Wacana (Baru) Per-TA-an di Teknik Lingkungan

Wacana (Baru) Per-TA-an di Jurusan Teknik Lingkungan
Kecil itu Indah

Oleh Gede H. Cahyana
----------------------------------------------------
Latar Belakang
Ceruk pasar yang membesar terus di bidang Teknik Lingkungan, khususnya air limbah, air minum, pencemaran udara, persampahan, dan kesling-K3. Lebih khusus lagi di sektor air limbah yang menjadi fokus bahasan tulisan ini (di bagian akhir). Fenomena tersebut disebabkan oleh berbagai peraturan dalam wujud undang-undang, PP, kepmen, hingga peraturan daerah di berbagai kabupaten/kota yang muaranya sama, yaitu upaya pelestarian fungsi lingkungan, yang menjadi isu nasional Indonesia, regional ASEAN, dan global.

Maksud
Tulisan ini bermaksud membuka wacana (baru) per-TA-an di tingkat strata satu jurusan Teknik Lingkungan di Indonesia yang dikaitkan dengan muatan inti kurikulumnya dan pasar kerja yang berubah (cenderung membesar).

Tujuan
Memperluas dan memperdalam ceruk pasar kerja alumni Teknik Lingkungan yang bisa dimulai dari Tugas Akhir mahasiswanya, sebagai penguatan terhadap kurikulum.

Pendahuluan
Mengikuti tradisi historis di ITB, setiap mahasiswa diwajibkan menyelesaikan satu mata kuliah terakhir, yaitu Tugas Akhir yang satu paket keberadaannya dengan MK Seminar. Walaupun ada perbedaan (sedikit) dengan beberapa perguruan tinggi yang membuka jurusan atau program studi Teknik Lingkungan, tetapi hakikatnya sama, khususnya dalam pembagian jenis-jenis Tugas Akhir.

Secara garis besar TA di TL bisa dibedakan menjadi dua grup, yaitu (1) penelitian dan (2) perancangan (desain). Penelitian ini masih dibagi lagi menjadi dua: penelitian di laboratorium dan penelitian di lapangan. Penelitian di laboratorium lebih menekankan pada aspek kinerja sebuah objek penelitian yang sampling dan analisisnya dilaksanakan di laboratorium. Penelitian lapangan juga bisa saja memanfaatkan laboratorium sebagai pusat analisis karakteristik fisika, kimia, dan biologi objek penelitian tetapi samplingnya diambil di lapangan, baik dalam skala pilot plant maupun full-scale. Juga sampling di bidang sosial ekonomi yang dikaitkan dengan layanan prasarana air minum, air limbah, persampahan, dll.

Perancangan (desain) lebih banyak berorientasi pada desain di bidang air minum, baik berupa sistem transmisi dan distribusi, maupun sistem pengolahannya. Begitu juga di sektor air limbah, ada yang mendesain sistem pengumpulan air limbah (kolektor), yakni sewerage-nya, bisa juga pengolahannya. Dianggap masih berkaitan dan sering dibuat dalam satu paket dengan sewerage, terutama TA master-plan adalah sistem penyaluran air hujan, pematusan air hujan atau drainase. Hanya saja, di dunia kerja, porsi ini lebih sering dimanfaatkan oleh sarjana Teknik Sipil atau Pengairan.

Sistem pengolahan air limbah atau IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah) menjadi topik menarik berikutnya. Objek studinya lebih mengarah pada sistem pengolahan air limbah domestik sebuah kota sehingga kapasitasnya menjadi besar. Selanjutnya ialah subsektor persampahan, baik segmen transportasinya maupun pengolahannya, misalnya desain sistem lahan urug saniter (sanitary landfill, sanfil) atau lahan urug terkendali. Bidang pencemaran udara lebih menekankan pada aspek kualitas dan kuantitas polutannya, belum memberikan opsi solusi kecuali sumber polutannya dari sebuah pabrik, minimal skala menengah ke atas. Pabrik kecil nyaris tidak memikirkan cara untuk mengurangi pencemaran terhadap udara. Adapun kesling-K3 lebih mengarah ke industri dan perusahaan-perusahaan besar di sektor minyak, gas, dan pertambangan lain.

Perubahan Ceruk Pasar
Dalam pandangan yang klasik-konservatif, keahlian sarjana Teknik Lingkungan ada di bidang air dan sanitasi (watsan, water – sanitation). Dulu, pada periode 1962-1984, sejak berupa embrio dan mulai melepaskan diri dari jurusan Teknik Sipil ITB, jurusan ini bernama Teknik Penyehatan (TP). Keahlian yang diinginkan terhadap alumninya tercermin di dalam kurikulum TP pada masa itu yang banyak mengadopsi kurikulum Teknik Sipil. Bahkan nuansa kesipilannya begitu kental, sampai-sampai alumninya ada yang mampu merencanakan, merancang, dan membuat bangunan-bangunan (khususnya bangunan air) lengkap dengan perencanaan strukturnya yang memenuhi kaidah-kaidah kesipilan tanpa dibantu sarjana Teknik Sipil. Kemampuan tersebut diperoleh sebagai akibat logis dari struktur kurikulumnya yang memang kuat di bidang kesipilan, seperti menggambar teknik, drainase, mekanika teknik, mekanika tanah, perencanaan struktur, konstruksi beton-baja, hidrolika, bangunan air, dan mata kuliah kesipilan lainnya. Selain perkuliahan, masih ditambah pula dengan intensitas asistensi yang ketat dari mahasiswa Teknik Sipil, selain dosen-dosennya memang dari jurusan Teknik Sipil.

Oleh sebab itu, dapat dimaklumi apabila alumni TP pada dekade sebelum 1990 lebih banyak yang berkecimpung di bidang Pekerjaan Umum (PU) dan PDAM. Meskipun belum mayoritas, banyak direktur utama di PDAM berasal dari alumni TP atau minimal menjadi direktur teknik. Tetapi ini pun masih dipengaruhi oleh “rasa-hati” para bupati dan walikota yang memegang posisi menentukan dalam pemilihan direksi PDAM, sebelum masuk ke era “pemilu” lewat fit & proper test di DPRD. Bisa dikatakan, alumni gelombang pertama ini masih memegang posisi menentukan di beberapa departemen atau dinas-dinas PU atau apapun nama dinasnya sampai sekarang. Maka, menjadi sangat wajar ketika banyak di antara mereka yang merasa “kurang sreg” pada kondisi alumni TL (atau TP) pada periode setelah 1990 hingga sekarang.

Dalam percakapan dengan kalangan alumni gelombang satu itu muncullah lontaran yang “menyayangkan” kondisi alumni TL yang sangat kurang di bidang kesipilan. Mereka bertanya-tanya, mengapa kemampuan lulusan TL tidak mampu mendesain secara detail, misalnya, sistem distribusi dengan perangkat pendukungnya sehingga siap dikonstruksi tanpa banyak revisi. Mereka mempertanyakan juga kemampuan alumni di bidang unit operasi dan unit proses yang dianggapnya lemah, kurang menguasai ilmunya. Ini terjadi karena mereka membandingkannya dengan pengalaman masa kuliah dan masa kerjanya yang memang di bidang itu, sedangkan pada saat yang sama, sudah terjadi perubahan jenis, jumlah dan kebutuhan lapangan kerja di masyarakat terutama 15 tahun terakhir ini.

Struktur kurikulum TL sekarang memberikan kesempatan kepada mahasiswanya untuk menjadi generalis di bidang TL dan juga menjadi spesialis dalam satu bidang tertentu, yang harus dikuatkan oleh Tugas Akhir yang diambilnya. Mahasiswa yang ingin bekerja di PDAM, misalnya berasal dari daerah, khususnya di luar Jawa, mereka dapat membuat TA di bidang sistem transmisi-distribusi, juga pengolahan air dengan studi kasus langsung di tempat asalnya. Hasil TA-nya dapat dijadikan pelengkap ketika melamar kerja di PDAM atau di dinas PU setempat. Yang ingin bekerja di dunia industri, bisa juga ber-TA di bidang tersebut dan memperdalam ilmunya untuk kemudian melamar kerja di industri seperti perusahaan tambang, minyak, gas. Atau menjadi PNS di dinas-dinas pertambangan, geologi tata lingkungan, dinas lingkungan hidup, bahkan di rumah sakit atau sentra-sentra kesehatan lainnya. (Tentu saja menjadi pengusaha, entrepreneur sangat diapresiasi, baik di bidang yang berkaitan dengan ke-TP-TL-an, maupun tidak).

Kupasan di atas mencerminkan telah terjadi pergeseran ceruk pasar di bidang ke-TL-an, tentu saja tanpa menghilangkan potensi pasar yang sudah klasik-tradisional TP. Yang dibutuhkan ialah penguatan di bidang-bidang baru yang muncul bersamaan atau sebagai akibat dari sektor-sektor pekerjaan baru, semisal di industri, pertambangan, minyak, gas, dan sejenisnya. Atau, kalau muatan kurikulum yang harus dipelajari mahasiswa menjadi sangat padat dan tidak mungkin berbagi dengan muatan inti kurikulum klasik TL (TP) (apalagi beban yang diwajibkan antara 132 - 144 SKS; 7 - 8 semester), maka dapat dibuat menjadi dua subjurusan atau dua prodi yang mulai berpisah ketika di semester lima misalnya. Tetapi apabila terjadi dua arus yang sama besar, maka mau tak mau, percabangan prodi menjadi alternatif yang wajar dipertimbangkan oleh semua dosen TL dengan mengedepankan kemajuan jurusan dan alumninya dan demi memperluas area pekerjaan alumni serta lebih “memperkenalkan” keilmuan TP-TL kepada masyarakat dengan tetap menghargai eksistensi Kelompok Keahlian (KK) yang ada.

Dalam pada itu, bidang TP dan bidang TL begitu luas sehingga sering muncul kesan, baik di dalam diri alumninya maupun kesan dari alumni jurusan lain yang “agak” dekat dengan TL seperti Sipil, Teknik Kimia, Kimia, dan Akademi/Sekolah Tinggi Kesehatan Masyarakat (Lingkungan), bahwa keahlian TL berada di awang-awang atau “apungan”. Perasaan itu muncul lantaran selama kuliahnya, mahasiswa memperoleh ilmu yang dirasakannya setara semua dan pada waktu membuat TA masih dalam taraf yang “kurang dalam” atau hanya “selaput”-nya. Ini terjadi, karena di dunia akademis berlaku hukum alam yang menyatakan bahwa keahlian atau spesialisasi seorang alumni ditentukan oleh TA yang diselesaikannya dengan baik. Ini berlaku bagi S1, S2, apalagi S3. Ini pula yang akhirnya mengembangkan berbagai macam bidang keahlian di jurusan TL (dan jurusan lainnya) yang representasinya adalah Kelompok Keahlian (KK).

Studi Kasus: Pengolahan Air Limbah
Salah satu pasar kerja yang terus membesar di seluruh dunia adalah bidang air limbah seiring dengan perluasan industri dan perkembangan penduduk yang menimbulkan air limbah di mana-mana. Kenaikan jumlah penduduk otomatis menambah jumlah air limbah yang dibuang ke lingkungan. Begitu juga di sektor pelayanan komersial terus meningkat, seperti rumah sakit, hotel, sekolah, kampus, kantor, asrama, apartemen, supermarket, pabrik, dan banyak lagi yang lain. Semuanya membutuhkan air bersih atau air minum dan semuanya berakhir menjadi air limbah, baik air limbah domestik maupun air limbah industri atau air limbah campuran. Belum lagi air limbah yang berkategori Buangan Berbahaya dan Beracun (B3).

Untuk air limbah yang kategorinya B3, penanganannya tentu lebih khusus dan memiliki prosedur standar yang berlaku, baik dalam pengepakan, transportasi, pengolahan, dan pembuangannya. Malah timbulan sludge-nya pun masih juga harus ditangani secara spesifik. Tulisan ini keluar dari pakem penanganan B3 dan lebih fokus pada pengolahan air limbah non-B3 yang lebih mudah diolah dan lebih banyak potensi pekerjaannya meskipun faktanya, air limbah yang berasal dari kawasan domestik pun banyak yang mengandung B3. Kejadian ini sebagai insidental dan “dapat dimaklumi” lantaran sulit dihindari. Ini menjadi salah satu ancaman serius bagi keberlangsungan proses biologi aerob - anaerob apabila tidak didahului oleh pengolahan kimia.

Disebut di atas, pasar kerja TL terus meluas di sektor air limbah. Satu contohnya ialah jasa konsultan. Selama ini kebanyakan alumni TL bekerja di perusahaan konsultan untuk mendesain projek yang dananya bersumber dari pemerintah (APBN-APBD) atau dari dana pinjaman luar negeri. Skala pekerjaannya biasanya sangat besar, meliputi sebuah kabupaten atau kota. Sekadar contoh, Bandung Urban Development Project, BUDP I dan II dan hal serupa di sejumlah kota besar lainnya di Indonesia. Dengan asumsi bahwa semua kota/kabupaten membutuhkan fasilitas sewerage dan IPAL-nya maka peluang pekerjaan ini meliputi seluruh kabupaten/kota di Indonesia, lebih dari 500 unit. Hanya saja, tidak semua kabupaten/kota berminat kuat membuat sewerage + IPAL yang mahal sekali biayanya itu sehingga menjadi beban utang daerah. Kalau pola pikir ini terus berlangsung, maka peluang ini justru berubah menjadi ancaman kekurangan pekerjaan bagi alumni TL kecuali ada “kebijakan memaksa” terhadap semua kepala daerah yang dikuatkan dengan undang-undang atau PP atau peraturan lainnya.

