Karbon Dioksida Dalam Perairan dan Pengaruhnya Bagi Biota Air

Arsip Cofa No. C 082

Bentuk-Bentuk Karbon Dioksida Dalam Perairan

Menurut Cole (1994), di kebanyakan perairan alami gas karbon dioksida ada bersama dengan logam alkali atau logam alkali tanah dan bergabung dengan mereka membentuk bikarbonat dan karbonat. Ada tiga bentuk karbon dioksida dalam air : (1) bentuk setengah-terikat, yang diwakili oleh ion bikarbonat, (2) bentuk terikat, yang diwakili oleh mono karbonat, dan (3) bentuk gas terlarut bebas. Selain itu juga ada bentuk terhidrat, yaitu asam karbonat. Di perairan alami yang logam alkali tanah atau logam alkalinya sangat sedikit, bentuk bikarbonat relatif sedikit. Sebaliknya, bila logam-logam tersebut melimpah, maka ada kemungkinan terbentuknya banyak bikarbonat. Pada kasus-kasus lain, setelah karbon dioksida diserap ia memasuki reaksi-reaksi kimia yang menyebabkan konsentrasi totalnya, dalam bentuk apapun, jauh melebihi nilai kejenuhan untuk gas tersebut.

Baca juga
Karakteristik Fisika-Kimia pH Air

Pengaruh Pengapuran Terhadap Ketersediaan Karbon Dioksida Dalam Air

Boyd (1982) menyatakan karena pengaruhnya terhadap alkalinitas, pengapuran meningkatkan ketersediaan karbon bagi fotosintesis. Difusi karbon dioksida dari atmosfer biasanya mencegah karbon dioksida dalam membatasi produktivitas fitoplankton di danau. Hal ini diyakini tidak berlaku di kolam ikan yang alkalinitasnya relatif rendah. Bahan kapur bereaksi dengan karbon dioksida ketika dimasukkan ke dalam air, dan kelarutannya sampai derajat yang tinggi dikendalikan oleh konsentrasi karbon dioksida. Pengapuran akan bersaing dengan tumbuhan memperebutkan karbon dioksida dan mungkin menurunkan laju fotosintesis. Selain mengambil karbon dioksida dari air, kelebihan kapur yang mengendap ke dasar kolam akan bereaksi dengan karbon dioksida yang berdifusi dari atmosfer. Efek keseluruhannya adalah meningkatnya konsentrasi total ketersediaan karbon dioksida dalam beberapa minggu setelah pengapuran. Bahan kapur menjebak karbon dioksida yang bila tidak demikian akan hilang ke atmosfer.

Baca juga
Komposisi Kimia Air di Perairan Darat

Sumber Karbon Bagi Plankton Danau Setelah Karbon Dioksida Habis

Cole (1994) mengulas hasil penelitian yang dilakukan di danau Star Lake di Vermont; pasokan karbon anorganik total di danau ini sangat rendah. Danau ini mengalami siklus karbon harian yang jelas di mana konsentrasinya naik dan turun. Karbon dioksida bebas, yang muncul pada pagi hari dan sebagian besar merupakan produk respirasi malam hari, banyak dikonsumsi oleh populasi alga pada siang hari, dan konsentrasi bikarbonat juga jatuh. Diduga bahwa di danau Star Lake yang kapasitas buffernya lemah setelah penyerapan karbon dioksida di pagi hari, ada sumber lain yang memasok karbon bagi bakteri dan fitoplankton sehingga bisa mempertahankan laju produksi yang cukup tinggi selama sisa siang harinya. Sumber lain pemasok karbon tersebut adalah pelepasan senyawa-senyawa organik yang diproduksi selama pagi hari oleh alga dan makrofita bentik.

Baca juga
Zat-Zat Hara Dalam Sedimen dan Air Danau

Daya Racun dan Fluktuasi Konsentrasi Karbon Dioksida

Boyd (1982) menyatakan bahwa karbon dioksida tampaknya tidak beracun bagi ikan; sebagian besar spesies ikan tetap hidup di dalam air yang mengandung karbon dioksida sampai 60 mg/liter, asalkan oksigen terlarut melimpah. Bila konsentrasi oksigen terlarut rendah, keberadaan karbon dioksida dalam jumlah cukup akan merintangi penyerapan oksigen oleh ikan. Sayangnya, konsentrasi karbon dioksida biasanya sangat tinggi ketika konsentrasi oksigen terlarut rendah. Hal ini disebabkan karbon dioksida dilepaskan dalam respirasi dan dimanfaatkan dalam fotosintesis. Ketika konsentrasi oksigen terlarut rendah, fotosintesis tidak berlangsung cepat. Dengan demikian.konsentrasi karbon dioksida naik karena karbon dioksida yang dilepaskan oleh respirasi tidak diserap oleh fitoplankton dan tidak diasimilasi menjadi bahan organik. Karena ada hubungan antara karbon dioksida dengan respirasi dan fotosintesis, konsentrasi karbon dioksida biasanya naik selama malam hari dan turun selama siang hari. Karbon dioksida dengan konsentrasi sangat tinggi terdapat di dalam kolam setelah kematian masal fitoplankton, setelah hilangnya stratifikasi suhu, dan selama cuaca berawan.

