5 Hasil dan Pembahasan

MODEL PENGENDALIAN PENCEMARAN PERAIRAN DI DANAU MANINJAU SUMATERA BARAT

MARGANOF

SEKOLAH PASCASARJANA, INSTITUT PERTANIAN BOGOR, BOGOR, 2007

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Kondisi Eksisting Perairan Danau

5.1.1. Parameter Fisika, Kimia dan Mikrobiologi Perairan Danau

Pengetahuan mengenai kondisi kualitas perairan danau yang dicerminkan oleh nilai konsentrasi beberapa parameter kualitas air, baik secara fisika, kimia maupun secara biologi sangat diperlukan dalam merancang pengelolaan dan pengendalian pencemaran perairan tersebut. Penilaian ini pada dasarnya dilakukan dengan membandingkan nilai parameter kualitas air dari hasil pengukuran di lapangan dengan baku mutu perairan sesuai peruntukannya yang berlaku di Indonesia yakni mengacu pada PP RI No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Salah satu pemanfaatan perairan Danau Maninjau adalah digunakan sebagai sumber air baku air minum, maka  berdasarkan peraturan tersebut dalam penelitian ini sebagai pembanding digunakan baku mutu air kelas 1, yaitu air yang peruntukannya digunakan sebagai  air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air  yang sama dengan kegunaan tersebut. Hasil analisis parameter fisika, kimia dan mikrobiologi perairan danau secara lengkap disajikan pada Lampiran 2.

Suhu Perairan

Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam proses  metabolisme organisme di perairan. Perubahan suhu yang mendadak atau kejadian  suhu yang ekstrim akan mengganggu kehidupan organisme bahkan dapat  menyebabkan kematian. Suhu perairan dapat mengalami perubahan sesuai dengan  musim, letak lintang suatu wilayah, ketinggian dari permukaan laut, letak tempat terhadap garis edar matahari, waktu pengukuran dan kedalaman air.

Suhu air mempunyai peranan dalam mengatur kehidupan biota perairan,  terutama dalam proses metabolisme. Kenaikan suhu menyebabkan terjadinya peningkatan konsumsi oksigen, namun di lain pihak juga mengakibatkan turunnya  kelarutan oksigen dalam air. Oleh karena itu, maka pada kondisi tersebut organisme akuatik seringkali tidak mampu memenuhi kadar oksigen terlarut untuk   keperluan proses metabolisme dan respirasi (Effendi, 2003). Adapun sebaran suhu di perairan Danau Maninjau selama penelitian disajikan pada Gambar 10.

Gambar 10. Sebaran nilai rata-rata suhu di perairan Danau Maninjau.

Hasil pengukuran suhu pada lokasi penelitian secara keseluruhan tidak  memperlihatkan variasi yang besar, bahkan relatif stabil yaitu berkisar antara  28,15–28,47 0C, dengan nilai rata-rata 28,25 0C. Melihat keadaan suhu di daerah  penelitian, dapat disimpulkan bahwa kondisi suhu di perairan Danau Maninjau  masih memenuhi baku mutu air kelas 1. Dengan demikian, perairan Danau Maninjau dapat digunakan sebagai sumber air baku air minum.

Total Padatan Tersuspensi (TSS), Kecerahan dan Kekeruhan

Padatan tersuspensi terdiri dari komponen terendapkan, bahan melayang  dan komponen tersuspensi koloid. Padatan tersuspensi mengandung bahan  anorganik dan bahan organik. Bahan anorganik antara lain berupa liat dan butiran  pasir, sedangkan bahan organik berupa sisa-sisa tumbuhan dan padatan biologi lainnya seperti sel alga, bakteri dan sebagainya (Peavy et al., 1986).

TSS, kecerahan dan kekeruhan merupakan parameter-parameter yang  saling terkait satu sama lain. Peningkatan konsentrasi padatan tersuspensi  sebanding dengan peningkatan konsentrasi kekeruhan dan berbanding terbalik  dengan kecerahan. Ketiga parameter tersebut mempunyai peranan yang sangat  penting dalam produktivitas perairan. Hal ini berkaitan erat dengan proses  fotosintesis dan respirasi organisme perairan. Keberadaan total padatan  tersuspensi di perairan mempengaruhi intensitas cahaya matahari yang masuk ke dalam badan air.

Hasil pengukuran total padatan tersuspensi di perairan Danau Maninjau  berkisar antara 46,47–56,7 mg/l dengan rata-rata 51,59 mg/l (Gambar 11).  Tingginya kadar padatan tersuspensi di perairan Danau Maninjau disebabkan oleh tinggingya pemanfaatan lahan, baik untuk pertanian maupun permukiman. Menurut Sastrawijaya (1991), nilai TSS antara 50–100 mg/l merupakan perairan dalam kondisi mesotrof atau perairan danau dengan tingkat kesuburan sedang.

Gambar 11. Sebaran nilai rat-rata TSS di perairan Danau Maninjau.

Nilai TSS apabila diperbandingkan dengan baku mutu air kelas 1 yang  mempersyaratkan konsentrasi total padatan tersuspensi maksimum 50 mg/l, maka  perairan Danau Maninjau sudah melampaui baku mutu yang diperbolehkan,  kecuali stasiun Muara Batang Maransi. Dengan demikian, perairan danau secara  umum tidak layak lagi untuk dimanfaatkan sebagai sumber baku air minum, namun masih layak dimanfaatkan untuk kegiatan perikanan.

Nilai kecerahan suatu perairan berhubungan erat dengan penetrasi cahaya  matahari ke dalam badan air. Cahaya matahari akan membantu proses terjadinya  fotosintesis yang akan menghasilkan oksigen terlarut yang merupakan faktor  penting dalam kehidupan akuatik. Nilai kecerahan di perairan Danau Maninjau berkisar antara 76–83 cm dengan nilai rata-rata 78,6 cm (Gambar 12).

Gambar 12. Sebaran nilai rata-rata kecerahan di perairan Danau Maninjau.

Nilai kecerahan antar stasiun penelitian mempunyai variasi yang relatif  kecil dan hampir menyebar merata pada setiap stasiun. Adanya perbedaan nilai kecerahan ini diduga karena pengaruh dari kuantitas maupun kualitas air dari  daerah aliran sungai yang membawa partikel-partikel bahan organik ke perairan danau.

Kekeruhan digunakan untuk menyatakan derajat kegelapan di dalam air  yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan mempengaruhi  penetrasi cahaya matahari yang masuk ke badan perairan, sehingga dapat  menghalangi proses fotosintesis dan produksi primer perairan. Kekeruhan  biasanya terdiri dari partikel anorganik yang berasal dari erosi dari DAS dan  resuspensi sedimen di dasar danau (Wetzel, 2001). Kekeruhan memiliki korelasi  positif dengan padatan tersuspensi, yaitu semakin tinggi nilai kekeruhan maka  semakin tinggi pula nilai padatan tersuspensi. Dari hasil analisis kualitas air  menunjukkan bahwa nilai kekeruhan di perairan Danau Maninjau berkisar antara  21,94–23,97 JTU dengan nilai rata-rata 23,26 JTU (Gambar 13). WHO (1992),  mensyaratkan nilai kekeruhan untuk air minum maksimal 5 JTU, dengan  demikian perairan Danau Maninjau tidak layak digunakan sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 13. Sebaran nilai rata-rata kekeruhan di perairan Danau Maninjau.

Total Dissolved Solid (TDS)

Hasil pengukuran total padatan terlarut (TDS) di perairan Danau Maninjau  berkisar antara 113,97–117,73 mg/l, dengan nilai rata-rata 115,83 mg/l (Gambar  14). Baku mutu kualitas air kelas 1 berdasarkan PP No. 82 tahun 2001 untuk total  padatan terlarut maksimum 1000 mg/l. Nilai total padatan terlarut perairan danau  masih di bawah ambang batas baku mutu yang dipersyaratkan. Dengan demikian,  perairan Danau Maninjau masih layak digunakan sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 14. Sebaran nilai rata-rata TDS di perairan Danau Maninjau.

Nilai total padatan terlarut yang didapatkan pada penelitian ini lebih tinggi  dari nilai total padatan tersuspensi. Hal ini menggambarkan bahwa padatan yang  masuk ke perairan Danau Maninjau lebih banyak yang berbentuk padatan yang  ukurannya kecil (padatan terlarut), atau padatan yang terdapat di perairan Danau Maninjau lebih didominasi oleh padatan yang berasal dari limbah-limbah organik.

Warna Perairan

Hasil pengukuran nilai warna perairan di Danau Maninjau berkisar antara  12,99–14,73 unit PtCo, dengan nilai rata-rata 13,88 unit PtCo (Gambar 15). Nilai  ini menggambarkan bahwa perairan Danau Maninjau sudah melebihi nilai  perairan alami yang digunakan sebagai sumber air baku air minum, yaitu 10 unit  PtCo. Berdasarkan WHO (1992), yang mensyaratkan nilai warna untuk air minum   maksimal 15 unit PtCo, maka perairan Danau Maninjau masih layak digunakan  sebagai sumber air baku air minum. Nilai warna perairan ini diduga ada kaitannya  dengan masuknya limbah organik dan anorganik yang berasal dari kegiatan KJA  dan permukiman penduduk di sekitar perairan danau. Kondisi ini juga dapat  meningkatkan blooming pertumbuhan fitoplankton dari filum Cyanophyta (Effendi, 2003).

Gambar 15. Sebaran nilai rata-rata warna air di perairan Danau Maninjau.

Derajat Keasaman (pH)

Derajat keasaman atau pH merupakan nilai yang menunjukkan aktivitas  ion hidrogen dalam air. Nilai pH suatu perairan dapat mencerminkan  keseimbangan antar asam dan basa dalam perairan tersebut. Nilai pH berkisar  antara 1-14, pH 7 adalah batasan tengah antara asam dan basa (netral). Semakin  tinggi pH suatu perairan maka makin besar sifat basanya, demikian juga sebaliknya, semakin rendah nilai pH maka semakin asam suatu perairan.

Nilai pH dipengaruhi oleh beberapa parameter, antara lain aktivitas  biologi, suhu, kandungan oksigen dan ion-ion. Dari aktiviatas biologi dihasilkan  gas CO2 yang merupakan hasil respirasi. Gas ini akan membentuk ion buffer atau penyangga untuk menjaga kisaran pH di perairan agar tetap stabil (Pescod, 1978).

Hasil pengukuran pH di perairan Danau Maninjau memperlihatkan bahwa  nilai pH perairan danau lebih rendah dari perairan sungai, yaitu berkisar antara  7,32–7,46, dengan nilai rata-rata 7,38. Hal ini diduga akibat adanya pengaruh  buangan limbah penduduk yang masuk ke perairan danau. Limbah atau sampah  tersebut mengandung berbagai macam senyawa kimia yang bersifat basa seperti  buangan deterjen, yang dapat meningkatkan nilai pH di perairan. Namun  demikian, secara keseluruhan pH perairan danau masih berada pada kisaran yang aman sebagai sumber air baku air minum berdasarkan ambang batas baku mutu  kualitas air kelas 1 yang mensyaratkan nilai pH antara 6–9. Dengan demikian, pH  perairan Danau Maninjau dapat mendukung kehidupan yang ada di dalamnya dan dapat dipergunakan sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 16. Sebaran nilai rata-rata pH di perairan Danau Maninjau.

Karbondioksida (CO2) Bebas

Karbondioksida akan selalu bereaksi dengan air hingga menghasilkan  asam karbonat (H2CO3). Sumber utama CO2 dalam perairan dapat berasal dari  atmosfir dan hasil respirasi organisme perairan. Udara yang selalu bersentuhan dengan air akan mengakibatkan terjadinya proses difusi CO2 ke dalam air.

Kadar karbondioksida bebas di perairan Danau Maninjau berkisar antara  7,2–8,76 mg/l, dengan kadar rata-rata 7,96 mg/l (Gambar 17). Karbondioksida  yang terdapat di dalam air merupakan hasil proses difusi CO2 dari udara dan hasil  proses respirasi organisme akuatik. Selain itu, CO2 di perairan juga dihasilkan dari penguraian bahan-bahan organik oleh bakteri (Saeni, 1989).

Kadar karbondioksida bebas di perairan berkaitan erat dengan bahan  organik dan kadar oksigen terlarut (Sastrawijaya, 1991). Peningkatan kadar CO2  diikuti oleh penurunan kadar oksigen terlarut. Karbondioksida akan  mempengaruhi proses pernafasan organisme perairan terutama pada kondisi DO <  2 mg/l. Pada kondisi demikian, maka akan terjadi keracunan CO2, sehingga daya  serap oksigen oleh hemoglobin akan terganggu yang disebut dengan  methemoglobinemia. Keadaan ini dapat mengakibatkan organisme mati lemas karena sesak nafas.

Gambar 17. Sebaran nilai rata-rata CO2 bebas di perairan Danau Maninjau.

Oksigen Terlarut (DO)

Oksigen merupakan salah satu gas terlarut di perairan alami dengan kadar  bervariasi yang dipengaruhi oleh suhu, salinitas, turbulensi air dan tekanan  atmosfir. Selain diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme di perairan,  oksigen juga diperlukan dalam proses dekomposisi senyawa-senyawa organik  menjadi senyawa anorganik. Sumber oksigen terlarut terutama berasal dari difusi  oksigen yang terdapat di atmosfer. Difusi oksigen ke dalam air terjadi secara  langsung pada kondisi stagnant (diam) atau karena agitasi (pergolakan massa air) akibat adanya gelombang atau angin.

