Perpustakaan Digital ITB

Danau-danau di Indonesia menghadapi permasalahan eutrofikasi akibat peningkatan aktivitas antropogenik yang menyebabkan penurunan kualitas air dan akumulasi nutrien di sedimen. Nutrien yang terakumulasi tersebut dapat dilepaskan kembali ke kolom air melalui proses internal loading, sehingga mempercepat penurunan kadar oksigen di perairan dan meningkatkan risiko kematian massal ikan. Oleh karena itu, diperlukan teknologi pengendalian eutrofikasi yang efektif, ekonomis, dan ramah lingkungan. Penelitian ini memiliki kebaruan dalam pengembangan teknologi sediment capping menggunakan material artifisial termodifikasi untuk mengendalikan pelepasan nutrien dari sedimen pada danau, dengan studi kasus di Danau Batur, Bali. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji karakteristik kualitas air dan sedimen Danau Batur, mengevaluasi efektivitas material sediment capping, serta mensimulasikan aplikasinya pada skala lapangan dengan menggunakan pendekatan pemodelan sistem dinamik. Penelitian dilakukan melalui analisis kualitas air dan sedimen, pengujian fluks nutrien, uji laboratorium penentuan material capping dalam reaktor batch, modifikasi material capping optimum, uji efektivitas, serta simulasi aplikasi teknologi sediment capping pada lokasi studi dengan menggunakan perangkat lunak Vensim PLE. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Danau Batur berada pada kondisi eutrofik hingga hipereutrofik. Sedimen Danau Batur mengandung nutrien tinggi, terutama fosfat, dengan fluks amonium dan fosfat masing-masing sebesar 1,76×10³ mg/m²/hari dan 3,34 mg/m²/hari, yang menunjukkan tingginya potensi internal loading. Karakterisasi sedimen menunjukkan keberadaan mineral kaolin, kalsit, dan kuarsa yang mampu mengadsorpsi nutrien secara alami, namun proses alami ini belum optimum yang ditunjukkan dengan terjadinya eutrofikasi berulang di Danau Batur. Sehingga diperlukan intervensi teknologi untuk mengendalikan eutrofikasi melalui sediment capping. Pada penelitian ini, bentonit, karbon aktif dan zeolit digunakan sebagai material capping karena mudah diperoleh, ekonomis, ramah lingkungan dan dari hasil studi literatur ketiganya memiliki efisiensi yang tinggi dalam mengadsorpsi nutrien. Hasil uji material capping pra-modifikasi menunjukkan bahwa zeolit memberikan hasil yang paling optimum diantara bentonit dan karbon aktif. Namun diperlukan modifikasi pada zeolit untuk meningkatkan efisiensi dan menurunkan dampak peningkatan TSS saat material diaplikasikan. Hasil uji material capping zeolit termodifikasi menunjukkan bahwa zeolit termodifikasi aluminium (Z-Al) merupakan material capping paling optimum dibandingkan dengan zeolit termodifikasi besi atau lantanum, dengan efisiensi penyisihan nutrien sebesar 69,77–88,10% serta mampu menurunkan konsentrasi TSS hingga 98%. Hasil uji efektivitas dengan menggunakan sampel air Danau Batur dan analisis statistik menunjukkan bahwa material capping Z-Al berpotensi diaplikasikan di lapangan karena memiliki efisiensi yang tidak berbeda signifikan dibandingkan hasil percobaan laboratorium dengan air artifisial. Simulasi sistem dinamik menunjukkan bahwa aplikasi Z-Al pada dosis 3–5 ton/ha di lokasi studi efektif menurunkan pelepasan fosfor dari sedimen sejak hari ke-30. Namun, pemulihan status trofik berlangsung lambat akibat tingginya akumulasi nutrien jangka panjang dan beban nutrien eksternal. Untuk merehabilitasi danau menuju kondisi mesotrofik dengan teknologi sediment capping pada lokasi studi, diperkirakan akan tercapai pada hari ke-6759, sedangkan kondisi oligotrofik memerlukan waktu hingga sekitar 8187 hari. Penelitian ini memberikan kontribusi ilmiah dalam pengembangan teknologi sediment capping berbasis material artifisial termodifikasi untuk pengendalian eutrofikasi pada danau. Selain itu, penelitian ini juga menghasilkan pendekatan integratif yang menghubungkan kualitas air dan sedimen, karakteristik sedimen, fluks nutrien, teknologi remediasi, dan pemodelan sistem dinamik sebagai dasar pengambilan keputusan dalam pengelolaan danau berkelanjutan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan dalam pengembangan strategi restorasi dan pengendalian eutrofikasi pada danau-danau eutrofik lainnya di Indonesia maupun di kawasan tropis secara umum.