TINJAUAN PUSTAKA. Sungai. Perairan umum tawar alami dikenal sebagai sungai, rawa dan danau.

Transkripsi

1 TINJAUAN PUSTAKA Sungai Perairan umum tawar alami dikenal sebagai sungai, rawa dan danau. Perairan sungai merupakan suatu perairan yang di dalamnya dicirikan dengan adanya aliran air yang cukup kuat sehingga digolongkan ke dalam perairan mengalir (perairan lotik). Pada perairan sungai biasanya terjadi percampuran massa air secara menyeluruh dan tidak terbentuk stratifikasi vertikal kolom air seperti pada perairan lentik. Sungai dicirikan oleh arus yang searah dan relatif kencang, serta sangat dipengaruhi oleh waktu, iklim dan pola aliran air. Kecepatan arus, erosi dan sedimentasi merupakan fenomena yang umum terjadi di sungai sehingga kehidupan flora dan fauna pada sungai sangat dipengaruhi oleh ketiga variabel tersebut (Effendi, 2003). Odum (1993) menyatakan bahwa ada dua zona utama pada aliran air (sungai), yaitu: 1. Zona air deras merupakan daerah yang dangkal dimana kecepatan arus cukup tinggi untuk menyebabkan dasar sungai bersih dari endapan dan materi lain yang lepas, sehingga dasarnya padat. Zona ini dihuni oleh bentos yang beradaptasi khusus atau organisme perifitik yang dapat melekat atau berpegang dengan kuat pada dasar yang padat dan oleh ikan yang kuat berenang. Zona ini umumnya terdapat pada hulu sungai di daerah pegunungan. 2. Zona air tenang merupakan bagian sungai yang dalam dimana kecepatan arus sudah berkurang, maka lumpur dan materi lepas cenderung mengendap di

2 dasar, sehingga dasarnya lunak, tidak sesuai untuk bentos permukaan tetapi cocok untuk penggali, nekton dan plankton. Sungai yang mengalir cepat ditandai oleh tipe substrat berbatu dan berkerikil, sedangkan sungai yang mengalir lambat ditandai dengan tipe substrat berpasir dan berlumpur. Faktor pengontrol utama produktivitas pada ekosistem tersebut adalah arus yang merupakan pembatas bagi jumlah dan tipe organisme autotrof (Wijaya, 2009). Odum (1993) menyatakan bahwa salah satu bentuk adaptasi dari organisme komunitas air deras untuk mempertahankan posisi pada air yang mengalir adalah melekat permanen pada substrat yang kokoh, seperti batu, kayu, atau massa daun. Dalam kategori ini termasuk tanaman produsen utama dari aliran air berupa ganggang hijau yang melekat, seperti Cladophora yang mempunyai serabut yang panjang; Diatomae yang bertutup keras yang menutupi berbagai permukaan; dan lumut air dari marga Fontinalis dan beberapa marga yang lain yang menutupi batu bahkan pada aliran air yang paling deras. Organisme autotrof pada sistem ekosistem perairan terdiri dari berbagai macam kumpulan alga dan tanaman air. Produsen primer di sungai, danau dan waduk terdiri dari fitoplankton, bakteri, alga bentik (perifiton) dan makrofita. Pada kondisi perairan berarus, perifiton lebih berperan sebagai produsen primer. Namun, pada sungai yang dalam dan besar, fitoplankton cenderung lebih berperan dan lebih dominan. Meningkatnya ukuran sungai serta menurunnya kemiringan dan kecepatan arus umumnya akan meningkatkan produksi fitoplankton (Whitton, 1975).

3 Perifiton Welch (1980) dalam Natalia (2000) menyatakan bahwa perifiton adalah mikroflora yang tumbuh di atas substrat di bawah permukaan air. Wetzel dan Westlake (1974) dalam Widdyastuti (2011) menyatakan bahwa perifiton mencakup semua organisme tanaman, kecuali makrofita berakar yang tumbuh pada material di bawah permukaan air. Material tersebut meliputi semua substrat, seperti sedimen, batu, puing-puing dan organisme hidup. Pennak (1964) dalam Nuraini (2005) mengartikan perifiton sebagai aufwuchs yaitu seluruh kelompok organisme (umumnya mikroskopis) yang hidup menempel pada benda atau pada permukaan tumbuhan air yang terendam, tidak menembus substrat, diam atau bergerak di permukaan substrat tersebut. Graham dan Wilcox (2000) menyatakan bahwa ada lima kelompok besar pembagian perifiton berdasarkan tempat menempel, yaitu: 1. Epilitik yaitu menempel di permukaan batuan. 2. Epipsammik yaitu hidup dan bergerak di antara butir-butir pasir. 3. Epipelik yaitu menempel di permukaan sedimen. 4. Epifitik yaitu menempel di permukaan tumbuhan. 5. Epizooik yaitu menempel di permukaan hewan. Substrat benda hidup sering bersifat sementara karena adanya proses pertumbuhan dan kematian sehingga keberadaan perifiton juga ikut dipengaruhi oleh keberadaannya. Pada substrat benda mati, keberadaan perifiton akan lebih mantap (permanen), meskipun pembentukan komunitas terjadi secara lambat namun lebih mantap, tidak mengalami perubahan, rusak, atau mati (Wijaya, 2009).

