bab ii tinjauan pustaka - · pdf filepermukaan air), pleuston (mengapung dan terombang-ambing...

Bab II Tinjauan Pustaka

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 PENDAHULUAN

Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang

banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air

harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta

makhluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus

dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi

sekarang dan generasi mendatang. Aspek penghematan dan pelestarian sumber

daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air.

Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas

air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan

kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri,

domestik, dan kegiatan lain berdampak negative terhadap sumber daya air, antara

lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan

gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung

pada sumber daya air. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan perlindungan

sumber daya air secara seksama.

Pengelolaan sumber daya air sangat penting, agar dapat dimanfaatkan secara

berkelanjutan dengan tingkat mutu yang diinginkan. Salah satu langkah

pengelolaan yang dilakukan adalah pemantauan dan interpretasi data kualitas air,

mencakup kualitas fisika, kimia dan biologi.

II.2 WADUK

Waduk merupakan badan air tergenang (Standing waters atau Lentik) yang

dibuat dengan cara membendung sungai, umumnya berbentuk memanjang

mengikuti bentuk dasar sungai sebelum dijadikan waduk. Waduk dapat dibeda-

bedakan berdasarkan faktor kecepatan aliran, waktu detensi hidrolik dan adanya

gradien vertikal temperatur, di samping variabel kualitas air lainnya (Perdana,

2006).

II - 1


II.2.1 Struktur Waduk

II.2.1.1 Struktur Fisik

Karakteristik fisik suatu waduk umumnya dinyatakan oleh panjang, kedalaman,

luas permukaan dan volume dari waduk (Perdana, 2006). Waduk dicirikan

dengan arus yang sangat lambat (0,001 – 0,01 m/detik) atau tidak ada arus sama

sekali. Arus air waduk dapat bergerak ke berbagai arah. Perairan danau/waduk

biasanya memiliki stratifikasi kualitas air secara vertikal. Stratifikasi ini terjadi

akibat perbedaan intensitas cahaya dan perbedaan suhu pada kolom air yang

terjadi secara vertikal. Stratifikasi ini tergantung pada kedalaman dan musim

(Effendi, 2003).

Zonase perairan tergenang dibagi menjadi dua, yaitu zonase bentos dan zonase

kolom air (Gambar 2.1). Zonase bentos disebut juga zonase dasar, terdiri atas

supra-litoral, litoral, sub-litoral, dan profundal. Zonase kolom air atau open water

zone terdiri atas zonase limnetik, tropogenik, kompensasi, dan tropolitik (Effendi,

2003).

Gambar II.1 Zonase pada perairan tergenang (waduk)(Cole, 1988 dalam Effendi, 2003)

Berdasarkan kedalamannya, waduk dibedakan menjadi waduk dangkal dengan

kedalaman kurang dari 7 meter, waduk sedang dan waduk dalam. Sedangkan

berdasarkan waktu detensi hidrolisnya waduk dibedakan menjadi waduk dengan

waktu detensi hidrolis singkat yaitu kurang dari 1 tahun dan waduk dengan

waktu detensi hidrolis panjang yaitu lebih dari 1 tahun (Perdana, 2006).

Unsur-unsur struktur waduk yang melibatkan pergerakan air dan distribusi panas

sering kali digunakan untuk mendeskripsikan kondisi-kondisi offshore waduk.

II - 2


Apabila ditinjau dari struktur dalam cekungan waduk, ada dua zona kedalaman

yang umum disebutkan, yaitu zona litoral dan pelagik. Zona litoral membentang

dari tepian tepat di atas pengaruh gelombang sampai kedalaman di mana cahaya

nyaris tidak cukup bagi tumbuhan air berakanr. Pada waduk-waduk yang dalam,

area di luar pengaruh tepian atau dasar disebut sebagai zona limnetik atau

pelagik. Organisme yang menghuni zona tersebut harus beradaptasi untuk

berenang, suspensi, ataupun mengambang. Massa airnya memiliki suhu struktur

vertikal khas yang tidak bergantung pada bentuk basin (cekungan) waduk

(Wulandari, 2006).

Bagian waduk yang jauh dari tepian secara garis besar dibagi menjadi dua

berdasarkan tingkat cahaya. Bagian yang memperoleh cukup cahaya dan

biasanya airnya tercampur dengan baik disebut zona fotik atau eufotik. Zona

tersebut membentang dari permukaan waduk sampai kedalaman cahaya kira-kira

1% dari yang terdapat di permukaan. Sementara zona afotik membentang di

bawah litoral dan fotik sampai ke dasar waduk. Cahaya di zona tersebut terlalu

sedikit bagi fotosintesis. Akan tetapi, respirasi terjadi pada semua kedalaman,

sehingga zona afotik merupakan daerah konsumsi oksigen (Wulandari, 2006).

Pada daerah-daerah bersuhu sedang, dapat ditemukan tiga zona vertikal waduk

ketika terjadi stratifikasi termal. Air bagian atas yang lebih hangat dan

bersirkulasi disebut epilimnion; bagian tengah dimana terjadi laju perubahan

suhu paling besar seturut kedalaman (termoklin) adalah metalimnion; dan bagian

dalam yang dingin dan sedikit sirkulasinya disebut hipolimnion (Wulandari,

2006).

Sifat waduk tergantung dari perbedaan fluktuasi aliran masuk dan aliran keluar,

dimana rasio antara volume waduk terhadap alirannya akan memberikan waktu

detensi hidraulik, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk mengosongkan waduk atau

waduk tersebut apabila input ke waduk atau waduk dihentikan. Apabila aliran

keluar berlangsung lambat maka waktu detensi makin besar sehingga

percampuran banyak terjadi di dalam waduk, maka waduk cenderung bersifat

homogen. Sebaliknya, jika waktu detensinya singkat maka percampuran yang

terjadi sedikit sehingga sifat waduk cenderung heterogen (Perdana, 2006).

II - 3


II.2.1.2 Struktur Kimiawi

Distribusi zat-zat kimiawi, terutama nutrien, dalam air waduk merupakan unsur

utama kedua struktur waduk. Nutrien terkadang menumpuk di hipolimnion atau

zona afotik, sementara epilimnion atau zona fotik justru kehabisan nutrien,

kedalaman dimana terjadi perubahan zat secara cepat disebut kemoklin.

Kemoklin adalah cirri tetap pada beberapa waduk, tapi biasanya stratifikasi

kimiawi ditentukan oleh distribusi suhu dan kerapatan. Stratifikasi vertikal

struktur kimiawi biasanya kecil pada zona litoral yang tercampur baik.

Komponen vertikal struktur kimiawi waduk umumnya bersifat musiman dan

bergantung pada keberadaan lapisan air yang terstabilisasi oleh kerapatan

komponen horizontal dapat berlangsung sepanjang tahun dan dipengaruhi oleh

tepian waduk (Wulandari, 2006).

II.2.1.3 Struktur Biologis

Unsur utama ketiga dari struktur waduk adalah struktur biologis. Sebagian

organisme hidup berpindah-pindah zona waduk selama hidupnya, akan tetapi

sebagian besar dapat diklasifikasikan berdasarkan habitatnya yang paling

penting. Organisme yang hidup di waduk meliputi plankton (zooplankton dan

fitoplankton), fungi, virus, nekton (berenang, termasuk ikan), neuston (hidup di

permukaan air), pleuston (mengapung dan terombang-ambing oleh air), makrofit

akuatik (tumbuhan tingkat tinggi), perifiton (tumbuhan dan hewan mikroskopik

atau nyaris mikroskopik yang melekat pada makrofit akuatik), alga yang melekat,

bentos, epibentos (hidup dan bergerak di dasar waduk), infauna (meliang di

bawah permukaan lumpur, dan psammon (hidup di pasir). Selain itu ada pula

yang disebut aufwuchs, yaitu keseluruhan komunitas organisme mikroskopik

melekat yang terdiri atas alga, bakteri, fungi, protozoa, dan metazoa kecil

(Wulandari, 2006).

II.2.1.4 Struktur Watershed

Watershed sama pentingnya dengan unsur-unsur fisik, kimiawi, dan biologis

suatu waduk. Ukuran, kemiringan, komposisi geologis, dan iklim cekungan

drainage suatu waduk mempengaruhi identitas dan kuantitas mineral-mineral

yang terlarut dalam waduk dan sedimen-sedimen yang menumpuk di sana.

Perbandingan ukuran area drainage dengan luas permukaan sangatlah penting

II - 4


pada banyak waduk karena waduk yang area drainage-nya lebih besar biasanya

tingkat kesuburannya lebih tinggi. Eutrofikasi juga sangat mempengaruhi rasio

permukaan waduk/watershed (Wulandari, 2006).

Iklim umum watershed mempengaruhi transport sedimen dan nutrien. Misalnya

saja, pola hujan suatu daerah mempengaruhi erosi dan kemudahan pergerakan

dari watershed ke waduk. Contohnya dalah yang terjadi pada unsur nitrogen.

Nitrogen dalam bentuk nitrat yang amat terlarut mudah sekali ditranspor oleh air

jernih maupun berlumpur. Nitrat paling mudah berpindah dari tanah ke air di

zona-zona beriklim sedang yang tinggi curah hujannya. Selain itu, iklim

mempengaruhi juga keberadaan atau ketiadaan aliran keluar. Waduk-waduk air

tawar tanpa aliran keluar biasanya akan menjadi waduk garam melalui evaporasi,

dan bahkan bisa mengering sepenuhnya (Wulandari, 2006).

