| ( ! ) Notice: Trying to access array offset on value of type null in /home2/sakaka/public_html/web/news-detail.php on line 100 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Call Stack | ||||
| # | Time | Memory | Function | Location |
| 1 | 0.0001 | 364608 | {main}( ) | .../news-detail.php:0 |
Peran Suhu dan Salinitas Terhadap Pengukuran Oksigen Terlarut dalam Air
Faktor apa yang dapat menyebabkan ketidakakuratan pengukuran oksigen terlarut? Kelarutan oksigen dipengaruhi oleh beberapa faktor yakni suhu, tekanan atmosfer dan salinitas. Meningkatnya suhu menyebabkan molekul air bergerak dengan lebih cepat dan mendesak molekul oksigen yang menyebabkan kelarutannya semakin kecil. Hal ini pun juga terjadi ketika badan air mengandung partikel garam yang menyebabkan adanya efek salting-out pada badan air. Oleh karena itu, analis disarankan untuk melakukan pengukuran dan pemantauan suhu dan kadar salinitas pada badan air.
Oksigen terlarut (dissolved oxygen/ DO) merupakan faktor utama penentu kualitas suatu air. Semakin banyak oksigen yang terlarut dalam badan air maka kualitas air dikatakan semakin baik untuk dijadikan media budidaya ikan. Secara alami, oksigen dalam air dapat dihasilkan melalui fotosintesis fitoplankton dan proses difusi dari atmosfer. Bagi para pelaku budidaya, menstabilkan kadar oksigen dalam badan air kolam merupakan tantangan tersendiri. Hal ini dipicu oleh kadar oksigen yang bersifat fluktuatif yang disebabkan oleh faktor lingkungan. Pada siang hari, kadar oksigen dalam badan air meningkat karena tingginya intensitas proses fotosintesis yang terjadi, namun di malam hari kadar oksigen dalam air dapat menurun secara drastis akibat tidak adanya proses fotosintesis ataupun karena berubahnya suhu badan air.
Disisi lain, kadar salinitas berkaitan dengan jenis air yang digunakan untuk budidaya. Kadar salinitas air tawar tentu berbeda dengan kadar salinitas air payau. Namun semakin besar salinitas air maka akan memperkecil kemungkinan terlarutnya oksigen dalam air tersebut. Berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI), minimum nilai oksigen terlarut pada air budidaya bergantung pada jenis objek budidaya. Beberapa kadar minimum oksigen terlarut pada air budidaya terlampir pada Tabel 1.
Tabel 1. Nilai Baku Mutu Oksigen Terlarut pada Beberapa Budidaya Ikan
| Jenis Budidaya | Jenis Air | Oksigen Terlarut (mg/L) |
| Ikan Lele | Air tawar - Kolam air tenang | Minimum 4 mg/L |
| Ikan Mas | Air Tawar - Kolam air tenang | Minimum 4 mg/L |
| Ikan Nila | Air Tawar - Kolam air tenang | Minimum 3 mg/L |
| Udang galah | Air tawar - kolam air tenang | Minimum 3 mg/L |
| Ikan air payau | Air Payau | Tidak boleh kurang dari 3 mg/L |
Cara Mengukur Oksigen Terlarut
Metode paling umum digunakan untuk mengukur kadar oksigen terlarut yaitu metode titrasi iodometri dan metode elektrokimia. Kedua Metode tersebut dapat dijelaskan secara singkat sebagai berikut:
1. Metode iodometri
Secara prinsip, metode ini didasarkan pada reaksi antara iodin dan ion mangan (IV) yang merupakan hasil dari reaksi antara ion mangan (II) dengan oksigen terlarut yang terdapat dalam sampel. Metode ini dilakukan dengan teknik titrasi yang melibatkan indikator amilum dan larutan titran berupa natrium tiosulfat (Na2S2O3). Persamaan reaksi yang terjadi dapat dituliskan sebagai berikut :
2. Metode Elektrokimia
Metode ini merupakan metode modern yang telah menggunakan instrumen analisa berupa DO meter. Terdapat beberapa tipe sensor DO yakni tipe arus, tipe konduktansi, dan tipe potensiometri. Dari ketiga tipe sensor ini, tipe yang paling banyak digunakan adalah tipe arus potensial, yang disebut juga sebagai sensor polarografi (polarographic sensor). Pada kasus ini, potensial yang terjadi sebanding dengan konsentrasi oksigen terlarut yang ada pada sampel.
Elektroda DO polarographic tersusun atas elektroda bagian anoda dan bagian katoda yang dibungkus dengan film permeabel udara yang disertai dengan elektrolit intraseluler dan kabel yang menghubungkan seluruh sistem. Ketika tegangan diterapkan antara elektroda kerja dan pembantu, molekul oksigen berkurang pada elektroda kerja, memungkinkan lebih banyak atom oksigen untuk melewati film permeabel udara selektif, sehingga membentuk arus difusi. Proses ini kemudian dilanjutkan pada tahap reaksi antara oksigen dengan elektron yang dihasilkan dari proses reduksi pada bagian katoda.
