UNIMED Undergraduate 22383 BAB II

7/21/2019 UNIMED Undergraduate 22383 BAB II

http://slidepdf.com/reader/full/unimed-undergraduate-22383-bab-ii 1/22

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Kualitas Air Secara Fisika dan Kimia

2.1.1. Warna

Warna perairan dapat dipakai (tidak selamanya) sebagai parameter apakah

suatu perairan sudah tercemar atau belum. Air selokan dapat berubah dari bening

menjadi kelabu karena adanya proses dekomposisi. Warna perairan dapat pula

dipengaruhi oleh biota yang ada didalamnya, misalnya algae, plankton dan

tumbuhan air. Air sungai pada umumnya berwarna bening sampai kecoklatan, hal

ini karena dipengaruhi oleh adanya pencucian badan sungai itu sendiri dan

kadungan suspensi didalamnya.

2.1.2. Bau

Bau suatu perairan dapat disebabkan oleh adanya dekomposisi zat-zat

organik pada suatu perairan yang dapat menimbulkan gas-gas. Gas yang keluar

dari hasil dekomposisi bukan saja menimbulkan bau yang kurang sedap tetapi

adakalanya dapat mematikan biota yang ada di dalamnya, contohnya adanya

kasus ikan mati.

2.1.3. Rasa

Parameter ini erat hubungannya dengan pengujian parameter warna dan

bau sehingga seringkali pada pelaksanaannya digabungkan. Rasa suatu perairan

dalam kondisi air berasa hambar, bila suatu perairan sudah berwarna kurang baik

atau/dan bau yang kurang sedap secara otomatis akan mempunyai rasa yang

kurang enak.

2.1.4. Suhu

Suhu air di daerah estuaria biasanya memperlihatkan fluktuasi annual dan

diurnal yang lebih besar daripada laut, terutama apabila estuaria tersebut dangkal

dan air yang datang (pada saat pasang-naik) ke perairan estuaria tersebut kontak



7

dengan daerah yang substratnya terekspos. Suhu dan salinitas merupakan

parameter-parameter fisika yang penting untuk kehidupan organisme di perairan

laut dan payau. Parameter ini sangat spesifik di perairan estuaria. Kenaikan suhu

di atas kisaran toleransi organisme dapat meningkatkan laju metabolisme, seperti

pertumbuhan, reproduksi dan aktifitas organisme. Kenaikan laju metabolisme dan

aktifitas ini berbeda untuk spesies, proses dan level atau kisaran suhu.

Secara umum suhu perairan nusantara mempunyai perubahan suhu baik

harian maupun tahunan, biasanya berkisar antara 27°C – 32ºC dan ini tidak

berpengaruh terhadap kegiatan budidaya. Kenaikan suhu mempercepat reaksi-

reaksi kimia, yang menurut hukum Van’t Hoff kenaikan suhu 10ºC akan melipat

gandakan kecepatan reaksi (Romimohtarto, 2003). Pada kondisi tertentu, suhu

permukaan perairan dapat mencapai 35 ºC atau lebih besar. Akan tetapi ikan

biasanya akan berenang menjauhi permukaan perairan (Boyd dan Lichtkoppler,

1982).

Perubahan suhu mempengaruhi tingkat kesesuaian perairan sebagai habitat

organisme akuatik, karena itu setiap organisme akuatik mempunyai batas kisaran

maksimum dan minimum (Efendi, 2003). Ikan merupakan hewan poikiloterm,

yang mana suhu tubuhnya naik turun sesuai dengan suhu lingkungan, sebab itu

semua proses fisiologis ikan dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Suhu perairan

berpengaruh terhadap respon tingkah laku ikan, proses metabolisme, reproduksi,

ekskresi ammonia dan resistensi terhadap penyakit (Nabib dan Pasaribu, 1989).

Boyd dan Lichtkoppler (1982) menyatakan bahwa suhu yang optimal bagi

pertumbuhan ikan tropis berkisar antara 25°C – 32ºC. Semakin tinggi suhu

semakin cepat perairan mengalami kejenuhan akan oksigen yang mendorong

terjadinya difusi oksigen dari air ke udara, sehingga konsentrasi oksigen terlarut

dalam perairan semakin menurun. Sejalan dengan itu, konsumsi oksigen pada ikan

menurun dan berakibat menurunnya metabolisme dan kebutuhan energi.

Peningkatan suhu perairan sebesar 10 ºC, menyebabkan terjadinya peningkatan

konsumsi oksigen oleh organisme akuatik sebanyak dua sampai tiga kali lipat.

Perubahan suhu juga berakibat pada peningkatan dekomposisi bahan-bahan

organik oleh mikroba (Effendi, 2003).



8

2.1.5. Intensitas Cahaya

Cahaya merupakan faktor penting bagi kehidupan ikan dalam

pemangsaan, tingkah laku reproduksi, mencari perlindungan, orientasi migrasi,

pola pertumbuhan (Bal and Rao, 1984 dalam Brotowidjoyo, 1995), dan fase

metabolisme ikan. Kemampuan sinar matahari pada kondisi cerah dapat

diabsorbsi sebanyak 1% pada kedalaman 100 meter dan untuk perairan yang

keruh hanya mencapai kedalaman 10-30 meter dan tiga meter pada perairan

estuari (Brotowidjoyo, 1995). Penetrasi cahaya menjadi rendah apabila tingginya

kandungan partikel tersuspensi di perairan dekat pantai, akibat aktivitas pasang

surut dan juga tingkat kedalaman (Hutabarat dan Evans, 1985 dalam Sastrawijaya,

2000).

