Penentuan Beban Fosfat di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang, Kabupaten Bogor, Jawa Barat
PENENTUAN BEBAN FOSFAT DI PERAIRAN SITU CILALA,
DESA JAMPANG, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
FAUZIA FITRIANA
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penentuan Beban
Fosfat di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang, Kabupaten 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 mau pun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2015
Fauzia Fitriana
NIM C24090061
ABSTRAK
FAUZIA FITRIANA. Penentuan Beban P di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang,
Parung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Dibimbing oleh Niken Tunjung Murti
Pratiwi dan Kadarwan Soewardi.
Nutrien merupakan salah satu faktor penentu dalam pengembangan
ekosistem perairan. Salah satu cara untuk mengetahui keterkaitan antara nutrient dan
pertumbuhan alga adalah dengan mengidentifikasi sumber dan besarnya masukan
nutrien ke perairan (nutrient budget). Penentuan phosphorus budget (neraca P) pada
perairan dapat diketahui melalui identifikasi dan penghitungan besarnya masukan P
keperairan dan keluaran P dari perairan. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan phosphorus budget (neraca P) sebagai dasar pendugaan potensi
eutrofikasi perairan Situ Cilala. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Situ Cilala
merupakan perairan alami yang relatif dangkal, luas permukaannya mencapai 12 ha,
kedalaman rata-rata perairan ini mencapai 1,88 m, dan kedalaman maksimum
mencapai 4,80 m dengan kedalaman relatif yang cukup rendah (1,23%). Secara
keseluruhan beban P di Situ Cilala adalah sebesar 1345,2282 kg. Nilai beban P
tersebut merupakan gabungan antara nilai beban P yang masuk dari sedimen, KJA,
dan inlet, berturut-turut sebesar 11416,2891 kg dan nilai beban P yang keluar sistem
sebesar kg.
Kata kunci: neraca fosfat, nutrien, sumber masukan fosfat total, Situ Cilala
ABSTRACT
FAUZIA FITRIANA. Determination of Phosphorus Budget in Situ Cilala, Jampang,
Parung, Bogor, Jawa Barat. Supervised by Niken Tunjung Murti Pratiwi and
Kadarwan Soewardi.
Nutrients are one of determining factors in the development of water
ecosystem. The relationship between nutrients and algae growth can be determined
by identifying the source and magnitude of nutrient inputs to waters (nutrient
budget). Determination of phosphorus budget can be determined by identifying and
calculating the amount of P input to waters and P output from waters. The purpose
of this study was to determine the phosphorus budget as the basis for estimating
potency of eutrophication in Situ Cilala. The results of this study showed that depth
of Situ Cilala was relatively shallow, the surface area was 12 ha, the average depth
was 1,88 m, and the maximum depth was 4,80 m with low relative depth (1,23%).
Overall, P budget in Situ Cilala was 1345,2282 kg. The value of P budget was a
joint between P budget come from sediment, sewage floating net cages, and inlet,
was 11416,2891 kg and P budget that out from the system was 256,7873kg.
Keywords: nutrient, P budget, Situ Cilala, sources of total phosphate
PENENTUAN BEBAN FOSFAT DI PERAIRAN SITU CILALA, DESA
JAMPANG, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
FAUZIA FITRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan
pada
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi: Penentuan Beban Fosfat di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang,
Kabupaten Bogor, Jawa Barat
Nama
: Fauzia Fitriana
NIM
: C24090061
Disetujui oleh
Dr Ir Niken TM Pratiwi, M Si
Pembimbing I
Prof Dr Ir Kadarwan Soewardi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir M Mukhlis Kamal, M Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga penyusunan skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 ini adalah beban P (fosfor),
dengan judul Penentuan Beban P di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang, Kabupaten
Bogor, Jawa Barat. Skripsi disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi di Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu dalam penulisan dan penyusunan skripsi, terutama kepada:
1. IPB yang telah memberikan kesempatan untuk studi di Departemen
Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
2. DIKTI yang telah memberikan beasiswa PPA selama masa studi.
3. Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, M Sc selaku pembimbing akademik.
4. Dr Ir Niken Tunjung Murti Pratiwi, M Si dan Prof Dr Ir Kadarwan
Soewardi selaku pembimbing skripsi.
5. Dr Ir Sigid Hariyadi, M Sc selaku penguji skripsi.
6. Keluarga besar Laboratorium Biomikro, Produktivitas dan Lingkungan
Perairan MSP, serta para staff Tata Usaha Departemen MSP, FPIK
7. Komunitas petani ikan hias Cilala.
8. Keluarga tercinta Ayahanda Slamet Sugito dan Ibunda Umyanah, serta adik
(Farah Dwi J) yang selalu mendukung dan mendoakan.
9. Teman-teman tim Cilala (Novita MZ dan Rahmat Santoso).
10. Teman-teman MSP 44, 45, 46, 47, dan 48.
11. Teman-teman sepermainan yang selalu mendukung.
12. Semua pihak yang sudah member dukungan dan membantu, baik dari
penelitian lapang hingga analisis laboratorium, yang tidak dapat disebutkan
saru per satu.
Kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan di masa depan. Demikian
skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.
Bogor, Januari 2015
Fauzia Fitriana
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Pengumpulan Data
Penentuan stasiun pengambilan contoh
Penentuan debit bagian inlet dan outlet Situ Cilala
Pengambilan contoh
Contoh air
Sedimen
Ikan dan pakan
Analisis contoh
Kualitas air
Sedimen
Ikan dan pakan
Penggolongan sumber masukan P
Analisis Data
Penentuan neraca fosfor (phosphorus budget)
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Situ Cilala
Masukan P ke Perairan
Penentuan Neraca P (phosphorus budget)
Pembahasan
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
7
7
8
8
9
9
9
12
14
15
17
17
17
18
20
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
Koordinat pengambilan contoh
Kondisi morfometri Situ Cilala
Perhitungan beban P yang berasal dari inflow
Perhitungan beban P yang berasal dari KJA
Perhitungan perubahan massa fosfat total di Situ Cilala
P budget Situ Cilala
Persentase sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
5
10
12
12
13
14
11
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir perumusan masalah penentuan beban P di Perairan Situ Cilala 4
2 Gambaran lokasi pengambilan contoh di Situ Cilala
6
3 Penggolongan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala (GWIn = masukan dari
air tanah; GWOut = air tanah yang keluar sistem; PPT = air hujan; Evap =
penguapan)
8
4 Kecerahan di perairan Situ Cilala
10
5 Nilai pH di perairan Situ Cilala
11
6 Konsentrasi DO di perairan Situ Cilala ( Kolom, dan Dekat dasar)
11
7 Konsentrasi TP di perairan Situ Cilala ( Kolom, dan Dekat dasar)
13
8 Korelasi hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Kondisi stasiun, serta alat dan bahan yang digunakan
Parameter kualitas air yang diuji beserta metode yang digunakan
Nilai rata-rata parameter kualitas air Situ Cilala
Nilai konsentrasi dan rata-rata fosfat total di perairan Situ Cilala
Persentase kandungan Ca, Fe, dan Al di perairan Situ Cilala
Nilai klorofil-a di perairan Situ Cilala
Penentuan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes (1982)
20
21
21
21
22
22
22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nutrien merupakan salah satu faktor penentu dalam pengembangan
ekosistem di perairan. Konsentrasi nutrien dapat mengontrol produktivitas alga
berdasarkan sumber nutrien yang masuk. Berdasarkan produktivitas alga tersebut
dapat diketahui potensi kesuburan suatu perairan. Salah satu cara untuk
mengetahui keterkaitan antara nutrien dan pertumbuhan alga adalah dengan
mengidentifikasi sumber dan besarnya masukan nutrien ke perairan (nutrient
budget) (LOWWSF 2011). Penentuan nutrient budget (neraca nutrien) mengacu
pada jumlah total nitrogen (N) atau fosfor (P) yang masuk ke perairan selama
waktu tertentu (Emmerton 2008). Pada perairan tawar, fosfor merupakan nutrien
kunci karena merupakan nutrien pembatas dalam mengontrol pertumbuhan alga.
Penentuan sumber masukan P dilakukan untuk mengidentifikasi sumber masukan
fosfor (beban P) yang paling besar pengaruhnya terhadap nutrient budget,
sehingga dapat mengontrol pertumbuhan alga dan dapat menduga potensi
eutrofikasi.
Penentuan neraca P (phosphorus budget) pada perairan dapat diketahui
melalui pengidentifikasian dan penghitungan besarnya masukan P ke perairan dan
keluaran P dari perairan. Meskipun mengacu pada perhitungan besarnya masukan
P, namun umumnya konsentrasi P digunakan sebagai ambang batas karena pada
analisis laboratorium contoh air dinyatakan dalam konsentrasi dengan tingkat
presisi dan akurasi (Emmerton 2008). Neraca P yang masuk ke perairan alami
seperti Situ, bersumber dari air limpasan (runoff), air tanah (groundwater),
atmosfer (atmospheric input), limbah domestik, dan lain-lain. Namun demikian,
limbah antropogenik umumnya lebih berperan sebagai pemasok fosfor ke dalam
Situ dibandingkan aktivitas alami. Tingginya P load (beban fosfat) yang masuk
ke dalam perairan dapat menimbulkan tingginya tingkat kesuburan di suatu
perairan, mempercepat pertumbuhan alga dan tumbuhan air yang tidak diinginkan,
dan menimbulkan masalah kualitas air. Beberapa permasalahan yang dapat terjadi
adalah kekeruhan, munculnya buih, dan deplesi oksigen. Semua hal tersebut
menjadi penghambat bagi danau yang digunakan untuk rekreasi, water supply,
dan kegiatan perikanan (Gilliom 1983).
Situ Cilala merupakan salah satu perairan tawar yang memiliki fungsi
sebagai sumber air, daerah resapan air, dan kegiatan perikanan. Kegiatan
perikanan yang dilakukan di Situ Cilala, di antaranya kegiatan budidaya ikan hias
menggunakan keramba jaring apung (KJA), yang menjadi salah satu sumber
internal loading P ke perairan. Kegiatan-kegiatan tersebut menjadi dasar dalam
penentuan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala yang dapat digunakan dalam
penentuan neraca P.
4
Perumusan Masalah
Situ Cilala merupakan Situ yang di sekitarnya terdapat kegiatan pertanian,
perikanan, dan pemukiman. Selain sumber masukan P yang berasal dari air tanah,
air limpasan, air hujan, dan sedimen (Teichreb 2014), kegiatan-kegiatan tersebut
dapat menjadi sumber masukan P ke perairan. Kegiatan budidaya pada keramba
jaring apung yang terdapat di Situ Cilala juga menjadi salah satu sumber masukan
P ke perairan. Banyaknya sumber masukan P ke perairan dapat meningkatkan
kandungan P dan dapat meningkatkan potensi eutrofikasi di Situ Cilala. Untuk itu
perlu dilakukan penentuan neraca P yang didukung dengan kajian kualitas air.
Penentuan neraca P dilakukan untuk mengidentifikasi dan mengestimasi proporsi
sumber masukan P ke perairan dan menjadi dasar dalam mengontrol pertumbuhan
alga di perairan. Dalam menentukan pengelolaan ekosistem perairan sangat
penting untuk mengetahui proporsi sumber masukan P. Diagram alir pendekatan
masalah dalam beban masukan P Situ Cilala disajikan pada Gambar 1.
1.
2.
3.
Bahan masukan dari
luar Situ
KJA
Hidrodinamika
1.
2.
3.
Kualitas air
Kadar P di
air
Kadar P di
sedimen
Beban P
di perairan
Gambar 1 Diagram alir perumusan masalah penentuan beban P di Perairan Situ
Cilala
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan neraca P (beban P) sebagai
dasar pendugaan potensi eutrofikasi perairan Situ Cilala.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret-Mei 2013 dan meliputi dua
kegiatan, yaitu kegiatan lapang dan kegiatan laboratorium. Kegiatan lapang yang
dilaksanakan di Situ Cilala, Kabupaten Bogor, Parung, Jawa Barat bertujuan
untuk melakukan pengambilan contoh air, sedimen, dan biota. Kegiatan
laboratorium dilaksanakan untuk melakukan analisis kandungan fosfat (baik di
air, sedimen, maupun dalam tubuh ikan), analisis logam, dan analisis beberapa
5
parameter fisika-kimia air yang dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan
Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan dan Laboratorium Kimia Bersama, Departemen
Kimia, IPB.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini dibagi ke dalam
beberapa kelompok. Alat dan bahan tersebut meliputi alat untuk pengambilan
contoh air, alat pengambilan contoh sedimen, analisis kualitas air, analisis fosfat,
serta analisis kandungan logam pada sedimen. Bahan yang digunakan adalah
bahan kimia untuk analisis sesuai dengan parameter yang diuji, baik untuk contoh
air maupun sedimen.
