TUGAS KIMIA LINGKUNGAN

“KEHIDUPAN AKUATIK”

Disusun oleh:

AIDA ASTUTI CAHYANINGWIDI RAHAYU SUTOPO

26020210120044

YUSUF JATI WIJAYA

26020210110048

PROGRAM STUDI OSEANOGRAFI

JURUSAN ILMU KELAUTAN

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Ilmu kimia lingkungan merupakan studi terhadap sumber, reaksi,

transpor, efek dan nasib zat kimia di lingkungan udara, tanah, dan air, serta

efek aktivitas manusia terhadapnya. Dengan demikian, ilmu Kimia

Lingkungan mencakup dan mempelajari kimia atmosfer, kimia tanah, dan

kimia akuatik. Ilmu kimia lingkungan sangat bergantung pada kimia

analitik, ilmu lingkungan, dan bidang-bidang ilmu lainnya.

Kimia lingkungan pertama kali mempelajari bagaimana cara kerja

lingkungan yang tak terkontaminasi, zat kimia apa dan berapa konsentrasi

yang ada secara alami, dan apa efeknya. Tanpa hal ini, mustahil untuk

mempelajari secara akurat efek manusia terhadap lingkungan dengan

pelepasan zat kimia.

Cabang ilmu kimia yang menjadi fokus dalam makalah ini ialah kimia

akuatik. Kimia akuatik merupakan ilmu yang berhubungan dengan air sungai,

danau, dan lautan, juga air tanah dan air permukaan, yang meliputi distribusi

dan sirkulasi dari bahan-bahan kimia dalam perairan alami serta reaksi-reaksi

kimia dalam air.

Masalah yang menjadi topik makalah ini yaitu kehidupan akuatik.

Kehidupan akuatik memegang peranan penting dalam sirkulasi kimia akuatik.

Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas semester

sisipan mata kuliah Kimia Lingkungan.

1.2 Tujuan

1. Memenuhi tugas mata kuliah Kimia Lingkungan

2. Mengetahui organisme akuatik

3. Mengetahui faktor yang mempengaruhi kehidupan akuatik

4. Mengetahui definisi serta cara perhitungan BOD dan COD

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Organisme Akuatik

2.1.1 Organisme Autotrof

Autotrof atau autotrophy (trofein Yunani, makan), dalam

biologi, adalah nama yang diberikan untuk organisme yang hidup untuk

menghasilkan makanan mereka sendiri dari fiksasi karbon dioksida

melalui fotosintesis atau kemosintesis. Autotrof adalah kebalikan dari

heterotrophy. Makhluk hidup dengan karakteristik ini disebut autotrof

atau autotrofik. Contoh dari autotrof adalah bakteri (Cyanobacteria),

protista (ganggang), dan tanaman. Hewan dan jamur adalah heterotrof.

Autotrof berarti memberi (makan sendiri) atau produser

makanan sendiri. Autotrof merupakan organisme yang menghasilkan

senyawa organik kompleks (seperti karbohidrat, lemak, dan protein)

dari zat-zat sederhana yang ada di sekitarnya, umumnya menggunakan

energi dari cahaya (oleh fotosintesis) atau anorganik reaksi kimia

(kemosintesis).

Autotrof berperan sebagai produsen dalam rantai makanan,

seperti tanaman di darat atau ganggang dalam air. organisme ini mampu

membuat makanan mereka sendiri, dan tidak membutuhkan energi

hidup atau sumber karbon. Autotrof dapat mengurangi karbon dioksida

( dan hidrogen) untuk membuat senyawa organik. Pengurangan karbon

dioksida, senyawa rendah energi, menciptakan penyimpan energi kimia.

Kebanyakan autotrophs mengguanakan penggunaan air sebagai agen

pengurang, tetapi beberapa di antaranya menggunakan senyawa

hidrogen lain seperti hidrogen sulfida. Fototrof, sejenis autotroph,

mengkonversi energi fisik dari cahaya matahari (dalam hal tanaman

hijau) menjadi energi kimia dalam bentuk karbon berkurang.