Berkas cahaya yang jatuh ke permukaan air, sebagiannya akan dipantulkan

dan sebagian lagi akan diteruskan ke dalam air. Jumlah cahaya yang dipantulkan

tergantung pada sudut jatuh dari sinar dan keadaan perairan. Air yang senantiasa

bergerak menyebabkan pantulan sinar menyebar kesegala arah. Sinar yang

melewati media air sebagian di absorbsi dan sebagian di scatter (Sidjabat, 1976)

Kecerahan perairan yang di perbolehkan dalam budidaya perikanan

berkisar antara 5-10 meter (Bakosurtanal, 1996 dalam Wibisono, 2005). Pada

kedalaman tertentu, apabila kemampuan intensitas cahaya dapat melampauinya,

akan mempengaruhi produktifitas total dan tumbuhan yang dominan dalam

ekosistem. Dalam hubungannya dengan fotosintesa, intensitas dan panjang

gelombang sangat penting. Bentuk-bentuk yang hidup di laut cenderung menyukai

sinar-sinar dengan spektrum hijau dan biru (Romimohtarto, 2003). Keadaan ini

secara tidak langsung mempengaruhi daya dukung ekosistem perairan.

2.1.6. Konduktivitas

Pengukuran dasar yang digunakan untuk mempelajari gerak ion adalah

pengukuran tahanan listrik larutan. Konduktansi merupakan kebalikan dari

tahanan, semakin rendah tahanan larutan maka semakin tinggi konduktansinya.

Alat yang digunakan untuk mengukur konduktivitas larutan tersebut adalah

konduktivitimeter dengan satuan mikrompercentimeter atau milli Siemens



9

percentimeter. Konduktivitas bertambah dengan bertambahnya salinitas. Secara

umum, factor yang paling dominant dalam perubahan konduktivitas air adalah

temperatur.

Hambatan berbanding terbalik dengan luas penampang dan sebanding

dengan panjang yang dinyatakan dengan persamaan :

R = ρl/A

Konstanta pembanding ρ disebut resistivitas sampel. Konduktivitas (K)

merupakan kebalikan dari resistivitas sehingga

R = (1/K) (1/A) atau K = 1/RA

Perhitungan konduktivitas secara langsung dari tahanan sampel dan dimensi sel l

dan A tidak dapat diandalakn karena distribusi arusnya rumit, sel dikalibrasikan

dengan sampel yang diketahui konduktivitasnya K* ( biasanya larutan Kalium

Klorida dalam air) dan konstanta sel C, ditentukan dari :

K* = C/R*

Dengan R* = tahanan standar

Jika sampel mempunyai tahanan R dalam sel yang sama, maka konduktivitasnya

adalah K = C/R

2.1.7. Dissolved Oxygen (DO)

Oksigen merupakan parameter yang sangat penting dalam air. Sebagian

besar makhluk hidup dalam air membutuhkan oksigen untuk mempertahankan

hidupnya, baik tanaman maupun hewan air, bergantung kepada oksigen yang

terlarut. Ikan merupakan makhluk air dengan kebutuhan oksigen tertinggi,

kemudian invertebrata, dan yang terkecil kebutuhan oksigennya adalah



10

bakteri.Keseimbangan oksigen terlarut (OT) dalam air secara alamiah terjadi

secara bekesinambungan. Mikoorganisme sebagai makhluk terkecil dalam air,

untuk pertumbuhannya membutuhkan sumber energi yaitu unsur karbon (C) yang

dapat diperoleh dari bahan organik yang berasal dari tanaman, ganggang yang

mati, maupun oksigen dari udara.

Bahan organik tersebut oleh mikroorganisme akan duraikan menadi

karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). CO2 selanjutnya dimanfaatkan oleh

tanaman dalam air untuk proses fotosintesis membentuk oksigen, dan seterusnya.

Oksigen yang dimanfaatkan untuk proses penguraian bahan organik tersebut akan

diganti oleh oksigen yang masuk dari udara maupun dari sumber lainnya secepat

habisnya oksigen terlarut yang digunakan oleh bakteri atau dengan kata lain

oksigen yang diambil oleh biota air selalu setimbang dengan oksigen yang masuk

dari udara maupun dari hasil fotosintesa tanaman air.

Apabila pada suatu saat bahan organik dalam air menjadi berlebih sebagai

akibat masuknya limbah aktivitas manusia (seperti limbah organik dari industri),

yang berarti suplai karbon (C) melimpah, menyebabkan kecepatan pertumbuhan

mikroorganisme akan berlipat ganda, yang berati juga meningkatnya kebutuhan

oksigen, sementara suplai oksigen dari udara jumlahnya tetap. Pada kondisi

seperti ini, kesetimbangan antara oksigen yang masuk ke air dengan yang

dimanfaatkan oleh biota air tidak setimbang, akibatnya terjadi defisit oksigen

terlarut dalam air. Bila penurunan oksigen terlarut tetap berlanjut hingga nol, biota

air yang membutuhkan oksigen (aerobik) akan mati, dan digantikan dengan

tumbuhnya mikroba yang tidak membutuhkan oksigen atau mikroba anerobik.