Namun untungnya, persoalan air limbah bukan hanya milik pemerintah daerah tetapi juga milik masyarakat yang menjalankan bisnisnya sehari-hari. Berbagai sentra bisnis seperti hotel, rumah sehat/sakit (swasta, pemerintah), kawasan perumahan, supermarket, asrama, sekolah, kampus, puskesmas, klinik, apalagi kawasan industri dan pabrik. Semua unit bisnis tersebut membutuhkan air bersih kemudian menimbulkan air limbah. Hingga sekarang, kebanyakan masih menggunakan cubluk, septic tank, baik yang sudah sesuai dengan standar desain maupun yang asal-asalan atau bahkan dibuang langsung ke selokan, sungai. Ditambah lagi oleh potensi pasar di setiap rumah tangga (household) dan komunal dalam satu RT-RW. Ini semua menjadi peluang besar bagi alumni TL untuk menyalurkan kemampuan rekayasanya di bidang IPAL tanpa berkutat pada sewerage system yang luas dan besar sehingga bisa mengurangi bangunan pelengkapnya kecuali beberapa manhole saja. Di sini pulalah letak inovasi Tugas Akhir yang sudah dibahas di atas.

Mari dianalisis, apa yang akan terjadi kalau banyak mahasiswa TL membuat inovasi desain IPAL khusus untuk skala kecil kemudian hasil desainnya ditawarkan ke berbagai sentra bisnis. Tentu akan banyak berkembang paket-paket pengolahan yang terbaru dan inovatif. Malah mahasiswa dapat bekerja sama dengan (calon) pengguna TA-nya sehingga biayanya bisa ditanggung oleh calon kliennya itu. Memang, apabila dipandang dari tradisi per-TA-an di TL, maka dapat muncul masalah ketika ditanyakan kapasitas atau debit air olahannya. Sebab, debit air limbah di sentra-sentra bisnis tersebut kurang dari 5 l/d, mayoritas di bawah 2 l/d, sedangkan tradisi TA berdebit lebih dari 20 l/d, bahkan ada yang 250 l/d. Mungkin di sinilah terjadi diskusi “hangat” di antara dosen TL lantaran secara tradisi (termasuk pengalaman dosen tersebut pada waktu TA di S1 dulu, baik yang bernaung di bawah TP maupun TL) menghendaki area studinya berupa kawasan yang luas, sebuah kabupaten/kota atau kawasan luas yang tercermin di dalam debit air olahannya.

Dengan kata lain, tradisi desain sewerage dan IPAL di TL lebih mengarah pada daerah yang luas dengan debit air limbah yang besar, dengan unit proses-operasi konvensional seperti tertera di dalam buku ajar (textbook): conventional activated sludge, trickling filter, oxidation pond, grit chamber, primary-secondary settling tank, dll. Padahal, seperti ditulis di atas, tidak semua kabupaten-kota bersedia berutang ratusan milyar hanya untuk membangun fasilitas pengelolaan dan pengolahan air limbah. Apalagi untuk melayani seluruh daerah yang terpencar jauh, sangat boros dan nyaris mustahil untuk melayani pengelolaan dan pengolahan air limbah di satu lokasi terpusat karena ada kendala topografi dan uang. Daerah-daerah yang memiliki fasilitas sewerage dan IPAL besar, apapun jenis teknologi aerasinya, sampai sekarang masih dibebani utang yang belum mampu dibayarkan. Bahkan bunga utangnya pun belum mampu dibayar. Pada saat yang sama, kutipan retribusi tersendat-sendat dan cenderung sulit ditagih dan sering timbul pengaduan oleh masyarakat di media massa.

Oleh sebab itu, muncul peluang luas untuk men-TA-kan IPAL dalam skala mikro, skala di tingkat pengguna kecil dengan hasil optimal atau SUHU: small user, high utility. Ada desentralisasi IPAL dengan operator masing-masing sehingga lebih mudah mengutip retribusinya secara resmi karena kliennya relatif sedikit. Ini kalau sistem IPAL-nya mikrokomunal. Yang IPAL-nya mandiri atau tunggal tentu akan dikelola oleh operator masing-masing sentra bisnis dan petugas pemerintah, misalnya dari Dinas Lingkungan (tanpa kata Hidup). Sekali lagi ditegaskan, desain TA yang mikro ini memiliki deretan persyaratan yang menyetarakannya dengan TA tradisional. Bobot TA (baru) ini wajib menggunakan data desain yang diperoleh dari penelitian sendiri dari model prototipenya atau dari unit yang beroperasi di lapangan atau dengan aturan yang disepakati mayoritas dosen TL. Data riil yang diambil sendiri ini minimal 30% dari data yang diambil dari buku ajar. Sisanya dipersilakan menggunakan data kriteria desain dari buku ajar. Bisa juga memanfaatkan jaringan IATPI atau asosiasi lainnya. Alumni di dalam IATPI tentu banyak memiliki beragam informasi yang terkait dengan TA dari bermacam Kelompok Keahlian. Selesai TA, buku dan desainnya bisa langsung dijual dan diterapkan di tempat studinya. Atau dikembangkan lebih lanjut sehingga akan muncul paket pengolahan air limbah yang inovatif-produktif, tak sekadar buku TA yang dipajang di perpustakaan hingga berdebu dan isinya tak jauh beda antara satu TA dan TA lainnya.

Penutup
Perkembangan yang luas di sektor industri dan bisnis menimbulkan sangat banyak air limbah. Ini membutuhkan teknologi baru yang terus berkembang agar mampu mengolah air limbah, apalagi yang B3 sehingga tidak merusak lingkungan air, tanah, dan udara. Terapan wacana di atas tentu kembali kepada semua dosen TL di Indonesia yang bisa sepaham sehingga tidak terjadi salah pengertian yang berdampak pada kerugian di pihak mahasiswa. Semua TA paket IPAL yang inovatif itu, apabila menjadi produktif maka mahasiswa dan jurusanlah yang akan untung karena, dalam upaya lebih lanjut, dapat dipatenkan. Kampus-kampus negeri yang kuat basis finansialnya akan lebih mudah mewujudkan wacana ini sehingga mampu “menyaingi” kampus (di mancanegara) yang pendapatan terbanyaknya berasal dari paten yang dihasilkan oleh riset dan TA mahasiswanya, juga dosen-dosennya. Jadi, setiap penelitian dan desain, hendaklah tak sekadar memperoleh dana dari pemerintah atau donor lainnya, tetapi juga mengembangkan ilmu & teknologi, yang mungkin menemukan terobosan baru, bahkan temuan baru. Kebebasan akademis di sektor TA ini akan kuat pengaruhnya pada temuan atau “temuan” baru itu. Sebagai sebuah awal, tentu dapat dimaklumi apabila kualitas inovasinya belum bisa “bicara” di tingkat regional, global. Bisa bermanfaat di tingkat nasional saja dan menguntungkan bagi mahasiswa dan dosen pembimbingnya sudah merupakan nilai tambah, minimal bermanfaat secara sainstifik.

Sebagai tambahan, pendidikan yang dijabarkan oleh Tridharma Perguruan Tinggi punya idealisme untuk menghasilkan alumni yang cendekia (scholar) dan setiap pendidiknya pun harus cendekia. Salah satu parameter kecendekiaan alumni ialah melaksanakan TA (penelitian, desain) kemudian hasilnya dipublikasikan secara ilmiah di jurnal maupun ilmiah populer di media massa sehingga riil bermanfaat bagi masyarakat. Tak ayal lagi, TA yang implementatif dan bernilai jual, apalagi dapat dipatenkan, akan mendekatkan sivitas akademika menjadi warga negara akademik (academic citizenship). Di atas disebut bahwa idealisme ini lebih cepat dicapai oleh kampus-kampus negeri yang tinggi komitmennya sehingga mampu bergeser dari kondisi Teaching University ke Research University, lalu berakhir di Entrepreneural University. Di universitas wirausaha inilah konsep TA seperti dimaksud makalah ini dapat berkembang biak dengan baik. Di sinilah terjadi interaksi ABG: academicians, business, government. Akademisi (dan mahasiswanya tentu saja) kreatif-inovatif dalam menghasilkan produk, kemudian diproduksi massal oleh dunia bisnis (industri) yang didukung pemerintah agar kondusif, baik berupa hibah dana maupun dukungan berupa peraturan/undang-undang karena pemerintah pun perlu membangun kondisi ekonominya demi image di mata masyarakat (terutama menjelang Pemilu).

Universitas (atau institut seperti ITB), meskipun sebagai lembaga nirlaba (ataukah sudah bukan nirlaba lagi melainkan BHMN), tetap saja mengikuti hukum ekonomi: cost dan revenue. Cost bisa dengan peningkatan efisiensi dan revenue tidak selalu (tidak harus) dengan biaya kuliah yang mahal dan tidak bergantung pada pemerintah. Dalam konteks universitas wirausaha, revenue adalah menghasilkan sumber pendapatan di luar sumber konvensional (yakni: SPP dan bantuan pemerintah) tetapi dengan TA yang bernilai jual lantaran kreatif-inovatif-produktif, baik di S1, S2, maupun S3.

Akhir kata, kecil itu indah. Tinggal sekarang, adakah yang mau memulainya? TL ITB, sebagai lembaga yang mapan dan besar, berkesempatan sebagai the avant garde.*
---------------------------------------------------

(Makalah ini disampaikan dalam seminar mahasiswa di Jurusan Teknik Lingkungan ITB, di Student Center Timur, 19 Agustus 2010).

ReadMore »

Sistem Transmisi

Sistem (atau subsistem) distribusi sudah dibahas di Majalah Air Minum edisi 126, Februari 2006 dengan judul Distribusi, “Pembuluh Darah PDAM”. Edisi kali ini menampilkan satu bagian lain dalam sistem penyediaan air minum, yaitu sistem (subsistem) transmisi. Sebagai sebuah sistem, penyediaan air minum komunal terdiri atas beberapa subsistem, yaitu subsistem sumber air (collection system), subsistem transmisi, subsistem pengolahan (treatment system), subsistem reservoir (storage system), dan subsistem distribusi.

Fungsi transmisi (transmission) adalah mengalirkan air dari sumbernya (collection system) ke awal sistem distribusi. Jarak antara sumber air dan sistem distribusi boleh jadi berkilo-kilometer tetapi bisa juga dekat, hanya satu dua kilometer. Kualitas air yang ditransmisikannya bisa berupa air baku, bisa juga air bersih (olahan, baik setengah diolah maupun sudah selesai diolah). Jenis salurannya dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu saluran terbuka (open channel, free-flow conduit), saluran tertutup (aquiduct, closed conduit), dan pipa. Sepanjang jalurnya disediakan fasilitas bangunan pelengkap seperti jembatan pipa, sifon, terowongan (tunnel), pintu air, beragam jenis valve, dll. Secara fungsi, saluran terbuka selalu digunakan untuk mengalirkan air baku sedangkan saluran tertutup bisa untuk air baku bisa juga untuk air bersih tapi dengan pengamanan. Adapun pipa dapat digunakan untuk menyalurkan air baku dan air bersih.

Ditinjau dari cara pengalirannya transmisi air dapat dilakukan secara gravitasi dengan saluran terbuka, saluran tertutup, dan pipa dan bisa juga dengan pemompaan yang menggunakan pipa atau saluran tertutup bertekanan. Yang patut diperhatikan dalam sistem transmisi ialah kecepatan alirannya agar jangan terlalu tinggi. Caranya dengan menghitung beda ketinggian antara sumber air dan daerah distribusinya. Beda tinggi ini disebut tekanan yang tersedia (potential atau available head). Apabila menggunakan pompa, maka kecepatan air haruslah yang ekonomis dengan mempertimbangkan harga pipa per satuan diameter dan harga pompa per satuan daya. Di antara dua cara tersebut, sistem gravitasi jauh lebih unggul, murah, dan mudah dalam operasi-rawatnya.

Penempatan sistem transmisi, alur pipa atau trace menjadi hal penting selanjutnya. Yang terbaik adalah dengan meletakkan sistem sealur dengan topografi tanah setempat tetapi tetap mempertimbangkan biaya investasi dan kemudahan perawatannya tanpa mengorbankan tekanan air. Umumnya tepi jalan dan sepanjang jalur jalan raya menjadi pilihan utama karena mudah dikontrol dan cepat dapat diperbaiki kalau terjadi kerusakan. Upayakan memilih lokasi yang sedikit memerlukan perlengkapan sistem transmisi dan sedapat mungkin dicarikan lokasi untuk pengurasan pipa di dekat sungai. Semua itu hendaklah mengacu pada biaya investasi yang rendah dengan cara membuat jalur pipa yang sependek-pendeknya.


