Keberadaan organisme di dalam suatu lingkungan dapat dijadikan sebagai parameter (tolak ukur) kualitas lingkungan. Biota yang dapat memberi petunjuk bagaimana keadaan suatu lingkungan itu disebut bioindikator atau indikator biologi. Bioindikator dapat dibedakan menjadi tiga kelompok organisme, yaitu :
- Organisme Indikator, ialah ada atau tidaknya species tertantu di suatu lingkungan. Dalam hal ini indeks keragaman (indeks diversitas) dan indeks dominan digunakan sebagai parameter penentu kualitas lingkungan.
- Organisme pemantau (organisme monitor), ada dua macam : a. Pasif, mengamati organsime yang sudah ada di alam dan mengukur tingkat kerusakan alat yang dialami organisme itu, atau akumulasi substansi kimia pada alat. b. Aktif, menempatkan organisme di alam, kemudian mempelajari kerusakan alat dan akumulasi substansi kimia di dalam alat.
- Organisme uji, yaitu organisme yang digunakan untuk menguji akumulasi dan reaksi suatu substansi kimia di dalam laboratoriu atau lapangan. Uji biologi (bioassay) atau uji toksisitas menggunakan organisme uji mulai dari bakteri, plankton, protozoa dan avertebrata lainnya serta vertebrata mulai ikan sampai mamalia. Gangguan pada ekosistem perairan antara lain karena limbah kegiatan manusia.
Penggunaan indikator biologi pada perairan yang terken limbah indikatornya sebagai berikut : Perilaku Pencemar Limbah Limbah organik yang bersifat lumpur jika memasuki suatu perairan akan mempengaruhi populasi organisme, sehingga mulai dari sumber limbah sampai ke hilir terjadi perubahan populasi jamur dan algae yang berbeda. Limbah organik tadi umumnya berasal dari saluran limbah perkotaan dan rumah tangga. Sesuai dengan banyak limbah yang masuk ke perairan pada suatu titik sumber, jamur lumpur umumnya bertahan sampai hari kelima sejauh lebih kurang 90 km ke hilir, ini tergantung pada debit dan kecepatan aliran sungai. Jadi setelah lima hari jumlah lumpur habis pada saat tersebut sisa – sisa lumpur terakhir telah mencapai sejauh 90 km. Sementara limbah lumpur lambat laun diuraikan oleh jamur, jumlahnya semakin mengecil dan populasi jamur mulai menurun. Dengan semakin meningkatnya kualitas air menuju bersih jumlah algae semakin banyak.
Indikator biologi yang lain dapat pula berupa gabungan fluktuasi populasi bakteria, ciliata, dan rotifera serta crustacea. Kombinasi keempat biota ini pasti terjadi karena merupakan suatu rantai makanan dalam perairan dapat dijadikan suatu bentuk indikator perairan.
Limbah organik yang dibuang ke suatu perairan merupakan sumber pertumbuhan bakteria limbah. Dengan demikian pada saat limbah pertama kali dibuang ke perairan, hari pertama tersebut populasi bakteri akan tumbuh dengan amat banyaknya. Perairan tercemar yang kaya akan bakteri ini merupakan habitat yang baik untuk ciliata. Populasi ciliata karena ketersediaan makanan yang memadai (bakteri limbah) akan memangsa bakteri itu sehingga pada hari kesatu sampai hari keempat populasi bakteri menurun drastis sementara populasi ciliata tumbuh melonjak. Ciliata merupakan makanan bagi rotifera dna Crustacea dengan demikian pada hari keempat populasi Rotifera dan Crustacea meningkat karena ketersediaan pangan berupa ciliata, sehingga mulai hari keempat sampai hari ketujuh populasi ciliata menurun sementara populasi Rotifera naik.
Indikator lain pada pencemaran perairan yang dapat merubah ekosistem adalah fluktuasi cacing lumpur, larva – larva nyamuk, larva kumbang air serta serangga air. Pada saat limbah masuk ke suatu perairan umum terdapat kurva fluktuasi jumlah species. Umumnya jumlah species avertebrata meningkat pada saat limbah dimasukkan ke ekosistem perairan, kemudian jumlah itu menurun mulai hari kelima sampai dengan kesepuluh dan air pun kembali menjadi bersih. Bersamaan waktunya, sementara kurva fluktuasi jumlah species naik maka kurva variasi atau semcamnya masing –masing species menurun. Variasi ini naik kembali pada saat jumlah semua species menurun. Variasi ini naik kembali pada saat jumlah semua species menurun. Indikator Coliform Umumnya indeks coliform dipakai untuk indikator pencemaran organik terutama pada kotoran manusia. Pada saat kotoran manusia atau hewan memasuki ekosistem perairan bersamanya ikut bakteri Eschericia Coli. Karena kotoran manusia dan hewan mudah larut di dalam perairan maka untuk mengetahui pencemaran oleh kotoran lain ini dipakailah bakteri Escheriricia Coli. Semakin banyak bakteri ini berarti pencemaran organik semakin tinggi Indeks Pencemaran Algae Algae dapat juga dijadikan indikator kualitas ekosistem perairan karena bermacam – macam algae tumbuh dan berkembang pada kualitas yang berbeda – beda.
