Show
Air merupakan suatu molekul yang mengandung 2 atom hidrogen dan 1 atom oksigen yang berikatan secara kovalen. Di dalam organisme, air merupakan komponen terbesar. Air tidak hanya berperan penting dalam internal tubuh organisme, tetapi juga mempunyai peran penting di dalam lingkungan (Solomon 2011). Air merupakan molekul polar, dan mudah untuk dilihat. Selain itu, air termasuk substansi yang memiliki banyak sifat yang menguntungakan dan memiliki banyak kelebihan dibanding molekul-molekul lain. Molekul air memiliki bentuk yang sederhana menyerupai huruf v (Campbell 2005). Air salah satu bahan yang sangat penting dalam suatu kehidupan. Yang ikatan hidrogen akan mengikat molekul-molekul air yang hingga menyatu. Saat air dalam wujud cair, ikatan hidrogen sangat rapuh yang sehingga ikatan-ikatan tersebut terbentuk, berpisah dan akan terbentuk kembali dengan sangat cepat. Dengan adanya ikatan hidrogen dapat menyusun molekul-molekul air tersebut sehingga akan memiliki sifat air yang bermanfaat. Beberapa bahan kimia tidak dapat membentuk suatu larutan, tetapi hanya terdispersi dalam air. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan Daur Air (Siklus Hidrologi) : Pengertian, Proses Tahapan, Gambar Peran Air dalam Kehidupan
1. Air Sebagai PelarutDalam bentuk dispersi koloid, dimana partikel tidak mengendap maupun membentuk larutan. Protein senyawa yang dapat membentuk dispersi koloid, gelatin akan membentuk dispersi koloid bila ditambahkan air panas. Dalam suspensi, partikel bahan mempunyai ukuran yang besar, sehingga tidak larut dan tidak membentuk koloid, misalnya pati dalam air dingin. Air mendispersi/melarutkan berbagai zat berdasarkan sifat dwi kutubnya, seperti NaCl (membentuk ion) selanjutnya beberapa zat yang tidak membentuk ion tapi termasuk dalam senyawa polar seperti aldehida, alkohol, dan gula dapat larut dalam air. Kelarutan dari zat seperti di atas disebabkan oleh adanya gugus hidroksil (alkohol dan gula) dan gugus oksigen karbonil (aldehida dan keton). 2. Mendispersi Senyawa AmfipatikAir dapat mendispersi senyawa amfipatik (senyawa dengan gugus hidrofobik dan gugus hidrofilik) yang mempunyai gugus polar dalam molekulnya misalnya pada asam lemak. Sebagai contoh ialah garam Na-oleat. Natrium oleat mempunyai rantai hidrokarbon yang panjang, sehingga dapat dikatakan kecenderungan untuk terdispersi dalam air sangat sukar, tetapi kenyataannya bahwa rantai hidrokarbon yang panjang ini akan terdispersi di dalam air membentuk misel (disini air yang bersifat polar tidak melarutkan rantai hidrokarbon nonpolar pada asam oleat, sehingga terbentuklah misel) . Dalam hal ini, gugus karboksilnya yang bermuatan negatif timbul di permukaan sedangkan rantai hidrokarbon yang nonpolar dan tidak larut berada dibagian dalam. Dalam bentuk misel, ada gaya tarik sesamanya melalui suatu interaksi Van der Walls yakni antara rantai hidrokarbon yang berdekatan, gaya tarik ini dikenal sebagai interaksi hidrofobik. Contoh lain komponen sel yang membentuk struktur nonpolar dengan bagian hidrofobiknya tersembunyi dari air adalah protein dan asam nukleat. 3. Pembekuan dan Struktur EsMolekul air dapat mengikat empat molekul air dan menghasilkan kisi kristal heksagonal dalam es. Sifat ikatan hidrogen lain yang juga penting ialah bahwa ikatan ini terarah dengan baik dilihat dari susunan gabungan orbital antara atom hidrogen dan atom oksigen. Panjangnya ikatan hidrogen yang berbeda-beda sangat bergantung pada struktur geometri dan distribusi elektronnya. Bentuk es misalnya, tiap molekul air memiliki ikatan hidrogen dengan panjang 1,77 Å, tiap molekul air berikatan hidrogen dengan 4 tetangganya dengan jarak antara oksigen dengan oksigen 2,76 Å, sedangkan tiap molekul air akan berikatan hidrogen dengan 3 atau 4 molekul air lainnya dengan jarak oksigen ke oksigen 2,90 Å pada suhu 15 0C, dan 3,05 Å pada suhu 83 0C. Diperkirakan hanya 15 % ikatan hidrogen rusak jika es mencair pada suhu 0 0C. Ikatan yang kuat dalam molekul air ini masih ada walaupun air telah dipanaskan sampai 100 0C, ini dapat dilihat dengan tingginya