Biofiltrasi untuk Peningkatan Kualitas Air Budi Daya Udang Putih
Tags: ITB4People, Community Services, SDGs14
Wilayah pesisir memiliki potensi sumber daya perikanan dan kelautan yang strategis untuk dikembangkan. Pengelolaan sumber daya di wilayah pesisir secara tepat guna akan membuka peluang untuk meningkatkan kesejahteraan masyarakat sekitarnya. Pada umumnya, masyarakat pesisir bekerja di sektor perikanan tangkap. Selain perikanan tangkap, pemanfaatan potensi wilayah pesisir dapat dilakukan dengan kegiatan budidaya. Perikanan budidaya merupakan salah satu bagian penting dari pengembangan sektor perikanan di Indonesia, memberikan kontribusi ke tingkat nasional, ketahanan pangan, penciptaan lapangan kerja dan pendapatan negara.
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (2016a) produksi perikanan di Indonesia selalu meningkat setiap tahun. Pada tahun 2010 produksi perikanan di Indonesia sebesar 11.662 ribu ton dan meningkat menjadi 20.817 ribu. Subsektor perikanan juga memiliki 10 komoditas ekspor strategis, salah satunya udang vannamei. Provinsi Jawa Barat berada di peringkat ketiga produsen utama udang vannamei di Indonesia setelah Provinsi Nusa Tenggara Barat dan Jawa Timur. Jawa Barat berkontribusi sebesar 14,98 persen terhadap produksi udang vannamei nasional pada tahun 2015 (KKP, 2017).
Kabupaten Subang merupakan salah satu wilayah dengan produksi udang vannamei terbesar di Jawa Barat. Luas lahan budidaya tambak potensial di Kabupaten Subang sekitar 14.300 hektar namun hanya sebagian kecil saja lahan tambak yang dimanfaatkan dengan rata-rata produksi udang sebesar 1,223,24 ton pada tahun 2012 (KKP, 2012). Besarnya potensi luas lahan budidaya tambak tersebut berimplikasi pada penetapan Kabupaten Subang, salah satunya Kecamatan Blanakan sebagai wilayah implementasi program revitalisasi tambak udang dan industrialisasi udang vannamei oleh Kementerian Kelautan dan Perikanan (KKP) yang dimulai pada akhir tahun 2012.
Akan tetapi, beberapa tahun terakhir terjadi penurunan produksi udang di Kecamatan Blanakan. Adanya risiko produksi salah satunya diindikasikan dengan fluktuasi produktivitas yang cukup besar pada budidaya udang vannamei di Kecamatan Blanakan. Produktivitas udang vannamei di Kecamatan Blanakan pada periode April - Oktober 2013 sebesar 7,50 ton/hektar, meningkat menjadi 10,80 ton/hektar pada periode Oktober 2014 -April 2015, dan kembali menurun pada periode April – Oktober 2016 menjadi 9,53 ton/hektar (Divisi Marketing Global Shrimp Feed, 2016a). Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh Kharisma dan Manan (2012) yang menyatakan bahwa parameter fisika dan kimia mutu air yang tidak baik akibat penggunaan input produksi yang berlebihan serta kepadatan tebar yang terlalu tinggi menjadi penyebab utama melimpahnya populasi bakteri yang meningkatkan mortality rate udang vannamei. Adanya berbagai risiko produksi udang vannamei juga berakibat pada penurunan produksi dan pendapatan petambak.
Upaya peningkatan produksi perikanan budidaya tidak terlepas dari berbagai kendala yang menyebabkan produksi berfluktuatif. Dari berbagai kajian, diperoleh salah satu penyebab menurunnya produksi budidaya udang di pantai Utara Jawa adalah menurunnya kualitas lingkungan perairan. Permasalahan kualitas sumber air yang digunakan dalam proses budidaya merupakan salah satu penyebab menurunnya produksi budidaya udang di Kecamatan Blanakan, Subang. Permasalahan kualitas sumber air menjadi suatu tantangan serius dalam keberlanjutan produksi budidaya udang di kecamatan Blanakan. Kualitas air yang buruk akan berpengaruh terhadap pertumbuhan dan kualitas udang yang dihasilkan sehingga dapat menurunkan kelulus hidupan (survival) dari udang yang dibudidayakan.