3. Metode Sensor Optik (Optical DO) atau Luminescence
Metode sensor optik merupakan improvisasi dari metode elektrokimia atau DO polarografi (polarographic). Metode ini menggunakan elektroda DO optik (Optical DO electrode) yang terdiri dari fotodioda (photodiode), lampu LED merah dan biru, filter, serta sensor cap. Pada elektroda polarografi, reaksi oksidasi dan reduksi oksigen terlarut oleh elektroda polarografi merupakan proses kinetik lambat yang memerlukan potensial sehingga waktu polarisasi dibutuhkan sebelum sensor dapat digunakan. Namun, hal tersebut tidak diperlukan untuk aplikasi metode ini.
Prinsip sensor oksigen optik adalah efek pendinginan oksigen dari fluoresensi molekul luminescent (badan luminescent) yang difiksasi dalam matriks. Pada pelaksanaannya, hasil oksigen terlarut didapat dari reaksi eksitasi cahaya biru yang telah terfiltrasi dengan oksigen yang ada pada sensor (lumiphore) dengan output-nya berupa cahaya merah tereksitasi.
(a)
(b)
Gambar 2. Metode Sensor Optik a) Reaksi yang terjadi & b) Prinsip kerja sensor
Metode Penentuan DO vs Salinitas dan Suhu
Gambar 3. Grafik Hubungan antara Oksigen Terlarut dengan Suhu dan Salinitas
Perlunya pengukuran salinitas karena sifat garam yang mudah terionisasi dalam air yang menimbulkan efek salting out. Dalam hal ini partikel - partikel ion garam akan memusatkan molekul air untuk berinteraksi dengannya, akibatnya afinitas molekul non-polar seperti oksigen akan melemah sehingga kadar oksigen terlarut dalam air akan berkurang. Aktivitas ion garam yang lebih besar daripada aktivitas molekul oksigen pun menyebabkan perlunya nilai koreksi antara nilai potensial atau aktivitas yang dihasilkan oleh ion - ion garam terhadap nilai pengukuran yang terbaca.
Gambar 4. Ilustrasi Pergerakan NaCl dalam Air
Untuk beberapa aplikasi biasanya kadar oksigen dalam air biasanya distabilkan dengan sistem aerasi ataupun agitasi. Dalam sistem ini biasanya dibutuhkan sistem sensor yang dapat mendeteksi dan memantau kadar oksigen terlarut secara insitu dan real-time, sehingga proses aerasi ataupun agitasi dapat dilakukan secara optimal dan efisien.
Dari penjabaran diatas, dapat disimpulkan bahwa salinitas dan suhu amat sangat berpengaruh pada nilai oksigen terlarut yang merupakan parameter kritis pada aplikasi air kolam budidaya (aquaculture) dan merupakan parameter lapangan. Untuk parameter lapangan, penggunaan alat DO meter lebih tepat dibandingkan pengukuran secara laboratorium dengan metode iodometri. Bahkan sensor monitoring disertai controller diperlukan jika pengukuran dilakukan secara kontinu dan real-time.
Gambar 5. Contoh Tampilan Elektroda DO dan Meter - Controller Padanannya
Referensi
Badan Standardisasi Nasional. 2015. SNI 8224.4 tentang “Cara Budidaya Ikan yang Baik (CBIB) Bagian 4 : Ikan Air Tawar", https://akses-sni.bsn.go.id/viewsni/baca/6373 diakses pada 27 Maret 2023
Badan Standardisasi Nasional. 2009. SNI 06.6989.14 tentang "Air dan Air Limbah - Bagian 14 : Cara Uji Oksigen Terlarut secara Iodometri (Modifikasi Azida)", https://akses-sni.bsn.go.id/viewsni/baca/2827 diakses pada 27 Maret 2023
Badan Standardisasi Nasional. 2009. SNI 6989.57 tentang "Air dan Air Limbah - Bagian 57 : Metoda pengambilan Contoh Air Permukaan", https://akses-sni.bsn.go.id/viewsni/baca/3609 diakses pada 27 Maret 2023
Bier, Dr.Axel. 2018. Electrochemistry : Theory and Practice. Hach Company
Hach. 2014. Technical Note Electrochemistry : Dissolved Oxygen Measurement - Understanding O2 Measurement Result. Hach - Lange GMBH
Sundaray, Sanjay Kumar. 2011. An Experimental Study On Impacts of Temperature and Salinity On Dissolved Oxygen In Water : Correlation and Regression Technique, ESAIJ, Vol.7 (3), Hal 103 - 107
Sunubroto dan Zul Fakhri. 2021. Monitoring Kadar Oksigen dan SUhu Kolam Ikan Air Tawar Dengan Sumber Energi Solar Sel, Epsilon : Journal of Electrical Engineering and Information Technology, Vol. 19 (1), Hal. 17 - 23
Tim Penyusun Modul Badan Riset dan Sumber Daya Manusia Kelautan dan Perikanan. 2019. Modul Teknik Budidaya Ikan Air Payau. Jakarta : AMAFRAD Press
Wei, Yaoguang. 2019. Review of Dissolved Oxygen Detection Technology: From Laboratory Analysis to Online Intelligent Detection, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6767127/ diakses pada 29 Maret 2023