ELEMEN YANG DIPERLUKAN ORGANISME (MATERI Prof. Diana Arfiati) FPIK UB MALANG

8.1.  Pengertian

            Setiap elemen berbeda dalam berat, ukuran dan sifat kimianya. Nama-nama elemen yang umum terdapat dalam air dapat dilihat pada Tabel 1. Secara alami elemen ada yang bersifat sebagai gas misalnya hydrogen, nitrogen  dan oksigen. Air raksa (Mercuri) nampak sebagai cairan tetapi sebenarnya adalah logam. Elemen lain nampak sebagai padatan misalnya karbon, sulfur, pospor, kalsium, tembaga, seng, dll. Elemen akan bergabung satu dengan lainnya tergantung pada kekuatan valensi dan elektron terluarnya, sehingga kekuatan pengikatan dapat didasarkan pada kemampuan pengikatnya terhadap atom H atau unsur lain dalam membentuk suatu senyawa. Disamping elemen didalam air juga terdapat radikal yaitu unsur bermuatan yang bersifat sebagai anion atau kation. Radikal ini akan melakukan penggabungan dengan unsur-unsur tertentu yang sesuai dan menghasilkan senyawa tertentu. Radikal yang umum di perairan dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 1. Nama-nama elemen yang umum terdapat dalam air (Hammer, 1977)

Nama	Simbol	Masa Atom	Bilangan Oksidasi	Masa Eqivalen
Aluminium	Al	27	3+	9
Arsenic	As	74.9	3+	25
Barium	Ba	137.3	2+	68.7
Boron	B	10.8	3+	3.6
Bromine	Br	79.9	1-	79.9
Cadmium	Cd	112.4	2+	56.2
Calsium	Ca	40.1	2+	20
Carbon	C	12	4-	-
Chlorine	Cl	35.5	1-	35.5
Chromium	Cr	52	3+ ; 6+	17.3
Copper	Cu	63.5	2+	31.8
Fluorine	F	19	1-	19
Hidrogen	H	1.0	1+	1.0
Iodine	I	126.9	1-	126.9
Besi	Fe	55.8	2+ ; 3+	27.9
Timah Hitam	Pb	207.2	2+	103.6
Magnesium	Mg	24.3	2+	12.2
Manganese	Mn	54.9	2+ ; 4+ ; 7+	27.5
Mercury	Hg	200.6	2+	100.3
Nikel	Ni	58.7	2+	29.4
Nitrogen	N	14	3- ; 5+	-
Oksigen	O	16.0	2-	8.0
Pospor	P	31	5+	6.0
Potasium	K	39.1	1+	39.1
Selenium	Se	79	6+	13.1
Silicon	Si	28.1	4+	6.5
Perak	Ag	107.9	1+	107.9
Sodium	Na	23	1+	23
Sulfur	S	32.1	2-	16
Zeng	Zn	65.4	2+	32.7

Tabel 2. Radikal yang umum terdapat di dalam air (Hammer, 1977)

Nama	Rumus	Masa Molekul	Kekuatan Listrik	Masa Eqivalen
Amonium	NH4+	18	1+	18
Hydroxil	OHˉ	17	1-	17
Bikarbonat	HCO3ˉ	62	1-	61
Karbonat	CO3²ˉ	60	2-	30
Orthophospat	PO4³ˉ	95	3-	31.7
Orthophospat monohidrat	HPO4²ˉ	96	2-	48
Orthophospat dihidrogen	H2PO4ˉ	97	1-	97
Bisulfat	HSO4ˉ	97	1-	97
Sulfat	SO42ˉ	96	2-	48
Bisulfit	HSO3ˉ	81	1-	81
Sulfit	SO32ˉ	80	2-	40
Nitrit	NO2ˉ	46	1-	46
Nitrat	NO3ˉ	62	1-	62
Hipochlorite	OClˉ	51.5	1-	51.5

8.2 Elemen yang diperlukan Organisme dalam Jumlah Besar

8.2.1 SILICA (SiO₂) dan SILICON (Si)

            Silica diperlukan oleh diatom untuk membentuk dinding sel. Setengah dari berat kering sel diatom adalah SiO₂. Umumnya terbentuk dari H₂SiO₄ atau SiO₂nH₂O. Sumber silica adalah batuan kurang lebih 70%. Air hujan atau air tanah jika melalui batu akan mengandung SiO₂ yang terlarut. Konsentrasi rata-rata:

