Kajian Bahan Organik Dasar Perairan Rawa Kongsi Kecamatan Patumbak Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara
20
TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem Rawa
Rawa merupakan sebutan untuk semua daerah yang tergenang air yang
penggenangannya dapat bersifat musiman atau pun permanen dan ditumbuhi oleh
tumbuhan (vegetasi). Genangan air dapat berasal dari hujan atau luapan air sungai
pada saat pasang. Pada musim hujan lahan tergenang sampai satu meter, tetapi
pada musim kemarau menjadi kering, bahkan sebagian muka air tanah turun
mencapai kedalaman > 50 cm dari permukaan tanah (Noor, 2004).
Luas lahan rawa di Indonesia meliputi areal 33,40
−39,40 juta
ha, yang
tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Irian Jaya. Lahan tersebut terdiri
atas lahan rawa pasang surut 23,10 juta ha dan lahan rawa lebak (nonpasang surut)
13,30 juta. Diperkirakan lahan pasang surut tersebar di Sumatera 6,60 juta ha,
Kalimantan 8,11 juta ha, Sulawesi 1,18 juta ha, dan Irian Jaya 4,22 juta ha. Lahan
pasang surut terutama terdapat di pantai timur dan barat Sumatera, pantai selatan
Kalimantan, pantai Barat Sulawesi, serta pantai Utara dan Selatan Irian Jaya.
Lahan rawa pasang surut tersebut terdiri atas 2,07 juta ha lahan potensial, 6,70
juta ha lahan sulfat masam, 10,89 juta ha lahan gambut, dan 0,44 juta ha lahan
salin (Subagjo dan Widjaja-Adhi, 1998).
Ekosistem rawa dibagi menjadi tiga yaitu tawar, asin, dan payau. Rawa air
tawar merupakan ekosistem dengan habitatnya yang sering digenangi air tawar
yang kaya mineral dengan pH sekitar 6. Kondisi air tidak selalu tetap, adakalanya
naik atau adakalanya turun, bahkan suatu ketika dapat pula mengering
Pada umumnya perairan rawa, debit airnya lebih kecil dari pada sungai dan danau.
Universitas Sumatera Utara
21
Perairan rawa merupakan perairan dangkal dan penuh tumbuhan air, memiliki
fluktuasi tahunan (musim hujan - musim kemarau) dan umumnya tawar, serta
memiliki
manfaat
dari
berbagai
sudut
pandang
ilmu
pengetahuan
(Syahputra, dkk., 2014).
Umumnya lahan rawa tersebar di dataran rendah, dataran berketinggian
sedang, dan dataran tinggi. Lahan rawa yang tersebar di dataran berketinggian
sedang dan dataran tinggi, umumnya sempit atau tidak luas, dan terdapat
setempat-setempat. Lahan rawa yang terdapat di dataran rendah, baik yang
menempati dataran banjir sungai maupun yang menempati wilayah dataran pantai,
khususnya di sekitar muara sungai-sungai besar dan pulau-pulau deltanya adalah
yang dominan. (Sudana, 2007).
Bahan Organik
Bahan Organik Total (BOT) menggambarkan kandungan bahan organik
total suatu perairan yang terdiri dari bahan organik terlarut, tersuspensi
(particulate) dan koloid. Bahan organik ditemukan dalam semua jenis perairan,
baik dalam bentuk terlarut, tersuspensi maupun sebagai koloid, sehingga
kesuburan suatu perairan bergantung pada kandungan Bahan Organik Total
(BOT) dalam perairan itu (Mardi, 2014).
Sedimen merupakan pecahan, mineral, atau material organik yang
ditransporkan dari berbagai sumber dan diendapkan oleh media udara, angin, es,
atau oleh air dan juga termasuk didalamnya material yang diendapkan dari
material yang melayang dalam air atau dalam bentuk larutan kimia (Pipkin, 1977).
Universitas Sumatera Utara
22
Sedimentasi di suatu lingkungan perairan terjadi karena terdapat suplai
muatan sedimen yang tinggi di lingkungan tersebut. Suplai muatan sedimen salah
satunya berasal dari daratan yang dibawa ke laut melalui aliran sungai. Menurut
Killops (1993) pengendapan bahan-bahan organik dalam sedimen di perairan
banyak dipengaruhi oleh kondisi pada saat proses sedimentasi terjadi. Kondisi
oksik dengan keberadaan oksigen akan mengurangi jumlah senyawa organik yang
mengendap. Hal ini dikarenakan pada saat proses sedimentasi, akan terjadi
oksidasi di dalam kolom air yang menyebabkan terjadinya degradasi lebih lanjut
dari bahan organik.
Nitrogen Total dan Fosfor Total
Nutrien adalah unsur atau senyawa kimia yang digunakan untuk
metabolisme atau proses fisiologi organisme. Nutrien di suatu perairan merupakan
salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kelimpahan fitoplankton.
Nutrien dapat menyediakan energi dan digunakan sebagai komponen untuk
struktur sel (Richtel, 2007).
Nutrien di perairan terdapat dalam bentuk makro maupun mikro. Nutrien
dalam bentuk makro terdiri dari C, H, O, N, S, P, K, Mg, Ca, Na, dan Cl,
sedangkan yang termasuk dalam bentuk mikro terdiri dari Fe, Co, Zu, B, Si, Mn,
dan Cu (Yazwar 2008). Nutrien yang paling dibutuhkan oleh organisme adalah
unsur karbon, nitrogen, dan fosfor. Nitrogen (N) dan fosfor (P) berperan penting
dalam pertumbuhan dan metabolisme fitoplankton termasuk tumbuhan autotrof.
Keberadaan karbon jumlahnya sangat melimpah sebagai karbondioksida (CO2),
Universitas Sumatera Utara
23
sehingga dianggap bahwa nitrogen dan fosfor yang paling dipertimbangkan
(Risamasu dan Prayitno, 2011).
