Uji Pemahamanmu! Soal Biologi Pencemaran Air Lengkap dengan Kunci Jawaban dan Pembahasan

Pencemaran air merupakan salah satu isu lingkungan krusial yang berdampak luas terhadap ekosistem akuatik dan kehidupan manusia. Memahami konsep biologi di balik pencemaran air sangat penting untuk mengidentifikasi penyebab, menganalisis dampaknya, serta merumuskan solusi yang efektif. Artikel ‘Soal Biologi Pencemaran Air’ ini dirancang khusus untuk menguji dan memperdalam pemahaman Anda mengenai topik tersebut. Di dalamnya, Anda akan menemukan beragam jenis soal, mulai dari 20 pertanyaan pilihan ganda yang mengasah konsep dasar hingga aplikasi, 5 soal isian singkat untuk menguji daya ingat faktual, 5 soal uraian yang menuntut analisis mendalam, serta 2 soal menjodohkan untuk melatih koneksi antar konsep. Setiap soal dilengkapi dengan kunci jawaban dan pembahasan rinci, memastikan Anda tidak hanya mengetahui jawaban yang benar, tetapi juga memahami alasan di baliknya. Siapkan diri Anda untuk menguasai materi pencemaran air dari perspektif biologi!

I. Soal Pilihan Ganda

Segala sesuatu yang masuk atau dimasukkan ke dalam air sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai peruntukannya, disebut…

A. Degradasi air
B. Eutrofikasi
C. Pencemaran air
D. Sedimentasi

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Pencemaran air adalah definisi yang paling tepat untuk kondisi tersebut sesuai dengan regulasi lingkungan.

Sumber utama pencemaran air dari limbah domestik adalah…

A. Limbah industri
B. Sampah organik dan deterjen
C. Tumpahan minyak
D. Limbah pertanian

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Limbah domestik umumnya berasal dari rumah tangga, yang banyak menghasilkan sampah organik (sisa makanan) dan deterjen dari aktivitas sehari-hari.

Fenomena pertumbuhan alga dan tumbuhan air secara berlebihan akibat pengayaan nutrisi, terutama fosfat dan nitrat, disebut…

A. Biomagnifikasi
B. Bioremediasi
C. Eutrofikasi
D. Koagulasi

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Eutrofikasi adalah proses pengayaan nutrisi yang menyebabkan pertumbuhan alga berlebihan (alga bloom), yang kemudian dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen di air.

Parameter yang mengukur jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik dalam air adalah…

A. DO (Dissolved Oxygen)
B. COD (Chemical Oxygen Demand)
C. BOD (Biochemical Oxygen Demand)
D. pH (Potential of Hydrogen)

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: BOD adalah indikator langsung untuk mengukur tingkat pencemaran organik dalam air berdasarkan konsumsi oksigen oleh mikroorganisme.

Berikut ini adalah contoh organisme indikator air tercemar berat, kecuali…

A. Cacing Tubifex
B. Lintah
C. Siput air
D. Larva lalat capung (Mayfly)

Kunci Jawaban: D
Pembahasan: Larva lalat capung (Mayfly) adalah organisme yang sangat sensitif terhadap polusi dan hanya dapat hidup di air yang bersih dan kaya oksigen, sehingga merupakan indikator air bersih.

Proses peningkatan konsentrasi zat beracun (seperti merkuri atau DDT) pada tingkatan trofik yang lebih tinggi dalam rantai makanan disebut…

A. Bioakumulasi
B. Biodegradasi
C. Biomagnifikasi
D. Bioremediasi

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Biomagnifikasi adalah fenomena di mana konsentrasi zat toksik meningkat seiring dengan peningkatan tingkat trofik dalam suatu rantai makanan.

Dampak utama pembuangan limbah industri yang mengandung senyawa anorganik berbahaya seperti logam berat adalah…

A. Peningkatan kesuburan air
B. Keracunan pada organisme akuatik dan manusia
C. Penurunan suhu air
D. Peningkatan kadar oksigen terlarut

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Logam berat bersifat toksik dan dapat menyebabkan keracunan serius pada organisme akuatik serta manusia yang mengonsumsi hasil perikanan dari perairan tercemar.