4 Perifiton dapat tumbuh pada substrat buatan seperti plexiglass, gelas obyek, kayu dan blok-blok beton. Keuntungan dari penggunaan substrat buatan dalam penelitian adalah mudah standarisasinya, laju pertumbuhan perifiton dapat ditentukan dengan cepat dan pengumpulan datanya mudah. Perifiton ini juga dapat menjadi petunjuk yang peka bagi kualitas air. Kerugian penggunaan substrat buatan adalah bahwa spesies yang hidup secara alami mungkin tidak ikut terambil, laju akumulasi tidak produktif karena pertumbuhan dimulai pada tempat yang kosong (Larastri, 2006). Ada tiga faktor yang perlu diperhatikan dalam menggunakan substrat buatan, yaitu waktu pemaparan (akan mempengaruhi perluasan pertumbuhan), kecepatan arus (dapat menguntungkan beberapa taksa) dan musim. Faktor waktu pemaparan merupakan yang paling penting karena dapat mengakibatkan fluktuasi yang besar terhadap biomassa yang tidak berhubungan dengan gangguan fisik atau kualitas air (Nuraini, 2005). Faktor-faktor yang umumnya dipertimbangkan sebagai pembatas, hal-hal yang diperlukan serta penting untuk perkembangan perifiton meliputi tipe perairan (danau, sungai, atau laut), ketersediaan cahaya (lama penyinaran, kecerahan, kekeruhan), tipe substrat (kondisi, lokasi, kedalaman), pergerakan air (arus dan kecepatan), ph, alkalinitas, kesadahan, unsur hara (N, P, C), bahanbahan terlarut (Ca, S, Si), logam dan logam kelumit (Fe, Cu, Cr, V, Se), juga suhu, salinitas, oksigen dan CO 2 (Weitzel, 1979). Perkembangan perifiton dapat dianggap sebagai proses akumulasi, yaitu proses peningkatan biomassa dengan bertambahnya waktu. Akumulasi merupakan hasil kolonisasi dan komposisi perifiton. Hal ini terkait erat dengan kemampuan

5 perifiton dan alat penempelnya. Keberadaan substrat sangat menentukan perkembangan perifiton menuju kemantapan komunitasnya. Kemampuan perifiton menempel pada substrat menentukan eksistensinya terhadap pencucian oleh arus atau gelombang yang dapat memusnahkannya (Wijaya, 2009). Natalia (2000) menyatakan bahwa zonasi yang terbentuk di perairan mempengaruhi struktur komunitas perifiton yang ada. Ada tiga zonasi yang berperan dalam membentuk struktur komunitas perifiton, yaitu: a. Zona eulitoral yaitu daerah pinggiran yang masih dalam jangkauan percikan air. Zona ini ditumbuhi oleh perifiton yang mampu bertahan terhadap perubahan lingkungan yang cukup ekstrim. Jenis-jenis perifiton yang dapat berkembang di antaranya Tilopothrix parietina dan Scytonema myochorus. b. Zona sublitoral atas yaitu zona air yang masih tembus sinar matahari dengan nilai suhu serupa dengan di wilayah eufotik dengan perubahan kecil dan tidak berarti. Zona ini memiliki komunitas dengan komposisi yang paling kaya. c. Zona sublitoral bawah yaitu zona air yang kurang menerima sinar matahari. Intensitas cahaya dan suhu menurun menurut wilayah termoklin. Pada kondisi ini, komunitas perifiton alga hijau secara kuantitatif menurun, namun masih layak untuk alga coklat, alga biru dan alga merah. Jenis-jenis yang dapat berkembang di antaranya adalah kelompok Diatomae, Pleurocapsis, Chroocopsis, Lyngbya dan Hildenbrandia. d. Zona profundal yaitu zona air gelap. Pada zona ini, komunitas perifiton jenis alga autotrof semakin menghilang dan digantikan oleh jenis heterotrof. Wijaya (2009) menyatakan bahwa komposisi alga di sungai pada substrat batu (epilitik) dan substrat tanaman air (epifitik) terdiri dari Cyanophyta,

