Pengertian Oseanografi Kimia dan Parameter Oseanografi Kimia

Pengertian Oseanografi Kimia

              Oseanografi kimia melihat berbagai proses aksi dan reaksi antar unsur, molekul atau campuran dalam sistem samudera yang menyebabkan perubahan zat secara reversible atau ireversibel.

Parameter Oseanografi Kimia 

Suhu

            Suhu permukaan laut perairan Indonesia umumnya berkisar antara 25 – 30 ^oC dan mengalami penurunan satu atau dua derajat dengan bertambahnya kedalaman hingga 80 db, sedangkan salinitas permukaan laut berkisar antara 31,2 – 34,5 ‰. Suhu dilaut adalah salah satu faktor yang amat penting bagi kehidupan organisme dilautan, karena suhu mempengaruhi baik aktifitas metabolisme maupun perkembangbiakan dari suatu organisme. Pada saat perubahan musim pancaroba, suhu air seringkali merupakan faktor utama penyebab kematian organisme. Pada kondisi ini suhu yang berubah-ubah nafsu makan organisme laut akan menurun, sedangkan pergerakan sehari-hari memerlukan energi (Fardiaz, 1992).

            Suhu adalah ukuran energi molekul. Suhu bervariasi secara horizontal sesuai dengan arah garis lintang, dan juga secara vertikal sesuai dengan kedalaman. Suhu merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam mengatur  proses kehidupan dan penyebaran organisme. Proses kehidupan yang vital, dan secara kolektif disebut metabolisme yang berfungsi didalam kisaran suhu yang sempit (Nybakken, 1988).

            Suhu di lautan adalah salah satu faktor yang amat penting bagi kehidupan organisme dilautan, karena suhu mempengaruhi aktivitas metabolisme maupun perkembangan dari organisme. Oleh karena itu tidak mengherankan jika banyak dijumpai bermacam macam jenis hewan yang terdapat diberbagai tempat di dunia (Hutabarat dan Evans, 2000).

            Sejak sinar matahari yang diserap oleh lapisan permukaan laut, maka lapisan ini cenderung untuk relatif panas sampai kedalaman 200 m. pada lapisan kedalaman antara 200 - 1000 m suhu turun secara mendadak yang membentuk sebuah kurva dengan lereng yang tajam yang dikenal sebagai termokline dimana air pada kedalaman ini hanya berkisar 2 ºC (Hutabarat dan Evans, 2000).

Kecerahan

            Kecerahan air merupakan ukuran kejernihan suatu perairan, semakin tinggi suatu kecerahan perairan semakin dalam cahaya menembus ke dalam air. Kecerahan air menentukan ketebalan lapisan produktif. Berkurangnya kecerahan air akan mengurangi kemampuan fotosintesis tumbuhan air, selain itu dapat pula mempengaruhi kegiatan fisiologi biota air, dalam hal ini bahan-bahan ke dalam suatu perairan terutama yang berupa suspensi dapat mengurangi kecerahan air (KLH dan LON-LIPI, 1983 dalam Mansyur, 2000).

            Kecerahan air merupakan ukuran kejernihan suatu perairan, semakin tinggi suatu kecerahan perairan semakin dalam cahaya menembus ke dalam air. Kecerahan air menentukan ketebalan lapisan produktif. Berkurangnya kecerahan air akan mengurangi kemampuan fotosintesis tumbuhan air, selain itu dapat pula mempengaruhi kegiatan fisiologi biota air, dalam hal ini bahan-bahan ke dalam suatu perairan terutama yang berupa suspensi dapat mengurangi kecerahan air (Effendi, 2000).

            Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran transparansi perairan, yang ditentukan secara visual dengan menggunakan secchi disk yang dikembangkan oleh Profesor Secchi  pada abad ke-19. Nilai kecerahan dinyatakan dalam satuan meter. Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran, padatan tersuspensi dan kekeruhan serta ketelitian orang yang melakukan pengukuran. Tingkat kecerahan air dinyatakan dalam suatu nilai yang dikenal dengan kecerahan secchi disk (Effendi, 2000).

