Laporan Manajemen Kualitas Kimia Air Dengan Bahan Kimia

Laporan Praktikum Mata Kuliah Manajemen Kualitas Air Teknologi & Manajemen Perikanan Budi Daya Departemen Budi Daya Perairan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor 2014 Manajemen Kualitas Kimia Air dengan Bahan Kimia (Chemical Water Quality Management With Chemical Materials) Kelompok 6 Muhammad Agung (C14120001), Lasmaria Manik (C14120004), Savni Retalia S (C14120023), Khoirul Umam (C14120031), Ruwaidah H (C14120047), Tiky Setyawany (C14120065), Acep Muhamad Hidayat (C14110076), Irma Herwanti (C14120080), Asda Wittah (C14120099) Asisten : Nurul Wulandari Abstrak Air merupakan bahan yang selalu terikat dengan kehidupan ikan. Sifat air yang mengalir melewati tanah atau terpresipitasi melalui hujan menjadikan air bersifat dinamis. Berbagai bahan limbah buangan dapat masuk kedalam perairan dengan mudah kapan saja. Dalam budidaya tentunya perubahan kualitas air akan mengganggu kelangsungan kehidupan ikan. Praktikum kali ini bertujuan untuk melihat jenis bahan kimia apa serta dosis yang baik untuk memanajemen kualitas kimia air yaitu Fe dan Mn. Metode ini menggunakan dosis EDTA yang beragam yaitu 5 ppm, 7.5 ppm, 10 ppm, 12.5 ppm, 15 ppm. Hasil memperlihatkan bahwa pada dosis 5 ppm, kadar Fe (besi) turun berangsur-angsur yaitu sebesar 91,73111243%. Begitu pula dengan Mn, EDTA mampu menurunkan hingga -16,76335878%. Hal ini menunjukan pada dosis 5 ppm EDTA efektif mampu mengatasi kadar Fe dan Mn dalam suatu perairan. kata kunci: Air, EDTA, dosis, jenis bahan, Fe dan Mn Abstract Water is a substance that is always tied to the life of the fish . Properties of water that flows through the ground or precipitated by rain water make dynamic. Various materials can be entered into the waste waters with ease anytime . In the course of aquaculture water quality changes will disrupt the continuity of the life of the fish . Practicum is aimed to see what kind of chemicals as well as a good dose for managing chemical quality of the water that Fe and Mn . This method uses a diverse EDTA dose is 5 ppm , 7.5 ppm , 10 ppm , 12.5 ppm , 15 ppm . The results showed that at a dose of 5 ppm , the levels of Fe ( iron ) decreased gradually in the amount of 91.73111243 % . Similarly, Mn , EDTA is able to reduce up to -16.76335878 % . This shows at a dose of 5 ppm EDTA effectively mitigate the levels of Fe and Mn in the water keyword: EDTA, dose, Fe and Mn, kind of material , and Water, PENDAHULUAN Budidaya perikanan merupakan kegiatan untuk memproduksi ikan atau udang. Kegiatan ini memerlukan keterampilan khusus yang dapat membuat budidaya tetap berjalan. Salah satu yang harus diperhatikan dalam budidaya yaitu kualitas air. Kualitas air mencakup kualitas fisik dan kualitas kimia. Kualitas air sangat mempengaruhi keberhasilan budidaya ikan. Air merupakan lingkungan dari ikan, oleh karena itu kualitas air harus sesuai dengan kondisi optimum ikan sehingga pertumbuhan ikan akan baik (Effendi, H. 2003) Kualitas air merupakan istilah yang biasa digunakan untuk menggambarkan kualitas atau kecocokan air untuk penggunaan tertentu, misalnya : air minum, perikanan, pengairan/irigasi, industri, rekreasi, budidaya dan sebagainya. Kualitas air harus dikelola agar menjamin keamanan dan kelestarian dalam penggunaannya. Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan atau keperluan tertentu Dengan demikian, kualitas air akan berbeda dari suatu kegiatan ke kegiatan lain, sebagai contoh: kualitas air untuk keperluan irigasi berbeda dengan kualitas air untuk keperluan air minum. Kualitas air harus di uji terlebih dahulu untuk mengetaui kualitasnya. Pengujian kualitas air yang biasa dilakukan yaitu dengan uji kimia, fisika, biologi, atau uji kenampakan (bau dan warna) (O-fish 2009). Menurut O-fish, (2009), lima syarat utama kualitas air bagi kehidupan ikan adalah : Rendah kadar amonia dan nitri, Bersih secara kimiawi, Memiliki