Berdasarkan kondisi di atas, kajian analisis tingkat keberlanjutan usaha budidaya udang vannamei di kecamatan Blanakan perlu dilakukan. Mengukur tingkat keberlanjutan suatu usaha dapat dilakukan dengan menilai indikator-indikator keberlanjutan yang kemudian dikonversi menjadi sebuah skala berdasarkan kriteria yang ditentukan secara saintifik (berdasarkan literatur). Menurut Valenti dkk. (2011) budidaya perairan yang berkelanjutan adalah budidaya yang memproduksi organisme perairan secara cost-effective sekaligus masih menjalin keharmonisan dengan ekosistem dan komunitas yang ada di lingkungannya, namun tetap profitabel sehingga dapat terus berjalan dan memberikan manfaat ke sekitarnya. Indikator-indikator yang dapat digunakan dalam menentukan tingkat keberlanjutan suatu budidaya perairan diantaranya adalah indikator ekonomi, lingkungan, sosial, dan teknologi (Valenti dkk., 2011).
Berdasarkan hasil observasi yang telah dilakukan pada salah satu lokasi tambak budidaya udang di Kecamatan Blanakan, dapat dijelaskan bahwa air yang digunakan untuk kegiatan budidaya hanya melalui treatment secara fisik yaitu dengan menggunakan filter fisik sebelum dialirkan di dalam tandon penampungan air. Kondisi ini menyebabkan air yang digunakan pada proses budidaya memiliki kualitas air yang buruk karena beberapa parameter fisika-kimia air seperti amonium, nitrit, dan nitrat yang bersifat toksik terhadap udang tidak difiltrasi/ditreatment sebelum digunakan untuk kegiatan budidaya.
Instalasi teknologi biofilter yang dilakukan disesuaikan dengan luasan kolam tandon (reservoir) yang digunakan sebagai tempat penampungan air sebelum dialirkan menuju kolam budidaya. Setelah dilakukan instalai biofilter, selanjutnya dilakukan dengan inokulasi bakteri nitrifikasi yang berperan dalam mengkonversi senyawa toksik seperti amonium dan nitrit yang diubah menjadi senyawa nitrat. Pengkondisian biofilter dilakukan selama satu minggu sebelum biofilter siap digunakan. Selanjutnya, dilakukan analisis kualitas air dan analisis komunitas mikroba untuk mengetahui kinerja biofilter dalam perbaikan kualitas sumber air budidaya. Sampling kualitas air dilakukan pada beberapa titik sampling meliputi sumber air inlet (sebelum tandon), tangki biofilter, dan outlet biofilter yang selanjutnya dialirkan ke kolam tandon budidaya. Pengukuran kualitas air meliputi beberapa parameter fisikia, kimia, dan biologis perairan.
Berdasarkan hasil pengukuran, kualitas air yang digunakan untuk kegiatan budidaya udang putih sebelum dilakukan pengolahan dengan biofilter berada pada kondisi yang kurang optimal. Air yang digunakan untuk kegiatan budidaya memiliki kandungan senyawa nitrogen yang tinggi (ammonium, nitrit, dan nitrat) sehingga dapat menurunkan produktivitas budidaya udang putih pada Mitra. Oleh karena itu, diperlukan suatu solusi untuk perbaikan kualitas air budidaya yang digunakan. Setelah dilakukan pengolahan air dengan biofilter, kualitas air budidaya mengalami peningkatan dan berada pada rentang optimal untuk kegiatan budidaya udang putih.
Berdasarkan hasil analisis kualitas air setelah dilakukan pengolahan dengan biofilter berada pada kondisi optimal untuk kegiatan budidaya udang putih. Secara umum, dapat dijelaskan bahwa dengan adanya biofilter mampu meningkatkan kualitas air yang digunakan untuk kegiatan budidaya udang meliputi parameter fisika dan kimia perairan.