panas penguapan air dan ikatan hidrogen ini hanya akan lepas secara tuntas jika air dipanaskan sampai 600 0C. Kecenderungan untuk membentuk ikatan hidrogen terdapat juga antara tiap atom yang bermuatan negatif (misalnya oksigen, nitrogen, dan fluor) dengan hidrogen yang terikat kovalen pada atom bermuatan negatif lainnya. Ikatan hidrogen dapat terbentuk antara dua molekul tetapi dapat juga antara dua bagian yang berlainan dalam satu molekul. Jika di dalam air hanya terdapat satu ikatan hidrogen antara dua molekul zat yang larut, ikatan ini akan kalah bersaing dengan air sekelilingnya. Tetapi apabila antara dua struktur dalam air terdapat banyak ikatan hidrogen, maka diperlukan energi yang tinggi untuk melepaskannya, karena itu struktur tersebut sangat stabil dalam air, misalnya molekul protein atau asam nukleat dimana dalam molekulnya terdapat beratus-ratus bahkan beribu-ribu ikatan hidrogen. 4. Peran Air bagi TumbuhanCoba Anda bayangkan, kalau Anda mengamati sel, akan Anda dapati bagian paling luar adalah dinding sel, kemudian membran plasma. Sebelah dalam dari membran plasma akan didapati sitoplasma yang berupa cairan semikental yang di dalamnya terdapat banyak organel, seperti mitokondria, kloroplas, peroksisom, mikrotubul, dan sebagainya. Bagian paling tengah akan Anda jumpai vakuola berupa membran yang membungkus cairan berisi senyawa terlarut, seperti cadangan makanan atau zat warna tertentu. Dengan demikian praktis komponen terbesar dari sel adalah terdiri dari cairan. Itulah sebabnya maka sebagai fungsi pertama dari air adalah sebagai senyawa utama penyusun protoplasma. Protoplasma merupakan cairan utama penyusun sel, baik yang terdapat di dalam sitoplasma maupun vakuola sel. Dalam kultur jaringan juga dikenal istilah kultur protoplas, yaitu apabila sel yang telah dihilangkan dinding selnya (tinggal membran plasma dan seluruh komponen di dalamnya meliputi sitoplasma, inti sel, dan vakuola) ditumbuhkan di dalam media kultur jaringan. Dengan demikian jelaslah betapa penting air bagi organisme, termasuk tumbuhan. Karena organisme tersusun oleh sel-sel dan jaringan, sementara komponen utama dari sel itu sendiri adalah air. Adapun perbedaan kadar air dari masing-masing jaringan dan organ tumbuhan, seperti tersebut di bagian sebelumnya adalah karena perbedaan dari sel-sel penyusunnya. Sel-sel penyusun buah yang memiliki vakuola besar yang berisi cadangan makanan akan banyak mengandung air, sementara sel-sel biji yang kering memiliki karakteristik yang berbeda, sel-selnya kecil dan telah mengalami dehidrasi sehingga kadar airnya rendah. Selain itu air juga berfungsi sebagai pelarut hara mineral yang dibutuhkan bagi tumbuhan. Secara umum hara mineral merupakan ion bermuatan positif (seperti K+ , Ca++, NH4 + ) maupun negatif (NO3 – , SO3 = , HPO4 = ) yang terlarut di dalam air. Ion-ion tersebut bisa berasal dari bahan mineral tanah, dari hasil dekomposisi bahan organik atau mungkin berasal dari pupuk yang kita berikan. Air berperan penting dalam melarutkan ion-ion tersebut dari sumbernya sehingga bisa diserap oleh tumbuhan dan masuk ke dalam jaringan tumbuhan. Selain itu air yang cukup juga menjadi sarana yang baik bagi ion dan pupuk untuk berdifusi atau bergerak melalui aliran masa sehingga menjadi dekat dan tersedia bagi tumbuhan. Itulah sebabnya kekurangan air sering kali juga menyebabkan kekurangan hara pada tumbuhan karena kelarutan hara di dalam tanah menjadi sangat rendah. Dalam proses biokimia tumbuhan, air juga berfungsi penting sebagai medium reaksi maupun bahan bagi reaksi-reaksi metabolisme dalam tumbuhan. Banyak sekali reaksi-reaksi kimia di dalam sel tumbuhan memerlukan media air. Dengan adanya kekurangan air menyebabkan terhambatnya banyak reaksi-reaksi metabolisme sehingga menghambat pertumbuhan tanaman. Dalam proses hidrolisis pati misalnya, pemecahan pati menjadi glukosa diperlukan air. Demikian juga reaksi-reaksi hidrolisis lainnya. Air juga mempunyai peran penting dalam proses reaksi terang fotosintesis. Dalam proses tersebut air merupakan sumber elektron, yaitu ketika molekul