Dissolved Oxygen (DO) dalam Air

Dissolved Oxygen atau sering disingkat DO adalah jumlah oksigen yang terlarut dalam air. Oksigen ini tidak terlihat oleh mata telanjang, tetapi keberadaannya sangat penting untuk menjaga keseimbangan ekosistem perairan. Tanpa DO, makhluk hidup yang bergantung pada pernapasan oksigen seperti ikan, udang, dan mikroorganisme tertentu tidak dapat bertahan hidup. Oksigen bisa masuk ke dalam air melalui proses difusi dari udara, fotosintesis tumbuhan air, serta sirkulasi alami air seperti gelombang dan arus.

Bayangkan air seperti paru-paru bagi organisme akuatik—kalau kadar oksigennya rendah, kehidupan di dalamnya akan terganggu. Itulah sebabnya DO menjadi salah satu indikator utama kualitas air. Bahkan dalam dunia penelitian lingkungan dan perikanan, DO sering dijadikan parameter penting untuk mengetahui sehat tidaknya suatu ekosistem perairan.

Lebih jauh lagi, DO tidak hanya bermanfaat bagi ikan dan organisme air lainnya. Kualitas air dengan DO yang cukup juga penting untuk manusia. Air yang memiliki kadar DO tinggi cenderung lebih segar, sehat, dan aman digunakan, baik untuk kebutuhan sehari-hari maupun industri. Oleh karena itu, memahami DO sama pentingnya dengan memahami kadar oksigen di udara yang kita hirup.

Peran DO dalam Ekosistem Perairan

DO adalah “nyawa” bagi ekosistem perairan. Tanpa DO, rantai makanan akuatik bisa runtuh. Ikan yang kita konsumsi sehari-hari, plankton yang menjadi dasar rantai makanan, bahkan bakteri pengurai yang menjaga kebersihan air, semuanya bergantung pada DO.

Ketika kadar DO cukup, ikan bisa berenang dengan bebas, plankton berkembang biak dengan baik, dan mikroorganisme pengurai bisa bekerja secara optimal. Namun ketika kadar DO menurun drastis, efek domino pun terjadi. Ikan mulai stres, pergerakan mereka melambat, dan banyak yang mati secara massal. Hal ini sering terlihat saat terjadi fenomena “ikan mabuk” di sungai atau waduk yang tercemar limbah.

Selain itu, DO juga membantu menjaga keseimbangan kimia air. Proses oksidasi zat organik di dalam air tidak bisa berjalan tanpa oksigen. Jadi, DO juga berperan penting dalam mencegah penumpukan limbah organik yang dapat merusak lingkungan. Bisa dibilang, DO adalah penentu sehat atau tidaknya sebuah perairan.

Mengapa DO Penting untuk Manusia dan Lingkungan?

Bagi manusia, DO bukan hanya soal ikan atau ekosistem perairan. Air dengan kadar DO tinggi menandakan bahwa air tersebut masih “hidup” dan sehat. Sebaliknya, air dengan DO rendah biasanya mengandung banyak polutan dan berpotensi berbahaya jika digunakan.

Dalam industri perikanan, DO adalah faktor kunci untuk budidaya ikan. Petani ikan harus selalu mengukur DO agar ikannya tetap sehat dan produktif. Jika kadar DO turun, ikan bisa mati massal dan menyebabkan kerugian besar.

Lebih jauh, DO juga memengaruhi kualitas air minum. Air yang memiliki kadar DO rendah sering kali berbau, keruh, dan tidak layak konsumsi. Sedangkan air dengan DO tinggi terasa lebih segar dan aman untuk diminum. Oleh karena itu, DO menjadi salah satu parameter yang wajib diuji dalam pengolahan air bersih.

Bisa dikatakan, DO bukan hanya tentang kehidupan di air, tetapi juga menyangkut kesehatan dan kesejahteraan manusia. Semakin tinggi kesadaran kita tentang pentingnya DO, semakin besar pula peluang kita untuk menjaga kelestarian lingkungan.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar DO

Suhu Air

Suhu air memiliki pengaruh langsung terhadap kadar DO. Semakin tinggi suhu air, semakin rendah kemampuan air untuk melarutkan oksigen. Inilah sebabnya mengapa perairan di daerah tropis sering mengalami masalah kadar DO rendah, terutama saat musim kemarau.

