kelebihan kekurangan dan penanganan sumber air untuk budidaya ikan

KELEBIHAN, KEKURANGAN DAN PENANGANAN SUMBER AIR untuk BUDIDAYA IKAN Sumber air Kelebihan Kekurangan Penanganan 1. Sungai • Tidak perlu biaya besar untuk mengambilnya • jumlah kurang stabil • penyakit • pencemaran • sering keruh • resirkulasi • desinfeksi (kaporit, PK, klorin, UV, Ozon) • PK, kapur, chelat, H2O2 • bak pengendapan 2. Waduk/Danau • biaya relatif rendah • Jumlah relatif stabil • Plankton banyak • Penyakit • Pencemaran • desinfeksi (kaporit, PK, klorin, UV, Ozon) • PK, kapur, chelat, H2O2 3. Sumur • biaya relatif rendah • relatif bersih dari penyakit dan pencemaran • jumlah tergantung musim • kadar CO2 tinggi, dan O2 rendah • resirkulasi • Aerasi, kapur 4. Artesis • Jumlah stabil • relatif bersih dari penyakit dan pencemaran • biaya relatif mahal • kadar CO2, H2S, NH3 tinggi, sedang O2 rendah • resirkulasi • Aerasi, H2O2, kapur, PK 5. PAM • Suplai relatif stabil • relatif bersih dari penyakit dan pencemaran • biaya mahal • residu klorin biasanya masih tinggi • resirkulasi • Aerasi, kapur 6. Air Hujan • Murah • jumlah tergantung musim • pH relatif rendah • perlu banyak bak penampung • resirkulasi • kapur 7. Mata Air • Jumlah stabil • relatif bersih dari penyakit dan pencemaran • kadar CO2 tinggi, sedang O2 rendah • Aerasi, kapur Tabel. Klasifikasi Bahan Pencemar Perairan Pencemar Organik Pencemar Inorganik I. Petroleum & Coal Hydrocarbons I. Logam Berat 1. Crude Oil 1. Hg, Pb, Cd 2. Refined Petroleum Products (asphalt, etc). 2. Fe, Mn, Zn, Cu 3. Combustions & Conversion Products 3. Others II. Synthetic Organics II. Radionuclides 1. Halogenated Hydrocarbons (DDT, PCB, etc.) 1. Transuranics (Plutonium, Curium) 2. PVC, etc. 2. Fission Products (137 Cs, 90Sr) 3. Detergents, Organophosphate Pesticides, etc. 3. Activation Products (60Co, 54Mn, etc.) 4. Natural (U-Th decay series) III. Municipal Wastes III. Inorganics & Industrial Wastes 1. Sewage Sludges 1. Dredge Spoils 2. Nutrients (N, P, C-organics) 2. Acids, Ash 3. Mine Tailings IV Biologicals 1. Pathogens 2. Plankton blooms Tabel. Parameter kualitas air dan batas konsentrasi yang direkomendasikan untuk hatchery ikan No. Parameter Batas yang direkomendasikan 1. Asiditas (Kemasaman) pH 6 - 9 2. Arsenik < 400 g/L 3. Alkalinitas Total 50 – 100 mg/L sebagai CaCO3 4. Aluminium (Al) < 0.075 mg/L 5. Ammonia tak terionisasi (NH3) < 0.02 mg/L 6. Cadmium (Cd) < 0.0005 mg/L pada air lunak < 0.005 mg/L pada air keras 7. Calsium (Ca) 10 - 160 ppm 8. Carbon dioksida (CO2) < 5 – 10 mg/L 10. Chlorine < 0.003 mg/L 11. Cu (Tembaga) < 0.0006 mg/L pada air lunak < 0.03 mg/L pada air keras 12. Hidrogen sulfida (H2S) < 0.003 mg/L 13. Timah (Sn) < 0.02 mg/L 14. Merkuri (Hg) < 0.0002 mg/L 15. Nitrat (NO3-) < 1.0 mg/L 16. Nitrit (NO2-) < 0.1 mg/L 17. Oksigen Terlarut 5 ppm - jenuh 19. Padatan Terlarut Total / TDS < 200 mg/L 20. Padatan Tersuspensi Total / TSS < 80 mg/L 21. Turbiditas (Kekeruhan) < 20 NTU (Natelsons Turbidity Unit) 23. Besi (Total) Ion Ferro (Fe2+) Ion Ferri (Fe3+) 0.05 ppm 0 ppm 0 – 0.05 ppm 24. Phosphor 0.01 – 3.0 ppm BEBERAPA MASALAH KUALITAS AIR SUMBER LAINNYA DAN ALTERNATIF SOLUSINYA No. Masalah Kualitas Air Alternatif Solusi Keterangan 1. Keruh • Tandon/bak pengendapan • Filter, Kapur [Ca(OH)2] / • Tawas /alum (Al2SO4) 2. pH tinggi • Asam asetat • Asam kuat (HCl, HNO3) • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. pH rendah • Kapur • NaHCO3 • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 3. Oksigen rendah • Aerasi • Kapur [Ca(OH)2] atau CaO : 30-60 kg/ha • KMnO4 (2 – 6 mg/L) • H2O2 • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya 4. CO2 tinggi • Aerasi • Kapur [Ca(OH)2] : 21 mg/L 5. NH3 dan NO2 tinggi • Aerasi • KMnO4 • H2O2 • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 6. H2S tinggi • Aerasi • KMnO4 • H2O2 • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 7. Alkalinitas rendah • Kapur • NaHCO3 : 12 – 24 kg/ha • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 8. Alkalinitas tinggi • Asam asetat • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 9. Kesadahan rendah • Kapur • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 10. Fe, Hg, Cd, Pb tinggi • Na-EDTA : 1 – 10 mg/L • Zeolit : 24 mg/L • NaHCO3 : 12 – 24 kg/ha • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 11. Residu kaporit • Aerasi 3 hari • Na2SO3 • Na2S2O3 • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 12. Temperatur tinggi • Tambahkan Na, Ca dan Mg ke air • Diterapkan pada air yang belum ada ikannya. 13. Temperatur rendah • Tambahkan elektrolit • Tambah garam : 5 – 10 g/L • Ke dalam air yang ada ikannya 14. Transport ikan pada kondisi temperatur udara tinggi • Menyebabkan serangan myxobakteri dan jamur • Tambahkan NaCl 0.5 – 1.0 g/L TEMPERATUR 1. Apa peranan temperatur air terhadap ikan ? • Meningkatkan atau menurunkan Laju metabolik (pertumbuhan) • Mempengaruhi Pemijahan & penetasan telur • Di hatchery, temp. air yang terlalu tinggi atau terlalu rendah menyebabkan stress, menyebabkan ikan lebih rentan terhadap serangan penyakit. • Temperatur memainkan peranan penting didalam proses-proses penyakit infeksius. • Sebag. besar senyawa kimia lebih mudah larut dengan meningkatnya temperatur, sebaliknya O2 dan CO2 menjadi kurang larut. 2. Apa pengaruh meningkatnya temperatur air terhadap kesehatan ikan? • meningkatkan toksisitas dari kontaminan-kontaminan terlarut, • mendukung perkembangan dan tingkat serangan patogen ikan, • konsentrasi O2 terlarut menurun, • konsumsi O2 meningkat, dengan meningkatnya temperatur tubuh dan laju metabolik ikan. • Respon kekebalan tubuh ikan meningkat. 3. Apa pengaruh temperatur air yang rendah terhadap ikan? • temperatur tubuh ikan menurun, • menekan respon kekebalan ikan • nafsu makan, aktivitas dan pertumbuhan menurun. 4. Di lapang, faktor apa yang berperan untuk ikan toleran terhadap perubahan temperatur air? • genetik • lama waktu aklimasi, • konsentrasi DO, dan • terhadap jumlah dan macam ion-ion yang terlarut dalam air media. 5. Jika temperatur air dinaikkan dari 0 ke 26 C, apa yang terjadi pada ikan? • Laju metabolisme meningkat, sehingga konsumsi O2 juga meningkat. • Namun dipihak lain, kandungan O2 menurun, karena kelarutan O2 dalam air juga menurun. • O2 darah menurun dan transport oksigen ke jaringan menjadi rendah. • Kemampuan untuk mempertahankan cadangan energi (kandungan lemak seluruh tubuh) menurun. • Konsentrasi elektrolit serum darah juga menurun, dan • Kegagalan osmoregulasi yang menyebabkan kematian ikan. 6. Bagaimana cara melindungi ikan air tawar dari temperatur air yang tinggi? • Salah satunya dengan menambahkan Ion sodium (Na), Mg (magnesium) dan Ca (kalsium) ke dalam air. 7. Bagaimana mekanisme kematian ikan akibat rendahnya temperatur air ?  