Pengajar, Salmani, ST, MT, MS
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
BAB 1
REKAYASA LINGKUNGAN
(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
Tujuan Instruksional Umum:
Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu memahami
pemahaman
tentang
sifat-sifat
dan
karakteristik
lingkungan
dan
intraksi manusia dengan lingkungan.
Tujuan Instruksional Khusus:
Mahasiswa mampu menjelaskan
Menjelaskan sifat-sifat dan karakteristik lingkungan dan intraksi
manusia dengan lingkungan.
Menjelaskan dampak kegiatan manusian terhadap lingkungan
Menjelaskan Dampak lingkungan terhadap manusia
Dapat mengelola kegiatan perbaikan kualitas lingkungan, sebagai
ahli rekayasa lingkungan yang berperan penting dalam programprogram pengelolaan lingkungan.
Menjelaskan peranan ahli rekayasa lingkungan dalam kehidupan
sehari hari.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
1
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
PERTEMUAN PERTAMA
REKAYASA LINGKUNGAN
(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
Rekayasa
lingkungan
atau
(Environmental
Engineering)
telah
didefinisikan sebagai cabang bidang ilmu rekayasa (Engineering) yang
memperhatikan
atau
memfokuskan
pada
masalah
perlindungan
lingkungan dari kemungkinan terjadinya kerusakan akibat aktivitas
manusia, serta perlindungan pada populasi manusia dari kemungkinan
terjadinya efek negatif membahayakan atau merugikan kesehatan
manusia akibat pengaruh faktor lingkungan, dan dengan demikian
rekayasa lingkungan akan selalu melibatkan diri dalam perbaikanperbaikan kualitas lingkungan untuk tujuan kesehatan manusia dan
makhluk hidup pada umumnya secara keseluruhan.
Sebagaimana
yang
dimaksudkan
dalam
definisi
diatas,
manusia
dipastikan akan berinteraksi dengan lingkungannya, yang dalam hal ini,
suatu ketika aktivitas manusia menimbulkan dampak negatif pada
lingkungan
dan suatu
ketika
yang
lain
manusia
menerima
atau
mendapatkan dampak negatif akibat terjadinya pencemaran lingkungan.
Pemahaman
tentang
sifat-sifat
dan
karakteristik
lingkungan
dan
intraksi manusia dengan lingkungan tersebut dengan demikian sangat
diperlukan
guna
mengetahui
lingkup
kerja
lingkungan
atau
Environmental Engineering.
I
LINGKUNGAN
Dengan pernyataan yang sederhana, lingkungan dapat didefinisikan
sebagai
materi
dan
kondisi
yang
ada
disekitar
makhluk
hidup
(manusia). Akan tetapi, dalam kaitannya dengan keterlibatan para ahli
rekayasa
lingkungan,
suatu
definisi
yang
lebih
spesifik
perlu
dikembangkan. Bagi para ahli rekayasa lingkungan, kata lingkungan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
2
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
barangkali mencakup demensi global, atau merujuk pada suatu areal
tertentu yang dalam hal ini masalah atau problema spesifik sedang
dikaji, atau barangkali dalam kaitannya dengan materi yang ada dalam
lingkungan yang dimaksud, merujuk pada sejumlah volume cairan,
volume gas, atau materi padat yang terdapat dalam suatu reaktor
instalasi pengolahan (treatment plant).
Lingkungan global terdiri dari atmosfir, hidrosfir, dan litosfir, yang
dalam
hal
ini
sumberdaya
alam
pendukung
kehidupan
di
bumi
ditemukan atau berada. Atmosfir, terdiri dari campuran berbagai gas
yang berada di atas permukaan bumi, dihasilkan dari elemen-elemen
bumi
yang
pembentukan
telah
mengalami
proses
dan metamorfosisnya.
gasfikasi
sepanjang
Hidrosfir terdiri
masa
dari lautan,
danau, sungai, dan air tanah yang dalam hal ini infiltrasi dan eksfiltrasi
terhadap air sungai bisa berlangsung. Litosfir adalah lapisan tanah
yang menyelimuti inti bumi.
Biosfir adalah lapisan yang menyelimuti bumi terdiri dari atmosfir dan
litosfir di sekitar permukaan bumi, termasuk disini adalah hidrosfir.
Dalam lapisan biosfir inilah bentuk kehidupan bumi termasuk manusia
dapat berlangsung. Sumberdaya alam yang mendukung kehidupan
dalam bentuk gas, cairan, dan materi padat mengalami sirkulasi atau
siklus dalam biosfir sehingga kelangsungan hidup organisme dan
makhluk lainnya dapat terjamin.
Sumberdaya alam pendukung kehidupan, seperti udara, makanan, dan
air, diperoleh dari lapisan biosfir. Dengan demikian pulalah, produkproduk sampingan dalam bentuk limbah cair, gas, dan sampah akan
kembali masuk dalam lapisan biosfir. Sejak permulaan waktu, lapisan
biosfir telah menerima dan mengasimilasikan limbah-limbah yang
dihasilkan dari kehidupan tumbuhan dan binatang serta manusia. Alam
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
3
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
semesta atau sistem natural ternyata sangat aktif, yang dalam hal ini,
misalnya menyebarluaskan asap akibat kebakaran hutan, mengencerkan
limbah manusia dan binatang kedalam sungai atau badan air lainnya,
dan mengkonversikan sampah-sampah tumbuhan dan bangkai makhluk
hidup
lainnya
menjadi
material
lain
sebagai
penyokong
siklus
kehidupan makhluk di biosfir.
Setiap aktivitas makhluk kehidupan, setiap perubahan karakteristik
fisik; kimiawi; dan biologi dari lingkungan, dan setiap insiden atau
kejadian yang semuanya mengakibatkan kerusakan kualitas lingkungan,
selalu dapat dikatakan bahwa sumberdaya alam memiliki kapasitas
untuk merestorasi atau memperbaiki kualitas lingkungan yang telah
rusak tersebut. Hanya saja, dalam beberapa tahun terakhir yang
dirasakan ini, kapasitas merestorasi dan asimilasi dari biosfir tidak lagi
seimbang sebagaimana yang terjadi beberapa tahun silam. Sistem alam
atau sistem natural telah beroperasi dan berlangsung selama berjutajuta tahun dan sekarang mulai tampak tanda-tanda terjadinya stress,
terutama akibat dampak negatif atas kegiatan-kegiatan manusia di
lingkungan ini.
I
DAMPAK KEGIATAN MANUSIA PADA LINGKUNGAN
Pada kondisi alamiah, bentuk-bentuk kehidupan di bumi berada dalam
kesetimbangan dengan alam lingkungannya. Jumlah dan aktivitas setiap
spesies
makhluk hidup dipengaruhi
oleh sumberdaya
alam
yang
tersedia bagi makhluk hidup tersebut. Interaksi spesies-spesies adalah
saling mendukung, yang dalam hal ini seringkali produk limbah dari
satu spesies menjadi sumber makanan bagi spesies yang lainnya.
Manusia sendiri memiliki kemampuan untuk mengumpulkan bahanbahan makanan tidak saja dari lingkungan disekitarnya dan mengolah
bahan tersebut menjadi bahan yang lebih tahan lama sebagai cadangan.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
4
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Kemampuan ini menjadikan manusia bisa bertahan hidup lebih dari
yang
lainnya
meskipun
di
lingkungannya
banyak
keterbatasan
sumberdaya alam pendukung kehidupannya. Namun sayangnya, limbah
(baik yang natural maupun manufaktur) yang dihasilkan dan dibuang
kedalam biosfir oleh manusia ini akhirnya semakin hari semakin
mengganggu kesetimbangan proses alami.
Anthropogenic, atau polutan yang dihasilkan dari kegiatan manusia ini
akhirnya telah melebihi beban yang dapat diterima oleh lingkungan.
Kondisi kelebihan beban ini (overloading) disadari secara terlambat,
mungkin karena selama itu manusia sudah terbiasa dengan kondisi yang
masih setimbang dengan lingkungannya. Kondisi lingkungan yang
seperti itu menunjukan bahwa masyarakat tersebut belum memiliki
kesadaran terhadap lingkungan sebagaimana yang telah dilakukan oleh
masyarakat di negara maju.