Misalnya, di kolam ikan yang tidak memiliki sistem aerasi, saat siang hari yang terik kadar DO bisa turun drastis. Akibatnya, ikan-ikan akan mengapung di permukaan air karena kesulitan bernapas. Hal ini sering disebut dengan istilah “stres oksigen.”

Selain itu, perubahan suhu yang drastis juga bisa menimbulkan masalah. Air yang terlalu panas bukan hanya menurunkan DO, tetapi juga meningkatkan kebutuhan oksigen dari ikan dan organisme akuatik lainnya. Jadi, ada ketidakseimbangan antara suplai oksigen dan kebutuhan oksigen.

Dalam konteks global, perubahan iklim juga berdampak besar terhadap DO. Pemanasan global yang menyebabkan suhu air laut naik mengurangi kapasitas laut dalam menyimpan oksigen. Hal ini bisa memicu fenomena “zona mati” (dead zone), yaitu wilayah laut yang kekurangan oksigen sehingga tidak bisa mendukung kehidupan.

Tekanan Atmosfer

Tekanan atmosfer juga menentukan seberapa banyak oksigen yang bisa larut dalam air. Pada ketinggian yang lebih rendah, tekanan atmosfer lebih besar sehingga air dapat melarutkan lebih banyak oksigen. Sebaliknya, di daerah pegunungan dengan ketinggian tinggi, tekanan atmosfer lebih rendah sehingga kadar DO dalam air cenderung lebih sedikit.

Fenomena ini bisa dilihat pada kolam ikan di dataran tinggi. Petani ikan biasanya harus memberikan aerasi tambahan agar DO tetap stabil. Tanpa aerasi, ikan bisa cepat kehabisan oksigen karena tekanan udara tidak cukup membantu oksigen masuk ke dalam air.

Selain itu, perubahan cuaca juga memengaruhi tekanan atmosfer, yang pada gilirannya berdampak pada DO. Misalnya, saat badai atau hujan deras, sirkulasi air meningkat sehingga DO ikut naik. Sebaliknya, saat cuaca panas dan tenang, kadar DO bisa menurun drastis.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kadar DO (Lanjutan)

Aktivitas Fotosintesis Tumbuhan Air

Fotosintesis adalah salah satu faktor terbesar yang memengaruhi kadar DO di perairan. Tumbuhan air, fitoplankton, dan alga menggunakan energi matahari untuk menghasilkan oksigen. Proses ini biasanya paling tinggi terjadi pada siang hari ketika cahaya matahari berlimpah.

Bayangkan sebuah danau yang penuh dengan tumbuhan air. Pada pagi hingga sore hari, kadar oksigen terlarut akan meningkat karena tumbuhan dan alga berfotosintesis. Namun, pada malam hari, proses fotosintesis berhenti dan malah terjadi respirasi yang justru mengonsumsi oksigen. Akibatnya, kadar DO bisa turun drastis menjelang fajar.

Fenomena inilah yang sering menyebabkan ikan mati massal di kolam atau danau tertutup. Di siang hari mereka baik-baik saja, tetapi saat malam hingga pagi, oksigen menurun sehingga ikan kekurangan oksigen. Kondisi ini biasanya diperparah jika jumlah alga terlalu banyak (algal bloom), yang meskipun menghasilkan oksigen di siang hari, tetapi menguras oksigen pada malam hari.

Jadi, aktivitas fotosintesis bukan hanya memberi manfaat, tetapi juga bisa menjadi ancaman jika tidak terkendali. Oleh sebab itu, menjaga keseimbangan ekosistem perairan sangat penting agar kadar DO tetap stabil sepanjang hari.

Tingkat Pencemaran Air

Pencemaran air adalah musuh utama kadar DO. Limbah organik seperti kotoran hewan, sisa makanan, dan sampah rumah tangga yang masuk ke perairan akan terurai oleh bakteri. Proses penguraian ini membutuhkan banyak oksigen, sehingga kadar DO pun menurun drastis.

Selain limbah organik, pencemaran kimia juga berbahaya. Bahan kimia beracun seperti pestisida, logam berat, dan deterjen bisa membunuh tumbuhan serta plankton yang seharusnya berperan dalam menghasilkan oksigen. Akibatnya, keseimbangan ekosistem terganggu dan kadar DO makin menurun.

