Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat
KEBERADAAN H2S PASCAAERASI HIPOLIMNION PADA
KAWASAN KERAMBA JARING APUNG (KJA)
DI DANAU LIDO, BOGOR, JAWA BARAT
MARTHIN ALEXANDER POLITON
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Keberadaan H2S
Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau
Lido, Bogor, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Agustus 2014
Marthin Alexander Politon
NIM C24070069
ABSTRAK
MARTHIN A POLITON. Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada
Kawasan Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Dibimbing oleh SIGID HARIYADI dan NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI.
Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari keberadaan hidrogen sulfida
(H2S) pascaaerasi hipolimnion dengan lokasi penelitian di Danau Lido, Bogor,
Jawa Barat. Penelitian dilakukan dari bulan Mei hingga Agustus 2011 dengan
pengambilan sampel pada 5 titik yang ditentukan secara purposive sampling
berdasarkan arus yang keluar dari outlet alat aerasi, yaitu 0; 1,5; 3; 4,5; dan 8 m.
H2S merupakan salah satu bentuk sulfur anorganik yang bersifat racun (toksik)
yang dihasikan dari aktivitas biologis bakteri pada kondisi anaerob bahan-bahan
organik yang mengandung sulfur serta berasal dari hasil reduksi sulfat (SO42-) di
dalam lapisan sedimen. H2S banyak ditemukan di lapisan hipolimnion, karena
dalam kondisi oksigen yang sangat rendah akan terjadi akumulasi H2S akibat
adanya peningkatan pertumbuhan bakteri anaerob. Aerasi hipolimnion yang
dilakukan diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi oksigen sehingga proses
perombakan bahan organik yang mengandung sulfur tidak menghasilkan H2S
yang merugikan bagi kehidupan biota akuatik di dalam danau. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa aerasi yang dilakukan selama 10 jam mampu menurunkan
konsentrasi H2S di lapisan hipolimnion Danau Lido, rata-rata sebesar 51,85%.
Penurunan terbesar terjadi pada jarak 3 m dari titik outlet aerasi (60%). Setelah
aerasi dihentikan konsentrasi hidrogen sulfida mengalami peningkatan, akan tetapi
dengan konsentrasi lebih kecil dibandingkan sebelum aerasi dilakukan.
Kata kunci: aerasi hipolimnion, hidrogen sulfida
ABSTRACT
MARTHIN A POLITON. Presence of H2S after Hypolimnetic Aeration on Pond
Fish Culture in Lido Lake, Bogor, West Java. Guidanced by SIGID HARIYADI
and NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI.
The aim of this research was to learn about the change of hydrogen sulfide
(H2S) after hypolimnetic aeration in Lido Lake, Bogor, West Jawa. The research
was conducted in May to August 2011 with 5 purposive sample points along the
outflow from the outlet of aeration equipment, which were 0; 1,5; 3; 4,5; dan 8 m
in distance. H2S is one of toxic anaerobic decomposition product of sulfuric
organic materials or as the result of sulfate reduction process in water sediment.
H2S is often present in hypolimnion of waters because of the lack of oxygen
concentration and high density of anaerobic bacteria. Hypolimnetic aeration
hopefully could increase oxygen concentration that could lead aerobic
decomposition and bend production of H2S. The result shows that 10 hours
aeration activity could lowered H2S concentration about 51.85% from the
previous level, with the highest decreasing at 3 m distance from aeration outlet.
When the equipment was stopped after 15 hours operation, the concentration of
H2S was increase to a level less than before the aeration started.
Key words: hydrogen sulfide, hypolimnetic aeration
his research is to study about hydrogen sulfide presence after hypolimnetic
aeration in Lido Lake, Bogor, West Java. The research is carried out from May to
July 2011 with 5 sampling spot which is decided by purposive sampling based on
the aeration equipment outflows, consist of 0 m;1,5 m; 3 m; 4,5 m; and 8 m.
Hydrogen sulfide is one of dissolved inorganic sulfur form that can be used by
algae and aquatic plant directly. The presence of orthophosphate is affected by
dissolved oxygen concentration in water. Orthophospate mostly found in
hypolimnetic layer, this is happened because orthophosphate can form a bond and
precipitation with Fe, Ca, or Al ion in the oxic condition, then fall to the bottom of
water. In the other side, in anoxic condition, the bond between orthophospate and
Fe, Ca, or Al ion will be released. This research aim to observe the presence of
phosphate after hypolimnetic aeration. This aeration is expected to increase the
ability of ions to make a bond and do precipitation with orthophosphate.
The research showed that aeration which is done for 10 hours can decrease
the orthophosphate concentration in hypolimnetic layer of Lido Lake for 21,0597,56%. The most slope is occurred in 3 m distance from the outlet of aeration
(97.56%). After the aeration, the decrease of orthophosphate concentration still
can be maintained for 5 hours. The concentration of orthophosphate begin to
increase after 10 hours from the end of aeration.
Keywords: hypolimnetic aeration, phosphate, concentrations decrease
KEBERADAAN H2S PASCAAERASI HIPOLIMNION PADA
KAWASAN KERAMBA JARING APUNG (KJA)
DI DANAU LIDO, BOGOR, JAWA BARAT
MARTHIN ALEXANDER POLITON
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan
pada
Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan Keramba
Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat
Nama
: Marthin Alexander Politon
NIM
: C24070069
Program Studi : Manajemen Sumber Daya Perairan
Disetujui oleh
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Pembimbing I
Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir M. Mukhlis Kamal, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus: 8 Agustus 2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada TUHAN Yang Maha Esa atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2011 ini ialah kualitas
air, dengan judul Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan
Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc dan Dr Ir
Niken Tunjung Murti Pratiwi, MSi selaku pembimbing skripsi atas bimbingannya
sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik. Terima kasih penulis
ucapkan kepada Dr Majariana Krisanti, SPi, MSi selaku penguji tamu dan Dr Ir
Rahmat Kurnia, MSi selaku perwakilan dari komisi pendidikan Departemen
Manajemen Sumber Daya Perairan yang telah banyak memberi saran. Terima
kasih penulis ucapkan kepada Bapak dan Ibu Dosen yang telah membimbing dan
memberikan ilmu selama perkuliahan serta kepada segenap staf pegawai Tata
Usaha Departemen MSP (Mbak Widar dan Mbak Yani). Terima kasih juga
diucapkan kepada Ayah (Jackson R. Politon (Alm)) dan Ibu (Esther M. Politon)
serta kakak (Michael R. Politon) yang selalu mendoakan, serta kepada temanteman MSP 44 yang telah memberi dukungan dan membantu baik dari penelitian
di lapang hingga analisis di laboratorium yang tidak dapat disebutkan satu per
satu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Marthin Alexander Politon
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .............................................................................................. 1
Rumusan Masalah ......................................................................................... 2
Tujuan ........................................................................................................... 2
Manfaat ......................................................................................................... 2
METODE PENELITIAN ..................................................................................... 3
Waktu dan Lokasi ......................................................................................... 3
Rancangan Penelitian .................................................................................... 3
Analisis Data ................................................................................................. 7
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 13
Hipolimnion Kawasan KJA Danau Lido ...................................................... 13
Sebaran Hidrogen sulfida Pascaaerasi Hipolimnion ..................................... 14
Sebaran Sulfat Pascaaerasi Hipolimnion ...................................................... 15
Faktor yang Mempengaruhi Keberadaan Hidrogen sulfida .......................... 18
Penurunan Konsentrasi Hidrogen sulfida dan Bahan Organik ..................... 21
Peningkatan Konsentrasi Oksigen dan Sulfat ............................................... 22
Pembahasan .................................................................................................. 23
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 27
Kesimpulan ................................................................................................... 27
Saran ............................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 28
LAMPIRAN ......................................................................................................... 30
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR TABEL
1. Waktu pengamatan pada jarak horizontal ....................................................... 8
2. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis contoh air parameter
penelitian ......................................................................................................... 8
3. Tabel sidik ragam bagi RAK ........................................................................... 10
4. Interval nilai koefisien korelasi (r) dan kekuatan hubungan ........................... 12
5. Nilai parameter kualitas air pada hipolimnion Danau Lido ............................ 14
6. Konsentrasi hidrogen sulfida (mg/L) sebelum aerasi, ketika aerasi dan
pascaaerasi hipolimnion ................................................................................... 14
7. Konsentrasi sulfat (mg/L) sebelum aerasi, ketika aerasi dan pascaaerasi
hipolimnion....................................................................................................... 15
8. Penurunan konsentrasi hidrogen sulfida dan COD .......................................... 22
9. Peningkatan konsentrasi oksigen terlarut dan sulfat ........................................ 22
DAFTAR GAMBAR
1. Skema pendekatan permasalahan .................................................................... 2
2. Peta lokasi penelitian ....................................................................................... 4
3. Sebaran melintang suhu (oC) dan oksigen (mg/L) di KJA Danau Lido .......... 4
4. Alat aerasi hipolimnion ................................................................................... 6
5. Mekanisme aerasi hipolimnion ........................................................................ 7
6. Profil kedalaman perairan pada lokasi pengambilan contoh air ...................... 13
7. Sebaran melintang Hidrogen sulfida di hipolimnion (kedalaman 4 m) ........... 16
8. Sebaran melintang Sulfat di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............................. 17
9. Sebaran melintang Oksigen terlarut di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............. 19
10. Sebaran melintang COD di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............................ 20
11. Keberadaan oksigen, hidrogen sulfida dan bahan organik selama aerasi
hipolimnion .................................................................................................... 21
DAFTAR LAMPIRAN
1. Penentuan kedalaman aerasi hipolimnion ....................................................... 30
2. Alat dan bahan yang digunakan selama penelitian .......................................... 31
3. Analisa data penelitian dengan uji-t berpasangan ........................................... 32
4. Analisa data penelitian dengan rancangan acak kelompok (RAK) ................. 34
5. Pendugaan waktu aerasi optimal yang dibutuhkan untuk menurunkan
konsentrasi hidrogen sulfida (titik pengamatan 0 m dan 3 m) ........................ 39
6. Fluktuasi keberadaan oksigen (DO), hidrogen sulfida (H2S) dan
bahan organik (COD) selama aerasi hipolimnion ........................................... 43
7. Pendugaaan waktu aerasi untuk mendapatkan konsentrasi oksigen sebesar
3 mg/L .............................................................................................................. 45
8. Biaya pembuatan dan operasional alat aerasi hipolimnion, serta pendugaan
biaya operasional alat aerasi berdasarkan waktu aerasi optimal ..................... 47
9. Kondisi Lokasi Penelitian dan Spesifikasi Alat Aerasi Hipolimnion............... 48
16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Danau Lido adalah salah satu danau buatan yang terletak di Kabupaten
Bogor, Jawa Barat. Selain sebagai kawasan wisata, Danau Lido juga dimanfaatkan
untuk perikanan budidaya dengan sistem keramba jaring apung (KJA). Budidaya
ikan di KJA menghasilkan buangan bahan organik berupa sisa pakan, sisa
metabolisme (feses) ikan, dan jasad organisme yang mati. Buangan bahan organik
pada kawasan KJA menyebabkan permasalahan kualitas air seperti berkurangnya
oksigen serta timbulnya senyawa-senyawa beracun seperti hidrogen sulfida (H2S)
pada lapisan bawah dan dasar perairan yang dapat membahayakan kelangsungan
hidup ikan saat terjadi umbalan pada musim-musim tertentu. Hal ini dikarenakan
adanya peningkatan konsumsi oksigen dalam proses penguraian (dekomposisi)
bahan-bahan organik tersebut. Dekomposisi sangat ditentukan oleh beberapa
faktor utama, yaitu oksigen (O2), bahan organik, dan dekomposer (organisme
pengurai).
