BERDASARKAN KULIKULUM SEKOLAH USAHA PERIKANAN MENENGAH TAHUN 2012 BAHAN AJAR PENGELOLAAN KUALITAS AIR SEMESTER III OLEH HASNAWATI SEKOLAH USAHA PERIKANAN MENENGAH (SUPM) PONTIANAK 2014 0
KATA PENGANTAR Puji Syukur Penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Kuasa, karena Berkat Rakhmat dan Hidayah-Nya lah bahan ajar Pengelolaan Kualitas Air dapat diselesaikan. Materi pada bahan ajar ini disusun terstruktur dan sesuai dengan kebutuhan siswa serta tingkat kompetensi yang akan dicapai. Tujuan Pembuatan bahan ajar Pengelolaan Kualitas Air ini merupakan suatu pokok bahasan yang akan dipelajari siswa. Keberadaannya diharapkan benar-benar dapat membantu siswa untuk lebih memahami dan menguasai suatu materi, sekaligus memberikan sebuah refleksi dan pedoman dari intisari materi yang telah dipelajarinya. Di samping itu dapat mengakomodir untuk sebuah proses pembelajaran yang interaktif dan komunikatif. Dengan selesainya penulisan bahan ajar Pengelolaan Kualitas Air ini penulis mengucapkan terima kasih kepada rekan guru yang turut memberikan masukan yang berharga sehingga bahan ajar ini dapat terwujud. Selalu menjadi kenyataan bahwa bahan ajar yang terwujud ini masih jauh dari sempurna dan memiliki kekurangan atau kesalahan. Untuk itu penulis mengharap kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan penulisan di masa mendatang. Semoga bermanfaat. Pontianak, 2014 1
DAFTAR ISI. JUDUL,,, KATA PENGANTAR.... 1 DAFTAR ISI.,, 2 ISI KOMPETENSI DASAR 1 : MENGIDENTIFIKASI PARAMETER BIOLOGI AIR 1. Plankton...4 2. Benthos...11 3. Perifiton...12 KOMPETENSI DASAR 2 : PENGELOLAAN KUALITAS AIR SECARA BIOLOGI 1. Biofilter.15 2. Pengangkatan lumpur...17 3. Pengeringan dan penjemuran dasar kolam...17 4. Pengapuran....17 5. Pemupukan.17 6. Warna Air....17 7. Probiotik..19 8. Biosecurity..24 PUSTAKA PENUNJANG... 25 2
MATA PELAJARAN : Pengelolaan Kualitas Air KELAS/SEMESTER : II / 3 STANDAR KOMPETENSI : Melakukan pengelolaan kualitas air secara biologi KOMPETENSI DASAR INDIKATOR MATERI PEMBELAJARAN KEGIATAN PEMBELAJARAN Mengidentifikasi parameter biologi air Mengidentifikasi jenis-jenis parameter biologi air Mengidentifikasi fungsi parameter biologi air Jenis-jenis parameter biologi air Fungsi jenis-jenis parameter biologi air Menjelaskan jenisjenis parameter biologi air Warna air Plankton Benthos Perifiton Unsur-unsur hara Menjelaskan fungsi jenis-jenis parameter biologi air Pengelolaan kualitas air secara biologi Melakukan teknik penanganan kualitas air secara biologi sesuai dengan prosedur Teknik penanganan kualitas air secara biologi Menjelaskan teknik pengelolaan kualitas air secara biologi : Biofilter Pembentukan warna air Probiotik Bio Security 3
KOMPETENSI DASAR 1 : MENGIDENTIFIKASI PARAMETER BIOLOGI AIR Materi Pembelajaran Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu. Dalam dunia perikanan parameter kualitas air mempunyai peranan yang sangat penting. Selain itu, parameter kualitas air juga mampu mendeteksi tingkat kesuburan perairan. Salah satu parameter kualitas air adalah parameter biologi. Parameter biologi adalah parameter yang digunakan untuk mengetahui kepadatan biota di dalam air. Biota tersebut dapat berupa plankton, benthos, perifiton, bakteri maupun biota jenis lainnya. Parameter biologi sangat perlu untuk dipahami oleh pembudidayaan ikan karena beberapa jasad renik bermanfaat untuk budidaya ikan khususnya larva untuk hidup, tumbuh dan berkembang. Organisme yang hidup dalam perairan dibagi menjadi 5 golongan, yaitu: 1. Plankton terdiri dari fitoplankton dan zooplankton, pergerakan plankton mengikuti gerak aliran air 2. Perifiton adalah tumbuhan atau hewan yang melekat pada tumbuhan paku atau benda lain, contohnya keong. 3. Bentos adalah tumbuhan atau hewan yang hidup di dasar atau hidup pada endapan. 