Selain sumber-sumber alamiah zat-zat kimiawi dari sedimen atau erosi dan

penggelontoran watershed, ada pula sumber-sumber dari pertanian, hutan, dan

perkotaan. Sumber-sumber tersebut tak hanya mengubah morfometri cekungan

waduk, melainkan juga memodifikasi lingkungan kimiawi waduk (Wulandari,

2006).

II.2.2 Fungsi dan Potensi Waduk

Waduk mempunyai fungsi ekonomi yang sangat tinggi. Salah satu fungsi

terpenting waduk adalah perikanan, baik budidaya maupun perairan tangkap. Jika

dikelola dengan benar, perikanan waduk dapat mendatangkan keuntungan yang

cukup besar. Apalagi, perikanan air tawar di Indonesia dicirikan oleh kekayaan

spesies dan tingkat endemisme yang tinggi (Wulandari, 2006).

Waduk juga penting dari segi tata air (antara lain mencegah kekeringan dan

banjir) dan dalam kaitannya dengan penyediaan air bersih, baik untuk minum,

irigasi, maupun industri. Dengan demikian, waduk mempunyai fungsi sebagai

peyangga kehidupan (Wulandari, 2006).

II - 5


II.3 STANDAR KUALITAS AIR

Kualitas air adalah kadar unsur-unsur dari badan air yang dianalisis metoda

tertentu berdasarkan sifat-sifat fisik, kimia, maupun bakteriologis sehingga

menunjukkan mutu air tersebut. Standar kualitas air merupakan suatu persyaratan

kualitas air untuk perlindungan dan pemanfaatan air yang bersangkutan (Jati,

2006).

Di Indonesia telah ada standar kualitas air yang bersifat nasional maupun

regional. Di dalam pengelolaan kualitas air dikenal dua macam standar yaitu

“stream standar” dan “efluen standar”. Stream standar adalah karakteristik

kualitas air yang disyaratkan bagi sumber air (misalnya sungai) yang disusun

dengan mempertimbangkan pemanfaatan sumber air tersebut, kemampuan

pencemaran dan swa pemurnian terhadap beban pencemaran dan faktor-faktor

ekonomis. Sedangkan efluen standar adalah karakteristik kualitas air yang

disyaratkan bagi efluen atau air buangan yang akan disalurkan ke sumber air

(sungai), dimana dalam penyusunannya telah dipertimbangkan pengaruh

terhadap pemanfaatan sumber air yang menampungnya (Jati, 2006).

Baku mutu yang digunakan untuk analisis kualitas air adalah PP No.82 Tahun

2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.

Berdasarkan PP No.82 Tahun 2001 Bab II, Pasal 8, air diklasifikasikan menjadi

empat kelas, yaitu:

1. Kelas I yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air

minum dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan air yang sama untuk

peruntukan tersebut.

2. Kelas II yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk sarana rekreasi,

budidaya ikan air tawar, peternakan, dan untuk mengairi pertamanan.

3. Kelas III yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk budidaya ikan

air tawar, peternakan, dan untuk mengairi pertamanan.

4. Kelas IV yaitu air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi

pertamanan.

II - 6


II.4 PENCEMARAN AIR

Pencemaran air disebabkan oleh banyak faktor, namun secara umum dapat di-

kelompokan ke dalam dua katagori (Jati, 2006):

Sumber-sumber langsung (direct contaminant sources), dan

Sumber-sumber tak langsung (indirect contaminant sources)

Yang dimaksud dengan sumber-sumber langsung adalah buangan (effluent) yang

berasal dari sumber pencemarnya yaitu limbah hasil pabrik atau suatu kegiatan

dan limbah seperti limbah cair domestik dan tinja serta sampah. Pencemaran

terjadi karena buangan ini langsung mengalir ke dalam sistem pasokan air (urban

water supplies system), seperti sungai, kanal, parit/selokan. Sedangkan sumber-

sumber tak langsung adalah kontaminan yang masuk melalui air tanah akibat

adanya pencemaran pada air permukaan baik dari limbah industri maupun dari

limbah domestik. Berdasarkan masuknya limbah ke badan air penerima,

pencemaran digolongkan pada pencemaran titik (point source), pencemaran garis

(line source), dan kombinasi keduanya. (Manurung, 2004).

II.4.1 Dampak Pencemaran Air

Dampak pencemaran air pada umumnya dapat dibagi menjadi empat kategori,

yaitu (Jati, 2006):

1. Dampak terhadap kehidupan biota air

Dengan banyaknya zat pencemar yang ada di dalam air limbah, maka akan

menyebabkan menurunnya kadar oksigen yang terlarut di dalam air limbah

tersebut. Dengan demikian akan menyebabkan kehidupan di dalam air yang

membutuhkan oksigen akan terganggu, dan mengurangi perkembangannya.

Selain disebabkan karena kurangnya oksigen, kematian kehidupan di dalam

air dapat juga disebabkan oleh adanya zat beracun. Selain kematian ikan-

ikan, dampak lainnya adalah kerusakan pada tanaman air.

2. Dampak terhadap kualitas air tanah

Suatu survey sumur dangkal di Jakarta menunjukkan bahwa pencemaran air

tanah oleh tinja yang lazim diukur dengan Faecal Coliform telah terjadi

II - 7


dalam skala yang luas. Banyak penelitian mengindikasikan terjadinya

pencemaran yang berasal dari tinja tersebut.

3. Dampak terhadap kesehatan

Pengaruh langsung terhadap kesehatan, umpamanya, tergantung sekali pada

kualitas air mengingat air yang terkontaminasi dalam hal ini berfungsi

sebagai media penyalur ataupun penyebar penyakit. Peran air sebagai

pembawa penyakit menular bermacam-macam, antara lain:

air sebagai media untuk hidup mikroba patogen

air sebagai sarang insekta penyebar penyakit

jumlah air bersih yang tersedia tak cukup, sehingga manusia

bersangkutan tak dapat membersihkan dirinya, atau air sebagai media

untuk hidup vektor penyebar penyakit

4. Dampak terhadap estetika lingkungan.

Dengan semakin banyaknya zat organik yang dibuang oleh perusahaan yang

memproduksi bahan organik, maka setiap hari akan dihasilkan air limbah

yang berupa bahan-bahan organik yang semakin besar. Ampas dari limbah

jenis ini yang seharusnya diendapkan terlebih dahulu, dan memerlukan waktu

yang lama, sebelum dibuang kemudian mengalami proses pembusukan zat

organik yang berada di dalamnya. Akibat yang ditimbulkannya adalah bau

menyengat. Di samping masalah bau, juga masalah penumpukan yang

memerlukan tempat yang luas. Hal seperti inilah yang menimbulkan masalah

estetika lingkungan. Masalah limbah minyak atau lemak juga terkait dengan

estetika. Selain bau, limbah ini juga menyebabkan tempat di sekitarnya

menjadi licin.

II.4.2 Upaya Pengendalian Pencemaran

Pada umumnya pencemaran organik atau logam berat disebabkan oleh limbah

industri dan domestik/rumah tangga. Beban pencemaran industri tegantung pada

bahan baku atau bahan kimia yang digunakan, kapasitas dan proses produksi,

serta cara penyaluran air buangan yang dipakai. Sedangkan beban pencemar dari

air limbah rumah tangga/domestik/perkotaan, biasanya ditentukan oleh faktor

II - 8


komposisi masyarakat, jenis dan sistem penyalurannya, standar hidup, geografi,

dan ada tidaknya tempat pembuangan sampah.

Pengendalian pencemaran badan sungai dapat dilakukan dengan tiga upaya yaitu

(Jati, 2006):

Usaha pengurangan beban pencemaran (khususnya dalam industri).

Pengurangan beban pencemaran dalam industri dapat dilakukan dengan

pengubahan proses, penggantian bahan kimia yang potensi pencemarannya

tinggi dengan unsur kimia yang mempunyai daya racun rendah,

mengefektifkan pemakaian zat-zat kimia, dan lain-lain, cara ini dikenal

dengan teknologi bersih.

Upaya pengolahan dengan metode fisik, kimia, biologis, atau kombinasinya.

Efisiensi dari pengolahan tersebut berbeda-beda tergantung pada cara atau

metoda yang diterapkan. Pengolahan secara fisis dapat dilakukan dengan

penyaringan (screening) atau pengendapan. Pengolahan secara kimia dapat

dilakukan dengan penambahan bahan kimia yang bersifat koagulan dan

flokulan, sehingga terjadi proses koagulasi. Adapun pengolahan biologis

dimaksudkan untuk memberikan oksigen untuk mengoksidasi bahan organik

yang ada atau yang tersisa sampai pada tingkat yang diinginkan.

Penyaluran air buangan

Penyaluran buangan cair harus memperhatikan lingkungan sekitar yang

menyangkut permukiman penduduk, pertanian, perikanan, dan lain-lain. Hal

kedua yang diperhatikan adalah efluen standar yang harus memenuhi

persyaratan. Dan yang terakhir adalah ijin pemilihan dan penampungan

buangan cair maupun padat berupa sludge. Penegakan hukum peraturan

perundang-undangan, koordinasi kelembagaan atau institusi dan

implementasi kebijakan-kebijakan tentang lingkungan hidup, dapat pula

sebagai strategi pengendalian yang sangat membantu.

II.5 PENGAMBILAN CONTOH AIR

Pengambilan contoh air (water sampling) merupakan salah satu bagian yang tak

terpisahkan dari sistem pengukuran kualitas air, yaitu untuk mendapatkan data

kualitas air yang akurat dan valid. Untuk mendapatkan data hasil pengukuran

II - 9


yang valid (representatif) diperlukan beberapa hal sebagai berikut (Effendi,

2003) :

a. contoh air yang representatif,

b. metode analisis dengan tingkat akurat dan presisi yang memadai,

c. peralatan dan instrumentasi yang menunjang, dan

d. sumber daya manusia (analis atau laboran) yang dibekali dengan pengetahuan

dan keterampilan yang memadai.

