MIFTAHUL KHAIR KADIM, Spi., MP.PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN

FAKULTAS ILMU-ILMU PERTANIAN\UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

Limnologi* (Yunani limnos= genangan, danau / rawa danlogos=ilmu) didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajarikomponen di perairan darat, terdiri dari komponenbiotik, abiotik, serta proses transfer dan interaksidiantaranya.

(* Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Puslitbang Limnologi Bogor)

Istilah Limnologi mucul thn 1901 by Forel (1901)Dekade 90-an Limnologi menyedot perhatian dunia.

kebutuhan air bersih ≠ ketersediaan air bersih

aktifitas manusia

Setiap kehidupan baik sebagai individu maupun pada tingkatan organisasi yang lebih tinggi selalu ada interaksi antar sesamanya dan dengan lingkungannya.

Limnologi membahas dinamika kehidupan di dalam ekosistem perairan darat, bagaimana memanfaatkan potensi perairan darat secara berkelanjutan artinya mengambil manfaat tetapi ekosistem tersebut tetap berada pada potensi lestari atau manusia sebagai makhluk paling mulia, dengan akal dan kepandaiannya mampu memanfaatkan teknologi dengan tetap menjaga keseimbangan

PP No. 20 Tahun 1990Pengendalian Pencemaran Air

• Air golongan A : Air yang dapat digunakan sebagaiair minum secara langsung tanpa harusdimasak/diolah terlebih dulu

• Air Golongan B : Air yang dapat digunakansebagai air minum tetapi harus dimasak/diolahterlebih dulu

• Air golongan C : Air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan peternakan

• Air golongan D : Air yang dapat digunakan untukkeperluan pertanian, industri, dan pembangkitlistrik

Bentuk Perairan Darat

FAKTOR FISIKA PERAIRAN

• Arus air adalah pergerakan massa air yang disebabkan oleh perbedaan ketinggian dasarperairan, kerapatan molekul air, atau karenatiupan angin.

• Arus dapat bergerak secara vertikal maupunhorisontal.

• Pada ekosistem perairan arus memiliki peranyang sangat penting terutama berkaitandengan pola sebaran organisme, pengangkutan energi, gas-gas terlarut danmineral di dalam air.

FAKTOR FISIKA PERAIRAN

• Arus juga akan berpengaruh terhadap substratdasar perairan.

• Dalam perairan dikenal ada dua tipe arus yaituturbulen dan laminar.

• Turbulen merupakan arus air yang bergerakkesegala arah sehingga air akan terdistribusikeseluruh bagian perairan, sedangkan laminar yaitu arus air yang bergerak kesatu arahtertentu saja.

Arus laminar (searah)

FAKTOR FISIKA PERAIRAN

• Suhu pada ekosistem perairan berfluktuasi

baik harian maupun tahunan, terutama

mengikuti pola temperatur udara

lingkungan sekitarnya, intensitas cahaya

matahari, letak geografis, penaungan dan

kondisi internal perairan itu sendiri seperti

kekeruhan, kedalaman, kecepatan arus

dan timbunan bahan organik di dasar

perairan.

FAKTOR FISIKA-KIMIAWI PERAIRAN

• Suhu memiliki peran yang sangat pentingterhadap kehidupan di dalam air.

• Kelarutan berbagai jenis gas di dalam air serta semua aktivitas biologis di dalamperairan sangat dipengaruhi oleh suhu.

• Sebagaimana diketahui bahwameningkatnya suhu sebesar 10°C akanmeningkatkan laju metabolisme sebesar 2 –3 kali lipat.

• Berhubungan dengan suhu perairan, harusdiketahui bahwa organisme air memiliki kisaran toleransi yang berbeda-beda terhadap suhu media tempat hidupnya.

• Terdapat organisme yang memiliki kisarantoleransi yang luas terhadap perubahan suhulingkungan (euriterm) dan ada jenis yang kisarantoleransinya sempit (stenoterm).

• Kondisi tersebut menyebabkan sesuatu yang wajar apabila terdapat perbedaan signifikan jenisorganisme yang hidup pada daerah yang memilkiletak geografis yang berbeda, karena organi

FAKTOR FISIKA-KIMIAWI PERAIRAN

• Substrat dasar perairan dapat menjadi faktorpembatas, baik secara sendiri maupun komulatifterhadap organisme perairan.

• Substrat dasar perairan sangat berhubungandengan kecepatan arus, dan aktivitas manusia disepanjang DAS.

• Substrat dasar akan berpengaruh terhadapdistribusi organisme perairan.

• Organisme perairan secara morfologi memilikikekhasan tertentu untuk dapat hidup padahabitat perairan dengan tipe substrat dasartertentu.

• Kekeruhan/turbidaitas adalah banyaknyajumlah partikel tersuspensi di dalam air.

• Turbiditas pada ekositem perairan jugasangat berhubungan dengan kedalaman, kecepatan arus, tipe substrat dasar, dan suhuperairan.

• Pengaruh ekologis kekeruhan adalahmenurunnya daya penetrasi cahaya mataharike dalam perairan yang selanjutnyamenurunkan produktivitas primer akibatpenurunan fotosintesis fitoplankton dantumbuhan bentik.

