Memahami Kualitas Air agar Bisa Mengelola Kolam Lebih Baik

Sumber : https://www.kompasiana.com/ucu-sutarsa/5c4fca67bde57512bb469fa2/memahami-kualitas-air-agar-bisa-mengelola-kolam-dengan-lebih-baik?page=all#

Pengelolaan kolam yang sukses membutuhkan pemahaman tentang peran unsur hara dan parameter kualitas air lainnya, serta pemantauan berkala terhadap kondisi lingkungan di dalam ekosistem kolam. 

Kualitas air sering diabaikan dalam pengelolaan kolam, dan kualitas air yang buruk dapat menyebabkan masalah umum, misalnya jumlah alga yang berlebihan, pertumbuhan tanaman yang berlebihan, bau tidak sedap, atau ikan yang mati dan sekarat. 

Untuk mencegah masalah ini, diperlukan pemahaman tentang kimia dasar air dan parameter fisik lainnya. Ulasan ini menjelaskan faktor kualitas air terpenting yang mempengaruhi kesehatan kolam. 

Beberapa faktor yang sangat penting dalam kolam ikan untuk memastikan kesehatan ikan dan produktivitas kolam juga dibahas. 

Pemahaman dasar tentang bagaimana faktor-faktor ini berinteraksi satu sama lain akan membantu pemilik kolam menjaga kualitas air yang baik dan ekosistem kolam yang sehat. 

Banyak perusahaan memproduksi kit dan bahan lain untuk memantau sendiri kualitas air, atau Anda dapat mengirim sampel air ke laboratorium komersial untuk dianalisis.

Oksigen terlarut (DO)

Oksigen terlarut (DO) mungkin merupakan faktor kualitas air terpenting bagi pemilik kolam. Oksigen dibutuhkan oleh ikan dan organisme akuatik lainnya, dan kadar DO akan menentukan kemampuan kolam dan badan air lainnya untuk mendukung kehidupan akuatik. 

Oksigen terlarut dalam air pada konsentrasi sangat rendah yang diukur dalam bagian per juta (ppm, yang dapat digunakan secara bergantian dengan miligram per liter [mg / L]). 

Kolam jarang memiliki DO lebih dari 10 ppm. Sebagian besar oksigen dalam air dihasilkan oleh ganggang dan tanaman hijau melalui fotosintesis, proses di mana tanaman hijau menggunakan energi matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida (CO2) menjadi oksigen dan karbohidrat. 

Oksigen juga secara alami dimasukkan ke dalam air dari atmosfer melalui difusi permukaan dan turbulensi yang disebabkan oleh angin.

Fluktuasi harian dan perubahan musiman dalam DO 

Kadar oksigen terlarut dapat bervariasi secara dramatis dalam a Periode 24 jam. Siang hari, konsentrasi DO dihasilkan oleh fotosintesis akan meningkat. 

Saat malam, kadar DO akan menurun saat oksigen dikeluarkan dari dalam air melalui respirasi, proses dimana tanaman dan hewan mengonsumsi oksigen dan melepaskan karbon dioksida saat mereka mengubah bahan organik menjadi energi.

Untuk alasan ini, tingkat DO biasanya paling tinggi saat senja dan terendah sesaat sebelum fajar. Ada juga hubungan yang kuat antara suhu dan DO: semakin hangat air, semakin sedikit oksigen yang bisa ditampungnya. 

Misalnya, air pada suhu 52 F (11 C) dapat menampung 40% lebih banyak oksigen daripada air pada suhu 80 F (27 C). Air hangat meningkatkan metabolisme ikan dan karenanya meningkatkan konsumsi oksigen mereka. Bakteri juga mengonsumsi oksigen karena menguraikan bahan organik. 

Oleh karena itu, selama bulan-bulan musim panas, kadar DO akan lebih rendah karena peningkatan tuntutan oksigen dari ikan, air hangat yang mengandung oksigen lebih sedikit, dan peningkatan dekomposisi bakteri tanaman mati serta bahan ganggang menjelang akhir musim tanam.