Pengumpulan Data
Penentuan stasiun pengambilan contoh
Pengambilan contoh dilakukan di lima stasiun. Penentuan stasiun
dilakukan secara vertikal maupun horizontal. Secara horizontal, pengambilan
contoh dilakukan di dua inlet yang berbeda masukannya, tengah Situ yang
terdapat keramba jaring apung, daerah dekat outlet yang terjaga dari kegiatan
keramba jaring apung, dan outlet. Pengamatan secara vertikal dilakukan pada dua
kedalaman, yaitu daerah permukaan dan kedalaman yang mendekati dasar
perairan. Selain itu, dilakukan pengambilan contoh substrat di setiap stasiun.
Penentuan posisi dari lokasi pengambilan contoh dilakukan mengunakan GPS
(Global Positioning System) (Tabel 1; Gambar 2; Lampiran1).
Stasiun
1
2
3
4
5
Tabel 1 Koordinat pengambilan contoh
Nama lokasi
Lintang Selatan
Inlet 1
106º 09’ 24,1”
Inlet 2
106º 43’ 09,1”
Zona kegiatan KJA
106º 43’ 03,9”
Zona bebas kegiatan KJA
106º 42’ 49,9”
Outlet
106º 42’ 50,1”
Bujur Timur
06º 56’ 37,1”
06º 28’ 36,6”
06º 28’ 27,6”
06º 28’ 11,5”
06º 28’ 16,9”
Penentuan debit bagian inlet dan outlet Situ Cilala
Penentuan debit bagian inlet dan outlet dilakukan dengan mengukur
kedalaman dan lebar daerah aliran. Luas daerah aliran tersebut kemudian
dikalikan dengan arus aliran air per detik. Dengan demikian diperoleh nilai debit
dengan satuan m2/detik. Penentuan debit air dilakukan untuk mendukung
perhitungan beban P di Situ Cilala.
6
Pengambilan contoh
Contoh air
Pengambilan contah air dilakukan di lima stasiun yang berbeda. Masingmasing stasiun mewakili sumber masukan P ke perairan Situ Cilala. Alat yang
digunakan dalam pengambilan contoh air meliputi botol contoh, Kemerrer water
sampler, dan ember. Contoh air digunakan dalam analisis parameter kualitas air
dan logam.
Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan untuk menganalisis kandungan
logam pada perairan Situ Cilala. Analisis kandungan logam ini dapat digunakan
untuk menduga pelepasan P dari sedimen ke perairan. Pengambilan contoh
sedimen dilakukan menggunakan alat van veen grab, kemudian contoh sedimen di
simpan dalam wadah gelas. Penggunaan wadah gelas dimaksudkan agar tidak
terjadi reaksi-reaksi kimia, sehingga kandungan logam pada sedimen tetap terjaga.
Selain itu, contoh sedimen juga disimpan dalam wadah plastik klip untuk
keperluan analisis kandungan P pada sedimen.
Ikan dan pakan
Pada penelitian ini dilakukan pengambilan contoh biota, yaitu
pengambilan contoh ikan mas koki (Carassius sp.) dan cacing sutra (Lumbriculus
sp.). Pengambilan contoh biota dilakukan untuk menganalisis kandungan P yang
terdapat pada biota tersebut. Pengambilan contoh biota ini dilakukan dengan
menggunakan serok. Kemudian contoh biota tersebut dimasukkan ke dalam
plastik yang berisi air dan oksigen.
Gambar 2 Gambaran lokasi pengambilan contoh di Situ Cilala
7
Analisis contoh
Kualitas air
Analisis parameter kualitas air dilakukan untuk mengetahui kondisi
perairan Situ Cilala. Parameter kualitas air yang diuji meliputi parameter fisika
dan kimia. Parameter yang diuji merupakan parameter pendukung dalam
penentuan neraca P di perairan Situ Cilala (Lampiran 2).
Selain itu, dilakukan juga analisis logam sebagai parameter pendukung
dalam penentuan neraca P. Parameter logam yang dipilih merupakan mineral
yang membantu dalam adsorpsi fosfat ke sedimen dan membantu penentuan
neraca Pdi perairan Situ Cilala. Parameter logam yang diuji meliputi Ca, Fe
(Hupfer dan Lowandowski 2008), dan Al (Wetzel 2001). Pengujian logam
dilakukan menggunakan alat AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry/
spektrofotometer serapan atom).
Sedimen
Analisis sedimen dilakukan untuk mengetahui kandungan P dan
kandungan logam yang terdapat pada sedimen. Parameter yang dianalisis
meliputi kandungan fosfat total yang terdapat pada sedimen. Parameter yang diuji
merupakan parameter pendukung dalam penentuan neraca P pada sedimen.
Analisis logam pada sedimen dilakukan untuk mengetahui kandungan
logam yang terdapat pada sedimen di Situ Cilala. Parameter logam yang diuji
meliputi meliputi Ca, Fe (Hupfer dan Lowandowski 2008), dan Al (Wetzel 2001).
Pengujian logam dilakukan menggunakan alat AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometry/spektrofotometer serapan atom).
Ikan dan pakan
Analisis ikan dan pakan dilakukan untuk mengetahui kandungan P pada
biota. Pengujian kandungan P pada biota dilakukan agar dapat mengetahui
kandungan P yang terbuang ke perairan. Selain itu, dapat menduga jumlah
masukan P yang berasal dari KJA.
Penggolongan sumber masukan P
Sumber masukan fosfor (P) ke perairan Situ Cilala meliputi, masukan P
yang berasal dari daerah inlet, limbah keramba jaring apung, dan P dari sedimen.
Masukan P yang berasal dari inlet meliputi air tanah (groundwater), inflow runoff,
dan limbah antropogenik. Masukan P yang berasal dari limbah keramba jaring
apung meliputi sisa pakan yang tidak termakan dan limbah feses. Masukan P
lainnya adalah sedimen, yaitu lepasnya P dari sedimen ke perairan yang dibantu
oleh oksigen terlarut dan logam yang terkait. Pengelompokan sumber masukan P
ini merupakan alasan dalam menentukan titik pengambilan contoh pada penelitian
ini. Gambar 3 menunjukkan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala.
8
Limbah
antropogenik
Air tanah (GW)
Runoff
KJA
GWIn
Outflow
GWOut
Sedimen
Gambar 3 Penggolongan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala (GWIn =
masukan dari air tanah; GWOut = air tanah yang keluar sistem; PPT =
air hujan; Evap = penguapan)
Analisis Data
Penentuan neraca fosfor (phosphorus budget)
Nilai neraca fosfor (P) memerlukan data hydrological water balance yang
dapat memberikan perkiraan volume air yang masuk dan keluar perairan dalam
jangka panjang. Pada Situ Cilala, perhitungan water balance disederhanakan,
yaitu dengan memodifikasi persamaan berdasarkan sumber masukan P ke
perairan. Data water balance digunakan untuk menghitung dalam persamaan
neraca P. Perrsamaan neraca P menurut Vollenweider dan Kerekes (1980):
ΔM = (IR + IP + IG + IA) – (OG + OD + Oo) – (LS)
Keterangan:
ΔM = perubahan massa fosfat total di danau (kg)
IR
= masukan fosfat total melalui runoff (kg)
IP
= masukan fosfat total melalui atmosfer (kg)
IG
= masukan fosfat total melalui groundwater (kg)
IA
= masukan fosfat total melalui limbah domestik (kg)
OG
= fosfat total yang keluar dari danau melalui groundwater (kg)
OD
= fosfat total yang keluar dari danau melalui pengalihan (kg)
Oo
= fosfat total yang keluar dari danau melalui permukaan air (outflow) (kg)
LS
= fosfat total yang hilang ke sedimen (+) atau fosfat total yang lepas dari
sedimen (-) (kg)
Adanya asumsi keterbatasan sumber masukan P pada perairan Situ Cilala,
maka rumus P budget menurut Vollenweider dan Kerekes (1980) dimodifikasi.
Berdasarkan kondisi Situ Cilala, diasumsikan bahwa masukan fosfat total yang
melalui daerah inlet meliputi inflow runoff, groundwater, dan limbah
antropogenik, serta adanya penambahan masukan fosfat total yang berasal dari
KJA. Masukan fosfat total yang berasal dari KJA dalam rumus modifikasi
dilambangkan sebagai IK, sedangkan fosfat total yang keluar dari sistem,
9
diasumsikan sudah termasuk outflow. Fosfat total yang keluar sistem melalui
groundwater outflow tidak dihitung karena diasumsikan sebagai suatu
keseimbangan massa air (mass water balance) (Teichereb 2014). Berikut
merupakan formulasi modifikasi rumus Vollenweider dan Kerekes (1980).
ΔM = (I+ IK) – (O) – (LS)
Keterangan:
ΔM = perubahan massa fosfat total di danau (kg)
I
= IR + IP + I G + IA
IG
= OG
O
= OD + Oo
IK
= masukan fosfat total melalui limbah KJA (kg)
LS
= fosfat total yang hilang ke sedimen (+) atau fosfat total yang lepas dari
sedimen (-) (kg)
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
dimaksudkan untuk mengetahui keterkaitan pertumbuhan klorofil-a dengan
jumlah konsentrasi fosfat total di perairan. Analisis ini dilakukan dengan
menggunakan persamaan regresi sederhana. Persamaan regresi sederhana
merupakan persamaan regresi dengan satu peubah tidak bebas (Y) dengan satu
peubah bebas (X). Data penelitian yang akan dihubungkan adalah nilaki
konsentrasi fosfat total sebagai peubah bebas (X) dan nilai konsentrasi klorofil-a
sebagai peubah tidak bebas (Y). Hubungan antara kedua peubah tersebut dapat
dirumuskan dalam bentuk persamaan (Mattjik dan Sumertajaya 2002).
Y = βo + β1X
Keterangan:
Y
= nilai konsentrasi klorofil-a
βo
= intersep
β1
= kemiringan/gradient
X
= nilai konsentrasi fosfat total pada setiap waktu pengambilan contoh
n
= jumlah data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Situ Cilala
Situ Cilala merupakan Situ alami yang terletak di Desa Jampang,
Kecamatan Parung, Kabupaten Bogor. Situ tersebut berada di kawasan
Perumahan Telaga Kahuripan, berada diantara dua desa dengan tata guna lahan
yang berbeda di setiap bagiannya. Bagian timur dan barat merupakan daerah
pemukiman warga, sebelah utara merupakan bagian outlet yang terdapat kebun di
10
sekitarnya. Pada bagian selatan terdapat taman dan jalan kompleks perumahan.
Tepian Situ banyak ditumbuhi oleh pepohonan. Menurut Hadijah (2002),
pepohonan yang tumbuh di tepian Situ, di antaranya adalah pohon bambu,
kemang, kelapa, karet, dan pisang.
Kondisi Situ Cilala saat ini berbeda dari tahun 2002 (Tabel 2). Luas
permukaan Situ mencapai 12 ha. Kondisi morfometri Situ Cilala mengalami
penurunan jika dibandingkan pada tahun 2002 (Tabel 2). Kedalaman rata-rata
Situ turun menjadi 1,88 m dengan kedalaman maksimum mencapai 4,80 m, serta
kedalaman relatif sebesar 1,23%. Penurunan ini diduga terjadi karena adanya
pemanfaatan pinggiran Situ oleh masyarakat sekitar untuk kegiatan perkebunan
dan pembuatan kolam pemeliharaan ikan. Hal ini mengakibatkan terjadinya
pendangkalan Situ oleh sedimen yang masuk ke dalam perairan. Selain itu,
kegiatan tersebut menyebabkan penyempitan luas permukaan Situ dari keadaan
sebelumnya.
Tabel 2 Kondisi morfometri Situ Cilala
Parameter
Satuan
Hadijah (2002)
Penelitian ini (2013)
Luas permukaan
m2
141.315
120.000
Kedalaman maksimum
m
5,9
4,80
Kedalaman rata-rata (Z)
m
2,05
1,88
Kedalaman relatif (Zr)
%
1,391
1,23
Volume total (Vtot)
m3
308.558
225.600
Parameter fisika dan kimia merupakan parameter kualitas air dalam
menentukan kondisi perairan. Berdasarkan hasil pengukuran,suhu permukaan
Situ Cilala berkisar 29-35ºC. Rata-rata kecerahan perairan Situ Cilala berkisar
antara 39-62,8 cm. Kecerahan Situ pada setiap stasiun disajikan pada Gambar 3.
Kecerahan (cm)
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 4 Kecerahan di perairan Situ Cilala
Situ Cilala memiliki kecerahan yang berbeda. Kecerahan pada Stasiun 1
dan 5 berkisar antara 80-100%, di Stasiun 2 antara 35-40%, sedangkan pada
Stasiun 3 dan 4 kecerahan berkisar 10-30%. Perbedaan kecerahan ini dipengaruhi
oleh warna perairan, bahan organik dan anorganik yang tersuspensi, kepadatan
plankton, jasad renik, dan lain-lain (Odum 1993).
