Menyingkap H2O: Dari Sains hingga Krisis Peradaban

Oleh : Arista Rahardiyanti dan Aisyah Millah Hanifah 

"Pernahkah anda menyadari bahwa setiap detik kehidupan sangat bergantung dan membutuhkan air?" lalu bagaimana jika suatu hari air di bumi menghilang?  Mungkin sebagian dari kita berpikir itu hal yang mustahil. Lagipula, bukankah air dapat kita temukan di sungai, laut, keran, dan saat hujan air akan berlimpah? Namun pernahkah kita menyadari seberapa besar kebutuhan air di bumi ini? Air atau H2O bukan sekadar cairan bening yang mengalir di sungai atau menetes dari kran yang biasa kita gunakan. Air merupakan pondasi kehidupan di bumi. Setiap organisme kehidupan pasti memerlukan air untuk menunjang keberlangsungan hidupnya. Contohnya, tumbuhan memerlukan air untuk melakukan fotosintesis, manusia memerlukan air untuk menjaga suhu tubuh, hewan memerlukan air untuk mencegah dehidrasi. Selain itu, industri, pertanian, dan rumah tangga juga memerlukan air. Semua kegiatan yang dilakukan oleh komponen biotik maupun abiotik di bumi membutuhkan air.

Fakta Ilmiah di Balik Molekul H2O

Secara ilmiah air memiliki sifat kimia unik yang menjadikannya pelarut universal dan medium penting dalam berbagai reaksi biologis. Pelarut universal ini menggunakan air karena sifatnya netral. Secara kimia, air adalah molekul sederhana dengan rumus H2O, terdiri atas dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Ikatan kovalen yang terbentuk menciptakan sudut 104,5, membuat air bersifat polar. Sifat ini menjadikannya pelarut universal yang memungkinkan ion dan senyawa organik larut dengan mudah. Pada beberapa percobaan kimia air dapat meledak jika bercampur dengan logam alkali, serta dapat membentuk cairan non-newtonian saat dicampur dengan tepung tapioka. Cairan Newtonian adalah cairan yang berwujud padat saat diberi gaya dan berwujud cair saat didiamkan atau tidak ada gaya yang bekerja padanya.

Distribusi Air di Bumi

Air yang berada di bumi diperkirakan sebesar 70%. Kurang lebih dua per tiga dari bumi diisi oleh air dan sepertiganya diisi oleh daratan. Sebagian besar air di bumi ini terdapat di lautan dan berupa air asin yang tidak dapat dikonsumsi manusia. Air yang dapat dikonsumsi manusia adalah air tawar atau air murni. Contohnya, adalah air dari sumber mata air yang banyak terdapat di pegunungan, air Sungai, ataupun air ledeng. Konsumsi air bersih merupakan kebutuhan primer bagi seluruh makhluk hidup. Krisis air menjadi masalah global yang mengganggu keberlangsungan ekosistem di bumi. Dampak dari krisis air dapat mengancam kehidupan bumi bahkan peradaban di masa depan.

Beberapa waktu yang lalu, di beberapa tempat mengalami kesulitan air diakibatkan perubahan cuaca yang sebelumnya hujan menjadi kemarau, alih fungsi lahan, serta penggunaan air yang berlebih sehingga di beberapa tempat mengalami kesulitan air bersih. Menurut UNESCO (2023) air bersih yang dapat dikonsumsi oleh manusia hanya sekitar 2,3% dari total air yang ada di bumi. Laporan United Nations World Water Development Report 2023 mencatat bahwa 2 miliar orang di dunia tidak memiliki akses terhadap air minum aman. Sementara itu, 70% air tawar global digunakan untuk pertanian, terutama irigasi. Tekanan terhadap sumber daya air semakin besar karena pertumbuhan populasi dan urbanisasi.

Indonesia pun menghadapi masalah serupa. Kementerian PUPR (2022) melaporkan bahwa sekitar 12% penduduk Indonesia masih kesulitan mengakses air bersih, terutama di Nusa Tenggara Timur dan Papua. Kondisi ini menunjukkan bahwa persoalan air bukan hanya isu global, tetapi juga nasional. Masyarakat di daerah yang kesulitan air ini mengalami dehidrasi dan terpapar berbagai penyakit karena kurangnya air untuk kebutuhan hidup mereka, seperti, mandi, mencuci, bahkan untuk minum sebagai penambah cairan di tubuh mereka.