Efek DO rendah

Penipisan oksigen terjadi ketika permintaan oksigen lebih besar dari yang diproduksi. Penipisan oksigen dapat terjadi karena berbagai alasan. Situasi yang biasanya terkait dengan penipisan oksigen adalah:

• Cuaca panas, berawan, dan tidak berangini; 
• 
  
• Stratifikasi kolam diikuti oleh pergantian (pencampuran lapisan bertingkat, yang berkembang selama musim panas di kolam 8 kaki atau lebih besar); 
•  
• Kematian ganggang secara mendadak (dari penyebab alami atau setelah aplikasi kimia); dan
•  
• Penguraian limbah organik (penipisan oksigen akan terjadi saat terdapat bahan organik yang berlebihan dari produk limbah, misalnya pakan yang tidak dimakan). 

Setiap kali tingkat DO berada di bawah 3 hingga 4 ppm, tekanan oksigen akan terjadi. Kurangnya oksigen terlarut yang memadai adalah penyebab utama dari kematian ikan. Kadar oksigen normal di kolam yang sehat berkisar antara 5 hingga 10 ppm. 

Ikan air hangat (misalnya ikan lele) membutuhkan sekitar 5 ppm dan ikan air dingin (misalnya salmon) membutuhkan sekitar 6,5 ppm untuk menjaga kesehatan nya. Kadar oksigen terlarut kurang dari 3 ppm akan membunuh ikan air hangat dan kadar kurang dari 5 ppm akan membunuh ikan air dingin. 

Ikan yang terpapar pada tingkat DO yang rendah dan tidak mematikan dalam waktu lama akan mengalami stres kronis, berhenti makan, dan lebih rentan terhadap penyakit. 

Konsentrasi oksigen yang rendah juga meningkatkan aktivitas bakteri anaerob, yang menghasilkan gas metana dan hidrogen sulfida selama dekomposisi anaerob.

Kolam dengan dasar yang miskin oksigen dan akumulasi bahan organik dapat melepaskan gas-gas ini ketika sedimen dasar terganggu. Hidrogen sulfida memiliki bau telur busuk dan sangat beracun bagi ikan.

Mencegah kondisi DO rendah

Untuk membantu menjaga tingkat DO yang aman di kolam, khususnya di kolam yang lebih dalam di mana ikan dibudidayakan secara intensif, aerasi mekanis sering diperlukan. Aerator membantu menjaga air kolam tercampur sehingga lapisan diminimalkan dan air permukaan teroksigenasi dengan baik. 

Namun, aerasi seharusnya hanya dianggap sebagai salah satu dari banyak alat manajemen untuk membantu menjaga kadar oksigen yang sehat. 

Pembebanan nutrisi eksternal masih merupakan masalah kritis yang harus diatasi karena nutrisi yang berlebihan dapat menyebabkan melimpahnya gulma air dan ganggang, yang dapat menyebabkan penipisan oksigen ketika mereka mati dan membusuk.

Nutrisi (Phosphorus dan Nitrogen)

Penting untuk memahami sumber dan jalur dasar nutrisi karena ada korelasi langsung antara nutrisi yang tersedia dan populasi alga dan gulma air. Nutrisi yang paling penting dalam sistem akuatik adalah fosfor (P) dan nitrogen (N) dalam bentuk fosfat (PO3) dan nitrat (NO3). 

Nutrisi ini sangat penting untuk pertumbuhan tanaman dan hewan dalam sistem air. Fosfor telah diidentifikasi sebagai faktor pembatas untuk pertumbuhan alga di sebagian besar danau dan, dengan demikian, merupakan penyumbang terbesar bagi pertumbuhan tanaman air. 

Satu gram fosfor akan menghasilkan 100 gram biomassa alga. Jumlah nutrisi yang berlebihan akan menyebabkan fertilisasi berlebih, atau kondisi eutrofik, yang dapat menyebabkan tanaman air dan mekar alga melimpah. 

Ketika kelebihan tanaman dan / atau alga mati, mereka membusuk, yang mengarah pada penipisan oksigen yang dapat mempengaruhi kejernihan dan bau air dan dapat menyebabkan ikan terbunuh.

Sumber-sumber nutrisi

Sumber utama nutrisi di kolam adalah endapan lumpur, vegetasi mati, puing-puing lansekap, limpasan dari daerah sekitarnya, sistem septik yang berfungsi buruk, dan limbah dari ternak dan unggas air. 