• Di sungai (terlarut) 13 mg/l
• Di danau lebih besar dari 0,5 – 60 mg/l
• Secara alami 1 – 80 mg/l

Silika dari sedimen dapat dibebaskan ke dalam air pada kondisi tanpa O₂ (anoksic). Diatom juga melepas 15% lebih dari silica yang diambil. Jika diatom mati, silica akan ditemukan di dasar air dan jika dasar air tersebut kering akan menjadi tanah diatom atau Kieselgiiur. Pada pH normal silica terdapat dalam bentuk asam silikat (H₂SiO₄). Dinding sel diatom SiO₂ tidak tercerna oleh predator sehingga hasil ekskresi dari pemakan fitoplankton bersilika tersebut akan menambah Si di sedimen. Silica yang dapat dimanfaatkan oleh alga adalah asam silikat (H₂SiO₄) yang mudah terdisosiasi pada pH netral. Feldspar merupakan mineral yang penting dalam tanah dan silicon juga merupakan komponennya termasuk juga komponen  dari batu-batu granite. Reaksi pembentukan Felspar menjadi Kaolin adalah sebagai berikut:

                    air hujan, mata air atau air sungai                     Kaolin

2 NaAlSi₃O₈ + 2 CO₂ + 3 H₂O                  4 SiO₂ + Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2 Na⁺ + 2 HCO₃^-

Sodium feldspar                                                Silicat terlarut         

8.2.2 CALSIUM (Ca)

            Sebagai bahan penyusun tulang dan dinding sel organisme dalam bentuk CaCO₃. Bentuk karbonat ini mudah larut dalam air dingin, sehingga moluska di wilayah Artica (kutub utara), dinding selnya bukan tersusun dari Ca tetapi dari stronsium (Sr). Unsur Ca sangat melimpah sebagai kation yang larut didalam air tawar dan tersebar di batu-batu dan tanah serta merupakan kation yang predominan. Ca berpengaruh pada pH dan sistem buffer melalui senyawa bikarbonat (HCO₃^-). Kalsium tersedia dalam bentuk ion Ca⁺² dan partikel dalam suspensi CaCO₃.

            Garam calsium menyebabkan kesadahan air yang dapat dilunakkan dengan mengganti Ca atau Mg dengan Na atau dengan manambah detergent yang mengandung pospat. Hujan asam yang jatuh pada batuan karbonat (batu kapur) dapat dinetralisir dengan reaksi:

CaCO₃ + H₂CO₃              CaCO₃ + H₂O                  Ca(HCO₃)₂            Ca⁺²+2 HCO₃^-

Ca(HCO₃)₂ bertindak sebagai sistem buffer perairan, jika CO₂ habis untuk fotosintesis maka yang CaCO₃ mengendap akan diuraikan kembali untuk memenuhi kebutuhan CO₂ dalam air tersebut. Istilah untuk organisme yang menyukai kalsium adalah calciphiles, sedangkan organisme yang tidak menyukai kalsium disebut calciphobes.

Bentuk Ca dalam geologi:

1.      Ca Al₂Si₂O₈           : Feldspar

2.      CaCO₃                   : Calcite dan aragonit

3.      CaMg(CO₃)₂         : Dolomite

4.      CaSO₄ 2H₂O         : Gypsum

5.      CaSO₄                   : Gypsum anhydrite

6.      CaF₂                      : Fluorite

7.      Ca₅ (PO₄)₃ F          : Fluorapatite

8.      Ca₅ (PO₄)₃OH       : Hydroxylapatite

9.      Ca(OH)₂                : Kapur

Konduktivitas perairan terukur dari on-ion Ca⁺², Na⁺ dan SO₄^-2.