1
Pemenuhan Kebutuhan-Kebutuhan Natural
Manusia
pada
awalnya
memanfaatkan
sumberdaya
alam
untuk
memenuhi kebutuhan-kebutuhannya, misalnya air, udara, makanan dan
papan. Sumberdaya alam yang tersedia tanpa dilakukan pemrosesan
secara manufaktur ini ditemukan didalam biosfir, dan limbah atau
residu yang dihasilkan dari pemanfaatan sumber alam tersebut pada
umumnya
lingkungan.
dapat
diasimilasikan
Dalam
kehidupan
atau
dimurnikan
primitif,
manusia
kembali
makan
oleh
tumbuh-
tumbuhan dan binatang tanpa merusak kualitas atmosfir akibat asap
yang dihasilkan dari kegiatan membakar(memasak) makanan tersebut.
Bahkan ketika pemanfaatan api guna masak-memasak makanan menjadi
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
5
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
lazim dalam kehidupan manusia pada saat itu, jumlah asap yang relatif
sedikit dari kegiatan tersebut dapat dengan mudah dan cepat disebarkan
serta diasimilasikan oleh atmosfir.
Pada mulanya dalam kehidupan masyarakat seringkali suatu komunitas
meminum air dari sungai yang dalam hal ini sungai tersebut juga
digunakan sebagai tempat pembuangan limbah manusia dan tempat
mandi. Pada saat itu dampak negatif atas pemanfaatan sungai semacam
itu tidaklah tampak karena proses pemurnian secara alami dapat terjadi
dengan cepat guna merestorasikan kualitas air sungai tersebut. Atau
seringkali dalam kehidupan nomaden, suatu populasi atau komunitas
meninggalkan begitu saja limbah-limbahnya yang sulit diuraikan
(refactory material) dan sulit diabsorb oleh atmosfir, hidrosfir, atau
litosfir. Dan material-material yang sulit terurai tersebut pada saat itu
jumlahnya sangat sedikit dan tidak mencolok dampak problem yang
ditimbulkan.
Ketika masyarakat mulai berkumpul dalam suatu komunitas yang lebih
besar dan lebih mapan, maka mulai pulalah mereka menyadari adanya
dampak-dampak
negatif
dari
lungkungan
lokalnya
yang
semakin
signifikan. Pada tahun 61SM, masak-memasak dan pemanasan ruangan
dirasakan menimbulkan problem pencemaran udara. Pada akhir abad
sembilan belas, air dari sungai Rhein dan sungai Thames telah menjadi
tercemar berat dan tidak dapat lagi mendukung kehidupan ikan di
sungai tersebut.
2
Pemenuhan Kebutuhan-Kebutuhan Buatan
Tanda-tanda terjadinya gejala pencemaran beban lebih (pollution
overload) sesungguhnya merupakan indikasi kondisi beban lebih yang
makin besar lagi di masa yang akan datang. Dengan adanya revolusi
industri,
menunjukan
bahwa
manusia
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
ternyata
mampu
memenuhi
6
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
kebutuhan pokok secara lebih pintar terhadap udara, air, pangan dan
papan.
Namun
akibat
dari
kemampuan
semacam
itu,
muncullah
perhatiannya terhadap kebutuhan-kebutuhan diluar yang pokok, dan
tidak terbatas hanya pada kebutuhan sekedar untuk bertahan hidup.
Pada akhir abad sembilan belas dan awal abad dua puluh, kendaraan
atau mobil, alat rumah tangga, dan makanan-minuman kemasan telah
menjadi
populer
dan
tampak
sebagai
kebutuhan
dalam
hal
ini
memenuhi tuntutan semacam itu dianggap sebagai ciri kehidupan dari
masyarakat industri yang modern.
Tidak seperti halnya yang dimaksudkan sebagai kebutuhan pokok
secara natural, kebutuhan non-natural biasanya disediakan dengan caracara proses industri, manufaktur, atau pengilangan (refinery), produksi
skala besar, distribusi, dst. Yang dalam hal ini umumnya disertai
dengan residu, produk samping yang bersifat komplek dan sebagian
dari residu tersebut tidak mudah terurai secara alami atau sulit
diasimilasikan oleh lingkungan.
Sebagian contoh adalah, perangkat rumah tangga pembakaran roti
(toaster) dari suatu keluarga modern. Sel-sel dan elemen pembakaran
dalam perangkat tersebut terbuat dari bahan baja, pemegangnya
(handel) terbuat dari plastik. Kabel-kabel tembaga dan insulator
sintesis mungkin juga digunakan dalam rangkaian penghubung arus
aliran listrik, dan karet digunakan sebagai pembungkus stop kontak,
dst. Dalam hal pengkajian terjadinya pencemaran yang disebabkan dari
manufaktur, produksi, distribusi dan penjualan perangkat ini, sangat
penting untuk memperhatikan semua komponen sumberdaya alam yang
dijadikan sebagai bahan baku alat tersebut, mulai dari penambangan
metal, ekstraksi dan pengilangan minyak bumi, pengapalan berbagai
material
terkait,
kemudian
manufaktur,
produksi,
penjualan dari produk akhir perangkat tersebut.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
distribusi,
dan
Dampak negatif
7
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
potensial dari semua yang dikemukakan diatas pada kualtas udara dan
kualitas air, adalah sangat signifikan. Lebih lanjut, jika potensi
pencemaran yang timbul akibat manufaktur perangkat tersebut dan
penggunaan alat-alat berat yang dibutuhkan untuk ekstraksi dan proses
berbagai bahan baku komponen toaster dipertimbangkan, maka daftar
rincian potensi pencemaran akan semakin panjang. Dan selanjutnya
problem-problem pembuangan limbah padat dari perangkat toaster yang
telah rusak karena masa pakainya, akan lebih memperpanjang lagi
daftar rincian pencemaran diatas.
Sebagai
peringatan,
pemenuhan
kebutuhan-kebutuhan
non-material
(buatan) dari suatu masyarakat modern akan menghasilkan residu ata
limbah yang lebih banyak dari pada dalam hal pemenuhan kebutuhankebutuhan yang bersifat natural, dan residu atau limbah semacam ini
sifatnya lebih sulit terurai atau lebih sulit diasimilasi oleh biosfir.
Semakin tinggi kondisi sosial ekonomi suatu masyarakat, maka akan
semakin tinggi pula kebutuhan-kebutuhan non-natural dan seiring
dengan
itu
semakin
tinggi
pula
kompleksitas
masalah-masalah
pencemaran yang diakibatkannya. Oleh karena itu, dampak negatif dari
suatu kehidupan masyarakat modern terhadap lingkungan menjadi
perhatian utama bagi para ahli rekayasa lingkungan.
II DAMPAK LINGKUNGAN TERHADAP MANUSIA
Meskipun sungai-sungai menjadi stagnan (menggenang), langit penuh
dengan asap, dan lahan pembuangan sampah berbau dan tidak enak
dipandang, masyarakat kadangkala masih memandang remeh atau
mengabaikan kondisi tersebut yang sesungguhnya merupakan indikasi
terjadinya kerusakan lingkungan. Masyarakat mulai menyadari adanya
kerusakan lingkungan bilamana mereka telah merasakan dampak dari
kondisi tersebut pada kesehatan mereka.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
8
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Meskipun sungai-sungai menjadi stagnan, langit penuh dengan asap,
dan
lahan
pembuangan
sampah
menjadi
berbau
dan
tidak
enak
dipandang, pada saat itu belum ada usaha-usaha untuk mereservasi
dampak negatif lingkungan pada manusia sampai suatu saat terjadi
gejala-gejala bahwa air, udara, dan tanah yang telah mengalami
pencemaran berat ternyata juga mendatangkan dampak negatif terhadap
kesehatan masyarakat, merusak keindahan dan budaya, bahkan secara
tidak langsung mengurangi peluang-peluang kegiatan ekonomi.
1
Kepedulian Terhadap Kesehatan
Elemen air, udara, dan tanah mungkin merupakan tempat tinggalnya
mikroba dan bahan-bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan
manusia. Berbagai macam penyakit menular dapat disebarkan melalui
elemen-elemen lingkungan akibat pembuangan limbah manusia maupun
binatang.
Baru pada akhir abad sembilan belas dapat dibuktikan adanya korelasi
antara agen-agen mikroba dalam air dan penyakit manusia, dan pada
saat
itu
mulai
penularan
dilakukan
penyakit
tindakan-tindakan
tersebut.
Melalui
efektif
program
pencegahan
imunisasi
dan
pengendalian lingkungan, sebagian besar penyakit yang ditularkan
melalui lingkungan dapat dihilangkan, terutama di negara-negara maju.