Sama halnya dengan mikroba aerobik, mikroba anaerobik juga akan memanfatkan

karbon dari bahan organik. Dari respirasi anaerobik ini terbentuk gas metana

(CH4) disamping terbentuk gas asam sulfida (H2S) yang berbau busuk.



11

Gambar 2.1. Ikan yang mati karena kekurangan oksigen

2.1.8. BOD dan COD

Untuk menentukan tingkat penurunan kualitas air dapat dilihat dari

penurunan kadar oksigen terlatut (OT) sebagai akibat masuknya bahan organik

dari luar, umumnya digunakan uji BOD dan atau COD. Biological Oxygen

Demand (BOD) atau kebutuhan oksigen biologis (KOB) menunjukkan jumlah

oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme hidup untuk memecah atau

mengoksidasi bahan organik dalam air. Oleh karena itu, nilai BOD bukanlah

merupakan nilai yang menujukkan jumlah atau kadar bahan organik dalam air,

tetapi mengukur secara relative jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh

mikroorganisme untuk mengoksidasi atau menguraikan bahan-bahan organik

tersebut. BOD tinggi menunjukkan bahwa jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh

mikroorganisme untuk mengoksidasi bahan organik dalam air tersebut tinggi,

berarti dalam air sudah terjadi defisit oksigen. Banyaknya mikroorganisme yangtumbuh dalam air disebabkan banyaknya makanan yang tersedia (bahan organik),

oleh karena itu secara tidak langsung BOD selalu dikaitkan dengan kadar bahan

organik dalam air. BOD5 merupakan penentuan kadar BOD baku yaitu

pengukuran jumlah oksigen yang dihabiskan dalam waktu lima hari oleh

mikroorganisme pengurai secara aerobic dalam suatu volume air pada suhu 20

derajat Celcius.



12

BOD5 500mg/liter (atau ppm) berarti 500 mgram oksigen akan dihabiskan

oleh mikroorganisme dalam satu liter contoh air selama waktu lima hari pada suhu

20 derajat Celcius. Beberapa dasar yang sering digunakan untuk menentukan

kualitas air dilihat dari kadar BOD adalah: Erat kaitannya dengan BOD adalah

COD. Dalam bahan buangan, tidak semua bahan kimia organik dapat diuraikan

oleh mikroorganisme secara cepat.

Bahan organik dalam air bersifat:

Dapat diuraikan oleh bakteri (biodegradasi) dalam waktu lima hari

Bahan organik yang tidak teruraikan oleh bakteri dalam waktu lima hari

Bahan organik yang tidak mengalami biodegradasi

Tabel 2.1. Klasifikasi derajat Pencemaran Bahan Organik

Derajat Tercemar DO (mg/l) BOD (mg/l)

Belum Tercemar > 6,5 < 3,0

Tercemar Ringan 4,5 – 6,5 3,0 – 4,9

Tercemar Sedang 2,0 – 4,4 5,0 – 15

Tercemar Berat < 2,0 > 15

Uji COD ini meliputi semua bahan organik di atas, baik yang dapat

diuraikan oleh mikroorganisme maupun yang tidak dapat diuraikan. Oleh karena

itu hasil uji COD akan lebih tinggi dari hasil uji BOD.

2.1.9. Salinitas

Salinitas adalah konsentrasi ion yang terdapat diperairan. Salinitas

menggambarkan padatan total di air setelah semua karbonat dikonversi menjadi

oksida, semua bromida dan iodida digantikan dengan klorida dan semua bahan

organik telah dioksidasi (Effendi, 2003).

Salinitas perairan menggambarkan kandungan garam dalam suatu

perairan. Garam yang dimaksud adalah berbagai ion yang terlarut dalam air

termasuk garam dapur (NaCl). Pada umumnya salinitas disebabkan oleh 7 ion



13

utama yaitu : natrium (Na), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg), klorit

(Cl), sulfat (SO4) dan bikarbonat (HCO3). Salinitas dinyatakan dalam satuan

gram/kg atau promil (0/00) (Effendi, 2003). Salinitas air laut bebas mempunyai

kisaran 30-36 ppt, Sedangkan daerah pantai mempunyai variasi salinitas yang

lebih besar. Semua organisme dalam perairan dapat hidup pada perairan yang

mempunyai perubahan salinitas kecil (Hutabarat dan Evans, 1995). Toleransi

terhadap salinitas tergantung pada umur stadium ikan. Salinitas berpengaruh

terhadap reproduksi, distribusi, lama hidup serta orientasi migrasi. Variasi

salinitas pada perairan yang jauh dari pantai akan relatif kecil dibandingkan

dengan variasi salinitas di dekat pantai, terutama jika pemasukan air air sungai.

Perubahan salinitas tidak langsung berpengaruh terhadap perilaku ikan atau

distribusi ikan tetapi pada perubahan sifat kimia air laut.

Ikan air laut mengatasi kekurangan air dengan mengkonsumsi air laut

sehingga kadar garam dalam cairan tubuh bertambah. Dalam mencegah terjadinya

dehidrasi akibat proses ini kelebihan garam harus dibatasi dengan jalan

mengekskresi klorida lebih banyak lewat insang dan ekskresi lewat urine yang

isotonik (Hoar, 1979). Ikan mengatur ion plasmanya agar tekanan osmotic

didalam cairan tubuh sebanding dengan kapasitas regulasi.

2.1.10. Derajat Keasaman (pH)

Nilai derajat keasaman (pH) suatu perairan mencirikan keseimbangan

antara asam dan basa dalam air dan merupakan pengukuran konsentrasi ion

hidrogen dalam larutan. Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan

pH dan menyukai nilai pH sekitar 7-8,5 (Effendi, 2003).

Derajat keasaman menunjukan aktifitas ion hidrogen dalam larutan

tersebut dan dinyatakan sebagai konsentrasi ion hidrogen (mol/l) pada suhu

tertentu atau pH = - log (H+). Konsentrasi pH mempengaruhi tingkat kesuburan

perairan karena mempengaruhi kehidupan jazad renik. Perairan yang asam

cenderung menyebabkan kematian pada ikan. Hal ini disebabkan konsentrasi

oksigen akan rendah sehingga, aktifitas pernapasan tinggi dan selera makan

berkurang (Ghufron dan Kordi, 2005).



14

pH air laut umunya berkisar antara 7.6 – 8.3 (Brotowidjoyo, 1995) dan

berpengaruh terhadap ikan (Bal and Rao, 1984). pH air laut relatif konstan karena

adanya penyangga dari hasil keseimbangan karbon dioksida, asam karbonat,

karbonat dan bikarbonat yang disebut buffer (Black, 1986 dalam Shephered and

Bromage, 1998). Nilai pH, biasanya dipengaruhi oleh laju fotosintesa, buangan

industri serta limbah rumah tangga (Sastrawijaya, 2000).

Dalam suatu perairan nilai pH berada pada kondisi alami, namun

konsentrasi pH yang baik untuk ikan kakap putih berkisar antara 7.5- 8.5 (Deptan,

1992), untuk ikan salmonidae kisaran pH antara 6.4 - 8.4 (Shephered and

Bromage,1988), untuk kerang mutiara kisaran pH antara 7.9 - 8.2 (Winanto, 2004)

dan untuk budidaya ikan kerapu kisaran pH antara 7.8 - 8,3 (SNI, 2000).

Kisaran pH dalam perairan alami, sangat dipengaruhi oleh konsentrasi

karbon dioksida yang merupakan substansi asam. Fitoplankton dan vegetasi

perairan lainya menyerap karbon dioksida dari perairan selama proses fotosintesa

berlangsung sehingga pH cenderung meningkat pada siang hari dan menurun pada

malam hari. Tetapi menurunya pH oleh karbondioksida tidak lebih dari 4.5 (Boyd,

1982). Proses nitrifikasi oleh bakteri dapat mengurangi nilai pH perairan karena

adanya konsumsi karbonat dan pelepasan ion hidrogen selama proses berlangsung

(Soderberg, 1995).

Proses penguraian bahan organik menjadi garam mineral, seperti, amonia,

nitrat dan fosfat berguna bagi fitoplankton dan tumbuhan air. Proses akan lebih

cepat jika kisaran pH basa dan mantap (Afriyanto dan Liviawaty, 1991). Pada Ph

diatas 7, amonia dalam bentuk molekul NH3 akan lebih dominan dari ion NH4,

pada tingkatan tertentu dapat menembus membran sel atau juga menyebabkan

rusaknya jaringan insang hiperplasia branchia.

2.1.11. Oksigen Terlarut

Pada perairan yang terbuka, oksigen terlarut berada pada kondisi alami,

sehingga jarang dijumpai kondisi perairan terbuka yang miskin oksigen.

Walaupun pada kondisi terbuka, kandungan oksigen perairan tidak sama dan

bervariasi berdasarkan siklus, tempat dan musim. Kadar oksigen terlarut juga



15

berfluktuasi secara harian, musiman, pencampuran masa air, pergerakan masa air,

aktifitas fotosintesa, respirasi dan limbah yang masuk ke badan air. Kebutuhan

oksigen pada ikan mempunyai dua kepentingan yaitu : kebutuhan lingkungan bagi

spesies tertentu dan kebutuhan konsumtif yang tergantung pada metabolisme ikan

(Ghufron dan Kordi, 2005).

Penurunan kadar oksigen terlarut dalam air dapat menghambat aktivitas

ikan. Oksigen diperlukan untuk pembakaran dalam tubuh. Kebutuhan akan

oksigen antara tiap spesies tidak sama. Hal ini disebabkan adanya perbedaan

struktur molekul sel darah ikan yang mempunyai hubungan antara tekanan partial

oksigen dalam air dan dengan keseluruhan oksigen dalam sel darah (Brown and

Gratzek, 1980). Variasi oksigen terlarut dalam air biasanya sangat kecil sehingga

tidak menggangu kehidupan ikan. Keberadaan oksigen di perairan sangat penting

terkait dengan berbagai proses kimia biologi perairan. Oksigen diperlukan dalam

proses oksidasi berbagai senyawa kimia dan respirasi berbagai organisme perairan

(Dahuri, 2004).