Bentuk Saluran
Uraian bentuk saluran yang disebut di atas diberikan berikut ini.

Saluran terbuka
Jenis saluran ini hanya untuk menyalurkan air baku yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer dan biasanya untuk mengalirkan air yang besar debitnya. Dibandingkan dengan pipa, saluran terbuka bisa lebih murah karena dapat menggunakan saluran berbahan tanah dengan pengaturan kemiringan saluran (slope) dan dindingnya (talud). Besar kecilnya slope dan talud bergantung pada jenis tanahnya. Saluran ini bisa juga dibuat dari pasangan batu kali, batu bata, atau beton.

Kekurangan atau kelemahan saluran terbuka adalah harus mengikuti garis gradien hidrolis (hydraulic grade line, HGL) yang mempengaruhi kecepatan airnya (dipengaruhi oleh slope-nya). Apabila kecepatan airnya terlalu rendah maka timbul endapan di sepanjang saluran. Untuk menghindari endapan ini disarankan kecepatan minimum air yang berlumpur kurang lebih 0,6 m/d. Kelemahan berikutnya ialah besarnya kehilangan air akibat penguapan, rembesan, atau diambil oleh warga di sekitar saluran. Bahaya lainnya adalah saluran itu digunakan sebagai tempat pembuangan air limbah, sampah, kotoran ternak, ditumbuhi rumput atau pohon berkayu. Bahkan dapat terjadi kebocoran saluran karena digali oleh tikus, cerurut.

Dilihat dari bentuknya, penampang saluran terbuka bisa berupa setengah lingkaran sehingga dapat meminimumkan endapan yang terjadi. Pada debit yang besar saluran terbuka biasanya dibuat berpenampang trapezium meskipun potensi endapannya terjadi di sudut-sudut saluran. Namun pada debit yang relatif kecil saluran bisa berbentuk persegi atau persegi panjang yang lebih hemat lahan sehingga lebih murah per panjang yang sama dengan bentuk penampang lainnya.

Saluran tertutup
Jenis saluran tertutup ini juga untuk debit yang besar dan bisa diperkeras dengan batu kali, batu bata atau beton. Didasarkan pada posisi garis gradien hidrolisnya (HGL), saluran tertutup ini dapat dibedakan menjadi empat jenis. 1. Saluran yang mengikuti permukaan tanah dan HGL-nya tepat pada saluran. 2. Saluran yang berada di bawah HGL sehingga sifatnya menjadi bertekanan dengan air yang memenuhi seluruh penampang saluran. Posisinya bisa berada di atas tanah, bisa juga di bawah tanah. 3. Terowongan (tunnel) yang bertekanan atmosfer sehingga aliran airnya tidak memenuhi saluran. 4. Terowongan yang bertekanan karena posisi salurannya di bawah HGL. Hanya saja, bangunan pelengkap saluran jenis ini lebih mahal daripada saluran pipa.

Pipa
Pipa adalah jenis bahan untuk saluran air yang umum digunakan oleh PDAM, baik untuk air baku, air setengah olahan maupun air bersih. Bahan pipanya bisa bermacam-macam seperti besi/baja, beton, asbes, PVC, dll. Jenis bahan pipa yang dipilih harus dikaitkan dengan kualitas airnya, apakah korosif ataukah tidak. Kekuatan terhadap beban yang berat juga menjadi faktor penting dalam memilih bahan pipa. Besar-kecilnya debit air yang ditransmisikan juga menentukan jenis bahan pipanya. Yang juga penting adalah kemudahan dalam pemasangan pipa dan adanya tenaga kerja yang mampu memasang pipa tersebut.


Perlengkapan Pipa
Agar aliran airnya lancar dan tiada kerusakan yang terjadi, sistem transmisi harus dilengkapi dengan alat-alat yang khusus fungsinya. Skema gambar dan penempatannya dapat dilihat di Gambar 1. Gambar-gambar selanjutnya menerangkan tentang kombinasi saluran terbuka dan tertutup atau pipa, sebaran tekanan pada sistem transmisi gravitasi dan pemompaan.

1. Ventilasi udara (air vent, air valve). Alat ini digunakan sebagai pelepas udara yang ada di dalam pipa transmisi. Udara yang terjebak ini bisa berasal dari udara luar akibat aliran airnya terputus-putus (intermittent) atau karena terjadi turbulensi dan reaksi kimia yang melepaskan gas seperti CO2, H2S, NH3, bergantung pada jenis zat kimia yang ada di dalam air baku. Alat ini juga digunakan untuk memasukkan udara ke dalam pipa agar tidak terjadi vakum yang dapat menyebabkan pipa retak atau pecah. Lokasi pemasangan alat ini di titik-titik tinggi jalur pipa transmisi karena di sinilah terjadi akumulasi udara yang bisa menghambat aliran air.

2. Katup penguras (blow off, wash out, drain valve). Karena fungsinya sebagai penguras endapan (lumpur) di dalam pipa, maka ditempatkan di posisi rendah sistem transmisi dan sebaiknya dekat dengan selokan atau sungai. Endapan (sludge) ini terjadi mungkin karena sistemnya lama tidak digunakan atau karena kecil kecepatan airnya. Alat ini biasa dipasang untuk tansmisi air baku tetapi bisa juga dipasang di pipa transmisi air bersih untuk membuang air, endapan atau kotoran pada saat ada perbaikan pipa. Di sistem distribusi juga perlu dipasang alat ini di tempat-tempat yang tepat.

3. Bak pelepas tekanan (BPT, Break Pressure Tank). Bak ini digunakan sebagai pelepas tekanan air yang terlalu tinggi di dalam pipa menjadi sama dengan tekanan atmosfer. Gejolak air di bak ini bisa banyak memasukkan udara ke dalam pipa transmisi. Dimensi bak ini bergantung pada waktu detensi yang diinginkan dan harus dikaitkan juga dengan fungsi tambahannya, apakah alat ukur debit dan/atau aerator. Kalau diinginkan menjadi alat ukur, maka bisa dipasang V-notch atau Thomson tetapi jangan asal pasang. Posisi alat ukur harus memperhatikan jarak minimumnya (lihat MAM, edisi 159, Desember 2008: Thompson, Triangular Weir)

Masih ada beberapa perlengkapan lainnya seperti jembatan pipa yang diterapkan apabila pipa melewati sungai atau rel kereta api, sifon, check valve, dll.

Sebagai contoh, berikut ini disebutkan karakteristik sistem transmisi air baku di PDAM Kota Bandung. Bersumber dari Sungai Cisangkuy, air olahan bak prasedimentasi dialirkan secara gravitasi sepanjang 32 km ke IPAM di Jln. Badaksinga, Kota Bandung. Peralatan yang tersedia di sistem transmisinya ialah pressure relief valve, wash out, air valve, nonreturn valve, dan manometer. Selain itu dipasang juga enam titik interkoneksi antara sistem transmisi lama dan yang baru agar aliran airnya dapat dialihkan (bypass), semacam titik darurat (emergency point/channel) apabila ada perbaikan pipa tanpa mengurangi debit airnya secara signifikan. Pipa transmisi lama dipasang tahun 1959 dengan kapasitas 1000 l/d, berdiameter 800 mm – 900 mm, berbahan cast iron pipe. Pipa transmisi baru dipasang tahun 1992 berkapasitas 800 l/d, berdiameter 850 mm, berjenis besi (steel) yang dilapisi semen (cement lining). (Sumber: PDAM Kota Bandung).

Agak berbeda dengan sistem distribusi yang dianalisis dengan Hardy Cross atau software Epanet misalnya (MAM edisi 146, November 2007, Epanet di PDAM Kab. Tangerang), dalam sistem transmisi formula hidrolikanya relatif sederhana karena tidak bercabang atau hanya dua tiga cabang. Sistem transmisi biasanya diformulasikan dalam Hazen-William. Begitu juga Hardy Cross dan Epanet bisa diformulasikan dalam Hazen-William, selain formula yang lain. Pada saluran terbuka dan saluran tertutup bisa diterapkan formula seperti Chezy dan Manning.


Q = debit air, m3/d
C = koefisien Hazen-William
d = diameter pipa, m
S = (h/l) = kemiringan hidrolis
hl = headloss, m
l = panjang pipa, m

Gambar 1. Pada gambar ini diperlihatkan lokasi katup udara (air valve) di “puncak” tanah dan katup penguras (drain valve) di bagian rendah sistem transmisi. Tampak juga HGL yang miring menuju BPT (break pressure tank) dan dari BPT ini ada HGL dan static head baru. Bergantung pada beda tinggi antara daerah distribusi dan sumber airnya, jumlah BPT bisa lebih dari satu.

Gambar 2. Tampak sistem transmisi gabungan antara saluran terbuka (open channel, free-flow conduit) dan saluran tertutup bertekanan atau pipa (pressure conduit). Bagian saluran yang bertekanan berupa sifon karena melintasi sungai dengan posisi HGL seperti pada gambar.

Gambar 3. Inilah distribusi tekanan yang terjadi pada pipa transmisi secara gravitasi. Reservoir (waduk) sebagai sumber air. Tekanan statis dimulai di permukaan air waduk dan harus diketahui tekanan maksimumnya di dalam pipa dalam kondisi air yang tidak mengalir (diam). Ini berkaitan dengan kekuatan pipa menerima tekanan terbesar dari air yang diasumsikan terjadi pada jarak 2,8 km dari sumber air.

Gambar 4. Apabila sistem transmisinya menggunakan pompa maka skema sebaran tekanannya seperti gambar ini. Pemompaan dilaksanaan dua tahap sehingga masing-masing memiliki karakteristik HGL yang khas. *

ReadMore »

Sistem Distribusi

Majalah Air Minum edisi 126, Februari 2006 sudah mengupas tentang sistem distribusi air minum dengan judul Distribusi, “Pembuluh Darah PDAM”. Walaupun bertema sama, namun perbedaannya signifikan. Yang pertama, yaitu terbitan tahun 2006 membahas tentang analogi sistem dan deteksi kebocoran. Artikel terbitan edisi ini berisi tentang pola pemipaan, fungsi-lokasi reservoir, nomenklatur pipa dan dimensinya.

Komponen Sistem
Prinsipnya, ada dua komponen utama di dalam sistem distribusi air minum, yaitu reservoir (dan perlengkapannya) dan perpipaan (dan perlengkapannya). Fungsi reservoir distribusi adalah penyimpan air pada waktu debit air yang masuk ke reservoir lebih besar daripada yang keluar dari reservoir. Fluktuasi atau variasi penggunaan air ini terjadi setiap hari sehingga permukaan air di reservoir distribusi naik turun antara level maksimum dan minimumnya. Dengan demikian, volume atau dimensi reservoir bisa diperoleh. Reservoir berfungsi untuk mengatur tekanan air di daerah distribusi dan ini bergantung pada lokasi reservoirnya. Fungsi ketiga ialah sebagai pembagi air ke seluruh konsumen.

Berdasarkan potensi energinya, jenis reservoir distribusi dibedakan menjadi dua, yaitu reservoir tinggi dan reservoir rendah. Reservoir ini merujuk pada cara pengaliran air ke daerah distribusi, bisa secara gravitasi bisa juga dengan pompa. Reservoir tinggi tidak selalu berupa menara air atau berdiri di atas kaki beton atau rangka baja, tetapi bisa juga diletakkan di atas tanah di daerah bukit atau lereng gunung. Yang pasti, elevasinya lebih tinggi daripada daerah distribusi sehingga aliran airnya secara gravitasi. Oleh sebab itu, reservoir yang disangga oleh kaki harus berupa reservoir tinggi yang aliran airnya secara gravitasi. Adapun reservoir rendah selalu diletakkan di atas tanah atau sebagian di bawah permukaan tanah dan energi untuk distribusi airnya diperoleh dari pompa.

Untuk mengoptimalkan aliran air dan distribusinya, lokasi reservoir bisa berbeda-beda dari satu daerah ke daerah lainnya. Bisa diletakkan di tengah-tengah sistem distribusi apabila topografinya relatif datar dan tidak terlalu luas. Kalau diletakkan di salah satu sisi daerah distribusi maka tekanan sisa yang terjadi menjadi timpang sehingga perbedaan sisa tekanan antara daerah yang dekat reservoir dan yang jauh menjadi sangat besar. Ini buruk bagi sistem aliran air dan berpengaruh pada tingkat kebocoran air serta menuai protes dari konsumen pada saat-saat tertentu.

Sebaliknya, reservoir diletakkan di tepi sistem distribusi, yaitu tempat tertinggi apabila daerah distribusinya relatif miring atau menurun. Kemiringan yang relatif teratur dapat menyetimbangkan sisa tekanan airnya di seluruh daerah distribusi. Opsi ketiga ialah lokasi reservoirnya berbeda-beda, ada beberapa reservoir yang dibangun. Dibuat demikian karena topografinya tak teratur, besar perbedaan elevasinya sehingga harus dibuat zoning system dengan reservoir masing-masing. Juga karena daerah distribusinya terlalu luas. Kalau tanahnya relatif datar maka dapat dibangun beberapa reservoir di beberapa zone untuk menghindari sisa tekanan yang sangat tinggi di dekat reservoir. Beda topografi yang sangat tinggi dan variatif mengharuskan sistem distribusi dibuat dengan beberapa zone justru untuk mengurangi sisa tekanan di tempat yang terjauh dari reservoir (bukan yang terdekat).