• Peningkatan kekeruhan pada ekosistemperairan juga akan berakibat terhadapmekanisme pernafsan organisme perairan.

• Apabila kekeruhan semakin tinggi makasebagian materi terlarut tersebut akanmenempel pada bagian rambut-rambut insangsehingga kemampuan insang untukmengambil oksigenterlarut menjadi menurun, bahkan pada tingkat kekeruhan tertentu dapatmenyebabkan insang tidak dapat berfungsidan menyebabkan kematian.

• Kedalaman perairan berperan pentingterhadap kehidupan biota pada ekosistemtersebut.

• Semakin dalam perairan maka terdapat zona-zona yang masingmasing memiliki kekhasantertentu, seperti suhu, kelarutan gas-gas dalam air, kecepatan arus, penetrasi cahaya matahari dan tekanan hidrostatik.

• Perubahan faktorfaktor fisik dan kimiawiperairan akibat perubahan kedalaman akanmenyebabkan respon yang berbeda biota didalamnya

KIMIA PERAIRAN (pH)

• Nilai pH menyatakan konsentarasi ion hidrogen (H+) dalam larutan atau didefinisikansebagai logaritma dari resiprokal aktivitas ion hidrogen yang secara matematis dinyatakandengan persamaan pH = log 1/H+. H+ adalahjumlah ion hidrogen dalam mol per liter larutan.

• Kemampuan air untuk mengikat ataumelepaskan sejumlah ion hidrogen akanmenunjukkan apakah larutan tersebut bersifatasam atau basa.

• Organisme perairan dapat hidup ideal dalamkisaran pH antara asam lemah sampai dengan basa lemah.

• Kondisi perairan yang bersifat asam kuat ataupun basa kuat akan membahayakankelangsungan hidup biota, karena akanmenggangu proses metabolisme dan respirasi.

• Perairan dengan kondisi asam kuat akan menyebabkan logam berat seperti aluminiummemiliki mobilitas yang meningkat dan karenalogam ini bersifat toksik maka dapatmengancam kehidupan biota.

KIMIA PERAIRAN (DO)

• DO atau oksigen terlarut merupakan jumlahgas O2 yang diikat oleh molekul air.

• Kelarutan O2 di dalam air terutama sangat dipengaruhi oleh suhu dan mineral terlarut dalam air.

• Kelarutan maksimum oksigen dalam air terdapat pada suhu 0 C°, yaitu sebesar 14,16 mg/l.

• Konsentrasi ini akan menurun seiringpeningkatan ataupun penurunan suhu.

• Sumber utama DO dalam perairan adalahdari proses fotosintesis tumbuhan dan penyerapan/pengikatan secara langsung oksigen dari udara melalui kontak antara permukaan air dengan udara.

• Berkurangnya DO dalam perairan adalahkegiatan respirasi organisme perairanatau melalui pelepasan secara langsungdari permukaan perairan ke atmosfer.

• Pengaruh DO terhadap biota perairan hanyasebatas pada kebutuhan untuk respirasi, berbeda dengan pengaruh suhu yang cenderung lebih komplek.

• Beberapa organisme perairan bahkan memilikimekanisme yang memungkinkan dapat hiduppada kondisi oksigen terlarut yang sangatrendah.

• Beberapa contoh species yang memilikikemampuan ini adalah larva dari Diptera danColeoptera serta larva dan pupa dari Culex sp.

• Organisme ini mempunyai sistem trachea terbuka seperti yang dimiliki oleh insektaterrestrial.

• Organisme ini dapat mengambil oksigenuntuk respirasi dengan mengambil dari udaradi permukaan air.

• Kemampuan tersebut menjadikan organismeini dapat digunakan sebagai bioindikatorekosistem perairan yang tercemar olehbuangan limbah organik.

Diptera

• Bebrapa organisme perairan memiliki kemampuan untuk menyesuaikan denganlingkungan miskin oksigen (Planaria sp).

• Organisme ini apabila dalam perairanoksigen terlarut sangat rendah maka akanmenurunkan konsumsi oksigen untukrespirasi, selanjutnya kekurangan oksigentersebut akan dikompensasi pada prosesrespirasi selanjutnya dengan meningkatkankonsumsi oksigen.

• Jadi organisme ini memiliki mekanisme yang unik dengan menyimpan oksigen di dalamtubuhnya untuk dimanfaatkan ketikalingkungan DO nya rendah.

KIMIA PERAIRAN (BOD)

• Nilai BOD (Biological Oxygen Demand) menunjukkan jumlah oksigen yang dibutuhkanoleh organisme aerob untuk aktivitas hidup.

• Secara spesifik dalam hal ini adalah jumlahoksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganismeaerob untuk mendegradasi senyawa organikdalam perairan.

• Pengukuran BOD dilakukan selama 5 hari atau dikenal dengan BOD5 pada suhu 20° C (berdasarkan hasil penelitian)

• Selisih antara oksigen terlarut pada hari ke-0 dengan oksigen terlarut yang diukur setelahhari ke-5 yang didedah pada suhu 20° C disebut sebagai banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untukmendegradasi bahan organik dalam perairan.

