Kajian Sumber dan Dampak Antibiotik terhadap Keberlanjutan Fungsi dan Layanan Bendungan: Analisis dan Pengembangan Model

Abstract

Tingginya ketergantungan manusia terhadap produksi listrik terbarukan telah secara signifikan meningkatkan jumlah pembangkit listrik tenaga air, termasuk di Indonesia. Lebih dari 50.000 bendungan besar telah dibangun di seluruh dunia, dengan 12.000 di antaranya menyumbang lebih dari 85% produksi listrik terbarukan global. Indonesia memiliki hampir 300 bendungan multifungsi, yang mayoritas berperan sebagai penyedia energi terbarukan. Namun, bendungan-bendungan ini terus-menerus terancam oleh tekanan antropogenik akibat berbagai penggunaannya, yang berisiko mengganggu fungsi utama bendungan, termasuk diantaranya produksi energi dan pangan, penyediaan air minum, serta irigasi. Sumber pencemaran utama terindikasi disebabkan oleh kegiatan budidaya ikan dalam keramba jaring apung yang masif, pembuangan limbah domestik yang tidak diolah akibat minimnya fasilitas pengolahan air limbah, serta limbah peternakan, di mana semua sumber pencemaran ini berpotensi mengandung antibiotik. Residu antibiotik, baik secara individu maupun kombinasinya, berpotensi mendorong munculnya bakteri yang resisten terhadap antibiotik yang berdampak negatif pada kualitas air dan fungsi bendungan.

Penelitian ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang komprehensif tentang keberadaan, konsentrasi, distribusi, sumber, serta risiko ekologis yang terkait dengan berbagai jenis antibiotik di bendungan Cirata, Indonesia. Bendungan Cirata merupakan bendungan yang berdiri sejak lebih dari 30 tahun yang lalu dengan fungsi utama sebagai penyedia listrik. Selain sebagai penyedia listrik, bendungan Cirata juga dikenal memiliki berbagai macam fungsi dan layanan termasuk diantaranya merupakan lokasi bagi budidaya ikan air tawar atau yang lebih dikenal sebagai keramba jaring apung (KJA). Hasil analisis terhadap sampel air dan sedimen menunjukkan bahwa 24 dari 65 residu antibiotik terdeteksi selama musim hujan dan kemarau. Penilaian risiko ekotoksikologi menunjukkan bahwa dampak sebagian besar residu antibiotik terhadap organisme akuatik seperti alga, crustacea, dan ikan relatif kecil, kecuali untuk golongan fluoroquinolone. Namun, resiko yang signifikan terdeteksi pada cyanobacteria untuk jenis antibiotik sulfamethoxazole, ciprofloxacin, norfloxacin, dan lincomycin. Ciprofloxacin memiliki resiko yang paling signifikan terhadap cyanobacteria. Selain itu, fluoroquinolone juga berpotensi memicu munculnya bakteri yang resisten terhadap antibiotik. Kombinasi dari residu antibiotik selama musim hujan berdampak signifikan terhadap hilangnya spesies, dengan nilai Potentially Affected Fraction of Species (msPAF) melebihi 0,75 di hampir 90% lokasi. Berdasarkan hasil deteksi dan risiko yang teridentifikasi, 12 residu antibiotik direkomendasikan untuk menjadi prioritas dalam pemantauan sungai dan bendungan Cirata.

Ketiadaan infrastruktur dan teknologi yang memadai untuk mendeteksi antibiotik di Indonesia mendorong perlunya pengembangan model yang dapat memprediksi jenis, beban pencemaran, dan dampak dari antibiotik. Model global MARINA-antibiotics (Model to Assess River Inputs of pollutaNts to seAs for Antibiotics) telah diadaptasi secara khusus untuk Bendungan Cirata di Indonesia, dengan mengintegrasikan data input yang lebih rinci dan secara spesifik menekankan keramba jaring apung sebagai sumber utama pencemaran antibiotik di dalam bendungan. Aplikasi model MARINA-antibiotics terbukti efektif dalam mengidentifikasi sumber utama antibiotik musiman dari sektor peternakan, manusia, dan keramba jaring apung dalam sistem sungai-bendungan. Di antara semua sumber, kegiatan peternakan teridentifikasi sebagai kontributor utama pada musim kemarau dan hujan, dengan beban yang lebih tinggi terdeteksi selama musim hujan baik di lahan pertanian, sungai, dan bendungan. Sumber pencemaran langsung seperti limbah peternakan, domestik, dan keramba jaring apung berkontribusi dominan terhadap keberadaan antibiotik di sungai dan bendungan Cirata dibandingkan dengan pencemaran tidak langsung seperti aplikasi pupuk kandang yang mengandung antibiotik. Hasil validasi model menunjukkan bahwa estimasi konsentrasi antibiotik memiliki besaran yang sebanding dengan data observasi. Selaras dengan hasil observasi, simulasi model MARINA-antibiotics menunjukkan bahwa aliran masuk dari sungai-sungai merupakan sumber utama residu antibiotik dibandingkan dari kegiatan di dalam bendungan seperti keramba jaring apung. Seiring dengan meningkatnya kebutuhan listrik terutama listrik terbarukan, jumlah bendungan multi-fungsi di Indonesia juga terus bertambah. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan kontribusi penting bagi keberlanjutan fungsi dan layanan Bendungan Cirata, serta menjadi referensi dalam pengelolaan bendungan multi-fungsi lainnya di Indonesia.