Hidrogen sulfida adalah salah satu bentuk sulfur anorganik yang bersifat
racun (toksik), hasil dari aktivitas biologis bakteri dalam menguraikan bahanbahan organik yang mengandung sulfur (dekomposisi protein). Selain itu, H2S
juga dapat terbentuk dari reduksi anion-anion sulfat (SO42-) di dalam lapisan
sedimen dasar yang kemudian berpindah ke kolom perairan. Proses-proses
pembentukan H2S tersebut terjadi pada keadaan tanpa oksigen (anaerob).
Lapisan hipolimnion (lapisan bawah) perairan umumnya memiliki
konsentrasi oksigen yang rendah (Novotny dan Olem 1994; Goldman dan Horne
1983). Rendahnya konsentrasi oksigen terjadi karena tidak ada cahaya di lapisan
ini, sehingga fotosintesis tidak dapat dilakukan. Oksigen di lapisan hipolimnion
hanya bersumber dari transfer oksigen lapisan epilimnion (lapisan atas) yang
produktif dalam menghasilkan oksigen hasil fotosintesis fitoplankton dan difusi
udara. Penumpukan bahan organik di lapisan hipolimnion tanpa ketersediaan
oksigen memicu dekomposisi berlangsung secara anaerob. Hal ini menyebabkan
terjadinya akumulasi H2S karena adanya peningkatan pertumbuhan bakteri
anaerob serta penyebarannya mulai dari dasar hingga permukaan danau.
Konsentrasi oksigen di lapisan hipolimnion dapat ditingkatkan dengan aerasi
hipolimnion. Aerasi hipolimnion dilakukan dengan memindahkan massa air yang
memiliki konsentrasi oksigen rendah dari lapisan hipolimnion ke atas permukaan
perairan untuk dipaparkan dengan udara terbuka. Pemaparan bertujuan agar terjadi
penambahan oksigen dalam massa air yang terangkat melalui proses difusi udara
dari atmosfer. Air yang telah melalui kontak dengan udara dikembalikan ke
lapisan hipolimnion. Peningkatan konsentrasi oksigen oleh adanya proses aerasi
diharapkan dapat mengurangi kandungan senyawa H2S yang terbentuk sebagai
hasil aktivitas biologis bakteri heterotrof dalam mendekomposisi bahan organik
serta reduksi anion-anion sulfat dan sulfur lainnya sehingga tidak membahayakan
kelangsungan hidup biota di dalam danau.
2
Rumusan Masalah
Kegiatan budidaya ikan di KJA Danau Lido menghasilkan limbah bahan
organik seperti sisa pakan, feses ikan dan organisme mati atau bangkai ikan.
Bahan-bahan organik tersebut berpotensi mengalami dekomposisi secara anaerob
di lapisan hipolimnion danau. Defisit oksigen di lapisan hipolimnion mampu
memicu tingginya konsentrasi hidrogen sulfida (H2S). Aerasi hipolimnion
dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan konsentrasi oksigen di perairan
(lapisan hipolimnion). Keberadaan H2S pascaaerasi hipolimnion penting untuk
dipelajari karena adanya perubahan konsentrasi oksigen di lapisan hipolimnion.
Peningkatan konsentrasi oksigen diharapkan mampu menghambat pembentukan
H2S serta memicu proses-proses perubahan sulfur organik menjadi bahan-bahan
yang tidak berbahaya bagi kehidupan biota akuatik di dalam danau (Gambar 1).
Bahan Organik
Sisa Pakan
Feses ikan
Organisme mati
Deplesi
Oksigen (O2)
Hidrodinamika
Stratifikasi Suhu
Kualitas Air
Suhu
pH
Dekomposisi anaerob
di hipolimnion
Aerasi
[H2S]
berkurang
?
+
Terjadi penurunan
[H2S]
Gambar 1. Skema pendekatan permasalahan
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat penurunan H2S akibat
proses aerasi hipolimnion di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Manfaat
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif penerapan
teknologi untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas perairan di Danau Lido
melalui aerasi hipolimnion.
3
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi
Penelitian dilakukan di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat, yang terletak pada
koordinat 106°48’26”-106°48’50” BT dan 6°44’30”-6°44’58” LS. Kegiatan
penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2011 hingga Agustus 2011, dengan dua
pembagian tahapan penelitian yaitu kegiatan di lapangan dan kegiatan di
laboratorium. Kegiatan di lapangan meliputi penelitian pendahuluan dan
penelitian utama, berupa pengambilan contoh air. kegiatan di laboratorium berupa
analisa contoh air. Analisa contoh air dilaksanakan di Laboratorium Fisika-Kimia
Perairan, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen
Sumber Daya Perairan, Fakultas perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.
Rancangan Penelitian
Penentuan Stasiun Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada kawasan kegiatan budidaya perikanan keramba
jaring apung (KJA). Penentuan tersebut dilakukan atas pertimbangan bahwa lokasi
ini mengalami tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan lokasi lainnya
dalam hal masukan bahan organik allochtonous berupa limbah kegiatan KJA
seperti pakan ikan (pelet) dan sisa-sisa organisme (sisa metabolisme dan bangkai
ikan). Besarnya masukan bahan organik menyebabkan lokasi ini terancam
mengalami kondisi anoksik pada hipolimnion sehingga terjadi akumulasi
senyawa-senyawa toksik seperti hidrogen sulfida. Penelitian dilakukan di satu unit
KJA aktif milik Badan Riset Kelautan dan Perikanan (BRKP) Sempur Bogor,
dengan posisi koordinat 106°48’42,6” BT dan 6°44’30,3” LS di Danau Lido
(Gambar 2).
Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menentukan kedalaman perairan
yang akan diberi perlakuan aerasi, yaitu aerasi hipolimnion. Penentuan kedalaman
aerasi dilakukan dengan pengamatan sebaran suhu perairan secara melintang pada
kedalaman 0-7 m saat pagi, siang dan sore hari. Sebaran melintang suhu hasil
penelitian pendahuluan disajikan pada Gambar 3. Melalui Gambar 3, diketahui
bahwa hipolimnion Danau Lido ada pada kedalaman 4-7 m. Perbedaan suhu pada
kolom perairan di kedalaman tersebut relatif kecil, yaitu 0,1 oC pada pagi dan
siang hari, serta 0,4 oC pada siang hari. Hal ini sesuai dengan Cole (1983) yang
menyatakan bahwa hipolimnion merupakan lapisan kolom perairan yang lebih
dingin dari lapisan di atasnya, dengan perbedaan suhu secara melintang yang
relatif kecil.
