Pencemaran fosfor buatan manusia mencapai tingkat bahaya yang sangat tinggi di daerah aliran air tawar di seluruh dunia, menurut penelitian baru.
Sebuah studi baru yang diterbitkan dalam Water Resources Research , sebuah jurnal dari American Geophysical Union, memperkirakan jumlah fosfor global dari aktivitas manusia yang memasuki badan air tawar Bumi dari tahun 2002 sampai 2010.
Fosfor adalah komponen umum pupuk mineral dan pupuk kandang karena meningkatkan hasil panen. Namun, sebagian besar fosfor yang diaplikasikan sebagai pupuk tidak dikonsumsi oleh tanaman, dan juga terbentuk di tanah atau dicuci ke sungai, danau dan pesisir laut, menurut penulis penelitian tersebut.
Hasil penelitian baru menunjukkan aktivitas manusia global memancarkan 1,47 teragrams fosfor per tahun ke dalam cekungan air tawar utama di dunia, empat kali lebih besar dari berat Empire State Building.
Studi tersebut juga menilai apakah aktivitas manusia telah melampaui kemampuan Bumi untuk mencairkan dan mengasimilasi kadar fosfor berlebih pada badan air tawar .
Penulis menemukan bahwa muatan fosfor melebihi kapasitas asimilasi dari badan air tawar di 38 persen permukaan tanah bumi, sebuah area yang menampung 90 persen populasi manusia global.
“Di banyak wilayah di dunia, tidak cukup air untuk mengasimilasi fosfor atau beban pencemaran sangat besar sehingga sistem air tidak dapat mengasimilasi semuanya,” kata Mesfin Mekonnen, rekan penelitian post-doktoral di Universitas Nebraska di AS. Lincoln dan rekan penulis studi baru.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa badan air tawar di daerah dengan tingkat pencemaran air yang tinggi cenderung menderita eutrofikasi, atau tingkat nutrisi berlebih, karena tingkat fosfor yang tinggi, kata Joep Schyns, seorang peneliti di bidang pengelolaan air di University of Twente di Enschede, Belanda, yang tidak terhubung dengan studi baru ini.
“Eutrofikasi akibat polusi fosfor menyebabkan mekar alga, yang dapat menyebabkan kematian ikan dan tumbuhan karena kekurangan oksigen dan cahaya,” kata Schyns. “Ini juga mengurangi penggunaan air untuk keperluan manusia seperti konsumsi dan berenang.”
Memecah muatan fosfor
Penulis penelitian baru meneliti aktivitas pertanian untuk menghitung jumlah total fosfor buatan yang memasuki permukaan air bumi dari tahun 2002 sampai 2010. Mereka mengumpulkan data tentang berapa banyak pupuk yang diterapkan per tanaman di setiap negara, dan perkiraan produksi fosfor dalam negeri dan industri dengan melihat konsumsi protein per kapita per negara.
“Studi lain telah menghitung muatan fosfor global, namun kami melangkah lebih jauh karena kami memecahkan muatan fosfor oleh berbagai kategori seperti tanaman, negara, dan sektor ekonomi yang berbeda, yang belum pernah dilakukan oleh siapa pun,” kata Mekonnen.
Hasil baru menunjukkan aktivitas manusia melepaskan 1,47 teragrams (1,62 juta US ton) fosfor ke dalam badan air tawar dunia setiap tahunnya. China menyumbang 30 persen dari beban fosfor air tawar, diikuti India sebesar 8 persen dan Amerika Serikat sebesar 7 persen.
Para penulis menemukan bahwa muatan fosfor dari pertanian tumbuh sebesar 27 persen selama masa studi, dari 525 gigagrams (579.000 ton) pada tahun 2002 menjadi 666 gigagrams (734.000 ton) pada tahun 2010.
Dapatkah badan air tawar di Bumi mengatasinya?
Studi ini juga memperkirakan tingkat pencemaran air (WPL) dari cekungan sungai utama di Bumi dengan membandingkan jumlah air bersih yang dibutuhkan untuk mengencerkan kelebihan fosfor menjadi konsentrasi yang diijinkan dibandingkan dengan limpasan sungai yang sebenarnya.
Jika sebuah lembah air tawar memiliki WPL di atas satu, standar kualitas air dilanggar dan lembah tersebut menerima lebih banyak polusi fosfor daripada yang dapat diasimilasi, kata Mekonnen.
Hasilnya menunjukkan cekungan air tawar dengan WPL di atas satu sampul 38 persen permukaan tanah bumi, tidak termasuk Antartika. Cekungan ini sering berhubungan dengan daerah berpenduduk padat atau daerah dengan pertanian intensif, menurut penulis.
Daerah air tawar yang paling parah tercemar termasuk DAS Aral, sungai Huang-He (Kuning) di China, sungai Indus dan Gangga di India dan sungai Danube di Eropa.
Daerah yang kurang berpenduduk seperti Australia dan Afrika utara juga menderita tingkat pencemaran air yang tinggi, menurut studi baru ini. Daerah ini memiliki muatan fosfor yang lebih kecil dibandingkan dengan daerah seperti China dan Eropa, namun mereka memiliki lebih sedikit air yang tersedia untuk menampung kelebihan fosfor mereka, kata Mekonnen.
