Ekosistem Sungai
Sungai merupakan salah satu ekosistem air tawar yang sangat penting bagi kehidupan organisme. Beraneka ragam organisme hidup di sungai, mereka menjadikan sungai sebagai habitat, nursery ground, feeding ground, dan spawning ground. Tidak hanya organisme perairan saja yang bergantung terhadap sungai, manusia pun juga membutuhkan sungai. Jaman dahulu, air sungai banyak digunakan manusia untuk kegiatan sehari-hari seperti memasak, minum, mencuci, mandi, dan kegiatan lainnya, namun, seiring bertambah majunya dunia, kualitas sungai sudah tidak sebaik dulu (Esha et al., 2014). Salah satu sungai yang sudah mengalami penurunan kualitas adalah Sungai Denai yang terletak di Kabupaten Deli Serdang Provinsi Sumatera Utara. Penurunan kualitas Sungai Denai dapat dilihat dari warna airnya yang hitam keruh dan memiliki bau tak sedap. Sungai Denai mengalami penurunan kualitas akibat masukan limbah dari berbagai macam sumber.
Ekosistem sungai merupakan kumpulan dari komponen abiotik (fisika dan kimia) dan biotik (organisme hidup) yang berhubungan satu sama lain dan saling berinteraksi membentuk suatu struktur fungsional. Sungai merupakan perairan yang mengalir karena kualitas airnya selalu berubah dari waktu ke waktu atau bersifat dinamis. Ekosistem air tawar memiliki kepentingan yang sangat berarti dalam kehidupan manusia karena ekosistem air tawar merupakan sumber paling praktis dan murah untuk memenuhi
kepentingan domestik dan industri. Oleh karena itu sungai merupakan salah satu tipe ekosistem perairan umum yang berperan bagi kehidupan biota dan juga kebutuhan manusia untuk berbagai macam kegiatan seperti pertanian dan industri yang dipengaruhi oleh banyak faktor, baik oleh aktifitas alam maupun aktifitas manusia di Daerah Aliran Sungai (DAS) (Sutanto, 2012).
Sungai merupakan salah satu ekosistem perairan darat yang aliran airnya satu arah dan akan mengalir dari dataran tinggi menuju ke dataran rendah dan akan menuju suatu muara sungai. Sungai dapat berperan sebagai sumber air untuk irigasi, habitat organisme perairan, kegiatan perikanan, perumahan, dan sebagai daerah tangkapan air. Peran sungai yang beragam seiring dengan berkembangnya aktivitas manusia di sekitar sungai akan berdampak pada penurunan kualitas air (Kurniadi et al., 2015).
Kualitas Air
Kualitas air sungai dipengaruhi oleh kualitas pasokan air yang berasal dari daerah tangkapan sedangkan kualitas pasokan air dari daerah tangkapan berkaitan dengan aktivitas manusia yang ada di dalamnya. Perubahan kondisi kualitas air pada aliran sungai merupakan dampak dari buangan dari penggunaan lahan yang ada. Perubahan pola pemanfaatan lahan menjadi lahan pertanian, tegalan dan permukiman serta meningkatnya aktivitas industri akan memberikan dampak terhadap kondisi hidrologis dalam suatu Daerah Aliran Sungai. Selain itu, berbagai aktivitas manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya yang berasal dari kegiatan industri, rumah
tangga, dan pertanian akan menghasilkan limbah yang memberi sumbangan pada penurunan kualitas air sungai (Agustiningsih et al., 2012)
Kualitas air adalah mutu air yang memenuhi standar untuk tujuan tertentu. Syarat yang ditetapkan sebagai standar mutu air berbeda-beda tergantung tujuan penggunaan, sebagai contoh, air yang digunakan untuk irigasi memiliki standar mutu yang berbeda dengan air untuk dikonsumsi.
Kualitas air dapat diketahui nilainya dengan mengukur perubah fisika (Suhu, Kuat arus dan Kekeruhan), kimia (pH dan DO) dan biologi (Makroinvertebrata) (Sutanto. 2012).