Kematian ikan dikarenakan temperatur air rendah mungkin melibatkan mekanisme fisiologi yang serupa dengan kematian ikan karena temperatur tinggi. Untuk contoh, tilapia menunjukan beberapa tanda-tanda klinis dari distress ketika temperatur air secara perlahan diturunkan dibawah kisaran temperatur optimum mereka (< 20 C). • Pada suhu air sekitar 18 C, tingkahlaku reproduksi mulai dipengaruhi. • Pemangsaan dan pertumbuhan menghilang secara perlahan pada suhu air sekitar 15 C • Ikan menjadi tidak aktif dan kehilangan orientasi. • Dibawah 10 C, tilapia menderita comatose, secara umum diistilahkan dengan chill coma. • Selama chill coma, protein total serum, konsentrasi ion Na & Cl, dan tekanan osmotik plasma terus menerus menurun. • Kematian terjadi dikarenakan kegagalan ginjal dan osmoregulasi. • Kelangsungan hidup ikan tilapia di air dingin dapat sedikit diperbaiki dengan menambahkan elektrolit ke dalam air atau • Dengan menempatkan tilapia pada air laut yang diencerkan sampai salinitas 5 – 10 ppt. • Temperatur mempengaruhi laju pertumbuhan dan perkembangan (respirasi, feeding, dan pencernaan). OKSIGEN 1. Apa ciri-ciri kematian ikan dikarenakan kadar O2 yang rendah ? : • Ikan berenang di permukaan air, dan megap-megap • Terjadi kematian massal secara mendadak (dalam 24 jam) • Terjadi pada malam atau dini hari • Ikan besar mati terlebih dahulu • Warna air di kolam coklat, kelabu atau hitam • Kadar O2 biasanya < 1 mg O2/L air. 2. O2 yang ada di dalam air, berasal dari mana? • Proses fotosintesis tanaman air (terutama phytoplankton) • Masuk ke dalam air dengan difusi pasif dari atmosfir – suatu proses yang dikendalikan oleh perbedaan antara tekanan parsial oksigen di udara dengan yang di air. 3. Mengapa kandungan O2 dalam air dapat berkurang atau menurun? • Digunakan untuk respirasi ikan dan organisme air lainnya, • Digunakan oleh reaksi-reaksi biokimia bahan organik (feses, sisa pakan, pembusukan sisa tanaman dan hewan, dsb). • Digunakan oleh reaksi kimia lainnya (Fe2+ menjadi Fe3+, dsb). 4. Apa pengaruh kandungan O2 air yang rendah terhadap ikan? • Anorexia (gejala sakit berupa hilangnya nafsu makan) • stres respirasi, • hypoxia jaringan, • pingsan dan • kematian. 5. Faktor apa yang berpengaruh terhadap besarnya kelarutan O2 melalui proses difusi kedalam air? • altitude, • temperatur, dan • salinitas. 6. Berapa kadar DO yang baik untuk budidaya ikan secara intensif? • Konsentrasi DO setinggi 15-20 mg/L baik untuk digunakan pada budidaya intensif. Tabel 2. Konsentrasi O2 terlarut minimum yang direkomendasikan untuk melindungi kesehatan & kondisi fisiologi ikan selama pemeliharaan. Temperatur Kejenuhan Oksigen Tingkat DO Minimum yang Dibutuhkan C mg/L mg/L % Kejenuhan 5 12.8 9.1 71 10 11.3 8.8 78 15 10.2 8.3 81 20 9.2 7.8 85 25 8.2 7.4 90 30 7.5 6.9 92 GAS BUBLE DISEASE (PENYAKIT KEMBUNG) 1. Apa penyebab munculnya penyakit gelembung gas (GBD) pada ikan? • dapat disebabkan oleh gas N yang kadarnya dalam air mencapai sangat jenuh. • tetapi dalam prakteknya, masalah ini selalu dikarenakan kandungan nitrogen air yang berlebihan. • Ketika air disuper-jenuhi dengan gas, darah ikan cenderung superjenuh juga. Karena O2 digunakan untuk respirasi dan CO2 masuk ke dalam fisiologi darah dan sel-sel, jumlah O2 dan CO2 dalam air yang berlebihan ini diambil cairan tubuh ikan. • Sedang nitrogen, gas yang bersifat lembam atau tidak aktif dalam proses metabolik tubuh, tetap superjenuh dalam darah. • Penurunan tekanan terhadap gas atau peningkatan lokal temperatur tubuh, dapat membawa nitrogen keluar dari cairan tubuh untuk membentuk gelembung-gelembung; proses yang mirip dengan “bends” (kejang otot yang disebabkan perubahan tekanan udara yang tiba-tiba) pada para penyelam laut dalam. 2. Bagaimana mekanisme terjadinya penyakit gelembung gas? • Gelembung-gelembung (emboli) dapat tersangkut pada pembuluh darah dan mengganggu sirkulasi pernafasan, sehingga mengarah ke kematian akibat aspiksiasi (asphyxiation, sesak nafas karena kurang oksigen dalam darah). • Pada beberapa kasus, ikan dapat mengembangkan gelembung-gelembung yang terlihat jelas pada insang, antara sirip, atau dibawah kulit, dan tekanan dari gelembung nitrogen dapat mengakibatkan mata menonjol keluar dari rongganya. 3. Pada kondisi bagaimana super jenuh oleh gas dalam air dapat terjadi? • Dapat terjadi ketika udara dimasukkan ke dalam air dengan tekanan tinggi, yang mana selanjutnya mengalami penurunan tekanan. • Air yang ditarik keluar dari sumur dalam (sumur artesis) potensial supersaturasi. • Air yang disedot dengan pompa air dapat men-superjenuh-i sistim suplai air. 4. Apakah hanya ikan laut yang mudah terkena penyakit gelembung gas? • Tidak, semua ikan, baik ikan air tawar maupun ikan air laut, rentan terhadap penyakit gelembung gas ini. CO2 1. Berasal dari manakah CO2 dalam air? • terlarut dari atmosfir, • metabolisme atau respirasi ikan (contoh, ikan salmon menghasilkan sekitar 1.4 mg/L CO2 untuk setiap mg oksigen yang mereka konsumsi), • hasil dekomposisi mikrobial bahan organik di sedimen dasar, atau • respirasi mikroorganisme, algae, dan tanaman akuatik lainnya. 2. Berapa kadar CO2 dalam air yang mendukung kesehatan ikan? • Umumnya, < 5.0 ppm CO2. 3. Berapa kadar CO2 dalam air yang dapat membahayakan kesehatan ikan? • CO2 di atas 20 ppm dapat membahayakan ikan. • Ikan-ikan air tawar dapat hidup pada kandungan CO2 rata-rata setinggi 12 ppm. 4. Bagaimana reaksi CO2 dalam air? • CO2 bereaksi dengan air membentuk suatu campuran dari CO2, asam karbonat (H2CO3), ion bikarbonat (HCO3-) dan karbonat (CO3-2) yang tidak toksik. CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3- H+ + CO3-2 5. Bagaimana proporsi relatif dari masing-masing ion yang ada di atas ? • Di bawah pH 5, sebagian besar CO2 terlarut ada sebagai CO2; • Antara pH 7-9, sebagai HCO3- yang tidak toksik; dan • Di atas pH 11, sebagai ion CO3-2. 6. Faktor kualitas air apa yang dapat mempengaruhi toksisitas CO2?  Efek hebat CO2 terhadap kesehatan ikan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti DO dan temperatur air : • DO rendah meningkatkan toksisitas CO2 • Sedangkan peningkatan temperatur air, menurunkan toksisitas CO2 karena kelarutan CO2 menurun. 