Pengertian contoh air yang representatif adalah contoh air yang komposisinya

sama dengan komposisi badan air (sungai, waduk, laut, sumur, dsb) yang akan

diteliti. Jika contoh air yang akan dianalisis adalah contoh air yang

karakteristiknya telah berubah dari karakteristik asalnya (badan airnya), maka

ketika dianalisis di laboratorium, data yang diperoleh adalah data yang tidak

sama dengan kualitas badan air tersebut, sehingga data yang diperoleh tidak

representatif, sehingga akan menimbulkan kesalahan dalam membuat kesimpulan

tentang kualitas badan air tersebut, yang selanjutnya akan menimbulkan

kesalahan yang lebih jauh, yaitu kesalahan dalam mengambil kebijakan yang

akan diterapkan dalam rangka pengelolaan kualitas air tersebut.

Untuk mendapatkan contoh air yang representatif diperlukan beberapa

persyaratan diantaranya (Effendi, 2003):

a. pemilihan lokasi yang tepat

b. teknik pengambilan contoh

c. metode pengawetan

II.5.1 Pemilihan Lokasi Pengambilan Contoh Air

Pemilihan lokasi pengambilan contoh air merupakan salah satu langkah penting

dalam prosedur pengambilan contoh air, lokasi pengambilan contoh dipilih agar

contoh air yang diambil benar-benar mewakili badan air tersebut dan disesuaikan

dengan tujuan pengambilan sampel, agar diperoleh hasil pengukuran yang

representatif dan sesuai dengan kebutuhan.

Dalam pemilihan lokasi harus menpertimbangkan tujuan dari

pengukuran/pemantauan dan pengetahuan tentang kondisi dan geografi badan air

II - 10


yang akan diteliti. Lokasi pengambilan contoh air sudah dapat ditentukan dalam

perencanaan dan dapat diplotkan di atas peta, tetapi keputusan akhir sangat

tergantung pada kondisi lapangan setelah dilakukan survey pendahuluan. Untuk

pengambilan contoh di waduk diperlukan alat bantu yaitu perahu.

II.5.2 Teknik Pengambilan Contoh Air

Dalam pengambilan contoh air, terdapat istilah grab sample (contoh air sesaat)

dan composite sample (contoh air campuran).

a. grab sample (contoh air sesaat)

Istilah contoh air sesaat adalah contoh air yang diambil pada satu kali

pengambilan dari satu lokasi. Dengan demikian, data hasil pengukuran hanya

mewakili kualitas air pada saat dilakukan pengambilan dan pada titik

pengambilan.

b. composite sample (contoh air campuran)

Contoh air komposit (composite sample) adalah contoh air campuran yang

diambil dari satu lokasi, dengan beberapa kali periode pengambilan dalam

rentang waktu tertentu. Kemudian contoh-contoh air tersebut digabungkan

dicampurkan menjadi satu contoh.

Ada beberapa parameter air yang tidak mungkin diawetkan, tetapi harus sesegera

mungkin dilakukan pengukuran, yaitu dilakukan pengukuran di lapangan (di

lokasi pengambilan contoh air). Parameter yang umumnya dilakukan pengukuran

di lokasi pengambilan contoh air adalah temperatur, pH, oksigen terlarut,

konduktivitas, kecerahan, asiditas dan alkalinitas. Dengan demikian perlu

disiapkan peralatan dan pereaksi untuk pengukuran parameter di lapangan (Tabel

II.1).

Selain pereaksi untuk pengukuran di lapangan juga harus disiapkan pereaksi

untuk pengawetan contoh air. Secara umum, pereaksi yang biasanya digunakan

untuk pengawetan adalah asam sulfat pekat, asam nitrat pekat, NaOH, dll.

II - 11


Tabel II.1 Peralatan/Pereaksi Untuk Pengukuran Lapangan

No. Parameter Lapangan Peralatan/Pereaksi

1 Temperatur Termometer

2 pH pH meter

3 Oksigen Terlarut DO meter

4 Konduktivitas Conductivity meter

5 Kecerahan Secchi disk

6 Asiditas-Alkalinitas Titrasi Asidi-Alkalinitas

Sumber: Standard Method for the Examination of Water and Waste Water, 20thedition, 1998

II.5.3 Metode Pengawetan Contoh Air

Pengawetan contoh air adalah perlakuan-perlakuan yang diterapkan terhadap

contoh air dengan tujuan agar kualitas air tidak berubah selama perjalanan dari

lokasi sampling ke laboratorium dan selama penyimpanan di laboratorium,

menunggu di laboratorium.

Senyawa-senyawa yang ada dalam air dibagi menjadi 3 kategori diantaranya

(Jati, 2006):

a. Senyawa kimia/molekul kimia yang terdapat dalam air dan relatif stabil, tidak

mudah berubah untuk jangka waktu tertentu

Misalnya untuk parameter Natrium, Kalium, Kalsium dan Magnesium

Klorida atau Sulfat, sehingga tidak perlu diawetkan, jika contoh air tersebut

akan segera dianalisis

b. Senyawa/molekul kimia dalam yang konsentrasinya berubah dengan cepat

akibat terjadinya perubahan fisik air

Contohnya adalah gas yang terlarut dalam air (O2 terlarut, gas Cl2 sebagai

desinfektan) akan berubah terhadap perubahan temperatur dan tekanan air.

Untuk menjaga agar diperoleh hasil pengukuran yang akurat, maka untuk

pengukuran parameter tersebut harus dilakukan pengukuran sesegera

mungkin, yaitu pengukuran di lapangan, tidak mungkin (tidak praktis)

dilakukan pengawetan contoh air.

c. Senyawa kimia/molekul kimia yang mudah berubah tetapi masih bisa

diawetkan dengan cara-cara tertentu dengan waktu penyimpanan yang

terbatas

Untuk setiap parameter pengukuran mempunyai cara pengawetan contoh air

yang berbeda-beda, demikian pila penyimpanannya. Contohnya untuk

II - 12


parameter ammonia, diawetkan dengan cara diasamkan dengan H2SO4 pekat

sampai pH 2, dengan waktu penyimpanan paling lama 28 hari, harus sudah

dilakukan pengukuran.

II.6 PARAMETER FISIKA

II.6.1 Suhu

Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari

permukaan laut (altitude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan,

dan aliran serta kedalaman badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap

proses fisika, kimia, dan biologi badan air. Suhu juga sangat berperan

mengendalikan kondisi ekosistem perairan, misalnya pada organisme akuatik

yang memiliki kisaran suhu tertentu (batas atas dan batas bawah) yang sesuai

untuk pertumbuhannya (Effendi, 2003).

Peningkatan suhu akan mengakibatkan peningkatan viskositas, reaksi kimia,

evaporasi, dan volatilisasi. Peningkatan suhu juga menyebabkan penurunan

kelarutan gas dalam air, misalnya gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya

(Haslam,1995 dalam Effendi, 2003). Selain itu, peningkatan suhu juga akan

mengakibatkan peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air,

dan selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen. Peningkatan

suhu perairan sebesar 10 °C menyebabkan terjadinya peningkatan konsumsi

oksigen oleh organisme akuatik sebesar 2-3 kali lipat. Peningkatan suhu juga

dapat menyebabkan terjadinya peningkatan dekomposisi bahan organik oleh

mikroba. Kisaran suhu optimum bagi pertumbuhan fitoplankton di perairan

adalah 20-30 °C (Effendi, 2003).

Cahaya matahari yang masuk ke perairan akan mengalami penyerapan dan

perubahan menjadi energi panas. Proses penyerapan cahaya ini berlangsung

secara lebih intensif pada lapisan atas sehingga lapisan atas perairan memiliki

suhu yang lebih tinggi (lebih panas) dan densitas yang lebih kecil daripada

lapisan bawah.

II - 13


II.6.2 Kecerahan dan Kekeruhan

Kecerahan air tergantung dari warna dan kekeruhan pada air. Kecerahan

merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan

menggunakan secchi disk. Secchi disk dikembangkan oleh professor Secchi pada

sekitar abad ke 19. Tingkat kekeruhan air tersebut dinyatakan dengan suatu nilai

yang dikenal dengan kecerahan secchi disk (Jeffries dan Mills, 1996 dalam

Effendi, 2003).

Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan

banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat

dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang

tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus), maupun bahan

anorganik dan organik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain (APHA

1996; Davis dan Cornwell, 1991 dalam Effendi, 2003).

Kekeruhan pada perairan tergenang (lentik), misalnya waduk, lebih banyak

disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel-partikel

halus; sedangkan kekeruhan pada sungai yang sedang banjir lebih banyak

disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar yang

berupa lapisan permukaan tanah yang terbawa oleh aliran air pada saat hujan.

Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi,

misalnya pernafasan dan daya lihat organisme aquatik, serta dapat menghambat

penetrasi cahaya ke dalam air.

II.7 PARAMETER KIMIA

II.7.1 pH

pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui konsentrasi

(sebetulnya aktivitas) ion hidrogen H+. Ion hidrogen merupakan faktor utama

untuk mengerti reaksi kimiawi dalam ilmu teknik lingkungan, karena (Sumestri,

1984):

• H+ selalu ada dalam kesetimbangan dinamis dengan air, H2O, yang

membentuk suasana untuk semua reaksi kimiawi yang berkaitan dengan

masalah pencemaran air, dimana sumber ion hidrogen tidak pernah habis.

