Sistem Lahan Basah Apung (Floating Treatment Wetlands/FTW) untuk Penyehatan Air Danau Maninjau

Cibinong, Humas LIPI. Danau Maninjau merupakan danau kaldera yang terletak di kecamatan Tanjung Raya, Kabupaten Agam, provinsi Sumatera Barat. Dalam Laporan Kegiatan Penelitian Prioritas Nasional Pusat Peneltian Limnologi LIPI Tahun 2019 disebutkan bahwa, danau tersebut memiliki peran penting bagi masyarakat sekitarnya terutama sebagai obyek wisata, pembangkit listrik tenaga air (PLTA), sumber air irigasi wisata, sarana mandi cuci kakus (MCK), pencaharian masyarakat untuk budidaya ikan di dalam karamba jaring apung (KJA) dan perikanan tangkap. Di sekitar Danau Maninjau terdapat berbagai fasilitas wisata, seperti hotel, penginapan dan restoran untuk menunjang kegiatan pariwisata yang terkenal hingga manca negara, dengan pemandangannya yang sangat indah.

Menurut Dr. Cynthia Henny, M.Sc. Peneliti Ahli Utama Pusat Penelitian Limnologi LIPI, adanya aktivitas di sekitar danau tersebut secara ekonomis menguntungkan masyarakat sekitarnya, akan tetapi menimbulkan beberapa permasalahan lingkungan. Seperti pembuangan limbah domestik dan eksploitasi budidaya KJA yang tidak terkontrol akan menurunkan kualitas air akibat beban pencemar yang langsung masuk ke danau. “Penurunan kualitas air ini berdampak pada peledakan populasi tanaman air tawar, kematian ikan massal, penurunan populasi ikan lokal, air danau yang berwarna hijau atau coklat kehitaman dan berbau busuk,” ungkap Cynthia.

Cynthia menambahkan, sumber beban pencemar utama di Danau Maninjau yang secara langsung masuk ke danau berasal dari aktivitas budidaya ikan dengan KJA. Sedangkan sumber beban pencemar lainnya yang secara langsung ataupun tidak langsung masuk ke danau berasal dari limbah domestik (rumah tangga, restoran dan perhotelan), limpasan pertanian dan aliran masuk dari sungai.

Dalam laporan tersebut dijelaskan, pencemaran di Danau Maninjau terutama karena padatnya KJA menyebabkan suplai oksigen di danau berkurang (hipoksia atau kekurangan oksigen) yang berdampak pada kematian ikan massal. Kondisi hipoksia yang lebih lama dapat menurunkan populasi ikan lokal karena tidak mampu bertahan hidup dan bereproduksi. Tingginya kandungan nutrient air danau karena pencemaran berdampak pada peledakan populasi alga hijau atau biru (eutrofikasi) yang bersifat toksik/racun pada ikan dan manusia, ditandai dengan air danau yang berwarna hijau pekat. Dari hasil penelitian diketahui air Danau Maninjau  mengandung bakteri pathogen coliform atau e-coli sekitar 1020-1349 koloni/100 ml sehingga sangat tidak layak untuk dikonsumsi. “Pencemaran juga berdampak pada kesehatan manusia dan wisata. Air yang berwarna hijau atau coklat kehitaman dan berbau menyebabkan gatal-gatal bila digunakan untuk mandi atau berenang dan menyebabkan disentri bila terminum,” jelas Cynthia.

Untuk mengatasi permasalahan tersebut, selain pengurangan aktivitas KJA perlu intervensi teknologi yang menurut Cynthia sangat “urgent’ untuk dilakukan.  “Yaitu dengan menciptakan teknologi penyehatan danau yang dapat mengurangi beban pencemaran, memperbaiki kualitas air, meningkatkan stok ikan lokal dan menciptakan mitigasi bencana lingkungan bagi ikan lokal,” tegasnya. Salah satu teknologi yang bisa diaplikasikan pada badan air yaitu sistem Lahan Basah Terapung/Floating Treatment Wetlands (FTW).