Akan tetapi tidaklah mungkin suatu negara akan bebas sama sekali dari
penyakit
menular
yang
dapat
ditularkan
melalui
lingkungan.
Penyebaran atau transmisi virus dan protozoa ternyata terbukti sulit
dikendalikan, namun terbukti pula bahwa kondisi sanitasi lingkungan
yang baik akan mengurangi epidemi terkait sampai pada tingkat yang
serendah-rendahnya.
Pencemaran
atmosfir
juga
memiliki
potensi
timbulnya
problem
penyakit dan kesehatan sehingga masalah pencemaran udara tersebut
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
9
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
sangatlah diperhatikan oleh para ahli rekayasa lingkungan. Masyarakat
yang tinggal di kota-kota padat pada umumnya telah merasakan dampak
penyakit akibat pencemaran udara. Akan tetapi baru pada akhir abad
sembilan belas saja peningkatan pencemaran berat telah menyebabkan
problema kesehatan secara dramatis. Beberapa kali tercatat adanya
asap tebal yang menyelimuti kota London pada saat itu, tetapi
kesadaran bahwa asap tersebut merupakan penyebab kematian sebagian
penduduk baru muncul setelah menelan korban jiwa sekitar 4000 orang.
Kejadian-kejadian semacam itu dialami pula di Amerika Serikat
sehingga muncullah tekat memerangi pencemaran udara secara serius.
Pemantauan kualitas udara dari kadar sulfur dioksida, timbal, dan
karbon
monoksida
di
areal
yang
udaranya
penuh
dengan
asap
menunjukan bahwa kadar yang relatif tinggi dari parameter tersebut
memiliki korelasi langsung dan tidak langsung terhadap kesehatan
masyarakat setempat. Penemuan ini telah menempatkan tindakantindakan pegendalian pencemaran udara pada puncak prioritas bagi
EPA (Environmental Protection Agency) maupun para ahli rekayasa
lingkungan pada umumnya.
Tidak saja terhadap pencemran udara perhatian tersebut ditujukan,
akan tetapi problem-problem lingkungan lainnya yang berkaitan dengan
kesehatan masyarakat juga menjadi sasaran perhatiannya. Penggunaan
berbagai macam bahan-bahan kimia dalam pertanian dan industri telah
memberikan
kontribusi
masuknya
senyawa-senyawa
baru
dalam
lingkungan. Beberapa senyawa tersebut sebagian didistribusikan secara
merata sehingga konsentrasi menjadi kecil, akan tetapi sebagian yang
lainnya terkonsentrasi pada satu lokasi tempat pembuangannya. Bahanbahan kimia tersebut mungkin tersebar melalui udara, air, dan tanah,
maupun melalui rantai makanan, sehingga dengan demikian memiliki
potensi menimbulkan dampak negatif atau bahaya bagi manusia.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
10
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Pestisida DDT pada saat itu digunakan secara ekstensif (luas) selama
pertengahan
abad
sembilan
belas
dan
merupakan
bahan
kimia
pemberantas malaria di berbagai belahan dunia. Lebih lanjut, pestisida
ini juga dimanfaatkan secara ekstensif sebagai pemberantas atau
pengendali pest pada bahan makan dan tumbuhan (sayuran dan buahbuahan). Manfaat yang diperoleh dari penggunaan pestisida tersebut
pada saat itu sangat dirasakan oleh masyarakat dan promotornya, Paul
Muller,
mendapatkan
penghargaan
hadiah Nobel
pada tahun1958
sebagai orang yang memberikan kontribusi pada bidang kesehatan
masyarakat. Akan tetapi penelitian-penelitian selanjutnya menunjukan
bahwa DDT merupakan toksin (racun) yang bersifat akumulatif dan
memiliki dampak negatif pula pada spesies-spesies non target. Analisis
traces DDT menunjukan bahwa DDT tersebut ditemukan hampir di
seluruh organisme hidup diseluruh dunia(pengguna DDT) termasuk
pada tubuh manusia. Meskipun kemudian penggunaan DDT dilarang di
Amerika, Eropa, dan negara-negara maju lainnya, namun bahan kimia
ini
masih
diproduksi,
terutama
untuk
kebutuhan
negara-negara
berkembang atau daerah-daerah tropis karena manfaatnya dianggap
lebih besar dari pada bahayanya.
Bahan
kimia
membahayakan
toksin
yang
kesehatan
populer
manusia
pada
adalah
akhir-akhir
dioxin
yang
ini
yang
formula
kimianya 2,3,7,8-tetrachlorodibenzoparadioxin. Terbentuknya bahan
kimia ini sebenarnya merupakan produk samping yang tidak disengaja
dalam pembuatan herbisida dan senyawa-senyawa pengawet kayu.
Dioxin
juga
dibentuk
dalam
proses
manufaktur
beberapa
jenis
disinfektan dan senyawa-senyawa pembersih (cleaning compounds).
Dioxin adalah senyawa beracun yang sangat kuat dan kehadirannya
dalam konsentrasi 1 ppb pun (misanya, 0,001mg/L) di lingkungan
sangat menjadi perhatian bagi para ahli rekayasa lingkungan.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
11
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Bahan kimia yang mengandung residu dioxin secara tidak disadari telah
digunakan secara luas pada akhir-akhir ini, dan sejauh ini tingkat
konsentrasi bahan beracun tersebut di lingkungan belum diketahui
secara pasti. Penemuan residu dioxin pada lokasi pembuangan sampah
dan tanah yang tercemar akibat bahan kimia yang mengandung dioxin
telah menjadi perhatian para ahli dan menghabisakan biaya yang sangat
besar dalam usaha-usahanya untuk membersihkan limbah tersebut.
2
Kepedulian Terhadap Masalah Non Kesehatan
Air dan udara yang bersih secara estetis adalah sangat menyenangkan.
Pada masa-masa lampau, kondisi semacam ini bisa dirasakan oleh
masyarakat, akan tetapi tidaklah demikian pada saat sekarang ini.
Udara yang bersih, tidak berbau; dan air sungai, danau yang jernih saat
ini cenderung jarang ditemukan. Sampah-sampah di jalan bahkan
cenderung semakin menyedihkan daripada menyenangkan. Tumpukan
barang-barang bekas, atau tempat pembuangan sampah akan lebih
terlihat hilangnya estetika dan ini merupakan akibat tidak adanya
managemen atau teknik-teknik pengelolaan sampah yang memadai.
Warisan dalam bentuk budaya dan estetika atau keindahan seolah-olah
telah
hilang
akibat
pencemaran.
Banyak
pendapat
yang
mengkhawatirkan akan adanya perusakan benda-benda peninggalan
atau monumen yang sekarang masih berdiri tegak akibat senyawasenyawa kimia yang terkandung dalam atmosfir yang mengalami
pencemaran. Tidak hanya itu, pencemaran juga merupakan ancaman
bagi kegiatan ekonomi masyarakat. Sebagai contoh, dulu suatu danau
dapat menunjang suatu kegiatan ekonomi yang mapan (perikanan,
pariwisata, pertanian), namun akibat pencemaran yang terjadi, kegiatan
ekonomi tersebut menjadi hilang. Sungai-sungai yang dulunya jernih,
dan dalam, pada akhirnya menjadi dangkal dan keruh akibat erosi dan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
12
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
pencemaran. Pada contoh diatas terlihat adanya ketidak seimbangan
bahwa kadangkala suatu kemajuan atau pembangunan yang dilakukan
oleh pihak lain merupakan kerugian dan hambatan bagi pihak lainnya,
atau bahkan kemajuan dan keuntungan itu secara tidak langsung juga
dibayar oleh pihak lainnya.
Ahli rekayasa lingkungan berkepentingan dalam melindungi makhluk
hidup
atau
masyarakat
dari
ancaman-ancaman
lingkungan
yang
tercemar guna menjamin adanya suatu kehidupan yang sehat, indah,
menyenangkan, dan menopang kegiatan ekonomi yang serasi.
III PERBAIKAN KUALITAS LINGKUNGAN
Didalam
kegiatan
perbaikan
kualitas
lingkungan,
ahli
rekayasa
lingkungan berperan penting dalam program-program pengelolaan
lingkungan. Dalam hal ini program pengelolaan lngkungan mungkin
dibedakan menjadi dua yaitu aspek strategi dan aspek teknik. Aspek
strategi
lingkungan
menekankan
perancangan
secara
menyeluruh
(comphehensive plans) yang biasanya mengarah pada berbagai macam
masalah yang terjadi dalam satu areal tertentu, misalnya, program
perbaikan kualitas danau Toba, program perbaikan kualitas sungai
Brantas, program perbaikan kualitas udara di lingkungan industri,
program pengumpulan dan pembuangan sampah kota Bandung. dst.
