DOSEN PENGASUH Dr.Saleh Hidayat, M.Si. NIP : 132048333
DISUSUN OLEH: Kelompok 4 1.
Yupi Yupika ka Apri Aprian anti ti
(342 (34200 0070 7033 33))
2.
Wiwik Septiani
(342007055)
3.
Elmiyati
(342007031)
4.
Muslim
(342007071)
5.
Desi Winarti
(342007020)
6.
Yunika Septini
(342007005)
7.
Liki Antoni (3 (342007124)
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PALEMBANG FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN 2009 / 2010
1
NITROGEN, FOSFOR, DAN NUTRIEN LAIN “Jaga Ekosistem Akuatik Kita” 1. Bibliografi
Warmanboy. 2009. Jaga Ekosistem Akuatik Kita. (http://Warmanboy.wordprees.com/2009/12/14/Jaga-Ekosistem-AkuatikKita,diakses Kita,diakses tanggal 18 Maret 2010).
(Online)
Hudiyanti, Hudiyanti, Dewi. 2009. Pengaruh (online). e). (http/ (http//www /www.. Hum. Hum. Usm. Usm. Pengaruh Faktor Nutrien. Nutrien. (onlin Mt/w3svc2/geo/course/hgm 340/pgtuhfktr. Html, diakses 18 Maret 2010). Effendi, Effendi, Hefni. 2003. 2003. Telaah Telaah Kualitas Kualitas Air. Yogyakarta: Yogyakarta: Penerbit: Penerbit: Kanisius Kanisius halaman halaman 157161.
2. Tujuan Penulis
Menyampaikan informasi : a. Penc Pencema emara ran n adal adalah ah masu masuk k atau atau dima dimasu suka kann nnya ya mahl mahluk uk hidup hidup,, zat, zat, ener energi gi dan dan komponen lain kedalam air berubahnya tatanan air oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualias turun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air kurang atau air ti dak dapat lagi berfungsi sesuai dengan peruntukannya.
b. Penyumbang Penyumbang kontaminan kontaminan yang menimbulkan menimbulkan ancaman ancaman besar pada lingkungan lingkungan akuatik adalah air kotor, nutrient berlebih, senyawa organik sintesis, sampah, plastik, logam, hidrokarbon/minyak, dan hidrokarbon polisiklik aromatik. c.
Selain Selain nitroge nitrogen n dan sulfur, sulfur, organik organik yang yang terdapat terdapat dalam dalam air buanga buangan n terdiri terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen.
d. Bebera Beberapa pa badan badan Negara Negara telah telah mengem mengemban bangka gkan n pandua panduan n untuk untuk melind melindung ungii kehidupan kehidupan akuatik. akuatik. Contoh, Contoh, The Canada Canada Water Water Quali Quality ty Guide Guideline lines, s, berisi rekombinasi tentang konsentrasi zat kimia dalam air untuk melindungi kehidupan akuatik lingkungan air tawar. Sedangkan di Indonesia, pada tahun 1986 dibentuk suatu lembaga khusus dengan nama Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslit)
2
Limnologi-LIPI adalah Bidang Dinamika Perairan Darat, Bidang Produktivitas Perairan Darat, dan Bidang Sistem Komputasi Perairan Darat. Nitrogen organik merupakan merupakan bentuk nitrogen nitrogen yang terikat senyawa senyawa organik, organik, e. Nitrogen terutama nitrogen bervalensi tiga yang biasanya berupa pertkulat yang tidak larut dalam air. Nitrogen organik biasa disebut amino atau albuminoid nitrogen. f.
Berdasarka Berdasarkan n kadar kadar ortofos ortofosfat, fat, perair perairan an diklasifi diklasifikasik kasikan an menjadi menjadi 3, 3, yaitu: yaitu:
Perairan oligotrofik, yang memiliki kadar ortofosfat 0,003-0,01 mg/liter.
Perairan mesotrofik, yang memiliki kadar ortofosfat 0,011-0,03 mg/liter.
Perairan eutrofik, yang memiliki kadar ortofosfat 0,031-0,1 mg/liter.
g. Di alam, alam, Fosfor Fosfor terdapat terdapat dalam dalam 2 bentuk bentuk yaitu yaitu senyawa senyawa Fosfat Fosfat organi organik k (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa Fosfat anorganik (pada air dan tanah).
h. Nutrien adalah dirujukkan kepada elemen-elemen, atom-atom, dan ion-ion yang terdapat dalam tanah diserap oleh tumbuh-tumbuhan.
3. Fakta Unik dan Menarik
a.
Sumber Sumber nitrogen nitrogen organik organik di di perairan perairan berasal berasal dari dari proses proses pembusu pembusukan kan makhluk makhluk hidup hidup yang telah mati, karena protein dan polipeptida terdapat pada semua organisme hidup.
b. Nitrogen Nitrogen bebas dapat dapat ditambat/d ditambat/difiksa ifiksasi si terutama terutama oleh tumbuhan tumbuhan yang yang berbintil berbintil akar akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang.
c. Diantara beberapa siklus biogeokimia lainnya, seperti siklus fosfor dan sulfur, siklus nitrogen adalah siklus biokimia yang sangat kompleks.
d. 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. Konsentrasii fosfat fosfat yang tinggi dapat mendorong terjadinya terjadinya Bloming e. Konsentras Bloming algae dan tumbuhan air. Nutrient nt berleb berlebih ih dalam dalam badanbadan-bad badan an air teruta terutama ma nitrog nitrogen en dan sulfur sulfur,, dapat dapat f. Nutrie menyebabkan eurofikasi danau danau dan reservoir air karena karena memicu memicu pertum pertumbuh buhan an tanaman yang berlebih, seperti perkembangan alga. g. Lema Lemak k suka sukarr di urai uraika kan n oleh oleh bakt bakter erii teta tetapi pi dapa dapatt dihi dihidr drol olis isis is Alkal Alkalii sehi sehing ngga ga membentuk sabun yang mudah larut.
3
4. Konsep
a.
Air
b. Nitrogen c.
Fosfor
d. Nutrien e.
Eutrofika ikasi
f.
Pencemaran
g. Oligot Oligotrof rofik, ik, Meso Mesotro trofik fik dan Eutr Eutrofi ofik. k.
5. Pertanyaan
a.
Apa fungsi fungsi Nitrog Nitrogen, en, Fosfor, Fosfor, dan dan dan Nutrien Nutrien lain dalam ekosis ekosistem tem air tawar?. tawar?.
b. Apa dampak dampak dari dari deko dekompo mposis sisii limba limbah h organi organik?. k?.
c. Apa penyebab adanya Bloming algae pada perairan?
6. Refleksi Kelompok
Setelah kami kami membaca membaca dan membuat membuat Analisis Analisis Kritis tentang tentang “Nitrogen, Fosfor dan
Nutrien Lain”. Kami mendapatkan informasi tentang keberadaan unsur organik dan anorganik dalam perairan dan pengaruhnya terhadap ekosistem akuatik, diantaranya: 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. Kandun Kandungan gan Nitrog Nitrogen en dan Fosfor Fosfor yang yang berleb berlebihan ihan pada pada badanbadan-bad badan an air mengak mengakiba ibatka tkan n Konsentra trasi si Fosfat Fosfat yang yang berleb berlebihan ihan akan akan mendo mendoron rong g pertum pertumbuh buhan an alga alga atau atau eutrofikasi. Konsen Perkembangan n alga tersebut kemudian akan mengurang mengurangii kandungan kandungan oksigen Bloming alga. Perkembanga dalam air dan akan terjadi dekomposisi/pembusukan. Pengaruh Pengaruh pertama proses proses dekomposi dekomposisi si limbah organik di badan air aerobik aerobik adalah terjadi terjadinya nya penuru penurunan nan oksige oksigen n terlar terlarut ut dalam dalam badan badan air. air. Fenome Fenomena na ini akan akan mengga menggangg nggu u pernafasan fauna air seperti ikan dan udang-udangan; dengan tingkat gangguan tergantung pada tingkat penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan jenis serta fase fauna. Limbah organik adalah sisa atau buangan buangan dari berbagai aktifitas manusia seperti rumah tangga, industri, pemukiman, pemukiman, peternakan, pertanian dan perikanan yang berupa bahan organik; yang biasanya tersusun oleh karbon, karbon, hidrogen, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral mineral lainnya lainnya (Polpraser (Polprasert, t, 1989). 1989). Limbah organik yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid, tersuspensi dan terlarut.
