PRODUKTIVITAS PRIMER DAN BOD EKOSISTEM PERAIRAN

PRODUKTIVITAS PRIMER DAN BOD₅ EKOSISTEM PERAIRAN

Ratna Lestyana Dewi¹⁾, Alfan Farhan Rijaluddin ²⁾, Daus Ramadhan²⁾ , dan Rizky Aprizal²

1.       Mahasiswa Program Studi Biologi

2.       Asisten Dosen Praktikum Ekologi Perairan Prodi Biologi

Program Studi Biologi Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

e-mail : ratna.lestyana@yahoo.co.id

Abstrak

Cahaya matahari merupakan komponen penting dalam setiap ekosistem yang dimanfaatkan oleh produsen primer yang ada di ekosistem perairan diantaranya yaitu alga, bryophyta, vascular macrophytes, dan Cyanobacteria. Tujuan dari praktikum ini adalah untuk memahami produktivitas primer dan BOD₅ di ekosistem perairan dan memahami produktifitas primer BOD₅ tentang kualitas perairan. Praktikum ini dilakukan di Danau Situ Gintung dan PLT UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dengan metode purposive sampling dan metode botol gelap dan botol terang. Hasil yang diperoleh yaitu pada saat perhitungan produktivitas primer hampir keseluruhan tergolong pada mesotrofik kecuali pada stasiun kedua, dan perhitungan BOD₅ menunjukkan bahwa Danau Situ Gintung tergolong memiliki tingkat pencemaran yang sedang pada stasiun satu, tiga, lima, dan memiliki tingkat pencemaran ringan pada stasiun satu dan empat.. Kesimpulannya adalah produktivitas primer di Danau Situ Gintung termasuk tipe Danau yang memiliki kandungan nutrient yang sedang (mesotrofik) dan memiliki kualitas pencemaran perairan yang sedang.

Kata Kunci : BOD_{5 ,} Mesotrofik, Pencemaran, Produktivitas primer

PENDAHULUAN

Cahaya matahari merupakan komponen penting dalam setiap ekosistem. Energi cahaya matahari dapat diserap oleh organisme tumbuhan hijau dan organisme fotosintetik. Energi tersebut digunakan untuk mensintesis molekul anorganik menjadi molekul organik yang kaya energi. Molekul tersebut lalu disimpan dalam bentuk makanan dalam tubuhnya dan menjadi sumber bahan organik bagi organisme lain yang heterotrof. Organisme yang memiliki kemampuan untuk mengikat energi dari lingkungan disebut produsen. Produsen primer yang ada di ekosistem perairan diantaranya yaitu alga, bryophyta, vascular macrophytes, dan Cyanobacteria (Baksir, 1999).

Produktivitas merupakan laju penyimpanan energi oleh suatu komunitas di dalam ekosistem. Produktivitas primer di kolam perairan merupakan laju penyimpanan energi radiasi matahari oleh organisme produsen dalam bentuk bahan organik melalui proses fotosintesis oleh fitoplankton, dan dalam tropik level suatu perairan fitoplankton merupakan produsen utama perairan. Produktivitas primer sering diasumsikan sebagai jumlah karbon yang terdapat dalam material hidup. Tinggi rendahnya produktivitas primer dapat diketahui dengan melakukan pengukuran biomassa plankton (fitoplankton) dan klorofil-a (Baksir,1999).

Produktivitas suatu perairan ditentukan oleh beberapa faktor meliputi cahaya, nutrien, suhu, jenis fitoplankton. Ketersediaan cahaya secara kuantitatif dan kualitatif tergantung pada waktu, letak geografis, kedalaman, awan, inklinasi matahari, material terlarut dalam air, partikel tersuspensi dalam air. Intensitas cahaya mempengaruhi tinggi rendahnya aktivitas fotosintesis oleh fitoplankton. Pengaruh intensitas cahaya terhadap aktivitas fotosintesis dapat ditunjukkan dalam grafik kuadratik, yang berarti jika intensitas cahaya terlalu tinggi akan mengurangi produksi energi oleh fotosintesis (Andriani, 2007).