Nitrogen merupakan nutrisi esensial dalam kehidupan sebagai
komponen pembangun utama protein tumbuhan dan hewan. Senyawa nitrogen
+
pada lingkungan air biasanya ditemukan dalam bentuk ion amonium (NH4 ).
Meskipun amonium merupakan nutrisi penting untuk ganggang, namun kelebihan
jumlah amonium dalam lingkungan perairan dapat menyebabkan eutrofikasi
sungai, danau dan pesisir pantai. Eutrofikasi tersebut terjadi karena kelebihan
amonium, sehingga amonium akan teroksidasi secara mikrobiologi menghasilkan
nitrat. Adanya nitrat dapat merangsang pertumbuhan ganggang menjadi tidak
terbatas, sehingga kandungan oksigen dalam perairan menjadi berkurang.
Kelebihan kadar nitrogen pada lingkungan juga dapat bersifat toksik
(Rozic, 2000).
Nitrogen perairan merupakan penyebab utama pertumbuhan yang sangat
cepat dari ganggang yang menyebabkan eutrofikasi. Beberapa yang dapat
dimanfaatkan dari nitrogen adalah nitrit dan nitrat, sementara untuk fosfor berupa
senyawa ortofosfat (Jones dan Lee, 2005).
Kandungan fosfor dalam air merupakan suatu komponen yang sangat
penting dan sering menimbulkan permasalahan lingkungan. Fosfor termasuk salah
satu dari beberapa unsur yang essensial untuk pertumbuhan ganggang dalam air.
Pertumbuhan ganggang yang berlebihan di samping hasil hancuran biomas dapat
menyebabkan pencemaran kualitas air. Sumber fosfor adalah limbah industri,
hanyutan dari pupuk, limbah domestik, hancuran bahan organik, dan mineral
fosfat (Mardiana, 2007).
Universitas Sumatera Utara
24
Kenaikan konsentrasi fosfat merupakan adanya zat pencemar dalam
perairan. Senyawa-senyawa fosfat tersebut dalam bentuk organofosfat atau
polifosfat. Mardiana (2007) mengemukakan bahwa sejumlah industri dapat
rnembuang polifosfat berupa bahan pencuci yang mengapung di atas permukaan
air. Senyawa fosfor organik terdapat antara lain dalam bentuk asam-asam nukleat,
fosfolipid, gulafosfat. Senyawa ini masuk ke dalam perairan bersama-sama
dengan limbah industri dan rumah tangga.
Tekstur Tanah dan pH Tanah
Bahan organik merupakan sumber makanan bagi mikro organisme di
dalam tanah. Melalui reaksi-reaksi kimia yang terjadi seperti reaksi pertukaran
kation akan dapat menentukan sifat kimia tanah. Klasifikasi senyawa dalam tanah
disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi senyawa-senyawa dalam tanah
Tipe Senyawa
Komposisi
Humus
Sisa degradasi dari
penguraian tanaman,
banyak mengandung C,
H dan O.
Lemak-lemak, resin dan
lilin
Sakarida
Nitrogen dalam bahan
organik
Senyawa-senyawa fosfor
Pengaruh/ Kegunaan
Kelimpahan bahan
organik meningkatkan
sifat-sifat fisik tanah,
pertukaran akar,tempat
persediaan nitrogen.
Lemak-lemak yang dapat Secara umum hanya
diekstraksi oleh pelarut- beberapa % dari bahan
pelarut organik.
organik tanah yang dapat
mempengaruhi sifat-sifat
fisik tanah.
Sellulosa, jerami dan
Makanan utama dari
hemiselluosa
mikro organism tanah,
membantu menstabilkan
agregat tanah.
Ikatan N pada
Penyedia nitrogen untuk
humus,asam amino,gula kesuburan tanah
amino.
Ester, ester fosfat,
Sumber dari fosfat
fosfolipid
tanaman.
Sumber : Manahan (2004)
Universitas Sumatera Utara
25
Secara biologis komponen-komponen aktif dari bahan organik tanah
adalah polisakarida, gula-gula amino, nukliosida, belerang organik amino,
nukleosida dan belerang organik serta senyawa-senyawa fosfat. Sebagian besar
dari bahan organik di dalam tanah terdiri atas bahan-bahan yang tidak larut dalam
air dan relatif tahan terhadap penguraian. Bahan ini disebut humus. Humus
disusun oleh fraksi dasar yang disebut asam-asam humat dan fulvat dan sebuah
fraksi tidak larut disebut humin (Ahmad, 2004).
Menurut Madjid (2007) tanah tersusun dari bahan padatan, air, dan udara.
Bahan padatan tersebut dapat berupa bahan mineral dan bahan organik. Bahan
mineral terdiri dari partikel pasir, debu dan liat. Ketiga partikel ini menyusun
tekstur tanah. Bahan organik dari tanah mineral berkisar 5% dari bobot total
tanah. Meskipun kandungan bahan organik tanah mineral sedikit (5%) tetapi
memegang peranan penting dalam menentukan kesuburan tanah. Tanah dengan
kandungan bahan organik rata-rata 80% digolongkan tanah organik yang sangat
baik. Tanah organik dibentuk dari bahan organik yaitu endapan organik, rumput,
lumut dan kekayuan.
Bahan organik total sangat penting dalam menentukan derajat keasaman
(pH) tanah sedimen, namun bukan merupakan satu-satunya faktor penentu pH
tanah. Kandungan bahan organik sangat menentukan stabilitas tanah yang
mengandung lempung, karena bahan organik beserta kondisi alami mikroba dapat
menyatukan partikel-partikel tanah menjadi suatu agregat. Tekstur tanah sangat
mempengaruhi keberhasilan hidup tumbuhan dan mikrobia di habitat (Rao, 1994).