Pencemaran air akibat peningkatan suhu air yang signifikan, sering disebabkan oleh pembuangan air pendingin dari pembangkit listrik atau industri, disebut…

A. Pencemaran kimia
B. Pencemaran biologis
C. Pencemaran fisik
D. Pencemaran termal

Kunci Jawaban: D
Pembahasan: Peningkatan suhu air secara signifikan disebut pencemaran termal, yang mengurangi kelarutan oksigen dan mempengaruhi metabolisme organisme akuatik.

Metode pengolahan air limbah yang melibatkan proses pengendapan padatan tersuspensi dan penyaringan awal adalah tahap…

A. Primer
B. Sekunder
C. Tersier
D. Desinfeksi

Kunci Jawaban: A
Pembahasan: Pengolahan primer fokus pada penghilangan padatan tersuspensi dan terapung melalui proses fisik seperti sedimentasi dan penyaringan.

Bakteri Escherichia coli (E. coli) sering digunakan sebagai indikator pencemaran air oleh…

A. Logam berat
B. Pestisida
C. Limbah organik
D. Kotoran manusia/hewan (feses)

Kunci Jawaban: D
Pembahasan: Keberadaan E. coli dalam air menunjukkan kontaminasi feses, yang mengindikasikan risiko keberadaan patogen penyebab penyakit.

Salah satu dampak negatif dari pencemaran air oleh pestisida bagi lingkungan akuatik adalah…

A. Meningkatkan kesuburan tanah di dasar air
B. Membunuh organisme non-target seperti ikan dan serangga air
C. Menurunkan suhu air
D. Mempercepat proses dekomposisi bahan organik

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Pestisida dirancang untuk membunuh hama, namun seringkali juga bersifat toksik bagi organisme non-target di lingkungan akuatik.

Apa yang terjadi pada kadar oksigen terlarut (DO) dalam air ketika terjadi alga bloom akibat eutrofikasi?

A. Meningkat drastis
B. Stabil
C. Menurun drastis
D. Fluktuatif tidak menentu

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Meskipun alga menghasilkan oksigen saat fotosintesis, dekomposisi massa alga yang mati oleh bakteri akan mengonsumsi oksigen secara besar-besaran, menyebabkan penurunan DO.

Zat anorganik pencemar air yang dapat menyebabkan penyakit ‘Minamata’ jika terakumulasi dalam tubuh adalah…

A. Timbal (Pb)
B. Kadmium (Cd)
C. Merkuri (Hg)
D. Arsen (As)

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Penyakit Minamata disebabkan oleh keracunan metilmerkuri, yang masuk ke dalam rantai makanan dan mengganggu sistem saraf.

Proses penguraian bahan pencemar organik dalam air oleh mikroorganisme disebut…

A. Denitrifikasi
B. Biodegradasi
C. Fotosintesis
D. Fiksasi nitrogen

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Biodegradasi adalah proses alami di mana mikroorganisme menguraikan bahan organik menjadi senyawa yang lebih sederhana dan tidak berbahaya.

Salah satu cara untuk mengurangi pencemaran air dari limbah pertanian adalah dengan…

A. Menggunakan pupuk anorganik dalam jumlah berlebihan
B. Menerapkan sistem pertanian organik atau irigasi tetes
C. Membuang sisa pestisida ke saluran air terdekat
D. Mempercepat erosi tanah ke sungai

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Pertanian organik dan irigasi tetes mengurangi penggunaan pupuk dan pestisida kimia serta mencegah limpasan air yang membawa zat pencemar.

Ketika pH air terlalu rendah (asam) atau terlalu tinggi (basa), dampaknya terhadap organisme akuatik adalah…

A. Mempercepat pertumbuhan
B. Meningkatkan reproduksi
C. Mengganggu metabolisme dan dapat menyebabkan kematian
D. Tidak ada dampak signifikan

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Fluktuasi pH yang ekstrem dapat menyebabkan stres fisiologis, mengganggu fungsi enzim, dan berujung pada kematian organisme akuatik.

Jenis limbah padat di perairan yang paling sulit terurai dan dapat menimbulkan ‘pulau sampah’ adalah…

A. Sisa makanan
B. Kertas
C. Plastik
D. Kayu

Kunci Jawaban: C
Pembahasan: Plastik sangat sulit terurai secara alami dan dapat bertahan di lingkungan selama ratusan hingga ribuan tahun, membentuk akumulasi sampah di laut.