Selain produktivitas primer, BOD₅ adalah salah suatu metode untuk mengetahui tinggi atau rendahnya nutrien pada suatu perairan. Kebutuhan oksigen biokimiawi atau Biochemical Oxygen Demand (BOD₅) merupakan kebutuhan oksigen yang diperlukan mikroorganisme aerob perairan untuk mendegradasi senyawa organik. Berdasarkan pada pengujian nilai BOD₅ pada umumnya nilai ini digunakan dengan asumsi pada hari kelima nilai BOD₅²⁰ memiliki nilai 70-80% dari BOD total. Adanya parameter BOD₅ ini merupakan salah satu indikator untuk mengetahui adanya senyawa cemaran organik seperti aldehida, glukosa, protein, dan sebagainya di dalam suatu perairan tersebut (Ari, 2002).

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk memahami produktifitas primer dan BOD₅ di ekosistem perairan dan memahami produktifitas primer BOD₅ tentang kualitas perairan.

METODELOGI

Praktikum ini dilakukan pada Jumat, 1 April di Danau Situ Gintung dan Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah Jakarta dengan menggunakan metode purposive sampling dan metode botol gelap dan botol terang.

Alat dan Bahan

            Alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah botol vertikal sampler, botol Winkler atau botol sampel, aluminium foil atau kertas karbon dan DO-meter.

            Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah air sampel.

Cara Kerja

Produktivitas Primer

            Lokasi pengambilan sampel air dibagi menjadi lima titik yaitu pada dua bagian inlet, bendungan, outlet, dan dekat lahan pertanian. Kemudian diambil sampel air lalu dimasukkan ke dalam botol yang sudah diketahui volumenya. Selanjutnya untuk mengetahui analisis yang lebih menyeluruh, sampel air dapat diambil dari berbagai lokasi dan kedalaman. Parameter fisik-kimia perairan (pH, kecerahan, TDS, EC, suhu) juga diukur pada masing-masing lokasi. Lalu, dimbil tiga sampel air pada tiap lokasi. Botol pertama digunakan untuk menentukan konsentrasi oksigen awal. Dua botol lainnya digunakan untuk botol terang dan botol gelap. Lalu digelapkan satu botol dengan menggunakan cat hitam dilapisi permukaan luar botol dengan aluminium foil dengan kertas karbon dan diletakkan kedua botol tersebut pada lokasi sampling di laboratorium. Bila inkubasi dilakukan di laboratorium, biarkan botol terang terpapar sinar matahari, sebaliknya hindarkan botol gelap dari paparan sinar matahari. Kemudian, botol tersebut didiamkan selama 4 jam untuk proses respirasi dan fotosintesis dan dihitung konsentrasi oksigen terlarut akhir pada masing – masing botol terang dan gelap.

BOD₅

            Air pada permukaan perairan (kedalaman 0 – 50 cm) diambil menggunakan water bottle sampler, lalu dituang ke botol Winkler (diusahakan tidak ada gelembung). Pengukuran DO awal air dilakukan, kemudian dibuang. Lalu air pada tempat yang sama diambil kembali seperti prosedur awal. Air dimasukkan ke dalam botol Winkler, diberi label dan keterangan. Sampel air di dalam botol diinkubasi selama 5 hari pada suhu 20⁰ C.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan pada percobaan yang telah dilakukan, maka diperoleh data sebagai berikut :

Tabel 1.1 Hasil Pengukuran Faktor Kimia Fisik

NO	Lokasi	Suhu (0C)	Kecerahan	TDS	EC	pH	DO
							Awal	Hari ke-5
1	Inlet	26,3	22	103	208	7,8	7,3	4,6
2	Permukiman	30	25	98	203	8,0	7,4	5,6
3	Outlet	33	14	69	150	9	7,2	3,9
4	Pertanian	32,8	35	80	189	8,8	7,4	4,8
5	Inlet	32,5	20,5	99	235	8,0	7,2	3,7

Berdasarkan pada tabel 1.1 untuk mengukur produktivitas primer dilakukan pengukuran faktor kimia fisik yang terdapat di lokasi Danau Situ Gintung. Adapun faktor  kimia fisik yang dihitung dari kelima stasiun yaitu suhu, kecerahan, Total Dissolve Solid (TDS), Electrolyte Conductivity (EC), pH, dan Dissolved Oxygen (DO).