Autotrof terdiri dari fototrof, lithotrophs, atau chemotrophs.

Fototrof menggunakan cahaya sebagai sumber energi, sementara

lithotrophs menggunakan senyawa anorganik, seperti hidrogen sulfida,

belerang unsur, amonium dan besi ferrous, seperti mengurangi agen

untuk biosintesis dan penyimpanan energi kimia.

Spesies Chemotrophic hanya memanfaatkan penyaluran

elektron sebagai sumber energi, bersumber organik atau anorganik,

namun dalam kasus autotrophs, penyaluran elektron ini berasal dari

sumber kimia anorganik. Fototrof dan lithotrophs menggunakan

sebagian dari ATP yang dihasilkan selama fotosintesis atau oksidasi

senyawa anorganik untuk mengurangi NADP + untuk NADPH untuk

membentuk senyawa organik.

2.1.2 Organisme Heterotrof

Organisme heterotrof adalah organisme yang mendapatkan

energi dari molekul organik yang dibuat oleh autotrof dikenal sebagai

heterotrof. Organisme ini gagal untuk mensintesis makanan mereka

sendiri dan tergantung pada produsen atau autotrof, untuk penyediaan

senyawa organik yang diperlukan untuk pertumbuhan mereka. Sebagai

heterotrof memperoleh energi dari produsen, mereka berfungsi sebagai

konsumen dalam rantai makanan. Senyawa organik kompleks yang

diproduksi oleh autotrof dipecah menjadi zat yang sederhana, yang

memberikan energi ke heterotrof. Seperti autotrof, heterotrof juga

diklasifikasikan sebagai photoheterotrophs dan chemoheterotrophs,

tergantung pada sumber energi. Konsumen diklasifikasikan lebih lanjut

ke dalam kategori yang berbeda, berdasarkan modus konsumsi.

Herbivora yaitu organisme heterotrof yang memperoleh energi

langsung dari tanaman.

Karnivora yaitu hewan yang memakan hewan lain.

Omnivora yaitu hewan yang mendapatkan makanan mereka dari

tumbuhan maupun dari hewan lain.

Saprobes yaitu organisme yang mendapatkan energi dengan

memecah sisa-sisa tanaman dan hewan yang mati.

2.2 Faktor yang Mempengaruhi Kehidupan Akuatik

2.2.1 pH

Nilai pH air yang normal atau netral yaitu antara pH 6 sampai pH 8. Air

yang pH-nya kurang dari 7 bersifat asam, sedangkan yang pH-nya lebih

dari 7 bersifat basa. Tanah yang bersifat asam akan mengakibatkan

pelarutan dan ketersediaan logam berat yang berlebihan dalam.

Perubahan pH yang sangat asam maupun basa akan mengganggu

kelangsungan hidup organisme akuatik karena menyebabkan

terganggunya metabolisme dan respirasi.

2.2.2 Suhu

Walaupun variasi suhu dalam air tidak sebesar di udara, hal ini

merupakan faktor pembatas utama, karena organisme akuatik seringkali

mempunyai toleransi yang sempit (stenotermal). Maka, walaupun

terjadi populasi panas yang sedang oleh manusia, akibatnya dapat amat

luas. Perubahan suhu menyebabkan pola sirkulasi yang khas dan

stratifikasi, yang amat mempengaruhi kehidupan akuatik. Daerah

perairan yang cukup luas dapat mempengaruhi iklim daerah daratan di

sekitarnya.

2.2.3 Kekeruhan

Penetrasi cahaya seringkali dihalangi oleh zat yang terlarut dalam air,

membatasi zona fotosintesa, di mana habitat akuatik dibatasi oleh

kedalaman. Kekeruhan, terutama bila disebabkan oleh lumpur dan

partikel yangdapat mengendap, seringkali penting sebagai faktor

pembatas. Sebaliknya, bila kekeruhan disebabkan oleh organisme,

ukuran kekeruhan merupakan indikasi produktivitas.

2.2.4 Turbulensi

Arus mempunyai pengaruh positif maupun negatif terhadap

kehidupan biota perairan. Arus dapat mengakibatkan menurunnya

jumlah jaringan-jaringan jasad hidup yang tumbuh di daerah itu dan

partikel-partikel dalam suspensi dapat menghasilkan pengikisan. Di

perairan dengan dasar lumpur, arus dapat mengaduk endapan lumpur-

lumpuran sehingga mengakibatkan kekeruhan air dan mematikan

hewan air. Kekeruhan yang diakibatkan juga bisa mengurangi penetrasi

sinar matahari dan mengakibatkan menurunnya aktivitas fotosintesa.

Manfaat dari arus bagi banyak biota adalah menyangkut penambahan

makanan bagi biota-biota tersebut dan pembuangan kotoran-

kotorannya. Untuk jenis algae yang kekurangan zat-zat kimia dan CO2

dapat dipenuhi dengan adanya sirkulasi air. Sedangkan bagi hewan air,

CO2 dan produk-produk sisa dapat disingkirkan dan O2 tetap tersedia.

Arus juga memainkan peranan penting bagi penyebaran

plankton, baik holoplankton maupun meroplankton. Terutama bagi

golongan terakhir yang terdiri dari telur-telur dan burayak-burayak

avertebrata dasar dan ikan-ikan. Mereka mempunyai kesempatan

menghindari persaingan makanan dengan induk-induknya terutama

yang hidup menempel seperti teritip (Belanus sp.). Arus sangat penting

sebagai faktor pembatas terutama pada aliran air. Di samping itu juga

arus di dalam aliran air dapat menentukan distribusi gas vital, garam

dan organisme plankton .

2.2.5 Ketersediaan Oksigen

Oksigen terlarut merupakan kebutuhan dasar untuk kehidupan

tanaman dan hewan di dalam air. Kehidupan makhluk hidup di dalam

air tersebut tergantung dari kemampuan air untuk mempertahankan

konsentrasi oksigen minimal yang dibutuhkan untuk kehidupannya.

Oksigen terlarut dapat berasal dari proses fotosintesis tanaman air,

dimana jumlahnya tidak tetap tergantung dari jumlah tanamannya dan

dari atmosfer (udara) yang masuk ke dalam air dengan kecepatan

terbatas. Oksigen terlarut dalam laut dimanfaatkan oleh organisme

perairan untuk respirasi dan penguraian zat-zat organik oleh

mikroorganisme. Konsentrasi oksigen terlarut dalam keadaan jenuh

bervariasi tergantung dari suhu dan tekanan atmosfer.

Oksigen merupakan faktor pembatas dalam penentuan

kehadiran makhluk hidup di dalam air. Kepekatan oksigen terlarut

bergantung pada suhu, kehadiran tanaman fotosintesis, tingkat penetrasi

cahaya yang bergantung kepada kedalaman dan kekeruhan air, tingkat

kederasan aliran air, dan jumlah bahan organik yang diuraikan dalam

air seperti sampah, ganggang mati atau limbah industri.

2.3 Kebutuhan Oksigen (Oxygen Demand)

2.3.1 Kehidupan Oksigen Biologi

BOD atau Biochemical Oxygen Demand adalah suatu

karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang

diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai

atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan

Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd

(1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah

bahan organik yang siap terdekomposisi (readily decomposable organic

matter). Mays (1996) mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah

oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam

perairan sebagai respon terhadap masuknya bahan organik yang dapat

diurai. Dari pengertian-pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun

nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat

juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai

(biodegradable organics) yang ada di perairan.