4
Gambar 2. Peta lokasi penelitian di KJA Danau Lido
Gambar 3. Sebaran melintang suhu (oC) dan oksigen terlarut (mg/L) di kawasan
KJA Danau Lido
5
Penentuan kedalaman aerasi juga mempertimbangkan waktu dan lokasi
kritis nilai konsentrasi oksigen terlarut di perairan. Oleh karena itu, dilakukan
pengamatan konsentrasi oksigen terlarut selama 24 jam pada kedalaman 0-4,25 m
di stasiun penelitian. Berdasarkan Gambar 3, diperoleh informasi bahwa
kedalaman 4,25 m memiliki konsentrasi oksigen terlarut paling rendah, dengan
kisaran 0,65-1,57 mg/L, sedangkan untuk lapisan di atasnya (0-1,6 m) memiliki
konsentrasi oksigen terlarut lebih besar, dengan kisaran 3,48-7,67 mg/L. Lapisan
oksik perairan (konsentrasi oksigen terlarut 3 mg/L) hanya sampai kedalaman
kurang dari 3 m. Hal ini menggambarkan bahwa berlangsungnya proses
fotosintesis, yang merupakan salah satu sumber oksigen bagi kolom perairan,
tidak memiliki pengaruh yang besar di kedalaman lebih dari 3 m sehingga
konsentrasi oksigen terlarut rendah.
Meskipun telah diketahui bahwa kandungan oksigen terlarut di kedalaman 3
m telah kurang dari 3 mg/L, aerasi tidak dilakukan di kedalaman ini. Hal ini
dikarenakan jaring pada unit KJA yang digunakan mencapai kedalaman 3 m dari
permukaan perairan, sehingga dikhawatirkan pengoperasian alat aerasi dan proses
pengambilan contoh air yang dilakukan dapat mengganggu kegiatan budidaya
ikan yang tengah berlangsung. Oleh karena itu, kedalaman 4 m dipilih sebagai
kedalaman hipolimnion yang diberi aerasi. Pemilihan kedalaman 4 m juga
diperkuat oleh informasi bahwa konsentrasi oksigen terlarut di kedalaman 4 m
tidak berbeda nyata pada berbagai waktu pengamatan (Uji F, dengan p>0,05)
(Lampiran 1). Hal ini mengindikasikan bahwa pengaruh fotosintesis di kedalaman
4 m pada waktu siang hari sangat kecil bahkan tidak ada.
Penelitian Utama
Penelitian utama dilakukan dengan menerapkan alat aerasi hipolimnion
(Gambar 4). Keberadaan hidrogen sulfida diamati pada 5 titik yang menyebar
secara horizontal mulai dari titik outlet alat aerasi, yaitu pada jarak 0 m, 1,5 m, 3
m, 4,5 m, dan 8 m dari titik outlet aerasi dengan mempertimbangkan arah arus
danau. Titik-titik pengamatan secara horizontal tersebut ditentukan berdasarkan
hasil penelitian Nursandi (2011), yang menunjukkan bahwa sebaran oksigen
terlarut pengaruh aerasi pada kedalaman 4 m berkurang pada jarak 8 m dari titik
outlet aerasi. Untuk memudahkan dalam proses pengambilan contoh air, dipilih
jarak pengamatan dengan selang 1,5 m. Sementara pengamatan pada jarak 8 m
dilakukan untuk melihat keberadaan hidrogen sulfida yang kurang bahkan tidak
mendapat pengaruh dari areasi. Selain itu, untuk melihat respon keberadaan
hidrogen sulfida terhadap proses aerasi dilakukan pengamatan secara temporal
yang dibagi menjadi tiga periode pengamatan, yaitu pengamatan sebelum aerasi,
pengamatan pada saat alat aerasi beroperasi dan pengamatan pascaaerasi
hipolimnion (Tabel 1).
Aerasi yang dilakukan pada penelitian ini sesuai dengan prinsip aerasi yang
dikembangkan oleh Nursandi (2011), yaitu pemindahan massa air dari lapisan
tertentu yang memiliki konsentrasi oksigen rendah ke permukaan dan
memaparkan massa air di ruang terbuka (Gambar 5). Pemaparan massa air
tersebut bertujuan untuk memicu terjadinya penambahan oksigen ke dalam massa
air yang terangkat melalui proses difusi dan agitasi udara di atmosfir.
16
Gambar 4. Alat aerasi hipolimnion
2
Gambar 5. Mekanisme aerasi hipolimnion
26
8
Air yang telah mengalami kontak dengan udara dikembalikan ke lapisan
hipolimnion sumber air semula. Efektivitas dari proses aerasi hipolimnion
tergantung pada laju aliran (flow rate) dan volume air yang dapat diaerasi.
Semakin banyak air yang diaerasi, maka semakin besar kemungkinan terjadinya
peningkatan konsentrasi oksigen terlarut pada lapisan hipolimnion. Pada
penelitian ini, volume air yang dialirkan ke talang aerasi adalah 120 liter selama 5
menit, sehingga didapatkan laju aliran air yang diaerasi sebanyak 24 liter/menit.
Laju aliran air sangat tergantung pada ukuran talang dan kekuatan pompa.
Pengambilan contoh air dilakukan dengan menggunakan vanDorn water
sampler. Air contoh yang diambil kemudian dipindahkan ke dalam botol air
contoh untuk selanjutnya dianalisis di laboratorium. Alat dan bahan yang
digunakan dalam penelitian disajikan pada Lampiran 3.
Tabel 1. Waktu pengamatan pada jarak horizontal
Waktu Pengamatan
Sebelum aerasi
Mulai aerasi
5 jam aerasi
10 jam aerasi
5 jam pascaaerasi
10 jam pascaaerasi
15 jam pascaaerasi
Pukul
08.00 wib
09.00 wib
14.00 wib
19.00 wib
00.00 wib
05.00 wib
10.00 wib
Analisis Contoh Air
Parameter utama yang diukur dalam penelitian ini adalah hidrogen sulfida
(H2S), sulfat (SO42-) dan oksigen terlarut (DO). Parameter pendukung yang
berpengaruh terhadap parameter utama juga diamati, yaitu suhu, pH dan COD
(Chemical Oxygen Demand). Analisis parameter penelitian dilakukan secara in
situ dan ex situ sesuai dengan sifat masing-masing parameter. Alat dan metode
yang digunakan dalam analisis contoh air disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis contoh air parameter
penelitian
Parameter
Satuan
Alat/Metode*
Fisika
Suhu
°C
DO meter/Elektrofisika
Kimia
pH
- pH meter/Elektrokimia
DO
mg/L DO meter/Elektrokimia
COD
mg/L Titrasi/Reflux,Titimetri K2Cr2O7
Spektrofotometer/biru metilen
Sulfida
mg/L
(H2S)
= 670 nm
Sulfat
mg/L Spektrofotometer/Turbidimetri
(SO42-)
*Sumber: Eaton et al. (2005)
Penanganan
contoh
Keterangan
-
In situ
Pendinginan
In situ
In situ
Ex situ
Pendinginan
Ex situ
Pendinginan
Ex situ
39
Analisis Data
Uji t
Uji t berpasangan digunakan untuk mengetahui perbedaan konsentrasi
parameter kualitas air dipengaruhi aerasi hipolimnion. Rumus yang digunakan
adalah sebagai berikut (Walpole 1993):
̅
dengan: t
̅
d0
sd
n
Hipotesis
√
= nilai t hitung,
= rata-rata selisih nilai parameter (praaerasi dan
pascaaerasi),
= selisih nilai yang tidak diharapkan = 0,
= simpangan baku selisih nilai parameter, dan
= jumlah pasangan anggota sampel.
H0: µ D = d0
H1: µ D ≠ d0
(nilai parameter praaerasi dan pascaaerasi sama).
(nilai parameter praaerasi dan pascaaerasi berbeda).
Hipotesis nol akan ditolak pada taraf nyata α bila t > tα/2 (n-1) atau t < -tα/2(n-1).
Nilai t-hitung dan t-tabel diperoleh dengan menggunakan perangkat lunak MS.
Excel (Data Analysis t test paired two samples for means).
Persentase perubahan nilai parameter kualitas air
Persentase perubahan konsentrasi parameter kualitas air dihitung untuk
mengetahui besarnya perubahan parameter pengamatan yang terjadi pada
pengamatan aerasi dan pascaaerasi dibandingkan dengan kondisi praaerasi
hipolimnion. Adapun perhitungan konsentrasi parameter kualitas air dilakukan
sebagai berikut:
dan
dengan:
a = nilai parameter kualitas air sebelum dilakukan aerasi
hipolimnion,
b = nilai parameter kualitas air setelah dilakukan aerasi
hipolimnion.
Rancangan Acak Kelompok
Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak
kelompok (RAK). RAK digunakan untuk mengetahui pengaruh perlakuan dan
kelompok terhadap parameter penelitian. Pada penelitian ini, waktu pengamatan
atau lamanya aerasi sebagai perlakuan dan jarak horizontal dari titik outlet alat
4
10
aerasi sebagai kelompok. Rumus umum rancangan acak kelompok adalah sebagai
berikut (Mattjik dan Sumertajaya 2000):
dengan:
Yi
=
j
µ
αi
βj
εij
=
=
=
=
Nilai respon pada faktor perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
faktor kelompok jarak horizontal taraf ke-j,
Rataan umum populasi,
Pengaruh perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
Pengaruh kelompok jarak horizontal taraf ke-j, dan
Pengaruh acak pada faktor perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
faktor kelompok jarak horizontal taraf ke-j.
Analisis data menggunakan RAK disajikan dalam bentuk tabel sidik ragam
(Tabel 3). Pengaruh perlakuan lamanya aerasi terhadap perubahan konsentrasi
parameter penelitian yang diukur dapat diketahui dengan uji hipotesis antara lain:
Pengaruh perlakuan
H0:
α1= α2= ...= αi=0
(perlakuan waktu pengamatan tidak berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air), dan
H1:
setidaknya ada satu i dengan αi≠0
(perlakuan waktu pengamatan berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air).