7. Bagaimana pengaruh CO2 terhadap kesehatan ikan? • Dengan CO2 naik, CO2 darah meningkat (hypercapnia) dan kemampuan hemoglobin membawa oksigen mulai menurun. • Distres respirasi akibat penurunan transport oksigen ke jaringan, terjadi pada level CO2 > 40 mg/L. • Acidosis hebat yang memuncak pada narcosis CO2 (anesthesia) dan kematian terjadi pada level CO2 > 100 ppm. • Jika level CO2 terlarut tidak dipertahankan di bawah 30 mg/L, kemampuan darah membawa O2 dapat menjadi tertekan ke titik yang bahkan aerasi kuatpun mungkin tidak cukup untuk mencegah terjadinya hypoxia jaringan. • Ikan di hatchery dapat mentolerir konsentrasi kronis CO2 terlarut pada kisaran 15-20 mg/L, jika laju peningkatan lambat. • Jika hypercapnia terjadi terlalu cepat, seperti dalam operasi transport ikan, jumlah millimol dari NaHCO3- atau Na2SO4 dapat ditambahkan ke dalam air tanki/bak. Ini akan mengimbangi penurunan kapasitas buffer darah yang disebabkan oleh hypercapnia dan membantu mempertahankan pH darah. • Untuk menjamin kondisi fisiologi dan kesehatan ikan yang baik, spesies ikan tropis sebaiknya tidak dipapar ke konsentrasi CO2 terlarut lebih tinggi dari 20 mg/L untuk periode lama. • Selama operasi pengangkutan ikan, konsentrasi CO2 sampai 30-40 mg/L ditolerir dengan baik oleh spesies ikan tropis jika DO pada keadaan jenuh, dikarenakan periode waktu yang terlibat relatif pendek. H2S 1. Berasal darimanakah gas H2S? • H2S terutama berasal dari dekomposisi anaerobik senyawa-senyawa sulfur pada sedimen oleh bakteri tanah Desulfovibrio spp.. • H2S jarang terjadi pada air permukaan, karena air ini biasanya aerobik dan beberapa sulfida yang ada akan teroksidasi menjadi SO42-. • Air bawah tanah (groundwater) dapat memiliki konsentrasi sulfida alamiah sampai sekitar 10 mg/L. • Air bawah tanah dengan kandungan sulfida yang tinggi, sering mengandung konsentrasi Fe (besi) dan CO2 yang tinggi pula. • Air dasar dari danau atau bendungan (dam/waduk) seringkali anaerobik dan kosentrasi H2S yang tinggi yang dihasilkan di sedimen dapat berdifusi kedalam air dekat dasar. • Pada sistem budidaya jaring apung air tawar atau air laut, suatu akumulasi pembusukan bahan organik di dasar dapat mengarah ke H2S di kolom air. • Jika masalah ini terjadi, jaring apung dapat dipindahkan ke air yang lebih dalam atau ke suatu lokasi dengan arus yang cukup deras untuk mengurangi akumulasi bahan organik di dasar. 2. Bagaimana sifat H2S di budidaya air payau dan laut? • H2S di budidaya ikan laut sering bukan merupakan masalah. • Namun ia dapat menjadi suatu masalah pada produksi udang air payau intensif. • Lumpur air laut umumnya menghasilkan konsentrasi sulfida yang lebih tinggi, karena konsentrasi sulfat dalam air laut adalah lebih tinggi daripada di air tawar, dan udang tinggal dekat dasar tambak. 3. Bagaimana cara menurunkan kadar H2S di kolam? • Dengan mengaerasi dan mensirkulasi air, untuk meminimalkan kondisi anaerobik di dekat dasar kolam. • Membatasi jumlah bahan organik yang ada dengan cara mengefisienkan tingkat pemberian pakan. • Pengeringan dan pembuangan air secara periodik akan memfasilitasi oksidasi H2S di lumpur dan akan meningkatkan dekomposisi bahan organik juga. 4. Bagaimana pengaruh H2S terhadap kesehatan ikan? • H2S secara cepat menembus epithelium insang dan menimbulkan efek toksiknya dengan memblok kemampuan sel untuk menggunakan oksigen. • Hasilnya adalah hypoxia yang serupa dengan efek sianida atau serupa dengan kejadian deplesi oksigen. • Ikan yang dipapar ke level lethal H2S terlarut, pertama-tama menunjukan peningkatan laju ventilasi, kemudian penghentian ventilasi. Kematian menyusul dalam hitungan menit. • Toksisitas meningkat dengan konsentrasi oksigen terlarut menurun. • Bagaimanapun, air yang jenuh oksigen pun tidak akan dapat mencegah kematian, dan konsentrasi H2S di atas 0.5 mg/L adalah lethal akut untuk sebagian besar ikan dewasa tanpa perduli spesiesnya. 5. Bagaimana reaksi H2S dalam air, dan faktor apa yang menentukan proporsi ion-ion hasil reaksi H2S dalam air? • H2S HS- + H+ • Proporsinya ditentukan oleh : • temperatur, • pH • salinitas 6. Bagaimana hubungan kandungan H2S dengan pH dan temperatur air? • Kadar H2S yang toksik meningkat pada air yang lebih dingin dan lebih asam. 7. Bagaimana cara menurunkan kadar H2S di air? • H2S dapat dihilangkan dari air dengan aerasi, tetapi laju stripping ini adalah relatif rendah karena H2S sangat larut. • Bagaimanapun, ion HS- tidak stabil dalam air ber-pH netral atau basa, dan secara cepat dapat dioksidasi ke sulfat dengan aerasi. • Jika Fe (besi) atau Mn (mangan) ada, sulfida akan dihilangkan dengan reaksi yang membentuk metal sulfida (FeS, MnS). Senyawa ini memberi lumpur anaerobik karakteristik berwarna hitam. 8. Berapa kadar H2S di air yang relatif aman untuk kesehatan ikan? • Level paparan aman maksimum yang direkomendasikan untuk H2S adalah 0.002 mg/L. PADATAN TERLARUT TOTAL (TDS) DAN SALINITAS 1. Apa yang disebut dengan TDS (Padatan Terlarut Total)? • TDS adalah konsentrasi total semua garam-garam mineral inorganik yang terlarut dalam air (dalam mg/L). 2. Apa yang dimaksud dengan Salinitas ? • Salinitas adalah Konsentrasi total semua unsur ionik yang ada didalam suatu sampel air. 3. Apa bahan penyusun dari Salinitas dan TDS ? • Salinitas dan TDS disusun terutama dari : • karbonat, CO32- • bikarbonat, HCO3- • klorida, Cl- • sulfat, SO42- • posphat, PO42- • nitrat, NO3- dan • garam-garam dari Na (sodium), K (potasium), Ca (kalsium) dan Mg (magnesium), dan “traces” Fe (besi), Mn (mangan) dan senyawa-senyawa lain. PADATAN TERSUSPENSI TOTAL (TSS) DAN TURBIDITAS/KEKERUHAN 1. Apa yang disebut dengan TSS (Padatan Tersuspensi Total)? • TSS adalah residu padatan yang tertinggal ketika air difilter (padatan tersuspensi), sedang padatan yang tertinggal ketika air dievaporasi sampai kering merupakan TDS (padatan terlarut). 2. Terkait dengan perbedaan kadar garam tubuh ikan tawar dan ikan laut dengan kadar garam di media air, apakah perbedaan diantara keduanya? • Ikan-ikan laut cenderung untuk kehilangan air ke lingkungan dengan difusi keluar dari tubuhnya. Akibatnya mereka secara aktif minum air dan membuang kelebihan garam melalui jalan sel-sel mengekskresikan garam khusus. • Ikan-ikan air tawar mengambil air dan secara sangat aktif mengeluarkan jumlah besar air dalam bentuk urin dari ginjalnya. 3. Apa yang terjadi pada benih ikan jika air kandungan mineralnya kurang? • Defisiensi mineral pada air mungkin mengakibatkan mortalitas yang tinggi, khususnya pada benih ikan yang baru ditetaskan. 4. Bagaimana cara menghambat penyakit white spot pada benih ikan terkait dengan kualitas air ? • Pengkayaan kimia air dengan kalsium klorida (CaCl2) telah digunakan untuk menghambat penyakit white spot pada benih ikan. 5. Apa penyebab air menjadi keruh ? • endapan-endapan kimia, • bahan organik terflokulasi (kotoran ikan atau sisa pakan) • organisme planktonik yang mati maupun yang hidup, dan • sedimen yang teraduk dari dasar kolam atau dari sungai. 6. Apa pengaruh air yang keruh terhadap ikan? • Ikan sulit untuk menemukan makanan • Ikan sulit untuk menghindari pemangsaan • dapat menghambat perkembangan telur selama inkubasi, dan • secara fisik dapat mengotori insang • konsekuensi fisiologis meliputi :  stres dan  penurunan resistensi terhadap penyakit. 