air dipecah untuk menghasilkan O2, H+ , dan elektron. Walaupun proporsi kebutuhan air dalam reaksi sangat kecil dibandingkan dengan kebutuhan pada reaksi-reaksi biokimia lainnya. Hal lain yang tidak kalah pentingnya adalah fungsi air dalam mempertahankan turgiditas sel, pertumbuhan sel dan pergerakan struktur tertentu dari tumbuhan. Turgiditas sel atau dikenal dengan istilah sel turgor adalah tekanan sel akibat masuknya air ke dalam sel. Ketika sel tanaman mengalami banyak kehilangan air sehingga menjadi layu maka pada saat tersebut sel mempunyai nilai tekanan turgor yang sama dengan nol. Ketika air masuk ke dalam sel maka tekanan turgor akan meningkat (positif) dan sel akan mengembang sehingga sel mencapai ukuran yang maksimum. Ketika ini terjadi maka sel tumbuhan berada dalam keadaan turgor penuh. Pada pagi hari ketika air tanah atau media tanam cukup, biasanya sel-sel tumbuhan ada dalam keadaan turgor penuh. Pada tengah hari, saat matahari terik dan tumbuhan telah kehilangan banyak air akibat penguapan mungkin tumbuhan akan mengalami kehilangan tekanan turgor atau bahkan sampai mencapai nol (layu). Itulah peran air dalam hubungannya dengan turgiditas sel-sel tumbuhan. Peran air yang demikian itu sangat penting karena tekanan turgor biasanya ada hubungannya dengan tingkat metabolisme tumbuhan. Ketika tumbuhan memiliki tekanan turgor yang tinggi (penuh) maka kemampuan metabolismenya juga tinggi, sebaliknya ketika tumbuhan kehilangan tekanan turgor (misalnya saat layu) maka kemampuan metabolismenya seperti fotosintesis dan respirasi juga rendah. Dengan demikian upaya mempertahankan turgor merupakan hal yang penting bagi tumbuhan. Selain tekanan turgor, air juga penting dalam proses pembesaran dan pemanjangan sel. Coba Anda perhatikan, apabila tumbuhan kekurangan air maka tumbuhan biasanya kerdil, daunnya menjadi kecil-kecil dan jarak antar ruas-ruas batangnya juga menjadi lebih pendek. Mengapa demikian? Keadaan itu terkait dengan fungsi air dalam pembesaran/pemanjangan sel dan jaringan. Kalau kita bandingankah dua tumbuhan dengan usia yang sama, namun yang satu mengalami kekurangan air dan yang lainnya memperoleh cukup air maka secara kuantitatif jumlah selnya mungkin tidak terlalu berbeda. Namun, kalau kita perhatikan ukuran selnya akan berbeda sehingga tumbuhan yang hidup pada keadaan cukup air akan memiliki ukuran sel yang lebih besar/panjang dari pada tumbuhan yang kekurangan air. Proses pemanjangan sel tersebut disebabkan karena masuknya air ke dalam sel. Pernahkah Anda mengamati pergerakan tumbuhan? Pergerakan yang dimaksudkan bukan karena digoyang oleh angin, tetapi karena organ tumbuhan sendiri yang bergerak. Pergerakan yang dimaksud adalah seperti yang terjadi pada daun putri malu yang menutup ketika disentuh. Penutupan daun ini terjadi karena distribusi air keluar atau masuk jaringan pulvinus. Skema Gambar 1.1. berikut menjelaskan bagaimana gerakan daun itu terjadi. Ada dua kelompok sel yang bisa menyerap atau memompa air di bagian atas dan bawah dari pangkal daun. Apabila sel-sel pulvinus bagian atas mengakumulasi ion K+ dan Cldalam jumlah besar maka air dari sel sekelilingnya akan terserap masuk ke sel-sel pulvinus tersebut. Akibatnya sel-sel tersebut akan menggembung yang berakibat pada pembukaan daun. Keadaan sebaliknya terjadi apabila air masuk ke dalam sel-sel pulvinus Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Air Permukaan – Karakteristik, Kualitas, Debit, Pengolahan, Pengukuran, Contoh, Para Ahli Struktur dan komposisi AirAir adalah molekul sederhana yang terdiri dari satu atom oksigen terikat pada dua atom hidrogen yang berbeda. Karena elektronegativitas lebih tinggi dari atom oksigen, ikatan tersebut adalah kovalen polar (ikatan polar). Bagi setiap 1 molekul air, ada 2 atom hidrogen yang telah bergabung dengan 1 atom oksigen. Komposisi air atau kandungan air ini boleh diuraikan semula kepada bahan asas nya melalui proses elektrolisis. Elektrolisis adalah proses menguraikan elektrolit (dalam kes ini adalah air) kepada komponen asalnya, iaitu oksigen dan hidrogen.
