Analisis Kualitas Air dan Beban Pencemaran di Danau Pondok Lapan Kecamatan Salapian Kabupaten Langkat

TINJAUAN PUSTAKA

  Ekosistem Danau

  Danau merupakan salah satu bentuk ekosistem perairan air tawar, dan berfungsi sebagai penampung dan menyimpan air yang berasal dari air sungai, mata air maupun air hujan. Sebagai salah satu bentuk ekosistem air tawar, danau memegang peranan sangat penting dan potensial untuk dikembangkan dan didayagunakan untuk berbagai kepentingan, seperti kepentingan ekonomi, perikanan, irigasi, sumber air bersih dan pariwisata. Dari sisi ekologi, danau juga berperan sebagai penyangga bagi kehidupan sekitarnya, dan memilii kekayaan keanekaragaman hayati yang potensial bagi kesejahteraan masyarakat (Ginting, 2011).

  Perairan disebut danau apabila perairan itu dalam dengan tepi yang umumnya curam.Air danau biasanya bersifat jernih dan keberadaan tumbuhan air terbatas hanya pada daerah pinggir saja. Berdasarkan pada proses terjadinya danau dikenal danau tektonik yang terjadi akibat gempa dan danau vulkanik yang terjadi akibat aktivitas gunung berapi (Barus, 2004).

  Karakteristik dasar ekosistem perairan tergenang yaitu memiliki arus yang stagnan (bahkan hampir tidak ada arus), organismenya tidak terlalu membutuhkan adaptasi khusus, ada stratifikasi suhu (khusus perairan tergenang dengan kedalaman lebih dari 100 meter), ada stratifikasi kolom air (pada perairan dalam), substrat dasar umumnya berupa lumpur halus, residence time relatif lebih lama. Dalam ilmu lingkungan (ecology), badan air danau termasuk perairan dengan ekosistem terbuka (open system) yaitu perairan yang sangat terpengaruh oleh keadaan lingkungan sekitarnya (Suwignyo, 2003).

  Danau dicirikan dengan arus yang sangat lambat (0,001-0,01 meter/detik) atau tidak ada arus sama sekali. Oleh karena itu, waktu tinggal air (residence time) dapat berlangsung lama. Arus air danau dapat bergerak ke berbagai arah. Perairan danau biasanya memiliki stratifikasi kualitas air secara vertikal. Stratifikasi ini tergantung pada kedalaman dan musim (Effendi, 2003).

  Berdasarkan zona danaunya Soegianto (2005), menggolongkan danau menjadi tiga zona yang berbeda yaitu : a.

  Zona literal yaitu dekat dengan pantai dimana tumbuhan berakar dapat dijumpai.

  b.

  Zona limnetik yaitu lapisan permukaan perairan terbuka, sinar matahari mampu menembus zona ini kemudian didominasi oleh fitoplankton dan ikan yang berenang bebas.

  c.

  Zona profundal yaitu zona perairan dalam yang tidak dapat ditembus sinar matahari dan dihuni oleh organisme yang membuat liang di dasar perairan.

  Berdasarkan suhu air, air di danau memiliki beberapa lapisan, dengan permukaan air hangat mengambang di atas air dingin di kedalaman sejenisnya.

  Diantara kedua lapisan terjadi perubahan suhu cepat, yang disebut termoklin. Berdasarkan lapisannya danau secara efektif dibagi menjadi dua bagian terpisah, danau atas disebut epilimnion, dan danau yang lebih rendah disebut hypolimnion.

  Lapisan antara keduanya disebut termoklin yang berjalan secara teknis disebut

  

metalimnion . Meskipun banyak limnologi menggunakan kata "termoklin" untuk merujuk baik dengan massa air (metalimnion) dan gradien suhu saling melintasi berdasarkan massa air (Colinvaux, 1986).

  Danau sering diklasifikasikan berdasarkan produksi bahan organiknya. Danau oligotrofik merupakan danau yang dalam dan tidak banyak mengandung nutrien, dan fitoplankton pada zona limnetiknya tidak begitu produktif. Danau eutrofik merupakan danau yang umumnya lebih dangkal, dan kandungan nutrien pada airnya tinggi. Sebagai akibatnya fitoplankton menjadi sangat produktif dan air sering sekali menjadi keruh (Campbell, 2000).

