VI. INDIKATOR BIOLOGIK KUALITAS AIR

Transkripsi

1 VI. INDIKATOR BIOLOGIK KUALITAS AIR A. Indikator Biologik Indikator biologik adalah kelompok atau komunitas organisme yang dekat kekerabatannya dan keberadaan atau tingkah-lakunya kemungkinan berkorelasi sangat erat dengan kondisi lingkungan tertentu yang dapat digunakaan sebagai petunjuk atau uji kuantitatif (Ellenberg 975 dalam Ellenberg 99). Pengertian indikator biologik lainnya adalah seperti yang dinyatakan oleh Stocker dalam Ellenberg (99) yaitu obyek biologik, ruang dan ekosistem yang memberikan indikasi biologik. Indikator biologik yang ideal yaitu telah teridentifikasi, pengambilan contohnya mudah dilakukan secara kuantitatif, terdistribusi secara kosmopolitan, data autekologiknya melimpah, bernilai ekonomik atau pengganggu, mudah mengakumulasi pencemar, mullah dibudidayakan secara laboratorik serta variabilitas genetik dan relungnya rendah (Ellenberg 99). Berbagai tanggapan tekanan (stress) dapat diukur dalam sistem biologik yang terpapar berbagai jenis dan tingkat pencemar. Indikator biologik dapat berkisar antara tanggapan biomolekuler atau biokimia hingga tanggapan tingkat populasi dan komunitas. Dalam air sungai yang sehat alami terdapat siklus biodinamik yang menghasilkan suatu keseimbangan hidup tumbuhan dan hewan. Adanya pengotoran dan pencemaran lingkungan dapat mengubah siklus tersebut, tetapi karena karakteristik fisik, kimia, dan lingkungan sungai sangat bervariasi, maka pengukuran atau pengujian yang dilakukan tidak dapat memperkirakan secara akurat pengaruh pencemar yang masuk ke dalam sungai. Berdasarkan hasil-hasil penelitian yang ada, Patrick (95) dalam Nemerow (985) merekomendasikan tujuh kelompok taksonomik organisme yang dapat digunakan sebagai tolok ukur biologik kondisi sungai, yaitu: () alga biru hijau, beberapa alga hijau, beberapa rotifera; () oligochaeta, lintah, siput; () protozoa; () diatom, alga merah dan sebagian besar alga hijau; (5) semua jenis rotifera kecuali yang termasuk dalam nomor () ditambah kerang, cacing,

2 dan beberapa siput; () semua jenis insekta dan crustacea; dan (7) semua jenis ikan. Menurut Wilhm (975) dalam Tandjung (997) terdapat lima kelompok utama indikator biologik ekosistem perairan yaitu: () alga, () bakteri, () protozoa, () makroinvertebrata dan (5) ikan. Walaupun kelima kelompok organisme tersebut dapat digunakan sebagai indikator biologik perairan, tetapi indikator biologik sebaiknya dipilih dari kelompok organisme yang jumlahnya cukup melimpah dalam ekosistem, dan dapat menunjukkan reaksi spesifik terhadap lingkungan. Berdasarkan pertimbangan tersebut, Ellenberg (99) membedakan indikator biologik ekosistem sungai menjadi dua kelompok yaitu:. Indikator yang sangat baik, terdiri atas tumbuhan yang hidup dalam air, perifiton, jamur dan bakteri.. Indikator yang baik, terdiri atas alga hijau (Chlorophyceae), fitoplankton dan zoobenthos. Menurut Tandjung (997) alga merupakan indikator pencemaran air yang baik karena: () berbagai jenis alga mampu tumbuh pada habitat yang tercemar; () mudah diambil sebagai sampel; dan () mudah diidentifikasi. B. Penggunaan Organisme Air sebagai Indikator Biologik B.. Plankton sebagai indikator biologik Plankton terdiri dari seluruh organisme perairan yang bergerak pasif atau yang daya geraknya tidak cukup untuk memungkinkan organisme tersebut bergerak melawan gerakan arus massa air (Barnes dan Mann 98). Plankton terdiri dari tumbuhan, hewan, jamur dan bakteri yang berukuran kecil. Berdasarkan fungsinya dalam ekosistem plankton dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu: fitoplankton (produsen), zooplankton (konsumen) dan saproplankton (pengurai) (Ismail dan Mohamad 99). Palmer (959) dalam Shubert (98) menyatakan bahwa komunitas alga dapat digunakan sebagai indikator air bersih atau tercemar. Palmer (99) mempublikasikan bahwa suatu nilai gabungan organisme seperti Euglena, Oscillatoria, Chlamydomonas, Scenedesmus, Chlorella, Stigeoclonium, Nitzschia dan Navicula merupakan kelompok organisme