pH, kesadahan, dan temperatur yang sesuai, Rendah kadar cemaran organik, dan Stabil. Air sangat mudah terpengaruh oleh berbagai faktor baik secara internal maupun eksternal. Secara internal, di antaranya adalah wadah air itu sendiri (jenis wadah/tanah, tekstur tanah, kandungan bahan organik, konstruksi, bentuk dan ukuran kolam), kondisinya, organisme yang tersedia ada dan yang ditanam serta vegetasi di sekitarnya. Sedangkan secara eksternal, lingkungannya seperti sumber air (tawar, payau, asin), cuaca / musim dan cara / sistem pengelolaannya seperti monokultur, polikultur, mixed farming, tradisional, ektensif dan intensif. Cemaran pada air bisa berasal dari berbagai sumber, yaitu; berasal dari sumber air yang digunakan, dari lapukan dekorasi asesori akuarium, cat, lem dll, dan juga berasal dari binatang dan tanaman akuarium itu sendiri. Beberapa bahan cemaran yang biasa dijumpai pada sumber air, diantaranya : Tembaga (copper), Nitrat atau fosfat, Klorin, Kloramin, dan Pestisida. Selain itu banyak logam-logam berat yang terdapat di perairan yang mengganggu kehidupan ikan. Kadar logam berat tinggi diketahui dapat merusak jaringan ikan sehingga menyebabkan kematian. Meskipun demikian kebanyakan kasus akibat logam berat justru terjadi pada ingkat kontaminasi logam berat rendah. Kadar logam berat dapat mempengaruhi berbagai perilaku ikan, seperti perilaku berenang, makan dan kawin (Dahuri,R & A. Damar. 1994.). Dengan demikian sangat diperlukan adanya kontrol dan usaha dalam menjaga kelestarian dan kualitas air. Sehingga perlu dilakukan pengukuran agar dapat mengetahui kualitas dari perairan. Pengukuran kualitas air dapat dilakukan dengan dua cara yaitu, yang pertamana adalah pengukuran kualitas air dengan parameter fisika dan kimia, sedangkan yang kedua adalah pengukuran dengan menggunakan parameter biologi (Effendi, H 2003). Tujuan praktikum kali ini adalah menentukan jenis bahan dan dosis treatment yang paling efektif dalam memanajemen logam berat di perairan budidaya. METODOLOGI Waktu dan Tempat Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu 05 November 2014 sampai tanggal 12 November 2014 di Laboratorium Lingkungan, Departemen Budidaya Perairan (BDP), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Alat dan Bahan Alat yang digunakan pada praktikum ini toples, gelas piala stopwatch dan adukan, sedangkan bahan yang digunakan adalah Fe, Mn dan air sampel kolam BDP. METODE KERJA Disediakan 2 toples masing-masing diberi 500 ml Fe dan Mn tanpa perlakuan bahan kimia sebagai kontrol. Sebanyak 50% jumlah kelompok toples diisi dengan 500 ml larutan Fe dan sebanyak 50% jumlah kelompok diisi dengan 500 ml larutan Mn. Masing –masing kelompok tambahkan dengan masing-masing bahan kimia sesuai dosis kontrol, 5 ppm, 7,5 ppm, 10 ppm, 12,5 dan 15 ppm. Toples diaduk selama 15 menit kemudian diamkan. Kemudian pengukuran kadar Fe atau Mn masing-masing air larutan sampel. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Berikut ini merupakan tabel hasil pengukuran kadar Fe dan Mn dengan konsentrasi yang berbeda-beda, Tabel 1 Kadar Fe dan Mn Para meter kimia air Fe Mn Baha n Kimia uji Konsentr asi (ppm) - Kontrol Hasil pengukuran kadar bahan uji pada minggu ke(mg/l) 1 2 6,664 6,664 EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA EDTA 5 7,5 10 12,5 15 Kontrol 5 7,5 10 12,5 15 5,043 4,657 5,019 4,661 4,681 6,537 6,550 6,491 6,480 6,313 6,379 0,417 1,063 1,835 1,819 1,237 6,537 7,648 7,155 7,328 7,284 7,441 Penurunan Kadar bahan uji (%) 0 91,7311 77,1741 63,4389 60,9740 73,5740 0 -16,7633 -10,2295 -13,0864 -15,3809 -16,64837 Berdasarkan tabel hasil pengukuran kadar Fe dan Mn diatas dapat disimpulkan bahwa penurunan kadar bahan uji terbesar pada Fe adalah dengan EDTA dengan konsentrasi 5 ppm dengan penurunan 91,73111243% dan kadar terendah adalah EDTA dengan konsentrasi 12,5 ppm dengan penurunan 60,97403991%. Sedangkan penurunan kadar bahan