Yang termasuk zat pencemar anorganik dalam air adalah…

A. Minyak, deterjen, sisa makanan
B. Pupuk, pestisida, logam berat
C. Bakteri E. coli, virus, protozoa
D. Sampah plastik, ban bekas, botol kaca

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Pupuk (nitrat, fosfat), pestisida, dan logam berat (merkuri, timbal) adalah contoh zat pencemar anorganik yang sering ditemukan di perairan.

Bagaimana mikroorganisme seperti bakteri dekomposer berkontribusi terhadap penurunan kadar oksigen di perairan tercemar organik?

A. Mereka menghasilkan oksigen melalui fotosintesis.
B. Mereka mengonsumsi oksigen saat menguraikan bahan organik.
C. Mereka tidak membutuhkan oksigen untuk aktivitasnya.
D. Mereka menghasilkan gas metana yang mengikat oksigen.

Kunci Jawapan: B
Pembahasan: Bakteri dekomposer aerobik membutuhkan oksigen untuk melakukan respirasi seluler dan menguraikan bahan organik, sehingga menguras oksigen terlarut di air.

Air limbah rumah tangga yang berasal dari dapur, kamar mandi (tanpa feses), dan cucian dikenal sebagai…

A. Air hitam (blackwater)
B. Air abu-abu (greywater)
C. Air hujan
D. Air tanah

Kunci Jawaban: B
Pembahasan: Air abu-abu adalah limbah rumah tangga non-feses yang masih bisa didaur ulang untuk keperluan tertentu setelah pengolahan minimal.

II. Soal Isian Singkat

Singkatan dari BOD adalah _____________________.

Kunci Jawaban: Biochemical Oxygen Demand (Kebutuhan Oksigen Biokimia)

Dua contoh logam berat yang sering mencemari perairan adalah ____________________ dan ____________________.

Kunci Jawaban: Merkuri (Hg) dan Timbal (Pb) (atau Kadmium (Cd), Arsen (As) lainnya yang relevan)

Penyakit diare, kolera, dan tifus dapat menyebar melalui air yang tercemar oleh bakteri _____________________.

Kunci Jawaban: E. coli (Escherichia coli) atau bakteri patogen lainnya

Fenomena pertumbuhan alga yang sangat cepat dan masif di permukaan air akibat kelebihan nutrisi disebut _____________________.

Kunci Jawaban: Alga bloom (ledakan alga)

Gas yang paling penting bagi kehidupan akuatik dan sering menipis di perairan yang mengalami eutrofikasi adalah _____________________.

Kunci Jawaban: Oksigen terlarut (DO)

III. Soal Uraian

Jelaskan proses terjadinya eutrofikasi dan bagaimana dampaknya terhadap ekosistem perairan!

Kunci Jawaban:
Eutrofikasi adalah proses pengayaan nutrisi, terutama senyawa fosfat dan nitrat, di suatu perairan. Nutrisi ini umumnya berasal dari limbah pertanian (pupuk), limbah domestik (deterjen, sisa makanan), atau limbah industri. Prosesnya dimulai ketika nutrisi berlebih memicu pertumbuhan alga dan tumbuhan air secara masif (alga bloom).

Dampaknya terhadap ekosistem perairan:
a. Penurunan Oksigen Terlarut (DO): Saat alga dan tumbuhan air mati, bakteri dekomposer menguraikannya, mengonsumsi sejumlah besar oksigen terlarut. Ini menyebabkan kondisi hipoksia (kekurangan oksigen) atau anoksia (tanpa oksigen).
b. Kematian Organisme Akuatik: Kekurangan oksigen menyebabkan kematian ikan dan organisme akuatik lainnya yang membutuhkan oksigen untuk bernapas.
c. Perubahan Komposisi Spesies: Hanya organisme yang toleran terhadap kondisi rendah oksigen (anaerobik) yang dapat bertahan, mengurangi keanekaragaman hayati.
d. Air Berbau Busuk: Dekomposisi anaerobik menghasilkan gas seperti hidrogen sulfida yang menyebabkan bau tidak sedap.
e. Air Keruh dan Berwarna: Massa alga membuat air menjadi keruh dan seringkali berwarna hijau pekat, mengurangi penetrasi cahaya matahari ke dasar perairan dan menghambat fotosintesis tumbuhan di bawahnya.