Ad (klik gambar untuk informasi lebih detil) :

Penyingkiran CO₂ Dengan Kalsium Hidroksida dan Pengaruhnya Bagi Ikan

Menurut Boyd (1982) karbon dioksida berkonsentrasi tinggi sering dijumpai di kolam ikan ketika konsentrasi oksigen terlarut rendah. Karena karbon dioksida berkonsentrasi tinggi menyulitkan penyerapan oksigen oleh ikan, maka kadang-kadang dikehendaki untuk menyingkirkan CO₂ ketika konsentrasinya melebihi 10 – 15 mg/liter. Penyingkiran karbon dioksida bisa dilakukan oleh kalsium hidroksida (Ca(OH)₂). Jumlah kalsium hidroksida yang diperlukan secara teoritis untuk menyingkirkan 1 mg/liter karbon dioksida adalah 0,84 mg/liter. Sebuah penelitian telah dilakukan dengan memasukkan ke dalam perairan yang mengandung karbon dioksida sejumlah 0, 0.84, 1.26 dan 1.68 mg/liter kalsium hidroksida untuk setiap miligram per liter karbon dioksida. Nilai-nilai ini bersesuaian dengan 0, 100, 150 dan 200 % jumlah kapur terhidrat yang secara teoritis diperlukan untuk menyingkirkan karbon dioksida dengan sempurna. Persentase aktual penyingkiran karbon dioksida secara kasar adalah 50 % lebih sedikit daripada yang diharapkan dari perhitungan. Ketidak sesuaian ini diduga disebabkan kalsium hidroksida tidak melarut dengan sempurna, dan sebagian bahan kimia ini tampaknya mengendap ke dasar perairan tanpa bereaksi dengan karbon dioksida. Pemakaian kapur terhidrat untuk menyingkirkan karbon dioksida tidak akan membahayakan ikan atau organisme lain karena pH tidak akan melebihi 8,4 kecuali bila kapur yang ditambahkan berlebihan. Semua pengaruh positif pemberian kapur terhidrat dalam perairan yang kehabisan oksigen tak diragukan disebabkan oleh penyingkiran karbon dioksida, bukan disebabkan oleh penurunan COD dan BOD.

Baca juga
Kesadahan Air : Pengendalian dan Pengaruhnya Terhadap Ikan

Pengaruh Karbon Dioksida Terhadap Pertumbuhan Diatom

Riebesell (1993) melaporkan bahwa pasokan karbon anorganik terlarut tidak dianggap membatasi produktivitas primer samudra, karena konsentrasinya di dalam air laut melebihi makronurient lain seperti nitrat dan fosfat sebesar 2 dan 3 ordo besaran, berturut-turut. Tetapi belum diketahui mengenai produksi baru di samudra dan sebagian besar aliran karbon vertikal yang diperantarai oleh beberapa genus diatom yang mampu memanfaatkan komponen karbon anorganik terlarut selain karbon dioksida. Dalam penelitian ini ditunjukkan bahwa pada kondisi nutrien dan cahaya yang optimal, laju pertumbuhan diatom dibatasi oleh pasokan karbon dioksida. Peningkatan tekanan karbon dioksida di perairan permukaan sebesar dua kali lipat dari 180 menjadi 355 ppm dengan demikian dapat mendorong produktivitas laut.

Baca juga
Pengaruh Aerasi Terhadap Organisme Air, Konsentrasi Oksigen, Karbon Dioksida, Amonia, Nitrat, Nitrit dan Nitrogen

Pengaruh CO₂ Terhadap Pertumbuhan Tanaman Air

Titus (1992) melaporkan bahwa Vallisneria americana, sejenis tumbuhan yang hidupnya tenggelam di dalam air, telah ditumbuhkan selama beberapa minggu di dalam rumah kaca untuk mempelajari perbedaan kemampuan tiga jenis sedimen dalam mendukung pertumbuhan sebagai respon terhadap peningkatan konsentrasi karbon dioksida pada pH rendah. Tumbuhan air ini menimbun biomas 21 – 24 kali lebih banyak pada konsentrasi karbon dioksida lingkungan 10 x dibandingkan pada konsentrasi oksigen lingkungan normal di semua sedimen. Baik pada konsentrasi karbon dioksida normal maupun 10 x, makrofita yang tumbuh pada sedimen yang berasal dari danau asam menimbun biomas sekitar 81 %, dan yang ditumbuhkan pada sedimen dari danau oligotrofik menimbun sekitar 47 % bila dibandingkan biomas makrofita yang tumbuh pada sedimen danau alkalin (bersifat basa). Meskipun karbon dioksida dan sedimen berpengaruh terhadap penimbunan biomas, namun tidak ada interaksi yang nyata (dengan menggunakan data yang diubah ke log) antara efek karbon dioksida dan efek sedimen, yang menunjukkan bahwa semua sedimen memungkinkan respon pertumbuhan yang sama secara proporsional terhadap peningkatan konsentrasi karbon dioksida. Vegetasi yang tumbuh pada sedimen yang kurang subur menunjukkan alokasi yang lebih besar untuk pertumbuhan horizontal daripada pertumbuhan vertikal dengan memproduksi lebih banyak stolon (batang horizontal) bila dibandingan dengan tinggi tumbuhan daripada makrofita yang tumbuh pada sedimen danau alkalin yang relatif subur.

REFERENSI :
ARTIKEL TERKAIT

loading...