PARAMETER KIMIA KUALITAS AIR
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Laatar Belakang
Kualitas air
adalah istilah yang menggambarkan kesesuaian atau kecocokan air untuk penggunaan
tertentu, misalnya : air minum, perikanan, pengairan/irigasi, industri,
rekreasi dan sebagainya. Peduli kualitas air adalah mengetahui kondisi air
untuk menjamin keamanan dan kelestarian dalam penggunaannya. Kualitas air dapat
diketahui dengan melakukan pengujian tertentu terhadap air tersebut. Pengujian
yang biasa dilakukan adalah uji kimia, fisika, biologi, atau uji kenampakan
(bau dan warna) (ICRF, 2010)
Lima syarat utama kualitas air bagi
kehidupan ikan adalah (O-fish, 2009) :
- Rendah kadar amonia dan nitrit
- Bersih secara kimiawi
- Memiliki pH, kesadahan, dan temperatur yang sesuai
- Rendah kadar cemaran organik, dan
- Stabil
Air sangat mudah terpengaruh oleh berbagai
faktor baik secara internal maupun eksternal. Secara internal, di antaranya
adalah wadah air itu sendiri (jenis wadah/tanah, tekstur tanah, kandungan bahan
organik, konstruksi, bentuk dan ukuran kolam), kondisinya, organisme yang
tersedia ada dan yang ditanam serta vegetasi di sekitarnya. Sedangkan secara
eksternal, lingkungannya seperti sumber air (tawar, payau, asin), cuaca/musim
dan cara/sistem pengelolaannya seperti monokultur, polikultur, mixed farming,
tradisional, ektensif dan intensif.
Pengukuran kualitas air dapat
dilakukan dengan dua cara yaitu, yang pertamana adalah pengukuran kualitas air dengan parameter fisika dan
kimia, sedangkan yang kedua adalah pengukuran dengan menggunakan parameter
biologi. (Sihotang, 2006)
Kriteria penentuan kualitas air terus mengalami
perkembangan. Sebelum abad ke 20, penentuan kriteria kualitas air hanya
berdasarkan pada hasil analisis fisika-kimia air. Pada awal abad ke 20 para
ahli mulai melakukan penelitian dan studi tentang biota perairan, baik mengenai
individu maupun struktur komunitas (Basmi, 2000). Pengukuran secara kualitatif
maupun kuantitatif atas biota yang menghuni suatu perairan dapat menjelaskan
kondisi kualitas air perairan tersebut. Hal ini dikarenakan faktor fisika-kimia
air berpengaruh langsung terhadap kehidupan biota yang ada di dalamnya.
Salah satu jenis biota yang sering digunakan
untuk keperluan analisis kualitas air adalah plankton, yang terdiri dari dua
kelompok, yaitu fitoplankton dan zooplankton. Fitoplankton merupakan microalgae yang
hidup bebas di kolom air (free living algae) dan berfungsi sebagai
sumber oksigen terlarut, pakan alami, serta shading. Fitoplankton
merupakan produsen primer di perairan karena kemampuannya melakukan proses
fotosintesis yang menghasilkan bahan organik dan oksigen (Ghosal at al.,
2000). Pemanfaatan plankton sebagai indikator kualitas air telah mengalami
perkembangan yang pesat, baik dari metode pengambilan sampling maupun analisis
data. Karena hidup di kolom air, plankton hanya dapat menggambarkan kondisi
kualitas air di zona tersebut yang merupakan habitat ikan pada umumnya.
Novotny dan
Olem, 1994 (dalam Effendi, 2003) menyatakan bahwa sebagian besar biota akuatik
sensitive terhadap perubahan pH dan menyukai nilai pH sekitar 7-8,5. Nilai pH
sangat mempengruhi proses biokimia perairan, misalnya proses nitrifikasi akan
berahir jika pH rendah. Sedangkan menurut Haslam, 1995 (dalam Effendi, 2003)
menambahkan bahwa pada pH ˂4, sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak
dapat mentoleir terhadap pH rendah.
Kelarutan oksigen dalam air
tergantung dai suhu air. Kelarutan oksigen dalam air akan berkurang dari 14,74
mg/L pada suhu 0° C menjadi 7,03mg/L pada suhu 35ͦC. Dengan kenaikan suhu air
terjadi pula penurunan kelarutan oksigen yang disertai dengan naiknya kecepatan
pernafasan organisme perairan, sehingga sering menyebabkan terjadinya kenaikan
kebutuhan oksigen yang disertai dengan turunnya kelarutan gas-gas lain didalam
air.
Peningkatan suhu sebesar 1ͦ C
meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10. Dekomposisi bahan organik dan
oksidasi bahan organik dapat mengurangi kadaroksigen terlarut hingga mencapai
no. (Brown dalam Effendi, 2003).
Kasry (1995) mengemukakan bahwa
tingginya tingkat CO2 bebas dalam air dihasilkan dari proses perombakan
bahan organik dan mikroba. Kadar karbondioksida bebas yang dikehendaki tidak
lebih dari 12 mg/L dan kandungan terendah adalah 2 mg/L. Kandungan CO2 bebas
diperairan tidak lebih dari 25mg/L dengan catatan kadar O2 terlarut cukup
tinggi.
Suhu tinggi tidak selalu berakibat
mematikan tetapi dapt menyebabkan gangguan status kesehatan untuk jangka
panjang. Pada suhu rendah, akibat yang ditimbulkan antara lain ikan menjadi
lebih rentan terhadap infeksi. Pada dasarnya, suhu rendah memungkinkan air
mengandung O2 lebih tinggi, tetapi suhu rendah menyebabkan stres pernafasan
pada ikan berupa penurunan laju pernafasan dan denyut jantung sehingga dapat
berlanjut dengan pingsannya ika-ikan akibat kurangnya O2. (Irianto,
2005)
Sumber utama oksigen terlarut dalam
air adalah penyerapan oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air
dengan udara, dan dari proses fotosintesis. Selanjutnya alir kehilangan oksigen
melalui pelepasan dari permukaan air ke atmosfer dan melalui kegiatan respirasi
dari organisme. (Barus, 2003)
Sumber karbon utama dibumi adalah
atmosfer dan perairan terutama laut. Laut mengandung CO2 lima puluh kali banyak
dari karbon di atmosfer. Perpindahan karbon dari atmosfer ke laut terjadi
melaui proses difusi. (Effendi, 2003).
1.2.Rumusan Masalah
Menjelaskan
pengaruh parameter kimia kualitas air terhadap proses budidaya perikanan serta menjelsakan bagaimana prosedur kerja dari masing-masing parameter
kimia tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
PEMBAHASAN
Kualitas air
yaitu sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat energi atau komponen lain di
dalam air. Kualitas air dinyatakan dengan beberapa parameter yaitu fisika
(suhu, kekruhan, padatan suspensi dan sebagainya), parameter kimia (pH, oksigen
terlarut, BOD, dan sebagainya), dan parameter biologi (keberadaan plankton,
bakteri, dan sebagainya) (Effendi, 2003)
Manajemen kualitas air mempunyai peran yang
sangat penting pada keberhasilan budidaya perikanan. Ikan merupakan salah satu biota
perairan yang sangat peka terhadap perubahan kualitas lingkungan perairan
(Asmawi, 1984). Air,
sebagai media hidup ikan, berpengaruh langsung terhadap kesehatan dan
pertumbuhannya. Kualitas air menentukan keberadaan berbagai jenis organisme
yang ada dalam ekosistem tambak, baik terhadap kultivan yang dibudidayakan
maupun biota lainnya sebagai penyusun ekosistem tambak tersebut. Kualitas air
yang jauh dari nilai optimal dapat menyebabkan kegagalan budidaya, sebaliknya
kualitas air yang optimal dapat mendukung pertumbuhan dan kelulushidupan ikan.
2.1.
Parameter kimia yang digunakan untuk kepentingan budidaya
Air yang digunakan untuk budidaya udang atau
organisme perairan yang lain mempunyai komposisi dan sifat-sifat kimia yang
berbeda dan tidak konstan. Komposisi dan sifat-sifat kimia air ini dapat
diketahui melalui analisis kimia air. Dengan demikian apabila ada parameter
kimia yang keluar dari batas yang telah ditentukan dapat segera
dikendalikan. Parameter-parameter kimia yang digunakan untuk menganalisis air
bagi kepentingan budidaya antara lain :
1.
SALINITAS
Salinitas dapat didefinisikan sebagai total
konsentrasi ion-ion terlarut dalam air. Dalam budidaya perairan, salinitas
dinyatakan dalam permil (°/oo) atau ppt (part perthousand) atau
gram/liter. Tujuh ion utama yaitu : sodium, potasium, kalium, magnesium,
klorida, sulfat dan bikarbonat mempunyai kontribusi besar terhadap besarnya
salinitas, sedangkan yang lain dianggap kecil (Boyd, 1990).
Sedangkan menurut Davis et al. (2004),
ion calsium (Ca), potasium (K), dan magnesium (Mg) merupakan ion yang paling
penting dalam menopang tingkat kelulushidupan udang. Salinitas suatu perairan
dapat ditentukan dengan menghitung jumlah kadar klor yang ada dalam suatu
sampel (klorinitas). Sebagian besar petambak membudidayakan udang dalam air
payau (15-30 ppt). Meskipun demikian, udang laut mampu hidup pada salinitas
dibawah 2 ppt dan di atas 40 ppt.
2.
pH
pH merupakan suatu ukuran
keasaman dan kadar alkali dari sebuah contoh cairan. Kadar pH dinilai dengan
ukuran antara 0-14. Sebagian besar persdiaan air memiliki pH antara 7-8,2.
Namun beberapa air memiliki pH dibawah 6,5 atau diatas 9,5.(Iclean, 2007). pH merupakan variabel kualitas air yang dinamis dan berfluktuasi
sepanjang hari. Pada perairan umum yang tidak dipengaruhi aktivitas biologis
yang tinggi, nilai pH jarang mencapai diatas 8,5, tetapi pada tambak ikan atau
udang, pH air dapat mencapai 9 atau lebih (Boyd, 2002). Ketika fotosintesis terjadi pada siang hari,
CO2 banyak terpakai dalam proses tersebut. Turunnya konsentrasi CO2 akan
menurunkan konsentrasi H+ sehingga menaikkan pH air. Sebaliknya pada malam hari
semua organisme melakukan respirasi yang menghasilkan CO2 sehingga pH menjadi
turun. Fluktuasi pH yang tinggi dapat terjadi jika densitas plankton tinggi.
Tambak dengan total alkalinitas yang tinggi mempunyai fluktuasi pH yang lebih
rendah dibandingkan dengan tambak yang beralkalinitas rendah. Hal ini
disebabkan kemampuan total alkalinitas sebagai buffer atau penyangga (Boyd,
2002).
