Modul lengkap Limnologi S1

Modul 1

Judul   : Pengertian Ruang Lingkup, kedudukan, Limnologi dalam  Ilmu  pengetahuan  ilmu  pengetahuan alam.

BAB I.            A.        PENDAHULUAN

Lebih kurang  tiga perempat  bagian dari permukaan bumi tertutup  air dari segi   ekosistem  kita  dapat  membedakan air   payau seperti yang  terdapat  di muara sungai  yang  besar   dari ketiga   ekosistem   perairan  tersebut  , air  laut    dan payau  merupakan  bagian yang terbesar  yaitu  dari 97 %. Sisanya  adalah air tawar   yang  dibutuhkan  oleh manusia  dan banyaknya  jasad hidupnya  untuk keperluan hidupnya.

Sebagian besar dari air tawar  yang ada  di permukaan   bumi tersimpan  dalam bentuk   massa es  yang  sangat    besar  di daerah kutub  dan sebagai gletser di daerah  pegunungan tinggi. Selain  itu air tawar  juga terdapat di  dalam tanah  yang  muncul sebagai   mata air, mengalir  dipermukaan  sebagai sungai  dan mengenang  dalam danau   dan kolam ang  jumlahnya lebih karang 0,3 %  dari total  volume air . Jumlah  ya sedikit   inilah yang  dapat diolah manusia  dan jasad hidup lainnya.

                B.    Ruang  Lingkup Isi

1.        Pengertian

2.        Ruang

3.        Kedalaman  Limnologi  dalam  ilmu  pengetahuan alam.

                C.   Keterkaitan Modul

                        Modul ini  merupakan  modul  1 dari 5modul  Limnologi.

                D.   Sasaran Pembelajaran  Modul

BAB II    PEMBAHASAN

1.      Pengertian Limnologi

Limnologi adalah  ilmu  yang mempelajari tentang  faktor-faktor fisika, kimia dan biologi  perairan  tawar.

Limnologi   merupakan  cabang  ilmu pengetahuan  yang mempelajari   tentang  sifat dan struktural   dari perairan  daratan yang meliputi mata air   sungai , danau , kolam  dan rawa, baik  yang  berupa  air tawar  maupun  air payau

2.       Ruang lingkup  Limnologi

Dalam ilmu  Limnologi  dipelajari  dan berbagai   parameter  lingkungan   seperti parameter   Fisika  kimia serta  interaksinya \ dengan kehidupan   dari berbagai   jenis jasad  air.

3.      Kedudukan Limnologi  dalam ilmu pengetahuan  alam.

Titik dasar  ilmu  interaksi  antara organisme   dengan komponen lingkungan nya  adalah  ekologi  selanjutnya ilmu ekologi dibagi  menjadi   antekologi  (Pengkajian individu  organisme atau spesies) dan Sinekologi (Pengkajian  golongan  atau kumpulan  organisme yang  bersama membentuk  suatu kesatuan.) Sinekologi  terbagi  lagi menjadi Hidrologi  (sebagai air) dan eferologi. Hidrologi   terbagi lagi atas  Limnologi  dan oseanologi.  Ilmu Limnologi   masih   muda dibanding  cabang ilmu  lainnya  , Limnologi  merupakan   cabang dari  ekologi  yang  khusus  mempelajari    tentang  sistem   perairan yang  terdapat  di permukaan bumi, di darat

EKOLOGI

SINEKOLOGI

AUTEKOLOGI

HIDROLOGI

EPEIROLOGI

LIMNOLOGI

OSEANOLOGI

 

Gambar I, : Kedudukan Limnologi  dalam  ilmu

BAB    III       PENUTUP

Limnologi  adalah  Ilmu yang mempelajari  tenteng    difat fisika , kimia , biologi  perairan  tawar  yang  hbaru mendapat  perhatian dibanding  ilmu lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Barus, T.A 2002. Pengantar Limnologi

MODUL  2

Judul           : Pendahuluan   

BAB    1.    : PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Air menutupi sekitar 70 % permukaan bumi ,  dengan jumlah   sekitar. 368  Juta km  ³. Air  terdapat   dalam    berbagai  bentuk misalnya

B.     Ruang  lingkup

1.      Sifat  air 

2.      Karakteristik  badan

C.    Kaitan   Model 

Model ini merupakan modul  ke 2 dari  modul Limnologi

D.    Sasaran  Pembelajaran  Modul

1.      Menjelaskan  sifat air 

2.      Menjelaskan  Karakteristik   Badan air.

BAB    II    PEMBAHASAN

A.    Sifat Air

Air memiliki  Karakteristik  yang khas   yang tidak memiliki   oleh senyawa lainnya karakteristik yang khas yang tidak dimiliki oleh senyawa kimia yang lain. Karakteristik tersebut adalah sebagai berikut .

a.       Pada kisaran suhu yang sesuai bagi kehidupan, yakni 0^o C (32^o F) 100° C, air berwujud cair. Suhu 0° C merupakan titik beku (freezing  point) dan suhu 100° C merupakan titik didih (hailing point) air. Tanpa  sifat tersebut, air yang terdapat di dalam jaringan tubuh makhluk hidup maupun air yang terdapat di laut, sungai, danau, dan badan air yang lain akan berada dalam bentuk gas atau padatan; sehingga tidak akan_:      terdapat kehidupan di muka bumi ini, karena sekitar 60% - 90% bagian   sel makhluk hidup adalah air (Peel, 1990).

b.      Perubahan suhu air berlangsung lambat sehingga air memiliki sifat sebagai penyimpanan panas yang sangat baik. Sifat ini memungkinkan air tidak menjadi panas ataupun dingin dalam seketika. Perubahan suhu air yang lambat mencegah terjadinya stress pada makhluk hidup karena karakteristik Air adanya perubahan suhu yang mendadak dan memelihara suhu bumi agar sesuai bagi makhluk hidup. Sifat ini juga menyebabkan air sangat baik digunakan sebagai pendingin mesin,

c.       Air memerlukan panas yang tinggi dalam proses penguapan. Penguapan (evaporasi) adalah proses perubahan air menjadi uap air. Proses ini memerlukan energi panas dalam jumlah yang besar. Sebaliknya, proses perubahan uap air menjadi cairan (kondensasi) melepaskan energi panas yang besar. Pelepasan energi ini merupakan salah satu penyebab mengapa kita merasa sejuk pada saat berkeringat. Sifat ini juga merupakan salah satu faktor utama yang menyebabkan terjadinya penyebaran panas secara baik di bumi.

d.      Air merupakan pelarut yang baik. Air mampu melarutkan berbagai jenis senyawa kimia. Air hujan mengandung senyawa kimia dalam jumlah yang sangat sedikit. sedangkan air laut dapat mengandung senyawa kimia hingga 35.000 mg/liter (Tebbut, 1992). Sifat ini memungkinkan unsur hara nutrien terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan memungkinkan bahan-bahan toksik yang masuk ke dalam jaringan tubuh  makhluk hidup dilarutkan untuk dikeluarkan kembali. Sifat ini juga memungkinkan air digunakan sebagai pencuci yang baik dan pengencer bahan pencemar (polutan) yang masuk ke badan air.

e.       Air memiliki tegangan permukaan yang tinggi. Suatu cairan dikatakan memiliki tegangan permukaan yang tinggi jika tekanan antar-molekul cairan tersebut tinggi. tegangan permukaan yang tinggi menyebabkan air memiliki sifat membasahi suatu bahan secara baik (higher welling ability). Tegangan permukaan yang tinggi juga memungkinkan terjadi­nya sistem kapiler, yaitu kemampuan untuk bergerak dalam pipa kapiler (pipa dengan lubang yang kecil). Dengan adanya sistem kapiler dan sifat sebagai pelarut yang baik, air dapat membawa nutrien dari dalam tanah ke jaringan (Tumbuhan, akar, batang, dan daun). Adanya tegangan permukaan memungkinkan beberapa organisme, misalnya jenis-jenis insekta, dapat merayap di permukaan air.

f.       Air merupakan satu-satunya senyawa yang merenggang ketika membeku. Pada saat membeku, air merenggang sehingga es memiliki nilai

B.     Karakteristik  Badan Air

-          Air permukaan (Surface water)

Yaitu  Badan air y ang tidak mengalami   infiltrasi   ke bawah   tanah  

Contoh  : Sungai , danau , waduk , rawa 

-          Air tanah  (Ground  Water)

Yaitu  air yang  berada   dibawah   permukaan  tanah 

-          Water shed  atau  drainage  basin  adalah  areal tanah  yang  mengalirkan  dari  daratan  menuju suatu badan air    

-          Surface run off (limpasan  permukaan )  yaitu  air yang  mengalir  dari daratan menuju suatu  badan air.

-          River  run off ( Aliran sungai ) yaitu  air  yang  mengalir   di sungai menuju   laut.

-          Cathment basin  yaitu  wilayah  di  sekitar  daerah aliran  sungai  yang  menjadi    tangkapan air   

-          Perairan permukaan 

v  Standing  Water  (lentik)  Baan air tergenang   : danau  (lake)    kolam  Badan air   tergenang  : danau   (Lake)  kolam  (Pound)  waduk  (reservasi) rawa  (weet land)  cri-: Arus  lambat  (0,001-0,01 m/detik) atau tidak  sama sekali , sehingga  waktu  tinggal   Cresidance  time)    air  lama

v  Flowing  waters  (Lotik  )

Badan  air mengalir  : Sungai  (River) 

Ciri :  Arus searah   dan relatif  kencang  

(0,1 – 1,0 m/dt)

BAB    III  PENUTUP

Air memiliki  karakteristik  khas  yang  tidak  dimiliki  senyawa  kimia lain

DAFTAR  PUSTAKA

            Effen . H. Telaah  Kualitas air . Bagi  Pengelolaan Sumber daya Lingkungan . Perairan.

 

MODUL 3

Judul : Distribusi , Volume,  Serta pemanfaatan  air tawar.

BAB    I     PENDAHULUAN        

A.    Latar Belakang 

Ekosistem air yang  menutupi  bagian terbesar  dari permukaan  bumi dibagi   menjadi air  laut dan air payau.

Air ini mendistribusikan dengan volume yang berbeda yang memiliki  volume terbesar   adalah  air bersih    kemudian   air tawar . Khusus  air tawar  volume  yang  terbesar  adalah   gletser (Es Kutub)  

B.     Ruang Lingkup Isi

1.          Distribusi  dan Volume   air tawar 

2.          Memanfaatkan  air tawar

C.    Kaitan Modul

Modul  ini  merupakan modul   ke 3 dari modul Limnologi  

D.    Sasaran Pembelajaran  Modul

1.      Menjelaskan distribusi  dan volume  air tawar

2.      Menjelaskan pemanfaatan  air

BAB    II    PEMBAHASAN

1.      Distribusi  Volume Air  Tawar

Diperkirakan  bahwa air  yang  terdapat di bumi  volumenya  berkisar  bahwa air yang  terdapat   dibumi volumenya  berkisar  1.348.000 km³ yang sebagian  besar merupakan  air asin   (97, 39 %) sebanyak 2 %  merupakan  massa es yang terdapat  di daerah pegunungan  tinggi berupa  gletser , hanya sekitar  0,3 %  dari total   volume air yang   ada mengalir   sebagai  aliran permukaan membentuk   ekosistem  sungai   danau  , kolam, rawa  payau dan sebagainya  dengan distribusi  dan volume  air tawar  dapat    dilihat pada Tabel  1 (baris T,A 2002)

Tabel 2.1 : Volume dan Distribusi  air yang  terdapat  di bumi

	Volume	%
Air Laut	1.348.000.000	97.39
Es  Kutub dan Gletser	27.820.000.	2.01
Air Tanah	8.062.000	0.58
Sungai dan Danau	225.000	0.02
Atmosfer	13.000	0.001
	1384.120.000	100.00

Sumber : Klee (1991)

Tabel 2.2 Jumlah  dan Distribusi  air tawar  yang terdapat dibumi

	Volume (Km)2	%
Es Kutub , Gletser	27.818.246.00	77.23
Air Tanah (Kedalaman 800 m)	3.551.572.00
Air Tanah (800-400m)	4.448.470.00
Terserap dalam tanah	61.234.00
Danau	126.070.00
Sungai	1.080.60
Dalam Mineral  Bumi	360.20
Tumbuhan , Hewan , Manusia	1.080.60
Atmosfer	14.408.00
	36.022.521.40

2.      Pemanfaatan Air

Manusia memanfaatkan  sumber daya air sesuai  dengan kebutuhannya yang dapat dibedakan  sebagai berikut :

a.       Untuk kebutuhan domestic, penduduk yang bertempat tinggal di perkampungan/desa memanfaatkan sungai sebagai tempat untuk mendapatkan air untuk kebutuhan sehari-hari dan juga sebagai tempat pembuangan limbah. Pilihan lainnya untuk mendapatkan air bersih adalah dari sumur. Sebagian dari penduduk di perkotaan mendapatkan sumber air bersih untuk kebutuhan sehari-hari dari instalasi air minum, sumur dan juga sungai yang mengalir di perkotaan. Umumnya limbah domestik di perkotaan dibuang ke dalam septic tank atau juga dibuang langsung ke sungai

b.      Untuk kebutuhan pertanian, untuk Mengairi sawah daur - ladang umumnya digunakan air sungai, air danau dan air irigasi serta air hujan. Sisa air  yang tak terambil oleh tanaman akan menguap , masuk ke dalam tanah menjadi air tanah dan masuk ke dalam aliran air sungai

c.       Untuk industri, air dibutuhkan di berbagai industri sebagai penunjang proses industri, misalnya untuk pemanasan atau pendinginan mesin-mesin industri serta juga sebagai komponen yang dibutuhkan untuk proses produksi. Industri yang terletak dekat dengan akan sungai umumnya mengambil kebutuhan airnya dari sungai dan membuang limbahnya kembali ke dalam sungai. Cara lain untuk mendapatkan air bagi kebutuhan industri adalah dari air tanah dengan membuat sumur-sumur bor dengan kedalaman sampai puluhan meter

d.      Untuk perikanan, rekreasi dan lain-lain, untuk perikanan dan lain-lain dapat memanfaatkan air sungai, air danau, air payau dan air laut sesuai dengan kebutuhan habitat dari organisme air tertentu Peraturan Pemerintah Indonesia No. 20 tahun  1990 tentang

Pengendalian Pencemaran Air menetapkan kriteria kualitas air yang dapat diterima untuk

§   Golongan A       : Air yang dapat digunakan sebagai air minum secara langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu

§   Golongan A         : Air yang dapat  digunakan sebagai  bahan baku air minum

§   Golongan C         : Air yang dapat digunakan  untuk keperluan  perikanan dan peternakan.