Aspek strategi lingkungan pada ummnya dicobakan dalam arena politik
dan kebijakan. Pertimbangan-pertimbangan harus mencakup faktor
ekonomi,
sosial,
dan
demografi.
Secara
umum,
ahli
rekayasa
lingkungan tidaklah mencolok keterlibatannya dalam memikirkan atau
merencanakan strategi lingkungan. Namun demikian mereka harus
merupakan anggota team yang sangat penting dari sekian banyak ahliahli disiplin ilmu lainnya yang terlibat dalam pengelolaan kualitas
lingkungan. Masukan (input) dari ahli rekayasa lingkungan adalah
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
13
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
sangat diperlukan dalam strategi lingkungan terutama dalam hal
memperkirakan atau assessment dampak-dampak terhadap lingkungan
akibat berbagai beban kontaminan dan pencemar, serta dalam hal
mencari solusi-solusi teknis yang bisa diusulkan guna mengatasi
masalah tersebut.
Ahli rekayasa lingkungan biasanya lebih ditekankan keterlibatannya
dalam kaitannya dengan implementasi aspek-aspek teknis lingkungan
yaitu cara-cara untuk mencapai tujuan yang digariskan dalam aspek
strategi lingkungan. Bagian-bagian yang dikerjakan ahli rekayasa
lingkungan sehubungan dengan implementasi dari strategi tersebut
terutama mencakup disain, konstruksi, dan operasi suatu instansi
pengolahan air, udara, dan limbah padat (sampah) . Sebagai contoh,
ahli rekayasa lingkungan akan terlibat secara langsung dalam hal
perencanaan proses tersier pemisahan phosphorous dari efluen suatu
instalasi pengolahan air limbah, dalam hal perencanaan instalasi
pemisahan senyawa hidrokarbon dalam sistem pengilangan gas, dalam
hal disain instalasi pengolahan limbah padat atau sampah.
V. PERAN PARA AHLI REKAYASA LINGKUNGAN
Ketika polutan masuk kedalam air, udara atau tanah, proses secara
natural seperti pengenceran, konversi biologis, dan reaksi kimiawi
akan terjadi yang dalam hal ini material polutan akan dikonversikan
menjadi produk lain yang lebih dapat diterima oleh lingkungan dan
kemudian disebarkan ke lingkungan yang lebih luas. Pada kondisi
sekarang ini proses secara natural tidak lagi dapat diandalkan bisa
menuntaskan proses-proses pemurnian polutan tersebut, oleh karena
fasilitas-fasilitas pengolahan harus dibangun yang pada dasarnya
proses yang terjadi dalam instalasi ini serupa dengan proses natural.
Proses rekayasa (engineered proses) meskipun serupa dengan proses
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
14
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
natural, akan tetapi lebih dioptimalkan, dan lebih intensif, sehingga
mampu mengolah polutan lebih besar volumenya dan lebih cepat
prosesnya. Ahli rekayasa lingkungan meniru prinsip-prinsip mekanisme
proses natural dalam sostem rekayasa (engineered system) untuk
mengendalikan lingkungan, misalnya dalam hal merancang konstruksi
pipa stack guna mendispersikan dan mengencerkan polutan udara,
dalam hal mendesain instalasi pengolahan air limbah, dalam hal
merancang proses oksidasi presipitasi kimiawi untuk mengolah besi
dan mangan dalam penyediaan air minum, atau dalam hal perencanaan
dan operasi sistem pembuangan sampah-sanitary landfill.
Sangat jarang bagi ahli rekayasa lingkungan terlibat dalam desaindesain yang serupa dengan proses alamiah, misalnya dalam hal
perencanaan kontainer untuk pembuangan limbah bahaya seperti bahanbahan toksit, dan material radio aktif, yang dalam hal ini material
tersebut harus terisolir kehadirannya di lingkungan dan praktik-praktik
pengenceran atau dispersian ke alam terbuka tidak diperbolehkan. Oleh
sebab itu penguasaan atau pemahaman tentang proses-proses natural
dan
proses
pemurnian
rekayasa
(engineered
purification
proses)
mencakup proses biologis dan reaksi-reaksi kimiawi sangat diperlukan.
Dengan demikian, selain pengetahuan dalam bidang matematika, fisika
dan
ilmu-ilmu
rekayasa
(engineering
science),
ahli
rekayasa
lingkungan harus memiliki pengetahuan dasar dalam bidang biologi
dan kimia. Pentingnya pengetahuan bidang biologi dan kimia dalam
environmental engineering barang kali sebagaimana pentingnya ilmu
statika dan tegangan material dalam bidang teknik sipil.
Keunikan ahli rekayasa lingkungan adalah dalam perannya sebagai
jembatan
antara
ilmu
biologi
dan
teknologi
dengan
cara
mengaplikasikan semua teknik-teknik yang diciptakan dalam teknologi
rekayasa
modern
untuk
membersihkan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
limbah-limbah
yang
15
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
ditinggalkan akibat pemanfaatan hasil teknologi yang sembarangan.
Kesetimbangan alam dari biosfir telah terganggu dan kondisi yang
sekarang ini dirasakan merupakan akibat dari ketidakpedulian kita
terhadap
terbatasnya
kemampuan
alam
dalam
menetralkan
beban
polutan dan juga akibat dari ketidakpedulian kita terhadap terbatasnya
kapasitas mekanisme proses pemurnian secara alami dari biosfir.
Kesadaran yang sungguh-sungguh terhadap keterbatasan proses-proses
alami, sangat mempengaruhi sikap dan peran para ahli rekayasa
lingkungan. Sebagai contoh, berdasarkan hukum kekekalan massa dan
energi, tampak bahwa polutan seakan-akan tidak bisa dihilangkan sama
sekali dan ahli rekayasa lingkungan sangat dibatasi oleh hal-hal
demikian. Dengan demikian dalam hal pengolahan air limbah, pada
prinsipnya adalah mengkonversikan material yang tidak dikehendaki
menjadi material lain dalam bentuk yang lebih dapat diterima, atau
dengan cara mendispersikan material tersebut sehingga konsentrasinya
menjadi jauh lebih, atau mengkonsentrasikan material tersebut menjadi
jauh
lebih
pekat
untuk
diisolasikan
dari
kehadirannya
dalam
lingkungan.
Dalam segala hal, produk akhir dari proses pengolahan polutan untuk
air,
udara,
bertentangan
atau
limbah
dengan
padat
sumberdaya
(sampah),
alam
harus
yang
ada
kompatibel-tidak
di
lingkungan
bersangkutan dan tidak boleh merusak daya assimilatif dari hidrosfir,
atmosfir, atau litosfir. Sebagaimana halnya dalam bidang teknik sipil,
secara sederhana dapat dikatakan bahwa produk akhir yang berupa
balok penahan beban haruslah sedemikian kuat untuk menahan beban
yang lebih berat.
Hanya dengan cara menerapkan teknologi yang selaras dengan sifatsifat alami dari lingkungan maka dapatlah dicapai tujuan-tujuan dari
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
16
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
bidang profesi rekayasa lingkungan, yaitu perlindungan lingkungan
dari kerusakan akibat aktifitas manusia, perlindungan masnuia dari
dampak-dampak merugikan akibat faktor lingkungan dan perbaikan
kualitas lingkungan demi kesehatan manusia dan makhluk hidup
lainnya.
Bahan Bacaan:
-
Cunningham,
W.P
&
B.W.
Saigo.
1999.
(Environmental
Science: a global concern. Fifth edition. McGraw-Hill, Boston )
-
Kupchella,
C.E.
&
M.C.
Hyland.
1993.
(Environmental
Science: living within the system of nature. Prentoce-Hall
International, New Jersey ).
-
Miller, G. Tyler, Jr. 2000, 1998 atau 1996. Living in the
environment: principle, connection, and solution. Books/Cole
publishing Company, Pasific Grove, CA.
-
Raven, P.H., L.R. Berg&G.B. Johnson. 1998. Environment.