Perubahan pH berkaitan dengan kandungan
oksigen dan CO2 dalam air. Pada siang hari jika O2 naik
akibat fotosintesisa fitiplankton, maka pH juga naik. Kestabilan pH perlu
dipertahankan karena pH dapat mempengaruhi pertumbuhan organisme air.
(Subarijanti, 2005).
pH juga mempunyai peranan
penting baik dalam kehidupan organisme air maupun dalam pengaturan ketersediaan
unsur hara dalam perairan itu sendiri (tabel 1). pH (power hydrogen)
merupakan ukuran aktifitas ion hydrogen dan didefenisikan sebagai minus
(negatif) logaritma konsentrasi ion H. pH yang terlalu rendah ataupun yang
terlalu tinggi dapat mematikan ikan. pH yang ideal dalam budidaya perikanan
adalah 6,5-9. Oleh karena itu pada tambak yang sumber air tawarnya dari sungai
yang ber pH rendah perlu dicampur dengan perbandingan yang cepat dengan air
laut yang biasanya ber pH lebih tinggi, sehingga pH campurannya sesuai dengan
yang diinginkan. Untuk memudahkan
perhitungannya dapat digunakan rumus berikut:
V1 . C1 + V2 . C2
C campuran =
pH = - log C
V1 + V2
Dimana : C campuran =
konsentrasi H+ campuran
V1/V2
= volume air tawar/air laut
Tabel 1. Hubunga pH terhadap beberapa parameter kualitas air.
|
No.
|
pH
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
|
1
|
Ikan
|
Mati
|
Lambat
Tumbuh
|
Ideal untuk Budidaya
|
Ikan mati
|
||||||||||
|
2
|
Alkalinitas
|
Asam kuat Fe, Al, SO42-
|
H2CO3, H2CO3- , CO2
bebas
|
H2CO3- dan CO32-
|
CO32- + OH-
|
||||||||||
|
3
|
Ortofosfat
|
H3PO4 & H2PO4-
|
H2PO4- & HPO42-
|
HPO42- & PO43-
|
|||||||||||
|
4
|
%H2S
|
100
|
99
|
90
|
50
|
9
|
1
|
0 pada suhu 28oC
|
|||||||
|
5
|
%NH3
|
0
|
0.7
|
6.5
|
41.2
|
87.5
|
95
|
100 pada suhu 28oC
|
|||||||
|
6
|
Chlorin
|
Cl2
|
OCl
|
||||||||||||
|
HOCl
|
|||||||||||||||
|
pH
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
|
Umumnya pH air kolam rendah pada pagi hari (CO2 tinggi) dan
meningkat pada sore hari. Lebih-lebih lagi bila alkalinitasnya rendah (daya
penyangga kurang)
3.
ALKALINITAS
Alkalinitas merupakan kapasitas air untuk
menetralkan tambahan asam tanpa menurunkan pH larutan. Alkalinitas merupakan
buffer terhadap pengaruh pengasaman. Dalam budidaya perairan, alkalinitas
dinyatakan dalam mg/l CaCO3. Penyusun utama alkalinitas adalah anion bikarbonat
(HC03 -), karbonat (CO3 2- ), hidroksida (OH-) dan juga ion-ion yang jumlahnya
kecil seperti borat (BO3 -), fosfat (P04 3-), silikat (SiO4 4-) dan sebagainya
(boyd, 1990).
Alkalinitas secara umum menunjukkan konsentrasi
basa atau bahan yang mampu menetralisir kemasamaan dalam air. Secara khusus,
alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas
pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap tertentu ion karbonat dan
hidroksida dalam air.
Alam diberkahi dengan mekanisme pertahanan
sedemikian rupa sehingga dapat bertahan terhadap berbagai perubahan, begitu
juga dengan pH air. Mekanisme pertahanan pH terhadap berbagai perubahan dikenal
dengan istilah kapasitas pem-buffer-an pH. Pertahanan pH air terhadap
perubahan dilakukan melalui alkalinitas dengan proses sebagai berikut:
CO2 + H2O <==> H2CO3
<==> H+ + HCO3- <==> CO32-
+ 2H+
CO3 (karbonat) dalam mekanisme di
atas melambangkan alkalinitas air, sedangkan H(+) merupakan sumber
kemasaman. Reaksi tersebut merupakan reaksi bolak-balik, artinya reaksi
bisa berjalan ke arah kanan (menghasilkan H+) atau ke arah
kiri (menghasilkan CO2). Oleh karena itu, apabila seseorang
mencoba menurunkan pH dengan memberikan "asam-asaman" artinya
menambahkan H+ saja maka (seperti ditunjukan mekanisme di
atas). H+ tersebut akan segera diikat oleh CO3 dan
reaksi bergerak ke kiri menghasilkan CO2, (CO2 ini
akhirnya bisa lolos ke udara). Pada saat asam baru ditambahkan, pH akan
terukur rendah, tapi setelah beberapa waktu kemudian, ketika reaksi mulai
bergerak ke kiri, pH akan kembali bergerak ke angka semula. Itulah hukum alam, dan karena itu pulalah kita masih bisa menemukan ikan di
alam sampai saat sekarang.
Dengan demikian penurunan pH tidak akan efektif
kalau hanya dilakukan dengan penambahan asam saja. Untuk itu, cobalah
pula usahakan untuk menurunkan alkalinitasnya. Kalaupun dipaksakan
hanya dengan penambahan asam maka jumlahnya harus diberikan dalam jumlah
lebih banyak yaitu untuk mengatasi alkalinitasnya terlebih dahulu, seperti
ditunjukkan pada reaksi diatas.
pH merupakan suatu ekpresi dari konsentrasi ion hidrogen (H+) di
dalam air. Besarannya dinyatakan dalam minus logaritma dari konsentrasi
ion H. Sebagai contoh, kalau ada pernyataan pH 6, itu artinya konsentrasi H
dalam air tersebut adalah 0.000001 bagian dari total larutan. Karena untuk
menuliskan 0.000001 (bayangkan kalau pH 14) terlalu panjang maka orang
melogaritmakan angka tersebut sehingga manjadi -6. Tetapi karena ada
tanda - (negatif) di belakang angka tersebut, yang dinilai kurang praktis, maka
orang mengalikannya lagi dengan tanda - (minus) sehingga diperoleh angka positif
6. Oleh karena itu, pH diartikan sebagai "-" (minus) logaritma dari
konsenstrasi ion H".
pH = - log (H+)
Selisih satu satuan angka pH itu menunjukkan
perbedaan kosentrasinya adalah 10 kali lipat. Dengan demikian, apabila
selisih angkanya 2 maka perbedaan konsentrasinya adalah 10 x 10 = 100 kali
lipat. Sebagai contoh pH 5 menunjukkan konsentrasi ion H sebanyak 0,00001
atau 1/100000 (seper seratus ribu) sedangkan pH 6 = 0,000001 atau 1/1000000
(seper sejuta). Jika ingin menurunkan pH dari 6 ke 5 berarti kepekatan iob H+
harus ditingkatkan menjadi 10 kali lipat. Seandainya dimisalkan pH itu
gula maka untuk menurunkan pH dari 6 menjadi pH 5, berarti larutan tersebut
harus dibuat 10 kali lebih manis dari pada sebelumnya.
Tidak semua mahluk hidup dapat bertahan hidup
terhadap perubahan nilai pH, untuk itu alam telah menyediakan mekanisma yang
unik agar perubahan tidak terjadi atau terjadi secara perlahan. Sistem
pertahanan seperti ini yang sering disebut dengan kapasitas pem-buffer-an.
pH sangat penting sebagai parameter kualitas air
karena pH dapat mengontrol bentuk dan laju kecepatan reaksi berbagai bahan
kimia di dalam air. Beraneka jenis organisme perairan seperti ikan dan
mahluk-mahluk akuatik lainnya dapat hidup pada selang pH tertentu. Mengetahui
nilai pH suatu perairan sangat penting apakah air tersebut sesuai atau tidak
untuk menunjang kehidupan organisme akuatik tersebut.
Nilai pH kurang dari 7 menunjukkan lingkungan yang
masam sedangkan nilai diatas 7 menunjukkan lingkungan yang basa (alkalin). Sedangkan
nilai pH = 7 disebut sebagai
netral. Fluktuasi pH suatu perairan sangat ditentukan oleh alkalinitas perairan
tersebut. Apabila alkalinitasnya tinggi maka air tersebut akan mudah mengembalikan
pH-nya ke nilai semula, dari setiap "gangguan" terhadap pengubahan
pH. Dengan demikian kunci dari penurunan pH terletak pada penanganan
alkalinitas dan tingkat kesadahan air. Apabila hal ini telah dikuasai
maka penurunan pH akan lebih mudah dilakukan.
Seperti disebutkan sebelumnya, pengananan atau
pengubahan nilai pH akan lebih efektif apabila alkalinitas ditanganai terlebih
dahulu. Berikut adalah beberapa cara pangananan pH, yang kalau diperhatikan
lebih jauh, cenderung mengarah pada penanganan kesadahan atau
alkalinitas.
Untuk menurunkan pH, pertama kali harus dilakukan
pengukuran KH. Apabila nilai KH terlalu tinggi (12 atau lebih) maka KH
tersebut perlu diturunkan terlebih dahulu, yang biasanya secara otomatis akan
diikuti oleh menurunnya nilai pH. Apabila nilia pH terlalu tinggi (lebih dari
8) sedangkan KH tergolong bagus (6 -
12) maka hal ini merupakan petunjuk terjadinya proses keseimbangan yang buruk.
Penurunan pH dapat dilakukan dengan melalukan air melewati gambut (peat),
biasanya menggunakan peat moss (gambut yang berasal dari moss)
atau dapat juga dilakukan dengan mengganti sebagaian air dengan air yang
berkesadahan rendah, air hujan atau air yang direbus, air bebas ion, atau air
suling (air destilasi). Selain itu, juga dapat dilakukan dengan menambahkan bogwood
kedalam akuairum. Bogwood adalah semacam kayu yang dapat memliki
kemampuan menjerap kesadahan atau sama fungsinya seperti daun
ketapang, kayu pohon asam dan sejenisnya.
Sedangkan untuk meningkatkan pH dapat dilakukan
dengan memberikan aerasi yang intensif, melewatkan air melalui pecahan koral,
pecahan kulit kerang atau potongan batu kapur. Atau dengan
menambahkan dekorasi berbahan dasar kapur seperti tufa atau pasir koral atau
dengan melakukan penggantian air.
Peranan penting alkalinitas dalam tambak udang
antara lain menekan fluktuasi pH pagi dan siang dan penentu kesuburan alami
perairan. Tambak dengan alkalinitas tinggi akan mengalami fluktuasi pH harian
yang lebih rendah jika dibandingkan dengan tambak dengan nilai alkalinitas
rendah (Boyd, 2002). Menurut Davis et al. (2004), penambahan
kapur dapat meningkatkan nilai alkalinitas terutama tambak dengan nilai total
alkalinitas dibawah 75 ppm.
4.