Dibutuhkan dua molekul gas hidrogen diatomik, dikombinasikan dengan satu molekul dari gas oksigen diatomik untuk menghasilkan dua molekul air. Dengan kata lain rasio hidrogen terhadap oksigen adalah 2:1, rasio hidrogen terhadap air adalah 1:1, dan rasio oksigen ke air adalah 1:2.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : √ Pengertian Dan Ciri Zat Padat, Gas, Cair Beserta Contohnya Sifat-Sifat Air
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Ekosistem Air Laut – Pengertian, Ciri, Jenis, Habitat, Komunitas, Masalah, Pembagian Daerah Sifat Kimia AirKandungan Bahan Kimia dalam AirAir mempunyai sifat melarutkan bahan kimia. Abel Wolman menyatakan bahwa air rumusnya adalah: H2O + X, dimana X adalah zat zat yang dihasilkan air buangan oleh aktivitas manusia selama beberapa tahun. dengan bertambahnya aktivitas manusia, maka factor X tsb dalam air akan bertambah dan menjadi masalah. – Toksisitas – Reaksi reaksi kimia yang menyebabkan :
Beberapa faktor kimia perairan yang berperan penting dalam ekosistem perairan antara lain adalah pH, gas terlarut, garam-garam an-organik, senyawa organik, BOD biasanya diukur dalam setiap kajian ekologis suatu sistem perairan menggenang. Cara sederhana yang memberikan perkiraan pengukuran maupun cara canggih untuk memperkirakan secara sangat teliti dengan menggunakan alat yang mahal, telah dikembangkan. Cara yang dipilih sangat tergantung pada sifat pekerjaan yang akan dilakukan.
Oksigen merupakan faktor pembatas dalam penentuan kehadiran makhluk hidup di dalam air. kepekatan oksigen terlarut bergantung kepada:
Pengukuran oksigen terlarut bisa dilakukan dengan metode sensor oskigen elektronik dan titrasi Winkler. Hasil pengukuran berada pada satuan persen (%) dan mg/L. Pengukuran dilakukan pada variasi siang dan malam serta pada musim yang berbeda. Penentuan siang malam menentukan disebabkan karena adanya aktivitas respirasi dan fotosintesis pada siang hari, sedangkan musim untuk mengetahui pengaruh perbedaan aktivitas makhluk hidup tergantung musim pada kadar oksigen terlarut. Anasliss Oksigen Terlarut (DO)Oksigen terlarut dapat dianalisis atau ditentukan dengan 2 macam cara, yaitu :
1. Metoda titrasi dengan cara WINKLER Metoda titrasi dengan cara WINKLER secara umum banyak digunakan untuk menentukan kadar oksigen terlarut. Prinsipnya dengan menggunakan titrasi iodometri. Sampel yang akan dianalisis terlebih dahulu ditambahkan larutan MnCl2 den Na0H – KI, sehingga akan terjadi endapan Mn02. Dengan menambahkan H2SO4 atan HCl maka endapan yang terjadi akan larut kembali dan juga akan membebaskan molekul iodium (I2) yang ekivalen dengan oksigen terlarut. Iodium yang dibebaskan ini selanjutnya dititrasi dengan larutan standar natrium tiosulfat (Na2S203) dan menggunakan indikator larutan amilum (kanji). Reaksi kimia yang terjadi dapat dirumuskan sebagai berikut :
2. Metoda elektrokimia Cara penentuan oksigen terlarut dengan metoda elektrokimia adalah cara langsung untuk menentukan oksigen terlarut dengan alat DO meter. Prinsip kerjanya adalah menggunakan probe oksigen yang terdiri dari katoda dan anoda yang direndam dalarn larutan elektrolit. Pada alat DO meter, probe ini biasanya menggunakan katoda perak (Ag) dan anoda timbal (Pb). Secara keseluruhan, elektroda ini dilapisi dengan membran plastik yang bersifat semi permeable terhadap oksigen. Reaksi kimia yang akan terjadi adalah :
