JURNAL PERKULIAHAN PEKAN KE-12 PENGETAHUAN LINGKUNGAN

 Water

Gambar 1 Air dalam kehidupan

Air yaitu suatu zat yang tersusun dari unsur kimia hidrogen dan oksigen dan berada dalam bentuk gas, cair, dan padat. Air adalah salah satu senyawa yang paling banyak dan penting. Cairan yang tidak berasa dan tidak berbau pada suhu kamar, memiliki kemampuan penting untuk melarutkan banyak zat lainnya.

Kehidupan diyakini berasal dari larutan air lautan dunia, dan organisme hidup bergantung pada larutan air, seperti darah. dan cairan pencernaan, untuk proses biologis. Air juga ada di planet dan bulan lain baik di dalam maupun di luar tata surya.

Dalam jumlah kecil air tampak tidak berwarna, tetapi air sebenarnya memiliki warna biru intrinsik yang disebabkan oleh sedikit penyerapan cahaya pada panjang gelombang merah.

Karakteristik Air 

Gambar 2 Molekul Air

air ditemukan dalam tiga bentuk berbeda di Bumi, yaitu gas, padat, dan cair. Bentuk air tergantung pada suhu. Air di planet kita mengalir sebagai cairan di sungai, dan samudra dalam bentuk padat seperti es di kutub utara dan selatan dan merupakan gas di atmosfer. 
Air juga berada di bawah tanah dan di dalam tumbuhan dan hewan. Semua makhluk hidup membutuhkan air dalam beberapa bentuk untuk bertahan hidup di bumi. Orang bisa hidup berminggu minggu tanpa makanan, tetapi hanya bisa hidup beberapa hari tanpa air. 
Molekul air terdiri dari dua atom hidrogen, masing masing dihubungkan oleh ikatan kimia tunggal ke atom oksigen. Sebagian besar atom hidrogen memiliki inti yang hanya terdiri dari proton. Dua bentuk isotop, deuterium dan tritium, dimana inti atomnya juga mengandung satu dan dua neutron, masing masing ditemukan dalam kadar kecil dalam air.

Manfaat Air

Fungsi air sangat esensial bagi semua kehidupan, meski nampaknya kini air tersedia dimana mana, namun air bersih adalah hal yang paling penting untuk dapat diakses semua makhluk hidup untuk keberlangsungan hidupnya. Berikut fungsi air meliputi:

- Minum

- Menyiram tanaman

- Mencuci dan membersihkan sesuatu 

- Memasak

- Pabrik dan kebutuhan lainnya.

Pembagian air di Dunia

Gambar 3 Pembagian air di dunia

97% air di bumi adalah air asin, dan hanya 3% berupa air tawar yang lebih dari 2 per tiga bagiannya berada dalam bentuk es di glasier dan es kutub.Air tawar yang tidak membeku dapat ditemukan terutama di dalam tanah berupa air tanah, dan hanya sebagian kecil berada di atas permukaan tanah dan di udara.

- Air Permukaan 

Air permukaan adalah air yang terdapat di sungai, danau, atau rawa air tawar. Air permukaan secara alami dapat tergantikan dengan presipitasi dan secara alami menghilang akibat aliran menuju lautan, penguaoan, dan penyerapan menuju ke bawah permukaan. 

Meski satu-satunya sumber alami bagi perairan permukaan hanya presipitasi dalam area tangkapan air, total kuantitas air dalam sistem dalam suatu waktu bergantung pada banyak faktor. Faktor tersebut termasuk kapasitas danau, rawa, dan reservoir buatan, permeabilitas tanah di bawah reservoir. Semua faktor tersebut juga memengaruhi besarnya air yang menghilang dari aliran permukaan.

- Aliran sungai bawah tanah

Total volume air yang dialirkan dari daratan menuju lautan dapat berupa kombinasi aliran air yang dapat terlihat dan aliran yang cukup besar di bawah permukaan melalui bebatuan dan lapisan bawah tanah yang disebut dengan zona hiporeik. Untuk beberapa sungai di lembah-lembah yang besar, komponen aliran yang tidak terlihat mungkin cukup besar dan melebihi aliran permukaan. Zona hiporeik sering kali membentuk hubungan dinamis antara perairan permukaan dengan perairan subpermukaan dengan saling memberi ketika salah satu bagian kekuarangan air. Hal ini terutama terjadi di area karst di mana lubang tempat terbentuknya hubungan antara sungai bawah tanah dan sungai permukaan cukup banyak.

- Air Tanah 

Air Tanah adalah air tawar yang terletak di ruang pori-pori antara tanah dan bebatuan dalam. Air juga berarti air yang mengalir di lapisan aquifer di bawah water table. Terkadang berguna untuk membuat perbedaan antara perairan di bawah permukaan yang berhubungan erat dengan perairan permukaan dan perairan tanah dalam di aquifer. (Yang kadang-kadang disebut dengan "air fosil").