6 Rhodophyta, Cryptophyta, Bacillariophyta, Chrysophyta, Euglenophyta dan Chlorophyta. Alga bentik yang sering ditemukan dalam jumlah besar adalah Synedra, Nitzschia, Navicula, Diatoma dan Surirella. Pada perairan berarus kuat, alga bentik yang mendominasi ditandai dengan diatom kelompok Pennales dan dengan menurunnya arus, keanekaragaman akan meningkat tidak hanya diatom melainkan juga Chlorophyta dan Myxophyta (Whitton, 1975). Natalia (2000) menyatakan bahwa perifiton menempel pada substrat dengan memanfaatkan kelebihan dari morfologinya. Beberapa jenis alat untuk menempel pada substrat, yaitu: 1. Rhizoid, seperti pada Oedogonium dan Ulothrix. 2. Tangkai bergelatin panjang dan pendek, seperti pada Cymbella, Gomphonema dan Achnanthes. 3. Bentuk piringan sel basal terutama alga benang. 4. Bantalan gelatin berbentuk setengah bulatan (Sphaerical) yang diperkuat dengan kapur atau tidak, seperti pada Rivularia, Chaetophora dan Ophirydium. Sistem penempelan ini tentunya memiliki ketahanan yang berbeda terhadap arus dan gelombang. Pada perairan, makroalga, perifiton, dan fitoplankton mempunyai peran yang sangat penting karena mereka menyediakan struktur komunitas dan produktivitas primer yang mendukung beragam organisme lain. Di perairan tergenang, peranan perifiton lebih rendah dari fitoplankton, sedangkan untuk perairan mengalir, peranan perifiton lebih besar, kecuali di perairan yang keruh (Graham dan Wilcox, 2000).

7 Produktivitas Primer Produktivitas adalah laju pembentukan bahan organik rata-rata selama beberapa periode waktu tertentu, misalnya satu hari atau tahun. Produktivitas primer adalah jumlah bahan organik yang dihasilkan oleh organisme autotrof yaitu organisme yang mampu menghasilkan bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan sinar matahari (Wetzel, 1983). Produktivitas primer pada umumnya dinyatakan dalam gram karbon (C) yang terikat per satuan luas atau volume air per interval waktu. Produksi merupakan jumlah karbon per m 2 per hari (gc/m 2 /hari). Organisme yang berperan dalam hal ini adalah fitoplankton yang mampu menghasilkan bahan organik dari zat-zat anorganik melalui proses fotosintesis. Reaksi pada proses fotosintesis adalah: cahaya 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O 2 energi + tumbuhan Dari reaksi di atas, secara teoritis untuk mengukur laju produksi senyawasenyawa organik dapat diukur dengan cara mengetahui laju hilangnya atau munculnya beberapa komponen yang ada dalam reaksi tersebut. Laju fotosintesis dapat diukur dengan laju hilangnya CO 2 atau munculnya O 2. Pengukuran ini dalam praktiknya yang digunakan hanya dua komponen yaitu CO 2 dan O 2 (Abida, 2008). Produktivitas primer dibatasi oleh cahaya karena cahaya dibutuhkan untuk proses fotosintesis. Laju fotosintesis akan tinggi bila tingkat intensitas cahaya tinggi dan menurun bila intensitas cahaya menurun. Cahaya merupakan

8 komponen utama dalam proses fotosintesis dan secara langsung bertanggung jawab terhadap nilai produktivitas primer perairan (Taqwa, 2010). Madubun (2008) menyatakan bahwa proses fotosintesis dapat dibagi atas dua bagian yakni reaksi terang dan reaksi gelap. Secara ringkas dijelaskan bahwa pada reaksi terang akan dibebaskan oksigen yang bersumber dari air serta dihasilkan energi bebas yang bersumber dari serangkaian perubahan ADP (Adenosine diphosphate) dan fosfat anorganik menjadi ATP (Adenosine triphosphate). Sedangkan pada reaksi gelap, akan dihasilkan karbohidrat yang direduksi dari karbondioksida dan menghasilkan sejumlah energi bebas yang sumbernya berasal dari degradasi (decay) ATP yang telah dibentuk selama reaksi terang. Faktor-faktor yang membatasi produktivitas primer fitoplankton di perairan di antaranya adalah intensitas cahaya matahari, suhu, unsur hara dan biomassa fitoplankton. Penyebaran produktivitas primer fitoplankton bervariasi secara luas. Variasi tersebut berkaitan dengan lintang geografis dan musim. Di daerah temperate pada musim dingin, cahaya seringkali membatasi nilai produktivitas primer, sedangkan di daerah tropis, ketersediaan nutrien sering menjadi faktor pembatas produktivitas primer fitoplankton (Madubun, 2008). Dalam konsep produktivitas primer dikenal istilah Produktivitas Primer Kotor (Gross Primer Productivity/GPP) dan Produktivitas Primer Bersih (Net Primer Productivity/NPP). GPP adalah laju produksi primer dari zat organik dalam jaringan tumbuhan termasuk yang digunakan untuk respirasi. NPP adalah laju produktivitas primer zat organik dikurangi dengan yang digunakan untuk proses respirasi. Respirasi adalah jumlah oksigen yang digunakan untuk proses