8.2.3 MAGNESIUM

            Elemen ini bergabung dengan Ca karena mempunyai sifat kimia yang hampir sama. Di alam banyak dijumpai berupa dolomite, dapat diperoleh di penjuru dunia kecuali Afrika Tengah dan Selatan. Merupakan unsur utama pada pembakaran dan pengendapan batuan Kelimpahan ion Mg di air tawar alami nomer dua setelah kalsium. Magnesium diperlukan oleh semua sel untuk mentransfer fosfat dalam ATP dan ADP. Reaksi tersebut juga sebagai reaksi transfer energi pada sel hidup. Fungsi Mg yang benar belum diketahui tetapi jelas sangat diperlukan.

                                Mg⁺²

            ATP                             ADP + P + Energi

       Sumber magnesium dapat berasal dari pembakaran batuan yaitu fosterite (MgSiO₄), Sepertine (Mg₆ (OH)₈ Si₄O₁₀), Magnesioferite (MgFe₂O₄) dan Cordierite (Mg Al₃ AlSi₅O₁₈). Sumber utama magnesium yang berasal dari pengendapan batuan adalah magnesite (MgCO₃), Dolomite (CaMg(CO₃)₂), Brucite (Mg(OH)₂) dan Huntite (Mg₃Ca(CO₃)₄). Magnesium merupakan kation yang predominan dan mudah didapat jika berada bersama dengan kalsium. Di samping itu juga merupakan unsur utama kesadahan yang terbentuk pada sistem air panas. Magnesium karbonat digunakan untuk menetralisir pengolahan limbah. Dalam pengolahan air Mg(OH)₂ digunakan sebagai koagulan. Pelunakan air sadah dapat dilakukan dengan penambahan Zeolit yaitu dengan sistem pergantian ion.

8.2.4  SODIUM (Na)

            Hampir semua air mengandung kation sodium  tetapi konsentrasinya di air tawar lebih rendah dibanding kalsium dan magnesium. Sedangkan di air asin (laut dan payau) sodium lebih banyak. Ion sodium cenderung terdapat dalam larutan dan sangat jarang mengalami pengendapan. Permukaan mineral liat mengabsorpsi ion sodium dari reaksi pertukaran ion. Feldspar berasal dari pembakaran batuan beku dan merupakan sumber sodium yang baik. Sebagai contoh albite (NaAlSi₃O₈) mengalami proses kimia untuk menghasilkan ion sodium dan kaolin. Penguapan halite (NaCl) dan thernadite (Na₂SO₄) menghasilkan ion sodium dalam proses pelarutan. Akan tetapi pentingnya sodium dalam air tawar belum sesuai jika dibadingkan dengan kontribusinya dalam air asin.

            Konsentrasi sodium dalam air dipengaruhi oleh sumber sodium dari geologi dan pelarutan batuan. Tetapi jika air mengandung sejumlah bikarbonat maka sodium akan membentuk reaksi dengan karbonat yaitu disodium karbonat. Kadar sodium di air tawar biasanya tidak diperhitungkan kecuali jika dijumpai dalam konsentrasi yang sangat tinggi, yaitu jika dalam air tawar terjadi rasa asin. Penyebab rasa asin adalah sodium chlorida dan sodium sulfat yang melebihi ambang sehingga mempengaruhi rasa. Sodium hidroksida (Caustic soda/ NaOH) dan Sodium Karbonat (soda abu) seringkali dipakai pada perlakuan air limbah dan pada proses pembuatan makanan. Dalam air minum sodium diharapkan rendah tetapi tidak ada batasan berapa kadar yang diharapkan. Sodium rata-rata sudah terdapat dalam makanan. Sodium sering dihubungkan dengan penyakit cardiovascular yang disarankan tidak dikonsumsi dalam jumlah berlebihan.

8.2.5 POTASIUM (KALIUM/K)

            Kandungan potassium perairan biasanya lebih kecil dari sodium, kalsium dan magnesium. Secara kimia potasium mirip dengan sodium. Potasium jarang masuk ke dalam reaksi pengendapan tetapi mengalami pertukaran reaksi ion. Sumber utama potassium adalah feldspar orthoclase dan microline (K AlSi₃O₈) dan felpatolid leucite (KAlSi₂O₆). Mineral-mineral silikat ini sangat resisten tetapi dapat berubah sangat pelan. Secara umum didalam batu-batuan beku terdapat lebih sedikit dari pada sodium tetapi melimpah didalam endapan batuan. Di dalam air jika KCl dan K₃Na(SO₄)₂ tidak dapat larut berarti konsentrasi potasium perairan tersebut cukup tinggi.

