Apa itu pemantauan lingkungan?

Sistem pemantauan lingkungan mengumpulkan dan mengukur data untuk memahami kondisi lingkungan saat ini, mendeteksi perubahan dari waktu ke waktu, mengidentifikasi potensi masalah, dan memprediksi kondisi di masa depan.

Misalnya, lembaga pemerintah mungkin menggunakan alat pemantauan lingkungan untuk melacak kualitas air di sungai, termasuk indikator seperti suhu, keasaman, dan keberadaan polutan. Pemantauan berkelanjutan dapat membantu mendeteksi masalah, seperti lonjakan polutan yang disebabkan oleh limbah industri, sehingga masalah tersebut dapat diatasi dan kerusakannya dapat dibatasi.

Ilmuwan, peneliti, bisnis, dan badan pengatur seperti Badan Perlindungan Lingkungan (EPA) AS menggunakan data pemantauan lingkungan untuk membuat laporan penilaian dampak, mengevaluasi kepatuhan terhadap undang-undang perlindungan lingkungan dan memandu pengambilan keputusan untuk mengelola sumber daya alam dengan lebih baik.

Pemantauan lingkungan membantu organisasi mengumpulkan data penting yang dapat mereka gunakan untuk melindungi kesehatan masyarakat, melestarikan ekosistem yang rentan, mengembangkan kebijakan dan peraturan lingkungan, serta meningkatkan efisiensi operasional. Manfaat pemantauan lingkungan meliputi:

• Deteksi polusi
• Pelestarian ekosistem
• Kesiapsiagaan bencana dan manajemen risiko
• Kepatuhan terhadap peraturan
• Efisiensi operasional 

Organisasi menggunakan berbagai jenis pemantauan lingkungan untuk menilai berbagai aspek lingkungan. Jenis pemantauan lingkungan yang umum meliputi:

• Pemantauan kualitas udara
• Pemantauan kualitas air
• Pemantauan kualitas tanah
• Pemantauan salinitas
• Pemantauan keanekaragaman hayati
• Pemantauan kontaminasi

Pemantauan udara mengukur polutan di atmosfer seperti ozon, materi partikel, sulfur dioksida, dan nitrogen dioksida. Polutan ini dapat menyebabkan masalah kesehatan pada manusia seperti penyakit kardiovaskular dan masalah pernapasan. Itu juga berkontribusi terhadap hujan asam, yang dapat merusak ekosistem sensitif seperti danau dan hutan.

Organisasi sering memantau kualitas udara dengan menggunakan sensor untuk menangkap sampel udara. Sampel kemudian dianalisis untuk menentukan keberadaan dan konsentrasi polutan udara, serta faktor lain seperti suhu dan kelembapan.

Model sistem informasi geografis (SIG), sistem komputer yang menghasilkan visualisasi data geospasial yang terhubung, dapat membantu para peneliti melacak tingkat kualitas udara dan konsentrasi polusi di area tertentu. 

Pemantauan air menganalisis karakteristik fisik, kimia, dan biologis untuk memastikan bahwa air aman untuk dikonsumsi manusia dan ekosistem air.

Ancaman umum terhadap kualitas air termasuk logam berat, pestisida, nitrat, bahan kimia industri dan bakteri E. Coli.

Analisis mikrobiologis dan pengujian konduktivitas seringkali merupakan komponen inti dari pemantauan air. Analisis mikrobiologis mendeteksi mikroorganisme berbahaya, seperti virus, bakteri dan jamur, di dalam persediaan air. Pengujian konduktivitas mengevaluasi konduktivitas listrik air, yang dapat membantu menentukan apakah ada polutan seperti limbah industri, limbah kotoran, atau limbah pertanian.

Pemantauan tanah membantu mengidentifikasi ancaman terhadap pertumbuhan tanaman, keanekaragaman hayati, pertanian, dan aspek ekosistem lainnya. Para peneliti mengamati dan menganalisis faktor-faktor seperti tekstur tanah, warna, tingkat nutrisi, aktivitas mikroba, dan kesehatan akar untuk memahami kualitas tanah.

Pemantauan erosi melibatkan pelacakan hilangnya tanah karena kekuatan seperti angin atau air. Erosi dapat menghilangkan nutrisi dan bahan organik yang sangat penting untuk pertumbuhan tanaman, sehingga mengganggu ekosistem.

Para peneliti memantau erosi tanah melalui penilaian visual, sampel tanah, pengukuran vegetasi penutup tanah, dan sensor inframerah atau ultrasonik yang dapat mendeteksi perubahan ketinggian dan tingkat kelembaban.

Jumlah garam yang berlebihan dalam air dan tanah dapat menurunkan kesehatan ekosistem, mengurangi hasil panen dan membahayakan kehidupan hewan.

Untuk melacak salinitas air, para peneliti dapat mengambil sampel langsung, menguji konduktivitas listrik, atau mengukur emisi termal, yang dipengaruhi oleh tingkat salinitas. 

Untuk melacak salinitas dalam tanah, para peneliti sering menggunakan alat penginderaan jarak jauh seperti fotografi satelit dan udara untuk mengidentifikasi pola cahaya yang unik yang disebut dengan tanda cahaya spektral. Karena salinitas mengubah cara cahaya dipantulkan dari tanah, maka panjang gelombang cahaya spektral dapat membantu mengukur tingkat salinitas.