9 respirasi, sedangkan NPP dikurangi R merupakan NCP (Net Community Production) (Smith, 1992). Teknik botol gelap-terang untuk memperkirakan produksi primer telah banyak digunakan. Pada metode oksigen, sampel fitoplankton diinkubasi pada botol terang dan gelap (tidak tembus cahaya) pada kedalaman yang diinginkan. Konsentrasi awal oksigen terlarut diharapkan menjadi berkurang karena respirasi pada botol gelap dan bertambah pada botol terang yang disebabkan oleh produksi fotosintesis dan konsumsi untuk respirasi. Jumlah dari aktivitas respirasi dengan aktivitas fotosintesis bersih sama dengan aktivitas fotosintesis kotor. Kelemahan metode oksigen adalah tidak mempunyai ketelitian pada lingkungan perairan yang produktivitasnya rendah (Wetzel, 1983). Produktivitas primer suatu perairan dapat saja bernilai negatif, meskipun konsentrasi oksigen berada di bawah kondisi saturasi. Nilai negatif dapat terjadi karena penerapan yang kurang benar atau kurang teliti. Namun demikian, nilai negatif tersebut bisa saja betul diduga oleh difusi udara dan air terbatas atau konstan selama 24 jam (Indrayani, 2000). Parameter Kualitas Air A. Suhu Widdyastuti (2011) menyatakan bahwa sumber terbesar dari panas pada perairan tawar adalah radiasi sinar matahari. Hal ini berlaku untuk danau, sungai besar atau sungai kecil yang sebagian besar permukaan perairannya terkena sinar matahari langsung. Pada sungai kecil yang sangat teduh, pemindahan panas dari udara dan aliran dari air tanah lebih penting daripada radiasi sinar matahari dalam

10 mengatur suhu. Fluktuasi pada suhu harian lebih dari 5 o C merupakan hal yang biasa. Fluktuasi suhu tahunan pada sungai kecil sangat penting bagi organisme sungai tersebut. Reproduksi dan pertumbuhan dari organisme perairan mengalir diatur oleh suhu. Suhu air di permukaan dipengaruhi oleh kondisi meteorologi, seperti curah hujan, penguapan, kelembaban udara, suhu udara, kecepatan angin dan intensitas radiasi matahari (Nontji, 2007). Secara alami, suhu air permukaan merupakan lapisan yang lebih hangat karena mendapat radiasi matahari pada siang hari. Suhu air permukaan di perairan nusantara umumnya berkisar antara o C. Oleh karena angin, maka di lapisan teratas sampai kedalaman kira-kira m dapat terjadi pengadukan. Akibatnya, di lapisan kedalaman m terdapat suhu hangat yang homogen (sekitar 28 o C). Di perairan dangkal, lapisan homogen ini dapat berlanjut sampai ke dasar (Nontji, 2007). Suhu sangat berperan dalam mengendalikan kondisi ekosistem perairan. Kelarutan gas-gas H 2, N 2, CO 2 dan O 2 menurun dengan meningkatnya suhu perairan. Organisme akuatik memiliki kisaran suhu yang optimum bagi pertumbuhan. Alga dari filum Chlorophyta dan diatom tumbuh dengan baik pada kisaran suhu berturut-turut o C dan o C. Filum Cyanophyta dapat mentoleransi kisaran suhu yang lebih tinggi dari Chlorophyta dan diatom (Suparlina, 2003). Komposisi, proses fotosintesis dan pertumbuhan perifiton sangat dipengaruhi oleh suhu air (Nuraini, 2005).