Second edition. Saunders College Publishing, Fortworth, FL
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
17
Salmani, ST, MT, MS
BAB 1
REKAYASA LINGKUNGAN
(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
Tujuan Instruksional Umum:
Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu memahami
pemahaman
tentang
sifat-sifat
dan
karakteristik
lingkungan
dan
intraksi manusia dengan lingkungan.
Tujuan Instruksional Khusus:
Mahasiswa mampu menjelaskan
Menjelaskan sifat-sifat dan karakteristik lingkungan dan intraksi
manusia dengan lingkungan.
Menjelaskan dampak kegiatan manusian terhadap lingkungan
Menjelaskan Dampak lingkungan terhadap manusia
Dapat mengelola kegiatan perbaikan kualitas lingkungan, sebagai
ahli rekayasa lingkungan yang berperan penting dalam programprogram pengelolaan lingkungan.
Menjelaskan peranan ahli rekayasa lingkungan dalam kehidupan
sehari hari.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
1
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
PERTEMUAN PERTAMA
REKAYASA LINGKUNGAN
(ENVIRONMENTAL ENGINEERING)
Rekayasa
lingkungan
atau
(Environmental
Engineering)
telah
didefinisikan sebagai cabang bidang ilmu rekayasa (Engineering) yang
memperhatikan
atau
memfokuskan
pada
masalah
perlindungan
lingkungan dari kemungkinan terjadinya kerusakan akibat aktivitas
manusia, serta perlindungan pada populasi manusia dari kemungkinan
terjadinya efek negatif membahayakan atau merugikan kesehatan
manusia akibat pengaruh faktor lingkungan, dan dengan demikian
rekayasa lingkungan akan selalu melibatkan diri dalam perbaikanperbaikan kualitas lingkungan untuk tujuan kesehatan manusia dan
makhluk hidup pada umumnya secara keseluruhan.
Sebagaimana
yang
dimaksudkan
dalam
definisi
diatas,
manusia
dipastikan akan berinteraksi dengan lingkungannya, yang dalam hal ini,
suatu ketika aktivitas manusia menimbulkan dampak negatif pada
lingkungan
dan suatu
ketika
yang
lain
manusia
menerima
atau
mendapatkan dampak negatif akibat terjadinya pencemaran lingkungan.
Pemahaman
tentang
sifat-sifat
dan
karakteristik
lingkungan
dan
intraksi manusia dengan lingkungan tersebut dengan demikian sangat
diperlukan
guna
mengetahui
lingkup
kerja
lingkungan
atau
Environmental Engineering.
I
LINGKUNGAN
Dengan pernyataan yang sederhana, lingkungan dapat didefinisikan
sebagai
materi
dan
kondisi
yang
ada
disekitar
makhluk
hidup
(manusia). Akan tetapi, dalam kaitannya dengan keterlibatan para ahli
rekayasa
lingkungan,
suatu
definisi
yang
lebih
spesifik
perlu
dikembangkan. Bagi para ahli rekayasa lingkungan, kata lingkungan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
2
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
barangkali mencakup demensi global, atau merujuk pada suatu areal
tertentu yang dalam hal ini masalah atau problema spesifik sedang
dikaji, atau barangkali dalam kaitannya dengan materi yang ada dalam
lingkungan yang dimaksud, merujuk pada sejumlah volume cairan,
volume gas, atau materi padat yang terdapat dalam suatu reaktor
instalasi pengolahan (treatment plant).
Lingkungan global terdiri dari atmosfir, hidrosfir, dan litosfir, yang
dalam
hal
ini
sumberdaya
alam
pendukung
kehidupan
di
bumi
ditemukan atau berada. Atmosfir, terdiri dari campuran berbagai gas
yang berada di atas permukaan bumi, dihasilkan dari elemen-elemen
bumi
yang
pembentukan
telah
mengalami
proses
dan metamorfosisnya.
gasfikasi
sepanjang
Hidrosfir terdiri
masa
dari lautan,
danau, sungai, dan air tanah yang dalam hal ini infiltrasi dan eksfiltrasi
terhadap air sungai bisa berlangsung. Litosfir adalah lapisan tanah
yang menyelimuti inti bumi.
Biosfir adalah lapisan yang menyelimuti bumi terdiri dari atmosfir dan
litosfir di sekitar permukaan bumi, termasuk disini adalah hidrosfir.
Dalam lapisan biosfir inilah bentuk kehidupan bumi termasuk manusia
dapat berlangsung. Sumberdaya alam yang mendukung kehidupan
dalam bentuk gas, cairan, dan materi padat mengalami sirkulasi atau
siklus dalam biosfir sehingga kelangsungan hidup organisme dan
makhluk lainnya dapat terjamin.
Sumberdaya alam pendukung kehidupan, seperti udara, makanan, dan
air, diperoleh dari lapisan biosfir. Dengan demikian pulalah, produkproduk sampingan dalam bentuk limbah cair, gas, dan sampah akan
kembali masuk dalam lapisan biosfir. Sejak permulaan waktu, lapisan
biosfir telah menerima dan mengasimilasikan limbah-limbah yang
dihasilkan dari kehidupan tumbuhan dan binatang serta manusia. Alam
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
3
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
semesta atau sistem natural ternyata sangat aktif, yang dalam hal ini,
misalnya menyebarluaskan asap akibat kebakaran hutan, mengencerkan
limbah manusia dan binatang kedalam sungai atau badan air lainnya,
dan mengkonversikan sampah-sampah tumbuhan dan bangkai makhluk
hidup
lainnya
menjadi
material
lain
sebagai
penyokong
siklus
kehidupan makhluk di biosfir.
Setiap aktivitas makhluk kehidupan, setiap perubahan karakteristik
fisik; kimiawi; dan biologi dari lingkungan, dan setiap insiden atau
kejadian yang semuanya mengakibatkan kerusakan kualitas lingkungan,
selalu dapat dikatakan bahwa sumberdaya alam memiliki kapasitas
untuk merestorasi atau memperbaiki kualitas lingkungan yang telah
rusak tersebut. Hanya saja, dalam beberapa tahun terakhir yang
dirasakan ini, kapasitas merestorasi dan asimilasi dari biosfir tidak lagi
seimbang sebagaimana yang terjadi beberapa tahun silam. Sistem alam
atau sistem natural telah beroperasi dan berlangsung selama berjutajuta tahun dan sekarang mulai tampak tanda-tanda terjadinya stress,
terutama akibat dampak negatif atas kegiatan-kegiatan manusia di
lingkungan ini.
I
DAMPAK KEGIATAN MANUSIA PADA LINGKUNGAN
Pada kondisi alamiah, bentuk-bentuk kehidupan di bumi berada dalam
kesetimbangan dengan alam lingkungannya. Jumlah dan aktivitas setiap
spesies
makhluk hidup dipengaruhi
oleh sumberdaya
alam
yang
tersedia bagi makhluk hidup tersebut. Interaksi spesies-spesies adalah
saling mendukung, yang dalam hal ini seringkali produk limbah dari
satu spesies menjadi sumber makanan bagi spesies yang lainnya.
Manusia sendiri memiliki kemampuan untuk mengumpulkan bahanbahan makanan tidak saja dari lingkungan disekitarnya dan mengolah
bahan tersebut menjadi bahan yang lebih tahan lama sebagai cadangan.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
4
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Kemampuan ini menjadikan manusia bisa bertahan hidup lebih dari
yang
lainnya
meskipun
di
lingkungannya
banyak
keterbatasan
sumberdaya alam pendukung kehidupannya. Namun sayangnya, limbah
(baik yang natural maupun manufaktur) yang dihasilkan dan dibuang
kedalam biosfir oleh manusia ini akhirnya semakin hari semakin
mengganggu kesetimbangan proses alami.
Anthropogenic, atau polutan yang dihasilkan dari kegiatan manusia ini
akhirnya telah melebihi beban yang dapat diterima oleh lingkungan.
Kondisi kelebihan beban ini (overloading) disadari secara terlambat,
mungkin karena selama itu manusia sudah terbiasa dengan kondisi yang
masih setimbang dengan lingkungannya. Kondisi lingkungan yang
seperti itu menunjukan bahwa masyarakat tersebut belum memiliki
kesadaran terhadap lingkungan sebagaimana yang telah dilakukan oleh
masyarakat di negara maju.