  Danau Pondok Lapan

  Danau Pondok Lapan adalah sebuah danau yang terdapat di Kabupaten

  o o

  Langkat. Danau ini terletak pada koordinat 3 30’44.73”-3 30’26.93” dan

  o o

  98 17’65”-98 17’29.60”. Danau Pondok Lapan terletak di antara perkebunan sawit milik negara dan juga swasta. Danau Pondok Lapan termasuk daerah tujuan wisata di kota Medan. Danau ini menjadi salah satu tempat favorit masyarakat Langkat khususnya di Kecamatan Salapian, untuk bersantai atau sambil memancing. Bahkan ikan hasil pancingan dapat langsung disantap dengan dibakar sendiri. Tidak hanya itu, lokasi ini cocok untuk wisata keluarga, pengelolaanya menyediakan fasilitas bermain bagi anak-anak, seperti wisata bebek air.

  Parameter Fisika 1. Suhu

  Pengukuran suhu umumnya dilakukan dengan termometer. Cara lain adalah dengan menggunakan DO meter, SCT-meter atau aquamete test, prosedurnya tidak berbeda dengan pengukuran oksigen, pH dan kecerahan.Untuk pengkalibrasian, maka putar switch “temp” lalu tekan “temp Cal” pada bagian sebelah kiri badan (Andy, dkk., 2010).

  Peningkatan suhu disertai dengan penurunan oksigen terlarut sehingga keberadaan oksigen sering kali tidak mampu memenuhi kebutuhan oksigen bagi organisme akuatik untuk dapat melakukan proses metabolisme dan respirasi. Peningkatan suhu juga menyebabkan terjadinya peningkatan dekomposisi bahan organik oleh mikroba. Kisaran optimum bagi pertumbuhan organisme di perairan

  o o adalah 20 C -30 C (Effendi, 2003).

2. Kekeruhan

  Kekeruhan dapat didefenisikan sebagai intensitas kegelapan didalam air yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan menggambarkan sifat optik yang ditentukan berdaasarkan banyaknya cahaya yang siserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat di air. Kekeruhan perairan umumnya disebabkan oleh partikel-partikel tersuspensi (Nasution, 2008).

  Berdasarkan peraturan pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, Kekeruhan dalam ekosistem perairan berkisar 50-1000 mg/l. Pengaruh kekeruhan yang utama adalah penurunan penetrasi cahaya secara mencolok, sehingga aktivitas fotosisntesis fitoplankton dan alga menurun akibatnya produktivitas juga menurun. Tinginya nilai kekeruhan juga dapat menyulitkan penyaringan dan mengurangi efektifitas desinfektan pada proses penjernihan air (Effendi, 2003).

  Secara langsung kekeruhan dapat mengganggu proses pernafasan organsime perairan seperti menutupi insang ikan. Kekeruhan juga dapat tersuspensi seperti lumpur, pasir, bahan organik dan anorganik, plankton serta organisme mikroskopik lainnya (Hariyadi, dkk., 2008).

  3. Kecerahan

  Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan.Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan, yang ditentukan secara visual dengan menggunakan Secchi disk.Secchi disk dikembangkan oleh Profesor Secchi pada abad 19, yang berusaha menghitung tingkat kekeruhan air secara kuantitatif.Tingkat kekeruhan air tersebut dinyakatan dengan suatu nilai yang dikenal dengan kecerahan secchi disk.Nilai kecerahan dinyatakan dalam satuan meter.Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran, kekeruhan, dan padatan tersuspensi, serta ketelitian orang yang melakukan pengukuran.Pengukuran kecerahan sebaiknya dilakukan pada saat cuaca cerah (Effendi, 2003).

  Keadaan cuaca, kekeruhan air dan waktu pengamatan sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran. Kecerahan dapat digunakan untuk menduga kepadatan plankton bila kekeruhan perairan terutama disebabkan oeh plankton. Pengukuran kecerahan dapat dilakukan pada saat cuaca cerah antara pukul 09.00-15.00 dan matahari tidak tertutup awan (Hariyadi, dkk., 2008).