3 yang dapat digunakan untuk menunjukkan bahwa suatu perairan telah tercemar. Kelompok organisme lain seperti Lemanea, Stigeoclonium dan jenis-jenis tertentu Micrasterias, Staurastrum, Pinnularia, Meridion dan Surirella dapat menunjukkan bahwa suatu sampel berasal dari badan air yang bersih. Guna menilai kualitas air sungai berdasarkan komunitas plankton antara lain dapat digunakan rumus Indeks Diversitas (Simpson 99 atau Shannon-Wiener 99), Indeks Saprobik (Dresscher dan Mark 97) atau Indeks Pencemaran Biologik. Indeks Diversitas (Simpson 99 dalam Odum 99): = E (pi) = indeks diversitas pi = cacah individu suatu species dibagi cacah total individu seluruh species Tabel.. Kualitas Linakunaan Perairan Berdasarkan Indeks Diversitas Plankton Tolokukur Indeks Diversitas (Simpson 99) Sangat Jelek Kriteria Jelek Sedang Baik Sangat Baik,7,8-,5,-,,-,, (Sumber: Fandeli 99) Indeks Diversitas (Shannon-Wiener 99 dalam Odum 99): H = - pi log pi H = indeks diversitas pi = cacah individu suatu species dibagi total individu seluruh species

4 Tabel.. Klasifikasi Derajad Pencemaran Perairan Berdasarkan Indeks Diversitas Plankton Tolokukur Indeks Diversitas (Shanon-Wiener 99) Belum Tercemar Derajat Pencemaran Tercemar Tercemar Ringan Sedang Tercemar Berat >,,-,,-,5 <, (Sumber: Lee et al. 978) Berdasarkan pengalaman empirik dalam berbagai Studi AMDAL dan penelitian lingkungan perairan yang pernah dilakukan di berbagai lokasi dengan berbagai kondisi perairan, Probosunu (999) membuat kriteria kualitas lingkungan perairan berdasarkan indeks diversitas plankton Shanon-Wiener seperti terlihat pada Tabel.. Tabel.. Kualitas Lingkungan Perairan Berdasarkan Indeks Diversitas Plankton Tolokukur Indeks Diversitas (Shanon- Wiener 99) Sangat Jelek Kriteria Jelek Sedang Baik Sangat Baik,8,8-,,-,,-,, Indeks Saprobik (Dresscher dan Mark 97): IS = +. - α - P P + α + + O IS = indeks saprobik P = cacah species organisme polisaprobik α = cacah species organisme α - mesosaprobik = cacah species organisme - mesosaprobik O = cacah species organisme oligosaprobik

