LIMNOLOGI

I.A. Lochana Dewi

Politeknik Pertanian Negeri Kupang

http://lochanawrite.blogspot.com

KUANTITAS DAN KUALITAS AIR

• Volume air di permukaan bumi diperkirakansekitar 1.384.000.000 km3

• sebagian besar merupakan air asin (97,39%). Sebanyak 2% merupakan massa es yang terdapatdi daerah kutub dan di daerah pegunungan tinggisebagai massa gletser.

• Sisanya sekitar 0,6% dari total masa air di bumiberupa air tanah atau air permukaan yang

• mengalir membentuk ekosistem sungai, kolam, danau, rawa, dan sebagainya.

SUNGAI BAWAH LAUT (MEXICO)

TIPE-TIPE PERAIRAN

• Perairan mengalir (lotic water) dan perairanmenggenang (lentic water).

• Perairan lotik dicirikan adanya arus yang terusmenerus dengan kecepatan bervariasi sehinggaperpindahan massa air berlangsung terus-menerus, contohnya antara lain: sungai, kali, kanal, parit, dan lainlain.

• Perairan menggenang disebut juga perairantenang yaitu perairan dimana aliran air lambatatau bahkan tidak ada dan massa air terakumulasi dalam periode waktu yang lama.

ZONASI PERAIRAN TAWAR

• Zona litoral adalah daerah pinggiran perairan yang masih bersentuhan dengan daratan.

• Pada daerah ini terjadi percampuransempurna antara berbagai faktor fisikokimiawi perairan.

• Organisme yang biasanya ditemukan antaralain: tumbuhan akuatik berakar ataumengapung, siput, kerang, crustacean, serangga, amfibi, ikan, perifiton dan lainlain.

ZONASI PERAIRAN TAWAR

• Zona limnetik adalah daerah kolam air yang terbentang antara zona litoral disatu sisi dan zona litoral disisi lain.

• Zona ini memiliki berbagai variasi secarafisik, kimiawi maupun kehidupan didalamnya.

• Organisme yang hidup dan banyakditemukan di daerah ini antara lain: ikan, udang, dan plankton

ZONASI PERAIRAN TAWAR

• Zona profundal adalah daerah dasarperairan yang lebih dalam danmenerima sedikit cahaya mataharidibanding daerah litoral dan limnetik.

• Bagian ini dihuni oleh sedikitorganisme terutama dari organismebentik karnivor dan detrifor

ZONASI PERAIRAN TAWAR

• Zona sublitoral adalah daerahperalihan antara zona litoral danzona profundal.

• Sebagai daerah peralihan zona inidihuni oleh banyak jenis organismebentik dan juga organisme temporal yang datang untuk mencarai makan.

ZONASI BERDASARKAN CAHAYA

• Zona eufotik/fotik adalah bagian perairan dengancahaya matahari masih dapat menembus wilayahtersebut.

• Daya tembus cahaya matahari dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain: tingkat kekeruhan/turbiditas, intensitas cahaya matahari itusendiri, densitas fitoplankton dan sudut datang cahayamatahari.

• Zona produktif dalam perairan dan dihuni olehberbagai macam jenis biota di dalamnya, danmerupakan wilayah yang paling luas pada ekosistemperairan daratan, dengan kedalaman yang bervariasi.

ZONASI BERDASARKAN CAHAYA

• Zona afotik adalah bagian perairan yang gelap gulitakarena cahaya matahari tidak dapat menembusdaerah ini.

• Di daerah tropis zona perairan tanpa cahaya hanyaditemui pada perairan yang sangat dalam atauperairan-perairan yang hipertrofik.

• Pada zona ini produsen primer bukan tumbuh-tumbuhan algae tetapi terdiri dari jenis-jenis bakteriseperti bakteri Sulfur.