4. Neuston adalah organisme yang mengapung, berenang di permukaan air, atau berada pada permukaan air, contohnya serangga air 5. Nekton adalah merupakan organism yang aktif berenang dalam air, contohnya ikan Keterangan Parameter biologi meliputi : 1. Plankton Plankton merupakan jasad renik yang melayang di dalam perairan, tidak bergerak atau bergerak sedikit dan selalu mengikuti arus. Plankton dibagi menjadi fitoplankton (plankton nabati) dan zooplankton (plankton hewani). Berdasarkan ukurannya plankton terbagi atas makroplankton ukuran 200-2000 µ, mikroplankton ukuran 20-200 µ, nannoplankton ukuran 2 20 µ, dan ultra nannoplankton ukuran < 2 µ. - Fitoplankton mempunyai klorofil yang membuat makanan sendiri dengan mengubah bahan anorganik menjadi bahan organik melalui proses fotosintesa. 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Fitoplankton hidup pada lapisan perairan yang masih terdapat sinar matahari sampai pada suatu lapisan perairan yang disebut garis kompensasi. 4
- Zooplankton umumnya bersifat fototaksis negatif sehingga dapat hidup di lapisan perairan yang tidak terjangkau sinar matahari. Zooplankton merupakan konsumen primer atau kelompok yang memakan fitoplankton. Dengan sifat yang fototaksis negatif, zooplankton akan banyak terdapat di dasar perairan pada siang hari dan akan ke permukaan perairan pada malam atau siang hari. Baik fitoplankton maupun zooplankton merupakan pakan alami ikan. Keperluan pakan alami bagi pembenihan ikan sangat penting karena larva ikan sangat menyukai pakan tersebut, mempunyai kandungan protein yang sangat tinggi untuk pertumbuhan larva dan sesuai bukaan mulut larva. Dalam kemudahan pengambilan sampel plankton di permukaan air, untuk fitoplankton dapat dilakukan setiap waktu sedangkan zooplankton hanya diambil pada malam atau pagi hari.. Faktor-faktor lingkungan yang mempengaruhi kelimpahan dan keanekaragaman fitoplakton. Kelimpahan plankton Kelimpahan fitoplankton didefinisikan sebagai jumlah individu fitoplankton persatuan volume air, yang dinyatakan dalam individu per meter kubik ( ind/m 3 ) atau sel per meter kubik ( sel/m 3 ). Raymont (1963 dala m Prescott, 1980) mengemukakan bahwa jumlah sel fitoplankton di daerah tropis lebih rendah dibandingkan dengan daerah sedang. Pada kondisi tertentu seperti perpindahan masa air dari bawah ke atas ( up welling ), produksi di daerah tropis masih lebih besar dari pada daerah lintang sedang. Di wilayah perairan Teluk Jakarta kelas fitoplanton yang ditemukan umumnya terdiri dari Bacillariophyceae (diatom), Dinophyceae (dinoflagellata ), beberapa Cyanophyceae serta Chlorophyceae. Kelimpahan sel diatom tersebut sangat diperngaruhi oleh musim hujan yang biasanya membawa nutrisi dari darat ke laut. Pada musim barat ( hujan ) diatom sangat melimpah dengan komposisi jenis yang dominan adalah Chaetocheros, Rhizosolenia dan Skeletonema. Selanjutnya kelompok yang melimpah di perairan setelah diatom adalah Dinoflagellata. Komposisi Dinoflagellata yang sering dijumpai adalah Noctiluca. Dinoflagellata ini merupakan competitor bagi zooplankton dalam hal mencari makanan, dan biasanya banyak ditemukan di perairan yang peningkatan salinitas serta silikatnya tidak terduga. Nocticula merupakan jenis fitoplankton yang heteretrof, yaitu organisme yang tidak melakukan fotosintesis sehingga untuk hidup perlu memakan organisme lain. Kelimpahan plankton yang terdiri dari phytoplankton dan zooplankton sangat diperlukan untuk mengetahui kesuburan suatu perairan yang dipergunakan untuk kegiatan budidaya. Plankton sebagai organisme perairan tingkat rendah yang melayang-layang di air dalam waktu yang relatif lama mengikuti pergerakan air. Plankton pada umumnya sangat peka terhadap perubahan lingkungan hidupnya (suhu, ph, salinitas, gerakan air, cahaya matahari dan lain-lain) baik untuk mempercepat perkembangan atau yang mematikan. 5