Hasil pengukuran kandungan oksigen terlarut di perairan danau berkisar  antara 5,1–6,7 mg/l, dengan nilai rata-rata 5,96 mg/l. Hal ini menunjukkan bahwa  di perairan danau konsumsi oksigennya lebih tinggi sebagai akibat dari terjadinya  peningkatan jumlah limbah organik yang berasal dari kegiatan di badan perairan  danau, terutama kegiatan budidaya ikan pada KJA. Gambar 18 memperlihatkan  bahwa kandungan oksigen terlarut di perairan danau lebih rendah dari kandungan oksigen terlarut di perairan sungai.

Kandungan oksigen terlarut di perairan danau sudah melebihi baku mutu  air kelas 1 sebagai sumber air baku air minum yang mensyaratkan kandungan  oksigen terlarut > 6 mg/l. Kandungan oksigen terlarut ini memberikan gambaran  bahwa secara umum perairan danau sudah tercemar oleh bahan organik yang  mudah terurai. Hal ini menunjukkkan bahwa perairan danau tidak lagi layak digunakan sebagai sumber air baku air minum, namun untuk kegiatan budidaya perikanan perairan Danau Maninjau masih layak untuk dimanfaatkan.

Gambar 18. Sebaran nilai rata-rata DO di perairan Danau Maninjau.

Penyebab kandungan oksigen terlarut di stasiun muara Sungai Limau  Sundai dan Bandar Ligin di atas ambang batas baku mutu diduga karena padatnya  pemanfaatan lahan pada ekosistem perairan danau terutama untuk KJA, sehingga  dekomposisi bahan organik menjadi bahan anorganik oleh mikroorganisme  pengurai juga semakin meningkat. Hal ini sesuai dengan pendapat Beveridge  (1987) yang menyatakan bahwa laju konsumsi oksigen pada budidaya KJA dua  kali lebih tinggi dari pada laju konsumsi oksigen di perairan yang tidak ada KJAnya.  Selain itu, menurunnya kandungan oksigen terlarut ini juga disebabkan oleh  banyaknya limbah organik yang berasal dari limbah domestik dari daerah sempadan danau.

Biochemical Oxygen Demand (BOD5)

BOD5 merupakan parameter yang dapat digunakan untuk menggambarkan  keberadaan bahan organik di perairan. Hal ini disebabkan BOD5 dapat  menggambarkan jumlah bahan organik yang dapat diuraikan secara biologis, yaitu  jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk memecahkan  atau mengoksidasi bahan-bahan organik menjadi karbondioksida dan air. Nilai  BOD5 yang tinggi menunjukkan semakin besarnya bahan organik yang  terdekomposisi menggunakan sejumlah oksigen di perairan. Adapun sebaran nilai rata-rata BOD5 di perairan Danau Maninjau diperlihatkan pada Gambar 19.

Gambar 19. Sebaran nilai rata-rata BOD5 di perairan Danau Maninjau.

Gambar 19 mempresentasikan bahwa nilai BOD5 di perairan danau  berkisar antara 2,89–6,42 mg/l, dengan rata-rata 4,52 mg/l. Berdasarkan baku  mutu air kelas 1, nilai BOD5 yang dipersyaratkan < 2 mg/l. Dengan demikian,  disimpulkan bahwa perairan Danau Maninjau sudah tercemar oleh bahan organik  mudah urai (BOD5) dan tidak layak dipergunakan sebagai sumber air baku air  minum, namun masih dapat dipergunakan untuk kegiatan budidaya KJA.  Tingginya kadar BOD5 tersebut terutama disebabkan oleh padatnya pemanfaatan  areal di sekitar sungai untuk permukiman penduduk. Hal ini akan mengintroduksi limbah domestik masuk ke perairan danau.

Pada perairan yang relatif tenang (stagnant) seperti Danau Maninjau,  limbah organik yang masuk dimungkinkan akan mengendap dan terakumulasi  pada subtrat dasar perairan, sehingga proses dekomposisi meningkat dan  menyebabkan kandungan oksigen terlarut menurun. Hal ini sesuai dengan  pendapat Anggoro (1996) yang menyatakan bahwa menumpuknya bahan  pencemar organik di perairan akan menyebabkan proses dekomposisi oleh  organisme pengurai juga semakin meningkat, sehingga konsentrasi BOD5 juga  meningkat. Di samping itu menurut Canter and Hill (1979), peningkatan nilai  BOD5 merupakan indikasi menurunnya kandungan oksigen terlarut di perairan karena adanya aktivitas organisme pengurai.

Chemical Oxygen Demand (COD)

Parameter lain yang juga dapat digunakan sebagai penduga pencemaran  limbah organik adalah COD. Nilai COD menggambarkan total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat  didegradasi secara biologi (biodegradable) maupun yang sukar didegradasi (non biodegradable) menjadi CO2 dan H2O.

Dari hasil analisis kualitas air perairan Danau Maninjau menunjukkan  bahwa nilai COD perairan berkisar antara 9,8–12,4 mg/l, dengan nilai rata-rata  10,96 mg/l. Gambar 20 memperlihatkan bahwa nilai COD perairan danau lebih  tinggi dari nilai COD sungai. Hal ini menunjukkan bahwa pada perairan danau  terjadi penumpukan bahan organik yang berasal dari kegiatan di badan perairan  danau (KJA). Nilai COD yang tinggi ditemukan pada perairan sekitar Sungai Limau Sundai, Jembatan Ampang dan Batang Kalarian.

Berdasarkan baku mutu air kelas 1 yang mempersyaratkan nilai COD  untuk air baku air minum adalah < 10 mg/l, maka perairan Danau Maninjau telah  mengalami pencemaran oleh bahan organik sulit terurai. Dengan demikian  perairan Danau Maninjau secara umum tidak lagi memenuhi syarat untuk digunakan sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 20. Sebaran nilai rata-rata COD di perairan Danau Maninjau.

Nilai COD yang diperoleh pada penelitian ini jauh lebih besar (mendekati  2,5 kali lebih besar) dibandingkan BOD5. Menurut Metcalf and Eddy (1979), perbedaan nilai COD dengan BOD5 biasanya terjadi pada perairan tercemar karena bahan organik yang mampu diuraikan secara kimia lebih besar dibandingkan penguraian secara biologi.

Nitrat (N-NO3-), Nitrit (N-NO2-) dan Ammonia (N-NH3)

Keberadaan senyawa nitrogen dalam perairan dengan kadar yang  berlebihan dapat menimbulkan permasalahan pencemaran. Kandungan nitrogen  yang tinggi di suatu perairan dapat disebabkan oleh limbah yang berasal dari  limbah domestik, pertanian, peternakan dan industri. Hal ini berpengaruh terhadap kelimpahan fitoplankton.

Hasil pengukuran kadar nitrat di perairan Danau Maninjau berkisar antara  0,21–0,38 mg/l, dengan nilai rata-rata 0,26 mg/l (Gambar 21). Secara umum,  kandungan nitrat perairan danau masih berada di bawah baku mutu air kelas 1,  yang mensyaratkan kandungan nitrat untuk air baku air minum maksimal 10 mg/l.  Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perairan danau tergolong tidak tercemar oleh senyawa nitrat dan masih layak sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 21. Sebaran nilai rata-rata nitrat di perairan Danau Maninjau.

Hasil pengukuran kandungan nitrit di perairan Danau Maninjau berkisar antara 0,07–0,08 mg/l, dengan nilai rata-rata 0,072 mg/l. Gambar 22 memperlihatkan semua stasiun penelitian mengandung nitrit yang tinggi, kecuali  perairan danau sekitar Batang Maransi. Tingginya kandungan nitrit di perairan  danau diduga berasal dari masukan limbah rumah tangga dan limbah KJA. Secara  umum nilai nitrit di perairan danau sudah melampaui ambang batas baku mutu air  kelas 1 yang mensyaratkan kandungan nitrit < 0,06 mg/l. Dengan demikian, dapat  disimpulkan bahwa perairan Danau Maninjau tidak layak lagi untuk digunakan sebagai sumber air baku air minum.

Gambar 22. Sebaran nilai rata-rata nitrit di perairan Danau Maninjau.

Nitrit merupakan senyawa nitrogen beracun yang biasanya ditemukan  dalam jumlah yang sangat sedikit. Pada manusia, keracunan nitrit dapat  menyebabkan penyakit yang disebut methemoglobinemia (penyakit bayi biru). Hal  ini disebabkan karena senyawa nitrit dapat mengikat haemoglobin dalam darah,  sehingga dapat mengurangi kemampuan haemoglobin sebagai pembawa oksigen  dalam darah, yang pada akhirnya akan menimbulkan sindrom berupa kebiruan,  lemah dan pusing (Amdur et al., 1991; Darmono, 2001). Lebih lanjut Darmono  (2001) menyatakan bahwa tingginya kandungan nitrit dalam air minum juga dapat  mengakibatkan kanker pada lambung dan saluran pernafasan pada orang dewasa.  Oleh karena itu kandungan nitrit dalam air minum tidak boleh lebih dari 10 mg/l (UNEP-IETC/ILEC, 2001).

Ammonia di perairan danau dapat berasal dari nitrogen organik dan nitrogen anorganik yang terdapat dalam tanah dan air berasal dari dekomposisi  bahan organik oleh mikroba dan jamur. Selain itu, ammonia juga berasal dari  denitrifikasi pada dekomposisi limbah oleh mikroba pada kondisi anaerob. Ammonia juga dapat berasal dari limbah domestik dan limbah industri.

Hasil analisis kualitas air menunjukkan kadar ammonia di perairan danau berkisar antara 0,22–0,26 mg/l, dengan nilai rata-rata adalah 0,255 mg/l. Berdasarkan baku mutu air kelas 1 sebagai sumber air baku air minum mensyaratkan kandungan ammonia maksimal 0,5 mg/l. Dengan demikian dapat  disimpulkan bahwa perairan Danau Maninjau masih layak dipergunakan sebagai sumber air baku air minum. Adapun sebaran nilai rata-rata ammonia di perairan Danau Maninjau diperlihatkan pada Gambar 23.

Gambar 23. Sebaran nilai rata-rata ammonia di perairan Danau Maninjau.

Ortofosfat

Di perairan, fosfor tidak ditemukan dalam keadaan bebas melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan senyawa organik berupa partikulat. Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat  dimanfaatkan oleh tumbuhan dan merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan, sehingga menjadi faktor pembatas yang mempengaruhi produktivitas perairan.

Fosfat yang terdapat di perairan bersumber dari air buangan penduduk (limbah rumah tangga) berupa deterjen, residu hasil pertanian (pupuk), limbah  industri, hancuran bahan organik dan mineral fosfat (Saeni, 1989). Umumnya  kandungan fosfat dalam perairan alami sangat kecil dan tidak pernah melampaui  0,1 mg/l, kecuali bila ada penambahan dari luar oleh faktor antropogenik seperti dari sisa pakan ikan dan limbah pertanian (Kevern, 1982).

Hasil analisis kualitas air menunjukkan kadar fosfat di perairan Danau Maninjau berkisar antara 0,41–0,46 mg/l, dengan nilai rata-rata 0,43 mg/l. Hal ini  menunjukkan bahwa di perairan danau terjadi akumulasi fosfat yang bersumber  dari kegiatan KJA. Selain berasal dari sisa pakan ikan, menurut Percella (1985)  kotoran manusia dan deterjen juga mengandung unsur fosfor yang cukup tinggi  yang dapat meningkatkan kandungan fosfat di perairan danau. Sejalan pernyataan  tersebut Chester (1990) menyatakan bahwa fosfat yang terdapat di perairan sungai  atau danau bersumber dari kegiatan antropogenik seperti limbah perkotaan dan pertanian serta polifosfat yang terdapat pada deterjen. Gambar 24 memperlihatkan perairan danau mengandung kadar fosfat yang lebih tinggi dari perairan sungai.

Gambar 24. Sebaran nilai rata-rata fosfat di perairan Danau Maninjau.

Berdasarkan baku mutu air kelas 1 sebagai sumber air baku air minum dipersyaratkan kadar fosfat < 0,2 mg/l. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa perairan Danau Maninjau sudah berada di atas ambang baku mutu yang  ditetapkan dan tidak dapat digunakan sebagai sumber air baku air minum.  Tingginya kandungan fosfat berasal dari kegiatan KJA yang berlangsung di  perairan danau. Menurut Barbieri and Simona (2003), perairan yang tercemar  limbah organik, khususnya organik fosfat akan meningkatkan tegangan  permukaan air dalam bentuk lapisan tipis, sehingga dapat menghalangi difusi O2 dari udara ke dalam badan air

Pestisida

Pestisida masuk ke dalam perairan melalui berbagai jalur, antara lain  melalui buangan limbah domestik, limpasan dari persawahan, pencucian tanah,  dan curah hujan. Penyebaran residu pestisida dalam lingkungan perairan sangat dipengaruhi oleh sejumlah proses pengangkutan interaktif seperti penguapan,  presipitasi dari udara, pencucian dan aliran. Proses penguapan berdampak pada  turunnya kepekatan dalam air, sedangkan presipitasi dari udara, pencucian dan  limpasan dari daerah sekitar perairan danau akan meningkatkan kepekatan atau akumulasi pestisida di perairan danau.

