Fisika Perairan

2012
08:47

Perairan bersih
Kualitas air merupakan salah satu hal yang paling penting untuk diketahui dalam ekosistem perairan tawar. Kualitas air merupakan penentu keadaan kehidupan. Hal itu dikarenakan kehidupan ekosistem perairan tawar mutlak tergantung pada kondisi perairan.
Untuk menentukan kualitas air, pengamatan dilakukan berdasarkan berbagai parameter air, baik fisika, kimia, dan biologinya. Berikut adalah berbagai faktor fisika-kimia air, alasan dan berbagai hal dasar dalam pengamatan parameter. Hal-hal dasar meliputi alat dan cara sekaligus bagaimana penentuan lokasi serta waktu yang tepat.

1. Suhu
Sebagian besar makhluk hidup di perairan tawar pada umumnya sangat sensitif terhadap perubahan suhu air. Suhu sangat terkait dengan proses metabolisme dalam tubuh, yaitu memengaruhi kerja enzim dalam tubuh makhluk hidup. Oleh karena itulah suhu merupakan faktor penting dalam kehidupan organisme perairan tawar. Suhu juga berpengaruh terhadap berbagai hal, misalnya blooming alga, siklus reproduksi, dan kelarutan berbagai macam zat.
Suhu di ekosistem perairan tawar mudah berubah. Perubahan suhu baik musiman dan harian terjadi pada bagian permukaan dari perairan, sementara bagian dalam biasanya akan lebih konstan. Suhu rata-rata perairan bisa mengalami kenaikan disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti pemukiman, industri dan area pertanian.
Suhu secara fisika dinyatakan dalam satuan 0C. Metode pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer atau termistor. Termistor merupakan alat pengukur suhu berbasis elektronik.
Lokasi pengambilan sampel suhu air dapat dilakukan pada tiga level kedalaman, yaitu permukaan, pertengahan dan dasar perairan. Pengukuran juga dilakukan pada tiap musim yang berbeda, misalkan pada musim hujan dan kemarau.

2. pH
Kondisi asam atau basa pada perairan ditentukan berdasarkan nilai pH (power of hydrogen). Nilai pH berkisar antara 0-14, yang mana pH 7 merupakan pH normal. Kondisi pH kurang dari 7 menunjukkan air bersifat asam, sedangkan pH di atas 7 menunjukkan kondisi air bersifat basa.
Makhluk hidup atau biota perairan tawar masing-masing memiliki kondisi pH yang berbeda-beda. Pengaruh pH pada biota terletak pada aktivitas enzim, misalnya dalam pH asam, enzim akan mengalami protonasi. Keasaman juga berpengaruh pada tingkat kelarutan suatu nutrien dalam perairan, yang menentukan keberadaan suatu organisme. Polusi juga bisa diindikasi dari pH yang terkait dengan konsentrasi oksigen (pH rendah pada konsentrasi oksigen rendah).
Keasaman ditentukan dengan memakai kertas pH universal dan pH meter. Pengukuran dilakukan dengan variasi waktu siang dan malam. Langkah tersebut didasarkan pada perbedaan aktivitas biota pada siang dan malam hari. Pengambilan lokasi bisa dilakukan dengan berbagai cara, seperti transek pada kedalaman yang berbeda dan tempat-tempat yang memiliki potensi menimbulkan pencemaran (sumber pencemaran terpusat).