Berdasarkan ukurannya, plankton dapat dibedakan sebagai berikut : Macroplankton (masih dapat dilihat dengan mata biasa/tanpa pertolongan mikroskop). Netplankton atau mesoplankton (yang masih dapat disaring oleh plankton net yang mata netnya 0,03-0,04 mm). Nannoplankton atau microplankton (dapat lolos dengan plankton net diatas). Berdasarkan tempat hidupnya dan daerah penyebarannya, plankton dapat merupakan : Limnoplankton (plankton air tawar/danau). Haliplankton (hidup dalam air asin) Hypalmyroplankton (khusus hidup di air payau) Heleoplankton (khusus hidup dalam kolam-kolam) Petamoplankton atau rheoplankton (hidup dalam air mengalir, sungai). Perkembangan kelimpahan komunitas fitoplankton di setiap perairan bersifat dinamis sehingga suatu spesies dapat lebih dominan dibandingkan spesies lainnya dalam interval waktu yang lebih pendek. Spesies yang dominan pada suatu periode menjadi spesies lain yang langka pada periode berikutnya dan digantikan oleh spesies lain yang dominan. Organisme fitoplankton memegang peranan penting dalam penentuan produktivitas suatu perairan, karena berperan sebagai produsen bagi berlangsungnya proses kehidupan (transfer energi melalui rantai makanan) dalam suatu perairan. Dengan demikian, keberadaannya dapat digunakan sebagai indikator kesuburan atau produktivitas perairan (Odum, 1994). Lingkungan yang tidak menguntungkan bagi fitoplankton dapat menyebabkan jumlah individu atau kelimpahan maupun jumlah spesies fitoplankton berkurang. Keadaan ini dapat mempengaruhi tingkat kesuburan perairan, karena suatu tingkat kesuburan suatu perairan salah satunya di tentukan oleh tingkah kelimpahan fitoplankton. Faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kelimpahan dan keanekaragaman fitoplankton : a) Suhu Setiap jenis fitoplankton memiliki suhu optimal sendiri dan sangat tergantung pada media dan faktor-faktor lain seperti intesitas cahaya, sehingga dapat di duga bahwa suhu dapat berperan dalam perubahan komposisi jenis meskipun mungkin bukan faktor satu-satunya. Pada umumnya suhu optimal pada perkembangan fitoplankton adalah antara 29 o C 30 o C tetapi pada umumnya jenis fitoplankton dapat perkembangan dengan baik pada suhu 25 o C atau lebih. Suhu merupakan faktor penting yang mempengaruhi proses 6
penyebaran dan kehidupan organisme laut. Kegiatan metabolisme dan perkembangbiakan organisme di laut dipengaruhi oleh suhu. Suhu secara tidak langsung mempengaruhi laju fotosintesis, dimana pengaruh langsung pada enzimatik, dalam fotosintesis ditentukan oleh suhu, sedangkan pengaruh tidak langsung yaitu suhu mempengaruhi hidrologis bagi kehidupan di laut. Semakin dalam perairan suhu semakin rendah dan salinitas semakin tinggi, sehingga mengurangi laju penenggelaman fitoplankton. Perairan yang mempunyai stratifikasi yang kuat, dengan lapisan pekat (discontinuity) yang tajam, yang akan sukar ditembus oleh fitoplankton ( Prescott, 1980 ). Apabila fitoplankton tenggelam sampai ke bawah zona eufotik maka ia tidak dapat tumbuh lagi dan akan mengalami disintegrasi kecuali bila ada sirkulasi vertical yang dapat segera mengangkatnya kembali ke zona eufotik. Suhu air permukaan di perairan Indonesia menunjukan ciri khas yaitu umumnya relatif tinggi dengan perbedaan sebaran horizontal yang kecil. Perubahan suhu sepanjang tahun tergantung pada intensitas radiasi matahari, kecepatan angin, musim (curah hujan dan penguapan) serta asal massa air. b) Kecerahan Cahaya matahari mutlak diperlukan bagi semua kehidupan jasad perairan. Radiasi matahari akan menentukan intensitas dan kecerahan pada kedalaman tertentu dan akan mempengaruhi suhu perairan. Gejala radiasi beserta akibatnya, baik secara lansung ataupun tidak langsung akan mempengaruhi hamper semua fase kejadian biologis dan non biologis. Intensitas cahaya merupakan faktor ingkungan pertama yang mempengaruhi fotosintesis. Laju fotosintesis akan tinggi bila tingkat intensitas cahaya tinggi dan menurun bila intensitas cahaya menurun. Pada umumnya tumbuhan air hidup ditempat terbuka tanpa adanya naungan sehingga dapat dimanfaatkan cahaya matahari secara penuh. Begitu pula untuk fitoplankton produksinya berlangsung pada lapisan teratas, karena memperoleh intensitas cahaya matahari cukup bagi berlangsungnya proses fotosintesis. Oleh karena itu, fitoplankton lebih banyak ditemukan pada lapisan permukaan dengan nilai kecerahan tinggi. Intensitas cahaya dilaut ditentukan oleh kondisi cahaya di atas permukaan laut juga penyerapan dan pembauran atau disperse cahaya di dalam laut. Penyerapan tergantung pada panjang gelombang cahaya (cahaya merah penyerapannya lebih cepat dari pada cahaya biru). Faktor pembauran cahaya di laut dipengaruhi oleh jumlah dan jenis unsure atau bahan yang terlarut dalam laut baik yang berbentuk mineral (tanah liat, lumpur) maupun yang berbentuk senyawa organik seperti plankton dan detritus. 7