KARBON
DIOKSIDA (CO2)
Karbon dioksida dalam air pada umumnya merupakan
hasil respirasi dari organisme fauna (ikan, zooplankton dan sebagainya) serta
flora pada malam hari (phytoplankton dan tumbuhan air lainnya). Kadar CO2
lebih tinggi dari 10 ppm diketahui menunjukkan bersifat racun bagi ikan,
beberapa bukti menunjukkan bahwa karbon dioksida berfungsi sebagai anestesi
bagi ikan. Kadar karbon dioksida yang tinggi, juga menunjukkan lingkungan
air yang bersifat asam walaupun karbon dioksida juga diperlukan untuk proses
pem-buffer-an .
Apabila pH dalam suatu perairan atau wadah dapat
dikendalikan, terutama oleh sistem pem-buffer-an karbonat, maka hubungan pH, KH
dan CO2 terlarut menunjukkan hubungan yang tetap. Dengan demikian, salah satu dari parameter tersebut dapat diatur
dengan mengatur parameter yang lain. Sebagai contoh nilai pH dapat diatur
dengan mangatur KH atau kadar CO2. Suatu sistem CO2
injektor misalnya, dapat digunakan untuk mengatur pH dengan cara mengatur
injeksi CO2 sedemikian rupa apabila nilai pH nya mencapai nilai
tertentu. Dalam hal ini KH dibuat tetap. CO2 digunakan
oleh tanaman atau terdifusi ke atmosfer, akibatnya pH naik. Dengan sistem
otomatis seperti disebutkan sebelumnya maka sistem injeksi CO2 akan
berjalan sedemikian rupa di sekitar nilai pH tertentu, untuk menjaga kadar CO2
yang memadai. Secara umum dapat dikatakan bahwa CO2 terlarut
dalam air dengan kepadatan sedang akan berada pada selang 1-3 ppm. Untuk
akuarium tanaman pH = 6,9, KH = 4 dan CO2 = 15 ppm merupakan nilai
yang ideal.
Secara ringkas alkalinitas juga merupakan
kumpulan anion di dalam air yang menggambarkan kapasitas air sebagai buffer.
Satuan alkalinitas dalam mg/l yang dinyatakan ekivalen dengan CaCO3.
Semakin sadah air maka akan semakin baik kolam/tambak tersebut untuk
pemeliharaan ikan. Nilai kesadahan optimal untuk udang 120 mg/L. Peningkatan kandungan CO2 di dalam air kolam/tambak dapat
menyebabkan kematian ikan karena CO2 yang tinggi adalah racun bagi
ikan.
Sedangkan peningkatan kandungan CO2
bebas dalam air kolam/tambak budidaya perikanan akan dapat menurunkan nilai pH
air. Artinya semakin tinggi CO2 maka akan semakin tinggi keasamannya
dan pH semakin rendah menyebabkan alkalinitasnya semakin rendah. Jadi CO2
sangat erat kaitannya dengan pH maupun alkalinitas air.
5.
KESADAHAN (HARDNESS)
Kesadahan air merupakan kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki
kadar mineral yang tinggi, sedangkan air
lunak merupakan air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium
dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun
garam-garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air dengan sabun. Dalam air
lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak, sedangkan pada air sadah, sabun tidak menghasilkan busa atau
menghasilkan sedikit busa. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari
CaCO3.
Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum,
namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral yang menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah juga dapat
menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, dan air sadah yang bercampur
sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah
kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia,
ataupun dengan menggunakan resin penukar ion.
Kesadahan sangat penting artinya bagi para akuaris
karena kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan
bagi ikan. Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama.
Dengan kata lain, setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada
selang tertentu untuk hidupnya. Di samping itu, kesadahan juga merupakan
petunjuk yang penting dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai
pH.
Secara lebih rinci kesadahan dibagi dalam dua tipe, yaitu: (1) kesadahan
umum ("general hardness" atau GH) dan (2) kesadahan karbonat
("carbonate hardness" atau KH). Disamping dua tipe kesadahan tersebut,
dikenal pula tipe kesadahan yang lain yaitu yang disebut sebagai
kesadahan total atau total hardness. Kesadahan total merupakan penjumlahan
dari GH dan KH. Penggunaan paramater kesadahan total sering sekali
membingungkan, oleh karena itu, sebaiknya penggunaan parameter ini
dihindarkan.
Kesadahan umum atau "General Hardness"
(GH) merupakan ukuran yang menunjukkan jumlah ion kalsium (Ca2+) dan
ion magnesium (Mg2+) dalam air. Ion-ion lain sebenarnya ikut pula
mempengaruhi nilai GH, akan tetapi pengaruhnya diketahui sangat kecil dan
relatif sulit diukur sehingga diabaikan. GH pada umumnya dinyatakan dalam
satuan ppm kalsium karbonat (CaCO3), tingkat kekerasan (dH), atau
dengan menggunakan konsentrasi molar CaCO3. Satu satuan kesadahan
Jerman atau dH sama dengan 10 mg CaO (kalsium oksida) per liter air. Di
Amerika, kesadahan pada umumnya menggunakan satuan ppm CaCO3, dengan
demikian satu satuan Jerman (dH) dapat diekspresikan sebagai 17,8 ppm CaCO3.
Sedangkan satuan konsentrasi molar dari 1 mili ekuivalen = 2,8 dH =
50 ppm. Perlu diperhatikan bahwa kebanyakan teskit pengukur kesadahan
menggunakan satuan CaCO3. Untuk lebih jelasnya bacalah
petunjuk pembacaan pada teskit yang anda miliki untuk mengetahui dengan pasti
satuan pengukuran yang digunakan, untuk menghindari terjadinya kesalahan
pembacaan. Berikut ini kriteria selang kesadahan yang umum dipakai :
Tabel 2. kriteria selang kesadahan
|
Kriteria kesadahan
|
:
|
Kekerasan
(dH)
|
:
|
Kesadahan
(ppm)
|
|
Sangat rendah (sangat lunak)
|
:
|
0 - 4
|
:
|
0 - 70
|
|
Rendah (lunak)
|
:
|
4 - 8
|
:
|
70 - 140
|
|
Sedang
|
:
|
8 - 12
|
:
|
140 - 210
|
|
Agak tinggi (agak keras)
|
:
|
12 - 18
|
:
|
210 - 320
|
|
Tinggi (keras)
|
:
|
18 - 30
|
:
|
320 - 530
|
Dalam kaitannya dengan proses biologi, GH lebih
penting peranananya dibandingkan dengan KH ataupun kesadahan total.
Apabila ikan atau tanaman dikatakan memerlukan air dengan kesadahan tinggi
(keras) atau rendah (lunak), hal ini pada dasarnya mengacu kepada
GH. Ketidaksesuaian GH akan mempengaruhi transfer hara/gizi dan hasil
sekresi melalui membran dan dapat mempengaruhi kesuburan, fungsi organ
dalam (seperti ginjal), dan pertumbuhan. Setiap jenis ikan
memerlukan kisaran kesadahan (GH) tertentu untuk hidupnya.
Pada umumnya, hampir semua jenis ikan dan tanaman dapat beradaptasi dengan
kondisi GH lokal. Meskipun demikian, tidak demikian halnya dengan proses
pemijahan. Pemijahan bisa gagal apabila dilakukan pada nilai GH yang
tidak tepat.
Apabila nilai GH terlalu rendah bagi suatu jenis
ikan, ia dapat dinaikan dengan menambahkan kalsium sulfat, magnesium sulfat,
atau kalsium karbonat. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa penambahan
garam-garam tersebut membawa dampak lain yang perlu medapat perhatian.
Pemberaian garam sulfat akan memberikan tambahan sulfat kedalam air, sehingga
perlu dilakukan dengan hati-hati. Sedangkan penambahan garam karbonat
akan menyumbangkan ion karbonat kedalam air sehingga akan menaikkan KH.
Untuk mendapat kondisi yang diinginkan perlu dilakukan manipulasi dengan
kombinasi pemberian yang sesuai. Penurunan nilai GH dapat dilakukan dengan
perlakuan-perlakuan yang mampu menghilangkan kadar kalsium (Ca) dan magnesium
(Mg) dari dalam air.
Kesadahan karbonat atau KH merupakan besaran yang menunjukkan kandungan ion
bikarbonat (HCO3-) dan karbonat (CO32-)
di dalam air. Dalam air tawar, pada kisaran pH netral, ion bikarbonat lebih
dominan, sedangkan pada air laut, ion
karbonat lebih berperan. KH sering disebut sebagai alkalinitas yaitu suatu
ekspresi dari kemampuan air untuk mengikat kemasaman (ion-ion yang mampu
mengikat H+). Oleh karena itu, dalam sistem air tawar, istilah
kesadahan karbonat, pengikat kemasaman, kapasitas pem-bufferan asam, dan
alkalinitas sering digunakan untuk menunjukkan hal yang sama. Dalam
hubungannya dengan kemampuan air mengikat kemasaman, KH berperan sebagai agen
pem-buffer-an yang berfungsi untuk menjaga kestabilan pH. KH pada
umumnya sering dinyatakan sebagai derajat kekerasan dan diekspresikan dalam
CaCO3 seperti halnya GH.
Kesadahan karbonat dapat diturunkan dengan
merebus air yang bersangkutan, atau dengan melalukan air melewati gambut.
Perlakuan perebusan air tentu saja tidak praktis, kecuali untuk wadah air
ukuran kecil. Untuk menaikkan kesadahan karbonat dapat dilakukan dengan
menambahkan natrium bikarbonat (soda kue), atau kalsium karbonat. Penambahan kalsium karbonat akan menaikan sekaligus baik KH maupun GH
dengan proporsi yang sama.
Pemberian soda kue (NaHCO3) sebanyak
satu sendok teh (sekitar 6 gram) pada air sebanyak 50 liter akan meningkatkan
KH sebanyak 4 satuan tanpa disertai dengan kenaikan nilai GH. Sedangkan
pemberian satu sendok teh kalsium karbonat (CaCO3) (sekitar 4 gram)
pada air sebanyak 50 liter akan menyebabkan kenaikan KH dan GH secara
bersama-sama, masing-masing sebanyak 4 satuan. Berpatokan pada hal ini, maka
pemberian secara kombinasi antara soda kue dan kalsium karbonat akan dapat
menghasilkan nilai KH dan GH yang diinginkan.
Mengingat pengukuran bahan kimia dalam jumlah
sedikit relatif sulit dilakukan, khususnya di rumah, maka sebaiknya
gunakanlah test kit untuk memastikan nilai KH dan GH yang telah
dicapai. Pembuferan karbonat diketahui efektif pada rasio 1:100
sampai 100:1. Hal ini akan memberikan pH efektif pada selang 4,37 sampai
dengan 8,37. Selang angka ini secara kebetulan merupakan selang pH bagi
hampir semua mahluk hidup akuatik. Apabila ion bikarbonat
ditambahkan, rasio basa terhadap asam akan meningkat, akibatnya pH pun
meningkat. Laju peningkatan pH ini akan ditentukan oleh nilai pH awal.
