manajemen kualitas air

PARAMETER BIOLOGI KUALITAS AIR

Air mempunyai fungsi untuk menunjang kehidupan di dalamnya. Dari segi biologi, air merupakan media yang baik untuk kegiatan biologis dalam pembentukan dan penguraian bahan-bahan organik. Manajemen kualitas air adalah cara kita mengatur kondisi lingkungan pada kisaran yang dapat meningkatkan pertumbuhan atau produksi ikan. Kualitas air dikatakan baik apabila air tersebut memiliki tingkat kesuburan yang tinggi. Dalam hal ini menyangkut mengenai plankton, terutama fitoplankton karena fitoplankton adalah merupakan produktifitas primer dalam rantai makanan.
Di dalam suatu ekosistem air, terdapat 4 komponen, yaitu:
1. Komponen abiotik, adalah senyawa-senyawa bahan dasar pembentuk senyawa organik.
2. Komponen produsen, adalah organisme hidup yang dapat mengubah unsur anorganik menjadi organik, seperti proses fotosintesa.
3. Komponen konsumer, adalah organisme yang bersifat heterotrof.
4. Komponen dekomposer, adalah organisme yang tidak mempunyai zat hijau daun, tidak memanfaatkan organisme hidup, tetapi mempergunakan energi dari senyawa organik yang sedang terurai.
Organisme yang hidup dalam perairan dibagi menjadi 5 golongan, yaitu:
1. Plankton
2. Perifiton
3. Bentos
4. Neuston
5. Nekton
Parameter biologi yang paling banyak berpengaruh dalam pengelolaan kualitas air meliputi seperti plankton, alga, tanaman air, dan bentos. Jasad renik dalam perairan berpengaruh terhadap kehidupan ikan. Parameter biologi sangat perlu untuk dipahami oleh pembudidayaan ikan karena beberapa jasad renik bermanfaat untuk budidaya ikan khususnya larva untuk hidup, tumbuh dan berkembang.
Sifat biologi air yang banyak berperan dan perlu diperhatikan dalam penentuan lokasi budidaya ikan adalah produktifitas primer. Hal ini karena berperan sebagai pakan alami serta penyedia oksigen terlarut dalam air bagi ikan untuk respirasi.
• 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 dapat 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 .
- 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 hari atau pada 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.
Pada pemeliharaan larva dan benih ikan, nilai optimal jumlah plankton adalah 100.000 sel/ml dengan memperhatikan ukuran benih;
- Umur 1 – 15 hari (1 – 3 cm) warna air hijau/hijau tua
- Umur 16 – 25 hari (3 – 5 cm) warna air cokelat-kemerahan

• Alga
Alga merupakan organisme autotrof yang tidak memiliki akar, batang,dan daun. Alga di antaranya terdiri dari:
1. Alga Hijau (kelompok Viridiplantae, filum Chlorophyta dan Charophyta)
2. Alga merah (kelompok Rhodophyceae)
3. Alga coklat (kelompok Chromalveolata, kelas Phaeophyceae)
4. Alga pirang (kelompok Chromalveolata, kelas Xanthophyceae)
5. Alga keemasan (kelompok Chromalveolata, kelas Chrysophyceae)
6. Alga biru hijau (kelompok Cyanobakteria)

• Tanaman air
Berdasarkan cara hidupnya di dalam ekosistem, tanaman air dikelompokkan ke dalam tiga jenis:
1. Mengapung
2. Melayang
3. Timbul
Contoh jenis tanaman air, diantaranya adalah:
- Eichornia crassipes (Eceng gondok), hidup mengapung-apung di dalam air dan terkadang berakar dalam tanah. Tingginya sekitar 0,4 - 0,8 m, dan tidak memiliki batang. Daunnya tunggal dan berbentuk oval. Ujung dan pangkal meruncing, pangkal tangkai daun menggelembung. Permukaan daun licin dan berwarna hijau. Bijinya berbentuk bulat dan hitam dan akarnya berserabut. Berkembang biak secara generatif dan pembentukan stolon. Tumbuh pada kolam-kolam dangkal, tanah basah, rawa, danau, aliran air lambat, tempat penampungan air, dan sungai. Tumbuhan ini dapat mentolerir perubahan yang ekstrim dari ketinggian air, laju air, dan perubahan ketersediaan nutrient, pH, temperatur, dan racun-racun.
- Salvinia cuculata, merupakan tanaman air yang berbentuk bulat dan berakar panjang. Berkembang biak dengan membentuk spora. Berfungsi menjernihkan air dan dapat meningkatkan unsure hara melalui pengikatan N bebas dari udara.
Tanaman air memberi pengaruh negatif dan positif bagi kualitas air.
Pengaruh negatif tanaman air adalah:
1. Tanaman air khususnya yang hidup mengapung akan mengakibatkan penguapan air yang lebih besar karena dengan adanya tanaman air maka seolah-olah luas permukaan air akan menjadi lebih besar. Penguapan air semakin lebih besar terjadi jika pada perairan tersebut banyak tumbuh tanaman berdaun lebar.
2. Menyebabkan terjadinya pendangkalan perairan sebagai akibat dari tanaman air yang mati dan tenggelam ke dasar yang mengakibatkan peningkatan dasar perairan.
3. Jika tanaman air yang mati relatif banyak, maka akan terjadi pembongkaran tanaman tersebut oleh bakteri yang mengakibatkan penurunan O2 terlarut. Hasil perombakan adalah munculnya gas CO2 yang bersifat racun bagi hewan dan akan menurunkan nilai pH air.
4. Jika tanaman semakin tinggi, respirasi tanaman pada malam hari di dalam air menyebabkan defisiensi O2
Pengaruh positif tanaman air adalah:
1. Adanya tanaman air menyebabkan penurunan temperatur air menurun, sehingga metabolisme juga menurun dan O2 meningkat. Ketika temperatur menurun, kejenuhan O2 naik karena terjadi peningkatan kelarutan O2 yang diakibatkan difusi O2 ke dalam air lebih besar.
2. Pada kondisi populasi tanaman air yang normal akan meningkatkan O2 sehingga fotosintesis dapat terjadi dengan baik.
3. Memperkaya unsur hara karena banyaknya tanaman yang mati.
Pengandalian tanaman air dapat dilakukan dengan cara:
1. Preventif : mencegah masuknya tanaman tertentu ke dalam perairan, yaitu tanaman yang potensial gulma, hidupnya menahun, pertumbuhan cepat, dan perkembangbiakannya besar. Yang termasuk jenis ini adalah eceng gondok. Tumbuhan ini membentuk biji pada perairan yang banyak mengandung Ca. Untuk mencegah terjadinya biji tersebut, pencegahan yang dilakukan adalah peningkatan pemupukan.
2. Kompetisi: dimaksudkan untuk mencegah terajdinya pertumbuhan tanaman air yang cepat.
3. Kimiawi: Pengendalian tumbuhan air dengan menggunakan bahan kimia, seperti herbisida.
4. Fisik : pengendalian tanaman dengan menggunakan alat-alat tertentu.
5. Biologis : Pengendalian tanaman air dengan menggunakan musuh alami dari suatu jenis tanaman air tertentu.
Untuk memilih cara pengendalian tanaman air, maka perlu memperhatikan:
1. Cara hidup suatu jenis tanaman air
2. Cara reproduksinya
3. Kapan melakukan pertumbuhan yang aktif.