            Pada air tawar alami kandungan potasium jarang melebihi sodium. Potasium tidak mempunyai arti yang khusus di dalam mutu air alami dan potasium dianggap sebagai bagian dari empat kation utama dalam air alami. Fungsi sebagai pupuk K dalam perairan tidak diperlukan karena sudah tersedia, sehingga perairan hanya perlu ditambahkan N dan P. Sedang pada lahan pertanian (darat) memerlukan pupuk N, P dan K. Kalium berfungsi sebagai aktivator enzim yang tersedia lebih banyak dalam sel biota perairan dari pada di lingkungan air. Jika kelarutan kalium dalam air rendah, membran sel akan selalu memompa kalium ke dalam sel dan mengeluarkan natrium, proses ini memerlukan energi cukup banyak sehingga organisme akan menjadi lemas.

8.2.6 SULFUR

            Sulfur dan beberapa jenis  unsur lainnya merupakan unsur yang selalu terdapat dalam air. Sulfat merupakan sulfur yang teroksidasi,  berasal dari pelapukan kimia dalam proses geologi dari oksidasi biologi yang menghasilkan beberapa jenis sulfur. Di dalam air sulfur melimpah dalam bentuk ion yang stabil yaitu SO₄^2-. Unsur ini diperlukan dalam struktur protein dan metabolisme. Hasil penguraian sel atau protein biasanya berupa H₂S jika dapat teroksidasi akan menjadi ion sulfat. Sulfat terutama terjadi dari hasil penguapan sedimen seperti gypsum (CaSO₄2H₂O), gypsum anhidrite (CaSO₄), epsomite (Mg SO₄ 7H₂O) dan mirabilite (Na₂ SO₄ 10H₂O). Sumber sulfat yang sangat penting atau perlu diperhatikan adalah pelapukan kimia dari pyrite (FeS₂) yang menghasilkan ion S^2- pada fase cair. Sebaliknya anion-anion sulfur yang dihasilkan dalam proses oksidasi akan menyebabkan air ber-pH asam.

            Kandungan sulfat dalam perairan alami bervariasi tergantung pada sumber geologi. Gypsum biasanya mudah terurai di dalam air dan dapat menghasilkan sulfat lebih dari 1000 mg/l. Sulfat biasanya dipertimbangkan dengan unsur-unsur kesadahan seperti kalsium dan magnesium. Level gypsum dapat terbentuk dalam sistem perairan hangat sebagai elektron aseptor dalam proses mikrobiologi. Bau yang dihasilkan oleh hydrogen sulfat biasanya berkembang dari hasil transformasi. Siklus sulfur dapat dijumpai pada tiga medium yaitu tanah, air dan udara. Proses penting terkait dengan sulfur adalah mineralisasi, asimilasi, oksidasi dan reduksi dari senyawa yang mengandung sulfur.

8.2.7 CHLORIN (Cl)

•             Diantara halogen Cl, Br, I dan F, chlorine yang paling melimpah. Chlorine diperlukan pada proses fotosintesis dan fotolisis dalam air yang membebaskan O₂, untuk formasi ATP dan untuk proses atau reaksi fosforilasi. Chlorin bebas adalah substansi racun, meskipun pada konsentrasi yang rendah. Pada perairan yang tercemar, chlorida paling mudah diukur. Chlorin bebas biasanya digunakan sebagai desinfektan untuk membunuh bakteri yaitu oksigen yang ada dalam sel di oksidasi oleh chlorin dan proses  ini terjadi sangat cepat. Daya racun ClO₃^- akan bertambah jika ada cahaya matahari atau bergabung dengan bahan organik. Contoh senyawa tersebut adalah :

• Chloramine sangat beracun di air tawar
• Bromine jika jumlahnya melimpah akan sangat beracun di air payau
• Khlor efektif membunuh alga, zooplankton, larva ikan dan molusca

Untuk mengurangi daya racun air limbah yang mengandung chlor harus dilakukan dechlorinasi dengan bisulfit. Pada air tawar yang tidak terpolusi khlorida mungkin ditemukan dalam jumlah yang sangat sedikit dengan konsentrasi beberapa mg/l. Tetapi pada air yang tercemar konsentrasi chlorida mungkin beberapa kali lebih tinggi sampai puluhan miligram per liter. Pada air payau dan air laut konsentrasi chlorida mencapai ribuan miligram per liter.