uji terbesar pada Mn adalah EDTA dengan konsentrasi 5 ppm dengan kenaikan 16,76335878% dan kadar terendah adalah EDTA dengan konsentrasi 7,5 ppm dengan kenaikan 10,22954861%. Pembahasan Besi atau Ferrum (Fe) dapat mengalami oksidasi dan berikatan dengan hidroksida membentuk Fe(OH)3 yang bersifat tidak larut dan mengendap (presipitasi) di dasar perairan dan membentuk warna kemerahan di substrat dasar pada pH sekitar 7,5 – 7,7. Semakin rendah nilai pH suatu perairan, maka semakin tinggi tingkat kelarutan besi. Salah satu fungsi besi adalah sebagai pembentuk hemoglobin dalam darah ikan (Effendi 2003). Mangan (Mn) merupakan kation logam yang memiliki karakteristik kimia sama dengan besi. Peningkatan nilai pH menjadi 9–10 dapat menyebabkan Mg berpresipitasi dalam bentuk yang tidak terlarut. Mangan berperan dalam proses pertumbuhan dan merupakan salah satu komponen penting pada sistem enzim. Defisiensi mangan dapat mengakibatkan pertumbuhan terhambat serta terganggunya sistem saraf dan proses reproduksi ikan. Selain itu, mangan juga berfungsi sebagai pengendali kadar unsur toksik di perairan, misalnya logam berat (Effendi 2003). Kandungan Fe yang berlebih di perairan akan berbahaya apabila Fe berikatan dengan H2S pada kondisi anaerob yang akan menghasilkan pirit yang diperkirakan menurunkan pH dan potensial redoks sehingga dapat bersifat toksik.Toksisitas Fe biasanya mengganggu sistem respirasi sehingga dapat menimbulkan kematian organisme perairan 50-75%. Selain itu kandungan Fe yang berlebih juga akan mengubah warna perairan menjadi merah kecoklatan dan berbau (Ika et al 2012). Kandungan Mn yang berlebih menyebabkan perairan berwarna kekuningan dan menyebabkan toksik terutama mengganggu sistem neurologi (Syofyan et al 2011). Kesadahan pada awalnya ditentukan dengan titrasi menggunakan sabun standar yang dapat bereaksi dengan ion penyusun kesadahan. Dalam perkembangannya, kesadahan ditentukan dengan titrasi menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid) atau senyawa lain yang dapat bereaksi dengan kalsium dan magnesium (Daud, Anwar. 2007). Metode Titrasi EDTA merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengukur kesadahan di dalam air menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) atau garam natriumnya sebagai titran. EDTA membentuk ion kompleks yang sangat stabil dengan Ca2+ dan Mg2+, juga ion-ion logam bervalensi dua lainnya. Ethylen diamin tetra acetic acid (EDTA) dengan dosis 0,02-0,1% memiliki kemampuan mengendapkan logam berat, termasuk Ca dan Mg (O-fish. 2003). EDTA merupakan senyawa kompleks khelat yaitu dengan rumus molekul (HO2CCH2)2NCH2CH2N(CH2CO2H)2. EDTA merupakan suatu senyawa asam amino yang secara luas dipergunakan untuk mengikat ion logam logam bervalensi dua dan tiga. EDTA mengikat logam melalui empat karboksilat dan dua gugus amina. EDTA membentuk kompleks kuat terutama dengan Mn (II), Cu (II), Fe (III), dan Co (III) (Anonim, 2008 dalam Ginoest, 2010). EDTA senyawa yang mudah larut dalam air, serta dapat diperoleh dalam keadaan murni. Tetapi dalam penggunaannya, karena adanya sejumlah tidak tertentu dalam air, sebaiknya distandardisasi terlebih dahulu. Terlihat dari strukturnya bahwa molekul tersebut mengandung baik donor elektron dari atom oksigen maupun donor dari atom nitrogen sehingga dapat menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serempak (Khopkar, 1990 dalam Ginoest, 2010). Kesadahan total yaitu ion Ca2+ dan Mg2+ dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Titrasi kompleks meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan yang mendasari terbentuknya kompleks adalah tingkat kelarutan yang tinggi. EDTA biasa dikenal sebagai asam etilen diamina tetraasetat, mengandung atom oksigen dan nitrogen yang efektif dalam membentuk kompleks yang stabil dengan logam lain yang berbeda. EDTA adalah ligan yang dapat berkoordinasi dengan satu ion logam melalui dua nitrogen dan