Sebagai contoh, kebutuhan jumlah ion karbonat yang perlu ditambahkan
untuk meningkatkan satu satuan pH akan jauh lebih banyak apabila pH awalnya
adalah 6,3, dibandingkan apabila hal yang sama dilakukan pada pH 7,5.
Kanaikan pH yang terjadi pada saat KH
ditambahkan akan diimbangi oleh kadar CO2 terlarut dalam air. CO2
di dalam air akan membentuk sejumlah kecil asam karbonat dan bikarbonat yang
selanjutkan akan cenderung menurunkan pH. Mekanisme ini setidaknya dapat
memberikan gambaran cara mengatur dan menyiasati pH dalam air agar dapat
memenuhi kriteria yang diinginkan.
Apabila air anda terlalu keras untuk ikan atau
tanaman, air tersebut dapat dilunakan. Banyak cara yang dapat dilakukan
untuk menurunkan kesadahan. Yang paling baik adalah dengan menggunakan reverse
osmosis (RO) atau deioniser (DI). Celakanya metode ini termasuk
dalam metode yang mahal. Hasil reverse osmosis memiliki kesadahan =
0, oleh karena itu air ini perlu dicampur dengan air keran sedemikian rupa
sehingga mencapai nilai kesadahan yang diperlukan.
Resin pelunak air komersial dapat digunakan
dalam skala kecil, meskipun demikian tidak efektif digunakan untuk skala
besar. Produk-produk komersial pengolah air untuk keperluan rumah
tangga pada umumnya tidak cocok digunakan, karena mereka sering
menggunakan prinsip pertukaran kation dalam prosesnya. Dalam prosoes ini
natrium (Na) pada umumnya digunakan sebagai ion penukar, sehingga pada akhirnya
natrium akan berakumulasi pada hasil air hasil olahan. Kelebihan natrium (Na)
dalam air akuarium merupakan hal yang tidak dikehendaki.
Pengenceran dengan menggunakan air destilasi
dapat juga dilakukan untuk menurunkan kesadahan. Penurunan secara alamiah dapat
pula dilakukan dengan menggunakan jasa asam-asam organik (humik/fulvik), asam ini
berfungsi persis seperti halnya yang terjadi pada proses deionisasi yaitu
dengan menangkap ion-ion dari air pada gugus-gusus karbonil yang terdapat pada
asam organik (tanian). Beberapa media yang banyak mengandung asam-asam
organik ini di antaranya adalah gambut yang berasal dari spagnum (peat
moss), daun ketapang, kulit pohon oak, dan lain-lain. Proses dengan
gambut dan bahan organik lain biasanya akan menghasilkan warna air kecoklatan
seperti air teh. Sebelum gambut digunakan dianjurkan untuk direbus
terlebih dahulu, agar organisme-organisme yang tidak dikehendaki hilang.
Menurunkan kesadahan dapat pula dilakukan dengan menanam tanaman "duck
weed" atau Egeria densa. Untuk meningkatkan kesadahan bisa
dilakukan dengan memberikan dekorasi berbahan dasar kapur, seperti tufa atau
pasir koral. Atau dengan melalukan air melewati pecahan marble (batu marmer)
atau bahan berkapur lainnya.
Kesadahan Total (dalam air tawar) merupakan
istilah yang digunakan untuk meggambarkan proporsi ion Magnesium dan Calcium.
Parameter ini diukur untuk membuat kondisi kolam/tambak seperti lingkungan
alaminya. Untuk air tawar, total kesadahan harus terletak di antara 5-20o
sementara untuk nilai yang idealnya adalah lebih tinggi. Kesadahan hampir tidak
berhubungan langsung dengan ikan budidaya yang dipelihara baik di kolam maupun
dalam tambak, namun hardness sangat mempengaruhi adanya unsur-unsur hara yang
diperlukan oleh fitoplankton sebagai produser primer. Misalnya kelarutan
posfat. Posfat akan tersedia/terlarut di dalam air apabila kesadahannya di atas
20 ppm. Berdasarkan besarnya kandungan ion Ca2+ ataupun ion Mg2+,
maka dikenal :
- Air lunak : hardnessnya berkisar
antara 0-75 ppm
- Air medium :
75-150 ppm
- Air keras :
150-300 ppm
- Air sangat keras : > 300 ppm
Carbonate Hardness (dalam air tawar dan laut). Carbonate
Hardness merupakan bagian dari kesadahan. Parameter ini memainkan peranan
penting di dalam kestabilan pH, yang
sangat menentukan ekologi air. Variasi pH pada siang dan malam hari sangat
dipengaruhi parameter ini. Carbonate Hardness 3-150 d cocok bagi
sebagian besar ikan air tawar sementara di air laut nilai optimalnya terletak pada wilayah 7–120 d.
6.
OKSIGEN TERLARUT (dissolved oxygen)
Oksigen terlarut merupakan variabel kualitas air
yang sangat penting dalam
budidaya udang. Semua organisme akuatik membutuhkan oksigen terlarut untuk metabolisme. Kelarutan
oksigen dalam air tergantung pada suhu dan salinitas. Kelaruran oksigen akan turun jika suhu dan
temperatur naik (Boyd, 1990).
Hal ini perlu diperhatikan karena dengan adanya kenaikan suhu air, hewan air akan lebih aktif
sehingga memerlukan lebih banyak oksigen.
Oksigen masuk dalam air melalui beberapa proses.
Oksigen dapat terdifusi secara langsung dari atmosfir setelah terjadi kontak
antara permukaan air dengan udara yang mengandung oksigen 21% (Boyd, 1990).
Fotosintesis tumbuhan air merupakan sumber utama oksigen terlarut dalam air.
Sedangkan dalam budidaya udang, penambahan suplai oksigen dilakukan dengan menggunakan
aerator (Hargreaves, 2003). Pada saat cuaca mendung atau hujan dapat menghambat
pertumbuhan fitoplankton karena kekurangan sinar matahari untuk proses
fotosintesis. Kondisi ini akan menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut
karena oksigen tidak dapat diproduksi sementara organisme akuatik tetap
mengkonsumsi oksigen. Keterbatasan sinar matahari menembus badan air dapat juga
disebabkan oleh tingginya partikel yang ada dalam kolom air, baik karena bahan
organik maupun densitas plankton yang terlalu tinggi. Hal ini dapat menyebabkan
terganggunya fotosintesis algae yang ada di dasar tambak (Hargreaves, 1999).
Tingginya kepadatan tebar (stocking density) dan pemberian pakan (feeding
rate) dapat menyebabkan turunnya kensentrasi oksigen terlarut dalam air.
Sisa pakan (uneaten feed) dan sisa hasil metabolisme mengakibatkan
tingginya kebutuhan oksigen untuk menguraikannya (oxygen demand).
Kemampuan ekosistem kolam budidaya untuk menguraikan bahan organik terbatas
sehingga dapat menyebabkan rendahnya konsentrasi oksigen terlarut dalam air
(Boyd, 2004).
Oksigen terlarut merupakan parameter yang sangat
penting dalam kehidupana setiap organisme yang hidup. Setiap organisme hidup
pasti membutuhkan oksigen untuk respirasi selanjutnya yang berguna dalam proses metabolisme untuk
merombak bahan organik yang dimakan menjadi sari makanan yang dimanfaatkan
sebagai energi untuk tumbuh berkembang dan bergerak serta CO2 dan H2O
sebagai hasil akhirnya/buangannya. Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen =DO)
dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernapasan, proses metabolisme atau
pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan
pembiakan.
Disamping itu, oksigen juga dibutuhkan untuk
oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik. Sumber utama
oksigen dalam suatu perairan berasal sari suatu proses difusi dari udara bebas
dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut Kecepatan
difusi oksigen dariudara, tergantung sari beberapa faktor, seperti kekeruhan
air, suhu, salinitas, pergerakan massa air dan udara seperti arus, gelombang
dan pasang surut. Kadar oksigen dalam air laut akan bertambah dengan semakin
rendahnya suhu dan berkurang dengan semakin tingginya salinitas. Pada lapisan
permukaan, kadar oksigen akan lebih tinggi, karena adanya proses difusi antara
air dengan udara bebas serta adanya proses fotosintesis. Dengan bertambahnya
kedalaman akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut,karena proses
fotosintesis semakin berkurang dan kadar oksigen yang ada banyak digunakan
untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik
Keperluan organisme terhadap oksigen relatif
bervariasi tergantung pada jenis, stadium dan aktifitasnya. Kebutuhan oksigen
untuk ikan dalam keadaan diam relative lebih sedikit apabila dibandingkan
dengan ikan pada saat bergerak atau memijah. Jenis-jenis ikan tertentu yang
dapat menggunakan oksigen dari udara bebas, memiliki daya tahan yang lebih
terhadap perairan yang kekurangan oksigenterlarut Kandunganksigen terlarut (DO)minimum adalah 2
ppm dalam keadaan normal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun (toksik).
Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung kehidupan
organisme
Idealnya, kandungan oksigen terlarut tidak boleh
kurang dari 1,7 ppm selama waktu 8 jam dengan sedikitnya pada tingkat kejenuhan
sebesar 70 % KLH menetapkan bahwa kandungan oksigen terlarut adalah 5 ppm untuk
kepentingan wisata bahari dan biota laut. Oksigen memegang peranan penting
sebagai indikator kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam
proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Selain itu, oksigen
juga menentukan pakan biologis yang dilakukan oleh organisme aerobic atau
anaerobik.
Dalam kondisi aerobik, peranan oksigen adalah
untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik dengan hasil akhirnya adalah
nutrient yang pada akhirnya dapat memberikan kesuburan perairan. Dalam kondisi
anaerobik, oksigen yang dihasilkan akan mereduksi senyawa-senyawa kimia menjadi
lebih sederhana dalam bentuk nutrien dan gas. Karena proses oksidasi dan
reduksi inilah maka peranan oksigen terlarut sangat penting untuk membantu
mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun secara perlakuan
aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah tangga.
Sebagaimana diketahui bahwa oksigen berperan
sebagai pengoksidasi dan pereduks ibahan kimia beracun menjadi senyawa lain
yang lebih sederhana dan tidak beracun. Disamping itu, oksigen juga sangat
dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk pernapasan. Organisme tertentu, seperti
mikroorganisme, sangat berperan dalam menguraikan senyawa kimia beracun
rnenjadi senyawa lain yang Iebih sederhana dan tidak beracun. Karena peranannya
yang penting ini, air buangan industri dan limbah sebelum dibuang kelingkungan
umum terlebih dahulu diperkaya kadar oksigennya.
