Fisika Kimia Perairan; Prosedur, Kadar Optimal, Kadar Optimum, Rumus

1. PARAMETER FISIKA

1. Suhu

Prosedur:

Thermometer dimasukkan ke dalam perairan sekitar 10 cm dan posisi

membelakangi cahaya, ditunggu sampai 2-3 menit sampai air raksa dalam thermometer menunjukan atau berhenti pada skala tertentu.

Kadar Optimum:

28◦C - 32◦C.

2. Kecepatan arus

Prosedur:

Current metter konvensional diletakkan didekat inlet pada perairan,

kemudian dinyalakan stopwatch lalu botol dibiarkan mengikuti aliran air hingga tali raffia merenggang. Kemudian dicatat waktu dan dihitung nilai kecepatan arusnya.

Rumus:

V=S/t

V : Kecepatan arus (m/s)

S : Panjang tali

t : Waktu

Kadar optimal:

3. Kecerahan

Prosedur:

Perlahan secchi disk dimasukkan ke dalam air hingga tampak buram

pertama kali dan catat kedalamannya sebagai D1 kemudian secchi disk

diturunkan hingga tidak tampak. Setelah itu diangkat sampai nampak pertama kali dan catat kedalamannya sebagai D2. Kecerahan dapat diukur menggunakan rumus :

Rumus:

Kecerahan=(D1+D2)/2

D1 : Kedalaman ketika tidak kelihatan pertama kali.

D2 : Kedalaman ketika kelihatan pertama kali.

Kadar optimal:

4. Kedalaman air

Prosedur:

Mengukur kedalaman perairan dapat menggunakan alat Secchi disk depthatau dengan tongkat skala yang dapat menampilkan kondisi perairan. Perlahan tongkat berskala dimasukkan dalam perairan, kemudian catat kedalaman perairannya hingga batas air permukaan dari dasar perairan.

Kadar optimal:

5. Warna perairan

Prosedur:

Amati warna perairan secara langsung, kemudian catat sesuai dengan

hasil yang diamati. Hijau pekat disebabkan blooming plankton dari kelas Chlorophyta (alga hijau), warna air menjadi merah (red tide) dapat disebabkan oleh plankton dari kelas Rhodophyta (alga merah) seperti Gimnodinium sp. dan warna air menjadi coklat keemasan biasanya disebabkan oleh blooming fitoplankton dari kelas Chrysopyta.

6. Substrat Perairan

Prosedur:

Amati substrat dasar perairan dan terntukan jenis substrat perairan

tersebut. Harus diambil tanah didasar perairan lalu dibawa ke permukaan untuk diamati. Substrat ini dapat berupa lumpur,

pasir, atau batu.

2. PARAMETER KIMIA

1. Derajat Keasaman (pH)

Prosedur:

pH paper dimasukkan ke dalam air, ditunggu sampai ±10 menit. PH paper diambil dan dibandingkan dengan pH standart yang terdapat pada kotak pH paper (catat nilai pH). Jika tidak terdapat pH paper maka dapat menggunakan alat pH meter.

Kadar optimal:

a. pH 5,5-6,5 (tidak produktif)

b. pH 6,5-7,5 (masih produktif)

c. 7,5-8,5 (produktifitas tinggi)

d. lebih dari 8,5 (tidak produktif)

2. Oksigen Terlarut (DO)

Prosedur:

a. Ukur dan catat volume botol DO yang akan digunakan.

b. Masukkan botol DO ke dalam perairan yang akan diukur oksigennya secara perlahan-lahan dengan posisi miringdan usahakan jangan sampai terjadi gelembung udara. Kemudian masukkan botol DO ke dalam ke dalam air, bila botol telah penuh baru ditutup (penutupan dilakukan didalam air).

c. Kemudian bukalah tutup botol yang berisi sampel, tambahkan 2 mL MnSO4 (sebagai pengikat O2 dalam air) dan 2 mL NaOH+KI (membentuk endapan coklat dan mengikat iodida), lalu dibolak – balik biarkan ± 30 menit sampai terjadi endapan coklat.

d. Buang air yang bening di atas endapan kemudian endapan yang tersisa diberi 2 ml H2SO4 pekat (untuk melarutkan endapan coklat dan pengkondisian asam) dan kocok sampai endapan larut.

e. Beri 3-4 tetes Amylum (sebagai indikator warna ungu), dititrasi dengan Na-thiosulfat 0,025 N (sebagai titran) sampai jernih (hingga tidak berwarna untuk pertama kali).