Dekomposisi bahan organik pada tanah tergenang seperti di rawa
dilakukan oleh organisme anaerob fakultatif dan anaerob obligat. Bakteri anaerob
Universitas Sumatera Utara
26
bekerja pada energi yang sangat rendah dibandingkan organisme aerob sehingga
assimilasi maupun dekomposisi tanah tergenang berlangsung lebih lambat. Hasil
pengukuran pH tanah tergenang dan sedimen disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. pH Tanah Tergenang dan Sedimen
Keterangan
Tanah tergenang
Larutan dari tanah tergenang
Sedimen air tawar
Sedimen Laut
Air teresterial dari sedimen laut
Tanah rawa
Sumber : Mukhlis., dkk (2011)
pH
6,7 – 7,2
6,5 – 7,0
6,0 – 7,0
7,0 – 7,8
6,2 – 7,7
5,0 – 7,0
Faktor Fisik-Kimia Perairan
Suhu
Suhu merupakan parameter penting dalam lingkungan laut dan
berpengaruh secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan di laut.
Suhu air mempengaruhi sifat fisik, kimia dan biologi perairan. Pengaruh suhu
secara langsung menentukan kehadiran dari spesies akuatik, mempengaruhi
pemijahan, penetasan, aktivitas dan pertumbuhan organisme. Secara tidak
langsung
dapat
menyebabkan
perubahan
kesetimbangan
kimia
(Asmara, 2005).
Pengukuran suhu perairan pada perairan dangkal dapat dilakukan dengan
menggunakan termometer biasa (batang), karena pada perairan tersebut suhu air di
permukaan hampir sama dengan suhu air di lapisan permukaan. Suhu air
mempengaruhi kandungan oksigen terlarut dalam air. Semakin tinggi suhu,
semakin kurang oksigen terlarut. Setiap kenaikan suhu 10C, membutuhkan
kenaikan oksigen terlarut 10%. Suhu perairan pada penelitian di ekosistem air
Universitas Sumatera Utara
27
biasanya memiliki kisaran antara 26,40 – 31,800C, kisaran nilai tersebut berada
sedikit di atas nilai yang optimum untuk pertumbuhan fitoplankton, Dimana
kisaran suhu yang optimum untuk peertumbuhan fitoplankton di perairan adalah
20 – 300C. (Barus, 2004).
Kedalaman
Kedalaman merupakan salah satu parameter fisika. Semakin dalam
perairan maka intensitas cahaya yang masuk semakin berkurang (Gonawi, 2009).
Kedalaman merupakan wadah penyebaran atau faktor fisik yang berhubungan
dengan banyak air yang masuk ke dalam suatu sistem perairan, karena semakin
dalam suatu sungai akan semakin banyak pula jumlah ikan yang menempati
(Kottelat, dkk., 1992).
Derajat Keasaman (pH)
Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan,
didefinisikan sebagai logaritma dari resiprokal aktivitas ion hidrogen dan secara
matematis dinyatakan sebagai pH = log1/H+, yaitu banyaknya ion hidrogen dalam
mol per liter larutan. Kemampuan air untuk mengikat atau melepaskan sejumlah
ion hidrogen akan menunjukkan apakah larutan tersebut bersifat asam atau basa
(Barus, 2004).
pH air mempengaruhi tingkat kesuburan perairan karena mempengaruhi
kehidupan jasad renik. Pada pH rendah (keasaman yang tinggi) kandungan
oksigen terlarut akan berkurang, sebagai akibatnya konsumsi oksigen menurun.
Hal yang sebaliknya terjadi pada suasana basa (Kordi dan Tancung, 2007).
Universitas Sumatera Utara
28
Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisma air pada umumnya terdapat
antara 7 sampai 8,5. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat
basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan
menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi. pH yang sangat
rendah akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat (Barus, 2004).
Hasil pengukuran aktivitas ion hidrogen dalam perairan dan menunjukkan
keseimbangan antara asam dan basa air. Karbonat, hidroksida dan bikarbonat akan
meningkatkan kebasaan air, sementara adanya asam-asam mineral bebas dan asam
bikarbonat meningkatkan keasaman (Saeni, 1989). Nilai pH ini dipengaruhi oleh
beberapa faktor antara lain aktivitas biologis misalnya fotosintesis dan respirasi
organisme, suhu dan keberadaan ion-ion dalam perairan tersebut (Pescod, 1973).
pH tanah dapat diukur sebagai tolak ukur aktivitas ion hidrogen dalam
larutan air tanah dan dipakai sebagai ukuran bagi keasaman tanah. Nilai harga pH
tanah dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Harga pH Tanah sekitar 4,0 – 10,0
pH
< 4,5
Reaksi
sangat masam sekali
4,6 - 5,0
masam sekali
5,1 - 5,5
agak masam
5,6 - 6,0
sedikit masam
6,1 - 6,5
kurang masam
6,6 - 7,5
Netral
7,6 - 8,0
sedikit alkalis/basa
8,1 - 9,0
agak alkalis/basa
> 9,0
sangat alkalis
Sumber : Kartasapoetra., dkk (1987)
Adanya perbedaan nilai pH pada suatu perairan disebabkan penambahan atau
kehilangan CO2 melalui proses fotosintesis yang akan menyebabkan perubahan
Universitas Sumatera Utara
29
pH di dalam air. Barus (1996) menyatakan bahwa nilai pH di suatu perairan
sangat dipengaruhi oleh kemampuan air untuk melepas atau mengikat sejumlah
ion hidrogen yang menunjukkan kondisi asam atau basa.
DO
Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam
ekosistem air, terutama dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebagian besar
organisme air. Oksigen yang terlarut dalam air berasal dari udara dan hasil
fotosintesis tumbuh - tumbuhan yang ada dalam air. Banyaknya oksigen terlarut
melalui udara ke air tergantung pada luas permukaan air, suhu, dan salinitas air.
(Hutabarat dan Evans, 2008). Status kualitas air berdasarkan kadar oksigen
terlarut dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Status Kualitas Air Berdasarkan Kadar Oksigen Terlarut
No. Kadar Oksigen Terlarut
Status Kualitas Air
(ppm)
1.