• Nilai BOD menunjukkan kandungan bahanorganik dalam perairan, semakin tinggi nilaiBOD maka mengindikasikan bahwa perairantersebut banyak mengandung bahan organikdi dalamnya.

KIMIA PERAIRAN (COD)

• Nilai COD (Chemical Oxygen Demand) menunjukan jumlah oksigen total yang dibutuhkan di dalam perairan untukmengoksidasi senyawa kimiawi yang masuk kedalam perairan seperti minyak, logam beratmaupun bahan kimiawi lain.

• Besarnya nilai COD mengindikasikanbanyaknya senyawa kimiaei yang ada di dalamperairan dan sebaliknya rendahnya nilai COD mengindikasikan rendahnya senyawa kimia didalam perairan (BOD dinyatakan dalam mg/lt)

KIMIA PERAIRAN (CO2)

• CO2 dalam air meskipun sangat mudah larutdalam air tetapi umumnya berada dalamkeadaan terikat dengan air membentuk asamkarbonat (H2CO3).

• Keterikatan CO2 dalam air dalam bentukH2CO3 sangat dipengaruhi oleh nilai pH air.

• Pada pH Air yang rendah (pH = 4) karbondioksida berada dalam keadaanterlarut, pada pH antara 7 – 10 semuakarbondioksida dalam bentuk ion HCO3־

• Pada pH sekitar 11 karbondioksida dijumpaidalam bentuk ion CO32- , sehingga dalam 16 keadaan basa akan menyebabkanpeningkatan ion karbonat dan bikarbonatdalam perairan

• Karbondioksida dalam air dapat berasal daripengikatan langsung dari udara bebas, danmelalui proses respirasi organisme

• Karbondioksida dalam perairan sangatdibutuhkan terutama oleh tumbu-tumbuhanair termasuk algae untuk fotosistesis

• Sumber karbondioksida yang dibutuhkan pada prosesfotosintesis tumbuhan terestrialsepenuhnya langsung diambil dariatmosfir, sementara prosesfotosintesis dalam lingkunganaquatiktergantung pada sumberkarbondioksida yang terlarut dalamair

KIMIA PERAIRAN (NITROGEN)

• Sebagian besar dalam bentuk nitrogen molekuker (N2), dan sebagian kecil dalambentuk nitrit (NO2) atau nitrat (NO3), sertaAmonia (NH4). Nitrogen memegang peranankritis dalam daur bahan organik untukmenghasilkan asam amino yang merupakanbahan dasar penyusunan protein.

• Nitrogen terlarut dalam ekosistem perairandapat berasal dari pengikatan molekulnitrogen oleh bakteri pengikat nitrogen, penguraian sisa-sisa organisme

KIMIA PERAIRAN (FOSFAT)

• Fosfat dalam ekosistem perairan dapatterdapat dalam bentuk senyawa organikseperti protein ataupun gula, sebagian dalambentuk kalsium fosfat (CaPO4) dan besi fosfat(FePO4) anorganik.

• Fosfat tersedia melimpah dalam perairandalam bentuk ortofosfat

• Senyawa anorganik ini dihasilkan oleh bakterimelalui pemecahan fosfat organik dariorganisme yang mati

FAKTOR PEMBATAS AIR TAWAR:

1. SUHU Kec laju metabolisme ekosistem

per Tk Produktivitas Sifat Fisik &

Chemis Fisiologis Ikan Termometer

2. Transparansi (Kecerahan) Seechi disk Material Tersuspensi dan Kekeruhan (Dasar perairan & Plankton) Proses F.S

Pengendapan & Pembusukan yg berlebihan :

me(-) nilai guna per kec renang

merusak lingk hidup hwn dasar (bentos)

mengganggu pemijahan ikan (Spowning Ground)

menghambat kerja & merusak organ pernafasan serta pencernaan ikan pertumbuh

3. ARUS Bola Arus & Current Meter Kecepatan & Arah

4. KONSENTRASI GAS TERLARUT :

Oksigen Terlarut DO Meter Titrasi dg metode Winkler

Carbon Dioksida Bebas Titrasi PP

5. KONSENTRASI GARAM/ION TERLARUT

Pospat , Nitrat dan Carbonat

Dlm orgs per perlu nutrien yg bersifat makro elemen (C,O,N,H,P) & mikro elemen

Unsur N & P mrp elemen makro yg sangat

Menentukan dlm siklus kehidupan orgs yg sering disebut faktor pembatas per

• POSPOR

Bersumber dr batu²an meteor & proses geologi tanah

Kegunaan P dlm per :

1. Pembentukan protein

2. Metabolisme sel orgnk

3. Sistem genetik

Kriteria P utk kesuburan per ;

0,0 – 0,002 kesuburan rendah

0,021 - 0,05 kesuburan sedang

0,051 – 0,1 kesuburan baik

0,101 – 0,2 kesuburan baik sekali

> 0,201 kesuburan sangat baik