5 Tabel.. Klasifikasi Derajad Pencemaran Perairan berdasarkan Indeks Saprobik Indeks Saprobik Tingkat Saprobik Derajad Pencemaran,5-, polisaprobik Pencemaran Sangat Berat,5-,5 α - mesosaprobik Pencemaran Berat,5-,5 - mesosaprobik Pencemaran Sedang,5-,5 oligosaprobik Belum tercemar (Sumber: Mason 98) Indeks Pencemaran Biologik (IPB): Indeks pencemaran biologik (biological indices of pollution) dihitung dengan rumus berikut: B IPB = X A + B B = mikroorganisme berklorofil A = mikroorganisme tanpa klorofil Tabel.5. Kualitas Air Berdasarkan Nilai Indeks Pencemaran Biologik Nilai IPB Kualitas Air -8 Bersih, jernih 9- Tercemar ringan - Tercemar sedang - Tercemar berat (Sumber: Tandjung 997) B.. Bentos sebagai indikator biologik Bentos meliputi organisme, khususnya hewan yang hidup atau aktif di dasar perairan. Organisme yang bersifat bentonik dapat berupa cacing Oligochaeta, Nematoda, dan Turbellaria, Mollusca (Gastropoda dan Bivalvia), Crustacea, dan larva Insecta. Hellawell (978) dalam James dan Evison (979) menyarankan penggunaan makroinvertebrata atau makrozoobentos air sebagai indikator biologik kualitas air. Guna menilai kualitas air sungai berdasarkan

6 komunitas bentos, khususnya makrozoobentos, antara lain dapat digunakan rumus Indeks Diversitas (Simpson 99 atau Shannon-Wiener 99), Indeks Saprobik (Dresscher dan Mark 97), Nilai Indeks Biotik (Orton et al. atau Indeks Biotik Famili (Hilsenhoff 988): Nilai Indeks Biotik (Orton et al,...): Nilai Indeks Biotik diperoleh dengan cara:. Cacahkan hewan yang ditemukan dengan tabel angka indeks (tinggalkan yang tidak ada angkanya) (lihat Tabel.).. Cari angka total per sampel.. Hitung nilai rata-rata dengan membagi nilai total dengan jumlah jenis hewan yang digunakan (yang ada angkanya). Nilai Indeks Biotik berkisar antara (tidak ada kehidupan) dan (sungai sangat bersih); makin tinggi indeks, makin rendah tingkat pencemaran air. Tabel.. Nilai Indeks Biotik No. Nama Hewan Nilai No. Nama Hewan Nilai. Belatung ekor tikus. Kumbang air 5. Cacing biasa 7. Larva lalat jangkung 5. Cacing pipih 8. Nimfa lalat sehari penggali. Kerang kacang 9. Nimfa lalat sehari pipih 5. Kijing. Nimfa lalat sehari perenang. Larva lamuk sejati. Nimfa capung 8 7. Larva lalat Alder. Peluncur air 5 8. Larva lalat hitam 5. Nimfa sibar-sibar lain 9. Larva pita-pita berumah 7. Nimfa lalat batu. Larva pita-pita tak berumah 5 5. Siput. Limpet air tawar 8. Tungau air. Lintah 7. Uir-uir kecil 5. Kutu babi air 8. Udang air tawar. Kalajengking air 5 9. Udang karang air tawar 5. Kepik perenang punggung 5 (Sumber: Orton et al....)

7 Indeks Biotik Famili (Hilsenhoff 988 dalam Hauer dan Lamberti 99): A B C D Ordo/famili Cacah Individu Angka Biotik Total Indeks Biotik Famili = total kolom D dibagi dengan total kolom B =... Nilai Indeks Biotik Famili diperoleh dengan cars sebagai berikut: Indeks Biotik Famili = /N n i t i n i : cacah individu tiap family t i : nilai toleransi famili N : total individu dalam sampel