Rumus:

DO=(V titran x N titran x 8 x 1000)/(V botol DO - 4)

Vtitran : Volume pada buret (Vakhir-Vawal) (ml)

Ntitran : Normalitas/konsentrasi titran (0,025 N)

8 : ½ Ar dari O

1000 : L ke ml

4 : 2 ml MnSO4 + 2 ml NaOH+KI

Kadar optimum:

4-8 ppm

3. Karbondioksida (CO2)

Prosedur:

a. Masukkan 25 mL air sampel ke dalam Erlenmeyer, kemudian tambahkan 1-2 tetes indikator PP (sebagai indikator warna pink pada suasana basa).

b. Bila air berwarna pink berarti air tersebut tidak mengandung CO2 bebas.

c. Bila air tetap tidak berwarna cepat titrasi dengan Na2CO3 0,0454 N sampai warna menjadi merah (pink) pertama kali stabil selama 30 detik.

Rumus:

C02=(V titran x N titran x 22 x 1000)/V air sampel

Vtitran : Volume pada buret (Vakhir-Vawal) (ml)

Ntitran : Konsentrasi larutan (0,0454 N)

22 : Mr dari CO2 (44), dibagi ekuivalen dari titran (2)

1000 : Konversi L ke ml

Kadar optimal:

Kadar 20 ppm sudah merupakan racun bagi ikan dan mematikan ikan jika kelarutan oksigen didalam air kurang dari 5 ppm (5 mg/l).

4. Alkalinitas

Prosedur:

1. Ambil 25 ml air sampel masukkan ke dalam Erlenmeyer 250 ml.

2. pH diukur dengan menggunakan pH pen/pH paper dengan ketentuan jika:

a. pH>10 : ada OH-

b. pH<7 : ada HCO3

c. pH 8.5-10 : CO3^2-

3. Bila pH > 8.5, tambahkan indikator PP 2-3 tetes, kemudian ditambahkan 3 tetes MO (sebagai indikator perubahan warna pada suasana asam), dititrasi HCl 0.02 N sampai berwarna merah pertama kali dan dicatat sebagai ml titran.

4. Bila pH < 8.3, tambahkan indikator MO sampai berubah warna, dititrasi dengan HCl 0.02 N (sebagai pengikat ion H+) sampai berubah warna pertama kali dan dicatat sebagai ml titran.

Rumus:

Alkalinitas=(V HCL x N HCL x 100/2 x 1000)/ ml air sampel

VHCl : volume larutan HCl (ml)

NHCL : Normalitas HCL (0,02 N)

100 : Mr dari CaCO3

2 : Valensi CaCO3

1000 : Konversi L ke ml

Kadar optimal:

30-500 ppm

5. TOM (Total Organic Matter)

Prosedur:

1. Ambil 25 mL air sampel masukkan ke dalam Erlenmeyer.

2. Tambahkan 7,5 ml KMnO4 dari buret.

3. Tambahkan 5 ml H2SO4 (1:4) (digunakan untuk pengkondisian basa).

4. Panaskan sampai 70 - 80 ºC kemudian angkat.

5. Bila suhu telah turun menjadi 60 – 70 ºC langsung tambahkan Na-Oxalat 1 ml 0.01 N (sebagai reduktor selama proses pemanasan perlahan sampai tak berwarna).

6. Segera titrasi dengan KMnO4 (digunakan sebagai oksidator) hingga berwarna merah jambu/pink. Catat mL titran (X ml).

7. Ambil 25 ml aquades lakukan prosedur (1 – 6) catat titran yang digunakan (Y ml).

Rumus:

TOM=((x-y) x 31,6 x 0,01 x 1000)/ml air sampel

X : ml titran untuk air sampel

Y : ml titran untuk aquades (Blanko)

31,6 : 1/5 Mr KMnO4 (1 mol KMnO4 melepas 5 oksigen dalam reaksi ini)

0,01 : N KMnO4

Kadar Optimum:

20-40 ppm

6. Ortofosfat

Prosedur :

1. Air sampel 25 ml dimasukkan dan tuangkan ke dalam cawan porselen.

2. Tambahkan 1 ml ammonium molybate-asam sulfat (digunakan sebagai indikator untuk melihat kandungan orthophosphat) keadaan masing-masing larutan standart yang telah dibuat dan goyangkan sampai larutan bercampur.

3. Tambahkan 5 tetes larutan SnCl2 (sebagai indikator warna dalam suasana basa) lalu dikocok. Warna biru akan timbul (10-12 menit) sesuai dengan kadar fosfornya.

4. Ukur dan tuangkan 10 ml air sampel ke dalam Erlenmeyer.

5. Bandingkan warna biru dan air sampel dengan larutan standart, baik prosedur visual atau dengan spektofotometer (panjang gelombang 690 nm dan method 490).

Kadar Optimal:

<1 ppm

7. Nitrat

Prosedur :

1. Siapkan 12,5 ml sampel dan tuangkan ke dalam cawan porselin.

2. Uapkan diatas pemanas air sampai kering.

3. Dinginkan dan tambahkan 0,25 ml asam fenoldisulfonik (digunakan untuk indikator warna awal nitrat nitrogen dan pengikat nitrogen pada sampel) dan aduk dengan pengaduk gelas.

4. Encerkan dengan 1 ml aquades.

5. Tambahkan NH4OH (1-1) (untuk pengkondisian suasana basa) sampai terbentuk warna. Pindahkan ke gelas ukur dan tambahkan dengan aquades hingga menjadi volume awal (12,5).

6. Diukur dengan menggunakan spektofotometer (dengan panjang gelombang 410 nm dan method 353).

Kadar optimum:

max. 10 mg/L

8. BOD (Biological Oxygen Deman)

Prosedur :

1. Ambil air sampel dengan menggunakan botol gelap dan botol terang pada wilayah yang sama.

2. Ukur oksigen terlarut pada botol terang saat itu juga sebagai (DO 1).

3. Botol gelap diinkubasi selama 5 hari di dalam inkubator dengan suhu 20°. Ukur DO sebagai (DO 2).

Rumus:

DO=(V titran x N titran x 8 x 1000)/V BOTOL DO - 4

BOD=D02-D01

DO1 : Oksigen terlarut awal

DO2 : Oksigen terlarut akhir

Kadar Optimal BOD:

< 3 mg/L

9. TAN

Prosedur :

1. Siapkan air sampel sebanyak 25 ml, kemudian diberi larutan nesler sebanyak 0,5 dan ditunggu selama 15-30 menit.

2. Diambil larutan yang berwarna bening dan dimasukan ke tabung reaksi lalu diukur dengan spektofotometer dengan panjang gelombang 425 nm dan method 380 nm.

Kadar optimal:

<0,01 ppm

3. PROSES NITRIFIKASI

1. Prosedur Nitrifikasi (aerob):

Amonium (NH4) / Amonia (NH3) -> Nitrosomonas -> Nitrit (NO^2-) -> Nitrobacter -> Nitrat (No^3-)

2. Prosedur Denitrifikasi (anaerob):

Nitrat (NO^3-) -> Pseudomonas -> Nitrogen bebas (N2)

Reaksi nitrifikasi adalah reaksi perubahan ammonia dioksidasi menjadi nitrit oleh Nitrosomonas dan nitrit dioksidasi menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Proses ini dapat terjadi di tanah, air laut, maupun di air tawar. Hasil dari proses nitrifikasi ini berupa nitrat, diman nitrat ini berguna untuk sumber nutrisi bagi organisme diperairan.

Penulis

Gery Purnomo Aji Sutrisno, S.Pi