Policy Brief: Mitigating Nutrient Contamination and Managing Agricultural Waste for Public Health and Environmental Safety

Executive Summary

Rapid agricultural intensification and urbanization have created a silent crisis in groundwater quality, specifically through widespread phosphate and nitrate contamination. In the Surabaya-Lamongan Groundwater Basin (SLGB), phosphate levels now average 0.627 mg/L, significantly exceeding the Ministry of Health’s safe limit of 0.2 mg/L. While residential waste is a primary contributor, agricultural runoff and unsustainable waste management are critical drivers of this degradation, both locally and globally. Immediate policy intervention is required to transition toward sustainable and circular production models (SCPMs) to protect long-term water security and public health.

Key Challenges

Excessive Chemical Input: Modern farming relies heavily on NPK (nitrogen, phosphorus, and potassium) fertilizers and pesticides; when crops do not fully absorb these nutrients, they leach into aquifers or are washed into surface waters.

Widespread Aquifer Contamination: Shallow aquifers (less than 50 meters deep) are the “first recipients” of surface pollutants, making them highly vulnerable to agricultural runoff.

Harmful Residue Management: The common practice of stubble burning (burning crop residues) accounts for significant air pollution, causing respiratory illnesses and creating substantial healthcare costs for rural households, averaging up to USD 13.37 per season for chronic cases.

Global Ecosystem Risks: Agricultural runoff contributes to coastal “dead zones” and eutrophication, where oxygen depletion kills marine life and degrades freshwater resources used for drinking.

Impacts on Public Health and Economy

Health Hazards: High nitrate levels in drinking water are linked to Blue Baby Syndrome in infants and chronic thyroid issues or colon cancer in adults. Air pollution from crop burning causes coughing, eye irritation, and asthma.

Soil Degradation: Excessive runoff leads to permanent soil erosion, forcing farmers to apply even higher loads of chemicals to maintain yields, creating a cycle of exhaustion and pollution.

Financial Burden: Farmers who do not adopt sustainable residue management face higher medication expenses and a loss of working hours due to illness.

Policy Recommendations

Enforce Buffer Zones and Runoff Control: Formulate strategies to establish vegetative or structural buffer zones around shallow groundwater sources to filter contaminants before they reach the aquifer.

Transition to Circular Bioeconomy: Support technologies that convert agricultural waste into secondary raw materials such as bio-based oils, paper, and organic soil amendments, rather than allowing incineration or landfilling.

Implement Precision Agriculture: Encourage the use of GPS and sensor technologies to precisely apply water and fertilizers only when and where plants need them, reducing excess runoff.

Mandatory Groundwater Monitoring: Establish continuous monitoring networks to track trends in shallow well quality and measure the effectiveness of pollution mitigation efforts.

Ban Open-Field Burning: Provide incentives for farmers to use crop residues for livestock feed or bedding instead of stubble burning, and launch large-scale awareness campaigns regarding the health benefits of anti-burning practices.

Arahan Kebijakan: Mitigasi Kontaminasi Nutrien dan Pengelolaan Limbah Pertanian untuk Kesehatan Masyarakat dan Keamanan Lingkungan

Ringkasan Eksekutif

Pertanian dan kota-kota yang berkembang pesat telah menyebabkan masalah besar pada kualitas air tanah. Air tanah kita tercemar oleh fosfat dan nitrat. Di Cekungan Air Tanah Surabaya-Lamongan (SLGB), kadar fosfat rata-rata mencapai 0,627 mg/L. Angka ini jauh melebihi batas aman yang ditetapkan Kementerian Kesehatan yaitu 0,2 mg/L. Limbah rumah tangga memang menjadi penyebab utama. Namun, air limpasan dari lahan pertanian dan cara pengelolaan sampah yang buruk juga sangat memperparah masalah ini. Pemerintah perlu segera bertindak untuk beralih ke cara produksi yang ramah lingkungan dan berkelanjutan agar air kita tetap aman dan masyarakat tetap sehat.

Tantangan Utama

Penggunaan Pupuk dan Pestisida Berlebihan: Pertanian modern menggunakan banyak pupuk NPK (nitrogen, fosfor, dan kalium) serta pestisida. Masalahnya, tanaman tidak bisa menyerap semua pupuk ini. Sisanya meresap ke dalam tanah dan masuk ke air tanah, atau terbawa air hujan ke sungai dan danau.