Kandungan khlorida pada formasi karang mungkin merupakan konsentrasi terendah dari berbagai kondisi karena kebanyakan garam-garam chlorida larut dalam air. Pada senyawa yang lebih komplek (NaCl₂(AlSiO₄)₆) terdapat pada karang yang terbentuk dari bekas gunung berapi. Kemungkinan kandungan chlorida terbesar berasal dari proses evaporasi yaitu NaCl, KCl, (MgCl₂ 6H₂O) dan Carnallite (KMg Cl₃ 6H₂O).

Khlorida terkandung dalam seluruh perairan tawar tetapi dalam konsentrasi yang lebih rendah bila dibandingkan dengan sulfat dan bikarbonat. Analisa pada air yang menghasilkan kandungan chlorida terbanyak ditemukan pada perairan yang mengandung unsur pokok berupa kation sodium. Perairan seperti ini biasanya bening tetapi tidak dapat dikategorikan sebagai air yang segar. Chlorida digunakan sebagai unsur pengikat karena chlorida mudah teroksidasi dan tereduksi serta terjadi reaksi perubahan ion. Jika konsentrasi chlorida melebihi 400 mg/l air akan terasa asin.

8.3 Elemen yang dipergunakan dalam jumlah sedang

8.3.1 BESI (Fe)

            Elemen yang diperlukan dalam jumlah sedang adalah besi yang merupakan unsur pokok dari batuan dan tanah. Kandungan besi dalam batu dan tanah empat kali lebih besar dan merupakan elemen utama dari kulit bumi. Hampir semua air tanah dan air permukaan mengandung sejumlah besi yang terlarut maupun yang tidak terlarut. Di dalam proses pembakaran batuan, besi akan  berupa Fayalite (Fe₂SiO₄) atau hematite (Fe₂O₃) maupun magnetite (Fe₃O₄) yang merupakan komponen penting untuk pyroxon, amphiboles, biotit dan olivine. Oksidasi besi terjadi dengan terquaensi yang sangat banyak di dalam batuan beku karena pembakaran.

            Pada sedimen besi akan menjadi pyrite (FeS) atau marcasite (F₂O₃), siderite (FeCO₃) hematite dan magnetite. Proses oksidasi sulfida dan pyrite serta besi karbonat  akan terjadi sangat cepat dan merupakan sumber besi untuk air tanah. Perairan alami sangat banyak mengandung besi, sebagai contoh air yang telah terpolusi tidak selalu mengandung senyawa sederhana dan selalu tercampur dengan senyawa besi (fero). Di dalam situasi seperti ini, besi mungkin akan menjadi suspensi feri hidroksida atau berbagai bentuk bahan organik yang komplek yang dapat mempengaruhi warna air.

            Besi berperan dalam interaksi ionik di sedimen sebagai bahan esensial untuk proses enzymatik dan seluler. Besi  juga diperlukan dalam hemoglobin dan cytochrome dalam tanaman dan merupakan bahan penting dalam enzym nitrogenase. Hanya sedikit energi untuk merubah Fe²⁺ menjadi Fe³⁺. Fe colloid atau terlarut selalu terukur dalam bentuk terlarut. Hewan mengambil besi dari makanannya sedangkan phytoplankton mengambil besi dari suspensi dan larutan serta garam-garam organik (chelated iron) dengan lebih dulu memecah garam organik ini karena phytoplankton atau alga hanya mengguakan Fe dalam bentuk Fe anorganik. Blue green algae dapat berkompetisi dengan alga lain karena mempunyai kemampuan untuk mensekresi ekstra seluler dari ’chelators’ disebut siderochromes. Bakteri juga bersaing dengan alga untuk menghasilkan siderochrome guna mengubah partikel-partikel di danau dan mengurai daun-daun mati untuk mendapatkan Fe. Siderochrome ini diduga sebagai penghambat pertumbuhan alga lain terutama saat ada blooming BGA. Perubahan musim biasanya tidak mengubah konsentrasi partikel Fe tetapi Fe terlarut yang berubah dan diikuti oleh tinggi rendahnya phytoplankton. Penambahan Fe pada kultur skala laboratorium dapat menambah populasi Aphamizonmenon, Anabaena dan Chlorella.