Hasil yang di dapat memiliki variasi yang cukup signifikan. Saat dilakukan pengkuran suhu pada lokasi yang pertama memiliki suhu yang cukup rendah yaitu 26,3 ⁰C karena berada pada lokasi inlet. Sementara itu, pada stasiun kedua sampai kelima tidak terlalu jauh perbedaan suhunya yaitu kisaran 30 – 33⁰ C. Kemudian, saat dilakukan pengukuran pada kecerahan, TDS, EC, pH secara keseluruhan kisarannya tidak terlalu jauh kecuali pada stasiun yang

ketiga yaitu lokasi outlet dimana hasil pengukurannya cukup berbeda dan tergolong rendah dibandingkan dengan hasil pengukuran di stasiun lain. Hal ini disebabkan pada lokasi tersebut (lokasi outlet) sangat banyak fitoplankton (blooming alga) sehingga warna danau menjadi hijau dan menyebabkan hasil pengukurannya rendah. Selanjutnya, saat dilakukan pengukuran DO awal dapat dilihat berdasarkan tabel 1.1 memiliki kisaran yang dekat yaitu 7,2 – 7,4 ppm yang menandakan bahwa tidak terjadi perbedaan dari antar lokasi secara signifikan.

                          Tabel 1.2 Hasil Produktivitas Primer

No	DO			Waktu Inkubasi	PG	R	PN (mg/l)	PN (mgC/m3 perhari)	Keterangan
	Awal	Terang	Gelap
1	7,3	8,2	3,1	5 jam 20 menit	5,1	4,2	337,824	760,58	Eutrofik
2	7,4	7,9	3,9	6 jam 50 menit	4	3,5	187,68	329,74	Mesotrofik
3	7,2	8,6	4,2	7 jam 28 menit	4,4	3	525,504	845,31	Eutrofik
4	7,4	7,8	4,3	5 jam 15 menit	3,5	3,1	150,144	343,18	Mesotrofik
5	7,2	8,1	3	5 jam 41 menit	5,1	4,2	337,824	713,71	Mesotrofik

                                                                                          

           

Berdasarkan pada tabel 1.2 dapat dilihat mengenai perhitungan produktivitas primer. Produktivitas primer ini dilakukan dengan metode botol gelap dan botol terang yang dapat menghasilkan nilai respirasi, produktivitas kotor, dan produktivitas bersih yang dihitung dengan rumus yaitu Produktivitas bersih = Produktivitas kotor (PG) – Respirasi (R). Hasil yang diperoleh dapat dijadikan indikator mengenai kasifikasi tingkat kelimpahan unsur hara Berdasarkan kandungan hara (tingkat kesuburan), danau diklasifikasikan dalam 3 jenis yaitu danau oligotrofik (0 – 200 mgC/cm³) , danau mesotrofik (200 - 750 mgC/cm³) dan danau eutrofik (>750 mgC/cm³) (Djumara, 1996).

Hasil pada tabel tersebut menunjukkan bahwa pada stasiun ketiga yaitu pada lokasi outlet memiliki nilai produktivitas tertinggi yaitu sebesar 845,31 mgC/cm³ yang menandakan bahwa lokasi tersebut tergolong eutrofik, sama seperti pada stasiun satu lokasi inlet dengan nilai produktivitas bersih sebesar 760,58  mgC/cm³. Kemudian pada stasiun dua, empat, dan lima termasuk ke dalam tipe mesotrofik.

Danau eutrofik merupakan danau yang memiliki kadar hara tinggi, memiliki perairan dangkal, tumbuhan litoral melimpah, kepadatan plankton lebih tinggi, sering terjadi blooming alga dengan tingkat penetrasi cahaya matahari umumnya rendah. Sementara itu, danau oligotrofik adalah danau dengan kadar hara rendah, biasanya memiliki perairan yang dalam. Semakin dalam danau tersebut semakin tidak subur, tumbuhan litoral jarang dan kepadatan plankton rendah, tetapi jumlah spesiesnya tinggi. Danau Mesotrofik merupakan danau dengan kadar nutrien sedang, juga merupakan peralihan antara kedua sifat danau eutrofik dan danau oligotrofik. (Odum, 1996).