1
Pemenuhan Kebutuhan-Kebutuhan Natural
Manusia
pada
awalnya
memanfaatkan
sumberdaya
alam
untuk
memenuhi kebutuhan-kebutuhannya, misalnya air, udara, makanan dan
papan. Sumberdaya alam yang tersedia tanpa dilakukan pemrosesan
secara manufaktur ini ditemukan didalam biosfir, dan limbah atau
residu yang dihasilkan dari pemanfaatan sumber alam tersebut pada
umumnya
lingkungan.
dapat
diasimilasikan
Dalam
kehidupan
atau
dimurnikan
primitif,
manusia
kembali
makan
oleh
tumbuh-
tumbuhan dan binatang tanpa merusak kualitas atmosfir akibat asap
yang dihasilkan dari kegiatan membakar(memasak) makanan tersebut.
Bahkan ketika pemanfaatan api guna masak-memasak makanan menjadi
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
5
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
lazim dalam kehidupan manusia pada saat itu, jumlah asap yang relatif
sedikit dari kegiatan tersebut dapat dengan mudah dan cepat disebarkan
serta diasimilasikan oleh atmosfir.
Pada mulanya dalam kehidupan masyarakat seringkali suatu komunitas
meminum air dari sungai yang dalam hal ini sungai tersebut juga
digunakan sebagai tempat pembuangan limbah manusia dan tempat
mandi. Pada saat itu dampak negatif atas pemanfaatan sungai semacam
itu tidaklah tampak karena proses pemurnian secara alami dapat terjadi
dengan cepat guna merestorasikan kualitas air sungai tersebut. Atau
seringkali dalam kehidupan nomaden, suatu populasi atau komunitas
meninggalkan begitu saja limbah-limbahnya yang sulit diuraikan
(refactory material) dan sulit diabsorb oleh atmosfir, hidrosfir, atau
litosfir. Dan material-material yang sulit terurai tersebut pada saat itu
jumlahnya sangat sedikit dan tidak mencolok dampak problem yang
ditimbulkan.
Ketika masyarakat mulai berkumpul dalam suatu komunitas yang lebih
besar dan lebih mapan, maka mulai pulalah mereka menyadari adanya
dampak-dampak
negatif
dari
lungkungan
lokalnya
yang
semakin
signifikan. Pada tahun 61SM, masak-memasak dan pemanasan ruangan
dirasakan menimbulkan problem pencemaran udara. Pada akhir abad
sembilan belas, air dari sungai Rhein dan sungai Thames telah menjadi
tercemar berat dan tidak dapat lagi mendukung kehidupan ikan di
sungai tersebut.
2
Pemenuhan Kebutuhan-Kebutuhan Buatan
Tanda-tanda terjadinya gejala pencemaran beban lebih (pollution
overload) sesungguhnya merupakan indikasi kondisi beban lebih yang
makin besar lagi di masa yang akan datang. Dengan adanya revolusi
industri,
menunjukan
bahwa
manusia
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
ternyata
mampu
memenuhi
6
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
kebutuhan pokok secara lebih pintar terhadap udara, air, pangan dan
papan.
Namun
akibat
dari
kemampuan
semacam
itu,
muncullah
perhatiannya terhadap kebutuhan-kebutuhan diluar yang pokok, dan
tidak terbatas hanya pada kebutuhan sekedar untuk bertahan hidup.
Pada akhir abad sembilan belas dan awal abad dua puluh, kendaraan
atau mobil, alat rumah tangga, dan makanan-minuman kemasan telah
menjadi
populer
dan
tampak
sebagai
kebutuhan
dalam
hal
ini
memenuhi tuntutan semacam itu dianggap sebagai ciri kehidupan dari
masyarakat industri yang modern.
Tidak seperti halnya yang dimaksudkan sebagai kebutuhan pokok
secara natural, kebutuhan non-natural biasanya disediakan dengan caracara proses industri, manufaktur, atau pengilangan (refinery), produksi
skala besar, distribusi, dst. Yang dalam hal ini umumnya disertai
dengan residu, produk samping yang bersifat komplek dan sebagian
dari residu tersebut tidak mudah terurai secara alami atau sulit
diasimilasikan oleh lingkungan.
Sebagian contoh adalah, perangkat rumah tangga pembakaran roti
(toaster) dari suatu keluarga modern. Sel-sel dan elemen pembakaran
dalam perangkat tersebut terbuat dari bahan baja, pemegangnya
(handel) terbuat dari plastik. Kabel-kabel tembaga dan insulator
sintesis mungkin juga digunakan dalam rangkaian penghubung arus
aliran listrik, dan karet digunakan sebagai pembungkus stop kontak,
dst. Dalam hal pengkajian terjadinya pencemaran yang disebabkan dari
manufaktur, produksi, distribusi dan penjualan perangkat ini, sangat
penting untuk memperhatikan semua komponen sumberdaya alam yang
dijadikan sebagai bahan baku alat tersebut, mulai dari penambangan
metal, ekstraksi dan pengilangan minyak bumi, pengapalan berbagai
material
terkait,
kemudian
manufaktur,
produksi,
penjualan dari produk akhir perangkat tersebut.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
distribusi,
dan
Dampak negatif
7
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
potensial dari semua yang dikemukakan diatas pada kualtas udara dan
kualitas air, adalah sangat signifikan. Lebih lanjut, jika potensi
pencemaran yang timbul akibat manufaktur perangkat tersebut dan
penggunaan alat-alat berat yang dibutuhkan untuk ekstraksi dan proses
berbagai bahan baku komponen toaster dipertimbangkan, maka daftar
rincian potensi pencemaran akan semakin panjang. Dan selanjutnya
problem-problem pembuangan limbah padat dari perangkat toaster yang
telah rusak karena masa pakainya, akan lebih memperpanjang lagi
daftar rincian pencemaran diatas.
Sebagai
peringatan,
pemenuhan
kebutuhan-kebutuhan
non-material
(buatan) dari suatu masyarakat modern akan menghasilkan residu ata
limbah yang lebih banyak dari pada dalam hal pemenuhan kebutuhankebutuhan yang bersifat natural, dan residu atau limbah semacam ini
sifatnya lebih sulit terurai atau lebih sulit diasimilasi oleh biosfir.
Semakin tinggi kondisi sosial ekonomi suatu masyarakat, maka akan
semakin tinggi pula kebutuhan-kebutuhan non-natural dan seiring
dengan
itu
semakin
tinggi
pula
kompleksitas
masalah-masalah
pencemaran yang diakibatkannya. Oleh karena itu, dampak negatif dari
suatu kehidupan masyarakat modern terhadap lingkungan menjadi
perhatian utama bagi para ahli rekayasa lingkungan.
II DAMPAK LINGKUNGAN TERHADAP MANUSIA
Meskipun sungai-sungai menjadi stagnan (menggenang), langit penuh
dengan asap, dan lahan pembuangan sampah berbau dan tidak enak
dipandang, masyarakat kadangkala masih memandang remeh atau
mengabaikan kondisi tersebut yang sesungguhnya merupakan indikasi
terjadinya kerusakan lingkungan. Masyarakat mulai menyadari adanya
kerusakan lingkungan bilamana mereka telah merasakan dampak dari
kondisi tersebut pada kesehatan mereka.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
8
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Meskipun sungai-sungai menjadi stagnan, langit penuh dengan asap,
dan
lahan
pembuangan
sampah
menjadi
berbau
dan
tidak
enak
dipandang, pada saat itu belum ada usaha-usaha untuk mereservasi
dampak negatif lingkungan pada manusia sampai suatu saat terjadi
gejala-gejala bahwa air, udara, dan tanah yang telah mengalami
pencemaran berat ternyata juga mendatangkan dampak negatif terhadap
kesehatan masyarakat, merusak keindahan dan budaya, bahkan secara
tidak langsung mengurangi peluang-peluang kegiatan ekonomi.
1
Kepedulian Terhadap Kesehatan
Elemen air, udara, dan tanah mungkin merupakan tempat tinggalnya
mikroba dan bahan-bahan kimia yang berbahaya bagi kesehatan
manusia. Berbagai macam penyakit menular dapat disebarkan melalui
elemen-elemen lingkungan akibat pembuangan limbah manusia maupun
binatang.
Baru pada akhir abad sembilan belas dapat dibuktikan adanya korelasi
antara agen-agen mikroba dalam air dan penyakit manusia, dan pada
saat
itu
mulai
penularan
dilakukan
penyakit
tindakan-tindakan
tersebut.
Melalui
efektif
program
pencegahan
imunisasi
dan
pengendalian lingkungan, sebagian besar penyakit yang ditularkan
melalui lingkungan dapat dihilangkan, terutama di negara-negara maju.