Salinitas

            Salinitas adalah konsentrasi seluruh larutan garam yang diperoleh dari dalam air laut. Salinitas sangat berpengaruh pada tekanan osmotik air. Semakin tinggi salinitasnya maka akan semakin tinggi pula tekanan osmotiknya. Biota yang hidup di dalam air harus mampu menyesuaikan terhadap tekanan osmotiknya yang ada di lingkungannya. Pada umunya salinitas air laut normal berkisar antara 32‰ - 35‰  (Ghufran, 2005).

            Menurut  Dharma  (2010),  salinitas  adalah  tingkat  keasinan  atau kadar garam terlarut  dalam air.  Salinitas  juga  dapat  mengacu  pada kandungan  garam  dalam  tanah.  Kandungan  garam  pada  sebagian besar danau, sungai  dan  saluran  air  alami  sangat  kecil  sehingga  air  di tempat ini dikategorikan sebagai air tawar. Kandungan garam sebenarnya pada  air ini. Secara definisi, kurang dari 0,05%.  Jika  lebih  dari  itu, air dikategorikan sebagai air payau atau menjadi saline bila konsentrasinya 3 sampai 5%. Lebih dari 5%, ia disebut brine.

            Faktor – faktor yang mempengaruhi salinitas:

1.  Penguapan, makin besar tingkat penguapan air laut di suatu wilayah, maka  salinitasnya tinggi dan sebaliknya pada daerah yang rendah tingkat penguapan air  lautnya, maka daerah itu rendah kadar garamnya.

2.  Curah  hujan,  makin  besar/banyak  curah  hujan  di  suatu  wilayah laut maka salinitas air laut itu akan rendah dan sebaliknya makin sedikit/kecil curah hujan yang turun salinitas akan tinggi.

Oksigen Terlarut (DO) dan BOD₅

            Dilapisan permukaan laut konsentrasi gas oksigen sangat bervariasi dan  sangat dipengaruhi oleh suhu. Makin tinggi suhu makin berkurang tingkat kelarutan oksigen. Tapi anehnya semakin dalam pada beberapa ratus meter di bawah permukaan air laut, walaupun suhu makin menurun ternyata kadar oksigennya jua semakin berkurang sehingga bisa ditemukan lapisan air laut  dengan  kadar  oksigen  minimum.  Di  laut oksigen  terlarut  (dissolved  oxygen)  berasal dari dua sumber yakni  dari atmosfer  dan  dari  hasil  proses  fotosintesis  fitoplankton  dan  berjenis tanaman lain. Keberadaan oksigen dalam air laut sangat diperlukan baik secara  langsung  maupun  tidak  langsung  dalam  pemanfaatan  bagi kebanyakan organisme untuk kehidupan, antara lain pada proses respirasi di  mana  oksigen  diperlukan  untuk  pembakaran  (metabolisme)  bahan organik sehingga terbentuk energi yang diikuti dengan pembentukan CO₂ dan H₂O (Wibisono, 2005).

            Oksigen terlarut (Dissolved Oxygen = DO) dibutuhkan oleh semua jasad hidup untuk pernapasan, proses metabolisme atau pertukaran zat yang kemudian menghasilkan energi untuk pertumbuhan dan pembiakan. Disamping  itu,  oksigen  juga  dibutuhkan  untuk  oksidasi  bahan-bahan organik  dan  anorganik  dalam  proses  aerobik.  Sumber  utama  oksigen dalam suatu  perairan berasal sari  suatu proses difusi  dari  udara  bebas dan  hasil  fotosintesis  organisme  yang  hidup  dalam  perairan  tersebut. Kecepatan  difusi  oksigen  dari  udara,  tergantung  dari  beberapa  faktor seperti  kekeruhan  air,  suhu,  salinitas,  pergerakan  massa  air  dan  udara seperti arus, gelombang dan pasang surut (Salmin, 2005).