- Air Beku 

Es yang membeku di kutub dan glasier berpotensi untuk dijadikan sumber air tawar karena dua per tiga air tawar di dunia berada dalam bentuk es. Beberapa skema telah diajukan untuk menjadikan gunung es di kutub sebagai sumber air, tetapi hingga saat ini hal itu hanya sekadar rencana,. Aliran glasier saat ini dikatakan sebagai salah satu perairan permukaan.

Siklus Hidrologi

Gambar 4 Siklus Hidrologi 

Siklus hidrologi atau siklus air adalah proses pergerakan molekul air (H2O) yang berlangsung secara terus-menerus dari bumi ke atmosfer dan kembali lagi ke bumi. Pergerakan air laut ke udara, kemudian jatuh ke permukaan tanah lagi sebagai hujan atau bentuk presipitasi lain, dan akhirnya mengalir ke laut kembali. Air di bumi secara terus-menerus mengalami sirkulasi berupa proses penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Dari segi bahasa, kata “hidrologi” berasal dari bahasa Yunani yang memiliki arti “ilmu air”. Sedangkan secara harfiah hidrologi adalah cabang dari ilmu geografi yang mempelajari ilmu pergerakan air atau siklus air. Ilmu hidrologi juga membahas mengenai kualitas air yang mencakup layak tidaknya air untuk konsumsi serta mempelajari mengenai distribusi air di bumi.

Jenis siklus air
Jenis Siklus Air Dalam prosesnya, terjadinya siklus hidrologi bukan hanya satu jenis saja. Namun juga terdapat beberapa jenis dalam siklus hidrologi/siklus air, yaitu:

1. Siklus Hidrologi Pendek 

Siklus hidrologi pendek terjadi tanpa adanya tahap adveksi atau perpindahan awan. Siklus ini diawali dari evaporasi air laut yang menuju ke atmosfer bumi. Lalu di ketinggian tertentu, pada uap air akan terjadi kondensasi dan membentuk awan. Awan yang tak mampu menahan beban air akan mengalami presipitasi lalu terjadinya yang namanya air hujan. Air hujan yang turun akan jatuh lagi kembali ke laut.

2. Siklus Hidrologi Sedang

Siklus sedang terjadi ketika air laut menguap. Uap air akan terbawa oleh angin menuju daratan. Pada ketinggian tertentu, uap air akan melewati fase kondensasi dan berubah menjadi awan. Lalu, awan akan berubah menjadi hujan yang jatuh pada daratan, akan terjadi resapan ke dalam tanah dan sebagian akan terserap oleh akar tumbuhan, kemudian sebagian lagi akan dibawa aliran air seperti selokan, dan sungai. Air akan melewati beragam saluran air yang akan membawa kembali dan berakhir ke laut.

3. Siklus Hidrologi Panjang

Siklus hidrologi panjang biasanya terjadi di wilayah pegunungan atau wilayah dengan iklim sub tropis. Ciri pada siklus panjang yaitu peristiwa air pada awan yang tidak akan langsung menjadi hujan. Siklus ini diawali dengan fase evaporasi (penguapan) yang terjadi di lautan, air berubah menjadi molekul-molekul gas. Setelah itu akan melewati tahap sublimasi. Pembentukan awan yang di dalamnya terkandung kristal es, selanjutnya dengan tahap advekasi saat awan akan berpindah. Dalam tahap advekasi, awan yang di dalamnya terkandung kristal es akan ke daratan dan melewati fase presipitasi. Setelah itu, awan akan berubah menjadi hujan. Namun hujan yang turun berbentuk salju dan terakumulasi membentuk gletser. Gletser yang berada di daratan tersebut akan mencair karena pengaruh peningkatan suhu dan tekanan. Gletser yang mencair akan menuju aliran sungai dan mengarah ke lautan. Kemudian siklus hidrologi panjang akan terulang kembali.

Tulisan ini diambil dari sumber: https://lindungihutan.com/blog/siklus-hidrologi/#rb-pengertian-siklus-hidrologi
Copyright LindungiHutan.com
Dukung hutan Indonesia hijau kembali dengan menanam pohon mulai 10 ribu/pohon melalui lindungihutan.com/mulai

Menanggulangi Kekeringan

Gambar 5 Kekeringan di Sawah

Kebiasaan masyarakat yang boros dalam menggunakan air, terutama bagi masyarakat yang menggunakan air tanah, merupakan hal yang dapat menyebabkan terjadi kekeringan di suatu daerah. Dampak berkepanjangan dari bencana kekeringan ini, akan sangat berbahaya bagi kelangsungan hidup masyarakat, seperti banyaknya tanaman yang akan mati, dan juga hal ini akan berefek pada meningkatnya polusi udara di daerah tersebut.