Pendekatan kualitas fisika kimia tingkat kualitas air dapat ditentukan melalui pendekatan biologi dengan menganalisis struktur komunitas organisme yang hidup di dalam perairan tersebut. Komunitas organisme yang dapat digunakan sebagai pendekatan dalam menduga kualitas perairan tempat organisme itu berada umumnya ialah makrozoobenthos. Makrozoobentos memiliki sifat yang relatif menetap dengan pergerakan yang sangat terbatas sehingga akan terkena dampak langsung apabila terjadi perubahan kualitas air (Rachman et al., 2016).
Parameter Fsika dan Kimia Perairan Suhu
Perubahan suhu akan berpengaruh terhadap pola kehidupan organisme perairan. Pengaruh suhu yang utama adalah mengontrol penyebaran hewan dan tumbuhan. Suhu juga memberi pengaruh langsung terhadap aktivitas organisme seperti pertumbuhan maupun metabolismenya, bahkan dapat
menyebabkan kematian organisme. Sedangkan pengaruh tidak langsung adalah meningkatnya daya akumulasi berbagai zat kimia dan menurunnya kadar oksigen dalam perairan (Effendi, 2003).
Organisme akuatik memiliki kisaran suhu tertentu yang disukai bagi pertumbuhannya. Makin tinggi kenaikan suhu air, maka makin sedikit oksigen yang terkandung di dalamnya. Suhu yang berbahaya bagi makrozoobentos adalah yang lebih kurang dari 35°C (Retnowati, 2003).
Kecepatan Arus
Arus sungai adalah suatu aliran air yang mengalir dari daerah yang lebih tinggi ke daerah yang lebih rendah dan memanjang menuju laut.
Berdasarkan letaknya yaitu hulu, tengah dan hilir (muara). Bagi para peneliti yang menarik dari aliran sungai adalah volume aliran yang mengalir pada suatu penampang persatuan waktu (detik) yang disebut dengan debit. Secara matematis debit dari penampang sungai dapat dinyatakan sebagai berikut.
Kecepatan aliran sungai merupakan unsur penting yang harus ditentukan dengan melakukan pengukuran di lapangan (Kresno et al., 2013).
Debit adalah volume air yang mengalir per satuan waktu. Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan limpasan air hujan dari titik terjauh menuju titik kontrol yang ditinjau. Pengukur kecepatan aliran air dapat dijadikan sebagai sebuah alat untuk memonitor dan mengevaluasi neraca air suatu kawasan melalui pendekatan potensi sumber daya air permukaan yang ada (Kamal, 2016).
Kecerahan
Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan merupakan ukuran transparansi periaran, yang ditentukan secara visual menggunakan secchi disk. Nilai kecerahan dinyatakan dalam satuan meter. Nilai ini sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu pengukuran, kekeruhan, dan padatan tersuspensi serta ketelitian orang yang melakukan pengkuran (Effendi, 2003).
Kedalaman
Kedalaman sungai harus selalu diukur secara periodik, karena kedalaman sungai berperan penting untuk menampung air hujan dalam jumlah besar sehingga dapat mengurangi terjadinya banjir. Pada saat ini pengukuran kedalaman sungai sering kali hanya menggunakan sebuah galah yang cukup panjang yang dimasukkan ke dalam sungai dan harus dilakukan pengukuran diberbagai tempat agar mendapatkan data untuk membandingkan bagian-bagian terdalam pada sungai (Susilo dan Vecky, 2015).
pH
Nilai yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya terdapat antara 7 sampai 8,5. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan menyebabkan terjadinya gangguan metabolisme dan respirasi.
Kenaikan pH di atas netral akan meningkatkan konsentrasi amonia yang bersifat sangat toksik bagi organisme (Barus, 2004).
DO (Dissolved Oxygen)
Oksigen terlarut (DO) adalah konsentrasi gas oksigen yang terlarut dalam air yang berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton dan tumbuhan air serta hasil difusi dari udara. Oksigen terlarut dalam perairan merupakan faktor penting sebagai pengatur metabolisme tubuh organisme untuk tumbuh dan berkembang biak. Menurut Barus (2004), selain pengukuran konsentrasi oksigen juga perlu dilakukan pengukuran terhadap tingkat kejenuhan oksigen dalam air. Nilai oksigen terlarut di perairan sebaiknya berkisar antara 6 – 8 mg/L (Effendi. 2003).
Nitrat
Nitrat merupakan salah satu bentuk nitrogen yang diserap oleh mikroorganisme nabati yang kemudian diolah menjadi protein dan selanjutnya menjadi sumber makanan bagi hewan (Rahayu, 2015).
Nitrat merupakan produk akhir dari proses penguraian protein dan diketahui sebagai senyawa yang kurang berbahaya dibandingkan dengan amonium/amoniak atau nitrit. Nitrat adalah zat nutrisi yang dibutuhkan oleh organisme untuk tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).
Fosfat
Fosfat adalah bentuk persenyawaan fosfor yang berperan penting dalam menunjang kehidupan organisme akuatik. Secara alami fosfat dalam perairan berasal dari pelapukan batuan dan mineral. Dalam air laut sendiri terdapat dalam bentuk organik dan anorganik yang berasal dari beberapa
surnber, antara lain dekomposisi bahan organik. Fosfat dalam aliran sungai antara lain berasal dari buangan domestik dan industri yang menggunakan deterjen berbahan dasar fosfat, yaitu industri tekstil, jasa komersial pencucian, pewarnaan, industri kosmetik, industri logam dan sebagainya.
Fosfat dalam deterjen berfungsi sebagai bahan pengisi untuk mencegah menempelnya kembali kotoran pada bahan yang sedang dicuci (Suhmana, 2012).
Substrat
Substrat dasar merupakan salah satu faktor ekologis utama yang mempengaruhi struktur komonitas makrozoobentos. Substrat dasar merupakan komponen yang sangat penting bagi kehidupan organisme.
Karakterstik substat dasar mempengaruhi struktur komunitas makrozoobentos. Jika substrat mengalami perubahan maka strukur makrozoobentos akan mengalami perubahan pula. Pengamatan terhadap kondisi fisik (tipe substrat) dan kimiawi (kandungan C-organik, N-total, Fosfor organik) sedimen dalam hubungannya dengan struktur komunitas makrozoobentos sangat penting untuk dilakukan karena sedimen merupakan habitat bagi makrozoobentos tersebut (Sunarto et al., 2012).
C-Organik
Bahan organik adalah kumpulan beragam senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau lebih mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus hasil humufikasi maupun senyawa hasil mineralisasi, termasuk
mikroba heterotrofik dan ototrofik yang terlibat. Bahan organik biasanya disusun dari komponen karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O) bersama-sama dengan nitrogen (N). Seringkali juga ditemukan adanya fosfor (P), belerang (S), dan besi (Fe) (Habibi et al., 2014).
Metode Storet
Metode Storet merupakan salah satu metode yang biasa digunakan untuk menentukan status mutu air. Penentuan status mutu dilakukan dengan cara membandingkan data kualitas air dengan baku mutu yang telah ditetapkan sesuai dengan peruntukannya. Dengan metode ini dapat diketahui parameter-parameter yang telah memenuhi atau melampaui baku mutu air (Khairil, 2014).
Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001, sumber air diklasifikasikan kedalam 4 (empat) kelas mutu air yaitu:
Kelas satu, yaitu air yang dapat digunakan untuk air minum, dan atau peruntukkan lain yang mensyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas dua, yaitu air yang dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mensyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas tiga, yaitu air yang dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi tanaman dan atau
peruntukan lain yang mensyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Kelas empat, air yang dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
Tabel 3. Penentuan Status Mutu Air dengan Indeks Storet Kelas Skor Kriteria
Adapun langkah-langkah penentuan status mutu air dengan metode Storet adalah sebagai berikut:
1. Melakukan pengumpulan data kualitas dan debit air secara periodik sehingga membentuk data dari waktu ke waktu (time series data).
2. Bandingkan data hasil pengukuran dari masing-masing parameter air dengan nilai baku mutu yang sesuai dengan kelas air.
3. Jika hasil pengukuran memenuhi baku mutu air (hasil pengukuran ≤ baku mutu) maka diberi skor 0.
4. Jika hasil pengukuran tidak memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran > baku mutu), maka diberi skor sesuai dengan tabel 4 dibawah ini:
Tabel 4 . Penentuan Sistem Nilai untuk menentukan Status Mutu Perairan
Makrozoobentos adalah organisme yang hidup sebagian besar atau seluruh hidupnya di dasar perairan, hidup sesil, merayap, atau menggali lubang. Makrozoobentos baik digunakan sebagai bioindikator karena bentuknya yang relatif tetap, ukuran besar sehingga mudah untuk identifikasi, pergerakan terbatas, hidup di dalam dan di dasar perairan. Dengan sifat demikian, perubahan kualitas air dan subtrat tempat hidupnya sangat mempengaruhi kelimpahan dan keanekaragaman makrozoobentos.
Kelimpahan dan keanekaragamannya sangat dipengaruhi oleh toleransi dan sensitivitasnya terhadap perubahan lingkungan. Kisaran toleransi dari makrozoobentos terhadap lingkungan berbeda-beda (Sari, 2010).
Makrozoobentos sebagai Bioindikator Perairan
Makrozoobenthos adalah organisme yang hidup pada dasar perairan, dan merupakan bagian dari rantai makanan yang keberadaannya bergantung pada populasi organisme yang tingkatnya lebih rendah. Makrozoobenthos juga merupakan sumber makanan utama bagi organisme lainnya seperti ikan demersal. Selanjutnya makrozoobenthos merupakan organisme yang hidup
menetap (sesile) dan memiliki daya adaptasi yang bervariasi terhadap kondisi lingkungan. Selain itu tingkat keanekaragaman yang terdapat di lingkungan perairan dapat digunakan sebagai indikator pencemaran (Fadli et al., 2012).
Makrozoobentos baik digunakan sebagai bioindikator di suatu perairan karena habitat hidupnya yang relatif tetap. Perubahan kualitas air, ketersediaan serasah dan substrat hidupnya sangat mempengaruhi kelimpahan dan keanekaragaman makrozoobentos. Kelimpahan dan keanekaragaman sangat bergantung pada toleransi dan tingkat sensitif terhadap kondisi lingkungannya. Kisaran toleransi dari makrozoobentos terhadap lingkungan berbeda-beda. Komponen lingkungan, baik yang hidup (biotik) maupun yang tak hidup (abiotik) mempengaruhi kelimpahan dan keanekaragaman biota air yang ada pada suatu perairan, sehingga tingginya kelimpahan individu tiap
jenis dapat dipakai untuk menilai kualitas suatu perairan (Rachman et al., 2016).
Organisme benthos telah dipertimbangkan sebagai bioindikator yang bagus untuk memonitor dampak pencemaran terhadap kualitas lingkungan, khususnya makrozoobenthos disebabkan secara taksonomi lebih mudah untuk diidentifikasi. Pengkajian struktur komunitas makrozoobenthos sering digunakan untuk mengindikasikan kestabilan lingkungan, hal ini disebabkan oleh karena sifatnya yang menetap, mempunyai masa hidup yang relatif lama, mampu beradaptasi pada berbagai tekanan lingkungan, mempunyai peran penting dalam peredaran nutrien dan berbagai bahan kimia diantara sedimen dan kolom air, serta secara ekonomi juga sangat penting (Sudaryanto, 2007).
Kurva ABC (Abundance and Biomass Comparison)
Menurut Wulandari et al (2016) analisis kurva ABC digunakan untuk mengetahui kondisi perairan dengan menganalisis jumlah total individu per satuan luas dan biomassa (berat kering) total per satuan luas dari komunitas makrozoobenthos. Kurva ABC (Abundance and Biomass Comparison) dapat dilakukan dengan rumus sebagai berikut :
Kelimpahan (K) = Jumlah individu (Ind) Luas (m2)
Biomassa = Jumlah individu (gr)
Luas (m2)
Metode kurva ABC (Abudance and Biomass Comparison) digunakan untuk mengetaui kondisi lingkuran dengan menganalisi jumlah total individu persatuan luas (kelimpahan) dan berat persatuan luas (Yasir et al., 2015).
Menurut Khaeksi et al (2015), berdasarkan kurva ABC yang diperoleh, status perairan dan kualitas makrozoobentos dapat diklasifikasikan menjadi tiga katagori, yaitu:
1. Baik, apabila jika kurva biomassa persatuan luas berada diatas kurva jumlah individu persatuan luas.
2. Sedang, apabila jika kurva biomassa persatuan luas dan kurva jumlah individu persatuan luas saling tumpah tindih.
3. Buruk, apabila jika kurva biomassa persatuan luas berada dibawah kurva jumlah individu persatuan luas.