§   Golongan D       : Air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian, dan dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri dan pembangkit listrik tenaga air.

Air merupakan pelarut yang paling baik dan berperan penting dalam segala bentuk reaksi kimia dan biologis. Air terdapat dalam berbagai bentuk seperti bentuk padat, cair dan gas. Molekul air terdiri dari atom hidrogen dan atom oksigen yang membentuk ikatan dipol dan mempunyai gaya tank menarik yang sangat kuat. Adapun rumus molekul air adalah H₂O dengan berat molekul sebesar 18,01.

BAB    III PENUTUP.

Distribusi  dan volume air  yang terbesar  adalah air tawar (1979) dibumi  yang terbesar adalah  Gletser (Es Kutub) (77.23 %)

Pemanfaatan air sangat  banyak  antara lain. Kebutuhan domestik pertanian Industri dari perikanan 

DAFTAR PUSTAKA

Baris . T.A. 2002 Pengantar Limnologi.

MODUL 4

Judul         : SIKLUS HIDROLOGI

BAB    I     PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Air  merupakan  salah satu  senyawa kimia yang terdapat di alan secara  berlimpah-limpah . Tetapi  tidak semua  dapat dimanfaatkan   secara langsung  (97% ) dari  3 %  air yang tersisa  , 2 %  yang tersimpan   sebagai  gunung Es, (Gletser  Air yang benar-benar tersedia untuk keperluan manusia hanya  0,62  % meliputi   air  yang terdapat  di danau , sungai  dan air tanah  air tawar yang tersedia   mengalami  siklus  hidrologi  Pergantian total  (receplement) air sungai berlangsung   sekitar  18-10 tahun  penggantian uap air  yang terdapat di atas atmosfer   berlangsung selama 12 hari  dan penggantian  air tawar  (deep ground water)  membutuhkan  waktu ratusan  tahun. (Miller, 1992)

B.     Ruang Lingkup Isi

1.      Pengertian Siklus hidrologi

2.      Proses Siklus Hidrologi

3.      Peranan siklus hidrologi 

C.    Kaitan Modul 

Modul ini  merupakan modul  ke 4 dari  modul Limnologi

D.    Sasaran Pembelajaran

1.      Menjelaskan Pengertian siklus Hidrologi

2.      Menjelaskan Pengertian Siklus Hidrologi

3.      Proses Hidrologi

BAB    II    PEMBAHASAN

1.      Menjelaskan  Pengertian  Siklus Hidrologi 

Siklus  hidrologi  adalah  sirkulasi  air yang  tidak  pernah  berhenti  dari atmosfer  ke Bumi   dan kembali  ke atas atmosfer  melalui kondensasi  , poresipitasi   evaporasi  dan transpirasi

2.      Proses Siklus Hidrologi 

Siklus hidrologi air tergantung pada proses Evaporasi  dan presipitasi. Air yang terdapat dipermukaan  bumi berubah  menjadi   uap air dilapisan atmosfer  melalui  proses  evaporasi   (Penguapan)  air sungai, danau  dan laut  serta evapotranspirasi  (Penguapan)  air oleh  tanaman  uap air  bergerak   ke atas  hingga  membentuk   awan yang  dapat   berpindah karena tiupan  angin , ruang  udara yang  mendapat akumulasi uap air secara kontinu   akan menjadi jenuh. Oleh pengaruh udara dingin  dalam lapisan atmosfer uap air  tersebut mengalami sublimasi   sehingga butiran   butiran uap air membesar   dan akhirnya   jatuh sebagai hujan    zat yang bersifat higgroskopis  (menyerap air)  dapat mempercepat  integrasi  pengikatan molekul  uap air menjadi air Didaratan sekitar 50 % air  yang  diperoleh  melalui presipitasi  akan  mengalami evaporasi  dan sisanya  tersimpan  didaratan, sungai, atau air tanah.  Air yang jatuh sebagai  hujan tidak semuanya dapat mencapai permukaan tanah  sebagian tertahan oleh vegetasi  dan bangunan sebagian air  yang mencapai permukaan  tanah akan masuk kedalam  tanah dan menjadi air tanah  melalui,…………………….. sebagian lagi  mengalir  ke badan air  sebagai  air permukaan (Effendi, H)

3.      Peranan Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi   mempunyai   peranan  penting  selain  dalam pemurnian   alami juga   berfungsi untuk   mempertahankan  jumlah air   permukaan bumi   secara umum   tetap, yang  sekaligus  dapat  mempertahankan   jumlah air permukaan  bumi secara  umum  tetap , yang  sekaligus  dapat  mempertahankan   kehidupan makhluk hidup.

BAB    III  PENUTUP

Air tawar  yang tersedia  selalu  mengalami  siklus  hidrologi   melalui  evaporasi/transpirasi, infiltrasi Perkolasi  dan air  permukaan . siklus hidrologi   mempunyai  peranan yang  penting

DAFTAR PUSTAKA

Effendi. H Telaah Kualitas air  Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan perairan.

MODUL 5

JUDUL          : Struktur       (Zonasi dan Tipeologi) Ekosistem air

BAB    I     PENDAHULUAN

A.    Latar belakang

Ekosistem air  tawar  merupakan  sumber daya air  yang paling ……. Dan murah  untuk kepentingan domestik  dan industri  . Dibanding  air laut  Ekosistem  air tawar mempunyai struktur  meliputi Zonase dan  Tipeologi) yang  berbeda  dengan perairan laut  Zonasi ini   di daerah  atas  intensif cahaya, kekelan, suhu, dan tipologi, berdasarkan pergerakan anu.

B.     Ruang Lingkup Isi

1.      Zonase perairan tawar

2.      Tipeologi  perairan tawar

C.    Kaitan Modul

Modul ini merupakan modul ke 5 dari modul limnologi 

D.    Sasaran Pembelajaran  Modul

1.      Menjelaskan zonase  perairan  tawar

2.      Menjelaskan tipologi perairan tawar

BAB    II    PEMBAHASAN

                   Zonase  Danau (Prairan Tenang)

A.    Zonase Benthos (Zonase dasar)

1.      Supralitoral  adalah wilayah  dipinggir   danau  yang  masih  terkena pengaruh danau , biasanya berupa  daratan yang  kadangkala tergenang air jika volume air danau meningkat

2.      Litoral adalah  wilayah   pinggir danau  yang  di hangat dengan batuan dasar berukuran relatif  besar dan  cahaya   matahari  mencapai   dasar perairan 

3.       Litoral merupakan  wilayah  yang  mendapat   pengaruh  pertama  kali  jika  terjadi  erosi pada 

4.      Sub Litoral adalah wilayah  litoral , dengan  batuan dasar berukuran  lebih kecil  dan cahaya matahari   sudah berkurang. 

B.     Zonase kolom air  atau open water

1.      Limnetik. (Pelogita) adalah  wilayah  perairan  yang  sudah  tidak  banyak  mendapat  pengaruh  dari tepi  dan dasar  perairan   

2.      Tropogenik yaitu kolom air dari permukaan  yang  memiliki  aktivitas fotosintesis  intensif hingga   kedalaman dimana aktifitas  fotosintesis  sangat sedikit

3.      Tropolitik , wilayah   yang  berada   dibawah  tropogenik  aktivitas respirasi dan dekomposisi  dominan , sedangkan  fotosintesis  sudah tidak ada  

4.      Kompensasi adalah antara  tropolitik   dengan  tropolitik , aktivitas  fotosintesis   sama dengan respirasi 

1.      Tipologi  Ekosistem Air ( In Land Water)

Ekosistem  air yang  terdapat  di daratan  (In Land Water)  terbagi 2 yaitu

1.      Perairan lentik  (Lentik Water)  disebut  sebagai  perairan  tenang  misalnya  danau , rawa, waduk , Situ, Telaga perairan tergenang  (lentik) khususnya danau , biasanya  mengalami stratifikasi   secara vertikal akibat perbedaan intensitas cahaya dan perbedaan pada kolon air  yang terjadi secara  vertikal Danau dicirikan dengan arus yang sangat  lambat  (0.001-0.01m/detik) atau tidak  ada arus  sama sekali. Arus  air di danau  dapat  bergerak  ke berbagai  arah. Dan terjadi  akumulasi  massa air dalam periode waktu yang lama.,

2.      Perairan . Lotik  (lotic Water)  disebut  sebagai perairan   berarus deras misalnya sungai, kali, kanal, parit. Umumnya  kecepatan  yang  tinggi  disertai dengan perpindahan massa air  yang  berlangsung  sangat cepat ( Barus, T.A. 2002)

Sungai dicirikan  oleh  arus  yang  searah  dab relatif  kencang  dengan kecepatan berkisar  antara 0.1 – 1.0 m/detik, serta sangat  dipengaruhi  oleh waktu. Iklim  dan pola drainase. Tidak terjadi   stratifikasi   vertikal  kolom air . Klasifikasi  perairan  lotik   dipengaruhi  oleh  kecepatan  arus  atau   pergerakan air  , pada sedimen dasar, erosi dan  sedimentasi. Kecepatan arus sangat dipengaruhi oleh  jenis bentang   alam ( Lands Cape) Jenis batuan dasar dan   Curah hujan  . Semakin rumit   bentang alam, semakin  besar ukuran  batuan  dasar  dan bentang  alam , semakin   banyak curah hujan  . Pergerakan air semakin   kuat  dan kecepatan arus  semakin cepat.

BAB    III  PENUTUP

                   Ekosistem  air  yang  terdapat  didaratan secara  umum dibagi  2 yaitu  perairan lentik sebut perairan   tenang  dan perairan  lotik  disebut  perairan berarus deras.

DAFTAR PUSTAKA

1.      Barus.. T.A 2002. Pengantar  Limnologi 

2.      Effendi  H. Telaah  kualitas air   Bagi pengelola  sumber daya  dan lingkungan perairan .

MODUL 6

JUDUL        :  JENIS  DAN SIFAT HIDUP  ORGANISME  PERAIRAN TAWAR

BAB    I     :    PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang 

Dalam  perairan terdapat   kehidupan organisme   yang  hidup di air   tawar pada umumnya   telah beradaptasi. Ciri-ciri ekosistem  air tawar antara lain   suhu tidak menyolok , penetrasi   cahaya kurang dan terpengaruh oleh iklim   dan cuaca.

B.     Ruang  Lingkup

1.      Jenis dan  sifat  hidup   organisme  air tawar

C.    Kaitan Modul

Modul ini  menanyakan  Modul  ke 6 dari  modul  Limnologi

D.    Sasaran Pembelajaran Modul

1.      Jenis dan sifat  hidup  organisme  air tawar 

BAB    II    PEMBAHASAN

1.      Jenis  dan Sifat Organisme air tawar

Berdasarkan bentuk kehidupan habitat dan kebiasaan hidupnya, maka Jenis  Organisme  digolongkan menjadi :

a.       Plankton  adalah  organisme   air  yang hidupnya   melayang –layang  dan pergerakan nya  sangat   dipengaruhi  oleh gerakan air 

b.      Bentos. Adalah  organisme  yang  hidup pada   substrat  dasar perairan

c.       Nekton yang   merupakan kelompok  organisme  air  yang  mampu  bergerak   bebas

Contoh :  Ikan

d.      Pleuston  merupakan  keseluruhan  organisme  yang  melayang  dipermukaan  air.

Contoh  : Pistia  

e.       Neuston adalah   keseluruhan kelompok  mikroorganisme   yang  hidup   pada permukaan suatu perairan (Algae, bakteri dan Protozoa)

Hyponeuston yang  hidup pada   bagian permukaan  air sebelah dalam

Contoh :  Hydra, Planaria

Epinpuston  yang   hidup  pada  permukaan dan terkena  langsung  udara  bebas

Contoh :Vellidex

f.       Pagon adalah  keseluruhan  organisme  air yang  mampu  hidup dalam kondisi perairan  yang membeku  . Terutama  organisme  yang  terdapat  di daerah   Musim  empat  atau  beriklim sedang.

Pada air mengalir terdapat beberapa adaptasi organism sebagai berikut :

a.       Melekat permanen pada substrat yang tetap misalnya batu dan tanaman

b.      Mempunyai alat kait tau penghisap untuk melekat pada tempat yang licin

c.       Permukaan bawah tubuh dapat dipakai untuk melekat. Beberapa jenis hewan dapat melekat pada dasar dengan perantaraan bagian tubuh yang lekat seperti golongan siput dan cacing pipih.

d.      Bentuk badan stream line. Insekta, larva, dan ikan mempunyai bentuk tubuh menyerupai telur yang membulat di depan dan membulat di belakang untuk mengurangi tekanan air.

e.       Bentuk tubuh pipih. Hewan di perairan mengalir mempunyai bentuk tubuh pipih agar mudah bersembunyi di bawah batu

f.       Rheothaksis positif. Organisme Air mengalir selalu berusaha berenang menentang arus berbeda_; dengan organism perairan tenang yang bila diletakkan di perairan tenang yang bila diletakkan di perairan mengalir selalu mengikuti arus.

g.      Tigmotaxis positif. Organism perairan lotik mempunyai kecenderungan bergantung dan menempel pada permukaan

BAB    III  PENUTUP

                   Pada Setiap  perairan  tawar  terdapat   organisme  yang jenis  dan sifatnya  sesuatu  yang  habitat perairannya.