Dalam situasi tertentu ikan akan berenang menjauhi air yang kadar

oksigennya rendah, terutama melampaui batas yang diinginkan. Pada prinsipnya

insang merupakan organ yang dipergunakan ikan untuk proses respirasi. Insang

berfungsi untuk mengekstrak sebagian oksigen dalam air. Kemampuan bertahan

terhadap perubahan oksigen untuk setiap spesies tidak sama. Beberapa jenis ikan

dapat bertahan pada kondisi oksigen yang sangat ekstrim. Hal ini disebabkan

beberapa ikan memiliki pernapasan tambahan yang mampu mengambil oksigen

langsung dari udara, misalnya, ikan lele (Clarias sp) memiliki arborescent organ,

atau jenis ikan blodok (Periopthalmus) yang dapat menggunakan kulitnya

(Fujaya, 2004).

2.2. Pencemaran

Pencemaran perairan adalah suatu perubahan fisika, kimia dan biologi

yang tidak dikehendaki pada ekosistem perairan yang akan menimbulkan

kerugian pada sumber kehidupan, kondisi kehidupan dan proses industri (Odum,

1971).



16

Pencemaran perairan pesisir didefinisikan sebagai dampak negatif,

pengaruh yang membahayakan terhadap kehidupan biota, sumberdaya dan

kenyamanan ekosistem perairan serta kesehatan manusia dan nilai guna lainnya

dari ekosistem perairan yang disebabkan secara langsung oleh pembuangan

bahan-bahan atau limbah ke dalam perairan yang berasal dari kegiatan manusia.

Secara garis besar sumber pencemaran perairan pesisir dan lautan dapat

dikelompokkan menjadi tujuh kelas yaitu limbah, industri, limbah cair

pemukiman ( sewage) , limbah cair perkotaan (urban storm water ), pertambangan,

pelayaran ( shipping ), pertanian dan perikanan budidaya. Sedangkan bahan

pencemar utama yang terkandung dalam buangan limbah dari ketujuh sumber

tersebut berupa sediment, unsur hara (nutrient ), logam beracun (toxic metal ),

pestisida, organisme eksotik, organisme pathogen, sampah dan oxygen depleting

substance (bahan yang menyebabkan oksigen terlarut dalam air berkurang)

(Dahuri,1998).

Pencemaran perairan merupakan masalah lingkungan hidup yang perlu

dipantau sumber dan dampaknya terhadap ekosistem. Dalam memantau

pencemaran air digunakan kombinasi komponen fisika, kimia dan

biologi.Penggunaan salah satu komponen saja sering tidak dapat menggambarkan

keadaan yang sebenarnya. Sastrawijaya (1991) menyatakan bahwa penggunaan

komponen fisika dan kimia saja hanya akan memberikan gambaran kualitas

lingkungan sesaat dan cenderung memberikan hasil dengan penafsiran dan kisaran

yang luas, oleh sebab itu penggunaan komponen biologi juga sangat diperlukan

karena fungsinya yang dapat mengantisipasi perubahan pada lingkungan kualitas

perairan.

Romimohtarto (1995) menyatakan bahwa setelah memasuki perairan

pesisir dan laut sifat bahan pencemar ditentukan oleh beberapa faktor atau

beberapa jalur dengan kemungkinan perjalanan bahan pencemar sebagai berikut :

1. Terencerkan dan tersebar oleh adukan turbulensi dan arus laut,

2. Dipekatkan melalui



17

a. Proses biologis dengan cara diserap ikan, plankton nabati atau oleh

ganggang laut bentik biota ini pada gilirannya dimakan oleh

mangsanya,

b. Proses fisik dan kimiawi dengan cara absorpsi, pengendapan,

pertukaran ion dan kemudian bahan pencemar itu akan mengendap

di dasar perairan,

3. Terbawa langsung oleh arus dan biota (ikan).

Di sekitar perairan sungai kampar, banyak aktifitas industri, sehingga

terjadi pembuangan limbah ke perairan. Limbah industri berasal dari aktifitas

industri yang membuang hasil akhirnya ke lingkungan perairan dalam bentuk cair.

Jenis limbah industri dapat dikelompokkan menjadi 5 macam yaitu

1. Bahan-bahan organik yang terlarut, termasuk bahan-bahan yang beracun,

tahan urai (persistent) dan dapat diurai secara biologis,

2.

Bahan-bahan anorganik termasuk unsur-unsur hara,

3. Bahan-bahan organik yang tidak larut,

4. Bahan-bahan anorganik yang tidak larut,

5.

Bahan-bahan radioaktif.

2.2.1. Logam Berat

Logam adalah unsur alam yang dapat diperoleh dari laut, erosi batuan

tambang, vulkanisme dan sebagainya. Umumnya logam-logam di alam ditemukan

dalam bentuk persenyawaan dengan unsur lain, sangat jarang yang ditemukan

dalam elemen tunggal. Unsur ini dalam kondisi suhu kamar tidak selalu berbentuk

padat melainkan ada yang berbentuk cair, misalnya merkuri(Hg). Dalam badan

perairan, logam pada umumnya berada dalam bentuk ion-ion, baik sebagai

pasangan ion ataupun dalam bentuk ion-ion tunggal. Sedangkan pada lapisan

atmosfir, logam ditemukan dalam bentuk partikulat, dimana unsurunsur logam

tersebut ikut berterbangan dengan debu-debu yang ada di atmosfir.