11 B. Intensitas Cahaya Cahaya matahari merupakan energi penggerak utama bagi seluruh ekosistem, termasuk di dalamnya ekosistem perairan. Cahaya adalah sumber energi dasar bagi pertumbuhan organisme autotrof, terutama fitoplankton yang pada gilirannya mensuplai makanan bagi seluruh kehidupan di perairan. Fungsi ekosistem yang optimal harus ditunjang oleh adanya cahaya matahari. Salah satu ukuran kualitas suatu ekosistem adalah terselenggaranya proses produksi atau produktivitas primer yang mempersyaratkan adanya cahaya untuk keberlangsungannya (Sunarto dkk., 2004). Faktor cahaya dan nutrien sangat penting dalam kajian produktivitas primer. Perifiton merupakan mikroorganisme yang tumbuh pada daerah yang dapat ditembus cahaya atau daerah eufotik. Pada satuan luas permukaan (m 2 ), perifiton lebih produktif daripada fitoplankton. Ketersediaan cahaya tahunan dan suhu sebagai faktor pengaturnya (Wijaya, 2009). Cahaya matahari sebagai sumber energi fotosintesis sangat terkait terhadap laju produksi primer oleh fitoplankton (Sitinjak, 2009). Wetzel (2001) menyatakan bahwa jika nutrien tersedia dalam jumlah yang cukup untuk mendukung laju maksimum fotosintesis, maka ketersediaan cahaya adalah faktor dominan yang mengatur laju fotosintesis. Iluminasi (penyinaran) cahaya matahari di hampir semua habitat akuatik bergantung pada sudut penyinaran matahari sepanjang hari, musim, letak lintang (latitude) dan kondisi iklim setempat (seperti persen penutupan awan) (Sitinjak, 2009). Wetzel (2001) menyatakan bahwa ketersediaan cahaya di sungai bergantung pada penutupan kanopi di tepi sungai dan kekeruhan (turbidity).

12 Cahaya matahari sangat dibutuhkan untuk proses fotosintesis oleh alga di dalam sungai. Kisaran panjang gelombang antara nm digunakan oleh organisme autotrof seperti alga atau lumut untuk fotosintesis (Widdyastuti, 2011). C. Arus Arus dapat mempengaruhi pertumbuhan dan produksi perifiton. Pengaruh ini dapat menguntungkan atau merugikan, tergantung pada kekuatan dan arah pergerakan arus. Arus secara terus-menerus dapat memperbarui bahan yang dibutuhkan dan menghilangkan hasil sampingan proses metabolisme. Pada sungai dan perairan mengalir lainnya, oksigen dan biomassa yang dihasilkan dari tempat produksi banyak yang hilang karena adanya arus. Kepadatan perifiton pada jenis substrat berbeda, bervariasi sebagai fungsi dari mutu dan kecepatan air (Weitzel, 1979). Kecepatan arus akan mempengaruhi jenis dan sifat organisme yang hidup di perairan tersebut (Wijaya, 2009). Whitton (1975) menyatakan bahwa kecepatan arus adalah faktor penting di perairan mengalir. Kecepatan arus yang besar (> 5 m/s) mengurangi jenis flora yang dapat tinggal sehingga hanya jenis-jenis yang melekat saja yang tahan terhadap arus dan tidak mengalami kerusakan fisik. Welch (1980) dalam Widdyastuti (2011) menyatakan bahwa arus dibagi ke dalam lima kategori yaitu arus sangat cepat (> 1 m/s), cepat (0,5 1 m/s), sedang (0,25 0,5 m/s), lambat (0,10 0,25 m/s) dan sangat lambat (< 0,10 m/s). Kecepatan arus dipengaruhi oleh ketinggian antara hulu dan hilir sungai. Jika perbedaan ketinggiannya cukup besar, maka arus akan semakin deras (Wijaya, 2009).

13 Arus berkaitan dengan penyebaran bahan makanan dan nutrien serta mempengaruhi penempelan perifiton pada substrat. Jenis-jenis alga yang melekat umumnya mendominasi perairan berarus kuat, berkurangnya kecepatan arus akan meningkatkan keragaman jenis organisme yang melekat (Wetzel, 1983). Wijaya (2009) menyatakan bahwa sungai dangkal dengan kecepatan arus cepat biasanya didominasi oleh diatom perifitik. Alga bentik yang mendominasi perairan yang berarus kuat dikarakteristikkan oleh adanya diatom golongan Pennales (Tabel 1). Tabel 1. Distribusi Alga dan Kaitannya Dengan Arus Arus (m/s) Tipe Komunitas Jenis yang Mendominasi Alga epipelik dan epifitik seperti Nitzschia, Navicula, Caloines, < 0,2 1 Alga bentik Eunotia, Tabellaria, Synedra, Oscillatoria, Oedogonium dan Bulbochaete > 1 Alga bentik Alga epilitik seperti Achnantes, Meridion, Diatoma dan Ceratoneis > 0,5 1 Fitoplankton Diatom kecil bersel tunggal dan alga biru > 1 Fitoplankton Volvocales dan Chrysomonads Sumber: Round (1964) dalam Wijaya (2009) D. Kecerahan dan Kekeruhan Sanaky (2003) menyatakan bahwa kecerahan suatu perairan memberikan petunjuk tentang kemampuan cahaya matahari masuk pada suatu kedalaman perairan atau berkaitan dengan intensitas matahari yang masuk ke dalam perairan. Kecerahan bergantung pada warna dan kekeruhan. Nilai kecerahan yang dinyatakan dengan satuan meter sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran dan padatan tersuspensi serta ketelitian orang yang mengukur. Penetrasi cahaya sangat penting karena mengontrol ketebalan lapisan fotosintesis (Indrayani, 2000).

