Posted by: Intan Rahima Sary | 02/14/2014

PARAMETER KIMIA DALAM BUDIDAYA PERAIRAN (Part 2)

v\:* {behavior:url(#default#VML);}
o\:* {behavior:url(#default#VML);}
w\:* {behavior:url(#default#VML);}
.shape {behavior:url(#default#VML);}

800×600

Normal
0

false
false
false

EN-US
X-NONE
X-NONE

MicrosoftInternetExplorer4

/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:”Table Normal”;
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-priority:99;
mso-style-parent:””;
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:”Calibri”,”sans-serif”;}

  1. Karbondioksida

            Karbondioksida (CO2) atau biasa disebut asam arang sangat mudah larut dalam suatu larutan, sehingga meskipun persentase karbondioksida di atmosfer relatif kecil, namun keberadaan karbondioksida diperairan relatif banyak (Tabel 6).

 

Tabel 6. Kelarutan beberapa jenis gas dalam air murni pada suhu     10o C dan tekanan 1 atm

 

Gas

Kelarutan (ml/liter)

1.    Nitrogen (N2)

18,61

2.    Oksigen (O2)

37,78

3.    Argon (Ar)

41,82

4.    Karbondioksida (CO2)

1.194,00

 

 

 

 

            Karbondioksida diperairan berasal dari berbagai sumber, seperti:

a.    Difusi dari atmosfer

b.    Air hujan. Air hujan yang jatuh kepermukaan bumi membawa karbondioksida sebesar 0,55 – 0,60 mg/liter (berasal dari karbondioksida yang terdapat di atmosfer)

c.    Air yang melewati tanah organik. Karbondioksida yang terkandung di tanah organik tersebut berasal dari hasil dekomposisi yang terlarut dalam air.

d.    Respirasi tumbuhan, hewan, dan bakteri aerob maupun anaerob.

           

            Sebagian kecil karbondioksida yang terdapat di atmosfer larut ke dalam uap air membentuk asam karbonat dan jatuh sebagai hujan. Oleh karena itu, air hujan selalu bersifat asam dengan nilai pH sekitar 5,6. Hal yang sama terjadi jika karbondioksida masuk ke badan air, maka sekitar 1% karbondioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat, seperti pada persamaan reaksi di bawah:

(1)       CO2     +  H2O ↔ H2CO3

                        H2CO3 ↔ HCO3 + H+ (K = 10 -7)

                        HCO3  ↔ CO32-  + H+ (K = 10 -11)  

(2)       CO2     +  OH  ↔ HCO3

 

            Pada pH < 8, reaksi akan terjadi seperti pada reaksi (1), sedangkan reaksi (2) terjadi terutama apabila nilai pH > 10. Pada umumnya, perairan alami mengandung karbondioksida sebesar 2 mg/liter. Pada konsentrasi yang tinggi (> 10 mg/l), karbondioksida dapat beracun karena keberadaannya dalam darah dapat menghambat pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Perairan tawar alami hampir tidak pernah memiliki nilai pH > 9, sehingga tidak ditemukan karbon dalam bentuk karbonat.

            Ikan mempunyai toleransi terhadap konsentrasi karbondioksida (CO2) yang tinggi dalam air, tetapi ikan akan menghindar bila konsentrasi CO2 tersebut lebih rendah dari 5 mg/l. Hampir semua jenis ikan dapat bertahan hidup pada air yang mengandung CO2 sebesar 60 mg/L, asalkan konsentrasi oksigen terlarutnya tinggi. Akan tetapi, apabila kadar karbondioksida dalam perairan antara 60 – 100 mg/L, maka dapat mematikan ikan dalam waktu yang lama. Sedangkan kadar karbondioksida 100 – 200 mg/L bersifat akut. Apabila konsentrasi oksigen terlarut rendah, maka CO2 akan menghambat pemakaian oksigen oleh ikan. Namun, biasanya bila konsentrasi oksigen terlarut rendah, maka konsentrasi CO2 dalam air sangat tinggi. Hal ini disebabkan karena CO2 yang dibebaskan pada waktu bernafas (respirasi) digunakan dalam fotosintesa. Bila oksigen terlarut rendah, maka fotosintesa akan berlangsung perlahan – lahan. Oleh karena itu konsentrasi CO2 meningkat bila CO2 yang dibebaskan melalui respirasi tidak diserap oleh fitoplankton untuk fotosintesa. Karena adanya hubungan yang erat antara CO2 dengan respirasi dan fotosintesa, maka konsentrasi CO2 ini biasanya meningkat pada waktu malam hari dan menurun kembali pada waktu siang hari. Konsentrasi CO2 meningkat terutama bila fitoplankton mati karena hilangnya stratifikasi suhu dalam air dan juga bila cuaca mendung.

