Perubahan Iklim: Sungai-sungai yang 'mengembuskan' gas rumah kaca

Sungai adalah sumber gas rumah kaca yang sangat besar, dan polusi air membuat emisinya berkali-kali lipat lebih buruk.

Jika dilihat secara sekilas, area New Territories di Hong Kong adalah salah satu tempat paling hijau di kawasan tersebut.

Wilayah yang berbatasan dengan China daratan ini tampak seperti bagian dunia yang berbeda dari jalanan yang padat dan gedung-gedung pencakar langit di pusat kota.

Sebagian besar area New Territories adalah pedesaan, areal pertanian, lahan basah, pegunungan, dan sungai-sungai.

Baca juga:

Di permukaan, New Territories tampak seperti paru-paru hijau Hong Kong, namun kenyataannya sebaliknya. Sungai-sungai yang membelah lanskap subur ini mengembuskan gas rumah kaca dalam jumlah sangat besar, menurut sebuah penelitian terhadap 15 saluran air di daerah itu.

"Seluruh air sungai mengandung tiga gas rumah kaca, yaitu karbon dioksida, metana, dan dinitrogen oksida," ujar Derrick Yuk Fo Lai, seorang profesor di Departemen Geografi dan Manajemen Sumber Daya di Universitas China Hong Kong.

Lai menemukan konsentrasi gas-gas tersebut di sungai New Territories 4,5 kali lebih tinggi daripada konsentrasi gas sama di atmosfer.

Studi tersebut, yang menilai dampak pencemaran air terhadap emisi gas rumah kaca di Hong Kong, menunjukkan bahwa sungai di daerah tersebut adalah sumber gas rumah kaca di atmosfer dan dapat menyebabkan pemanasan iklim.

"Kami menemukan bahwa semua sungai yang kami pelajari berkontribusi pada emisi gas rumah kaca," tukas Lai.

Tim peneliti menemukan, semakin tercemar sungai, maka semakin besar kadar emisinya.

Pembuangan dari peternakan, tidak adanya sistem pembuangan yang terkoneksi di gedung-gedung tua, dan ketiadaan selokan adalah penyebab polusi di sungai.

Faktanya, rata-rata tingkat kejenuhan CO2, metana, dan nitrus oksida (N2O) di sungai yang tercemar lebih tinggi 1,5 hingga 4 kali lipat dari sungai yang tidak tercemar.

"Meskipun besaran emisi karbon dari sungai relatif kecil bila dibandingkan dengan emisi yang timbul dari bahan bakar fossil, namun kontribusinya terhadap total gas rumah kaca yang dikeluarkan Hong Kong harus diminimalkan untuk mengurangi dampak perubahan iklim," ujar Lai.

Aktivitas mikroba

Sungai-sungai di New Territories Hong Kong bukan satu-satunya. Secara global, sungai adalah sumber pelepas gas rumah kaca yang cukup besar.

Diperkirakan bahwa sungai dan anak sungai melepaskan hingga 3,9 miliar ton karbon setiap tahun (sekitar empat kali jumlah karbon yang dikeluarkan per tahun oleh industri penerbangan global).

Jika kita menjumlahkan area sungai, yang umumnya relatif kecil, di planet ini, angkanya bisa sangat besar. Selain itu, diperkirakan sistem akuatik seperti sungai dan danau menyumbang lebih dari 50% gas metana di atmosfer, dan emisi N2O dari sungai secara global jumlahnya 10% lebih banyak dari emisi manusia.

Alasannya, "sungai menampung karbon dan nitrogen yang besar dari bentang alam yang mereka kuras," ujar Sophie Comer-Warner, ahli biokimia dan peneliti di Universitas Birmingham.

"Dulu, kita menganggap aliran sungai hanya mengangkut elemen-elemen ini ke laut, tapi sekarang kita tahu bahwa sungai memiliki reaktivitas biokimia yang tinggi."

Dengan kata lain, berbagai bentuk karbon dan nitrogen yang diterima mikroba dipecah menjadi berbagai bentuk lain, biasanya melalui respirasi aerobik atau anaerobik, yang melepaskan CO2 dan kemungkinan metana dan N2O.

"Sampai batas tertentu, sungai bertindak sebagai sumber CO2 dan emisi rumah kaca yang dilepaskan sungai ke atmosfer adalah bagian alami dari ekosistem kita," tukas Comer-Warner. "Namun, emisi biasanya bertambah tinggi karena kondisi atau kebersihan sungai."

Untuk sungai-sungai di perkotaan terutama, emisi yang lebih tinggi telah menjadi masalah yang terus meningkat. Dalam beberapa kasus, sungai di perkotaan mengeluarkan emisi rumah kaca empat kali lebih banyak ketimbang sungai yang ada di situs alam.

Sebuah penelitian baru-baru ini menakar emisi CO2, metana, dan N2O dari sungai Cuenca di Ekuador, dan menemukan tren yang jelas antara kualitas air dan emisi gas rumah kaca; semakin tercemar sungai, semakin tinggi emisinya.

Baca juga:

Bahkan, penelitian tersebut juga menemukan bahwa ketika kualitas air sungai memburuk, kontribusinya kepada pemanasan global akan meningkat dalam skala besar.