11
7,0
Nilai pH
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 5 Nilai pH di perairan Situ Cilala
Konsentrasi (mg/L)
Nilai pH perairan di Situ Cilala berkisar 5,0-6,0, menunjukkan bahwa
perairan Situ Cilala bersifat asam, namun masih bisa ditolerir hewan akuatik
(Augusta 2012). Nilai pH tertinggi terdapat pada Stasiun 2, sedangkan nilai pH
terendah terdapat pada Stasiun 4. Hal ini dapat dipengaruhi oleh kandungan
oksigen terlarut yang tedapat pada perairan tersebut. Konsentrasi DO pada kolom
dan dasar perairan Situ disajikan pada Gambar 5.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
Stasiun
Gambar 6 Konsentrasi DO di perairan Situ Cilala (
Kolom, dan
Dekat dasar)
Nilai DO pada kolom perairan Situ Cilala berkisar antara 5,03-7,56 mg/L.
Nilai DO di dekat dasar perairan sekitar 3,8-9,2 mg/L. Nilai DO di dekat dasar
perairan dapat digunakan untuk menduga konsentrasi TP (fosfat total) yang lepas
dari sedimen.
12
Masukan P ke Perairan
Fosfor (P) merupakan salah satu faktor yang digunakan dalam penentuan
kesuburan. Keberadaan P yang berlebihan dapat menyebabkan fenomena
eutrofikasi (pengayaan nutrien). Sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
meliputi aliran inflow yang masuk melalui daerah inlet, termasuk di dalamnya,
groundwater, limbah KJA, dan sedimen Situ. Berdasarkan hasil yang diperoleh
masukan P ke perairan Situ Cilala terbesar berasal dari inflow adalah sebesar
1020,5362 kg.
Tabel 3 Perhitungan beban P yang berasal dari inflow
Waktu
Konsentrasi fosfat
total (mg/L)
Beban harian
(kg/hr)
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
0,4387
0,7938
0,8387
5,2007
28,5639
30,6810
Total
Total beban
pertukaran
(kg)
air (L)
78,0099
177.811.200
371,3312
467.812.800
460,2145
548.726.400
Masukan P yang berasal dari inlet diasumsikan sebagai hasil kalkulasi ratarata konsentrasi P inflow, groundwater, limbah antropogenik, dan runoff.
Sebanyak 4% limbah antropogenik yang berada di aliran sungai masuk ke dalam
perairan Situ (Emmerton 2008). Masukan P yang berasal dari inflow mengalami
peningkatan di setiap waktu pengambilan contoh.
Tabel 4 Penghitungan beban P yang berasal dari KJA
Waktu
Konsentrasi fosfat
total (mg/L)
Beban harian
(kg/hr)
Total beban
(kg)
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
1,8742
0,3322
0,3055
248,7170
238,4527
237,6741
3730,7557
3099,8851
3565,1121
Total
pertukaran
air (L)
177.811.200
467.812.800
548.726.400
Masukan P yang berasal dari limbah KJA sebesar 10395,7529 kg. Sisa
pakan dan feses (buangan) dari keramba menjadi pemasok utama P pada stasiun
ini. Namun, beban P dari KJA mengalami penurunan seiring dengan penambahan
waktu. Hal ini diduga terjadi karena tingkat total pertukaran air yang lebih tinggi
pada waktu pengambilan contoh bulan April, sehingga pergantian air cenderung
lebih cepat. Selain itu, beban P yang tinggi pada bulan Maret didukung oleh nilai
konsentrasi fosfat total yang sangat tinggi, yaitu 1,8742 mg/L. Nilai konsentrasi
fosfat total pada Stasiun 3, yaitu yang terdapat paparan KJA memiliki nilai yang
lebih tinggi dibandingkan stasiun yang lain. Gambar 6 menunjukkan grafik hasil
analisis konsentrasi fosfat total di perairan Situ Cilala.
13
Konsentrasi TP (mg/L)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 7 Konsentrasi TP di perairan Situ Cilala (
Kolom, dan
Dekat dasar)
Berdasarkan Gambar 6, konsentrasi fosfat total di dekat dasar perairan
memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan fosfat total di kolom perairan. Nilai
konsentrasi fosfat total dekat dasar perairan berkisar 0,26-078 mg/L, sedangkan
nilai konsentrasi fosfat total kolom perairan berkisar 0,04-0,12 mg/L. Hal ini
diduga terjadi karena konsentrasi fosfat total dekat dasar lebih dipengaruhi oleh
fosfat total yang mengendap ke dasarperairan (Hupfer dan Lewandowski 2005).
Nilai konsentrasi fosfat total dekat dasar tertinggi berasal dari Stasiun 3 (0,7827
mg/L), sedangkan konsentrasi fosfat total tertinggi pada kolom perairan adalah
Stasiun 5 atau outlet. Tabel 5 menunjukkan perubahan massa fosfat total (ΔM)
pada perairan Situ Cilala.
Tabel 5 Penghitungan perubahan massa fosfat total di Situ Cilala
Konsentrasi
fosfat total
Waktu
Volume Situ (L)
ΔM (kg)
(mg/L)
23-03-2013
3,0245
225,6 x 106
682,3204
6
07-04-2013
1,5170
225,6 x 10
342,2340
6
20-04-2013
1,4214
225,6 x 10
320,6738
Perubahan massa fosfat total pada bulan Maret lebih tinggi dibandingkan
dengan bulan April. Nilai perubahan massa fosfat total mengalami penurunan
seiring dengan penambahan waktu. Hal ini diduga terjadi karena adanya
pengaruh masukan fosfat total dari sumber lain yang masuk ke perairan Situ
Cilala. Total perubahan massa fosfat total pada bulan Maret-April sebesar
1345,2282 kg.
Masukan P yang berasal dari sedimen sebesar 9814,2736 kg. Nilai ini
didapatkan dari subtitusi nilai pada rumus modifikasi P budget. Masukan P yang
berasal dari sedimen bernilai positif. Hal ini mengindikasikan bahwa fosfat total
mengalami proses adsorpsi ke sedimen.
14
Penentuan Neraca P (phosphorus budget)
Neraca P merupakan parameter yang dapat digunakan untuk menduga
kesuburan suatu perairan. Sebagian besar neraca P diestimasi berdasarkan aliran
runoff (inflow) dan kualitas perairan (Emmerton 2008). Gabungan perubahan P di
groundwater dan sedimen merupakan faktor dalam mengestimasi neraca P dengan
pendekatan mass balance. Tabel 6 adalah hasil perhitungan neraca P Situ Cilala.
Waktu
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
Tabel 6 P budget Situ Cilala
ΔM (kg)
I(kg)
Ik(kg)
O(kg)
682,3204 97,9200 3730,7557 103,6626
342,2340 442,4649 3099,8851 70,7947
320,6738 480,1514 3565,1121 82,3299
LS(kg)
3042,6926
3129,3213
3642,2597
Secara keseluruhan P load yang masuk ke perairan adalah 11416,2891 kg
dan P load yang keluar sistem sebesar 256,7873 kg. Total P load bersih yang
masuk ke perairan Situ Cilala adalah sebesar 11159,5018 kg. Hasil yang lebih
tinggi tersebut berasal dari masukan P KJA. Tabel 7 menunjukkan persentase
sumber masukan P ke perairan Situ Cilala.
Tabel 7 Persentase sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
Masukan
Keluaran
Sumber
Keterangan* fosfat total fosfat total
%
(kg)
(kg)
Inflow, runoff
groundwater,
I
1020,5362
4,81
limbah domestik
KJA
IK
10395,7529
48,97
Outflow
O
256,7873
Total
11416,2891
53,77
Net total in
11159,5018
Internal loading
LS
9814,2736
46,23
(sedimen)
*
I = masukan fosfat total melalui Inflow,runoff groundwater, limbah
domestik; I K = masukan fosfat total melalui KJA; O = fosfat total yang
keluar system; Total = jumlah masukan fosfat total, Net total in = jumlah
masukan fosfat total dikurangi fosfat total yang keluar system; LS =
masukan fosfat total dari sedimen
Pada Situ Cilala, sumber masukan fosfat total terbesar berasal dari
eksternal loading, yaitu yang berasal dari inflow runoff, groundwater, limbah
domestik, dan limbah KJA (54,77%), yaitu dengan masukan terbesar berasal dari
limbah KJA sebesar 48,97%. Masukan yang berasal dari internal loading
mencapai 46,23%, yaitu yang berasal dari adsorpsi fosfat total ke sedimen. Total
15
bersih masukan p ke perairan Situ Cilala adalah sebesar 11159,5018 kg. Hasil ini
diperoleh dari pengurangan jumlah masukan P dengan P yang keluar sistem.
Nilai klorofil-a memiliki hubungan yang erat dengan keberadaan
P.Gambar 7 menunjukkan koefisien korelasi antara klorofil-a dengan konsentrasi
fosfat total sebesar 0,8600, yang berarti keduanya memiliki korelasi yang sangat
erat. Nilai fosfat total mampu menggambarkan nilai klorofil pada perairan Situ.
Schindler (1977) menyatakan bahwa ada hubungan yang erat antara klorofil-a
dengan P. Hal ini terjadi karena P merupakan nutrien pembatas dalam
produktivitas alga di perairan tawar.
Klorofil-a (g/L)
50
40
30
y = 15,97x + 17,41
R² = 0,860
20
10
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Fosfat Total (mg/L)
Gambar 8 Korelasi hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
Pembahasan
Masukan P ke perairan Situ Cilala berasal dari daerah inlet (air limpasan, air
tanah, dan limbah antropogenik), limbah KJA yang berada di perairan Situ, dan
sedimen. Masukan P yang berasal dari inlet meliputi Stasiun 1 dan 2. Masukan P
yang berasal dari daerah inlet memiliki nilai yang paling rendah, yaitu sebesar
4,81% (Tabel 7). Masukan P yang dari inlet diasumsikan berasal dari aliran air
limpasan (runoff inflow), air tanah, dan limbah antropogenik dari perumahan.
Masukan P dari daerah inlet ini tidak mempengaruhi masukan P secara signifikan.
Emmerton (2008) mengatakan bahwa P yang masuk ke perairan melalui aliran
sungai hanya sebesar 4%. Masukan P yang berasal dari inlet diasumsikan akan
masuk ke kolom perairan dan dimanfaatkan oleh alga, sehingga memiliki nilai
yang rendah.
Masukan P pada Stasiun 3, yaitu yang berasal dari KJA memiliki nilai yang
lebih tinggi dibandingkan pada stasiun lainnya. Hal ini karena masukan berasal
dari sisa pakan ikan dan feses yang berasal dari ikan, sehingga konsentrasi fosfat
total pada Stasiun 3 memiliki konsentrasi yang lebih tinggi. Menurut Beveridge
(2004), pakan yang tidak termakan akan masuk ke perairan sebanyak 20%,
sehingga menyumbang masukan nutrien ke perairan. Selain itu, buangan ikan
(feses) juga menyumbang masukan nutrien sebesar 4% ke perairan (Beveridge
16
2004). Pakan yang terbuang ke perairan tinggi, sehingga menyebabkan
meningkatnya kandungan P di perairan. Fosfor (P) yang berasal dari pakan yang
tidak termanfaatkan akan mengendap dan meningkatkan konsentrasi fosfat total
pada sedimen.
Masukan P yang berasal dari sedimen memiliki nilai yang cukup tinggi,
yaitu sebesar 46,23% (Tabel 7). Masukan P yang berasal dari sedimen bernilai
positif. Hal ini mengindikasikan bahwa masukan P tersebut merupakan adsorpsi
P ke sedimen. Pada siklusnya, fosfor yang masuk ke perairan akan mengendap ke
perairan bagian bawah perairan (hipolimnion) dan akan menetap di sedimen
dengan kemungkinan kecil untuk bisa lepas ke kolom perairan (Brykinsky 2004).
Selain itu, kandungan P di daerah dekat dasar (hipolimnion) tersebut dipengaruhi
oleh pergerakan air di dasar perairan, sehingga P akan menetap pada dasar
perairan (Hupfer dan Lowandowski 2008). Hal ini juga dipengaruhi nilai
konsentrasi DO pada daerah dekat dasar yang cukup tinggi yang mencegah
terjadinya pelepasan P dari sedimen ke perairan. Oleh karena itu, tidak ada
penambahan P dari sedimen. Sedimen dapat dianggap sebagai sumber masukan P
selama beberapa waktu dalam satu tahun, yaitu waktu jeda antara sedimentasi P
dan pelepasan P atau pada keadaan non-steady state (Hupfer dan Lowandowski
2005).