  4. Total Dissolved Solid

  Nilai TDS sangat dipengaruhi oleh pelapukan batuan , limpasan dari tanah dan pengaruh antropogenik (berupa limbah domestik dan industri). Rasio antara padatan terlarut dan kedalaman rata-rata perairan merupakan salah satu cara untuk menilai produktivitas perairan. Bahan-bahan terlarut pada perairan alami tidak bersifat toksik, akan tetapi jika berlebihan dapat meningkatkan nilai kekeruhan. Selanjutnya akan menghambat penetrasi cahaya yang matahari kekolom air dan akhirnya berpengaruh terhadap proses fotosintesis (Effendi, 2003).

  Padatan terlarut total adalah bahan-bahan terlarut dalam air yang tidak tersaring dengan kertas millipore dengan ukuran pori-pori 0,45 µm. Bahan terlarut ini dianalisa dengan menyaring air sampel dengan kertas saring tersebut (menggunakan vacuum pump), kemudian air sampel tersaring diuapkan dalam

  o oven pada suhu 103-105 C (Hariyadi, dkk., 2008).

5. Konduktivitas

  Konduktivitas (Daya Hantar Listrik/DHL) adalah gambaran numerik dari kemampuan air untuk meneruskan aliran listrik.Oleh karena itu, semakin banyak garam-garam terlarut yang dapat terionisasi, semakin tinggi pula nilai DHL.Konduktivitas dinyatakan dengan satuan µmhos/cm atau µSiemens/cm. kedua satuan tersebut setara.Air suling (aquades) memiliki nilai DHL Sekitar 1 µmhos/cm, perairan alami sekitar 20-1500 µmhos/cm. Perairan laut memiliki nilai DHL yang sangat tinggi karena banyak mengandung garam terlarut.Limbah industri memiliki nilai DHL mencapai 10.000 µmhos/cm (Effendi, 2003).

  Sebagian besar senyawa anorganik (asam, basa dan garam) seperti HCl, Na

  2 CO 3 dan NaCl merupakan konduktor yang baik. Sebaliknya senyawa organik

  seperti sukrosa dan benzena yang tidak terdissosiasi dalam air merupakan konduktor yang jelek. Kereaktifan dari setiap ion yang terlarut, bilangan valensi dan konsetrasinya sangat mempengaruhi nilai DHL (Hariyadi, dkk., 2008).

  Parameter Kimia 1. pH

  Derajat keasaman lebih dikenal dengan istilah pH yang merupakan singkatan dari puissance negatif de H yaitu logaritma dari kepekatan ion-ion H (hidrogen) yang terlepaas dalam suatu cairan. Derajat keasaman atau pH air menunjukkan aktivitas ion hidrogen dalam larutan tersebut dan dinyatakan sebagai konsentrasi ion hidrogen pada suhu tertentu (Andy, dkk., 2010).

  Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion Hidrogen dalam suatu larutan. Organisme air hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaaaran toleransi antara asam lemah sampai basah lemah. Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya 7 sampai 8,5. Kondisi perairan dengan pH tertentu mempengaruhi metabolisma dan respirasi bagi kelangsungan hidup organisme (Barus, 2004).

  Pengukuran pH umumnya dilakukan dengan kertas pH atau pH water tester. Alat lain yang dapat digunakan adalah aquamate test atau pH meter. pH meter selain sulit diaplikasikan di lapangan, harganya relatif juga relatif mahal (Andy, dkk., 2010).

2. Kelarutan Oksigen (Dissolved Oxygen)

  Oksigen terlarut merupakan suatu factor yang sangat penting dalam ekosistem air, terutama sekali dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebagian besar organisme air. Umumnya kelarutan oksigen dalam air sangat terbatas. Dibandingkan dengan kadar oksigen di udara yang mempunyai konsentrasi sebanyak 20% volum, air hanya mampu menyerap oksigen sebanyak 20% volum garam terlarut dalam air. Pada ekosistem air tawar pengaruh suhu sangat dominan.

  o

  Kelarutan oksigen maksimum di dalam air terdapat pada suhu 0 C yaitu sebesar 14,16 mg/l. Konsentrasi ini akan menurun sejalan dengan meningkatnya temperatur air. (Barus, 2004).