• Bentos
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 dan mikrobentos ukuran antara 0,5 mm – 0,15 m.

Pengelolaan fakator biologi air dilakukan dengan cara:
a. 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.
b. 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.
c. Pengapuran
Pengapuran dilakukan untukmeningkatkan pH tanah sehingga bakteri patogen dan organisme hama serta meningkatkan kesuburan.
d. 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. Kandungan bahan dalam air dan pengaruhnya terhadap warna air dapat dilihat pada Tabel 1.
Bahan Warna Air
Alga biru Hijau tua
Diatomae Kuning kecoklatan
Zooplankton Merah
Bahan organik Cokelat tua
Humus Hijau/kuning kecokatan

PEMUPUKAN


Pemupukan adalah penambahan suatu bahan ke dalam lahan yang mengandung unsur hara yang dibutuhkan oleh organisme nabati untuk meningkatkan produksinya. Tujuan utama pemupukan di tambak atau kolam adalah untuk menumbuhkan pakan alami berupa plankton, klekap, dan lumut.

Menurut asalnya pupuk dibagi menjadi 2 macam, yaitu:
1. Pupuk alami
2. Pupuk buatan
Disamping pupuk alami dan buatan juga terdapat adanya pupuk hewani (padatan) dan pupuk nabati (hijauan).
Menurut jenisnya pupuk dibagi menjadi 2 macam, yaitu:
1. Pupuk organik
2. Pupuk anorganik
Menurut macamnya pupuk organic dibagi menjadi 2 macam, yaitu:
1. Pupuk padatan
2. Pupuk cairan


Pupuk Organik
Pupuk organik adalah pupuk yang diambil dari alam, baik yang berasal dari hewani maupun nabati.
Keuntungan menggunakan pupuk organic antara lain adalah:
- Jumlah unsurnya (trace element) banyak
- Lepasan unsur-unsur hara lambat tetapi terus-menerus/kontinu
- Bisa secara langsung merupakan makanan ikan atau plankton

Sedangkan kerugian menggunakan pupuk organik adalah:
- Kandungan unsur hara-mineralnya sedikit dan lahan sangat membutuhkan unsur ini dalam jumlah yang banyak, sehingga diperlukan pupuk organik yang banyak pula. Kebutuhan organic yang banyak ini akan menyebabkan menurunnya kandungan oksigen terlarut, dan menyebabkan meningkatnya karbodioksida, juga kandungan gas-gas beracun lainnya.
- Merupakan habitat yang baik bagi competitor/hama
- Cara pemupukannya tidak praktis karena membutuhkan tenaga yang banyak dalam aplikasinya.

Pupuk Anorganik
Pupuk anorganik adalah pupuk yang berasal dari bahan-bahan anorganik.
Keuntungan:
- Secara ekonomis lebih menguntungkan, karena volumenya relative lebih sedikit.
- Aplikasi/cara pemupukan mudah.
Kerugian:
- Zat haranya terbatas
- Aplikasi kadar yang salah maka dapat terjadi over dosis, sehingga terjadi hasil sampingan yang tidak berguna.
- Untuk daerah-daerah tertentu pupuk ini sukar didapat.
- Ada kemungkinan unsure hara mineralnya hilang.
Berdasarkan kandungan zat hara, pupuk anorgani dibagi menjadi:
1. Pupuk tunggal, memiliki satu jenis unsur hara.
2. Pupuk majemuk, mengandung lebih dari satu macam unsur hara.