7. Sampai kadar berapa Turbiditas kurang berpengaruh terhadap kehidupan ikan? • Turbiditas sampai 100.000 ppm tidak mempengaruhi ikan secara langsung, dan sebagian besar air alami mempunyai konsentrasi yang jauh lebih rendah daripada ini. 8. Berapa kadar TSS yang optimum untuk kehidupan ikan? • Konsentrasi TSS yang sesuai untuk kesehatan optimum ikan dipertimbangkan pada level 80 – 100 ppm TSS, ini akan melindungi spesies ikan yang sensitif terhadap kerusakan insang. KEMASAMAN / pH 1. Apa yang menyebabkan air menjadi masam? • Kemasaman atau Asiditas dalam air yang digunakan untuk budidaya ikan umumnya dikarenakan : 1. CO2 yang terlarut dari atmosfir atau yang dihasilkan oleh metabolisme ikan, 2. asam-asam mineral dari polusi, 3. asam-asam organik yang terjadi secara alamiah dari deposit humus, atau 4. dari hidrolisis garam-garam dari deposit mineral yang tercuci kedalam suplai air. 2. Di hatchery ikan, apa penyebab utama menurunnya pH? • Penyebab utama adalah CO2 yang dihasilkan oleh respirasi ikan, terutama pada air yang kesadahan totalnya rendah (<50 data-blogger-escaped-1.="" data-blogger-escaped-2.="" data-blogger-escaped-3.="" data-blogger-escaped-4.="" data-blogger-escaped-8.2.="" data-blogger-escaped-:="" data-blogger-escaped-adalah="" data-blogger-escaped-air.="" data-blogger-escaped-air="" data-blogger-escaped-alkalin="" data-blogger-escaped-alkalinitas="" data-blogger-escaped-anion-anion="" data-blogger-escaped-apa="" data-blogger-escaped-apung="" data-blogger-escaped-asam="" data-blogger-escaped-asiditas="" data-blogger-escaped-atau="" data-blogger-escaped-bagaimana="" data-blogger-escaped-bahan="" data-blogger-escaped-basa="" data-blogger-escaped-beralkalinitas="" data-blogger-escaped-berfluktuasi="" data-blogger-escaped-bermuatan="" data-blogger-escaped-besar="" data-blogger-escaped-bikarbonat="" data-blogger-escaped-budidaya="" data-blogger-escaped-caco3="" data-blogger-escaped-dalam="" data-blogger-escaped-dan="" data-blogger-escaped-dapat="" data-blogger-escaped-dari="" data-blogger-escaped-dengan="" data-blogger-escaped-dibuffer="" data-blogger-escaped-dimaksud="" data-blogger-escaped-dua="" data-blogger-escaped-fasilitas="" data-blogger-escaped-hidrogen="" data-blogger-escaped-hubungan="" data-blogger-escaped-ikan="" data-blogger-escaped-infeksius.="" data-blogger-escaped-insang="" data-blogger-escaped-ion="" data-blogger-escaped-jaring="" data-blogger-escaped-juga="" data-blogger-escaped-karbonat="" data-blogger-escaped-karena="" data-blogger-escaped-ke="" data-blogger-escaped-kegagalan="" data-blogger-escaped-kemampuan="" data-blogger-escaped-kemasaman.="" data-blogger-escaped-kemasaman="" data-blogger-escaped-kematian="" data-blogger-escaped-kepada="" data-blogger-escaped-kerentanan="" data-blogger-escaped-kesadahan="" data-blogger-escaped-kesehatan="" data-blogger-escaped-konsentrasi="" data-blogger-escaped-kuat="" data-blogger-escaped-langsung="" data-blogger-escaped-laut="" data-blogger-escaped-lawan="" data-blogger-escaped-marikultur="" data-blogger-escaped-memiliki="" data-blogger-escaped-mempunyai="" data-blogger-escaped-menerima="" data-blogger-escaped-menetralisir="" data-blogger-escaped-mengalami="" data-blogger-escaped-mengarah="" data-blogger-escaped-menunjuk="" data-blogger-escaped-menyebabkan="" data-blogger-escaped-merupakan="" data-blogger-escaped-mg="" data-blogger-escaped-negatif="" data-blogger-escaped-normal="" data-blogger-escaped-oh-="" data-blogger-escaped-osmoregulasi="" data-blogger-escaped-pada="" data-blogger-escaped-pengaruh="" data-blogger-escaped-peningkatan="" data-blogger-escaped-penyakit="" data-blogger-escaped-ph="" data-blogger-escaped-satu="" data-blogger-escaped-sebagai="" data-blogger-escaped-sebagian="" data-blogger-escaped-secara="" data-blogger-escaped-sekitar="" data-blogger-escaped-senyawa-senyawa="" data-blogger-escaped-seperti="" data-blogger-escaped-suatu="" data-blogger-escaped-terhadap="" data-blogger-escaped-terlarut="" data-blogger-escaped-terlibat="" data-blogger-escaped-terpengaruh="" data-blogger-escaped-terutama="" data-blogger-escaped-tidak="" data-blogger-escaped-tinggi="" data-blogger-escaped-total="" data-blogger-escaped-transport="" data-blogger-escaped-unit.="" data-blogger-escaped-untuk="" data-blogger-escaped-yang="">7) dan konsentrasi TDS yang tinggi. 4. Apa manfaat Alkalinitas terhadap ikan? • Alkalinitas menyediakan kapasitas menyangga (buffer) yang dibutuhkan untuk melindungi ikan yang dibudidayakan secara intensif, untuk melawan goyangan lebar pH air yang akan terjadi dikarenakan CO2 hasil respirasi dari ikan dan tanaman akuatik. 5. Bagaimana cara memecahkan masalah Alkalinitas air yang rendah? • Sodium bikarbonat (NaHCO3) pada dosis 10-20 lbs per acre seringkali ditambahkan ke kolam ikan air tropis untuk memperbaiki alkalinitas rendah dan memperbaiki masalah NH3 dan CO2 yang muncul dari pH rendah atau tinggi. 6. Berapa kadar Alkalinitas yang disarankan? Dan apa tujuannya? • Untuk budidaya ikan intensif, alkalinitas 100-150 mg/L direkomendasikan • Tujuannya untuk menyediakan kapasitas menyangga (buffer) yang diperlukan untuk : • mencegah fluktuasi pH yang lebar, • mendukung produksi algae, • mencegah pelepasan logam berat, dan • untuk memungkinkan penggunaan senyawa tembaga didalam treatment penyakit. 7. Apa yang dimaksud dengan Kesadahan? • Kesadahan merupakan suatu ukuran dari jumlah garam-garam kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) yang ada, juga diekspresikan sebagai konsentrasi setara kalsium karbonat (CaCO3). 8. Selain Ca dan Mg, unsur apa lagi yang dapat membuat Kesadahan air tinggi? • Logam-logam terlarut divalen (bervalensi dua) seperti besi (Fe), tembaga (Cu), seng (Zn), dan timah (Sn). 9. Bagaimana klasifikasi air berdasarkan Kesadahannya? • Air lunak biasanya adalah asidik (masam), sedangkan air keras cenderung untuk menjadi alkalin. • Air dapat diklasifikasikan sbb: mg/L CaCO3 Istilah 0 – 50 Lunak 50 – 100 Cukup Lunak 100 – 200 Agak Keras 200 – 300 Cukup Keras 300 – 450 Keras > 450 Sangat Keras 10. Mengapa sampai batas tertentu, air dengan kesadahan yang lebih tinggi baik untuk kesehatan ikan? • menyediakan Ca yang dibutuhkan ikan • menurunkan kerja osmotik yang dibutuhkan untuk mengganti elektrolit darah yang secara kontinyu hilang dalam jumlah banyak melalui urin ikan air tawar • masalah toksisitas logam berat dan therapeutant penyakit yang mengandung tembaga, akan juga diminimalkan pada air yang lebih keras (>150 mg/L). • Ikan sedikit kurang rentan (atau sedikit lebih kuat) terhadap infeksi virus necrosis pancreatik dan penyakit ginjal bakterial. • Sindrom ulcerative epizootic, suatu penyakit yang mempengaruhi ikan bandeng dan ikan-ikan air tropis lainnya yang dibudidayakan di Asia Tenggara, muncul untuk menjadi lebih parah/hebat pada air yang kesadahan totalnya rendah. 