Setelah menetapkan lokasinya, selanjutnya ialah menghitung besar-kecilnya reservoir yang berkaitan dengan volume atau dimensinya. Volume reservoir ini dipengaruhi oleh kondisi pasokan air dan karakteristik pemakaian air di daerah setempat. Perlu dibuat grafik fluktuasi pemakaian air dalam satu hari (24 jam). Berdasarkan kurva korelasi antara jam dan persentase pemakaian airnya, dapatlah dihitung volume efektif reservoir. (Perhitungan detailnya akan disampaikan pada artikel terpisah).

Pola Sistem Distribusi
Setelah reservoir, bagian kedua adalah pola perpipaan sistem distribusi. Bisa dikatakan, inilah sistem yang padat modal, mahal investasinya karena mencapai 70% dari sistem keseluruhan. Ada dua bentuk dasar sistem distribusi. Kerangka, layout atau pattern ini dinamai sesuai dengan pola koneksi antar pipa dan node-nya.

Yang pertama ialah pola cabang. Pada kerangka ini ada bagian pipa utama atau pokok dan ada bagian pipa cabang. Ciri khasnya, ujung-ujung pipa berupa “titik-titik mati” (dead end) dan aliran airnya hanya menuju ke satu arah, tidak bisa berbalik arah. Pola “ujung mati” ini bisa dibagi menjadi banyak sektor dan subsektor yang pasokan airnya dilayani oleh satu pipa cabang. Karena pasokan airnya per sektor atau subsektor maka perhitungan diameter pipanya menjadi sederhana, hanya ditentukan oleh jumlah penduduk (populasi) di sektor tersebut.

Keunggulan sistem ini ialah sederhana dalam pemasangan dan mudah dihitung dimensi pipanya, lebih ekonomis karena diameter pipanya lebih kecil daripada sistem lain dan pipanya lebih pendek. Apabila ada perluasan jaringan pipa, pola cabang ini dapat diubah menjadi pola lingkaran atau campuran. Selain beberapa keunggulan tersebut, kerangka sistem ini pun memiliki kelemahan. Dalam keadaan darurat, misalnya pipa bocor atau putus, seluruh daerah di hilirnya akan putus pasokan airnya. Dapat terjadi “rebutan” air antara satu sektor dan sektor lainnya, terutama ketika “jam puncak” atau terjadi kebakaran. Karena alirannya searah, maka endapan di ujung-ujung pipa menjadi banyak dan memadat. Ujung pipa ini harus dilengkapi dengan katup penguras sehingga perlu banyak blow off atau wash out dan harus diposisikan di dekat selokan atau sungai. Endapan harus dibersihkan secara periodik.

Dalam branch system ini reservoir diletakkan di bagian tertinggi daerah distribusi atau bisa juga di bagian tengah untuk daerah yang relatif datar. Sangat ideal diterapkan di daerah yang topografinya menurun secara teratur dengan slope kecil. Setiap titik cabang perlu dilengkapi dengan valve (katup) untuk mengatur aliran di percabangan dan juga untuk menutup aliran ketika terjadi kerusakan atau reparasi pipa.

Berikutnya ialah merencanakan diameter pipa. Debit yang digunakan adalah debit jam puncak. Ada faktor puncak yang harus dikalikan dengan debit rerata dan ini bergantung pada jumlah penduduknya. Jumlah penduduk mempengaruhi keserempakan penggunaan air di suatu daerah dalam satu sistem perpipaan di seluruh sektor. Keserempakan ini berbanding terbalik dengan jumlah penduduk. Makin banyak penduduknya, faktor keserempakan pun mengecil.

Pola selanjutnya adalah sistem cincin, lingkaran. Disebut juga sistem tertutup, closed system atau ring, circle system. Ciri khasnya berbentuk lingkaran dan tiada titik mati karena semua pipa saling berhubungan. Air yang mengalir keluar dari reservoir akan bertemu di suatu titik di dalam pipa. Arah alirannya dapat berubah-ubah bergantung pada besar-kecilnya pemakaian air di suatu sektor. Dengan demikian, kekurangan air di suatu sektor dapat dipasok oleh sektor lainnya. Dalam kondisi darurat, misalnya ada pipa bocor, putus atau diperbaiki, sektor yang lain dapat terus mengalirkan air yang berasal dari sektor-sektor lainnya yang tidak putus/bocor.

Selain keunggulan, ada juga kelemahan sistem cincin/lingkaran ini. Sistem cincin perlu pipa lebih panjang daripada sistem cabang tetapi diameternya bisa sama ukurannya. Jadi, biaya investasinya lebih mahal. Sistem hanya cocok untuk daerah yang relatif datar agar aliran airnya bisa bolak-balik. Dengan kata lain, sistem tertutup ini belum tentu dapat diterapkan di sembarang daerah dengan topografi naik turun secara acak, terjal dan luas. Ini berbeda dengan sistem cabang yang dapat dipasang di daerah yang datar maupun yang miring atau menurun (terutama yang kecil slope-nya).

Untuk merencanakan diameter pipa, semua daerah diasumsikan berada dalam kondisi jam puncak dengan satu faktor puncak (peak factor). Setiap titik (node) berada dalam kondisi setimbang (balanced). Umumnya digunakan formula Hardy Cross tetapi bukan untuk menentukan diameter pipanya secara langsung melainkan untuk mengatur kesetimbangan tekanannya (balanced energy). Diameter pipanya ditentukan dengan anggapan bahwa seluruh sektor atau daerah layanan dalam kondisi aliran puncak. Seperti pada sistem cabang, katup juga harus dilengkapi di dalam sistem ini tetapi tidak selalu di ujung pertemuan pipa atau titik akhir. Bisa juga dipasang di tengah-tengah pipa atau di bagian terendah jaringan.

Nomenklatur Pipa
Faktanya di lapangan, nomenklatur atau penamaan pipa distribusi berbeda-beda di sejumlah PDAM. Namun ada dua bagian yang bisa disebutkan. Yang pertama ialah Sistem Makro. Sistem ini merupakan pipa feeder (pengumpan, pemberi) yang terdiri atas pipa induk utama (primary feeder) dan membentuk rangka sistem, baik yang cabang maupun loop. Pipa ini dinamai juga aorta atau arteri dan membawa sejumlah besar air olahan dari IPAM ke sistem distribusi. Biasanya pipa ini dilengkapi dengan katup penguras (blow off) dan ventilasi udara (air realease valve). Selanjutnya ialah pipa induk sekunder (secondary feeder). Fungsi feeder ini membawa air ke node-node yang tersebar di daerah distribusi sehingga tidak boleh ada sambungan rumah di pipanya agar tekanannya tidak turun (drop feeder). Di pipa inilah program Epanet atau Hardy Cross diterapkan untuk analisis hidrolisnya.

Yang kedua ialah Sistem Mikro. Hakikatnya, inilah sistem pelayanan air minum yang sesungguhnya di PDAM. Sistem ini masih bisa dibedakan menjadi dua, yaitu pipa distribusi utama (small distribution main) yang juga biasa disebut pipa tersier dan pipa pelayanan (service line) atau pipa kwarter yang menuju pipa persil (house connection pipe). Pipa distribusi utama (small distribution main) membentuk rangka daerah pelayanan. Pipa ini mendistribusikan air ke pipa-pipa pelayanan (service pipe) dan boleh langsung dihubungkan dengan rumah. Secara teoretis, Sistem Mikro bisa juga dianalisis dengan Epanet atau Hardy Cross, tetapi bergantung pada kebutuhan.

Catatan akhir, yang perlu diperhatikan juga ialah kecepatan aliran meskipun kecepatan air ini tidak mempengaruhi tekanan, tetapi hanya mempengaruhi cepat-lambatnya air sampai ke konsumen. Agar suatu titik bertekanan besar, maka headloss-nya harus kecil atau diameter pipanya diperbesar. Efeknya pada kecepatan, makin besar diameter, makin kecil kecepatan aliran airnya. Rentang batas kecepatan antara 0,6 - 1,5 m/d, yaitu kecepatan di dalam pipa feeder dalam jam puncak atau maksimum alirannya.***

ReadMore »

Leuwigajah, Sebuah Catatan

Artikel berikut ini adalah respons terhadap bencana longsor di TPA Leuwigajah, Bandung yang terjadi pada Senin, 21 Februari 2005. Dimuat di koran Pikiran Rakyat pada 3 Maret 2005, artikel ini dirilis lagi atas permintaan teman di FB, juga karena artikel ini belum dimasukkan ke blog saya (baru sekarang dirilis di blog ini) dan permalink-nya yang ke koran PR sudah tidak dapat dibaca lagi. Opini ini pun dibagikan ke grup TOLAK PLTSa. Karena ditulis lebih dari lima tahun yang lalu, maka isi tulisan yang berkaitan dengan kondisi lapangan di TPA dan persampahan Bandung, Bantar Gebang, dll tentu sudah berubah.

Risiko PLTSa, koran Pikiran Rakyat

***

Sekejap saja, ratusan nyawa manusia lenyap di TPA Leuwigajah pada dini hari Senin, 21 Februari lalu. Pada malam yang sama, Baleendah, Dayeuhkolot, Bojongsoang, Rancaekek, Panyileukan, Gedebage, dan Riung Bandung dilanda banjir. Banjir terbesar sejak 1986, kata warga setempat. Dua peristiwa berbeda, sebabnya juga berbeda, namun sama-sama menyedihkan. Rugi harta benda dan nyawa tak terhitung nilainya. Keduanya, dan ini patut dicatat, berisi unsur "malapraktik" manusia, baik pejabat pemerintah daerah maupun rakyat yang menjadi korban.

Yang pertama, dan ini yakin seyakin-yakinnya, peng- operasian TPA tersebut tak sesuai dengan perencanaan (planning) dan perancangannya (designing). Sedikit pun tak ada pengaturan. Sampah yang datang langsung ditumpahkan begitu saja dari truk lalu balik kanan, grak! Pergi lagi, menoleh pun tak mau. Wajarlah terjadi penumpukan gas metana (CH4) di suatu bagian massa sampah. Makin lama kian terakumulasi, lalu akhirnya... bumm!

Yang kedua, tidak ada kepedulian Pemkot Bandung, Cimahi, dan Pemkab Bandung. Kalaupun peduli, sebatas retorika; itu pun sedikit sekali. Terlalu berpikir bahwa sampah hanyalah sampah, berbau busuk, lantas tak mendapat perhatian serius. Padahal kalau salah kelola, penyakit bisa mewabah, lingkungan rusak, air tanah tercemar, dan... meledak. Mayat-mayat pun tertimbun.

Yang ketiga, pihak warga, hendaklah menaati peringatan (warning) pemerintah. Sebab, peringatan itu didasarkan pada kajian sains dari kalangan ahli. Tak percaya pada ahlinya dapat mengakibatkan kerugian yang tak tertanggungkan. Pada saat yang sama, pemerintah pun wajib mencarikan lahan buat masyarakatnya agar tidak mukim di dekat TPA. Sebab, logikanya, TPA itu harus dibuat di daerah yang nilai ekonomi tanahnya rendah dan rendah pula potensi polusinya terhadap air tanah.

Lepas dari hal di atas, sebetulnya "bencana" yang terkait dengan sampah tak hanya di Leuwigajah. Masih banyak TPA lain yang bermasalah. Sebanyak 99% TPA kita sarat masalah. Kalau tidak bau masalahnya, transportasilah masalahnya; kalau bukan kedua hal tersebut, "izin" dari masyarakatlah masalahnya; kalau bukan ketiga hal itu, teknologinya yang bermasalah; kalau bukan semua itu, retribusilah masalahnya. Masih ada masalah-masalah lainnya.

Lantaran "bencana" tersebut, banyaklah TPA, seperti Bantar Gebang, Bekasi, dan terakhir tempat pembuangan sampah terpadu di Bojong, Bogor yang menuai protes. Sebelum ledakan itu, konflik soal TPA tersebut dan TPA Jelekong telah santer di media massa. Intinya adalah masalah retribusi dari Pemkot Bandung kepada Pemkab Bandung (sebelum Kota Cimahi terbentuk).

Bahkan jauh sebelum itu, TPA tersebut sering diprotes lantaran bau busuknya yang menyengat ke mana-mana dan ruas jalan yang dilalui truk-truk sampah menjadi kotor dan rusak. Warung-warung nasi, rumah tinggal, dan kehidupan warga kerap terganggu oleh suara bising, lalu lintas semrawut dan kecelakaan. Malah ada janji-janji, seperti kasus Bantar Gebang, akan dijadikan pusat listrik tenaga biogas (metana). Tapi nyatanya, warga protes dan TPA tutup. Secara teoretis, dari 1.000 kg COD air sampah dihasilkan 12 juta BTU (British Thermal Unit) sebagai metana; 10.000 BTU sekira 1 KWH.