            Besi (Fe) sebagai logam penting di kerak bumi dapat ditemukan di dalam lempung, tanah dan batu granit. Mudah bergabung dengan bahan organik. Besi terlarut 100-3000 µg/l tetapi ada danau yang mengandung hanya 2 µg/l khusunya di wilayah lintang tinggi. Fe⁺³ dijumpai lebih besar dari pada Fe⁺² karena Fe ⁺² biasanya tidak larut dan segera ke sedimen membentuk ocher yaitu Fe(OH)₃. Fe+3 jumlahnya sebanding dengan PO₄^-3 di sedimen. Fe ⁺³ dan PO₄^-3 dapat menghambat pertumbuhan alga sehingga dapat digunakan untuk menjernihkan danau yang terlanjur eutropic yaitu dengan menambah logam (aluminium, sirconium) agar berikatan dngan PO₄^-3.

            Pada danau oligotropic di bagian bentik akan teroksidasi dan hanya sedikit terjadi perubahan Fe, sedangkan pada danau eutrophic sedimennya tanpa oksigen karena terbatasnya jangkauan cahaya yang dapat masuk kedalam air sehingga oksigen juga terbatas. Pada kondisi tanpa oksigen in Fe ⁺³ akan menjadi Fe⁺² dan reaksi berjalan ke kanan serta melepas Fe terlarut. Fe ada dalam fraksi partikel (ada dalam bentuk organik dan hidroksida) serta dalam bentuk koloid. Percobaan skala laboratorium terhadap BGA pada proses fixasi N₂ akan meningkat jika pada medium ditambahkan Fe karena merupakan katalisator dalam enzim nitrogenase serta melindungi enzym ini dari oksidasi.

8.3.2 Variasi Harian

            Kadar Fe tinggi pada siang dan sore hari akibat dari ekskresi hewan dan proses pengadukan perairan. Aliran sungai, debu atmosfir, air hujan juga dapat menambah Fe di dalam air, tetapi jumlah peningkatannya kadang tidak terlihat jelas. Migrasi harian zooplankton, ikan dan phtyoplankton dapat merubah kadar Fe, karena mendapat tambahan dari hasil ekskresi atau terjadi penurunan karena adanya penyerapan oleh alga.

8.4 Elemen mikro atau Micronutrien (nutrien yang diperlukan dalam jumlah sedikit)

Di dalam air terdapat substansi anorganik yang tidak dapat dipantau secara terus menerus dan konsentrasinya sangat sedikit (hanya beberapa micron gram dalam satu liter air). Meskipun sedikit unsur tersebut diperlukan dalam mendukung aktivitas kehidupan organisme dalam air.

8.4.1 Manganese (Mn)

            Penampilan manganese dan besi di dalam air hampir sama, tetapi harus diukur sendiri atau diuji secara terpisah. Jumlah manganese di kulit bumi lebih sedikit dari pada besi, tetapi dalam batuan hampir sama. Mineral fero mangnesium seperti biotite dan hornblende mengandung sejumlah manganese. Pada sedimen Mangan dapat ditemukan dalam bentuk rhodocrosite (MnCO₃), rhodonite (MnSiO₃), hausmanite (Mn₃O₄), bixbiyite (Mn₂O₃), pyruhisite (MnO₂) dan Manganosite (MnO). Oksida dan hidroksida dari mangan dikenal terdapat dalam tanah dan batu. Mangan adalah komponen penting dalam metabolisme tumbuhan dan mangan sering muncul pada permukaan air sebagai hasil dari pembusukan seperti daun, tanaman air, bahan organik tanah dan lain-lain.