4
Demiki Demikianl anlah ah analis analisis is yang yang kami kami buat, buat, semoga semoga apa yang yang kami kami sampai sampaikan kan dapat dapat bermanfaat bagi kita, dan menjadikan kita semua manusia yang sadar lingkungan. li ngkungan.
☺mari kita jaga lingkungan akuatik kita☺
5
Jaga Ekosistem Akuatik Kita Pencem Pencemaran aran air adalah adalah masuk masuk atau dimasu dimasukan kannya nya makhlu makhluk k hidup, hidup, zat, energi energi dan atau kompon komponen en lain lain kedala kedalam m air dan atau beruba berubahny hnyaa tatana tatanan n air oleh oleh kegiatan manusia atau proses alam sehingga kualitas air turun sampai ketingkat tertentu yang yang meny menyeb ebab abka kan n air air kura kurang ng atau atau tida tidak k dapa dapatt lagi lagi berf berfun ungs gsii sesu sesuai ai deng dengan an peruntukka peruntukkannya. nnya. Pencemaran Pencemaran dapat pula diklasifika diklasifikasikan sikan dalam bermacam-maca bermacam-macam m bentu bentuk k pola pola pengel pengelomp ompoka okanny nnya. a. Pengel Pengelomp ompok okan an menuru menurutt jenis jenis bahan bahan pencem pencemar ar mengha menghasil silkan kan pencem pencemaran aran biolog biologis, is, kimiaw kimiawi, i, fisik fisik dan budaya budaya.. Pengel Pengelomp ompoka okan n menurut menurut medium medium lingkungan lingkungannya nya dapat menghasilkan menghasilkan pencemaran pencemaran udara, udara, air, tanah, tanah, makanan dan sosial sedangkan pengelompokan menurut sifat sumber bisa menghasilkan pencemaran primer dan pencemaran sekunder. Pencemaran kimiawi menurut medium lingkungannya dapat di sebabkan oleh salah satunya zat kimia. Zat kimia berbahaya tidak saja memberikan memberikan pengaruh yang merugikan kesehatan manusia manusia tetapi juga dapat mengacaukan sistem ekologi yang ada di sungai, danau, lautan, muara, dan daratan. Misalnya, penemuan hujan asam yang merusak danau, sungai dan hutan, mendesak kita untuk mengakui bahwa kontaminasi dan pencemaran bukan sekedar menjadi masalah region regional al tetapi tetapi sudah sudah menjad menjadii masalah masalah seluru seluruh h dunia. dunia. Organi Organisme sme akuati akuatik k mungki mungkin n sensitif terhadap efek hujan asam. Asidifikasi danau merupakan satu masalah yang dihadapi di daerah yang mengandung batu granit. Kandungan asam di danau akan meningkat pada musim panas saat salju mulai mencair. Beberapa wilayah di Amerika Utara dan Eropa memiliki danau yang pHnya begitu rendah rendah sehingga sehingga tidak dapat lagi menopang menopang kehidupan kehidupan ikan dan kehidupan kehidupan akuatik akuatik lainny lainnya. a. Penyum Penyumban bang g kontam kontamina inan n yang yang menimb menimbulk ulkan an ancama ancaman n besar besar pada pada lingku lingkunga ngan n akuati akuatik k adalah adalah air kotor kotor,, nutrie nutrient nt berleb berlebih, ih, senyaw senyawaa organi organik k sintes sintesis, is, sampah, plastik, logam, hidrokarbon/minyak, dan hidrokarbon polisiklik aromatik. Air kotor yang tidak diolah, limbah toksik pabrik kimia atau pembuangan sampah dapat merusa merusak k ekosis ekosistem tem akuati akuatik k dan mengan mengancam cam sumbe sumberr air tawar. tawar. Nutris Nutrisii yang yang pentin penting g untuk mempertahankan ekosistem laut. Namun, ketika gizi yang hadir pada tingkat berlebihan ("eutrofikasi") akibat akibat aktivi aktivitas tas manusi manusia, a, mereka mereka dapat dapat merusa merusak k sebuah sebuah muara. Ketika gizi, terutama nitrogen, yang diperkenalkan pada muara yang lebih tinggi daripa daripada da harga harga normal normal,, mereka mereka merang merangsan sang g pertum pertumbuh buhan an tanama tanaman n air, termasu termasuk k
6
ganggang dan "rumput laut". Dalam kondisi tertentu, ganggang mekar dapat membunuh atau melukai ikan dan hewan air lainnya dengan menggunakan atas oksigen yang larut dalam air yang mereka butuhkan untuk bernapas. Ketika sinar matahari tersedia, ganggang dan tumbuhan melepaskan oksigen melalui fotosintesis, meningkatkan tingkat oksigen terlarut (DO) dalam air. Namun, karena ganggang menggunakan oksigen terlarut di malam hari ketika fotosintesis tidak terjadi ("kolom air respirasi"), respirasi"), tingkat DO dapat menjadi sangat rendah pada awal pagi hari. Kelebihan pertumbuhan tanaman air juga dapat menimbulkan masalah seperti yang mengendap ke dasar dan membusuk oleh bakteri. Bukan hanya bakteri menggunakan oksigen untuk memecah bahan tanaman ("oksigen sedimen permintaan") , tetapi mereka sekali lagi melepaskan tanaman 'nitrogen kembali ke kolom air ("hara sedimen fluks"). Jika tidak cukup oksigen terlarut dalam air untuk mempertahankan semua proses ini, ikan dan kehidupan air lainnya akan dipaksa untuk meninggalkan daerah, menjadi stres atau mati. Kondisi ini oksigen terlarut rendah dikenal sebagai hipoksia. Walaupun kadar zat gizi yang tinggi dapat menyebabkan kondisi oksigen terlarut rendah, dampak dari zat gizi lain yang juga menjadi perhatian. Berlebihan juga ganggang awan air, secara efektif menghalangi sinar matahari dari terendam air vegetasi (SAV). SAV terutama eelgrass, menyediakan kamar bayi dan pemijahan utama habitat untuk remaja finfish dan kerang. Hilangnya SAV dapat mempengaruhi seluruh jaringan makanan muara. jangka panjang dampak dari tingkat gizi yang tinggi sulit untuk diukur, tetapi mungkin termasuk perubahan pada jumlah dan jenis kehidupan air yang ada di muara. Pada Pada umumny umumnyaa efek buruk buruk pencem pencemaran aran air diakib diakibatk atkan an oleh oleh kegiat kegiatan an manusia. manusia. Besar kecilnya kecilnya pencemaran pencemaran akan tergantung tergantung dari jumlah jumlah dan kualitas limbah yang dibuang ke sungai atau perairan lain, baik limbah padat maupun cair. Manusia melakukan melakukan berbagai berbagai kegiatan, kegiatan, seperti seperti industri industri pengolahan, pengolahan, pembuangan pembuangan limbah limbah rumah tangga tangga yang yang langsu langsung ng ke dalam dalam badan badan air dan kegiat kegiatan-k an-kegi egiata atan n lain lain yang yang dapat dapat merusa merusak k lingku lingkunga ngan n ekosis ekosistem tem akuati akuatik. k. Meskip Meskipun un demiki demikian, an, para para ahli ahli berusa berusaha ha menciptakan panduan untuk menangani masalah kerusakan lingkungan ini.
