Oceanografi Kimia

LAPORAN PRAKTIKUM

OSEANOGRAFI KIMIA

1.      PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang

Menurut Hutabarat dan Evans (1995), Oseanografi dapat didefinisikan secara sederhana sebagai suatu ilmu yang mempelajari lautan. Ilmu ini semata-mata bukanlah merupakan suatu ilmu yang murni, tetapi merupakan perpaduan dari bermacam-macam ilmu-ilmu dasar yang lain. Ilmu-ilmu lain yang termasuk di dalamnya ialah ilmu tanah (geology), ilmu bumi (geography), ilmu fisika (physics), ilmu kimia (chemistry), ilmu hayat (biology), dan ilmu iklim (metereologi). Namun demikian ilmu oseanografi biasanya hanya dibagi menjadi empat cabang ilmu saja, yaitu:

Fisika Oseanografi : Ilmu ini mempelajari hubungan antara sifat-sofat fisika yang terjadi dalam lautan sendiri dan yang terjadi antara lautan dengna atmosfer dan daratan. Hal ini termasuk kejadian-kejadian pokok seperti terjadinya tenaga pembangkit pasang dan gelombang, iklim dan sistem arus-arus yang terdapat di lautan dunia.

Geologi Oseanografi : Ilmu geologi penting artinya bagi kita dalam mempelajari asal lautan yang telah berubah lebih dari berjuta-juta tahun yang lalu. Termasuk di dalamnya adalah penelitian tentang lapisan kerak bumi, gunung berapi dan terjadinya gempa bumi.

 Kimia Oseanografi : Ilmu ini berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam dan di dasar laut dan juga menganalisa sifat-sidat dari air laut itu sendiri.

Biologi Oseanografi : Cabang ilmu oseanografi ini sering dinamakan sebagai Biologi Laut. Dimana disini dipelajari semua organisme yang hidup di lautan, termasuk hewan-hewan yang berukuran sangat kecil (plankton) dan juga hewan-hewan yang berukuran besar dan tumbuh-tumbuhan air.

Oceanografi merupakan lahan yang luas dimana banyak ilmu pengetahuan umum yang terkandung di dalamnya untuk memahami tentang samudra/lautan. Geologi. geografi, geofisika, fisika, kimia, geokimia, matematika, meteorologi, botani dan zoologi memiliki perna penting untuk mengembangkan pengetahuan kita tentang samudra. Saat ini, bidang ilmu ini menjadi sangat luas, menjadi beberapa pokok disiplin ilmu (Duxbury et al, 2005).

Laut merupakan medium yang tak pernah berhenti berggerak, baik di permukaan maupun di bawahnya. Hal ini menyebabkan terjadinya sirkulasi air, bisa berskala kecil tetapi bisa pula berukuran sangat besar. Penampilan yang paling mudah terlihat adalah arus di permukaan laut. Ada arus yang hanya bersifat lokal saja tetapi ada pula yang mengalir melintas samudra. Arus sangat penting artinya bagi pelayaran, oleh karena itu pengukuran arus sudah dilakukan orang sejak dulu. Arus merupakan gerakan mengalir suaru massa air yang dapat disebabkan oleh tiupan angin, atau karena perbedaan dalam densitas air laut atau dapat pula disebabkan oleh gerakan bergelombang panjang. Yang berakhir ini termasuk antara lain arus yang disebabkan oleh pasang-surut (Nontji, 2007).

1.2   Maksud dan Tujuan

Maksud dari praktikum Oceanografi kimia ini adalah untuk mengetahui tingkat dan kadar kandungan bahan-bahan kimia perairan yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.

Tujuan dari praktikum oceanografi kimia ini adalah untuk memberikan kemampuan dalam pengukuran kadar bahan-bahan kimia perairan untuk mengetahui tingkat pencemaran suatu perairan laut.

1.3   Waktu danTempat

Praktikum Oceanografi kimia ini dilaksanakan di dua lokasi, pertama praktikum lapang di laksanakan di Pantai Sendang Biru Kecamatan Sumbermanjing Wetan, Desa Tambakrejo pada hari Sabtu-Minggu tanggal 19-20 November 2011.