II - 14


• H+ tidak hanya merupakan unsur molekul H2O saja tetapi juga merupakan

unsur banyak senyawa lain, hingga jumlah reaksi tanpa H+ dapat dikatakan

hanya sedikit saja.

Air membentuk kesetimbangan seperti yang ditunjukkan dalam persamaan reaksi

(2.1) dan (2.2) (Fresenius et al., 1988 dalam Effendi, 2003).

2 H2O H3O+ + OH- (2.1)

(Ion Hidronium) (Ion Hidroksil)

H2O H+ + OH- (2.2)

Ion hidrogen bersifat asam. Keberadaan ion hidrogen menggambarkan nilai pH,

yang dinyatakan dengan persamaan (2.3)

pH = - log [H+] (2.3)

Konsentrasi ion hidrogen dalam air murni yang netral adalah 1 x 10-7 g/liter.

Nilai disosiasi air (Kw) pada suhu 25°C adalah 10-14. Klasifikasi nilai pH adalah

sebagai berikut:

pH = 7 : netral

7 < pH < 14 : alkalis (basa)

0 < pH < 7 : asam

Sebagian besar organisme akuatik sensitif terhadap perubahan pH dan menyukai

pH sekitar 7 – 8,5. Nilai pH sangat mempengaruhi proses biokimiawi perairan,

misalnya proses nitrifikasi akan berakhir jika pH rendah. Toksisitas logam

memperlihatkan peningkatan pada pH rendah (Novotny dan Olem, 1994 dalam

Effendi, 2003). Pengaruh nilai pH terhadap komunitas biologi perairan

ditunjukkan dalam Tabel II.2.

Pada pH < 4, sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak dapat bertoleransi

terhadap pH rendah. Namun, algae Chlamydomonas acidophila masih dapat

bertahan hidup pada pH sangat rendah, yaitu 1, dan algae Euglena masih

bertahan hidup pada pH 1,6 (Haslam, 1995 dalam Efendi, 2003).

II - 15


Tabel II.2 Pengaruh pH Terhadap Komunitas Biologi PerairanNilai pH Pengaruh Umum

6,0 – 6,5

1. Keanekaragaman plankton dan bentos sedikit menurun

2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas tidak mengalami

perubahan

5,5 – 6,0

1. Penurunan Nilai keanekaragaman plankton dan bentos semakin

tampak

2. Kelimpahan total, biomassa, dan produktivitas masih belum

mengalami perubahan yang berarti

3. Algae hijau berfilamen mulai tampak pada zona litoral

5,0-5,5

1. Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton,

dan bentos semakin besar

2. Terjadi penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan

bentos

3. Algae Hijau berfilamen semakin banyak

4. Proses nitrifikasi berjalan lambat

4,5-5,0

1. Penurunan keeanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton,

dan bentos semakin besar

2. Penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos

3. Algae hijau berfilamen semakin banyak

5. Proses nitrifikasi terhambat

Sumber: Baker et al, 1990 dalam Effendi 2003

II.7.2 Oksigen Terlarut

Atmosfer bumi mengandung oksigen sekitar 210 ml/L. Oksigen merupakan salah

satu gas yang larut dalam perairan. Kadar oksigen yang terlarut dalam perairan

alami bervariasi tergantung suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer.

Semakin besar suhu dan ketinggian (altitude) serta semakin kecil tekanan

atmosfer, kadar oksigen terlarut semakin kecil (Jeffrey dan Mills, 1996 dalam

Effendi, 2003).

Kadar oksigen terlarut juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan musiman,

tergantung pada pencampuran (mixing) dan pergerakan (turbulence) massa air,

aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah (effluent) yang masuk ke badan air.

Peningkatan suhu sebesar 1 °C akan meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10

% (Brown, 1987 dalam Effendi, 2003). Dekomposisi bahan organik dan oksidasi

II - 16


bahan anorganik dapat mengurangi kadar oksigen terlarut hingga mencapai nol

(anaerob) (Effendi, 2003).

Sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di

atmosfer (sekitar 35 %) dan aktivitas fotosintetis oleh tumbuhan air dan

fitoplankton (Novotny dan Olem, 1994 dalam Effendi, 2003). Difusi oksigen dari

atmosfer ke dalam air dapat terjadi secara langsung pada kondisi air diam

(stagnant). Difusi juga dapat terjadi karena agitasi atau pergolakan massa air

akibat adanya gelombang atau ombak dan air terjun. Namun, pada hakikatnya

difusi oksigen dari atmosfer ke perairan berlangsung relatif lambat, meskipun

terjadi pergolakan massa air. Oleh karena itu, sumber utama oksigen di perairan

adalah fotosintesis.

Sebagian besar oksigen pada perairan lacustrin, misalnya waduk dan danau,

merupakan hasil sampingan dari aktivitas fotosintesis. Pada proses fotosintesis,

karbon dioksida direduksi menjadi karbohidrat dan air mengalami dehidrogenasi

menjadi oksigen, seperti yang ditunjukkan oleh persamaan reaksi (2.4).

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + O2 (2.4)

Di perairan waduk, oksigen lebih banyak dihasilkan oleh fotosintesis algae yang

banyak terdapat pada zona epilimnion. Pada perairan tergenang yang dangkal dan

banyak ditumbuhi tanaman air pada zona litoral, keberadaan oksigen lebih

banyak dihasilkan oleh aktivitas fotosintesis tumbuhan air (Tebbut, 1992 dalam

Effendi, 2003).

Selain akibat proses respirasi tumbuhan dan hewan, hilangnya oksigen di

perairan juga terjadi karena oksigen dimanfaatkan oleh mikroba untuk

mengoksidasi bahan organik. Oksidasi bahan organik di perairan tersebut

dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya adalah suhu, pH, pasokan oksigen,

jenis bahan organik, serta rasio karbon dan nitrogen (Boyd, 1988 dalam Effendi,

2003).

II - 17


Keadaan perairan dengan kadar oksigen yang sangan rendah berbahaya bagi

organisme akuatik. Semakin rendah kadar oksigen terlarut, semakin tinggi

toksisitas (daya racun) zinc, copper (tembaga), lead (timbal), sianida hydrogen

sulfide, dan ammonia. Perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan perikanan

sebaiknya memiliki kadar oksigen tidak kurang dari 5 mg/L. Kadar oksigen

terlarut kurang dari 4 mg/L menimbulkan efek yang kurang menguntungkan bagi

hampir semua organisme akuatik. Kadar oksigen terlarut yang kurang dari 2

mg/L dapat mengakibatkan kematian ikan (UNESCO/WHO/UNEP, 1992 dalam

Effendi, 2003). Swingle (1969) dalam Effendi (2003) mengemukakan hubungan

antara kadar oksigen terlarut dan kelangsungan hidup ikan di kolam (Tabel II.3).

Tabel II.3 Kadar Oksigen Terlarut dan Pengaruhnya Terhadap Kelangsungan

Hidup Ikan Kadar Oksigen Terlarut

(mg/L)Pengaruh Terhadap Kelangsungan Hidup Ikan

< 0,3

0,3 – 1,0

1,0 – 5,0

>5,0

Hanya sedikit jenis ikan yang dapat bertahan pada masa

pemaparan singkat (short exposure)

Pemaparan lama (prolonged exposure) dapat mengakibatkan

kematian ikan

Ikan dapat bertahan hidup, tetapi pertumbuhannya terganggu

Hampir semua organisme akuatik menyukai kondisi ini

Sumber: Swingle, 1969 dalam Effendi, 2003

II.7.3 BOD (Biochemichal Oxygen Demand)

Dekomposisi bahan organik pada dasarnya terjadi melalui dua tahap. Pada tahap

pertama, bahan organik diuraikan menjadi bahan anorganik. Pada tahap kedua,

bahan anorganik yang tidak stabil mengalami oksidasi menjadi bahan anorganik

yang lebih stabil, misalnya ammonia mengalami oksidasi menjadi nitrit dan nitrat

(nitrifikasi). Pada penentuan nilai BOD, hanya dekomposisi tahap pertama yang

berperan, sedangkan oksidasi bahan anorganik (nitrifikasi) dianggap sebagai

pengganggu.

Secara tidak langsung, BOD merupakan gambaran kadar bahan organik, yaitu

jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba aerob untuk mengoksidasi bahan

organik menjadi karbondioksida dan air (Daviss and Cornwell, 1991 dalam

II - 18


Effendi, 2003). Dengan kata lain, BOD menunjukkan jumlah oksigen yang

dikonsumsi oleh proses respirasi mikroba aerob yang terdapat dalam botol BOD

yang diinkubasi pada suhu sekitar 20 °C selama 5 hari, dalam keadaan tanpa

cahaya (Boyd, 1988).

BOD hanya menggambarkan bahan organik yang dapat didekomposisi secara

biologis (biodegradable). Bahan organik ini dapat berupa lemak, protein, kanji

(starch), glukosa, aldehida, ester, dan sebagainya. Dekomposisi selulosa secara

biologis berlangsung relatif lambat. Bahan organik merupakan hasil pembusukan

tumbuhan dan hewan yang telah mati atau hasil buangan dari limbah domestik

dan industri.

Nilai BOD perairan dipengaruhi oleh suhu, densitas, plankton, keberadaan

mikroba, serta jenis dan kandungan bahan organik. Korelasi antara BOD dan

COD yang dikaitkan dengan suhu dan kecerahan ditunjukkan dalam persamaan

regresi (2.5) dan (2.6) (Boyd, 1988 dalam Effendi, 2003).