Berdasarkan nilai regresi, P pada kolom perairan sangat disumbang dari P
terlarut yang mengendap ke sedimen. Konsentrasi fosfat total dekat dasar
perairan memiliki nilai yang lebih tinggi dari konsentrasi fosfat total kolom
perairan. Hal ini dipengaruhi oleh pengendapan fosfat total dari perairan ke
sedimen. Fosfat total yang masuk ke perairan sebagian terlarut di air dan
dimanfaatkan oleh fitoplankton, sebagian lain akan mengendap di sedimen
(Beveridge 2004). Tingginya konsentrasi fosfat total di daerah dekat dasar
(hipolimnion) terjadi akibat adanya pengadukan. Pengadukan air yang terjadi
pada daerah dekat dasar akan membawa sedimen naik ke perairan, sehingga
menyebabkna P terlarut akan naik ke perairan dan menyebabkan kandungan fosfat
total jadi meningkat (Hupfer dan Lewandowski 2008; Gambar 9).
Perairan dalam
Perairan dangkal
Gambar 9 Skema pelepasan P di perairan dalam dan perairan dangkal (PP =
fosfor partikel; DP = fosfor terlarut)
Selain itu, P partikel akan terus diubah menjadi P terlarut di danau (Gambar
9), sehingga kandungan P di dasar perairan didominasi oleh P dari epilimnion
yang mengendap dan siklus P di hipolimnion yang meliputi re-uptake P di
hipolimnion serta di dalam sedimen (Hupfer dan Lewandowski 2008).
17
Berdasarkan nilai rata-rata konsentrasi klorofil-a (25,2218 mg/m3), rata-rata
fosfat total (0,0747-0,3228 mg/L), dan rata-rata kedalaman 1,88 m menunjukkan
bahwa perairan Situ Cilala memiliki tingkat kesuburan eutrofik. Penentuan ini
berdasarkan penggolongan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes
(1982) (Lampiran 10). Hal ini didukung dengan hasil penelitian Novita (2013)
yang menunjukkan bahwa Situ Cilala merupakan perairan yang memiliki tingkat
kesuburan eutrofik.
Secara keseluruhan, beban P yang masuk ke perairan sebesar 11416,2891
kg, sedangkan beban P yang diperoleh adalah sebesar 1345,2282 kg TP. Nilai
tersebut diduga didapatkan dari adanya pengendapan P ke sedimen, sehingga nilai
beban P terlihat berkurang. Hal ini juga dipengaruhi oleh regenerasi atau
pertukaran P terlarut dari sedimen. Mekanisme yang paling berpengaruh dalam
proses pertukaran P terlarut di sedimen adalah jarak difusi antara sedimen dengan
lapisan air di atas sedimen. Proses ini merupakan hasil konsentrasi yang berbeda
antara jarak sedimen dan hipolimnion (Lung dkk 1976). Masukan P yang berasal
dari limbah KJA menyumbang beban P paling tinggi dibandingkan sumber
masukan lainnya. Penyumbang beban terbesar berikutnya adalah P yang
mengalami pengendapan di sedimen. Pengendapan P di sedimen diduga terjadi
karena fosfor terlarut tidak termanfaatkan oleh fitoplankton di perairan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Masukan P ke perairan Situ Cilala berasal dari air limpasan (runoff
inflow), air tanah, limbah antropogenik, limbah keramba jaring apung, dan
sedimen. Masukan P terbesar berasal dari external loading adalah sebesar
53,77%, diikuti oleh internal loading sebesar 46,23%. Nilai P budget di Situ
Cilala adalah sebesar 1345,2282 kg.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan perhitungan beban P dengan estimasi
sumber masukan lain yang lebih spesifik, contohnya precipitation. Perlu
dilakukan juga penelitian mengenai retensi P dan pelepasan P di perairan agar
mengetahui jumlah beban P yang masuk yang berasal dari sedimen.Selain itu,
perlu dilakukan penelitian lanjutan berdasarkan kondisi dan musim yang berbeda
yang nantinya dapat mengetahui perbedaan masukan P dan dapat menjadi
informasi dalam mengontrol kesuburan perairan dan pengelolaan yang digunakan
agar Situ Cilala tidak tercemar.
18
DAFTAR PUSTAKA
Augusta TS. 2012. Aklimatisasi benih ikan nila (Oreochromis spp) dengan
pencampuran air gambut. Di dalam: Augusta TS. Jurnal Ilmu Hewani
Tropika [Internet]. [Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui].
Palangkaraya (ID).hlm 78-82; [diunduh
2 Januari 2015].
http://unkripjurnal.com/index.php/JIHT/.../20
Beveridge MCM. 2004. Cage aquaculture. 2nd ed. Fishing New Book
Brylinsky M. 2004. User’s manual for prediction of phosphorus concentration in
Nova Scotia Lakes: A tool for decision making version 1.0. Acadia Center
For Estuarine Research.
Eaton AD, Clesceri LS, Rice W, Greenberg AE. 2005. Standard methods for the
examination of water and waste water. 21st ed. American Public Health
Association (APHA). American Water Works Association (AWWA).
Water Environment Federation. Washington DC.
Emmerton C. 2008. Wabamun lake phosphorus budget during the 2008 runoff
and open water season. Alberta Environment
Gilliom RJ. 1983. Estimation of nonpoint source loadings of phosphorus for
lakes in the Puget Sound Region, Washington. U. S. Geological Survey
Water-Supply Paper. Virginia (US): United States Government Printing
Office.
Hadijah O. 2002. Kajian morfometri dan karakteristik kualitas air Situ Cilala,
Kemang, Bogor, Jawa Barat. [Skripsi]. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Hupfer M, lewandowski J. 2005. Retention and early diagenetic transformation
of phosphorus in Lake Arendsee (Germany)-consequences for
management strategies. Germany. Arch Hydrobiol.164:143–167.
Hupfer M, lewandowski J. 2008. Oxygen Controls the Phosphorus Release from
Lake Sediments –a Long Lasting Paradigm in Limnology. Germany.
Internat Rev Hydrobiol.93:415–432
Jeppesen E, Sondergaard M, Jenseen JP, Ha Vens K, Anneville O, Carvalho L,
Coveney MF, Deneke R, Dokulil MT, Foy B, Gerdeaux D, et. al. 2005.
Lake responses to redused nutrient loading-an analysis of contemporary
long-term data from 35 cases studies. Freshwater Biology.50: 1747-1771
LOWWSF.2011. Phosphorus budget studies in the lake af watershed. Ontario
(CA). The Lake Of The Woods Sustainability Foundation
Lukman. 2012. Evaluasi keseimbangan fosfor di Danau Toba. Di dalam:
Lukman. Prosiding Seminar Nasional Limnologi [Internet]. [Waktu dan
tempat pertemuan tidak diketahui]. Bogor (ID). hlm 1-10; [diunduh 30
Januari 2013]. http://limnologi.lipi.go.id/... /33._evaluasi_lukman_.pdf
Lung WS, Canale RP, Freedman PL. 1976. Phosphorus models for eutrophic
lakes. Water Research. 10: 1101-1114
Mattjik AA, Sumertajaya M. 2002. Perancangan percobaan dan aplikasi SAS
dan Minitab. Jilid 1.IPB Press.Bogor. 282 hlm
Novita MZ. 2013. Penentuan daya dukung untuk kegiatan keramba ikan hias di
Situ Cilala, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. [Skripsi]. Institut Pertanian
Bogor. Bogor.
19
Smith VH, Schindler DW. 2009. Eutrophication science: where do we go from
here? Trends in Ecology and Evolution. 24: 201-207
Sosiak AJ, Trew DO. 1996. Pine lake restoration project: diagnostic study.
Surface water assessment branch, Alberta Environmental Protection.
Teichreb C. 2014. PigeonLake phosphorus budget. Alberta environment and
sustainable resource development.28pp
Vollenweider RA, Kerekes JJ. 1980. Background and Summary Results of the
OECD Cooperative Program on Eutrophication. Proceedingsof an
International Symposium on InlandWaters and Lake Restoration. U. S.
EnvironmentalProtection Agency.EPA 440/5-81-010.pp.26-36.
Vollenweider RA, Kerekes JJ. 1982. Eutrophication of waters: Monitoring,
assessment and control. Organization for Economic Co-operation and
Development. Paris. 156 p.
Wetzel RG. 2001. Limnology: lake and river ecosystems. 3th ed. California
(US): Academic Press
20
LAMPIRAN
Lampiran 1 Kondisi stasiun, serta alat dan bahan yang digunakan.
Kondisi stasiun
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
Stasiun 4
Stasiun 5
Keterangan:
= titik pengambilan contoh
21
Lampiran 2 Parameter kualitas air yang diuji beserta metode yang digunakan
Parameter
Satuan
Metode
Keterangan Pustaka
Suhu
ºC
Termometer
In Situ
pH
pH stik
In Situ
Eaton dkk,
DO
mg/L
Winkler/titrimetri
In Situ
2005
Ascorbid acid/spektofotometer λ = 880
Eaton dkk,
Orthofosfat
mg/L
Ex Situ
nm
2005
Biru molybdate/spektrofotometer λ =
Eaton dkk,
Fosfat total
mg/L
Ex Situ
880 nm
2005
Eaton dkk,
Besi (Fe)
mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
2005
Eaton dkk,
Kalsium (Ca) mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
2005
Aluminium
Eaton dkk,
mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
(Al)
2005
Eaton dkk,
Sulfat
mg/L
Ex Situ
2005
Lampiran 3 Nilai rata-rata parameter kualitas air Situ Cilala
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
Kolom
0,0932 0,0511 0,0546 0,0455 0,1291
Fosfat total mg/L
Dekat dasar 0,2860 0,2601 0,7827 0,1196 0,1656
Kolom
4,7237 5,3516 7,6452 7,3925 6,3602
DO
mg/L
Dekat dasar 5,0482 4,0753 4,5914 6,8946 5,8581
Suhu
°C
30,2
30,8
31,2
32,2
32,7
Kecerahan
m
55,6667 39,0667 56,3333 62,8267 51,4000
pH
5,5000 5,6667 5,3333 5,1667 5,5000
Ca
mg/L
0,6988 0,3657 0,2192 0,3133 0,4279
Fe
mg/L
2,4385 2,7725 2,6550 3,1734 3,3123
Al
mg/L
7,2449 10,5392 11,4365 9,1548 12,4107
Parameter
Lampiran 4 Nilai konsentrasi dan rata-rata fosfat total di perairan Situ Cilala
Waktu
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
Rata-rata
Kolom
23-03-2013
mg/L
0,1449 0,0692 0,0796 0,0324 0,3136
0,1279
07-04-2013
mg/L
0,1132 0,0537 0,0628 0,0893 0,0376
0,0713
20-04-2013
mg/L
0,0214 0,0304 0,0214 0,0149 0,0363
0,0249
Dekat dasar
23-03-2013
mg/L
0,1211 0,1035 1,7946 0,0962 0,2694
0,4770
07-04-2013
mg/L
0,4338 0,1930 0,2694 0,1505 0,1138
0,2321
20-04-2013
mg/L
0,3031 0,4837 0,2841 0,1123 0,1138
0,2594
22
Lampiran 5 Persentase kandungan Ca, Fe, dan Al di perairan Situ Cilala
Waktu
Logam
S1
S2
S3
S4
S5
Ca (%)
0,4782
0,2902
0,2316
0,2268
0,4761
23-03-2013
Fe (%)
2,3602
2,8356
3,0496
2,7485
2,9739
Al (%)
6,4244
9,8855
11,6928
8,3088
8,1166
Ca (%)
1,1472
0,4776
0,2519
0,4396
0,5373
07-04-2013
Fe (%)
2,1802
2,9265
2,6936
3,6084
3,5554
Al (%)
6,1554
11,3083
13,2310
8,1935
18,8070
Ca (%)
0,4709
0,3294
0,1740
0,2736
0,2703
24-04-2013
Fe (%)
2,7750
2,5553
2,2219
3,1633
3,4076
Al (%)
9,1548
10,4238
9,3856
10,9622
10,3085
Lampiran 6 Nilai klorofil-a di perairan Situ Cilala
Waktu
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
3
23-03-2013 mg/m 24,5074 48,9270 47,5422 29,8794 20,2572
07-04-2013 mg/m3 17,1509 31,1320 26,7808 16,3260 25,2228
20-04-2013 mg/m3 10,9492 22,8324 22,5624 18,0136 16,2440
(Sumber: Novita 2013)
Rata-rata
34,2226
23,3225
18,1203
Lampiran 7 Penentuan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes (1982)
Konsentrasi Rata-rata
Klorofil
Rata-rata
Kedalaman
fosfat total
klorofil maksimum kedalaman
minimum
Status trofik
(µg/L)
(mg/m3)
(mg/m3)
secchi (m)
secchi (m)
Ultra oligotrofik
25
>75
DESA JAMPANG, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
FAUZIA FITRIANA
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Penentuan Beban
Fosfat di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang, Kabupaten 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 mau pun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2015
Fauzia Fitriana
NIM C24090061
ABSTRAK
FAUZIA FITRIANA. Penentuan Beban P di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang,
Parung, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Dibimbing oleh Niken Tunjung Murti
Pratiwi dan Kadarwan Soewardi.