Pada praktikum lapang dilakukan pengambilan sampel air laut dan selanjutnya di lakukan identifikasi kandungan Dissolved Oxygen (DO), pH, salinitas, nitrat, fosfat, amoniak, dan karbondioksida bebas (CO₂) di Laboratorium Ilmu kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya, Malang.

           

2.      TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Parameter Kimia Perairan

2.1.1 DO (Dissolved Oksigen)

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 proses difusi dari udara bebas dan hasil fotosintesis organisme yang hidup dalam perairan tersebut (Salmin, 2005).

Salah satu sumber oksigen terlarut yang penting didalam perairan adalah oksigen di atmosfir yang terlarut dalam massa air pada permukaan air yang dihasilkan melalui proses difusi. Penyerapan oksigen dari atmosfir oleh molekul – molekul air tergantung pada temperatur, salinitas dan tekanan (Cole, 1983).

2.1.2 Karbondioksida (CO₂)

Jenis gas ini dapat dijumpai dalam air laut sebagai CO₂ bebas dengan konsentrasi sedikit lebih tinggi bila dibandingkan dengan konsentrasi di udara. Hal ini disebabkan karena pH laut umumnya agak alkalis yang berarti mengandung kation-kation Mg dan Ca dalam jumlah berlebihan bahkan melebihi jumlah ekuivalen anion. Kondisi seperti sangat memungkinkan terjadi reaksi keseimbangan antara CO₂ dan H₂O membentuk asam karbonat yang bersifat asam lemah dan akan berlanjut membentuk karbonat dan bikarbonat dengan proses reaksi sebagai reaksi berikut:

CO₂ + H₂O à H₂CO₃

2H⁺ + CO₃^2- à HCO₃^- + H⁺                                                                 (Wibisono, 2005)

Dalam air laut, hanya sekitar 1% dari total karbon dioksida (CO₂) yang tetap sebagai senyawa CO₂ yang dapat berubah seiring dengan perubahan dari tekanan parsial CO₂ di udara, sedangkan sisanya dalam bentuk ion bikarbonat (91%) dan ion karbonat (8%). Masuknya CO2 ke air laut menyebabkan ion hidrogen yang ada akan bereaksi dengan ion karbonat (CO3 ^2-) dan membentuk ion bikarbonat (HCO3-) dan akhirnya akan mengurangi konsentrasi ion hidrogen (keasaman) sehingga perubahan pH akan jauh lebih kecil daripada (Suratno, 2010).

Meskipun dalam skala global, pertukaran CO₂ antara lautan dan atmosfer mendekati  keseimbangan, ketidakseimbangan yang besar dapat muncul secara lokal. Aliran pertukaran bersih (net exchange flux) di suatu lokasi tergantung kepada tingkat kejenuhan CO₂ permukaan air. Solubilitas atau kelarutan CO₂di dalam air laut bergantung kepada dua variable utama yaitu suhu permukaan laut (SST) dan salinitas permukaan laut (SSS). Perairan Indonesia memiliki salinitas permukaan rata-rata sebesar 32.493‰, sehingga nilai solubilitas hanya bergantung kepada suhu permukaan laut, dimana semakin tinggi suhu permukaan laut maka solubilitasnya akan semakin rendah. laut Indonesia dan sekitarnya berperan sebesar 46,6% dalam penyerapan CO₂ di laut (Armi, 2006).

2.1.3 Nitrat

Unsur nitrogen (N) merupakan unsur hara (nutrisi) yang diperlukan oleh flora (tumbuhan laut) untuk pertumbuhan dan perkembangan hidupnya. Unsur-unsur tersebut ada dalam bentuk nitrat (NO3). Unsur-unsur kimia ini bersama-sama dengan unsur-unsur lainnya seperti belerang (S), kalium (K) dan karbon (C) disebut juga unsur hara (nutrien). Zat-zat hara ini dibutuhkan oleh fitoplankton maupun tanaman yang hidup di laut untuk pertumbuhannya. Fitoplankton selanjutnya akan dimakan oleh zooplankton (fauna kecil yang hidup di permukaan air), zooplankton dan tanaman akan dimakan oleh ikan-ikan kecil, ikan-ikan kecil akan dimakan oleh ikan besar dan demikian seterusnya. Tanaman dan binatang yang hidup di laut akan mati dan tenggelam ke dasar perairan, selanjutnya akan membusuk dan nutrien yang ada di tubuhnya akan kembali ke dalam air, sehingga dasar perairan lebih kaya akan nutrien dibandingkan dengan permukaan (Edward, 2003).