Aliran reaksi yang terjadi tersebut tergantung dari aliran oksigen pada katoda. Difusi oksigen dari sampel ke elektroda berbanding lurus terhadap konsentrasi oksigen terlarut. Penentuan oksigen terlarut (DO) dengan cara titrasi berdasarkan metoda WINKLER lebih analitis apabila dibandingkan dengan cara alat DO meter. Hal yang perlu diperhatikan dalam titrasi iodometri ialah penentuan titik akhir titrasinya, standarisasi larutan tiosulfat dan pembuatan larutan standar kaliumbikromat yang tepat. Dengan mengikuti prosedur penimbangan kaliumbikromat dan standarisasi tiosulfat secara analitis, akan diperoleh hasil penentuan oksigen terlarut yang lebih akurat. Sedangkan penentuan oksigen terlarut dengan cara DO meter, harus diperhatikan suhu dan salinitas sampel yang akan diperiksa. Peranan suhu dan salinitas ini sangat vital terhadap akurasi penentuan oksigen terlarut dengan cara DO meter. Disamping itu, sebagaimana lazimnya alat yang digital, peranan kalibrasi alat sangat menentukan akurasinya hasil penentuan. Berdasarkan pengalaman di lapangan,penentuan oksigen terlarut dengan cara titrasi lebih dianjurkan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Alat DO meter masih dianjurkan jika sifat penentuannya hanya bersifat kisaran. Praktek Pengukuran Kadar O2 terlarut (DO):
4. Alkalinitas Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam yang dikenal dengan sebutan Acid Neutralizing Capacity (ANC) atau kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Selain itu alkalinitas juga berfungsi sebagai penyangga PH. Penyusun alkalinitas yang paling utama di perairan adalah anion bikarbonat (HCO3-), karbonat (CO3- ) dan hidroksida (OH-). Perairan dengan nilai alkalinitas tinggi lebih produktif daripada perairan dengan nilai alkalinitas rendah. Lebih produktifnya perairan ini sebenarnya tidak berkaitan secara langsung dengan nilai alkainitas akan tetapi berkaitan dengan keberadaan fosfor dan elemen esensial lainnya yang meningkat kadarnya dengan meningkatnya alkalinitas. Nilai alkalinitas yang baik berkisar antara 30-500 mg/L CaCO3. 5. Karbondioksida (CO2) bebas Karbondioksida merupakan produk dari respirasi yang dilakukan oleh tanaman maupun hewan. Ketersediaan karbondioksida adalah sumber utama untuk fotosintesis, dan pada banyak cara menunjukkan hubungan keterbalikan dengan oksigen. Meskipun suhu merupakan faktor utama dalam regulasi konsentrasi oksigen dan karbondioksida, tetapi hal ini juga tergantung pada fotosintesis tanaman, respirasi dari semua organisme, aerasi air, keberadaan gas–gas lainnya dan oksidasi kimia yang mungkin terjadi (Goldman dan Horne, 1983). Pengukuran CO2 Bebas: Sampel diambil sebanyak 20 cc ke dalam tabung pengukuran CO2. Teteskan indikator phenolphtalein sebanyak 3 tetes apabila berwarna merah berarti tidak ada CO2 bebas dan pekerjaan dihentikan. Apabila air sampel tidak berubah warna titrasi dilanjutkan dengan larutan NaOH 0,02 N hingga timbul warna merah muda, catat volume titran yang digunakan. Perhitungan kandungan CO2 beba CO2 = Jumlah skala X 0,5 ppm (untuk disposible spuit 100 skala) CO2 = Jumlah skala X 0,4 ppm (untuk disposible spuit 80 skala) Atau : (pengukuran karbon dioksida bebas dalam jumlah besar) 100 cc air sampel dimasukan dalam labu erlenmeyer ditambahkan 3 tetes indikator pp dan dititrasi dengan larutan NaOH 0,1 N sampai warna larutan tepat menjadi warna merah muda, catat volume rtitran yang digunakan. Konsentrasi CO2 bebas : 1000 : cc sampel x cc NaOH x N NaOH x 44 ppm 6. Nitrat (N-NO3) Nitrogen selalu tersedia di ekosistem perairan dan melimpah dalam bentuk gas. Nitrogen hadir dalam bentuk kombinasi dari amonia, nitrat, nitrit, urea, dan senyawa organik terlarut dalam jumlah yang sedikit. Dari