Di beberapa sungai perkotaan, sering kali kadar DO hampir nol akibat pencemaran berat. Air menjadi hitam pekat, berbau busuk, dan tidak ada ikan yang mampu bertahan hidup. Inilah contoh nyata bagaimana pencemaran langsung berhubungan dengan penurunan DO.

Oleh karena itu, menjaga kebersihan air dari pencemaran bukan hanya soal estetika, tetapi juga tentang menjaga kelangsungan hidup makhluk hidup di dalamnya.

Pergerakan dan Sirkulasi Air

Air yang mengalir atau bergerak cenderung memiliki kadar DO lebih tinggi dibandingkan air yang diam. Hal ini karena pergerakan air membantu proses difusi oksigen dari udara ke dalam air. Misalnya, sungai dengan arus deras biasanya kaya oksigen, sementara kolam yang tenang sering kekurangan oksigen.

Gelombang laut, arus sungai, dan air terjun adalah contoh alami yang membantu meningkatkan DO. Bahkan, dalam budidaya ikan, petani biasanya memasang aerator atau kincir air untuk meniru proses ini. Dengan adanya sirkulasi, oksigen dapat menyebar merata ke seluruh bagian air, termasuk ke dasar perairan.

Sebaliknya, air yang stagnan akan cepat kekurangan oksigen, apalagi jika ditambah dengan pencemaran organik. Kondisi ini bisa menciptakan lapisan bawah air yang anaerob, yaitu tanpa oksigen, sehingga hanya bakteri tertentu yang bisa bertahan.

Maka dari itu, sirkulasi air adalah kunci penting dalam menjaga kestabilan kadar DO, baik di ekosistem alami maupun di kolam buatan.

Dampak Kadar DO Terhadap Kehidupan Akuatik

DO Tinggi: Kondisi Ideal untuk Organisme Perairan

Kadar DO yang tinggi adalah tanda bahwa perairan sehat. Pada kondisi ini, ikan bisa tumbuh dengan baik, plankton berkembang biak dengan optimal, dan mikroorganisme pengurai bekerja secara efisien.

Perairan dengan DO tinggi biasanya jernih, berbau segar, dan memiliki banyak keanekaragaman hayati. Ikan-ikan tidak hanya bertahan hidup, tetapi juga aktif dan produktif dalam berkembang biak. Inilah alasan mengapa DO tinggi sangat diidamkan dalam dunia perikanan.

Selain itu, DO tinggi juga membantu menjaga kualitas kimia air. Proses oksidasi berjalan dengan lancar, sehingga zat berbahaya seperti amonia dan sulfida bisa terurai menjadi bentuk yang lebih aman. Dengan demikian, air tetap sehat dan bebas dari racun.

Dalam jangka panjang, kondisi ini menciptakan ekosistem yang seimbang, di mana setiap organisme memiliki peran masing-masing dalam menjaga keberlangsungan hidup bersama. Bisa dikatakan, DO tinggi adalah fondasi utama dari kehidupan perairan yang stabil.

DO Rendah: Ancaman bagi Ikan dan Mikroorganisme

Sebaliknya, kadar DO yang rendah adalah mimpi buruk bagi kehidupan akuatik. Ketika DO turun di bawah batas minimum (biasanya <3 mg/L), ikan akan mengalami stres oksigen. Gejalanya bisa dilihat dari ikan yang mengapung di permukaan air, membuka mulut lebar-lebar untuk mencari oksigen.

Jika kondisi ini berlanjut, ikan bisa mati massal. Tidak hanya ikan, mikroorganisme pengurai yang membutuhkan oksigen juga akan terganggu. Akibatnya, proses penguraian limbah terhambat, dan air menjadi semakin tercemar.

Fenomena ini sering disebut dengan istilah hypoxia atau kekurangan oksigen. Jika kadar DO mencapai nol, kondisi tersebut disebut anoxia. Dalam keadaan anoxia, hanya bakteri anaerob yang bisa bertahan, yang justru menghasilkan gas beracun seperti hidrogen sulfida (H₂S). Inilah yang menyebabkan bau busuk pada perairan tercemar.

Dengan kata lain, DO rendah adalah tanda peringatan bahwa perairan dalam kondisi kritis. Jika tidak segera ditangani, ekosistem bisa runtuh total.