Ketika tanaman air dan ganggang tumbuh dan mati, mereka tenggelam ke dasar kolam dan menyediakan sumber nutrisi untuk pertumbuhan air di masa depan, sebuah fenomena yang dikenal sebagai siklus nutrisi. 

Ini, bersama dengan puing-puing lansekap seperti kliping rumput, daun, dan jarum pinus, memberikan kontribusi nutrisi ke kolam, dan nutrisi ini harus dikelola untuk mencegah kondisi eutrofik berkembang. 

Limpasan dari ladang dan halaman rumput yang telah dibuahi di daerah sekitarnya serta jalan, pertanian, dan daerah terpencil juga bisa menjadi sumber utama pengayaan nutrisi.

Fosfor terlarut dan partikulat

Fosfor dalam air datang dalam dua bentuk: larut dan partikulat. Fosfor terlarut memasuki lingkungan air dari pupuk, residu tanaman, atau limbah manusia atau hewan, dan merupakan bentuk yang tersedia untuk tanaman air dan ganggang.

Partikulat fosfor terikat pada partikel tanah dan mineral yang mengandung aluminium, zat besi, atau kalsium, serta bahan organik, dan memasuki sistem akuatik terutama melalui erosi tanah dan limpasan permukaan. 

Meskipun mungkin tidak tersedia untuk tanaman air, partikel fosfor dapat terakumulasi dalam sedimen dan dapat menjadi sumber pelepasan fosfor ke dalam air selama bertahun-tahun.

Limbah Nitrogen (Ammonia)

Amonia adalah senyawa lain yang dapat mempengaruhi kesehatan dan kinerja kolam ikan Anda.

Sumber amonia

Amonia adalah bentuk nitrogen yang ditemukan dalam bahan organik dan di banyak pupuk. Ini adalah bentuk nitrogen pertama yang dilepaskan ketika bahan organik meluruh dan merupakan limbah nitrogen utama yang dikeluarkan oleh kebanyakan invertebrata ikan dan air tawar. 

Sangat tidak mungkin level amonia di kolam Anda akan mencapai level yang mematikan bagi ikan. Namun, dalam kondisi di mana ikan dibudidayakan secara intensif dan diberi makan diet kaya protein, mereka dapat menghasilkan konsentrasi amonia yang tinggi, dan ikan dapat terpapar ke tingkat sub-mematikan (lebih besar dari 0,02 ppm) untuk jangka waktu yang lama. 

Hal itu dapat menyebabkan berkurangnya pertumbuhan dan meningkatnya kerentanan ikan terhadap penyakit.

Bentuk-bentuk amonia

Amonia dapat ada dalam dua bentuk: amonia tak terionisasi (NH3) dan amonia terionisasi, juga dikenal sebagai ion amonium (NH4 +). Rasio amonia yang tidak terionisasi dengan terionisasi tergantung pada pH dan suhu air. 

Amonia yang tidak terionisasi (NH3) sangat beracun bagi ikan dan merupakan bentuk amonia yang dominan saat pH tinggi. Amonia terionisasi (NH4 +) tidak beracun kecuali pada tingkat yang sangat tinggi dan merupakan bentuk dominan dalam air ketika pH rendah. 

Sebagai aturan umum, kurang dari 10% amonia akan menjadi bentuk beracun yang tidak terionisasi ketika nilai pH air lebih rendah dari 8; Namun, proporsi ini sangat meningkat dengan meningkatnya pH. 

Suhu air juga akan mempengaruhi kesetimbangan antara NH3 dan NH4 +. Pada pH apa pun yang diberikan, NH3 yang lebih toksik akan hadir dalam air hangat daripada air dingin.

Proses pemindahan dan transformasi amonia

Ada dua proses yang menghilangkan atau mengubah amonia yang dilepaskan ke dalam air. Yang pertama adalah pengambilan amonia oleh tanaman dan ganggang, yang siap menggunakan nitrogen dalam amonia sebagai nutrisi untuk pertumbuhan.

Untuk alasan ini, kadar amonia biasanya rendah di kolam selama bulan-bulan musim panas ketika ganggang paling produktif, tetapi dapat meningkat dengan cepat setelah jatuhnya ganggang. Ini juga salah satu alasan mengapa kadar amonia akan cenderung lebih tinggi di kolam selama musim dingin ketika produksi alga rendah. 