> 6,5
Tidak Tercemar – Tercemar Sangat Ringan
2.
4,5 – 6,4
Tercemar Ringan
3.
2,0 – 4,4
Tercemar Sedang
4.
< 2,0
Tercemar Berat
Sumber : Jeffries dan Mills (1996)
Konsumsi oksigen ikan bervariasi menurut spesies, ukuran, aktivitas dan
suhu air. Jika tingkat oksigen terlarut selalu rendah, maka organisme anaerob akan
menguraikan limbah organik dan menghasilkan bahan seperti metana dan
hidrogen sulfida (H2S) yang menimbulkan bau busuk (Nugroho, 2006).
Klasifikasi tingkat kecocokan kadar oksigen yang terlarut untuk kehidupan ikan
dapat dilihat pada Tabel 5.
Universitas Sumatera Utara
30
Tabel 5. Klasifikasi Tingkat Kecocokan Kadar Oksigen yang Terlarut untuk
Kehidupan Ikan
No.
Kadar Oksigen
Status untuk Kehidupan
Terlarut (ppm)
Ikan
1.
6
Cukup Cocok
Sumber : Nugroho (2006)
BOD
Biologycal Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisa empiris yang
mencoba mendekati secara global proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi
dalam air. BOD merupakan parameter yang umum dipakai untuk menentukan
tingkat pencemaran bahan organik pada air limbah. Pemeriksaan BOD diperlukan
untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan dan untuk mendesain
sistem pengolahan secara biologis (Alerts dan Santika, 1987). Status kualitas air
berdasarkan nilai BOD5 dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Status Kualitas Air Berdasarkan Nilai BOD5
No.
Nilai BOD5 (ppm)
Status Kualitas Air
1.
≤ 2,9
Tidak Tercemar
2.
3,0 – 5,0
Tercemar Ringan
3.
5,1 – 14,9
Tercemar Sedang
4.
≤ 15
Tercemar Berat
Sumber : Lee, dkk (1978)
BOD sering diartikan yaitu jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh
mikroorganisme selama penghancuran bahan organik dalam waktu tertentu pada
suhu 20 oC. Oksidasi mencapai 95-99 % sempurna dalam waktu 20 hari dan
dalam waktu 5 hari seperti yang umum digunakan untuk mengukur BOD yang
kesempurnaan oksidasinya mencapai 60 – 70 % (Barus, 2004).
Universitas Sumatera Utara
31
Nitrit (NO2)
Nitrit (NO2) merupakan bentuk peralihan antara ammonia dan nitrat
(nitrifikasi) dan antara nitrat dengan gas nitrogen (denitrifikasi). Oleh karena itu,
nitrit bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Kandungan nitrit pada
perairan alami mengandung nitrit sekitar 0.001 mg/L. Kadar nitrit yang lebih dari
0.06 mg/L adalah bersifat toksik bagi organisme perairan. Keberadaan nitrit
menggambarkan berlangsungnya proses biologis perombakan bahan organik yang
memiliki kadar oksigen terlarut yang rendah.
Nitrat (NO3-)
Nitrat digunakan oleh algae dan tumbuh-tumbuhan lain untuk membentuk
protein tanaman dan oleh hewan untuk membentuk protein hewan. Perusakan
protein tanaman dan hewan oleh bakteri menghasilkan ammonia. Nitrogen
sebagai bahan dasar pembuat protein diambil oleh tumbuhan air dalam bentuk
cammonia atau nitrat (Ginting, 2011) Klasifikasi kesuburan perairan berdasarkan
kandungan nitrat dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Klasifikasi Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Nitrat
No.
Nilai NO3- (mg/L)
1.
≤ 0,226
2.
0,227 – 1,129
3.
1,130 – 11,290
Sumber : Nugroho (2006)
Status Kesuburan Perairan
Kurang subur
Kesuburan sedang
Kesuburan tinggi
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami yang
merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikroba di tanah atau air
menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik awalnya menjadi
ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit
Universitas Sumatera Utara
32
dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa
yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat
di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat
seperti sampah organik hewan maupun manusia dapat meningkatkan kadar nitrat
di dalam air.
Fosfat (PO4)
Pengukuran kandungan fosfat dalam perairan berfungsi untuk mencegah
tingginya kadar fosfat sehingga tidak merangsang pertumbuhan tumbuhan dalam
air. Sebab pertumbuhan subur akan menghalangi kelancaran arus air. Pada danau,
suburnya tumbuh-tumbuhan air akan mengakibatkan berkurangnya oksigen
terlarut dan kesuburan tanaman lainnya (Ginting, 2011).
Fosfor dalam perairan tawar ataupun air limbah pada umumnya dalam
bentuk fosfat, yaitu ortofosfat. Fosfat terkondensasi seperti pirofosfat, metafosfat
dan polifosfat serta fosfat yang terikat secara organik (adenosin monofosfat).
Senyawa ini berada sebagai larutan, patrikel atau detritus atau berada di dalam
tubuh organisme akuatik (Fergusson, 1956). Kategori kesuburan perairan
berdasarkan kandungan fosfat dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Kategori Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Fosfat
No.
Kadar P (mg/L)
1.
0 – 0,020
2.
0,021 – 0,050
3.
0,051 – 0,100
4.
0,101 – 0,200
5.
> 0,201
Sumber : Nugroho (2006)
Kesuburan Perairan
Rendah
Cukup
Baik
Baik sekali
Sangat baik sekali
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem Rawa
Rawa merupakan sebutan untuk semua daerah yang tergenang air yang
penggenangannya dapat bersifat musiman atau pun permanen dan ditumbuhi oleh
tumbuhan (vegetasi). Genangan air dapat berasal dari hujan atau luapan air sungai
pada saat pasang. Pada musim hujan lahan tergenang sampai satu meter, tetapi
pada musim kemarau menjadi kering, bahkan sebagian muka air tanah turun
mencapai kedalaman > 50 cm dari permukaan tanah (Noor, 2004).