Hubungan DO dengan Kualitas Air Minum

Kadar DO juga berhubungan erat dengan kualitas air yang dikonsumsi manusia. Air dengan DO tinggi cenderung lebih segar, tidak berbau, dan aman diminum. Sebaliknya, air dengan DO rendah biasanya mengandung banyak bahan organik yang sedang terurai, sehingga berpotensi menghasilkan bau tidak sedap.

Dalam pengolahan air bersih, DO menjadi parameter penting yang harus dipantau. Misalnya, dalam sistem distribusi air minum, kadar DO yang cukup dapat mencegah pertumbuhan bakteri berbahaya. Air dengan DO rendah justru menjadi sarang bagi mikroorganisme patogen.

Bahkan, beberapa studi menunjukkan bahwa air dengan DO rendah dapat mempercepat korosi pada pipa distribusi. Hal ini tentu merugikan, karena tidak hanya merusak infrastruktur, tetapi juga bisa mencemari air dengan partikel logam.

Jadi, menjaga DO bukan hanya soal kehidupan akuatik, tetapi juga berkaitan langsung dengan kesehatan manusia dan keamanan air yang kita konsumsi sehari-hari.

Cara Mengukur Dissolved Oxygen (DO)

Metode Winkler

Metode Winkler adalah salah satu cara klasik untuk mengukur kadar oksigen terlarut di dalam air. Teknik ini sudah digunakan sejak abad ke-19 dan masih dianggap cukup akurat hingga saat ini. Prinsipnya sederhana: oksigen yang ada dalam air bereaksi dengan zat kimia tertentu, kemudian diukur jumlahnya melalui proses titrasi.

Dalam praktiknya, air sampel ditambahkan dengan mangan(II) sulfat dan alkali iodida. Oksigen dalam air akan mengoksidasi mangan, membentuk endapan berwarna cokelat. Endapan ini lalu dilarutkan dengan asam, melepaskan iodin dalam jumlah yang sebanding dengan oksigen terlarut. Iodin tersebut kemudian dititrasi menggunakan larutan natrium tiosulfat hingga warnanya hilang. Dari jumlah larutan yang digunakan, kita bisa menghitung kadar DO dalam sampel.

Keunggulan metode ini adalah hasilnya sangat akurat jika dilakukan dengan benar. Namun, kelemahannya adalah prosesnya cukup rumit, memakan waktu, dan membutuhkan keterampilan kimia dasar. Metode Winkler biasanya lebih cocok untuk laboratorium daripada penggunaan lapangan.

Meskipun sudah ada teknologi modern, metode Winkler masih sering digunakan sebagai standar pembanding. Hal ini menunjukkan betapa pentingnya metode klasik ini dalam dunia penelitian lingkungan.

Sensor DO Modern (Elektrokimia dan Optik)

Seiring perkembangan teknologi, pengukuran DO kini bisa dilakukan dengan alat sensor modern yang lebih cepat dan praktis. Ada dua jenis sensor utama yang sering digunakan: sensor elektrokimia dan sensor optik.

• Sensor Elektrokimia (Membran atau Galvanik)
  Sensor ini bekerja dengan prinsip reaksi elektrokimia. Oksigen yang melewati membran akan bereaksi pada elektroda, menghasilkan arus listrik yang sebanding dengan konsentrasi oksigen terlarut. Alat ini relatif murah, portabel, dan sering digunakan di lapangan.

• Sensor Optik (Luminescence-based)
  Teknologi terbaru ini menggunakan prinsip luminesensi. Sensor dilapisi bahan khusus yang menyala ketika terkena cahaya. Oksigen akan memengaruhi intensitas cahaya tersebut, sehingga konsentrasi DO dapat dihitung secara akurat. Keunggulannya, sensor ini lebih tahan lama, tidak membutuhkan banyak kalibrasi, dan tidak terpengaruh oleh aliran air.

Dengan adanya sensor modern, pengukuran DO bisa dilakukan secara real-time dan berkelanjutan. Hal ini sangat berguna untuk pemantauan kualitas air di sungai, danau, maupun sistem budidaya ikan.

Keunggulan dan Kelemahan Tiap Metode

Tidak ada metode yang sempurna, masing-masing memiliki keunggulan dan kekurangan.