Meski terbatas, energi inilah sisi positif sampah (organik) yang bernilai ekonomi selain kompos. Pemanfaatan energi "sampah" tersebut sebetulnya bisa dirintis di TPA Leuwigajah kalau berupa sanitary landfill (lahan urug saniter) yang tepat operasi-rawatnya. Tiga pemerintah, yaitu Pemkab dan Pemkot Bandung serta Pemkot Cimahi bisa bekerja sama. Sayang seribu sayang, ledakan "kematian" warga di sekitar TPA sudah terjadi. Lagi pula, TPA itu hanyalah open dumping alias timbunan terbuka yang antilingkungan. Bau busuk, lalat, tikus, dan pencemaran air tanah adalah hasilnya. Boleh jadi sumur warga yang kini tewas itu telah tercemari zat berbahaya dan beracun dari TPA itu. Sangat boleh jadi.

Ubah Paradigma

Sekolah, mulai dari SD, atau bahkan TK, harus berupaya mengubah paradigma berpikir masyarakat. Dalam buku-buku pelajaran, selama ini sampah selalu dikatakan tak berguna. Guru dan orang tua selalu bilang, buanglah sampah pada tempatnya. Ini tidak salah. Tapi yang lebih baik, ganti dengan kalimat: kurangi sampah, pilah-pilah mana organik mana plastik dan kertas, lalu letakkan (bukan buanglah) di bak sampah. Plastik dan kertas bisa dijual (diberikan) ke pemulung (tukang rongsok) dan yang organik dikubur di halaman. Tanah pun gembur dan subur.

Seandainya tak ada upaya mengubah paradigma lama itu, banyaklah yang enggan bersahabat dengan sampah. Jangankan bersahabat, berlama-lama dengan sampah saja tak mau. Padahal, dalam keseharian kita dekat dengan sampah. Kitalah yang dominan menimbulkan sampah, baik sampah industri maupun rumah tangga. Sampah industri terdiri atas sisa-sisa bahan kegiatan industri: rubbish, debu, dan limbah berbahaya. Sangat riskan lantaran korosif, reaktif, radioaktif, eksplosif, dan lain-lain. Adapun sampah rumah tangga berasal dari kegiatan dapur seperti sisa sayuran, daging, dan buah-buahan (garbage). Lantaran mudah membusuk, dapat dijadikan pupuk. Yang lain adalah plastik, kain perca, kaleng, dan lain-lain (rubbish). Kelompok ini bisa didaur ulang atau digunakan kembali atau disedekahkan ke pemulung. Malah pemulung sebaiknya dikelola agar terkoordinasikan dengan baik dan mengurangi dampak negatif seperti pencurian dan kecurigaan dari warga.

Manfaat lainnya, untuk reklamasi lahan dan pantai, bahan batako, dan pedestrian. Juga untuk urukan dan memperbaiki tekstur tanah agar limpasan air hujan berkurang dan banjir pun hilang. Bahkan di Jepang, sampah sudah dijadikan bahan konstruksi pembuatan rumah permanen. Tentu perlu dikaji aspek kesehatannya terutama sampah radioaktif. Kedua jenis sampah tersebut, rumah tangga dan industri, bisa diduga masuk ke TPA. Tentu saja sampah domestik yang terbanyak dibuang ke TPA. Inilah masalah konsistensi dan taat asas pada peraturan yang dibuat.

Lebih dari itu semua, paradigma baru, yaitu kurangi volume sampah, adalah solusi terbaik. Gunakan bahan baku yang dapat digunakan lagi (reuse) atau dapat didaur ulang (recycle). Andaikata sudah demikian, pada masa depan, kebutuhan lahan untuk TPA bisa dikurangi, malah dapat dijadikan permukiman atau aktivitas komersial lainnya. TPA lama pun bisa digunakan lagi berulang-ulang kalau proses degradasinya sudah tuntas. Juga, usahlah takut bersahabat dengan sampah; mengelola sampah dengan ramah lingkungan, membangun atau berproduksi (domestik, komersial dan industri) sembari tak merusak alam. Kurangilah timbulan sampah, sediakan TPA (bukan tempat pembuangan akhir, melainkan pengolahan akhir) yang ramah lingkungan. Setelah itu, laksanakan penanganan yang sesuai standar prosedur operasi-rawat, baik itu di area koleksi, penampungan sementara, transportasi, dan pembuangannya (pengolahannya).

Akhir catatan, pascaledakan Leuwigajah, karena sampah terus muncul setiap hari, mengurangi volume sampah lalu memilahnya menjadi "busuk" dan "tak busuk", akan membantu mereduksi tumpukan sampah di TPS. Ini akan menyamankan hidung dan mata kita ketika melintas di TPS. Di lain pihak, yakni tiga pemerintah daerah tersebut, secepatnya mencari lokasi TPA alternatif. Ketiga pemerintah itu bisa berkontribusi sama dengan satu tujuan, mereduksi pencemaran air tanah, menghindari polusi bau, dan murah biaya operasi-rawatnya.

Mudah-mudahan perubahan paradigma segera dirintis di sekolah (SD, SMP, SMU) lewat kebijakan pemerintah dalam menata kurikulum ramah lingkungan. Mari tingkatkan "gengsi" sampah. Jadikanlah "tambang emas" potensial, khususnya bagi pemulung. Mari ubah sampah menjadi sahabat penuh manfaat bukan musuh yang harus dijauhi.***

ReadMore »

Operasi-Rawat Slow Sand Filter

Artikel tentang slow sand filter (SSF, filter pasir lambat) yang membahas mekanisme, desain, dan konstruksinya sudah dimuat di MAM edisi 149, Februari 2008. Pada edisi kali ini yang dibahas adalah aspek operasi dan perawatannya. Operasi berkaitan dengan tatacara menjalankan unit pengolah air sedangkan perawatan (singkat: rawat) berkaitan dengan tindak kerja berkala (harian, pekanan, bulanan, tahunan) pada unit tersebut agar instalasinya berumur panjang dan operasinya optimal.

Operasi-rawat instalasi secara umum dapat dikaitkan dengan jumlah petugas dan kapasitas pengolahannya. Pada Tabel 1 diberikan perkiraan jumlah minimal karyawan atau petugas yang mengoperasikan unit SSF. Persyaratan karyawan ini bergantung pada ukuran fasilitas dan kapasitas pengolahan airnya serta tingkat otomasi peralatannya. Misal, karena alat buka-tutup valve-nya dikerjakan dengan cara manual (manusia) bukan dengan aktuator (tekanan angin) maka jumlah petugas menjadi lebih banyak. Di bawah ini ditabelkan kebutuhan petugas harian yang diperlukan.

Tahap Operasi
Relatif terhadap rapid sand filter (RSF, filter pasir cepat), masa operasi SSF lebih lama dan sensitif terhadap perubahan debit dan perubahan kualitas air karena di dalam SSF ada mekanisme biologis yang dilaksanakan oleh makhluk hidup (MAM, 149). Sebaliknya di RSF tidak ada biolapis dan masa operasinya (lifetime) singkat sekali, hanya dalam hitungan jam.

Ada tiga bagian penting dalam mengoperasikan SSF, yaitu filter ripening, filtrasi dan filter scraping. Pada masa filter ripening dan filtrasi hanya perlu sedikit tenaga kerja. Tetapi perlu banyak tenaga kerja saat filter scraping, yaitu proses penyekopan biolapis yang terbentuk di permukaan media pasirnya.

Filter ripening
Sebelum mulai operasi, filter baru harus dimatangkan dulu atau diperam (ripen) sehingga pertumbuhan biologi di biolapisnya menjadi optimal. Kebutuhan waktu untuk pemeraman antara 1 hari hingga 2 pekan. Aktivitas pemeraman filter ini secara tipikal meliputi hal-hal sbb:

1. Buka katup (valve) backfill sehingga air filter masuk ke SSF melalui sistem underdrain.
2. Tutup katup backfill jika ketinggian air di filter mencapai 10 cm di atas muka pasir.
3. Buka katup filter-to-waste dan tutup katup air filtrat di outlet box (jangan sampai terbuka agar air ini tidak masuk ke reservoir) untuk membuang air filtrat awal yang masih kotor ke selokan.
4. Alirkan air olahan dari SSF tetangganya melalui katup (valve) backfill filter ini.
5. Air harus dibuang ke selokan sampai kekeruhan yang disyaratkan terpenuhi. Meskipun tidak ada kriteria khusus tentang kekeruhan ini tetapi kekeruhan harus mendekati kekeruhan ketika filter beroperasi normal.
6. Tutup katup filter-to-waste dan buka katup filtered water sebagai awal dari operasi filter yang air filtratnya ditampung di reservoir.

Operasi filter
Ketika filter dalam keadaan beroperasi (filtration mode), operator harus selalu mengecek agar debit air yang masuk ke SSF sama dengan debit desainnya. Namun dibolehkan beban debitnya berlebih ketika satu unit SSF disekop biolapisnya tetapi hanya berlangsung dalam waktu maksimum lima hari.

Tugas operator selama operasi filter:
1. Memeriksa debit dan mencatatnya agar dapat dibandingkan dengan debit pada hari-hari yang lain.
2. Memeriksa filter headloss dengan cara melihat tinggi muka air di SSF atau dengan memasang piezometer.
3. Memeriksa kekeruhan air baku dan air olahan.
4. Memeriksa bak filter dan pemipaannya secara visual.
5. Membuat laporan harian dan konsisten dilaksanakan.

Filter scraping
Apabila filter mencapai terminal headloss (tinggi airnya sudah mencapai pipa pelimpah), maka filter harus dibersihkan dengan cara disekop. Pembersihan filter (scraping) bergantung pada taraf kekeruhan dan temperatur air. Rentang pembersihannya antara 6 hingga 12 bulan dan dapat dijadwalkan secara bergilir untuk semua filter.

Pada masa awal operasi filter, operator belum tahu lamanya waktu terminal headloss sehingga kegiatan scraping terjadwal belum bisa ditetapkan. Tetapi dalam perjalanan waktu, kegiatan pembersihannya sudah dapat dijadwalkan secara rutin.

Filter scraping harus dilakukan satu per satu sehingga saat filter yang satu sedang dalam kondisi pemeraman (ripening), filter yang lain tetap memproduksi air. Langkah-langkah scraping sbb:

1. Tutup katup air filtrat (filtered water) dan katup air baku untuk mengisolasi filter.
2. Buka supernatant drain valve untuk menurunkan air hingga mencapai puncak pasir.
3. Buka filter drain valve untuk menurunkan level air 10 - 20 cm di bawah muka pasir.
4. Gunakan sekop, garu, gerobak (ember) untuk membersihkan 1 cm filter bagian atas (termasuk 0,5 cm pasir ikut terambil). Pindahkan sekopan ke Sand Washer.
5. Isi dan peram lagi filter dengan proses seperti dibahas di atas (filter ripening).

Jika scraping menggunakan garu, maka tinggi muka air harus melebihi tinggi pasir (5 – 10 cm) sehingga material biologi mengapung di permukaan pasir. Penguras air supernatan dan kontrol air baku harus dibuka sehingga airnya membilas permukaan media pasir menuju supernatant drain. Tipikal waktu antara dua scraping ini antara 6 – 12 bulan. Sementara itu, pemantauan SSF harus dilaksanakan setiap hari oleh operator. Upayakan mencatat atau membuat data rekaman atas tingkat kekeruhan pada hari-hari sebelumnya.

Tahap Perawatan
Aktivitas perawatan yang dilakukan berkala atas SSF adalah pemasiran (resanding). Setiap kali biolapis di atas media pasir filter disekop (scraped), maka ada pasir yang terangkut (terbuang) ke sand washer. Lama-lama kedalaman pasir di dalam media filter berkurang. Batas kedalaman media pasir ini minimal 50 cm. Itu sebabnya, perlu ada penambahan pasir (resanded) dengan pasir dari sumber yang sama. Pasir sekopan lalu dicuci, disimpan dan dapat digunakan lagi sebagai media filter pada saatnya nanti.

Saat media pasir di-resanded, aktivitas biologi di dalam biolapis harus dipelihara. Agar berlangsung dengan baik dan tidak mengganggu biolapisnya, prosedur resanding meliputi pemindahan pasir lama dan menyisakan lapisan pasir lama lainnya di satu sisi bak filter lalu meletakkan pasir baru di atas lapisan kerikil. Pasir lama selanjutnya dipindahkan ke atas pasir baru dan prosedur yang sama diulangi untuk bagian sisi lain bak filter. Dengan prosedur ini, pasir lama yang mengandung mikroorganisme tetap berada di bagian atas media filter dan tetap optimal bekerja sebagai biolapis. Prosedur seperti ini dapat mereduksi waktu pematangan filternya.