Jenis pestisida yang di temukan di perairan Danau Maninjau adalah  dikloro difenil trikloroetana (DDT) dan karbofenotion yang digunakan sebagai pemberantas hama pertanian. Pestisida tersebut masing-masing berupa insektisida  dari jenis klororganik dan organofosfat yang sering dipergunakan dalam  pemberantasan hama dan penyakit tanaman di sekitar perairan danau. Hasil  analisis kualitas air menunjukkan kadar DDT di perairan danau berkisar antara  0,0012–0,0023 μg/L, dengan kadar rata-rata 0,0016 μg/L. Kadar DDT tersebut  relatif kecil bila dibandingkan dengan baku mutu air kelas 1 sebagai sumber air  baku air minum yaitu maksimal 2 μg/L. Dapat disimpulkan, bahwa perairan  Danau Maninjau masih di bawah ambang baku mutu yang ditetapkan dan dapat  digunakan sebagai sumber air baku air minum. Namun demikian, mengingat sifat  dari pestisida ini sangat stabil di dalam air, tanah, tanaman dan hewan, bahkan  pada manusia, maka pestisida tersebut akan terakumulasi dan memberi dampak toksik yang sangat berbahaya terhadap makluk hidup.

Kandungan DDT tertinggi berasal dari aliran Batang Maransi. Hal ini  disebabkan karena di sekitar aliran limbah kegiatan yang mendominasinya adalah  pertanian lahan sawah. Hal ini senada dengan pernyataan Krylova et al. (2003)  melaporkan bahwa kadar pestisida klororganik atau organochlorine pesticides  (OCPs) di Danau Ladoga Finlandia antara 0,00001–0,00025 μg/L berasal dari  daerah pertanian di sekitar perairan danau. Gambar 25 memperlihatkan bahwa kandungan DDT di perairan danau lebih tinggi daripada aliran limbah (sungai).

Gambar 25. Sebaran nilai rata-rata DDT di perairan Danau Maninjau.

Pestisida jenis klororganik sudah dilarang penggunaannya oleh  Environmental Protection Agency (EPA) (Amdur and Klaassen, 1991), tetapi  karena harganya yang relatif murah dibandingkan dengan jenis insektisida lain  yang ramah lingkungan seperti organofosfat dan karbamat, menyebabkan insektisida ini masih beredar di pasaran.

Hasil analisis kualitas air tentang kadar karbofenotion di perairan Danau Maninjau berkisar antara 0,94–2,76 μg/L, dengan kadar rata-rata 1,99 μg/L (Gambar 26). Karbofenotion merupakan jenis insektisida dari golongan organofosfat yang memiliki sifat persisten yang relatif rendah (10-90 hari) dibandingkan dengan insektisida golongan klororganik, yaitu 2–4 tahun (Khan,  1980). Walaupun kadar karbofenotion yang ditemukan di perairan danau relatif  kecil, tetapi perlu mendapat perhatian yang serius, mengingat pestisida mempunyai dampak buruk terhadap kesehatan, terutama manusia dan hewan.

Gambar 26. Sebaran nilai rata-rata karbofenotion di perairan Danau Maninjau.

Bakteri Fecal Coliform

Bakteri Coliform dapat digunakan sebagai indikator adanya pencemaran feses atau kotoran manusia dan hewan di dalam perairan. Golongan bakteri ini umumnya terdapat di dalam feses manusia dan hewan. Oleh sebab itu keberadaannya di dalam air tidak dikehendaki, baik ditinjau dari segi kesehatan,  estetika, kebersihan maupun kemungkinan terjadinya infeksi yang berbahaya.  Beberapa jenis penyakit dapat ditularkan oleh bakteri coliform melalui air, terutama penyakit perut seperti tipus, kolera dan disentri (Suriawiria, 1993).

Hasil analisis kandungan bakteri fecal coliform di perairan danau berkisar antara 68–77 MPN/100 ml, dengan nilai rata-rata 72 MPN/100 ml (Gambar 27).  Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau Maninjau mengandung bahan  organik yang cukup tinggi sebagai sumber kehidupan mikroorganisme. Suriawiria  (1993) menyatakan bahwa kehadiran mikroba patogen di dalam air akan  meningkat jika kandungan bahan organik di dalam air cukup tinggi, yang berfungsi sebagai tempat dan sumber kehidupan mikroorganisme.

Gambar 27. Sebaran nilai rata-rata fecal coliform di perairan Danau Maninjau.

Kandungan fecal coliform tertinggi ditemukan di stasiun muara Sungai Jembatan Ampang. Hal ini berkaitan dengan semakin tingginya buangan limbah  feses yang berasal dari penduduk yang bermukim di sekitar perairan danau.  Kepadatan penduduk dan jumlah ternak di sekitar perairan danau juga merupakan faktor utama penyebab tingginya kandungan coliform di perairan danau.

Kebiasaan masyarakat membuang feses ke danau masih terus berlangsung dan intensitasnya semakin tinggi dengan bertambahnya jumlah penduduk yang  tinggal dan menggunakan danau untuk kebutuhan MCK. Kondisi ini sangat  membahayakan kesehatan penduduk yang menggunakan air dari danau, karena dapat tertular berbagai penyakit, misalnya penyakit kulit dan disentri.

Nilai kandungan bakteri coliform yang didapatkan pada penelitin ini,  secara umum menggambarkan bahwa kandungan bakteri coliform masih di bawah ambang batas yang diizinkan. Dapat disimpulkan bahwa perairan Danau Maninjau  termasuk dalam ambang batas yang memenuhi baku mutu air sebagai sumber air  baku air minum yang mensyaratkan nilai fecal coliform di bawah 100 MPN/100 ml.

Bakteri total coliform, seperti halnya fecal coliform juga merupakan  bakteri indikator dalam menilai tingkat higienitas suatu perairan. Hasil analisis kandungan bakteri total coliform pada perairan Danau Maninjau didapatkan bahwa kadar total coliform berkisar antara 75–95 MPN/100 ml, dengan kandungan rata-rata 85 MPN/100 ml (Gambar 28). Nilai ini secara umum menggambarkan bahwa kandungan bakteri total coliform di perairan Danau Maninjau masih di bawah ambang batas baku mutu air kelas 1 yang mensyaratkan  kandungan total coliform maksimal 1000 MPN/100 ml. Namun demikian, nilai  total coliform ini sudah menunjukkan bahwa kualitas perairan danau termasuk kondisi jelek (Dirjen P2M dan PLP, 1995).

Gambar 28. Sebaran nilai rata-rata total coliform di perairan Danau Maninjau.

5.1.2. Status Kualitas Lingkungan Perairan Danau

Evaluasi kualitas perairan pada suatu lokasi penelitian dapat dilakukan dengan penentuan indeks mutu lingkungan perairan. Melalui pengindeksan, dengan kombinasi beberapa parameter kualitas air dapat digambarkan atau dijelaskan kondisi mutu perairan secara menyeluruh. Pada penelitian ini digunakan metode pengindeksan mutu lingkungan perairan (IMLP) modifikasi  dari Ott (1978), yang dikembangkan oleh US-National Sanitation Fundations Water Quality (US-NSF-WQI).

Hasil perhitungan nilai indeks mutu lingkungan perairan Danau Maninjau berkisar antara 67,75–70,47. Nilai indeks tertinggi dijumpai di stasiun Muara  Batang Maransi dan terendah di stasiun Muara Sungai Limau Sundai (Gambar  29). Rendahnya nilai indeks mutu lingkungan di stasiun tersebut dibanding  dengan stasiun lainnya, karena kegiatan dominan di sekitar daerah tersebut adalah  permukiman, pasar dan perhotelan serta KJA, yang merupakan sumber  pencemaran yang masuk ke perairan danau. Berdasarkan kriteria mutu lingkungan  perairan yang ditetapkan Ott (1978), memperlihatkan bahwa secara umum kondisi  perairan Danau Maninjau tergolong pada kondisi tercemar sedang. Hasil  perhitungan nilai indeks mutu lingkungan perairan di Danau Maninjau pada setiap stasiun penelitian secara rinci dapat dilihat pada Lampiran 3.

Gambar 29. Nilai indeks mutu lingkungan perairan di Danau Maninjau.

5.2. Sumber dan Jenis Pencemar Perairan Danau

Tujuan utama yang ingin dicapai dalam analisis beban pencemar adalah untuk mengidentifikasi sumber pencemar, jenis bahan pencemar dan besarnya  beban pencemaran yang masuk ke perairan Danau Maninjau. Secara garis besar,  sumber pencemaran yang masuk ke perairan danau dapat diklasifikasikan menjadi  dua kelompok sumber limbah, yaitu limbah yang berasal dari kegiatan luar danau  (domestik, pertanian dan peternakan) dan limbah dari dalam danau (KJA). Hal ini  sesuai dengan pendapat Garno (2002) yang menyatakan bahwa sumber utama pencemaran waduk dan danau berasal dari limbah domestik dan kegiatan KJA.

Dari hasil pengamatan lapangan diketahui berbagai jenis kegiatan yang berlangsung di sekitar kawasan danau, yang merupakan sumber beban pencemar  yang masuk ke perairan danau. Kegiatan tersebut antara lain permukiman,  pertanian dan peternakan, pariwisata, dan pasar. Sumber pencemar utama yang  masuk ke perairan danau berasal dari limbah domestik, limbah dari KJA dan  limbah perhotelan atau restoran serta limbah peternakan. Sumber dan jenis bahan  pencemar yang potensial masuk ke perairan Danau Maninjau disajikan pada Tabel 24.

Dari hasil pengamatan bahan-bahan pencemar yang berasal dari sumber pencemar (Tabel 24) masuk ke dalam perairan danau langsung tanpa pengolahan  terlebih dahulu. Dari limbah-limbah tersebut limbah KJA merupakan limbah yang  masuk secara langsung ke perairan danau dalam jumlah yang banyak, sedangkan  yang lainnya masuk secara tidak langsung melalui limpasan dari sungai-sungai yang mengalir ke danau.

Masyarakat di sekitar perairan danau umumnya belum memiliki saluran pembuangan air limbah rumah tangga. Limbah cair rumah tangga dibuang langsung ke danau atau ke sungai yang mengalir ke danau. Permukiman merupakan penyumbang beban pencemar, terutama bahan organik yang masuk ke  perairan danau. Selain itu, hingga saat ini masih banyak masyarakat sekitar danau  yang belum memiliki tanki septik untuk pembuangan tinja, seperti disajikan pada  Tabel 25. Walaupun saat ini kadar coliform belum mencapai batas ambang,  namum kondisi nilai coliform yang sudah mendekati nilai batas ambang dan  banyaknya masyarakat yang langsung membuang tinja ke dalam badan air perlu  diwaspadai mengingat pada masa yang akan datang jumlah penduduk dan jumlah kegiatan yang ada di sekitar danau akan semakin meningkat.

Untuk kawasan Danau Maninjau telah disediakan tempat lokasi  pembuangan sampah sementara yang terletak di daerah Sungai Batang. Namun,  dari pengamatan lapang, belum dimanfaatkan oleh masyarakat secara maksimal, tumpukan sampah masih banyak terlihat di sekitar danau, terutama yang terdapat di pasar-pasar, seperti Pasar Pakan Rabaa, Sungai Batang dan Bayur.

Hasil wawancara dengan beberapa kepala keluarga diperoleh rata-rata produksi sampah per keluarga adalah 8 kg/hari. Dari jumlah tersebut sekitar 10 %  sampah ditangani sendiri, yaitu dengan jalan dibakar atau ditimbun. Di lain pihak  produksi sampah di Pasar Maninjau, Pasar Rabaa dan Pasar Bayur serta Pasar  Sungai Batang diperkirakan 4 m3/hari. Lokasi pasar tersebut terletak tidak begitu  jauh (± 200 m) dari danau. Diperkirakan 25% dari sampah tersebut masuk ke  perairan danau (LPP-UMJ, 2006). Berdasarkan data tersebut, maka diperkirakan  jumlah sampah yang masuk dari permukiman ke perairan danau sebesar 506,592  ton per tahun. Hal ini setara dengan yang dilaporkan LPPM UBH (2002) bahwa  sampah yang masuk ke perairan danau sebanyak 700 ton per tahun berasal dari sampah pertanian dan sampah rumah tangga.

Perairan Danau Maninjau selain dipergunakan untuk mandi, cuci dan  kakus, air danau juga digunakan sebagai air baku air minum. Penggunaan deterjen untuk mencuci pakaian akan menambah beban pencemaran di perairan danau.  Peavy et al. (1986) menyatakan bahwa deterjen merupakan salah satu penyebab  kekeruhan air dan mengandung pospat, sehingga dapat merangsang pertumbuhan  alga secara cepat. Selain itu, proses penguraian deterjen dalam air berlangsung  lambat, menyebabkan deterjen akan terakumulasi di perairan. Hal ini dapat meracuni kehidupan dalam air.

Hotel dan restoran yang berada di sekitar danau telah membuat tanki  septik untuk pembuangan tinja. Namun, dari pengamatan lapangan masih banyak restoran yang membuang limbah cair secara langsung ke perairan danau. Hotel  yang tedapat di sekitar danau berjumlah 5 buah dengan rata-rata kamar 31 buah,  sedangkan hotel melati berjumlah sebanyak 29 buah. Jumlah restoran atau rumah  makan yang terdapat di sekitar Danau Maninjau adalah 6 buah dengan rata-rata luas ruangan makan 30 m2.

