca.
CO2 di udara kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk proses
fotosintesis. Hasil akhir proses fotosintesis adalah senyawa organik berupa
oksigen dan glukosa. Oksigen yang dihasilkan kemudian digunakan oleh makhluk
12
hidup terutama manusia dan hewan untuk bernafas. Proses pernafasan ini
menghasilkan H2O dan CO2. CO2 tersebut kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan
kembali dan begitu seterusnya. Sedangkan glukosa hasil dari fotosintesis
merupakan sumber energi bagi tumbuhan untuk pertumbuhannya. Kemudian,
senyawa organik dari tumbuhan ini digunakan oleh makhluk hidup lainnya
(manusia dan hewan) melalui rantai makanan. Selain sebagai sumber energi,
senyawa organik tersebut sebagian disimpan dalam tubuh organisme. Senyawa
organik pada tumbuhan banyak terkandung dalam batang. Adapun pada manusia
dan hewan, bahan organik banyak terdapat pada bagian tulang. Jika organisme
mati, senyawa karbon akan diuraikan dan diendapkan menjadi batuan karbonat
dan kapur. Jika tersimpan dalam perut bumi dalam jangka waktu yang sangat
lama, senyawa karbon sisa organisme mati dapat menghasilkan bahan bakar fosil
(minyak bumi). Akhirnya oleh kegiatan manusia bahan bakar fosil tersebut
kembali membebaskan CO2 ke udara.
2.2.2. Pengaruh Pencemaran Minyak terhadap Kesetimbangan CO2
Lautan telah menyerap sampai setengah darikelebihan CO2di bumi, yang
telah mengakibatkan perubahan kimia dalam permukaan air laut. CO2 dalam air,
yang mengarah pada pembentukan asam karbonat, menyebabkan permukaan
lautan pH turun sebesar 0,1 unit, dan diproyeksikan turun lagi pH 0,3-0,4 unit
pada akhir abad ini. Pergeseran zat-zat kimiawi dalam lautan tidak hanya
meningkatkan keasaman, tapi mengurangi ketersediaan ion karbonat, yang banyak
makhluk gunakan untuk membangun kerang dan kerangka dari kalsium karbonat.
Penurunan ketersediaan ion karbonat memberikan arti bahwa organisme,
seperti plankton, karang dan moluska, berjuang untuk membangun atau
memelihara struktur pelindung atau pendukung mereka.Nilai pH di lautan
samudera dunia tidak mempunyai nilai yang sama dan konsisten. Para peneliti
percaya bahwa daerah-daerah dengan pH relatif rendah, seperti bagian timur
samudera Pasifik, bisa menjadi hasil dari upwelling (pengangkatan massa air laut
dalam), lebih dingin, lebih kaya CO2 perairan. Akan tetapi, tidak ada daerah yang
dapat menghindar dari dampak turunnya nilai pH.
Terjadinya pencemaran berupa tumpahan minyak ini menyebabkan siklus
karbon terganggu. Fitoplankton maupun alga yang melakukan fotosintesis akan
13
kehilangan kemampuan bahkan mati karena masalah ini yang menyebabkan
karbon tidak terserap yang bisa mengakibatkan global warming. pH perairan juga
akan berubah karena siklus karbon terhambat. Dengan terjadinya hal ini
mengakibatkan dampak buruk dari sisi manapun.
2.2.3. Pertanyaan dan Jawaban Permasalahan
Beberapa pertanyaan yang perlu untuk dibahas yaitu sebagai berikut :
1. Bagaimana proses siklus CO2 di perairan yang terkena tumpahan minyak?
2. Bagaimana cara menanggulangi tumpahan minyak di laut?
3. Apakah fitoplankton atau alga yang berada di perairan yang tercemar tumpahan
minyak masih dapat melakukan kegiatan fotosintesis yang berhubungan
dengan siklus karbon?
Jawab:
1. Proses siklus CO2 di perairan yang terkena tumpahan minyak akan tergantung
pada seberapa besar tutupan minyak tumpah di perairan tersebut. Jika
tumpahan minyak tidak terlalu banyak maka siklus CO 2 di perairan tersebut
akan tetap berjalan meskipun terdapat hambatan dalam proses fotosintesis yang
dilakukan oleh alga atau fitoplankton.
2. Cara menanggulangi tumpahan minyak di laut ada beberapa cara yaitu
pembakaran langsung, penyisihan minyak, bioremediasi dan menggunakan
dispersan kimiawi. Pembakaran langsung dilakukan di permukaan perairan
yang terkena tumpahan minyak, tetapi hal ini menyebabkan dampak negatif
yaitu asap pembakaran. Penyisihan minyak dilakukan melalui dua cara yaitu
dengan melokalisir minyak terlebih dahulu lalu memindahkan minyak ke
dalam wadah tertentu seperti tangki. Bioremediasi dapat dilakukan dengan dua
teknik, yaitu bioaugmentasi dan biostimulasi. Bioaugmentasi adalah teknik
menebarkan mikroba ketika terjadi pencemaran minyak. Sedangkan teknik
biostimulasi menggunakan "pupuk" mineral untuk menumbuhkan mikroba di
lingkungan yang tercemar. "Sehingga mikroba yang tumbuh itu siap
menguraikan minyak menjadi senyawa yang lebih ramah lingkungan. Dan itu
yang paling banyak direkomendasikan.Bakteri tertentu dinyatakan dominan
dan relatif memiliki kemampuan mendegradasi minyak yang signifikan
(tinggi), yaitu Marinobacter, Oceanobacter, Alcanivorax, Thalassospira,
14
Stappia,
Bacillus,
Novospingobium,
Pseudomonas,
Spingobium,
dan
Rhodobacter. Menggunakan dispersan kimia cara kerjanya hampir sama
dengan biomediasi hanya saja cara ini menggunakan bahan kimia.
3. Fitoplankton atau alga yang berada di perairan yang tercemar tumpahan minyak
masih memungkinkan dapat melakukan kegiatan fotosintesis jika tumpahan
minyak pada perairan tersebut tidak terlalu banyak dan hanya sedikit
fitoplankton maupun alga yang dapat bertahan dalam kondisi ini. Hal ini juga
dipengaruhi terhadap adanya daya adaptasi terhadap fitoplankton atau alga
tersebut.
2.3.Senyawa Utama Air Laut
Senyawa-senyawa kimia yang terkandung di dalam air laut adalah sebagai
berikut :
1. Klorida
Klorida banyak ditemukan di alam, hal ini di karenakan sifatnya yang
mudah larut. Kandungan klorida di alam berkisar