DAFTAR PUSTAKA

1.      BERAS T.A 2002 . Pengantar limnologi

2.      Gold man. C.R. and Horne. A.J. 1983 Limnologi

MODUL 7

JUDUL        :  Berat Jenis, Sifat Anomali  Air  Kekentalan dan Tegangan Permukaan

BAB    I     :    Pendahuluan

A.    Latar Belakang

Air  mempunyai  kemampuan   didalam  menyerap  panas  dan mempunyai  berat  jenis – berat jenis  air suling  ialah  775  kali lebih besar  daripada   (0^o C. 760 mm/Hg)  dan pengaruhnya  terhadap   daya  apung  suatu benda   lebih  besar    dari pada berat jenis  air. Anomali  adalah suatu  penyimpangan  atas  keadaan  aturan  dan bentuk   atau pola  yang   normal. Monoli  air adalah   volume air   yang  menyusut  dan memuai  pada   derajat  tertentu  kekentalan   air akan menentukan  kebiasaan  hidup morfologi  dan penggunaan  energi   oleh  hewan   air dan merupakan   penghalang   besar bagi  pergerakan karena kekentalan  ini adalah  kira-kira 100 kali  lebih besar  dari pada  udara maka  hewan-hewan air  mengetahui   tahanan   yang  lebih  besar  daripada  yang  diperlukan  oleh hewan –hewan   yang  hidup  di udara

B.      Ruang Lingkup  Isi

-          Berat Jenis

-          Sifat anomaly air

-          Kekentalan air

-          Tegangan Permukaan

C.    Kaitan  Modul

Merupakan modul   ke 7 dari Modul Limnologi

D.    Sasaran Pembelajaran Modul:

-          Menjelaskan Berat Jenis

-          Menjelaskan   Sifat  Anomali  Air

-          Menjelaskan  tegangan Permukaan air

BAB    II    PEMBAHASAN

A.    Faktor-Faktor Yang  Mempengaruhi Berat Jenis :

1.      Suhu

Air mempunyai  sifat  bahwa   berat  jenisnya  tidak  terus  turun dengan  menurunnya  suhu, tetapi  mencapai   harga

2.      Tekanan

Pada tekanan  yang lebih tinggi suhu suhu dari berat jenis maksimum  berkurang. Kenaikan tekanan sebesar sepuluh atmosfir (kira kira 100 M dibawah permukaan) suhu dari berat jenis maksimum 0.1, ^oC.

3.      Bahan –Bahan  Terlarut

Berat Jenis bertambah  secara  linear  dengan  bertambahnya  bahan-bahan  terlarut  (kadar Bahan-bahan terlarut)  di perairan  tawar antara salinitas )

Kadar bahan bahan  terlarut  di perairan  tawar antara 0,01 – 1,0 g/ . Umumnya 0,01-0,05 g/ . Perbedaan  salinitas  danau  jarang  melebihi  0,1 g/   sehingga  variasi  berat jenis  maksimum yaitu berkurang  0,213^oC Untuk  kenaikan sebesar 1%_o  (ppt) Jika dilaut  salinitas 25 permil maka  suhu  berat maksimum  adalah 3,94 – (0.213 X 3.5) = -3.52 ^oC

B.     SIFAT ANOMALI AIR

Salah satu sifat air yang penting terutama bila dikaitkan dengan fungsinya sebagai habitat organisme air adalah bahwa air pada temperatur 4 °C akan mempunyai kerapatan maksimum atau dapat juga disebut mempunyai bobot paling maksimum. Pada temperatur lebih rendah dari 4 °C, bobot air semakin ringan, demikian juga apabila temperatur air lebih besar dari 4 °C, bobot nya akan semakin ringan (Gambar 3.1). Sifat ini disebut sebagai sifat anomaly air dan ternyata mempunyai arti yang sangat penting bagi kehidupan organisme air.

Dalam suatu ekosistem danau di daerah yang beriklim sedang akan terjadi proses pembekuan air permukaan pada saat musim dingin tiba, akibat dari temperatur udara yang sangat rendah. Hal ini akan menyebabkan tertutup nya lapisan permukaan danau oleh salju dan lapisan es yang keras, sementara pada lapisan air yang lebih dalam umumnya mempunyai temperatur yang lebih tinggi (mendekati nilai sebesar 4 °C) dibandingkan dengan temperatur permukaan, sehingga tidak mengalami pembekuan. Dengan demikian organisme air dapat bertahan hidup  didalamnya . Keadaan ini dapat terjadi  akibat  dari sifat  anomali air pada saat membeku  temperatur  air  akan mencapai  0^o C. Sesuai  dengan sifat  anomali air  maka  air tersebut   bobotnya  lebih ringan  sehingga   akan berada pada lapisan  permukaan , sementara   air yang   lebih hangat   akan mempunyai bobot yang  lebih besar , sehingga akan berada pada  lapisan air yang  paling dalam   sifat  air juga yang  menyebabkan terjadinya stratifikasi   termal pada  suatu ekosistem  dengan daerah  terjadinya   yang  panas sepanjang tahun, ataupun pada ekosistem danau di daerah yang  beriklim   sedang  pada saat   musim panas   

C.    (Viscosity (Kekentalan)

Kekentalan air  merupakan akibat dari tahanan  gesekan  yang  ditimbulkan  oleh suatu  zat cair  pada benda –benda    yang bergerak . Besarnya  sebanding  dengan  luas permukaan  yang  berhubungan  dengan air , kecepatan   dalam konstanta yang  bergabung   kepada suhu  dan sifat  zat Cair  kekentalan dipengaruhi  oleh:

-          Suhu

Jika suhu  naik maka kekentalan   menurun  kekentalan  air pada 0 ^oC  adalah   dua kali  lebih besar  daripada 25 ^oC adalah  dua kali  lebih cepat dari pada  suhu O ^o C.

-          Luas Permukaan benda yang  berhubungan dengan air 

-          Kecepatan  gerakan air   yang bergerak 

-          Konstanta yaitu  suatu bidang  tertentu  dimana bidang  itu tergantung  pada zat cair.

Pengaruh Perubahan kekentalan terhadap  perairan  yaitu 

-          Mempengaruhi  kelangsungan  hidup biota perairan 

-          Mempengaruhi   morfologi biota   perairan 

-          Mempengaruhi   penggunaan energi  biota  perairan.

D.    Tegangan Permukaan (Surface Tension)

Tegangan  permukaan  adalah tahanan adalah  tahanan antar molekul air yang tidak simetris dan dibawah  permukaan air . Tegangan permukaan ini berkurang  dengan   pertambahan suhu atau  bahan organik, Sedangkan penambahanya disebabkan  oleh garam-garaman

BAB    III  PENUTUP

Sifat  fisik  perairan seperti  berat jenis, amanah  tekanan dan tegangan  permukaan. Merupakan anti  yang  sangat penting  bagi kehidupan  organisme  air

DAFTAR PUSTAKA

1.      Amin   : Air sebagai  Lingkungan. Bagian pertama

2.      Barus.T.A. 2002. Pengantar Limnologi

MODUL 8

JUDUL        : Radiasi matahari, kecerahan, kekeruhan, warna perairan kandungan energi dan kemanfaatan daun.

BAB    I     PENDAHULUAN.

A.    Latar belakang.

Radiasi matahari menentukan intensitas dan kualitas cahaya pada suatu kedalaman dan suhu cahaya matahari merupakan sumber semua kehidupan jasad perairan. kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan nilai kecerahan dinyatakan dalam setiap meter. Sedang kekeruhan dinyatakan dalam satuan unit turbiditas yang setara dengan 1 mg liter S1 0 2 warna perairan pada umumnya disebabkan oleh partikel kolad bermuatan negatif, sehingga penghilangan warna diberi penambahan koagulah. Yang bermuatan positif. Seperti besi. Terjadinya kandungan energi pada suatu perairan oleh karena adanya stratifikasi suhu dan berat jenis setiap perairan mempunyai suatu kandungan panas tertentu. Kemantapan danau adalah usaha yang perlukan untuk menaikan titik berat suatu perairan dengan usah untuk mengangkat berat air sejauh perbedaan kedua titik tersebut berat.

B.     Ruang Lingkup Isi

1.      Radiasi matahari

2.      Kecerahan

3.      Kekeruhan

4.      Warna perairan

5.      Kandungan energi

6.      Kemantapan danau.

C.    Kaitan Modal.

Modal ini merupakan modal ke 0 dari modal likunologi

D.    Sasaran pembelajaran

1.      Menjelaskan radiasi matahari

2.      Menjelaskan kecerahan

3.      Menjelaskan warna perairan

4.      Menjelaskan kandungan energi

5.      Menjelaskan kemantapan danau

BAB    II    PEMBAHASAN

A.    Radiasi matahari

Radiasi matahari yang dapat mencapai permukaan bumi + 1350 Joule / detik / m2 ( watt ), kecepatan berkisar 186.000 m/detik ( 299. 790 Km/detik). Panjang gelombang 150 Mm – 3200 Mm. cahaya yang mencapai permukaan bumi dan perairan terdiri atas cahaya yang langsung ( direct ). Berasal dari matahari dan cahaya yang disebarkan ( diffuse ) oleh awan, jumlah radiasi yang mencapai permukaan perairan sangat dipengaruhi oleh awan. Ketinggian dan permukaan laut (altitude ), letak geografis dan musim.

Penetrasi cahaya kedalam air sangat dipengaruhi oleh intensitas  dan sudut datang cahaya, kondisi permukaan air dan bahan yang terlarut dan tersuspensi didalam air.

Cahaya matahari yang mencapai permukaan  perairan tersebut sebagian sebagian diserap  dan direfleksikan kembali semakin kecil sudut datang cahaya, semakin banyak cahaya yang dipantulkan. Intensitas cahaya yang masuk kedalam kolam air semakin berkurang bertambahnya kedalam perairan. Cahaya yang mencapai perairan akan diubah menjadi energi panas. Air memiliki sifat panas yang tinggi. Hal ini berarti bahwa energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu air sebesar 10c lebih besar dari energi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu mata air lain sebesar 10c.

Cahaya merupakan sumber energi utama dalam ekosistem perairan mempunyai fungsi utama yaitu :

1.      Memanasi air sehingga terjadi perubahan suhu dan berat jenis dan menyebabkan terjadinya percampuran massa dan kimia air. perubahan suhu jaga mempengaruhi tingkat kesesuaian perairan sebagai habitat bagi suatu organisme akuatik karena setiap organisme aquatic memiliki kebaran suhu, minimum dan maksimum bagi kehidupannya

2.      Merupakan sumber energi bagi proses foto sintesis algae? Dan tumbuhan air.

3.      Mempengaruhi tingkah laku organisme aquatic alque planktonik menunjukan respon yang berbeda terhadap perubahan intensitas cahaya.

B.     Kecerahan

Kecerahan adalah ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan alat bantu yang disebut secchi di SC. nilai kecerahan dinyatakan dalam satuan meter. Nilai sangat dipengaruhi oleh keadaan neraca, waktu pengukuran, kekeruhan, padatan, tersuspensi dan ketelitian orang yang melakukan pengukuran. Kecerahan dapat digunakan untuk menduga kepadatan plankton baik kekeruhan perairan terutama disebabkan oleh plankton.

C.    Kekeruhan

Kekeruhan menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air. kekeruhan disebabkan adanya bahan organik dan organik yang tersuspensi dan terlarut ( misalnya lumpur dan pasir halus ), maupun bahan organik dan organik yang berupa plankton dan mikroganisme lainnya. Menurut Lioyd ( 1985 ), peningkatan nilai turbiditas pada perairan dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13 13% - 50% produktifitas primer. Peningkatan turbiditas 5 NTU di danau dan sungai dapat mengurangi produktifitas primer berturut turut sebesar 75%  dan 3 % - 13%. Tinggi nilai padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi. Akan tetapi, tingginya padatan terlarut tidak selalu diikuti dengan tingginya kekeruhan. Misalnya, air laut memiliki nilai padatan terlarut tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi. Kekeruhan pada perairan yang tergenang ( lentik), misalnya danau, lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel-partikel halus, sedangkan kekeruhan pada sungai yang banjir lebih banyak disebabkan oleh bahan–bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar, yang berupa lapisan permukaan tanah yang terbawah oleh aliran air pada saat hujan. Kekeruhan yang tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi, misalnya pernafasan dan daya lihat organisme akuatik, serta juga mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air.         

D.    Warna perairan

Warna Perairan biasanya dikelompokkan menjadi dua, yaitu warna sesungguhnya (rue color) dan warna tampak (apparent color). Warna sesungguhnya adalah warna yang hanya disebabkan oleh bahan-bahan kimia terlarut. Pada penentuan warna sesungguhnya, bahan-bahan tersuspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan dipisahkan terlebih dahulu. Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut, tetapi juga oleh bahan tersuspensi.

Warna perairan ditimbulkan oleh adanya bahan organik dan bahan anorganik; karena keberadaan plankton, humus, dan ion-ion logam (misalnya besi dan. mangan), serta bahan-bahan lain. Adanya oksida besi menyebabkan air berwarna kemerahan, sedangkan oksida mangan menyebabkan air berwarna kecokelatan atau kehitaman. Kadar besi sebanyak 0,3 mg/liter dan kadar mangan sebanyak 0,05 mg/liter sudah cukup dapat menimbulkan warna.

Pada perairan, kalsium karbonat yang berasal dari daerah terkapur menimbulkan warna kehijauan pada perairan. Bahan-bahan organik, misalnya tanin, lignin, dan asam humus yang berasal dari dekomposisi tumbuhan yang telah mati menimbulkan warna kecokelatan,

 Warna dapat diamati secara visual (langsung) ataupun diukur berdasarkan skala platinum kobalt (dinyatakan dengan satuan PtCp), dengan membandingkan warna air sampel dan warna standar. Air yang memiliki nilai kekeruhan rendah biasanya memiliki nilai warna tampak dan warna sesungguhnya yang sama dengan standar kontensitas warna cenderung meningkatnya nilai pH.

Perairan alami tidak berwarna. Air dengan nilai warna lebih kecil dari PtCo biasanya tidak memperlihatkan warna yang jelas. Air yang berasal dari rawa-rawa yang biasanya berwarna kuning kecokelatan hingga kehitaman memiliki nilai warna sekitar 200 - 300 PtCo karena adanya asam humus (Mc Neely et al., 1979).

Warna dapat menghambat penetrasi cahaya ke dalam air dan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis. Untuk kepanitiaan keindahan, warna air sebaiknya tidak melebihi 15 PtCo. Sumber air untuk kepentingan air sebaiknya memiliki nilai warna antara 5 - 50 PtCo, Perbedaan warna kolom air menunjukkan indikasi bahwa semakin dalam perairan, setinggi nilai warna karena terlarut nya bahan organik yang  terakumulasi di dasar  perairan.