seluruh kombinasi tersebut, nitrat merupakan yang paling penting. Sel hidup mengandung sekitar 5% total nitrogen dari berat keringnya. Ketersediaan dari berbagai bentuk nitrogen tersebut dipengaruhi oleh varietas, kelimpahan dan nutrisi dari hewan maupun tanaman akuatik. Nitrogen sering hadir dalam jumlah yang dapat menjadi faktor pembatas bagi pertumbuhan tanaman. Kondisi ini umumnya terjadi pada daerah beriklim hangat dan daerah dimana ketersediaan pospor dan silikon relatif tinggi karena erosi alami dan pencemaran (Goldman dan Horne, 1983). Nitrat adalah sumber nitrogen dalam air laut maupun air tawar. Bentuk kombinasi lain dari elemen ini bisa tersedia dalam bentuk amonia, nitrit dan komponen organik. Kombinasi elemen ini sering dimanfaatkan oleh fitoplankton terutama kalau unsur nitrat terbatas. Nitrogen terlarut juga bisa dimanfaatkan oleh jenis blue-green algae dengan cara fiksasi nitrogen (Herawati,1989). 7. Ortofosfat Fosfor tidak dibutuhkan dalam jumlah besar untuk pertumbuhan tanaman, tidak seperti karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen. Tapi fosfor merupakan salah satu elemen pembatas baik di tanah maupun di perairan tawar, karena fosfor sangat langka dan terkandung dalam batuan dengan jumlah yang sedikit dan fosfor tidak memiliki bentuk gas dalam siklusnya sehingga tidak dapat difiksasi seperti nitrogen, selain itu fosfor terikat secara reaktif pada berbagai jenis tanah (Goldman dan Horne, 1983). Secara umum ada tiga bentuk fosfor di ekosistem akuatik, yaitu fosfat terlarut, fosfor total terlarut dan fosfor partikulat. Fosfat di danau terdapat baik dalam organik maupun anorganik. Bentuk anorganik fosfat sebagian besar adalah ortofosfat (PO4-) dan sebagian lagi bentuk monofosfat (HPO4-) dan dihydrogen fosfat (H2PO4-) (Goldman dan Horne, 1983). Input utama fosfor ke danau berasal dari aliran sungai dan pengendapan. Air hujan juga merupakan sumber fosfor namun hanya sedikit mengandung fosfor dari pada nitrogen. Sebagian besar fosfor terbawa ke danau yang tidak terpolusi sebagai partikel organik dan anorganik. Hampir setengah dari fosfor yang tekandung dalam limbah rumah tangga berasal dari detergen (Goldman dan Horne, 1983). 8. Kebutuhan Oksigen Biologi (BOD) Kebutuhan oksigen biologi (BOD) didefinisikan sebagai banyaknya oksigen yang diperlukan oleh organisme pada saat pemecahan bahan organik, pada kondisi aerobik. Pemecahan bahan organik diartikan bahwa bahan organik ini digunakan oleh organisme sebagai bahan makanan dan energinya diperoleh dari proses oksidasi (PESCOD,1973). Konsentrasi air buangan/sampel tersebut juga harus berada pada suatu tingkat pencemaran tertentu, hal ini untuk menjaga supaya oksigen terlarut selalu ada selama pemeriksaan. Hal ini penting diperhatikan mengingat kelarutan oksigen dalam air terbatas dan hanya berkisar ± 9 ppm pads suhu 20°C Penguraian bahan organik secara biologis di alam, melibatkan bermacam-macam organisme dan menyangkut reaksi oksidasi dengan hasil akhir karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Pemeriksaan BOD tersebut dianggap sebagai suatu prosedur oksidasi dimana organisme hidup bertindak sebagai medium untuk menguraikan bahan organik menjadi CO2 dan H2O. Reaksi oksidasi selama pemeriksaan BOD merupakan hasil dari aktifitas biologis dengan kecepatan reaksi yang berlangsung sangat dipengaruhi oleh jumlah populasi dan suhu. Karenanya selama pemeriksaan BOD, suhu harus diusahakan konstan pada 20°C yang merupakan suhu yang umum di alam. Secara teoritis, waktu yang diperlukan untuk proses oksidasi