• Tidak adanya tumbuh-tumbuhan sebagai produsenprimer karena tidak adanya cahaya matahari yang masuk, menyebabkan daerah ini miskin oksigen (DO)

MANFAAT EKOSISTEM PERAIRAN

• Sumber air bersih untuk rumah tangga, industri, pertanian, perikanan, peternakan, rekreasi dan lain-lain

• Pemasok air tanah

• Pengatur aliran air (penyimpan air, memperlambat aliran)

• Sumber daya alam dan plasma nutfah

• Sarana transportasi

• Sarana penunjang kegiatan sosial, budaya, keagamaan, dan adat

PP No. 20 Tahun 1990Pengendalian Pencemaran Air

• Air golongan A : Air yang dapat digunakan sebagaiair minum secara langsung tanpa harusdimasak/diolah terlebih dulu

• Air Golongan B : Air yang dapat digunakansebagai air minum tetapi harus dimasak/diolahterlebih dulu

• Air golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan

• Air golongan D : Air yang dapat digunakan untukkeperluan pertanian, industri, dan pembangkitlistrik

FAKTOR FISIKA PERAIRAN

• Arus air adalah pergerakan massa air yang disebabkan oleh perbedaan ketinggian dasarperairan, kerapatan molekul air, atau karenatiupan angin.

• Arus dapat bergerak secara vertikal maupunhorisontal.

• Pada ekosistem perairan arus memiliki peranyang sangat penting terutama berkaitandengan pola sebaran organisme, pengangkutan energi, gas-gas terlarut danmineral di dalam air.

FAKTOR FISIKA PERAIRAN

• Arus juga akan berpengaruh terhadap substratdasar perairan.

• Dalam perairan dikenal ada dua tipe arus yaituturbulen dan laminar.

• Turbulen merupakan arus air yang bergerakkesegala arah sehingga air akan terdistribusikeseluruh bagian perairan, sedangkan laminar yaitu arus air yang bergerak kesatu arahtertentu saja.

Arus laminar (searah)

FAKTOR FISIKO PERAIRAN

• Suhu pada ekosistem perairan berfluktuasi

baik harian maupun tahunan, terutama

mengikuti pola temperatur udara

lingkungan sekitarnya, intensitas cahaya

matahari, letak geografis, penaungan dan

kondisi internal perairan itu sendiri seperti

kekeruhan, kedalaman, kecepatan arus

dan timbunan bahan organik di dasar

perairan.

FAKTOR FISIKO-KIMIAWI PERAIRAN

• Suhu memiliki peran yang sangat pentingterhadap kehidupan di dalam air.

• Kelarutan berbagai jenis gas di dalam air serta semua aktivitas biologis di dalamperairan sangat dipengaruhi oleh suhu.

• Sebagaimana diketahui bahwameningkatnya suhu sebesar 10°C akanmeningkatkan laju metabolisme sebesar 2 –3 kali lipat.

• Berhubungan dengan suhu perairan, harusdiketahui bahwa organisme air memiliki kisaran toleransi yang berbeda-beda terhadap suhu media tempat hidupnya.

• Terdapat organisme yang memiliki kisarantoleransi yang luas terhadap perubahan suhulingkungan (euriterm) dan ada jenis yang kisarantoleransinya sempit (stenoterm).

• Kondisi tersebut menyebabkan sesuatu yang wajar apabila terdapat perbedaan signifikan jenisorganisme yang hidup pada daerah yang memilkiletak geografis yang berbeda, karena organi

FAKTOR FISIKO-KIMIAWI PERAIRAN

• Substrat dasar perairan dapat menjadi faktorpembatas, baik secara sendiri maupun komulatifterhadap organisme perairan.

• Substrat dasar perairan sangat berhubungandengan kecepatan arus, dan aktivitas manusia disepanjang DAS.

• Substrat dasar akan berpengaruh terhadapdistribusi organisme perairan.

• Organisme perairan secara morfologi memilikikekhasan tertentu untuk dapat hidup padahabitat perairan dengan tipe substrat dasartertentu.

FAKTOR BIOLOGI PERAIRAN

• Jenis-jenis gastropoda banyak ditemukan padaekosistem perairan dengan substrat dasar berbatu

• Hal ini karena gastropoda memiliki kemampuanuntuk melekat kuat pada substrat bebatuan danjuga dilengkapi cangkang yang keras sehinggadapat melindungi tubuhnya apabila terjadibenturan dengan substrat yang keras.

• Kelompok bivalvia dan vermes lebih banyak ditemukan pada ekosistem perairan dengansubstrat dasar berpasir atau berlumpur.

• Kekeruhan/turbidaitas adalah banyaknyajumlah partikel tersuspensi di dalam air.