c) Salinitas Salinitas adalah jumlah garam terlarut dalam satu kilogram air laut dan dinyatakan dalam satuan perseribu. Bahwa dalam air laut terlarut bermacammacam garam terutama natrium khlorida, selain itu terdapat pula garam-garam magnesium, kalsium, kalium dan sebagainya. Menurut Clark (1974),salinitas di daerah pesisir d apat berubah-ubah yang dipengaruhi oleh masukan air tawar dari aliran sungai. Berbagai aktivitas manusiapun dapat mempengaruhi salinitas perairan laut di daerah pesisir dekat muara sungai, diantaranya akibat adanya pembendengun sungai atau kanal. Sebaran salinitas di laut dipengaruhi oleh sirkulasi air laut, penguapan dan curah hujan. Salinitas di laut lepas mempunyai kisaran relative tinggi dari pada perairan pantai. Rendahnya salinitas tersebut disebabkan perairan pantai banyak masukan dari muara sungai perairan (Prescott, 1980). Air permukaan di asia tenggara dapat dibagi menjadi 3 golongan : Air pantai dengan salinitas kurang dari 32%. Air campuran dengan salinitas antara kurang 32% - 34%. Air samudra dengan kadar salinitas lebih besar dari 34%. Meskipun salinitas mempengaruhi produktivitas individu fitoplankton,namun umumnya perairannya tidak besar. Di perairan pantai peranan salinitas mungkin lebih menentukan terjadinya suksesi jenis dari pada produktivitas secara keseluruhan (Chua, 1970 dan Odum, 1994). Kehidupan berbagai jenis fitoplankton dapat dipengaruhi oleh salinitas perairan, yaitu pada perubahan berat jenis air laut serta perubahan dalam tekanan osmosis. d) Derajat keasaman (ph) Nilai ph menunjukkan derajat keasaman atau kebasaan suatu perairan. Karena ph mempunyai pengaruh yang besar terhadap kehidupan tumbuhan dan hewan akuatik, maka ph suatu air sering kali dipakai sebagai petunjuk baik atau buruknya perairan sebagai lingkungan hidup, (Odum, 1994). Hubungan ph dengan sebaran fitoplankton di perairan alamiah ternyata sangat menarik, 8
berkaitan dengan masalah pencemaran yang dihubungkan dengan hujan asam dan proses pengasaman perairan. Banyak spesies diatom yang sensitive terhadap tersediannya unsurunsur Karbon (C) dan ph melalui control unsur karbon pada proses fotosintesis. Sebagian besar diatom kurang sensitif perubahan besar ph diperairan (Prescott, 1980 ). Spesies diatomae yang hidup pada perairan eutrofik ( kaya akan nutrisi ) lebih toleran pada ph yang lebih tinggi dari pada perairan yang oligotrofik (miskin nutrisi ). e) Oksigen Terlarut ( DO ) Distribusi oksigen terlarut (Dissolved Oxygen ) di perairan sungai umumnya lebih merata dibandingkan dengan perairan tergenang. Hal ini disebabkan adanya gerakan air yang kontinyu, sehingga memungkinkan terlarutnya oksigen dari udara ke air. Oksigen terlarut dalam air umumnya berasal dari difusi oksigen udara melalui permukaan air, aliran air, air hujan, dan hasil fotosintesis tumbuhan air pada siang hari. Oksigen merupakan salah satu unsur penting di perairan sebagai pengatur proses metabolisme komunitas, selain itu, kandungan produktivitas primer di suatu perairan dari hasil fotosintesis. f) Unsur Hara Di dalam suatu perairan sumber nutrient dapat berupa unsur hara makro (C,O,H,N,P,S,Mg,Ca,Na,dan Cl) dan unsur hara mikro ( Fe,Mn,Cu,Zn,B,Co ). Diantara unsur hara tersebut, yang dianggap sangat ensensial untuk produksi yaitu nitrogen ( N ) dan fosfor (P) karna dapat dibentuk melalui proses fotosintesis. Selain itu, N dan P merupakan faktor pembatasan