Kualitas air | Bahan Organik dan garam mineral | nitrogen dalam air

Bahan Organik dan garam mineral dalam air

       Mineral merupakan salah satu unsur kimia yang selalu ada dalam suatu perairan, beberapa jenis mineral antara lain adalah Kalsium (Ca), Pospor (P), Magnesium (Mg), Potassium (K), Sodium (Na), Sulphur (S), zat besi (Fe), Tembaga (Cu), Mangan (Mn), Seng (Zn), Florin (F), Yodium (I) dan Nikel (Ni). Diperairan umum mineral yang diperlukan oleh phytoplakton senantiasa diperoleh dari pembongkaran bahan-bahan organik sisa dari tumbuhan dan binatang yang sudah mati. Di alam mineral tersebut berasal dari air yang masuk, atau adanya penambahan pupuk buatan. Pembongkaran bahanorganik dilakukan oleh jasad renik yang terdapat didalam air. Pada umumnya jasad renik ini menghendaki perairan yang pHnya 7 sedikit mendekati basa. Pembongkaran bahan organik ada yang dilakukan secara anaerob (tidak memerlukan oksigen). Proses pembongkaran itu juga dipengaruhi oleh suhu air.
      Bahan organik yang larut didalam air belum dapat dimanfaatkan oleh binatang air secara langsung. Bahan-bahan organik yang
mengendap di dasar perairan yang dangkal dapat dimakan secara langsung oleh berbagai macam binatang benthos (binatang yaang hidup didasar perairan) seperti siput vivipar javanica, cacing tubifex, larva chironomaus dan sebagainya. Bagian-bagian dari pada lumpur organik demikian yang tidak dapat dicernakan, menyisa sebagai detritus di dasar perairan. Jumlah bahan organik yang terdapat dalam suatu perairan dapat digunakan sebagai salah satu indikator banyak tidaknya mineral yang dapat dibongkar kelak. Bila suasana perairan anaerob, maka protein-protein yang menang mengandung belerang dapat dibongkar oleh bakteri anaerob (diantaranya adalah Bakterium vulgare). Hasil pembongkaran tersebut adalah gas hidrogen sulfida (H2S) dan ditandai bau busuk, air berwarna kehitaman. Gas itu merupakan limiting factor/ faktor pembatas bagi kesuburan perairan. Kandungan H2S - 6 mg/ l sudah dapat membunuh ikan Cyprinus carpio dalam beberapa jam saja. Untuk mencegah timbulnya H2S dalam kolam biasanya kolam yang akan digunakan untuk budidaya ikan harus dilakukan pengolahan tanah dasar dan pengeringan. Jenis gas beracun lainnya yang berasal dari pembongkaran bahan organik adalah gas metana.

       Gas Metana ( CH4 ) adalah gas yang bersifat mereduksi dan dikenal sebagai gas rawa. Metana itu timbul pada proses pembongkaran hidrat arang dari bahan organik yang tertimbun dalam perairan. Hidrat arang dalam suasana anaerob mulamula dibongkar menjadi asam-asam karboksilat. Bila suasana air tetap anaerob maka asam-asam karboksilat direduksikan lebih lanjut menjadi Metana. Bila gas Metana ini berhubungan dengan O2 dalam air sekelilingnya, maka air itu akan berkurang O2, dan sebagai hasilnya timbullah gas CO2. Pembongkaran dalam suasana anaerob juga dapat dilakukan oleh ragi (Saccharomyces), hasil pembongkaran itu adalah alkohol dan lebih lanjut lagi menjadi asam cuka (asam asetat ) oleh bakterium aceti. Kandungan bahan organik dalam air sangat sulit untuk ditentukan yang biasa disebut dengan kandungan total bahan organik (Total Organic Matter/TOM).

Nitrogen
      Nitrogen didalam perairan dapat berupa nitrogen organik dan nitrogen anorganik. Nitrogen anorganik dapat berupa ammonia (NH3), ammonium (NH4), Nitrit (NO2), Nitrat (NO3) dan molekul Nitrogen (N2) dalam bentuk gas. Sedangkan nitrogen organik adalah nitrogen yang berasal bahan berupa protein, asam amino dan urea. Bahan organik yang berasal dari binatang yang telah mati akan mengalami pembusukan mineral yang terlepas dan utama adalah garam-garam nitrogen (berasal dari asam amino penyusun protein). Proses pembusukan tadi mula-mula terbentuk amoniak (NH3) sebagai hasil perombakan asam amino oleh berbagai jenis bakteri aerob dan anaerob. Pembongkaran itu akan menghasilkan suatu gas CO2 bebas, menurut persamaan reaksinya adalah:

      Berdasarkan reaksi kimia tersebut dapat diperlihatkan bahwa kolam yang dipupuk dengan pupuk kandang/hijau yang masih baru dalam jumlah banyak dan langsung ditebarkan benih ikan kedalam kolam, biasanya akan terjadi mortalitas yang tinggi pada ikan karena kebanyakan gas CO2 . Bila keadaan perairan semakin buruk, sehingga O2 dalam air sampai habis, maka secara perlahan proses pembongkaran bahan organik akan diambil oleh bakteri lain yang terkenal ialah Nitrosomonas menjadi senyawa nitrit. Reaksi tersebut sebagai berikut:

      Bila perairan tersebut cukup mengandung kation-kation maka asam nitrit yang terbentuk itu dengan segera dapat dirubah menjadi garam-garam nitrit, oleh bakteri Nitrobacter atau Nitrosomonas, garam-garam nitrit itu selanjutnya dikerjakan lebih lanjut menjadi garam-garam nitrit, reaksinya sebagai berikut:

    Garam-garam nitrit itu penting sebagai mineral yang diasimilasikan oleh tumbuh-tumbuhan hijau untuk menyusun asam amino kembali
dalam tubuhnya, untuk menbentuk protoplasma itu selanjutnya tergantung pada nitrit, phitoplankton itu selanjutnya menjadi bahan makanan bagi organisme yang lebih tinggi. Nitrit tersebut pada suatu saat dapat dibongkar lebih lanjut oleh bakteri denitrifikasi (yang terkenal yaitu Micrococcus denitrifikan), bakterium nitroxus menjadi nitrogennitrogen bebas, reaksinya sebagai berikut:

      Agar supaya phitoplankton dapat tumbuh dan berkembang biak dengan subur dalam suatu perairan, paling sedikit dalam air itu harus tersedia 4 mg/l nitrogen (yang diperhitungkan dari kadar N dalam bentuk nitrat), bersama dengan 1 mg/l P dan 1 mg/l K.
     Bila kadar NH3 hasil pembongkaran bahan organik di dalam air terdapat dalam jumlah besar, yang disebabkan proses pembongkaran protein terhenti sehingga tidakterbentuk nitrat sebagai hasil akhir, maka air tersebut disebut “sedang mengalami pengotoran (Pollution)”. Kadar N dalam bentuk NH3 dipakai juga sebagai indikator untuk menyatakan derajat polusi. Kadar 0,5 mg/l merupakan batas maksimum yang lazim dianggap sebagai batas untuk menyatakan bahan air itu “unpolluted”. Ikan masih dapat hidup pada air yang mengandung N 2 mg/l. 

Batas letal akan tercapai pada kadar 5 mg/l. Di perairan kolam nitrogen dalam bentuk amonia sangat beracun bagi ikan budidaya, tetapi jika dalam bentuk amonium tidak begitu berbahaya pada media akuakultur. Amonia yang ada dalam wadah budidaya dapat diukur dan biasanya dalam bentuk ammonia total. Menurut Boyd (1988), terdapat hubungan antara kadar ammonia total dengan ammonia bebas pada berbagai pH dan suhu.

Kadar amonia yang dapat mematikan ikan budidaya jika dalam wadah budidaya mengandung 0,1 – 0,3 ppm. Oleh karena itu sebaiknya kadar amonia didalam wadah budidaya ikan tidak lebih dari 0,2 mg/l (ppm). Kadar amonia yang tinggi ini diakibatkan adanya pencemaran bahan organik yang berasal dari limbah domestik, industri dan limpasan pupuk pertanian.