satu oksigennya. EDTA juga dapat berlaku sebagai ligan kudentat dan konsidentat yang membebaskan satu atau dua gugus oksigen dari reaksi yang kuat dengan logam lain (Brady, 1994 dalam Ihsan, 2011). EDTA membentuk satu kompleks kelat yang dapat larut ketika ditambahkan ke suatu larutan yang mengandung kation logam tertentu. Jika sejumlah kecil Eriochrome Black Tea atau Calmagite ditambahkan ke suatu larutan mengandung kalsium dan ion-ion magnesium pada satu pH dari 10,0 ± 0,1, larutan menjadi berwarna merah muda. Jika EDTA ditambahkan sebagai satu titran, kalsium dan magnesium akan menjadi suatu kompleks, dan ketika semua magnesium dan kalsium telah manjadi kompleks, larutan akan berubah dari berwarna merah muda menjadi berwarna biru yang menandakan titik akhir dari titrasi. Ion magnesium harus muncul untuk menghasilkan suatu titik akhir dari titrasi. Untuk mememastikankan ini, kompleks garam magnesium netral dari EDTA ditambahkan ke larutan buffer. Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator Eriochrom Black T (EBT). Pada pH lebih tinggi, 12, Mg(OH)2 akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca2+ dengan indikator murexide. Adanya gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air dapat di masking dengan H2S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadangkala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol. Seharusnya Ca tidak ikut terkopresitasi dengan Mg, oleh karena itu EDTA direkomendasikan (Ginoest, 2010). Kadar zat besi (Fe) sangat diperlukan untuk menjaga warna perairan dan zat besi dimasukan kedalam air melalui bahan-bahan yang digunakan dalam manajemen lingkungan budidaya seperti Fe EDTA, kadar zat besi yang ideal didalam air akuarium adalah 0,1 ppm. Berdasarkan hasil yang diperolah, dapat diketahui bahwa bahan uji yang efektif, ekonomis, dan efesien adalah Fe (EDTA) dan Mn dengan konsentrasi 5 ppm diantaranya penurunan kadar bahan uji terbesar pada Fe adalah dengan EDTA dengan konsentrasi 5 ppm dengan penurunan 91,73111243% dan kadar terendah adalah EDTA dengan konsentrasi 12,5 ppm dengan penurunan 60,97403991%. Karena semakin tinggi kadar konsentrasi Fe dalam perairan berakibat buruk dalam perairan. Sedangkan penurunan kadar bahan uji terbesar pada Mn adalah EDTA dengan konsentrasi 5 ppm dengan kenaikan 16,76335878%. KESIMPULAN Jenis bahan yang efektif serta ekonomis untuk menurunkan kadar Fe dan Mn dalam perairan adalah EDTA. Dosis yang baik untuk Fe dan Mn yaitu 5 ppm. Pada dosis 5 ppm Fe mampu turun hingga 91,73111243%. Sedangkan Mn, dengan dosis 5 ppm hanya mampu menaikan 16,76335878% DAFTAR PUSTAKA Dahuri R dan A. Damar. 1994. Metoda dan Teknik Analisis Kualitas Air, Kursus AMDAL Tipe B, kerjasama PSL – UNDANA dan BAPEDAL, Kupang. 7 November – 17 Desember 2004. Daud, Anwar. 2007. Aspek Kesehatan Penyediaan Air Bersih. CV.Healthy & Sanitation : Makassar Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta : Kanisius. 249 hlm. Ginoest. 2010. Penentuan Kadar Kesadahan Air dengan Metode Titrasi EDT. Online: http://ginoest.wordpress.com/2010/03/2 3/17/. Diakses pada tanggal 17 November 2014 Ihsan. 2011. Analisa Kimia Sampel Air Sungai : Penentuan Kesadahan Total dan Sementara dalam Air . Online : http://chemistryismyworld.blogspot.co m/2011/05/analisa-kimia-sampel-airsungai.html. Diakses pada tanggal 17 November 2014 Ika, Tahril, Irwan Said. 2012. Analisis Logam Timbal (Pb) Dan Besi (Fe) Dalam Air Laut Di Wilayah Pesisir Pelabuhan Ferry Taipa Kecamatan Palu Utara. J. Akad. Kim. 1(4): 181186 O-fish. 2003. Parameter Air. Online : http://www.ofish.com/parameter_air.htm. Diakses pada tanggal 17 November 2014 O-fish. 2012. Kualitas Air. [terhubung berkala]. http://ofish.com/Air/kualitas_air.php (17 novemver 2009) Syofyan, Irwandy, Usman, Polaris N. 2011. Studi Kualitas Air Untuk Kesehatan Ikan Dalam Budidaya Perikanan Pada Aliran Sungai Kampar Kiri. Jurnal Perikanan dan Kelautan 16,1 : 64-70