            Pada lapisan permukaan laut, konsentrasi gas oksigen sangat bervariasi dan sangat dipengaruhi oleh suhu. Konsentrasi oksigen mengalami konsentrasi tinggi pada saat berada pada lapisan epipelagik. Di laut oksigen terlarut berasal dari dua sumber yaitu: dari atmosfer dan dari hasil fotosintesis fitoplankton dan berbagai macam tanaman laut. Sedangkan yang dimaksud dengan kebutuhan oksigen biologis (Biological Oxygen Demand/BOD) yakni suatu angka yan menggambarkan  kebutuhan oksigen  oleh  mikroorganisme  ( jasad renik )

untuk melakukan kegiatan metabolisme (Wibisono, 2005).

Logam Berat

            Logam berat adalah unsur logam yang mempunyai massa jenis lebih besar dari 5 g/cm³, antara lain Cd, Hg, Pb, Zn dan Ni. Logam berat Cd, Hg dan Pb dinamakan sebagai logam non esensial dan pada tingkat tertentu menjadi logam beracun bagi makhluk hidup (Subowo dkk, 1999).

            Logam berat ialah unsur logam dengan berat molekul tinggi. Dalam kadar rendah logam berat pada umumnya sudah beracun bagi tumbuhan dan hewan, termasuk manusia. Termasuk logam berat yang sering mencemari habitat ialah Hg, Cr, Cd, As  dan Pb (Am.geol. Inst., 1976).

            Tingginya kandungan logam berat di suatu perairan dapat menyebabkan  kontaminasi, akumulasi bahkan pencemaran terhadap lingkungan seperti biota, sedimen, air dan sebagainya (Lu,1995). Berdasarkan kegunaannya, logam berat dapat dibedakan atas dua golongan, yaitu (Laws, 1981):

1)     Golongan yang dalam konsentrasi tertentu berfungsi sebagai mikronutrien yang bermanfaat bagi kehidupan organisme perairan, seperti Zn, Fe, Cu, Co.

2)     Golongan yang sama sekali belum diketahui manfaatnya bagi organisme perairan seperti Hg, Pb dan Cd.

            Menurut Hutagalung (1984) bahwa senyawa logam berat banyak digunakan untuk kegiatan industri sebagai bahan baku, katalisator, biosida maupun sebagai additive. Limbah yang mengandung logam berat ini akan terbawa oleh sungai dan karenanya limbah industri merupakan sumber pencemar logam berat yang potensial bagi pencemaran laut. Dalam perairan, logam-logam ditemukan dalam bentuk (Hamidah, 1980):

1)      Terlarut, yaitu ion logam bebas air dan logam yang membentuk kompleks dengan senyawa organik dan anorganik.

2)      Tidak terlarut, terdiri dari partikel yang berbentuk koloid dan senyawa kompleks metal yang terabsorbsi pada zat tersuspensi.

            Logam berat diketahui dapat mengumpul di dalam tubuh organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu lama sebagai racun yang terakumulasi (Fardiaz,1992; Palar, 1994). Kondisi perairan yang terkontaminasi oleh berbagai macam logam akan berpengaruh nyata terhadap ekosistem perairan baik perairan darat maupun perairan laut.

Nitrat dan Fosfat (Nutrien)