Limbah cair dari hotel dan restoran umumnya dibuang melalui saluran  atau dibuang langsung ke danau. Rata-rata pemakaian air dari pengunjung hotel adalah 250 liter orang-1 hari-1. Jumlah air limbah dari hotel diperkirakan sebesar  70% dari konsumsi air bersih (Temenggung, 2004). Rata-rata kunjungan hotel di  Danau Maninjau sebanyak 19 orang setiap hari, maka dihasilkan limbah cair  sebanyak 3.325 liter per harinya. Dengan demikian, kegiatan hotel diperkirakan  menyumbang limbah cair ke perairan danau sebesar 1.197 m3 per tahun. Hal ini akan meningkatkan jumlah beban pencemaran di badan air danau.

Penduduk di Kecamatan Tanjung Raya, khususnya di daerah sempadan danau banyak yang memelihara berbagai jenis hewan ternak, yang meliputi sapi potong, kerbau, kambing dan ayam. Limbah ternak berupa tinja sebagian langsung  mengalir ke danau atau ke sungai menuju danau dan sebagian lagi ditimbun  sebagai pupuk. Pembuangan limbah ini dapat meningkatkan pengayaan unsur  hara, sehingga dapat merangsang pertumbuhan secara pesat populasi organisme  air seperti eceng gondok (Eichornia crassipes) dan plankton. Gejala ini dapat  terlihat dengan jelas pada seluruh tepian danau. Demikian juga halnya dengan  daerah yang padat dengan aktivitas keramba. Pada lokasi ini, terjadi peningkatan  unsur hara yang berasal dari limbah domestik dan dari sisa pakan ikan. Hal ini  akan menstimulir bagi perkembangan gulma air. Oleh karena itu gulma air (eceng  gondok), saat ini telah menjadi gulma yang mendominasi perairan Danau Maninjau.

Dari sektor pertanian, konstribusi beban pencemar yang masuk ke perairan danau diduga juga besar. Mengingat luas lahan sawah di sekitar Danau Maninjau  menurut monografi kecamatan adalah 2.518 ha. Hasil pengamatan lapang dan  wawancara dengan petugas penyuluh pertanian Kecamatan Tanjung Raya,  pemanfaatan lahan sawah oleh masyarakat, penggunaan pupuk dan pestisida dapat  dikategorikan sangat intensif. Rata-rata pemakaian pupuk kimia (ZA, Urea, TSP,  NPK dan KCl) untuk pertanian dan perkebunan berkisar antara 334–450 kg per ha  per musim tanam. Setiap tahunnya perairan danau menerima masukan beban  pencemaran berupa fosfor (P) yang berasal dari lahan sawah sebesar 5.087,60 kg/tahun (LPPM-UMJ, 2006).

Selain itu, dari sektor pertanian juga terjadi erosi lahan. Dari hasil perhitungan PSDA Sumbar (2005), sedimentasi akibat erosi lahan di sekitar danau  yang masuk ke badan perairan danau mencapai 2.410 ton per tahun. Terjadinya  erosi dan sedimentasi ini pada akhirnya juga akan meningkatkan transpor hara  dari penggunaan lahan yang terdapat di sekitar danau yang masuk ke perairan danau.

5.3. Beban Pencemaran Perairan Danau

Pada penelitian ini, analisis beban pencemaran yang masuk ke perairan danau dilakukan dengan melalui 2 pendekatan, yaitu (1) penghitungan berdasarkan beban limbah cair yang masuk melalui sungai, dan (2) estimasi (pendugaan) berdasarkan jenis kegiatan aktivitas masyarakat di sekitar perairan  danau. Hasil estimasi diperoleh dari perkalian antara sumber penghasil limbah dalam hal ini jenis aktivitas masyarakat dengan konstanta beban limbah organik.

A. Penghitungan Beban Pencemaran Danau melalui Sungai

Sumber pencemaran yang masuk ke perairan Danau Maninjau secara  umum berasal dari luar danau (limbah domestik) dan dari dalam danau (limbah KJA). Penghitungan beban pencemaran bertujuan untuk mengetahui dan mengidentifikasi sumber pencemaran, jenis pencemar dan besarnya beban pencemar yang masuk ke perairan danau.

Penghitungan beban pencemaran yang masuk ke danau bersumber dari landbased sources (luar danau), sangat terkait dengan debit sungai yang mengalir  masuk ke perairan danau. Penghitungan beban pencemaran dari parameter limbah  organik (COD dan BOD5), erosi (TSS), dan zat hara (nitrogen dan ortofosfat)  dihitung berdasarkan perkalian antara debit sungai dengan konsentrasi parameter  kualitas air yang diteliti. Beban pencemaran total yang berasal dari luar danau  adalah besarnya beban pencemar yang berasal dari enam sungai utama yang  mengalir ke perairan Danau Maninjau, yaitu Sungai Limau Sundai, Batang  Maransi, Bandar Ligin, Sungai Jembatang Ampang, dan Batang Kalarian serta Sungai Tembok Asam. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 26.

Berdasarkan Tabel 26, terlihat bahwa beban pencemar terbesar yang  masuk ke perairan Danau Maninjau adalah berupa TSS, diikuti oleh bahan  organik sulit urai (COD). Sungai Batang Kalarian dan Sungai Tembok Asam merupakan sumber pemasok terbesar TSS yang masuk ke perairan danau, masing-masing menyumbang sebesar 248,35 ton dan 246,063 ton per tahun. Sungai Jembatan Ampang dan Batang Kalarian memberikan konstribusi yang besar terhadap pemasukan COD ke perairan danau yaitu masing-masing 39,658 dan 37,791 ton per tahun. Batang Kalarian merupakan pemasok terbesar limbah organik mudah urai (BOD5) ke perairan Danau Maninjau, yaitu sebesar 8,305 ton  per tahun. BOD5 masuk ke perairan danau dengan jumlah yang relatif sama dari  ke enam sungai yang mengalir ke perairan danau. Untuk limbah organik hara (NNO3  -, N-NH3, dan ortofosfat) Batang Kalarian merupakan pemasok limbah  tertinggi yang masuk ke perairan danau. Terjadinya perbedaan nilai dari beban   pencemaran di masing-masing sumber pencemar tersebut dipengaruhi oleh besarnya masing-masing debit sungai yang mengalir ke danau.

B. Penghitungan Beban Pencemaran dari Aktivitas Penduduk

Daerah-daerah di sekitar sempadan Danau Maninjau dengan berbagai aktivitasnya merupakan daerah yang potensial sebagai penyumbang limbah cair  yang masuk ke perairan danau. Besarnya beban limbah yang berasal dari berbagai  aktivitas penduduk yang berada di sekitar perairan danau dihitung berdasarkan  perkalian antara jenis aktivitas penduduk dengan konstanta beban limbah,  khususnya untuk parameter limbah organik dan hara; BOD5, COD, N dan P  (ortofosfat). Aktivitas penduduk di sekitar sempadan danau, pada umumnya  adalah permukiman, peternakan dan pertanian serta perhotelan. Penghitungan pendugaan beban limbah secara rinci disajikan pada Lampiran 4.

Sungai Limau Sundai melalui permukiman Nagari Maninjau dengan  jumlah penduduk 3.199 jiwa dan jumlah hotel 5 unit dengan jumlah pengunjung  per tahun sebanyak 6.575 orang, home stay sebanyak 29 buah, dan jumlah ternak  sapi potong sebanyak 76 ekor. Aliran sungai ini memberikan masukan beban  limbah cair ke perairan danau berupa BOD5 sebanyak 123,753 ton per tahun,  COD 243,951 ton per tahun, 48,387 ton N per tahun serta 7,400 ton P per tahun.  Demikian juga halnya dengan Sungai Maransi yang melalui daerah permukiman  Nagari Bayur sebagai daerah pertanian lahan basah (sawah) yang berbatasan  langsung dengan danau dengan jumlah penduduk 4.255 jiwa dan jumlah ternak  sapi potong sebanyak 198 ekor. DAS ini diperkirakan memberikan sumbangan  beban limbah cair yang masuk ke perairan danau berupa BOD5 sebanyak 102,503  ton per tahun, 217,365 ton COD per tahun, dan 38,533 ton N per tahun serta 4,372 ton P per tahun.

Aliran Sungai Bandar Ligin yang melewati daerah permukiman Nagari  Sungai Batang yang jumlah penduduknya 4.019 jiwa dan jumlah ternak sapi  potong 396 ekor. Daerah ini diprediksi memberikan beban limbah cair berupa  BOD5 sebanyak 165,081 ton per tahun, COD 358,222 ton per tahun, dan 59,964 ton N per tahun serta 5,882 ton P per tahun. Sementara itu DAS Sungai Jembatan Ampang yang melalui daerah permukiman Nagari II Koto dengan jumlah penduduk 4.781 jiwa dan 102 ekor sapi potong, diperkirakan menyumbang beban  limbah cair ke perairan danau berupa 100,719 ton BOD5 per tahun, 203,851 ton COD per tahun, 40,373 ton N per tahun serta 5, 667 ton P per tahun.

Aliran Sungai Batang Kalarian yang melalui daerah permukiman Nagari  Koto Kaciak yang jumlah penduduknya 3.670 jiwa dan hewan ternak sapi potong  sebanyak 94 ekor serta empat restoran, diperkirakan memberi sumbangan beban  limbah cair berupa BOD5 ke perairan danau sebanyak 84,160 ton per tahun, 170  ton COD per tahun, dan 32,751 ton N per tahun serta 4,526 ton P per tahun.  Begitu juga aliran Sungai Tembok Asam melalui daerah permukiman III Koto  dengan jumlah penduduk 4.667 jiwa dan jumlah ternak sapi potong sebanyak 91  ekor, diperkirakan memberikan beban limbah cair berupa BOD5 sebanyak 98,916  ton per tahun, COD 199,230 ton per tahun, dan 39,899 ton N per tahun serta 5,723 ton P per tahun.

C. Penghitungan Beban Limbah KJA

Berdasarkan hasil survai jumlah KJA yang terdapat di perairan Danau Maninjau sampai pertengahan 2006 sebanyak 8.955 unit yang dipasang pada seluruh kawasan perairan Danau Maninjau. Pada KJA tersebut dibudidayakan ikan mas (Cyprinus carpio L) dengan padat tebar 350 kg/unit KJA dan berat ikan  rata-rata 100 gram/ekor. Dengan demikian jumlah ikan di dalam KJA tersebut sebanyak 3.134,250 ton.

Hasil wawancara dengan petani ikan di perairan Danau Maninjau, rata-rata jumlah pakan yang diberikan untuk ikan mas untuk satu unit KJA adalah 50 kg/hari. Jumlah pakan yang dibutuhkan untuk 1 unit KJA selama satu periode  pemeliharaan adalah 4,500 ton. Adapun lama waktu untuk satu periode  pemeliharaan (saat mulai menebar sampai panen) dibutuhkan waktu tiga bulan.  Dengan demikian jumlah pakan yang diberikan untuk 8.955 unit KJA dalam satu kali panen adalah 40.297,5 ton atau 161.190 ton per tahun.

Hasil pengamatan lapang, menunjukkan bahwa pada umumnya petani ikan  di Danau Maninjau menggunakan pakan (pellet) dengan kandungan protein 18%. Untuk menentukan kandungan nitrogen dan fosfor yang terdapat dalam pakan,  dilakukan dengan perkalian antara jumlah pakan (JP) yang diberikan dengan  konstanta pakan (N = 4,86% dan P = 0,26%) (Nastiti et al., 2001). Dengan  demikian, jumlah nitrogen dan fosfor yang terkandung dalam pakan yang  diberikan pada kegiatan KJA di Danau Maninjau adalah N = 7.833,834 ton dan P  = 419,094 ton. Dari pakan yang diberikan tersebut hanya 70% yang dimakan oleh  ikan, dan sisanya sebanyak 30% akan lepas ke badan perairan danau sebagai  bahan pencemar atau limbah (Rachmansyah, 2004; Syandri, 2006). Sementara itu,  15–30% dari nitrogen (N) dan fosfor (P) dalam pakan akan diretensikan dalam  daging ikan dan selebihnya terbuang ke badan perairan danau (Beveridge, 1987;  Avnimelech, 2000). Dengan demikian dapat ditentukan jumlah beban limbah  nitrogen (N) dan fosfor (P) dari kegiatan KJA yang masuk ke badan perairan  danau yaitu itrogen sebesar 6.071,221 ton per tahun, dan fosfor sebesar 324,763 ton per tahun.

Beban limbah yang masuk ke badan perairan danau tersebut, menurut Midlen dan Redding (2000) yang berada dalam keadaan terlarut adalah 10%  fosfor (P) atau sebesar 32,4763 ton dan 65% nitrogen (N) atau sebesar 3.9463  ton. Sementara itu yang berada dalam bentuk partikel adalah 65% fosfor (P) atau sebesar 211,096 ton dan 10 % nitrogen (N) atau sebesar 607,122 ton. Sisa pakan  dalam bentuk partikel ini akan mengendap menjadi sedimen di dasar perairan danau.

D. Pendugaan Kapasitas Asimilasi Perairan Danau

Perairan danau memiliki kemampuan menampung beban pencemaran sampai pada batas-batas tertentu. Kemampuan ini dipengaruhi oleh proses pengenceran dan perombakan yang terjadi di dalamnya. Kapasitas asimilasi didefinisikan sebagai kemampuan air atau sumber air dalam menerima beban pencemar limbah tanpa menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air yang ditetapkan sesuai peruntukannya.

Konsentrasi polutan yang masuk ke perairan danau akan mengalami tiga fenomena, yakni dilution (pengenceran), dispersion (penyebaran) dan decay or  reaction (reaksi penguraian). Disamping itu kemampuan badan air dalam menerima limbah yang masuk ditentukan oleh flushing time (kemampuan pembilasan atau penggelontoran) dan purifikasi perairan danau. Apabila beban  limbah yang masuk ke perairan melebihi kemampuan asimilasinya, maka kondisi ini dapat menyebabkan terjadinya pencemaran.