Luas lahan rawa di Indonesia meliputi areal 33,40
−39,40 juta
ha, yang
tersebar di Sumatera, Kalimantan, Sulawesi, dan Irian Jaya. Lahan tersebut terdiri
atas lahan rawa pasang surut 23,10 juta ha dan lahan rawa lebak (nonpasang surut)
13,30 juta. Diperkirakan lahan pasang surut tersebar di Sumatera 6,60 juta ha,
Kalimantan 8,11 juta ha, Sulawesi 1,18 juta ha, dan Irian Jaya 4,22 juta ha. Lahan
pasang surut terutama terdapat di pantai timur dan barat Sumatera, pantai selatan
Kalimantan, pantai Barat Sulawesi, serta pantai Utara dan Selatan Irian Jaya.
Lahan rawa pasang surut tersebut terdiri atas 2,07 juta ha lahan potensial, 6,70
juta ha lahan sulfat masam, 10,89 juta ha lahan gambut, dan 0,44 juta ha lahan
salin (Subagjo dan Widjaja-Adhi, 1998).
Ekosistem rawa dibagi menjadi tiga yaitu tawar, asin, dan payau. Rawa air
tawar merupakan ekosistem dengan habitatnya yang sering digenangi air tawar
yang kaya mineral dengan pH sekitar 6. Kondisi air tidak selalu tetap, adakalanya
naik atau adakalanya turun, bahkan suatu ketika dapat pula mengering
Pada umumnya perairan rawa, debit airnya lebih kecil dari pada sungai dan danau.
Universitas Sumatera Utara
21
Perairan rawa merupakan perairan dangkal dan penuh tumbuhan air, memiliki
fluktuasi tahunan (musim hujan - musim kemarau) dan umumnya tawar, serta
memiliki
manfaat
dari
berbagai
sudut
pandang
ilmu
pengetahuan
(Syahputra, dkk., 2014).
Umumnya lahan rawa tersebar di dataran rendah, dataran berketinggian
sedang, dan dataran tinggi. Lahan rawa yang tersebar di dataran berketinggian
sedang dan dataran tinggi, umumnya sempit atau tidak luas, dan terdapat
setempat-setempat. Lahan rawa yang terdapat di dataran rendah, baik yang
menempati dataran banjir sungai maupun yang menempati wilayah dataran pantai,
khususnya di sekitar muara sungai-sungai besar dan pulau-pulau deltanya adalah
yang dominan. (Sudana, 2007).
Bahan Organik
Bahan Organik Total (BOT) menggambarkan kandungan bahan organik
total suatu perairan yang terdiri dari bahan organik terlarut, tersuspensi
(particulate) dan koloid. Bahan organik ditemukan dalam semua jenis perairan,
baik dalam bentuk terlarut, tersuspensi maupun sebagai koloid, sehingga
kesuburan suatu perairan bergantung pada kandungan Bahan Organik Total
(BOT) dalam perairan itu (Mardi, 2014).
Sedimen merupakan pecahan, mineral, atau material organik yang
ditransporkan dari berbagai sumber dan diendapkan oleh media udara, angin, es,
atau oleh air dan juga termasuk didalamnya material yang diendapkan dari
material yang melayang dalam air atau dalam bentuk larutan kimia (Pipkin, 1977).
Universitas Sumatera Utara
22
Sedimentasi di suatu lingkungan perairan terjadi karena terdapat suplai
muatan sedimen yang tinggi di lingkungan tersebut. Suplai muatan sedimen salah
satunya berasal dari daratan yang dibawa ke laut melalui aliran sungai. Menurut
Killops (1993) pengendapan bahan-bahan organik dalam sedimen di perairan
banyak dipengaruhi oleh kondisi pada saat proses sedimentasi terjadi. Kondisi
oksik dengan keberadaan oksigen akan mengurangi jumlah senyawa organik yang
mengendap. Hal ini dikarenakan pada saat proses sedimentasi, akan terjadi
oksidasi di dalam kolom air yang menyebabkan terjadinya degradasi lebih lanjut
dari bahan organik.
Nitrogen Total dan Fosfor Total
Nutrien adalah unsur atau senyawa kimia yang digunakan untuk
metabolisme atau proses fisiologi organisme. Nutrien di suatu perairan merupakan
salah satu faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap kelimpahan fitoplankton.
Nutrien dapat menyediakan energi dan digunakan sebagai komponen untuk
struktur sel (Richtel, 2007).
Nutrien di perairan terdapat dalam bentuk makro maupun mikro. Nutrien
dalam bentuk makro terdiri dari C, H, O, N, S, P, K, Mg, Ca, Na, dan Cl,
sedangkan yang termasuk dalam bentuk mikro terdiri dari Fe, Co, Zu, B, Si, Mn,
dan Cu (Yazwar 2008). Nutrien yang paling dibutuhkan oleh organisme adalah
unsur karbon, nitrogen, dan fosfor. Nitrogen (N) dan fosfor (P) berperan penting
dalam pertumbuhan dan metabolisme fitoplankton termasuk tumbuhan autotrof.
Keberadaan karbon jumlahnya sangat melimpah sebagai karbondioksida (CO2),
Universitas Sumatera Utara
23
sehingga dianggap bahwa nitrogen dan fosfor yang paling dipertimbangkan
(Risamasu dan Prayitno, 2011).
Nitrogen merupakan nutrisi esensial dalam kehidupan sebagai
komponen pembangun utama protein tumbuhan dan hewan. Senyawa nitrogen
+
pada lingkungan air biasanya ditemukan dalam bentuk ion amonium (NH4 ).
Meskipun amonium merupakan nutrisi penting untuk ganggang, namun kelebihan
jumlah amonium dalam lingkungan perairan dapat menyebabkan eutrofikasi
sungai, danau dan pesisir pantai. Eutrofikasi tersebut terjadi karena kelebihan
amonium, sehingga amonium akan teroksidasi secara mikrobiologi menghasilkan
nitrat. Adanya nitrat dapat merangsang pertumbuhan ganggang menjadi tidak
terbatas, sehingga kandungan oksigen dalam perairan menjadi berkurang.