            Konsentrasi mangan di dalam air biasanya lebih kecil dari 1,0 mg/l tetapi ada beberapa air yang mengandung Mangan lebih dari 1,0 mg/l. Jika Mangan terukur tinggi, pH air akan menjadi asam. Mangan biasanya terlarut dalam bentuk ion Mn²⁺ dan teroksidasi lambat menjadi partikel koloid hitam (MnO₂) sehingga air menjadi keruh. Mangan diperlukan oleh tanaman untuk proses fotosistem II sehingga Mn dapat meningkatkan pertumbuhan alga. Mn diperlukan oleh tanaman dan hewan sebagai cofactor enzym untuk respirasi dan nitrogenese. Sebagai polutan hanya di temukan pada sungai yang terpolusi. Kadar toksis hasil penelitian di laboratorium lebih dari 2 mg/l. Di Russia pernah dicoba dalam jumlah sedikit ternyata Manganese dapat menghambat pertumbuhan blue green alga di waduk.

8.4.2 Zinc (Zn)

            Sebagian activator enzym-karbonik anhidrase dalam proses fotosintesis. Jika jumlahnya banyak dapat menghambat pertumbuhan alga.

8.4.3 Tembaga (Cu)

            Sebagai komponen metalloprotein dan katalis enzym dalam transformasi nitrat, juga sebagai komponen aktif dalam darah molsca yaitu pigmen hemocyanine. Dalam jumlah 0,1 µg/l dapat mematikan alga tertentu 0,5 µg/l dapat mematikan BGA. Pada ikan belum terpengaruh pada kadar 100 – 500 µg/l. Trout adalah ikan yang sensitif terhadap racun dari logam, masih dapat mentolerir sampai kadar 30 µg/l. CuSO₄ cepat larut dan malachite cepat mengendap (CuCO₃.Cu(OH)₂). Di alam Cu sebagai komponen bahan organik dan tidak beracun.

8.4.4 Molybdenum (Mo)

            Diperlukan dalam system enzym terutama dalam siklus nitrogen. Sebagai komponen aktif dalam enzym nitrat reduktase dan nitrogenase, tidak toksis pada phtoplankton. Dengan penambahan dari 0,2 µg/l menjadi 7,7 µg/l maka populasi chrysophyta yaitu Dinobryon sertularia akan bertambah.

8.4.5 Co (Cobalt)

Diperlukan dalam sintesa vitamin B₁₂. Menstimulasi produksi alga dan tersedia selalu dalam jumlah kecil.

8.4.6 Selenium (Se)

Selenium dapat mempercepat pertumbuhan Ceratium sp seperti juga keduanya bisa menjadi toksis pada manusia. Di perairan alami selenium terjadi dari salah satu asam lemah, yaitu asam selenous (H₂SeO₃) atau asam selenic (H₂SeO₄). Anion yang mentertai adalah asam selenite (HSeO₃^-), Selenite (SeO₃^-2), asam selenate (HSeO₄^-) atau selenate (SeO₄^-2). Sumber-sumber mineral dari selenium di alam jarang ditemukan dalam keadaan bebas tetapi banyak berikatan dengan sulfur dan sulfide. Selenium dapat ditemukan di pembakaran batu. Selenium yang terkandung dalam perairan tawae alami berkisar antara 0,114 – 0,348 µg/l. Selenium diperkirakan menjadi racun bagi manusia karena dari gejala yang dihasilkan sama dengan arsenic. Konsentrasi pembatas untuk air minum adalah 10 µg/l.

8.4.7 Lithium (Li)

            Sebagai unsur atom dalam tanaman pada batas 2,5 mg/l untuk air irigasi, untuk pertumbuhan tanaman diperlukan 0,075 mg/l. Lithium dan rubidium biasanya didapatkan dalam kisaran konsentrasi dalam µg/l. Demikian juga cesium kesemua unsur ini jarang sekali didapatkan data.

8.4.8 Berilium (Be)

            Unsur ini biasanya ditemukan dalam persenyawaan dengan silikat dalam batuan beku karena ion-ion berilium cukup sedikit untuk digantikan dengan silicon. Dalam perairan alami hanya terdapat dalam konsentrasi yang sangat rendah. Beriliumoksida dan hidroksida mempunyai daya larut yang sangat rendah misalnya pada konsentrasi 0,001 – 0,1 µg/l pada pH 7 sebesar 10^-7 – 10^-10 molar.