Akan tetapi tidaklah mungkin suatu negara akan bebas sama sekali dari
penyakit
menular
yang
dapat
ditularkan
melalui
lingkungan.
Penyebaran atau transmisi virus dan protozoa ternyata terbukti sulit
dikendalikan, namun terbukti pula bahwa kondisi sanitasi lingkungan
yang baik akan mengurangi epidemi terkait sampai pada tingkat yang
serendah-rendahnya.
Pencemaran
atmosfir
juga
memiliki
potensi
timbulnya
problem
penyakit dan kesehatan sehingga masalah pencemaran udara tersebut
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
9
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
sangatlah diperhatikan oleh para ahli rekayasa lingkungan. Masyarakat
yang tinggal di kota-kota padat pada umumnya telah merasakan dampak
penyakit akibat pencemaran udara. Akan tetapi baru pada akhir abad
sembilan belas saja peningkatan pencemaran berat telah menyebabkan
problema kesehatan secara dramatis. Beberapa kali tercatat adanya
asap tebal yang menyelimuti kota London pada saat itu, tetapi
kesadaran bahwa asap tersebut merupakan penyebab kematian sebagian
penduduk baru muncul setelah menelan korban jiwa sekitar 4000 orang.
Kejadian-kejadian semacam itu dialami pula di Amerika Serikat
sehingga muncullah tekat memerangi pencemaran udara secara serius.
Pemantauan kualitas udara dari kadar sulfur dioksida, timbal, dan
karbon
monoksida
di
areal
yang
udaranya
penuh
dengan
asap
menunjukan bahwa kadar yang relatif tinggi dari parameter tersebut
memiliki korelasi langsung dan tidak langsung terhadap kesehatan
masyarakat setempat. Penemuan ini telah menempatkan tindakantindakan pegendalian pencemaran udara pada puncak prioritas bagi
EPA (Environmental Protection Agency) maupun para ahli rekayasa
lingkungan pada umumnya.
Tidak saja terhadap pencemran udara perhatian tersebut ditujukan,
akan tetapi problem-problem lingkungan lainnya yang berkaitan dengan
kesehatan masyarakat juga menjadi sasaran perhatiannya. Penggunaan
berbagai macam bahan-bahan kimia dalam pertanian dan industri telah
memberikan
kontribusi
masuknya
senyawa-senyawa
baru
dalam
lingkungan. Beberapa senyawa tersebut sebagian didistribusikan secara
merata sehingga konsentrasi menjadi kecil, akan tetapi sebagian yang
lainnya terkonsentrasi pada satu lokasi tempat pembuangannya. Bahanbahan kimia tersebut mungkin tersebar melalui udara, air, dan tanah,
maupun melalui rantai makanan, sehingga dengan demikian memiliki
potensi menimbulkan dampak negatif atau bahaya bagi manusia.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
10
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Pestisida DDT pada saat itu digunakan secara ekstensif (luas) selama
pertengahan
abad
sembilan
belas
dan
merupakan
bahan
kimia
pemberantas malaria di berbagai belahan dunia. Lebih lanjut, pestisida
ini juga dimanfaatkan secara ekstensif sebagai pemberantas atau
pengendali pest pada bahan makan dan tumbuhan (sayuran dan buahbuahan). Manfaat yang diperoleh dari penggunaan pestisida tersebut
pada saat itu sangat dirasakan oleh masyarakat dan promotornya, Paul
Muller,
mendapatkan
penghargaan
hadiah Nobel
pada tahun1958
sebagai orang yang memberikan kontribusi pada bidang kesehatan
masyarakat. Akan tetapi penelitian-penelitian selanjutnya menunjukan
bahwa DDT merupakan toksin (racun) yang bersifat akumulatif dan
memiliki dampak negatif pula pada spesies-spesies non target. Analisis
traces DDT menunjukan bahwa DDT tersebut ditemukan hampir di
seluruh organisme hidup diseluruh dunia(pengguna DDT) termasuk
pada tubuh manusia. Meskipun kemudian penggunaan DDT dilarang di
Amerika, Eropa, dan negara-negara maju lainnya, namun bahan kimia
ini
masih
diproduksi,
terutama
untuk
kebutuhan
negara-negara
berkembang atau daerah-daerah tropis karena manfaatnya dianggap
lebih besar dari pada bahayanya.
Bahan
kimia
membahayakan
toksin
yang
kesehatan
populer
manusia
pada
adalah
akhir-akhir
dioxin
yang
ini
yang
formula
kimianya 2,3,7,8-tetrachlorodibenzoparadioxin. Terbentuknya bahan
kimia ini sebenarnya merupakan produk samping yang tidak disengaja
dalam pembuatan herbisida dan senyawa-senyawa pengawet kayu.
Dioxin
juga
dibentuk
dalam
proses
manufaktur
beberapa
jenis
disinfektan dan senyawa-senyawa pembersih (cleaning compounds).
Dioxin adalah senyawa beracun yang sangat kuat dan kehadirannya
dalam konsentrasi 1 ppb pun (misanya, 0,001mg/L) di lingkungan
sangat menjadi perhatian bagi para ahli rekayasa lingkungan.
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
11
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
Bahan kimia yang mengandung residu dioxin secara tidak disadari telah
digunakan secara luas pada akhir-akhir ini, dan sejauh ini tingkat
konsentrasi bahan beracun tersebut di lingkungan belum diketahui
secara pasti. Penemuan residu dioxin pada lokasi pembuangan sampah
dan tanah yang tercemar akibat bahan kimia yang mengandung dioxin
telah menjadi perhatian para ahli dan menghabisakan biaya yang sangat
besar dalam usaha-usahanya untuk membersihkan limbah tersebut.
2
Kepedulian Terhadap Masalah Non Kesehatan
Air dan udara yang bersih secara estetis adalah sangat menyenangkan.
Pada masa-masa lampau, kondisi semacam ini bisa dirasakan oleh
masyarakat, akan tetapi tidaklah demikian pada saat sekarang ini.
Udara yang bersih, tidak berbau; dan air sungai, danau yang jernih saat
ini cenderung jarang ditemukan. Sampah-sampah di jalan bahkan
cenderung semakin menyedihkan daripada menyenangkan. Tumpukan
barang-barang bekas, atau tempat pembuangan sampah akan lebih
terlihat hilangnya estetika dan ini merupakan akibat tidak adanya
managemen atau teknik-teknik pengelolaan sampah yang memadai.
Warisan dalam bentuk budaya dan estetika atau keindahan seolah-olah
telah
hilang
akibat
pencemaran.
Banyak
pendapat
yang
mengkhawatirkan akan adanya perusakan benda-benda peninggalan
atau monumen yang sekarang masih berdiri tegak akibat senyawasenyawa kimia yang terkandung dalam atmosfir yang mengalami
pencemaran. Tidak hanya itu, pencemaran juga merupakan ancaman
bagi kegiatan ekonomi masyarakat. Sebagai contoh, dulu suatu danau
dapat menunjang suatu kegiatan ekonomi yang mapan (perikanan,
pariwisata, pertanian), namun akibat pencemaran yang terjadi, kegiatan
ekonomi tersebut menjadi hilang. Sungai-sungai yang dulunya jernih,
dan dalam, pada akhirnya menjadi dangkal dan keruh akibat erosi dan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
12
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
pencemaran. Pada contoh diatas terlihat adanya ketidak seimbangan
bahwa kadangkala suatu kemajuan atau pembangunan yang dilakukan
oleh pihak lain merupakan kerugian dan hambatan bagi pihak lainnya,
atau bahkan kemajuan dan keuntungan itu secara tidak langsung juga
dibayar oleh pihak lainnya.
Ahli rekayasa lingkungan berkepentingan dalam melindungi makhluk
hidup
atau
masyarakat
dari
ancaman-ancaman
lingkungan
yang
tercemar guna menjamin adanya suatu kehidupan yang sehat, indah,
menyenangkan, dan menopang kegiatan ekonomi yang serasi.
III PERBAIKAN KUALITAS LINGKUNGAN
Didalam
kegiatan
perbaikan
kualitas
lingkungan,
ahli
rekayasa
lingkungan berperan penting dalam program-program pengelolaan
lingkungan. Dalam hal ini program pengelolaan lngkungan mungkin
dibedakan menjadi dua yaitu aspek strategi dan aspek teknik. Aspek
strategi
lingkungan
menekankan
perancangan
secara
menyeluruh
(comphehensive plans) yang biasanya mengarah pada berbagai macam
masalah yang terjadi dalam satu areal tertentu, misalnya, program
perbaikan kualitas danau Toba, program perbaikan kualitas sungai
Brantas, program perbaikan kualitas udara di lingkungan industri,
program pengumpulan dan pembuangan sampah kota Bandung. dst.