Bagaimana mekanisme biomagnifikasi terjadi dalam rantai makanan dan berikan satu contoh zat pencemar yang mengalami biomagnifikasi!

Kunci Jawaban:
Biomagnifikasi adalah proses peningkatan konsentrasi zat pencemar yang tidak dapat terurai (non-biodegradable) pada tingkatan trofik yang lebih tinggi dalam suatu rantai makanan. Mekanismenya sebagai berikut:
1. Penyerapan oleh Produsen: Zat pencemar dilepaskan ke lingkungan (misalnya merkuri di air) dan diserap oleh organisme produsen (misalnya fitoplankton atau alga) dalam konsentrasi rendah.
2. Transfer ke Konsumen Primer: Ketika konsumen primer (misalnya zooplankton atau ikan kecil) memakan produsen, mereka mengakumulasi zat tersebut dalam tubuh mereka. Karena mereka memakan banyak produsen, konsentrasi zat dalam tubuh mereka menjadi lebih tinggi daripada di produsen.
3. Peningkatan Konsentrasi pada Konsumen Sekunder dan Tersier: Proses ini berlanjut. Konsumen sekunder memakan konsumen primer, dan konsumen tersier memakan konsumen sekunder. Pada setiap tingkatan trofik, predator mengonsumsi banyak mangsa, sehingga zat pencemar terus terakumulasi dan terkonsentrasi di tubuh predator tersebut.

Contoh zat pencemar: Merkuri (Hg), DDT, PCB (Polychlorinated Biphenyls). Merkuri yang mencemari air akan diserap oleh fitoplankton, dimakan oleh zooplankton, kemudian ikan kecil, ikan besar, hingga akhirnya manusia. Konsentrasi merkuri akan semakin tinggi pada setiap tingkatan rantai makanan, menyebabkan keracunan pada puncak rantai makanan.

Sebutkan dan jelaskan secara singkat tiga jenis pengolahan air limbah!

Kunci Jawaban:
Tiga jenis pengolahan air limbah adalah:
1. Pengolahan Primer (Primary Treatment): Tahap ini bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan terapung dari air limbah melalui proses fisik. Metode yang digunakan meliputi penyaringan (screening) untuk menghilangkan benda-benda besar, dan sedimentasi (pengendapan) untuk memisahkan partikel padat yang lebih berat.
2. Pengolahan Sekunder (Secondary Treatment): Tahap ini bertujuan untuk menghilangkan bahan organik terlarut dan koloid yang tidak dapat dihilangkan pada tahap primer. Proses ini umumnya melibatkan aktivitas mikroorganisme aerobik yang menguraikan bahan organik. Contoh metode adalah lumpur aktif (activated sludge) dan filter biologis (trickling filters). Hasilnya adalah air limbah dengan BOD yang lebih rendah.
3. Pengolahan Tersier (Tertiary Treatment/Advanced Treatment): Tahap ini dilakukan untuk menghilangkan sisa-sisa polutan yang tidak terangkat pada pengolahan primer dan sekunder, seperti nutrisi (nitrat dan fosfat), logam berat, patogen, dan senyawa organik persisten. Metode yang digunakan sangat bervariasi tergantung polutan yang ditargetkan, bisa meliputi filtrasi, adsorpsi karbon aktif, desinfeksi (klorinasi, UV), osmosis balik, dan denitrifikasi/defosforisasi.

Analisis dampak limbah industri tekstil terhadap ekosistem air!