Teknologi

FTW merupakan sistem dengan media mengapung di air dengan tanaman emergent atau tanaman yang akarnya tumbuh pada sedimen atau yang tumbuh pada media tanam. Dalam laporan tersebut dijelaskan bahwa FTW bisa dikatakan seperti pulau dengan tanaman mengapung atau rakit bertanaman yang ditempatkan langsung di atas air, yang berfungsi untuk: 1) penyisihan nutrient, 2) filtrasi padatan tersuspensi untuk mengurangi resiko sedimentasi, 3) transformasi rantai makanan, mengalihkan nutrien dari fitoplankton, 4) habitat akuatik baru bagi ikan dan organisme lainnya, 5) habitat burung dan satwa liar lainnya (Zhang et al, 2014, Henny dkk, 2018). “Nutrient di air akan terserap oleh akar tanaman sehingga ketersediaan nutrient di sekitar FTW berkurang untuk fitoplankton, sehingga mengurangi peledakan fitoplankton,” papar Cynthia.

Cynthia menjelaskan deskripsi teknologi FTW yaitu: 1) syarat tanaman tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu cepat pertumbuhannya, akarnya tumbuh baik di dalam air, tahan hama, efisiensi tinggi dalam penyisihan beban pencemar dan dapat tumbuh sepanjang tahun, 2) media tumbuh menggunakan ijuk, sabut kelapa, busa, jerami atau bambu yang ditahan dengan jala ikan atau anyaman tali nilon, 3) pelampung menggunakan pipa paralon atau drum plastik yang dilindungi kerangka besi, dan jangkar untuk menahan sistem agar tidak berpindah, 4) kedalaman air harus melebihi maksimum pertumbuhan akar, 5) rasio penutupan tanaman untuk danau kecil tercemar atau sungai 10 - < 50% cukup untuk memperbaiki kualitas air, 6) Integrasi FTW dengan LUTOR (LIPI Ultrabuble Aerator) menggunakan energi solar (matahari).
 
“LUTOR adalah teknologi aerasi yang juga bisa digunakan untuk penyehatan danau, yang berfungsi untuk meningkatkan oksigen di danau yang dibutuhkan ikan. Integrasi dengan FTW bisa mempercepat perombakan beban polutan organik di air, karena aerasi dapat meningkatkan aktivitas bakteri,” jelas Cynthia.  Perombakan bahan organik menjadi senyawa sederhana yang bisa mudah diserap tanaman. “Jadi kedua sistem ini saling bersinergi, energi solar menghasilkan tenaga listrik untuk dialirkan pada pompa submerged yang menghasilkan bubble oksigen.  LUTOR menyuntikkan oksigen ke air dengan bentuk gelembung-gelembung udara di dalam air yang membawa oksigen untuk dilepaskan ke dalam air,” imbuhnya.

“Integrasi FTW dengan aerator mampu meningkatkan oksigen pada sistem perakaran dan meningkatkan bakteri perombak material organik untuk pertumbuhan bakteri dan mikrobiota yang bisa menjadi makanan ikan, sehingga menciptakan mikrohabitat bagi biota. Mikrohabitat menjadi suaka/area konservasi bagi ikan lokal dan merupakan area perlindungan saat bencana lingkungan “tubo belerang” yang terjadi saat iklim ekstrim, sehingga dapat berfungsi sebagai mitigasi bencana lingkungan mencegah kematian ikan massal,” pungkas Chynthia.

Dalam evaluasi sistem  pengolahan FTW untuk penyehatan Danau Maninjau Cynthia melaporkan, bahwa teknologi FTW terbukti mampu menurunkan beban pencemar air danau yang tinggi, antara lain nutrient (nitrogen dan posfor), material organik, logam dan organik polutan. FTW mampu menyisihkan sampai dengan 30 – 50% nutrien di air danau pada area sekitar FTW. Beban limbah, pemilihan lokasi, pemilihan jenis tanaman dan waktu tinggal sesuai ukuran luas dari sistem menjadi kriteria yang menunjang keberhasilan sistem ini. Sistem ini juga menurunkan kandungan total bakteri coliform secara sigifikan, menurunkan populasi fitoplankton dan mencegah eutrofikasi. (Iks ed SL)