yang sempurna sehingga bahan organik terurai menjadi CO2 dan H2O adalah tidak terbatas. Dalam prakteknya dilaboratoriurn, biasanya berlangsung selama 5 hari dengan anggapan bahwa selama waktu itu persentase reaksi cukup besar dari total BOD. Nilai BOD 5 hari merupakan bagian dari total BOD dan nilai BOD 5 hari merupakan 70 – 80% dari nilai BOD total (SAWYER & MC CARTY, 1978). Penentuan waktu inkubasi adalah 5 hari, dapat mengurangi kemungkinan hasil oksidasi ammonia (NH3) yang cukup tinggi. Sebagaimana diketahui bahwa, ammonia sebagai hasil sampingan ini dapat dioksidasi menjadi nitrit dan nitrat, sehingga dapat mempengaruhi hasil penentuan BOD. Reaksi kimia yang dapat terjadi adalah :
Oksidasi nitrogen anorganik ini memerlukan oksigen terlarut, sehingga perlu diperhitungkan. Dalam praktek untuk penentuan BOD yang berdasarkan pada pemeriksaan oksigen terlarut (DO), biasanya dilakukan secara langsung atau dengan cara pengenceran. Prosedur secara umum adalah menyesuaikan sampel pada suhu 20°C dan mengalirkan oksigen atau udara kedalam air untuk memperbesar kadar oksigen terlarut dan mengurangi gas yang terlarut, sehingga sampel mendekati kejenuhan oksigen terlarut. Dengan cara pengenceran pengukuran BOD didasarkan atas kecepatan degradasi biokimia bahan organik yang berbanding langsung dengan banyaknya zat yang tidak teroksidasi pada saat tertentu. Kecepatan dimana oksigen yang digunakan dalam pengenceran sampel berbanding lurus dengan persentase sampel yang ada dalam pengenceran dengan anggaapan faktor lainnya adalah konstan. Sebagai contoh adalah 10 % pengenceran akan menggunakan sepersepuluh dari kecepatan penggunaan sampel 100% (SAWYER & MC CARTY, 1978). Dalam hal dilakukan pengenceran, kualitas aimya perlu diperhatikan dan secara umum yang dipakai aquades yangtelah mengalami demineralisasi. Untuk analisis air laut, pengencer yang digunakan adalah standard sea water (SSW). Oerajat keasaman (pH) air pengencer biasanya berkisar antara 6,5 – 8,5 dan untuk menjaga agar pH-nya konstan bisa digunakan larutan penyangga (buffer) fosfat. Untuk menentukan BOD, terlebih dahulu diukur DO nya (DO 0 hari), sementara sampel yang lainnya diinkubasi selama 5 hari pada suhu 20°C, selanjutnya setelah 5 hari diukur DO nya (DO 5 hari). Kadar BOD ditentukan dengan rumus : 5 X [ kadar { DO(0 hari) – DO (5 hari) }] ppm Perhitungan kadar DO nya :
Nitrat dan fosfat dalam tubuh air dapat berkontribusi terhadap tingkat BOD yang tinggi. Yang menyebabkan kehidupan tanaman dan ganggang untuk tumbuh dengan cepat. Jika tanaman tumbuh dengan cepat, mereka juga mati dengan cepat. Ini berkontribusi pada limbah organik di dalam air, yang kemudian diurai oleh bakteri. Hal ini menyebabkan tingkat BOD yang tinggi. Para suhu air juga dapat berkontribusi untuk tingkat BOD yang tinggi. Seiring dengan peningkatan suhu air, laju fotosintesis oleh ganggang dan tanaman lainnya di dalam air juga meningkat. Ketika ini terjadi, tanaman tumbuh lebih cepat dan juga mati lebih cepat. Ketika tanaman mati, mereka jatuh ke bawah di mana mereka terurai oleh bakteri. Bakteri yang membutuhkan oksigen untuk proses ini sehingga Direksi tinggi di lokasi ini. Oleh karena itu, peningkatan suhu air akan mempercepat dekomposisi bakteri dan menghasilkan tingkat BOD lebih tinggi. Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Cairan Intraseluler Dan Ekstraseluler Beserta Perbedaannya Fungsi Air Sebagai Pelarut