Pengaruh kelompok
H0:
β1= β2= ...= βi=0
(kelompok jarak horizontal tidak berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air), dan
H1:
setidaknya ada satu i dengan βi≠0
(kelompok jarak horizontal berpengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter kualitas air).
Tabel 3. Tabel sidik ragam bagi RAK
Sumber
Keragaman
Perlakuan
(waktu
pengamatan)
Kelompok
(jarak
horizontal)
Sisa
Total
Derajat
Bebas
(dB)
Jumlah
Kuadrat
(JK)
Kuadrat
Tengah
(KT)
Fhitung
Ftabel
i-1
JKP
KTP
KTP/KTS
F (0,05;dBP;dBS)
j-1
JKK
KTK
KTK/KTS
F (0,05;dBK;dBS)
(i-1)(j-1)
JKS
KTS
ij-1
JKT
5
11
Kesimpulan yang dapat diambil dari tabel sidik ragam bagi RAK adalah
sebagai berikut:
(1) Jika F hitung < F tabel maka gagal tolak H0, berarti perlakuan atau
kelompok tidak memberikan pengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter pada selang kepercayaan 95%.
(2) Jika F hitung > F tabel maka Tolak H0, berarti minimal ada satu perlakuan
atau kelompok yang memberikan pengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter pada selang kepercayaan 95%.
Untuk melihat perlakuan dan kelompok yang memberikan pengaruh berbeda
nyata, maka dilakukan uji lanjut BNT (Beda Nyata Terkecil).
Uji lanjut BNT (Beda Nyata Terkecil)
Meskipun perbedaan dapat terlihat melalui hasil uji F, akan tetapi hal itu
tidak memberi informasi mengenai perlakuan atau kelompok yang memberikan
pengaruh terhadap parameter sehingga parameter memiliki karakteristik paling
berbeda. Diperlukan uji lanjutan untuk mengetahui hal tersebut, yaitu dengan uji
beda rerata pengaruh perlakuan (Boer 2001). Uji BNT hanya dapat digunakan jika
nilai F yang diperoleh berdasarkan tabel sidik ragam nyata. Nilai BNT dinyatakan
dengan rumus:
α
dengan:
BNT
tα/2
KTS
dBS
n
α
√
= beda nyata terkecil,
= nilai t tabel pada taraf nyata α/2 (α = 0,05),
= kuadrat tengah sisa,
= derajat bebas sisa, dan
= jumlah ulangan.
Kriterium uji BNT adalah
|̅
̅ |
dengan:
̅
= rataan perlakuan ke-i, dan
̅
= rataan perlakuan ke-j.
Kriteria pengambilan keputusannya adalah jika beda absolut dari dua
perlakuan (d) lebih besar dari nilai BNT, maka dapat disimpulkan bahwa kedua
perlakuan tersebut berbeda nyata pada taraf nyata α (tolak H0).
Regresi
Analisis regresi adalah suatu analisis yang bertujuan untuk menunjukkan
hubungan matematis antara peubah terikat dengan peubah bebas (Hasan 2004).
Pada penelitian ini dilakukan pendugaan terhadap hubungan antara keberadaan
hidrogen sulfida dipengaruhi oleh ketersediaan oksigen terlarut, keberadaan
hidrogen sulfida dipengaruhi oleh keberadaan bahan organik (COD), serta
peningkatan konsentrasi oksigen dipengaruhi oleh lamanya waktu aerasi. Regresi
yang digunakan dalam analisis hubungan ini adalah regresi linier untuk sejumlah
6
12
pasangan variabel yang mempunyai kecenderungan hubungan linier dan regresi
polinomial untuk sejumlah pasangan variabel yang mempunyai kecenderungan
berupa kurva lengkung. Secara umum, model regresi polinomial ditulis dalam
bentuk:
̂
dengan: ̂
; i = 1, 2, 3,...
= nilai dugaan yang dihasilkan garis regresi,
= intersep atau perpotongan dengan sumbu tegak, dan
= koefisien-koefisien regresi
= peubah bebas
= residual yang tidak dapat dijelaskan oleh model regresi
Dalam regresi dikenal istilah koefisien korelasi Pearson (r) yang digunakan
untuk mengukur derajat hubungan dari dua peubah. Kisaran nilai r yang
menyatakan kekuatan hubungan antara peubah disajikan pada Tabel 4. Koefisien
korelasi Pearson dirumuskan sebagai berikut:
dengan: r
X
Y
n
√
∑
∑
∑
∑
∑
∑
= koefisien korelasi Pearson,
= peubah bebas,
= peubah terikat, dan
= jumlah pasangan data.
∑
Tabel 4. Interval nilai koefisien korelasi (r) dan kekuatan hubungan
Interval Nilai
r = 0,0
0,0 < r ≤ 0,4
0,4 < r ≤ 0,7
0,7 < r ≤ 1,0
r =1,0
Sumber: Hasan (2004)
Kekuatan Hubungan
Tidak ada
Rendah atau lemah tetapi pasti
Cukup berarti atau sedang
Tinggi atau kuat, dapat diandalkan
Sempurna
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Hipolimnion Kawasan KJA Danau Lido
Budidaya ikan dalam KJA merupakan teknologi budidaya ikan yang dapat
mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya perairan danau atau waduk.
Pembudidaya ikan di Danau Lido umumnya menggunakan satu petak jaring apung
berukuran 2 x 2 x 3 m3. Komoditas ikan yang umum dibudidayakan adalah ikan
mas (Cyprinus carpio) dan ikan nila (Oreochromis niloticus). Profil kedalaman
dari titik-titik pengamatan pada lokasi penelitian berada pada kisaran 4,5-8 m
(Gambar 6). Kedalaman minimum dari dasar perairan terhadap titik pengamatan
(0,5 m) terdapat pada jarak horizontal 8 m, karena titik pengamatan tersebut
berdekatan dengan outlet danau dan daratan sehingga berpeluang menjadi muara
bagi endapan material tersuspensi baik organik maupun anorganik.
Gambar 6. Profil kedalaman perairan pada lokasi pengambilan contoh air (dengan
arah mengikuti arus air danau)
Kondisi hipolimnion Danau Lido pada kedalaman 4 m disajikan pada Tabel
5. Parameter yang memenuhi baku mutu kualitas air menurut Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia nomor 82 tahun 2001 kelas III adalah suhu, pH
dan sulfat. Suhu di hipolimnion tampak relatif stabil dengan pH yang cenderung
netral. Parameter lainnya seperti oksigen terlarut (DO), COD, dan hidrogen
sulfida tidak memenuhi baku mutu kualitas air. Konsentrasi oksigen terlarut yang
diamati sangat kecil, yaitu sebesar 0,1 mg/L. Konsentrasi COD menggambarkan
banyaknya bahan organik yang berada di hipolimnion danau. Konsentrasi
hidrogen sulfida yang diamati pada lapisan ini menggambarkan terjadinya proses
perombakan bahan organik pada kondisi oksigen yang sangat rendah.
8
14
Tabel 5. Nilai parameter kualitas air pada hipolimnion (kedalaman 4 m) Danau
Lido
Parameter
Satuan
Baku
mutu*
o
0m
25,7
6,89
0,1
34,63
Jarak Horizontal
1,5 m
3m
4,5 m
25,7
25,8
25,7
6,93
6,93
6,93
0,1
0,1
0,1
73,76 52,69
55,70
8m
25,7
6,96
0,1
39,14
C
Suhu
dev 3
pH
6-9
Oksigen
mg/L
3
COD
mg/L
50
Hidrogen
mg/L
0,002
0,091
0,081 0,101
0,091 0,051
sulfida (H2S)
Sulfat (SO42-) mg/L
(-)
18,343 18,343 19,099 18,451 20,825
*
Baku mutu kualitas air menurut PP RI No. 82 Tahun 2001 kelas III
Sebaran Hidrogen sulfida (H2S) Pascaaerasi Hipolimnion
Penerapan aerasi hipolimnion merupakan salah satu upaya untuk
meningkatkan kualitas air. Aerasi yang dilakukan diharapkan mampu menurunkan
konsentrasi hidrogen sulfida di perairan. Konsentrasi hidrogen sulfida (mg/L)
pada hipolimnion Danau Lido ditunjukkan pada Tabel 6. Berdasarkan Tabel 6,
konsentrasi hidrogen sulfida mengalami penurunan pada seluruh titik pengamatan
(jarak horizontal 0-8 m) ketika aerasi dilakukan selama 5 jam sampai 10 jam.
Namun, konsentrasinya kembali meningkat ketika aerasi dihentikan.
Hasil uji t (Lampiran 4a) menunjukkan bahwa ketika aerasi dilakukan
selama 5 jam, konsentrasi hidrogen sulfida mengalami penurunan yang signifikan
(p
KAWASAN KERAMBA JARING APUNG (KJA)
DI DANAU LIDO, BOGOR, JAWA BARAT
MARTHIN ALEXANDER POLITON
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Keberadaan H2S
Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau
Lido, Bogor, Jawa Barat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Agustus 2014
Marthin Alexander Politon
NIM C24070069
ABSTRAK
MARTHIN A POLITON. Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada
Kawasan Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Dibimbing oleh SIGID HARIYADI dan NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI.
Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari keberadaan hidrogen sulfida
(H2S) pascaaerasi hipolimnion dengan lokasi penelitian di Danau Lido, Bogor,
Jawa Barat. Penelitian dilakukan dari bulan Mei hingga Agustus 2011 dengan
pengambilan sampel pada 5 titik yang ditentukan secara purposive sampling
berdasarkan arus yang keluar dari outlet alat aerasi, yaitu 0; 1,5; 3; 4,5; dan 8 m.
H2S merupakan salah satu bentuk sulfur anorganik yang bersifat racun (toksik)
yang dihasikan dari aktivitas biologis bakteri pada kondisi anaerob bahan-bahan
organik yang mengandung sulfur serta berasal dari hasil reduksi sulfat (SO42-) di
dalam lapisan sedimen. H2S banyak ditemukan di lapisan hipolimnion, karena
dalam kondisi oksigen yang sangat rendah akan terjadi akumulasi H2S akibat
adanya peningkatan pertumbuhan bakteri anaerob. Aerasi hipolimnion yang
dilakukan diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi oksigen sehingga proses
perombakan bahan organik yang mengandung sulfur tidak menghasilkan H2S
yang merugikan bagi kehidupan biota akuatik di dalam danau. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa aerasi yang dilakukan selama 10 jam mampu menurunkan
konsentrasi H2S di lapisan hipolimnion Danau Lido, rata-rata sebesar 51,85%.
Penurunan terbesar terjadi pada jarak 3 m dari titik outlet aerasi (60%). Setelah
aerasi dihentikan konsentrasi hidrogen sulfida mengalami peningkatan, akan tetapi
dengan konsentrasi lebih kecil dibandingkan sebelum aerasi dilakukan.
Kata kunci: aerasi hipolimnion, hidrogen sulfida
ABSTRACT
MARTHIN A POLITON. Presence of H2S after Hypolimnetic Aeration on Pond
Fish Culture in Lido Lake, Bogor, West Java. Guidanced by SIGID HARIYADI
and NIKEN TUNJUNG MURTI PRATIWI.
The aim of this research was to learn about the change of hydrogen sulfide
(H2S) after hypolimnetic aeration in Lido Lake, Bogor, West Jawa. The research
was conducted in May to August 2011 with 5 purposive sample points along the
outflow from the outlet of aeration equipment, which were 0; 1,5; 3; 4,5; dan 8 m
in distance. H2S is one of toxic anaerobic decomposition product of sulfuric
organic materials or as the result of sulfate reduction process in water sediment.
H2S is often present in hypolimnion of waters because of the lack of oxygen
concentration and high density of anaerobic bacteria. Hypolimnetic aeration
hopefully could increase oxygen concentration that could lead aerobic
decomposition and bend production of H2S. The result shows that 10 hours
aeration activity could lowered H2S concentration about 51.85% from the
previous level, with the highest decreasing at 3 m distance from aeration outlet.
When the equipment was stopped after 15 hours operation, the concentration of
H2S was increase to a level less than before the aeration started.
Key words: hydrogen sulfide, hypolimnetic aeration
his research is to study about hydrogen sulfide presence after hypolimnetic
aeration in Lido Lake, Bogor, West Java. The research is carried out from May to
July 2011 with 5 sampling spot which is decided by purposive sampling based on
the aeration equipment outflows, consist of 0 m;1,5 m; 3 m; 4,5 m; and 8 m.
Hydrogen sulfide is one of dissolved inorganic sulfur form that can be used by
algae and aquatic plant directly. The presence of orthophosphate is affected by
dissolved oxygen concentration in water. Orthophospate mostly found in
hypolimnetic layer, this is happened because orthophosphate can form a bond and
precipitation with Fe, Ca, or Al ion in the oxic condition, then fall to the bottom of
water. In the other side, in anoxic condition, the bond between orthophospate and
Fe, Ca, or Al ion will be released. This research aim to observe the presence of
phosphate after hypolimnetic aeration. This aeration is expected to increase the
ability of ions to make a bond and do precipitation with orthophosphate.
The research showed that aeration which is done for 10 hours can decrease
the orthophosphate concentration in hypolimnetic layer of Lido Lake for 21,0597,56%. The most slope is occurred in 3 m distance from the outlet of aeration
(97.56%). After the aeration, the decrease of orthophosphate concentration still
can be maintained for 5 hours. The concentration of orthophosphate begin to
increase after 10 hours from the end of aeration.
Keywords: hypolimnetic aeration, phosphate, concentrations decrease
KEBERADAAN H2S PASCAAERASI HIPOLIMNION PADA
KAWASAN KERAMBA JARING APUNG (KJA)
DI DANAU LIDO, BOGOR, JAWA BARAT
MARTHIN ALEXANDER POLITON
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan
pada
Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan Keramba
Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat
Nama
: Marthin Alexander Politon
NIM
: C24070069
Program Studi : Manajemen Sumber Daya Perairan
Disetujui oleh
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Pembimbing I
Dr Ir Niken TM Pratiwi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir M. Mukhlis Kamal, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus: 8 Agustus 2014
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada TUHAN Yang Maha Esa atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2011 ini ialah kualitas
air, dengan judul Keberadaan H2S Pascaaerasi Hipolimnion pada Kawasan
Keramba Jaring Apung (KJA) di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc dan Dr Ir
Niken Tunjung Murti Pratiwi, MSi selaku pembimbing skripsi atas bimbingannya
sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan dengan baik. Terima kasih penulis
ucapkan kepada Dr Majariana Krisanti, SPi, MSi selaku penguji tamu dan Dr Ir
Rahmat Kurnia, MSi selaku perwakilan dari komisi pendidikan Departemen
Manajemen Sumber Daya Perairan yang telah banyak memberi saran. Terima
kasih penulis ucapkan kepada Bapak dan Ibu Dosen yang telah membimbing dan
memberikan ilmu selama perkuliahan serta kepada segenap staf pegawai Tata
Usaha Departemen MSP (Mbak Widar dan Mbak Yani). Terima kasih juga
diucapkan kepada Ayah (Jackson R. Politon (Alm)) dan Ibu (Esther M. Politon)
serta kakak (Michael R. Politon) yang selalu mendoakan, serta kepada temanteman MSP 44 yang telah memberi dukungan dan membantu baik dari penelitian
di lapang hingga analisis di laboratorium yang tidak dapat disebutkan satu per
satu.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Marthin Alexander Politon
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... vi
DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vi
PENDAHULUAN ................................................................................................ 1
Latar Belakang .............................................................................................. 1
Rumusan Masalah ......................................................................................... 2
Tujuan ........................................................................................................... 2
Manfaat ......................................................................................................... 2
METODE PENELITIAN ..................................................................................... 3
Waktu dan Lokasi ......................................................................................... 3
Rancangan Penelitian .................................................................................... 3
Analisis Data ................................................................................................. 7
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................ 13
Hipolimnion Kawasan KJA Danau Lido ...................................................... 13
Sebaran Hidrogen sulfida Pascaaerasi Hipolimnion ..................................... 14
Sebaran Sulfat Pascaaerasi Hipolimnion ...................................................... 15
Faktor yang Mempengaruhi Keberadaan Hidrogen sulfida .......................... 18
Penurunan Konsentrasi Hidrogen sulfida dan Bahan Organik ..................... 21
Peningkatan Konsentrasi Oksigen dan Sulfat ............................................... 22
Pembahasan .................................................................................................. 23
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 27
Kesimpulan ................................................................................................... 27
Saran ............................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 28
LAMPIRAN ......................................................................................................... 30
RIWAYAT HIDUP
DAFTAR TABEL
1. Waktu pengamatan pada jarak horizontal ....................................................... 8
2. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis contoh air parameter
penelitian ......................................................................................................... 8
3. Tabel sidik ragam bagi RAK ........................................................................... 10
4. Interval nilai koefisien korelasi (r) dan kekuatan hubungan ........................... 12
5. Nilai parameter kualitas air pada hipolimnion Danau Lido ............................ 14
6. Konsentrasi hidrogen sulfida (mg/L) sebelum aerasi, ketika aerasi dan
pascaaerasi hipolimnion ................................................................................... 14
7. Konsentrasi sulfat (mg/L) sebelum aerasi, ketika aerasi dan pascaaerasi
hipolimnion....................................................................................................... 15
8. Penurunan konsentrasi hidrogen sulfida dan COD .......................................... 22
9. Peningkatan konsentrasi oksigen terlarut dan sulfat ........................................ 22
DAFTAR GAMBAR
1. Skema pendekatan permasalahan .................................................................... 2
2. Peta lokasi penelitian ....................................................................................... 4
3. Sebaran melintang suhu (oC) dan oksigen (mg/L) di KJA Danau Lido .......... 4
4. Alat aerasi hipolimnion ................................................................................... 6
5. Mekanisme aerasi hipolimnion ........................................................................ 7
6. Profil kedalaman perairan pada lokasi pengambilan contoh air ...................... 13
7. Sebaran melintang Hidrogen sulfida di hipolimnion (kedalaman 4 m) ........... 16
8. Sebaran melintang Sulfat di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............................. 17
9. Sebaran melintang Oksigen terlarut di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............. 19
10. Sebaran melintang COD di hipolimnion (kedalaman 4 m) ............................ 20
11. Keberadaan oksigen, hidrogen sulfida dan bahan organik selama aerasi
hipolimnion .................................................................................................... 21
DAFTAR LAMPIRAN
1. Penentuan kedalaman aerasi hipolimnion ....................................................... 30
2. Alat dan bahan yang digunakan selama penelitian .......................................... 31
3. Analisa data penelitian dengan uji-t berpasangan ........................................... 32
4. Analisa data penelitian dengan rancangan acak kelompok (RAK) ................. 34
5. Pendugaan waktu aerasi optimal yang dibutuhkan untuk menurunkan
konsentrasi hidrogen sulfida (titik pengamatan 0 m dan 3 m) ........................ 39
6. Fluktuasi keberadaan oksigen (DO), hidrogen sulfida (H2S) dan
bahan organik (COD) selama aerasi hipolimnion ........................................... 43
7. Pendugaaan waktu aerasi untuk mendapatkan konsentrasi oksigen sebesar
3 mg/L .............................................................................................................. 45
8. Biaya pembuatan dan operasional alat aerasi hipolimnion, serta pendugaan
biaya operasional alat aerasi berdasarkan waktu aerasi optimal ..................... 47
9. Kondisi Lokasi Penelitian dan Spesifikasi Alat Aerasi Hipolimnion............... 48
16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Danau Lido adalah salah satu danau buatan yang terletak di Kabupaten
Bogor, Jawa Barat. Selain sebagai kawasan wisata, Danau Lido juga dimanfaatkan
untuk perikanan budidaya dengan sistem keramba jaring apung (KJA). Budidaya
ikan di KJA menghasilkan buangan bahan organik berupa sisa pakan, sisa
metabolisme (feses) ikan, dan jasad organisme yang mati. Buangan bahan organik
pada kawasan KJA menyebabkan permasalahan kualitas air seperti berkurangnya
oksigen serta timbulnya senyawa-senyawa beracun seperti hidrogen sulfida (H2S)
pada lapisan bawah dan dasar perairan yang dapat membahayakan kelangsungan
hidup ikan saat terjadi umbalan pada musim-musim tertentu. Hal ini dikarenakan
adanya peningkatan konsumsi oksigen dalam proses penguraian (dekomposisi)
bahan-bahan organik tersebut. Dekomposisi sangat ditentukan oleh beberapa
faktor utama, yaitu oksigen (O2), bahan organik, dan dekomposer (organisme
pengurai).