Pupuk N
Terdiri dari 3 macam bentuk, yaitu:
1. Nitrat : asam nitrat, seperti NaNO3 (10% N) dan CaNO3 (28% Ca dan 18,5% N)
2. Amonium : sedikit basa, seperti amonium sulfat (NH4)SO4 (21%N), amonium klorida (NH4)Cl (24%N), dan amonium nitrat (NH4)NO3 (35% N)
3. Amida : netral, seperti Urea NH2 CONH2(45%N) dan Ca Cyanida (21%N)
Ketiga macam pupuk ini dapat mempengaruhi pH perairan.
Kandungan N yang sangat jenuh juga dapat membahayakan ikan.
Pupuk Phosphat
Terdiri dari 3 golongan, yaitu:
1. Larut dalam air
2. Larut dalam asam lemah
3. Larut dalam asam kuat
Contoh pupuk phosphat larut dalam air :
Ca2(HPO4)2 n CaSO4. 2H2O.
n = 1 : 19% P2O5
n = 2 : 38% P2O5
n = 3 : 45% P2O5
Contoh pupuk phosphat larut dalam asam lemah :
1. Fosed Magnesium Phosphat : 19% P2O5
2. Phosphat Renamia : 25% P2O5
3. Phosphat Thomas : 18% P2O5
Contoh pupuk phosphat larut dalam asam kuat :
Seperti phosphat Bogor dan phosphat Cirebon, yaitu pupuk alami yang terdapat dalam batu-batuan.
Manfaat phosphat : pembelahan sel, pembentukan lemak, pembungaan, pembuahan, perkembangan akar, memperkuat batang, kekebalan terhadap
penyakit dan lain sebagainya
Pupuk Kalium
Berguna untuk tumbuh-tumbuhan tingkat tinggi, dan merangsang pertumbuhan akar. Untuk perairan jenis pupuk ini kurang penting, karena air sendiri sudah mengandung 2,58% K2O
Contoh pupuk kalium adalah KCl (50% K2O) dan K2SO4 (50% K2O)

Pupuk Kalsium
Biasanya adalah CaO/MgO : Kapur tohor
Tujuan : untuk menaikkan pH


Cara Pemupukan
Terdapat 4 macam cara pemupukan di kolam/tambak, yaitu:
1. Langsung ditebar di atas tanah
Tujuan dari cara ini adalah untuk merangsang tumbuhnya fitoplankton, tetapi dapat pula menstimulir gulma yang mengapung.
Apabila over dosis maka organisme yang hidup di situ akan berusaha mencari tempat yang lebih aman. Keuntungannya adalah apabila menggunakan pupuk organic dapat langsung dimakan dan apabila dosis tepat kesubuuran akan merata. Tetapi apabila menggunakan pupuk anorganik kemungkinan akan hilang.
2. Dengan diaduk di dasar perairan
Tujuan dari cara ini adalah untuk menstimulir organisme bentos. Keuntungan dari pupuk organic adalah bisa memperbaiki habitat, mengurangi porositas dasar kolam, dan membuat dasar kolam-kolam baru menjadi lebih lunak. Sedangkan kerugian darii pupuk organic adalah apabila dasar kolam sangat asam/sangat basa maka pupuk akan masuk ke dalam tanah (leaching) sehingga tidak terjangkau oleh organisme nabati/fitoplankton.
3. Digundukkan di suatu tempat
Tujuan dari cara ini adalah untuk membatasi terjadinya over dosis. Cara ini khusus untuk pupuk organic.

PENGAPURAN

Kehidupan di dalam kolam atau tambak memerlukan derajat keasaman air yang sesuai untuk kehidupannya. Keasaman perairan dapat digolongkan menjadi 3 bagian:
1. Perairan yang masam : pH < 4,5
2. Perairan yang sedang : pH 6,5 – 9,5
3. Perairan yang basa : pH ˃9,5
Kation asam dan kation basa yang ada dalam perairan adalah :
- Kation asam, jika terjerap dalam tanah menyebabkan derajat keasaman tanah menurun. Contohnya : Al, Fe, H
- Kation basa, jika terjerap dalam tanah, menyebabkan derajat kemasaman tanah meningkat. Contohnya : Ca2++, Mg2++, K+, Na+, dan NH4+

Adanya kation asam dan kation basa dalam perairan dapat menentukan tingkat kejenuhan basa dalam air yaitu kemampuan koloid/partikel tanah untuk menjerap kation basa.

Faktor penyebab kemasaman tanah dasar tambak antara lain karena asal usul batuan induk pembentuk tanah yang banyak mengandung zat besi (Fe), zat alumunium (Al) yang berkadar tinggi, adanya proses dekomposisi (pembusukan) bahan organik di dalam tambak baik yang berasal dari pembusukan pupuk organik maupun sisa - sisa pakan yang tidak termakan ikan serta akumulasi kotoran ikan dan udang. curah hujan yang tinggi dan penggunaan pupuk masam Urea, ZA dan lainnya juga meningkatkan kemasaman tanah.
Perairan yang masam atau basa kurang sesuai untuk pertumbuhan ikan karena pada kedua perairan tersebut unsur hara untuk organisme ikan kurang atau tidak tersedia. Kondisi tersebut perlu adanya penanganan terutama apabila perairan tersebut mempunyai reaksi kemasaman yang sangat tinggi.
Usaha untuk meningkatkan derajat kemasaman perairan yaitu dengan menggunakan kapur. Kapur adalah suatu senyawa yang mengandung Ca atau Ca dan Mg yang bersenyawa atau berdisosiasi dengan anion-anion radikal yang dapat menetralkan kemasaman.
Bentuk kapur yang umum tersedia adalah kapur karbonat, kapur oksida, dan kapur hidrat.
Kapur karbonat. Kapur karbonat diperoleh dengan menggiling batu kapur tanpa pemanasan. Contohnya kalsium karbonat CaCO3 atau dikenal dengan kapur pertanian (kaptan) dan CaMg (CO3)2 atau dikenal dengan dolomit.
Kapur oksida. Kapur ini diproduksi setelah pemanasan kapur karbonat. Contohnya kalsium oksida CaO atau disebut juga kapur tohor atau kapur bakar.
Kapur hidrat. Kapur ini diperoleh dengan menambahkan air pada kapur oksida. Contohnya kalsium hidroksida Ca(OH)2 atau dikenal dengan kapur tembok atau kapur bangunan.
;;; Alasan pengapuran tambak budidaya adalah untuk menetralisir keasaman tanah dan meningkatkan konsentrasi total hardness di air. Hal ini akan meningkatkan produktifitas tambak budidaya.
Fungsi kapur antara lain adalah :
1. Meningkatkan pH tanah
2. Mengurangi aluminium
3. Menignkatkan ketersediaan unsure fosfat, kalsium, dan magnesium
4. Meningkatkan persentase kejenuhan basa

Keuntungan pemberian kapur jika ditinjau dari segi fisik, kimia, dan biologis adalah sebagai berikut:
Secara fisik, memperbaiki struktur tanah di dasar perairan.
Secara kimia:
- Menurunkan kepekatan konsentrasi ion hydrogen
- Meningkatkan kepekatan-kepekatan ion hidroksil
- Menurunkan daya larut al dan Fe
- Memperbaiki ketersediaan unsur hara terutama phosphor dan nitrogen
- Meningkatkan prosentase kejenuhan basa
- Meningkatkan ketersediaan unsur kalium
Pengaruh pengapuran tanah masam akan memperbaiki serapan Ca dan Mg. Bersamaan itu pula dapat menurunkan kadar Fe, Al, dan Mn yang dalam keadaan sangat masam dapat mencapai tingkat yang sangat toksit terhadap kehidupan ikan.
Secara biologis :
- Penambahan kapur dapat merangsang aktivitas bakteri (mikroba) dalam mendekomposisi bahan organik yang ada, sehingga dapat meningkatkan ketersediaan unsur hara khususnya nitrogen.
- Kecepatan pembentukan senyawa nitrogen dalam perairan lebih penting dari jumlah yang sudah ada dalam perairan itu sendiri.
- Pemberian kapur dapat merangsang proses enzimatis.

Penambahan kapur yang berlebihan dapat meningkatkan pH melebihi pH yang diperlukan untuk pertumbuhan optimal. Pengaruh buruk pengapuran antara lain adalah :
- Perairan akan mengalami kekurangan Fe, Mn, dan Zn
- Menurunkan ketersediaan P karena terbentuknya senyawa komplek yang tidak larut
- Serapan phosphor dan penggunaannya dalam metabolisme dapat terganggu
- Perubahan pH yang menyolok menyebabkan pengaruh buruk terhadap organisme perairan

Kesesuaian jenis kapur untuk digunakan sebagai material penetral tergantung pada beberapa factor antara lain : 1) kekuatan menetralisir, 2) harga, 3) tingkat reaksi dengan tanah, 4) tingkatkehalusan butir, dan 5) kemudahan untuk digunakan/tidak beresiko

Penentuan Kebutuhan kapur
Untuk menentukan kebutuhan kapur perlu diketahui :
1. Banyaknya kation asam maupun kation basa dalam perairan
2. Menentukan derajat kejenuhan basa yang berhubungan dengan pH perairan


Penentuan kebutuhan kapur di bidang perikanan sangat bergantung pada kapasitas Tukar Kation (KTK), yaitu kemampuan suatu partikel tanah/lumpur untuk menjerap (adsorbsi) kation yang ada di lingkungannya, yang dinyatakan dalam milligram dalam 100 gram tanah kering oven. Daya jerap dari kation dipengaruhi oleh keadaan oksidatif dari kation tersebut. Jika suatu unsur dalam keadaan oksidatifnya lebih cepat terjerap dari pada keadaan reduktif, maka ditentukan oleh valensinya. Semakin tinggi valensi semakin kuat daya jerap. Di dalam tanah KTK dinyatakan dalam mg.eq/100 gram tanah.

Ketika dalam tanah sebagian dari kation yang ada ditempati oleh kation asam, maka kejadian ini disebut keadaan basa tak jenuh. Basa tak jenuh ini nantinya digunakan untuk menentukan kebutuhan kapur untuk menetralisir adanya kation yang bersifat asam dalam partikel tanah.

Perubahan pH
1. Jika banyak mengandung Fe3+ atau Al3+ pH akan menurun (< 4,5). Untuk menstabilkan pH harus diberi kapur.
2. Jika banyak mengandung kation basa pH akan meningkat (˃ 8,5)

Terdapat 2 metode pemberian kapur, yaitu :
1. Netralisasi asam
Basa tidak jenuh pada tanah – basa tidak jenuh pada pH yang diinginkan : 1 x KTK
2. Penggunaan larutan buffer
PAKAN DAN AERASI

Pengaruh Pemberian Pakan
Pemberian pakan tambahan dalam budidaya KJA menyebabkan akumulasi limbah organik yang berasal dari pakan yang tidak termakan dan sisa ekskresi. Pemberian pakan berlebih (over feeding) mengakibatkan sisa pakan yang tidak termakan dan ekskresi yang terbuang ke badan air memberi sumbangan bahan organik, yang mempengaruhi tingkat kesuburan (eutrofikasi) dan kelayakan kualitas air bagi organisme budidaya.

Ketersediaan oksigen terlarut merupakan informasi penting dalam reaksi secara biologi dan biokimia di perairan. Konsentrasi oksigen terlarut di perairan juga menentukan kapasitas perairan untuk menerima beban bahan organik tanpa menyebabkan gangguan atau mematikan organisme. Sumber oksigen di perairan berasal dari: difusi atmosfir, fotosintesis, angin, dan susupan oksigen terlarut.

Daya dukung perairan adalah kemampuan perairan dalam menerima, mengencerkan dan mengasimilasi beban tanpa menyebabkan perubahan kualitas air atau pencemaran. Di lingkungan waduk, daya dukung ditentukan oleh keberadaan oksigen terlarut (DO) di epilimnion dan hipolimnion. Oksigen di lapisan epilimnion sangat dinamik, ditentukan oleh aerasi dan fotosintesis; sedangkan di hipolimnion oksigen merupakan cadangan yang tersedia saat terjadi umbalan, dan dimanfaatkan pada waktu periode stagnasi. Karena cadangan oksigen yang terbatas, maka beban bahan organik yang masuk harus dibatasi sesuai dengan ketersediaan oksigen di perairan. Apabila beban melampaui ketersediaan cadangan oksigen, akan terjadi deplesi, lalu defisit dan menyebabkan pencemaran. Hal ini dapat dilihat dari adanya gas-gas toksik. Defisit oksigen di hipolimnion diduga adalah penyebab kematian ikan saat terjadi umbalan.

Pada lapisan permukaan perairan terdapat (a) proses pembentukan kotoran (ekskresi & feses) serta sisa pakan; (b) proses pembentukan, melalui fotosintesa, memanfaatkan unsur hara menjadi biomassa fitopankton+oksigen. Oksigen yang dihasilkan merambah ke lapisan
lebih dalam secara difusi dan adveksi menjadi cadangan oksigen.

Di lapisan tengah perairan, terjadi proses mineralisasi sisa pakan/ kotoran ; membebaskan unsur hara. N, P, K, Si dengan memanfaatkan oksigen (DO), akibatnya cadangan DO berkurang, diindikasikan dengan adanya ODR (Oxygen Depletion Rate) atau HODR (Hypolimnion Oxygen Depletion Rate). ODR semakin tajam, perairan menjadi anaerob akibatnya keseimbangan DO menjadi defisit.

Di lapisan bawah atau dasar perairan, menampung akumulasi sisa pakan/kotoran ikan serta produk dekomposisi sisa pakan seperti : CO2, H2S, NH3, CH4 pada kondisi anaerob. Konsekuensi dari dekomposisi ini peningkatan unsur hara khususnya fosfat (apabila kondisi sedimen atau dasar reduktif akan menyebabkan pelepasan P ke kolom air). Peningkatan unsur hara (N, P, Si) tersebut potensial menunjang perkembangan fitoplankton (bloom), yang di dominasi oleh kelompok cyanophyceae Mycrocytis sp. Perkembangan fitoplankton tersebut akhirnya mengganggu keseimbangan DO di perairan.

Pengkayaan bahan organik di sedimen akan menstimulasi aktivitas mikroba yang memerlukan oksigen sehingga menimbulkan deoksigenasi pada substrat dan kolom air di atasnya. Akibatnya akan menambah kedalaman lapisan reduktif atau mengurangi lapisan oksigen di perairan, yang pada akhirnya akan mempengaruhi kehidupan biota karena oksigen merupakan faktor kritis dalam budidaya ikan. Stadia kritis terjadi jika jumlah oksigen di hipolimnion tidak cukup untuk proses degradasi bahan organik, baik allochtonous atau autochtonous.


Aerasi
Aerasi merupaan suatu usaha untuk mensuplay oksigen, dengan menggunakan suatu alat yang disebut aerator. Tujuannya untuk menambah kejenuhan oksigen dalam air. Kandungan oksigen dalam perairan setiap hari bervariasi dan berfluktuasi. Prinsip alat tersebuut adalah dengan difusi udara, dimana pada dasarnya adalah menentukan berapa besarnya transfer oksigen dalam satuaan unit power aerator. Dengandemikian dapat ditentukan berapa banyak aerator yang dibutuhkan untuk suatu perairan untuk menstabilkan kandungan oksigenn dalam air. Berikut adalah fluktuasi kandungan oksigen dalam air.







Berepa jenis aerator yang digunakan adalah vertical pump, pump sprayer, dan peadle wheel. Untuk menggerakkan aliran air bisa dengan tenaga gerak yang berasal dari bahan bakar bermesin solar atau dengan menggunakan tenaga listrik. Jenis aerator dan efisiensi penyaluran oksigendisajikan pada table berikut ini:
Jenis Aerator Efisiensi Penyaluran Oksigen
(kg O2/Kw/Jam)
Peadle wheel 2,13
Vertical Pump 1,28
Propeller Air System 1,50
Diffused Air System 0,97
Pump Sprayer 1,28

Jenis aerator yang dapat digunakan di pertambakan adalah peadlle wheel, karena cukup efisien dalam artian memerlukan biaya relative rendah bila dibandingkan dengan aerator jenis lain. Bahan aerator yang baik untuk perairan yang berkadar garam tinggi dianjurkan menggunakan bahan dari stainless steel atau plastic.
Dalam penggunaan aerator perlu diperhatikan jangan sampai menimbulkan keruhnya air petakan, sebab air yang keruh untuk memelihara organissme hidup dapat menhambat pernafasan, menghambat pertumbuhan plankton, dan menghambat pergerakan ikan dalam mencari makanan. Karena itu dalam penggunaan aerator perlu mempertimbangan kekerasan dasar tambakk dan kedalaman air.
Oksigen di dalam air diperlukan antara lain sebagai berikut :
1. Kebutuhan bagi plankton
2. Kebutuhan untuk proses pembongkaran dasar perairan
3. Untuk pernafasan ikan yang dipelihara
4. Untuk pernafasan ikan liar dan binatang lain
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan untuk memenuhi jumlah aerasi yang diperluan, adalah tingkat kejenuhan air pada suhu tertentu, koefisien dan besarnya oksigen transfer ke dalam perairan. Koefisien transfer oksigen pada suhu tertentu dapat dihitung dengan rumus berikut:
(KLa)20 = ln (Cs – C1) – ln (Cs – C2)
t2 – t1
Keterangan :
(KLa)2 = koefisien transfer O2 pada suhu 20oC
t1 = waktu yang dicapai saat kandungan O2 mencapai C1
t2 = waktu yang dicapai saat kandungan O2 mencapai C2
Cs = kandungan oksigen pada tingkat kejenuhan 100%
C1 = kandungan oksigen pada tingkat kejenuhan 10%
C2 = kandungan oksigen pada tingkat kejenuhan saat diukur

Dengan mengetahui koefisien transfer oksigen maka akan dapat menentukan besarnya transfer oksigen (OT)20.
(OT)20 = (KLa)20 x Cs x Vol. air yang diuji
106
Keterangan:

(OT)20 = oksigen transfer pada suhu 20oC
(KLa)20 = koefisien transfer O2 pada suhu 20oC
Cs = kandungan O2 pada tingkat kejenuhan 100%

Efisiensi aerator pada power tertentu dapat diketahui dengan rumus :

(EOT)20 = (OT)20
KW
Keterangan :

KW = power masing-masing aerator



Untuk mengetahui jumlah aerator yang dibutuhkan, harus diketahui tentang keseimbangan oksigen dalam perairan yang akan diberi aerator. Keseimbangan tersebut adalah :
Jumlah oksigen yang dikonsumsi = jumlah oksigen yang ditransfer
Oksigen transfer tesebut beasal dari :
1. Difusi oksigen dari udara
2. Aktifitas organisme berklorofil
Di alam, jumlah oksigen yang dikonsumsi lebih besar dari jumlah oksigen yang ditransfer, terutama pada malam hari.

BIOENERGETIK
Energi dan satuan
Setiap system fisik mengandung sejumlah energi. Bioenergetik mempelajari tentang penggunaan energi oleh organisme hidup, meliputi analisis sumber energi, metode memperoleh energi (arah distribusinya),tingkat konsumsi dibawah kondisi yang bervariasi, dan akhir dari produk energi. Satuan energy adalah kalori atau kilokalori (cal atau kcal) untuk setiap berat spesifik. Setiap konsumsi energi biasanya diberi satuan kcal/kg berat badan/jam atau kcal/kg/hari. Perhitungan konsumsi energi dilakukan dalam bentuk konsumsi oksigen.
Satuan konsumsi oksigen biasanya dalam bentuk ml O2/kg berat badan/jam, dimana volume O2 dikoreksi pada temperatur 0oC dan tekanan 760 mmHg. Nilai ini akan lebih mudah dihitung dengan menggunakan berat O2 yaitu mg O2/kg/jam, sebab tidak tergantung pada temperatur. Konversi dari volume ke berat yaitu 1 mg O2=0,70 ml O2, sehingga 1 mg O2/kg/jam = 0.00337 kcal/kg/jam atau 0,081 kcal/kg/hari, sedangkan 1 kcal/kg/jam = 297 mg O2/kg/jam.
Sumber energi
Pada hewan air, sumber energy adalah makanan, tetapi energy pada makanan tidak dapat di digunakan sampai makanan tersebut dicerna dan diserap dan dicerna oleh system pencernaan. Energi dilepaskan oleh makanan melalui proses oksidasi. Di lain pihak, aspek molecular dari pergerakan energy secara umum berasal dari metabolisme.
Pengaruh faktor biotik dan abiotik
Faktor-faktor yang mempengaruhi tingkat metabolisme dan laju konsumsi oksigen, antara lain adalah:
1. Faktor biotik : suhu, salinitas, oksigen, karbondioksida, amoniak, pH, fotoperiode, musim, dan tekanan
2. Faktor abiotik : aktivitas, berat, kelamin, umur, kelompok, (schooling), gelisah/stress, puasa, rasio makanan
Peningkatan suhu 10oC menyebabkan peningkatan metabolisme 5 - 3 kali. Ketika suhu rendah, reaksi molecular untuk menghasilkan energy tidak dapat berjalan dengan cepat untuk menggunakan ketersediaan oksigen, maka aktivitas (contoh : berenang) ikan dibatasi oleh suhu dan ketersediaan oksigen lingkungannya.
Penggunaan energi
Pada saat cukup makan, ikan akan mengkonsumsi makanan hingga memenuhi kebutuhan energinya. Ikan muda yang sedang tumbuh membutuhkan energy persatuan berat badannya lebih banyak dibandingkan ikan dewasa. Hal ini karena konsumsi oksigen per unit berat menurun sebagaimana tingkat pertumbuhan. Menjelang musim dingin, ikan akan meningkatkan konsumsi makanan dan menyimpan energy sebagai cadangan.
Oksidasi ketiga komponen penyusun makanan (protein, lemak, dan karbohidrat) yang dikonsumsi ikan akan menghasilkan energy. Jumlah energy yang dikonsumsi seekor ikan merupakan hasil perkalian antara jumlah total makanan yang dikonsumsi dengan kandungan energi permiligram makanannya.
Bila 100 kalori dihasilkan dari pencernaan maka 80 diantaranya siap untuk digunakan oleh ikan. Jika 40 kalori digunakan untuk metabolisme basal (maintenance), maka 40 kalori sisanya digunakan untuk aktivitas, pertumbuhan, dan produksi gamet (sel kelamin).
Metabolisme energi






Jasad heterotrof menggunakan hasil energi kimia (glukosa) sebagai sumber pembentukan struktur biomolekul dan senyawa berenergi tinggi yang diperlukan untuk segala kegiatan yang memerlukan energi. Glukosa mempunyai energi potensial yang besar karena keteraturan strukturnya. Glukosa mengalami proses katabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk energy kimia, adenosine trifosfat (ATP)). ATP terdapat di mana-mana dalam sitoplasma dan nukleoplasma semua sel, berperan sebagai alat angkut energi kimia dalam reaksi katabolisme ke berbagai proses reaksi dalam sel yang membutuhkan energy seperti biosintesis, proses pengangkutan, proses kontraksi otot, proses pengaliran listrik dalam system syaraf, dan proses pemancaran sinar (bioluminesensi) yang terjadi pada organisme tertentu seperti kunang-kunang.
Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadi bila sel menyerap oksigen, maka terbentuk CO2 dan air. Pernapasan yang lebih khusus adalah proses-proses penguraian glukosa dengan menggunakan oksigen,menghasilkan CO2, air, dan energi (ATP) yang melibatkan jalan metabolisme glikolisis, daur Krebs, dan fosforilasi bersifat oksidasi. Energi yang dihasilkan dari penguraian glukisa ini adalah 690 kcal. Glukosa + 6 O2 6 CO2 + 6H2O + 690 kcal
ATP terbentuk dari ADP dan P dengan suatu reaksi fosforilasi yang dirangkaikan dengan proses oksidasi molekul penghasil energi.


PENCEMARAN LINGKUNGAN

 Pencemaran adalah masuknya atau dimasukkannya makluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lngkungan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya.
 Pencemaran dapat timbul sebagai akibat kegiatan manusia ataupun disebabkan oleh alam.
 Pencemaran lingkungan tidak dapat dihindari. Yang dapat dilakukan adalah mengurangi pencemaran, mengendalikan pencemaran, dan meningkatkan kesadaran dan kepedulian masyarakat terhadap lingkungannya agar tidak mencemari lingkungan.
Bentuk Pencemaran berdasarkan asal:
1. Pencemaran Udara
Disebabkan oleh asap buangan, misalnya gas CO2 hasil pembakaran, SO, SO2, CFC, CO, dan asap rokok.
2. Pencemaran Tanah
Disebabkan oleh sampah-sampah rumah tangga, pasar, industri, kegiatan pertanian, dan peternakan.
3. Pencemaran Air
Disebabkan oleh limbah pertanian, limbah rumah tangga dan limbah industri.
 Bentuk pencemaran berdasarkan pencemar:
 Pencemaran kimiawi : CO2, logam berat (Hg, Pb, As, Cd, Cr, Ni,)bahan raioaktif, pestisida, detergen, minyak, pupuk anorganik.
 Pencemaran Biolagi : mikroorganisme seperti Escherichia coli, Entamoeba coli, Salmonella thyposa.
 Pencemara fisik : logam, kaleng, botol, kaca, plastik, karet.
 Pencemaran Suara : kebisingan.
 Zat kimiamerupakan kebutuhan vital bagi manusia dan perkembangannya sangat cepat. Seperti :
 Pestisida
 Obat pupuk tanaman
 Plastik
 Bahan elektronik
 Dll
 Perhatian terhadap masalah lingkungan berkembang dari masalah sanitasi dan logam berat menjadi masalah keberadaan zat-zat sintetik yang tersebar luas di dalam lingkungan.
 Pendekatan ekokinetika
Ekokinetika berasal dari kata kinetik: gerak dan eko: ekosistem
Yaitu gerak suatu racun di dalam ekosistem
 Sifat xenobiotik yang penting untuk menentukan kinetika ini adalah:
 Mudah/tidaknya ditransport
 Persistensi dalam lingkungan
 Reaktivitas dalam lingkungan
 Biokonsentrasi, bioakumulasi, dan biomagnifikasi di rantai makanan
 Sumber Racun
 Distributif/tersebar
 Non-distributif/tidak tersebar
 Emisi
Emisi diartikan sebagai introduksi xenobiotik ke dalam lingkungan baik alamiah maupun antropogenik (buatan). Bentuknya berupa campuran dan wujudnya bisa gas, cairan, atau padatan.
 Semburan gunung api
 Erosi
 Banjir
 Pembakaran
 Pembuangan detergen
 Kendaraan bermotor
 Media transpor
Media transpor dapat berupa udara, air, tanah, organisme, rantai makanaan, dll.
Transpor dapat jauh ataupun dekat :
 Stratosferik
- Jatuhnya meteor
- Meletusnya gunung Krakatau,
 Regional
- Kebakaran sumur-sumur minyak
- Kecelakaan nuklir
 Lokal
- Pembuangan sisa penambangan setempat
 Akibat sumber titik
- Pembuangan industri, pestisida, dll.
 Sifat fisik kimia
 Berat molekul dan polaritas(hidrofilik atau hidrofobik)
 Kelarutan
 Volatilitas/penguapan
 Koefisien partisi
 Adsorbsi
 Proses transpor
Ketika suatu zat kimia masuk ke lingkungan, zat tersebut akan memasuki kompartemen di lingkungan dan dengan cepat terdistribusi ke kompartemen tedekatnya sampai terjadi kesetimbangan antar fase/kompartemen.
 Proses transformasi
 Transformasi abiotik
 Transformasi biotik
 Nasib polutan
 Mobilitas
 Akumulasi
Pencemaran air
• Pencemaran Air adalah :
“Masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga
kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi
sesuai dengan peruntukannya”
• Standar baku mutu kualitas air
• Kriteria air yang dapat diminum secara langsung (air kualitas A) mempunyai kriteria yang berbeda dengan air yang dapat digunakan untuk air baku air minum (kualitas B), atau air kualitas C untuk keperluan perikanan dan peternakan, dan air kualitas D untuk keperluan pertanian serta usaha perkotaan, industri dan pembangkit tenaga air.
Indikator pencemaran air
• - Pengamatan secara fisis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan tingkat kejernihan air (kekeruhan), perubahan suhu, warna dan adanya perubahan warna, bau dan rasa
• - Pengamatan secara kimiawi, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan zat kimia yang terlarut, perubahan pH
• - Pengamatan secara biologis, yaitu pengamatan pencemaran air berdasarkan mikroorganisme yang ada dalam air, terutama ada tidaknya bakteri pathogen.

komponen pencemaran air yang berasal dari industri, rumah tangga (pemukiman) dan pertanian dapat dikelompokkan sebagai bahan buangan:
• 1. padat
• 2. organik dan olahan bahan makanan
• 3. anorganik
• 4. cairan berminyak
• 5. berupa panas
• 6. zat kimia

Buangan padat dalam perairan akan menimbulkan pelarutan, pengendapan, atau pembentukan koloidal.
Pelarutan Kepekatan O2
Perubahan warna
Koloidal O2
• Bahan buangan organic umumnya berupa limbah yang dapat membusuk atau terdegradasi oleh mikroorganisme. BOD patogen NH3
• Bahan buangan anorganik sukar didegradasi oleh mikroorganisme, umumnya adalah logam berat.
• Bahan buangan berminyak yang dibuang ke air lingkungan akan mengapung menutupi permukaan air.
• Perubahan kecil pada temperatur air lingkungan akan mempercepat proses biologis pada tumbuhan dan hewan bahkan akan menurunkan tingkat oksigen dalam air.
• Bahan buangan zat kimia dapat dikelompokan menjadi :
a. Sabun (deterjen, sampo dan bahan pembersih lainnya),
b. Bahan pemberantas hama (insektisida),
c. Zat warna kimia,
d. Zat radioaktif

• Bahan insektisida dalam air sulit untuk dipecah oleh mikroorganisme, kalaupun biasanya hal itu akan berlangsung dalam waktu yang lama.
• bahan susunan zat warna dan bahan-bahan yang ditambahkan, dapat dimengerti bahwa hampir semua zat warna kimia adalah racun. Apabila masuk ke dalam tubuh manusia dapat bersifat cocarcinogenik.
Sifat atom yang tidak stabil pada zat radioaktif dapat menimbulkan kerusakan biologis

• Pengendalian/penanggulangan pencemaran air di Indonesia telah diatur melalui Peraturan Pemerintah Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas dan Pengendalian Pencemaran Air.
• Misalnya program dalam upaya untuk menurunkan beban limbah cair khususnya yang berasal dari kegiatan usaha skala menengah dan besar, serta dilakukan secara bertahap untuk mengendalikan beban pencemaran dari sumber-sumber lainnya.
• Penanggulangan secara non-teknis yaitu suatu usaha untuk mengurangi pencemaran lingkungan dengan cara menciptakan peraturan perundangan yang dapat merencanakan, mengatur dan mengawasi segala macam bentuk kegiatan industri dan teknologi sehingga tidak terjadi pencemaran. Meliputi AMDAL, pengaturan dan pengawasan kegiatan dan menanamkan perilaku disiplin.
• Penanggulangan secara teknis bersumber pada perlakuan industri terhadap perlakuan buangannya, misalnya dengan mengubah proses, mengelola limbah atau menambah alat bantu yang dapat mengurangi pencemaran.