Air Tanah Dangkal Mudah Tercemar: Air tanah yang dekat dengan permukaan (kurang dari 50 meter kedalamannya) paling mudah tercemar. Air ini menjadi “sasaran pertama” pencemaran dari permukaan tanah, termasuk dari lahan pertanian.

Membakar Sisa Tanaman Berbahaya: Banyak petani membakar jerami dan sisa tanaman di ladang. Hal ini menciptakan asap yang mencemari udara. Asap ini menyebabkan gangguan pernapasan dan penyakit lainnya. Biaya berobat akibat masalah kesehatan ini bisa mencapai USD 13,37 per musim untuk penyakit yang berlanjut.

Merusak Ekosistem Laut dan Sungai: Pupuk yang terbawa air dari lahan pertanian mencemari laut dan sungai. Ini menyebabkan “zona mati” di pesisir—area di mana ikan dan makhluk laut lainnya mati karena kekurangan oksigen. Air tawar yang kita minum juga ikut tercemar.

Dampak terhadap Kesehatan Masyarakat dan Ekonomi

Bahaya Kesehatan: Air minum dengan nitrat tinggi berbahaya bagi kesehatan. Pada bayi, ini bisa menyebabkan Sindrom Bayi Biru. Pada orang dewasa, bisa menyebabkan masalah kelenjar tiroid atau kanker usus besar. Asap dari membakar tanaman juga berbahaya—menyebabkan batuk, mata perih, dan asma.

Kerusakan Tanah: Terlalu banyak air limpasan membuat tanah terkikis dan rusak permanen. Akibatnya, petani terpaksa memakai lebih banyak pupuk kimia agar tanaman tetap tumbuh. Ini menciptakan lingkaran setan: tanah makin rusak, pupuk makin banyak, pencemaran makin parah.

Beban Biaya: Petani yang tidak mengelola sisa tanaman dengan baik harus mengeluarkan lebih banyak uang untuk berobat. Mereka juga kehilangan waktu kerja karena sakit.

Rekomendasi Kebijakan

Buat Area Pelindung di Sekitar Sumber Air: Buat area pelindung berupa tanaman atau struktur khusus di sekitar sumur dangkal. Area ini berfungsi menyaring zat pencemar sebelum masuk ke air tanah.

Ubah Limbah Pertanian Jadi Produk Berguna: Gunakan teknologi untuk mengolah limbah pertanian menjadi barang-barang bermanfaat seperti minyak nabati, kertas, dan pupuk organik. Jangan dibakar atau dibuang begitu saja.

Gunakan Teknologi Pertanian Modern: Manfaatkan alat GPS dan sensor pintar untuk memberi air dan pupuk pada tanaman secara tepat—hanya saat dibutuhkan dan di tempat yang tepat. Cara ini mengurangi pemborosan dan pencemaran.

Pantau Kualitas Air Tanah Secara Rutin: Buat sistem pemantauan yang terus-menerus mengecek kualitas air sumur dangkal. Ini untuk mengetahui apakah upaya mengurangi pencemaran berhasil atau tidak.

Larangan Membakar Sisa Tanaman di Ladang: Berikan bantuan atau hadiah kepada petani yang menggunakan sisa tanaman sebagai pakan hewan atau alas kandang daripada membakarnya. Lakukan juga kampanye besar-besaran agar petani tahu manfaat kesehatan dari tidak membakar sisa tanaman.

Sumber:

Arif Gunawan, 2026, KAJIAN GEOLOGI DAN HIDROGEOLOGI TERHADAP KONTAMINASI FOSFAT DI CEKUNGAN AIR TANAH SURABAYA-LAMONGAN DISERTASI PENELITIAN DOKTOR, Disertasi Prodi S3 Teknik Geologi ITB.

Arif Gunawan, Dasapta Erwin Irawan, Achmad Darul, and Rusmawan Suwarman, 2025, Spatial Variability of Phosphate Groundwater Based on Land Use – Land Cover and Groundwater Quality on Increasing Rural to Urban Areas, Environmental Monitoring and Assessment, https://doi.org/10.1007/s10661-025-14879-6.