Nitrat di perairan laut, digambarkan sebagai senyawa mikronutrien pengontrol produktivitas primer di lapisan permukaan daerah eufotik. Kadar nitrat di daerah eufotik sangat dipengaruhi oleh transportasi nitrat di daerah tersebut, oksidasi amoniak oleh mikroorganisme dan pengambilan nitrat untuk proses produktivitas primer. Menurut Lee et al, (1978) bahwa kisaran nitrat perairan berada antara 0,01-0,7 mg/1, sedangkan menurut Effendi (2003) bahwa kadar nitrat-nitrogen pada perairan alami hampir tidak pernah lebih dari 0,1 mg/1, akan tetapi jika kadar nitrat lebih besar 0,2 mg/1 akan mengakibatkan eutrofikasi (pengayaan) yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae dan tumbuhan air secara pesat (Yulisman, 2009).

2.1.4 Fosfat

Fosfat adalah sumber utama unsur kalium dan nitrogen yang tidak larut dalam air, tetapi dapat diolah untuk memperoleh produk fosfat dengan menambahkan asam. Keberadaan fosfat yang berlebihan di badan air menyebabkan suatu fenomena yang disebut eutrofikasi (pengkayaan nutrien). Untuk mencegah kejadian tersebut, air limbah yang akan dibuang harus diolah terlebih dahulu untuk mengurangi kandungan fosfat sampai pada nilai tertentu (baku mutu efluen 2 mg/l). Dalam pengolahan air limbah, fosfat dapat disisihkan dengan proses fisika-kimia maupun biologis (Masduki, 2003).

Unsur fosfat (P) adalah unsur esensial kedua setelah N yang berperan penting dalam fotosintesis dan perkembangan akar. Ketersediaan fosfat dalam tanah jarang yang melebihi 0,01% dari total P. Sebagian besar bentuk fosfat terikat oleh koloid tanah. Sumber fosfat diperairan laut pada wilayah pesisir dan paparan benua adalah sungai. Karena sungai membawa hanyutan sampah maupun sumber fosfat daratan lainnya, sehingga sumber fosfat dimuara sungai lebih besar dari sekitarnya. Keberadaan fosfat di dalam air akan terurai menjadi senyawa ionisasi, antara lain dalam bentuk ion H₂PO₄^-, HPO₄^2-, PO₄^3-. Fosfat diabsorpsi oleh fitoplankton dan seterusnya masuk kedalam rantai makanan. Senyawa fosfat dalam perairan berasal daari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan, dan dari laut sendiri. Peningkatan kadar fosfat dalam air laut, akan menyebabkan terjadinya ledakan populasi (blooming) fitoplankton yang akhirnya dapat menyebabkan kematian ikan secara massal. Batas optimum fosfat untuk pertumbuhan plankton adalah 0,27 – 5,51 mg/liter. Ion fosfat dibutuhkan pada proses fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan (bentuk ATP dan Nukleotid koenzim). Penyerapan dari fosfat dapat berlangsung terus walaupun dalam keadaan gelap (Hutagalung, 1997).

2.1.5 Amonia

Amonia adalah senyawa kimia dengan rumus NH3. Biasanya senyawa ini di dapati berupa gas dengan bau tajam yang khas (disebut bau amonia). Walaupun amonia memiliki sumbangan penting bagi keberadaan nutrisi di bumi, amonia sendiri adalah senyawa kaustik dan dapat merusak kesehatan. Administrasi Keselamatan dan Kesehatan Pekerjaan Amerika Serikat memberikan batas 15 menit bagi kontak dengan amonia dalam gas berkonsentrasi 35 ppm volume, atau 8 jam untuk 25 ppm volume. Kontak dengan gas amonia berkonsentrasi tinggi dapat menyebabkan kerusakan paru-paru dan bahkan kematian. Sekalipun amonia di AS diatur sebagai gas tak mudah terbakar, amonia masih digolongkan sebagai bahan beracun jika terhirup, dan pengangkutan amonia berjumlah lebih besar dari 3.500 galon (13,248 L) harus disertai surat izin (Rubeyta, 2009).