Warna perairan pada umumnya disebabkan oleh partikel koloid bernegatif, sehingga penghilangan warna di perairan dapat dilakukan penambahan koagulan yang bermuatan positif, misalnya aluminium dan besi . Warna perairan juga dapat disebabkan peledakan (blooming) fitoplankton (algae). Fenomena peledakan salah jenis algae inilah yang menyebabkan perairan memiliki warna yang itu berbeda dengan perairan di sekitarnya. Kondisi seperti ini di perairan dikenal dengan istilah red tide. Di perairan laut, jenis algae yang mengalami peledakan pertumbuhan biasanya berasal dari filum Dinoflagellata, sedangkan di perairan tawar biasanya berasal dari filum Cyanophyta. (Effendi H)

E.     Kandungan Energi

Kandungan  energi   yang  diakibatkan  oleh adanya  stratifikasi  suhu dan berat jenis  penting  bagi hampir   semua masalah  mengenai hidrografi maupun  jasad-jasad di danau .

Setiap  perairan  mempunyai  suatu kandungan panas tertentu. Panas  ini diterima  danau  dan diberikan  ke sekelilingnya  pada  waktu pendinginan. Untuk daerah  iklim sedang , penambahan  panas  sampai suhu t^oC.

Cara menghitung nya adalah  dengan menggunakan  peta  contour  danau. Volume  tiap lapisan  dihitung , dikalikan  dengan suhu  rata-ratanya  dan dijumlahkan   (jika suhu 0^oC dipakai  sebagai dasar )  jika kandungan panas tersebut dibagi  dengan luas   permukaan  dan dipakai   untuk membandingkan  sifat-sifat  panas berbagai   danau.

Kandungan panas suatu danau sangat besar  sebagai contoh adalah danau lunzer –bawah  yang  relatif  kecil (Luas Permukaannya 0.68 Km²) dan volume   13.6 X 10⁶m³.

Kandungan panas terkecil pada musim dingin adalah  sebesar 40x10 ⁶ ton  kalori   dan maksimum   pada musim panas   sebesar 160 x 10⁶  ton kalori  , dan  besarnya sama dengan  pembakaran  15.000 ton  batu bara berkualitas tinggi . Jadi dapat disimpulkan  bahwa apabila danau-danau yang besar  dapat  mempengaruhi  iklim  setempat  pada saat  diinginkan.

 Kemantapan Danau

Bentuk  energi  lainnya  yang penting  adalah  energi mekanis. Energi  ini   terdiri   dari  energi  kinetis   dalam  pergerakan  air dan  energi   potensial   dari  keadaan dimana   air  lebih  ringan   berada  diatas  yang  lebih  berat   Energi  potensial   ini,   yaitu energi yang  diperlukan  untuk  suatu  stratifikasi   tertentu,   besarnya   sama dengar   usaha  yang dilakukan angin untuk mengganggu stratifikasi hingga   seluruh  masa   air mempunyai   suhu  yang  homogen   (saroa). Usaha   ini menunjukkan kemantapan stratifikasi,   tahanan suatu stratifikasi  untuk menahan pengaruhi pengadukan angin

Titik  berat   suatu  perairan yang  berada  dalam keadaan stratifikasi  terletak  lebih  dalam daripada  yang  tidak  dalam kea­daan .stratifikasi.     Kali  ini   disebabkan  karena   lapisan  yang mempunyai   berat   jenis   lebih  besar terletak  dibawah.     Jadi Kemantapan dapat  didefinisikan menjadi   usaha  yang diperlukan untuk menaikkan  titik   berat   tertentu   ke   kedudukan  semula   dan besarnya   sama   dengan  usaha   untuk mengangkat berat air seluruh danau  sejauh perbedaan kedua  titik  sangat   berat.

Untuk memudahkan  perhitungan diambil  asumsi-asumsi   berikut ini.     Danau  dianggap  mempunyai  dinding  yang  tegak  dan  stra­tifikasi   suhu   kolom  air  adalah   sedemikian  rupa   sehingga   pads kedalaman   z   terdapat   perubahan  suhu   yang   tiba-tiba   dengan   suhu yang   uniform  t₁     di   atas   dan  t₂   di   bawahnya   dengan   berat   jenis D₁     dan   D₂   (Gbr  9).      Titik   berat   S₀     (tidak  dalam  keadaan   stratifikasi)   terletak  pada  kedalaman h  dan  dalamnya   secara   keseluruhan   2h.      untuk   dapat   .mengadakan sirkulasi,   kelebihan berat   di   lapisan   bawah  harus   diangkat   sampai   titik   berat   S_o   Kelebihan   berat   ini   (D  -D.I   dlkalikan  dengan  tinggi  kolom air yang  dingin   (2h-z)   dan  elevasi  z/2.      Jadi Kemantapan  danau :

S : (D2-D1) (2h-z) x z/2

 

Untuk memudahkan gambaran volume air  yang  dingin disamakan dengan tingginya.   Dari Rumus tersebut  terlihat bahwa kemantapan bergantung  pada perbedaan   berat   jenis,   perbedaannya   lebih  beras  pada   suhu lebih   tinggi  dibandingkan  dengan  danau Altausseer (Australia)  dan Ranu Klindungan (Jatim) . Kedua  danau tersebut memperlihatkan  grafik suh yang hampir serupa , Suhu di danau  Altausseer ;   epilonmion  12,2   C,   hypolimnion 5,2°C (beda  7,0°C)   dan  di  Ranu  Klindungan   ;   31,4°C  dan  26,2°C   (beda 5,2°C).     Thermocline  di  kedua   danau tersebut   terletak  pada kedalaman  antara   5-10  m.  Kemantapan antara   kedalaman 0 - 40 m, di  danau  Altausseer  adalah  60  kg/m  di   permukaan  dan pada  Danau Ranu  Klindongan  sebesar  190  kg/m.

Dari   rumus   ternyata   pula   bahwa   jika   keadaan-keadaan lain sama,   maka   kemantapan mula-mula   bertambah  besar  dengan menurunnya metalimnion  (z bertambah)   dan mencapai harga maksimum jika metalimnion  terus  menurun,   kemantapan  akan  berkurang lagi  dan menjadi  nol   pada   z:2h. Untuk Kemantapan yang sebenarnya dari seluruh danau. Volume setiap lapisan dan kandungan   panasnya harus diperhitungkan. yang   sebenarnya  dari   seluruh  danau,   volume   setiap   lapisan  dan kandungan panasnya   harus   diperhitungkan

Perbedaan  kadar garam dapat  pula  mengakibatkan stratifikasi: lapisan-lapisan yang mempunyai  berat   jenis   yang  berbeda.  Hal  ini sering  terdapat   pada  danau-danau  garam  di daerah  gurun  pasir. Kemantapan yang  disebabkan oleh  kadar  garam dapat  mendesak kemantapan  yang  disebabkan  oleh  suhu.

BAB    III  PENUTUP

                   Cahaya disebabkan  oleh adanya  validasi  matahari  merupakan  sumber bagi  semua  kehidupan  jasad   perairan. Cahaya sangat  berhubungan   dengan  kecerahan, kemantapan   danau.

DAFTAR PUSTAKA

            Anonim . Air Sebagai  lingkungan . Bagian  pertama 

            Effendi H. Telaah  Kualitas  Air. Bagi  pengelolaan  Sumber daya dan Lingkungan Perairan.

    

 

MODUL 9

JUDUL        :  Suhu

BAB    I     :    PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Salah satu  sifat fisika   adalah suhu, perubahan suhu berpengaruh  terhadap  proses  fisika  , kimia dan biologi  badan air . Organisme  aquatik  memiliki kisaran suhu tertentu . (Batas atas dan bawah) yang  disukai  baik pertumbuhannya. Misalnya  algae  filum   chlorophyta  akan tumbuh  baik  pada  kisaran  suhu  20^o C. Kisaran  suhu  optimum  bagi  pertumbuhan . fitoplankton   di perairan adalah  20 ^oC – 30 ^oC. Suatu dinyatakan  dengan satuan  derajat  Celcius   (^oC).

B.     Ruang Lingkup Isi

1.      Pengertian  suhu 

2.      Faktor yang mempengaruhi suhu

3.      Stratifikasi suhu

4.      Kalsifikasin Danau berdasarkan keadaan suhu    

C.    Kaitan Modul 

Modul  ini merupakan  modul  ke  9 dari  modul Limnologi.

D.    Sasaran  Pembelajaran Modul

1.      Menjelaskan Faktor  : yang  mempengaruhi  suhu 

2.      Menjelaskan  stratifikasi  suhu

3.      Menjelaskan Klasifikasi  danau  berdasarkan suhu

BAB    II    PEMBAHASAN

1.      Suhu 

Suhu suatu  air  dipengaruhi  oleh  musim , lintang (latitude) ketinggian dari permukaan  laut  (Altitude ) waktu  dalam  hari , Sirkulasi  udara , penutupan  awan  dan aliran   hari , sirkulasi  udara, penutupan awan  dan aliran   serta  kedalaman badan air .

-          Peningkatan suhu  mengakibatkan  peningkatan viskosites, reaksi kimia,  evaporasi dan  Volatiksasi.

a.       Penurunan kelarutan  gas dalam air misalnya  gas O₂, CO₂, N₂, CH₂.

b.      Peningkatan kecepatan   metabolisme   dan respirasi organisme air.

c.       Peningkatan  konsumsi  oksigen. Peningkatan suhu  perairan  sebesar 10 ^oC menyebabkan  terjadinya peningkatan konsumsi  oksigen oleh organisme  aquatic  sekitar  2-3 kali  lipat

d.      Peningkatan dekomposisi   bahan organik   oleh mikroba.

2.      Stratifikasi Suhu

a.       Lapisan   Epilimnion (Lapisan bagian atas perairan  merupakan lapisan   yang  hangat  dengan  penurunan  suhu relatif   kecil 932 menjadi 28 ^oC)

b.      Lapisan Termoklin  yang  memiliki  penurunan  shu  cukup   tajam (dari  28 ^O C  menjadi 21 ^O C)

c.       Lapisan Hipolimnium, memiliki perbedaan shu  cukup kecil.

Danau-danau dapat diklasifikasikan  menurut keadaan suhunya, yaitu :

1)      Danau-danau Iklim Sedang, memperhatikan pergantian secara teratur dari massa stagnasi (stratifikasi direct atau inverse) dengan masa sirkulasi sempurna diantaranya.

2)      Danau-danau tropik, memperlihatkan stratifikasi direct dan suhunya tidak pernah lebih kecil daripada 4 ^oC.  Danau-danau ini mempunyai variasi suhu tahunan kecil, sehingga perbedaan suhu antara epilimnion dan  hypolimnion juga kecil.

3)      Danau-danau Subtropik, tidalk .memperlihatkan stratifikasi.  Siklus suhu tahunan danau-danau ini serupa dengan di danau-danau iklim sedang.

4)      Danau-danau Kutub (Polar), mempunyai  suhu dibawah 4o C dan stratifikasinya inverse.

Klasifikasi lain yang didasarkan pada banyaknya massa _:sirkulasi sempurna dalam setahun.  klasifikasi ini juga  menunjukkan tinggi tempat, letak  geografis (lintang) dan kedalaman , yaitu :

1)      Amiotik,  danau.-danau yang terlindung es dari pengaruh-pengaruh cuaca, dsb, seperti danau-danau di daerah kutub dan  pegunungan tinggi.

2)      Gold monomictic, dan danau-danau di daerah kutub yang mempunyai suhu tidak pernah melebihi 4 ^oC dalam setiap kedalaman_, pada musim dingin tertutup es dan memperlihatkan stratifikasi suhu inverse, sirkulasi hanya terjadi satu kali pada musim panas

3)      Dimictic, danau-danau yang memperlihatkan dua kali sirkulasi dalam setahun pada musim semi dan gugur, stratifikasi suhunya inverse pada musim dingin dan direct pada musirn panas, danau-danau ini terdapat di daerah iklim sedang dan didaratan tinggi di daerah subtropik.

4)      Warns monomictic, danau-danau ini terdapat di daerah sub-tropik yang suhu di setiap kedalaman tidak pernah lebih kecil  4°C, sirkulasi hanya terjadi sekali setahun pada musim dingin dan. stratifikasi nya direct pada

5)      Oligomictic, danau-danau yang mempunyai suhu lebih tinggi dari 4°C, sirkulasi jarang terjadi dan tidak teratur, terdapat didaratan rendah daerah tropik.

6)      Polymictic, danau-danau yang sering mengadakan sirkulasi, suhu rendah dan biasanya sedikit diatas 4°C, sifat khususnya dari pegunungan tinggi di daerah tropik.

BAB    III  PENUTUP

                   Dalam  perairan  suhu banyak  mempengaruhi  proses fisika , kimia  dab biologi perairqan .  proses  penyerapan suhu  pada lapisan   atas  dan bawah  yang berbeda  pada  menyebabkan  terjadinya  stratifikasi

DAFTAR  PUSTAKA

            Anonim. Air sebagai  lingkungan bagian pertama

Effendi. H.  Telaah  kualitas air  Bagi  Pengelolaan Sumber Daya  Lingkungan Perairan.   

MODUL 10

Judul :    Pergerakan Air

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Umumnya air danau bergerak sebagian atau seluruhnya. Pada perairan pergerakan air disebabkan antara lain perbedaan suhu mengakibatkan terjadinya sirkulasi panas. Aliran turbulensi merupakan sifat dari pergerakan danau.   

                B.    Ruang  Lingkup Isi

1.    Faktor yang menyebabkan pergerakan air

2.    Akibat pergerakan air

3.    Sifat pergerakan air

4.    Sistim arus

                 C.   Kaitan Modul

Modul ini merupakan modul ke 10 dari modul limnologi                  

                D.   Sasaran Pembelajaran Modul

1.    Menjelaskan faktor yang menyebabkan pergerakan air.

2.    Menjelaskan akibat pergerakan air

3.    Menjelaskan sifat pergerakan air

4.    Menjelaskan sistem arus

BAB II    PEMBAHASAN

Air danau pada umumnya bergerak sebagian atau seluruhnya.

A. Faktor-faktor yang mempengaruhi pergerakan air dapat disebabkan dari dalam dan luar danau misalnya perbedaan suhu, berat jenis, gaya gravitasi bumi, angin. Semakin kuat tiupan angin akan menyebabkan arus semakin kuat dan semakin mempengaruhi lapisan air.

B.   Akibat pergerakan air

-  Terjadinya sirkulasi panas, zat-zat terlarut, dan jasad hidup

C.   Sifat pergerakan air danau

Sifat pergerakan air danau adalah turbulensi yaitu suatu sistem molekul yang menyebabkan arah yang tidak teratur serta percepatan massa air. Bila gerak turbulensi menjadi besar disebut sistem arus.  