Kelebihan kadar nitrogen pada lingkungan juga dapat bersifat toksik
(Rozic, 2000).
Nitrogen perairan merupakan penyebab utama pertumbuhan yang sangat
cepat dari ganggang yang menyebabkan eutrofikasi. Beberapa yang dapat
dimanfaatkan dari nitrogen adalah nitrit dan nitrat, sementara untuk fosfor berupa
senyawa ortofosfat (Jones dan Lee, 2005).
Kandungan fosfor dalam air merupakan suatu komponen yang sangat
penting dan sering menimbulkan permasalahan lingkungan. Fosfor termasuk salah
satu dari beberapa unsur yang essensial untuk pertumbuhan ganggang dalam air.
Pertumbuhan ganggang yang berlebihan di samping hasil hancuran biomas dapat
menyebabkan pencemaran kualitas air. Sumber fosfor adalah limbah industri,
hanyutan dari pupuk, limbah domestik, hancuran bahan organik, dan mineral
fosfat (Mardiana, 2007).
Universitas Sumatera Utara
24
Kenaikan konsentrasi fosfat merupakan adanya zat pencemar dalam
perairan. Senyawa-senyawa fosfat tersebut dalam bentuk organofosfat atau
polifosfat. Mardiana (2007) mengemukakan bahwa sejumlah industri dapat
rnembuang polifosfat berupa bahan pencuci yang mengapung di atas permukaan
air. Senyawa fosfor organik terdapat antara lain dalam bentuk asam-asam nukleat,
fosfolipid, gulafosfat. Senyawa ini masuk ke dalam perairan bersama-sama
dengan limbah industri dan rumah tangga.
Tekstur Tanah dan pH Tanah
Bahan organik merupakan sumber makanan bagi mikro organisme di
dalam tanah. Melalui reaksi-reaksi kimia yang terjadi seperti reaksi pertukaran
kation akan dapat menentukan sifat kimia tanah. Klasifikasi senyawa dalam tanah
disajikan dalam Tabel 1.
Tabel 1. Klasifikasi senyawa-senyawa dalam tanah
Tipe Senyawa
Komposisi
Humus
Sisa degradasi dari
penguraian tanaman,
banyak mengandung C,
H dan O.
Lemak-lemak, resin dan
lilin
Sakarida
Nitrogen dalam bahan
organik
Senyawa-senyawa fosfor
Pengaruh/ Kegunaan
Kelimpahan bahan
organik meningkatkan
sifat-sifat fisik tanah,
pertukaran akar,tempat
persediaan nitrogen.
Lemak-lemak yang dapat Secara umum hanya
diekstraksi oleh pelarut- beberapa % dari bahan
pelarut organik.
organik tanah yang dapat
mempengaruhi sifat-sifat
fisik tanah.
Sellulosa, jerami dan
Makanan utama dari
hemiselluosa
mikro organism tanah,
membantu menstabilkan
agregat tanah.
Ikatan N pada
Penyedia nitrogen untuk
humus,asam amino,gula kesuburan tanah
amino.
Ester, ester fosfat,
Sumber dari fosfat
fosfolipid
tanaman.
Sumber : Manahan (2004)
Universitas Sumatera Utara
25
Secara biologis komponen-komponen aktif dari bahan organik tanah
adalah polisakarida, gula-gula amino, nukliosida, belerang organik amino,
nukleosida dan belerang organik serta senyawa-senyawa fosfat. Sebagian besar
dari bahan organik di dalam tanah terdiri atas bahan-bahan yang tidak larut dalam
air dan relatif tahan terhadap penguraian. Bahan ini disebut humus. Humus
disusun oleh fraksi dasar yang disebut asam-asam humat dan fulvat dan sebuah
fraksi tidak larut disebut humin (Ahmad, 2004).
Menurut Madjid (2007) tanah tersusun dari bahan padatan, air, dan udara.
Bahan padatan tersebut dapat berupa bahan mineral dan bahan organik. Bahan
mineral terdiri dari partikel pasir, debu dan liat. Ketiga partikel ini menyusun
tekstur tanah. Bahan organik dari tanah mineral berkisar 5% dari bobot total
tanah. Meskipun kandungan bahan organik tanah mineral sedikit (5%) tetapi
memegang peranan penting dalam menentukan kesuburan tanah. Tanah dengan
kandungan bahan organik rata-rata 80% digolongkan tanah organik yang sangat
baik. Tanah organik dibentuk dari bahan organik yaitu endapan organik, rumput,
lumut dan kekayuan.
Bahan organik total sangat penting dalam menentukan derajat keasaman
(pH) tanah sedimen, namun bukan merupakan satu-satunya faktor penentu pH
tanah. Kandungan bahan organik sangat menentukan stabilitas tanah yang
mengandung lempung, karena bahan organik beserta kondisi alami mikroba dapat
menyatukan partikel-partikel tanah menjadi suatu agregat. Tekstur tanah sangat
mempengaruhi keberhasilan hidup tumbuhan dan mikrobia di habitat (Rao, 1994).
Dekomposisi bahan organik pada tanah tergenang seperti di rawa
dilakukan oleh organisme anaerob fakultatif dan anaerob obligat. Bakteri anaerob
Universitas Sumatera Utara
26
bekerja pada energi yang sangat rendah dibandingkan organisme aerob sehingga
assimilasi maupun dekomposisi tanah tergenang berlangsung lebih lambat. Hasil
pengukuran pH tanah tergenang dan sedimen disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. pH Tanah Tergenang dan Sedimen
Keterangan
Tanah tergenang
Larutan dari tanah tergenang
Sedimen air tawar
Sedimen Laut
Air teresterial dari sedimen laut
Tanah rawa
Sumber : Mukhlis., dkk (2011)
pH
6,7 – 7,2
6,5 – 7,0
6,0 – 7,0
7,0 – 7,8
6,2 – 7,7
5,0 – 7,0
Faktor Fisik-Kimia Perairan
Suhu
Suhu merupakan parameter penting dalam lingkungan laut dan
berpengaruh secara langsung maupun tidak langsung terhadap kehidupan di laut.