Fjierdingstad (1963) telah mengelompokkan jenis – jenis atau marga algae sesuai dengan kualitas ekosistem perairan yang ditempatinya. Dia membedakan empat kelompok algae yaitu :
- Species Saprobientik (Polisaprobik) Terdapat di perairan dengan tingkat pencemaran sangat berat
- Species Saprofilik (Beta-Mesosaprobik) Umumnya terdapat dalam badan air tercemar berat dapat dalam komunitas lain.
- Species Saproxenous (Alfa-Mesosaprobik) Umumnya terdap9at dalam badan air agak bersih, tahan sedikit pencemaran.
- Species Saprofob (Oligosaprobik) Terdapat di perairan bersih dan tidak toleran terhadap badan air tercemar Mason (1981) mengembangkan penemuan Fjierdingstad dan menemukan bahwa spesies saprobientik itu ditemukan pada ekosistem perairan yang tercemar berat.
Selanjutnya dia menamakannya individu POLISAPROBIK dan daerah penyebarannya disebutnya dengan Zona Polisaprobik. Sedangkan bagian ekositem perairan sungai agak hilir dari zona polisaprobik, pada bagian badan air yang sedang berlangsung pemulihan sendiri (secara mandiri/self purification) disebutnya sebagai Zona Meso Saprobik. Kemudian dia menyusun indeks pencemaran algae yang disebut pula SAPROBIK.
Indikator Biologik Untuk Pencemaran BOD, yaitu jika suatu perairan terjadi pencemaran dengan BOD tinggi maka Flagellata dapat dijadikan sebagai indikator. Ekosistem perairan yang tinggi BOD-nya otomatis kekurangan kadar oksigen terlarut. Pada perairan ini indikator biologinya ialah Flagella yang termasuk Protozoa. Antara lain yang dominan adalah 6 genera yaitu : Astasia, Desmarella, Polytoma, Pteriodendron, Chilomonas, Sphaerocca.
Sebaliknya pada ekositem perairan yang bersih dijumpai Flagellata yang dominan yaitu 6 genera yakni : Euglena, Gonum, Chlamydomonas, Dinobryon, Cryptomonas, dan Uroglenopsis. Indikator Biologik Untuk Perairan Bersih dan Tercemar Algae, Protozoa, Insekta, Bivalvia, dan ikan tertentu mempunyai genera yang hidup di air bersih dan hidup di air tercemar. Sementara itu bakteri dan jamur hanya bisa digunakan untuk indikator biologik air tercemar. Misalnya dari kelompok algae chlorella selalu dijumpai pada air tercemar sementara genera Naviculla tidak pernah hidup di daerah tercemar karena menyukai air bersih. Indikator Biologik Untuk Pencemaran Air Bersih Air yang pH – nya sangat rendah sebagai kegiatan industri apabila dibuang ke perairan umum dapat mencemari perairan tersebut yang berakibat punahnya atau berkurangnya jumlah biota yang hidup disitu. Indikator biologik untuk pencemaran perairan oleh limbah asam antara lain ialah semakin meningkatnya populasi 3 species indikator yaitu : Euglena mutabilis, Chromulina Sp, Ochromonas Sp.
Indikator Biologik Untuk Pencemaran Panas (Thermal Pollution) Kebanyakan kegiatan industri memilih lokasi di pinggir sungai atau danau. Hal tersebut disebabkan karena dalam proses industri diperlukan sistem pendinginan mesin – mesin. Untuk pendinginan mesin – mesin yang sedang beroperasi diperlukan jumlah air yang banyak. Air yang sudah dipakai pada sistem pendingin akan menjadi tinggi temperaturnya, tidak dapat lagi dipakai untuk keperluan ini sehingga harus dibuang kembali ke perairan semula. Limbah dari sistem pendingin ini kadang kala mempunyai suhu mendekati titik didih. Air panas ini dapat mematikan berbagai indikator biologik untuk pencemaran panas diperairan adalah beberapa Algae yang termasuk kelompok Diatomae, Chlorophyceae, Cyanophyceae.
Pada saat suatu ekosistem perairan mengalami kenaikan suhu karena pencemaran panas dari 20oC – 50oC maka populasi Diatomae menurun sampai jumlah yang sangat kecil. Pada saat itu populasi chlorophyceae naik sampai 46oC sebagai batas toleransi. Kemudian diatas temperatur 46oC tersebut Cyanophyceae mengalami penurunan populasi karena tidak dapat mentoleransi temperatur yang lebih tinggi. Cyanophyceae mengalami kenaikan populasi bahkan di atas temperatur 50oC populasinya masih dapat meningkat jumlahnya.