D.  Sistem arus

Sistem arus terdiri dari 2 yaitu :

1.   Sistem arus tidak periodik

Sistem arus ini adalah aliran air yang mempunyai satu arah. Pergerakan air ini disebabkan oleh perbedaan panas, pemasukan air sungai ke danau oleh angin. Angin merupakan faktor luar utama yang menyebabkan air bergerak. Pengaruhnya terus menerus secara langsung pada partikel-partikel air yang berada di lapisan atas terbawa oleh angin sehingga menyebabkan arus di permukaan searah dengan arah angin.

Hal ini menyebabkan air bertumpuk di tepi danau dan menekan massa air di bawahnya dan menimbulkan arus yang arahnya bertentangan dengan arus di permukaan.

Adanya pemasukan air sungai menimbulkan density current. Arus ini merupakan hasil dari pemasukan air sungai yang mempunyai berat jenis berbeda. Jika berat jenis air sungai lebih besar daripada air danau, maka air sungai itu akan mengalir ke atas dasar danau. Jika berat jenis air danau lebih besar daripada air sungai, aliran akan terdapat pada permukaan danau.   

2.   Sistem arus yang periodik

Kedalamannya termasuk dua sistim arus yang penting  yaitu :

1)    Gelombang permukaan dan

2)    Seiche

Angin dan faktor meteorologi ialah berpengaruh pada arus ini.

1. Curah hujan

2. Penguapan

3. kelembaban

4. suhu

5. kecepatan angin

6. intensitas 

Gelombang permukaan

Permukaan danau tidak rata. Tahanan terjadi antara permukaan dan angin yang berhembus dan menyebabkan gerak air. pergerakan ini merupakan fase pertama dalam pembentukan gelombang. Setelah itu suatu puncak terbentuk dan kecepatan angin yang bertambah cenderung untuk membentuk gelombang. Akhirnya suatu eddy terbentuk pada lereng yang menjalar dan memberikan tekanan pada punggungnya sehingga mempercepat gerak partikel dalam orbit gelombang.

Partikel air bergerak dalam bentuk lingkaran yang tegak lurus atau orbit, kembali pada kedudukan semula pada saat gelombang naik  turun. Garis tengah orbit dan kepadatannya berkurang dengan kedalaman.

Ketepatan angin dan waktu menekannya pada gelombang, menentukan besar gelombang. Untuk menghasilkan gelombang yang mempunyai amplitudo besar diperlukan waktu untuk merubah energi angin menjadi energi kinetis, dan potensial. Gelombang ruang juga diperlukan agar gelombang dapat mencapai amplitudo tertentu.

Pengaruh gelombang ini terbatas pada lapisan air yang paling atas dan tidak berpengaruh pada pemindahan massa air yang lebih besar. Yang penting dalam hal ini sampai berapa dalam gelombang permukaan berpengaruh. Partikel-partikel di lapisan bawah terpengaruh oleh osilasi. Walaupun diameter orbit cepat berkurang dengan kedalaman. Untuk setiap kedalaman yang besarnya sepersembilan kali panjang gelombang amplitudenya berkurang setengahnya. Pengaruh gelombang ini penting terutama dalam proses sedimentasi dan erosi yang dapat merubah morfologi dasar danau dan daerah pantai.            

Seiche

Seiche merupakan suatu sistim arus yang periodik, dimana lapisan air danau berisolasi pada satu atau beberapa simpul. Sistem arus ini menyebabkan perpindahan massa air yang lebih besar daripada gelombang permukaan. Pada gelombang, partikel air bergerak melalui jarak yang sama tetapi mempunyai fase yang berbeda. Pada gerak isolasi seiche, fase partikel air sama tetapi jarak yang ditempuhnya berbeda. Pada simpul sama sekali tidak  terdapat gerakan vertikal.

Yang menyebabkan seiche adalah kelebihan tekanan yang terdapat pada permukaan air. Tekanan ini dapat timbul karena variasi barometer setempat, angin atau hujan.

Angin yang berhembus di atas permukaan danau menyebabkan penumpukan air di tepi danau. Jika angin tiba-tiba berhenti, arus akan menjalar ke daerah permukaan rendah. Massa air tidak segera seimbang dan akan terjadi osilasi. Osilasi ini disebut seiche permukaan, yang akan berhenti karena kontak dengan dasar danau atau oleh kekuatan-kekuatan meteorologi.

Seiche dapat mempunyai satu simpul atau lebih. Biasanya periode dan letak simpul ditentukan oleh morfologi danau, seperti kedalaman, diameter dan bentuknya. Amplitudenya bergantung kepada sumber dan intensitas energi yang menyebabkan osilasi dan bentuk danau. Seiche melintang juga sering ditemukan, yang menyulitkan pengukuran.

BAB III   PENUTUP

Pergerakan air terdiri dari 2 sistem yaitu pergerakan air sistem arus tidak periodik dan sistem arus yang periodik. Pergerakan air disebabkan oleh beberapa perbedaan kondisi air seperti perbedaan berat jenis.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, Air Sebagai Lingkungan Bagian Pertama

Barns. T. A. 2002. Pengantar Limnologi

MODUL 11

Judul :    Oksigen Terlarut (O₂)

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Oksigen merupakan bahan yang penting dalam metabolisme jasad dan juga merupakan salah satu gas yang terlarut dalam perairan. Terjadinya kehidupan di perairan  sangat dipengaruhi oleh adanya kadar oksigen. Ikan dan organisme aquatik lain membutuhkan oksigen  terlarut dengan jumlah cukup. Kadar oksigen yang terlarut dalam perairan alami bervariasi tergantung pada suhu salinitas, turbulensi air dan tekanan atmosfer. Semakin besar suhu dan ketinggian (altitude) serta semakin kecil  tekanan atmosfer, kadar oksigen semakin kecil (Jefries dan Mills, 1996 dalam Hefni Effendi, 1986). Selain itu kadar oksigen juga berfluktuasi secara harian (diurnal) dan musiman tergantung pada percampuran (missing) dan pergerakan (turbulensi) massa air, aktivitas fotosintesis, respirasi, dan limbah (effluent) yang  masuk ke dalam air.  

                B.    Ruang  Lingkup Isi

1.    Pengertian oksigen

2.    Sumber oksigen

3.    Stratifikasi oksigen

4.    Peranan oksigen

5.    Faktor-faktor yang mempengaruhi oksigen

                 C.   Kaitan Modul

Modul ini merupakan modul ke 11 dari modul limnologi                  

                D.   Sasaran Pembelajaran  Modul

1.    Menjelaskan pengertian oksigen

2.    Menjelaskan sumber oksigen

3.    Menjelaskan strativikasi oksigen

4.    Menjelaskan peranan oksigen

5.    Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi oksigen

BAB II    PEMBAHASAN

1.   Pengertian oksigen

Oksigen terlarut (DO – Dissolved Oksigen) adalah jumlah mg/l gas oksigen terlarut dalam air.   

2.   Sumber Oksigen

Sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer (sekitar 35%) dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton (Novotry dan Olem, 1994).

Difusi oksigen dari atmosfer ke dalam air dapat terjadi secara langsung pada kondisi air diam (stagnant).

Difusi juga dapat terjadi karena agritasi atau pergolakan massa air akibat adanya gelombang atau ombak  dan air terjun. Namun, difusi oksigen dari atmosfer ke perairan berlangsung relatif lambat, meskipun terjadi pergolakan massa air.

Pada perairan lacustria (danau dan waduk) sumber oksigen merupakan hasil sampingan dari aktivitas fotosintesis. Pada proses fotosintesis, karbon dioksida direduksi menjadi karbohidrat dan air mengalami dehidrogenasi menjadi oksigen. Persamaan reaksinya adalah (Goldman C. R. and Horne A. 1983)

6 CO₂ + 6 H₂O             C₆ H₁₂ O₆  + 6 O₂

Di perairan danau juga oksigen lebih banyak dihasilkan oleh fotosintesis algae yang banyak terdapat pada mintaket epilimnia. Pada perairan tergenang yang dangkal banyak ditumbuhi tanaman air pada zona litoral, keberadaan oksigen lebih banyak dihasilkan oleh aktivitas fotosintesis tumbuhan air.

3.   Strativikasi Oksigen

Gambar Profil Sebaran Vertikal Oksigen Terlarut pada Kolam Air Perairan Tergenang (Danau) 

         

Jumlah mg/l

O­₂ à gas O₂ yang terlarut dalam air

Kadar O₂ di atm à 210 ml/L

      difusi O₂           sangat lambat

                     (35%)

                                                    tumbuhan air

Sumber O₂ à fotosintesis  

algae (fito)

(Danau)

·         Kadar O₂ di perairan tawar berkisar 15 mg/L pada suhu 0^oC dan 8 mg/L pada suhu 25^oC.

·         Perairan alami à kurang dari 10 mg/L   

STRATIFIKASI O₂

1.   Kurva atau grafik oksigen orthograde yaitu kadar O₂ hampir tidak berubah dalam seluruh kolom air. Terjadi pada perairan yang mengalami percampuran secara vertikal secara menyeluruh dari permukaan hingga dasar. Orthograde menggambarkan perairan yang oligotropik (miskin unsur hara dan produktivitas rendah, oksigen jenuh).

2.   Kurva atau grafik O₂ clinograde

Kadar O₂ berkurang dalam metalimnion dan hypolimnion dalam keadaan hampir sejajar dengan grafik suhu dan kadar O₂ bisa mencapai 0 mg/L.

Menggambarkan perairan Eutropik (kaya unsur hara, produktivitas tinggi).

Terjadi konsumsi O₂ secara intensif pada mintakat Epilimnion untuk mendekomposisi bahan organik yang berasal dari organisme yang telah mati seperti algae yang tumbuh melimpah pada perairan eutropik. 

3.   Kurva atau grafik Heterograde

Kadar O₂ berubah secara tidak uniform. Menggambarkan perairan yang eutropik. Terjadi pada perairan yang tenang, banyak ditumbuhi algae pada mintakat epilimnion.

Ketika matahari terik, algae cenderung menjauhi permukaan air ke kolom beberapa meter di bawahnya à fotosintesis sehingga O₂ lebih tinggi dari permukaan.

Kemudian menurun secara drastis karena dipakai untuk mendekomposisi algae yang telah mati dan bahan organik lainnya.

4.   Peranan Oksigen

Oksigen sangat dibutuhkan oleh organisme air dalam proses respirasi dan berkaitan dengan kelangsungan hidup organisme air tersebut.

Menurut Boyd 1988, kadar oksigen terlarut (mg/liter) kurang dari 0,3 dapat mengakibatkan sedikit jenis ikan yang dapat bertahan. Kadar oksigen 0,3 – 1,0 mg/liter dapat mengakibatkan kematian ikan. Kadar oksigen 1,0 – 5,0 mg/liter ikan dapat bertahan hidup, tetapi pertumbuhannya terganggu, sedangkan kadar oksigen di atas 5,0 mg/liter, hampir semua organisme air menyukai kondisi ini.

Di samping itu oksigen juga dapat meminimalkan daya racun yang ada di perairan. Semakin rendah kadar oksigen terlarut semakin tinggi toksisitas (daya racun) besi copper (tembaga), lead (timbal), sianida, hidrogen sulfida, dan amonia.

Oksigen terlarut juga dapat membentuk presipitasi (endapan) dengan besi dan mangan sehingga menimbulkan rasa tidak enak pada air sehingga untuk air minum sebaiknya nilai oksigen terlarut pada taraf jenuh. Kadar oksigen di perairan dimanfaatkan oleh mikroba untuk mengoksidasi bahan organik.

Berdasarkan kebutuhan ikan akan 02 untuk respirasi secara normal, ikan dapat dibedakan menjadi 4 kelompok :

(Wunder,1936)

1.      Ikan yang membutuhkan sangat banyak O2 dimana kebutuhan O2 yang normal sekitar 7-11 CC/L dan pada kadar 5 CC/L ikan mulai stres.

Contoh : Trout, Salmo trutta

             Minnow, Phoxinus phoxinus

2.          Ikan yang membutuhkan O2 banyak, tetapi dapat hidup pada O2 5-7 CC/L

Contoh : Gudgeon, Gobio gobio

             Borbot, Lota lota

3. Ikan yang membutuhkan kadar O2 yang sedikit = 4 CC/L

Contoh : Roach, Rutilus rutilus

             Ruff, Acerine Cernua

4. Ikan yang dapat hidup pada kadar 02 0,5 CC/L

Contoh : Carp

Organ tubuh yang digunakan untuk beradaptasi terhadap kandungan oksigen adalah insang, kulit, gelembung renang.

5.   Faktor-faktor yang mempengaruhi oksigen

a.   Suhu

Suhu sangat mempengaruhi kadar oksigen. Menurut Brown, 1987 peningkatan suhu sebesar 1^oC akan meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10^oC. (Brown, 1987). Dari hasil penelitian terdapat hubungan antara kadar oksigen terlarut jenuh dan suhu pada tekanan udara 760 mmHg.

Tabel 1. Hubungan antara oksigen terlarut jenis dan suhu pada tekanan udara 760 mmHg.

Di perairan tawar, kadar oksigen terlarut berkisar 15 mg/liter pada suhu ^oC dan 8 mg/liter pada suhu 25^oC.

b.   Salinitas

Salinitas juga mempengaruhi kadar oksigen dalam perairan. Semakin meningkat kadar salinitas maka kadar oksigen juga semakin berkurang. Oleh karena itu kadar oksigen di laut cenderung lebih rendah daripada kadar oksigen di perairan tawar (Tabel 2)

Tabel 2 : Hubungan antar kadar oksigen terlarut jenuh dan salinitas pada tekanan 760 mmHg.

Daya larut oksigen dalam air menurun dengan meningkatnya salinitas pada suhu 20^o 30^o daya larut oksigen menurun sekitar 0,008 mg/liter setiap kenaikan kadar garam 210 mg/liter di perairan laut kadar oksigen berkisar antara 11 mg/liter pada suhu ^oC dan 7 mg/liter pada suhu 25^oC (Mc Neely at al, 1974). Kadar oksiten terlarut pada perairan alami biasanya kurang dari 10 mg/liter.

c.   Tekanan air

Semakin tinggi tekanan air, kelarutan oksigen semakin rendah.

d.   Intensitas cahaya

Pada siang hari, ketika matahari bersinar terang, pelepasan oksigen oleh proses fotosintesisi yang berlangsung sangat intensif. Malam hari fotosintesis berhenti tetapi respirasi terus berlangsung. Kadar oksigen maksimum terjadi pada sore hari, sedangkan kadar minim terjadi pada pagi hari (Gambar 2).