"Dari perkiraan kami, ketika sungai terpolusi, potensi pemanasan globalnya meningkat dari dua menjadi 10 kali lipat," ujar Long Tuan Ho, peneliti paskadoktoral di Universitas Ghent, Belgia, yang juga menulis makalah tersebut.

"Saat kualitas air memburuk dari dapat diterima menjadi terpolusi, konsentrasi CO2 dan CH4 di dalam sungai meningkat sepuluh kali lipat, sementara konsentrasi N2O berlipat 15 kali."

Ho dan timnya menemukan bahwa kenaikan gas rumah kaca dari sungai juga sangat terkait dengan perubahan penggunaan lahan di sekitar sungai. Konsentrasi CO2 dan N2O di sungai perkotaan, terutama, sekitar empat kali lebih tinggi dari sungai di situs alam. Sedangkan rasio metana-nya, 25 kali lebih banyak.

"Temuan ini menyoroti dampak penggunaan lahan dan tutupan lahan terhadap produksi gas rumah kaca di lokasi yang terkontaminasi oleh pembuangan limbah dan limpasan permukaan," ungkap Ho.

Setelah memasuki aliran air, polutan seperti senyawa nitrogen dan polusi dari aktivitas manusia diubah menjadi gas rumah kaca oleh mikroorganisme.

"Proses ini diverifikasi dalam penelitian kami melalui penggunaan aplikasi pembelajaran mesin," ujar Ho.

Air lebih bersih, udara lebih bersih

Kini kita telah mengetahui, sungai-sungai yang terpolusi oleh aktivitas manusia, terutama di perkotaan, menghasilkan emisi gas rumah kaca yang lebih tinggi.

Lebih dari setengah populasi dunia hidup di dekat (kurang dari 3km) dengan aliran air tawar. Tingkat urbanisasi ini membuat tingkat kontaminasi sungai lebih tinggi, karena lebih dari 80% air limbah di kota masih langsung dibuang ke lingkungan.

Sebagian besar polutan berasal dari air limbah yang tidak diolah, limpasan pertanian, dan peningkatan akumulasi sedimen. Hal ini menyebabkan badan air perkotaan yang tercemar menjadi pusat emisi gas rumah kaca.

Dan, diperkirakan emisi gas rumah kaca dari sungai akan terus meningkat. "Dengan meningkatnya urbanisasi dan intensifikasi pertanian dan budidaya perairan, kontribusi sungai terhadap perubahan iklim di masa depan kemungkinan besar akan jauh lebih tinggi dari perkiraan saat ini," kata Ho.

Meski begitu, ada harapan bahwa restorasi sungai (termasuk mengurangi polusi) akan membantu menekan laju emisi.

"Penelitian kami juga menunjukkan bahwa ketika kualitas air di sungai-sungai yang terpolusi meningkat, maka konsentrasi CH4 menurun 10 kali lipat," ujar Ho, "sementara kadar CO2 dan N2O turun empat kali lipat."

Ini menunjukkan bahwa meningkatkan kualitas air dapat membuat perbedaan yang signifikan. Untuk itu, berbagai program telah dilakukan untuk memulihkan dan merehabilitasi sungai dengan mengurangi polusi, seperti Kesepakatan Hijau di Eropa, dan UU Perlindungan Air Bersih di Amerika Serikat.

"Program-program ini memberikan dampak positif terhadap peningkatan kualitas air, menurunkan risiko banjir, memulihkan habitat, dan meningkatkan keanekaragaman hayati secara global," ujar Ho.

Sementara itu, ia juga mengatakan bahwa tindakan pencegahan juga dapat membantu mengurangi polusi, dan pada akhirnya mengurangi laju emisi gas rumah kaca di sungai.

Kembali ke Hong Kong, Lai yang melakukan penelitian mengukur emisi gas rumah kaca dari 15 sungai perkotaan, menunjukkan bahwa polusi dapat dikurangi dengan meminimalkan penggunaan pupuk yang berlebihan di ladang pertanian, serta memperluas jaringan pembuangan limbah ke penduduk pedesaan.

Saat ini, hanya 6% populasi Hong Kong yang tidak terkoneksi ke saluran pembuangan limbah, dan pemerintah masih terus berupaya untuk memperluas jaringan.

Lai dan timnya kini sedang menyelesaikan hasil studi mereka, dan seperti Ho, berencana membagikan penemuan mereka kepada pemerintah dan LSM terkait untuk menginfomasikan betapa pentingnya meningkatkan kualitas air sungai.

"Meski kualitas air sungai di Hong Kong telah meningkat signifikan selama beberapa dekade terakhir, masih ada ruang untuk perbaikan, terutama untuk sungai di New Territories," kata Lai.

"Mengurangi pencemaran sungai, tidak hanya akan meningkatkan kualitas air untuk aktifitas fauna, tapi juga mengurangi emisi gas rumah kaca dan mengurangi dampak perubahan iklim.

Anda dapat membaca artikel ini dalam bahasa Inggris dengan judul The rivers that 'breathe' greenhouse gases pada laman BBC Future.