Perlu diungkapkan bahwa SSF adalah teknologi pengolahan air minum yang aman karena tidak menggunakan zat kimia. Oleh sebab itu, pembubuhan desinfektan (kaporit) pun tidak diperlukan karena bakteri patogennya dapat dibasmi di biolapis SSF. Yang terberat dalam SSF hanyalah yang berkaitan dengan pekerja, operator atau tenaga kerja kontraknya terutama selama proses pembersihan filter, yakni scraping dan resanding. Juga tenaga kerja untuk mencuci pasir setiap kali SSF di-scraping lalu memindahkannya ke bak pasir hasil cucian untuk disiagakan agar siap digunakan suatu saat nanti. Bak pasir ini harus diberi atap, sebaiknya dari seng agar tidak lembab dan airnya dapat menguap di antara lubang-lubang jendela atau kisi-kisi dinding.

Masalah Operasional
Masalah dalam operasi SSF dapat dihindari jika prosedur perawatan dilaksanakan dengan baik. Andaikata tidak ada masalah dari sisi jumlah operatornya dan mudah memperoleh orang yang mau bekerja harian untuk membersihkan filternya maka operasi filter ini tidak akan menemui banyak halangan. Jauh lebih mudah dan lebih murah dalam hal operasi-rawatnya. Apalagi kalau dilengkapi dengan mekanisme backfill, semacam backwash dalam RSF, maka mekanisme pembersihannya menjadi makin optimal.

Namun masalah tetap saja ada dan biasanya muncul dari kondisi alam, yaitu hujan yang lantas meningkatkan kekeruhan air bakunya.*

ReadMore »

Rotating Biological Contactor

Adaptasi unik. Inilah sebutan yang diberikan kepada Rotating Biological Contactor (RBC) karena modifikasinya khas sebagai proses pertumbuhan lekat (attached growth process). Sesuai dengan namanya, unit pengolah air limbah ini berotasi dengan pusat pada sumbu atau as yang digerakkan oleh motor drive system dan/atau tiupan udara (air drive system) dari difusser yang dibenam dalam air limbah, di bawah media. Berbahan plastik, media tempat pelekatan mikroba dipasang sedemikian rupa sehingga terjadi kontak yang seluas-luasnya dengan air limbah dan oksigen yang terjadi silih berganti.

Mekanisme aerasinya terjadi ketika mikroba terpapar oksigen di luar air limbah sehingga terjadi pelarutan oksigen akibat difusi. Sesaat kemudian, mikroba ini tercelup lagi ke dalam air limbah sekaligus memberikan oksigen kepada mikroba yang tersuspensi di dalam bak. Bersamaan dengan itu terjadi juga reintake material organik dan anorganik yang melekat di dalam biofilm. Tetesan air berbutir-butir yang jatuh dari media plastik dan bagian biofilm yang melekat di permukaan plastik juga memberikan peluang reaerasi. Begitu seterusnya secara kontinyu 24 jam sehari, ada bagian yang terendam air, ada bagian yang terpapar oksigen.

Historisnya, meskipun RBC telah dikenal pada dekade 1920-an di Jerman namun dalam wujudnya yang komersial baru dibuat pada dasawarsa 1960-an. Begitu juga di Amerika Serikat, prototipe RBC sudah dibuat di Connecticut tahun 1925 tetapi efisiensinya 27%. Rendahnya efisiensi ini karena kinerja sedimentasi primernya tidak optimal dan rasio luas media lekat per unitnya relatif kecil. Pada 1960-an RBC mulai luas diterapkan di AS dan Kanada kemudian merambah ke Asia pada 1980-an termasuk di Indonesia meskipun baru dalam taraf penelitian skala laboratorium. Kemampuannya dalam mengolah air limbah domestik dan industri menjadikannya makin dikenal dan terus diterapkan di banyak negara. Tak hanya reduksi senyawa karbon yang terjadi, RBC juga dapat digunakan untuk mereduksi senyawa nitrogen dengan proses nitrifikasi- denitrifikasi. Ia juga mampu mensubstitusi teknologi eksisting di sebuah IPAL tanpa banyak mengubah sistem pengolahannya sekaligus mampu berperan sebagai pengolah sekunder atau tersier.

Kinerja
Pada masa ini RBC ”modern” mampu mencapai efisiensi di atas 80 persen dalam mengolah air limbah, baik untuk menurunkan senyawa karbon maupun nitrogen. Dalam tinjauan bioproses, fenomena mikroba dan separasinya di dalam RBC serupa dengan di trickling filter dan activated sludge. Tetapi RBC memiliki keunggulan dibandingkan dengan trickling filter karena waktu kontaknya lebih lama, bisa mencapai 8-10 jam, kebutuhan lahannya relatif sempit, permukaan kontaknya relatif luas, tahan terhadap beban kejut (shock looading) organik dan hidrolis, peluruhan biomassa berlebihnya efektif. Konsumsi atau kebutuhan energi listriknya juga rendah dibandingkan dengan aerasi mekanis pada activated sludge dan trickling filter. RBC juga mampu mengolah air limbah timbulan aktivitas pertambangan yang mengandung senyawa beracun, besi, sianida, selenium, dll.

Selain keunggulan, kekurangannya juga ada. Masalah utama RBC adalah kerusakan pada materialnya seperti as, coupling, bearing, rantai, gear box, motor listrik, dll. Biaya kapital dan pemasangan RBC bisa lebih mahal daripada activated sludge per debit per kualitas air limbah yang setara. Secara bioproses, kalau oksigen terlarutnya rendah dan ada sulfida di dalam air limbahnya maka bakteri pengganggu seperti Beggiatoa akan tumbuh di media RBC. Dibandingkan dengan unit lumpur aktif konvensional, biaya investasi RBC menjadi mahal kalau debit air olahannya besar. Oleh sebab itu, RBC lebih cocok diterapkan pada debit kecil, misalnya untuk air limbah rumah sakit, hotel, pabrik, kampus. Dalam desainnya, meskipun sudah banyak diteliti, belum banyak terungkap parameter desain yang berkaitan dengan bioproses kecuali rumus-rumus empiris. Itu sebabnya, desainer RBC selalu menggunakan tabel dan grafik yang dibuat oleh praktisi dan didasarkan pada parameter dari instalasi yang sudah dibangun.

Kinerja RBC bergantung juga pada jumlah kompartemennya. Satu modul bisa berisi empat atau lima kompartemen. Di kompartemen pertama bisa ditambahkan aliran balik menuju unit pengendap awal agar kondisinya tidak terlalu anaerobik sehingga bau busuknya berkurang sekaligus membantu dinamika pertumbuhan mikroba. Begitu juga di kompartemen akhir bisa dipasang aliran balik menuju unit pengendap awal dengan maksud serupa. Umumnya, media kontak RBC terendam di dalam air limbah setinggi 40% dari diameternya. Kecepatan putarannya antara 1 – 3 putaran per menit. Putaran ini memberikan energi yang cukup bagi gaya hidrolis untuk meluruhkan biofilm dan aliran airnya turbulen supaya padatannya tetap tersuspensi (tidak mengendap). Waktu tinggal hidrolisnya di dalam setiap modul relatif singkat, yaitu 20 menit pada beban normal. Setiap tahap atau modulnya cenderung beroperasi sebagai reaktor teraduk sempurna.

Berkaitan dengan media lekat mikrobanya, ada beberapa bahan yang dapat digunakan. Yang sering dipilih adalah media plastik HDPE (high-density polyethylene) berdiameter antara 2 – 4 m, dengan ketebalan mencapai 10 mm. Bentuk media bisa berupa lembaran pelat tetapi bisa juga berupa pipa-pipa atau tabung yang dipasang pada satu poros besi dengan bentangan mencapai 8 m. Media beserta poros dan motornya ini disebut satu modul yang terus berotasi di dalam bak. Beberapa modul dapat dipasang secara seri atau paralel sesuai dengan kebutuhan debit air limbah yang diolah. Biasanya antarmodul dipisahkan oleh sekat (baffle) untuk menghindari aliran singkat (short circuiting) di dalam tangki (bak). Kinerja RBC pun dipengaruhi oleh temperatur air limbah, konsentrasi substrat influen, waktu tinggal hidrolis, rasio volume tangki terhadap luas permukaan media, kecepatan rotasi media, dan oksigen terlarut.

Deskripsi Proses
Berbeda dengan IPAL rumah sakit, balai pengobatan, klinik, umumnya, untuk mengolah air limbah domestik RBC tidak memerlukan pembibitan (seeding) mikroba. Sebab, mikroba sudah tersedia dalam jumlah yang cukup sebagai awal dalam memulai proses. Kira-kira sepekan sampai dua pekan setelah dimulai pengolahannya, di permukaan media akan menempel biomassa setebal 1 – 4 mm. Ketebalan ini bergantung pada kekuatan air limbah dan kecepatan rotasi media lekat. Menurut Antonie, 1978, konsentrasi mikroba tersebut mencapai 50.000 – 100.000 mg/l, suatu jumlah yang sangat tinggi sehingga cukup banyak zat pencemar organik dan nitrogen yang dihilangkannya dengan bantuan oksigen terlarut.

Seperti umumnya pengolahan air limbah secara biologi, RBC merupakan bioproses ”peternakan” mikroba (bakteri). Jenis-jenis mikroba yang biasa ditemukan di RBC ialah bakteri berfilamen seperti Sphaerotilus, Beggiatoa, Cladothrix, Nocardia, Oscillatoria, dan juga jenis fungi, yaitu Fusarium, meskipun jarang. Mikroba yang nonfilamen antara lain: Zocloea, Aerobacter, Escherichia coli, algae, dan spirilla. Jenis dan konsentrasi mikroba bisa berbeda antara satu modul dengan modul lainnya dan ini dipengaruhi oleh beban organiknya. Semua mikroba di atas bahu-membahu mengolah pencemar organik di dalam air limbah dengan cara mengoksidasinya dalam kondisi aerob. Dalam kondisi normal, senyawa polutan berbasis karbon akan disisihkan lebih dulu di modul satu RBC. Penyisihan karbon bisa tuntas di modul satu atau modul dua ini tetapi proses nitrifikasi baru selesai di modul lima atau sesudahnya. Seperti pada proses di dalam bio-tower, nitrifikasi akan terjadi hanya setelah konsentrasi karbon direduksi secara signifikan. Oleh sebab itu, kebanyakan RBC terdiri atas empat atau lima modul seri untuk memberikan kesempatan proses nitrifikasi terjadi secara lengkap. Setelah lewat RBC, air limbah lantas masuk ke klarifir dan biomassa mulai mengendap secara gravitasi.

Klarifir dalam sistem RBC ini tidak menyalurkan sludge endapannya ke RBC seperti yang terjadi pada activated sludge. Efluen klarifirnya sudah bisa langsung dibuang ke badan air penerima tanpa perlu diklorinasi. Apabila efluen ini akan digunakan kembali maka perlu dilengkapi dengan teknologi pengolahan air minum pada umumnya (seperti yang sering diterapkan di PDAM) ditambah dengan unit karbon aktif dan teknologi membran. Dengan demikian, RBC menjadi salah satu alternatif teknologi yang akan makin banyak diterapkan, terutama untuk populasi kecil seperti hotel, apartemen, rumah sakit, pabrik, kantor, kampus, dll., sekaligus mendukung konsep desentralisasi dalam pengolahan air limbah atau semacam ”on-site system”, bukan sistem perpipaan (sewerage). *

ReadMore »

Kolam Stabilisasi

Di Indonesia, sampai awal tahun 2010 ini, belum banyak kota yang memiliki unit pengolah air limbah domestik seperti judul di atas. Dari sekian kota yang punya dan masih beroperasi dengan baik, PDAM atau PDAK Kota Bandung dapat disebut salah satunya. Unit pengolah yang dibangun pada dekade 1980-an di dataran tinggi Bandung ini dapat dikatakan sebagai yang terluas di Indonesia. Namun demikian, di negara-negara empat musim justru unit proses dengan kolam stabilisasi ini sudah lumrah diterapkan. 

Padahal kalau dilihat dari aspek kinerjanya, wilayah tropis sangat diuntungkan oleh karakter biofisikokimia mikroba dalam kaitannya dengan temperatur air dan temperatur udaranya. Juga keragaman nutrisinya yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri aerob-anaerob dan produktivitas algae. Maka, aneh apabila unit pengolah air limbah domestik yang usianya lebih dari tiga ratus tahun ini tidak populer di Indonesia yang notabene negara tropis. Tapi..., itulah faktanya!

Merujuk pada nomenklatur, meminjam istilah biotaksonomi, ada beberapa nama yang biasa dikaitkan dengan kolam stabilisasi (stabilization pond) ini, yaitu lagoon, oxidation pond yang diindonesiakan menjadi laguna dan kolam oksidasi. Jika diselisik, kurangnya minat pemerintah daerah dan pusat membuat jenis pengolah air limbah domestik ini karena luasnya yang bukan kepalang. Ini terjadi karena peran mikroba, baik bakteri, rotifer, predator, maupun algae dipengaruhi oleh asupan oksigen dan nutrisinya secara alamiah, tanpa bantuan alat-alat mekanis. Artinya, kemurahan dan kemudahan dalam operasi - rawat ini dibayar dengan biaya mahal untuk kebutuhan lahannya. Namun sangat layak diterapkan untuk daerah-daerah yang masih memiliki lahan kosong yang luas dan murah, seperti semua daerah di luar Pulau Jawa, Madura, dan Bali.