Kadar amonia dalam air laut sangat bervariasi dan dapat berubah secara cepat. Amonia dapat bersifat toksik bagi biota jika kadarnya melebihi ambang batas maksimum. Meningkatnya kadar amonia di laut berkaitan erat dengan masuknya bahan organik yang mudah terurai (baik yang mengandung unsur nitrogen maupun tidak). Penguraian bahan organik yang mengandung unsur nitrogen akan menghasilkan senyawa nitrat (NO₃), nitrit (NO₂) dan selanjutnya menjadi amonia (NH₃) (Ade, 2009).

2.1.6 pH

PH adalah tingkatan yang menunjukkan asam atau basanya suatu larutan yang di ukur pada skala 0 s/d 8,5, jika di bawah 6,5 maka dikatakan air tersebut bersifat asam dan diatas 8,5 adalah basa. Tinggi atau rendahnya PH air dipengaruhi oleh senyawa / kandungan dalam air tersebut. PH air minum yang ideal adalah 7,0 (PH netral). PH air hujan berbeda beda di setiap kota, antara 3,0 s/d 6,0. PH air laut adalah berkisar 8,2 (Yusuf, 2010).

PH dibentuk dari informasi kuantitatif yang dinyatakan oleh tingkat derajat keasaman atau basa yang berkaitan dengan aktivitas ion hydrogen. Nilai pH dari suatu unsur adalah perbandingan antara konsentrasi ion hydrogen [H+] dengan konsentrasi ion hidroksil [OH-]. Jika konsentrasi H+ lebih besar dari OH-, material disebut asam; yaitu., nilai pH adalah kurang dari 7. Jika konsentrasi OH- lebih besar dari H+, material disebut basa, dengan suatu nilai pH lebih besar dari 7. Jika konsentrasi H+ sama dengan OH- maka material disebut sebagai material netral. Asam dan basa mempunyai ion hydrogen bebas dan ion alkali bebas.Besarnya konsentrasi ion H⁺ dalam larutan disebut derajat keasaman. Untuk menyatakan derajat keasaman suatu larutan dipakai pengertian pH (Suwargana, 2008).

Derajat keasaman (pH) berpengaruh pada setiap kehidupan organisme, namun setiap organisme mempunyai batas 80 toleransi yang bervariasi terhadap pH perairan. Toleransi masing-masing jenis terhadap pH juga sangat dipengaruhi faktor lain seperti suhu dan oksigen terlarut. Apabila suhu di perairan tinggi maka oksigen terlarut menjadi rendah. Hal ini akan mengganggu dalam pernafasan dan pengaturan kecepatan metabolisme zooplankton. Kenaikan pH pada perairan akan menurunkan konsentrasi CO2 terutama pada siang hari ketika proses fotosintesis sedang berlangsung. Dengan adanya aktivitas fotosintesis, maka kadar oksigen terlarut (DO) meningkat di perairan (Handayani dan Patria, 2005).

2.1.7 Salinitas

Air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman mempengaruhi sifat fisis air laut (seperti: densitas, kompresibilitas, titik beku, dan temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat, tetapi tidak menentukannya.Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh secara signifikan oleh salinitas.Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah garam di laut (salinitas) adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan osmosis. Secara ideal, salinitas merupakan jumlah dari seluruh garam-garaman dalam gram pada setiap kilogram air laut. Secara praktis, adalah susah untuk mengukur salinitas di laut, oleh karena itu penentuan harga salinitas dilakukan dengan meninjau komponen yang terpenting saja yaitu klorida (Cl). Kandungan klorida ditetapkan pada tahun 1902 sebagai jumlah dalam gram ion klorida pada satu kilogram air laut jika semua halogen digantikan oleh klorida. Penetapan ini mencerminkan proses kimiawi titrasi untuk menentukan kandungan klorida (Yogi, 2011).

Salinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah. Kandungan garam pada sebagian besar danau, sungai, dan saluran air alami sangat kecil sehingga air di tempat ini dikategorikan sebagai air tawar. Kandungan garam sebenarnya pada air ini, secara definisi, kurang dari 0,05%. Jika lebih dari itu, air dikategorikan sebagai air payau atau menjadi saline bila konsentrasinya 3 sampai 5%. Lebih dari 5%, ia disebut brine (Darmadi, 2010).

UNTUK LENGKAPNYA, DOWNLOAD DISINI YAA....