Suhu air mempengaruhi sifat fisik, kimia dan biologi perairan. Pengaruh suhu
secara langsung menentukan kehadiran dari spesies akuatik, mempengaruhi
pemijahan, penetasan, aktivitas dan pertumbuhan organisme. Secara tidak
langsung
dapat
menyebabkan
perubahan
kesetimbangan
kimia
(Asmara, 2005).
Pengukuran suhu perairan pada perairan dangkal dapat dilakukan dengan
menggunakan termometer biasa (batang), karena pada perairan tersebut suhu air di
permukaan hampir sama dengan suhu air di lapisan permukaan. Suhu air
mempengaruhi kandungan oksigen terlarut dalam air. Semakin tinggi suhu,
semakin kurang oksigen terlarut. Setiap kenaikan suhu 10C, membutuhkan
kenaikan oksigen terlarut 10%. Suhu perairan pada penelitian di ekosistem air
Universitas Sumatera Utara
27
biasanya memiliki kisaran antara 26,40 – 31,800C, kisaran nilai tersebut berada
sedikit di atas nilai yang optimum untuk pertumbuhan fitoplankton, Dimana
kisaran suhu yang optimum untuk peertumbuhan fitoplankton di perairan adalah
20 – 300C. (Barus, 2004).
Kedalaman
Kedalaman merupakan salah satu parameter fisika. Semakin dalam
perairan maka intensitas cahaya yang masuk semakin berkurang (Gonawi, 2009).
Kedalaman merupakan wadah penyebaran atau faktor fisik yang berhubungan
dengan banyak air yang masuk ke dalam suatu sistem perairan, karena semakin
dalam suatu sungai akan semakin banyak pula jumlah ikan yang menempati
(Kottelat, dkk., 1992).
Derajat Keasaman (pH)
Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion hidrogen dalam suatu larutan,
didefinisikan sebagai logaritma dari resiprokal aktivitas ion hidrogen dan secara
matematis dinyatakan sebagai pH = log1/H+, yaitu banyaknya ion hidrogen dalam
mol per liter larutan. Kemampuan air untuk mengikat atau melepaskan sejumlah
ion hidrogen akan menunjukkan apakah larutan tersebut bersifat asam atau basa
(Barus, 2004).
pH air mempengaruhi tingkat kesuburan perairan karena mempengaruhi
kehidupan jasad renik. Pada pH rendah (keasaman yang tinggi) kandungan
oksigen terlarut akan berkurang, sebagai akibatnya konsumsi oksigen menurun.
Hal yang sebaliknya terjadi pada suasana basa (Kordi dan Tancung, 2007).
Universitas Sumatera Utara
28
Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisma air pada umumnya terdapat
antara 7 sampai 8,5. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat
basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan
menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi. pH yang sangat
rendah akan menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat (Barus, 2004).
Hasil pengukuran aktivitas ion hidrogen dalam perairan dan menunjukkan
keseimbangan antara asam dan basa air. Karbonat, hidroksida dan bikarbonat akan
meningkatkan kebasaan air, sementara adanya asam-asam mineral bebas dan asam
bikarbonat meningkatkan keasaman (Saeni, 1989). Nilai pH ini dipengaruhi oleh
beberapa faktor antara lain aktivitas biologis misalnya fotosintesis dan respirasi
organisme, suhu dan keberadaan ion-ion dalam perairan tersebut (Pescod, 1973).
pH tanah dapat diukur sebagai tolak ukur aktivitas ion hidrogen dalam
larutan air tanah dan dipakai sebagai ukuran bagi keasaman tanah. Nilai harga pH
tanah dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Harga pH Tanah sekitar 4,0 – 10,0
pH
< 4,5
Reaksi
sangat masam sekali
4,6 - 5,0
masam sekali
5,1 - 5,5
agak masam
5,6 - 6,0
sedikit masam
6,1 - 6,5
kurang masam
6,6 - 7,5
Netral
7,6 - 8,0
sedikit alkalis/basa
8,1 - 9,0
agak alkalis/basa
> 9,0
sangat alkalis
Sumber : Kartasapoetra., dkk (1987)
Adanya perbedaan nilai pH pada suatu perairan disebabkan penambahan atau
kehilangan CO2 melalui proses fotosintesis yang akan menyebabkan perubahan
Universitas Sumatera Utara
29
pH di dalam air. Barus (1996) menyatakan bahwa nilai pH di suatu perairan
sangat dipengaruhi oleh kemampuan air untuk melepas atau mengikat sejumlah
ion hidrogen yang menunjukkan kondisi asam atau basa.
DO
Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting di dalam
ekosistem air, terutama dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebagian besar
organisme air. Oksigen yang terlarut dalam air berasal dari udara dan hasil
fotosintesis tumbuh - tumbuhan yang ada dalam air. Banyaknya oksigen terlarut
melalui udara ke air tergantung pada luas permukaan air, suhu, dan salinitas air.
(Hutabarat dan Evans, 2008). Status kualitas air berdasarkan kadar oksigen
terlarut dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Status Kualitas Air Berdasarkan Kadar Oksigen Terlarut
No. Kadar Oksigen Terlarut
Status Kualitas Air
(ppm)
1.
> 6,5
Tidak Tercemar – Tercemar Sangat Ringan
2.
4,5 – 6,4
Tercemar Ringan
3.
2,0 – 4,4
Tercemar Sedang
4.