11. Berapa nilai Kesadahan yang sesuai untuk ikan? • Sebagai suatu pedoman, air dalam kisaran Kesadahan : 50-200 mg/L, dengan pH : 6.5-9 dan Alkalinitas : 100-200 mg/L setara CaCO3, dianggap sesuai untuk budidaya intensif ikan air tropis. AMMONIA (NH3) 1. Darimana sumber NH3 di air budidaya? • sumber utama NH3 adalah metabolisme ikan, perombakan bahan organik nitrogenik (sisa pakan dan feces ikan). • Sumber lain : perombakan bahan organik nitrogenik dalam tanah atau sedimen, polusi dari instalasi pengolahan limbah, drainase dari lahan pertanian atau limbah buangan industri. • Jumlah yang relatif besar dari NH3 (dan CO2), bersama-sama dengan urea, creatine, creatinine, asam uric, dan limbah nitrogenik lainnya, diekskresikan secara kontinyu oleh ikan. • Untuk contoh, channel catfish mengekskresikan sekitar 20 g NH3 per hari per kg ransum pakan. 2. Bagaimana reaksi NH3 dalam air? • Ketika NH3 masuk ke dalam air, ion hidrogen yang ada segera bereaksi dan mengubahnya kedalam suatu campuran yang seimbang antara ion nontoksik ammonium (NH4+) dan NH3-tak terionisasi yang toksik. NH3 + H2O (H+ + OH-) NH4+ + OH- (Sangat toksik) • Selanjutnya diubah menjadi NO2- dan akhirnya menjadi NO3- melalui reaksi sbb: Nitrosomonas NH4+ + 1.5 O2 + 2 HCO3- NO2- + 2 H2CO3 + H2O Nitrobacter NO2- + 0.5 O2 NO3- + H2O Nitrosomonas NH4+ + 2 O2 + 2 HCO3- NO3- + 2 H2CO3 + H2O Nitrobacter 3. Untuk NH3 menjadi NO3-, komponen/faktor apa yang harus ada, dan faktor apa yang menjadi pendukung? • Faktor utama, harus ada : a. Oksigen b. Bakteri nitrifikasi • Faktor pendukung adalah : a. Substrat dg permukaan kasar dan mengandung kapur (yang dapat meningkatkan alkalinitas air melalui ion HCO3- yang berfungsi sebagai buffer pH) Gambar 1. Gambaran proses nitrifikasi oleh bakteri pada permukaan substrat. 4. Mengapa NH3 lebih banyak di air berpH tinggi daripada di pH rendah? • Karena pada pH tinggi konsentrasi ion OH- akan lebih banyak, sehingga laju reaksi akan bergeser ke arah kiri, akibatnya kadar NH3 akan meningkat. NH3 + H2O NH4+ + OH- 5. Mengapa laju nitrifikasi lebih tinggi di air yang berpH mendekati netral daripada di pH masam atau lebih basa? • Nitrosomonas spp lebih suka pH air sekitar 8, sementara Nitrobacter spp lebih menyukai air ber-pH sekitar 8.5, sehingga pada pH sekitar netral, kedua bakteri ini akan bekerja optimum. 6. Mengapa laju reaksi nitrifikasi lebih tinggi pada suhu air yang relatif tinggi daripada di suhu air yang rendah? • Reaksi nitrifikasi mengikuti hukum Van’t Hoff-Arthenius sampai batas 30 C; yaitu peningkatan suhu sebesar 4 C, mengakibatkan peningkatan laju nitrifikasi sekitar 50%, dan penurunan suhu sebesar 1 C mengakibatkan penurunan laju nitrifikasi sebesar 30%. • Nitrifikasi berlangsung lebih cepat pada daerah tropis atau pada musim panas. 7. Apa yang dimaksud dengan new tank syndrom ? • Terjadinya kematian massal ikan yang baru dimasukkan kedalam bak, kolam atau akuarium yang berlangsung secara mendadak • Biasa terjadi pada bak, kolam atau akuarium yang baru dibuat atau yang baru dibersihkan • Terjadi pada budidaya intensif (kepadatan ikan relatif tinggi) • Tanpa adanya gejala atau tanda-tanda serangan penyakit • Terjadi meskipun bak atau akuarium diaerasi (kadar O2 cukup) 8. Kenapa terjadi new tank syndrom? • Ikan yang padat menghasilkan NH3 dalam jumlah banyak, sementara bakteri Nitrosomonas dan Nitrobacter belum berkembang, sehingga kadar NH3 yang tinggi tersebut akan meracuni ikan itu sendiri. 9. Bagaimana cara mencegahnya? • Ikan yang tahan terhadap NH3 dipelihara terlebih dahulu, sehingga filter akan banyak mengandung bakteri pengurai NH3 • Di air, ditambahkan 46 mg NH4Cl / L dan 73 mg NaNO2 / L selama 20 hari • Ambil sebagian substrat biofilter dari akuarium/kolam yang sudah stabil (banyak bakteri pengurai NH3), tempatkan pada akuarium/ bak/kolam yang baru. 10. Apa pengaruh ion Na+ terhadap NH3? • Pengaruh konsentrasi sodium (Na+) terlarut adalah dikarenakan adanya mekanisme pertukaran ion NH4+/Na+ di insang ikan, • Konsentrasi Na+ yang rendah pada air suplai hatchery dapat mengakibatkan ikan mengandung level NH3 darah yang tinggi. • Penambahan NaCl untuk meningkatkan konsentrasi Na+ sampai 10-20 mg/L, telah digunakan untuk menurunkan level kronis NH3 darah pada hatchery salmon dengan kesadahan air lunak. • Air alkalin keras (pH 9-10) dapat juga menghambat pertukaran NH4+/Na+ dan menaikkan konsentrasi ammonia darah ke level toksik. 11. Berapa level aman kadar NH3 untuk budidaya ikan? • Banyak pembudidaya ikan lebih suka untuk mempertahankan konsentrasi NH3 ≤ 0.01 mg/L. NITRIT (NO2-) 1. Apa pengaruh NO2- terhadap kesehatan ikan? • hypertrophy insang, • hyperplasia, • separasi lamellar bersama-sama dengan hemorrhages dan lesi necrotic di thymus. • meningkatkan kerentanan ikan terhadap penyakit infeksi. • Masalah kesehatan ikan yang utama yang disebabkan oleh NO2- adalah methemoglobinemia, umumnya diistilahkan dengan penyakit darah coklat (brown blood disease). • Kondisi fisiologi ini diberi nama demikian melihat methemoglobin berwarna coklat yang terbentuk ketika NO2- mengoksidasi besi Fe2+ dalam molekul hemoglobin (Hb) ke Fe3+. • Bentuk teroksidasi dari Hb (methemoglobin) tidak mampu untuk mengikat oksigen dan membawanya ke jaringan-jaringan tubuh ikan. 2. Selain melalui nitrifikasi, apa cara lainnya untuk mencegah dampak negatif NO2- terhadap kesehatan ikan? • Meningkatkan konsentrasi ion Cl- atau Ca2+ terlarut sampai 50 mg/L dapat meningkatkan sampai 50 kali toleransi ikan (salmon) terhadap NO2-. • Ion Cl- atau Ca2+ kemungkinan bersaing dengan NO2- untuk transport melintasi ephitelium insang dan oleh karena itu menurunkan jumlah NO2- yang diserap ikan. • Menurunnya pH meningkatkan toksisitas NO2- dengan mengubah beberapa NO2- yang ada ke HNO2. 3. Berapa kadar NO2- yang layak untuk ikan? • Level NO2- < 0.1 mg/L mencukupi untuk melindungi kesehatan ikan dibawah kondisi kualitas air umumnya. 4. Apa dampak negatif NO3- yang kadarnya tinggi terhadap ikan? • Konsentrasi NO3- yang tinggi dapat mengakibatkan kegagalan osmoregulasi nonspesifik yang serupa dengan yang disebabkan oleh konsentrasi garam yang tinggi pada umumnya. • Bagaimanapun, paparan yang tinggi terhadap nitrat selama inkubasi telur telah ditunjukan untuk mempunyai pengaruh hebat terhadap perkembangan embrio ikan salmon. 