Kebutuhan Oksigen dalam Air

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 prosesdifusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut (SALMIN, 2000). Kecepatan difusi oksigen dari udara, tergantung sari beberapa faktor, seperti kekeruhan air, suhu, salinitas, pergerakan massa air dan udara seperti arus, gelombang dan pasang surut. ODUM (1971) menyatakan bahwa kadar oksigen dalam air laut akan bertambah dengan semakin rendahnya suhu dan berkurang dengan semakin tingginya salinitas. Pada lapisan permukaan, kadar oksigen akan lebih tinggi, karena adanya proses difusi antara air dengan udara bebas serta adanya proses fotosintesis. Dengan bertambahnya kedalaman akan terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, karena proses fotosintesis semakin berkurang dan kadar oksigen yang ada banyak digunakan untuk pernapasan dan oksidasi bahan-bahan organik dan anorganik Keperluan organisme terhadap oksigen relatif bervariasi tergantungpada jenis, stadium dan aktifitasnya. Kebutuhan oksigen untuk ikan dalam keadaan diam relative lebih sedikit apabila dibandingkan dengan ikan pada saat bergerak atau memijah. Jenis-jenis ikan tertentu yang dapat menggunakan oksigen dari udara bebas, memiliki daya tahan yang lebih terhadap perairan yang kekurangan oksigen terlarut (WARDOYO, 1978). Kandungan oksigen terlarut (DO) minimum adalah 2 ppm dalam keadaan nornal dan tidak tercemar oleh senyawa beracun (toksik). Kandungan oksigen terlarut minimum ini sudah cukup mendukung kehidupan organisme (SWINGLE, 1968). Idealnya, kandungan oksigen terlarut tidak boleh kurang dari 1,7 ppm selama waktu 8 jam dengan sedikitnya pada tingkat kejenuhan sebesar 70 % (HUET, 1970). KLH menetapkan bahwa kandungan oksigen terlarut adalah 5 ppm untuk kepentingan wisata bahari dan biota laut (ANONIMOUS, 2004).

Oksigen memegang peranan penting sebagai indikator kualitas perairan, karena oksigen terlarut berperan dalam proses oksidasi dan reduksi bahan organik dan anorganik. Selain itu, oksigen juga menentukan khan biologis yang dilakukan oleh organisme aerobic atau anaerobik. Dalam kondisi aerobik, peranan oksigen adalah untuk mengoksidasi bahan organik dan anorganik dengan hasil akhirnya adalah nutrien yang pada akhirnya dapat memberikan kesuburan perairan. Dalam kondisi anaerobik, oksigen yang dihasilkan akan mereduksi senyawa-senyawa kimia menjadi lebih sederhana dalam bentuk nutrien dan gas. Karena proses oksidasi dan reduksi inilah maka peranan oksigen terlarut sangat penting untuk membantu mengurangi beban pencemaran pada perairan secara alami maupun secara perlakuan aerobik yang ditujukan untuk memurnikan air buangan industri dan rumah tangga.

Sebagaimana diketahui bahwa oksigen berperan sebagai pengoksidasi dan pereduksi bahan kimia beracun menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak beracun. Disamping itu, oksigen juga sangat dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk pernapasan. Organisme tertentu, seperti mikroorganisme, sangat berperan dalam menguraikan senyawa kimia beracun rnenjadi senyawa lain yang Iebih sederhana dan tidak beracun. Karena peranannya yang penting ini, air buangan industri dan limbah sebelum dibuang ke lingkungan umum terlebih dahulu diperkaya kadar oksigennya.

Tumbuhan air efektif meningkatkan kadar oksigen dalam air melalui proses fotosintesis. Karbondioksida dalam proses fotosintesis diserap dan oksigen dilepas ke dalam air. Menurut Boyd (1991) dalam Izzati (2002), proses fotosintesis mempunyai manfaat penting dalam akuakultur, di antaranya adalah menyediakan sumber bahan organik bagi tumbuhan itu sendiri serta sumber oksigen yang digunakan oleh semua organisme dalam ekosistem perairan. Pengendalian jenis dan jumlah tumbuhan akuatik merupakan salah satu cara untuk mengelola ekosistem perairan.

Menurut Effendi (2003) sumber oksigen terlarut dapat berasal dari difusi oksigen yang terdapat di atmosfer dan aktivitas fotosintesis oleh tumbuhan air. Proses respirasi tumbuhan air dan hewan serta proses dekomposisi bahan organik dapat menyebabkan hilangnya oksigen dalam suatu perairan. Selain itu, peningkatan suhu akibat semakin meningkatnya intensitas cahaya juga mengakibatkan berkurangnya oksigen. Meningkatnya suhu air akan menurunkan kemampuan air untuk mengikat oksigen, sehingga tingkat kejenuhan oksigen di dalam air juga akan menurun. Peningkatan suhu juga akan mempercepat laju respirasi dan dengan demikian laju pengunaan oksigen juga meningkat (Afrianto dan Liviawati, 1992). Peningkatan suhu sebesar 1°C meningkatkan konsumsi oksigen sekitar 10% (Effendi, 2003). Menurut Boyd (1990) konsumsi oksigen dilakukan oleh semua organisme melalui proses respirasi dan perombakan bahan organik.

Penelitian ini bertujuan untuk menguji kapasitas produksi dan konsumsi oksigen beberapa spesies tumbuhan air. Tumbuhan air yang akan diuji diantaranya Hydrilla verticillata Royle, Ceratophyllum demersum, Eichhornia crassipes Solms, Salvinia molesta All, dan Lemna minor.

Dinamika oksigen terlarut dalam ekosistem perairan ditentukan oleh keseimbangan antara produksi dan konsumsi oksigen. Tumbuhan akuatik merupakan faktor yang penting dalam menentukan keseimbangan oksigen dalam ekosistem perairan. Menurut Boyd (1990) produksi oksigen berlangsung melalui proses fotosintesis oleh komunitas autotrof, sedangkan konsumsi oksigen dilakukan oleh semua organisme melalui proses respirasi dan perombakan bahan organik.

Tumbuhan akuatik lebih menyukai karbondioksida sebagai sumber karbon dibandingkan dengan bikarbonat dan karbonat. Bikarbonat sebenarnya dapat berperan sebagai sumber karbon. Namun, di dalam kloroplas bikarbonat harus dikonversi terlebih dahulu menjadi karbondioksida dengan bantuan enzim karbonik anhidrase (Effendi, 2003). Energi matahari diserap oleh klorofil dan digunakan untuk menguraikan molekul air, membentuk gas oksigen dan mereduksi molekul NADP menjadi NADPH (Sutarmi dkk, 1983).

Menurut Effendi (2003) sebagian besar oksigen dalam perairan dihasilkan oleh proses fotosintesis tumbuhan air dan fitoplankton. Akan tetapi, sebagian besar oksigen tersebut digunakan untuk respirasi fitoplankton. Perairan dangkal suplai oksigen didominasi oleh tanaman tepi, makrofita dan alga bentik. Jenis dan kelimpahan tanaman merupakan faktor penting yang mempengaruhi fotosintesis (Boyd, 1990). H. verticillata dapat menggunakan CO2 bebas yang tersedia di sekitar perairan dan dapat juga memanfaatkan bikarbonat ketika berada pada kondisi tertentu, yaitu pH tinggi, dan konsentrasi karbonat tinggi. Kondisi tersebut disebabkan karena produktivitas perairan dan proses fotosintesis yang tinggi (Salvucci dan Bowes, 1983). Fotosintesis pada C. demersum terjadi pada cakupan suhu 10-30 oC dan mencapai maksimal pada suhu 20 oC. Aktivitas fotosintesis C. demersum dapat diukur dari berat kering, dimana berat kering paling tinggi terdapat pada daun yang pertama kali dewasa.

Menurut Spencer dan Wetzel (1993) respirasi C. demersum dapat meningkatkan konsentrasi CO2 dalam suatu perairan. Tanaman enceng gondok dapat meningkatnya evapotranspirasi melalui daunnya yang lebar serta pertumbuhannya cepat, menyebabkan menurunnya jumlah cahaya yang masuk kedalam perairan sehingga menyebabkan berkurangnya tingkat kelarutan oksigen dalam air. Daun S. molesta yang berbentuk kanopi menyebabkan cahaya yang dapat diserap oleh daun hanya 88 % saja (Sale et al, 1985). Menurut Widyastuti, dkk (2008) S. molesta tergolong dalam tumbuhan air yang muncul di atas permukaan, sehingga oksigen hasil fotosintesis dilepas ke udara. Salah satu faktor penting dalam fotosintesis dan respirasi L. minor adalah adanya unsur fosfor serta kalium membantu kerja enzim yang berperan dalam fotosintesis dan respirasi.

Sumber

Edahwati, L. dan Suprihatin.Kombinasi Proses Aerasi, Adsorpsi, dan Filtrasi Pada Pengolahan Air Limbah Industri Perikanan. Jurnal Ilmiah Teknik Lingkungan, 1(2) : 79-83

Puspitaningrum, M., M. Izzati, S. Haryanti.2012.Produksi dan Konsumsi Oksigen Terlarut oleh Beberapa Tumbuhan Air. Jurnal Anatomi dan Fisiologi, 20 (1) : 47-55

Salmin.2005.Oksigen Terlarut (DO) dan Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) sebagai Salah Satu Indikator Untuk Menentukan Kualitas Perairan. Jurnal Oseana, 30 (3) : 21-26