pertumbuhan fitoplankton di perairan alami. Fitoplankton yang tumbuh dengan baik pada suatu perairan dapat menggambarkan tingkat kesuburan perairan. Kategori kesuburan berdasarkan kandungan N dan P dapat dilihat pada tabel 4 dan tabel 5. Namun demikian, N dan P dapat menjadi pemicu blooming alga apabila jumlahnya berlebihan. Tiga unsur hara utama yang diperlukan untuk tumbuh dan berkembang biak adalah fosfat, nitrat dan silikat digunakan oleh diatom dalam pembentukan cangkang. Kandungan zat hara dilapisan permukaan perairan Indonesia mencerminkan ciri topik yang berkadar rendah. Rendahnya konsentrasi ini disebabkan penyinaran matahari yang berlangsung setahun penuh sehingga metabolisme biota air berlangsung cepat. Nutrien dilapisan permukaan nya berkurang akan diisi kembali oleh pencampuran vertikal dari nutrien lapisan bawah yang kaya akan nutrien. 9
Kandungan unsur hara tinggi diperairan di sebabkan oleh dua faktor, yaitu Adanya penambahan hara yang berasal dari daratan terbawah oleh aliran air sungai. Adanya pengadukan ( turbulensi ) air di laut dangkal sehingga memungkinkan zat-zat hara didekat dasar terangkat kembali kepermukaan. Tabel 6. Kategori Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Fosfat Kandungan P (mg/l) Kesuburan Perairan 0,000 0,020 Rendah 0,021 0,050 Cukup 0,051 0,100 Baik 0,101 0,200 Baik sekali > 0,201 Sangat baik sekali Senyawa nitrogen dalam air laut terdapat dalam tiga bentuk utama yan berada dalam keseimbangan yaitu amoniak, nitrit dan nitrat. Adanya keseimbangan tersebut dipengaruhi oleh kandungan oksigen bebas dalam air pada saat kadar oksigen rendah, maka keseimbangan akan bergerak menuju amoniak, sedangkan pada saat kadar oksigen tinggi keseimbangan akan bergerak menuju nitrat. Oleh karena itu nitrat merupakan hasil akhir dari oksidasi nitrogen dalam air laut. Kadar nitrat akan semakin meningkat dengan bertambahnya kedalaman. Tabel 7. Klasifikasi Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Nitrat Kandungan N (mg/l) Kesuburan Perairan > 0,226 a) Kurang subur 0,227 1,129 b) Kesuburan sedang 1,130 11,290 c) Kesuburan tinggi Sumber : Jorgensen dan Vollenweider, 1988. Peningkatan kadar nitrat di laut dipengaruhi oleh masuknya limbah-limbah domestik dan pertanian yang banyak mengandung nitrat. Pada distribusi horizontal kadar nitrat akan semakin tinggi ditemukan di perairan muara atau mulut sungai. Senyawa-senyawa nitrat dan nitrit terdapat dalam perairan alami sebagai garam-garam yang terlarut, tersuspensi atau berupa endapan. Dalam bentuk nitrat, nitrogen dapat diserap lebih mudah oleh fitoplankton. Konsentrasi nitrat di perairan selain berasal dari proses nitrifikasi nitrit, juga berasal dari peningkatan nitrogen bebas dari udara oleh mikroorganisme. Konsentrasi nitrat yang layak bagi pertumbuhan ffitoplankton adalah 0,3 13 mg/l. 10
Kelimpahan Benthos 2. Benthos Bentos merupakan organisme yang hidup baik di lapisan atas dasar perairan (epifauna) maupun di dalam dasar perairan (infauna) dan dapat menjadi pakan alami bagi ikan atau sebaliknya apabila dalam jumlah banyak menjadi penyaing atau predator bagi ikan. Secara ekologi bentos yang berperan penting di perairan adalah zoobentos. Berdasarkan ukurannya zoobentos digolongkan atas empat jenis yaitu megalobentos ukuran < x4,7 mm makrobentos ukuran antara 4,7 mm 1,4 mm, meiobentos ukuran antara 1,3 0,59 mm mikrobentos ukuran antara 0,5 mm 0,15 m. Benthos mempunyai peranan yang sangat penting dalam siklus nutrient di dasar perairan. Dalam ekosistem perairan makrozoobenthos berperan sebagai salah satu mata rantai penghubung dalam aliran energi dan siklus materi mulai alga planktonik sampai konsumen tingkat tinggi. Seperti diketahui, salah satu kekayaan ekosistem pesisir terletak pada lapisan yang tidak terlalu tebal yang terdapat di permukaan dasar perairan pesisir. Lapisan tipis ini dapat berupa hasil dekomposisi bahan organik seperti dedaunan dari berbagai vegetasi pantai yang dengan bercampur sedimen halus sampai kasar. Habitat ini merupakan jasad renik berperan melakukan proses dekomposisi terhadap bahan organic sehingga menjadi makanan alami bagi larva, juventil sebelum mereka tumbuh dewasa dan dapat berkelana ke habitat lain sesuai dengan karakter biologisnya. Oleh karena itu, lapisan ini sangat tipis dalam kehidupan makhluk kecil dan lemah tersebut sehingga tempat ini disebut nursery ground (tempat pengasuhan). Bila masa larva dan juvenil ini gagal, dapat dipastikan regenerasi akan gagal dan akibatnya populasi yang menjadi dewasa juga mengalami kegagalan, yang berarti hasil tangkapan akan anjlok. Pada akhirnya, berbagai organisme benthos yang hidup dan mencari makan di habitat tersebut juga akan hilang. Dalam lingkungan yang dinamis, analisis biologi khususnya analisis struktur komunitas benthos, dapat memberikan gambaran yang jelas tentang kualitas perairan. Benthos hidup relatif menetap, sehingga baik digunakan sebagai petunjuk kualitas lingkungan, karena selalu kontak dengan limbah yang masuk ke habitatnya. 11
Sebagai organisme dasar perairan,benthos mempunyai habitat yang relatif tetap. Dengan sifatnya tersebut,, perubahan kualitas air dan substrat tempat hidupnya sangat mempengaruhi komposisi maupun kelimpahannya. Komposisi maupun kelimpahan makrozoobenthos bergantung pada toleransi/sensitivitasnya terhadap perubahan lingkungannya. Setiap komunitas memberikan renspon terhadap perubahan kualitas habitat secara penyesuaian diri pada struktur komunitas. Dalam lingkungan yang relatif stabil, komposisi dan kelimpahan makrozoobenthos relatif tetap. Beberapa organisme makrozoobenthos sering dipakai sebagai spesies indikator kandungan bahan organik dan dapat memberikan gambaran lebih tepat dibandingkan pengujian secara fisika kimia. Kelebihan penggunaan makrozoobenthos sebagai indikator pencemaran organik adalah a) Mudah ditemukan di habitat perairan b) Jumlahnya sangat banyak, pada lingkungan yang berada jenis benthos yang hidup berbeda c) Kali yang kecil kadang-kadang tidak dapat menjadi tempat hidup ikan, tetapi dapat menjadi tempat hidup benthos. d) Perpindahan / mobilitasnya sangat terbatas (immobil), sehingga mudah di awasi. e) Ukurannya kecil tetapi mudah dikumpulkan, dikoleksi dan di indentifikasi. f) Pengamatan dapat dilakukan lebih cepat dengan peralatan sederhana. g) Benthos adalah konsumsi sebagian besar ikan, sehingga perubahan pada komunitas benthos dapat mempengaruhi jaring-jaring makanan diperairan tersebut Adapun kelemahan penggunaan benthos sebagai bioindikator adalah : a) Benthos tidak harus bereaksi terhadap seluruh perubahan lingkungan. b) Sebagian jenis benthos hidup musiman. c) Karena ukurannya kecil, benthos mudah terbawa arus. d) Pembentukan warna air e) Faktor-faktor pembentukan warna air. 3. PERIFITON 12
Perifiton adalah hewan maupun tumbuhan yang hidup di bawah permukaan air, sedikit bergerak, melekat pada batu-batu, ranting, tanah atau substrat lainnya.perifiton adalah campuran kompleks dari alga, cyanobacteria, mikroba heterotrofik, dandetritus yang melekat pada dasar ekosistem perairan. Perifiton juga dikenal sebagai aufwuchs (Michael, 1984 dalam Mahanal, 1998). Perifiton dari kelompok hewan pada umumnya terdiri dari protozoa dan Rotifera, sedangkan perifiton dari kelompok tumbuhan sebagian besar terdiri dari mikroalga (Afrizal, 1992). Perifiton merupakan biota perairan yang menempel pada substrat. Didalamnya terdapat algae, bakteri, fungi, protozoa, dan invertebrata yang lainnya (Azim et al., 2005). Peran alga perifiton dalam perairan lotik (mengalir) yang cukup besar selain sebagai produsen dan sumber makanan juga terhadap arus energi dalam tiap tingkat trofik (Odum, 1998), sehingga keanekaragaman dan dominansi dari alga perifiton sebagian besar menentukan keanekaragaman jenis dari kelompok trofik dan seluruh komunitas (Clements, 1991; Genter, 1996). Pada perairan lotik alga perifiton lebih berperan sebagai produsen daripada fitoplankton. Hal ini disebabkan karena fitoplankton akan selalu terbawa arus, sedangkan alga perifiton relatif tetap pada tempat hidupnya. Alga perifiton juga penting sebagai makanan beberapa jenis invertebrata dan ikan (Graham dan Wilcox, 2000). Karena perifiton relatif tidak bergerak, maka kelimpahan dan komposisi perifiton di sungai dipengaruhi oleh kualitas air sungai tempat hidupnya. Produktivitas periphyton : 1-3 g C/m3 Substrat/hari atau 2 6 g dry matter/m3 per-hari (Azim et al., 2005). Perifiton membantu organil detritus menguraikan nutrient dari kolom air dan membantu mengontrol O2 dan ph di perairan. Disamping, perifiton juga menjadi penyedia makanan pada beberapa jenis ikan(huchette et al., 2000; Azim et al., 2001, 2002, 2003a,b,c, 2004). Selain memerlukan lahan yang luas untuk pemanfaatan peryphyton sangat tergantung sinar matahari, dan dalam skala laboratorium, sulit untuk memanen perifiton, sehingga belum diketahui secara detail penguraian dan pemanfaatan N oleh perifiton. Untuk optimalisasi kerja peryphyton dalam kolam, biasanya digunakan static substrates seperti tanaman air,bambu. Perifiton: kompleks biota akuatik sesil (imobil) terasosiasi dengan detritus, yang menempel pada substrat terendam; kompleks campuran mikroalga, cyanobacteria, heterotrophik mikroba, protozoa, dan detritus ;organisme bentik terkombinasi dengan mikroba biofilm (van Dam et al., 2002). Seperti fitoplankton, perifiton dapat ditemukan pada banyak tipe perairan, mulai dari kolam kecil hingga laut luas; berbagai substrat dalam air dengan keberadaan cahaya dapat mensupport pertumbuhan perifiton. Pertumbuhan perifiton pada substrat dimulai dengan deposisi pelapisan substansi / materi organik terlarut dimana bakteri akan menempel melalui reaksi hidrofobik yang distimulasi oleh keberadaan mikropartikulat pada perairan eutrofik (kaya nutrisi) (Hoagland et al., 1982; Cowling et al., 2000). 13
Perifiton memiliki kelebihan dibandingkan fitoplankton karenasifatnya yang bentik sehingga lebih dekat dengan bagian air interstitial serta sedimen yang kaya nutrisi. Peran Perifiton antara lain : Bertindak sebagai produsen primer; sumber makanan; bahan baku potensial untuk energi alternatif, obat / kosmetika, pakan/ pangan alami, pupuk organic Indikator mutu kualitas air (tingkat pencemaran dalam perairan) penilaian biomass (Chlorophyl), jenis, kondisi biologi dan komposisi komunitas periphyton. Menjaga kualitas air pada indicator mutu tertentu bagi perairan perikanan yang terkendali mencakup parameter fisika, kimia dan biologi. Dapat digunakan sebagai agen filtrasi dalam produksi akuakultur. Kelebihan sistem akuakultur berbasis perifiton antara lain: Perifiton berperan sebagai sumber makanan / nutrisi, Sebagai substrat dan shelter untuk meminimalisasi efek limitasi daerah teritorial hewan budidaya (udang) Pengendalian kualitas air melalui pengurangan partikulat terlarut dan meningkatkan breakdown materi organik Meningkatkan nitrifikasi 14
KOMPETENSI DASAR 2 : PENGELOLAAN KUALITAS AIR SECARA BIOLOGI Pengelolaan fakator biologi air dilakukan dengan cara: 1. Biofilter Untuk mengatasi N biasanya digunakan Filter Biologi untuk membantu proses Nitrifikasi.Secara garis besar ada 2 type Biofiltrasi, yaitu : - Merged (rotating biological contactors, trickling filters) Teknologi Rotating Biological Contator (RBC) merupakan sistem yang menggunakan beberapa substrat, yang terbuat dari : high-density polystyrene atau polyvinyl chloride, (Tawfik et al., 2004; Park et al., 2005; Brazil, 2006). Teknologi ini dapat membantu merubah karbondioksida menggunakan oksigen dari udara dan dengan bantuan bakteri. Teknologi ini ada 2 seri, yaitu seri independen dan seri compartment (Lavens and Sorgeloos, 1984; Brazil, 2006). Miller and Libey (1985) menyebutkan bahwa teknologi ini menghasilkan nilai TAN yang lebih baik (0.19 0.79 g TAN/m2 hari, jika dibandingkan packed tower atau fluidized bed reactor (0.24 g TAN/m2 hari). Brazil 2006 menyebutkan bahwa teknologi ini cukup efektif pada sistem Resirkulasi ikan nila, menghasilkan hanya sebesar 0,42 g TAN/m2 day. Dideteksi juga adanya Oksidasi amonia dipengaruhi oleh Kecepatan putaran, pengadukan bahan organik, staging, perputaran masa dan hidroulik. Trickling Filter merupakan sistem yang menggunakan Trickling media dan Biofilm aerobic untuk mengendapkan sisa buangan budidaya. Selama terjadi pengendapan, oksigenasi terus berlangsung, dan pembuangan gas CO 2 juga berlanjut. 15
Dalam sistem ini yang bekerja mengatasi sisa buangan adalah biological slim layer dan aerobik mikroorganisme. Kamstra et al. (1998) melaporkan TAN areal removal rates berkisar 0.24 s.d. 0.55 g TAN/m2 hari pada trickling filter sakla komersial. Hasil rekayasa lain menghasilkan 1.1 g TAN/m2 day, (Schnel et al., 2002; Eding et al., 2006). - Submerged (e.g. fluidized sand biofilters, bead filters) fixed film filter Bead Filter merupakan sistem yang menggunakan kombinasi Trickling media dan Granular type biological filter. Media yang biasa digunakan dalam sistem ini berisi polystyrene beads dengan diameter 1 3 mm dengan porositas 36 40% (Timmons et al., 2006a). Fluidized sandbiofilters merupakan sistem yang menggunakan pasir dengan area permukaan berkisar antara 4000 20000 m2/m3 dengan biaya tidak terlalu mahal, namun mendapatkan hasil yang baik pada sistem resirkulasi (Summerfelt, 2006) 16
2. Pengangkatan lumpur Setelah digunakan untuk siklus terdahulu, pada dasar kolam akan telah menjadi kubangan lumpur organik yang terdiri dari bangkai organisme air seperti plankton, perifiton, nekton, bentos,dan organisme lain yang mengendap yang tidak terurai oleh bakteri. Keberadaan lumpur selain menyebabkan pendangkalan,meningkatkan kekeruhan, juga menyebabkan berkurangnya kandungan oksigen terlarut. Lumpur organik dibuang dengan mengangkat atau menggelontorkan dengan air sehingga dasar kolam bersih. 3. Pengeringan dan penjemuran dasar kolam Dasar kolam dijemur dengan bantuan sinar matahari selama 3 7 hari, tergantung cuaca sampai dasar kolam retak-retak. Penjemuran bertujuan untuk mengoksidasi bahan organik yang terkandung dalam dasar kolam menjadi mineral (hara), membunuh bakteri patogen dan membunuh telur atau benih organisme hama. 4. Pengapuran Pengapuran dilakukan untukmeningkatkan ph tanah sehingga bakteri patogen dan organisme hama serta meningkatkan kesuburan. 5. Pemupukan Pemupukan bertujuan untuk meningkatkan kandungan hara bagi kebutuhan fitoplankton untuk melakukan fotosintesis. Peningkatan polulasi fitoplankton mendorong pertumbuhan populasi zooplankton sehingga dapat meningkatakan ketersediaan pakan alami ikan. Kandungan bahan-bahan dalam air merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi warna air. 6. Warna Air Warna air pada kolam dan tambak,baik sistem tradisional semi intensif maupun intensif bermacam macam. Adanya warna air tersebut di sebabkan oleh beberapa faktor, antara lain hadirnya beberapa jenis plankton baik fitoplankton maupun zooplankton, larutan tersuspensi, dekomposisi barang organik mineral maupun bahan bahan lain yang terlarut dalam air. Ada beberapa warna air yang sering ditemukan pada tambak dan kolam, yaitu hijau muda,hijau tua, kuning kecoklatan, hijau kecoklatan,coklat kemerahan dan keruh. Warna air hijau muda disebabkan oleh Dunaleilla dan chlorella. Keduanya termasuk fitoplankton dari chlorophyta (alga hijau). Terkadang juga disebabkan oleh chaetomorpha dan Enteromorpha yang bentuk seperti benang. Dua jenis yang disebut terakhir mempunyai pengaruh yang kurang baik bagi udang windu. Meskipun tidak secara langsung mengganggu kehidupan udang, namun bila jumlahnya berlebihan akan menekan jenis alga hijau yang menguntungkan. Warna hijau tua atau warna hijau botol disebabkan oleh cyanophyta (alga biru) yang kenal dengan blue green algae. Jenis yang sering ditemukan adalah Mycrocystis, Spirulina, Oscillatoria, dan Phormidium. Keberadaan blue green algae mengindikasi bahwa tambak banyak mengandung bahan organik. Pertumbuhan jenis ini sangat cepat bahkan dalam 17