5. Berapa kadar NO2- yang disarankan untuk budidaya ikan? • Level maksimum < 1.0 mg/L merupakan pedoman yang disarankan, tetapi dibawah sebagian besar kondisi budidaya toksisitas nitrat terhadap ikan pada budidaya intensif atau ekstensif bukanlah suatu masalah yang serius. PENCEGAHAN PATOGEN 1. Bagaimana cara mencegah introduksi awal patogen obligat dan fakultatif ke fasilitas akuakultur? • Mencegah introduksi awal patogen obligat dan fakultatif ke fasilitas akuakultur dapat dilakukan melalui :  disinfeksi telur,  kuarantina ikan yang masuk ke hatchery,  segregasi carriers induk, dan  penggunaan suplai air bawah tanah (sumur atau mata air) 2. Bagaimana treatment air untuk mencegah masuknya patogen? • Metode fisik, dengan menggunakan lampu UV. • Metode Kimia, dengan menggunakan : o Ozon o Klorin / Kaporit o Potasium permanganat (KMnO4) o Hidrogen peroksida (H2O2) o Iodin, dsb 3. Apa yang dimaksud dengan Sterilisasi dan Desinfeksi? • Sterilisasi, penghancuran total semua organisme hidup di suplai air, adalah tidak perlu dan terlalu mahal untuk dilakukan pada beberapa kasus. • Disinfeksi, penghancuran organisme yang berbahaya untuk ikan, umumnya memberikan tingkat kontrol patogen ikan yang cukup. • Dalam praktek, disinfeksi biasanya juga merusak beberapa mikroorganisme yang tidak berbahaya untuk ikan seperti algae, zooplankton atau bakteri nitrifikasi. ULTRA VIOLET (UV) 1. Berapa kisaran panjang gelombang cahaya UV? • 100 – 400 nm. 2. Apa peranan UV-A, UV-B dan UV-C? • Band UV-A adalah bagian yang sangat bertanggung jawab terhadap aktivasi melanosit pada jaringan kulit (tanning; membuat warna kulit menjadi coklat), • Band UV-B merangsang produksi vitamin D pada kulit, dan • Band UV-C merupakan spektrum yang sangat berbahaya untuk organisme hidup. 2. Benda apa yang tidak bisa dilewati oleh cahaya UV? • Cahaya UV tidak mampu melewati lapisan gelas, air atau plastik, karena mereka mengabsorbsi UV. • Radiasi elektromagnetik (sinar-X, ultraviolet, cahaya tampak, atau gelombang radio), terjadi dalam unit-unit energi diskret yang dinamakan photon. • Photon dari radiasi panjang gelombang yang lebih pendek memiliki energi yang lebih besar dan dapat mengakibatkan lebih banyak kerusakan biologis daripada photon dari radiasi panjang gelombang yang lebih panjang. 3. Pada panjang gelombang berapa UV paling berbahaya? • Panjang gelombang UV-C yang paling lethal adalah yang terletak pada kisaran antara 255 – 265 nm, dimana DNA, RNA dan asam-asam nukleat lainnya sangat kuat mengabsorbsi radiasi UV dan mengakibatkan kerusakan untuk peptida, protein dan enzym. • Radiasi cahaya UV pada panjang gelombang ini adalah tidak tampak dan dapat mengakibatkan kerusakan hebat pada kornea dan retina mata, sehingga perlindungan mata adalah sangat penting untuk orang yang sedang mengoperasikan peralatan UV untuk disinfeksi patogen air di hatchery. • Untuk menginaktifasi mikroorganisme akuakultur, radiasi UV harus menembus masuk ke dalam air. 4. Apa yang menyebabkan efektifitas UV berkurang? • Turbiditas dan garam-garam mineral terlarut mengurangi transmisi UV secara signifikan. • Pada situasi budidaya ikan, turbiditas dari plankton, tanah, dan bahan organik tersuspensi biasanya merupakan penyebab paling serius dari penurunan transmisi UV. 5. Bagaimana untuk menghindari penurunan efektifitas UV akibat turbiditas ? • Penggunaan filter pasir di awal treatment sebaiknya selalu digunakan jika turbiditas > 20 Natelson Turbidity Units (NTUs). 6. Mengapa efektifitas UV untuk air laut lebih rendah daripada di air tawar? • Karena TDS lebih tinggi air laut, sehingga air laut mengabsorbsi UV lebih kuat daripada sebagian besar air tawar. 7. Kenapa lama kelamaan muncul warna hitam pada lampu UV? • Karena terjadi proses Solarisasi, yaitu proses penghitaman secara lambat dari kaca lampu disebabkan oleh sering terkena sorotan dari UV yang berlangsung lama. Itu menurunkan output lampu dengan 3-4% per 1000 jam penggunaan. 8. Apa kriteria lampu UV dianggap sudah tidak efektif lagi? • Lampu dianggap telah mencapai akhir masa manfaatnya ketika output telah menurun ke 60% dari level orisinalnya. 9. Bagaimana penempatan lampu UV yang baik di sistem treatment air? • Lampu UV biasanya diletakkan didalam suatu tabung yang terbuat dari kuarsa atau kaca yang dapat mentransmisi UV, sehingga lampu UV tidak berkontak langsung dengan air, tetapi radiasi UV tetap masuk ke dalam air dan menginaktifasi mikroorganisme target. 10. Apa keuntungan lampu UV diletakkan dalam tabung tersendiri? • Lampu UV tidak terkotori oleh deposit-deposit mineral, partikel-partikel sedimen, dan jenis pengotor (fouling) lainnya, yang dapat memblok radiasi UV dan menurunkan efektifitasnya. 11. Apa unit yang digunakan untuk mencerminkan efektifitas UV dalam pengendalian penyakit? • Tingkat dosis UV (intensitas dan waktu kontak) yang dibutuhkan untuk pengendalian penyakit ikan dicerminkan sebagai dosis dari radiasi ultraviolet dalam mikrowatt (µW) per cm2 area terradiasi per detik waktu kontak (µW.det/cm2). 12. Berapa dosis UV yang umum untuk dijadikan patokan desinfeksi air? • Untuk pengendalian penyakit ikan, pedoman yang dapat diterima adalah tingkat dosis 30.000 µW.det/cm2, dimana sebagian besar dari bakteri dan virus umum secara mudah dapat dihancurkan. • Parasit yang lebih besar seperti Ichthyopthirius tomites (Ich), dan parasit protozoa Ichthyobodo (Costia) necatrix dapat bertahan hidup pada dosis UV setinggi 300.000 µW.det/cm2. • Dosis ini akan membunuh 99.9% jumlah patogen, yang saat ini merupakan standar yang diterima untuk pengendalian penyakit ikan. 13. Berapa intensitas lampu UV yang ada di pasaran? • Lampu yang tersedia di pasaran secara umum menghasilkan UV pada intensitas sekitar 9.000 µW/cm2. 14. Bagaimana cara menghitung debit air yang akan ditreatment dengan UV? • Contoh : Hitung aliran air melalui suatu chamber silindris dengan suatu tabung UV standar yang ditempatkan pada pusatnya yang akan mengakibatkan tingkat dosis 30.000 µW.det/cm2 untuk mikroorganisme tersuspensi. • Pertama, volume chamber efektif (ECV) harus dihitung. Menggunakan hc dan hq untuk menunjukkan panjang chamber dan tabung kuarsa, ECV ditentukan dari : ECV = V(chamber) – V(tabung kuarsa) = r2hc – r2hq Waktu pemaparan (time exposure, ET) (biasanya dalam detik) yang dibutuhkan untuk suatu patogen tersuspensi dalam air mengalir melalui chamber untuk mengakumulasi dosis 30.000 µW.det/cm2 dapat ditentukan dari hubungan berikut : ET (det) = Tingkat Dosis (µW.det/cm2) / Intensitas Lampu (µW/cm2) ET = 30.000 µW.det/cm2 : 9000 µW/cm2 = 3.3 det Laju aliran air (Water flow rate, WFR) melalui chamber yang akan menyediakan waktu paparan ini diberikan oleh : WFR = ECV / ET Dimana : WFR = laju aliran air (L/det) ECV = volume chamber efektif (L) dan ET = waktu paparan (det) • Untuk contoh, diasumsikan bahwa volume chamber efektif = 6.6 L. Laju aliran air maksimum yang dapat digunakan, untuk memastikan bahwa patogen-patogen tersuspensi dipapar ke UV selama 3.3 detik adalah : WFR = ECV / ET = 6.6 L / 3.3 det = 2.0 L/det Tabel 6. Dosis UV minimum yang direkomendasikan untuk menginaktifasi patogen-patogen ikan yang umum dan mendisinfeksi air hatchery. Patogen/Aplikasi Tingkat Dosis UV (µW.det/cm2) Bakteri (99.9 % inaktifasi) • Aeromonas hydrophila 5.000 • Aeromonas salmonicida 4.000 • Vibrio anguillarum 4.000 • Pseudomonas fluorescens 5.000 Fungus (menghambat pertumbuhan hyphae) • Saprolegnia sp. 230.000 Virus (99 % penurunan infektifitas) • IPNV (infectious pancreatic necrosis) 150.000 • IHNV (infectious hematopoietic necrosis) 2.000 • CCV (channel catfish virus) 2.000 • Herpesvirus salmonis 2.000 Parasit (99 % penurunan infektifitas) • Myxobolus cerebralis 27.600 Aplikasi Perikanan • Air Resirkulasi 30.000 • Air Limbah Hatchery 30.000 KLORIN 1. Apa manfaat klorin dalam budidaya ikan? • Klorin digunakan secara luas di akuakultur untuk :  Membasmi organisme-organisme penyakit (bakteri, virus, parasit, jamur yang bersifat patogenik maupun yang non-patogenik) :  disinfeksi jaring, bak dan peralatan hatchery atau laboratorium lainnya,  disinfeksi kolam-kolam atau tambak produksi pada saat persiapan untuk penebaran benur/benih ikan dan  disinfeksi air buangan hatchery atau laboratorium  Mengontrol kelimpahan phytoplankton, dan  Memperbaiki kualitas air di kolam/tambak yang ditebari ikan atau udang :  mengoksidasi bahan organik,  mengoksidasi nitrit,  mengoksidasi besi ferro (Fe2+),  menurunkan kadar NH3, dsb. 2. Apa jenis klorin yang umum dijumpai dijual di pasaran?  