14 Kecerahan air ditunjukkan dengan kedalaman secchi disc. Kedalaman secchi disc merupakan faktor yang menentukan produktivitas perairan. Semakin besar nilai kedalaman secchi disc, semakin dalam penetrasi cahaya ke dalam air, yang selanjutnya akan meningkatkan ketebalan lapisan air yang produktif. Tebal lapisan air yang produktif memungkinkan terjadinya pemanfaatan unsur hara secara kontinu oleh produsen primer, akibatnya kandungan unsur hara menjadi berkurang (Elfinurfajri, 2009). Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air. Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus) maupun bahan anorganik dan organik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain (Effendi, 2003). Kekeruhan di perairan disebabkan oleh bahan organik tersuspensi seperti liat, lempung, partikel karbonat, partikel organik halus, plankton dan organisme renik lainnya. Bahan tersuspensi menyebabkan cahaya menjadi lebih tersebar dan diserap daripada ditransmisi (Madubun, 2008). Madubun (2008) menyatakan bahwa perairan yang mempunyai kekeruhan yang tinggi akan mengurangi penetrasi cahaya ke dalam kolom air, sehingga membatasi proses fotosintesis. Produktivitas perairan dapat berkurang apabila dalam perairan terjadi kekeruhan tinggi yang disebabkan oleh partikel-partikel tersuspensi. Kekeruhan di suatu sungai tidak sama sepanjang tahun. Air akan sangat keruh pada musim penghujan karena aliran air maksimum dan adanya erosi dari daratan (Wijaya, 2009).

15 E. Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen/DO) Oksigen terlarut adalah besarnya kandungan oksigen yang terlarut dalam air yang biasa dinyatakan dalam satuan mg/l. Kelarutan oksigen di perairan dipengaruhi oleh suhu, tekanan parsial gas-gas yang ada di udara maupun di air, kadar garam dan unsur-unsur yang mudah teroksidasi di dalam perairan. Semakin meningkat suhu air, kadar garam dan tekanan gas-gas terlarut maka semakin berkurang kelarutan oksigen dalam air (Suparlina, 2003). Oksigen terlarut sangat berpengaruh terhadap kehidupan perairan seperti proses biogeokimia. Pada sungai yang belum terpolusi, konsentrasi DO tetap bagus yaitu di atas 80% saturasi. Hampir semua organisme perairan peka terhadap konsentrasi oksigen. Pencemaran oleh bahan organik dapat mengurangi konsentrasi DO pada semua aliran sungai seperti proses mikrobial yang menggunakan oksigen dari air. Hal ini disebut Biochemical Oxygen Demand (BOD) (Widdyastuti, 2011). Oksigen terlarut akan berpengaruh langsung pada kemampuan organisme air untuk bertahan di perairan tercemar. Pada perairan yang jenuh, biasanya mengandung oksigen dalam rentang 8 15 mg/l, tergantung pada salinitas dan temperatur. Bagi organisme-organisme akuatik, biasanya membutuhkan oksigen pada konsentrasi 5 8 mg/l untuk dapat hidup secara normal (Wibowo, 2004). Kandungan oksigen terlarut yang tinggi dan kandungan karbondioksida bebas yang rendah umumnya terdapat pada sistem perairan mengalir. Hal ini disebabkan oleh peran arus yang membantu dalam memberikan sumbangan oksigen (Wijaya, 2009).

16 Sachmitz (1971) dalam Wijaya (2009) menyatakan bahwa ada lima golongan kualitas air di perairan mengalir berdasarkan kandungan oksigen terlarut seperti yang terlihat pada Tabel 2. Tabel 2. Penggolongan Kualitas Air Berdasarkan Kandungan Oksigen Terlarut Golongan Kandungan Oksigen Terlarut (ppm) Kualitas Air I > 8 atau perubahan terjadi dalam waktu pendek Sangat baik II 6 Baik III 4 Kritis IV 2 Buruk V < 2 Sangat buruk Sumber: Sachmitz (1971) dalam Wijaya (2009) F. Biochemical Oxygen Demand (BOD) Biochemical Oxygen Demand (BOD) diartikan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan oleh mikroorganisme dalam memecah atau mengoksidasi bahan-bahan organik terlarut. Parameter BOD tidak menunjukkan jumlah materi organik yang terlarut dalam air, melainkan hanya mengukur atau mengestimasi jumlah oksigen secara relatif yang dibutuhkan mikroorganisme dalam mengoksidasi bahan-bahan organik. Biasanya BOD ditunjukkan dengan BOD 5 yang berarti kebutuhan oksigen mikroorganisme tersebut selama lima hari (Fardiaz, 1992). Wijaya (2009) menyatakan bahwa pada perairan alami, yang berperan sebagai sumber bahan organik adalah tanaman dan hewan yang telah mati. Perairan alami memiliki nilai BOD antara 0,5 7,0 mg/l. Selain itu, buangan hasil limbah domestik dan industri juga dapat mempengaruhi nilai BOD (Effendi, 2003). Lee dkk., (1978) dalam Wijaya (2009) mengklasifikasikan besarnya tingkat pencemaran perairan untuk kehidupan organisme akuatik berdasarkan BOD 5 seperti pada Tabel 3.

17 Tabel 3. Kriteria Kualitas Air Berdasarkan BOD 5 BOD 5 (mg/l) Kualitas Air < 3 Tidak tercemar 3,0 4,9 Tercemar ringan 5,0 15 Tercemar sedang > 15 Tercemar berat Sumber: Lee dkk., (1978) dalam Wijaya (2009) G. Chemical Oxygen Demand (COD) COD merupakan gambaran jumlah oksigen total yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan organik secara kimiawi, baik yang dapat didegradasi secara biologis (biodegradable) maupun yang sukar didegradasi secara biologis (non biodegradable) (Wijaya, 2009). Keberadaan bahan organik tersebut dapat berasal dari alam ataupun aktivitas manusia melalui limbah rumah tangga dan industri. Nilai COD pada perairan tidak tercemar biasanya kurang dari 20 mg/l, sedangkan pada perairan yang tercemar dapat lebih dari 200 mg/l (Wijaya, 2009). Fardiaz (1992) menyatakan bahwa bahan-bahan organik yang masuk ke perairan mungkin tidak dapat terurai secara biologis. Sehingga uji kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk mengoksidasi bahan organik ditentukan dengan bahan-bahan oksidan (yang sering digunakan adalah kalium kromat). Kelebihan COD dibandingkan dengan BOD adalah hasil kuantitas oksidasi yang lebih banyak. Hasil yang didapatkan BOD selama lima hari, setara dengan hasil COD selama 10 menit. Hasil oksidasi bahan-bahan organik terlarut berupa air dan karbondioksida (Fardiaz, 1992).

18 H. Derajat Keasaman (ph) Wibowo (2004) menyatakan bahwa derajat keasaman (ph) adalah istilah untuk mengekspresikan intensitas dari asam atau basa suatu larutan atau cairan. Derajat keasaman bukan hanya berfungsi untuk menyatakan konsentrasi ion hidrogen, namun juga mampu mengekspresikan aktivitas ion hidrogen dan tingkat alkalinitas perairan. Nilai ph air yang normal (ph netral) berkisar antara 6 8, sedangkan air yang tercemar bervariasi menurut bahan kontaminan yang masuk ke badan perairan (Fardiaz, 1992). Suparlina (2003) menyatakan bahwa batas toleransi organisme terhadap ph bervariasi bergantung pada suhu, oksigen terlarut dan kandungan garam-garam ionik suatu perairan. Nilai ph optimum untuk perkembangan diatom antara 8 9. Diatom mulai berkurang perkembangannya pada ph 4,6 7,5, namun pada kisaran tersebut masih didapatkan berbagai jenis diatom. Pada umumnya, diatom yang hidup di perairan dengan kisaran ph yang netral keanekaragaman jenisnya akan baik (Weitzel, 1979). Effendi (2003) menyatakan bahwa sebagian besar biota perairan sensitif terhadap perubahan ph dan menyukai nilai ph sekitar 7 8,5. Nilai ph sangat menentukan dominansi fitoplankton. Pada umumnya, alga biru lebih menyukai ph netral sampai basa dan respon pertumbuhan negatif terhadap asam (ph < 6) (Weitzel, 1979). Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan

19 terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi (Barus, 2004). Baker dkk., (1990) dalam Nuraini (2005) menyatakan bahwa terdapat pengaruh ph terhadap komunitas biologi perairan seperti pada Tabel 4. Tabel 4. Pengaruh ph Terhadap Komunitas Biologi Perairan Nilai ph Pengaruh Umum Keanekaragaman plankton dan bentos mengalami sedikit penurunan 6,0 6,5 Kelimpahan total, biomassa dan produktivitas tidak mengalami perubahan Kelimpahan total, biomassa dan produktivitas masih belum mengalami perubahan berarti 5,5 5,9 Alga hijau berfilamen mulai nampak pada zona litoral Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton dan bentos semakin besar Penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan bentos 5,0 5,4 Alga hijau berfilamen semakin banyak Proses nitrifikasi terhambat Penurunan keanekaragaman dan komposisi jenis plankton, perifiton dan bentos semakin besar Penurunan kelimpahan total dan biomassa zooplankton dan 4,5 4,9 bentos Alga hijau berfilamen semakin banyak Proses nitrifikasi terhambat Sumber: Baker dkk., (1990) dalam Nuraini (2005) I. Nitrogen Nitrogen menjadi salah satu unsur yang menarik banyak ilmuwan lingkungan karena peranannya yang penting, baik di atmosfer maupun dalam siklus kehidupan organisme, baik hewan maupun tumbuhan. Kompleksitas kimia nitrogen dikarenakan sebagian tahap siklus nitrogen berada dalam siklus hidup organisme. Bahkan siklus nitrogen yang teroksidasi oleh bakteri dapat bersifat positif maupun negatif, tergantung pada kondisi lingkungan bakteri tersebut, aerobik atau anaerobik (Wibowo, 2004)

20 Weitzel (1979) menyatakan bahwa nitrogen merupakan salah satu unsur penting dalam pembentukan protein dan pertumbuhan organisme. Nitrogen di perairan terdapat dalam bentuk senyawa anorganik dan organik. Senyawa anorganik meliputi nitrit (NO 2 ), nitrat (NO 3 ), dan amonia (NH 3 ) (Widdyastuti, 2011). Nitrogen dapat terlarut pada perairan dalam bentuk nitrogen organik (biasanya berasal dari limbah domestik), ammonia atau garam ammonium selain dalam bentuk nitrit dan nitrat. Tingkat kandungan nitrogen selain dapat mempengaruhi produktivitas primer juga dapat dijadikan parameter terjadinya pencemaran oleh limbah organik (Wibowo, 2004). Effendi (2003) menyatakan bahwa kadar nitrat di perairan tidak tercemar biasanya lebih tinggi daripada kadar amonia. Nitrat merupakan nutrien utama bagi pertumbuhan tanaman dan alga. Nitrat bersifat stabil dan mudah larut. Nitrat umumnya terdapat dalam jumlah yang banyak di perairan. Kisaran nitrat yang baik untuk pertumbuhan perifiton antara 0,01 5 mg/l. Batas toleransi perifiton terhadap kandungan amonia di perairan adalah < 0,2 mg/l (Widdyastuti, 2011). Nitrit biasanya ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit di perairan karena bersifat tidak stabil terhadap keberadaan oksigen (Effendi, 2003). Kadar nitrat di perairan alami hampir tidak pernah lebih dari 0,1 mg/l. Kadar nitrat yang lebih dari 5 mg/l menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia. Pada perairan yang menerima limpasan dari daerah pertanian yang banyak mengandung pupuk, kadar nitrat dapat mencapai 1000 mg/l (Wijaya, 2009).

21 J. Fosfor Widdyastuti (2011) menyatakan bahwa fosfor tidak selalu terdapat melimpah di perairan, tetapi dibutuhkan untuk pertumbuhan organisme walaupun dalam jumlah sedikit. Fosfor yang masuk ke perairan berasal dari pelapukan tanah dan batu, hasil dari siklus fosfor (organisme yang mati) dan fosfor yang sudah terlarut di perairan itu sendiri. Fosfor tersebut baru bisa dimanfaatkan oleh fitoplankton maupun tumbuhan air yang lain setelah diubah menjadi ion ortofosfat atau fosfat organik dengan bantuan bakteri (Wibowo, 2004). Fosfor yang terdapat di air berasal dari dekomposisi organisme yang telah mati. Senyawa fosfat dapat berasal dari proses erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan serta limbah industri, pertanian dan domestik. Keberadaan fosfat di air dikendalikan oleh proses biologi dan fisika yaitu pemanfaatan oleh fitoplankton maupun pergerakkan massa air. Kandungan fosfat akan meningkat dengan meningkatnya kedalaman (Nuraini, 2005). Fosfor dan nitrogen yang berlebihan dapat memacu ledakan pertumbuhan alga. Ledakan ini kurang menguntungkan bagi perairan karena penetrasi cahaya matahari dan oksigen dapat terhambat. Ortofosfat merupakan fosfor anorganik yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh organisme autotrof. Berdasarkan kadar ortofosfat, perairan diklasifikasikan menjadi perairan oligotrofik dengan kadar ortofosfat 0,003 0,01 mg/l, perairan mesotrofik dengan kadar ortofosfat 0,011 0,03 mg/l dan perairan eutrofik dengan kadar ortofosfat 0,031 0,1 mg/l (Widdyastuti, 2011).