• Turbiditas pada ekositem perairan jugasangat berhubungan dengan kedalaman, kecepatan arus, tipe substrat dasar, dan suhuperairan.

• Pengaruh ekologis kekeruhan adalahmenurunnya daya penetrasi cahaya mataharike dalam perairan yang selanjutnyamenurunkan produktivitas primer akibatpenurunan fotosintesis fitoplankton dantumbuhan bentik.

• Peningkatan kekeruhan pada ekosistemperairan juga akan berakibat terhadapmekanisme pernafsan organisme perairan.

• Apabila kekeruhan semakin tinggi makasebagian materi terlarut tersebut akanmenempel pada bagian rambut-rambut insangsehingga kemampuan insang untukmengambil oksigenterlarut menjadi menurun, bahkan pada tingkat kekeruhan tertentu dapatmenyebabkan insang tidak dapat berfungsidan menyebabkan kematian.

• Kedalaman perairan berperan pentingterhadap kehidupan biota pada ekosistemtersebut.

• Semakin dalam perairan maka terdapat zona-zona yang masingmasing memiliki kekhasantertentu, seperti suhu, kelarutan gas-gas dalam air, kecepatan arus, penetrasi cahaya matahari dan tekanan hidrostatik.

• Perubahan faktorfaktor fisik dan kimiawiperairan akibat perubahan kedalaman akanmenyebabkan respon yang berbeda biota didalamnya

KIMIA PERAIRAN (pH)

• Nilai pH menyatakan konsentarasi ion hidrogen (H+) dalam larutan atau didefinisikansebagai logaritma dari resiprokal aktivitas ion hidrogen yang secara matematis dinyatakandengan persamaan pH = log 1/H+. H+ adalahjumlah ion hidrogen dalam mol per liter larutan.

• Kemampuan air untuk mengikat ataumelepaskan sejumlah ion hidrogen akanmenunjukkan apakah larutan tersebut bersifatasam atau basa.

• Organisme perairan dapat hidup ideal dalamkisaran pH antara asam lemah sampai dengan basa lemah.

• Kondisi perairan yang bersifat asam kuat ataupun basa kuat akan membahayakankelangsungan hidup biota, karena akanmenggangu proses metabolisme dan respirasi.

• Perairan dengan kondisi asam kuat akan menyebabkan logam berat seperti aluminiummemiliki mobilitas yang meningkat dan karenalogam ini bersifat toksik maka dapatmengancam kehidupan biota.

KIMIA PERAIRAN (DO)

• DO atau oksigen terlarut merupakan jumlahgas O2 yang diikat oleh molekul air.

• Kelarutan O2 di dalam air terutama sangat dipengaruhi oleh suhu dan mineral terlarut dalam air.

• Kelarutan maksimum oksigen dalam air terdapat pada suhu 0 C°, yaitu sebesar 14,16 mg/l.

• Konsentrasi ini akan menurun seiringpeningkatan ataupun penurunan suhu.

• Sumber utama DO dalam perairan adalahdari proses fotosintesis tumbuhan dan penyerapan/pengikatan secara langsung oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air dengan udara.

• Berkurangnya DO dalam perairan adalahkegiatan respirasi organisme perairanatau melalui pelepasan secara langsungdari permukaan perairan ke atmosfer.

• Pengaruh DO terhadap biota perairan hanyasebatas pada kebutuhan untuk respirasi, berbeda dengan pengaruh suhu yang cenderung lebih komplek.

• Beberapa organisme perairan bahkan memilikimekanisme yang memungkinkan dapat hiduppada kondisi oksigen terlarut yang sangatrendah.

• Beberapa contoh species yang memilikikemampuan ini adalah larva dari Diptera danColeoptera serta larva dan pupa dari Culex sp.

• Organisme ini mempunyai sistem trachea terbuka seperti yang dimiliki oleh insektaterrestrial.

• Organisme ini dapat mengambil oksigenuntuk respirasi dengan mengambil dari udaradi permukaan air.

• Kemampuan tersebut menjadikan organismeini dapat digunakan sebagai bioindikatorekosistem perairan yang tercemar olehbuangan limbah organik.

Diptera

• Bebrapa organisme perairan memiliki kemampuan untuk menyesuaikan denganlingkungan miskin oksigen (Planaria sp).