Di beberapa daerah, karena kurangnya air ini memicu pertumbuhan serangga yang tergolong sebagai hama. Contohnya, ekosistem sawah yang memiliki banyak organisme di dalamnya mengalami kekeringan sehingga manusia harus mengeluarkan biaya ekstra seperti pengairan menggunakan diesel untuk menyuplai kadar air bagi tanaman seperti padi, jagung, ataupun ketan. Namun meskipun sudah menggunakan sistem irigasi buatan menggunakan diesel, cuaca yang terlalu ekstrim ini menghambat pertumbuhan organisme yang bertindak sebagai produsen. Akibatnya, serangga yang hidup di bawah tanah, gorong-gorong, dan di sawah mulai menyebar ke pemukiman penduduk guna mencari air di tempat tinggal penduduk di sekitar daerah tersebut. Memang beberapa serangga seperti wereng, kecoa, dan mimik tidak bisa menyerang manusia dengan senjata biologis mereka seperti lebah, lipan, kaki seribu, kalajengking, dan ulat bulu. Namun, hewan ini menurut peneliti digolongkan ke dalam hewan berbahaya karena dapat menularkan penyakit. Beberapa penyakit yang dapat ditularkan dari serangga pada masalah kekeringan ini antara lain diare, iritasi kulit, bahkan infeksi tubuh jika terkena gigitan oleh serangga yang memiliki senjata untuk melindungi tubuh. Sehingga jika mengalami kondisi kesehatan seperti yang telah disebutkan selama 3 hari sebaiknya segera berkonsultasi ke dokter. Masalah berikutnya seperti yang telah disinggung sebelumnya, daerah yang mengalami kesulitan air bersih cenderung masuk ke dalam kategori daerah dengan garis kemiskinan yang cukup tinggi, sehingga masyarakat yang hidup di daerah tersebut terpaksa hidup seadanya untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan. Beberapa tempat yang kekurangan air bersih juga menyebabkan kasus kematian manusia karena manusia mengalami kekurangan cairan.

Dalam tubuh manusia, air adalah medium bagi reaksi metabolisme. Metabolisme adalah proses biokimia yang terjadi di dalam tubuh manusia untuk mengubah makanan atau minuman menjadi energi. Fungsi air di sini antara lain adalah untuk transport zat, menjaga homeostasis sel, regulasi suhu, dan menjaga sirkulasi darah dalam tubuh. Salah satu contoh metabolisme adalah hidrolisis yang berfungsi untuk menguraikan zat pada tubuh manusia.

C12H22O11 + H2O → 2C6H12O6

Berdasarkan reaksi kimia di atas, artinya sukrosa (C12H22O11) yang termasuk gula dengan bantuan air akan menghasilkan komponen monosakarida yang terdiri dari glukosa dan fruktosa dengan bantuan enzim sukrose. Enzim sukrase adalah enzim yang dihasilkan oleh usus halus pada saat proses pencernaan makanan.

Selain manusia ataupun hewan, tumbuhan juga memerlukan air untuk keperluan fotosintesis. Fotosintesis adalah proses tumbuhan dalam membuat makanan dengan bantuan cahaya matahari. 

6CO2 + 6H2O + cahaya matahari→ C6H12O6 + 6O2

Dalam berfotosintesis tumbuhan mendapatkan gas karbon dioksida (CO2) dari makhluk hidup dan benda tak hidup. Dari makhluk hidup contohnya pada saat kita duduk di bawah pohon dan bernapas maka karbon dioksida yang kita keluarkan akan diserap oleh pohon tersebut. Air juga menjadi bahan baku penting dalam fotosintesis tumbuhan. Air yang diserap oleh tumbuhan melalui akar yang tumbuh di bawah tanah, lalu air tersebut disalurkan melalui pembuluh xylem menuju daun untuk diolah menjadi glukosa dan oksigen. Perlu diketahui bahwa fotosintesis tidak hanya menghasilkan makanan bagi tumbuhan tetapi juga menyediakan oksigen bagi atmosfer bumi. Sehingga pada saat duduk di bawah pohon kita merasa sejuk dan terasa segar karena tumbuhan mengeluarkan hasil fotosintesis berubah oksigen. Namun, pada saat malam disarankan untuk tidak duduk di bawah pohon karena tumbuhan justru mengeluarkan karbon dioksida yang lebih banyak daripada oksigen karena tidak adanya cahaya matahari. Hal ini merupakan cara tumbuhan untuk beradaptasi karena stomata yang digunakan tumbuhan untuk bernapas sebagian besar tertutup agar tumbuhan tidak kehilangan banyak air. 

Kekurangan jumlah oksigen bagi atmosfer bumi ini dapat menyebabkan efek rumah kaca sehingga suhu bumi terasa lebih panas dari keadaan normal. Selain itu, kekurangan air pada tubuh manusia dan hewan juga mengancam nyawa. Jadi dalam perspektif ilmiah, air adalah penggerak roda kehidupan yang menopang semua makhluk di bumi. Oleh karena itu, kita harus menggunakan air dengan bijak agar kehidupan di bumi tetap berjalan baik. 

Referensi: 

Aulia, M. N. A., Istyawan, A., Ramadhan, N. A., Rafsanjani, M. A., Hibatullah, F., & Aziza, N. N. (2025). AKSI JAGA BUMI. Uwais Inspirasi Indonesia.

BAGIAN, V. (2024). PROGRAM WASH (WATER, SANITATION, AND. Cerita tentang Air: Sebuah Aksi Kolektif dari Indonesia, 199.

RIJAL, M., MULYAWATI, N. Y., HIARIEJ, A., & LEASA, M. (2025). AIR, KUALITAS DAN PENGUJIANNYA. Uwais Inspirasi Indonesia.