Penentuan DO dapat dilakukan dengan 2 cara,
yaitu dengan.metoda titrasi (cara Winkler) dan elektrokimia. Metoda titrasi
dengan cara Winkler umumnya banyak digunakan untuk menentukan kadar DO. Prinsipnya
dengan menggunakan titrasi iodometri. Sampel yang akan dianalisis terlebih
dahulu ditambahkan larutan MnCl2 dengan Na0H - KI, sehingga terjadi
endapan Mn02. Penambahan larutan asam H2SO4
atan HCl dilakukan bertujuan untuk melarutkan kembali endapan yang terjadi dan
juga membebaskan molekul iodium (I2) yang ekivalen dengan DO. Iodium
yang dibebaskan ini selanjutnya dititrasi dengan larutan standar natrium
tiosulfat (Na2S203) dan menggunakan indikator
larutan amilum (kanji).
Sedangkan, penentuan DO dengan metoda elektrokimia yang dilakukan secara in
situ yaitu secara langsung DO ditentukan di lapangan dengan alat DO meter.
Prinsip kerjanya adalah menggunakan probe oksigen yang terdiri dari katoda dan
anoda yang direndam dalarn larutan elektrolit. Pada alat DO meter, probe ini
biasanya menggunakan katoda perak (Ag) dan anoda timbal (Pb). Secara
keseluruhan, elektroda ini dilapisi dengan membran plastik yang bersifat
semipermeable terhadap oksigen.
Aliran reaksi yang terjadi tersebut tergantung
dari aliran oksigen pada katoda. Difusi oksigen dari sampel ke elektroda
berbanding lurus terhadap konsentrasi oksigen terlarut. Penentuan oksigen
terlarut (DO) dengan cara titrasi berdasarkan metoda Winkler lebih baik
dibandingkan dengan menggunakan alat DO meter.
Hal yang perlu diperhatikan dalam titrasi iodometri ialah penentuan
titik akhir titrasinya, standarisasi
larutan tiosulfat dan pembuatan larutan standar kaliumbikromat yangt tepat.
Dengan mengikuti prosedur penimbangan
kaliumbikromat dan standarisasi tiosulfat secara analitis, akan diperoleh hasil
penentuan oksigent terlarut yang lebih akurat. Sedangkan penentuan oksigen
terlarut dengan alat DO meter, harus diperhatikan suhu dan salinitas sampel
yang akan diperiksa. Peranan suhu dan
salinitas dalam penggunaan DO meter penting karena perlu dalam keakuratan hasil
pengukuran dengan menggunakan metode tersebut. Disamping itu, peranan kalibrasi
alat juga sangat menentukan keakuratan hasil pengukuran. Berdasarkan pengalaman
di lapangan, penentuan oksigen terlarut dengan cara titrasi lebih dianjurkan
untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Alat DO meter masih dianjurkan jika
sifat penentuannya hanya bersifat kisaran.
DO yang ideal untuk pertumbuhan dan perkembangan
organisame yang dipelihara adalah diatas 5 ppm. Ikan akan mati bila dibiarkan
lama pada DO dibawah 1 ppm dan ikan akan dapat hidup, namun pertumbuhannya
lambat bila dipelihara dalam kolam yang DO nya berkisar antara 1-5 ppm.
Besarnya kandungan oksigen
terlarut didalam air dipengaruhi oleh banyak
faktor, antara lain cuaca, kepadatan fitoplankton, siang dan malam dan
dinamika kehidupan organisme yang ada didalamnya sehingga budget DO dalam air
dapat dirumuskan sbb :
Budget DO : DO pagi = DO
sore + DO dif - DO bod
- DO fish – DO mud
DO pagi hari umumnya
rendah karena pad malam harinya DO dimanfaatkan oleh semua organisme hidup
untuk pernafasan, disamping adanya DO yang masuk dari udara maupun keluar dari
air melalui diffusi. DO diffusi bertanda positif bila DO pada sore hari tidak
jenuh, dan akan negatif bila DO sore hari kelewat jenuh. DO jenuh (saturated
DO) dimaksudkan adalah kandungan oksigen tertinggi yang mampu larut kedalam air
sebagai akibat diffusi dari udara yang besarnya ditentukan oleh temperatur dan
tekanan udara. Nilai DO dibawah saturated disebut unsaturated DO dan diatas
saturated disebut supersaturated DO.
Kebutuhan DO untuk :
a. Ikan pada temperatur 20-30 oC (Schroeder,1975) Y = 0.001 W0.82, dimana: Y
= jumlah oksigen yang dikonsumsi per ekor ikan (mgO2/jam), sedangkan
W adalah berat ikan (gram). Kebutuhan untuk ikan air tawar pada temperatur
antara 17-20oC berkisar antara 65-210 mgO2/kg/jam. Dan
untuk udang sekitar: 200-400 mg oksigen/kg udang/jam.
b. Fitoplankton : dapat ditentukan dengan botol BOD. Di Israel, Schroeder (1975)
melaporkan BOD pada kolam intensip berkisar antara 0.12-0.71 mgO2/liter/jam.
d. Mud ; tergantung dengan banyaknya bahan organik dalam lumpur. Semakin
banyak bahan organik semakin tinggi kebutuhan oksigen (berkisar antara 8 s/d
125 mgO2/m2/jam)
e. Diffusi : tergantung pada tingkat kejenuhan DO. Bila DO air kelewat
jenuh, maka DO akan menguap keluar (diffusi negatif) dan bila DO air kurang
jenuh, maka oksigen dari udara akan masuk /larut kedalam air (diffusi positip).
Fluktuasi DO harian : DO
umumnya akan tinggi /maksimum pada sore hari dan terendah pada pagi hari
sebelum matahari terbit. Fluktuasi DO harian ini sangat dipengaruhi oleh
kepadatan fitoplankton dan alkalinitas. Semakin tinggi kepadatan fitoplankton
dan semakin rendah alkalinitas, maka fluktuasi DO makin tinggi,artinya
perbedaan DO pada sore hari dan pagi hari akan semakin tinggi. Selanjutnya
dengan adanya stratifikasi cahaya yang mengakibatkan keberadaan
fitoplanktonnya, maka akan terjadi pula sebaran DO vertikal (menurut
kedalaman). Fluktuasi DO harian/horizontal maupun sebaran DO vertikal pada pagi
dan sore hari dalam kolom air kolam yang kepadatan fitoplanktonnya berbeda
Sesungguhnya penentuan BOD merupakan suatu
prosedur bioassay yang menyangkut pengukuran banyaknya oksigen yang
digunakan oleh organisme selama organisme tersebut menguraikan bahan organik
yang ada dalam suatu perairan, pada kondisi yang hampir sama dengan kondisi
yang ada di alam. Selama pemeriksaan BOD, contoh yang diperiksa harus bebas
dari udara luar untuk mencegah kontaminasi dari oksigen yang ada di udara
bebas.
Konsentrasi air buangan/sample tersebut juga
harus berada pada suatu tingkat pencemaran tertentu, hal ini untuk menjaga
supaya oksigen terlarut selalu ada selama pemeriksaan. Hal ini penting
diperhatikan mengingat kelarutan oksigen dalam air terbatas dan hanya berkisar
± 9 ppm pada suhu 20°C. Penguraian bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacam-macam organisme dan
menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO2)
dan air (H2O). Pemeriksaan
BOD tersebut dianggap sebagai
suatu prosedur oksidasi dimana organisme hidup bertindak sebagai medium untuk
menguraikan bahan organik menjadi CO2 dan H2O. Reaksi
oksidasi selama pemeriksaan BOD merupakan hasil dari aktifitas biologis dengan
kecepatan reaksi yang berlangsung sangat dipengaruhi oleh jumlah populasi dan suhu. Karenanya selama pemeriksaan
BOD, suhu harus diusahakan konstan pada 20°C yang merupakan suhu yang umum di alam. Secara teoritis, waktu yang
diperlukan untuk proses oksidasi secara sempurna sehingga bahan organik terurai
menjadi CO2 dan H2O adalah tidak terbatas.Dalam
prakteknya di laboratorium, biasanya berlangsung selama 5 hari dengan anggapan
bahwa selama waktu itu persentase reaksi cukup besar dari total BOD. Nilai BOD
5 hari merupakan bagian dari total BOD dan nilai BOD 5 hari merupakan 70 - 80%,
dapat mengurangi kemungkinan hasil oksidasi ammonia (NH3) yang cukup
tinggi. Sebagaimana diketahui bahwa, ammonia sebagai hasils sampingan dapat
dioksidasi menjadi nitrit dan nitrat, sehingga dapat mempengaruhi hasil
penentuan BOD.
Oksidasi nitrogen anorganik memerlukan DO,
sehingga perlu diperhitungkan. Dalam praktek, penentuan BOD dilakukan menurut
hasil pengukuran DO, berdasarkan pengukuran secara langsung atau dengan cara titrasi.
Prosedur secara umum adalah menyesuaikan 25 sampel pada suhu 20°C dan
mengalirkan oksigen atau udara ke dalam air untuk memperbesar kadar DO dan
mengurangi gas yang terlarut, sehingga sample mendekati kejenuhan DO. Cara
pengenceran, pengukuran BOD didasarkan atas kecepatan degradasi biokimia bahan
organik yang berbanding langsung dengan banyaknya zat yang tidak teroksidasi
pada waktu tertentu.
Kecepatan dimana oksigen yang digunakan dalam
pengenceran sample berbanding lurus dengan persentase sample yang ada dalam
pengenceran dengan anggapan bahwa faktor lainnya adalah konstan. Sebagai contoh
adalah 10 % pengenceran akan menggunakan seper sepuluh dari kecepatan
penggunaan sampel 100% . Dalam hal pengenceran sampel, umumnya menggunakan
akuades yang telah didemineralisasi.
Untuk analisis air laut, pengencer yang digunakan adalah standard sea
water (SSW). pH air pengencer
sebaiknya berkisar di antara 6,5
- 8,5 dan untuk menjaga agar pH-nya konstan biasa menggunakan larutan penyangga
(buffer) fosfat.
7.
SEDIMEN
Managemen dasar tambak atau sedimen masih kurang
diperhatikan jika dibandingkan dengan managemen kualitas air tambak budidaya.
Banyak bukti yang mengindikasikan adanya pengaruh yang kuat pertukaran nutrien
antara sedimen dengan air terhadap kualitas air (Boyd, 2002).
Oxidized layer merupakan lapisan sedimen yang berada paling atas yang mengandung oksigen.
Lapisan ini sangat bermanfaat dan harus dipelihara keberadaannya selama siklus
budidaya (Boyd, 2002). Pada lapisan tersebut terjadi dekomposisi aerobik yang
menghasilkan antara lain : CO2, air, amonia, dan nutrien yang lainnya. Pada
sedimen anaerobik, beberapa mikroorganisme menguraikan material organik dengan
reaksi fermentasi yang menghasilkan alkohol, keton, aldehida, dan senyawa organik
lainnya sebagai hasil metabolisme. Menurut Blackburn (1987) dalam Boyd
(2002), beberapa mikroorganisme anaerobik dapat memanfaatkan O2 dari nitrat,
nitrit,ferro, sulfat, dan karbon dioksida untuk menguraikan bahan organik
dengan mengeluarkan gas nitrogen, amonia, H2S, dan metan sebagai hasil
metabolisme.
Beberapa produk metabolisme, khususnya H2S,
nitrit, dan amonia berpotensi toksik terhadap ikan atau udang. Lapisan oksigen
yang ada pada permukaan sedimen dapat mencegah difusi sebagian besar senyawa
beracun menjadi bentuk yang tidak beracun melalui proses kimiawi dan biologi
ketika melalui permukaan yang beroksigen. Nitrit diokdidasi menjadi nitrat,
ferro dioksidasi menjadi ferri, dan H2S menjadi sulfat (Boyd, 2004c).
Selanjutnya dikatakan bahwa kehilangan oksigen pada sedimen dapat disebabkan
oleh akumulasi bahan organik yang tinggi sehingga oksigen terlarut terpakai
sebelum mencapai permukaan tanah. Tingkat pemberian pakan yang tinggi dan
blooming plankton dapat menyebabkan penurunan oksigen terlarut.
8.
NUTRIEN
Dua nutrien yang paling penting di tambak adalah
nitrogen dan fosfor, karena kedua nutrien tersebut keberadaannya terbatas dan
dibutuhkan untuk pertumbuhan fitoplankton (Boyd, 2000). Keberadaan kedua
nutrien tersebut di tambak berasal dari pemupukan dan pakan yang diberikan.
1. Nitrogen
Nitrogen biasanya diaplikasikan sebagai pupuk
dalam bentuk urea atau amonium. Di dalam air, urea secara cepat terhidrolisis
menjadi amonium yang dapat langsung dimanfaatkan oleh fitoplankton. Melalui
rantai makanan, nitrogen pada fitoplankton akan dikonversi menjadi nitrogen
protein pada ikan. Sedangkan nitrogen dari pakan yang diberikan pada ikan,
hanya 20-40% yang dirubah menjadi protein ikan, sisanya tersuspensi dalam air
dan mengendap di dasar tambak (Boyd, 2002).
Nitrogen oksida adalah suatu radikal bebas
(memiliki satu elektron yang belum berpasangan) sehingga sangat reaktifObat
antiangina nitrat organik sebagai vasodilator, sekarang diketahui ternyata
bekerja dengan melepaskan nitrogen oksida.
Dari hasil penelitian ditemukan bahwa nitrogen
oksida bukan saja hanya sebagai vasodilator dan bronkhodilator tetapi juga
berperan dalam sistim kekebalan dan sistim saraf. Nitrogen oksida berfungsi sebagai messenger
biologis yang penting dalam berbagai fungsi biologis sebagai neurotransmitter,
pembekuan darah, pengendalian tekanan darah, dan pada kemampuan sistim imunitas
untuk membunuh sel-sel tumor dan parasit intraseluler. Tetapi produksi yang
berlebihan pada kondisi tertentu dapat menimbulkan keadaan patologi.
Biosintesis
Nitrogen oksida disintesis di dalam sel oleh
enzim nitric oxide synthase (NOS). Genom manusia dan tikus mengandung 3
gen yang menghasilkan tiga nitrogen oxide synthase yang berbeda yakni
(1) neuronal NOS atau nNOS ditemukan dalam neuron (2) inducible NOS
atau iNOS terdapat dalam makrofag (3) endothelial NOS atau eNOS atau
cNOS ditemukan dalam endotel yakni sel-sel yang terutama terdapat sepanjang
lumen pembuluh darah.
Metabolisme
Afinitas hemoglobin sangat tinggi terhadap
nitrogen oksida (sekitar 3000 kali lebih kuat dibanding dengan oksigen),
sehingga gas nitrogen oksida dapat diberikan melalui inhalasi, karena akan
bergabung dengan hemoglobin sebelum bergabung dengan oksigen. Dalam air dan
plasma, nitrogen oksida dioksidasi menjadi nitrit, yang stabil selama beberapa
jam tetapi dalam darah, nitrit cepat berubah menjadi nitrat sehingga
konsentrasi nitrit dalam darah rendah sementara nitrat 100 kali lebih tinggi
(30 µmol per liter). Sintesis nitrat endogen pada orang yang rendah asupan
nitratnya meningkat pada diare dan demam dan dua kali lipat selama latihan
fisik. Konsentrasi nitrit dan nitrat meningkat dalam plasma pasien dengan syok
septik.
Nitrogen oksida juga cepat teroksidasi menjadi
oksida nitrogen yang lebih tinggi dan akan menyebabkan nitrosasi
molekul-molekul yang mengandung gugus sulfhidril seperti glutation, sistein dan
albumin. Di samping itu, nitrogen oksida berinteraksi dengan protein yang
mengandung heme termasuk mioglobin, gugus prostetik dari guanylate cyclase
yang larut, dan enzim-enzim yang mengandung pusat ion besi-sulfur. Jadi,
metabolisme nitrogen oksida sangat rumit
Dalam sistim biologis nitrogen oksida cepat
berubah menjadi nitrit dan nitrat, dan reaksi ini dipicu oleh logam transisi
termasuk besi. Hemoglobin menonaktifkan nitrogen oksida dengan mengikatnya
membentuk nitrosohaemoglobin, dan dengan mengubahnya menjadi nitrat dan nitrit,
akan menghasilkan methaemoglobin. Oleh karena itu darah manusia secara normal
mengandung methaemoglobin pada konsentrasi tidak melebihi 2%, jika kadarnya
meningkat menjadi 20% dapat mengganggu pengangkutan oksigen namun masih dapat
ditoleransi. Darah yang mengandung methaemoglobin yang tinggi disebut
methaemoglobinemi dengan gejala-gejala sianosis, sesak napas, mual dan muntah,
dan syok. Kematian dapat terjadi jika kadar methaemoglobin mencapai 70%
Ammonium penting untuk
pertumbuhan fitoplankton, sebaliknya NH3 sangat racun bagi ikan. Semakin tinggi
pH konsentrasi ammonia akan meningkat. Sangat
mudah muncul dan berbahaya bagi ikan/udang yang dipelihara dalam kolam
intensip. Setiap pH naik satu digit, konsentrasi ammoniak akan naik hampir 10 kali
lipat. Nitrogen merupakan unsur hara yang mutlak diperlukan oleh fitoplankton.
Karena keberadaannya dalam air umumnya terbatas (merupakan limiting factor),
maka unsur ini menjadi sangat penting untuk dibahas. Nitrogen dalam air ada
dalam bebagai bentuk mulai dari N yang bervalensi N –3 sama N bervalensi +5.
Penyakit darah coklat (methemoglobin) : NO2-
(akibat DO rendah) terikat oleh globin darah
methemoglobin. Bentuk-bentuk N yang langsung dimanfaatkan fitoplankton
adalah: N2, NO3-, dan NH4+.
Ammonia dalam air ada 2 bentuk, yaitu bentuk ion
ammonium (NH4+) dan bentuk gas ammoniak (NH3).
Kedua bentuk ammonia tersebut diukur sebagai total ammonia. Ammonium terbentuk
melalui penguraian produk protein dan hewani
serta arus air limbah yang
mengandung Nitrogen serta iluvasi pupuk. Ammonium bebas bersifat racun bagi
ikan. Pada anak ikan, kerusakan yang parah muncul pada konsentrasi ammonium
mulai dari 0,2 mg/L. Pada ikan yang lebih besar, mulai dari 0,3 mg/L. Ikan
kecil akan mati apabila konsentrasinya 0,6 mg/L sementara yang lebih besar pada
konsentrasi 1,2 mg/L. Konsentrasi lebih dari 0,1 mg/L mempengaruhi pertumbuhan ikan.
Ammonium penting untuk
pertumbuhan fitoplankton, sebaliknya NH3 sangat racun bagi ikan.
Semakin tinggi pH konsentrasi ammonia akan meningkat. Sangat mudah muncul dan
berbahaya bagi ikan/ udang yang
dipelihara dalam kolam intensip.
Untuk menyatakan
konsentrasi ammoniak ataupun nitrat sering digunakan istilah nitrat nitrogen
(NO3N) atau Ammoniak nitrogen (NH3N). Itu artinya
kandungan nitrat yang dinyatakan/ disetarakan dengan nitrogen. Demikian pula
untuk NH3 N artinya kandungan ammoniak yang setara/ dinyatakan
dengan nitrogen.
Contoh : NO3 N suatu perairan adalah
3,5 ppm. Itu artinya kandungan nitratnya sebesar 3,5 ppm yang setara dengan
nitrogen (dengan kata lain, 3,5 ppm itu adalah konsentrasi Nitrogennya ),
sedangkan konsentrasi nitrat nya adalah 62/14 x 3,5 ppm = 15,5 ppm. Bila NH3N
= 3,5 ppm, maka yang 3,5 ppm itu adalah konsentrasi nitrogennya, sedangkan
konsentrasi ammoniaknya adalah 17/14 x 3,5 ppm = 4,25 ppm.
Nitrate merupakan produk penguraian Nitrogen
oleh bakteri di sungai, danau dan kolam. Nilai nitrate yang tinggi dapat
ditemukan terutama juka limbah rumah tangga dan limbah pertanian atau pupuk
memasuki sistem perairan. Pabrik kimia seperti halnya pakan ternak juga dapat meningkatkan
kandungan nitrate dalam air, karena konsentrasi yang berlebihan dapat
terakumulasi di dalam jaringan tumbuhan sehingga menghambat pertumbuhan ikan
dan tumbuhan. Penguraian Nitrogen
oleh bakteri menjadi Ammonium di sungai, danau dan kolam pada awalnya
menghasilkan Nitrite (nitrifikasi) dan selanjutnya menjadi Nitrate. Di pihak
lain, transformasi Nitrate menjadi Ammonia atau selanjutnya Nitrogen (denitrifikasi) terjadi melalui produk antara
Nitrite. Konsentrasi Nitrite yang tinggi dapat merusak ikan. Konsentrasi di
atas 2 mg/L untuk jangka waktu yang lama bersifat mematikan. Pada air tambak,
kandungan Nitrite tidak boleh lebih dari 0,5 mg/L karena akan berakibat dengan
pembekuan darah sehingga trasport oksigen menjadi tidak aktif.
2. Fosfor
Secara umum
fosfor membentuk padatan putih yang lengket yang memiliki bau yang tak enak
tetapi ketika murni menjadi tak berwarna dan transparan. Nonlogam ini tidak
larut dalam air, tetapi larut dalam karbon disulfida. Fosfor murni terbakar
secara spontan di udara membentuk fosfor pentoksida. Fosfor dapat berada dalam
empat bentuk atau lebih alotrop: putih (atau kuning), merah, dan hitam (atau
ungu).
Fosfor
merupakan unsur pembatas bagi pertumbuhan fitoplaknton. Bentuk P yang
dimanfaatkan langsung oleh tanaman adalah ion-ion orthofosfat sebagai hasil
ionisasi dari asam posfat. Fosfat (dalam air tawar dan air laut): pemaska
fosfat memiliki pengaruh yang menentukan bagi pertumbuhan organisme, namun
dalam jumlah besar data menyaebabkan pertumbuhan alga yang tidak diinginkan.
Fitoplankton dapat berasimilasi dan menyimpan
fosfat yang masuk keperairan dan selanjutnya menghasilan kondisi yang
mrusak keseimbangan ekologi.
Fosfat merupakan salah satu unsur hara
yang penting bagi metabolisme sel tanaman. Kehadiran fosfat diperairan juga
tidak menimbulkan efek langsung yang yang merugikan terhadap organisme
perairan. Kandungan orthofosfat mempengaruhi tingkat kesuburan perairan.
Pada perairan alami, kandungan fosfat terlarut tidak lebih dari
0,01 ppm untuk air tawar dan air laut 0.07 ppm, kecuali pada perairan penerima
limbah rumah tangga dan industri, serta limpahan air dari daerah pertanian yang
umumnya mengalami pemupukan fosfat. Dinitrifikasi senyawa nitrogen
menyebabkan N tidak terakumulasi pada sediment. Fosfat menyebabkan
ledakan pertumbuhan alga jika terjadi peningkatan jumlah fosfat diperairan
terlebih lagi jika telah melewati ambang batas.
Unsur-unsur Nitrogen (N) dan Fosfor (P) adalah
dua unsur penting dalam proses metabolisme sel dan keberadaannya selalu menjadi
patokan apakah unsur-unsur ini merupakan faktor pembatas atau tidak. Rasio laju
pengambilan unsur-unsur oleh fitoplankton tersebut digambarkan dengan N/P rasio.
Dengan menggunakan rasio ini dapat dikatakan bahwa ketersediaan unsur nitrogen
dalam bentuk nitrat (NO3) harus 16 kali lebih banyak dari unsur fosfor (PO4),
rasio ini dinamakan ”Redfield Ratio”. Bila terlihat ratio N/P dibawah 16, maka
unsur N menjadi unsur pembatas, sedangkan bila N/P rasio lebih besar dari 16,
maka unsur P merupakan unsur pembatas dari keberadaan fitoplankton. Hal ini
berdampak kepada kondisi biologi dari ekosistim seperti biomassa fitoplankton,
komposisi spesies yang kemungkinan besar terjadi dominansi jenis-jenis tertentu
dan juga pada dinamika jaring makanannya.
Merupakan unsur pembatas bagi pertumbuhan
fitoplankton. Bentuk P yang dimanfaatkan langsung oleh tanaman adalah ion - ion
orthofosfat (H2PO4-, HPO4-
dan PO43 -) sebagai hasil ionisasi dari asam posfat
seperti diperlihatkan dalam reaksi berikut
H3PO4
<=====> H+ + H2PO4-
H2PO4- <=====> H+ + HPO42-
HPO42- <=====> H+ + PO43-
Fosfor yang ada yang ada dalam tambak budidaya
berasal dari pupuk seperti ammoniumfosfat dan calsiumfosfat serta dari pakan.
Fosfor yang ada dalam pakan tidak semua dikonversi menjadi daging ikan/udang.
Menurut Boyd (2002), dua pertiga fosfor dalam pakan terakumulasi di tanah
dasar. Sebagian besar diikat oleh tanah dan sebagian kecil larut dalam air.
Fosfor dimanfaatkan oleh fitoplankton dalam bentuk ortofosfat (PO4 3-) dan
terakumulasi dalam tubuh ikan/udang melalui rantai makanan. Phosphat yang tidak
diserap oleh fitoplankton akan didikat oleh tanah. Kemampuan mengikat tanah
dipengaruhi oleh kandungan liat (clay) tanah. Semakin tinggi kandungan
liat pada tanah, semakin meningkat kemampuan tanah mengikat fosfat.
Phosphate (dalam air tawar dan laut) – pemasukan
Phosphate memiliki pengaruh yang menentukan bagi pertumbuhan organisme, namun
dalam jumlah besar dapat menyebabkan pertumbuhan alga yang tidak diinginkan.
Phospate umumnya berasal dari detergen pembersih, kotoran atau agrikultur.
Phytoplankton dapat berasimilasi dan menyimpan Phospate yang memasuki perairan
dan selanjutnya menghasilkan kondisi yang merusak keseimbangan ekologi. Nilai
Phosphate di badan air tawar adalah 0,01 mg/L dan di air laut 0,07 mg/L.
Peningkatan jumlah Phosphate menyebabkan ledakan pertumbuhan alga.
9.
SULFUR
Di alam sulfur banyak dijumpai sebagai sulfat.
Merupakan sumber makanan bagi bakteri anaerob. Bila direduksi oleh bakteri
anaerob dapat menghasilkan H2S yang sangat racun bagi ikan. Semakin
rendah pH, konsentrasi H2S akan semakin meningkat. Setiap pH turun
satu digit, [H+] akan naik hampir 10 kali lipat. Jadi akan berbahaya
bila pH rendah.
10. CHLORIN
Chlor dimasukkan kedalam air dapat dalam bentuk
gas chlorin (Cl2), sodium hypochlorit (NaOCl) ataupun kalsium hypochlorite
[Ca(OCl)2] guna membersihkan air ataupun tanki / bak air (sebagai
desinfektanc). Bila gas chlor dimasukkan kedalam air, maka akan terbentuk
hydrochlorous dan asam chlorida.
Dari persamaan diatas dapat diketahui bahwa pada
pH = 7,48 [OCl] = [HOCl]. Keberadaan bentu-bentuk chlor tersebut sangat
ditentukan oleh oleh pH. Pada pH rendah (di bawah pH = 2) akan dijumpai Cl2,
semakin tinggi akan dijumpai HOCl kemudian OCl-. Ketiga bentuk
chlorine ini (Cl2, HOCl dan OCl-) disebut residu chlorine
bebas (free chlorine residual). Ketiga bentuk ini sangat racun bagi ikan. Daya
racun Cl2 diatas pH = 2 tidak nampak, karena Cl2 hanya
ada pada pH dibawah 2, sedangkan keracunan chlor diatas pH = 2 disebabkan oleh
[HOCl] dan [OCl-]. Daya racun HOCl dibawah pH 7 hampir 100 kali
lebih kuat dari daya racun OCl-. Semakin tinggi pH, keracunan
chlorine disebabkan oleh OCl‑ atau campuran HOCl dan chloramine,
karena pada pH yang lebih tinggi terdapat ammoniak, dan HOCl akan bereaksi
dengan ammoniak membentuk chloramine
Daya racun chloramine
lebih kecil dari daya racun HOCl, oleh karena itu untuk membersihkan
bak-bak/kolam yang pH airnya semakin tinggi akan dibutuhkan Cl2
ataupun HOCl yang lebih banyak.
Bila air leading (yang
biasanya yang mengandung chlorine) digunakan untuk mengisi aquarium harus
dibiarkan dulu beberapa jam/hari agar
sisa – sisa chlornya menguap sebelum ikan dimasukkan.
11. COPPER
Copper (dalam air
tawar dan laut) sebagai salah satu elemen dasar, copper merupakan suatu elemen
penting bagi tumbuhan dan hewan pada saat
bersamaan memiliki potensi sebagai racun ikan. Dosis mematikan bagi ikan
air tawar adalah 0,1 mg/L. Bakteri ikan akan rusak akibat konsentrasi jangka
panjang mulai 0,03 mg/L, alga tertentu menunjukkan kerusakan pada 0,1 hingga 10
mg/L. Copper umumnya berasal dari pipa sistem pengairan serta dari instalasi.
Jika air dibiarkan bertahan di dalam pipa Copper untuk periode yang lama,
sejumlah Copper akan larut dalam air.
2.2.
Prosedur kerja dari Parameter Kimia
Setiap jenis-jenis parameter kimia memiliki
prosedur kerja yang berbeda-beda, dapat dijelaskan sebagai berikut:
1.
SALINITAS
Alat-alat yaitu Erlenmeyer, Pipet volume, Pipet tetes, Buret dan
statif. Sedangkan Bahan-bahannya
yaitu Indikator K2CrO4 dan AgNo3 0,1 N
Cara kerja :
1. Ambil 30 mL sampel air laut, lalu
diencerkan 10-50 kali.
2. Tambahkan K2CrO4.
3. Titrasi dengan AgNO3 sampai
merah bata.
Perhitungan :
mL AgNO3 sebenarnya X N AgNO3 X 35,5
X 1000 X 1,81
mL sampel X 1000
2.
pH
Kertas
indikator pH diambil selembar dan dicelupkan ke dalam air kran selama beberapa menit(±5menit).
Kemudian
perubahan warna yang terjadi pada ke kertas pH tersebut dicocokkan dengan warna
standar dan hasilnya dicatat.
3. ALKALINITAS
Alat dan bahan yaitu Labu
Erlenmeyer 50-125 ml, Gelas ukur
50 ml, Pipet tetes dan pipet skala, Karet pengisap, Indicator larutan PP, Indicator larutan MO (Metil Orange) serta Indicator larutan H2SO4
Cara kerja:
· Mengambil air sampel 50 ml dan memberikan 5 tetes PP. Jika tidak berwarna, maka tidak ada PP
alkalinitas. Menambahkan MO (Metil Orange). Langkah berikut, dititrasi dengan
larutan H2SO4 dari warna kuning sampai warna
orange. Kemudian menghitung larutan H2SO4 yang
digunakan.
· Apabila
berwarna, maka langsung dititrasi dengan larutan H2SO4 sampai
berwarna kuning. Lalu menghitung larutan H2SO4 yang
digunakan (P).
· Memasukkan
MO (metil Orange), lalu dititrasi dengan larutan H2SO4 sampai
warna orange. Menghitung larutan H2SO4 yang
digunakan 1000 x 50 x N x a
Ml sampel
4. OKSIGEN
TERLARUT (dissolved oxygen)
Alat-alat adalah Botol Winkler, Pipet tetes, Perangkat titrasi, Pipet volume sedangkan Bahan-bahannya adalah Iodida
alkali (perekasi Winkler), H2SO4
pekat, Larutan Mangan sulfat/ MnSO4
48 %, Natrium tiosulfat 0,025 N dan Indikator amylum 1%.
Cara Kerja :
1. Ditambahkan kedalamnya 1 mL MnSO4 dan 1 mL reagen Winkler,
lalu dikocok dan ditunggu hingga terbentuk endapan.
2. Ditambahkan 2 mL H2SO4 pekat, dikocok hingga
endapan larut.
3. Diambil 50,0 mL sampel tersebut, dititrasi dengan larutan Natrium
tiosulfat 0.025 N sampai berwarna kuning muda pucat.
4. Ditambahkan inikator amilum (biru).
5. Dititrasi kembali dengan larutan Natrium tiosulfat, dari biru sampai
menjadi biru hilang.