< 2,0
Tercemar Berat
Sumber : Jeffries dan Mills (1996)
Konsumsi oksigen ikan bervariasi menurut spesies, ukuran, aktivitas dan
suhu air. Jika tingkat oksigen terlarut selalu rendah, maka organisme anaerob akan
menguraikan limbah organik dan menghasilkan bahan seperti metana dan
hidrogen sulfida (H2S) yang menimbulkan bau busuk (Nugroho, 2006).
Klasifikasi tingkat kecocokan kadar oksigen yang terlarut untuk kehidupan ikan
dapat dilihat pada Tabel 5.
Universitas Sumatera Utara
30
Tabel 5. Klasifikasi Tingkat Kecocokan Kadar Oksigen yang Terlarut untuk
Kehidupan Ikan
No.
Kadar Oksigen
Status untuk Kehidupan
Terlarut (ppm)
Ikan
1.
6
Cukup Cocok
Sumber : Nugroho (2006)
BOD
Biologycal Oxygen Demand (BOD) adalah suatu analisa empiris yang
mencoba mendekati secara global proses mikrobiologis yang benar-benar terjadi
dalam air. BOD merupakan parameter yang umum dipakai untuk menentukan
tingkat pencemaran bahan organik pada air limbah. Pemeriksaan BOD diperlukan
untuk menentukan beban pencemaran akibat air buangan dan untuk mendesain
sistem pengolahan secara biologis (Alerts dan Santika, 1987). Status kualitas air
berdasarkan nilai BOD5 dapat dilihat pada Tabel 6.
Tabel 6. Status Kualitas Air Berdasarkan Nilai BOD5
No.
Nilai BOD5 (ppm)
Status Kualitas Air
1.
≤ 2,9
Tidak Tercemar
2.
3,0 – 5,0
Tercemar Ringan
3.
5,1 – 14,9
Tercemar Sedang
4.
≤ 15
Tercemar Berat
Sumber : Lee, dkk (1978)
BOD sering diartikan yaitu jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh
mikroorganisme selama penghancuran bahan organik dalam waktu tertentu pada
suhu 20 oC. Oksidasi mencapai 95-99 % sempurna dalam waktu 20 hari dan
dalam waktu 5 hari seperti yang umum digunakan untuk mengukur BOD yang
kesempurnaan oksidasinya mencapai 60 – 70 % (Barus, 2004).
Universitas Sumatera Utara
31
Nitrit (NO2)
Nitrit (NO2) merupakan bentuk peralihan antara ammonia dan nitrat
(nitrifikasi) dan antara nitrat dengan gas nitrogen (denitrifikasi). Oleh karena itu,
nitrit bersifat tidak stabil dengan keberadaan oksigen. Kandungan nitrit pada
perairan alami mengandung nitrit sekitar 0.001 mg/L. Kadar nitrit yang lebih dari
0.06 mg/L adalah bersifat toksik bagi organisme perairan. Keberadaan nitrit
menggambarkan berlangsungnya proses biologis perombakan bahan organik yang
memiliki kadar oksigen terlarut yang rendah.
Nitrat (NO3-)
Nitrat digunakan oleh algae dan tumbuh-tumbuhan lain untuk membentuk
protein tanaman dan oleh hewan untuk membentuk protein hewan. Perusakan
protein tanaman dan hewan oleh bakteri menghasilkan ammonia. Nitrogen
sebagai bahan dasar pembuat protein diambil oleh tumbuhan air dalam bentuk
cammonia atau nitrat (Ginting, 2011) Klasifikasi kesuburan perairan berdasarkan
kandungan nitrat dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Klasifikasi Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Nitrat
No.
Nilai NO3- (mg/L)
1.
≤ 0,226
2.
0,227 – 1,129
3.
1,130 – 11,290
Sumber : Nugroho (2006)
Status Kesuburan Perairan
Kurang subur
Kesuburan sedang
Kesuburan tinggi
Nitrat (NO3-) dan nitrit (NO2-) adalah ion-ion anorganik alami yang
merupakan bagian dari siklus nitrogen. Aktivitas mikroba di tanah atau air
menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik awalnya menjadi
ammonia, kemudian dioksidasikan menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit
Universitas Sumatera Utara
32
dapat dengan mudah dioksidasikan menjadi nitrat, maka nitrat adalah senyawa
yang paling sering ditemukan di dalam air bawah tanah maupun air yang terdapat
di permukaan. Pencemaran oleh pupuk nitrogen, termasuk ammonia anhidrat
seperti sampah organik hewan maupun manusia dapat meningkatkan kadar nitrat
di dalam air.
Fosfat (PO4)
Pengukuran kandungan fosfat dalam perairan berfungsi untuk mencegah
tingginya kadar fosfat sehingga tidak merangsang pertumbuhan tumbuhan dalam
air. Sebab pertumbuhan subur akan menghalangi kelancaran arus air. Pada danau,
suburnya tumbuh-tumbuhan air akan mengakibatkan berkurangnya oksigen
terlarut dan kesuburan tanaman lainnya (Ginting, 2011).
Fosfor dalam perairan tawar ataupun air limbah pada umumnya dalam
bentuk fosfat, yaitu ortofosfat. Fosfat terkondensasi seperti pirofosfat, metafosfat
dan polifosfat serta fosfat yang terikat secara organik (adenosin monofosfat).
Senyawa ini berada sebagai larutan, patrikel atau detritus atau berada di dalam
tubuh organisme akuatik (Fergusson, 1956). Kategori kesuburan perairan
berdasarkan kandungan fosfat dapat dilihat pada Tabel 8.
Tabel 8. Kategori Kesuburan Perairan Berdasarkan Kandungan Fosfat
No.
Kadar P (mg/L)
1.
0 – 0,020
2.
0,021 – 0,050
3.
0,051 – 0,100
4.
0,101 – 0,200
5.
> 0,201
Sumber : Nugroho (2006)
Kesuburan Perairan
Rendah
Cukup
Baik
Baik sekali
Sangat baik sekali
Universitas Sumatera Utara