Penghitungan kapasitas asimilasi perairan danau dalam menampung beban pencemar dilakukan secara indirect approach (tidak langsung) yaitu dengan metode hubungan antara masing-masing parameter kualitas air di perairan danau  dengan total beban pencemar di muara sungai. Kemudian hasil yang didapat  dibandingkan dengan baku mutu air kelas 1 yang peruntukannya digunakan  sebagai sumber air baku air minum. Jika kapasitas asimilasi belum terlampaui,  menunjukkan bahwa beban pencemar yang masuk masih tergolong rendah,  dimana beban yang masuk akan mengalami proses difusi atau dispersi atau  penguraian di dalam lingkungan perairan danau. Hal ini ditandai oleh nilai  konsentrasi parameter beban pencemar yang masih di bawah nilai ambang batas  baku mutu air. Begitu juga sebaliknya, jika nilai kapasitas asimilasinya telah  terlampaui, berarti bahan yang masuk ke perairan danau tergolong tinggi.

Parameter beban pencemar yang dianalisis seperti TSS, bahan organik dan ortofosfat telah melampui kapasitas asimilasinya, sedangkan parameter lain seperti TDS dan NO3- masih di bawah kapasitas asimilasinya. Hal ini memperlihatkan bahwa perairan Danau Maninjau telah tercemar oleh TSS, bahan  organik (COD, BOD5) dan ortofosfat. Grafik kapasitas asimilasi terhadap parameter beban pencemar di perairan danau diperlihatkan pada Gambar 30-35.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk TSS (Gambar 30) dilakukan dengan persamaan regresi y = 19,72 + 0,0308 x dengan R2 = 0,89. Hasil perpotongan  garis regresi dengan garis nilai baku mutu TSS (50 mg/l) menghasilkan nilai  kapasitas asimilasi sebesar 984,7 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau Maninjau telah tercemar oleh bahan pencemar TSS.

Gambar 30. Hubungan antara beban pencemar TSS di muara sungai dengan kadar TSS perairan Danau Maninjau.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk TDS (Gambar 31) dilakukan dengan persamaan regresi y = 92,35 + 0,0108 x dengan R2 = 0,71. Hasil perpotongan  garis regresi dengan garis nilai baku mutu TDS (1000 mg/l) menghasilkan nilai  kapasitas asimilasi sebesar 84,433 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa  perairan Danau Maninjau masih mampu “membersihkan diri” atau menguraikan limbah TDS sebesar 84.433 ton per tahun.

Gambar 31. Hubungan antara beban pencemar TDS di muara sungai dengan kadar TDS perairan Danau Maninjau.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk COD (Gambar 32) dilakukan dengan  persamaan regresi y = -3,918 + 0,0942 x dengan R2 = 0,86. Hasil perpotongan  garis regresi dengan garis nilai baku mutu COD (10 mg/l) menghasilkan nilai  kapasitas asimilasi sebesar 147,73 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau Maninjau telah tercemar oleh bahan organik sulit terurai (COD).

Gambar 32. Hubungan antara beban pencemar COD di muara sungai dengan kadar COD perairan Danau Maninjau.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk BOD5 (Gambar 33) dilakukan dengan persamaan regresi y = 0,8925 + 0,0520 x dengan R2 = 0,85. Hasil perpotongan  garis regresi dengan garis baku mutu BOD5 (2 mg/l) menghasilkan nilai kapasitas  asimilasi sebesar 21,31 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau Maninjau telah tercemar oleh bahan pencemar yang mudah terurai (BOD5).

Gambar 33. Hubungan antara beban pencemar BOD5 di muara sungai dengan konsentrasi BOD5 perairan Danau Maninjau.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk ortofosfat (Gambar 34) dilakukan dengan persamaan regresi y = 0,163 + 0,0816 x dengan R2 = 0,97. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu ortofosfat (0,20 mg/l) menghasilkan nilai kapasitas asimilasi sebesar 0,46 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau Maninjau telah tercemar oleh limbah fosfat .

Gambar 34. Hubungan antara beban pencemar ortofosfat di muara sungai dengan kadar fosfat di perairan Danau Maninjau.

Penentuan kapasitas asimilasi untuk N-NO3- dilakukan dengan persamaan regresi y = 0,0335 x + 0,925 dengan R2 = 0,77. Hasil perpotongan garis regresi dengan garis baku mutu NO3- (10 mg/l) menghasilkan nilai kapasitas asimilasi sebesar 295,3 ton per tahun. Hal ini menunjukkan bahwa perairan Danau  Maninjau masih mampu menguraikan limbah N-NO3- sebesar 295,3 ton per tahun (Gambar 35).

Gambar 35. Hubungan antara beban pencemar NO3- di muara sungai dengan kadar NO3- di perairan Danau Maninjau.

5.4. Persepsi Masyarakat dalam Pengendalian Pencemaran Perairan Danau

A. Karakteristik Responden

Untuk mengetahui persepsi masyarakat terhadap pengendalian  pencemaran perairan danau, telah dilakukan observasi terhadap 150 responden masyarakat yang tinggal pada tiga nagari di sekitar Danau Maninjau. Karakteristik  responden yang dijadikan sampel dalam penelitian ini adalah umur, pendidikan,  pekerjaan dan pendapatan. Distribusi karakteristik responden pada tiga lokasi penelitian disajikan pada Tabel 27.

Tabel 27 memperlihatkan bahwa masyarakat di sekitar Danau Maninjau paling banyak berumur dewasa (20-55 tahun) sebanyak 79,33% dan paling sedikit  berumur muda (< 19 tahun) sebanyak 3,3%. Kondisi ini menunjukkan bahwa  masyarakat tersebut berada pada usia kerja yang produktif. Pendidikan  masyarakat di sekitar danau tergolong rendah yakni tamat SD sebanyak 52,67%,  namun masyarakat yang berpendidikan sedang atau tamat SLTP–SMU juga ada  sebanyak 42%. Sedikit sekali masyarakat yang berpendidikan tinggi (tamat  perguruan tinggi) yakni 5,3%. Pada umumnya masyarakat di sekitar danau  memiliki perkerjaan sebagai petani yakni sebanyak 46%, sedangkan yang lainnya  bekerja sebagai pedagang, nelayan dan PNS dengan jumlah masing-masingnya  berturut-turut 20,6%, 12,6% dan 11,3%. Pendapatan masyarakat di sekitar danau  pada umumnya termasuk kategori rendah, yakni mencapai 64,6%. Hal ini  menunjukkan bahwa rataan tingkat pendapatan masyarakat yang relatif masih  rendah. Rendahnya tingkat pendapatan masyarakat tersebut berkaitan dengan pekerjaan mereka yang pada umumnya adalah sebagai petani.

B. Persepsi Masyarakat

Pengetahuan masyarakat yang tinggal di sekitar perairan danau  mempunyai peranan yang penting dalam proses pengendalian pencemaran yang  terjadi di perairan danau tersebut. Oleh sebab itu, untuk mengetahui peranannya maka dilakukan analisis terhadap persepsinya dalam hal pengendalian pencemaran perairan danau. Analisis ini bertujuan untuk lebih memudahkan upaya pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau.

Persepsi masyarakat yang tinggal di sekitar perairan danau tentang pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau dapat ditentukan dari tiga jenis persepsi yaitu, persepsi tentang pencegahan pencemaran,  persepsi tentang penanggulangan pencemaran, dan persepsi tentang partisipas   masyarakat. Masyarakat yang tinggal di sekitar perairan Danau Maninjau pada  umumnya memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran  perairan danau. Hasil penelitian tentang persepsi responden masyarakat sekitar perairan Danau Maninjau diperlihatkan pada Gambar 36–38 dan Lampiran 7.

Gambar 36. Persentase persepsi masyarakat Nagari Bayur tentang pengendalian pencemaran perairan danau.

Dari Gambar 36 terlihat bahwa responden masyarakat Nagari Bayur  memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran (56%), penanggulangan pencemaran (64%) dan partisipasi dalam pengendalian pencemaran (68%). Sebagian kecil masyarakat yang memiliki persepsi sedang (21,3%) dan sisanya memiliki persepsi yang tinggi (14,67%) tentang pengendalian pencemaran perairan danau. Rendahnya persepsi masyarakat tersebut disebabkan pengetahuan masyarakat tentang bahaya pencemaran yang  masih sangat rendah dan pendidikan yang masih rendah serta kurangnya sosialisasi kepada masyarakat.

Gambar 37 memperlihatkan bahwa responden masyarakat Nagari  Maninjau memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran (54%), penanggulangan pencemaran (60%) dan partisipasi dalam pengendalian  pencemaran (64%). Hanya sebagian kecil masyarakat memiliki persepsi sedang  (24%), dan sisanya memiliki persepsi tinggi (16,67%) tentang pengendalian  pencemaran perairan danau. Rendahnya persepsi masyarakat tersebut juga  disebabkan oleh pengetahuan masyarakat tentang bahaya pencemaran yang masih  sangat rendah dan pendidikan yang masih rendah serta tidak adanya sosialisasi kepada masyarakat.

Gambar 37. Persentase persepsi masyarakat Nagari Maninjau tentang pengendalian pencemaran perairan danau.

Gambar 38 memperlihatkan bahwa responden masyarakat Nagari Sungai  Batang memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang  terjadi di perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran  (68%), penanggulangan pencemaran (72%) dan partisipasi dalam pengendalian  pencemaran (68%). Sebagian kecil masyarakat yang memiliki persepsi sedang  (13,33%) dan persepsi tinggi (10,67%) tentang pengendalian pencemaran perairan  danau. Rendahnya persepsi masyarakat tersebut disebabkan pengetahuan  masyarakat tentang bahaya pencemaran yang masih sangat rendah dan  pendidikan yang masih rendah serta kurangnya sosialisasi oleh pemerintah ke masyarakat.

Gambar 38. Persentase persepsi masyarakat Nagari Sungai Batang tentang pengendalian pencemaran perairan danau.

Persepsi masyarakat sekitar perairan danau yang rendah merupakan suatu kondisi yang kurang menguntungkan dalam upaya melakukan pengendalian pencemaran perairan danau di masa depan. Untuk itu sangat di perlukan perhatian  dan keterlibatan semua pihak, terutama pemerintah daerah dalam upaya  meningkatkan persepsi atau pengetahuan masyarakat tentang pengendalian  pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau agar danau tersebut tetap terjaga dan lestari.

5.5. Pemodelan Sistem

Pemodelan diartikan sebagai suatu gugus pembuatan model yang akan menggambarkan sistem yang dikaji (Eriyatno, 1999). Tujuan utama dari penelitian  ini adalah membangun model pengendalian pencemaran di perairan Danau  Maninjau. Pemodelan sistem pengendalian pencemaran digunakan untuk  menemukan dan penempatan peubah-peubah penting serta hubungan antar peubah  dalam sistem tersebut yang bersandarkan pada hasil pendekatan kotak gelap (black box).

Model pengendalian pencemaran perairan danau disusun berdasarkan sumber beban pencemaran yang masuk ke periaran danau, yaitu sumber limbah  dari kegiatan di luar danau dan dari kegiatan di badan air danau. Model tersusun oleh beberapa sub-sub model limbah, yaitu: sub-model penduduk, sub-model perhotelan, sub-model peternakan, sub-model pertanian dan sub-model KJA.  Kelima sub-sub model tersebut dibuat secara parsial berdasarkan persamaan yang  sesuai dengan masing-masing sub-model, kemudian diintegrasikan menjadi satu  model pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau. Model yang  dibangun untuk kajian sistem adalah model simbolik (model matematika).  Pemodelan sistem dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak (software) program Powersim versi 2.5 c.

Model umum (global) sumber beban limbah yang berasal dari luar danau dibangun dari 4 persamaan yang dijadikan indikator sumber limbah, yaitu limbah  penduduk, hotel, pertanian dan limbah peternakan. Limbah penduduk berupa  limbah rumah tangga diperhitungkan 0,5 kg per penduduk. Limbah hotel adalah  limbah cair hotel yang dibuang langsung ke danau dengan perkiraan limbah  sebanyak 10 kg per hari. Limbah ternak sapi potong yang ada di sekitar perairan  danau adalah sebesar jumlah satuan ternak sapi dikalikan dengan 25 kg limbah  padat berupa feces dan limbah cair berupa urine (Van Horn et al., 1994).  Persamaan matematika dari jumlah limbah tersebut adalah sebagai berikut, dan diagram alir model limbahnya disajikan pada Gambar 39.

Gambar 39. Diagram alir model limbah dari luar danau.