Air mampu melarutkan lebih banyak bahan daripada zat cair umum lainnya. Hal itu sebagian disebabkan karena air memiliki tetapan dielektrik yang termasuk paling tinggi, yaitu suatu ukuran kemampuan untuk menebalkan tarik-menarik antar muatan listrik. Karena sifatnya itu, air menjadi pelarut yang sangat kuat bagi elektrolit dan molekul polar seperti gula. Sisi positif molekul air ditarik oleh ion atau permukaan molekul polar yang negatif, dan sisi negatifnya oleh ion atau permukaan positif. Jadi, molekul air membentuk suatu “sangkar” mengelilingi ion atau molekul polar, sehingga ion dan molekul tersebut sering tak dapat bergabung dengan yang lain dan tidak mengkristal membentuk endapan. Pentingnya air sebagai pelarut dalam organisme hidup tampak amat jelas dalam proses osmosis. Bergantung pada bahan terlarut yang ada di dalam air sel. Kita juga akan berurusan dengan pergerakan berbagai bahan terlarut dengan cara difusi, dan aliran massa dalam tumbuhan. Molekul air secara aktif terlibat dalam reaksi kimia yang menjadi dasar kehidupan. Misalnya, bersama dengan molekul karbondioksida, air merupakan bahan mentah bagi fotosintesis. Hanya sedikit proses metabolism yang mampu berjalan tanpa menggunakan atau menghasilkan molekul air. Walaupun demikian air relatif lembam secara kimia. Sebaliknya, air jauh lebih penting sebagai lingkungan bagi berbagai reaksi kimia daripada sebagai pereaksi atau hasil reaksi. Fungsi air sebagai pelarut adalah sebagai berikut antara lain :
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Penjelasan 4 Perangkat Fotosintesis Dalam Biologi Pengukuran Air Laju TranspirasiPENGUKURAN LAJU TRANSPIRASI
PROSES PLASMOLISIS Plasmolisis adalah peristiwa terlepasnya protoplasma dari dinding sel karena sel berada dalam larutan hipertonik. Plasmolisis dapat memberikan gambaran untuk menentukan besarnya nilai osmosis sebuah sel. Jika sel tumbuhan ditempatkan dalam larutan yang hipertonik terhadap cairan selnya, maka air akan keluar dari sel tersebut sehingga plasma akan menyusut. Bila hal ini berlangsung terus menerus, maka plasma akan terlepas dari dinding sel. Hal inilah yang disebut plasmolisis. Plasmolisis merupakan proses yang secara nyata menunjukkan bahwa pada sel, sebagai unit terkecil kehidupan, terjadi sirkulasi keluar masuk suatu zat. Adanya sirkulasi ini menjelaskan bahwa sel dinamis dengan lingkungannya. Jika memerlukan materi dari luar maka sel harus mengambil materi itu dengan segala cara, misalnya dengan mengatur tekanan agar terjadi perbedaan tekanan sehingga materi dari luar bisa masuk. Plasmolisis merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Jika sel tumbuhan diletakkan pada larutan hipertonik, sel tumbuhan akan kehilangan air dan tekanan turgor, yang menyebabkan sel tumbuhan lemah. Tumbuhan dengan kondisi sel seperti ini disebut layu. Kehilangan air lebih banyak lagi menyebabkan terjadinya plasmolisis, dimana tekanan harus berkurang sampai di suatu titik dimana sitoplasma mengerut dan menjauhi dinding sel, sehingga dapat terjadi cytorhysis. Contohnya dinding sel. Daftar PustakaGirindra, A. 1986. Biokimia 1. Gramedia. Jakarta. Lehninger, A..L., et al. 1997. Principles of Biochemistry. 2nd .Worth Publisher. New York. Kay, E.R.M. 1966. Biochemistry : An Introduction to Dynamic Biology. Collier-Macmillan.Canada. Winarno, F,G. 1989. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia. Jakarta. Solomon, E. 2011. Biology 8th edition. New York. Thomson Brookes/Coles Publisher.Campbell, N., et all.2005. Biologi 9th edition.San Francisco. Pearson Education, Inc.p:50-52. Salisbury, F.B & C.W. Ross.Terjemahan D.R. LukmandanSumaryono. 1995.FisiologiTumbuhan. Penerbit ITB. Bandung.
|