Menurut Clark (2004) melihat bentuk dan kemampuannya setiap logam

haruslah memiliki sifat-sifat sebagai berikut:



18

a. Memiliki kemampuan yang baik sebagai penghantar daya listrik

(konduktor).

b. Memiliki kemampuan sebagai penghantar panas yang baik.

c. Memiliki rapatan yang tinggi.

d.

Dapat membentuk alloy dengan logam lainnya.

e. Untuk logam yang padat, dapat ditempa dan dibentuk.

Berbeda dengan logam biasa, logam berat adalah istilah yang digunakan

secara umum untuk kelompok logam berat dan metaloid yang densitasnya lebih

besar dari 5 g/cm3 (Hutagalung, 1997). Dalam perairan, logam berat dapat

ditemukan dalam bentuk terlarut dan tidak terlarut. Logam berat terlarut adalah

logam yang membentuk komplek dengan senyawa organik dan anorganik,

sedangkan logam berat yang tidak terlarut merupakan partikel-partikel yang

berbentuk koloid dan senyawa kelompok metal yang teradsorbsi pada

partikelpartikel yang tersuspensi. Sifat logam berat sangat unik, tidak dapat

dihancurkan secara alami dan cenderung terakumulasi dalam rantai makanan

melalui proses biomagnifikasi. Pencemaran logam berat ini menimbulkan

berbagai permasalahan diantaranya:

1. Berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air),

2.

Berbahaya bagi kehidupan tanaman dan binatang,

3. Berbahaya bagi kesehatan manusia,

4. Menyebabkan kerusakan pada ekosistem.

Sebagian dari logam berat bersifat essensial bagi organisme air untuk

pertumbuhan dan perkembangan hidupnya, antara lain dalam pembentukan

haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada biota. Akan tetapi bila

jumlah dari logam berat masuk ke dalam tubuh dengan jumlah berlebih, maka

akan berubah fungsi menjadi racun bagi tubuh. Sebagai contoh adalah raksa (Hg),

kadmium (Cd) dan timah hitam (Pb). Unsur-unsur logam berat tersebut biasanya

erat kaitannya dengan masalah pencemaran dan toksisitas. Pencemaran yang dapat

menghancurkan tatanan lingkungan hidup, biasanya berasal dari limbah-limbah

yang sangat berbahaya dalam arti memiliki daya racun (toksisitas) yang tinggi.



19

Limbah industri merupakan salah satu sumber pencemaran logam berat yang

potensial bagi perairan. Pembuangan limbah industri secara terus menerus tidak

hanya mencemari lingkungan perairan tetapi menyebabkan terkumpulnya logam

berat dalam sedimen dan biota perairan.

Dalam lingkungan perairan ada tiga media yang dapat dipakai sebagai

indikator pencemaran logam berat, yaitu air, sedimen dan organisme hidup.

Pemakaian organisme laut sebagai indikator pencemaran didasarkan pada

kenyataan bahwa alam atau lingkungan yang tidak tercemar akan ditandai oleh

kondisi biologi yang seimbang dan mengandung kehidupan yang beranekaragam.

Terdapat beberapa pengaruh toksisitas logam pada ikan, pertama pengaruh

toksisitas logam pada insang. Insang selain sebagai alat pernafasan juga

digunakan sebagai alat pengaturan tekanan antara air dan dalam tubuh ikan

(osmoregulasi). Oleh sebab itu insang merupakan organ yang penting pada ikan

dan sangat peka terhadap pengaruh toksisitas logam.

2.2.2. Karakteristik logam berat

2.2.2.1. Kadmium (Cd)

Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang

sangat luas di alam, logam ini bernomor atom 48, berat atom 112,40 dengan titik

cair 321ºC dan titik didih 765ºC.

Gambar 2.2. Kadmium (Cd) dalam bentuk padatan

Di alam Cd bersenyawa dengan belerang (S) sebagai greennocckite (CdS)

yang ditemui bersamaan dengan senyawa spalerite (ZnS). Kadmium merupakan



20

logam lunak (ductile) berwarna putih perak dan mudah teroksidasi oleh udara

bebas dan gas amonia (NH3). Di perairan Cd akan mengendap karena senyawa

sulfitnya sukar larut. Menurut Clark (1986) sumber kadmium yang masuk ke

perairan berasal dari:

1.

Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.

2. Air bilasan dari elektroplating.

3. Besi, tembaga dan industri logam non ferrous yang menghasilkan abu dan

uap serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.

4. Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0, 2 %

Cd sebagai bahan ikutan (impurity); semua Cd ini akan masuk ke perairan

melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.

5. Pupuk phosfat dan endapan sampah.

Penggunaan Cd yang paling utama adalah sebagai stabilizer

(penyeimbang) dan pewarna pada plastik dan elektroplating (penyepuh/pelapisan

logam). Selain itu digunakan pula pada penyolderan dan pencampuran logam

serta industri baterai. Akumulasinya dalam air tanah antara lain diakibatkan oleh

kegiatan elektroplating (pelapisan emas dan perak), pengerjaan bahan-bahan

dengan menggunakan pigmen/zat warna lainnya, tekstil dan industri kimia.

Logam kadmium atau Cd akan mengalami proses biotransformasi dan

bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Dalam

biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami

peningkatan (biomagnifikasi) dan dalam rantai makanan biota yang tertinggi akan

mengalami akumulasi Cd yang lebih banyak. Keracunan kadmium bisa

menimbulkan rasa sakit, panas pada bagian dada, penyakit paru-paru akut dan

menimbulkan kematian. Salah satu contoh kasus keracunan akibat pencemaran Cd

adalah timbulnya penyakit itai-itai di Jepang.