 

  1. Total Alkalinitas

            Total alkalinitas adalah konsentrasi total dari basa yang terkandung dalam air dan dinyatakan dalam mg/l yang setara dengan kalsium karbonat. Alkalinitas juga dapat diartikan sebagai kapasitas penyangga (buffer capacity) terhadap perubahan pH perairan. Diperairan, penyusun alkalinitas utama adalah anion bikarbonat (HCO3), karbonat (CO32-), dan hidroksida (OH). Di antara ketiga ion tersebut, bikarbonat paling banyak terdapat pada perairan alami. Ketersediaan ion karbonat (CO32-) dan bikarbonat (HCO3) diperairan sangat penting, karena berpengaruh langsung terhadap pertumbuhan plankton dan kualitas air lainnya (seperti pH), sehingga akan mempengaruhi pertumbuhan dan produksi budidaya. Oleh karena itu, nilai alkalinitas sangat dipengaruhi oleh pH (ditunjukkan dalam Tabel 7).

Tabel 7. Hubungan antara pH, Alkalinitas Total, dan Karbondioksida Bebas

pH

Alkalinitas

(mg/l CaCO3)

CO2 bebas (mg/l)

pH

Alkalinitas

(mg/l CaCO3)

CO2 bebas (mg/l)

5,0

0

9,7

6,8

10

3,1

1

24,3

50

15,4

2

48,5

100

30,7

5,2

0

4,9

7,0

50

9,7

2

26,5

100

19,4

5

66,2

200

38,7

pH

Alkalinitas

(mg/l CaCO3)

CO2 bebas (mg/l)

pH

Alkalinitas

(mg/l CaCO3)

CO2 bebas (mg/l)

5,4

0

1,5

7,2

50

6,1

2

16,1

100

12,3

5

40,3

200

24,5

5,6

0

0,6

7,4

50

3,9

5

24,7

100

7,8

10

49,3

200

15,6

5,8

0

0,2

7,6

50

2,4

5

15,5

100

4,8

10

30,9

200

9,7

6,0

10

19,5

7,8

50

1,5

15

29,2

100

3,1

20

28,9

200

6,1

6,2

10

12,3

8,0

100

1,9

20

24,5

200

3,8

30

36,8

300

5,7

6,4

10

7,7

8,2

100

1,2

30

23,2

200

2,4

50

38,7

300

3,6

6,6

10

4,9

 

 

 

50

24,4

 

 

 

100

48,8

 

 

 

 

            Nilai alkalinitas perairan alami hampir tidak pernah melebihi 500 mg/liter CaCO3. Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang tinggi. Nilai alkalinitas yang baik untuk budidaya ikan berkisar antara 20 – 300 mg/liter CaCO3.

            Secara umum, pada waktu pagi hari pH air akan lebih tinggi diperairan yang total alkalinitasnya sedang atau tinggi daripada perairan yang rendah total alkalinitasnya. Tersedianya CO2 untuk pertumbuhan plankton berkaitan dengan alkalinitas air. Perairan dengan total alkalinitas kurang dari 15 atau 20 mg/l mengandung CO2 dalam jumlah sedikit, sehingga tidak optimal untuk produksi plankton pada budidaya ikan. Sedangkan pada perairan yang memiliki total alkalinitas 20 – 150 mg/liter mengandung jumlah CO2 yang cukup untuk produksi plankton. Akan tetapi, untuk tumbuh optimal, plankton menghendaki total alkalinitas sekitar 80 – 120 mg/liter.

            Nilai pH diperairan berbanding terbalik dengan nilai alkalinitas. Pada siang sampai sore hari, pH akan cenderung meningkat dan total alkalinitas menurun. Hal ini disebakan karena pada siang sampai sore hari CO2 yang bersifat asam digunakan oleh fitoplankton untuk fotosintesis. Sebaliknya pada malam hingga pagi hari, fitoplankton tidak aktif melakukan fotosintesis, sehingga CO2 yang dihasilkan selama proses respirasi akan terhidrolisa menjadi hidrogen yang merupakan unsur asam dan bikarbonat yang merupakan unsur alkali, sehingga pH menjadi turun dan alkalinitas meningkat, seperti yang terlihat pada reaksi berikut:

CO2 + H2O ↔ H+ + HCO3

 

  1. Amonia Dan Nitrit

            Amonia (NH3) dan nitrit (NO2) merupakan senyawa – senyawa nitrogen yang pada kondisi tertentu bersifat toksik terhadap organisme perairan. Amoniak dan nitrit yang terdapat dalam air merupakan hasil penguraian bahan organik yang berasal dari hasil metabolisme ikan ataupun dari sisa pakannya yang tertumpuk di dasar perairan dengan kandungan protein tinggi yang terurai menjadi polypeptida, asam – asam amino dan akhirnya amonia sebagai produk akhir yang terakumulasi di dasar perairan. Di air, amonia dan nitrogen terdapat dalam 2 bentuk, yaitu bentuk amonia bukan ion (NH3) yang beracun atau Unionized Ammonia (UIA) dan bentuk ion amonium (NH4+) yang kurang beracun atau Ionized Ammonia (IA). Kedua bentuk amonia tersebut di air berada dalam kesetimbangan seperti reaksi berikut:

                                    NH4+   + OH ↔ NH3 + H2O

 

            Tingkat daya racun amonia (NH3) dalam kolam dengan pemaparan waktu yang berlangsung singkat adalah antara 0,6 – 2,0 mg/l. Batas pengaruh yang mematikan dapat terjadi bila konsentrasi NH3 pada air kolam sekitar 0,1 – 0,3 mg/l. Kadar amonium yang tinggi dapat mengakibatkan gejala keracunan, menurunkan nafsu makan ikan sehingga bisa menghambat pertumbuhan ikan serta mematikan dalam kadar diatas 0,6mg/L. Kadar amonium tidak boleh lebih dari 0,1 mg/l. pH dan suhu air dapat mengatur perbandingan jumlah amonia yang menjadi bentuk bukan ion. Kenaikan setiap 1 unit pH dapat menyebabkan peningkatan kelipatan 10 amonia bukan ion. Semakin tinggi pH air kolam, maka daya racun amonia semakin meningkat, karena sebagian besar berada dalam bentuk NH3, sedangkan amonia dalam bentuk molekul (NH3) lebih beracun daripada yang berbentuk ion (NH4+). Amonia dalam bentuk molekul dapat menembus bagian membran sel lebih cepat daripada ion NH4+. Daya racun amonia juga dipengaruhi oleh suhu, dimana daya racun akan meningkat pada suhu yang lebih tinggi (Tabel 8).

Tabel 8. Persentase total amonia dalam hubungannya dengan pH dan suhu.

pH

Suhu (o C)

10

15

20

25

30

6,0

0,086

0,027

0,040

0,057

0,081

6,5

0,059

0,087

0,125

0,180

0,250

7,0

0,186

0,273

0,396

0,566

0,799

7,5

0,586

0,859

1,240

1,770

2,480

8,0

1,830

2,670

3,820

5,380

7,460

8,5

5,560

7,970

11,200

15,300

20,300

9,0

15,700

21,500

28,400

36,300

44,600

Sumber: Noga, 1996

 

 

            Pengaruh langsung dari kadar amonia tinggi yang belum mematikan ialah rusaknya jaringan insang, dimana lempeng insang membengkak sehingga fungsinya sebagai alat pernafasan akan terganggu, akibatnya ikan tidak lagi hidup normal.

            Di alam sebenarnya dapat terjadi perombakan amonia menjadi nitrat (NO3) dengan bantuan bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas dan Nitrobacter), dalam proses nitrifikasi. NO3 merupakan suatu bentuk yang tidak berbahaya bagi ikan. Konsentrasi nitrat yang sesuai untuk budidaya ikan air tawar adalah 0,2 – 10 mg/l. Sedangkan nilai optimum yang sesuai untuk pertumbuhan adalah < 3.0 mg/l.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar 1. Siklus nitrogen diperairan

 

            Untuk melakukan proses dekomposisi, maka kedua bakteri nitrifikasi tersebut memerlukan banyak oksigen, sehingga pemberian aerasi pada perairan sangat menunjang proses nitrifikasi. Selain itu, bakteri juga memerlukan sumber karbon yang cukup di dalam air sebagai sumber energi.

            Nitrit (NO2) juga beracun terhadap ikan karena mengoksidasi Fe2+ di dalam hemoglobin. Akumulasi nitrit di dalam perairan terjadi sebagai akibat tidak seimbangnya antara kecepatan perubahan dari nitrit menjadi nitrat dan dari amonia menjadi nitrit. Kisaran toleransi ikan terhadap kandungan nitrit sampai 0,5 mg/l dalam jangka waktu pendek. Konsentrasi nitrit diatas 0,1 mg/L menyebabkan turunnya kadar hemoglobin dalam darah ikan yang dapat mengganggu transpor oksigen dalam tubuh ikan.

            Kandungan nitrit yang meningkat dikarenakan terjadinya proses nitrifikasi, yaitu proses pengubahan amonia menjadi nitrat dengan nitrit sebagai senyawa perantaranya. Dalam suatu badan perairan, jika didalamnya cukup banyak mengandung kation – kation, asam nitrit yang terbentuk akan segera berubah menjadi garam – garam nitrit kemudian diubah lebih lanjut menjadi garam- garam nitrit dengan reaksi sebagai berikut :

                        2 NaNO2 + O2 ® 2 NaNO3  (Rifa’i dan Pertagunawan, 1982).

            Walaupun tidak setoksik amonium, level nitrit yang tinggi dapat menyebabkan kematian. Hal ini disebabkan karena nitrit dalam level tinggi mampu secara aktif melewati insang melalui transport aktif dan menuju aliran darah yang bisa mengoksidasi hemoglobin normal menjadi methemoglobin. Hemoglobin normal mengambil oksigen pada insang dan mentransportasikannya dalam jaringan tubuh yang kemudian diubah menjadi karbondioksida, sedangkan methemoglobin tidak mampu mentransportasikan oksigen, sehingga mengakibatkan stress pada ikan karena sulit bernafas.


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Categories

%d bloggers like this: