Penggunaan Indeks Biotik Fitoplankton Untuk Monitoring Kualitas Air Di Waduk Wonorejo Kabupaten Tulungagung Jawa Timur

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Ekosistem Air Waduk Waduk merupakan tempat pada permukaan tanah yang digunakan untuk menampung air saat terjadi kelebihan air atau musim penghujan sehingga air itu dapat dimanfaatkan pada musim kering (Postel & Carpenter, 1997). Ciri-ciri dari waduk yaitu memiliki slope yang curam dan landai, kedalaman berkisar antara 30-100 Meter. Sumber air waduk yang utama berasal dari aliran permukaan seperti sungai ditambah air hujan. Waduk disebut sebagai danau buatan sehingga memiliki struktur komunitas hewan dan tumbuhan sesuai dengan kedalaman dan jarak dari tepi. Karakteristik waduk berbeda dari sungai asalnya yang dibendung baik dari segi fisik, kimia maupun biologis (Fielding, 2010). Menurut Veronica dkk. (2014) kedalaman dan jarak dari tepi waduk dibagi menjadi tiga daerah (Gambar 1) antara lain: 1. Daerah litoral Daerah litoral merupakan daerah yang dangkal dan berada di tepi sehingga cahaya matahari dapat menembus sampai dengan dasar. Daerah ini didominansi oleh tumbuhan-tumbuhan yang daunnya mencuat ke atas atau biasa disebut tumbuhan riparian. Selain itu, daerah litoral biasanya didominasi oleh hewan-hewan tingkat tinggi seperti ikan, reptilia, amphibia serta beberapa mamalia yang sedang mencari makan di dekat danau. 2. Daerah limnetik Daerah limnetik merupakan daerah yang berada di tengah serta jauh dari tepi tetapi masih dapat ditembus oleh cahaya matahari. Daerah limnetik terdapat banyak plankton baik fitoplankton maupun zooplankton. Keberadaan zooplankton ini dipengaruhi oleh adanya fitoplankton, karena merupakan makanan dari zooplankton. 3. Daerah Profundal Daerah profundal merupakan daerah yang dalam sehingga matahari tidak dapat menembus daerah tersebut. Daerah ini didominansi oleh hewan tingkat rendah seperti mikroba dan organisme lain yang menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah proses dekomposisi zat organik yang jatuh dari daerah limnetik. 4.

(Retnaningdyah, 2015). Gambar 1. Zonasi pada Waduk 2.2 Profil Waduk Wonorejo Waduk Wonorejo merupakan waduk yang berada di Desa Wonorejo, Kecamatan Pegerwojo, Kabupaten Tulungagung tepatnya 16 km sebelah barat kota Tulungagung. Letak geografis Waduk Wonorejo 8O01'01.33" S dan 11O147'54.51" E (Gambar 2). Waduk Wonorejo dibangun dengan tujuan untuk menyediakan air baku (PDAM, air industri, pertanian dll) ke daerah sungai bagian hilir, mengendalikan banjir Sungai Gondang di hilir Waduk Wonorejo, pembangkit tenaga listrik, pariwisata, perikanan darat dan air yang keluar lewat hollow jet valve dipasang di PLTA mini hidro sebesar 2 x 118 kW yang bisa dikonsumsi untuk keperluan di dalam lokasi Waduk Wonorejo sendiri (Perum Jasa Tirta 1, 2016). Waduk Wonorejo berada pada naungan Perum Jasa Tirta I. Perum Jasa Tirta I didirikan berdasarkan PP No. 5/1990 tentang perusahaan umum. Perum Jasa Tirta I memiliki tugas menyelenggarakan pemanfaatan umum atas air dan sumber-sumber air yang bermutu bagi pemanfaatan masyarakat umum. Berikut merupakan visi misi dari Perum Jasa Tirta I: 1. Visi Perum Jasa Tirta I a. Menjadi badan usaha milik negara (BUMN) b. Mengelola sumber daya air kelas dunia tahun 2025 2. Misi Perum Jasa Tirta I a. Menyelenggarakan pengelolaan sumber daya air sesuai penugasan secara profesional dan inovatif guna memberikan pelayanan prima untuk seluruh pemangku kepentingan. 5.

b. Menyelenggarakan pengusahaan dengan optimalisasi sumber daya yang ada di perusahan berdasarkan prinsip korporasi yang akurat dan akuntabel. Selain memiliki visi misi, Perum Jasa Tirta I memiliki tugas pokok sesuai Peraturan Menteri PU No. 65/PRT/91 yaitu sebagai operasi dan pemeliharaan prasarana perairan, pengusahaan air dan sumber-sumber air, pengelolaan DAS, rehabilitasi sarana pengairan. Guna melaksanakan tugas pokok tersebut, Perum Jasa Tirta menyelenggarakan usaha-usaha pelaksanaan antara lain sebagai penyediaan air baku untuk berbagai keperluan, kepariwisataan dalam wilayah kerjanya dan jasa konsultasi dalam rangka pemanfaatan sumber daya yang ada di perusahaan.. (Perum Jasa Tirta 1, 2016). Gambar 2. Waduk Wonorejo Tulungagung 2.3 Deskripsi Fitoplankton Plankton adalah sejenis hewan dan tumbuhan yang berukuran kecil yang merupakan komponen vital dari rantai makanan di ekosistem perairan laut dan tawar (Rissik, 2009). Kata “plankton” berasal dari bahasa Yunani yang artinya pengembara. Sebutan plankton pertama kali dikenalkan oleh Victor Hensen pada tahun 1887. Beberapa alasan mengapa mempelajari plakton sangat penting, yaitu: 1. Beberapa plankton memproduksi racun yang dapat terkonsentrasi pada biota perairan. 6.

2. Fitoplankton berasimilasi dengan peningkatan nutrisi, di mana akan dimakan oleh zooplankton dan meningkatkan keadaan rantai makanan. 3. Fase perkembangan dari beberapa remis, tiram dan ikan bergantung pada plankton. 4. Beberapa spesies plankton dapat digunakan menjadi indikator kesehatan lingkungan. 5. Keadaan kimiawi plankton seperti lemak dan isotop maupun bentuk dan keadaan dapat mengindikasikan keadaan eutrofikasi yang terjadi secara natural atau tidak ada campur tangan manusia. Keadaan oligotrofik atau nutrisi rendah didominasi oleh plankton berukuran kecil yang lebih mudah menggunakan sedikit nutrisi yang ada dibandingkan dengan sel yang berukuran besar. Plankton kecil memiliki keuntungan dalam kompetisi di darah nutrisi rendah karena memiliki luas area yang tinggi. Menurut Sumich (1999) plankton dibedakan menjadi dua, yaitu: 1. Fitoplankton Fitoplankton merupakan organisme yang bersifat nabati yang memiliki ukuran mikroskopis serta mempunyai kekuatan bergerak yang lemah dan sangat dipengaruhi pergerakan air (Welch, 1952). Fitoplankton banyak ditemukan pada zona eufotik, yaitu zona yang memiliki intensitas sinarnya cukup untuk melakukan fotosintesis. Fitoplankton merupakan produsen utama (primary producer) zat organik yang ada di perairan. Fitoplankton merupakan makanan utama dari zooplankton dan beberapa jenis ikan, larva yang masih muda. Menurut Omori & Ikada (1992) berdasarkan ukurannya fitoplankton dibagi atas ultra nanoplankton yaitu berukuran < 2 µm, nanoplankton berukuran antara 2-20 µm, mikroplankton memiliki ukuran 20-200 µm, mesoplankton berukuran 200 µm - 2 mm, makroplankton yang memiliki ukuran 2–20 mm, megaplankton memiliki ukuran >2 mm. Fitoplankton termasuk dalam organisme autotrof yang dapat membuat makanan sendiri dengan cara mengubah unsur-unsur organik menjadi zat organik dengan memanfaatkan karbon dari CO2 dan bantuan dari sinar matahari melalui proses fotosintesis. Fitoplankton berperan penting sebagai penyumbang fotosintesis terbesar di laut. Fitoplankton memerlukan kondisi yang optimal 7.

supaya dapat berkembang secara baik. Faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap keberadaan fitoplankton yaitu cahaya matahari, suhu, pH, kekeruhan dan konsentrasi hara dan senyawa lainnya (Nybakken, 1992). Menurut Thakur dkk. (2013) fitoplankton dikelompokkan menjadi lima divisi yaitu Cyanophyta, Crysophyta, Pyrrophyta, Chlorophyta, dan Euglenophyta Fitoplankton biasanya banyak ditemui pada perairan sekitar muara sungai atau di perairan lepas pantai saat terjadi upwelling. Kedua tempat ini menjadi wilayah penyuburan fitoplankton karena masuknya zat hara yang masuk dari dalam lingkungan tersebut (Nontji, 2005). Kelimpahan fitoplankton sebanding dengan kesuburan, apabila kelimpahan fitoplankton di suatu perairan tinggi maka perairan tersebut cenderung memiliki produktivitas tinggi pula (Raymont, 1963). Menurut Goldman & Horne (1983) fitoplankton yang hidup di perairan tawar terdiri dari Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Chyanophyceae, Zpyrrhophyceae, Chrysophyceae, Euglenophyceae, dan Cryptophyceae. Davis (1955) mengklasifikasikan plankton berdasarkan lingkungan atau habitat asal, limnoplankton yaitu plankton yang hidup di danau, rheoplankton yaitu plankton yang hidup di sungai, haliplankton yaitu plankton yang hidup di laut dan hypalmyroplankton yaitu plankton yang hidup di perairan payau. 2. Zooplankton Zooplankton merupakan hewan air yang memiliki ukuran yang kecil. Zooplankton memiliki ruang gerak yang masih terbatas. Makanan utama dari zooplankton yaitu fitoplankton. Saat siang hari zooplankton menuju ke permukaan air untuk mencari makanan yaitu berupa fitoplankton. Selain itu, migrasi juga terjadi karena pengaruh gerakan angin yang menyebabkan upwelling atau downwelling (Sumich, 1998). 2.4 Fitoplankton sebagai Bioindikator Indikator biologis adalah petunjuk ada tidaknya perubahan keadaan lingkungan, yang dapat dilihat dari hewan atau tumbuhan (Wardhana, 1995). Organisme yang dapat dijadikan sebagai parameter biologis pada perairan yang tercemar adalah organisme yang dapat memberikan respon terhadap sedikit banyaknya bahan pencemar dan meningkatkan populasi organisme tersebut (Ward dkk., 2011). 8.

Menurut Harman (1974) kriteria jenis organisme yang dijadikan sebagai indikator yaitu mudah dikenali oleh peneliti yang bukan ahli di bidangnya, memiliki ruang liomoringkup yang luas di dalam lingkungan perairan, memiliki daya toleransi yang hampir sama pada kondisi lingkungan perairan yang sama, masa hidupnya relatif lama dan tidak cepat berpindah tempat apabila lingkungannya dimasuki bahan pencemar. Penggunaan organisme indikator dalam penentuan kualitas air sangat berguna untuk melihat kualitas perairan. Hal ini karena organisme tersebut akan memberikan reaksi terhadap keadaan kualitas perairan, sehingga dapat melengkapi nilai kualitas perairan berdasarkan parameter fisika dan kimia. Salah satu biota perairan yang dapat dijadikan indikator kualitas perairan adalah fitoplankton (Fachrul, 2007). Fitoplankton berperan sebagai makanan bagi organisme perairan lainnya. Berubahnya fungsi perairan maka akan merubah struktur komunitas fitoplankton. Fitoplankton juga disebut sebagai produsen primer, karena mampu membentuk zat organik dari zat anorganik, sehingga dapat dijadikan parameter produktivitas primer di perairan (Falkowski dkk., 2004). Fitoplankton dapat dijadikan bioindikator yang baik untuk kualitas perairan karena memiliki merespon perubahan lingkungan secara signifikan (Ward dkk., 2011). 2.5 Indeks Biotik Fitoplankton Adapun beberapa indeks biotik yang dipakai dalam penelitian ini, yaitu: 1. Indeks Saprobik Beberapa organisme plankton bersifat toleran dan mempunyai respon yang berbeda terhadap perubahan kualitas perairan. Salah satu pendekatan yang dilakukan yaitu menggunakan Indeks Saprobik. Indeks Saprobik digunakan untuk mengetahui tingkat ketergantungan atau hubungan suatu organisme dengan senyawa yang menjadi sumber nutrisinya sehingga dapat diketahui hubungan kelimpahan plankton dengan tingkat pencemaran suatu perairan. indeks saprobik menunjukkan kualitas air yang berhubungan dengan kandungan organik organisme di suatu waduk. Sistem saprobik didasarkan pada zonasi yang berbeda yang mengalami pengkayaan bahan organik yang dikarakteristikan oleh tumbuhan (alga) dan hewan (bentos) secara spesifik (Rosenberg, 2002). Adanya pencemar 9.

organik yang masuk ke dalam waduk terkait dengan serangkaian waktu dan jarak aliran yang akan menciptakan kondisi lingkungan yang berbeda di sepanjang waduk dan menghasilkan suksesi komunitas akuatik yang berbeda di waduk (Nemerow, 1991). Tabel 1.. Indeks saprobik dengan penafsiran kualitas air secara biologis. Derajat Pencemaran. Fase Saprobik. Nilai. Sangat tinggi. Polisaprobik. 3,3 s/d 4. Agak tinggi Sedang. β – mesosaprobik β / α – mesosaprobik. 2,8 s/d 3,3 2,3 s/d 2,8. Ringan Sangat ringan. α – mesosaprobik Oligosaprobik. 1,8 s/d 2,3 <1,8 (Wu dkk., 2014). 2. Trophic Diatom Index (TDI) dan Percentage Pollution Tolerant Value ( %PTV) Trophic Diatom Index (TDI) merupakan indeks biotik yang semula dirancang untuk makroinvertebrata bentos, tetapi seiring berjalannya waktu TDI juga digunakan sebagai indeks biotik untuk fitoplankton. TDI menggunakan fitoplankton dari kelas diatom karena diatom lebih sensitif terhadap adanya bahan pencemar organik (Badsi dkk., 2012). . Tabel 2. Trophic Diatom Index (TDI) Nilai 0-24 25-49 50-74 75-100. Interpretasi Oligo-eutrofik Meso-eutrofik Eutrofik Hiper-eutrofik. (Kelly & Whitton, 1995). 10.

TDI berfungsi untuk melihat adanya eutrofikasi pada suatu perairan, yang mana memiliki nilai peringkat dari 0 sampai 100. Namun demikian, TDI memiliki kelemahan yaitu apabila ada pencemaran organik berat, sulit untuk memisahkan efek eutrofikasi dari efek lainnya. Oleh karena itu, nilai-nilai TDI juga dilengkapi dengan Percentage pollution Tolerant Value (%PTV) untuk melihat adanya limbah organik berat. Persentase PTV dihitung sebagai jumlah dari nilai-nilai milik taksa umumnya dianggap sebagai terutama toleran terhadap pencemaran organik. Menurut Kelly & Whitton (1995) interpretasi %PTV berdasarkan proporsi taksa toleran terhadap polutan organik yaitu Ghomponema parvulum, Navicula gregaria, Navicula lanceolata, Sellaphora sp dan Nitchia sp. persentase %PTV terhadap pencemaran organik. Tabel 3. Percentage Pollution Value Tolerant (%PTV) Proporsi taksa terhitung <20% 21- 40%. Interpretasi bebas polusi organik signifikan ada beberapa bukti adanya pencemaran organik. 41- 60%. polusi organik cenderung memberikan kontribusi yang signifikan terhadap adanya eutrofikasi. > 61%. daerah yang terkontaminasi dengan polusi organik (Kelly & Whitton, 1995). 2.6 Parameter Uji Kualitas Air Parameter fisika-kimia di perairan waduk perlu diukur untuk penentuan kualitas perairan. Parameter fisika-kimia yang diukur pada penelitian ini yaitu suhu, konduktivitas, turbiditas, kecerahan, DO, pH dan intensitas cahaya. 1.Suhu Suhu merupakan ukuran atau derajat panas dinginnya suatu benda. Suhu adalah ukuran energi kinetik rata-rata yang dimiliki oleh molekul-molekul suatu benda. Alat untuk mengukur suhu dapat 11.

digunakan termometer dengan satuan OC atau kelvin dalam SI (satuan internasional). Suhu dapat dibedakan menjadi dua yakni suhu udara dan suhu air. Suhu udara terjadi karena adanya aliran energi kalor dari radiasi matahari melalui gelombang panjang ke molekulmolekul udara di atmosfer dan molekul benda lainnya di permukaan bumi. Secara fisis kemampuan tiap molekul dalam menyerap dan menyimpan radiasi matahari berbeda-beda sehingga suhu molekul tersebut berbeda pula (Sperling, 2007). Suhu air pengertiannya hampir sama dengan suhu udara, namun terletak pada badan air. Baik antara suhu udara dan suhu air saling berkaitan. Suhu udara akan menunjukkan kondisi suatu lingkungan. Hal tersebut juga sangat berpengaruh pada kondisi suhu air yang merupakan bagian dari permukaan bumi yang dapat menyimpan dan menyerap radiasi matahari. Namun, kemampuan dari badan air dalam menyerap radiasi matahari, juga dipengaruhi oleh partikelpartikel yang ada di dalam badan air. Semakin banyak partikel, maka suhu air semakin rendah karena intensitas cahaya tidak dapat masuk ke dalam badan air (Sperling, 2007). Suhu berpengaruh langsung terhadap kehadiran spesies akuatik seperti aktifitas dan pertumbuhan organisme. Secara tidak langsung suhu juga berpengaruh terhadap kesetimbangan kimia. Tinggi rendahnya suhu air juga dipengaruhi oleh intensitas cahaya yang masuk ke dalam perairan, dimana apabila intensitas cahaya tinggi maka suhu akan naik begitu juga sebaliknya (Sumich, 1988). 2. pH Larutan normal memiliki pH 7, sedangkan larutan asam memiliki pH <7, dan larutan basa memiliki pH > 7. Adanya pH dalam air dapat digunakan untuk melihat kualitas dari air tersebut apakah layak dikomsumsi atau tidak. Derajat keasaman (pH) dalam air juga akan memengaruhi kehidupan biota perairan, karena biota perairan memiliki rentang pH yang berbeda-beda untuk tetap dapat melakukan metabolisme dan bertahan hidup. Nilai pH didapat dari hasil pengukuran aktivitas ion hidrogen dalam perairan dan menunjukkan antara asam dan basa air, Karbonat, bikarbonat dan hidroksida akan meningkatkan kebasaan air dan adanya asam bikarbonat akan meningkatkan keasaman air (Sperling, 2007). Perairan yang memiliki kesuburan yang tinggi dan tergolong produktif memiliki nilai kisaran pH antara 6-9. Sebagian besar biota perairan menyukai pH sekitar 7-8,5. Pada pH rendah yaitu <4,0 12.

sebagian besar tumbuhan air mati karena tidak dapat bertoleransi, tetapi ada juga fitoplankton yang mampu bertahan pada suhu yang sangat rendah seperti Euglena sp. yang masih dapat bertahan hidup pasa pH 1,6 (Effendi, 2003). Perubahan nilai pH akan mempengaruhi pertumbuhan dan aktivitas biologis. Nilai pH yang tinggi akan meningkatkan persentase dari amonia yang tidak terionisasi dan meningkatkan kecepatan pengendapan fosfat di perairan (Boyd, 1990). 3. Dissolved Oxygen (DO) Dissolved Oxygen (DO) merupakan jumlah oksigen yang terlarut dalam air yang berasal dari hasil fotosintesis dan absorbsi atmosfer udara. Oksigen dalam air juga dapat dihasilkan dari proses aerasi dari udara ataupun gerakan arus air. Nilai DO dapat diukur dalam bentuk konsentrasi yang menunjukkan jumlah oksigen yang tersedia dalam badan air. Semakin besar nilai DO di air, maka mengindikasikan bahwa air tersebut kualitasnya semakin bagus. Oksigen terlarut sangat dibutuhkan oleh biota air seperti ikan, plankton, bentos, bakteri, dan lainnya sebagai proses respirasi. Selain itu, kemampuan air untuk membersihkan pencemaran juga ditentukan oleh banyaknya oksigen dalam air. Mekanismenya yakni oksigen akan beroksidasi dengan zat pencemar seperti komponen organik sehingga zat pencemar tersebut tidak membahayakan (APHA AWWA & WPFC, 1976). 4. Kecerahan Kecerahan merupakan sebagian cahaya yang masuk ke air dan dinyatakan dengan satuan persentase (%). Kecerahaan diukur dengan menggunakan alat secchi disc. Secchi disc merupakan benda cakram berbentuk lingkaran berwarna putih dengan diameter kira-kira 20 cm. Cara penggunaan yaitu dengan dimasukkan ke dalam air hingga tidak terlihat dari permukaan. Kedalaman pada air keruh berkisar antara beberapa cm saja sedangkan pada air jernih kecerahan hingga 40 meter di bawah permukaan air (Odum, 1993). Semakin besar nilai kedalaman secchi disc maka semakin dalam penetrasi cahaya ke dalam air, sehingga akan meningkatkan ketebalan lapisan air yang produktif. Tebal lapisan air yang produktif akan menyebabkan terjadinya pemanfaatan unsur hara secara berkelanjutan oleh produsen primer, sehingga kandungan unsur hara menjadi berkurang (Sumich, 1988). 13.

5. Konduktivitas Konduktivitas merupakan ukuran kemampuan suatu larutan untuk menghantarkan arus listrik. Arus listrik di dalam larutan dihantarkan oleh ion yang ada di dalamnya. Setiap Ion memiliki karakteristik tersendiri dalam menghantarkan arus listrik. Maka dari itu nilai konduktivitas listrik hanya menunjukkan konsentrasi ion total dalam larutan. Jumlah ion di dalam larutan dipengaruhi oleh padatan terlarut di dalamnya. Semakin besar jumlah padatan terlarut di dalam larutan maka kemungkinan jumlah ion dalam larutan juga akan semakin besar, sehingga nilai konduktivitas juga akan semakin besar (Ginting, 1992). 6. Turbiditas Turbiditas adalah suatu ukuran yang menyatakan sampai seberapa jauh cahaya mampu menembus air, dimana cahaya yang menembus air dan akan dipantulkan oleh bahan-bahan tersuspensi dan bahan koloidal yang ada di perairan. Turbiditas diukur dengan menggunakan alat turbidimeter dinyatakan dalam satuan persentase adsorbsi (adsorban) dimana apabila skalanya semakin besar akan identik dengan kekeruhan yang semakin meningkat atau jumlah padatan terlarut juga semakin tinggi (Perlman, 2016). 7. Intensitas cahaya Intensitas cahaya merupakan daya yang dipancarkan oleh suatu sumber cahaya pada arah suatu objek tertentu. Tinggi rendahnya intensitas cahaya akan mempengaruhi kelimpahan dari fitoplankton, hal imi karena produktivitas fitoplankton akan meningkat dengan meningkatnya intensitas penyerapan cahaya matahari ke dalam perairan (Hawkes, 1979). Hal yang menyebabkan perbedaan intensitas cahaya yaitu karena sudut datang cahaya matahari yang berbeda. Sudut datang cahaya matahari bergantung pada waktu yang berbeda seperti pagi hari, siang hari ataupun sore hari.. 14.