BOD (mg/L)/jam = -1,006 – 0,00148 C – 0.0000125 C2 + 0,0766 T – 0,00144 T2

+ 0,000253 CT (2.5)

BOD (mg/L)/jam = -1,133 + 0,00381 S + 0,0000145 S2 + 0,0812 T – 0,000749

T2 – 0,000349 ST (2.6) Keterangan: C = COD (mg/L)

T = Suhu (°C)

S = Secchi Disk (cm)

Pada perairan alami, yang berperan sebagai sumber bahan organik adalah

pembusukan tanaman. Perairan alami memiliki nilai BOD antara 0,5 – 7,0 mg/L

(Jeffries dan Mills, 1996 dalam Effendi, 2003). Perairan yang memiliki nilai

BOD lebih dari 10 mg/L dianggap trelah mengalami pencemaran. Nilai BOD

limbah industri dapat mencapai 25.000 mg/L (UNESCO/WHO/UNEP, 1992

dalam Effendi, 2003). Nilai BOD limbah industri makanan antara 500 – 4.000

mg/L, industri farmasi antara 400 – 10.000 mg/L, dan industri kertas sekitar

1.500 – 25.000 mg/L (Rao, 1991 dalam Effendi, 2003).

II - 19


II.7.4 COD (Chemical Oxygen Demand)

COD menggambarkan jumlah total oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi

bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologis

(biodegradable) maupun yang sukar didegradasi secara biologis (non

biodegradable) menjadi CO2 dan H2O. Pada prosedur penentuan COD, oksigen

yang dikonsumsi setara dengan jumlah dikromat yang diperlukan untuk

mengoksidasi air sampel (Boyd, 1988 dalam Effendi, 2003).

Pengukuran COD didasarkan pada kenyataan bahwa hampir semua bahan

organik dapat dioksida menjadi CO2 dan H2O dengan bantuan oksidator kuat

(kalium dikromat/K2Cr2O7) dalam suasana asam. Meskipun demikian, terdapat

juga bahan organik yang tidak dapat dioksidasi dengan metode ini, misalnya

piridin dan bahan organik yang bersifat mudah menguap (volatile). Glukosa dan

lignin dapat dioksidasi secara sempurna. Asam amino dioksidasi menjadi

ammonia dan nitrogen. Nitrogen organik dioksidasi menjadi nitrat.

Keberadaan bahan organik dapat berasal dari alam ataupun dari aktivitas rumah

tangga dan industri, misalnya pabrik bubur kertas (pulp), pabrik kertas, dan

industri makanan. Perairan yang memiliki nilai COD tinggi tidak diinginkan bagi

kepentingan perikanan dan pertanian. Nilai COD pada perairan yang tidak

tercemar biasanya kurang dari 20 mg/L, sedangkan pada perairan yang tercemar

dapat lebih dari 200 mg/L dan pada limbah industri dapat mencapai 60.000

mg/L.

II.7.5 Kesadahan

Kesadahan (hardness) adalah gambaran kation logam divalen (valensi dua).

Kation-kation ini dapat bereaksi dengan sabun (soap) membentuk endapan

(presipitasi) maupun dengan anion-anion yang terdapat di dalam air membentuk

endapan atau karat pada peralatan logam (Effendi, 2003).

Pada perairan tawar, kation divalen yang paling berlimpah adalah kalsium dan

magnesium, sehingga kesadahan pada dasarnya ditentukan oleh jumlah kalsium

dan magnesium. Kalsium dan magnesium berikatan dengan unsur penyusun

alkalinitas, yaitu bikarbonat dan karbonat.

II - 20


Kesadahan pada awalnya ditentukan dengan titrasi menggunakan sabun standar

yang dapat bereaksi dengan ion penyusun kesadahan. Dalam perkembangannya,

kesadahan ditentukan dengan titrasi menggunakan EDTA (ethylene diamine tetra

acetic acid) atau senyawa lain yang dapat bereaksi dengan kalsium dan

magnesium.

Kesadahan perairan berasal dari kontak air dengan tanah dan bebatuan. Air hujan

sebenarnya memiliki kemampuan untuk melarutkan ion-ion penyusun kesadahan

yang banyak terikat didalam tanah dan batuan kapur (limestone), meskipun

memiliki kadar karbondioksida yang relatif tinggi. Larutnya ion-ion yang dapat

meningkatkan nilai kesadahan tersebut lebih banyak disebabkan oleh aktivitas

bakteri di dalam tanah yang banyak yang mengeluarkan karbon dioksida.

Keberadaan karbondioksida membentuk kesetimbangan dengan asam karbonat.

Pada kondisi yang relatif asam. Senyawa-senyawa karbonat yang terdapat di

dalam tanah dan batuan kapur yang sebelumnya tidak larut berubah menjadi

senyawa yang bikarbonat yang bersifat larut. Batuan kapur pada dasarnya tidak

mengandung karbonat, tetapi juga mengandung sulfat, klorida, dan silikat. Ion-

ion ini juga ikut terlarut dalam air. Gambar II.2 menunjukkan proses pelarutan

senyawa karbonat.

Kesadahan diklasifikasikan berdasarkan dua cara, yaitu berdasarkan ion logam

dan berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam. Berdasarkan ion

logam, kesadahan dibedakan menjadi kesadahan kalsium dan kesadahan

magnesium. Berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam, kesadahan

dibedakan menjadi kesadahan karbonat dan kesadahan non-karbonat.

Perairan yang berada di sekitar batuan karbonat memiliki nilai kesadahan tinggi.

Perairan payau dan laut yang mengandung natrium dalam jumlah besar juga

dapat mengganggu daya kerja sabun, namun natrium bukan termasuk kation

penyusun kesadahan. Klasifikasi perairan berdasarkan nilai kesadahan

ditunjukkan dalam Tabel II.4.

II - 21


Air Hujan

Lapisan batuan kapur (limestone)

Zonase dengan aktivitas reaksi kimia yang

berlangsung intensif

CaCO3 + H2CO3 Ca(HCO)3 (larut)

MgCO3 + H2CO3 Mg(HCO3)2(larut)

Lapisan sebelah bawah tanah (sub soil)

Zonase dengan aktivitas bakteri lebih sedikit,

Menghasilkan CO2 lebih sedikit pula.


Lapisan tanah pucuk (top soil)

Zonase dengan aktivitas bakteri yang intensif,

Menghasilkan CO2 dalam jumlah besar.


Gambar II.2 Penampang Melintang Tanah Yang Memperlihatkan Proses

Terlarutnya Penyusun Kesadahan Perairan (Effendi, 2003)

Tabel II.4 Klasifikasi Perairan Berdasarkan Nilai KesadahanKesadahan (mg/L CaCO3) Klasifikasi Perairan

< 50

50 – 150

150 – 300

> 300

Lunak (soft)

Menengah (moderately hard)

Sadah (hard)

Sangat sadah (very hard)

Sumber: Peavy et al., 1985 dalam Effendi, 2003

Nilai kesadahan diperlukan dalam penilaian kelayakan perairan untuk

kepentingan domestik dan industri. Tebbut (1992) (dalam Effendi, 2003)

mengemukakan bahwa nilai kesadahan tidak memiliki implikasi langsung

terhadap kesehatan manusia. Kesadahan yang tinggi dapat menghambat sifat

toksik dari logam berat karena kation-kation penyusun kesadahan (kalsium dan

magnesium) membentuk senyawa kompleks dengan logam berat tersebut.

Misalnya, toksisitas 1 mg/L timbal pada perairan dengan kesadahan rendah (soft

water) dapat mematikan ikan. Akan tetapi, toksisitas 1 mg/L timbal pada perairan

dengan kesadahan 150 mg/L CaCO3 terbukti tidak berbahaya bagi ikan (Effendi,

2003).

II - 22


Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil daripada air

tanah. Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120 mg/L CaCO3 dan lebih

dari 500 mg/L CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukan domestik,

pertanian, dan industri. Namun, air sadah lebih disukai oleh organisme daripada

air lunak.

II.7.6 Nitrogen

Nitrogen dan senyawanya tersebar secara luas dalam biosfer. Lapisan atmosfer

bumi mengandung sekitar 78 % gas nitrogen. Bebatuan juga mengandung

nitrogen. Pada tumbuhan dan hewan, senyawa nitrogen ditemukan sebagai

penyusun protein dan klorofil.

Meskipun ditemukan dalam jumlah yang melimpah di atmosfer, akan tetapi

nitrogen tidak dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup secara langsung (Dugan,

1972 dalam Effendi, 2003). Nitrogen harus mengalami fiksasi terlebih dahulu

menjadi NH3, NH4, dan NO3. Meskipun demikian, bakteri Azotobacter dan

Clostridium serta beberapa jenis algae hijau-biru (blue-green algae/Cyanophyta),

misalnya Anabaena, dapat memanfaatkan gas N2 secara langsung dari udara

sebagai sumber nitrogen.

Di perairan, nitrogen berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik

terdiri dari ammonia (NH3), ammonium (NH4), nitrit (NO2), nitrat (NO3), dan

molekul nitrogen (N2) dalam bentuk gas. Nitrogen organik berupa protein, asam

amino, dan urea. Bentuk-bentuk nitrogen tersebut mengalami transformasi

sebagai bagian dari siklus nitrogen. Transformasi nitrogen dapat melibatkan

ataupun tidak melibatkan makrobiologi dan mikrobiologi.

II.7.6.1 Ammonia

Ammonia dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion ammonium

adalah bentuk transisi dari ammonia. Ammonia banyak digunakan dalam proses

produksi urea, industri bahan kimia (asam nitrat, ammonium fosfat, ammonium

nitrat, dan ammonium sulfat), serta industri bubur kertas (pulp and paper).

