Sumber DO di perairan

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Oksigen Terlarut DO; Dissolved Oxygen

2.1.1. Sumber DO di perairan

Oksigen terlarut DO adalah konsentrasi gas oksigen yang terlarut di dalam air Wetzel 2001. DO dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik dalam proses aerobik Salmin 2000. Sumber DO di perairan adalah difusi langsung dari atmosfer dan hasil fotosintesis organisme autotrof Welch 1952. Menurut Henderson-Sellers Markland 1987, sumber utama oksigen terlarut di perairan adalah difusi dari udara. Laju transfer oksigen tergantung pada konsentrasi oksigen terlarut di lapisan permukaan, konsentrasi saturasi oksigen, dan bervariasi sesuai kecepatan angin. Difusi oksigen dari atmosfer ke air bisa terjadi secara langsung pada kondisi air diam stagnan atau adanya pergolakan massa air akibat arus atau angin. Pada kondisi air diam, difusi terjadi apabila tekanan parsial udara lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan parsial permukaan perairan. Pada kondisi pergolakan massa air, terjadi peningkatan peluang bagi molekul air untuk bersentuhan dengan atmosfer Wetzel 2001. Penyerapan oksigen dari atmosfer ke dalam air terjadi dalam dua cara: a difusi langsung di permukaan perairan dan b melalui berbagai bentuk agitasi pada permukaan air, seperti gelombang, air terjun, dan turbulensi. Namun, difusi langsung dari udara melalui lapisan permukaan ke dalam perairan terjadi sangat lambat dan relatif tidak efektif dalam menyediakan oksigen ke perairan walaupun dapat berlangsung selama 24 jam Welch 1952. Menurut Henderson-Sellers Markland 1987, fotosintesis terjadi di zona fotik, sedangkan respirasi terjadi di seluruh kolom perairan bahkan sampai ke dasar perairan. Oleh karena itu, lapisan permukaan air cenderung kaya akan oksigen terlarut dan berkurang dengan bertambahnya kedalaman. Umumnya pada pagi hari, konsentrasi DO cukup rendah. Pada siang hari, konsentrasi DO akan meningkat dan pada sore hingga malam hari secara kontinyu konsentrasi DO semakin berkurang karena dipakai untuk respirasi organisme yang ada di danau. Oksigen juga dapat masuk ke dalam perairan karena terbawa oleh aliran air yang masuk ke dalam badan perairan inflow. Inflow akan mengalir menuju lapisan 4 yang memiliki densitas yang hampir sama dengan densitasnya. Perbedaan densitas air di waduk lebih banyak disebabkan oleh suhu. Jika densitas inflow lebih kecil daripada densitas air permukaan waduk, inflow akan berada di atas overflow. Jika densitas inflow lebih besar daripada densitas air permukaan waduk, inflow akan berada di bawah underflow. Jika densitas inflow lebih besar dari densitas lapisan epilimnion tetapi lebih kecil dari lapisan hipolimnion, inflow akan berada di lapisan tengah interflow Wetzel 2001. Konsentrasi DO berkurang dengan semakin meningkatnya suhu, bertambahnya kedalaman, dan berkurangnya tekanan atmosfer. Penurunan konsentrasi DO dengan bertambahnya kedalaman suatu perairan terkait dengan faktor cahaya yang mempengaruhi aktivitas fitoplankton di perairan. Jika semakin dalam suatu perairan, maka intensitas cahaya yang masuk ke dalam perairan akan semakin rendah dan bahkan tidak akan ada lagi cahaya yang masuk ke perairan. Pada perairan oligotrofik, konsentrasi DO masih tersedia sampai dekat dasar perairan. Pada perairan eutrofik, konsentrasi DO terbesar terdapat di kedalaman permukaan karena melimpahnya