            Menurut Effendi (2003), nitrat (NO₃) adalah bentuk utama nitrogen di  perairan  alami  dan  merupakan  nutrient  utama  bagi  pertumbuhan tanaman  dan  algae.  Nitrat  sangat  mudah  larut  dalam  air  dan  bersifat stabil.  Senyawa  ini  dihasilkan  dari  proses  oksidasi  sempurna  senyawa nitrogen di perairan. Nitrifikasi yang merupakan proses oksidasi ammonia menjadi nitrit dan nitrat adalah proses yang penting. Dalam siklus nitrat ditunjukan dalam persamaan  berikut  (a). Sedangkan  oksidasi  nitrit menjadi nitrat ditujukan dalam persamaan (b).      2NH₃ + 3O₂                  nitromonas              2NO₂^– + 2H+ + 2H₂O        (a)   2NO₂-- + O₂                  nitrobakter              2NO₃--                               (b)     Nitrat  menyebabkan  kualitas  air  menurun,  menurunkan  oksigen terlarut,  penurunan  populasi  ikan,  bau  busuk,  rasa  tidak  enak.  Nitrat adalah  ancaman  bagi  kesehatan  manusia  terutama  untuk  bayi, menyebabkan  kondisi  yang  dikenal  sebagai  methemoglobinemia, yang juga  disebut  sindrom  bayi  biru.  Air  tanah  yang  digunakan  untuk membuat susu bayi yang mengandung nitrat, saat nitrat masuk kedalam tubuh bayi nitrat dikonversikan dalam usus menjadi nitrit, yang kemudian berikatan dengan hemoglobin dan membentuk methemoglobin, sehingga mengurangi daya angkut oksigen oleh darah (Tresna, 2000).

            Phospat  mengandung  phosfor  dan  oksigen,  dan  semua  itu terdapat  pada  semua  makhluk  hidup.  Penambahan  phospat  di  perairan merupakan  variasi  alam  secara  biologis.  Penambahan  phospat  justru membuat penambahan alga di perairan (Firmansyah, 2006).

            Menurut Haekal (2008), phospat adalah senyawa phosphor yang anionnya  mempunyai atom phosphor yang dilingkupi oleh empat atom oksigen yang terletak pada sudut-sudut tetrahedron. Asam phospat atau yang  sering  disebut  asam  orthophospat  dengan  rumus  kimia  H₃PO₄ adalah asam berbasa tiga deret garam, yaitu orthophospat primer, misal NaH₂PO₄;  orthophospat  sekunder,  misal  Na₂HPO₄;  dan  orthophospat tersier, misal Na₃PO₄.

            Di alam, fosfor terdapat dalam dua bentuk, yaitu senyawa fosfat organik (pada tumbuhan dan hewan) dan senyawa fosfat anorganik (pada air  dan  tanah). Fosfat organik dari hewan dan tumbuhan yang mati diuraikan oleh dekomposer  (pengurai) menjadi fosfat anorganik. Fosfat anorganik yang terlarut di air tanah  atau air laut akan terkikis dan mengendap di sedimen laut. Oleh karena itu, fosfat  banyak terdapat di batu karang dan fosil (Titha, 2011).

 pH

            Derajat  keasaman  (pH)  mempunyai  pengaruh  yang  besar terhadap  tumbuh-tumbuhan dan hewan-hewan  air,  sehingga  sering dipergunakan  sebagai  petunjuk untuk menyatakan baik buruknya keadaan air sebagai lingkungan  hidup, walaupun baik buruknya suatu perairan masih tergantung pula pada faktor-faktor yang lain. Untuk menciptakan suasana yang bagus dalam suatu perairan, pH air harus sudah agak mantap atau tidak terlalu bergoncang, karena ikan hanya tahan terhadap penggoncangan pH antara 5 sampai 8. Jika keadaan ini terpenuhi, ikan-ikan dapat hidup normal. Walaupun penggoncangan pH suatu perairan kecil tetapi  kalau penggoncangan terjadi dalam waktu yang sangat singkat (mendadak), ikan  tetap tidak dapat hidup normal, bahkan kadang-kadang ikan akan mati (Sriharti, 1992). Derajat keasaman menunjukan aktifitas ion hidrogen dalam larutan tersebut dan dinyatakan sebagai konsentrasi ion hidrogen (mol/l) pada suhu tertentu  atau pH = -log  (H⁺). Konsentrasi pH mempengaruhi tingkat kesuburan perairan karena mempengaruhi kehidupan jazad renik. Perairan yang asam cenderung menyebabkan kematian pada ikan. Hal ini disebabkan konsentrasi  oksigen akan rendah sehingga, aktifitas pernapasan tinggi dan selera makan berkurang (Kangkan, 2006).