Sumber ammonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan

urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal

II - 23


dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati)

oleh mikroba jamur. Proses ini dikenal dengan istilah amonifikasi yang

ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.7).

N organik + O2 NH3-N + O2 NO2-N + O2 NO3-N (2.7)

amonifikasi nitrifikasi

Tinja dari biota akuatik yang merupakan limbah aktivitas metabolisme juga

banyak mengeluarkan ammonia. Sumber ammonia yang lain adalah reduksi gas

nitrogen yang berasal dari proses difusi udara atmosfer, limbah industri, dan

domestik. Ammonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui

erosi tanah. Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal, ammonia berada

dalam bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan gas ammonium.

Kesetimbangan antara gas ammonia dan gas ammonium ditunjukkan dalam

persamaan reaksi (2.8).

NH3 + H2O NH4+ + OH- (2.8)

Ammonia bebas tidak dapat terionisasi, sedangkan ammonium (NH4+) dapat

terionisasi. Persentase ammonia bebas meningkat dengan meningkatnya pH dan

suhu perairan. Pada pH 7 atau kurang, sebagian besar ammonia akan mengalami

ionisasi. Sebaliknya, pada pH lebih besar dari 7, ammonia tak terionisasi yang

bersifat toksik terdapat dalam jumlah yang lebih banyak (Novotny dan Olem,

1994 dalam Effendi, 2003).

Amonia bebas (NH3) yang tidak terionisasi bersifat toksik terhadap organisme

akuatik. Toksisitas ammonia terhadap organisme akuatik akan meningkat jika

terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, pH, dan suhu. Ikan tidak dapat

bertoleransi terhadap kadar ammonia bebas yang terlalu tinggi karena dapat

mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada akhirnya dapat

menyebabkan sufokasi. Akan tetapi, ammonia bebas ini tidak dapat diukur secara

langsung.

Sumber nitrogen yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan

akuatik adalah nitrat (NO3), ammonium (NH4), dan gas nitrogen (N2). Pupuk

yang mengandung ammonium, misalnya urea, berfungsi untuk menambah

II - 24


pasokan nitrogen di dalam tanah yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh

tumbuhan. Ammonia jarang ditemukan pada perairan yang mendapat cukup

pasokan oksigen. Sebaliknya, pada wilayah anoksik (tanpa oksigen) yang

biasanya terdapat di dasar perairan, kadar ammonia relatif tinggi.

Kadar ammonia yang tinggi dapat merupakan indikasi adanya pencemaran bahan

organik yang berasal dari limbah domestik, industri, dan limpasan (run-off)

pupuk pertanian. Kadar ammonia yang tinggi juga dapat ditemukan pada dasar

waduk yang mengalami kondisi tanpa oksigen (anoxic). Toksisitas akut ammonia

yang tidak terionisasi terhadap organisme akuatik sangat bervariasi, ditunjukkan

pada Tabel II.5.

Tabel II.5 Toksisitas Akut (LC50 96 jam) Ammonia Tak Terionisasi Terhadap

Organisme Akuatik

Spesies LC50 96 jam (mg/L)

1. Oligachaeta

Limnodrillus hoffmeisteri

2. Gastropoda

Lymanaea stagnalis

3. Krustasea

a. Gammarus pulex

b. Asellus aquaticus

4. Ephemroptera (myfly)

Baetis rhodani (nimpa)

5. Trichoptera (Caddisfly)

Hydropsyche angustipennis (larva)

6. Chironimidae

Chironomus riparus (larva)

1,9

1,0

2,1

2,3

1,7

3,0

1,7

Sumber: Williams et al dalam Effendi, 2003

Kadar ammonia pada perairan alami biasanya kurang dari 0,1 mg/L (McNeely et

al., 1979 dalam Effendi, 2003). Kadar ammonia bebas yang tidak terionisasi

(NH3) pada perairan tawar sebaiknya tidak lebih dari 0,02 mg/L, perairan bersifat

toksik bagi beberapa jenis ikan (Sawyer dan McCarty, 1978 dalam Effendi,

2003).

II - 25


II.7.6.2 Nitrit

Di perairan alami, nitrit (NO2) biasanya ditemukan dalam jumlah yang sangat

sedikit, lebih sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan

keberadaan oksigen. Nitrit merupakan bentuk peralihan (intermediate) antara

ammonia dan nitrat (nitrifikasi), dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi).

Sumber nitrit dapat berupa limbah domestik dan limbah industri. Kadar nitrit

pada perairan relatif lebih kecil karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan

alami mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/L dan sebaiknya tidak melebihi 0,06

mg/L (Canadian Council of Resource and Environment Minister, 1978). Di

perairan, kadar nitrit jarang melebihi 1 mg/L (Sawyer and McCarty, 1978 dalam

Effendi, 2003). Kadar nitrit yang lebih dari 0,05 mg/L dapat bersifat toksik bagi

organisme perairan yang sangat sensitif (Moore, 1991, dalam Effendi, 2003).

Untuk keperluan air minum, WHO merekomendasikan kadar nitrit sebaiknya

tidak melebihi 1 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Bagi manusia dan

hewan, nitrit bersifat lebih toksik daripada nitrat.

II.7.6.3 Nitrat

Nirat (NO3) adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan

nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat nitrogen sangat

mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses

oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan. Nitrifikasi yang merupakan

proses oksidasi ammonia menjadi nitrat dan nitrit adalah proses yang penting dari

siklus nitrogen dan berlangsung pada kondisi aerob. Oksidasi ammonia menjadi

nitrit dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas, sedangkan oksidasi nitrit menjadi

nitrat dilakukan oleh bakteri Nitrobacter. Oksidasi nitrit menjadi ammonia

ditunjukkan pada persamaan reaksi (2.9), sedangkan oksidasi nitrit menjadi nitrat

ditunjukkan dalam persamaan reaksi (2.10)

Nitrosomonas

2 NH3 + 3 O2 2 NO2 + 2 H+ + 2 H2O (2.9)

Nitrobacter

2 NO2- + O2 2 NO3

- (2.10)

II - 26


Proses nitrifikasi seperti yang ditunjukkan pada persamaan diatas sangat

dipengaruhi oleh beberapa parameter sebagai berikut (Krenkel dan Novotny,

1980 dalam Effendi 2003):

a. Pada kadar oksigen < 2 mg/L, reaksi akan berjalan lambat.

b. Nilai pH yang optimum bagi proses nitrifikasi adalah 8-9. Pada pH < 6,

reaksi akan berhenti.

c. Bakteri yang melakukan nitrifikasi cenderung menempel pada sedimen dan

bahan padatan lain.

d. Kecepatan pertumbuhan bakteri nitrifikasi lebih lambat daripada bakteri

heterotrof. Apabila pada perairan banyak terdapat bahan organik, maka

pertumbuhan bakteri heterotrof akan melebihi pertumbuhan bakteri

nitrifikasi.

e. Suhu optimum proses nitrifikasi adalah 20 °C – 25 °C. pada kondisi suhu

kurang atau lebih dari kisaran tersebut, kecepatan nitrifikasi berkurang.

Nitrat dan ammonium adalah sumber utama nitrogen di perairan. Namun,

ammonium lebih disukai oleh tumbuhan. Kadar nitrat di perairan yang tidak

tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar ammonium. Kadar nitrat-nitrogen

pada perairan alami hampir tidak pernah lebih dari 0,1 mg/L. Kadar nitrat-

nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/L dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi

(pengayaan) perairan, yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae dan

tumbuhan air secara pesat (blooming). Kadar nitrat dalam air tanah dapat

mencapai 100 mg/L. Air hujan memiliki kadar nitrat sekitar 0,2 mg/L. Pada

perairan yang menerima limpasan air dari daerah pertanian yang banyak

mengandung pupuk, kadar nitrat dapat mencapai 1.000 mg/L. Kadar nitrat untuk

keperluan air minum sebaiknya tidak melebihi 10 mg/L (Davis dan Cornwell,

1991 dalam Effendi, 2003).

Nitrat dapat digunakan untuk mengelompokkan tingkat kesuburan perairan.

Perairan oligotrofik memiliki kadar nitrat antara 0 – 1 mg/L, perairan mesotrofik

memiliki kadar nitrat antara 1 – 5 mg/L, dan perairan eutrofik memiliki kadar

nitrat yang berkisar antara 5 – 50 mg/L (Volenweider, 1969 dalam Effendi,

2003).

II - 27


II.7.7 FOSFOR

Di perairan, unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen,

melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut (ortofosfat dan

polifosfat) dan senyawa organik yang berupa partikulat. Senyawa fosfor

anorganik yang biasa terdapat di perairan ditunjukkan dalam Tabel II.6. Fosfor

membentuk kompleks ion besi dan kalsium pada kondisi aerob, bersifat tidak

larut, dan mengendap pada sedimen sehingga tidak dapat dimanfaatkan oleh

algae akuatik (Jeffries dan Mills, 1996 dalam Effendi, 2003).