Dalam mencegah terjadinya hal – hal di atas, berikut ini merupakan 5 langkah yang dapat dilakukan untuk menghindari bencana kekeringan:

1. Menggunakan sumber air dengan hemat dan sesuai dengan kebutuhan kita sehari-hari 

2. Melakukan penanaman pohon sebanyak mungkin di lingkungan sekitar rumah kita

3. Membuat waduk yang disesuaikan dengan kondisi lingkungan sekitar yang berfungsi sebagai daerah penampung air dengan volume yang cukup besar

4. Memperbanyak daerah resapan air, sekaligus mengurangi penutupan saluran resapan air tersebut dengan plester atau bahkan ubin

5. Memberikan perlindungan kepada sumber sumber air bersih yang tersedia, serta melakukan panen dan konservasi air.

Water Movement

Gambar 6 Pergerakan Air dalam tanah

Pergerakan air dalam tanah di lahan kering sangat penting perannya dalam pergerakan hara (nutrient transport) dan dapat digunakan untuk estimasi ketersediaan air dan udara bagi tanaman. Ketersediaan air bagi tanaman di lahan kering sampai saat ini masih menjadi masalah, terutama akhir-akhir ini berkaitan dengan dampak perubahan iklim global yang berpengaruh terhadap siklus hidrologi. Hujan yang merupakan sumber air utama pada lahan kering, datangnya tidak selalu sinkron dengan kebutuhan air bagi tanaman, sehingga produksi tanaman tidak dapat mencapai optimum. Pada saat hujan besar, sebagian besar air dapat hilang melalui aliran permukaan atau terperkolasi ke zone di bawah perakaran, sehingga tidak tersedia bagi tanaman. Pada hari-hari tanpa hujan tanaman dapat kekurangan air. Penelitian dalam upaya peningkatan ketersediaan air bagi tanaman lahankering telah banyak dilakukan melalui perbaikan struktur tanah, pengaturan pola tanam, maupun efisiensi irigasi (Subagyono et al., 2004). Pergerakan air maupun laju perubahan kadar air dalam tanah sangat ditentukan oleh karakteristik pori tanah yang menyusun struktur tanah, seperti distribusi pori, kontinuitas pori, dan tortuositas pori (Hillel, 1980).

 

Desalinasi Air Laut

Gambar 7 Desalinasi Air laut

Desalinasi air laut merupakan proses untuk menghilangkan kadar garam berlebih yang terkandung di dalam air, dengan hasil akhir berupa air yang dapat dikonsumsi oleh manusia, hewan, dan juga tumbuhan.

Saat ini ada 2 jenis teknologi desalinasi air laut yang paling sering digunakan, yaitu:

1.Teknologi reverse osmosis (RO), yang digunakan pada 47,2% sistem desalinasi.

RO merupakan air yang dihasilkan dari sistem penyaringan air dengan daya saring tinggi yang tidak hanya mampu menjernihkan tetapi juga menyaring molekul besar sehingga menghasilkan air yang aman dikonsumsi. Selain itu, RO juga mampu menyaring ion dengan lapisan penyaring berteknologi tinggi sehingga menghasilkan air yang tidak hanya aman dikonsumsi tetapi juga murni dan baik bagi kesehatan.

2. Teknologi multi stage flash, yang digunakan pada 36,5% sistem desalinasi.

Multi-stage flash distillation (MSF) adalah proses desalinasi air yang menyuling air laut dengan mem-flash sebagian air menjadi uap dalam beberapa tahap yang pada dasarnya adalah penukar panas berlawanan arah. Fasilitas MSF saat ini mungkin memiliki sebanyak 30 tahap.

Pabrik distilasi kilat multi-tahap menghasilkan sekitar 26% dari semua air desalinasi di dunia, tetapi hampir semua pabrik desalinasi baru saat ini menggunakan osmosis balik karena konsumsi energi yang jauh lebih rendah.

 

Konservasi Air

Gambar 8 Konservasi Air

Prinsip dasar pelestarian sumber daya air adalah dengan mengelola bentang lahan (land scape) dengan baik. Sesuai dengan prinsip-prinsip hidrologi, mengelola bentang lahan ini yaitu dengan  memperbesar resapan air (infiltration) dan memperkecil aliran permukaan (surface unoff)

Secara teknis ada beberapa hal yang dapat dilakukan untuk mengelola bentang lahan:

a. Menghijaukan kawasan resapan air; penanaman tanaman penutup lahan secara intensif pada kawasan lahan yang berkemiringan terjal, kawasan resapan air;

b. Pembuatan terasering pada lahan miring (Teras Gulud, Teras Kredit, Teras Bangku)

c. Pembuatan Bangunan Resapan Air (Embung, Sumur resapan, Biopori, Dam Pengendali, Dam Penahan, dan Gully Plug)