Kunci Jawaban:
Limbah industri tekstil dapat menimbulkan dampak serius terhadap ekosistem air karena mengandung berbagai jenis polutan:
1. Zat Warna dan Bahan Kimia: Limbah tekstil seringkali mengandung zat warna sintetis, pewarna, zat pemutih, dan bahan kimia lain yang digunakan dalam proses pencelupan dan finishing. Zat warna ini dapat mengubah warna air, mengurangi penetrasi cahaya matahari, yang menghambat fotosintesis tumbuhan air. Bahan kimia lainnya bisa bersifat toksik bagi ikan dan organisme akuatik, mengganggu fisiologi dan bahkan menyebabkan kematian.
2. Peningkatan BOD dan COD: Air limbah tekstil mengandung bahan organik tinggi dari serat, kanji, dan bahan kimia bantu. Ini menyebabkan peningkatan Biochemical Oxygen Demand (BOD) dan Chemical Oxygen Demand (COD) di perairan. Peningkatan BOD dan COD berarti mikroorganisme dekomposer akan mengonsumsi oksigen terlarut dalam jumlah besar, menyebabkan kondisi hipoksia atau anoksia yang mematikan bagi kehidupan akuatik.
3. Perubahan pH: Proses pencelupan dan pencucian sering menggunakan bahan kimia asam atau basa kuat, menyebabkan limbah tekstil memiliki pH yang ekstrem (sangat asam atau sangat basa). Perubahan pH yang drastis di perairan dapat mengganggu keseimbangan osmotik dan metabolisme organisme akuatik, merusak insang ikan, dan bahkan membunuh mereka.
4. Logam Berat: Beberapa proses pewarnaan menggunakan logam berat sebagai mordan. Logam berat seperti kromium, kadmium, dan tembaga dapat terakumulasi di sedimen dan organisme akuatik, mengalami biomagnifikasi dalam rantai makanan, dan bersifat sangat toksik bagi seluruh ekosistem.

Sebutkan dan jelaskan minimal empat upaya pencegahan pencemaran air yang dapat dilakukan di tingkat rumah tangga!

Kunci Jawaban:
Upaya pencegahan pencemaran air di tingkat rumah tangga sangat penting untuk menjaga kualitas air:
1. Menggunakan Deterjen Ramah Lingkungan: Pilihlah deterjen yang tidak mengandung fosfat atau zat kimia berbahaya lainnya yang dapat menyebabkan eutrofikasi. Penggunaan deterjen yang biodegradabel akan mengurangi beban pencemaran pada perairan.
2. Tidak Membuang Sampah dan Limbah Berbahaya ke Saluran Air: Hindari membuang sampah padat, minyak bekas, obat-obatan kadaluarsa, atau bahan kimia rumah tangga (cat, pembersih) ke saluran air, toilet, atau got. Sampah padat dapat menyumbat saluran dan bahan kimia berbahaya dapat mencemari air tanah dan permukaan.
3. Menghemat Penggunaan Air: Dengan menghemat air, kita mengurangi jumlah air limbah yang dihasilkan rumah tangga. Ini mengurangi beban pada sistem pengolahan limbah dan secara tidak langsung mengurangi potensi pencemaran.
4. Mengelola Limbah Domestik dengan Baik: Pastikan sistem septic tank berfungsi dengan baik dan dikuras secara berkala. Jika memungkinkan, lakukan pemisahan air abu-abu (dari cucian, mandi) untuk didaur ulang (misalnya untuk menyiram tanaman non-konsumsi) setelah pengolahan sederhana.
5. Tidak Menggunakan Pestisida/Pupuk Kimia Berlebihan di Pekarangan: Jika memiliki kebun, gunakan pupuk organik atau kompos dan hindari pestisida kimia berlebihan yang dapat larut terbawa air hujan ke saluran drainase.

IV. Soal Menjodohkan/Mencocokkan

Set 1

Jodohkan pernyataan di Kolom Kiri dengan istilah yang tepat di Kolom Kanan.

Kolom Kiri	Kolom Kanan
1. Pengayaan nutrisi di perairan	A. BOD
2. Akumulasi zat toksik pada tingkatan trofik lebih tinggi	B. Eutrofikasi
3. Kebutuhan oksigen oleh mikroorganisme untuk dekomposisi organik	C. Biomagnifikasi
4. Indikator keberadaan pencemaran feses manusia/hewan	D. Koliform
5. Jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan kimia	E. COD

Kunci Jawaban:

1 – B (Eutrofikasi)
2 – C (Biomagnifikasi)
3 – A (BOD)
4 – D (Koliform)
5 – E (COD)

Set 2

Jodohkan istilah di Kolom Kiri dengan contoh atau penjelasannya di Kolom Kanan.

Kolom Kiri	Kolom Kanan
1. Pengolahan Primer	A. Menggunakan bakteri untuk mengurai bahan organik
2. Pengolahan Sekunder	B. Filtrasi dan sedimentasi
3. Pengolahan Tersier	C. Penghilangan nutrisi dan desinfeksi
4. Pencemaran fisik	D. Sampah plastik dan perubahan suhu air
5. Pencemaran biologis	E. Bakteri patogen dan virus