Gambar 1.1 Grafik Pengaruh TDS Terhadap Produktivitas Primer

           

Kemudian, apabila dilihat berdasarkan grafik dengan membandingkan salah satu faktor fisik pengukuran yaitu Total Dissolve Solid (TDS) atau zat padat terlarut, dapat disimpulkan bahwa dari data yang diperoleh maka semakin tinggi nilai dari TDS maka produktivitas bersihnya semakin rendah. Hal ini menandakan bahwa produktivitas yang rendah pada suatu perairan di dalamnya mempunyai zat padat terlarut yang banyak, misalnya seperti zat organik atau zat anorganik (Sudaryanti, 2004).

        Tabel 1.3 Hasil Perhitungan BOD₅

No	DO	DO5	BOD5	Keterangan
1	7,3	4,6	13,5	Sedang
2	7,4	5,6	9	Ringan
3	7,2	3,9	16,5	Sedang
4	7,4	4,8	13	Sedang
5	7,2	3,7	17,5	Sedang

Oksigen terlarut merupakan variabel kimia yang mempunyai peran penting sekaligus menjadi faktor pembatas bagi kehidupan biota air (Nybakken, 1988). Berdasarkan pada hasil percobaan yang terdapat pada tabel 1.3 dapat diketahui bahwa hasil dari perhitungan BOD₅ dapat diketahui derajat pencemarannya. Derajat pencemarannya yaitu : Ringan (0 - 10 ppm), sedang (10 – 20 ppm), dan tinggi I25 ppm) (Sudaryanti, 2004).

Hasil yang diperoleh yaitu pada stasiun satu, stasiun tiga, stasiun empat,  tergolong ke dalam tingkat pencemaran yang sedang yang secara berurutan yaitu 13,5 ppm, 16,5 ppm, dan 13 ppm, sementara pada stasiun dua tergolong dalam tingkatan pencemaran ringan dengan hasil pada tabel 1.3 yaitu 9 ppm.

Adapun faktor yang menyebabkan daya larut oksigen dapat berkurang dengan meningkatnya suhu air dan salinitas. Konsentrasi oksigen terlarut juga menurun dengan adanya penambahan bahan organik, karena bahan organis tersebut akan diuraikan oleh mikroorganisme yang mengonsumsi oksigen yang tersedia. Pada tingkatan jenis, masing-masing biota memiliki  respon terhadap penurunan oksigen (Andriani, 2007).

KESIMPULAN

Produktivitas primer dan BOD₅ merupakan indikator di ekosistem perairan yang menunjukkan tinggi rendahnya nutrien serta tingkat pencemaran. Indikator produktivitas primer dapat dihitung dengan cara produktivitas kotor dikurangi dengan respirasi dan BOD₅ dihitung dengan cara kadar dikalikan dengan DO awal dikurangi DO akhir yang setelah dihitung menandakan ahwa Danau Situ Gintung memiliki produktivitas primer yang tergolong mesotrofik dan memiliki tingkat pencemaran yang sedang.

DAFTAR PUSTAKA

Andriani. 2007. Hubungan Produktivitas Fitoplankton dengan Biomass dan Nutrien N-P

di perairan Pantai Kabupaten Luwu. Jurnal Ilmu Kelautan Universitas Hassanudin vol 17 (3) : 193-202.

Ari. 2002. Produktivitas Primer Perairan Waduk Cegklik. Jurnal Universitas Negeri

Sebelas Maret . Vol 3.189-195

Baksir, Abdurrachaman. 1999. Tesis Hubungan antara Produktivitas Primer

Fitoplankton dan Intensitas Cahaya di Waduk Cirata, Kabupaten Cianjur, Jawa Barat. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Odum, E.P. 1996. Dasar-dasar Ekologi Edisi Ketiga. Gadjah Mada University.

Yogyakarta. 

Djumara, 2007. Modul 3 : Sumber Daya Alam Lingkungan Terbarukan dan Tidak

Terbarukan Diklat Teknis Pengelolaan Lingkungan Hidup di Daerah. Jakarta:

Environmental Assesment and Management.

Sudaryanti. 2004. Produktivitas Perairan (Primer): Fakultas Perikanan dan Ilmu

Kelautan, Universitas Brawijaya. Malang