8 Tabel.7. Nilai Toleransi Famili Makrozoobentos atau Makroinvertebrata (Hilsenhoff 988, * Lenat 99, dan ** Bode 988) Plecoptera Capniidae Chloroperlidae Leutridae Nemouridae Perlidae Perlodidae Pteronarcyidae Taeniopterygidae Ephemeroptera Baetidae Baetiscidae Caenidae Ephemerellidae Ephemeridae Heptageni idae Leptophlebiidae Metretopodidae Oligoneuridae Polymitarcyidae Potomanthidae 7 Cal amocerati dae * Glossosomatidae Helicopsychidae Hydropsychidae Hydroptilidae Lepidostomatidae Leptoceridae Limnephilidae Molannidae Philpotamidae Phryganeidae Polycentropodida e Psychomyiidae Rhyacophilidae Sericostomatidae Uenoidae Megaloptera Corydalid ae Sialidae Dolochopodidae Empididae Ephydridae Psychodidae Simuliidae Muscidae Syrphidae Tabanidae Tipulidae Amphipoda ** Gammaridae Talitridae Isopoda ** Asellidae Acariformes ** Decapoda ** Mollusca ** Lymnaeidae 8 8 Siphlonuridae Trichorythidae 7 Lepidoptera Pyralidae 5 Physidae Sphaeridae 8 8 Odonata Aeshnidae Calopterygidae Coenagrionidae Cordulegastridae Corduliidae Gomphidae Lestidae Libellulidae Macromi idae Trichoptera Brachycentridae Coleoptera Dryopidae Elm i dae Psephenidae Diptera Anthericidae Blepharoceridae Ceratopogonidae Chironomidae merah-darah Chironomidae lainnya 5 8 Oligochaeta ** Hirudinea ** BdelIidae Turbellaria ** Platyhelminthidae 8 (Sumber: Hauer dan Lamberti 99)

9 Tabel.8. Kualitas Air Berdasarkan Nilai Indeks Biotik Famili Indeks Biotik Famili Kualitas air, -,75 Istimewa,7 -,5 Sangat Baik, - 5, Baik 5, - 5,75 Sedang 5,7-,5 Agak Jelek,5-7,5 Jelek 7, -, Sangat Jelek (Sumber: Hauer dan Lamberti 99) Perbandingan Nematoda dan Copepoda : Perbandingan Nematoda (makrozoobentos) dan Copepoda (zooplankton) diperoleh dengan cars membagi populasi Nematoda (individu/liter) dengan populasi Copepoda (individu/liter). Penilaian kualitas air berdasarkan perbandingan Nematoda dan Copepoda dapat dilihat pada Tabel.9. Tabel.9. Kualitas Air Berdasarkan Perbandingan Nematoda dan Copepoda Perbandingan Nematoda Kualitas Air dan Copepoda Tercemar sangat berat Tercemar berat Tercemar ringan Kondisi ini umumnya hanya terdapat di taut (Sumber: Hadisusanto 998) B.. Nekton (ikan) sebagai indikator biologik Beberapa puluh tahun terakhir populasi ikan alami diakui sebagai indikator kualitas air. Restorasi Sungai Thames di Inggris ditandai dengan kembali atau pulihnya populasi ikan secara dramatik selama beberapa tahun, dan banyak catatan menyebutkan ikan salmon kembali terlihat di sungai tersebut. Restorasi populasi ikan oleh pemerintah setempat digunakan untuk menunjukkan kepada

10 masyarakat bahwa hal tersebut merupakan indikasi telah terjadi perbaikan atau peningkatan kualitas air sungai (James dan Evison 979). Salah satu keuntungan menggunakan ikan sebagai indikator biologik kondisi lingkungan perairan yaitu informasi tentang pengaruh lingkungan terhadap ikan sudah cukup banyak terpublikasi. Disamping dapat menggunakan tolok ukur populasi ikan, penilaian kualitas perairan sungai juga dapat dilakukan dengan menggunakan status nutrisi ikan (NVC = Nutrition Value Coefficient) yang diperoleh dengan rumus sebagai berikut Lucky (977): Status nutrisi (NVC) = berat (g) x { panjang (cm) } Batas status nutrisi yaitu,7; jika status nutrisi,7, berarti perairan tempat hidup ikan yang diukur masih baik atau dapat juga dikatakan air tersebut belum tercemar. Penilaian kualitas air berdasarkan status nutrisi ikan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel.. Catatan: batas status nutrisi (=,7) hanya berlaku bagi ikan yang berbentuk bulat-pipih seperti karper (Cyprinus sp.) dan tawes (Puntius sp.) serta tidak berlaku bagi ikan yang berbentuk lain seperti lele (Clarias sp.), belut (Monopterus sp.) dan ikan pari (Dasyatis sp.). Tabel.. Kualitas Air Berdasarkan Status Nutrisi Ikan Status Nutrisi Kualitas Air >,7 Bersih,-,9 Kurang bersih, terkontaminasi,9-,9 Sedang,5-,89 Tercemar <,9 Tercemar Berat (Sumber: Tandjung, 997)