7
Beberapa badan Negara telah mengembangkan panduan untuk melindungi kehidupan akuatik. Contoh, the Canadia Water Quality Guidelines , berisi rekomendasi tentang konsentrasi zat kimia dalam air untuk melindungi kehidupan akuatik lingkungan air tawar. Dalam banyak hal, kehidupan lingkungan akuatik air tawar ternyata lebih rentan terhadap efek buruk yang di timbulkan zat kimia dibandingkan pada manusia. Sama halnya di Indonesia, pada tahun 1986 dibentuk suatu lembaga khusus dengan nama Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslit) Limnologi-LIPI yang menangani masalah Limnologi. Bidang-bidang yang dimiliki Puslit Limnologi LIPI adalah Bidang Dinamika Dinamika Perairan Perairan Darat, Bidang Produktivitas Produktivitas Perairan Darat, dan Bidang Sistem Komputasi Perairan Darat. Bidang Dinamika Perairan Darat bertugas melaksanakan penelitian dalam bidan bidang g proses proses interak interaksi si fisika fisika,, kimia, kimia, dan biolog biologii mengen mengenai ai siklus siklus hara, hara, strukt struktur ur perairan, kualitas air, serta mengembangkan rumusan ilmiah (model) dinamika unsur hara dan bahan pencemar pencemar di perairan perairan darat. Fungsi bidang ini adalah penyelengga penyelenggaraan raan persi persiapa apan n dan pelaks pelaksana anaan an penelit penelitian ian sumber sumber daya daya peraira perairan n darat darat yang yang melipu meliputi ti identifikasi dan evaluasi proses interaksi antar komponen biologi, fisika, dan kimia perairan darat. Pengkajian dan perumusan interaksi antarkomponen biologi, fisika, dan kimia kimia peraira perairan n darat. darat. Pengka Pengkajia jian n dampak dampak peruba perubahan han lingku lingkunga ngan n (iklim (iklim,, aktivi aktivitas tas manusi manusia) a) terhad terhadap ap perair perairan an darat. darat. Kemudi Kemudian an Bidang Bidang Produk Produktiv tivita itass Peraira Perairan n Darat Darat dengan tugas menyiapkan dan melaksanakan penelitian di bidang produktivitas sumber daya perairan, serta faktor-faktor yang mempengaruhinya. Fungsi bidang ini adalah pen penye yele leng ngga gara raan an pen penye yele leng ngga gara raan an
inv inventa entari rissasi asi peng pengka kaji jian an
dan dan
eval evalua uassi
prod produk ukti tivi vita tass
sumb sumber er
sumb sumber er
daya daya
daya aya
perai eraira ran n
pera perair iran an
dara darat, t,
dara darat, t, dan dan
penyeleng penyelenggaraan garaan pelestarian sumber daya perairan perairan darat. Bidang Sistem Sistem Komputasi Komputasi Peraira Perairan n Darat Darat bertug bertugas as melaks melaksana anakan kan kajian kajian yang yang holist holistik ik berdas berdasark arkan an data data dan informasi limnologi untuk dijadikan dasar kebijaksanaan bidang perairan darat ataupun menjadi masukan bagi pengembangan kebijakan sektor terkait lainnya. Fungsi Bidang inform informasi asi terkait terkait lainny lainnyaa maupun maupun kecend kecenderu erunga ngan-ke n-kecen cender derung ungan an baru baru yang yang dapat dapat memperkuat pengembangan keilmuan dan pemanfaatannya, mengembangkan teknikteknik komputasi limnologi dan model-model alternatif limnologi, peningkatan nilai tamb tambah ah data data dan dan info inform rmas asii
limn limnol olog ogii
yang yang muda mudah h diak diakse sess para para peng penggu guna na,,
8
meng mengem emba bang ngka kan n sist sistem em info inform rmas asii limn limnol olog ogii untu untuk k mend menduk ukun ung g pene peneli liti tian an dan dan pengembangan di bidang perairan darat serta pemanfaatannya.
NITROGEN Nitro Nitrogen gen organi organik k merupa merupakan kan bentuk bentuk nitrog nitrogen en yang yang terikat terikat senyaw senyawaa organi organik, k, terutama nitrogen bervalensi tiga yang biasanya berupa pertkulat yang tidak larut dalam air. Nitrogen organik biasa disebut aminoatau albuminoid nitrogen. Senyawa ini mencakup protein, polipeptida, asam amino, urea (H2 NCONH NCONH2), dan senyawa lainnya. Kadar nitrogen organik pada perairan alami dan air tanah biasanya rendah, yakni sekitar 0,01 mg/liter.
Sumber nitrogen organik di perairan berasal dari proses pembusukan makhluk hidup yang telah mati, karena protein dan polipeptida terdapat pada semua organisme hidup. Sumber antropogenik nitrogen organik adalah limbah industri dan limpasan dari daerah pertanian, terutama urea. Urea juga digunakan sebagai bahan dasar pembuatan plast plastik ik dan obat-ob obat-obatan atan,, serta serta sebaga sebagaii pelaru pelarutt selulo selulosa sa pada pada indust industri ri kertas kertas.. Rumah Rumah pemotongan hewan memberikan kontribusi yang besar terhadap keberadaan nitrogen organik di perairan.
Siklus Nitrogen Gas nitrogen banyak terdapat di atmosfer, yaitu 80% dari udara. Nitrogen bebas dapat ditambat/difiksasi terutama oleh tumbuhan yang berbintil akar (misalnya jenis polongan) dan beberapa jenis ganggang. Nitrogen bebas juga dapat bereaksi dengan hidrogen atau oksigen dengan bantuan kilat/ petir. Tumbuhan memperoleh nitrogen dari dalam tanah berupa amonia (NH 3), ion nitrit (N0 2- ), dan ion nitrat (N0 3- ). Gas nitrogen tida tidak k dapa dapatt digu diguna naka kan n secar secaraa lang langsu sung ng oleh oleh seba sebagi gian an besa besarr orga organi nism smee sebe sebelu lum m ditran ditransfo sforma rmasi si yang yang melibat melibatkan kan menjad menjadii senyaw senyawaa NH3, NH4, dan NO3 sebelum diguna digunakan kan dalam dalam siklus siklus.. Pada Pada tumbuh tumbuhan an dan hewan, hewan, senyaw senyawaa nitrog nitrogen en ditemu ditemukan kan sebagai penyusun protein dan klorofil. Dalam ekosistem terdapat suatu daur antara organisme dan lingkungan fisiknya. Beberapa bakteri yang dapat menambat nitrogen terdapat pada akar Legum dan akar tumbuhan lain, misalnya Marsiella Marsiella crenata. Selain itu, terdapat bakteri dalam tanah yang dapat mengikat nitrogen secara langsung, yakni
Azotobacter sp. yang bersifat aerob dan Clostridium sp. yang bersifat anaerob. Nostoc sp. dan Anabaena sp. (ganggang biru) juga mampu menambat nitrogen. Di dalam setiap daur, terdapat gudang cadangan utama unsur yang secara terus menerus bergerak masuk dan keluar melewati organisme. Selain itu, terdapat pula tempat pembuangan sejumlah
9
unsur kimia tertentu yang tidak dapat didaur ulang melalui proses biasa. Dalam waktu yang lama, kehilangan bahan kimia tersebut menjadi faktor pembatas, kecuali apabila tempat tempat pembua pembuang ngan an itu dimanf dimanfaat aatkan kan kembal kembali. i. Pada Pada akhirn akhirnya, ya, daur daur bolak bolak balik balik ini cenderung mempunyai mekanisme umpan balik yang dapat mengatur dirinya sendiri ( self self regulating ) yang menjaga siklus tersebut agar tetap seimbang. Diantara beberapa siklus biogeokimia lainnya, seperti siklus fosfor dan sulfur, sikl siklus us nitr nitrog ogen en adal adalah ah sikl siklus us biok biokim imia ia yang yang sang sangat at komp komple leks ks.. Gamba Gambarr berik berikut ut memperlihatkan tiga diagram siklus nitrogen yang sangat kompleks tersebut. Nitrogen di perairan sebagai molekul N 2 terlarut, amonium ( NH NH 4),
Nitrit ( NO NO2-), Nitrat ( NO NO3) dan sebagai bentuk organik seperti urea, asam amino, serta range berbeda. Gambar 2. Siklus Nitrogen di Alam
1. Amonia ( NH 3)
Amonia ( NH 3) dan garamgaram-gar garamn amnya ya bersif bersifat at mudah mudah larut larut dalam dalam air. air. Sumber Sumber amonia di perairan adalah pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air, yang berasal dari dekomposisi bahan organi organicc oleh oleh mikrob mikrobaa dan jamur jamur (amoni (amonifik fikasi asi). ). Sumber Sumber amonia amonia adalah adalah reduks reduksii gas nitrogen nitrogen yang berasal dari proses proses difusi difusi udara atmosfer, limbah industri dan domestik. domestik. Amonia yang terdapat dalam mineral masuk ke badan air melalui erosi tanah. Selain terdapat dalam bentuk gas, amonia membentuk senyawa kompleks dengan beberapa ion
10
logam. logam. Amonia Amonia juga juga dapat dapat terserap terserap kedala kedalam m bahanbahan-bah bahan an tersus tersuspen pensi si dan koloid koloid sehingga mengendap di dasar perairan. Amonia di perairan dapat menghilang melalui pros proses es volati volatilis lisasi asi karena karena tekana tekanan n parsia parsiall amonia amonia dalam dalam larutan larutan mening meningkat kat dengan dengan semakin meningkatnya pH. Ikan tidak bisa bertoleransi terhadap kadar amonia bebas yang terlalu tinggi karena dapat mengganggu proses pengikatan oksigen oleh darah dan pada pada akhirn akhirnya ya dapat dapat mening meningkat katkan kan sifoka sifokasi. si. Pada Pada budida budidaya ya intens intensif, if, yang yang padat padat penebaran tinggi dan pemberian pakan sangat intensif, penimbunan limbah kotoran terjadi sangat cepat.
2. Nitrit ( NO2-)
Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan limbah domestik. Kadar nitrit pada perairan relatif karena segera dioksidasi menjadi nitrat. Perairan alami mengandung nitrit sekitar 0,001 mg/liter. Di perairan, nitrit ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit, lebih sedikit daripada nitrat, karena bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. oksigen. Nitrit merupakan merupakan bentuk peralihan antara amonia amonia dan nitrat (nitrifikas (nitrifikasi) i) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) yang terbentuk dalam kondisi anaerob.
3. Nitrat ( NO3)
Nitrat adalah sumber utama nitrogen di perairan, namun amonium lebih disukai oleh oleh tumbuh tumbuhan. an. Kadar Kadar nitrat nitrat di perair perairan an yang yang tidak tidak tercema tercemarr biasan biasanya ya lebih lebih tinggi tinggi daripada kadar amonium. Kadar nitrat lebih dari 5 mg/liter menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan. Kadar nitrogen yang lebih dari 0,2 mg/liter menggambarkan terjadinya eutrofikasi perairan. Nitrat adalah bentuk nitrogen sebagai nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dihasilkan dari proses proses oksidasi oksidasi sempurna di perairan. perairan. Secara umum siklus siklus nitrogen nitrogen dilaut dapat dilihat pada Gambar 2.
11
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 tabel. Fosfor membentuk kompleks dengan 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).
Tabel senyawa fosfor anorganik yang biasa terdapat di perairan Nama senyawa fosfor Ortofosfat:
Rumus kimia
1. Trin Trinat atri rium um fosf fosfat at
Na3PO4
2. Dina Dinatr triu ium m fosf fosfot ot
Na2HPO4
3. Mono Monoat atri rium um fos fosfo fott
NaH2PO4
4. Diam Diamon oniu ium m fos fosfa fatt
(NH3)2HPO4
Polifosfat: 1. Natri Natrium um hek heksa same meta tafo fosf sfat at
Na3(PO3)6
2. Natri Natrium um tripo tripoli lifo fosf sfat at
Na5P3O10
3. Tetr Tetran anat atri rium um pir pirof ofos osfat fat Na4P2O7 Fosfat Fosfat merupa merupakan kan bentuk bentuk fosfor fosfor yang yang dapat dapat dimanf dimanfaatk aatkan an oleh oleh tumbuh tumbuhan an (Dugan, 1972). Karakteristik fosfor sangat berbeda dengan unsur-unsur utama lain yang merupakan merupakan penyusun penyusun biosfer karena unsur unsur ini tidak terdapat di atmosfer. atmosfer. Pada kerak bumi, keberadaan fosfor relatif sedikit dan mudah mengendap. Fosfor juga merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan tingkat tinggi dan algae, sehingga unsur ini menjadi faktor pembatas bagi tumbuhan dan alga akuatik serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan. Konsentrasi fosfat yang tinggi dapat mendorong terjadinya Bloming alga dan tumbuhan air . Jones dan Bacnmann (1976) dalam Davis dan Cornwell (1991)
mengemukakan korelasi positif antara kadar fosfat total dengan klorofil a. Berdasarkan kadar ortofosfat, perairan diklasifikasikan menjadi 3, yaitu: 1. Perairan Perairan oligotrofik oligotrofik,, yang memiliki memiliki kadar kadar ortofosfat ortofosfat 0,003-0,0 0,003-0,01 1 mg/liter. mg/liter. 2. Perairan Perairan mesotrofik, mesotrofik, yang yang memiliki memiliki kadar ortofos ortofosfat fat 0,011-0,0 0,011-0,03 3 mg/liter. mg/liter. 3. Perairan Perairan eutrofik, eutrofik, yang yang memiliki memiliki kadar kadar ortofosfat ortofosfat 0,031-0 0,031-0,1 ,1 mg/liter. mg/liter.
12
Siklus Fosfor Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air dan tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh decomposer (pengurai) menjadi menjadi fosfat anorganik. anorganik. Fosfat anorganik anorganik yang terlarut terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat banyak terdapat di batu karang dan fosil. Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akar tumbuhan lagi. Siklus ini berulang terus menerus.
Gambar 3. Siklus Fosfor di alam
NUTRIEN LAIN Nutrien adalah dirujukkan kepada elemen-elemen, atom-atom, dan ion-ion yang terdapat dalam tanah diserap oleh tumbuh-tumbuhan. Elemen ialah bahan yang tidak dapat di pecah lagi kepada bahan kimia yang ringkas. Gula glokosa (C6H12O6) bukan
13
elemen karena badan kita boleh memecahnya kepada karbon dioksida dan air dengan menghasilkan tenaga. Nutrient berlebih dalam badan-badan air terutama nitrogen dan sulfur, dapat menyebabkan eurofikasi danau dan reservoir air karena memicu pertumbuhan tanaman yang yang berleb berlebih, ih, seperti seperti perkem perkemban bangan gan alga. alga. Perkem Perkemban bangan gan alga alga terseb tersebut ut kemudi kemudian an mengurangi
kandungan
oksigen
dalam
air
karena
akan
terjadi
dekomposisi/pembusukan. Selain nitrogen dan sulfur, zat organik yang terdapat dalam air buanga buangan n terdir terdirii dari dari unsur unsur karbon karbon,, hidrog hidrogen en dan oksige oksigen. n. Dimana Dimana unsur unsur-un -unsur sur tersebut tersebut cenderung cenderung menyerap oksigen. Oksigen itu dibutuhk dibutuhkan an bagi mikroba untuk untuk kehidu kehidupan pannya nya dan untuk untuk mengur menguraik aikan an senyaw senyawaan aan organi organik k terseb tersebut ut sehing sehingga ga kadar kadar oksigen akan menurun yang menyebabkan air menjadi keruh dan berbau. Selanjutnya lemak lemak dan minyak minyak yang yang tidak tidak jarang jarang ditemu ditemukan kan mengap mengapung ung diatas diatas permu permukaa kaan n air meskipun sebagian terdapat dibawah permukaan air. Lemak dan minyak merupakan senyaw senyawaa ester ester dari dari turuna turunan n alkoho alkoholl yang yang tersus tersusun un dari dari atom atom karbon karbon,, hidrog hidrogen en dan oksige oksigen. n. Lemak Lemak sukar sukar diurai diuraikan kan oleh oleh bakteri bakteri tetapi tetapi dapat dapat dihidr dihidroli olisa sa oleh oleh alkali alkali sehingga membentuk senyawa sabun yang mudah larut. Adanya minyak dan lemak dipermukaan air akan menghambat proses biologis dalam air sehingga tidak terjadi proses fotosintesa oleh tumbuhan air. Hal ini berefek buruk yang bukan hanya saja pada biota akuatik, tetapi juga pada lingkungan tempat habitat dimana biota itu hidup serta kelangsungan kehidupan biota-biota yang lain. Siklus Karbon
Di atmosfer terdapat kandungan COZ sebanyak 0.03%. Sumber-sumber CO 2 di udara berasal dari respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan dan asap asap pabr pabrik ik.. Karb Karbon on diok dioksi sida da di udara udara dima dimanf nfaa aatk tkan an oleh oleh tumb tumbuh uhan an untu untuk k berfotosintesis dan menghasilkan oksigen yang nantinya akan digunakan oleh manusia dan hewan untuk berespirasi. Hewan dan tumbuhan yang mati, dalam waktu yang lama akan membentuk batubara di dalam tanah. Batubara akan dimanfaatkan lagi sebagai bahan bakar yang juga menambah kadar C02 di udara. Di ekosistem air, pertukaran C02 dengan atmosfer berjalan secara tidak langsung. Karbon dioksida berikatan dengan air membentuk asam karbonat yang akan terurai menjadi ion bikarbonat. Bikarbonat adalah
14
sumber karbon bagi alga yang memproduksi makanan untuk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. Sebaliknya, saat organisme air berespirasi, CO 2 yang mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dalam air adalah seimbang dengan jumlah C0 2 di air. Gambar 1. Siklus Karbon di alam, angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Giga Ton Karbon) Karbon).. Angka Angka dengan dengan warna warna biru biru menyat menyataka akan n berapa berapa banyak banyak karbon karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram,
tidak
termasuk
~70
juta
GtC
batuan
karbonat
dan
kerogen.
(Sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon Sumber:http://id.wikipedia.org/wiki/siklus_karbon )
Diagram dari siklus karbon. Angka dengan warna hitam menyatakan berapa banyak karbon tersimpan dalam berbagai reservoir, dalam milyar ton ("GtC" berarti Giga Giga Ton Karbon) Karbon).. Angka Angka dengan dengan warna warna biru biru menyat menyataka akan n berapa berapa banyak banyak karbon karbon berpindah antar reservoir setiap tahun. Sedimen, sebagaimana yang diberikan dalam diagram, tidak termasuk ~70 juta GtC batuan karbonat dan kerogen. Di Indonesia Indonesia sendiri, informasi-inf informasi-informas ormasii mengenai mengenai diamika diamika fisik pantai berlumpur, siklus karbon dan rantai makanan masih sangat kurang. Walaupun demikian makalah ini mencoba melengkapi kekurangan informasi tersebut, akan tetapi bukan
15
bertu bertujua juan n dijadi dijadikan kan sebaga sebagaii bahan bahan referen referensi si ilmiah ilmiah.. Makalah Makalah ini di harapk harapkan an bisa bisa menambah wawasan sesama peneliti untuk didiskusikan lebih lanjut dengan melakukan berbagai berbagai kajian dan pendekatan pendekatan untuk menjawab menjawab semua pernyataan-pern pernyataan-pernyataan yataan di atas yang adalah merupakan hasil penelusuran waktu yang terbatas. Gas nitrogen tidak dapat digunakan secara langsung oleh sebagian besar organisme sebelum ditransformasi yang melibatkan menjadi senyawa NH3, NH4, dan NO 3 sebelum digunakan dalam siklus. Pada tumbuhan dan hewan, senyawa nitrogen ditemukan sebagai penyusun protein dan klorof klorofil. il. Dalam Dalam ekosis ekosistem tem terdap terdapat at suatu suatu daur daur antara antara organi organisme sme dan lingku lingkunga ngan n fisiknya.
Dekomposisi Zat Organik
Zat organik adalah zat yang pada umumnya merupakan bagian dari binatang atau tumbuh tumbuhan dengan komponen utamanya adalah karbon, protein, dan lemak lipi lipid. d. Zat Zat orga organi nik k ini ini muda mudah h seka sekali li meng mengal alami ami pemb pembus usuk ukan an oleh oleh bakt bakter erii deng dengan an menggunakan oksigen terlarut. Limbah organik adalah sisa atau buangan dari berbagai aktifitas manusia seperti rumah tangga, industri, pemukiman, pemukiman, peternakan, peternakan, pertanian dan perikanan perikanan yang berupa berupa bahan organik; yang biasanya tersusun oleh karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral lainnya (Polprasert, 1989). Limbah organik yang masuk ke dalam perairan dalam bentuk padatan yang terendap, koloid, tersuspensi dan terlarut. Pada umumny umumnya, a, yang yang dalam dalam bentuk bentuk padata padatan n akan akan langsu langsung ng mengen mengendap dap menuju menuju dasar dasar perairan; sedangkan bentuk lainnya berada di badan air, baik di bagian yang aerob maupun maupun anaero anaerob. b. Dimana Dimanapun pun limbah limbah organi organik k berada berada,, jika jika tidak tidak dimanf dimanfaatk aatkan an oleh oleh fauna fauna perair perairan an lain, lain, sepert sepertii ikan, ikan, kepiti kepiting, ng, bentos bentos dan lainny lainnya; a; maka maka akan akan segera segera dimanfaatkan oleh mikroba; baik mikroba aerobik (mikroba yang hidupnya memerlukan oksigen); mikroba anaerobik (mikroba yang hudupnya tidak memerlukan oksigen) dan mikroba .fakultatif (mikroba yang dapat hidup pada perairan aerobik dan anaerobik). Limbah organik yang ada di badan air aerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi) oleh mikroba aerobik (BAR); dengan proses seperti pada reaksi (1) dan (2):
16
BAR + O2 + BAR è CO2 + NH3 + prod lain + enerji .. (1) (COHNS) COHNS + O2 + BAR + enerji è C5H7O2N (sel MO baru)…(2) Kedua reaksi tersebut diatas dengan jelas mengisaratkan bahwa makin banyak limbah organik yang masuk dan tinggal pada lapisan aerobik akan makin besar pula kebutuhan oksigen bagi mikroba yang mendekomposisi, bahkan jika keperluan oksigen bagi mikroba yang ada melebihi konsentrasi oksigen terlarut maka oksigen terlarut bisa menjadi nol dan mikroba aerobpun akan musnah digantikan oleh mikroba anaerob dan fakultatif yang untuk aktifitas hidupnya tidak memerlukan oksigen. Dekomposisi di Badan Air Anaerob
Limbah organik yang masuk ke badan air yang anaerob akan dimanfaatkan dan diurai (dekomposisi (dekomposisi)) oleh mikroba anaerobik anaerobik atau fakultatif fakultatif (BAN); (BAN); dengan dengan proses proses seperti pada reaksi (3) dan (4): COHNS + BAN è CO 2 + H2S + NH 3 + CH4+ produk lain + energi ……….(3) COHNS + BAN + energi C5H7O 2 N (sel MO baru)….…..(4) Kedua proses tersebut diatas mengungkap mengungkapkan kan bahwa aktifitas mikroba yang hidup di bagian badan air yang anaerob selain menghasilkan sel-sel mikroba baru juga mengha menghasil silkan kan senyaw senyawa-s a-seny enyawa awa CO2, CO2, NH3, NH3, H2S, H2S, dan CH4 serta serta senyaw senyawaa lainny lainnyaa seperti amin, PH3 dan komponen fosfor. Asam sulfide (H2S), amin dan komponen fosfor adalah senyawa yang mengeluarkan bau menyengat yang tidak sedap, misalnya H2S berbau busuk dan amin berbau anyir. Selain itu telah disinyalir bahwa NH3 dan H2S hasil dekomposisi anaerob pada tingkat konsentrasi tertentu adalah beracun dan dapat membahayakan organisme lain, termasuk ikan. Selain menghasilkan senyawa yang tidak bersahabat bagi lingkungan seperti tersebut diatas, hasil dekomposisi di semua bagian badan air menghasilkan CO 2 dan NH3 NH3 yang yang siap siap dipaka dipakaii oleh oleh organi organisme sme peraira perairan n berklo berklorof rofil il (fitopl (fitoplank ankton ton)) untuk untuk aktifitas fotosintesa; yang dapat digambarkan sebagai reaksi (5).
17
MATAHARI NH3 +7.62 CO2 + 2.53 H2O è C7.62 H8.06 O 2.53 N + 7.62 O 2 …..(5) Dampak Dekomposisi Limbah Organik
Uraian diatas mengungkap mengungkapkan kan bahwa proses dekomposi dekomposisi si limbah organik di bad badan an air air bagi bagian an mana manapu pun n cend cender erun ung g selal selalu u meru merugi gika kan n karen karenaa seba sebagi gian an besa besar r produknya (NH3 H2S dan CH 4) dapat langsung mengganggu kehidupan fauna, sedang produk yang lain (nutrien) meskipun sampai pada konsentrasi tertentu menguntungkan namun jika limbah/nut limbah/nutrien rien terus bertambah (eutrofikasi) (eutrofikasi) akan menjadi pencemar pencemar yang menurunkan kualitas perairan dan akhirnya mengganggu kehidupan fauna. Dampak Langsung.
Pengar Pengaruh uh pertam pertamaa proses proses dekomp dekomposi osisi si limbah limbah organi organik k di badan badan air aerobi aerobik k adalah adalah terjadi terjadinya nya penuru penurunan nan oksige oksigen n terlaru terlarutt dalam dalam badan badan air. Fenome Fenomena na ini akan akan mengga menggangg nggu u pernaf pernafasa asan n fauna fauna air seperti seperti ikan ikan dan udangudang-uda udanga ngan; n; dengan dengan tingka tingkatt gangguan tergantung pada tingkat penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan jenis serta fase fauna. Secara umum diketahui bahwa kebutuhan oksigen jenis udang-udangan lebih tinggi daripada ikan dan kebutuhan oksigen fase larva/juvenil suatu jenis fauna lebih tinggi dari fase dewasanya. Dengan demikian maka dalam kondisi konsentrasi oksi oksige gen n terla terlaru rutt menu menuru run n akib akibat at deko dekomp mpos osis isi; i; larv larvaa udan udangg-ud udan anga gan n akan akan lebi lebih h menderita ataupun mati lebih awal dari larva fauna lainnya. Fenomena seperti itulah yang diduga menjadi sebab kenapa akhir-akhir ini di sepanjang pantai utara P. Jawa yang yang padat padat pendud penduduk uk dan tinggi tinggi pemasu pemasukan kan limbah limbah organi organikny knyaa tidak tidak mudah mudah lagi lagi ditemu ditemukan kan bibit-b bibit-bibi ibitt udang udang dan banden bandeng g (nener (nener); ); padaha padahall pada pada masa masa lalu lalu dengan dengan mudahnya ditemukan.. Kesulitan Kesulitan fauna karena penurunan penurunan oksigen oksigen terlarut terlarut sebenarnya sebenarnya baru dampak dampak permulaaan, sebab jika jumlah pencemar organik dalam badan air bertambah terus maka proses dekomposisi organik memerlukan oksigen lebih besar dan akibatnya badan air akan mengalami deplesi oksigen bahkan bisa habis sehingga badan air menjadi anaerob (Polprasert, 1989). Jika fenomena ini terjadi pada seluruh bagian badan air maka fauna air akan mati masal karena tidak bisa menghindar; namun jika hanya terjadi di bagian
18
bawah badan air maka fauna air, termasuk ikan masih bisa menghindar ke permukaan hingga hingga terhin terhindar dar dari dari kemati kematian. an. Secara Secara alamiah alamiah kejadi kejadian an anaero anaerob b di semua semua lapisa lapisan n badan air memang sangat sulit terjadi karena bagian atas air selalu berhubungan dengan udara udara bebas bebas yang yang selalu selalu mensup mensuplai lainya nya,, namun namun demiki demikian an kalau kalau sebagi sebagian an badan badan air anae anaero rob b sang sangat atla lan n seri sering ng;; misa misall di telu telukk-te telu luk k wadu waduk k dan dan pant pantai ai yang yang relat relatip ip menggenang menggenang sering sering muncul muncul gelembung gelembung-gelemb -gelembung ung gas yang mengisaratk mengisaratkan an bahwa bagian air yang anaerob dekat dengan permukaan air. Telah diuraikan bahwa pada badan air yang anaerob dekomposisi bahan organik menghasilkan gas-gas, seperti H2S, metan dan amoniak yang bersifat racun bagi fauna seperti ikan dan udang-udangan. Seperti penurunan oksigen terlarut; senyawa-senyawa beracun inipun dalam konsentrasi tertentu akan dapat membunuh fauna air yang ada. Selain menyebabkan penurunan konsentrasi oksigen terlarut dan menghasilkan senyaw senyawaa beracu beracun n yang yang selalu selalu merugi merugikan kan dan dapat dapat menyeb menyebabk abkan an kematia kematian n fauna; fauna; dekomposis dekomposisii juga dapat menghasilkan menghasilkan kondisi kondisi perairan perairan yang cocok bagi kehidupan kehidupan mikroba fatogen yang terdiri dari mikroba, virus dan protozoa (Polprasert, 1989), yang setelah setelah berkem berkemban bang-b g-biak iak,, setiap setiap saat saat dapat dapat menyer menyerang ang dan menjad menjadii penyak penyakit it yang yang mematikan ikan, udang dan fauna lainnya. Dampak Tidak Langsung (Eutrofikasi)
Selain menurunkan konsentrasi oksigen terlarut, menghasilkan senyawa beracun dan dan menj menjad adii temp tempat at hidu hidup p mikr mikrob obaa fato fatoge gen n yang yang meny menyen engs gsar arak akan an faun faunaa air; air; deko dekomp mpos osis isii juga juga meng mengha hasi silk lkan an seny senyaw awaa nutr nutrie ien n (nit (nitro roge gen n dan dan fosf fosfor or)) yang yang meny menyub ubur urka kan n pera peraira iran. n. Nutr Nutrie ien n meru merupa paka kan n unsu unsurr kimi kimiaa yang yang dipe diperlu rluka kan n alga alga (fitoplankton) untuk hidup dan pertumbuhannya (Hutchinson, 1944; Margalef, 1958 dan Frost, 1980). Sampai pada tingkat konsentrasi tertentu, peningkatan konsentrasi nutrien dalam dalam badan badan air akan akan mening meningkat katkan kan produk produktiv tivita itass perair perairan an (Garno, (Garno, 1995); 1995); karena karena nutrien yang larut dalam badan air langsung dimanfaatkan oleh fitoplankton (reaksi no 5) untuk pertumbuhanny pertumbuhannyaa sehingga sehingga populasi populasi dan kelimpahan kelimpahannya nya meningkat meningkat (Garno, (Garno, 1992 1992). ). Peni Pening ngka kata tan n keli kelimp mpah ahan an fito fitopl plan ankt kton on akan akan diik diikut utii deng dengan an peni pening ngka kata tan n kelimpahan zooplankton, yang makanan utamanya adalah fitoplankton (Garno, 1998). Akhirn Akhirnya ya karena karena fitopl fitoplank ankton ton dan zoopla zooplankt nkton on adalah adalah makana makanan n utama utama ikan; ikan; maka maka
19
kenaik kenaikan an kelimp kelimpaha ahan n keduan keduanya ya akan akan menaik menaikan an kelimp kelimpahan ahan (produ (produksi ksi)) ikan ikan dalam dalam badan air tersebut. Sangat Sangat disaya disayangk ngkan an bahwa bahwa jika jika pening peningkat katan an nutrie nutrien n terus terus berlan berlanjut jut maka maka dampak positif seperti itu hanya bersifat sementara bahkan akan terjadi proses yang berdampak negatif bagi kualitas badan air (Anonim, 2001). Peningkatan konsentrasi nutrien yang berkelanjutan dalam badan air, apalagi dalam jumlah yang cukup besar akan menyebabkan badan air menjadi sangat subur atau eutrofik (Henderson, 1987). Proses peningkatan kesuburan air yang berlebihan yang disebabkan oleh masuknya nutrien dalam badan air, terutama fosfat inilah yang disebut eutrofikasi (Anonim, 2001). Sesungguhnya eutrofikasi adalah sebuah proses alamiah yang terjadi dengan pelahan-lahan dan memakan waktu berabad-abad bahkan ribuan tahun; di mana badan air yang yang relatif relatif tergen tergenang ang seperti seperti danau danau dan pantai pantai tertutu tertutup p mengal mengalami ami peruba perubahan han produktifitas secara bertahap. Namun demikian, sejalan dengan peningkatan populasi manusia yang diikuti dengan peningkatan jumlah limbah yang dihasilkannya, maka tanpa disadari fenomena fenomena ini telah dipercepat dipercepat menjadi dalam hitungan hitungan beberapa dekade seperti yang umum terjadi pada berbagai danau dan pantai (Goldman dan Horne,1983); bahka bahkan n bebera beberapa pa tahun tahun saja saja sepert sepertii eutrof eutrofika ikasi si yang yang terjadi terjadi pada pada peraira perairan n waduk waduk kaskade kaskade Citarum Citarum (Garno, (Garno, 2001a) 2001a) dan