Senyawa klorin yang umum dijual di pasaran untuk tujuan disinfeksi adalah :  Gas klorin (Cl2),  Sodium hipoklorit (NaOCl),  Kalsium hipoklorit (kaporit), [Ca(OCl)2], dan  Butiran kalsium hipoklorit (HTH). 3. Jenis klorin apa yang ekonomis untuk digunakan di budidaya ikan? • Desinfeksi bak, kolam, jaring, dan sebagainya, sodium atau kalsium hipoklorit (kaporit) biasanya digunakan. • Untuk mendesinfeksi perlatan seperti sepatu boot, jaring/jala dan bak, sodium atau kalsium hipoklorit ditambahkan ke dalam air sampai kadarnya mencapai sekitar 100 mg/L. 4. Bagaimana reaksi klorin di air? • Klorin bereaksi dengan air untuk membentuk suatu asam kuat, yaitu asam hidroklorik (HCl), dan suatu asam lemah, yaitu asam hipoklorus (HOCl) dengan reaksi sebagai berikut : Cl2 + H2O HOCl + HCl H+ + Cl- (Cenderung Asam) HOCl H+ + OCl- Ca(OCl)2 + H2O HOCl + Ca(OH)2 Ca2+ + OH- HOCl H+ + OCl- NaOCl + H2O HOCl + NaOH Na+ + OH- HOCl H+ + OCl- • Dengan demikian klorinasi air menghasilkan 4 jenis klorin, yaitu : 1. Klorin (Cl2), atau Ca(OCl)2 atau NaOCl 2. Asam hipoklorus (HOCl), 3. Ion hipoklorit (OCl-), dan 4. Ion klorida (Cl-). 5. Bagaimana proporsi ion atau asam hasil reaksi klorin dan air di atas? • Jenis ion/asam yang dominan di air tergantung pada pH air, dan tidak tergantung pada macam klorin yang digunakan. • HOCl merupakan residu yang dominan antara pH 4 dan 7; • Tetapi HOCl menurun relatif terhadap OCl- dengan meningkatnya pH; • OCl- adalah residu yang dominan di atas pH 8. 6. Bagaimana kekuatan desinfeksi antara Cl2 atau Ca(OCl)2 atau NaOCl, dengan HOCl dan OCl-? • Kekuatan disinfeksi (membunuh patogen) dari Cl2 / Ca(OCl)2 / NaOCl dan HOCl adalah 100 kali lebih besar daripada OCl-. 7. Mengapa kemampuan membunuh patogen dari HOCl lebih besar daripada OCl-? • Toksisitas klorin terhadap bakteri, virus dan ikan terutama dikarenakan HOCL dan OCl-. • HOCl merupakan oksidan kuat dan menghancurkan mikroorganisme dan jaringan insang ikan dengan mengakibatkan kerusakan non-spesifik terhadap protein dan penyusun membran dan dinding sel lainnya. • HOCl juga masuk secara mudah ke dalam sel-sel dimana ia mengoksidasi enzim dan struktur cincin purine dan pyrimidine dari DNA dan RNA. • OCl- memiliki berat molekul yang sama seperti HOCl, namun muatan elektriknya menghalangi penetrasi melalui membran sel yang membuatnya menjadi suatu desinfektan yang lemah dan juga kurang toksik untuk ikan. 8. Apa yang dimaksud dengan Residu Klorin Bebas (RKB)? • Klorin/sodium hipoklorit/kalsium hipoklorit, asam hipoklorus dan ion hipoklorit [(Cl2 / Ca(OCl)2 / NaOCl); HOCl; OCl-] dinamakan Residu Klorin Bebas (RKB). 9. Apa yang dimaksud dengan Residu Klorin Gabungan (RKG)? • Residu klorin gabungan (RKG) adalah residu klorin (HOCl) yang bereaksi dengan NH3 untuk menghasilkan Kloramin (Klor/Cl + amine/NH) : HOCl + NH3 NH2Cl + H2O (Monokloramin) HOCl + NH2Cl NHCl2 + H2O (Dikloramin) HOCl + NHCl2 NCl3 + H2O (Trikloramin) 10. Samakah kemampuan membunuh patogen antara RKG dengan RKB-? • Tidak. Kekuatan disinfeksi dari RKG < RKB, namun toksisitasnya terhadap ikan atau hewan akuatik lainnya, RKG > RKB. 11. Mengapa dengan jumlah patogen yang sama banyaknya, namun dosis klorin yang dibutuhkan pada air yang tercemar bahan organik, NO2-, H2S dan NH3 akan jauh lebih banyak daripada pada air yang relatif bersih dari bahan-bahan pencemar tersebut? • Karena ketika klorin ditambahkan ke dalam air yang tercemar tersebut : • Pertama-tama, HOCl akan digunakan terlebih dahulu untuk mengoksidasi bahan organik, ion-ion besi ferro atau H2S, membentuk ion klorida (Cl-) yang mana ion ini tidak memiliki kemampuan membunuh patogen. • Selanjutnya, HOCl berikutnya mulai untuk bereaksi dengan NH3 dan NO2- membentuk kloramin (RKG), dimana RKG juga memiliki kemampuan membunuh patogen yang lebih rendah daripada HOCl (RKB). • Baru HOCl yang tersisa mulai untuk membunuh patogen. • Jadi dosis klorin untuk air tercemar lebih tinggi daripada untuk air yang relatif bersih, meski jumlah patogennya sama. 12. Mengapa dosis klorin untuk air laut akan lebih besar daripada untuk air tawar, meski jumlah patogennya sama? • pH air laut adalah > 8, sedang pH air tawar umumnya < 7. • Pada air laut dengan pH > 7, RKB yang terbentuk sebagian besar adalah OCl-. • Pada air tawar dengan pH < 7, RKB yang terbentuk sebagian besar adalah HOCl. • Kemampuan membunuh OCl- < HOCl, sehingga dosis klorin untuk air laut akan > daripada untuk air tawar. 13. Berapa dosis klorin yang umum digunakan untuk membunuh patogen di budidaya ikan? • Klorinasi untuk menghancurkan patogen-patogen ikan pada limbah buangan hatchery membutuhkan RKB sebesar 1-3 mg/L dengan waktu kontak 10-15 menit. • Untuk mendisinfeksi bak dan alat-alat hatchery, konsentrasi klorin 100-200 mg/L dengan waktu kontak paling sedikit 30 menit biasanya direkomendasikan. Tabel. Dosis klorin dan waktu kontak minimum yang direkomendasikan untuk menginaktifasi patogen ikan dan mendisinfeksi peralatan hatchery serta air buangannya. Patogen/Aplikasi Dosis (mg/L) Waktu Kontak Keterangan Aeromonas salmonicida 0.1 30 detik 99.9 % mati Renibacterium salmoninarum 0.05 18 detik 99 % mati Yersinia ruckeri 0.05 30 detik 99.9 % mati IPNV 0.2 10 menit Air Lunak IPNV 0.7 2 menit Air Keras IHNV 0.5 5 menit Air Lunak IHNV 0.5 10 menit Air Keras Jaring, Sepatu Boot 50 5 menit Netralisir sesudahnya Bak/Tangki 100 30 menit Netralisir sesudahnya Kolam Kering 200 Biarkan hilang secara alamiah - Patogen air limbah hatchery 0.3-0.5 10 menit Tanpa Patogen eksotik 14. Apa pertimbangan utama didalam penggunaan klorin untuk budidaya ikan?  