Gambar 2. Fluktuasi harian oksigen terlarut pada lapisan eufrotik.

e.   Dekomposisi bahan organik dan oksidasi bahan anorganik

Dekomposisi bahan organik dan oksidasi bahan anorganik dapat mengurangi kadar oksigen terlarut hingga mencapai nol (anaerob).

BAB III   PENUTUP

Oksigen merupakan gas yang terlarut dalam perairan ikan dan organisme aguatik lain membutuhkan oksigen terlarut dalam jumlah yang cukup untuk proses metabolisme  

DAFTAR PUSTAKA

1.    Boyd, C. E, 1988. Water Quality in Warm Water Fish Pound. Fourth Printing. Auburn University Agricultural Experiment Stasion, Alabama USA 350.p.

2.    Cole, G. A. 1988. Textbook of Limnologi. Third Edition. Wareland Press Inc. Lilinosi, USA. 401 p.

3.    Effendi H. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan.

4.    Goldman, C. R. and Horne, A. J. 1983. Limnology. M. Graw – Hill, Book Company. 

MODUL 12

Judul         : Karbondioksida  (CO₂), PH, Alkalinitas, Kesadahan

BAB    I.    PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Karbon dioksida  (CO₂), pH, alkalinitas dan kesadahan merupakan    unsur  senyawa  kimia yang  berpengaruh dalam perairan.

Karbondioksida yang  terdapat dalam air   dalam bentuk gas merupakan hasil  dari  proses difusi  CO²  dari udara dan  hasil  proses  respirasi  organisme Aquatik.

PH. Menggambarkan   Konsentrasi   ini  hidrogen  apabila   perairan  itu  bersifat  asam. Basa, Alkalis, atau  netral.

Alkalinitas  menggambarkan  jumlah  basa  (Alkalinitas)   yang  terkandung    dalam air   yang  dapat  ditentukan  dengan filtrasi   asam kuat  (H₂SO₄) atau HCL) Sampai  pH tertentu  . Alkalinitas  juga disebut   sebagai daya  menggabung  asam  (DMA)  atau dijernihkan  disebut    dengan  Sower soft   Bindunng  Vermogen  (SBV)  yang  artinya kemampuan air dalam   menyerap asam garam   basa ini  berasal   dari  kation   cd₁ ^+p Mg^++, Na⁺, K⁺, NH₄ dan Fe ³⁺ atau Fe²⁺  yang  dapat  bereaksi  dengan  karbonat   (CO₃ ⁼)  bi carbonat   (CH CO₃) ataupun  hidroksi    (OH-)

Kesalahan  pada dasarnya  menggambarkan    kandungan  dengan  Ca⁺⁺ , MG ⁺⁺,dan Ion – ion   Polivalen   seperti   Al ³⁺ , Fe^3+, MM ⁺⁺,  Sr ⁺⁺ ,  Zn ⁺⁺ dan  H⁺  Yang  terlarut   dalam air  . Ration  tersebut  terutama  akan berikatan   dengan anion.  Bikarbonat,  atau sulfat  . Tetapi   karena hanya   C dan Mg yang  biasanya  terdapat dalam   jumlah banyak  diperairan    dan yang  lainnya (Widiagdo , 1992)

B.     Ruang Linkup  Isi

1.      Karbondioksida  

1.1.       Pengertian  karbondioksida

1.2.       Sumber    Karbon dioksida 

1.3.       Keterkaitan Karbon dioksida   

2.      pH

2.1.       Pengertian pH

2.2.       Klasifikasi  pH

2.3.       Pengartuh pH

3.      Alkalinitas  

3.1.       Pengertian  Alkalinitas 

3.2.       Sumber  Alkalinitas

3.3.       Faktor –faktor yang   mempengaruhi  kesadahan

4.      Kesadahan

4.1.       Pengertian Kesadahan

4.2.       Klasifikasi Nilai kesadahan

4.3.       Sumber Kesadahan

C.    Kaitan Modul

Modul ini merupakan  modul  ke 7 dari  modul Limnologi

D.    Sasaran Pembelajaran  Modul

1.      Menjelaskan  Pengertian  Sumber Karbon dioksida   keterkaitan  karbondioksida    dengan pH.

2.      Menjelaskan Pengertian , klasifikasi   dan pengaruh  pH

3.      Menjelaskan  pengertian  sumber  perairan  dan faktor  yang  mempengaruhi  alkalinitas

4.      Menjelaskan  pengertian, klasifikasi nilai, sumber,  dan faktor  yang  mempengaruhi kesadahan.

BAB    II    PEMBAHASAN

1.      Karbondioksida (CO₂)

1.1.Pengertian Karbondioksida

Karbondioksida adalah  gas yang   yang  tersusun atas satu atom karbon  dan 2 atom  oksigen.

1.2.Sumber CO₂ di perairan

-          Difusi dari Atmosfir

CO₂ yang terdapat  di atm mengalami  difusi  secara  langsung  dalam air . Walaupun  vol CO₂ di atm Cuma  sedikit (0,033%)

-          Air Hujan melarutkan   karbon dioksida   kandungan → 0.55 – 0.60 mg/l dari Co₂ di atm

-          Air yang  melewati  tanah organik

Tanah organik  yang mengalami   dekomposisi  mengandung  relatif

-          Respirasi  tumbuhan , hewan , bakteri  aerob dan  anaerob.

pH

CO2 Pelarut

HCO3-

CO3+

 

                                      

pH asam   → terlarut

Basa  → Pertambahan  ion  bi dan Carbonal dalam air

pH 7-10    →H CO₃

pH 11       → CO₃^2-

Pada perairan  yang mengandung  kalsium  (Kapur) akan  terbentuk  suatu ikatan  antara  kalsium   karbonat (CaCO₃)  dengan  Karbondioksida  dan air. (Reaksi Keseimbangan Karbon  Dioksida)

Kalsium Hidrogen Bikarbonat (Larut Dalam Air) Larut ↓ Berfungsi  sebagai  Cadangan  pada Proses Fotosintesis

Kalsium Karbonat (≠) Larut

CaCO₃ + H₂O + CO₂  Ca (HCO₂)₂

Karbondioksida bebas  adalah  CO₂ Yang  terlarut  dalam  air selain   dari yang terkait  sebagai  ion  bikarbonat.

Karbondioksida  bebas adalah CO₂ Yang terlarut  dalam  air selain  dari yang terikat  sebagai ion  bikarbonat (HCO₃^-).

Pada  Perairan  tawar  bikarbonat  berperan  sebagai  sistem  penyangga  (Buffer) dan  penyedia  Karbon  untuk kepentingan  fotosintesis.

Buffer adalah  Campuran  karbonat  dan asam  karbonat

CaCo₃ +H₂ CO₃ →Ca (HCO₃) ₂

Yang  sifatnya  untuk mencegah  fluktuasi  pH yang  besar baik buruknya  daya buffer  tergantung  kadar bikarbonat. Karbonat  pengembang  adalah  kadar karbondioksida   keseimbangan  yag  diperlukan   untuk mempertahankan  keberadaan  bikarbonat  dalam larutan.

Ca(HCO₃)₂ ↔ CaCo₃ + CO₂ + H₂O

Larut                            Mengendap

            Karbon  dioksida  ageresif  adlah  Karbon doksida yang  melebihi  keseimbangan

CO₂                 : - Fotosintesis

-   Evaporasi

-   Agitasi Air

CO₂ untuk  perikanan  beban.             < 5 mg/l

                                                            10 mg/l masih dapat  ditolerir

 

10

9

6

5

4

8

7

12

11

                       

                       

Jika pH turun  (4,3) kesetimbangan  bergeser  kekiri  pada  kondisi  ini  tidak  ditemukan  ion  bikarbonat  jika  pH  meningkat  kesetimbangan  bergeser tekanan   kadar CO₂ dan  H₂ CO₃ mulai  berkurang  digantikan  oleh  ion  HCO₃^2-  hasil  disosiasisasi H₂CO₃.

Pada ph 8,3, CO₂ dan  H₂CO₃ sudah  tidak  ditemukan  lagi , hanya  terdapat  ion  HCO₃ ^2-

1.3.    Keterkaitan antara karbon  dioksida dengan pH

4.4  Faktor  yang mempengaruhi  Alkalinitas

-          Kalsium Karbonat,  senyawa ini  terdapat  didalam tanah   dalam  jumlah  yang berlimpah     sehingga kadarnya di perairan    tawar cukup tinggi. Kelautan   kalsium  karbonat  menurun   dengan meningkatnya suhu.

-          Karbondioksida  semakin   tinggi  karbondioksida  maka alkalinitas   semakin  meningkat

-          PH Semakin  tinggi  pH  CO₂  meningkat 

2.      pH

2.1       Pengertian  pH. Menyatakan  nilai  konsentrasi  ion  hidrogen   dalam suatu  larutan  adalah  sebagia  logaritma  dari  ionn  hidrogen 

2.2       Klasifikasi  nilai pH  dalah  ebagia  berikut  (Effen. H.)

pH = 7                           = Netral

7<pH<14                       = Alkalis  (basa)

O,<H < 7                       = Asam

2.3       Pengaruh pH

pH  sangat  memepengaruhi  beberapa  unsur  nilai  di perairan  seperti  CO₂ Alkalinitas. Semakin  tinggi  nilai  pH (Barny 2002) Semakin  tinggi  pula   nilai alkalinitas   dan semakin    rendah  kadar karbon dioksida   bebas

pH  juga mempengaruhi   toksinitas   suatu senyawa  kimia  yang  tidak    (terionisasi)    dan bersifat   toksik.

pH. Juga mempengaruhi   proses biokimia   dalam perairan  , misalnya  power nitrifikasi   akan berakhir pada   pH Rendah Adapun  pengaruh  nilai  pH terhadap Komunitas biologi perairan  adalah (Tabel…..)

Tabel ……. Pengaruh  pH  terhadap komuniytas  biologi  perairan

3.      Alkalinitas

3.1      Pengertian

-          Alkalinitas  adalah  kapasitas  penyangga  (Buffer Capacity)  terhadap  penumbuhan pH perairan. Alkalinitas  adalah  gambaran  kapasitas  air untuk   menetralkan  asam . disebut   Acid – Neutralizing  Capacity (ANC)  atau  kuantitas  annion  didalam   air yang dapat   menetralkan  kation  hidrogen

3.2       Sumber Alkalinitas

Penyusunan  Alkalinitas  perairan adalah  annion  bikarbonat  (HCO_3-), Karbonat  (CO+^2-) dan  hidroksida   (OH^-)  borat (H₂n BO₃^-), Silikat  (H5 O₃^-)  , Sulfat (H PO_y^2-)  dan  H_z PO₄^-) , Sulfida (HS^-) dan Amonia (NH₃)  Anion   yang utama adalh   bikarbonat  , Karbonat,  dan  Hidroksida  sedang  Kation  utama adalah  kalsium   dan magnesium  Menurut  (Effendi. H Sumber karbon  anorganik  diperairan  dapat  berasal  dari sumber  atmosfer,  batuan  karbonat,  Siklus  biologi   ……. Dan   sumber allocthonous (dari luar  Perairan)

3.3      Peranan  Alkalinitas

1.      Sistem penyangga (buffer)

Bikarbonat yang terdapat pada perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi berperan sebagai penyangga (buffer capacity) perairan terhadap perubahan pH yang drastis. Jika basa kuat ditambahkan ke dalani per­airan maka basa tersebut akan bereaksi dengan asam karbonat membentuk garam bikarbonat dan akhirnya menjadi karbonat. Jika asam ditambahkan ke dalam perairan maka asam tersebut akan digunakan untuk mengonversi karbonat menjadi bikarbonat dan bikarbonat men­jadi asam karbonat. Fenomena inilah yang menjadikan  perairan dengan nilai alkalinitas total tinggi tidak mengalami perubahan pH secara dras­tis (Cole, 1988L

Jika ion FT meningkat maka ion ini akan bereaksi dengan HCO₃" membentuk   CO₂ dan H₂O  sehingga perubahan pH hanya sedikit. Peningkatan ion OH hanya menyebabkan sedikit penurunan H⁴. Jika ion OH^- meningkat, CO₂ bereaksi dengan H₂O membentuk lebih banyak ion H⁺ sehingga perubahan pH hanya sedikit. Sistem penyangga bikarbonat ini dinyatakan dengan persamaan Henderson - Hasselbach (6.40).

                                     (6.40)

Pada sistem penyangga, CO₂ berperan sebagai asam dan ion HCO, berperan sebagai garam.

2.      Koagulasi kimia

Bahan kimia yang digunakan dalam proses koagulasi air atau air limbah bereaksi dengan air membentuk presipitasi hidroksida yang tidak larut. Ion hidrogen yang dilepaskan bereaksi dengan ion-ion penyusun alkalinitas, sehingga alkalinitas berperan sebagai penyangga Untuk mengetahui kisaran pH yang optimum bagi penggunaan koagulan. Dalam hal ini nilai alkalinitas sebaiknya berada pada kisaran optimum untuk meng-ikat ion hidrogen yang dilepaskan pada proses koagulasi.

3.      Pelunakan air (water softening)

Alkalinitas adalah parameter kualitas air yang harus dipertimbangkan dalam menentukan jumlah soda abu dan kapur yang diperlukan dalam proses pelunakan (softening) dengan metode presipitasi. Pelunakan air bertujuan untuk menurunkan kesadahan.

Fluktuasi harian perubahan pH pada nilai alkalinitas yang berbeda ditunjukkan dalam Gambar 6.7. Pada Gambar 6.7 terlihat bahwa perubahan Yang terjadi pada perairan yang memiliki nilai alkalinitas rendah cukup i, sedangkan perubahan pH yang terjadi pada perairan yang memiliki Alkalinitas sedang relatif rendah. Hal ini menunjukkan bahwa alkalinitas lebih tinggi memiliki sistem penyangga yang lebih baik.