Selain waktu analisis yang lama, kelemahan dari penentuan

BOD lainnya adalah (Metcalf & Eddy, 1991): diperlukannya benih

bakteri (seed) yang teraklimatisasi dan aktif dalam konsentrasi yang

tinggi; diperlukan perlakuan pendahuluan tertentu bila perairan

diindikasi mengandung bahan toksik; dan efek atau pengaruh dari

organisme nitrifikasi (nitrifying organism) harus dikurangi. Meskipun

ada kelemahan-kelemahan tersebut, BOD tetap digunakan sampai

sekarang. Hal ini menurut Metcalf & Eddy (1991) karena beberapa

alasan, terutama dalam hubungannya dengan pengolahan air limbah,

yaitu

(1) BOD penting untuk mengetahui perkiraan jumlah oksigen yang

akan diperlukan untuk menstabilkan bahan organik yang ada

secara biologi;

(2) untuk mengetahui ukuran fasilitas unit pengolahan limbah;

(3) untuk mengukur efisiensi suatu proses perlakuan dalam

pengolahan limbah; dan

(4) untuk mengetahui kesesuaiannya dengan batasan yang

diperbolehkan bagi pembuangan air limbah.

Prinsip pengukuran BOD pada dasarnya cukup sederhana,

yaitu mengukur kandungan oksigen terlarut awal (DOi) dari sampel

segera setelah pengambilan contoh, kemudian mengukur kandungan

oksigen terlarut pada sampel yang telah diinkubasi selama 5 hari pada

kondisi gelap dan suhu tetap (20oC) yang sering disebut dengan DO5.

Selisih DOi dan DO5 (DOi – DO5) merupakan nilai BOD yang

dinyatakan dalam miligram oksigen per liter (mg/L). Pengukuran

oksigen dapat dilakukan secara analitik dengan cara titrasi (metode

Winkler, iodometri) atau dengan menggunakan alat yang disebut DO

meter yang dilengkapi dengan probe khusus. Jadi pada prinsipnya

dalam kondisi gelap, agar tidak terjadi proses fotosintesis yang

menghasilkan oksigen, dan dalam suhu yang tetap selamalimahari,

diharapkan hanya terjadi proses dekomposisi oleh mikroorganime,

sehingga yang terjadi hanyalah penggunaan oksigen, dan oksigen

tersisa ditera sebagai DO5. Yang penting diperhatikan dalam hal ini

adalah mengupayakan agar masih ada oksigen tersisa pada pengamatan

hari kelima sehingga DO5 tidak nol. Bila DO5 nol maka nilai BOD

tidak dapat ditentukan.

Pada prakteknya, pengukuran BOD memerlukan kecermatan

tertentu mengingat kondisi sampel atau perairan yang sangat bervariasi,

sehingga kemungkinan diperlukan penetralan pH, pengenceran, aerasi,

atau penambahan populasi bakteri. Pengenceran dan/atau aerasi

diperlukan agar masih cukup tersisa oksigen pada hari kelima. Secara

rinci metode pengukuran BOD diuraikan dalam APHA (1989), Umaly

dan Cuvin, 1988; Metcalf & Eddy, 1991) atau referensi mengenai

analisis air lainnya.

Karena melibatkan mikroorganisme (bakteri) sebagai pengurai

bahan organik, maka analisis BOD memang cukup memerlukan waktu.

Oksidasi biokimia adalah proses yang lambat. Dalam waktu 20 hari,

oksidasi bahan organik karbon mencapai 95 – 99 %, dan dalam waktu 5

hari sekitar 60 – 70 % bahan organik telah terdekomposisi (Metcalf &

Eddy, 1991).Limahari inkubasi adalah kesepakatan umum dalam

penentuan BOD. Bisa saja BOD ditentukan dengan menggunakan

waktu inkubasi yang berbeda, asalkan dengan menyebut- 4kanlama

waktu tersebut dalam nilai yang dilaporkan (misal BOD7, BOD10) agar

tidak salah dalam interpretasi atau memperbandingkan. Temperatur 20

oC dalam inkubasi juga merupakan temperatur standard. Temperatur

20 oC adalah nilai rata-rata temperatur sungai beraliran lambat di

daerah beriklim sedang (Metcalf & Eddy, 1991) dimana teori BOD ini

berasal. Untuk daerah tropik sepertiIndonesia, bisa jadi temperatur

inkubasi ini tidaklah tepat. Temperatur perairan tropik umumnya

berkisar antara 25 – 30 oC, dengan temperatur inkubasi yang relatif

lebih rendah bisa jadi aktivitas bakteri pengurai juga lebih rendah dan

tidak optimal sebagaimana yang diharapkan. Ini adalah salah satu

kelemahan lain BOD selain waktu penentuan yang lama tersebut.

2.3.2 Kehidupan Oksigen Kimia

COD atau Chemical Oxygen Demand adalah jumlah oksigen

yang diperlukan untuk mengurai seluruh bahan organik yang

terkandung dalam air (Boyd, 1990). Hal ini karena bahan organik yang

ada sengaja diurai secara kimia dengan menggunakan oksidator kuat

kalium bikromat pada kondisi asam dan panas dengan katalisator perak

sulfat (Boyd, 1990; Metcalf & Eddy, 1991), sehingga segala macam

bahan organik, baik yang mudah urai maupun yang kompleks dan sulit

urai, akan teroksidasi. Dengan demikian, selisih nilai antara COD dan

BOD memberikan gambaran besarnya bahan organik yang sulit urai

yang ada di perairan. Bisa saja nilai BOD sama dengan COD, tetapi

BOD tidak bisa lebih besar dari COD. Jadi COD menggambarkan

jumlah total bahan organik yang ada.

Pada prinsipnya pengukuran COD adalah penambahan

sejumlah tertentu kalium bikromat (K2Cr2O7) sebagai oksidator pada

sampel (dengan volume diketahui) yang telah ditambahkan asam pekat

dan katalis perak sulfat, kemudian dipanaskan selama beberapa waktu.

Selanjutnya, kelebihan kalium bikromat ditera dengan cara titrasi.

Dengan demikian kalium bikromat yang terpakai untuk oksidasi bahan

organik dalam sampel dapat dihitung dan nilai COD dapat ditentukan.

Kelemahannya, senyawa kompleks anorganik yang ada di perairan yang

dapat teroksidasi juga ikut dalam reaksi (De Santo, 1978), sehingga

dalam kasus-kasus tertentu nilai COD mungkin sedikit ‘over estimate’

untuk gambaran kandungan bahan organik. Bilamana nilai BOD baru

dapat diketahui setelah waktu inkubasi lima hari, maka nilai COD dapat

segera diketahui setelah satu atau dua jam. Walaupun jumlah total

bahan organik dapat diketahui melalui COD dengan waktu penentuan

yang lebih cepat, nilai BOD masih tetap diperlukan. Dengan

mengetahui nilai BOD, akan diketahui proporsi jumlah bahan organik

yang mudah urai (biodegradable), dan ini akan memberikan gambaran

jumlah oksigen yang akan terpakai untuk dekomposisi di perairan

dalam sepekan (5 hari) mendatang. Lalu dengan memperbandingkan

nilai BOD terhadap COD juga akan diketahui seberapa besar jumlah

bahan-bahan organik yang lebih persisten yang ada di perairan.

BAB III

PENUTUP

1. Organisme dalam air dapat dibagi menjadi dua yaitu organisme autotrof

dan organisme heterotrof.

2. Faktor yang mempengaruhi kehidupan akuatik yaitu pH, suhu, kekeruhan,

turbulensi, dan ketersediaan oksigen.

3. Kebutuhan oksigen dapat dibagi menjadi dua yaitu kebutuhan oksigen

biologi dan kebutuhan oksigen kimia.

DAFTAR PUSTAKA

http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2304636-pengertian-autotrof/

#ixzz2LORw1tL5