• Organisme ini apabila dalam perairanoksigen terlarut sangat rendah maka akanmenurunkan konsumsi oksigen untukrespirasi, selanjutnya kekurangan oksigentersebut akan dikompensasi pada prosesrespirasi selanjutnya dengan meningkatkankonsumsi oksigen.

• Jadi organisme ini memiliki mekanisme yang unik dengan menyimpan oksigen di dalamtubuhnya untuk dimanfaatkan ketikalingkungan DO nya rendah.

KIMIA PERAIRAN (BOD)

• Nilai BOD (Biological Oxygen Demand) menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkanoleh organisme aerob untuk aktivitas hidup.

• Secara spesifik dalam hal ini adalah jumlahoksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganismeaerob untuk mendegradasi senyawa organikdalam perairan.

• Pengukuran BOD dilakukan selama 5 hari atau dikenal dengan BOD5 pada suhu 20° C (berdasarkan hasil penelitian)

• Selisih antara oksigen terlarut pada hari ke-0 dengan oksigen terlarut yang diukur setelahhari ke-5 yang didedah pada suhu 20° C disebut sebagai banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untukmendegradasi bahan organik dalam perairan.

• Nilai BOD menunjukkan kandungan bahanorganik dalam perairan, semakin tinggi nilaiBOD maka mengindikasikan bahwa perairantersebut banyak mengandung bahan organikdi dalamnya.

KIMIA PERAIRAN (COD)

• Nilai COD (Chemical Oxygen Demand) menunjukan jumlah oksigen total yang dibutuhkan di dalam perairan untukmengoksidasi senyawa kimiawi yang masuk kedalam perairan seperti minyak, logam beratmaupun bahan kimiawi lain.

• Besarnya nilai COD mengindikasikanbanyaknya senyawa kimiaei yang ada di dalamperairan dan sebaliknya rendahnya nilai COD mengindikasikan rendahnya senyawa kimia didalam perairan (BOD dinyatakan dalam mg/lt)

KIMIA PERAIRAN (CO2)

• CO2 dalam air meskipun sangat mudah larutdalam air tetapi umumnya berada dalamkeadaan terikat dengan air membentuk asamkarbonat (H2CO3).

• Keterikatan CO2 dalam air dalam bentukH2CO3 sangat dipengaruhi oleh nilai pH air.

• Pada pH Air yang rendah (pH = 4) karbondioksida berada dalam keadaanterlarut, pada pH antara 7 – 10 semuakarbondioksida dalam bentuk ion HCO3

• Pada pH sekitar 11 karbondioksida dijumpaidalam bentuk ion CO32- , sehingga dalam 16 keadaan basa akan menyebabkanpeningkatan ion karbonat dan bikarbonatdalam perairan

• Karbondioksida dalam air dapat berasal daripengikatan langsung dari udara bebas, danmelalui proses respirasi organisme

• Karbondioksida dalam perairan sangatdibutuhkan terutama oleh tumbu-tumbuhanair termasuk algae untuk fotosistesis

• Sumber karbondioksida yang dibutuhkan pada prosesfotosintesis tumbuhan terestrialsepenuhnya langsung diambil dariatmosfir, sementara prosesfotosintesis dalam lingkunganaquatiktergantung pada sumberkarbondioksida yang terlarut dalamair

KIMIA PERAIRAN (NITROGEN)

• Sebagian besar dalam bentuk nitrogen molekuker (N2), dan sebagian kecil dalambentuk nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), sertaAmonia (NH4). Nitrogen memegang peranankritis dalam daur bahan organik untukmenghasilkan asam amino yang merupakanbahan dasar penyusunan protein.

• Nitrogen terlarut dalam ekosistem perairandapat berasal dari pengikatan molekulnitrogen oleh bakteri pengikat nitrogen, penguraian sisa-sisa organisme

KIMIA PERAIRAN (FOSFAT)

• Fosfat dalam ekosistem perairan dapatterdapat dalam bentuk senyawa organikseperti protein ataupun gula, sebagian dalambentuk kalsium fosfat (CaPO4) dan besi fosfat(FePO4) anorganik.

• Fosfat tersedia melimpah dalam perairandalam bentuk ortofosfat

• Senyawa anorganik ini dihasilkan oleh bakterimelalui pemecahan fosfat organik dariorganisme yang mati