  Selain akibat proses respirasi tumbuhan dan hewan, hilangnya i=oksigen di perairan juga terjadi karena oksigen dimanfaatkan oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organik. Oksidasi bahan organik diperairan dipengaruhi oleh faktor suhu, pH, pasokan oksigen, jenis bahan organik dan rasio karbon dan nitrogen (Effendi, 2003).

  Ada dua metode yang digunakan untuk menentukan oksigen terlarut yaitu metode winkler atau metode titrasi atau disebut juga iodometri dan metode elektrometris (DO meter). Metode winkler berdasarkan sifat oksidasi oleh oksigen yang terlarut dan metode elektrometris berdasarkan jumlah oksigen yang berdifusi melewati membran (Andy, dkk., 2010).

3. Biological Oxygen Demand (BOD)

  Bioligical Oxygen Demand (BOD) atau Kebutuhan Oksigen Biologi

  adalah suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses- proses mikrobiologis yang benar-benar di dalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bakteri untuk menguraikan (mengoksidasi) hampir semua zat organik yang terlarut dan sebagian zat-zat organis yang tersuspensi dalam air (Ginting, 2011).

  Berdasarkan peraturan pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, BOD optimal di oksidasi oleh mikrooganisme di dalam air lingkungan adalah proses alamiah yang mudah terjadi apabila air lingkungan mengandung oksigen yang cukup (Wardhana, 2004).

  Semakin tinggi nilai BOD menunjukkan semakin tingginya aktivitas organisme untuk menguraikan bahan organik atau dapat dikatakan semakin besar kandungan bahan organik di suatu perairan tersebut. Oleh karena itu, tingginya kadar BOD dapat mengurangi jumlah oksigen terlarut dalam air. Apabila oksigen terlarut sudah habis maka bakteri aerobik dapat mati sehingga akan timbul aktivitas bakteri anaerob yang dapat menyebabkan bau yang tidak enak misalnya bau busuk (Sukmadewa, 2007).

4. Chemical Oxygen Demand (COD)

  COD (Chemical Oxygen Demand) merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi kimia yang dinyatakan dalam mg/l. Dengan mengukur nilai COD maka akan diperoleh nilai yang menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi terhadap total senyawa organik baik yang mudah diuraikan secara biologis maupun terhadap yang sukar/tidak bisa diuraikan secara biologis (Barus, 2004).

  Pengukuran COD didasarkan atas prinsip bahwa hampir semua bahan organik yang ada diperairan dapat dioksidasi menjadi karbondioksida dan air menggunakan suatu oksidator kuat dalam kondisi asam. Sebagai oksidator digunakan Potassium Dichromate (K

2 Cr

  

2 O

7 ) ditambahkan kedalam sampel yang telah diasamkan dengan asam sulfat (H SO ) (Hariyadi, dkk., 2008).

  2

  4

  5. Nitrat

  Nitrat adalah bentuk utama nitrogen di peraiaran alami dan merupakan nutrient utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil. Senyawa ini dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan. Nitrifikasi yang merupakan proses oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat adalah proses yang penting dalam siklus nitrogen dan berlangsung pada kondisi aerob. Oksidasi ammonia menjadi nitrit dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas.Oksidasi nitrit menjadi nitrat dilakukan oleh bakteri Nitrobacter. Kedua jenis bakteri tersebut merupakan bakteri kemotrofik, yaitu bakteri yang mendapat energi dari proses kimiawi (Effendi, 2003).

  Nitrat merupakan produk akhir dari proses penguraian protein dan diketahui sebagai senyawa yang kurang berbahaya dibandingkan dengan amonium/amoniak atau nitrit. Nitrat adalah zat nutrisi yang dibutuhkan oleh organisme untuk tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).

  6. Fosfat

  Fosfor merupakan salah satu bahan kimia yang keberadaannya sangat penting bagi semua makhluk hidup, terutama dalam pembentukan protein dan transfer energi di dalam sel seperti ATP dan ADP. Pada ekosistem perairan, fosfor terdapat dalam bentuk senyawa fosfor, yaitu 1) fosfor anorganik; 2) fosfor organik dalam protoplasma tumbuhan dan hewan dan 3) fosfor organik terlarut dalam air, yang terbentuk dari proses penguraian sisa-sisa organisme (Barus, 2004).

  Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Karakteristik fosfor sangat berbeda dengan unsur-unsur utama lain yang merupakan penyususn biosfer karena unsur ini tidak terdapat di atmosfer. Pada kerak bumi, keberadaan fosfor relatif sedikit dan mudah mengendap. Fosfor juga merupakan unsur yang esensial. Bagi tumbuhan dan alga akuatik serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan (Effendi, 2003).

  Faktor Biologi 1. Total Coliform Escherichia coli merupakan bakteri indikator kualitas air karena

  keberadaannya di dalam air mengindikasikan bahwa air tersebut terkontaminasi oleh feses, yang kemungkinan juga mengandung mikroorganisme enterik patogen lainnya. Escherichia coli termasuk kelompok bakteri berbentuk batang aerob fakultatif gram negatif dengan tebal 0,5 μm, panjang antara 1,0 - 3,0 μm.E.

  

coli berbentuk seperti filamen yang panjang, tidak berbentuk spora, bersifat Gram

negatif (Anggraini, 2013).

  Di dalam uji analisis air, E. coli merupakan mikroorganisme yang dipakai sebagai indikator untuk menguji adanya pencemaran air oleh tinja. Di dalam kehidupan kita E.coli mempunyai peranan yang cukup penting yaitu selain sebagai penghuni tubuh (di dalam usus besar) juga E. coli menghasilkan kolisin yang dapat melindungi saluran pencernaan dari bakteri patogenik. E. coli akan menjadi patogen bila pindah dari habitatnya yang normal kebagian lain dalam inang, misalnya, bila E. coli di dalam usus masuk ke dalam saluran kandung kemih kelamin dapat menyebabkan sistitis, yaitu suatu peradangan pada selaput lendir organ tersebut (Melliawati, 2009).

  Bakteri coliform umumnya digunakan sebagai indikator bakteri untuk hewan berdarah panas, tetapi dapat juga ditemukan di lingkungan perairan, tanah, dan vegetasi. Secara umum coliform itu sendiri tidak mengakibatkan sakit, tetapi mereka mudah berkembang biak dan keberadaannya digunakan untuk menunjukkan bahwa organisme patogen lain juga ada (Atmojo dkk., 2011).

  Pencemaran Air

  Pencemaran air adalah bertambahnya suatu material atau bahan dan setiap tindakan manusia yang mempengaruhi kondisi perairan sehingga mengurangi atau merusak daya guna perairan. Industri pertambangan dan energi mempunyai pengaruh besar terhadap perubahan lingkungan karena sumberdaya alam menjadi produk baru dan menghasilkan limbah yang mencemari lingkungan (Darsono, 1992).

  Menurut Ginting (2011) pencemaran air terjadi bila beberapa bahan atau kondisi yang dapat menyebabkan penurunan kualitas badan air sehingga tidak memenuhi baku mutu atau tidak dapat digunakan untuk keperluan tertentu (sesuai peruntukannya, misalnya sebagai bahan baku air minum, keperluan perikanan, industri dan lain-lain).

  Beban Pencemaran

  Daya tampung beban pencemaran air adalah batas kemampuan sumber daya air untuk menerima masukan beban pencemaran yang tidak melebihi batas syarat kualitas air untuk berbagai peruntukannya. Daya tampung danau dan/atau waduk yaitu kemampuan perairan danau dan/atau waduk menampung beban pencemaran air sehingga memenuhi baku mutu air dan status trofik (Peraturan Menteri Negara Lingkungan Hidup, 2009)

  Baku Mutu Kualitas Air

  Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001, baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi atau komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang di tenggang keberadaannya di dalam air. Kriteria mutu air dan penatapan kelas sebagai berikut : Kelas Satu : Bahan baku air minum dan peruntukan lain dengan syaratkualitas air sama.

  Kelas Dua : Prasarana/sarana rekeasi, pembudidayaan ikan air tawar, perternakan, pertanaman, dan peruntukan lain dengan syarat kuliatas air yang sama. Kelas Tiga : pembudidayaan ikan air tawar, perternakan, pertanaman dan peruntukan lain dengan syarat kualitas yang sama.