Klasifikasi

Para ahli di bidang pengolahan air limbah, khususnya bioproses, belum bersepakat atas beberapa istilah yang dikaitkan dengan klasifikasi kolam stabilisasi. Lain buku, lain pula istilahnya, apalagi yang berkaitan dengan dimensi, kecepatan pembebanan organik, nilai ambang batas bawah dan atas BOD, COD, SS, fecal coli, dll. Salah satu klasifikasi yang cukup dikenal adalah berdasarkan rejim metabolismenya, yaitu anaerobik, fakultatif, aerobik (maturasi), dan aerated. Kondisi mana yang akan terjadi di dalam kolam itu bergantung pada aktivitas biologi yang dominan dan reaksi biokimianya yang dipengaruhi oleh kecepatan pembebanan organik (KPO, organic loading rate).

Kolam pertama adalah kolam anaerobik, didesain untuk berlangsungnya proses pengolahan air limbah tanpa oksigen dengan memanfaatkan bakteri anaerob. Ada dua kejadian pada kolam anaerobik ini, yaitu (1) fenomena fisika berupa sedimentasi padatan di dalam air limbah menjadi sludge; (2) fenomena biokimia, yakni degradasi anaerobik oleh bakteri terhadap zat organik di dalam lumpur kemudian melepaskan gas dan produk terlarut untuk diolah lebih lanjut di kolam berikutnya. Umumnya, fenomena biokimia di kolam berkedalaman 2,5 s.d 5 m ini berlangsung dua tahap. Tahap satu, polutan organik kompleks bermolekul besar (makromolekul) diuraikan menjadi molekul kecil yang diawali oleh proses hidrolisis, asidogenesis dan selanjutnya diubah menjadi asam asetat (asetogenesis). Pada tahap satu tersebut belum terjadi reduksi BOD-COD sehingga bisa dikatakan efisiensinya nol. Efisiensi kolam dapat dideteksi pada tahap dua setelah bakteri metanogenik berhasil mengubah asam asetat dan asam-asam rantai pendek lainnya menjadi gas metana dan karbondioksida. Perubahan polutan organik menjadi gas CH4 dan CO2 inilah yang dijadikan indikator dalam efisiensi pengolahannya.

Berikutnya adalah kolam fakultatif, jenis kolam yang menerima air limbah dengan kekuatan medium atau kecepatan pembebanan organiknya lebih kecil daripada KPO yang diterapkan di kolam anaerobik. Kolam yang juga disebut wastewater lagoon ini (salah satu bentuk misnomer, salah kaprah) adalah yang paling umum diterapkan. Kedalaman airnya antara 1,2 s.d 2,5 m dan terbagi atas dua lapisan, yaitu lapisan anaerobik di bagian bawah dan lapisan aerobik di bagian atas. Di antara kedua lapisan tersebut ada lapisan fakultatif. Kebutuhan waktu untuk pengolahan air limbah berada dalam rentang 5 s.d 30 hari. Di kolam ini, zat organik yang mengendap diolah oleh bakteri anaerob yang alur prosesnya sama dengan kejadian di kolam anaerob tersebut. Hasilnya berupa zat organik terlarut dan gas metana, karbondioksida, hidrogen sulfida, ammonia, dll. Sebaliknya di lapisan atas terjadi proses aerob yang memanfaatkan oksigen.

Dapat dikatakan, di unit fakultatif inilah terjadi proses utama penyisihan zat organik dengan kehadiran simbiosis mutualisme antara bakteri heterotrof dan algae. Bakteri heterotrof ini serupa dengan bakteri di dalam unit activated sludge atau trickling filter yang bertugas mengolah pencemar organik di dalam zone aerobik menjadi produk akhir oksidasi. Oksigen di lapisan aerobik dipasok dari atmosfer dengan mekanisme reaerasi dan hasil fotosintesis algae dengan bantuan energi matahari. Algae lantas menggunakan nutrisi dan karbondioksida yang dihasilkan bakteri aerob dan anerob untuk fotosintesis. Lewat kerjasama saling menguntungkan inilah air limbah dapat diolah dengan optimal. Bergantung pada temperaturnya, BOD yang dapat direduksi dalam kolam fakultatif antara 30 – 40 mg/l. Penyisihan zat organik volatil 77 - 96%, nitrogen 40 – 95%, dan fosfat biasanya maksimum 40%.

Namun demikian, suburnya perkembangan algae di permukaan kolam lama-lama dapat menimbulkan masalah pada kinerjanya. Algae dapat menambah konsentrasi TSS (total suspended solid) antara 40 s.d 100 mg/l. Algae yang blooming karena keberlimpahan nutrien (senyawa nitrogen dan fosfat) dapat memunculkan kondisi eutrofikasi yang ujungnya adalah pendangkalan kolam secara cepat.

Yang ketiga adalah kolam aerobik atau kolam maturasi (pematangan). Sesuai dengan namanya, di kolam ini terjadi proses pematangan atau pembersihan terakhir air limbah dari pencemar berupa padatan tersuspensi, zat organik terlarut dan yang utama adalah reduksi bakteri. Dengan kedalaman antara 30 s.d 45 cm, sinar matahari dapat menembus keseluruhan ketebalan lapisan air sehingga dapat membasmi bakterinya. Karena KPO-nya rendah dan kolamnya dangkal maka kebutuhan lahannya menjadi sangat luas. Di kolam ini pun terjadi simbiosis antara bakteri dan algae. Hanya saja, diharapkan bakterinya dapat dibasmi sebelum dibuang ke sungai. Algaenya juga jangan sampai banyak yang masuk ke sungai agar tidak menurunkan kulaitas air sungai atau danau, waduk di hilirnya.

Proses Desain
Ada dua metode yang biasa diterapkan untuk mendesain unit kolam stabilisasi, yaitu metode beban permukaan dan persamaan empiris Wehner – Wilhelm. Cara kedua menggunakan persamaan laju orde satu yang dirilis tahun 1958 dengan hidrolika aliran airnya semiaduk, antara plugflow dan complete mixing. Kemudian dimodifikasi oleh Thirumurthi pada 1969 sebagai metode untuk mendesain kolam fakultatif. Penggunaan cara kedua lebih rumit karena ada beberapa parameter yang harus diketahui dulu sebelum dapat dihitung yang juga bergantung pada temperatur airnya. Ketepatan dalam pengambilan asumsi terhadap data sangat berpengaruh pada kinerja kolam, juga sangat bergantung pada variasi cuaca dan sinar matahari.

Yang banyak diterapkan adalah cara pertama, yaitu metode area loading rate. Desain didasarkan pada pembebanan organik dan waktu tinggal hidrolis. Cara ini banyak diterapkan, termasuk untuk menghitung desain IPAL di Bojongsoang Bandung. Terapan ini dibuat oleh USEPA yang dirilis tahun 1983. Inilah cara paling konservatif dalam mendesain kolam stabilisasi. Luas lahan yang dibutuhkan diperoleh dengan cara membagi beban organik atau BOD dengan kecepatan pembebanan organik yang tepat (appropriate). KPO ini sudah direkomendasikan dan ditabelkan di dalam USEPA pada tahun 1974. Hanya saja, kekurangannya bagi kita di Indonesia, rilisan USEPA 1974 tersebut tidak meliputi kondisi daerah tropis yang temperaturnya jauh di atas mayoritas wilayah di Amerika Serikat. Kalaupun diterapkan, nilai kecepatan pembebanan organiknya diambil dengan perkiraan saja.

Operasi – Rawat
Dibandingkan dengan teknologi lumpur aktif (activated sludge) plus turunannya dan sistem trickling filter, maka kolam oksidasi jauh lebih mudah dalam operasi-rawatnya dengan tingkat efisiensi yang kompetitif. Tingkat keterampilan (skill) operatornya tidaklah setinggi operator untuk teknologi lumpur aktif tetapi dapat menggunakan tenaga kerja yang lebih rendah skill dan pendidikannya. Sebab, nyaris tidak ada yang perlu mendapat perhatian intensif, kecuali perawatan rutin harian dan pekanan, atau tahunan yang berkaitan dengan area lahan seperti rumput, pohon, dan keamanan di sekitar instalasi kolam oksidasi. Agar lebih cepat dibersihkan, dalam masa satu tahun dapat dibersihkan dengan mengerahkan puluhan tenaga kerja kasar untuk membersihkan kolam dan sekitarnya sehingga tetap ada peluang lapangan kerja bagi orang yang rendah skill dan pendidikannya.

Fokus perawatan yang umum adalah pembersihan lahan sekeliling kolam agar tidak menghambat aliran angin yang berfungsi untuk membantu adukan sehingga terjadi pengadukan dan pencampuran yang lebih baik. Operator perlu rutin membersihkan kolam atau permukaan air dari kotoran, sampah, atau benda-benda melayang lainnya. Oleh sebab itu, sebaiknya ada beberapa operator kalau area pengolahannya sangat luas. Yang tidak boleh dilupakan adalah pagar pengaman dan tidak setiap orang diizinkan masuk mendekati kolam untuk menghindari hal-hal negatif yang berkaitan dengan keselamatan manusia, terutama anak-anak. Untuk memutus pertumbuhan tanaman air, dinding kolam sebaiknya dibuat dari pasangan batu kali dan dimiringkan (talud).

Apabila diizinkan, kolam bisa dijadikan kolam ikan, terutama kolam maturasi, polishing pond misalnya dengan ikan karper dan tilapia (african food fish, cichlid family). Ikan juga sekaligus dapat membasmi jentik-jentik nyamuk dan serangga pada umumnya. Catatan terakhir, penegasan kembali, kolam stabilisasi atau oksidasi sangat cocok diterapkan di Indonesia yang kaya sinar matahari dan hangat/panas cuacanya. **

ReadMore »

“Sejarah” IPAM Mukakuning, Batam

Kami mengucapkan selamat kepada Dr. Ir. H. Syaiful, D.E.A yang terpilih sebagai Ketua Umum Perpamsi dan Ir. H. Agus Sunara sebagai Sekretaris Umum dalam MAPAM XI di Batam.



Ikut menyambut MAPAM XI Perpamsi di Pulau Batam, berikut adalah tulisan selintas tentang kondisi awal pembangunan IPAM Mukakuning, Batam. Kisah dimulai tahun 1990 – 1991 ketika PT Bangun Cipta Kontraktor (BCK) dipercaya membangun instalasi yang air bakunya dari Sei Mukakuning. Sebelumnya sudah ada IPAM Sei Ladi, Sei Nongsa dan Tanjung Piayu. Saat itu juga dibangun IPAM Sei Harapan oleh perusahaan kontraktor milik negara sedangkan Duriangkang masih tahap wacana. Penulis sebagai sanitary engineer IPAM Mukakuning, namun sewaktu-waktu juga ke Sei Harapan yang nyaris tuntas pembangunannya. Waktu itu penulis menangani dua pekerjaan supervisi tersebut karena pekerjaan itu dikerjakan oleh perusahan jasa konsultan yang sama.

Kedua IPAM tersebut, yaitu Mukakuning dan Sei Harapan, berbeda secara signifikan meskipun kualitas air bakunya relatif sama. Aerator di Mukakuning berupa aerator benam (submersible aerator) sedangkan di Sei Harapan multistep trickling aerator berbatu marmer. Tentu saja dua metode ini menghasilkan efisiensi yang berbeda. Bentuk unit operasi dan proses lainnya juga berbeda, tetapi fungsinya sama. Kinerja totalnya, mengacu pada efisiensi dan efektivitasnya, juga berbeda. Efisiensi dan keefektifannya bergantung pada parameter: debit olahan, energi total, kualitas air olahan, dan detention time sistemnya. Bagaimana kondisinya sekarang?

Dulu, pada awal 1990-an itu, IPAM Mukakuning menjadi instalasi terbesar di Batam dengan rancangan olahan mencapai 310 l/d. Instalasi yang bermodul empat buah ini menerapkan pengolahan lengkap (complete treatment) dengan unit koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi. Karena konsentrasi besi air Sei Mukakuning cukup tinggi maka disediakan proses aerasi. Lewat empat aerator benam inilah udara didifusikan ke dalam air baku dengan harapan besi (II) dioksidasi menjadi presipitat besi (III) sehingga dapat disisihkan bersama koloid (flok) di unit sedimentasi.

Karena melaksanakan supervisi, penulis lebih banyak berada di lapangan daripada di kantor yang merangkap sebagai rumah tinggal di Perum. Tiban III. Sambil terkantuk-kantuk pun tetap di lapangan, sesekali berbaring di lantai. Kadang-kadang tak pandang hari libur, tetap saja ke lapangan, sambil jalan-jalan tentu saja, ke Nagoya beli makanan-minuman, nonton bioskop, atau wara-wiri ke Batu Ampar, Nongsa, Kabil, dll. Waktu itu jalan-jalan masih sepi, lengang sepanjang jalan. Di sana-sini tampak buldozer, backhoe yang sedang memangkas lereng di tepi jalan.