beberapa minggu seperti eutrofikasi eutrofikasi yang terjadi pad padaa perai peraira ran n tamb tambak ak (Garn (Garno, o, 2001 2001b) b).. Feno Fenome mena na terse tersebu butt menu menunj njuk ukka kan n bahw bahwaa eutrofikasi memang telah menjadi masalah perairan umum di seluruh di dunia.. Publikasi yang ada menyatakan bahwa kandungan fosfor > 0,010 mgP·l-1 dan nitrogen > 0,300 mgN·l-1 dalam badan air akan merangsang fitoplankton untuk tumbuh dan berkembang-biak dengan pesat (Henderson dan Markland, 1987), sehingga terjadi bloom blooming ing sebaga sebagaii hasil hasil fotosi fotosinte ntesa sa yang yang maksim maksimal al dan menyeb menyebabk abkan an pening peningkat katan an biomasa perairan tersebut (Garno, 1992). Sehubungan dengan peningkatan konsentrasi nutrien dalam badan air, setiap jenis fitoplankton mempunyai kemampuan yang berbeda dalam memanfaatkannya sehingga kecepatan tumbuh setiap jenis fitoplankton berbeda (Henderson dan Markland 1987; Margalef, 1958;. Selain itu setiap jenis fitoplankton juga mempunyai respon yang berbeda terhadap perbandingan jenis nutrien yang terlarut dalam badan air (Kilham dan Kilham, 1978). Fenomena ini menyebabkan komunitas
20
fitopla fitoplankt nkton on dalam dalam suatu suatu badan badan air mempun mempunyai yai strukt struktur ur dan domin dominasi asi jenis jenis yang yang berbeda dengan badan air lainnya (Hutchinson, 1944; Margalef., 1958 Reynolds, 1989). Perb Perbed edaa aan n stru strukt ktur ur dan dan domi domina nasi si jeni jeniss fitop fitopla lank nkto ton n terse tersebu butt diat diatas as juga juga dipeng dipengaru aruhi hi oleh oleh karakt karakteri eristi stik k fitopl fitoplank ankton ton dan zoopla zooplankt nkton on yang yang ada. ada. Diketa Diketahui hui beber beberapa apa jenis jenis fitopla fitoplankt nkton on tidak tidak dapat dapat dimaka dimakan n oleh oleh zoopla zooplankt nkton on karena karena bentuk bentuk morpologi, fisiologi (Horn, 1981; Garno, 1993; Geller, 1975, Downing dan Petter, 1980) 1980) komposisi komposisi fitoplankton; fitoplankton; dan mekanisme mekanisme makan zooplankton zooplankton (DeMott, (DeMott, 1982; 1982; Frost, 1980; James &. Forsynth 1990) serta faktor abiotik lainnya. Selanjutnya dalam kond kondis isii pers persed edia iaan an maka makana nan n (fit (fitop oplan lankt kton on)) bany banyak ak dan dan berag beragam am;; zoop zoopla lank nkto ton n melaku melakukan kan pemili pemilihan han terhada terhadap p jenis, jenis, bentuk bentuk dan ukuran ukuran fitopla fitoplankt nkton on yang yang hendak hendak dimakan atau selective feeding (Garno, 1993). Interak Interaksi si komple kompleks ks antara antara nutrie nutrien, n, fitopl fitoplank ankton ton dan zoopla zooplankt nkton on terseb tersebut ut menyebabkan badan air yang mengalami eutrofikasi pada akhirnya akan didominasi oleh sejenis fitoplankton tertentu yang pada umumnya tidak bisa dimakan oleh fauna air terutama zooplankton dan ikan; termasuk karena beracun. Sebagai contoh yang nyata dari fenomena ini adalah dominasi Mycrocistis sp di waduk-waduk Saguling, Cirata dan Jatiluhur (Garno, 2001, 2002, 2003); dan dominasi Pyrodinium bahamense, lexandrium spp. dan Gymnodinium spp. di perairan pantai/pesisir waktu terjadi “red-tide Selain merugikan merugikan dan mengancam mengancam keberlanjutan keberlanjutan fauna akibat dominasi dominasi fito plankton yang tidak dapat dimakan dan beracun; blooming yang menghasilkan biomasa (organik) tinggi juga merugikan fauna; karena fenomena blooming selalu diikuti dengan penurunan oksigen terlarut secara drastis akibat pe-manfaatan oksigen yang ber lebihan untuk untuk de-kom de-kompos posisi isi biomas biomasaa (organ (organik) ik) yang yang mati. mati. Sepert Sepertii pada pada analis analisis is dampak dampak langsu langsung ng tersebu tersebutt diatas diatas maka maka rendah rendahnya nya konsen konsentra trasi si oksig oksigen en terlaru terlarutt apalag apalagii jika jika sampai batas nol akan menyebabkan ikan dan fauna lainnya tidak bisa hidup dengan baik baik dan mati. mati. Selain Selain meneka menekan n oksig oksigen en terlaru terlarutt proses proses dekomp dekomposi osisi si tersebu tersebutt juga juga menghasilkan gas beracun seperti NH 3 dan H2S yang pada konsentrasi tertentu dapat membahayakan fauna air, termasuk ikan. Selain badan air didominas didominasii oleh fitoplankton fitoplankton yang tidak ramah lingkunga lingkungan n seperti seperti tersebut tersebut diatas, diatas, eutrofikasi eutrofikasi juga merangsang merangsang pertumbuhan pertumbuhan tanaman tanaman air lainnya, lainnya,
21
baik yang hidup di tepian (eceng gondok) maupun dalam badan air (hydrilla). Oleh karena itulah maka di rawa-rawa dan danau-danau yang telah mengalami eutrofikasi tepiannya ditumbuhi dengan subur oleh tanaman air seperti eceng gondok (Eichhornia crassipes), Hydrilla dan rumput air lainnya. Akhirnya, yang harus dimengerti dan disadari adalah bahwa karena Indonesia merupakan negara tropis yang mendapatkan cahaya Matahari sepanjang tahun; maka blooming (dalam arti biomasa alga tinggi) dapat terjadi sepanjang tahun. Artinya kapan saja (asal tidak mendung/hujan) dan dari manapun asalnya kalau konsentrasi nutrien dalam badan air meningkat maka akan meningkat pula aktifitas fotosintesa fitoplankton yang ada; dan jika peningkatan nutrien cukup besar alau lama akan terjadi blooming. Fenomena itulah yang menyebabkan badan-badan air (waduk, danau dan pantai) di Indonesia yang telah menjadi hijau warnanya tidak pernah atau jarang sekali menjadi jernih jernih kembali; kembali; tidak tidak sepert sepertii di negeri negeri 4 musim musim sepert sepertii Kanada Kanada dan Jepang Jepang yang yang blooming hanya terjadi di akhir musim semi dan panas. Suksesi Danau dan Struktur Komunitas Penyusunnya
Pengertian Umum Suksesi Menurut Soemarwoto dkk. (1984) yang dimaksud dengan suksesi adalah suatu proses perubahan komunitas yang terjadi sedikit demi sedikit dalam suatu jangka waktu tertentu sampai terbentuk komunitas yang berbeda dari sebelumnya. Salah satu bentuk khusus dari suksesi adalah yang terjadi pada perairan danau dan disebut juga sebagai eutr eutrop opik ikas asii (Gol (Goldm dman an dan dan Alex Alexan ande der, r, 1983 1983). ). Eutro Eutrofik fikas asii adal adalah ah suat suatu u pros proses es pengakumu pengakumulasian lasian perubahan komunitas komunitas pada suatu badan perairan perairan tergenang tergenang seperti seperti halnya halnya danau. danau. Suksesi Suksesi danau pertama pertama kali diperkenalkan diperkenalkan oleh seorang seorang ahli ekologi berna bernama ma Einar Einar Nauman Naumann n (Hutch (Hutchins inson, on, 1969 1969 dan Goldma Goldman n dan Alexan Alexander der,, 1983). 1983). Berdasarkan Berdasarkan kandungan kandungan autriennya, autriennya, Naumman Naumman mengklasif mengklasifikasi ikasikan kan danau menjadi menjadi : danau Oligotrofik, danau Mesotrofik dan danau Eutrofik danau dengan dasar yang sama menj menjad adii : dana danau u olig oligot otro rofik fik,, dana danau u eutr eutrop opik ik dan dan dana danau u dist distro ropi pik k (Gol (Goldm dman an dan dan Alexander, 1983).
22
Danau Oligotrofik
Oligotrofik, menurut etimologinya berasal dari bahasa Yunani yaitu 'oligo' yang berarti sedikit sedikit atau buruk, dan trofik yang berarti makanan, jadi danau oligotrofik oligotrofik merupakan merupakan danau yang memiliki kandungan makanan (nutrien) sedikit (Goldman dan Alexander, 1983). Menurut Odum (1971_ secara geologis danau oligotrofik termasuk golongan danau yang masih muda, sebab danau yang berada pada tahap awal suksesinya ini adalah danau danau yang baru terbentuk baik secara tektonis, glasier, vulkanis dan lain-lain. Secara fisik dan biologis, karakteristik danau oligotrofik menurut Thienemann (1925 dalam dalam Brinkh Brinkhust ust,, 1974) 1974) dan Odum Odum (1971) (1971) antara antara lain lain : kondis kondisii perair perairann annya ya dalam dalam dengan zona hipolimnion yang lebih besar daripada zona epilimnion. Hal ini menurut Soeriatatmaja (1981) disebabkan karena kondisi perairan pada danau oligotrofik ini yang sangat jernih dengan kandungan oksigen yang terlarut dalam air tinggi akibat dai sedikitnya materi organik yang terlarut. Karena jernihnya perairan danau ini maka sinar mataha matahari ri dapat dapat menemb menembus us ke dalam dalam air dan dipant dipantulk ulkan an kembal kembalii sehing sehingga ga airnya airnya menjadi dingin. Menurut Soeriaatmaja (1981) rendahnya kandungan nutrien pada suatu peairan danau akan akan dapat dapat mengak mengakiba ibatka tkan n rendah rendahnya nya produk produktiv tivita itass danau danau tersebu tersebut, t, seperti seperti sangat sangat jarang jarangnya nya keberh keberhasi asilan lan tanama tanaman n literal literal,, dan rendah rendahnya nya densit densitas as plankt plankton on meskip meskipin in jumlah jenis
yang
ditemukannya besar.
Burgis Burgis dan Morris (1987) (1987) menyatakan menyatakan bahwa rendahnya rendahnya kandungan kandungan autrien autrien seperti seperti nitrogen, fosfor, fosfat dan kalsium pada danau oligotrofik disebabkan karena masih mudanya danau tersebut sehingga jumlah nutrien yang terakumulasi dari masukan air sungai san lingkungannya masih sangat sedikit, dan umumnya organisme-organisme yang toleran terhadap kandungan nutrien yang rendah dan oksigen yang tinggi. Menurut Thienemann (1925 dalam Brinkhust, 1974) organisme akuatik yang paling khas ditemukan pada danau oligotrofik adalah organisme bentos dari marga Tanytarsus yang ditemukan dalam jumlah (kelimpahan) yang sangat besar yaitu berkisar antara 300 ' 1000 individu/m2. Namun menurutnya bila organisme ini dihitung berat keringnya hanya didapatkan nilai sebesar 2-4 gram/m2. Melimpahnya marga Tarnytarsus pada
23
perairan danau ini menurut Thenemann (1925, dalam Brinkhurst, 1971) maka dapat dikatakan bahwa danau ini sebagai danau Tanytarsus, sebab meskipun pada danau ini dapat pula ditemukan organisme bentos lainnya seperti Coregonus sp & Bathohylus sp tetapi hewan ini hanya ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit dan bahkan tidak ditemukan organisme bentos dari jenis Chironomus sp dan Chooborus sp. Danau Mesotrofik
Bebera Beberapa pa ahli ahli Limnol Limnologi ogi seperti seperti Valif Valif (1927 (1927 dalam dalam Brinkh Brinkhust ust,, 1974) 1974) dan Soeriaatmaja Soeriaatmaja (1981) (1981) menyatakan menyatakan bahwa suatu danau oligotrofik oligotrofik sebelum sebelum memasuki memasuki tahapan tahapan eutrofik. eutrofik. Pada fase ini menurut menurut Soeriaatmaja Soeriaatmaja (1981) danau baru mengalami mengalami tahap tahap awal awal pengka pengkayaa yaan n nutrien nutrien.. Dengan Dengan mening meningkat katnya nya kandun kandungan gan nutris nutrisii sepert sepertii nitrogen, fosfor dan kalsium dalam perairan danau tersebut, maka akan terjadi juga peningkatan aktifitas biologi. Organisme seperti ganggang, fitoplankton, zooplankton dan sampah organik makin tertimbun di permukaan air sehingga kecerahan air semakin menurun dan semakin keruh. Laju penumpukan bahan organik ini kemudian relatif semakin cepat. Semakin keruhnya air danau ini mengakibatkan sinar matahari tidak dapat menembus ke dalam air seperti sebelumnya, sehingga proses fotosintesis dalam danau itu makin lama semakin terbatas pada permukaan air. Dengan meningkatnya total kegiatan biologi dalam danau maka jumlah sampah organik meningkat. Pada awalnya sampah ini mengapung di danau tetapi kemudian tenggelam ke dasar danau sehingga danau danau terseb tersebut ut akan akan semaki semakin n dangka dangkall oleh oleh pengen pengendap dapan. an. Proses Proses pendan pendangka gkalan lan ini biasanya terjadi pada bagian tepi danau sehingga danau oligotrofik berubah menjadi danau mesotrofik (Soeriatmaja, 1981). Soeriaatmaja Soeriaatmaja (1981) (1981) menyatakan menyatakan bahwa daya pengendapan pengendapan pada danau mesotropik mesotropik sangat sangat bervariasi. bervariasi. Ada danau mesotropik mesotropik yang sangat sangat lama dari tingkat tingkat satu ke tingkat tingkat berikutnya yaitu danau eutropik tetapi ada juga yang sangat cepat. Danau Eutropik
Danau eutropik merupakan tipe danau oligotrofik yang telah mengalami proses pengkayaan bahan organik (nutrien). Eu dalam bahasa Yunani berarti lebar, luas atau banyak, sehingga danau eutropik berarti danau yang kandungan makanannya banyak (Odum, 1971 : Brinkhurst, 1974, Soeriatmaja, 1981). Proses pengkayaan (Eutrofikasi)
24
danau sampai terbentuknya danau eutropik menurut Goldman dan Alexander (1983), Burgis Burgis dan Morris Morris (1987) (1987) diseba disebabka bkan n oleh oleh 2 faktor faktor penyeb penyebab ab utama utama yaitu yaitu : fungsi fungsi kandungan nutrien, fosfor, dan nutrien lain dalam limnologi.
25
DAFTAR PUSTAKA Warman. 2009. (Online) Jaga Ekosistem Akuatik ki.ta (http://warmanboy.wordpress.com/2009/12/14/jaga-ekosistem-akuatik-kita/ http://warmanboy.wordpress.com/2009/12/14/jaga-ekosistem-akuatik-kita/,, diakses kamis 18 maret 2010). SMK3. 2008. Apa Akibat Kekurangan Kandungan Nitrogen, Fosfor, dan Nutrien Lain http://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/,, diakses kamis 18 di Danau. (Online) (http://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/ maret 2010). Hery Heryan anto to,, Deni Deni.. 2010 2010.. SUKS UKSESI DANA DANAU U dan dan STRU STRUK KTUR KOM OMUN UNIITAS TAS PENYUSUNNYA (Judul (Judul pencaria pencarian n nitroge nitrogen, n, fosfor fosfor dan nutrien nutrien lain lain dalam dalam (Onlin ine) e) (http://thebloghub.com/pages/denclik/SUKSESIlingkup lingkup limnolog limnologi) i) . (Onl DANAU-DAN-STRUKTUR-KOMUNITASPENYUSUNNYAhttp://smk3ae.wordpress.com/2008/11/12/, diakses kamis 18 maret 2010).
26