2.2.2.2. Plumbum-Timah hitam (Pb)

Logam Pb secara alami tersebar luas pada batu-batuan dan lapisan kerak

bumi (Clark, 1986). Logam ini termasuk ke dalam kelompok logam-logam

golongan IV-A dengan nomor atom 82 dan bobot 207,2. Penyebaran Pb di bumi



21

sangat sedikit yaitu 0,0002 % dari seluruh lapisan bumi. Logam Pb terdapat di

perairan baik secara alamiah ataupun sebagai dampak dari aktifitas manusia.

Logam ini masuk ke perairan melalui pengkristalan Pb di udara dengan bantuan

air hujan. Di samping itu, proses korosifikasi dari batuan mineral akibat hempasan

gelombang dan angin, juga merupakan salah satu jalur sumber Pb yang akan

masuk ke dalam perairan.

Timbal dan persenyawaannya digunakan dalam industri baterai sebagai

bahan yang aktif dalam pengaliran arus elektron. Kemampuan timbal dalam

membentuk alloy dengan logam lain telah dimanfaatkan untuk meningkatkan sifat

metalurgi ini dalam penerapan yang sangat luas, contohnya digunakan untuk

kabel listrik, kontruksi pabrik-pabrik kimia, kontainer dan memiliki kemampuan

tinggi untuk tidak mengalami korosi. Selain itu, Pb dapat digunakan sebagai zat

tambahan bahan bakar dan pigmen timbal dalam cat yang merupakan penyebab

utama peningkatan kadar Pb di lingkunga. Hampir 10 % dari total produksi

tambang logam timbal digunakan untuk pembuatan tetraethyl lead atau TEL yang

dibutuhkan sebagai bahan penolong dalam proses produksi bahan bakar bensin

karena dapat mendongkrak (boosting ) nilai oktan bahan bakar sekaligus berfungsi

sebagai antiknocking untuk mencegah terjadinya ledakan saat berlangsungnya

pembakaran dalam mesin.

Gambar 2.3. Timbal (Pb) dalam bentuk padatan

Konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/l, dapat membunuh ikan.

Sedangkan krustase setelah 245 jam akan mengalami kematian, apabila pada

badan air konsentrasi Pb adalah 2,75 - 49 mg/l. Direktorat Jenderal Pengawasan

Obat dan Makanan (POM) No. 03725/B/SK/VII/89 membatasi kandungan logam



22

berat Pb maksimum pada sumberdaya ikan dan olahannya adalah adalah 2,0 ppm.

Untuk batas maksimum cemaran logam berat dalam makanan menurut Depkes RI

(1989) pada Tabel 2.

Tabel 2.2 Batas maksimum cemaran logam berat dalam makanan (DEPKES RI,

1989)

Parameter Satuan Batas Maksimum

Merkuri (Hg) μg/kg 500

Kadmium (Cd) μg/kg 1000

Timbal (Pb) μg/kg 2000

2.2.2.3. Arsen (As)

Arsen (As) merupakan unsur yang melimpah secara alami dengan nomor

atom 33, berat atom 74,92 g/mol, memiliki 2 bentuk padatan, yaitu kuning

kehitaman dan abu-abu, termasuk dalam golongan semi-logam, dan mudah patah.

Biasanya, bersama dengan unsur lain yaitu oksigen, klor, sulfur, karbon, hidrogen,

timbal, besi, emas. Berbagai senyawa As ditemukan dialam biasanya bersama

unsure lain, antara lain perak, kobalt, nikel, besi, antimony, atau sulfur. Arsen

(As) secara kimiawai memiliki karakteristik serupa fosfor. Apabila dipanaskan,

Arsen (As) akan cepat teroksidasi menjadi oksida arsenic (As2O3) yang

mempunyai bau seperti bawang putih.

Gambar 2.4. Arsen (As) dalam bentuk padatan





24

campuran pembuatan bahan gelas, logam, dan alat elektronik, serta sebagai bahan

pembuatan transistor.

2.2.2.4. Tembaga (Cu)

Tembaga adalah unsur kimia yang diberi lambang Cu (Latin: cuprum).

Logam ini merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Penggunaan

tembaga dapat dilacak sampai 10,000 tahun yang lalu. Sebelum tembaga,

diperkirakan hanya besi dan emas, logam yang terlebih dahulu digunakan

manusia. Menurut data tahun 2005, Chili merupakan penghasil tembaga terbesar

di dunia, disusul oleh AS dan Indonesia.

Gambar 2.5. Tembaga (Cu) dalam bentuk padatan

Tembaga dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dari komponen listrik,

koin, alat rumah tangga, hingga komponen biomedik. Tembaga juga dapat dipadu

dengan logam lain hingga terbentuk logam paduan seperti perunggu atau monel.

Namun mesti pula berhati-hati akan sifat racun logam ini. Ini dapat terjadi ketika

tembaga menumpuk dalam tubuh akibat penggunaan alat masak tembaga. Unsur

Cu yang berlebih dapat merusak hati dan memacu sirosis.