8.4.9 Stronsium (Sr)

            Stronsium dan kalsium mempunyai kesamaan kimiawi dan sifat goelogi. Stronsium karbonat (SrCO₃), Strosianit, Stronsium sulfat (SrSO₄) dan celestit biasa ditemukan dalam endapan. Seringkali stronsium menggantikan kalsium dan kalium dalam mineral batuan beku. Kandungan stronsium yang normal pada perairan umum rata-rata kurang 1,0 µg/l.

8.4.10 Barium (Ba)

            Barium ditemukan sebagai kelompok utama dari batuan beku dan batuan endapan. Pada batuan beku barium ditemukan agak berlimpah daripada stronsium. Jadi pada batuan karbonat lebih sedikit. Daya larut barite atau barium sulfat (BaSO₄) dan whiterite atau barium karbonat BaCO₃ diatur oleh konsentrasi barium dalam air sebelum terjadi endapan. Konsentrasi rata-rata diperairan adalah 43 µg/l. Pada konsentrasi 1,0 mg/l dapat berfungsi sebagai perangsang kulit, jantung, pembuluh darah dan system syaraf.

8.4.11 Arsenic (As)

      Kelompok arsenic meliputi ion meta arsenit (AsO_2-), monoothoarsenit (H₂AsO_3-), monoorthoarsenate (H₂AsO_4-), diorthoarsenate (HasO_4-2) dan triorthoarsenate (AsO_4-3). Reaksi arsenic dalam air dan tanah sama dengan pospat, jadi secara kimia mempunyai kesamaan. Arsenic adalah unsur pokok minor pada semua tipe tanah. Sumber mineral arsen meliputi (AsS), orpitmen (As₂S₃) dan arsenolite (As₂O₃). Arsen sebagai sumber polusi dapat berasal dari herbisida arsenic dan insectisida, bahan pencelup, zat warna, penyamakan, barang pecah belah, industri porselin, bahan-bahan logam, industri farmasi, industri tekstil serta air limbah cucian (laundry). Ada indikasi kanker kulit diduga karena adanya arsen dalam air. Arsen merusak fungsi gigi dan system biologi tubuh. Pada sungai-sungai di Amerika kadar arsenic perairan alami dapat terukur dari 0,01 – 0,1 µg/l kecuali jika ada polusi akan terukur lebih besar.

8.4.12 Boron (B)

            Dalam jumlah sedikit boron adalah unsur esensial untuk pertumbuhan tanaman dan obat (obat mata). Jumlah yang berlebihan akan merugikan bahkan untuk beberapa jenis tanaman merupakan racun. Unsur boron merupakan unsur pokok dalam bentuk anion. Protolisa asam ortho dan tetra boric akan menghasilkan H₃Bo₃^-, HBOl₃^-2, BO₃^-2, HB₄O₇^- dan B₄O₇^-2.

            Pada pembakaran batuan beku akan tersebar mineral tourmalin yang mengandung boron. Bagian dari dehidrasi borax adalah colemanite (Ca₂B₆O₁₁5H₂O) dan karnite (Na₂B₄O₇.4H₂O). Jika bahan pembersih digunakan sodium tetraborat maka limbahnya akan mengandung boron. Konsentrasi rata-rata dipermukaan air dapat berkisar antara 0,01 – 0,3 µg/l. Di Amerika serikat kandungan boron untuk air irigasi maksimal harus 0,75 µg/l agar tekstur tanah menjadi baik dan bersifat netral ke basa.

8.4.13 Fluoride (F)

            Mineral flour (CaF₂) tidak mudah larut dalam air, diperlukan dalam kehidupan tetapi dalam jumlah kecil. Mineral ini dapat diperoleh dari pembakaran batuan sedimen. Sumber fluor adalah :

1. Fluorapatite (Ca₅(PO₄)3F)
2. Sellait (MgF₂)
3. Villiaumit (NaF)
4. Cryolit (Na₃AlF₆)

Hal penting yang utama dari fluor dalam air adalah perannya sebagai penyusunan gigi dan tulang manusia. Konsentrasi optimum dalam air untuk kesehatan gigi adalah 1 mg/l. Konsentrasi yang berlebihan (4,0 mg/l) dapat menyebabkan bercak atau noda pada gigi.