5.      Pengertian  Kesadahan 

4.1  Pengertian Kesadahan

Kesadahan   (Hardnes) adalah    gambaran   Kation Logam  divalen (Valensi Dua)

4.2  Klasifikasi nilai kesadahan  menurut   sawyer  dan Mc. Carfy (1967)  dalam   Boyd , 1979

Adalah :

Kesadahan	Klasifikasi
0-75 ppm 75-150 ppm 100-30 ppm > -300 ppm	Rendah (50 ft) Moderat (Moderately Hard) Sadar  (Hard) Sangat  Saleh (Very Hard)

Pada kesadahan   (Hard Nes)  ada yang  disebut    kesadahan  sementara  (Temporer) adalah  kesadahan  yang  disebabkan   oleh  Ion-ion Ca dan Mg yang berikatan  dengan  bikarbonat .

Kesadahan  sementara  ini  akan hilang  bila   air didihkan  , karena  bikarbonat  dan Calcium  serta magnesium  akan mengendap.

Ca (HCO₃)   Pendidihan   ↓  + CO₂ + H₂O

Mg (HCO₃)₂ Pendidihan  ↓  + CO₂ + H₂O

-          Kesadahan  permanen  adalah   kesadahan  yang  disebabkan  oleh  garam  ² Ca dan   Mg Non karbonat  (CaCO)₂ dan  Mg. (CO₂) dan garam   3 dari asam  anorganik  (CaSO4)

-          Kesadahan  Total  meliputi   kesadahan   permanen    dan kesadahan  sementara.  

4.3  Pengertian Kesadahan  adalah  berasal dari  kontak air  dengan  tanah  dan bebatuan.

4.4  Peranan  Kesadahan 

Kesadahan  diperlukan bagi  kelayakan   perairan  kesadahan  yang  tinggi dapat   menghambat   sifat   tolesik  dari  logam   berat  karena   kation-kation   penyusunan   membentuk  senyawa kompleks  dengan   logam berat  tersebut.

4.5  Faktor  Yang  mempengaruhi  Kesadahan 

-          Jumlah  kalsium   dan magnesium  selain  itu  strontium , besi valensi dua  (Katio  terro)   dan mangan

-          Aktivitas    bakteri   dalam   tanah  yang  banyak  mengeluarkan   karbondioksida   keberadaan  karbondioksida  membentuk  karbonat

BAB    III  PENUTUP

                 Karbondioksida  pH, alkalinitas, dan kesadahan  merupakan  senyawa  kimia  yang mempunyai   perencanaan  yang besar  dalam perairan   antara  karbondioksida, pH dan alkalinitas  mempunyai  hubungan, dan   saling  mempengaruhi.

DAFTAR PUSTAKA

Baris  , t.a. 2002 Pengantar  Limnologi 

Effendi. H. Telaah  kualitas  bagi  pengelolaan  sumber daya   dan lingkungan  perairan

Golman .C.R. and  Horne .A.J. 1983

Limnology . M. Graw. Hill Book Compang

Widigolo .B. 1992. Limnologi . Metode  Analisis  Kualitas Air  

MODUL 13

Judul :    Nitrogen

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Nitrogen merupakan ion yang terdapat dalam jumlah sedikit (minor ion). Biasanya dalam bentuk nitrat (NO₃^2-) dan ammonium (NH₂^-) dinyatakan dalam satuan µg/liter – mg/liter.

Nitrogen dan senyawanya tersebut secara luas dalam atmosfir tetapi tidak dapat dimanfaatkan oleh mahluk hidup secara langsung.

Di perairan, nitrogen berupa nitrogen anorganik dan organik.

Nitrogen anorganik terdiri atas amonia (NH₃) ammonium (NH₄), nitrit (NO₃)  dan nitrat (NO₂) dan molekul nitrogen (N₂) dalam bentuk gas.

Nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea (Effendi, 141).    

                B.    Ruang  Lingkup Isi

4.        Siklus Nitrogen

5.        Bentuk Nitrogen

6.        Peranan nitrogen

                 C.   Kaitan Modul

                        Modul ini merupakan modul ke 8 dari modul Limnologi.

                D.   Sasaran Pembelajaran  Modul

1.    Menjelaskan siklus nitrogen

2.    Menjelaskan bentuk nitrogen

3.    Menjelaskan peranan nitrogen

BAB II    PEMBAHASAN

4.      Siklus Nitrogen

Nitrogen dapat dimanfaatkan secara langsung dalam bentuk N₂ oleh bakteri Azetobacter dan Clostridium serta beberapa jenis algae biru, cyanophyta kemudian terjadi fiksasi nitrogen menjadi NH₄ (amoniak).

Fiksasi nitrogen penting karena merupakan sumber baru nitrogen yang dapat dimanfaatkan.

Fiksasi nitrogen adalah transformasi gas nitrogen menjadi amonia oleh enzim nitrogenase yang terdiri dari 2 komponen B.M = 300.000 mengandung besi dan molibdenum. B.M = 35.000 mengandung besi. Enzim ini dapat berfungsi hanya pada keadaan tanpa oksigen.   

Selain terjadi fiksasi nitrogen terjadi pula proses transformasi nitrogen yaitu nitrifikasi yaitu oksidasi amonia (NH₃) atau ammonium (NH₄) menjadi nitrat dan nitrit. Proses oksidasi ini dilakukan oleh bakteri aerob dan terjadi 2 tahap (Widigdo. B.92).

1.   NH₃ + H⁺                      NH₄⁺

NH₄⁺ + 1½ O₂                      NO₂^- + 2H⁺ + H₂ O + bacteri chemoautotroph (Nitromonas)

2.  NO₂^- + ½ O₂                    NO₃                   bacteri nitrobacter

Amonia sendiri berasal dari

1.  Proses dekomposisi bahan organik yang banyak mengandung senyawa nitrogen oleh mikroba

2.  Eksresi organisme

3.  Reduksi nitrat oleh bakteri

4.  Pemupukan

Proses selanjutnya adalah demitrifikasi yaitu reduksi nitrat menjadi nitrit di nitrogen oksida (N₂O) dan molekul N₂.

Proses reduksi nitrat berjalan pada keadaan anaerob (tidak ada oksigen). Proses ini dibantu oleh adanya bakteri dan jamur. Suhu optimum yang diperlukan bagi organisme untuk demitrifikasi adalah 17^oC.  

MODUL 14

Judul :    Fosfor

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Fosfor merupakan unsur penting lainnya dalam suatu ekosistem air. zat-zat organik terutama protein mengandung gugus fosfor, misalnya ATP, yang terdapat dalam sel makhluk hidup dan berperan penting dalam penyediaan energi. (Banes. A, 2002).

Fosfor bersama dengan nitrogen sangat berperan dalam proses terjadinya eutrofikasi di suatu ekosistem air. Di perairan unsur fosfor tidak ditemukan dalam bentuk bebas sebagai elemen melainkan dalam bentuk senyawa anorganik yang terlarut. (Ruffner, F. 1975).  

                B.    Ruang  Lingkup Isi

1.    Sumber Fosfor

2.    Bentuk Fosfor

3.    Klasifikasi Kadar Fosfor

4.    Siklus Fosfor

5.    Bentuk Fosfor

                 C.   Kaitan Modul

                        Modul ini merupakan  modul ke 14 dari modul Limnologi

                D.   Sasaran Pembelajaran  Modul

1.    Menjelaskan sumber fosfor

2.    Menjelaskan bentuk fosfor

3.    Menjelaskan klasifikasi kadar fosfor

4.    Menjelaskan siklus fosfor

5.    Menjelaskan peranan fosfor

BAB II    PEMBAHASAN

1.   Sumber Fosfor

Menurut (Effendi H) sumber fosfor berasal dari :

·         Pelapukan batuan  mineral seperti :

-          Fluorapatite [Ca₅ (PO₄)₃ F]

-          Hydroxylapatite [Ca₅ (PO₄)₃ OH]

-          Strengite [Fe (PO₄)₂ H₂O]

-          White lockite [Ca₅ (PO₄)₂]

-          Berlinite (AIPO₄]

·         Dekomposisi bahan organik

·         Deterjen

·         Limbah industri dan domestik

·         Pupuk à lahan pertanian    

2.   Bentuk Fosfor

Di perairan, fosfor ditemukan dalam bentuk anorganik terlarut (ortofosfat dan polifosfat) dan organik. Contoh :

Ortofosfat

1.      Trisodium fosfat (Na₂PO₄)

2.      Disodium fosfat (Na₂HPO₄)

3.      Monosidium fosfat (NaH₂PO₄)

Polifosfat

1.      Sodium hexametafosfat (Na₃PO₄)₆

2.      Sodium tripolifosfat (Na₅P₃O₁₀)

3.      Tetrasodium pirofosfat (Na₄P₂O₇)

3.   Klasifikasi Kadar Fosfor

Berdasarkan kadar ortofosfat diklasifikasikan menjadi 3 :

1.   Perairan oligotrofik yang memiliki kadar orto fosfat 0,003 – 0,01 mg/liter.

2.   Perairan mesotrofik yang memiliki kadar orto fosfat 0,011 – 0,03 mg/liter.

3.   Perairan eutrofik yang memiliki kadar orto fosfat 0,031 – 0,1 mg/liter.

Berdasarkan kadar fosfat total diklasifikasikan menjadi 3 :

1.   Kesuburan rendah (kadar fosfat 0 – 0,02 mg/liter)

2.   Kesuburan sedang (kadar fosfat 0,021 – 0,05 mg/liter)

3.   Kesuburan tinggi (kadar fosfat 0,010 – 0,1 mg/liter)

4.   Siklus Fosfor

Menurut Goldman. C. R. and Horne. A. J. 1983), siklus fosfor adalah dari tanaman dan hewan. Hasil dari ekskresi kotoran hewan juga subur fosfor. Fosfat setelah masuk ke tumbuhan seperti fitoplankton mengalami perubahan organofosfat. Fosfat yang berikatan dengan Ferri (Fe₂ (PO₂)₃) tidak larut dan mengendap di dasar perairan.

5.   Peranan Fosfor

·         Fosfor banyak digunakan sebagai pupuk, sabun atau detergen, bahan industri keramik, minyak pelumas, produk minuman dan makanan, katalis. Dalam industri, polifosfat ditambahkan secara langsung untuk mencegah terjadinya pembentukan karat dan korosi pada peralatan logam.

·         Berperan pada transfer energi di dalam sel yang terdapat pada ATP dan ADP.

·         Dalam bentuk ortofosfat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan akuatik.

BAB III   PENUTUP

Fosfor merupakan unsur penting dalam perairan seperti fitoplankton dan tumbuhan air lainnya membutuhkan nitrogen dan fosfor sebagai sumber nutrisi utama bagi pertumbuhannya.

DAFTAR PUSTAKA

1.    Barns. T. A. 2002. Pengantar Limnologi

2.    Effendi. H. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan.

3.    Goldman, C. R. and Horne. A. J. 1983. Limnology. M. Graw. Hill Book Company

4.    Ruffner. F. 1975. Fundamental of Limnology   

MODUL 15

Judul :    Sulfur (S), Besi (Fe) dan Trace Elemen = Elemen Mikro Nutrien, Mangan (Mn), Seng (Zn), Kobalt (Cu) dan Molibdenum (Mo)

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Sulfur merupakan salah satu elemen esensil  bagi makhluk hidup karena merupakan elemen penting dalam protoplasma. Kerak bumi mengandung sulfur sekitar 260 mg/kg. Kadar sulfur pada perairan alami berkisar antara 2 – 80 mg/liter.

Keberadaan besi pada kerak bumi menempati posisi keempat terbesar. Kadar besi perairan alami berkisar antara 0,05  - 0,2 mg/liter.

Mangan (Mn) adalah kation logam yang memiliki karakteristik kimia serupa besi. Kadar mangan pada kerak bumi sekitar 950 mg/kg. Kadar mangan pada perairan tawar antara 0,002 mg/liter hingga lebih dari 4,0 mg/liter.

Seng (Zn) termasuk unsur yang terdapat dalam jumlah berlimpah di alam. Kadar seng pada kerak bumi sekitar 70 mg/kg. Kadar seng pada kerak bumi sekitar 70 mg/kg. Kadar seng pada perairan alami < 0,05 mg/liter.

Kobalt merupakan logam berat yang memiliki karakteristik kimia sama dengan nikel, tetapi lebih mudah larut. Kadar kobalt pada kerak bumi sekitar 25 mg/kg. Perairan tawar alami memiliki kadar kobalt (0,001 mg/liter).

Molibdenum (Mo) adalah logam renik yang penyebarannya di alam sangat terbatas. Perairan tawar alami memiliki kadar molybdenum kurang dari 1 mg/liter.   

                B.    Ruang  Lingkup Isi

1.    Besi (Fe)

1.1     Sumber besi

1.2     Bentuk besi

1.3     Hubungan pH dengan besi

1.4     Peranan besi

2.    Sulfur (S)

2.1     Sumber sulfur

2.2     Bentuk sulfur

2.3     Siklus sulfur

2.4     Hubungan antara oksigen dengan sulfur (S)

3.    Tracce elemen = mikronutrien (Mangan, Mn), Seng (Zn), Kobalt (Co) dan Molibdenum (Mo)

3.1     Sumber mangan

3.2     Bentuk mangan

3.3     Peranan mangan

3.4     Sumber seng

3.5     Bentuk seng

3.6     Peranan seng

3.7     Sumber kobalt

3.8     Bentuk kobalt

3.9     Peranan kobalt

3.10   Sumber molibdenum

3.11   Bentuk molibdenum

3.12   Peranan molibdenum

                 C.   Kaitan Modul

Modul ini merupakan modul ke 15 dari modul limnologi                  

                D.   Sasaran Pembelajaran  Modul

1.    Menjelaskan sumber besi

2.    Menjelaskan bentuk besi

3.    Menjelaskan pH dengan besi

4.    Menjelaskan peranan besi

5.    Menjelaskan sumber sulfur

6.    Menjelaskan bentuk sulfur

7.    Menjelaskan siklus sulfur

8.    Menjelaskan hubungan antara oksigen dengan sulfur (S)

9.    Menjelaskan sumber mangan

10.  Menjelaskan bentuk  mangan

11.  Menjelaskan peranan mangan

12.  Menjelaskan sumber seng

13.  Menjelaskan bentuk seng

14.  Menjelaskan peranan seng

15.  Menjelaskan sumber kobalt

16.  Menjelaskan bentuk kobalt

17.  Menjelaskan peranan kobalt

18.  Menjelaskan sumber molibdenum

19.  Menjelaskan bentuk molibdenum

20.  Menjelaskan peranan molibdenum

BAB II    PEMBAHASAN

A.  Fe (besi)

1.   Sumber besi di alam adalah pyrite (FeS), hematite (Fe₂O₃) magnetide (Fe₂O₄), limonite [Fe O (OH)], geothite (H Fe O₂) dan Ochre [Fe (OH)₃]

2.   Bentuk Besi (Fe)

Besi ditemukan dalam bentuk kation ferro (Fe²⁺) dan Ferri (Fe³⁺).