Proses kedua, yang mengubah amonia, adalah langkah dalam siklus nitrogen yang dikenal sebagai nitrifikasi, konversi biologis amonia dan amonium menjadi nitrat nitrogen. 

Nitrifikasi adalah proses dua langkah. Pertama, bakteri Nitrosomonas mengubah amonia dan amonium menjadi nitrit (NO2). Nitrit, yang juga sangat beracun bagi ikan, kemudian dikonversi menjadi nitrat (NO3) oleh bakteri Nitrobacter. Reaksi-reaksi ini biasanya digabungkan, dan nitrit dengan cepat dikonversi menjadi nitrat, sehingga kadar nitrit biasanya rendah. 

Tingkat nitrifikasi dipengaruhi oleh suhu air. Tingkat nitrifikasi maksimum terjadi pada suhu air antara 86 dan 95 F (30-35 C). Pada suhu 104 F (40 C) dan lebih tinggi, tingkat nitrifikasi turun mendekati nol. 

Pada suhu di bawah 68 F (20 C), proses nitrifikasi berlangsung lebih lambat, tetapi akan berlanjut pada suhu 50 F (10 C) atau kurang. Untuk alasan ini, kadar amonia cenderung lebih tinggi pada musim gugur dan awal musim semi sebelum tingkat nitrifikasi meningkat sebagai akibat dari peningkatan suhu.

pH 

Istilah pH mengacu pada konsentrasi ion hidrogen, dan merupakan ukuran apakah suatu zat adalah asam, basa, atau netral. "P" dalam pH berarti "kekuatan" dan "H" untuk ion hidrogen. 

Skala nilai pH berkisar dari 0 hingga 14; 7 mewakili kondisi netral, nilai kurang dari 7 menunjukkan kondisi lebih asam, dan nilai di atas 7 menunjukkan kondisi lebih basa atau basa. 

Fluktuasi harian dalam pH

pH kolam air tawar dapat berfluktuasi baik setiap hari dan musiman; besarnya fluktuasi ini akan tergantung pada seberapa baik buffered sistem air tawar. 

Fluktuasi ini disebabkan oleh fotosintesis dan respirasi oleh tumbuhan dan hewan, yang menghasilkan pH tertinggi yang biasanya terjadi saat senja dan yang terendah saat fajar. Ini karena selama malam respirasi meningkatkan konsentrasi karbon, yang berinteraksi dengan air untuk menghasilkan asam karbonat (H2 CO3), menurunkan pH. 

Pada siang hari, konsentrasi karbon dioksida berkurang karena fotosintesis, menaikkan nilai pH.

Bagaimana pH mempengaruhi hewan dan variabel kualitas air lainnya

pH optimal untuk pertumbuhan dan kesehatan ikan adalah antara 6 dan 9. Jika pH di luar kisaran ini, pertumbuhan ikan akan berkurang. Kematian akan terjadi ketika nilai pH kurang dari 4,5 atau lebih besar dari 10. 

Selain efek langsung pH dapat terjadi pada ikan dan hewan air lainnya, pH berinteraksi dengan variabel kualitas air lainnya seperti amonia, hidrogen sulfida, dan logam terlarut, yang mempengaruhi keseimbangan air dan toksisitasnya juga. 

Misalnya, seperti yang disebutkan sebelumnya, pH tinggi meningkatkan toksisitas amonia pada ikan, sedangkan pH rendah meningkatkan toksisitas aluminium dan tembaga. 

Hidrogen sulfida (H2 S) adalah gas beracun dan tidak berwarna yang dapat terbentuk dalam sedimen kolam ketika bakteri memakan puing-puing organik di daerah yang rendah atau kehabisan oksigen, mengeluarkan bau telur busuk ketika sedimen diaduk. 

Ketika dilarutkan dalam air, H2 S dapat mengalami dua langkah kimia, yang bolak-balik tergantung pada pH. Pada pH kurang dari 6, sebagian besar hidrogen sulfida akan berada dalam bentuk H2 S beracun, sedangkan pada pH yang lebih tinggi (8-12), sebagian besar hidrogen sulfida akan berada dalam bentuk HS yang kurang toksik.