Demikian juga, kerak garam dan vegetasi juga dapat membantu menentukan salinitas tanah. Jika garam larut ada di tanah, mereka akan meninggalkan endapan putih atau kerak ketika menguap. Vegetasi yang menunjukkan pertumbuhan yang terhambat, perubahan warna, atau perubahan ukuran atau bentuk daun juga merupakan indikasi salinitas tanah.

Keanekaragaman hayati mengacu pada semua bentuk kehidupan dalam suatu ekosistem, termasuk hewan, tumbuhan, mikroorganisme, dan banyak lagi.

Pemantauan keanekaragaman hayati biasanya melibatkan metode untuk mengamati populasi spesies, termasuk pelacakan migrasi, identifikasi spesies invasif, survei lapangan, pengambilan sampel DNA dan pemantauan akustik, yang mendeteksi spesies berdasarkan suara karakteristik yang mereka buat.

Logam berat seperti timbal, polutan organik seperti pestisida dan bahan radioaktif dapat mengancam kualitas tanah, udara dan air. Pemantauan kontaminasi bergantung pada pengambilan sampel dan pengujian laboratorium untuk mengidentifikasi, melacak, dan mengukur unsur-unsur berbahaya ini.

Spektrometri massa, yang mengukur interaksi antara cahaya dan materi, sering digunakan untuk pemantauan kontaminasi pada tingkat molekuler. Alat ini dapat mendeteksi jejak polutan di tingkat bagian per triliun dari sampel udara, tanah, dan air. 

Proses pemantauan lingkungan biasanya mencakup empat tahap:

• Mendefinisikan tujuan
• Pengumpulan data
• Analisis data
• Pelaporan

Langkah pertama untuk pemantauan lingkungan adalah menentukan tujuan dan ruang lingkup proyek. Definisi ini biasanya mencakup aktivitas yang akan dilakukan, parameter lingkungan yang akan dilacak, dan area geografis yang akan dipantau.

Sebagai contoh, sistem pemantauan lingkungan dapat berfokus pada keberadaan polutan tertentu di udara dan air di sekitar fasilitas manufaktur, dengan tujuan memastikan polutan tidak mencapai tingkat yang berbahaya. 

Selanjutnya, peneliti atau pemangku kepentingan lain yang bertanggung jawab atas pemantauan lingkungan secara sistematis mengumpulkan informasi tentang kondisi lingkungan yang relevan dengan tujuan yang telah ditetapkan. Pemangku kepentingan dapat menggunakan berbagai teknik, mulai dari pengambilan sampel lapangan langsung hingga penginderaan jauh.

Misalnya, untuk mengumpulkan data kualitas udara dari fasilitas manufaktur, organisasi dapat memasang serangkaian sensor di area sekitar untuk menganalisis kualitas udara secara terus-menerus.

Selanjutnya, pemangku kepentingan menganalisis kumpulan data yang mereka kumpulkan untuk mengungkapkan hubungan, pola, dan tren dalam kesehatan ekosistem dan kondisi lingkungan. Berbagai jenis analisis data dan teknik statistik digunakan untuk menarik kesimpulan yang berarti dari temuan.

Sebagai contoh, peneliti dapat menggunakan perangkat lunak statistik untuk membuat grafik tren kualitas udara di area sekitar fasilitas manufaktur. Grafik ini kemudian dapat menunjukkan apakah fasilitas tersebut berdampak negatif pada kualitas udara dari waktu ke waktu.

Tahap akhir pemantauan lingkungan adalah dengan jelas mengkomunikasikan hasilnya kepada audiens target, yang dapat mencakup pembuat kebijakan, eksekutif, peneliti, regulator, atau publik, tergantung pada tujuan program.

Format laporan dapat bervariasi. Sebagai contoh, penilaian dampak lingkungan untuk pabrik yang diusulkan akan menghasilkan laporan yang panjang dan komprehensif untuk para eksekutif dan pihak berwenang. Di sisi lain, laporan keberlanjutan yang menggembar-gemborkan komitmen lingkungan organisasi dapat disebarluaskan melalui webinar, postingan media sosial, atau situs web. .gov. 

Para peneliti semakin banyak menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk meningkatkan kecepatan dan akurasi pemantauan lingkungan.

AI dapat mengotomatiskan tugas-tugas yang memakan waktu seperti manajemen data lingkungan dan kalibrasi instrumen pengumpulan data. Dengan menganalisis kumpulan data besar dari sensor, gambar satelit, dan pengambilan sampel lapangan, alat AI dapat mengidentifikasi pola, mengungkap risiko, dan memperkirakan tren masa depan dalam waktu yang lebih singkat, dan berpotensi memiliki akurasi yang lebih tinggi, daripada analis manusia saja.

Teknologi AI sekarang digunakan di bidang-bidang seperti pemantauan kualitas udara dan air, konservasi satwa liar, deteksi deforestasi, pemantauan perubahan iklim, pengelolaan limbah, pertanian, dan pemantauan laut.

Misalnya, machine learning sekarang digunakan untuk memprediksi tingkat kualitas udara beberapa minggu ke depan dan meramalkan kemungkinan dan tingkat keparahan mekar alga beracun di danau. Model bahasa besar (LLM) juga bekerja membantu peneliti meringkas temuan, menghasilkan laporan, dan mengekstrak insight utama dari sejumlah besar data pemantauan lingkungan.