6. Dicatat berapa mL Natrium tiosulfat yang dipakai.
Perhitungan :
Kadar O2
(mg/L) = 8000 x mL
Na2S2O3 X N Na2S2O3
mL sampel
5. KARBON
DIOKSIDA (CO2)
Sampel air diambil dengan botol Winkler 250 ml, diambil 100 ml dengan
menggunakan gelas ukur dan dipindahkan ke dalam labu erlenmeyer.
Kedalamnya ditambahkan 10 tetes indikator phenolptalein (pp).
Kedalamnya ditambahkan 10 tetes indikator phenolptalein (pp).
Kemudian dititrasi dengan larutan Na2CO3 0,01 N sampai larutan berwarna merah muda tipis (pink).
Rumus perhitungannya adalah :
Kadar CO2 bebas = x p x q x 22 ml/L
Keterangan :
P = jumlah Na2CO3 yang
terpakai
Q = normalitas larutan Na2CO3
22 = bobot setara CO3
6. COD (Chemical Oxygen Demand)
COD adalah banyaknya oksidator kuat yang diperlukan untuk mengoksidasi
zat organik dalam air, dihitung sebagai mg/L O2. Beberapa zat
organik yang tidak terurai secara biologik antara lain asam asetat, asam
sitrat, selulosa, dan lignin (zat kayu). Prinsip : Kebanyakan jenis bahan organik dirusak oleh campuran dikromat dan asam
sulfat mendidih. Kelebihan dikromat dititrasi dengan ferro amonium sulfat.
Banyaknya bahan organik yang dioksidasi dihitung sebagai oksigen yang setara
dengan kalium dikromat yang diikat.
7. TOM (Total Organic Mater)
Alat-alat adalah Perangkat titrasi, Termometer, Erlenmeyer, Hot plate, Pipet volume dan Pipet Mohr. Sedangkan Bahan-bahannya yaitu H2SO4
6 N, KMnO4 0,01 N dan H2C2O4
0,01 N
Cara kerja :
1. Dipipet 25 mL sampel air, dimasukkan ke dalam erlenmeyer.
2. Tambahkan 0,5 mL H2SO4, beberapa teter KMnO4
0,01 N sampai berwarna merah muda sedikit agar semua senyawa organik yang
tingkatnya rendah dioksidasi menjadi tingkat tinggi.
3. Dipipet 10 mL larutan KMnO4 0,01 N ke dalamnya. Warna
larutan akan berwarna merah.
4. Dididihkan larutan tersebut, catat jamnya. Warna larutan akan lebih
muda, biarkan mendidih selama 10 menit lalu diangkat.
5. Turunkan suhu 80oC, ditambahkan 10 mL asam oksalat 0,01 N
dengan pipet khusus. Larutan akan menjadi bening pada oksalat berlebih.
6. Dalam suhu 70-80oC titasi larutan dengan KMnO4 0,01
N sampai berwarna pink.
Perhitungan :
(10 + a) b – (10 x c) 31,6 x 1000
dimana : a = titrasi KMnO4 c = NH2C2O4
0,1 N
b = N KMnO4 d = sampel air (mL)
8. KESADAHAN
TOTAL
Alat-alat yaitu Pipet volume 10,0 mL, Erlenmeyer dan Buret. Sedangkan Bahan-bahannya yaitu Larutan
EDTA, Larutan Buffer pH 10 dan Indikator EBT
Cara kerja :
1. Dipipet 10 mL air dimasukkan kedalam erlenmeyer.
2. Tambahkan indikator EBT hingga larutan menjadi merah muda.
3. Tambahkan larutan buffer pH 10 sebanyak 1-1,5 mL.
4. Dititrasi dengan larutan EDTA hingga menjadi biru muda.
5. Catat volume EDTA yang dipakai.
Perhitungan :
mg/L CaCO3 = mL EDTA X faktor EBT X 10
mL sampel
9. KESADAHAN Ca
Alat-alat yaitu Pipet volume 10,0 mL, Erlenmeyer dan Buret. Sedangkan Bahan-bahannya yaitu Larutan
EDTA 0,01 N, Indikator Maurexide dan Larutan NaOH 1N.
Cara kerja :
1. Dipipet 10,0 mL sampel, dimasukkan dalam erlenmeyer.
2. Ditambahakan 1 mL NaOH.
3. Ditambahkam indikator Maurexide 0,1 g dan aduk sampai warnanya merah
bata.
4. Dititrasi dengan larutan EDTA sampai terbentuk warna ungu.
5. Catat volume EDTA yang terpakai.
Perhitungan :
mg/ L Ca =
mg EDTA x faktor EDTA x 10000
mL sampel
KESADAHAN Mg
Perhitungan :
mg/L Mg = (kesadahan total – kesadahan Ca) x 0,24
10. SEDIMEN
a. Klorofil a Sedimen
Sampel sedimen (top soil) diambil ± 5 g, kemudian dilarutkan
dengan 10
ml aceton 90%, dihomogenkan dengan menggunakan blender selama 2 menit
dalam ruangan yang sedikit cahaya. Sedimen dan larutan aceton disimpan
selama satu malam pada suhu 40C. Suspensi diambil, dimasukkan dalam
tabung reaksi, disentrifuse dengan kecepatan rendah
selama 5 menit, kemudian dilihat kerapatan
optiknya pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 665 nm. Penghitungan kandungan klorofil sedimen dilakukan dengan menggunakan
rumus (Vollenweider et al., 1974) :
μg chlorofil a per sampel = 11,9 . D665 . v/l
D665 = kerapatan optik pada panjang gelombang 665 nm
V = volume akhir aceton (ml)
l = panjang sel spektrofotometer (1 cm)
b. Bahan organik
Sampel sedimen diambil dari tambak kemudian dikeringkan selama 12 jam dengan oven pada suhu 60º C. Sampel diambil dari tempat oven
dan ditimbang sebanyak 10 gram. Berat sampel sedimen yang
didapatkan ini sebagai berat awal (Wo).
Sampel yang telah ditimbang ini selanjutnya diproses dalam tanur pengabuan (muffel furnace) dengan temperatur 550oC selama 4 jam.
Setelah 4 jam sediemen yang ada dalam muffel furnace diambil
dan ditimbang (Wt). Bahan organik yang hilang selama pengabuan (loss on
ignation) diketahui sebagai bahan organik
total yang dinyatakan dalam persen dengan menggunakan persamaan Allen et al. (1976), yaitu sebagai berikut :
Wo – Wt
Li = ------------ x 100%
Wo
Dimana :
Li = loss on ignation (%)
Wo = berat awal (gram)
Wt = berat akhir (gram)
11. NUTRIEN
1. Nitrogen
Sampel air sebanyak 10 ml disaring dengan kertas saring, kemudian
ditambah bufer nitrat 0,4 ml. Sampel air ditambah dengan larutan
pereduksi
sebanyak 0,2 ml (larutan hidrazin sulfate dan kupri sulfat dengan
perbandingan
1:1), kemudian dibiarkan selama satu malam. Keesokan harinya larutan
ditambah dengan larutan aceton 0,4ml kemudian dicampur dengan baik dan
ditambahkan larutan sulfanilamide 0,2ml kemudian dicampur dengan baik,
setelah itu larutan sampel ditambahkan larutan nepthylenediamine 0,2ml
kemudian dicampur dengan baik. Setelah 15 menit, dilihat hasilnya pada
pembacaan spektrofotometer dengan panjang gelombang 543 nm (APHA, 1992).
2. Fosfor
Sampel air sebanyak 10 ml disaring kemudian memasukkannya ke dalam
erlenmeyer. Sampel air ditambahkan combined reagent masing-masing
1,6 ml,
yang terdiri dari campuran : H2SO4 5N (10ml), potasium antymonil
tartrat/PAT
(1ml), Amonium molibdat (3ml), dan ascorbic acid (6 ml), kemudian larutan didiamkan selama 30 menit. Setelah itu dilakukan pengamatan kerapatan
optik
pada spektrofotometer dengan panjang gelombang 880nm (APHA, 1992).
12. SULFUR
Pertama-tama air sampel diambil sebanyak 25 ml kemudian ditambahkan BaCl2 sebanyak
satu sudip. Dilakukan hal yang sama pada larutan blando dan larutan standar 1
ppm. Kemudian dilakukan pengukuran pada spectrometer dengan panjang gelombang
sulfat. Setelah semuanya selesai diukur, dimasukkan ke dalam rumus dan
dihitung.
BAB III
PENUTUP
3.1.
Kesimpulan
Parameter kimia dari
kualitas air dapat dibedakan menjadi beberapa parameter yang memiliki perbedaan
satu sama lain ataupun adakalanya saling keterkaitan antara yang satu dengan
yang lainnya.
Beberapa parameter kimia
yang telah dibahas adalah salinitas, pH, alkalinitas, DO, CO2, nutrien,
sulfur, chlorin, copper, sedimen, dan lain-lain.
3.2. Saran
Dalam setiap
pembuatan makalah ataupun paper sebaiknya memperhatikan dari setiap informasi
yang telah tulis. Dan seharusnya masing-masing mahasiswa dapat memahaminya.
DAFTAR PUSTAKA
Almeida,
S.F.P. 2001. Use of Diatom for Freshwater Quality Evaluation in Portugal. Limnetica,
20(2) : 205-213. Asociation Espanola de Limnologia, Madrid, Spain
Boyd, C.E.
1990. Water Quality in Pond for Aquaculture. Department of
Fisheries and Allied Aquacultures. Auburn University, Alabama, USA
Basmi, J.
1999. Planktonologi : Chrysophyta-Diatom Penuntun Identifikasi.
Barbour,
M.T., Gerritsen, J., Snyder, B.D., Stribling, J.B. 1999. Rapid Bioassessment
Protocols for se in Stream and Wadeable Rivers : Periphyton, Benthic
Macroinvertebrates and Fish, Second Edition. EPA 841-B-99-002.
U.S. Environmental Protection Agency ; Office of Water; Washington
D.C.
Ghosal, S.
Rogers, M. and Wray, A. 2000. Turbulent Life of Phytoplankton. Proceeding
of The Summer Program 2000, Centre for Turbulence Research, pp.
1-45.
Harding,
W.R., Archibald C.M., Taylorb, J.C. 2005. The Relevance of Diatom for Water
Quality Assessment in South Africa : A position paper. Water SA, 31
(1), January.
Sukran, D.,
Nurhayat, D., Didem, Elmaci. 2006. Relationships Among Epipelic Diatom Taxa,
Bacterial Abundances and Water Quality in a Highly Polluted Stream Catchment,
Bursa – Turkey. Environmental Monitoring and Assessment, 112
( 1-3) : 1-22.
Wasielesky,
W, Bianchini, A, Sanchez, C.C, Poersch, L.H. 2003. The effect of Temperature,
Salinity and Nitrogen Products on Food Consumtion of Pink Fartantepenaeus
paulensis. Brazilian Archives of Biology and Technology. 46 :
135-141
Komentar
Posting Komentar