Tabel II.6 Senyawa Fosfor Anorganik yang Biasa Terdapat di Perairan Nama Senyawa Fosfor Rumus Kimia

Ortofosfat

1. Trinatrium fosfat

2. Dinatrium fosfat

3. Mononatrium fosfat

4. Diamonium fosfat

Polifosfat

1. Natrium heksametafosfat

2. Natrium tripolifosfat

3. Tetranatrium pirofosfat

Na3PO4

Na2HPO4

NaH2PO4

(NH3)2HPO4

Na3(PO3)6

Na5P3O10

Na4P2O7

Sumber: Sawyer dan McCarty, 1978

Fosfat merupakan betuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan (Dugan,

1972 dalam Effendi, 2003). Karakteristik fosfor sangat berbeda dengan unsur-

unsur lain yang merupakan penyusun biosfer karena unsur ini tidak terdapat di

atmosfer. Pada kerak bumi, keberadaan fosfor relatif sedikit dan mudah

mengendap. Fosfor juga merupakan unsur esensial bagi tumbuhan tingkat tinggi

dan algae, sehingga unsur ini menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan algae

akuatik serta sangat mempengaruhi produktivitas perairan. Jones dan Bachman,

1976 (dalam Effendi, 2003) mengemukakan korelasi positif antara kadar fosfor

total dan klorofil a. hubungan antara kadar fosfor total dan klorofil a tersebut

ditunjukkan dalam persamaan (2.11).

Log (klorofil a) = -1,09 + 1,46 Log Pt (2.11) Keterangan : Klorofil a = Konsentrasi klorofil a (mg/m3)

Pt = Fosfor total (mg/m3)

II - 28


Ortofosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan secara langsung

oleh tumbuhan akuatik, sedangkan polifosfat harus mengalami hidrolisis

membentuk ortofosfat terlebih dahulu sebelum dapat dimanfaatkan sebagai

sumber fosfor. Fosfor anorganik biasa disebut soluble reactive phosphorus,

misalnya ortofosfat. Fosfor organik banyak terdapat pada perairan yang banyak

mengandung bahan organik (Mackereth et al., 1989 dalam Effendi, 2003).

Di perairan, bentuk unsur fosfor terus berubah secara terus menerus, akibat

proses dekomposisi dan sintesis antara bentuk organik dan anorganik yang

dilakukan oleh mikroba. Semua polifosfat mengalami hidrolisis membentuk

ortofosfat. Pada suhu yang mendekati titik didih, perubahan polifosfat menjadi

ortofosfat berlangsung cepat. Kecepatan ini meningkat dengan menurunnya nilai

pH (Effendi, 2003).

Keberadaan fosfor di perairan alami biasanya relatif kecil, dengan kadar yang

lebih sedikit daripada nitrogen karena sumber fosfor di perairan lebih sedikit

dibandingkan dengan nitrogen. Sumber fosfor di perairan adalah pelapukan

batuan mineral, misalnya fluorapatite [Ca5(PO4)F], hydroxylaptite

[Ca5(PO4)3OH], strengite [Fe(PO4).2H2O], whitlockite [Ca3(PO4)2], dan berlinite

(AlPO4). Selain itu, fosfor juga berasal dari dekomposisi bahan organik. Sumber

antropogenik fosfor adalah limbah industri dan domestik, yakni fosfor yang

berasal dari deterjen. Limpasan dari daerah pertanian yang menggunakan pupuk

juga memberikan kontribusi yang cukup besar bagi keberadaan fosfor (Effendi,

2003).

Fosfor banyak digunakan sebagai pupuk, sabun atau deterjen, bahan industri

keramik, minyak pelumas, produk minuman dan makanan, katalis, dan

sebagainya. Fosfor tidak bersifat toksik bagi manusia, hewan, dan ikan.

Kadar fosfor yang diperkenankan bagi kepentingan air minum adalah 0,2 mg/L

dalam bentuk fosfat (PO4). Kadar fosfor pada perairan alami berkisar antara

0,005 – 0,02 mg/L P-PO4, sedangkan pada air tanah biasanya sekitar 0,02 mg/L

P-PO4 (UNESCO/WHO/UNEP, 1992). Kadar fosfor dalam ortofosfat (P-PO4)

II - 29


jarang melebihi 0,1 mg/L, meskipun pada perairan eutrof. Kadar fosfor total pada

perairan alami jarang melebihi 1 mg/L (Boyd, 1988 dalam Effendi, 2003).

Keberadaan fosfor secara berlebihan yang disertai dengan keberadaan nitrogen

dapat menstimulir ledakan pertumbuhan algae di perairan (algae bloom). Algae

yang berlimpah ini dapat membentuk lapisan pada permukaan air yang

selanjutnya dapat menghambat penetrasi oksigen dan cahaya matahari sehingga

kurang menguntungkan bagi ekosistem perairan (Boyd, 1989 dalam Effendi,

2003).

Berdasarkan kadar ortofosfat, perairan diklasifikasikan menjadi tiga, yaitu:

perairan oligotrofik yang memiliki kadar ortofosfat 0,003 – 0,01 mg/L; perairan

mesotrofik yang memiliki kadar ortofosfat 0,011 – 0,03 mg/L; dan perairan

eutrofik yang memiliki kadar ortofosfat 0,031 – 0,1 mg/L (Vollenweider dalam

Wetzel, 1975 dalam Effendi, 2003).

II.8 LOGAM BERAT

II.8.1 Merkuri (Hg)

Merkuri (Hg) adalah unsur renik pada kerak bumi, yakni hanya sekitar 0,08

mg/kg (Moore, 1991). Pada perairan alami, merkuri juga hanya ditemukan dalam

jumlah yang sangat kecil. Merkuri merupakan satu-satunya logam yang berada

dalam bentuk cairan pada suhu normal. Merkuri terserap dalam bahan-bahan

partikulat dan mengalami presipitasi. Pada dasar perairan anaerobik, merkuri

berikatan dengan sulfur.

Sumber alami merkuri yang paling umum adalah cinnabar (HgS) (Novotny dan

Olem, 1994 dalam Effendi, 2003). Selain itu, mineral sulfida, misalnya sphalerite

(ZnS), wurtzite (ZnS), Chalcopyrite (CuFeS), dan galena (PbS), juga

mengandung merkuri. Cinnabar sukar larut dalam air. Namun, pelapukan

bermacam-macam batuan dan erosi tanah dapat melepaskan merkuri ke dalam

lingkungan perairan (McNeely et al., 1979 dalam Effendi, 2003).

Kadar merkuri pada perairaan tawar alami berkisar antara 10 – 100 ng/liter,

sedangkan pada perairan laut berkisar antara < 10 – 30 ng/liter (Moore, 1991

II - 30


dalam Effendi, 2003). Senyawa merkuri bersifat toksik pada manusia dan hewan.

Garam-garam merkuri terserap dalam usus dan terakumulasi di dalam ginjal dan

hati. Metal merkuri diangkut oleh sel darah merah dan dapat mengakibatkan

kerusakan pada otak. Ion metal merkuri lima puluh kali lebih toksik daripada

garam-garam merkuri anorganik. Senyawa merkuri mengalami masa tinggal

(retention time) yang cukup lama di dalam tubuh manusia.

Senyawa merkuri bersifat toksik bagi ikan dan biota kuatik lainnya karena dapat

menyebabkan biomagnifikasi pada jaring makanan. Organisme yang berada pada

rantai yang paling tinggi memiliki kadar merkuri yang lebih tinggi daripada

organisme di bawahnya (Tabel II.7).

Tabel II.7 Biomagnifikasi Merkuri Pada Beberapa Organisme Anggota

Jaring Makanan Pada Ekosistem Perairan Jenis Organisme Kadar Merkuri (µg/kg berat basah)

1. Sedimen

2. Fitoplankton

3. Tumbuhan tingkat tinggi

4. Zooplankton

5. Zoobentos herbivore

6. Zoobentos karnivora

7. Jenis ikan herbivore

8. Jenis ikan karnivora

9. Bebek/itik

10. Burung pemakan ikan

87 – 114

15

9

13

77

83

332 – 500

604 – 1.510

240

2.512 – 13.685

Sumber: Sarkka et al.,1978 dalam Effendi, 2003

Untuk melindungi kehidupan organisme perairan di Kanada dan European

Community (EC), kadar merkuri yang diperbolehkan berturut-turut adalah 0,1

µg/liter dan 0,2 µg/liter; sedangkan untuk melindungi kehidupan organisme laut

di EC, kadar merkuri yang diperbolehkan tidak lebih dari 0,3 µg/liter (Moore,

1991 dalam Effendi, 2003). Kadar merkuri pada air minum sebaiknya tidak

melebihi 0,002 mg/L (Davis dan Cornwell, 1991 dalam Effendi, 2003).

II - 31


II.8.2 Timbal (Pb)

Lead/timbal/timah hitam (Pb) pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan

tersuspensi. Kelarutan timbal cukup rendah sehingga kadar timbal di dalam air

relatif sedikit. Kadar dan toksisitas timbal dipengaruhi oleh kesadahan, pH,

alkalinitas, dan kadar oksigen. Timbal diserap dengan baik oleh tanah sehingga

pengaruhnya terhadap tanaman relatif kecil. Kadar timbal pada kerak bumi

sekitar 15 mg/kg. sumber alami timbal adalah galena (PbS), gelesite (PbSO4),

dan cerrusite (PbCO3) (Novotny dan Olem, 1994; Moore, 1991 dalam Effendi

2003). Bahan bakar yang mengandung timbal juga turut memberikan

berkontribusi yang berarti bagi keberadaan timbal di dalam air. Di perairan tawar

timbal membentuk senyawa kompleks yang memiliki sifat kelarutan rendah

dengan beberapa anion, misalnya hidroksida, karbonat, sulfida, dan sulfat.