Nutrien merupakan salah satu faktor penentu dalam pengembangan
ekosistem perairan. Salah satu cara untuk mengetahui keterkaitan antara nutrient dan
pertumbuhan alga adalah dengan mengidentifikasi sumber dan besarnya masukan
nutrien ke perairan (nutrient budget). Penentuan phosphorus budget (neraca P) pada
perairan dapat diketahui melalui identifikasi dan penghitungan besarnya masukan P
keperairan dan keluaran P dari perairan. Tujuan penelitian ini adalah untuk
menentukan phosphorus budget (neraca P) sebagai dasar pendugaan potensi
eutrofikasi perairan Situ Cilala. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Situ Cilala
merupakan perairan alami yang relatif dangkal, luas permukaannya mencapai 12 ha,
kedalaman rata-rata perairan ini mencapai 1,88 m, dan kedalaman maksimum
mencapai 4,80 m dengan kedalaman relatif yang cukup rendah (1,23%). Secara
keseluruhan beban P di Situ Cilala adalah sebesar 1345,2282 kg. Nilai beban P
tersebut merupakan gabungan antara nilai beban P yang masuk dari sedimen, KJA,
dan inlet, berturut-turut sebesar 11416,2891 kg dan nilai beban P yang keluar sistem
sebesar kg.
Kata kunci: neraca fosfat, nutrien, sumber masukan fosfat total, Situ Cilala
ABSTRACT
FAUZIA FITRIANA. Determination of Phosphorus Budget in Situ Cilala, Jampang,
Parung, Bogor, Jawa Barat. Supervised by Niken Tunjung Murti Pratiwi and
Kadarwan Soewardi.
Nutrients are one of determining factors in the development of water
ecosystem. The relationship between nutrients and algae growth can be determined
by identifying the source and magnitude of nutrient inputs to waters (nutrient
budget). Determination of phosphorus budget can be determined by identifying and
calculating the amount of P input to waters and P output from waters. The purpose
of this study was to determine the phosphorus budget as the basis for estimating
potency of eutrophication in Situ Cilala. The results of this study showed that depth
of Situ Cilala was relatively shallow, the surface area was 12 ha, the average depth
was 1,88 m, and the maximum depth was 4,80 m with low relative depth (1,23%).
Overall, P budget in Situ Cilala was 1345,2282 kg. The value of P budget was a
joint between P budget come from sediment, sewage floating net cages, and inlet,
was 11416,2891 kg and P budget that out from the system was 256,7873kg.
Keywords: nutrient, P budget, Situ Cilala, sources of total phosphate
PENENTUAN BEBAN FOSFAT DI PERAIRAN SITU CILALA, DESA
JAMPANG, KABUPATEN BOGOR, JAWA BARAT
FAUZIA FITRIANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan
pada
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan
DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBER DAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Judul Skripsi: Penentuan Beban Fosfat di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang,
Kabupaten Bogor, Jawa Barat
Nama
: Fauzia Fitriana
NIM
: C24090061
Disetujui oleh
Dr Ir Niken TM Pratiwi, M Si
Pembimbing I
Prof Dr Ir Kadarwan Soewardi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir M Mukhlis Kamal, M Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga penyusunan skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2013 ini adalah beban P (fosfor),
dengan judul Penentuan Beban P di Perairan Situ Cilala, Desa Jampang, Kabupaten
Bogor, Jawa Barat. Skripsi disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi di Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak
yang telah membantu dalam penulisan dan penyusunan skripsi, terutama kepada:
1. IPB yang telah memberikan kesempatan untuk studi di Departemen
Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
2. DIKTI yang telah memberikan beasiswa PPA selama masa studi.
3. Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, M Sc selaku pembimbing akademik.
4. Dr Ir Niken Tunjung Murti Pratiwi, M Si dan Prof Dr Ir Kadarwan
Soewardi selaku pembimbing skripsi.
5. Dr Ir Sigid Hariyadi, M Sc selaku penguji skripsi.
6. Keluarga besar Laboratorium Biomikro, Produktivitas dan Lingkungan
Perairan MSP, serta para staff Tata Usaha Departemen MSP, FPIK
7. Komunitas petani ikan hias Cilala.
8. Keluarga tercinta Ayahanda Slamet Sugito dan Ibunda Umyanah, serta adik
(Farah Dwi J) yang selalu mendukung dan mendoakan.
9. Teman-teman tim Cilala (Novita MZ dan Rahmat Santoso).
10. Teman-teman MSP 44, 45, 46, 47, dan 48.
11. Teman-teman sepermainan yang selalu mendukung.
12. Semua pihak yang sudah member dukungan dan membantu, baik dari
penelitian lapang hingga analisis laboratorium, yang tidak dapat disebutkan
saru per satu.
Kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan di masa depan. Demikian
skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.
Bogor, Januari 2015
Fauzia Fitriana
DAFTAR ISI
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Pengumpulan Data
Penentuan stasiun pengambilan contoh
Penentuan debit bagian inlet dan outlet Situ Cilala
Pengambilan contoh
Contoh air
Sedimen
Ikan dan pakan
Analisis contoh
Kualitas air
Sedimen
Ikan dan pakan
Penggolongan sumber masukan P
Analisis Data
Penentuan neraca fosfor (phosphorus budget)
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Situ Cilala
Masukan P ke Perairan
Penentuan Neraca P (phosphorus budget)
Pembahasan
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
6
6
6
6
7
7
7
7
7
8
8
9
9
9
12
14
15
17
17
17
18
20
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
Koordinat pengambilan contoh
Kondisi morfometri Situ Cilala
Perhitungan beban P yang berasal dari inflow
Perhitungan beban P yang berasal dari KJA
Perhitungan perubahan massa fosfat total di Situ Cilala
P budget Situ Cilala
Persentase sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
5
10
12
12
13
14
11
DAFTAR GAMBAR
1 Diagram alir perumusan masalah penentuan beban P di Perairan Situ Cilala 4
2 Gambaran lokasi pengambilan contoh di Situ Cilala
6
3 Penggolongan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala (GWIn = masukan dari
air tanah; GWOut = air tanah yang keluar sistem; PPT = air hujan; Evap =
penguapan)
8
4 Kecerahan di perairan Situ Cilala
10
5 Nilai pH di perairan Situ Cilala
11
6 Konsentrasi DO di perairan Situ Cilala ( Kolom, dan Dekat dasar)
11
7 Konsentrasi TP di perairan Situ Cilala ( Kolom, dan Dekat dasar)
13
8 Korelasi hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Kondisi stasiun, serta alat dan bahan yang digunakan
Parameter kualitas air yang diuji beserta metode yang digunakan
Nilai rata-rata parameter kualitas air Situ Cilala
Nilai konsentrasi dan rata-rata fosfat total di perairan Situ Cilala
Persentase kandungan Ca, Fe, dan Al di perairan Situ Cilala
Nilai klorofil-a di perairan Situ Cilala
Penentuan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes (1982)
20
21
21
21
22
22
22
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Nutrien merupakan salah satu faktor penentu dalam pengembangan
ekosistem di perairan. Konsentrasi nutrien dapat mengontrol produktivitas alga
berdasarkan sumber nutrien yang masuk. Berdasarkan produktivitas alga tersebut
dapat diketahui potensi kesuburan suatu perairan. Salah satu cara untuk
mengetahui keterkaitan antara nutrien dan pertumbuhan alga adalah dengan
mengidentifikasi sumber dan besarnya masukan nutrien ke perairan (nutrient
budget) (LOWWSF 2011). Penentuan nutrient budget (neraca nutrien) mengacu
pada jumlah total nitrogen (N) atau fosfor (P) yang masuk ke perairan selama
waktu tertentu (Emmerton 2008). Pada perairan tawar, fosfor merupakan nutrien
kunci karena merupakan nutrien pembatas dalam mengontrol pertumbuhan alga.
Penentuan sumber masukan P dilakukan untuk mengidentifikasi sumber masukan
fosfor (beban P) yang paling besar pengaruhnya terhadap nutrient budget,
sehingga dapat mengontrol pertumbuhan alga dan dapat menduga potensi
eutrofikasi.
Penentuan neraca P (phosphorus budget) pada perairan dapat diketahui
melalui pengidentifikasian dan penghitungan besarnya masukan P ke perairan dan
keluaran P dari perairan. Meskipun mengacu pada perhitungan besarnya masukan
P, namun umumnya konsentrasi P digunakan sebagai ambang batas karena pada
analisis laboratorium contoh air dinyatakan dalam konsentrasi dengan tingkat
presisi dan akurasi (Emmerton 2008). Neraca P yang masuk ke perairan alami
seperti Situ, bersumber dari air limpasan (runoff), air tanah (groundwater),
atmosfer (atmospheric input), limbah domestik, dan lain-lain. Namun demikian,
limbah antropogenik umumnya lebih berperan sebagai pemasok fosfor ke dalam
Situ dibandingkan aktivitas alami. Tingginya P load (beban fosfat) yang masuk
ke dalam perairan dapat menimbulkan tingginya tingkat kesuburan di suatu
perairan, mempercepat pertumbuhan alga dan tumbuhan air yang tidak diinginkan,
dan menimbulkan masalah kualitas air. Beberapa permasalahan yang dapat terjadi
adalah kekeruhan, munculnya buih, dan deplesi oksigen. Semua hal tersebut
menjadi penghambat bagi danau yang digunakan untuk rekreasi, water supply,
dan kegiatan perikanan (Gilliom 1983).
Situ Cilala merupakan salah satu perairan tawar yang memiliki fungsi
sebagai sumber air, daerah resapan air, dan kegiatan perikanan. Kegiatan
perikanan yang dilakukan di Situ Cilala, di antaranya kegiatan budidaya ikan hias
menggunakan keramba jaring apung (KJA), yang menjadi salah satu sumber
internal loading P ke perairan. Kegiatan-kegiatan tersebut menjadi dasar dalam
penentuan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala yang dapat digunakan dalam
penentuan neraca P.
4
Perumusan Masalah
Situ Cilala merupakan Situ yang di sekitarnya terdapat kegiatan pertanian,
perikanan, dan pemukiman. Selain sumber masukan P yang berasal dari air tanah,
air limpasan, air hujan, dan sedimen (Teichreb 2014), kegiatan-kegiatan tersebut
dapat menjadi sumber masukan P ke perairan. Kegiatan budidaya pada keramba
jaring apung yang terdapat di Situ Cilala juga menjadi salah satu sumber masukan
P ke perairan. Banyaknya sumber masukan P ke perairan dapat meningkatkan
kandungan P dan dapat meningkatkan potensi eutrofikasi di Situ Cilala. Untuk itu
perlu dilakukan penentuan neraca P yang didukung dengan kajian kualitas air.
Penentuan neraca P dilakukan untuk mengidentifikasi dan mengestimasi proporsi
sumber masukan P ke perairan dan menjadi dasar dalam mengontrol pertumbuhan
alga di perairan. Dalam menentukan pengelolaan ekosistem perairan sangat
penting untuk mengetahui proporsi sumber masukan P. Diagram alir pendekatan
masalah dalam beban masukan P Situ Cilala disajikan pada Gambar 1.
1.
2.
3.
Bahan masukan dari
luar Situ
KJA
Hidrodinamika
1.
2.
3.
Kualitas air
Kadar P di
air
Kadar P di
sedimen
Beban P
di perairan
Gambar 1 Diagram alir perumusan masalah penentuan beban P di Perairan Situ
Cilala
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan neraca P (beban P) sebagai
dasar pendugaan potensi eutrofikasi perairan Situ Cilala.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Maret-Mei 2013 dan meliputi dua
kegiatan, yaitu kegiatan lapang dan kegiatan laboratorium. Kegiatan lapang yang
dilaksanakan di Situ Cilala, Kabupaten Bogor, Parung, Jawa Barat bertujuan
untuk melakukan pengambilan contoh air, sedimen, dan biota. Kegiatan
laboratorium dilaksanakan untuk melakukan analisis kandungan fosfat (baik di
air, sedimen, maupun dalam tubuh ikan), analisis logam, dan analisis beberapa
5
parameter fisika-kimia air yang dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan
Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan, Fakultas
Perikanan dan Ilmu Kelautan dan Laboratorium Kimia Bersama, Departemen
Kimia, IPB.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini dibagi ke dalam
beberapa kelompok. Alat dan bahan tersebut meliputi alat untuk pengambilan
contoh air, alat pengambilan contoh sedimen, analisis kualitas air, analisis fosfat,
serta analisis kandungan logam pada sedimen. Bahan yang digunakan adalah
bahan kimia untuk analisis sesuai dengan parameter yang diuji, baik untuk contoh
air maupun sedimen.