2.2.3. Kandungan Logam Berat Dalam Perairan

Air merupakan elemen penting bagi kehidupan organisme perairan. Untuk

menjaga kualitas perairan yang mendukung kehidupan berbagai organisme maka

diperlukan suatu pengontrolan dari berbagai aktifitas manusia yang memanfaatkan



25

perairan baik secara langsung maupun tidak langsung. Salah satu kegiatan

manusia yang memanfaatkan perairan adalah kegiatan industri. Sebagaimana

diketahui secara umum bahwa hasil buangan akhir dari sebuah pabrik atau

kegiatan industri bermuara ke perairan disekitarnya, meskipun perusahaan atau

pabrik tersebut telah memiliki IPAL (instalasi pengolahan air limbah). Air

buangan yang telah di olah tidak terlepas akan sisa atau residu yang mengandung

bahan berbahaya bagi kehidupan perairan baik dalam kadar yang banyak atau

sedikit.

Konsentrasi bahan pencemar yang masuk ke perairan bisa mempengaruhi

kehidupan organisme terutama yang menjadi topik disini adalah spesies ikan.

Salah satu jenis unsur kimia yang bisa menyebabkan terjadi kerusakan ekosistem

perairan adalah unsur logam berat. Sebagaimana diketahui unsur logam berat

yang masuk ke perairan berasal dari berbagai kegiatan indutsri selain bersumber

dari alam sendiri. Untuk itu sangat diperlukan suatu kajian yang melihat seberapa

besar pengaruh unsur-unsur logam berat tersebut bisa mempengaruhi ekosistem

perairan terutama yang berhubungan langsung dengan kualitas airnya.

Berdasarkan peraturan pemerintah kandungan logam berat yang boleh

masuk ke perairan laut mempunyai batasan. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat

pada Tabel 3.

Tabel 2.3. Kriteria baku mutu air laut untuk biota laut (MENKLH, 2004)

Parameter Satuan Baku Mutu

Merkuri (Hg) Mg/l 0,01

Kadmium (Cd) Mg/l 0,001

Timbal (Pb) Mg/l 0,008

2.2.4. Kandungan Logam Berat Dalam Tubuh Ikan

Logam berat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui

beberapa jalan, yaitu: saluran pernafasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit.

Di dalam tubuh hewan logam diabsorpsi darah, berikatan dengan protein darah

yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh. Akumulasi logam yang



26

tertinggi biasanya dalam detoksikasi (hati) dan ekskresi (ginjal). Akumulasi logam

berat dalam tubuh organisme tergantung pada konsentrasi logam berat dalam

air/lingkungan, suhu, keadaan spesies dan aktifitas fisiologis.

Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan

mengalami tiga macam proses akumulasi yaitu fisik, kimia dan biologis. Buangan

limbah industri yang mengandung bahan berbahaya dengan toksisitas yang tinggi

dan kemampuan biota untuk menimbun logam bahan pencemar mengakibatkan

bahan pencemar langsung terakumulasi secara fisik dan kimia lalu mengendap di

dasar laut. Melalui rantai makanan terjadi metabolisme bahan berbahaya secara

biologis dan akhirnya akan mempengaruhi kesehatan manusia. Akumulasi melalui

proses biologis inilah yang diesbut dengan bioakumulasi (Hutagalung, 1984).

Bahan Pencemar (racun) masuk ke tubuh organisme atau ikan melalui

proses absorpsi. Absorpsi merupakan proses perpindahan racun dari tempat

pemejanan atau tempat absorpsinya ke dalam sirkulasi darah. Absorpsi, distribusi

dan ekskresi bahan pencemar tidak dapat terjadi tanpa transpor melintasi

membran. Proses transportasi dapat berlangsung dengan 2 cara : transpor pasif

(yaitu melalui proses difusi) dan transpor aktif (yaitu dengan sistem transport

khusus, dalam hal ini zat lazimnya terikat pada molekul pengemban). Bahan

pencemar dapat masuk ke dalam tubuh ikan melalui t iga cara yaitu melalui rantai

makanan, insang dan difusi permukaan kulit (Hutagalung, 1984).

Beberapa efek yang ditimbulkan oleh merkuri terhadap tubuh antara lain :

1. Semua senyawa merkuri adalah racun bagi tubuh, apabila berada dalam

jumlah yang cukup.

2.

Senyawa-senyawa merkuri yang berbeda, menunjukkan karakteristik yang

berbeda pula dalam daya racun yang dimilikinya, penyebarannya,

akumulasi dan waktu retensinya di dalam tubuh.

3. Biotransformasi tertentu yang terjadi dalam suatu tata linkungan dan atau

dalam tubuh organisme hidup yang telah kemasukan merkuri disebabkan

oleh perubahan bentuk atas senyawa-senyawa merkuri itu, dari satu tipe ke

tipe lainnya.



27

4. Pegaruh utama yang ditimbulkan oleh merkuri di dalam tubub adalah

menghalangi kerja enzim dan merusak selaput dinding (membran) sel.

Keadaan itu disebabkan karena kemampuan merkuri dalam membentuk

ikatan kuat dengan gugus yang mengandung belerang (sulfur) yang

terdapat dalam enzim atau dinding sel.

5. Kerusakan yang diakibatkan oleh logam merkuri dalam tubuh umumnya

bersifat permanen.

UNIMED Undergraduate 22383 BAB II

Documents