Hidrogen sulfida adalah salah satu bentuk sulfur anorganik yang bersifat
racun (toksik), hasil dari aktivitas biologis bakteri dalam menguraikan bahanbahan organik yang mengandung sulfur (dekomposisi protein). Selain itu, H2S
juga dapat terbentuk dari reduksi anion-anion sulfat (SO42-) di dalam lapisan
sedimen dasar yang kemudian berpindah ke kolom perairan. Proses-proses
pembentukan H2S tersebut terjadi pada keadaan tanpa oksigen (anaerob).
Lapisan hipolimnion (lapisan bawah) perairan umumnya memiliki
konsentrasi oksigen yang rendah (Novotny dan Olem 1994; Goldman dan Horne
1983). Rendahnya konsentrasi oksigen terjadi karena tidak ada cahaya di lapisan
ini, sehingga fotosintesis tidak dapat dilakukan. Oksigen di lapisan hipolimnion
hanya bersumber dari transfer oksigen lapisan epilimnion (lapisan atas) yang
produktif dalam menghasilkan oksigen hasil fotosintesis fitoplankton dan difusi
udara. Penumpukan bahan organik di lapisan hipolimnion tanpa ketersediaan
oksigen memicu dekomposisi berlangsung secara anaerob. Hal ini menyebabkan
terjadinya akumulasi H2S karena adanya peningkatan pertumbuhan bakteri
anaerob serta penyebarannya mulai dari dasar hingga permukaan danau.
Konsentrasi oksigen di lapisan hipolimnion dapat ditingkatkan dengan aerasi
hipolimnion. Aerasi hipolimnion dilakukan dengan memindahkan massa air yang
memiliki konsentrasi oksigen rendah dari lapisan hipolimnion ke atas permukaan
perairan untuk dipaparkan dengan udara terbuka. Pemaparan bertujuan agar terjadi
penambahan oksigen dalam massa air yang terangkat melalui proses difusi udara
dari atmosfer. Air yang telah melalui kontak dengan udara dikembalikan ke
lapisan hipolimnion. Peningkatan konsentrasi oksigen oleh adanya proses aerasi
diharapkan dapat mengurangi kandungan senyawa H2S yang terbentuk sebagai
hasil aktivitas biologis bakteri heterotrof dalam mendekomposisi bahan organik
serta reduksi anion-anion sulfat dan sulfur lainnya sehingga tidak membahayakan
kelangsungan hidup biota di dalam danau.
2
Rumusan Masalah
Kegiatan budidaya ikan di KJA Danau Lido menghasilkan limbah bahan
organik seperti sisa pakan, feses ikan dan organisme mati atau bangkai ikan.
Bahan-bahan organik tersebut berpotensi mengalami dekomposisi secara anaerob
di lapisan hipolimnion danau. Defisit oksigen di lapisan hipolimnion mampu
memicu tingginya konsentrasi hidrogen sulfida (H2S). Aerasi hipolimnion
dilakukan sebagai upaya untuk meningkatkan konsentrasi oksigen di perairan
(lapisan hipolimnion). Keberadaan H2S pascaaerasi hipolimnion penting untuk
dipelajari karena adanya perubahan konsentrasi oksigen di lapisan hipolimnion.
Peningkatan konsentrasi oksigen diharapkan mampu menghambat pembentukan
H2S serta memicu proses-proses perubahan sulfur organik menjadi bahan-bahan
yang tidak berbahaya bagi kehidupan biota akuatik di dalam danau (Gambar 1).
Bahan Organik
Sisa Pakan
Feses ikan
Organisme mati
Deplesi
Oksigen (O2)
Hidrodinamika
Stratifikasi Suhu
Kualitas Air
Suhu
pH
Dekomposisi anaerob
di hipolimnion
Aerasi
[H2S]
berkurang
?
+
Terjadi penurunan
[H2S]
Gambar 1. Skema pendekatan permasalahan
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat penurunan H2S akibat
proses aerasi hipolimnion di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat.
Manfaat
Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif penerapan
teknologi untuk memperbaiki dan meningkatkan kualitas perairan di Danau Lido
melalui aerasi hipolimnion.
3
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi
Penelitian dilakukan di Danau Lido, Bogor, Jawa Barat, yang terletak pada
koordinat 106°48’26”-106°48’50” BT dan 6°44’30”-6°44’58” LS. Kegiatan
penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2011 hingga Agustus 2011, dengan dua
pembagian tahapan penelitian yaitu kegiatan di lapangan dan kegiatan di
laboratorium. Kegiatan di lapangan meliputi penelitian pendahuluan dan
penelitian utama, berupa pengambilan contoh air. kegiatan di laboratorium berupa
analisa contoh air. Analisa contoh air dilaksanakan di Laboratorium Fisika-Kimia
Perairan, Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen
Sumber Daya Perairan, Fakultas perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.
Rancangan Penelitian
Penentuan Stasiun Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada kawasan kegiatan budidaya perikanan keramba
jaring apung (KJA). Penentuan tersebut dilakukan atas pertimbangan bahwa lokasi
ini mengalami tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan lokasi lainnya
dalam hal masukan bahan organik allochtonous berupa limbah kegiatan KJA
seperti pakan ikan (pelet) dan sisa-sisa organisme (sisa metabolisme dan bangkai
ikan). Besarnya masukan bahan organik menyebabkan lokasi ini terancam
mengalami kondisi anoksik pada hipolimnion sehingga terjadi akumulasi
senyawa-senyawa toksik seperti hidrogen sulfida. Penelitian dilakukan di satu unit
KJA aktif milik Badan Riset Kelautan dan Perikanan (BRKP) Sempur Bogor,
dengan posisi koordinat 106°48’42,6” BT dan 6°44’30,3” LS di Danau Lido
(Gambar 2).
Penelitian Pendahuluan
Penelitian pendahuluan dilakukan untuk menentukan kedalaman perairan
yang akan diberi perlakuan aerasi, yaitu aerasi hipolimnion. Penentuan kedalaman
aerasi dilakukan dengan pengamatan sebaran suhu perairan secara melintang pada
kedalaman 0-7 m saat pagi, siang dan sore hari. Sebaran melintang suhu hasil
penelitian pendahuluan disajikan pada Gambar 3. Melalui Gambar 3, diketahui
bahwa hipolimnion Danau Lido ada pada kedalaman 4-7 m. Perbedaan suhu pada
kolom perairan di kedalaman tersebut relatif kecil, yaitu 0,1 oC pada pagi dan
siang hari, serta 0,4 oC pada siang hari. Hal ini sesuai dengan Cole (1983) yang
menyatakan bahwa hipolimnion merupakan lapisan kolom perairan yang lebih
dingin dari lapisan di atasnya, dengan perbedaan suhu secara melintang yang
relatif kecil.