Pengumpulan Data
Penentuan stasiun pengambilan contoh
Pengambilan contoh dilakukan di lima stasiun. Penentuan stasiun
dilakukan secara vertikal maupun horizontal. Secara horizontal, pengambilan
contoh dilakukan di dua inlet yang berbeda masukannya, tengah Situ yang
terdapat keramba jaring apung, daerah dekat outlet yang terjaga dari kegiatan
keramba jaring apung, dan outlet. Pengamatan secara vertikal dilakukan pada dua
kedalaman, yaitu daerah permukaan dan kedalaman yang mendekati dasar
perairan. Selain itu, dilakukan pengambilan contoh substrat di setiap stasiun.
Penentuan posisi dari lokasi pengambilan contoh dilakukan mengunakan GPS
(Global Positioning System) (Tabel 1; Gambar 2; Lampiran1).
Stasiun
1
2
3
4
5
Tabel 1 Koordinat pengambilan contoh
Nama lokasi
Lintang Selatan
Inlet 1
106º 09’ 24,1”
Inlet 2
106º 43’ 09,1”
Zona kegiatan KJA
106º 43’ 03,9”
Zona bebas kegiatan KJA
106º 42’ 49,9”
Outlet
106º 42’ 50,1”
Bujur Timur
06º 56’ 37,1”
06º 28’ 36,6”
06º 28’ 27,6”
06º 28’ 11,5”
06º 28’ 16,9”
Penentuan debit bagian inlet dan outlet Situ Cilala
Penentuan debit bagian inlet dan outlet dilakukan dengan mengukur
kedalaman dan lebar daerah aliran. Luas daerah aliran tersebut kemudian
dikalikan dengan arus aliran air per detik. Dengan demikian diperoleh nilai debit
dengan satuan m2/detik. Penentuan debit air dilakukan untuk mendukung
perhitungan beban P di Situ Cilala.
6
Pengambilan contoh
Contoh air
Pengambilan contah air dilakukan di lima stasiun yang berbeda. Masingmasing stasiun mewakili sumber masukan P ke perairan Situ Cilala. Alat yang
digunakan dalam pengambilan contoh air meliputi botol contoh, Kemerrer water
sampler, dan ember. Contoh air digunakan dalam analisis parameter kualitas air
dan logam.
Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan untuk menganalisis kandungan
logam pada perairan Situ Cilala. Analisis kandungan logam ini dapat digunakan
untuk menduga pelepasan P dari sedimen ke perairan. Pengambilan contoh
sedimen dilakukan menggunakan alat van veen grab, kemudian contoh sedimen di
simpan dalam wadah gelas. Penggunaan wadah gelas dimaksudkan agar tidak
terjadi reaksi-reaksi kimia, sehingga kandungan logam pada sedimen tetap terjaga.
Selain itu, contoh sedimen juga disimpan dalam wadah plastik klip untuk
keperluan analisis kandungan P pada sedimen.
Ikan dan pakan
Pada penelitian ini dilakukan pengambilan contoh biota, yaitu
pengambilan contoh ikan mas koki (Carassius sp.) dan cacing sutra (Lumbriculus
sp.). Pengambilan contoh biota dilakukan untuk menganalisis kandungan P yang
terdapat pada biota tersebut. Pengambilan contoh biota ini dilakukan dengan
menggunakan serok. Kemudian contoh biota tersebut dimasukkan ke dalam
plastik yang berisi air dan oksigen.
Gambar 2 Gambaran lokasi pengambilan contoh di Situ Cilala
7
Analisis contoh
Kualitas air
Analisis parameter kualitas air dilakukan untuk mengetahui kondisi
perairan Situ Cilala. Parameter kualitas air yang diuji meliputi parameter fisika
dan kimia. Parameter yang diuji merupakan parameter pendukung dalam
penentuan neraca P di perairan Situ Cilala (Lampiran 2).
Selain itu, dilakukan juga analisis logam sebagai parameter pendukung
dalam penentuan neraca P. Parameter logam yang dipilih merupakan mineral
yang membantu dalam adsorpsi fosfat ke sedimen dan membantu penentuan
neraca Pdi perairan Situ Cilala. Parameter logam yang diuji meliputi Ca, Fe
(Hupfer dan Lowandowski 2008), dan Al (Wetzel 2001). Pengujian logam
dilakukan menggunakan alat AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry/
spektrofotometer serapan atom).
Sedimen
Analisis sedimen dilakukan untuk mengetahui kandungan P dan
kandungan logam yang terdapat pada sedimen. Parameter yang dianalisis
meliputi kandungan fosfat total yang terdapat pada sedimen. Parameter yang diuji
merupakan parameter pendukung dalam penentuan neraca P pada sedimen.
Analisis logam pada sedimen dilakukan untuk mengetahui kandungan
logam yang terdapat pada sedimen di Situ Cilala. Parameter logam yang diuji
meliputi meliputi Ca, Fe (Hupfer dan Lowandowski 2008), dan Al (Wetzel 2001).
Pengujian logam dilakukan menggunakan alat AAS (Atomic Absorption
Spectrophotometry/spektrofotometer serapan atom).
Ikan dan pakan
Analisis ikan dan pakan dilakukan untuk mengetahui kandungan P pada
biota. Pengujian kandungan P pada biota dilakukan agar dapat mengetahui
kandungan P yang terbuang ke perairan. Selain itu, dapat menduga jumlah
masukan P yang berasal dari KJA.
Penggolongan sumber masukan P
Sumber masukan fosfor (P) ke perairan Situ Cilala meliputi, masukan P
yang berasal dari daerah inlet, limbah keramba jaring apung, dan P dari sedimen.
Masukan P yang berasal dari inlet meliputi air tanah (groundwater), inflow runoff,
dan limbah antropogenik. Masukan P yang berasal dari limbah keramba jaring
apung meliputi sisa pakan yang tidak termakan dan limbah feses. Masukan P
lainnya adalah sedimen, yaitu lepasnya P dari sedimen ke perairan yang dibantu
oleh oksigen terlarut dan logam yang terkait. Pengelompokan sumber masukan P
ini merupakan alasan dalam menentukan titik pengambilan contoh pada penelitian
ini. Gambar 3 menunjukkan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala.
8
Limbah
antropogenik
Air tanah (GW)
Runoff
KJA
GWIn
Outflow
GWOut
Sedimen
Gambar 3 Penggolongan sumber masukan P ke perairan Situ Cilala (GWIn =
masukan dari air tanah; GWOut = air tanah yang keluar sistem; PPT =
air hujan; Evap = penguapan)
Analisis Data
Penentuan neraca fosfor (phosphorus budget)
Nilai neraca fosfor (P) memerlukan data hydrological water balance yang
dapat memberikan perkiraan volume air yang masuk dan keluar perairan dalam
jangka panjang. Pada Situ Cilala, perhitungan water balance disederhanakan,
yaitu dengan memodifikasi persamaan berdasarkan sumber masukan P ke
perairan. Data water balance digunakan untuk menghitung dalam persamaan
neraca P. Perrsamaan neraca P menurut Vollenweider dan Kerekes (1980):
ΔM = (IR + IP + IG + IA) – (OG + OD + Oo) – (LS)
Keterangan:
ΔM = perubahan massa fosfat total di danau (kg)
IR
= masukan fosfat total melalui runoff (kg)
IP
= masukan fosfat total melalui atmosfer (kg)
IG
= masukan fosfat total melalui groundwater (kg)
IA
= masukan fosfat total melalui limbah domestik (kg)
OG
= fosfat total yang keluar dari danau melalui groundwater (kg)
OD
= fosfat total yang keluar dari danau melalui pengalihan (kg)
Oo
= fosfat total yang keluar dari danau melalui permukaan air (outflow) (kg)
LS
= fosfat total yang hilang ke sedimen (+) atau fosfat total yang lepas dari
sedimen (-) (kg)
Adanya asumsi keterbatasan sumber masukan P pada perairan Situ Cilala,
maka rumus P budget menurut Vollenweider dan Kerekes (1980) dimodifikasi.
Berdasarkan kondisi Situ Cilala, diasumsikan bahwa masukan fosfat total yang
melalui daerah inlet meliputi inflow runoff, groundwater, dan limbah
antropogenik, serta adanya penambahan masukan fosfat total yang berasal dari
KJA. Masukan fosfat total yang berasal dari KJA dalam rumus modifikasi
dilambangkan sebagai IK, sedangkan fosfat total yang keluar dari sistem,
9
diasumsikan sudah termasuk outflow. Fosfat total yang keluar sistem melalui
groundwater outflow tidak dihitung karena diasumsikan sebagai suatu
keseimbangan massa air (mass water balance) (Teichereb 2014). Berikut
merupakan formulasi modifikasi rumus Vollenweider dan Kerekes (1980).
ΔM = (I+ IK) – (O) – (LS)
Keterangan:
ΔM = perubahan massa fosfat total di danau (kg)
I
= IR + IP + I G + IA
IG
= OG
O
= OD + Oo
IK
= masukan fosfat total melalui limbah KJA (kg)
LS
= fosfat total yang hilang ke sedimen (+) atau fosfat total yang lepas dari
sedimen (-) (kg)
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
Analisis hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
dimaksudkan untuk mengetahui keterkaitan pertumbuhan klorofil-a dengan
jumlah konsentrasi fosfat total di perairan. Analisis ini dilakukan dengan
menggunakan persamaan regresi sederhana. Persamaan regresi sederhana
merupakan persamaan regresi dengan satu peubah tidak bebas (Y) dengan satu
peubah bebas (X). Data penelitian yang akan dihubungkan adalah nilaki
konsentrasi fosfat total sebagai peubah bebas (X) dan nilai konsentrasi klorofil-a
sebagai peubah tidak bebas (Y). Hubungan antara kedua peubah tersebut dapat
dirumuskan dalam bentuk persamaan (Mattjik dan Sumertajaya 2002).
Y = βo + β1X
Keterangan:
Y
= nilai konsentrasi klorofil-a
βo
= intersep
β1
= kemiringan/gradient
X
= nilai konsentrasi fosfat total pada setiap waktu pengambilan contoh
n
= jumlah data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Situ Cilala
Situ Cilala merupakan Situ alami yang terletak di Desa Jampang,
Kecamatan Parung, Kabupaten Bogor. Situ tersebut berada di kawasan
Perumahan Telaga Kahuripan, berada diantara dua desa dengan tata guna lahan
yang berbeda di setiap bagiannya. Bagian timur dan barat merupakan daerah
pemukiman warga, sebelah utara merupakan bagian outlet yang terdapat kebun di
10
sekitarnya. Pada bagian selatan terdapat taman dan jalan kompleks perumahan.
Tepian Situ banyak ditumbuhi oleh pepohonan. Menurut Hadijah (2002),
pepohonan yang tumbuh di tepian Situ, di antaranya adalah pohon bambu,
kemang, kelapa, karet, dan pisang.
Kondisi Situ Cilala saat ini berbeda dari tahun 2002 (Tabel 2). Luas
permukaan Situ mencapai 12 ha. Kondisi morfometri Situ Cilala mengalami
penurunan jika dibandingkan pada tahun 2002 (Tabel 2). Kedalaman rata-rata
Situ turun menjadi 1,88 m dengan kedalaman maksimum mencapai 4,80 m, serta
kedalaman relatif sebesar 1,23%. Penurunan ini diduga terjadi karena adanya
pemanfaatan pinggiran Situ oleh masyarakat sekitar untuk kegiatan perkebunan
dan pembuatan kolam pemeliharaan ikan. Hal ini mengakibatkan terjadinya
pendangkalan Situ oleh sedimen yang masuk ke dalam perairan. Selain itu,
kegiatan tersebut menyebabkan penyempitan luas permukaan Situ dari keadaan
sebelumnya.
Tabel 2 Kondisi morfometri Situ Cilala
Parameter
Satuan
Hadijah (2002)
Penelitian ini (2013)
Luas permukaan
m2
141.315
120.000
Kedalaman maksimum
m
5,9
4,80
Kedalaman rata-rata (Z)
m
2,05
1,88
Kedalaman relatif (Zr)
%
1,391
1,23
Volume total (Vtot)
m3
308.558
225.600
Parameter fisika dan kimia merupakan parameter kualitas air dalam
menentukan kondisi perairan. Berdasarkan hasil pengukuran,suhu permukaan
Situ Cilala berkisar 29-35ºC. Rata-rata kecerahan perairan Situ Cilala berkisar
antara 39-62,8 cm. Kecerahan Situ pada setiap stasiun disajikan pada Gambar 3.
Kecerahan (cm)
100
80
60
40
20
0
0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 4 Kecerahan di perairan Situ Cilala
Situ Cilala memiliki kecerahan yang berbeda. Kecerahan pada Stasiun 1
dan 5 berkisar antara 80-100%, di Stasiun 2 antara 35-40%, sedangkan pada
Stasiun 3 dan 4 kecerahan berkisar 10-30%. Perbedaan kecerahan ini dipengaruhi
oleh warna perairan, bahan organik dan anorganik yang tersuspensi, kepadatan
plankton, jasad renik, dan lain-lain (Odum 1993).
11
7,0
Nilai pH
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
4,0
0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 5 Nilai pH di perairan Situ Cilala
Konsentrasi (mg/L)
Nilai pH perairan di Situ Cilala berkisar 5,0-6,0, menunjukkan bahwa
perairan Situ Cilala bersifat asam, namun masih bisa ditolerir hewan akuatik
(Augusta 2012). Nilai pH tertinggi terdapat pada Stasiun 2, sedangkan nilai pH
terendah terdapat pada Stasiun 4. Hal ini dapat dipengaruhi oleh kandungan
oksigen terlarut yang tedapat pada perairan tersebut. Konsentrasi DO pada kolom
dan dasar perairan Situ disajikan pada Gambar 5.
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
1
2
3
4
5
6
Stasiun
Gambar 6 Konsentrasi DO di perairan Situ Cilala (
Kolom, dan
Dekat dasar)
Nilai DO pada kolom perairan Situ Cilala berkisar antara 5,03-7,56 mg/L.
Nilai DO di dekat dasar perairan sekitar 3,8-9,2 mg/L. Nilai DO di dekat dasar
perairan dapat digunakan untuk menduga konsentrasi TP (fosfat total) yang lepas
dari sedimen.
12
Masukan P ke Perairan
Fosfor (P) merupakan salah satu faktor yang digunakan dalam penentuan
kesuburan. Keberadaan P yang berlebihan dapat menyebabkan fenomena
eutrofikasi (pengayaan nutrien). Sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
meliputi aliran inflow yang masuk melalui daerah inlet, termasuk di dalamnya,
groundwater, limbah KJA, dan sedimen Situ. Berdasarkan hasil yang diperoleh
masukan P ke perairan Situ Cilala terbesar berasal dari inflow adalah sebesar
1020,5362 kg.
Tabel 3 Perhitungan beban P yang berasal dari inflow
Waktu
Konsentrasi fosfat
total (mg/L)
Beban harian
(kg/hr)
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
0,4387
0,7938
0,8387
5,2007
28,5639
30,6810
Total
Total beban
pertukaran
(kg)
air (L)
78,0099
177.811.200
371,3312
467.812.800
460,2145
548.726.400
Masukan P yang berasal dari inlet diasumsikan sebagai hasil kalkulasi ratarata konsentrasi P inflow, groundwater, limbah antropogenik, dan runoff.
Sebanyak 4% limbah antropogenik yang berada di aliran sungai masuk ke dalam
perairan Situ (Emmerton 2008). Masukan P yang berasal dari inflow mengalami
peningkatan di setiap waktu pengambilan contoh.
Tabel 4 Penghitungan beban P yang berasal dari KJA
Waktu
Konsentrasi fosfat
total (mg/L)
Beban harian
(kg/hr)
Total beban
(kg)
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
1,8742
0,3322
0,3055
248,7170
238,4527
237,6741
3730,7557
3099,8851
3565,1121
Total
pertukaran
air (L)
177.811.200
467.812.800
548.726.400
Masukan P yang berasal dari limbah KJA sebesar 10395,7529 kg. Sisa
pakan dan feses (buangan) dari keramba menjadi pemasok utama P pada stasiun
ini. Namun, beban P dari KJA mengalami penurunan seiring dengan penambahan
waktu. Hal ini diduga terjadi karena tingkat total pertukaran air yang lebih tinggi
pada waktu pengambilan contoh bulan April, sehingga pergantian air cenderung
lebih cepat. Selain itu, beban P yang tinggi pada bulan Maret didukung oleh nilai
konsentrasi fosfat total yang sangat tinggi, yaitu 1,8742 mg/L. Nilai konsentrasi
fosfat total pada Stasiun 3, yaitu yang terdapat paparan KJA memiliki nilai yang
lebih tinggi dibandingkan stasiun yang lain. Gambar 6 menunjukkan grafik hasil
analisis konsentrasi fosfat total di perairan Situ Cilala.
13
Konsentrasi TP (mg/L)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
1
2
3
4
5
Stasiun
Gambar 7 Konsentrasi TP di perairan Situ Cilala (
Kolom, dan
Dekat dasar)
Berdasarkan Gambar 6, konsentrasi fosfat total di dekat dasar perairan
memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan fosfat total di kolom perairan. Nilai
konsentrasi fosfat total dekat dasar perairan berkisar 0,26-078 mg/L, sedangkan
nilai konsentrasi fosfat total kolom perairan berkisar 0,04-0,12 mg/L. Hal ini
diduga terjadi karena konsentrasi fosfat total dekat dasar lebih dipengaruhi oleh
fosfat total yang mengendap ke dasarperairan (Hupfer dan Lewandowski 2005).
Nilai konsentrasi fosfat total dekat dasar tertinggi berasal dari Stasiun 3 (0,7827
mg/L), sedangkan konsentrasi fosfat total tertinggi pada kolom perairan adalah
Stasiun 5 atau outlet. Tabel 5 menunjukkan perubahan massa fosfat total (ΔM)
pada perairan Situ Cilala.
Tabel 5 Penghitungan perubahan massa fosfat total di Situ Cilala
Konsentrasi
fosfat total
Waktu
Volume Situ (L)
ΔM (kg)
(mg/L)
23-03-2013
3,0245
225,6 x 106
682,3204
6
07-04-2013
1,5170
225,6 x 10
342,2340
6
20-04-2013
1,4214
225,6 x 10
320,6738
Perubahan massa fosfat total pada bulan Maret lebih tinggi dibandingkan
dengan bulan April. Nilai perubahan massa fosfat total mengalami penurunan
seiring dengan penambahan waktu. Hal ini diduga terjadi karena adanya
pengaruh masukan fosfat total dari sumber lain yang masuk ke perairan Situ
Cilala. Total perubahan massa fosfat total pada bulan Maret-April sebesar
1345,2282 kg.
Masukan P yang berasal dari sedimen sebesar 9814,2736 kg. Nilai ini
didapatkan dari subtitusi nilai pada rumus modifikasi P budget. Masukan P yang
berasal dari sedimen bernilai positif. Hal ini mengindikasikan bahwa fosfat total
mengalami proses adsorpsi ke sedimen.
14
Penentuan Neraca P (phosphorus budget)
Neraca P merupakan parameter yang dapat digunakan untuk menduga
kesuburan suatu perairan. Sebagian besar neraca P diestimasi berdasarkan aliran
runoff (inflow) dan kualitas perairan (Emmerton 2008). Gabungan perubahan P di
groundwater dan sedimen merupakan faktor dalam mengestimasi neraca P dengan
pendekatan mass balance. Tabel 6 adalah hasil perhitungan neraca P Situ Cilala.
Waktu
23-03-2013
07-04-2013
20-04-2013
Tabel 6 P budget Situ Cilala
ΔM (kg)
I(kg)
Ik(kg)
O(kg)
682,3204 97,9200 3730,7557 103,6626
342,2340 442,4649 3099,8851 70,7947
320,6738 480,1514 3565,1121 82,3299
LS(kg)
3042,6926
3129,3213
3642,2597
Secara keseluruhan P load yang masuk ke perairan adalah 11416,2891 kg
dan P load yang keluar sistem sebesar 256,7873 kg. Total P load bersih yang
masuk ke perairan Situ Cilala adalah sebesar 11159,5018 kg. Hasil yang lebih
tinggi tersebut berasal dari masukan P KJA. Tabel 7 menunjukkan persentase
sumber masukan P ke perairan Situ Cilala.
Tabel 7 Persentase sumber masukan P ke perairan Situ Cilala
Masukan
Keluaran
Sumber
Keterangan* fosfat total fosfat total
%
(kg)
(kg)
Inflow, runoff
groundwater,
I
1020,5362
4,81
limbah domestik
KJA
IK
10395,7529
48,97
Outflow
O
256,7873
Total
11416,2891
53,77
Net total in
11159,5018
Internal loading
LS
9814,2736
46,23
(sedimen)
*
I = masukan fosfat total melalui Inflow,runoff groundwater, limbah
domestik; I K = masukan fosfat total melalui KJA; O = fosfat total yang
keluar system; Total = jumlah masukan fosfat total, Net total in = jumlah
masukan fosfat total dikurangi fosfat total yang keluar system; LS =
masukan fosfat total dari sedimen
Pada Situ Cilala, sumber masukan fosfat total terbesar berasal dari
eksternal loading, yaitu yang berasal dari inflow runoff, groundwater, limbah
domestik, dan limbah KJA (54,77%), yaitu dengan masukan terbesar berasal dari
limbah KJA sebesar 48,97%. Masukan yang berasal dari internal loading
mencapai 46,23%, yaitu yang berasal dari adsorpsi fosfat total ke sedimen. Total
15
bersih masukan p ke perairan Situ Cilala adalah sebesar 11159,5018 kg. Hasil ini
diperoleh dari pengurangan jumlah masukan P dengan P yang keluar sistem.
Nilai klorofil-a memiliki hubungan yang erat dengan keberadaan
P.Gambar 7 menunjukkan koefisien korelasi antara klorofil-a dengan konsentrasi
fosfat total sebesar 0,8600, yang berarti keduanya memiliki korelasi yang sangat
erat. Nilai fosfat total mampu menggambarkan nilai klorofil pada perairan Situ.
Schindler (1977) menyatakan bahwa ada hubungan yang erat antara klorofil-a
dengan P. Hal ini terjadi karena P merupakan nutrien pembatas dalam
produktivitas alga di perairan tawar.
Klorofil-a (g/L)
50
40
30
y = 15,97x + 17,41
R² = 0,860
20
10
0
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
Fosfat Total (mg/L)
Gambar 8 Korelasi hubungan antara konsentrasi fosfat total dengan klorofil-a
Pembahasan
Masukan P ke perairan Situ Cilala berasal dari daerah inlet (air limpasan, air
tanah, dan limbah antropogenik), limbah KJA yang berada di perairan Situ, dan
sedimen. Masukan P yang berasal dari inlet meliputi Stasiun 1 dan 2. Masukan P
yang berasal dari daerah inlet memiliki nilai yang paling rendah, yaitu sebesar
4,81% (Tabel 7). Masukan P yang dari inlet diasumsikan berasal dari aliran air
limpasan (runoff inflow), air tanah, dan limbah antropogenik dari perumahan.
Masukan P dari daerah inlet ini tidak mempengaruhi masukan P secara signifikan.
Emmerton (2008) mengatakan bahwa P yang masuk ke perairan melalui aliran
sungai hanya sebesar 4%. Masukan P yang berasal dari inlet diasumsikan akan
masuk ke kolom perairan dan dimanfaatkan oleh alga, sehingga memiliki nilai
yang rendah.
Masukan P pada Stasiun 3, yaitu yang berasal dari KJA memiliki nilai yang
lebih tinggi dibandingkan pada stasiun lainnya. Hal ini karena masukan berasal
dari sisa pakan ikan dan feses yang berasal dari ikan, sehingga konsentrasi fosfat
total pada Stasiun 3 memiliki konsentrasi yang lebih tinggi. Menurut Beveridge
(2004), pakan yang tidak termakan akan masuk ke perairan sebanyak 20%,
sehingga menyumbang masukan nutrien ke perairan. Selain itu, buangan ikan
(feses) juga menyumbang masukan nutrien sebesar 4% ke perairan (Beveridge
16
2004). Pakan yang terbuang ke perairan tinggi, sehingga menyebabkan
meningkatnya kandungan P di perairan. Fosfor (P) yang berasal dari pakan yang
tidak termanfaatkan akan mengendap dan meningkatkan konsentrasi fosfat total
pada sedimen.
Masukan P yang berasal dari sedimen memiliki nilai yang cukup tinggi,
yaitu sebesar 46,23% (Tabel 7). Masukan P yang berasal dari sedimen bernilai
positif. Hal ini mengindikasikan bahwa masukan P tersebut merupakan adsorpsi
P ke sedimen. Pada siklusnya, fosfor yang masuk ke perairan akan mengendap ke
perairan bagian bawah perairan (hipolimnion) dan akan menetap di sedimen
dengan kemungkinan kecil untuk bisa lepas ke kolom perairan (Brykinsky 2004).
Selain itu, kandungan P di daerah dekat dasar (hipolimnion) tersebut dipengaruhi
oleh pergerakan air di dasar perairan, sehingga P akan menetap pada dasar
perairan (Hupfer dan Lowandowski 2008). Hal ini juga dipengaruhi nilai
konsentrasi DO pada daerah dekat dasar yang cukup tinggi yang mencegah
terjadinya pelepasan P dari sedimen ke perairan. Oleh karena itu, tidak ada
penambahan P dari sedimen. Sedimen dapat dianggap sebagai sumber masukan P
selama beberapa waktu dalam satu tahun, yaitu waktu jeda antara sedimentasi P
dan pelepasan P atau pada keadaan non-steady state (Hupfer dan Lowandowski
2005).
Berdasarkan nilai regresi, P pada kolom perairan sangat disumbang dari P
terlarut yang mengendap ke sedimen. Konsentrasi fosfat total dekat dasar
perairan memiliki nilai yang lebih tinggi dari konsentrasi fosfat total kolom
perairan. Hal ini dipengaruhi oleh pengendapan fosfat total dari perairan ke
sedimen. Fosfat total yang masuk ke perairan sebagian terlarut di air dan
dimanfaatkan oleh fitoplankton, sebagian lain akan mengendap di sedimen
(Beveridge 2004). Tingginya konsentrasi fosfat total di daerah dekat dasar
(hipolimnion) terjadi akibat adanya pengadukan. Pengadukan air yang terjadi
pada daerah dekat dasar akan membawa sedimen naik ke perairan, sehingga
menyebabkna P terlarut akan naik ke perairan dan menyebabkan kandungan fosfat
total jadi meningkat (Hupfer dan Lewandowski 2008; Gambar 9).
Perairan dalam
Perairan dangkal
Gambar 9 Skema pelepasan P di perairan dalam dan perairan dangkal (PP =
fosfor partikel; DP = fosfor terlarut)
Selain itu, P partikel akan terus diubah menjadi P terlarut di danau (Gambar
9), sehingga kandungan P di dasar perairan didominasi oleh P dari epilimnion
yang mengendap dan siklus P di hipolimnion yang meliputi re-uptake P di
hipolimnion serta di dalam sedimen (Hupfer dan Lewandowski 2008).
17
Berdasarkan nilai rata-rata konsentrasi klorofil-a (25,2218 mg/m3), rata-rata
fosfat total (0,0747-0,3228 mg/L), dan rata-rata kedalaman 1,88 m menunjukkan
bahwa perairan Situ Cilala memiliki tingkat kesuburan eutrofik. Penentuan ini
berdasarkan penggolongan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes
(1982) (Lampiran 10). Hal ini didukung dengan hasil penelitian Novita (2013)
yang menunjukkan bahwa Situ Cilala merupakan perairan yang memiliki tingkat
kesuburan eutrofik.
Secara keseluruhan, beban P yang masuk ke perairan sebesar 11416,2891
kg, sedangkan beban P yang diperoleh adalah sebesar 1345,2282 kg TP. Nilai
tersebut diduga didapatkan dari adanya pengendapan P ke sedimen, sehingga nilai
beban P terlihat berkurang. Hal ini juga dipengaruhi oleh regenerasi atau
pertukaran P terlarut dari sedimen. Mekanisme yang paling berpengaruh dalam
proses pertukaran P terlarut di sedimen adalah jarak difusi antara sedimen dengan
lapisan air di atas sedimen. Proses ini merupakan hasil konsentrasi yang berbeda
antara jarak sedimen dan hipolimnion (Lung dkk 1976). Masukan P yang berasal
dari limbah KJA menyumbang beban P paling tinggi dibandingkan sumber
masukan lainnya. Penyumbang beban terbesar berikutnya adalah P yang
mengalami pengendapan di sedimen. Pengendapan P di sedimen diduga terjadi
karena fosfor terlarut tidak termanfaatkan oleh fitoplankton di perairan.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Masukan P ke perairan Situ Cilala berasal dari air limpasan (runoff
inflow), air tanah, limbah antropogenik, limbah keramba jaring apung, dan
sedimen. Masukan P terbesar berasal dari external loading adalah sebesar
53,77%, diikuti oleh internal loading sebesar 46,23%. Nilai P budget di Situ
Cilala adalah sebesar 1345,2282 kg.
Saran
Perlu dilakukan penelitian lanjutan perhitungan beban P dengan estimasi
sumber masukan lain yang lebih spesifik, contohnya precipitation. Perlu
dilakukan juga penelitian mengenai retensi P dan pelepasan P di perairan agar
mengetahui jumlah beban P yang masuk yang berasal dari sedimen.Selain itu,
perlu dilakukan penelitian lanjutan berdasarkan kondisi dan musim yang berbeda
yang nantinya dapat mengetahui perbedaan masukan P dan dapat menjadi
informasi dalam mengontrol kesuburan perairan dan pengelolaan yang digunakan
agar Situ Cilala tidak tercemar.
18
DAFTAR PUSTAKA
Augusta TS. 2012. Aklimatisasi benih ikan nila (Oreochromis spp) dengan
pencampuran air gambut. Di dalam: Augusta TS. Jurnal Ilmu Hewani
Tropika [Internet]. [Waktu dan tempat pertemuan tidak diketahui].
Palangkaraya (ID).hlm 78-82; [diunduh
2 Januari 2015].
http://unkripjurnal.com/index.php/JIHT/.../20
Beveridge MCM. 2004. Cage aquaculture. 2nd ed. Fishing New Book
Brylinsky M. 2004. User’s manual for prediction of phosphorus concentration in
Nova Scotia Lakes: A tool for decision making version 1.0. Acadia Center
For Estuarine Research.
Eaton AD, Clesceri LS, Rice W, Greenberg AE. 2005. Standard methods for the
examination of water and waste water. 21st ed. American Public Health
Association (APHA). American Water Works Association (AWWA).
Water Environment Federation. Washington DC.
Emmerton C. 2008. Wabamun lake phosphorus budget during the 2008 runoff
and open water season. Alberta Environment
Gilliom RJ. 1983. Estimation of nonpoint source loadings of phosphorus for
lakes in the Puget Sound Region, Washington. U. S. Geological Survey
Water-Supply Paper. Virginia (US): United States Government Printing
Office.
Hadijah O. 2002. Kajian morfometri dan karakteristik kualitas air Situ Cilala,
Kemang, Bogor, Jawa Barat. [Skripsi]. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Hupfer M, lewandowski J. 2005. Retention and early diagenetic transformation
of phosphorus in Lake Arendsee (Germany)-consequences for
management strategies. Germany. Arch Hydrobiol.164:143–167.
Hupfer M, lewandowski J. 2008. Oxygen Controls the Phosphorus Release from
Lake Sediments –a Long Lasting Paradigm in Limnology. Germany.
Internat Rev Hydrobiol.93:415–432
Jeppesen E, Sondergaard M, Jenseen JP, Ha Vens K, Anneville O, Carvalho L,
Coveney MF, Deneke R, Dokulil MT, Foy B, Gerdeaux D, et. al. 2005.
Lake responses to redused nutrient loading-an analysis of contemporary
long-term data from 35 cases studies. Freshwater Biology.50: 1747-1771
LOWWSF.2011. Phosphorus budget studies in the lake af watershed. Ontario
(CA). The Lake Of The Woods Sustainability Foundation
Lukman. 2012. Evaluasi keseimbangan fosfor di Danau Toba. Di dalam:
Lukman. Prosiding Seminar Nasional Limnologi [Internet]. [Waktu dan
tempat pertemuan tidak diketahui]. Bogor (ID). hlm 1-10; [diunduh 30
Januari 2013]. http://limnologi.lipi.go.id/... /33._evaluasi_lukman_.pdf
Lung WS, Canale RP, Freedman PL. 1976. Phosphorus models for eutrophic
lakes. Water Research. 10: 1101-1114
Mattjik AA, Sumertajaya M. 2002. Perancangan percobaan dan aplikasi SAS
dan Minitab. Jilid 1.IPB Press.Bogor. 282 hlm
Novita MZ. 2013. Penentuan daya dukung untuk kegiatan keramba ikan hias di
Situ Cilala, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. [Skripsi]. Institut Pertanian
Bogor. Bogor.
19
Smith VH, Schindler DW. 2009. Eutrophication science: where do we go from
here? Trends in Ecology and Evolution. 24: 201-207
Sosiak AJ, Trew DO. 1996. Pine lake restoration project: diagnostic study.
Surface water assessment branch, Alberta Environmental Protection.
Teichreb C. 2014. PigeonLake phosphorus budget. Alberta environment and
sustainable resource development.28pp
Vollenweider RA, Kerekes JJ. 1980. Background and Summary Results of the
OECD Cooperative Program on Eutrophication. Proceedingsof an
International Symposium on InlandWaters and Lake Restoration. U. S.
EnvironmentalProtection Agency.EPA 440/5-81-010.pp.26-36.
Vollenweider RA, Kerekes JJ. 1982. Eutrophication of waters: Monitoring,
assessment and control. Organization for Economic Co-operation and
Development. Paris. 156 p.
Wetzel RG. 2001. Limnology: lake and river ecosystems. 3th ed. California
(US): Academic Press
20
LAMPIRAN
Lampiran 1 Kondisi stasiun, serta alat dan bahan yang digunakan.
Kondisi stasiun
Stasiun 1
Stasiun 2
Stasiun 3
Stasiun 4
Stasiun 5
Keterangan:
= titik pengambilan contoh
21
Lampiran 2 Parameter kualitas air yang diuji beserta metode yang digunakan
Parameter
Satuan
Metode
Keterangan Pustaka
Suhu
ºC
Termometer
In Situ
pH
pH stik
In Situ
Eaton dkk,
DO
mg/L
Winkler/titrimetri
In Situ
2005
Ascorbid acid/spektofotometer λ = 880
Eaton dkk,
Orthofosfat
mg/L
Ex Situ
nm
2005
Biru molybdate/spektrofotometer λ =
Eaton dkk,
Fosfat total
mg/L
Ex Situ
880 nm
2005
Eaton dkk,
Besi (Fe)
mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
2005
Eaton dkk,
Kalsium (Ca) mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
2005
Aluminium
Eaton dkk,
mg/L
Serapan atom/AAS
Ex Situ
(Al)
2005
Eaton dkk,
Sulfat
mg/L
Ex Situ
2005
Lampiran 3 Nilai rata-rata parameter kualitas air Situ Cilala
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
Kolom
0,0932 0,0511 0,0546 0,0455 0,1291
Fosfat total mg/L
Dekat dasar 0,2860 0,2601 0,7827 0,1196 0,1656
Kolom
4,7237 5,3516 7,6452 7,3925 6,3602
DO
mg/L
Dekat dasar 5,0482 4,0753 4,5914 6,8946 5,8581
Suhu
°C
30,2
30,8
31,2
32,2
32,7
Kecerahan
m
55,6667 39,0667 56,3333 62,8267 51,4000
pH
5,5000 5,6667 5,3333 5,1667 5,5000
Ca
mg/L
0,6988 0,3657 0,2192 0,3133 0,4279
Fe
mg/L
2,4385 2,7725 2,6550 3,1734 3,3123
Al
mg/L
7,2449 10,5392 11,4365 9,1548 12,4107
Parameter
Lampiran 4 Nilai konsentrasi dan rata-rata fosfat total di perairan Situ Cilala
Waktu
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
Rata-rata
Kolom
23-03-2013
mg/L
0,1449 0,0692 0,0796 0,0324 0,3136
0,1279
07-04-2013
mg/L
0,1132 0,0537 0,0628 0,0893 0,0376
0,0713
20-04-2013
mg/L
0,0214 0,0304 0,0214 0,0149 0,0363
0,0249
Dekat dasar
23-03-2013
mg/L
0,1211 0,1035 1,7946 0,0962 0,2694
0,4770
07-04-2013
mg/L
0,4338 0,1930 0,2694 0,1505 0,1138
0,2321
20-04-2013
mg/L
0,3031 0,4837 0,2841 0,1123 0,1138
0,2594
22
Lampiran 5 Persentase kandungan Ca, Fe, dan Al di perairan Situ Cilala
Waktu
Logam
S1
S2
S3
S4
S5
Ca (%)
0,4782
0,2902
0,2316
0,2268
0,4761
23-03-2013
Fe (%)
2,3602
2,8356
3,0496
2,7485
2,9739
Al (%)
6,4244
9,8855
11,6928
8,3088
8,1166
Ca (%)
1,1472
0,4776
0,2519
0,4396
0,5373
07-04-2013
Fe (%)
2,1802
2,9265
2,6936
3,6084
3,5554
Al (%)
6,1554
11,3083
13,2310
8,1935
18,8070
Ca (%)
0,4709
0,3294
0,1740
0,2736
0,2703
24-04-2013
Fe (%)
2,7750
2,5553
2,2219
3,1633
3,4076
Al (%)
9,1548
10,4238
9,3856
10,9622
10,3085
Lampiran 6 Nilai klorofil-a di perairan Situ Cilala
Waktu
Unit
S1
S2
S3
S4
S5
3
23-03-2013 mg/m 24,5074 48,9270 47,5422 29,8794 20,2572
07-04-2013 mg/m3 17,1509 31,1320 26,7808 16,3260 25,2228
20-04-2013 mg/m3 10,9492 22,8324 22,5624 18,0136 16,2440
(Sumber: Novita 2013)
Rata-rata
34,2226
23,3225
18,1203
Lampiran 7 Penentuan status trofik menurut Vollenweider dan Kerekes (1982)
Konsentrasi Rata-rata
Klorofil
Rata-rata
Kedalaman
fosfat total
klorofil maksimum kedalaman
minimum
Status trofik
(µg/L)
(mg/m3)
(mg/m3)
secchi (m)
secchi (m)
Ultra oligotrofik
25
>75