Dissolved Oxygen : Parameter Penentu Pencemaran Air
Oksigen adalah kebutuhan dasar bagi manusia. Tubuh memerlukan kadar oksigen yang cukup (>6%) untuk menjalankan proses metabolisme. Kekurangan oksigen dapat menyebabkan masalah kesehatan serius seperti hipoksia, kerusakan otak, dan jaringan tubuh lainnya, bahkan kematian. Hal ini juga berlaku untuk ikan dan hewan akuatik lainnya.
Apa Itu DO?
DO (Dissolved Oxygen) atau oksigen terlarut adalah jumlah oksigen yang terdapat dalam air (H₂O). Secara visual, air dengan kandungan oksigen terlarut yang memadai terlihat jernih tanpa gelembung. Parameter ini sangat penting dalam menentukan kualitas air, karena kadar oksigen yang rendah dapat menjadi indikator pencemaran lingkungan perairan.
Mengapa Pengukuran Oksigen Terlarut Perlu Dilakukan?
Mengukur kadar oksigen terlarut sangat penting untuk mengevaluasi kualitas air. Air dengan kadar oksigen rendah dapat mengindikasikan adanya pencemaran, terutama akibat degradasi bahan organik. Proses ini sering kali menghasilkan bau tidak sedap, membahayakan kehidupan ikan, serta merusak ekosistem perairan secara keseluruhan.
Faktor yang mempengaruhi Oksigen Terlarut
- Suhu
Kandungan oksigen dalam air berkaitan erat dengan suhu. Pada suhu rendah, kandungan oksigen dalam air cenderung lebih tinggi. Sebaliknya, suhu yang tinggi menurunkan kadar oksigen karena molekul gas dan air memperoleh energi lebih banyak, sehingga ikatan molekul menjadi lemah dan oksigen lebih mudah lepas dari air.
- Salinitas
Salinitas menunjukkan kandungan garam terlarut dalam air. Ketika salinitas meningkat, ion-ion yang terbentuk dari garam akan berinteraksi dengan molekul air, sehingga mengurangi ruang yang tersedia untuk oksigen terlarut. Akibatnya, kadar oksigen dalam air akan menurun.
- Tekanan Atmosfir
Oksigen membentuk sekitar 21% dari komposisi atmosfer. Pada ketinggian yang lebih tinggi, tekanan atmosfer menurun meskipun persentase oksigen tetap sama. Hal ini menyebabkan konsentrasi oksigen terlarut pada kondisi saturasi 100% ikut menurun. Air mampu melarutkan lebih banyak oksigen pada tekanan atmosfer yang tinggi dibandingkan dengan tekanan yang lebih rendah.
- Kepadatan Organisme dalam Air
Semakin banyak organisme yang hidup dalam suatu perairan, semakin besar konsumsi oksigen untuk proses respirasi, yang mengakibatkan penurunan kadar oksigen terlarut di dalam air (Schramm, 1997).
Tingkat kelarutan air dipengaruhi oleh tekanan barometrik, uap air, dan suhu larutan. Tingginya suhu dan uap air menurunkan kelarutan air. Sebaliknya, kelarutan air meningkat seiring dengan naiknya tekanan barometrik, namun menurun dengan meningkatnya suhu dan uap air.
- Deforestasi
Penebangan pohon dan berkurangnya area resapan air dapat mengurangi produksi oksigen dari proses fotosintes
is tumbuhan. Hal ini berdampak pada menurunnya kadar oksigen yang tersedia bagi organisme akuatik.
Bagaimana Mengetahui Kadar Oksigen Terlarut dalam Air?
- Titrasi Metode Winkler
Metode Winkler adalah teknik klasik yang menggunakan prinsip reaksi redoks untuk mengukur kadar oksigen terlarut. Dalam metode ini, oksigen dalam sampel air diikat oleh ion mangan (Mn²⁺) dalam kondisi basa, menghasilkan endapan coklat MnO₂. Selanjutnya, endapan ini dilarutkan dalam suasana asam, menghasilkan ion mangan yang bereaksi dengan ion iod dari kalium iodida (KI), membentuk iod bebas. Jumlah iod bebas ini sebanding dengan jumlah oksigen dalam sampel, sebagaimana dijelaskan dalam reaksi berikut:i
- DO Meter dengan Sensor Potensiometri
Pengukuran oksigen terlarut secara elektrokimia dapat dilakukan menggunakan DO meter yang dilengkapi dengan sensor potensiometri. Sensor ini terdiri dari anoda, katoda, membran permeabel oksigen, dan larutan elektrolit. Ketika tegangan diberikan pada katoda emas dan anoda (dapat terbuat dari timbal atau perak), oksigen yang larut dalam air akan mengalami reaksi elektrokimia pada permukaan katoda.
Semakin besar konsentrasi oksigen, semakin tinggi arus yang dihasilkan oleh sensor. Arus ini diukur dan kemudian dikonversi menjadi konsentrasi oksigen terlarut setelah melalui proses kalibrasi. Jika anoda pada sensor terbuat dari perak, maka meter akan memasok tegangan yang dibutuhkan, yang merupakan karakteristik dari sensor amperometrik. Namun, jika anoda terbuat dari timbal, sensor akan menghasilkan tegangan secara mandiri melalui dua elektroda di dalamnya, mirip dengan cara kerja baterai, sehingga disebut sebagai sensor galvanik. Meteran pengukur hanya mengevaluasi arus. Dalam kasus penentuan elektrokimia oksigen, reaksi elektroda berikut terjadi.
Oksigen terlarut (DO) merupakan parameter kunci dalam menentukan kualitas air, terutama dalam ekosistem perairan. Beragam faktor mempengaruhi kadar oksigen terlarut, mulai dari suhu, salinitas, tekanan atmosfer, kepadatan organisme, hingga deforestasi. Oleh karena itu, pemantauan kadar DO secara berkala sangat penting, terutama di perairan yang rentan terhadap pencemaran dan perubahan ekosistem.