4
Gambar 2. Peta lokasi penelitian di KJA Danau Lido
Gambar 3. Sebaran melintang suhu (oC) dan oksigen terlarut (mg/L) di kawasan
KJA Danau Lido
5
Penentuan kedalaman aerasi juga mempertimbangkan waktu dan lokasi
kritis nilai konsentrasi oksigen terlarut di perairan. Oleh karena itu, dilakukan
pengamatan konsentrasi oksigen terlarut selama 24 jam pada kedalaman 0-4,25 m
di stasiun penelitian. Berdasarkan Gambar 3, diperoleh informasi bahwa
kedalaman 4,25 m memiliki konsentrasi oksigen terlarut paling rendah, dengan
kisaran 0,65-1,57 mg/L, sedangkan untuk lapisan di atasnya (0-1,6 m) memiliki
konsentrasi oksigen terlarut lebih besar, dengan kisaran 3,48-7,67 mg/L. Lapisan
oksik perairan (konsentrasi oksigen terlarut 3 mg/L) hanya sampai kedalaman
kurang dari 3 m. Hal ini menggambarkan bahwa berlangsungnya proses
fotosintesis, yang merupakan salah satu sumber oksigen bagi kolom perairan,
tidak memiliki pengaruh yang besar di kedalaman lebih dari 3 m sehingga
konsentrasi oksigen terlarut rendah.
Meskipun telah diketahui bahwa kandungan oksigen terlarut di kedalaman 3
m telah kurang dari 3 mg/L, aerasi tidak dilakukan di kedalaman ini. Hal ini
dikarenakan jaring pada unit KJA yang digunakan mencapai kedalaman 3 m dari
permukaan perairan, sehingga dikhawatirkan pengoperasian alat aerasi dan proses
pengambilan contoh air yang dilakukan dapat mengganggu kegiatan budidaya
ikan yang tengah berlangsung. Oleh karena itu, kedalaman 4 m dipilih sebagai
kedalaman hipolimnion yang diberi aerasi. Pemilihan kedalaman 4 m juga
diperkuat oleh informasi bahwa konsentrasi oksigen terlarut di kedalaman 4 m
tidak berbeda nyata pada berbagai waktu pengamatan (Uji F, dengan p>0,05)
(Lampiran 1). Hal ini mengindikasikan bahwa pengaruh fotosintesis di kedalaman
4 m pada waktu siang hari sangat kecil bahkan tidak ada.
Penelitian Utama
Penelitian utama dilakukan dengan menerapkan alat aerasi hipolimnion
(Gambar 4). Keberadaan hidrogen sulfida diamati pada 5 titik yang menyebar
secara horizontal mulai dari titik outlet alat aerasi, yaitu pada jarak 0 m, 1,5 m, 3
m, 4,5 m, dan 8 m dari titik outlet aerasi dengan mempertimbangkan arah arus
danau. Titik-titik pengamatan secara horizontal tersebut ditentukan berdasarkan
hasil penelitian Nursandi (2011), yang menunjukkan bahwa sebaran oksigen
terlarut pengaruh aerasi pada kedalaman 4 m berkurang pada jarak 8 m dari titik
outlet aerasi. Untuk memudahkan dalam proses pengambilan contoh air, dipilih
jarak pengamatan dengan selang 1,5 m. Sementara pengamatan pada jarak 8 m
dilakukan untuk melihat keberadaan hidrogen sulfida yang kurang bahkan tidak
mendapat pengaruh dari areasi. Selain itu, untuk melihat respon keberadaan
hidrogen sulfida terhadap proses aerasi dilakukan pengamatan secara temporal
yang dibagi menjadi tiga periode pengamatan, yaitu pengamatan sebelum aerasi,
pengamatan pada saat alat aerasi beroperasi dan pengamatan pascaaerasi
hipolimnion (Tabel 1).
Aerasi yang dilakukan pada penelitian ini sesuai dengan prinsip aerasi yang
dikembangkan oleh Nursandi (2011), yaitu pemindahan massa air dari lapisan
tertentu yang memiliki konsentrasi oksigen rendah ke permukaan dan
memaparkan massa air di ruang terbuka (Gambar 5). Pemaparan massa air
tersebut bertujuan untuk memicu terjadinya penambahan oksigen ke dalam massa
air yang terangkat melalui proses difusi dan agitasi udara di atmosfir.
16
Gambar 4. Alat aerasi hipolimnion
2
Gambar 5. Mekanisme aerasi hipolimnion
26
8
Air yang telah mengalami kontak dengan udara dikembalikan ke lapisan
hipolimnion sumber air semula. Efektivitas dari proses aerasi hipolimnion
tergantung pada laju aliran (flow rate) dan volume air yang dapat diaerasi.
Semakin banyak air yang diaerasi, maka semakin besar kemungkinan terjadinya
peningkatan konsentrasi oksigen terlarut pada lapisan hipolimnion. Pada
penelitian ini, volume air yang dialirkan ke talang aerasi adalah 120 liter selama 5
menit, sehingga didapatkan laju aliran air yang diaerasi sebanyak 24 liter/menit.
Laju aliran air sangat tergantung pada ukuran talang dan kekuatan pompa.
Pengambilan contoh air dilakukan dengan menggunakan vanDorn water
sampler. Air contoh yang diambil kemudian dipindahkan ke dalam botol air
contoh untuk selanjutnya dianalisis di laboratorium. Alat dan bahan yang
digunakan dalam penelitian disajikan pada Lampiran 3.
Tabel 1. Waktu pengamatan pada jarak horizontal
Waktu Pengamatan
Sebelum aerasi
Mulai aerasi
5 jam aerasi
10 jam aerasi
5 jam pascaaerasi
10 jam pascaaerasi
15 jam pascaaerasi
Pukul
08.00 wib
09.00 wib
14.00 wib
19.00 wib
00.00 wib
05.00 wib
10.00 wib
Analisis Contoh Air
Parameter utama yang diukur dalam penelitian ini adalah hidrogen sulfida
(H2S), sulfat (SO42-) dan oksigen terlarut (DO). Parameter pendukung yang
berpengaruh terhadap parameter utama juga diamati, yaitu suhu, pH dan COD
(Chemical Oxygen Demand). Analisis parameter penelitian dilakukan secara in
situ dan ex situ sesuai dengan sifat masing-masing parameter. Alat dan metode
yang digunakan dalam analisis contoh air disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Alat dan metode yang digunakan dalam analisis contoh air parameter
penelitian
Parameter
Satuan
Alat/Metode*
Fisika
Suhu
°C
DO meter/Elektrofisika
Kimia
pH
- pH meter/Elektrokimia
DO
mg/L DO meter/Elektrokimia
COD
mg/L Titrasi/Reflux,Titimetri K2Cr2O7
Spektrofotometer/biru metilen
Sulfida
mg/L
(H2S)
= 670 nm
Sulfat
mg/L Spektrofotometer/Turbidimetri
(SO42-)
*Sumber: Eaton et al. (2005)
Penanganan
contoh
Keterangan
-
In situ
Pendinginan
In situ
In situ
Ex situ
Pendinginan
Ex situ
Pendinginan
Ex situ
39
Analisis Data
Uji t
Uji t berpasangan digunakan untuk mengetahui perbedaan konsentrasi
parameter kualitas air dipengaruhi aerasi hipolimnion. Rumus yang digunakan
adalah sebagai berikut (Walpole 1993):
̅
dengan: t
̅
d0
sd
n
Hipotesis
√
= nilai t hitung,
= rata-rata selisih nilai parameter (praaerasi dan
pascaaerasi),
= selisih nilai yang tidak diharapkan = 0,
= simpangan baku selisih nilai parameter, dan
= jumlah pasangan anggota sampel.
H0: µ D = d0
H1: µ D ≠ d0
(nilai parameter praaerasi dan pascaaerasi sama).
(nilai parameter praaerasi dan pascaaerasi berbeda).
Hipotesis nol akan ditolak pada taraf nyata α bila t > tα/2 (n-1) atau t < -tα/2(n-1).
Nilai t-hitung dan t-tabel diperoleh dengan menggunakan perangkat lunak MS.
Excel (Data Analysis t test paired two samples for means).
Persentase perubahan nilai parameter kualitas air
Persentase perubahan konsentrasi parameter kualitas air dihitung untuk
mengetahui besarnya perubahan parameter pengamatan yang terjadi pada
pengamatan aerasi dan pascaaerasi dibandingkan dengan kondisi praaerasi
hipolimnion. Adapun perhitungan konsentrasi parameter kualitas air dilakukan
sebagai berikut:
dan
dengan:
a = nilai parameter kualitas air sebelum dilakukan aerasi
hipolimnion,
b = nilai parameter kualitas air setelah dilakukan aerasi
hipolimnion.
Rancangan Acak Kelompok
Rancangan yang digunakan dalam penelitian ini adalah rancangan acak
kelompok (RAK). RAK digunakan untuk mengetahui pengaruh perlakuan dan
kelompok terhadap parameter penelitian. Pada penelitian ini, waktu pengamatan
atau lamanya aerasi sebagai perlakuan dan jarak horizontal dari titik outlet alat
4
10
aerasi sebagai kelompok. Rumus umum rancangan acak kelompok adalah sebagai
berikut (Mattjik dan Sumertajaya 2000):
dengan:
Yi
=
j
µ
αi
βj
εij
=
=
=
=
Nilai respon pada faktor perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
faktor kelompok jarak horizontal taraf ke-j,
Rataan umum populasi,
Pengaruh perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
Pengaruh kelompok jarak horizontal taraf ke-j, dan
Pengaruh acak pada faktor perlakuan waktu pengamatan taraf ke-i,
faktor kelompok jarak horizontal taraf ke-j.
Analisis data menggunakan RAK disajikan dalam bentuk tabel sidik ragam
(Tabel 3). Pengaruh perlakuan lamanya aerasi terhadap perubahan konsentrasi
parameter penelitian yang diukur dapat diketahui dengan uji hipotesis antara lain:
Pengaruh perlakuan
H0:
α1= α2= ...= αi=0
(perlakuan waktu pengamatan tidak berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air), dan
H1:
setidaknya ada satu i dengan αi≠0
(perlakuan waktu pengamatan berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air).
Pengaruh kelompok
H0:
β1= β2= ...= βi=0
(kelompok jarak horizontal tidak berpengaruh terhadap perubahan
konsentrasi parameter kualitas air), dan
H1:
setidaknya ada satu i dengan βi≠0
(kelompok jarak horizontal berpengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter kualitas air).
Tabel 3. Tabel sidik ragam bagi RAK
Sumber
Keragaman
Perlakuan
(waktu
pengamatan)
Kelompok
(jarak
horizontal)
Sisa
Total
Derajat
Bebas
(dB)
Jumlah
Kuadrat
(JK)
Kuadrat
Tengah
(KT)
Fhitung
Ftabel
i-1
JKP
KTP
KTP/KTS
F (0,05;dBP;dBS)
j-1
JKK
KTK
KTK/KTS
F (0,05;dBK;dBS)
(i-1)(j-1)
JKS
KTS
ij-1
JKT
5
11
Kesimpulan yang dapat diambil dari tabel sidik ragam bagi RAK adalah
sebagai berikut:
(1) Jika F hitung < F tabel maka gagal tolak H0, berarti perlakuan atau
kelompok tidak memberikan pengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter pada selang kepercayaan 95%.
(2) Jika F hitung > F tabel maka Tolak H0, berarti minimal ada satu perlakuan
atau kelompok yang memberikan pengaruh terhadap perubahan konsentrasi
parameter pada selang kepercayaan 95%.
Untuk melihat perlakuan dan kelompok yang memberikan pengaruh berbeda
nyata, maka dilakukan uji lanjut BNT (Beda Nyata Terkecil).
Uji lanjut BNT (Beda Nyata Terkecil)
Meskipun perbedaan dapat terlihat melalui hasil uji F, akan tetapi hal itu
tidak memberi informasi mengenai perlakuan atau kelompok yang memberikan
pengaruh terhadap parameter sehingga parameter memiliki karakteristik paling
berbeda. Diperlukan uji lanjutan untuk mengetahui hal tersebut, yaitu dengan uji
beda rerata pengaruh perlakuan (Boer 2001). Uji BNT hanya dapat digunakan jika
nilai F yang diperoleh berdasarkan tabel sidik ragam nyata. Nilai BNT dinyatakan
dengan rumus:
α
dengan:
BNT
tα/2
KTS
dBS
n
α
√
= beda nyata terkecil,
= nilai t tabel pada taraf nyata α/2 (α = 0,05),
= kuadrat tengah sisa,
= derajat bebas sisa, dan
= jumlah ulangan.
Kriterium uji BNT adalah
|̅
̅ |
dengan:
̅
= rataan perlakuan ke-i, dan
̅
= rataan perlakuan ke-j.
Kriteria pengambilan keputusannya adalah jika beda absolut dari dua
perlakuan (d) lebih besar dari nilai BNT, maka dapat disimpulkan bahwa kedua
perlakuan tersebut berbeda nyata pada taraf nyata α (tolak H0).
Regresi
Analisis regresi adalah suatu analisis yang bertujuan untuk menunjukkan
hubungan matematis antara peubah terikat dengan peubah bebas (Hasan 2004).
Pada penelitian ini dilakukan pendugaan terhadap hubungan antara keberadaan
hidrogen sulfida dipengaruhi oleh ketersediaan oksigen terlarut, keberadaan
hidrogen sulfida dipengaruhi oleh keberadaan bahan organik (COD), serta
peningkatan konsentrasi oksigen dipengaruhi oleh lamanya waktu aerasi. Regresi
yang digunakan dalam analisis hubungan ini adalah regresi linier untuk sejumlah
6
12
pasangan variabel yang mempunyai kecenderungan hubungan linier dan regresi
polinomial untuk sejumlah pasangan variabel yang mempunyai kecenderungan
berupa kurva lengkung. Secara umum, model regresi polinomial ditulis dalam
bentuk:
̂
dengan: ̂
; i = 1, 2, 3,...
= nilai dugaan yang dihasilkan garis regresi,
= intersep atau perpotongan dengan sumbu tegak, dan
= koefisien-koefisien regresi
= peubah bebas
= residual yang tidak dapat dijelaskan oleh model regresi
Dalam regresi dikenal istilah koefisien korelasi Pearson (r) yang digunakan
untuk mengukur derajat hubungan dari dua peubah. Kisaran nilai r yang
menyatakan kekuatan hubungan antara peubah disajikan pada Tabel 4. Koefisien
korelasi Pearson dirumuskan sebagai berikut:
dengan: r
X
Y
n
√
∑
∑
∑
∑
∑
∑
= koefisien korelasi Pearson,
= peubah bebas,
= peubah terikat, dan
= jumlah pasangan data.
∑
Tabel 4. Interval nilai koefisien korelasi (r) dan kekuatan hubungan
Interval Nilai
r = 0,0
0,0 < r ≤ 0,4
0,4 < r ≤ 0,7
0,7 < r ≤ 1,0
r =1,0
Sumber: Hasan (2004)
Kekuatan Hubungan
Tidak ada
Rendah atau lemah tetapi pasti
Cukup berarti atau sedang
Tinggi atau kuat, dapat diandalkan
Sempurna
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Hipolimnion Kawasan KJA Danau Lido
Budidaya ikan dalam KJA merupakan teknologi budidaya ikan yang dapat
mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya perairan danau atau waduk.
Pembudidaya ikan di Danau Lido umumnya menggunakan satu petak jaring apung
berukuran 2 x 2 x 3 m3. Komoditas ikan yang umum dibudidayakan adalah ikan
mas (Cyprinus carpio) dan ikan nila (Oreochromis niloticus). Profil kedalaman
dari titik-titik pengamatan pada lokasi penelitian berada pada kisaran 4,5-8 m
(Gambar 6). Kedalaman minimum dari dasar perairan terhadap titik pengamatan
(0,5 m) terdapat pada jarak horizontal 8 m, karena titik pengamatan tersebut
berdekatan dengan outlet danau dan daratan sehingga berpeluang menjadi muara
bagi endapan material tersuspensi baik organik maupun anorganik.
Gambar 6. Profil kedalaman perairan pada lokasi pengambilan contoh air (dengan
arah mengikuti arus air danau)
Kondisi hipolimnion Danau Lido pada kedalaman 4 m disajikan pada Tabel
5. Parameter yang memenuhi baku mutu kualitas air menurut Peraturan
Pemerintah Republik Indonesia nomor 82 tahun 2001 kelas III adalah suhu, pH
dan sulfat. Suhu di hipolimnion tampak relatif stabil dengan pH yang cenderung
netral. Parameter lainnya seperti oksigen terlarut (DO), COD, dan hidrogen
sulfida tidak memenuhi baku mutu kualitas air. Konsentrasi oksigen terlarut yang
diamati sangat kecil, yaitu sebesar 0,1 mg/L. Konsentrasi COD menggambarkan
banyaknya bahan organik yang berada di hipolimnion danau. Konsentrasi
hidrogen sulfida yang diamati pada lapisan ini menggambarkan terjadinya proses
perombakan bahan organik pada kondisi oksigen yang sangat rendah.
8
14
Tabel 5. Nilai parameter kualitas air pada hipolimnion (kedalaman 4 m) Danau
Lido
Parameter
Satuan
Baku
mutu*
o
0m
25,7
6,89
0,1
34,63
Jarak Horizontal
1,5 m
3m
4,5 m
25,7
25,8
25,7
6,93
6,93
6,93
0,1
0,1
0,1
73,76 52,69
55,70
8m
25,7
6,96
0,1
39,14
C
Suhu
dev 3
pH
6-9
Oksigen
mg/L
3
COD
mg/L
50
Hidrogen
mg/L
0,002
0,091
0,081 0,101
0,091 0,051
sulfida (H2S)
Sulfat (SO42-) mg/L
(-)
18,343 18,343 19,099 18,451 20,825
*
Baku mutu kualitas air menurut PP RI No. 82 Tahun 2001 kelas III
Sebaran Hidrogen sulfida (H2S) Pascaaerasi Hipolimnion
Penerapan aerasi hipolimnion merupakan salah satu upaya untuk
meningkatkan kualitas air. Aerasi yang dilakukan diharapkan mampu menurunkan
konsentrasi hidrogen sulfida di perairan. Konsentrasi hidrogen sulfida (mg/L)
pada hipolimnion Danau Lido ditunjukkan pada Tabel 6. Berdasarkan Tabel 6,
konsentrasi hidrogen sulfida mengalami penurunan pada seluruh titik pengamatan
(jarak horizontal 0-8 m) ketika aerasi dilakukan selama 5 jam sampai 10 jam.
Namun, konsentrasinya kembali meningkat ketika aerasi dihentikan.
Hasil uji t (Lampiran 4a) menunjukkan bahwa ketika aerasi dilakukan
selama 5 jam, konsentrasi hidrogen sulfida mengalami penurunan yang signifikan
(p