Aspek strategi lingkungan pada ummnya dicobakan dalam arena politik
dan kebijakan. Pertimbangan-pertimbangan harus mencakup faktor
ekonomi,
sosial,
dan
demografi.
Secara
umum,
ahli
rekayasa
lingkungan tidaklah mencolok keterlibatannya dalam memikirkan atau
merencanakan strategi lingkungan. Namun demikian mereka harus
merupakan anggota team yang sangat penting dari sekian banyak ahliahli disiplin ilmu lainnya yang terlibat dalam pengelolaan kualitas
lingkungan. Masukan (input) dari ahli rekayasa lingkungan adalah
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
13
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
sangat diperlukan dalam strategi lingkungan terutama dalam hal
memperkirakan atau assessment dampak-dampak terhadap lingkungan
akibat berbagai beban kontaminan dan pencemar, serta dalam hal
mencari solusi-solusi teknis yang bisa diusulkan guna mengatasi
masalah tersebut.
Ahli rekayasa lingkungan biasanya lebih ditekankan keterlibatannya
dalam kaitannya dengan implementasi aspek-aspek teknis lingkungan
yaitu cara-cara untuk mencapai tujuan yang digariskan dalam aspek
strategi lingkungan. Bagian-bagian yang dikerjakan ahli rekayasa
lingkungan sehubungan dengan implementasi dari strategi tersebut
terutama mencakup disain, konstruksi, dan operasi suatu instansi
pengolahan air, udara, dan limbah padat (sampah) . Sebagai contoh,
ahli rekayasa lingkungan akan terlibat secara langsung dalam hal
perencanaan proses tersier pemisahan phosphorous dari efluen suatu
instalasi pengolahan air limbah, dalam hal perencanaan instalasi
pemisahan senyawa hidrokarbon dalam sistem pengilangan gas, dalam
hal disain instalasi pengolahan limbah padat atau sampah.
V. PERAN PARA AHLI REKAYASA LINGKUNGAN
Ketika polutan masuk kedalam air, udara atau tanah, proses secara
natural seperti pengenceran, konversi biologis, dan reaksi kimiawi
akan terjadi yang dalam hal ini material polutan akan dikonversikan
menjadi produk lain yang lebih dapat diterima oleh lingkungan dan
kemudian disebarkan ke lingkungan yang lebih luas. Pada kondisi
sekarang ini proses secara natural tidak lagi dapat diandalkan bisa
menuntaskan proses-proses pemurnian polutan tersebut, oleh karena
fasilitas-fasilitas pengolahan harus dibangun yang pada dasarnya
proses yang terjadi dalam instalasi ini serupa dengan proses natural.
Proses rekayasa (engineered proses) meskipun serupa dengan proses
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
14
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
natural, akan tetapi lebih dioptimalkan, dan lebih intensif, sehingga
mampu mengolah polutan lebih besar volumenya dan lebih cepat
prosesnya. Ahli rekayasa lingkungan meniru prinsip-prinsip mekanisme
proses natural dalam sostem rekayasa (engineered system) untuk
mengendalikan lingkungan, misalnya dalam hal merancang konstruksi
pipa stack guna mendispersikan dan mengencerkan polutan udara,
dalam hal mendesain instalasi pengolahan air limbah, dalam hal
merancang proses oksidasi presipitasi kimiawi untuk mengolah besi
dan mangan dalam penyediaan air minum, atau dalam hal perencanaan
dan operasi sistem pembuangan sampah-sanitary landfill.
Sangat jarang bagi ahli rekayasa lingkungan terlibat dalam desaindesain yang serupa dengan proses alamiah, misalnya dalam hal
perencanaan kontainer untuk pembuangan limbah bahaya seperti bahanbahan toksit, dan material radio aktif, yang dalam hal ini material
tersebut harus terisolir kehadirannya di lingkungan dan praktik-praktik
pengenceran atau dispersian ke alam terbuka tidak diperbolehkan. Oleh
sebab itu penguasaan atau pemahaman tentang proses-proses natural
dan
proses
pemurnian
rekayasa
(engineered
purification
proses)
mencakup proses biologis dan reaksi-reaksi kimiawi sangat diperlukan.
Dengan demikian, selain pengetahuan dalam bidang matematika, fisika
dan
ilmu-ilmu
rekayasa
(engineering
science),
ahli
rekayasa
lingkungan harus memiliki pengetahuan dasar dalam bidang biologi
dan kimia. Pentingnya pengetahuan bidang biologi dan kimia dalam
environmental engineering barang kali sebagaimana pentingnya ilmu
statika dan tegangan material dalam bidang teknik sipil.
Keunikan ahli rekayasa lingkungan adalah dalam perannya sebagai
jembatan
antara
ilmu
biologi
dan
teknologi
dengan
cara
mengaplikasikan semua teknik-teknik yang diciptakan dalam teknologi
rekayasa
modern
untuk
membersihkan
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
limbah-limbah
yang
15
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
ditinggalkan akibat pemanfaatan hasil teknologi yang sembarangan.
Kesetimbangan alam dari biosfir telah terganggu dan kondisi yang
sekarang ini dirasakan merupakan akibat dari ketidakpedulian kita
terhadap
terbatasnya
kemampuan
alam
dalam
menetralkan
beban
polutan dan juga akibat dari ketidakpedulian kita terhadap terbatasnya
kapasitas mekanisme proses pemurnian secara alami dari biosfir.
Kesadaran yang sungguh-sungguh terhadap keterbatasan proses-proses
alami, sangat mempengaruhi sikap dan peran para ahli rekayasa
lingkungan. Sebagai contoh, berdasarkan hukum kekekalan massa dan
energi, tampak bahwa polutan seakan-akan tidak bisa dihilangkan sama
sekali dan ahli rekayasa lingkungan sangat dibatasi oleh hal-hal
demikian. Dengan demikian dalam hal pengolahan air limbah, pada
prinsipnya adalah mengkonversikan material yang tidak dikehendaki
menjadi material lain dalam bentuk yang lebih dapat diterima, atau
dengan cara mendispersikan material tersebut sehingga konsentrasinya
menjadi jauh lebih, atau mengkonsentrasikan material tersebut menjadi
jauh
lebih
pekat
untuk
diisolasikan
dari
kehadirannya
dalam
lingkungan.
Dalam segala hal, produk akhir dari proses pengolahan polutan untuk
air,
udara,
bertentangan
atau
limbah
dengan
padat
sumberdaya
(sampah),
alam
harus
yang
ada
kompatibel-tidak
di
lingkungan
bersangkutan dan tidak boleh merusak daya assimilatif dari hidrosfir,
atmosfir, atau litosfir. Sebagaimana halnya dalam bidang teknik sipil,
secara sederhana dapat dikatakan bahwa produk akhir yang berupa
balok penahan beban haruslah sedemikian kuat untuk menahan beban
yang lebih berat.
Hanya dengan cara menerapkan teknologi yang selaras dengan sifatsifat alami dari lingkungan maka dapatlah dicapai tujuan-tujuan dari
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
16
Pengajar,
Salmani, ST, MT, MS
bidang profesi rekayasa lingkungan, yaitu perlindungan lingkungan
dari kerusakan akibat aktifitas manusia, perlindungan masnuia dari
dampak-dampak merugikan akibat faktor lingkungan dan perbaikan
kualitas lingkungan demi kesehatan manusia dan makhluk hidup
lainnya.
Bahan Bacaan:
-
Cunningham,
W.P
&
B.W.
Saigo.
1999.
(Environmental
Science: a global concern. Fifth edition. McGraw-Hill, Boston )
-
Kupchella,
C.E.
&
M.C.
Hyland.
1993.
(Environmental
Science: living within the system of nature. Prentoce-Hall
International, New Jersey ).
-
Miller, G. Tyler, Jr. 2000, 1998 atau 1996. Living in the
environment: principle, connection, and solution. Books/Cole
publishing Company, Pasific Grove, CA.
-
Raven, P.H., L.R. Berg&G.B. Johnson. 1998. Environment.
Second edition. Saunders College Publishing, Fortworth, FL
Bahan Ajar-Rekayasa Lingkungan_Poliban
17