Dunia Kian Panas Picu Kekeringan, Pakar Ungkap Sistem Perairan Hadapi Perubahan Iklim

REPUBLIKA.CO.ID, JAKARTA -- Ada banyak hal yang bisa terjadi dalam sistem air perkotaan, mulai dari pompa tidak berfungsi, katup rusak, hingga kebocoran pipa. Bahkan ketika sistem berfungsi dengan baik, kekurangan air menjadi ancaman besar di dunia yang semakin memanas, seperti yang ditemukan oleh masyarakat di seluruh Barat Daya AS dan di banyak negara berkembang.

Itulah sebabnya kota-kota mulai bereksperimen dengan alternatif skala kecil, termasuk daur ulang air limbah dan strategi pengolahan air lokal yang dikenal sebagai sistem terdesentralisasi atau terdistribusi.

Sistem terdesentralisasi merupakan pabrik pengolahan, reklamasi, dan daur ulang air skala kecil yang dirancang untuk mengumpulkan, mengolah, dan menggunakan kembali air. Beberapa di antaranya merupakan operasi terpisah, sementara yang lainnya terhubung ke sistem yang lebih besar dalam model hibrida.

Sebagai contoh di El Paso, Texas, sistem terdesentralisasi dapat mengolah air limbah di daerah perkotaan dan mendaur ulangnya untuk digunakan kembali di daerah itu. Sistem itu juga dapat mengumpulkan limpasan air hujan dan air limbah dari rumah-rumah dan mengalihkannya secara khusus untuk irigasi atau untuk mengisi ulang air tanah, seperti yang dilakukan Austin, Texas dan San Francisco.

Windhoek, Namibia, sebuah kota berpenduduk sekitar 430 ribu jiwa yang dikelilingi oleh lanskap gersang, telah mengolah air limbah untuk mencapai standar air minum dan mengembalikannya ke rumah-rumah sejak tahun 1968 untuk semua jenis penggunaan, termasuk memasak dan minum. Limpasan air hujan, air industri, air limbah, dan bahkan limpasan pertanian dapat diolah dan didaur ulang dengan teknologi modern agar dapat diminum.

“Semua pendekatan ini, baik yang terhubung ke sistem utama atau sebagai sistem tertutup yang terpisah, dapat mengurangi permintaan masyarakat secara keseluruhan akan air tawar dari sungai atau akuifer,” kata Lu Liu, Asisten Profesor Teknik Sipil, Konstruksi dan Lingkungan, dari Lowa State University, seperti dilansir the Conversation, Selasa (19/12/2023).

Seringkali, air yang diolah digunakan untuk penggunaan yang tidak dapat diminum seperti pembilasan toilet atau untuk mengisi air tanah. Namun kemajuan teknologi membuat sistem air terdesentralisasi ini menjadi lebih layak dan memperluas penggunaannya.

Proses berbasis membran dan elektrokimia telah menunjukkan potensi besar untuk memulihkan air tawar, nutrisi - yang dapat digunakan untuk pupuk - dan energi dari air limbah. Proses-proses ini termasuk reverse osmosis, yang mendorong air melalui membran semipermeabel untuk menghilangkan kotoran, dan elektrodialisis, yang menggunakan medan listrik.

“Sel bahan bakar mikroba melangkah lebih jauh dan menggunakan mikroba yang ada dalam air limbah untuk menghasilkan listrik dan memfasilitasi pengolahan air limbah secara bersamaan. Metode pemulihan energi lainnya melibatkan penangkapan biogas, terutama metana, dari penguraian bahan organik dalam air limbah tanpa adanya oksigen," kata Liu yang mempelajari sistem air skala besar dan kecil, dengan fokus pada desain sistem inovatif.

Tidak seperti teknologi pengolahan konvensional, yang bekerja dalam skala besar, proses pengolahan yang muncul ini menggunakan desain modular yang dapat dengan mudah ditingkatkan atau diturunkan. Hal itu juga dapat digunakan untuk membuat sistem hibrida dengan melengkapi sistem terpusat yang besar dengan air yang diolah, terutama di daerah kering di mana pasokan air langka.

Untuk menguji bagaimana sistem hibrida dapat membantu menghindari kekurangan air karena gangguan pada sistem, Liu dan rekan-rekannya membuat model Houston, sebuah kota dengan 11.265 kilometer jaringan pipa dan 2,2 juta penduduk. Mereka mensimulasikan dampak dari berbagai jenis pemadaman air terhadap pasokan air terpusat yang besar itu dan bagaimana sumber-sumber terdistribusi dapat membantu mengurangi dampaknya.

“Secara keseluruhan, kami menemukan bahwa pemasangan sistem hibrida dapat memasok air dengan lebih baik dan menghindari aliran air yang rendah di seluruh kota dibandingkan dengan sistem terpusat saja, terutama di daerah-daerah yang memiliki tekanan air yang rendah,” kata Liu.

Beberapa faktor menentukan seberapa efektif air yang didistribusikan. Kepadatan penduduk dan bangunan, kebutuhan air lokal, karakteristik tanah, kondisi iklim, infrastruktur dan kondisi infrastruktur air yang ada, semuanya berperan. Penelitian menunjukkan bahwa daerah dengan kebutuhan energi yang tinggi untuk distribusi air, kebutuhan air lokal yang signifikan, dan kapasitas untuk menggunakan kembali air limbah, akan mendapatkan keuntungan yang paling besar.

Persepsi masyarakat mengenai air daur ulang merupakan salah satu tantangan, termasuk skeptisisme yang masih ada terkait keamanan, keandalan, dan penggunaan air daur ulang yang tepat. Air limbah yang didaur ulang dengan benar dianggap aman untuk diminum dan bahkan mungkin mengandung lebih sedikit risiko beracun daripada sumber air yang sudah kita minum.

“Namun, air yang tidak diolah pada tingkat yang tepat dapat menimbulkan risiko kesehatan manusia yang signifikan. Model bisnis yang kuat juga diperlukan untuk membuat sistem desentralisasi menjadi hemat biaya, ditambah dengan struktur tata kelola yang mendukung,” jelas Liu.

Ikuti Whatsapp Channel Republika