Pembukaan dan bridging yang tidak disarankan:
Berupa nasihat karena akan terkesan menggurui pembaca. Sementara, pembaca tidak suka digurui.
Terjadinya akumulasi materi organik dari kegiatan antropogenik menyebabkan menurunnya kualitas air sumber air yang digunakan dalam budidaya pembibitan. Dalam sistem akuakultur intensif, peningkatan kualitas air budidaya yang digunakan sangat penting dilakukan sehingga proses budidaya dapat dilakukan dengan kontrol yang lebih baik.
Beberapa senyawa kimia yang bersifat toksik pada proses pembibitan ikan seperti ammonia (NH3), ammonium (NH4+), dan nitrite (NO2-) perlu dikonversi menjadi senyawa yang less toxic yaitu menjadi senyawa nitrat (NO3-) melalui proses nitrifikasi sebelum digunakan. Proses nitrifikasi dasar, menurut Timmons et al. (2006) dan Madigan dkk. (2015), dapat dilihat pada reaksi di bawah ini:
Konversi amonium menjadi nitrite oleh ammonium oxidizing bacteria (AOB) (Nitrosomonas Sp.)
2NH4+ + 3O2 -> 2NO2- + 2H2O + 4H+
Konversi nitrite menjadi nitrate oleh nitrite oxidizing bacteria (NOB) (Nitrobacter Sp.)
2NO2- + O2 ->2 NO3-
Keseluruhan reaksi yang terjadi: 2NH4+ + 3O2 ->2 NO3- + 2H2O + 4H+.
Biofilter yang akan digunakan terdiri dari beberapa komponen meliputi; (1) tanki biofilter, terbuat dari beton berlapis atau fiberglass yang kuat untuk memastikan daya tahan yang lama. Kedalaman tangki harus disesuaikan dengan volume air yang akan ditampung; (2) Batu Kapur (CaCO3), digunakan sebagai media filter atau substrat bagi bakteri nitrifikasi. CaCO3 digunakan karena memiliki porositas yang tinggi dan dapat meningkatkan alkalinitas yang berfungsi untuk menyangga pH selama proses nitrifikasi berlangsung; (3) bioball, digunakan sebagai media moving bed filter atau bio carrier untuk substrat bakteri nitrifikasi dalam biofilter; (4) sistem aerasi, perlu ditempatkan di bagian bawah tangki biofilter untuk memberikan aerasi yang cukup dan pertukaran gas CO2 yang optimal. Volume udara yang cukup dapat disuplai dari pompa udara (blower); (5) cover, biasanya menggunakan terpal sebagai penutup untuk menghindari penetrasi air hujan dan sinar matahari. Selain itu, terpal akan membantu menjaga kestabilan suhu di dalam biofilter untuk mendukung kondisi nitrifikasi yang optimal.
Instalasi biofilter pada skala industri untuk usaha budidaya udang putih di Blanakan dimulai dengan persiapan beberapa kompartemen-kompartemen yang digunakan pada teknologi biofilter. Sumber air yang berasal dari aliran sungai akan dialirkan sebagai inlet melalui pipa inlet ke dalam tangki biofilter. Pada biofilter, ditambahkan batu kapur (CaCO3) dan bioball sebagai substrat penempelan konsorsium bakteri nitrifikasi. Setelah semua media pada tangki biofilter ditambahkan, selanjutnya dilakukan inokulasi konsorsium bakteri nitrifikasi yang sebelumnya sudah di uji pada skala laboratorium. Proses nitrifikasi akan terjadi pada biofilter untuk mengkonversi senyawa nitrogen yang bersifat toksik seperti amonia, amonium, dan nitrit menjadi senyawa yang less toxic yaitu nitrat. Air yang sudah melalui proses treatment selanjutnya dialirkan ke dalam sistem pembenihan ikan mas melalui pipa outlet.