Alkalinitas

Alkalinitas mengacu pada kapasitas penyangga air, atau kemampuannya untuk menahan perubahan pH. Ini adalah ukuran konsentrasi total basa dalam air tambak, termasuk karbonat, bikarbonat, hidroksida, fosfat, dan borat, dan dinyatakan dalam kalsium karbonat ppm. 

Semua basa ini bereaksi dengan dan menetralkan asam, yang pada gilirannya buffer perubahan pH. pH air yang disangga dengan baik biasanya akan berfluktuasi antara 6,5 dan 9. 

Karbonat dan bikarbonat adalah komponen alkalinitas yang paling umum dan penting. Di kolam yang sudah ada, pengukuran alkalinitas yang ideal harus sekitar 100 ppm, tetapi pembacaan dari 50 hingga 200 ppm dapat diterima. 

Jika alkalinitas rendah, bahkan sejumlah kecil asam dapat menyebabkan perubahan besar pada pH. Nilai alkalinitas lebih besar dari 300 ppm tidak akan mempengaruhi ikan, tetapi nilai tinggi seperti itu akan membuat beberapa bahan kimia yang biasa digunakan, seperti tembaga sulfat, menjadi tidak efektif. 

Alkalinitas dapat ditingkatkan dengan menambahkan kapur pertanian [CaCO3 dan CaMg (CO3) 2] ke dalam kolam budidaya ikan.

Kekerasan

Kekerasan adalah ukuran dari garam divalen, atau ion bermuatan positif, khususnya kalsium (Ca2 +) dan magnesium (Mg2 +), dalam air. Total kekerasan adalah jumlah dari konsentrasi Ca2 + dan Mg2 +, yang dinyatakan dalam kalsium karbonat ppm. 

Kekerasan kalsium karbonat adalah istilah umum yang menunjukkan jumlah total garam divalen yang ada, tetapi tidak menentukan garam mana yang menyebabkan kesadahan air. 

Kekerasan dan alkalinitas sering membingungkan karena keduanya diekspresikan dengan menggunakan istilah yang sama (ppm kalsium karbonat), dan kadang-kadang kedua parameter memiliki nilai yang sama di badan air tertentu. 

Namun, alkalinitas mengukur ion negatif (karbonat dan bikarbonat) dan kekerasan mengukur ion positif (kalsium dan magnesium), dan terkadang nilai-nilai ini dapat sangat berbeda. 

Jika batu kapur (kalsium karbonat) adalah penyebab kekerasan dan alkalinitas, nilai-nilai ini akan sama atau identik. Namun, jika natrium bikarbonat (NaHCO3) bertanggung jawab atas alkalinitas tinggi, adalah mungkin bagi air untuk memiliki alkalinitas tinggi dan kekerasan dan kalsium yang rendah. 

Kalsium dan magnesium sangat penting bagi ikan untuk proses biologis seperti pembentukan tulang dan sisik. Jika kolam Anda digunakan untuk membudidayakan ikan, kekerasan air harus di atas 50 ppm dan dapat disesuaikan dengan menambahkan batu kapur pertanian.

Ringkasan

Pemahaman dasar tentang komponen kimia ekosistem perairan penting untuk berhasil mengelola kolam atau danau apa pun. Interaksi antara suhu, nutrisi, dan oksigen memainkan peran penting dalam banyak masalah umum yang dihadapi oleh pemilik kolam, seperti pertumbuhan alga yang berlebihan, penipisan oksigen, dan kematian ikan. 

Ekosistem kolam yang sehat lebih mudah dicapai dengan memahami interaksi ini dan mengelola pemuatan nutrisi yang berlebihan ke sistem kolam. Parameter lain, seperti pH, alkalinitas, dan kekerasan, juga dapat memengaruhi pertumbuhan dan kelangsungan hidup ikan dan dapat memengaruhi toksisitas senyawa lain, seperti amonia dan logam. 

Pengujian kualitas air harus dipertimbangkan jika kolam Anda akan digunakan untuk budidaya ikan intensif. Berbagai metode tersedia untuk memantau kualitas air. Beberapa perusahaan memproduksi kit dan bahan untuk memantau kualitas air, atau sampel air dapat dikirim ke laboratorium komersial untuk pengujian.