Siklus Hidrologi dan Kualitas Air

Jumlah air dibumi secara keseluruhan tetap, yang berubah adalah wujud dan tempatnya. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses siklus hidrologi dapat berjalan secara kontinyu.

Air yang ada di laut, di sungai dan di daratan dan sebagainya akan menguap. Prosesnya disebut evaporasi. Demikian juga yang ada di dalam tanaman, melalui stomata (mulut daun) menguap (transpirasi) ke angkasa (atmosfer) dan kemudian menjadi awan hujan. Pada keadaan jenuh, uap air itu akan menjadi bintik-bintik air yang selanjutnya akan turun dalam bentuk hujan (presipitasi), salju, hujan es atau kabut.

Sebelum menyentuh bumi, air yang terbawa oleh hujan sudah terpengaruh oleh sekelilingnya, yakni sudah bereaksi dengan unsur-unsur gas atau partikel-partikel yang melayang di udara. Air hujan dapat membawa oksigen, juga kandungan nitrat (NO₃) yang terbentuk oleh pengaruh petir di atmosfir.

Air yang jatuh dipermukaan tanah sebagian akan mengalir sebagai overland flow yang kemudian menjadi surface run-off (limpasan air permukaan), sedangkan yang lainnya akan meresap ke dalam tanah (infiltrasi dan perkolasi). Limpasam air permukaan adalah air yang mengalir di atas permukaan tanah melalui parit dan sungai, hingga menuju ke laut. Infiltrasi dan perkolasi adalah pergerakan air ke dalam tanah melalui celah-celah dan pori-pori tanah dan batuan hingga ke dalam mintakat (zona) jenuh di bawah muka air (groundwater) akibat aksi kapilernya. Air dapat bergerak secara vertical atau horizontal sebagai interflow dibawah air permukaan, sebagian lagi akan tinggal di dalam massa tanah sebagai soil moisture content (kandungana air dari tanah), dan selebihnya menjadi air tanah.

Makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran permukaan semakin besar. Air permukaan, baik yang mengalir maupun yang tergenang (danau, waduk, rawa) dan membentuk sungai dan berakhir ke laut. Proses perjalanan air di daratan itu merupakan komonen siklus hidrologi dan membentuk sistem Daerah Aliran Sungai (DAS).

Di daerah perkotaan, aor hujan melarutkan dan bereaksi dengan unsur-unsur kimia hasil pembakaran minyak dan batu bara dari sarana transportasi dan yang dilepaskan oleh pembangkit listrik dan industri, sehingga menghasilkan hujan masam (acid rain).

Pada dasarnya hujan masam (pH air hujan < 5) disebabkan oleh polutan udara, sulfur dioksida (SO₂) dan nitrogen oksida (NO_X) yang keduanya merupakan hasil pembakaran bahan bakar fosil (BFF) terutama batu bara dan BBM, serta gas rumah kaca karbon dioksida (CO₂). SO₂ dan NO_x bercampur dengan uap air sehingga membentuk asam sulfat (H₂SO₄) dan asam nitrat (HNO₃). Selain bahan-bahan tersebut di daerah pegunungan atau hutan yang terpencil dengan udara yang bersih dan bebas dari polusi sekalipun, air hujan selalu mengandung bahan-abahan terlarut seperti karbondioxida, oksigen dan nitrogen.

Reaksi-reaksi kimia terbentuknya hujan masam ditunjukkan oleh ion hydrogen (H⁺) yang dilepaskan. Ion H yang dilepaskan adalah penyebab kemasaman (pH rendah) seperti ditunjukkan pada reaksi-reaksi kimia berikut:

      -  Dengan karbon dioksida

CO₂ gas + H₂O        H₂CO₃ …………….(1)

H₂CO₃                     HCO₃ + H⁺ ………..(2)

HCO3                      CO3 + H⁺ …………(3)

      -  Dengan sulfur dioksida ditransformasikan sebagai berikut :

SO₂(g)+H₂O            HSO₃ + H⁺

HSO₃                       SO₃ + 2H⁺  atau

SO₂(g)+O₂(g)          SO₃(g)

SO₃(g)+H₂O            H₂SO₄

      -  Dengan nitrogen oksida

NO₂(g)+H₂O           HNO₃+HNO₂  atau

NO₂(g)+ H₂O          2H⁺ + NO₃^- +NO₂^-

3NO₂(g) + H₂O       2HNO₃^- + NO (g)

 

Melalui kontak dengan benda atau mahluk hidup di bumi, air berubah mutunya menurut ruang (tempat) dan waktu. Air hujan yang jatuh ke bumi dan hanya mengandung sedikit mengandung sedikit unsur meniral terlarut, langsung bereaksi dengan mineral di dalam tanah atau batuan segera setelah mencapai bumi. Jumlah dan jenis unsur atau mineral yang terlarut tergantung pada komposisi kimia, struktur fisik tanah dan batuan, tingkat kemasaman (pH), serta potensial redoks (Eh) air. Kualitas air tanah pun secara alami dipengaruhi oleh jenis batuan penyusun tanah yang bersangkutan. Air tanah tersebut bergerak dari daerah peresapan ke daerah luapan. Oleh karena itu susunan kimia air tanah ditentukan oleh kandungan mineral mudah terlarut yang menusun bauan tersebut.

Pengaruh antropogenis (aktivitas atau perilaku manusia menggeksploitasi sumber daya alam) menjadi bagian dari siklus hidrologis. Kerusakan lingkungan dapat berpengaruh terhadap siklus hidrologis yakni terhadap kuantitas dan kualitas ketidak-keseimbangan lingkungan di darat dan di perairan, serta menyebabkan erosi, banjir dan pencemaran. Fenomena tersebut terjadi melalui pengelolaan dan pemanfaatan hutan, pengelolaan jaringan irigasi, penggunaan air untuk keperluan rumah tangga, pembangunan infrastruktur, penggunaan lahan (land use) dan eksploitasi sumberdaya alam yang berkaitan.

SUMBER:

Syamsuddin, Rajuddin. 2014. Pengelolaan Kualitas Air. Makasar: Pijar Press