Salah satu tahap penting pekerjaan ini ialah tahap uji-coba peralatan dan commissioning test alat mekanikal-elektrikal dan kinerja unit operasi-prosesnya. Dalam rentang masa itu beberapa diskusi dengan BCK menghasilkan masukan untuk dicoba dalam pengoperasian instalasi tapi tidak dilaksanakan, bahkan sampai adu mulut. Kesulitan saat itu, ada tiga pihak: PT BCK, PT Berca (Metax Eng.), dan konsultan yang sama-sama harus mengakomodasi otorita. Satu contoh kesulitannya ialah pada uji-coba buka-tutup butterfly valve secara pneumatic (actuator). Valve tidak bisa ditutup sempurna sehingga air terus mengalir. Ada juga yang tidak bisa dibuka, tidak bisa ditutup lagi.

Masalah lainnya di bidang pengolahan air karena sulit membentuk flok. Pernah dicoba injeksi koagulan lewat dosing pump di unit aerator dengan harapan teraduk sempurna akibat agitasi udara dari aerator benam. Yang cukup menyita perhatian adalah pecahnya pipa dan hydrophore ketika memompa air dari sumpwell ke reservoir di bukit, di dekat instalasi. Kadangkala pompanya tidak mampu mengalirkan debit sesuai dengan kapasitas desain.

Terlampir adalah foto kantor dan foto ketika air pertama kali masuk ke unit koagulasi. Penulis mengamati aliran air di inlet koagulator. Air ini sudah diberi koagulan yang diinjeksikan di pipa outlet aerator. Pada masa uji coba, pembubuhan koagulan dipindah-pindahkan agar diperoleh titik optimal. Di bagian kiri tampak kompartemen sedimentasi yang masih kosong karena airnya belum sampai di bak ini. Tampak tetraflocc tubesettler-nya, ruang sedimentasi mikro (microsettler). Di sebelah penulis adalah tiang kamera CCTV (Closed-Circuit Television) sebagai pemantau situasi kondisi instalasi dan sekitarnya.*

ReadMore »

KTT Perubahan Iklim, Denmark

Di tengah gempuran kasus Bank Century, Presiden SBY muhibah ke Eropa, melawat sepekan, 13 - 20 Desember 2009, dan ikut dalam KTT Perubahan Iklim. Jika buntu, RI berharap menjadi bagian solusi.

Apa yang terjadi di sekitar gedung parlemen Denmark? Panas…, sepanas temperatur politik di Indonesia. Seratusan ribu orang, termasuk aktivis lingkungan, menggelar aksi "Global Day of Climate Action" dengan tujuan mendesak para pemimpin KTT ke-15 Perubahan Iklim agar segera membuat keputusan dalam menangani perubahan iklim. Ini terjadi dua hari lalu di Kopenhagen. Mereka berduyun-duyun dari semua penjuru dunia untuk menyelamatkan Bumi, kalau masih ada waktu, demi tujuh milyar manusia.

Dahsyat. Inilah kata yang pas untuk menilai pertambahan jumlah manusia. Betapa pesatnya perkembangan penduduk Bumi ini bisa dilihat pada jumlah penduduk tahun 1950 yang berjumlah 2,5 miliar. Dalam tempo 55 tahun, yaitu tahun 2005 jumlahnya sudah 6,2 miliar. Dan sekarang, akhir 2009 ini, mendekati kira-kira 7 milyar orang. Kemudian, pada saat yang sama, greenhouse gases seperti karbondioksida (CO2) dan gas-gas lainnya terus meningkat lantaran peningkatan penggunaan BBM, zat kimia dan penebangan hutan. Dampaknya adalah kenaikan temperatur rerata Bumi. Ini terbukti. Dekade terpanas di Bumi terjadi pada akhir abad ke-20, yaitu tahun 1990-an. Dan tahun terpanas satu dekade terakhir ini adalah tahun 1998, 2001, dan 2005. Kondisi panas ini akan ajek naik jika tren sekarang terus bertahan atau malah kian parah. Inilah yang akan menimbulkan Global Warming, pemanasan global.

Apa dampak Global Warming itu? Yang sudah diyakini adalah kenaikan muka laut sehingga pulau-pulau kecil terendam bahkan tenggelam, pantai menyempit, intrusi air laut sehingga mengurangi suplai air bersih. Terjadi reduksi luas pulau yang dapat memunculkan masalah kependudukan dan gangguan kesehatan masyarakat karena memicu gelombang panas yang kian parah dan lama paparannya. Pola hujan dan salju pun ikut berubah yang otomatis mengganggu pola suplai air bersih, terutama di daerah yang krisis air. Global Warming dan ledakan jumlah penduduk juga mengancam kekurangan pangan sehingga terjadi eksploitasi lahan baru di gunung, bukit, dan hutan, di dataran banjir, dan di lahan basah. Semuanya terpaksa dieksploitasi demi penyediaan kebutuhan pangan.

Siapa yang bertanggung jawab? Semua orang di Bumilah yang bertanggung jawab. Sebab, setiap orang pasti mengeluarkan CO2 selama hidupnya. Tetapi secara khusus, orang-orang yang hidup di negara-negara industrilah yang sangat banyak menggunakan bahan bakar fosil. Sebetulnya emisi CO2 dari manusia relatif konstan selama 30 tahun terakhir ini. Namun demikian, ada data bahwa emisi orang Amerika Serikat lima kali lebih besar daripada orang Meksiko dan bahkan 19 kali lebih besar daripada orang India. Malah ada data lain yang mengatakan bahwa 20% manusia Bumi yang berada di negara maju justru kontribusinya mencapai 63% dari total emisi. Jika dihitung berdasarkan negara maka Cina memang pengemisi terbesar lantaran jumlah penduduknya terbanyak, walaupun faktanya emisi tujuh orang Cina itu setara dengan satu orang Amerika Serikat. Tujuh orang setara dengan satu orang!

Itulah faktanya sekarang. Barangkali kita tak pernah peduli akan hal itu. Kita acuh tak acuh dan bersikap bahwa itu bukan urusanku. Urusanku sudah banyak dan sudah memumetkan kepalaku. Boleh-boleh saja dan mungkin sangat-sangat banyak yang berpikir demikian. Bumi tenggelam atau tidak, itu bukan urusanku! Urusanku cuma satu, yaitu hidup senang dan gembira selamanya. Andai Bumi ini tenggelam, aku mungkin sudah lama mati dan mungkin cucu-cicitku pun sudah lama pula mati. Buat apa aku stres sekarang? Itu kan masih lama. Demikianlah ungkapan orang-orang yang pernah berdiskusi perihal Global Warming yang saya dengar.

Water World

Bumi tenggelam? Kapan Bumi ini tenggelam? Mari kita kilas balik sebentar ke sinema layar lebar masa lalu, yaitu Water World. Pemeran utamanya adalah Kevin Kostner. Dalam film itu dia dan teman-temannya kehilangan rumah, tanah dan air. Mereka hidup di atas kapal seperti Nabi Nuh. Mereka bertarung melawan kelompok lain untuk mendapatkan sejengkal tanah dan air tawar. Ini terjadi lantaran es di kutub mencair akibat pemanasan global dan air lautnya meluap. Hanya air asin yang ada di mana-mana sehingga sang “Dances With Wolves” itu harus mendaur ulang air kencingnya untuk sekadar minum. Dulu, film buatan tahun 1995 ini mencatat box office, termasuk di Indonesia.

Dari data ilmiah didapat bahwa telah terjadi peningkatan temperatur troposfer (atmosfer lapisan terbawah) sejak awal abad lalu. Lantas hadir sejumlah teori tentang kenaikan muka air laut seperti Teori Lebur (Melting Theory), yakni pencairan “pulau” es di kutub. Data pasang surut di sejumlah negara memberikan gambaran bahwa fenomena itu betul-betul terjadi. Tapi data tersebut hanya memberikan gambaran kondisi setempat yang cenderung bersifat lokal. Ini perlu dicermati karena ada dua perubahan penting yang mungkin terjadi, yaitu perubahan ketinggian muka air laut karena daratan bergerak relatif terhadap lautan (perubahan isostatik) dan perubahan karena penambahan volume air laut dari pencairan es dan salju (perubahan eustatik) yang ada di daratan atau kontinental (benua).

Kalau demikian, akan mencairkah es di Kutub Utara dan Kutub Selatan? Sementara kalangan meyakini bahwa es di kedua kutub itu akan mencair jika temperatur global atmosfer terus naik. Es yang berubah menjadi air lalu masuk ke laut sehingga permukaannya naik dan membanjiri daratan, bahkan menelan pulau-pulau kecil seperti disebut di atas. Tapi ada pendapat lain, yaitu ada beda karakter antara Kutub Utara (Artik) dan Kutub Selatan (Antartika). Kutub Selatan adalah daratan yang dilapisi es. Jadi berupa landas kontinen/benua yang tertutup es. Sebaliknya Kutub Utara adalah air laut yang membeku membentuk “pulau” dan gunung-gunung es. Dengan demikian disimpulkan bahwa Kutub Utara, selain Greenland, adalah bongkahan es yang terapung-apung di laut.

Jika temperatur global betul-betul naik ekstrim, apa yang akan dialami oleh lempeng atau bukit-bukit es di kedua kutub tersebut? Jika “pulau-pulau terapung” di Artik mencair maka tak akan banyak mempengaruhi ketinggian muka air laut! Kenapa? Analoginya adalah gelas yang penuh air berisi sepotong es yang menyembul di permukaannya. Walaupun es itu habis mencair tetapi air di gelas tidak akan tumpah. Ini mengikuti prinsip hukum Archimedes. Pencairan es di Artik hanya mengubah wujudnya saja menjadi cair tetapi tidak punya efek yang cukup untuk menaikkan permukaan air laut! Jadi... kita bisa sedikit lega.

Namun hal sebaliknya bisa terjadi di Antartika. Gunung es dapat mempengaruhi ketinggian muka air laut. Volume total esnya cukup besar untuk menambah volume air laut. Tapi perlu dicatat bahwa karakter sistem lingkungan Antartika sangat, sangat dingin. Temperaturnya jauh di bawah titik nol sehingga esnya tidak akan mencair! Jadi pemanasan global takkan mampu mencairkan es di Antartika karena temperaturnya akan tetap berada di bawah nol. Jika panas global mengakibatkan temperatur di kutub dapat mendekati nol sehingga es mulai mencair maka dipastikan semua manusia di Bumi sudah mati akibat heat stroke sebelum berdampak pada kenaikan muka air laut. Dan ini tak kalah mengerikan jika dibandingkan dengan banjir sejagat itu.

Akan tetapi, kontradiksi saja dapat terjadi. Kenaikan temperatur di Kutub Selatan menyebabkan air laut di sekitarnya menguap. Hembusan angin membawa uap itu ke Kutub Selatan yang akhirnya jatuh dan membeku di daratan Antartika. Jika proses ini berlangsung terus maka sejumlah air pindah dari laut ke darat yang berarti justru terjadi penurunan muka air laut! Sekali lagi saya tulis, justru terjadi penurunan muka air laut! Artinya, pantai kita meluas sehingga meluas pula tempat untuk rekreasi dan membangun Water Front City. Namun, mungkinkah hal ini terjadi?

Salju abadi

Bagaimana dengan salju abadi? Jika pemanasan global mempunyai efek pada pencairan es di Artik dan penguapan air laut di sekitar Antartika sehingga permukaannya turun, apakah secara global air laut akan tetap naik? Sulit sekali menjawabnya dengan pasti, karena bergantung pada jumlah volume es yang mencair di Artik dan jumlah volume air laut yang menguap dan membeku di daratan Antartika. Terlihat bahwa kasus ini tidak sesederhana yang diduga sebagian kalangan bahwa jika Bumi memanas maka terjadi pencairan es yang akibatnya muka air laut ikut naik!

Di Bumi ini banyak ada es dan salju abadi seperti di Pegunungan Jaya Wijaya Papua, di Pegunungan Himalaya India dan beberapa pegunungan tinggi di Eropa. Pada akhir abad 20 lalu ada indikasi salju/es tersebut mencair. Jika pemanasan global berlanjut, boleh jadi semuanya akan cair. Bongkahan es di Greenland pun dapat menaikkan muka air laut jika mencair. Meier, peneliti gletser, menduga terjadi kenaikan 2,8 cm muka air laut selama periode 1900-1961. IPCC (Inter-governmental Panel for Climate Change) memperkirakan akan terjadi kenaikan muka air laut sampai 29 cm pada tahun 2030 dan pada tahun 2070 menjadi 71 cm atau hampir 1 meter pada akhir abad 21.

Betulkah demikian?

Pemanasan global, secara teori dan ada sejumlah fakta, dapat mencairkan salju dan es yang mengakibatkan muka air laut naik. Tetapi mungkinkah temperatur atmosfer bawah Bumi naik sekian puluh derajat sehingga semua es di Bumi mencair?

Mungkinkah pada saat itu manusia masih hidup dan hidupnya pun di atas kapal seperti Kevin Kostner dalam film Water World-nya atau seperti Nabi Nuh a.s?***

ReadMore »