3. Transparansi dan Turbiditas
Transparansi dan turbiditas sebenarnya ditentukan oleh kadar suspensi padatan dalam air. Transparansi dan turbiditas berbeda baik dari segi alat maupun satuannya. Transparansi memiliki satuan panjang seperti meter, sedangkan turbiditas memiliki satuan NTU (Nephelo Turbidity Unit).
Transparansi perlu diamati karena merupakan indikasi seberapa dalam cahaya mampu melakukan penetrasi ke dalam badan air. Banyak cahaya memengaruhi kehidupan biota fotosintetik, seperti fitoplankton. Produktivitas primer dari perairan juga dipengaruhi oleh transparansi badan air. Ativitas biota fotosintetik dan produktivitas primer akan naik bila nilai transparansi semakin besar.
Turbiditas memengaruhi adanya media untuk menempel bakteri dan logam. Nilai turbiditas yang semakin tinggi memungkinkan adanya kandungan bakteri atau logam yang semakin besar. Pengataman perlu dilakukan untuk mengetahui kaitan antara nilai turbiditas dengan aktivitas biota-biota di perairan tawar.
Transparansi dapat diketahui dengan alat yang dinamakan dengan Secchi disk. Secchi disk merupakan alat berbentuk lempengan bulat dengan kombinasi warna hitam putih. Kejernihan warna hitam putih saat dimasukkan ke dalam air menjadi nilai transparansi badan air. Sementara itu, turbiditas diukur dengan menggunakan turbidimeter.

4. Dissolved oxygen
Dissolved oxygen atau oksigen terlarut sangat menentukan kehidupan biota perairan. Oksigen merupakan akseptor elektron dalam reaksi respirasi, sehingga banyak dibutuhkan oleh biota aerobik. Oksigen juga memengaruhi kelarutan dan ketersediaan berbagai jenis nutrien dalam air. Kondisi oksigen terlarut yang rendah memungkinkan adanya aktivitas bakteri anaerobik pada badan air. Oksigen terlarut dipengaruhi oleh beberapa hal, antara lain penutupan vegetasi, BOD (Biological Oxygen Demand), perkembangan fitoplankton, ukuran badan air, dan adanya arus angin.
Pengukuran oksigen terlarut bisa dilakukan dengan metode sensor oskigen elektronik dan titrasi Winkler. Hasil pengukuran berada pada satuan persen (%) dan mg/L. Pengukuran dilakukan pada variasi siang dan malam serta pada musim yang berbeda. Penentuan siang malam menentukan disebabkan karena adanya aktivitas respirasi dan fotosintesis pada siang hari, sedangkan musim untuk mengetahui pengaruh perbedaan aktivitas makhluk hidup tergantung musim pada kadar oksigen terlarut.

5. Nutrien dalam Badan Air (Si : N : P)
Nitrogen (N), posfor (P), dan silikon (Si) harus berada dalam kondisi perbandingan 16 : 1 : 1. Perubahan perbandingan akan memengaruhi proses suksesi plankton. Nitrogen dan posfor merupakan dua unsur yang sangat berpengaruh terhadap produktivitas primer ekosistem. Kedua senyawa tersebut juga memengaruhi adanya blooming alga dan merupakan penyebab eutrofikasi. Eutrofikasi merupakan serangkaian proses penumpukan unsur yang menyebabkan suburnya perairan.
Pengamatan tentang nutrien dilakukan pada saat terjadi berbagai musim, akhir dari musim banjir, musim debit air tinggi, dan pengambilan sampel mingguan. Analisis yang dilakukan dapat memakai alat Colourimeter. Spektrofotometer dapat digunakan untuk kadar nutrien yang rendah.
Daftar Acuan:
Bellingham, K. (?). Physicochemical Parameters of Natural Waters. Portland, Stevens Water Monitoring Systems, Inc.: 17 hlm.
Deekae, S.N., J.F.N. Abowei & A.C. Chindah. 2010. Some Physical and Chemical Parameters of Luubara Creek, Ogoni Land, Niger Delta, Nigeria. Research Journal of Environmental and Earth Sciences, 2(4): 199–207.
Durmishi, et al. 2008. The physical, physical-chemical and chemical parameters determination of river water Shkumbini (Pena) (part A). Balwois, 27(?): 1–11.
UNEP. 2004. Surveys & Assessments: Estuarine & Coastal Areas. Osaka, United Nations Environtment Proggrame: 124—136.
University of Illinois. (?) Measurement of water quality. https://wiki.engr.illinois.edu/download/attachments/31394596/Week5.pdf?version=1&modificationDate=1256761898357. 28 Februari 2011, Pkl. 23.37 WIB.