11 B.. Makrofita air sebagai indikator biologik Tumbuhan atau flora makroskopik atau makrofita air secara umum dapat dibedakan menjadi: () Tumbuhan air yang berakar di dasar tetapi sebagian besar batang dan daunnya berada di luar atau di atas permukaan air, contoh: gelagah (Pharagmites karka), genjer (Limnocharis flava) dan mendong (Scirpus littoralis). () Tumbuhan air yang akarnya di dasar dan hanya daunnya saja yang berada di permukaan air, contoh: teratai (Nymphaea sp.). () Tumbuhan air yang terapung di permukaan dan akarnya yang menjuntai ke bawah, contoh: eceng gondok (Eichhornia crassipes), kiambang (Salvinia natans), mata lele (Azolla pinata) dan kayu apu (Pistia stratiotes). () Tumbuhan air yang seluruh bagian tubuhnya terendam air, contoh: ganggang (Hydrilla verticillata). Disamping berfungsi sebagai sumber makanan berbagai organisme air, makrofita air juga menjadi substrat penting guna pelekatan alga epifit serta berbagai jenis hewan. Bagi beberapa jenis hewan, makrofita air juga menyediakan tempat bergantung, bersembunyi dan istirahat. Makrofita air juga berfungsi sebagai penahan arus serta penangkap sedimen sehingga dapat menstabilkan sedimen dasar dan memperbaiki kejernihan air. Makrofita air mempunyai kemampuan menyerap nutrien anorganik dan bahan pencemar beracun yang terdapat dalam air. Kualitas air sungai dapat dinilai berdasarkan komunitas makrofita air antara lain dengan menggunakan rumus Indeks Diversitas (Simpson 99) atau Potensi Pemanfaatannya (lihat Tabel.). Tabel.. Kualitas Lingkungan Perairan Berdasarkan Indeks Diversitas dan Potensi Pemanfaatan Makrofita Air Tolokukur Indeks Diversitas (Simpson 99) Potensi Pemanfaatan Sangat Jelek Kriteria Jelek Sedang Baik Sangat Baik,7,8-,5,-,5,5-,7,7 Kecil sekali Kecil Cukup Besar Besar sekali (Sumber: Fandeli 99)

12 B.5. Bakteri coil sebagai indikator biologik Kehadiran bakteri coil daiam sampel air identik dengan adanya bakteri patogen. Secara umum kelompok bakteri coil ada dua macam:. Bakteri coil tinja atau fekal, contoh: Escherrichia. Bakteri coil nonfekal, contoh: Aerobacterdan Klebsiella Kehadiran bakteri coil dalam sampel air menunjukkan adanya pencemaran yang berasal dari kotoran manusia atau hewan, dan kemungkinan adanya mikroorganisme patogen seperti bakteri angggota Genera Shigella, Salmonella, atau Vibrio, serta entero-, rota, dan reovirus, yang dapat menyebabkan berbagai penyakit pada manusia mulai dari diare, tifus, kolera, penyakit pernafasan, meningitis, dan polio (Pepper dkk. 99). Kualitas sanitasi air dan kegunaannya sebagai sumber air minum serta untuk aktivitas rekreasi, seperti berenang, berperahu, dan memancing ikan dapat dievaluasi berdasarkan kandungan bakteri coliform tinja (Mau dan Pope 999). Kriteria penilaian kualitas air berdasarkan jumlah bakteri coil per ml dapat dilihat pada Tabel.. Tabel.. Kualitas Air Berdasarkan Jumlah Bakteri Coli per ml Jumlah Bakteri Coli per ml Kualitas Air < (=) Sangat memuaskan - Memuaskan - Diragukan Jelek (Sumber: Tandjung, 997)