Keterangan :

LMB = jumlah limbah pada tahun ke i (ton/th)
JPDK = jumlah penduduk pada tahun ke i (jiwa)
JHTL = jumlah hotel pada tahun ke i (unit)
JTS = jumlah ternak sapi pada tahun ke i (ekor)
JLPERT = jumlah luas lahan pertanian tahun ke i (ha)
fk1 = faktor konversi limbah cair penduduk
fk2 = faktor konversi limbah cair hotel
fk3 = faktor konversi limbah cair peternakan
fk4 = faktor konversi limbah cair pertanian
fk JPDK = fraksi jumlah penduduk
fkHTL = fraksi wisatawan
fkJTS = fraksi jumlah ternak
fkPERT = fraksi luas lahan pertanian

5.5.1. Sub-model Limbah Penduduk

Sub-model populasi menggambarkan dinamika perkembangan populasi di sekitar perairan Danau Maninjau, berikut peubah yang menentukan dan ditentukannya. Peubah yang terlibat dalam sub-model ini adalah jumlah populasi,  pertambahan populasi, pengurangan populasi, kelahiran, kematian, imigrasi, emigrasi, fraksi kelahiran, fraksi kematian, fraksi imigrasi, fraksi emigrasi, jumlah  penduduk pembuang limbah, dan fraksi penduduk pembuang limbah. Semua peubah berhubungan baik secara langsung maupun tidak, diformulasikan secara  numerik dan disusun dalam bentuk diagram alir sub-model populasi penduduk dengan menggunakan powersim 2.5c dan hasilnya diperlihatkan pada Gambar 40.

Gambar 40. Diagram alir sub-model limbah penduduk.

Pada Gambar 40 terlihat bahwa beban limbah penduduk yang berfungsi sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah penduduk pembuang  limbah dengan fraksi beban limbah penduduk satuannya dalam ton pertahun.  Beban limbah penduduk tersebut akan menambah peningkatan total beban limbah yang masuk ke perairan danau.

5.5.2. Sub-model Limbah Hotel

Sub-model pariwisata atau perhotelan menggambarkan dinamika kegiatan pariwisata (perhotelan), berikut peubah yang menentukan dan ditentukannya.  Peubah yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah hotel, jumlah kamar,  jumlah pengunjung per tahun, jumlah hunian per tahun, fraksi hunian per tahun,  fraksi pengunjung per tahun, jumlah limbah cair, fraksi limbah cair. Semua  peubah berhubungan baik secara langsung mapun tidak, diformulasikan secara  numerik dan disusun dalam bentuk diagram alir sub-model hotel dengan  menggunakan powersim version 2.5c dan hasilnya seperti diperlihatkan pada Gambar 41.

Dari Gambar 41 terlihat bahwa beban limbah cair dari hotel yang  berfungsi sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah pengunjung  hotel dengan fraksi limbah cair hotel. Peningkatan jumlah beban limbah yang  dihasilkan hotel akan berpengaruh terhadap peningkatan total beban limbah yang masuk ke perairan danau.

Gambar 41. Diagram alir sub-model limbah hotel.

5.5.3. Sub-model Limbah Peternakan

Sub-model limbah peternakan menggambarkan dinamika limbah yang dihasilkan oleh aktivitas peternakan di sekitar perairan Danau Maninjau. Limbah  peternakan sapi potong ini dapat meningkatkan beban pencemaran yang masuk  ke perairan danau. Peubah yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah sapi  potong, laju penambahan sapi potong, jumlah limbah cair per tahun, jumlah feses  pertahun. Dengan menggunakan powersim version 2.5c, semua peubah-peubah ini  berhubungan baik secara langsung maupun tidak langsung dan diformulasikan  secara numerik menghasilkan diagram alir sub-model limbah peternakan seperti diperlihatkan pada Gambar 42.

Gambar 42. Diagram alir sub-model limbah peternakan.

5.5.4. Sub-model Limbah Pertanian

Sub-model limbah pertanian menggambarkan dinamika limbah yang dihasilkan oleh aktivitas pertanian di sekitar perairan Danau Maninjau. Peubah  yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah lahan pertanian, laju konversi  lahan, fraksi laju konversi lahan, jumlah pemakaian pupuk kimia, fraksi  pemakaian pupuk kimia, limbah pupuk, fraksi limbah pupuk. Dengan  menggunakan powersim version 2,5c semua peubah-peubah ini berhubungan baik  secara langsung maupun tidak langsung dan diformulasikan secara numerik menghasilkan diagram alir sub-model limbah pertanian (Gambar 43).

Gambar 43. Diagram alir sub-model limbah pertanian.

5.5.5. Sub-model Limbah KJA

Sub-model limbah KJA menggambarkan dinamika limbah yang dihasilkan oleh kegiatan KJA yang ada di perairan Danau Maninjau. Limbah KJA ini dapat  meningkatkan beban pencemaran yang terjadi di perairan danau. Peubah yang  terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah KJA, laju penambahan KJA, fraksi  penambahan KJA, total berat ikan yang ditebar, fraksi berat ikan tebar, fraksi  jumlah ikan tebar, total pakan per hari, fraksi pakan per hari, limbah pakan per  hari, fraksi pakan per hari, luas lahan KJA dan lahan terpakai untuk KJA. Dengan  menggunakan powersim version 2,5c semua peubah-peubah ini berhubungan baik  secara langsung maupun tidak dan diformulasikan secara numerik menghasilkan diagram alir sub-model limbah pakan KJA seperti tertera pada Gambar 44.

Gambar 44 . Diagram alir sub-model limbah KJA.

Gambar 44 mempresentasikan bahwa beban pakan per hari (limbah pakan) yang berfungsi sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah pakan  perhari dengan fraksi pakan perhari, satuannya dalam bentuk ton per tahun.  Peningkatan beban limbah pakan ini akan menambah jumlah total limbah yang masuk ke perairan danau.

Penggabungan kelima sub-model limbah (sub-model limbah penduduk,  sub-model limbah hotel, sub-model limbah peternakan, sub-model limbah pertanian dan sub-model limbah KJA) merupakan gambaran total beban pencemaran yang masuk ke perairan Danau Maninjau dalam hubungannya sebagai penyumbang beban pencemar. Penyusunan diagram alir sebab akibat dalam model ini didasarkan pada keterkaitan antara variabel-variabel dalam struktur sistem pencemaran perairan danau, seperti pertumbuhan jumlah penduduk  di sekitar perairan danau, kegiatan di luar danau (pertanian, peternakan,  pariwisata) dan KJA di danau dengan segala faktor yang mempengaruhinya  seperti pada Gambar 6 (halaman 56). Diagram tersebut memperlihatkan bahwa  inti dari pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau adalah yang  berhubungan dengan pertumbuhan penduduk dan pemanfaatan lahan  (permukiman, pertanian, peternakan, perhotelan) serta kegiatan KJA dalam  menunjang kesejahteraan penduduk. Jadi semua unsur tersebut saling terkait dan  saling mempengaruhi dalam sistem. Berdasarkan diagram lingkar sebab akibat  tersebut, disusun diagram alir model pengendalian pencemaran perairan danau dengan bentuk struktur modelnya seperti Gambar 45.

Gambar 45. Diagram alir model pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau.

Keterangan:

Bbn Lmb = beban limbah (jumlah limbah keseluruhan)
Bbn lmb Pertn = beban limbah pertanian
BM = baku mutu
Fr Bbn pkn = fraksi beban pakan
Fr Brt ikan = fraksi berat ikan
Fr Emig = fraksi emigrasi penduduk per tahun
Fr Imig = fraksi imigrasi penduduk per tahun
Fr jml ikan tebar = fraksi jumlah ikan pertama kali di tebar
Fr Pkn = fraksi jumlah fosfor dalam pakan
Fr Jml Kmr = fraksi jumlah kamar per hotel
Fr Jml Pengjng = fraksi jumlah pengunjung hotel per tahun
Fr JPP Lmb = fraksi jumlah penduduk pembuang limbah cair
Fr KAS = fraksi kapasitas asimilasi per tahun
Fr Kl Pddk = fraksi kelahiran penduduk per tahun
Fr Km Pddk = fraksi kematian penduduk per tahun
Fr lj pnb Htl = fraksi laju penambahan hotel per tahun
Fr lmb cair Pddk = fraksi limbah cair penduduk
Fr Limb Cair Htl = fraksi limbah cair hotel
Fr lmb Cair TNK = fraksi limbah cair ternak sapi per ekor per hari
Fr lmb feses TNK = fraksi limbah feses dari ternak sapi per ekor per hari
Fr Lmb TNK = fraksi limbah ternak sapi per ekor per hari
Fr Ls lhn KJA = fraksi luas lahan setiap KJA
Fr Penb KJA = fraksi penambahan KJA per tahun
Fr Lhn pert = fraksi penambahan lahan pertanian per tahun
Fr lmb Ppk = fraksi penambahan unsur fosfor dari pupuk
Fr Pmk Ppk = fraksi pemakaian pupuk per hektar per tahun
Fr Pnb TNK = fraksi penambahan ternak sapi per tahun
Jml Htl = jumlah hotel
Jml KJA = jumlah KJA
Jl PP Lmb = jumlah penduduk pembuang limbah cair
Jml kmr = jumlah kamar hotel
Jml pengjng Htl = jumlah pengunjung hotel per tahun
Kap asmls = kapasitas asimilasi terhadap PO4
Lhn trpki KJA = lahan terpakai untuk KJA
Lj Pnb TNk = laju penambahan ternak sapi potong per tahun
Lj Pn Bb Limb = laju penambahan beban limbah
Lj Penb KJA = laju penambahan KJA per tahun
Lj Penbh lhn pert = laju penambahan lahan pertanian per tahun
Lj Pnb Htl = laju penambahan hotel per tahun
Lj Penb Pddk = laju penambahan penduduk per tahun
Lj Pngr Pddk = laju pengurangan penduduk
Lmb Cair Htl = jumlah limbah cair hotel
Lmb Cair Pddk = jumlah limbah cair penduduk
Lmb Cair TNK = jumlah limbah cair ternak
Lmb feses TNK = jumlah feses ternak
Lmb Pkn KJA = jumlah limbah (sisa) pakan dari KJA
L lhn pert = jumlah luas lahan pertanian
Pmb lhn KJA = pembukaan lahan KJA
Pmk Ppk = pemakaian pupuk untuk pertanian
Pop Pddk = populasi penduduk di sekitar danau
Pop TNK = populasi ternak sapi
Ttl lmb TNK = total limbah ternak sapi
Ttl Brt ikan = total berat ikan
Ttl Pkn = total pakan yang diberikan per tahun

5.5.6. Analisis Kecenderungan Sistem (Simulasi Model)

Analisis kecenderungan sistem ditujukan untuk mengeksplorasi perilaku sistem dalam jangka panjang ke depan, melalui simulasi model. Perilaku simulasi  ditetapkan selama 15 tahun, yakni dimulai tahun 2005 sampai dengan 2020.  Dalam kurun waktu simulasi tersebut, diungkapkan perkembangan yang mungkin  terjadi pada peubah-peubah yang dikaji. Peubah-peubah model yang akan  disimulasikan adalah limbah pakan, limbah cair penduduk, limbah cair ternak dan  limbah cair hotel. Dinamika beberapa peubah sistem dalam kurun waktu 15 tahun disajikan pada Gambar 46.

Hasil simulasi model menunjukkan bahwa jumlah penduduk di sekitar perairan danau terus meningkat dari 30.532 jiwa pada awal simulasi menjadi 37.293 jiwa pada akhir tahun simulasi. Pola peningkatan jumlah penduduk diikuti  pula oleh jumlah limbah yang dihasilkan. Limbah cair penduduk di sekitar danau  yang mengalir ke perairan danau terus bertambah, pada awal simulasi jumlah  beban limbah yang dihasilkan adalah 2183,93 ton meningkat menjadi 2.665,11  ton pada akhir simulasi. Demikian juga halnya dengan KJA di perairan Danau  Maninjau terus mengalami peningkatan, dari 8.955 unit pada awal tahun simulasi  menjadi 27.975 unit pada akhir tahun simulasi. Kondisi ini juga diikuti oleh  peningkatan beban limbah pakan yang masuk ke perairan danau. Pada awal tahun  simulasi beban limbah pakan sebesar 10.880,33 ton, meningkat menjadi 35.240,31 pada akhir tahun simulasi.

Gambar 46. Kecenderungan jumlah limbah yang masuk ke perairan danau.

5.5.7. Validasi Model

Validasi model dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kelayakan  suatu model yang dibangun, apakah sudah merupakan perwakilan dari realitas yang dikaji, yang dapat menghasilkan kesimpulan yang meyakinkan. Proses validasi model dilakukan dengan dua tahap pengujian, yaitu (1) uji validitas struktur model dan (2) uji output model (perilaku model)

(1). Uji validitas struktur model

Validasi struktur bertujuan untuk melihat sejauh mana kesesuaian struktur model yang dibangun mendekati struktur sistem nyata. Uji ini berkaitan dengan  batasan sistem, variabel-variabel pembentuk sistem, dan asumsi yang digunakan  dalam sistem. Hal ini dapat dilakukan dengan uji kesesuaian strtuktur dan uji konsistensi struktur.

Uji kesesuaian struktur bertujuan untuk memberi keyakinan bahwa  struktur model yang dibangun valid secara ilmiah. Struktur model pengendalian pencemaran perairan yang menggambarkan interaksi antara komponen populasi  penduduk, perhotelan, peternakan, pertanian dan KJA dengan beban limbah  haruslah bersesuaian dengan kondisi sistem nyata. Dengan demikian, hubungan  antara peubah populasi penduduk dan beban limbah yang dihasilkan haruslah  bersifat positif, demikian juga hubungan antara peubah perhotelan, perternakan,  pertanian dan keramba jaring apung dengan beban limbah haruslah bersifat  positif. Dalam model yang dibangun antar peubah tersebut haruslah dapat  dibuktikan bersesuaian dengan mekanisme sistem pencemaran di perairan danau. Untuk maksud tersebut, dilakukan running dari model yang telah dibangun.

Kecenderungan keadaaan data penduduk Kecamatan Tanjung Raya pada lima tahun terakhir (2000–2005), dengan laju pertumbuhan 1,15% per tahun, maka jumlah penduduk tahun simulasi (2005-2020) mengalami kecenderungan  naik secara eksponensial. Pada tahun 2020 jumlah penduduk di kawasan Danau  Maninjau meningkat menjadi 37.293 jiwa dengan jumlah limbah cair yang dihasilkan 2665,11 ton (Tabel 28 dan Gambar 47).

Gambar 47. Hubungan antara jumlah penduduk dengan jumlah limbah.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa model yang dibangun dapat memberikan hasil yang bersesuaian dengan kondisi sistem nyata. Berdasarkan uji  struktur, dapat disimpulkan bahwa model yang dibangun dapat digunakan untuk mewakili mekanisme kerja sistem nyata.

(2) Uji validasi output model (kinerja model)

Validasi kinerja model merupakan pengujian sejauhmana kinerja model  yang dibangun (output model) sesuai dengan kinerja sistem nyata, sehingga memenuhi syarat sebagai model ilmiah yang taat fakta atau diterima secara akademik. Validasi output dapat dilakukan dengan cara membandingkan data hasil keluaran model yang dibangun dengan data empirik (Barlas, 1996).

Beberapa jenis teknik uji statistik yang dapat digunakan dalam pengujian validasi kinerja model antara lain adalah absolute mean error (AME) dan absolute  variation error (AVE) serta U-Theil’s, dengan batas penyimpangan yang dapat  ditolerir adalah 5-10% (Barlas, 1996; Muhammadi et al., 2001). Disamping itu  juga digunakan uji Durbin Watson (DW) dan Kalman filter (KF). Dalam  penelitian ini pengujian validasi kinerja terhadap model yang dibangun  menggunakan uji Kalman Filter, dengan tingkat fitting (kecocokan) yang dapat diterima 47,5-52,5%.

Pengujian validasi kinerja ini dilakukan terhadap dua sub model, yaitu  sub-model penduduk dan sub-model KJA yang menjadi sumber limbah dominan yang masuk ke perairan danau. Setelah melalui berbagai penyempurnaan baik  secara struktural maupun fungsional maka hasil simulasi terhadap ke dua submodel  menunjukkan adanya kemiripan antara hasil simulasi dengan data empiris,  seperti diperlihatkan pada Gambar 48 dan 49. Melalui penerapan formulasi  perhitungan KF (Lampiran 8) untuk variabel penduduk, diperoleh nilai kecocokan  sebesar 0,487286 (48,73%). Dengan demikian data-data hasil simulasi sub model  penduduk pada akhirnya cukup akurat, mengingat tingkat kecocokan KF antara hasil simulasi dengan data empirik yang diperoleh berada pada batas kecocokan (47,5–52,5%).

Gambar 48. Grafik perbandingan jumlah penduduk hasil simulasi dengan data Empirik.

Hasil perhitungan nilai tingkat kecocokan (KF) terhadap peningkatan  jumlah limbah dari KJA hasil simulasi dengan data perkembangan secara empirik  di lapangan, diperoleh nilai KF sebesar 0,509852 atau 50,98% (Gambar 49).

Berdasarkan nilai KF tersebut, maka model yang dikembangkan dapat dinyatakan valid secara struktur dan dapat diterima secara akademik.

Gambar 49. Grafik perbandingan perkembangan jumlah KJA hasil simulasi dengan data empirik.

5.6. Penyusunan Skenario Pengendalian Pencemaran Perairan Danau

Skenario merupakan suatu alternatif rancangan kebijakan yang memungkinkan dapat dilakukan dalam kondisi nyata yang ada di lapangan. Skenario pengendalian pencemaran perairan danau dirancang berdasarkan pada  hasil analisis prospektif. Analisis ini dilakukan dengan tujuan untuk mempersiapkan tindakan strategis di masa depan dengan cara menentukan faktorfaktor  kunci yang berperan penting terhadap berbagai kemungkinan yang akan terjadi di masa depan.

Berdasarkan identifikasi dari expert (pakar) didapatkan 13 faktor kunci  yang dianggap berpengaruh dalam pengendalian pencemaran di perairan Danau Maninjau di masa depan, yaitu: (1) jumlah KJA, (2) pertumbuhan penduduk, (3)  persepsi masyarakat, (4) fasilitas pengolahan limbah, (5) dukungan pemerintah  daerah, (6) pengolahan lahan di sekitar danau, (7) program pengelolaan danau, (8)  sarana dan prasarana, (9) teknologi budidaya perikanan, (10) daya dukung danau,  (11) pemetaan kawasan danau (zonasi), (12) pendangkalan danau (erosi), dan (13) kerjasama lintas sektoral.

Hasil analisis secara matriks hubungan antara faktor kunci dari pakar terhadap pengaruh langsung dan tidak langsung antar faktor kunci tersebut dari  sistem yang dikaji, secara rinci disajikan pada Lampiran 6. Selanjutnya hasil  analisis silang antar faktor kunci tersebut dipresentasikan secara grafik dalam  salib sumbu Kartesien (Bourgeois, 2002; Hardjomidjojo, 2002). Berdasarkan  grafik dalam salib sumbu tersebut, terpilih lebih sedikit faktor kunci (penting)  yang berpengaruh dalam pengendalian pencemaran di perairan Danau Maninjau di masa yang akan datang, seperti diperlihatkan pada Gambar 50.

Gambar 50. Gambaran tingkat kepentingan faktor-faktor yang berpengaruh pada sistem pengendalian pencemaran perairan Danau Maninjau.

Dari analisis prospektif (Gambar 50) terlihat bahwa faktor penting dalam pengendalian pencemaran perairan danau terkelompokkan dalam 4 kuadran. Kuadran kiri atas (kuadran I) merupakan kelompok faktor yang memberikan pengaruh tinggi terhadap kinerja sistem dengan ketergantungan yang rendah terhadap keterkaitan antar faktor. Kuadran ini terdiri dari tiga faktor, yaitu: 1)  jumlah KJA, 2) pertumbuhan penduduk, dan 3) persepsi masyarakat. Faktorfaktor  ini akan digunakan sebagai input di dalam sistem yang dikaji. Kuadran  kanan atas (kuadran II) merupakan kelompok faktor yang memberikan pengaruh  tinggi terhadap kinerja sistem dan mempunyai ketergantungan antar faktor yang  tinggi pula, sehingga digunakan sebagai stake (penghubung) di dalam sistem.  Kuadran ini terdiri dari dua faktor yaitu: 1) pengolahan lahan dan 2) dukungan  pemerintah daerah. Kuadran kanan bawah (kuadran III) memiliki pengaruh yang  rendah terhadap kinerja sistem dan ketergantungan yang tinggi terhadap  keterkaitan antar faktor, sehingga menjadi output di dalam sistem. Kuadran ini  terdiri dari empat faktor, yaitu: 1) program pengelolaan danau, 2) fasilitas  pengolahan limbah, 3) daya dukung danau, dan 4) zonasi danau. Kuadran kiri  bawah (kuadran IV) mempunyai pengaruh rendah terhadap kinerja sistem dan  ketergantungan juga rendah terhadap keterkaitan antar faktor. Kuadran ini terdiri  dari empat faktor, yaitu: 1) teknologi budidaya perikanan, 2) sarana dan prasarana, 3) erosi, dan 4) kerjasama lintas sektoral.

Berdasarkan pada penilaian pengaruh langsung antar faktor sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 50, dari ke-13 faktor kunci tersebut didapatkan sebanyak dua faktor yang mempunyai pengaruh tinggi terhadap kinerja sistem dan  ketergantungan antar faktor yang tinggi pula, yaitu: 1) pengolahan lahan dan 2)  dukungan pemrintah daerah, serta tiga faktor yang mempunyai pengaruh yang  tinggi terhadap kinerja sistem walaupun ketergantungan antar faktor rendah, yaitu  1) jumlah KJA, 2) pertumbuhan penduduk, dan 3) persepsi masyarakat. Oleh  sebab itu, kelima faktor tersebut perlu dikelola dengan baik dan dibuat state  (kondisi) yang mungkin terjadi di masa depan sehubungan dengan pengendalian pencemaran perairan danau.

Deskripsi dari masing-masing faktor kunci hasil analisis pengaruh langsung antar faktor adalah sebagai berikut:

a) KJA merupakan sistem pembudidayaan ikan dengan teknik keramba jaring apung yang diberi pakan buatan (pellet). Pertambahan KJA akan meningkatkan jumlah sisa pakan (limbah) yang masuk ke perairan danau. Pertambahan KJA didasarkan pada pertambahan historis tiap tahunnya.

b) Pertumbuhan penduduk
Pertumbuhan penduduk terjadi akibat pertambahan melalui kelahiran dan urbanisasi serta pengurangan akibat kematian dan emigrasi. Pertumbuhan penduduk akan mempengaruhi jumlah limbah yang dihasilkan dari kegiatan domestik. Pertumbuhan tersebut didasarkan pada data historis tiap tahunnya.

c) Persepsi masyarakat
Persepsi masyarakat adalah pandangan responden tentang kegiatan pengendalian pencemaran perairan danau. Cara mengetahuinya adalah melalui  beberapa indikator pertanyaan yang menjelaskan pandangan responden  terhadap (1) kegiatan pencegahan pencemaran danau, (b) kegiatan  penanggulangan pencemaran danau dan (3) kegiatan dalam partisipasi pada pencegahan dan penanggulangan pencemaran danau.

d) Pengolahan lahan
Pengolahan lahan di sekitar danau oleh masyarakat terutama dalam hal pertanian dan perkebunan dapat mempengaruhi beban limbah yang masuk ke perairan danau.

e) Dukungan pemerintah daerah
Pemerintah daerah yang dimaksud adalah instansi yang terkait dengan pemanfaatan perairan Danau Maninjau. Dukungan yang diberikan dapat berupa bantuan tentang teknologi/fasilitas pengolahan limbah cair, pelatihan dan penyuluhan pada masyarakat.

Skenario pengendalian pencemaran perairan danau dibuat berdasarkan perkiraan responden mengenai kondisi faktor kunci di masa mendatang. Dari perkiraan responden mengenai kondisi faktor-faktor penting tersebut di masa mendatang, disusun skenario yang mungkin terjadi di daerah penelitian. Hasil  perkiraan responden mengenai kondisi faktor-faktor di masa datang, selanjutnya  dilakukan kombinasi yang mungkin terjadi antar kondisi faktor tersebut. Dari  kombinasi antar kondisi faktor tersebut, didapatkan tiga skenario yang dinamai  dengan skenario (1) optimistik, (2) moderat, dan (3) pesimistik. Secara ringkas penamaan dan susunan dari skenario tersebut disajikan pada Tabel 29 dan 30.

Jumlah skenario yang dapat dirumuskan dalam rangka pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau bisa lebih dari tiga, namun dari keadaan  dari masing-masing faktor kunci, kemungkinan yang paling besar diperkirakan akan terjadi di masa yang akan datang adalah ketiga skenario tersebut.

1. Skenario Pesimistik

Skenario pesimistik dibangun berdasarkan state dan faktor kunci dengan kondisi; 1) jumlah KJA yang semakin meningkat setiap tahun dengan pertumbuhan > 7,89%; 2) pertumbuhan penduduk yang relatif masih tinggi yaitu  > 1,15%, hal ini juga akan meningkatkan jumlah penduduk yang membuang  limbah ke perairan danau; 3) kurangnya sosialisasi dan penyuluhan oleh  pemerintah sehingga pengetahuan masyarakat tentang pengendalian pencemaran  perairan danau menurun menjadi < 68%; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan  yang kurang sesuai dengan kaedah konservasi dan semakin tingginya pemakain  pupuk kimia dan insektisida pada lahan pertanian di sekitar perairan danau. Hal  ini akan meningkatkan beban limbah pertanian (residu pupuk dan pestisida) yang  masuk ke perairan danau; dan 5) pemerintah daerah kurang mendukung, karena  mengganggap masalah pencemaran perairan danau kurang berpengaruh terhadap kesejahteraan masyarakat sekitar perairan danau.

Penerapan konsep skenario pesimistik ini akan memberikan implikasi  berupa: 1) beban limbah dari pakan akan meningkat; 2) jumlah penduduk yang  membuang limbah ke perairan danau semakin meningkat; 3) kepedulian  masyarakat terhadap pencemaran perairan danau semakin berkurang; 4)  pemerintah daerah kurang memberi perhatian terhadap pengendalian pencemaran;  dan 5) beban limbah berupa residu pupuk dan pestisida semakin meningkat. Hasil simulasi model pada skenario pesimistik diperlihatkan pada Gambar 51.

Gambar 51. Prediksi beban limbah pada skenario pesimistik sampai tahun 2020.

2. Skenario Moderat

Skenario moderat mengandung pengertian bahwa keadaan masa depan  yang mungkin terjadi diperhitungkan dengan penuh pertimbangan sesuai dengan  keadaan dan kemampuan sumberdaya yang dimiliki saat ini. Skenario ini  dibangun berdasarkan state dari faktor kunci dengan kondisi sebagai berikut; 1)  jumlah KJA di perairan danau tidak mengalami peningkatan (tetap) yaitu 8955  unit; 2) pertumbuhan penduduk tetap pada tingkat 1,15%; 3) persepsi masyarakat  meningkat secara bertahap sesuai dengan kemampuan dan pengetahuan  masyarakat; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan disekitar perairan danau  kurang sesuai dengan kaedah konservasi, pemakain pupuk dan pestisida sangat  intensif sehingga residu pupuk dan pestisida masuk ke perairan danau cukup  tinggi; dan 5) pemerintah daerah memberikan dukungan terhadap pengendalian  pencemaran perairan danau dengan memberikan informasi dan menyediakan fasilitas penampungan limbah atau sampah sementara.

Penerapan skenario moderat ini akan memberikan implikasi berupa: 1)  pertumbuhan jumlah KJA tetap pada tingkat petumbuhan 7,89% per tahun; 2)  beban pencemaran juga meningkat akibat pertumbuhan penduduk; 3) persepsi  masyarakat meningkat (> 68%) secara bertahap sesuai dengan kemampuan dan  pengetahuannya. Hasil simulasi model pada skenario moderat diperlihatkan pada Gambar 52.

Gambar 52. Prediksi beban limbah pada skenario moderat sampai tahun 2020.

3. Skenario Optimistik

Skenario optimistik dibangun berdasarkan keadaan (state) dan faktor kunci dengan kondisi; 1) laju pertumbuhan jumlah KJA yang semakin menurun setiap  tahunnya mencapai 2% serta dengan pemberian pakan yang efektif (konversi  pakan 0,1); 2) pertumbuhan penduduk meningkat menjadi 1,25%; 3) persepsi masyarakat meningkat akibat adanya sosialisasi dan penyuluhan oleh pemerintah.

Persepsi masyarakat terhadap pengendalian pencemaran perairan meningkat mencapai > 85%; sehingga jumlah penduduk yang membuang limbah ke perairan danau tinggal 15%; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan sudah sesuai  dengan kaedah konservasi dan efektifitas pemakain pupuk kimia serta insektisida  pada lahan pertanian di sekitar perairan danau. Hal ini dapat mengurangi beban  limbah pertanian (residu pupuk dan pestisida) yang masuk ke perairan danau; dan  5) pemerintah daerah mendukung dengan memberikan penyuluhan, sosialisasi dan penyediaan fasilitas tentang pengendalian pencemaran perairan danau.

Penerapan konsep skenario optimistik ini akan memberikan implikasi berupa: 1) beban limbah dari KJA akan menurun; 2) jumlah penduduk yang membuang limbah ke perairan danau semakin berkurang; 3) pemahaman dan kepedulian masyarakat terhadap pencemaran perairan danau semakin meningkat;  4) dukungan atau perhatian pemerintah daerah terhadap pengendalian pencemaran  semakin tinggi; dan 5) beban limbah berupa residu pupuk dan pestisida yang  masuk ke perairan danau semakin berkurang. Hasil simulasi model pada skenario optimistik diperlihatkan pada Gambar 53.

Gambar 53. Prediksi beban limbah pada skenario optimistik sampai tahun 2020.

5.7. Analisis Perbandingan Penerapan antar Skenario

Perbandingan kinerja sistem hasil simulasi dari ketiga skenario yang dirumuskan menjadi dasar utama untuk menentukan skenario yang paling tepat  diterapkan dalam rangka pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau.  Kinerja sistem dengan skenario pesimistik memperlihatkan kondisi sistem yang  tidak mendukung terhadap penekanan beban pencemaran yang masuk ke perairan  danau. Hal ini ditunjukkan oleh semakin tingginya jumlah limbah yang masuk ke  perairan danau. Pada skenario ini, kondisi yang akan terjadi adalah tingkat  pertumbuhan jumlah KJA mencapai 8% per tahun dan tingkat pertumbuhan  penduduk mencapai 1,25% per tahun. Persepsi masyarakat terhadap pengendalian pencemaran perairan menurun menjadi 50%.

Skenario moderat tidak lain adalah kondisi eksisting yang berlangsung  pada saat ini, dimana state menghasilkan kinerja sistem di masa depan yang tidak mampu menekan peningkatan beban pencemaran yang masuk ke perairan danau.  Kondisi dengan pertumbuhan jumlah KJA 7,89% per tahun dan pertumbuhan  penduduk di sekitar perairan danau sebesar 1,15% per tahun serta jumlah  penduduk yang membuang limbah ke perairan danau sebesar 75%. Hal ini akan  mengakibatkan peningkatan beban limbah, sehingga belum memenuhi baku mutu pada tahun 2020.

Kinerja sistem dengan skenario optimistik lebih baik dari skenario  pesimistik dan moderat dan mampu menekan peningkatan beban limbah yang  masuk ke perairan danau. Dengan pertumbuhan jumlah KJA 2% per tahun, pertumbuhan penduduk 1% per tahun, dan peningkatan kesadaran penduduk di  sekitar perairan danau sebesar 85% untuk tidak membuang limbahnya ke perairan  danau. Kondisi ini akan mengurangi peningkatan beban limbah yang masuk ke  perairan danau dan diyakini akan menurunkan beban limbah hingga mencapai baku mutu pada tahun 2020.

Berdasarkan perbandingan ketiga skenario serta pemodelan dalam sistem pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau, dengan segala sumberdaya yang dimiliki oleh Pemerintah Daerah Kabupaten Agam khususnya  Kecamatan Tanjung Raya maka skenario yang paling mungkin terjadi dimasa  depan adalah pesimistik 25%, moderat 55% dan optimistik 20%. Skenario yang  terjadi mengilustrasikan bahwa dalam upaya pencegahan agar beban limbah yang  masuk ke perairan danau sesuai dengan yang diharapkan atau sesuai dengan baku mutu, maka perlu dilakukan dengan suatu kebijakan yang kondusif.

Gambar 54 memperlihatkan perbandingan ketiga skenario yang terjadi dimasa yang akan datang terhadap sistem dalam menghasilkan beban limbah di  perairan Danau Maninjau. Skenario optimistik merupakan skenario yang diharapkan terjadi dimasa depan, namun pilihan responden adalah skenario moderat, sehingga diperlukan upaya-upaya tindakan atau strategi-strategi pengendalian pencemaran perairan Danau Maninjau.

Gambar 54. Grafik perbandingan tiga skenario beban limbah dalam pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau tahun 2005–2020.

5.8. Arahan Kebijakan Pengendalian Pencemaran Perairan Danau

Berdasarkan pada analisis kondisi eksisting perairan Danau Maninjau yang  meliputi kondisi parameter fisika, kimia dan mikrobiologi menunjukkan bahwa  beberapa indikator paramter kualitas air sudah di atas ambang batas yang  diizinkan sebagai sumber air baku air minum. Secara umum status kualitas  perairan danau berada pada kondisi tercemar sedang. Demikian juga, berdasarkan  pemodelan yang disertai simulasi terhadap skenario yang mungkin terjadi di masa  depan, maka beberapa rumusan strategi kebijaksanaan untuk meurunkan beban  limbah yang masuk ke perairan danau dalam upaya pengendalian pencemaran perairan danau berdasarkan prioritas adalah sebagai berikut:

  1. Persepsi masyarakat sekitar perairan danau masih rendah yaitu sebesar 14%,  maka perlu melakukan upaya peningkatan persepsi dan kesadaran masyarakat  untuk tidak membuang limbah langsung ke perairan danau. Hal ini dapat  dilakukan dengan penyuluhan dan pelatihan serta sosialisasi pada masyarakat  sekitar perairan danau. Selain itu, penekanan beban limbah ke perairan danau  dapat dilakukan dengan mengupayakan peningkatan fasilitas sanitasi lingkungan di sekitar perairan danau.
  2. Tingkat pertambahan KJA cukup tinggi yaitu sebesar 7,89% per tahun, maka  perlu melakukan upaya penurunan laju pertambahan KJA pada tingkat 2% per  tahun untuk menekan beban limbah yang masuk ke perairan danau. Hal ini  dapat dilakukan melalui perizinan yang ketat terhadap penambahan KJA yang  baru. Selain itu, penekanan beban limbah dari KJA perlu melakukan upaya  pemberian pakan dengan kadar fosfor yang rendah. Hal ini dapat dilakukan  melalui kerjasama Pemda Kabupaten Agam dengan perusahaan (paberik) penghasil pakan.
  3. Penurunan jumlah beban limbah cair yang terkait dengan jumlah penduduk  dapat dilakukan dengan mengupayakan penekanan laju pertumbuhan  penduduk tidak melebihi 1,0% per tahun. Hal ini dapat dilakukan dengan  meningkatkan pelayanan keluarga berencana, pembatasan usia nikah dan membatasi penduduk yang masuk dan berdomisili di sekitar perairan danau.
  4. Mengupayakan konservasi pada lahan pertanian disekitar perairan danau,  sehingga dapat menurunkan kadar total padatan tersuspensi (TSS) yang masuk  ke perairan danau. Hal ini dapat dilakukan dengan kegiatan penghijauan serta membatasi pengembangan permukiman di sempadan danau.
  5. Mengupayakan pemakaian pupuk dan pestisida secara efektif melalui penyuluhan dan sosialisasi.

5.9. Analisis Sensitivitas Model

Uji sensitivitas dilakukan untuk mengetahui respon model terhadap stimulus, yang tujuannya adalah untuk menemukan alternatif tindakan baik untuk mengakselerasi kemungkinan pencapaian positif maupun maupun untuk mengantisipasi dampak negatif. Hasil simulasi model setelah dilakukan intervensi  struktural melalui fungsi IF dengan cara menurunkan tingkat laju pertumbuhan  penduduk sebesar 1% yang dimulai pada tahun 2006, ternyata tidak memberikan  pengaruh nyata terhadap level atau stock total beban limbah. Intervensi penurunan  laju pertumbuhan penduduk tersebut menghasilkan jumlah beban limbah sebesar 58052,76 ton (Gambar 55).

Gambar 55. Grafik beban limbah dengan pengurangan pertumbuhan penduduk dengan intervensi struktural.

Pertumbuhan sumber limbah khususnya jumlah KJA merupakan variabel dominan yang menjadi penyebab terhadap masalah peningkatan jumlah limbah  yang masuk ke perairan danau. Upaya penurunan beban pencemaran (limbah)  dapat berhasil secara efektif bila kebijakan yang ditempuh adalah dengan  mengurangi laju pertumbuhan jumlah KJA. Melalui intervensi struktural dengan  menurunkan atau mengurangi rata-rata pertumbuhan KJA menjadi 1% per tahun  dengan menggunakan fungsi IF yang dimulai pada tahun 2006. Hasil simulasi  menunjukkan efek yang nyata terhadap penurunan beban limbah yang masuk ke  perairan danau. Intervensi penurunan laju pertumbuhan KJA tersebut menghasilkan jumlah beban limbah sebesar 49816,91 ton (Gambar 56).

Gambar 56. Grafik beban limbah dengan pengurangan KJA dengan intervensi struktural.

5.10. Pembahasan Umum

Kondisi atau kualitas lingkungan perairan Danau Maninjau berada pada tingkat kualitas sedang atau telah mengalami pencemaran pada kategori ringan. Hal ini diindikasikan oleh beberapa parameter fisika dan kimia yang telah  melampaui baku mutu perairan sebagai sumber air baku air minum, kecuali  parameter total padatan terlarut (TDS), fecal coliform dan pestisida. Parameter  total padatan tersuspensi (TSS) dan fosfat tinggi pada daerah aliran Bandar Ligin,  oksigen terlarut (DO) rendah pada daerah aliran Sungai Limau Sundai, sementara  untuk kebutuhan oksigen kimia (COD) dan kebutuhan oksigen biokimia (BOD5)  adalah tinggi. Parameter nitrit tinggi pada daerah aliran Sungai Jembatan Ampang dan Batang Kalarian.

Karakteristik masyarakat yang berdomisili di sekitar perairan Danau Maninjau terutama di daerah sempadan danau, pada umumnya memiliki tingkat  pendidikan yang rendah. Pekerjaan masyarakat sebagian besar adalah petani  dengan tingkat pendapatan termasuk kategori rendah. Persepsi masyarakat  mengenai pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau termasuk kategori rendah.

Aliran beban limbah yang masuk ke perairan danau selain berasal dari daerah di sempadan danau yang membawa limbah organik juga berasal dar  kegiatan kerambah jaring apung (KJA). Limbah yang dihasilkan oleh kegiatan  KJA ini berupa sisa pakan yang tidak dimakan ikan dan feses yang dapat menumpuk dan menimbulkan sedimentasi di dasar perairan danau.

Skenario yang mungkin akan terjadi di masa depan pada perairan Danau Maninjau adalah skenario pesimistik, moderat dan optimistik. Berdasarkan pendapat para pakar, skenario yang paling mungkin terjadi adalah moderat dan  pesimistik. Oleh karena itu, diperlukan suatu kebijakan atau strategi yang tepat  untuk mengubah kondisi pesimistik dan moderat yang menyebabkan beban  limbah melebihi baku mutu yang ditetapkan menjadi optimistik, sehingga beban  limbah di bawah ambang baku mutu yang ditetapkan. Stategi penurunan laju  pertumbuhan KJA menjadi 2%, dan penerapan pemberian pakan yang efektif  dengan rasio 3% dengan pakan yang rendah kandungan fosfornya, sehingga dapat  mengurangi limbah (sisa pakan) yang masuk ke perairan danau. Disamping itu,  strategi penekanan laju pertumbuhan penduduk tidak melebihi 1%, pembuatan  instalasi pengolahan limbah rumah tangga (tanki septik) yang berbasis masyarakat  sangat diperlukan karena mampu mengurangi beban limbah yang masuk ke perairan danau. Hal lain yang dapat dilakukan adalah upaya penanggulangan dari sumber beban limbah itu sendiri seperti peningkatan kesadaran masyarakat terhadap dampak limbah terhadap perairan danau.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s


%d bloggers like this: