23 Keadaan ini juga bisa terjadi jika 1 dari karbondioksida bereaksi dengan air,
sehingga membentuk asam karbonat Cole, 1988. Pada pembentukan asam karbonat tersebut akan dihasilkan ion hidrogen yang mengakibatkan pH perairan
menurun.
2.5.6 Karbon Dioksida CO
2
Karbon dioksida sangat mudah larut dalam air. Konsentrasi CO
2
di perairan ditentukan oleh aktivitas fotosintesis phytoplankton dan respirasi
organisme perairan. Bila konsentarasi O
2
di perairan meningkat maka pada saat yang bersamaan diikuti oleh penurunan kelarutan CO
2
, demikian pula sebaliknya. Sehingga pada pagi hari selalu CO
2
lebih tinggi dibanding pada sore hari. Konsentrasi CO
2
terendah yang masih dapat ditolerir oleh ikan adalah 5 ppm dan konsentrasi tertinggi adalah 60 ppm dengan catatan kelarutan oksigen tinggi
Boyd dan Licthkoppler, 1982. Sebenarnya dengan kadar CO
2
lebih dari 10 ppm saja sudah dapat meracuni ikan, karena keberadaannya di darah dapat
menghambat pengikatan oksigen oleh haemoglobin Zonnveld et al., 1991. konsentrasi CO
2
antara 50 dan 100 mgl harus diwaspadai karena dapat menyebabkan ikan stres dan jika dibiarkan akan membunuh ikan. Ikan
Seraterodon macrochir di alam dapat mentolerir CO
2
hingga lebih dari 75 mgl.
2.5.7 Alkalinitas
Menurut Effendi 2007, alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam atau dikenal dengan sebutan acid-neutralizing capacity ANC
atau kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Alkalinitas juga diartikan sebagai kapasitas penyangga buffer capacity terhadap
perubahan pH perairan. Penyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat HCO
3 -
, karbonat CO
3 2-
, dan hidroksida OH
-
. Borst H
2
BO
3 -
, silikat HSi0
3 -
, fosfat HPO
4 2-
dan H
2
PO
4 -
, sulfida. HS
-
, dan amonia NH
3
juga memberikan konstribusi terhadap alkalinitas. Namun, pembentuk alkalinitas yang utama adalah
bikarbonat, karbonat, dan hidroksida. Di antara ketiga ion tersebut, bikarbonat paling banyak terdapat pada perairan alami. Kation utama yang mendominasi
perairan tawar adalah kalsium dan magnesium, sedangkan pada perairan laut
24 adalah sodium dan magnesium. Anion utama pada perairan tawar adalah
bikarbonat dan karbonat, sedangkan pada perairan laut adalah klorida. Selanjutnya Boyd 1981 mengatakan alkalinitas yang baik dalam penyediaan CO
2
adalah 20– 150 mgL. Menurut Cholik et al. 1986, bila total alkalinitas terlalu rendah dapat
ditingkatkan melalui penambahan kapur pengapuran, dan pada umumnya perairan yang baik produktif untuk budidaya ikan mengandung nilai total
alkalinitas dan kesadahan yang sama besarnya. Selanjutnya Boyd 1992 mengatakan, pemberian kapur dapat meningkatkan pH lumpur dan menyebabkan
tersedianya fosfor untuk jasad nabati. Disamping itu pengapuran juga dapat meningkatkan alkalinitas serta tersedianya CO
2
untuk fotosintesis. Persentase ion- ion utama, yang terdapat dalam perairan tawar dan laut ditunjukkan dalam Tabel 4.
Tabel 4. Kation dan anion utama pada perairan tawar dan laut Ion-ion utama
Persentase Air tawar
Air laut Kation :
1. Kalsium Ca
2+
2. Magnesium Mg
2+
3. SodiumNatrium Na
+
4. Kalium K
+
Anion : 1.
Bikarbonat HCO
3 -
dan Karbonat CO
3 2-
2. Sulfat SO
4 2-
3. Klorida Cl
-
60,9 19,0
16,6 2,5
72,4 16,1
11,5 3,2
10,1 83,7
3,0 0,6
12,2 87,2
Sumber : Modifikasi Cole 1983 dalam Effendi 2007 Bikarbonat, karbonat, dan asam karbonat merupakan sumber utama karbon
anorganik di perairan. Karbon anorganik di perairan dapat berasal dari beberapa sumber, yaitu atmosfer, batuan karbonat, siklus biologi karbon, sumber
allocthonous dari luar perairan. Pada awalnya, alkalinitas adalah gambaran pelapukan batuan yang
terdapat pada sistem drainase. Alkalinitas dihasilkan dari karbondioksida dan air yang dapat melarutkan sedimen batuan karbonat menjadi bikarbonat.
Kalsium karbonat merupakan senyawa yang memberi kontribusi terbesar terhadap nilai alkalinitas dan kesadahan di perairan tawar. Senyawa ini terdapat di
dalam tanah dalam jumlah yang berlimpah sehingga kadarnya diperairan tawar
25 cukup tinggi. Kelarutan kalsium karbonat menurun dengan meningkatnya suhu
dan meningkat dengan keberadaan karbondioksida. Kalsium karbonat bereaksi dengan karbondioksida membentuk kalsium bikarbonat
[CaHCO
3 2
] yang
memiliki daya larut lebih tinggi dibandingkan dengan kalsium karbonat CaCO
3
Cole, 1988. Tingginya kadar bikarbonat di perairan disebabkan oleh ionisasi asam
karbonat, terutama pada perairan yang banyak mengandung karbondioksida kadar CO
2
mengalami saturasijenuh. Karbondioksida di perairan bereaksi dengan basa yang terdapat pada batuan dan tanah membentuk bikarbonat HCO
3
Boyd, 1981. Calcite dan dolomite sebenarnya memiliki daya larut yang rendah, namun
dengan keberadaan karbondioksida kelarutan senyawa-senyawa tersebut meningkat. Reaksi pembentukan bikarbonat dari karbonat adalah reaksi setimbang
dan mengharuskan keberadaan karbondioksida untuk mempertahankan bikarbonat dalam bentuk larutan. Jika kadar karbondioksida bertambah atau berkurang maka
akan terjadi perubahan kadar ion bikarbonat. Satuan alkalinitas dinyatakan dengan mgliter kalsium karbonat CaCO
atau mili-ekuivalenliter. Selain bergantung pada pH, alkalinitas juga dipengaruhi oleh komposisi mineral, suhu, dan kekuatan ion. Pada air mendidih, alkalinitas
hanya terdiri atas karbonat dan hidroksida. Karbondioksida tidak larut dalam air panas mendidih, namun terbawa bersama uap air sehingp nilai pH air mendidih
dapat mencapai 11. Nilai alkalinitas perairan alami hampir tidak pernah melebihi 500 mgliter
CaCO
3
. Perairan dengan nilai alkalinitas yang terlalu tinggi tidak terlalu disukai oleh organisme akuatik karena biasanya diikuti dengan nilai kesadahan yang
tinggi atau kadar garam natrium yang tinggi. Nilai alkalinitas berkaitan erat dengan korosivitas logam dan dapat menimbulkan permasalahan kesehatan pada
manusia, terutama yang berhubungan dengan iritasi pada sistem pencernaan gastro intestinal. Jika dididihkan dengan waktu yang lama, perairan dengan nilai
alkalinitas yang tinggi menghasilkan deposit dan menimbulkan bau yang kurang sedap.
26 Nilai alkalinitas yang baik berkisar antara 30–500 mgliter CaCO
3.
Nilai alkalinitas di perairan berkisar antara 5 hingga ratusan mgliter CaCO
3
. Alkalinitas pada perairan alami adalah 40 mgliter CaCO
3
Boyd, 1981. Perairan dengan nilai alkalinitas 40 mgliter CaCO
3
disebut perairan sadah Hard water, sedangkan perairan dengan nilai alkalinitas 40 mgliter disebut perairan lunak
softwater. Alkalinitas perairan berkaitan dengan gambaran kandungan karbonat dari
batuan dan tanah yang dilewati oleh air serta sedimen dasar perairan. Nilai alkalinitas tinggi biasanya juga ditemukan diwilayah kering dimana terjadi
evaporasi secara intensif. Perairan dengan nilai alkalinitas tinggi lebih produktif daripada perairan
dengan alkalinitas rendah. Tingkat produktivitas perairan ini sebenarnya tidak berkaitan secara langsung dengan nilai alkalinitas, tetapi berkaitan dengan
keberadaan fosfor dan elemen esensial lain yang kadarnya meningkat dengan meningkatnya nilai alkalinitas. Alkalinitas berperan dalam hal-hal sebagai
berikut : 1.
Sistem penyangga buffer Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi
berperan sebagai penyangga buffer capacity perairan terhadap perubahan pH yang drastis. Jika basa kuat ditambahkan ke dalam perairan maka basa
tersebut akan bereaksi dengan asam karbonat manjadi garam bikarbonat dan akhimya menjadi karbonat. Jika asam ditambahkan ke dalam perairan maka
asam tersebut akan digunakan untuk mengkonversi karbonat menjadi bikarbonat dan bikarbonat menjadi asam karbonat. Fenomena inilah yang
menjadikan perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami perubahan pH secara drastis Cole, 1988 dalam Effendi, 2007.
2. Koagulasi kimia
Bahan kimia yang digunakan dalam proses koagulasi air atau air limbah. bereaksi dengan air membentuk presipitasi hidroksida yang tidak larut. Ion
hidrogen yang dilepaskan bereaksi dengan ion-ion penyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berperan sebagai penyangga untuk mengetahui kisaran pH
yang optimum bagi penggunaan koagulan. Dalam hal ini nilai alkalinitas
27 sebaiknya berada pada kisaran optimum untuk mengikat ion hidrogen yang
dilepaskan pada proses koagulasi. 3.
Pelunakan water softening Alkalinitas adalah parameter kualitas air yang harus dipertimbangkan dalam
menentukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dalam proses pelunakan softening dengan metode presipitasi. Pelunakan bertujuan untuk
menurunkan kesadahan.
2.5.8 Kesadahan