Beberapa pertimbangan yang perlu diperhatikan berkaitan dengan penggunaan klorin dalam budidaya ikan adalah sebagai berikut : • Klorin sebaiknya dipergunakan pada persiapan atau pencucian kolam/tambak, atau pada kolam tandon, karena klorin bersifat toksik terhadap ikan atau udang. • Dosis klorin tergantung pada pH air dan konsentrasi bahan organik dan NH3. • Semakin tinggi pH air, dosis klorin yang digunakan makin tinggi, karena RKB yang terbentuk sebagian besar berupa OCl- yang kemampuan membunuh patogennya lebih kecil daripada HOCl. Untuk itu, air yang pH-nya relatif tinggi (pH>7), sebelumnya ditambahkan asam asetat atau asam lemah lainnya sehingga pH-nya agak asam, baru klorin ditambahkan. • Kandungan bahan organik dan ammonia yang tinggi di air, akan membutuhkan dosis klorin yang lebih tinggi pula dibandingkan air yang berbahan organik atau ammonia yang rendah, karena klroin yang diberikan akan bereaksi dahulu dengan bahan organik atau ammonia tersebut membentuk kloramin atau RKG (yang kemampuan membunuh patogennya lebih kecil daripada RKB), baru setelah bahan organik atau ammonia telah habis bereaksi, RKB (yang kemampuan membunuh patogennya lebih tinggi daripada RKG) terbentuk. 15. Bagaimana cara menghilangkan residu klorin? • Residu klorin dapat dihilangkan dengan beberapa cara, diantaranya : • Dekomposisi Photokimia dengan iradiasi UV dan treatment dengan ozon, namun cara ini membutuhkan biaya cukup besar sehingga kurang direkomendasikan. • Penjemuran di bawah cahaya matahari selama beberapa hari • Didetoksifikasi menggunakan sodium thiosulfat (Na2S2O3) dengan dosis teoritis sebesar 7.4 mg/L sodium thiosulfat untuk setiap 1 mg/L RKB, atau dengan agen pereduksi lainnya (gas sulfur dioksida, sodium sulfit). • Deklorinasi dengan gas sulfur dioksida (SO2) adalah tidak mahal, mudah dikontrol dan alat yang diperlukan tersedia di pasaran. Reaksinya berjalan sedemikian cepat sehingga waktu kontak bukan pertimbangan penting lagi. Dengan cara ini klorin dan kloramin dapat diminimalisasi. SO2 + H2O H2SO3 HOCl + SO3-2 H2SO4 + HCl R-NHCl + SO3-2 R-NH2 + H2SO4 + HCl • Aerasi kuat selama beberapa hari, namun kloramin tidak hilang dengan cara ini. • Adsorpsi oleh arang/karbon aktif (C+) dapat menurunkan residu klorin dan kloramin sampai kisaran 10-20 g/L. C+ + HOCl CO2 + HCl C+ + NH2Cl + H2O CO2 + NH4Cl • Sesudah disinfeksi, tangki/bak, jaring dan peralatan lainnya harus dibilas dengan benar menggunakan air bebas klorin. Residu klorin dapat dianalisa menggunakan kertas uji klorin yang tersedia secara komersial atau dengan metode kimia seperti o-tolidine. • Sebagian besar ikan dapat mentolerir paparan setinggi 0.05 ppm selama periode pendek (sampai 30 menit), karena epithelium insang dapat sembuh dari kerusakan yang terjadi. OZON (O3) 1. Apa manfaat Ozon dalam kehidupan kita sehari-hari? • Ozon digunakan untuk menghilangkan warna, bau, dan turbiditas dari air resirkulasi budidaya ikan menggunakan akuarium • Ozon telah digunakan untuk mendisinfeksi aliran air masuk dan keluar di hatchery, untuk mengontrol patogen, mengoksidasi nitrit, dan mengurangi penambahan bahan organik pada budidaya ikan • Juga untuk mendesinfeksi dan memperbaiki kualitas air dari suplai air minum perkotaan dan dari limbah buangan pabrik treatment limbah rumah tangga dan industri. 2. Apa kelebihan dan kekurangan desinfeksi air menggunakan Ozon? Kelebihannya : • Kemampuan membunuh patogen dan mengoksidasi bahan organik, NO2, NH3 maupun H2S lebih tinggi daripada Klorin maupun UV, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk membunuh patogen menjadi lebih singkat. • Efektifitasnya tidak tergantung pada pH air dan tidak membentuk Kloramin (RKG). Kekurangannya : • Molekul O3 di udara adalah tidak stabil, dan secara spontan akan terdekomposisi kembali menjadi O2 dalam beberapa jam saja, sehingga penyediaan O3 harus dibuat ditempat. • Ozon bersifat sangat korosif, sehingga dapat merusak fasilitas hatchery terutama yang terbuat dari besi dan dapat merusak kesehatan manusia.. • Tidak seperti klorin yang cepat larut dalam air dan kemudian bereaksi dengan air untuk membentuk RKB yang mampu membunuh patogen, kelarutan O3 terbatas, sehingga efektifitas membunuh patogennya tergantung pada kontak fisik antara patogen dengan gelembung mikro gas O3 dalam air. Jadi kemampuan untuk mendistribusikan gelembung mikro gas O3 ke seluruh badan air yang akan didesinfeksi adalah sangat vital. • Oksidasi kation-kation inorganik (Fe, Mn, Zn, dsb) oleh ozon dapat merugikan, khususnya pada sistim budidaya shellfish marin tertutup, karena garam-garam terlarut yang dibutuhkan untuk metabolisme biota ini, dioksidasi menjadi bentuk-bentuk yang tidak larut, sehingga membuatnya tidak tersedia. 3. Bagaimana proses pembuatan Ozon? • Ozon dihasilkan dari Oksigen (O2) dengan menggunakan suatu “discharge” (tembakan) listrik tegangan tinggi, atau O2 diradiasi dengan UV pada panjang gelombang 100-200 nm. Reaksinya : 3O2 + hv (energi) 2O3 • Energi yang digunakan mengganggu molekul O2 dan menghasilkan atom-atom oksigen (O). • Selanjutnya atom O yang baru dihasilkan saling bertubrukan, sebagian besar dengan mudah membentuk O2 kembali, tetapi beberapa O bereaksi untuk membentuk molekul-molekul oksigen beratom tiga yang tidak stabil (O3) yang selanjutnya disebut ozon. 4. Darimana sumber O2 yang digunakan untuk menghasilkan O3? • O2 dari udara bebas, atau • O2 dari oksigen murni. 5. Apa keuntungan atau kerugian menggunakan dua sumber O2 di atas? • O2 dari udara bebas dapat diperoleh cuma-cuma, namun tenaga listrik yang diperlukan untuk menghasilkan Ozon lebih besar. • Disamping itu, udara bebas mungkin memiliki kelembaban dan debu yang mana hal ini akan merusak alat penghasil Ozon. • Sementara O2 murni agak mahal, namun seringkali lebih murah untuk menggunakan oksigen murni, khususnya pada generator yang lebih besar, karena sedikit tenaga listrik yang dibutuhkan untuk menghasilkan jumlah ozon yang sama. • Juga O2 murni labih kering dan bersih, sehingga alat penghasil Ozon tidak mudah rusak. 6. Bagaimana cara mendistribusikan gas O3 dalam air budidaya? • Untuk aplikasi akuakultur, dispersi gas Ozon biasanya menggunakan difuser keramik, karena tidak seperti sistim aerasi oksigen, difuser batang karbon tidak dapat digunakan karena mereka secara cepat teroksidasi. • Pengendapan atau filtrasi sebaiknya digunakan untuk menurunkan turbiditas sampai < 20 NTU agar ozonasi menjadi efektif. 7. Berapa dosis ozon yang umum digunakan untuk mendesinfeksi air budidaya ikan? • Konsentrasi ozon yang tepat dan lama waktu kontak yang dibutuhkan untuk menginaktifasi patogen ikan, beragam tergantung pada jenis organisme target dan kualitas air. • Pada sistim akuakultur air laut, bakteri mati pada konsentrasi ozon sekitar 0.5 mg/L. • Berdasarkan pada waktu kematian untuk spesies fungi, bakteri, virus dan parasit protozoa yang umum, dosis ozon antara 0.1 dan 0.5 mg/L dengan waktu kontak 5-10 menit akan mencukupi untuk mendesinfeksi suplai air tawar hatchery, dengan kandungan padatan tersuspensi rendah (