fitoplankton. Konsentrasi DO menurun dengan bertambahnya kedalaman, bahkan dapat mencapai nol karena adanya dekomposisi biomassa alga yang telah mati dan mengalami pembusukan di dasar perairan Henderson-Sellers Markland 1987. Konsentrasi oksigen terlarut bervariasi dalam waktu 24 jam. Pada siang hari, terjadi fotosintesis dan respirasi, sedangkan pada malam hari, hanya terjadi respirasi yang dilakukan oleh produser primer dan konsumer, sehingga terjadi penurunan DO. Pada danau eutrofik, hal ini dapat menyebabkan kondisi anaerob di perairan Henderson-Sellers Markland 1987. Penyebab utama terjadinya penurunan konsentrasi DO di perairan adalah Welch 1952: a respirasi organisme yang berlangsung sepanjang hari; b dekomposisi bahan organik yang terlarut dan terakumulasi di dasar perairan; dan c reduksi oleh gas lain. 2.1.2. Distribusi DO di perairan DO adalah salah satu parameter kualitas air terpenting yang ada di perairan karena sangat berpengaruh terhadap kehidupan organisme akuatik dan perubahan proses-proses kimia di perairan Henderson-Sellers Markland 1987. Di lapisan permukaan konsentrasi oksigen relatif lebih tinggi karena adanya proses difusi dan 5 fotosintesis. Dengan bertambahnya kedalaman, maka akan terjadi penurunan konsentrasi DO. Hal ini karena proses fotosintesis semakin berkurang, oksigen semakin banyak digunakan untuk respirasi organisme, dan oksidasi bahan-bahan organik Salmin 2000. Menurut Goldman Horne 1983; Wetzel 2001, tipe distribusi oksigen terlarut di danau secara vertikal adalah sebagai berikut. a. Tipe orthograde Distribusi oksigen tipe ini terjadi pada danau yang tidak produktif oligotrofik atau danau yang miskin unsur hara dan bahan organik. Distribusi oksigen lebih dipengaruhi oleh suhu perairan. Pada tipe ini konsentrasi oksigen semakin meningkat dengan bertambahnya kedalaman. b. Tipe clinograde Tipe ini terjadi pada danau yang produktif eutrofik atau danau yang kaya unsur hara dan bahan organik. Konsentrasi oksigen semakin menurun dengan bertambahnya kedalaman. Distribusi oksigen terstratifikasi seperti pada danau atau waduk eutrofik. Penurunan oksigen terjadi di lapisan hipolimnion pada saat musim panas. Konsentrasi oksigen di permukaan lebih tinggi dengan adanya proses fotosintesis. c. Tipe heterograde positif dan negatif Tipe heterograde negatif terjadi jika respirasi konsumsi oksigen dominan terjadi di bagian bawah lapisan metalimnion sehingga konsentrasi oksigen lebih rendah. Tipe heterograde positif terjadi jika fotosintesis dominan terjadi di atas lapisan termoklin sehingga akan meningkatkan oksigen di bagian atas lapisan metalimnion. d. Tipe anomali Tipe anomali terjadi pada aliran air yang deras, dingin, dan kaya oksigen. Tipe ini membentuk sebuah lapisan yang mempunyai ciri-ciri tersendiri. 2.2. Lapisan Hipolimnion Danau biasanya memiliki stratifikasi secara vertikal yang diakibatkan oleh perbedaan suhu secara vertikal pada kolom air, yaitu lapisan epilimnion, metalimnion, dan hipolimnion. Lapisan hipolimnion merupakan lapisan paling bawah yang berada di bawah metalimnion. Suhu di lapisan ini lebih dingin dan perbedaan suhu secara vertikal relatif kecil. Massa air di lapisan ini bersifat stagnan, 6 tidak mengalami pencampuran, dan memiliki densitas air yang lebih besar. Lapisan ini cenderung mengandung oksigen terlarut yang rendah dan relatif stabil Goldman Horne 1983.

2.3. Aerasi Hipolimnion