Akumulasi timbal di dalam tubuh manusia mengakibatkan gangguan pada otak

dan ginjal, serta kemunduran mental pada anak yang sedang tumbuh. Perairan

tawar alami biasanya memiliki kadar timbal < 0,05 mg/L. Pada perairan laut,

kadar timbal sekitar 0,025 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Kelarutan

timbal pada perairan lunak (soft water) adalah sekitar 0,5 mg/L, sedangkan pada

perairan sadah (hard water) sekitar 0,003 mg/L. Canadian Council of Resource

and Environment Ministers (1987) mengemukakan hubungan antara kadar timbal

dengan nilai kesadahan di perairan yang ditunjukkan pada Tabel II.8.

Tabel II.8 Kadar Timbal Pada beberapa Nilai Kesadahan

Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Timbal (µg/liter)

0 – 60 (lunak/soft)

60 – 120 (sedang/medium)

120 – 180 (sadah/hard)

> 180 (sangat sadah/very hard)

1

2

4

7Sumber : Effendi, 2003

Timbal tidak termasuk unsur esensial bagi makhluk hidup, bahkan unsur ini

bersifat toksik bagi hewan dan manusia karena dapat terakumulasi pada tulang.

Toksisitas timbal terhadap tumbuhan relatif lebih rendah dibandingkan dengan

unsur renik lainnya.

II - 32


Pada perairan yang diperuntukkan bagi air minum, kadar maksimum timbal

adalah 0,05 mg/L (Davis dan Cornwell, 1991; Moore, 1991 dalam Effendi,

2003). Untuk melindungi hewan ternak, kadar timbal sebaiknya tidak melebihi

0,1 mg/L. Kadar timbal yang diperuntukkan bagi keperluan pertanian pada tanah

yang bersifat netral dan alkalis adalah 10 mg/L, sedangkan pada tanah yang

bersifat asam adalah 5 mg/L.

Toksisitas timbal terhadap organisme akuatik berkurang dengan meningkatnya

kesadahan dan kadar oksigen terlarut. Toksisitas timbal lebih rendah daripada

kadmium (Cd), merkuri (Hg), dan tembaga (Cu), akan tetapi lebih tinggi

daripada kromium (Cr), Mangan (Mn), barium (Ba), Seng (Zn), dan besi (Fe).

II.8.3 Kadmium (Cd)

Bersama-sama dengan Hg, Pb, dan V, kadmium (Cd) merupakan logam yang

hingga saat ini belum diketahui jelas peranannya bagi tumbuhan dan makhluk

hidup lain. Di dalam air, Cd terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit (renik)

dan bersifat tidak larut dalam air. Kadar kadmium pada kerak bumi sekitar 0,2

mg/kg (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Sumber alami cadmium adalah

greenockite (Cds), hawleyite, sphalerite, dan otavite (Moore, 1991 dalam

Effendi, 2003).

Kadar kadmium pada perairan tawar alami sekitar 0,0001 – 0,01 mg/L,

sedangkan pada perairan laut sekitar 0,0001 mg/L (McNeely et al., 1979 dalam

Effendi 2003). Menurut WHO, kadar kadmium maksimum pada air yang

diperuntukkan bagi air minum adalah 0,005 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi,

2003). Pada perairan yang diperuntukkan bagi kepentingan perairan dan

peternakan, kadar kadmium sebaiknya tidak melebihi 0,05 mg/L. Untuk

melindungi kehidupan pada ekosistem akuatik, perairan sebaiknya memiliki

kadar kadmium sekitar 0,0002 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003).

Kadmium bersifat kumulatif dan sangat toksik bagi manusia karena dapat

mengakibatkan gangguan fungsi ginjal dan paru-paru, meningkatkan tekanan

darah, dan mengakibatkan kemandulan pada pria dewasa. Kasus keracunan

kadmium yang cukup terkenal adalah timbulnya penyakit Itai-itai di Jepang,

II - 33


ditandai dengan rasa sakit pada tulang dan terjadi pengeroposan tulang.

Kadmium juga bersifat sangat toksik dan bioakumulasi terhadap organisme

(Effendi, 2003).

Toksisitas kadmium dipengaruhi oleh pH dan kesadahan. Selain itu, keberadaan

zinc dan timbal dapat meningkatkan toksisitas kadmium. Canadian Council of

Resource and Environment Ministers (1987) melaporkan hubungan antara kadar

kadmium dan nilai kesadahan yang ditunjukkan pada Tabel II.9 (Effendi, 2003).

Tabel II.9 Kadar Kadmium Pada Beberapa Nilai Kesadahan

Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Kadmium (µg/liter)





0,2

0,8

1,3

1,8Sumber: Effendi, 2003

II.8.4 Seng (Zn)

Seng (zinc) termasuk unsur yang terdapat dalam jumlah berlimpah di alam.

Kadar seng pada kerak bumi sekitar 70 mg/kg (Moore, 1991 dalam Effendi,

2003). Kelarutan unsur seng dan oksida seng dalam air relatif rendah. Seng yang

berikatan dengan klorida dan sulfat mudah terlarut, sehingga kadar seng dalam

air dipengaruhi bentuk senyawanya. Ion seng mudah terserap ke dalam sedimen

dan tanah. Silika terlarut dapat meningkatkan kadar seng, karena silika mengikat

seng. Jika perairan bersifat asam, kelarutan seng meningkat. Kadar seng pada

perairan alami <0,05 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003); pada perairan

asam mencapai 50 mg/L; dan pada perairan laut 0,01 mg/L (McNeely et al., 1979

dalam Effendi, 2003).

Seng termasuk unsur yang esensial bagi makhluk hidup, yakni berfungsi untuk

membantu kerja enzim. Seng juga diperlukan dalam proses fotosintesis sebagai

agen bagi bagi transfer oksigen dan berperan dalam pembentukan protein. Davis

dan Cornwell (1991) dalam Effendi (2003) mengemukakan bahwa seng tidak

II - 34


bersifat toksik bagi manusia, akan tetapi pada kadar yang tinggi dapat

menimbulkan rasa pada air.

Kadar seng pada air sebaiknya tidak lebih dari 5 mg/L (McNeely et al., 1979

dalam Effendi, 2003). Toksisitas seng menurun dengan meningkatnya kesadahan,

dan meningkat dengan meningkatnya suhu dan menurunnya kadar oksigen

terlarut. Kadar seng di perairan pada beberapa nilai kesadahan ditunjukkan dalam

Tabel II.10 (Taylor dan Demayo, 1980 pada Effendi, 2003).

Tabel II.10 Kadar Seng Pada beberapa Nilai Kesadahan

Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Seng (mg/L)

0 – 120

120 – 180

180 – 300

> 300

0,05

0,10

0,20

0,30Sumber: Effendi, 2003

Bersama-sama dengan K, Mg, dan Cd, seng bersifat aditif; toksisitasnya

merupakan penjumlahan dari masing-masing logam. (Moore, 1991 dalam

Effendi, 2003). Toksisitas seng dan tembaga bersifat sinergetik, yaitu mengalami

peningkatan, lebih toksik daripada penjumlahan keduanya (Peavy et al., 1985

dalam Effendi, 2003)

II.8.5 Tembaga (Cu)

Tembaga atau copper (Cu) merupakan logam berat yang dijumpai pada perairan

alami dan merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan dan hewan. Pada

tumbuhan, termasuk algae, tembaga berperan sebagai penyusun plastocyanin

yang berfungsi dalam transport elektron dalam proses fotosintesis (Boney, 1989

dalam Effendi, 2003). Garam-garam tembaga divalen, misalnya tembaga klorida,

tembaga sulfat, dan tembaga nitrat, bersifat sangat mudah larut dalam air,

sedangkan tembaga karbonat, tembaga hidroksida, dan tembaga sulfida bersifat

tidak mudah larut dalam air. Apabila masuk ke dalam perairan alami yang

alkalis, ion tembaga akan mengalami presipitasi dan mengendap sebagai tembaga

hidroksida dan tembaga karbonat.

II - 35


Kadar tembaga pada kerak bumi sekitar 50 mg/kg (Moore, 1991 dalam Effendi,

2003). Sumber alami tembaga adalah chalcopyrite (CuFeS2), copper sulfida

(CuS2), malachite [Cu2(CO3)(OH)2], dan azurite [Cu3(CO3)2(OH)2] (Novotny

dan Olem, 1994 dalam Effendi, 2003)

Pada perairan alami, kadar tembaga biasanya < 0,02 mg/L (Moore, 1991 dalam

Effendi, 2003). Air tanah dapat mengandung tembaga sekitar 12 mg/L. Pada

perairan laut, kadar tembaga berkisar antara 0,001 – 0,025 mg/L (McNeely et al.,

1979 dalam Effendi, 2003). Kadar tembaga maksimum pada air minum adalah

0,1 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Defisiensi tembaga dapat

mengakibatkan anemia; namun, kadar tembaga yang berlebihan dapat

mengakibatkan air menjadi berasa dan dapat menyebabkan kerusakan hati

apabila diminum.

Toksisitas tembaga (EC50) bagi microalgae Scenedesmus quadricauda berkisar

antara 0,1 – 0,3 mg/L. Nilai LC50 tembaga bagi avertebrata air tawar dan laut

biasanya < 0,5 mg/L, sedangkan terhadap ikan-ikan air tawar biasanya berkisar

antara 0,02 – 1,0 mg/L (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Toksisitas copper

meningkat dengan menurunnya nilai kesadahan dan alkalinitas. Hubungan antara

kesadahan dan kadar tembaga ditunjukkan dalam Tabel II.11.

Tabel II.11 Kadar Tembaga Pada Beberapa Nilai Kesadahan

Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar Tembaga (mg/L)





2

2

4

6Sumber: Effendi, 2003

II - 36

bab ii tinjauan pustaka - · pdf filepermukaan air), pleuston (mengapung dan terombang-ambing...

Documents