TDS (Total Dissolved Solid)

            TDS (Total Dissolve Solid) yaitu ukuran zat terlarut (baik itu zat organik maupun anorganik) yang terdapat pada sebuah larutan. Umumnya berdasarkan definisi di atas seharusnya zat yang terlarut dalam air (larutan) harus dapat melewati saringan yang berdiameter 2 mikrometer (2×10^-6 meter). Aplikasi yang umum digunakan adalah untuk mengukur kualitas cairan biasanya untuk pengairan, pemeliharaan aquarium, kolam renang, proses kimia dan pembuatan air mineral. Setidaknya, kita dapat mengetahui air minum mana yang baik dikonsumsi tubuh, ataupun air murni untuk keperluan kimia misalnya pembuatan kosmetika, obat-obatan dan makanan (Misnani, 2010).

            Total padatan terlarut merupakan bahan-bahan terlarut dalam air yang tidak tersaring dengan kertas saring millipore dengan ukuran pori 0,45 μm. Padatan ini terdiri dari senyawa-senyawa anorganik dan organik yang terlarut dalam air, mineral dan garam-garamnya. Penyebab utama terjadinya TDS adalah bahan anorganik berupa ion-ion yang umum dijumpai di perairan. Sebagai contoh air buangan sering mengandung molekul sabun, deterjen dan surfaktan yang larut air, misalnya pada air buangan rumah tangga dan industri pencucian.

            Banyak zat terlarut yang tidak diinginkan dalam air. Mineral, gas, zat organik yang terlarut mungkin menghasilkan warna, rasa dan bau yang secara estetis tidak menyenangkan. Beberapa zat kimia mungkin bersifat racun dan beberapa zat organik terlarut bersifat karsinogen. Cukup sering, dua atau lebih zat terlarut khususnya zat terlarut dan anggota golongan halogen akan bergabung membentuk senyawa yang bersifat lebih dapat diterima daripada bentuk tunggalnya (Misnani, 2010).

TSS (Total Suspendes Solid)

            Uji TSS (Total suspended Solid) merupakan suatu cara untuk menguji kadar total padatan terlarut dalam suatu bahan makanan. Bahan makanan yang dicuci terlalu lama akan menyebabkan hilangnya kandungan gizi dalam jumlah banyak, selainitu pemanasan yang terlalu lama juga dapat menyebabkan hilangnya kandungan gizi dalam bahan makanan tersebut. Larutan adalah campuran homogen yang terdiri dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solute, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak dari pada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven.

            Zat Padat Tersuspensi dapat bersifat organis dan inorganis. Zat Padat Tersuspensi dapat diklasifikasikan sekali lagi menjadi antara lain zat padat terapung yang selalu bersifat organis dan zat padat terendap yang dapat bersifat organis dan inorganis. Jumlah padatan tersuspensi dapat dihitung menggunakan Gravimetri, padatan tersuspensi akan mengurangi penetrasi sinar matahari ke dalam air sehingga akan mempengaruhi regenerasi oksigen serta fotosintesis (Misnani, 2010).

            Material tersuspensi mempunyai efek yang kurang baik terhadap kualitas badan air karena dapat menyebabkan menurunkan kejernihan air dan dapat mempengaruhi kemampuan ikan untuk melihat dan menangkap makanan serta menghalangi sinar matahari masuk ke dalam air. Endapan tersuspensi dapat juga menyumbat insang ikan, mencegah telur berkembang. Ketika suspended solid tenang di dasar badan air, dapat menyembunyikan telur dan terjadi pendangkalan pada badan air sehingga memerlukan pengerukan yang memerlukan biaya operasional tinggi. Kandungan TSS dalam badan air sering menunjukan konsentrasi yang lebih tinggi pada bakteri, nutrien, pestisida, logam didalam air (Margareth, 2009).