Pada perairan alami, besi berikatan dengan anion membentuk senyawa FeCL, Fe (HCO₃) dan Fe (SO₄). Kadang terdapat sebagai senyawa siderite (FeCO₃) yang bersifat mudah larut dalam air.

3.   Hubungan pH dengan Fe

Pada pH dan kadar oksigen terlarut cukup, ion ferro  yang bersifat mudah larut dioksidasi menjadi ion ferri terjadi pelepasan elektron, reaksinya adalah

Fe⁺⁺ à Fe⁺⁺⁺ + e^-

Sebaliknya, pada reduksi ferri menjadi ferro terjadinya penangkapan elektron.

Proses oksidasi dan reduksi besi tidak melibatkan oksigen dan hidrogen, tetapi melibatkan bakteri sebagai mediator. Bakteri kemosin, tesis thiobacillus dan Ferrobacillus memiliki suatu enzim yang dapat mentransfer elektron dari ion ferro kepada oksigen.

Pada pH 7,5 – 7,7 ion ferri mengalami oksidasi dan berikatan dengan hidroksida membentuk Fe (OH)₃ yang bersifat tidak larut dan mengendap (presipitasi) di dasar perairan. Membentuk warna kemerahan pada substrat dasar. Besi hanya ditemukan pada perairan yang berada dalam kondisi anaerob (anoksik) dan suasana asam (Effendi. H)

Jika pH rendah, oksigen terlarut rendah (suasana anaerob) sejumlah ferri karbonat akan larut sehingga terjadi peningkatan kadar besi ferro (Fe²⁺) di perairan, reaksinya adalah :

Fe CO₃ + CO₂ + H₂O à Fe³⁺ + 2HCO₃    

Besi hanya ditemukan pada perairan yang bersifat anaerob akibat proses dekomposisi bahan organik yang berlebihan. Artinya besi tinggi, bahan organik tinggi. Kadar besi pada perairan alami berkisar 0,05 – 0,2 mg/liter.

4.   Peranan besi

-    Pada tumbuhan, besi berperan sebagai penyusun sitokrom dan klorofil.

-    Berperan dalam sistem enzim dan transfer elektron pada proses fotosintesis.

-    Digunakan dalam kegiatan pertambangan, industri  kimia, bahan celupan, tekstil, penyulingan, minyak. 

B.   Sulfur (S)

1.   Sumber Sulfur 

Sumber alami sulfur adalah bravoite [Ni, Fe) S₂], Chalcopyrite (Cu₂S), Cubanite (Cu Fe₂ S₃), gregite (Fe₃S₄), gipsum (CaSO₄ –      2 H₂O), molybdenite (MoS₂) dan pyrite (FeS₂).

Sumber sulfur diatmosfer adalah aktivitas bakteri yang melepaskan hidrogen sulfida, pembakaran bahan bakar fosil, yang melepaskan sulfur oksida, percikan air laut. Karena tiupan angin yang melepaskan sulfat, serta aktivitas vulkanik yang melepaskan hidrogen sulfida, sulfur dioksida dan sulfat.

2.   Bentuk Sulfur 

Sulfur berada dalam bentuk organik dan anorganik. Sulfur anorganik terutama terdapat dalam  bentuk sulfat. (SO₄^2-) yang merupakan bentuk sulfat utama di perairan dan tanah. Sulfur oksida (SO₂) dan hidrogen sulfida (H₂S) merupakan sulfur dalam bentuk gas yang biasa ditemukan di atmosfer.

Di perairan, sulfur berkaitan dengan ion hidrogen dan oksigen. Beberapa bentuk sulfur di perairan adalah sulfida (S^2-), hidrogen sulfida (H₂S), ferro sulfida (FeS), sulfur dioksida (SO₂), sulfit (SO₃) dan sulfat (SO₄).  

Sulfur yang berikatan dengan hidrogen membentuk asam sulfat dan sulfat yang berikatan dengan logam alkali merupakan bentuk sulfur yang paling banyak ditemukan di danau dan sungai.

3.   Siklus Sulfur (S)

Pembakaran bahan bakar fosil (batu bara dan minyak bumi) oleh kendaraan bermotor dan aktivitas industri yang berlangsung secara intensif memberikan kontribusi yang besar bagi pertumbuhan sulfur di atmosfer. Sulfur Oksida (SO₂) dalam berbagai bentuk adalah bentukan sulfur yang banyak dilepaskan (diemisikan) oleh pembakaran bahan bakar fosil. Keberadaan sulfur oksida yang berlebihan di atmosfer dalam membentuk hidrogen sulfida yang bersifat asam.

4.   Hubungan antara oksigen dengan sulfur (S)

Reduksi (pengurangan oksigen dan penambahan hidrogen) anion sulfat menjadi hidrogen sulfida pada kondisi anerob dalam proses dekomposisi bahan organik. Menimbulkan bau yang kurang sedap dan meningkatkan korositas logam.

Hidrogen sulfida (H₂S) membentuk kesetimbangan dengan HS dan S^2-, persamaannya :

H₂S             H⁺ + H S         2 H^- + S^2-

Pada pH 9. sebagian besar sulfur berada dalam bentuk ion HS. Jumlah H₂S sangat sedikit dan bau tidak muncul.

C.  Trace Element = Mikro nutrien (Mangan, Mn), Zn (Seng), (Co, Kobalt) dan Molibdenum (Mo) 

Trace elemen adalah elemen yang dibutuhkan oleh hewan dan tumbuhan dalam jumlah kecil (Goldman C. R and Horne A. J. 1983). Peranan utamanya sebagai faktor dalam reaksi enzim. Di danau oligotrofik, kekurangan satu atau lebih trace elemen menghambat pertumbuhan alga. Apabila dalam konsentrasi tinggi dalam bentuk ion uncheleted menyebabkan toksik bagi tumbuhan dan hewan.

-     Mangan (Mn)

1. Sumber Mangan (Mn)

Mangan adalah pyrolusite (MnO₃), rhducrosite (Mn CO₃), manganite (Mn₂ O₃^- H₂O), hausmannite (Mn₃O₂), biotite mica (K (Mg Fe), (AlS₁O₁₁). (OH₂], dan amphibole [(Mg, Fe) (Si₈ O₂₂ (OH)₂].

2. Bentuk Mangan (Mn)

Mangan berada dalam bentuk manganous (Mn^-) dan manganik (Mn⁴⁺), dalam tanah, Mn⁴⁺ berada dalam bentuk senyawa mangan dioksida.

Pada perairan dengan kondisi anaerob akibat dekomposisi bahan organik dengan kadar yang tinggi, Mn⁴⁺ pada senyawa mangan dioksida mengalami reduksi menjadi Mn³⁺ yang bersifat larut. Mn³⁺ berikatan dengan nitrat, sulfat dan klorida dan larut dalam air. (Banus, T A 2008).  

3. Peranan Mangan (Mn)

-    Logam yang digunakan dalam industri baja, baterai, gelas, keramik, cat dan bahan celupan.

-    Merupakan nutrien renik yang esensial bagi tumbuhan dan hewan dalam sistem enzim.

-    Pada tumbuhan, mangan merupakan unsur esensial dalam proses metabolisme.

-    Meskipun tidak bersifat toksik, mangan dapat mengendalikan kadar unsur toksik di perairan. 

-     Seng (Zn)

1. Sumber Seng (Zn)

Sumber seng (Zn) adalah colamine (Zn CO₃), sphalerite (ZnS) smithsonite (Zn CO₅) dan wilenite (Zn₂ S₁ O₄).

2. Bentuk Seng (Zn)

Kelarutan unsur seng dan oksida seng dalam air relatif rendah. Seng yang berikatan dengan klorida dan sulfat mudah larut, sehingga kadar seng dalam air sangat dipengaruhi oleh bentuk senyawanya. Ion seng mudah terserap dalam sedimen dan tanah. 

3. Peranan Seng (Zn)

-    Seng digunakan dalam industri besi, baja, cat, kawat, tektil, kertas, dan bubur kertas.

-    Seng termasuk unsur yang esensil bagi mahluk hidup, yakni berfungsi untuk membantu kerja enzim. 

-    Seng diperlukan dalam proses fotosintesis sebagai agen bagi transfer hidrogen dan berperan dalam pembentukan protein.

-     Kobalt (Co)

1. Sumber Kobalt (Co)

Sumber alami kobalt adalah mineral limnaeite (Co₃S₄), Carrollite (Cu Co₂ S₄), Safflorite (Co As₂), Skuterulite [(Co, Fe) As₃] dan erythrite [Co₃ (As O₄)₂ 8H₂O].

2. Bentuk Kobalt (Co)

Kobalt terdapat dalam bentuk bivalen atau trivalent. Ion kobalt (Co²⁺) lebih stabil, sedangkan ion kobaltik (Co³⁺) bersifat tidak stabil dan merupakan oksidator kuat.

3. Peranan Kobalt (Co)

-    Kobalt digunakan dalam industri baterai, lampu tungsten, gelas serta dalam pembakaran minyak dan batu bara.

-    Kobalt termasuk unsur renik yang dibutuhkan dalam pertumbuhan dan reproduksi tumbuhan dan hewan.

-    Kobalt dibutuhkan oleh enzim sebagai koensim yang berfungsi untuk mengikat molekul substrat.

-    Kobalt ditemukan pada vitamin B₁₂ yang dikenal dengan nama kobalamin. Hampir semua blue green algae membutuhkan kobalamin. 

-     Molibdenum (Mo)

1. Sumber Molibdenum (Mo)

Sumber utama molibdenum di alam adalah pelapukan batuan khususnya shales.

2. Bentuk Molibdenum (Mo)

Molibdenum terutama dalam bentuk senyawa molybdenite (MoS₂) dan Molybdates (MoO₄^2-)

3. Peranan Seng (Zn)

-    Molibdenum termasuk unsur esensil yang berperan dalam proses oksidasi reduksi pada sistem enzim. 

-    Molibdenum unsur yang penting bagi fiksasi  nitrogen 

-    Berperan dalam metabolisme nitrat menjadi asam amino yang merupakan komponen utama protein.

-    Molibdenum digunakan dalam industri besi, baja dan peralatan elektronik.

-    Garam molibdenum digunakan dalam industri pembuatan gelas, keramik, pigmen, dan pupuk. Penggunaan pupuk yang mengandung molibdenum merupakan sumber utama molibdenum antropogenik di perairan.

BAB III   PENUTUP

Unsur Sulfur (S), besi, mangan, seng, kobalt, dan molibdenum merupakan unsur yang terdapat di perairan tawar dan mempunyai kadar yang berbeda. Unsur tersebut mempunyai peranan yang cukup berarti bagi mahluk hidup di perairan.

DAFTAR PUSTAKA

1.    Barns. T. A. 2002. Pengantar Limnologi

2.    Effendi. H. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan.

MODUL 16

Judul :    Bahan Organik

BAB I.     PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Semua bahan organik mengandung karbon (c) berkombinasi dengan satu atau lebih elemen lainnya. Penentuan masing-masing bahan organik tersebut cukup sulit karena sangat kompleks. Karbon yang merupakan penyusun utama bahan organik merupakan elemen unsur yang melimpah pada semua mahluk hidup. Senyawa karbon adalah sumber energi bagi semua organisme. Keberadaan karbon anorganik dalam bentuk CO₂, HCO₃ dan CO₃^- dan CO₃² mengatur aktivitas biologi di perairan.

Danau dan sungai biasanya memiliki kadar bahan anorganik terlarut sepuluh kali lebih besar daripada kadar bahan organik.      

                B.    Ruang Lingkup Isi

1.    Sumber bahan organik

2.    Karakteristik bahan organik

3.    Bahan-bahan organik dalam pengelolaan kualitas air

                 C.   Kaitan Modul

Modul ini merupakan modul ke 16 dari modul limnologi                  

                D.   Sasaran Pembelajaran Modul

1.    Menjelaskan sumber bahan organik

2.    Menjelaskan karakteristik bahan organik

3.    Menjelaskan bahan-bahan organik yang diperlukan dalam pengelolaan kualitas air

BAB II    PEMBAHASAN

A.  Sumber Bahan Organik

Sumber utama bahan organik  

1.   Alam, misalnya fiber, minyak nabati dan hewani, lemak hewani, alkaloid, sellulosa, kanji, gula.

2.   Sintesis yang meliputi semua bahan organik yang diproses oleh manusia

3.   Fermentasi, misalnya alkohol, aseton, gliserol, antibiotika dan asam, yang diperoleh melalui aktivitas mikroorganisme.

B.   Karakteristik bahan organik

1.   Mudah terbakar

2.   Memiliki titik beku, dan titik didih rendah.

3.   Biasanya lebih sukar larut dalam air.

4.   Bersifat isomerisme yaitu beberapa jenis bahan organik memiliki rumus molekul yang sama.

5.   Reaksi dengan senyawa lain berlangsung lambat karena bukan terjadi dalam bentuk ion, melainkan dalam bentuk molekul.

6.   Berat molekul biasanya sangat tinggi, dapat lebih dari 1.000.

7.   Sebagian besar dapat berperan sebagai sumber makanan bagi bakteri.

C.  Bahan-bahan organik yang diperlukan dalam pengelolaan kualitas air

1.   Karbohidrat (CHO). Bahan-bahan yang mengandung karbon hidrogen dan oksigen misalnya glukosa (C₆ H₁₂ O₆), kaji dan sellulosa

2.   Senyawa nitrogen (CHONS). Bahan organik yang mengandung karbon hidrogen, oksigen nitrogen dan kadang-kadang sulfur misalnya protein, asam amino, urea.

3.   Lemak (lipid) (CHO) yakni bahan organik yang mengandung karbon, hidrogen dan sedikit oksigen. Lemak memiliki sifat kelarutan yang buruk dalam air akan tetapi larut dalam pelarut organik.

BAB III   PENUTUP

Sumber karbon organik di perairan adalah aktifitas fotosintesis, fiksasi karbon oleh bakteri.

DAFTAR PUSTAKA

1.    Effendi. H. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan.