Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
DEDE HIKMATUL ALIM
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konsentrasi Logam
Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di
Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu 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.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
Dede Hikmatul Alim
NIM. C54100028
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada kerja sama yang terkait
ABSTRAK
DEDE HIKMATUL ALIM. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air,
Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu. Dibimbing oleh TRI PRARTONO.
Penelitian ini bertujuan menganalisis kandungan logam berat Timbal (Pb)
pada air, sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu. Contoh air, sedimen, dan Sargassum polycystum diambil pada
bulan Agustus 2014 dari perairan Pulau Pari, kemudian dianalisis kandungan
logam beratnya menggunakan metode Atomic Absorption Spektrometry. Hasil
analisis menunjukkan bahwa konsentrasi Pb dalam air, sedimen, dan rumput laut
Sargassum polycystum berturut-turut 0,009 – 0,015 mg/l, 44,72 – 50,01 mg/kg
dan 16,89 – 17,59 mg/kg. Konsentrasi Pb dalam air sudah melebihi kadar normal
di perairan alami, namun konsentrasi Pb dalam sedimen masih berada pada
kisaran perairan yang tidak tercemar. Keberadaan Pb di perairan Pulau Pari juga
terindikasi mengalami peningkatan dan terakumulasi dalam Sargassum
polycystum.
Kata kunci: Timbal, Air, Sedimen, Sargassum polycystum, Pulau Pari
ABSTRACT
DEDE HIKMATUL ALIM. Heavy Metal Concentrations of Lead (Pb) in Water,
Sediment, and Sargassum polycystum at Pari Island Waters, Seribu Islands.
Supervised by TRI PRARTONO.
The aim of this research was to analyze the lead (Pb) concentration in
water, sediment, and Sargassum polycystum at Pari Island, Seribu Islands. Sample
of water, sediment, and Sargassum polycystum were collected in August 2014
from Pari Island. The heavy metal concentrations were then analyzed by Atomic
Absorption Spectrometry methods. The results showed that Pb concentrations in
water, sediment, and Sargassum polycystum was 0,009 - 0,015 mg/l, 44,72 - 50,01
mg/kg and 16,89 - 17,59 mg/kg, respectively. Lead concentrations in water
exceeded its normal concentration in natural waters. However, the concentration
of Pb in sediment was still in the range of non-polluted waters. The indications of
Pb in this waters showed an increasing trend and accumulatic in Sargassum
polycystum.
Keyword: Lead, Water, Sediment, Sargassum polycystum, Pari Island
Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
DEDE HIKMATUL ALIM
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
Nama
: Dede Hikmatul Alim
NIM
: C54100028
Disetujui oleh
Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia
dan rahmat-Nya sehingga penelitian yang berjudul “Konsentrasi Logam Berat
Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di
Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu” ini berhasil diselesaikan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada segenap pihak yang telah
membantu serta memberikan dukungan kepada penulis dalam pelaksanakan
penelitian, terutama kepada:
1. Orang tua yang telah memberikan do’a dan dukungannya dalam pelaksanaan
penelitian.
2. Bapak Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan arahan dan bimbingan dalam melaksanakan penelitian dan
penyusunan skripsi.
3. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc selaku Ketua Departemen Ilmu dan
Teknologi Kelautan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu,
penulis mengharapkan saran yang dapat membangun sebagai pembelajaran dalam
penulisan ilmiah ke depannya.
Bogor, Desember 2014
Dede Hikmatul Alim
C54100028
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Pengambilan Contoh Air
Pengambilan Contoh Sedimen
Pengambilan Contoh Rumput Laut
Analisis Logam Berat pada Air
Analisis Logam Berat pada Sedimen dan Rumput Laut
Fraksinasi Sedimen
Analisis Bahan Organik
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Logam Berat dalam Air
Logam Berat dalam Sedimen
Logam Berat dalam Rumput Laut Sargassum polycystum
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
Halaman
vii
vii
1
2
2
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
7
9
11
11
11
14
DAFTAR TABEL
1. Alat dan Bahan Penelitian
2. Konsentrasi Pb dalam Sargassum polycystum (mg/kg), air (mg/l)
dan faktor biokonsentrasi
Halaman
3
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Lokasi pengambilan contoh
2
2. Konsentrasi Pb (mg/l) terlarut di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
6
3. Konsentrasi Pb dalam sedimen (mg/kg) di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
7
4. Komposisi fraksi sedimen (%) di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
8
5. Konsentrasi Pb (mg/kg) dalam Sargassum polycystum di perairan
Pulau Pari, Kepulauan Seribu
9
6. Kandungan C dan N (%) dalam Sargassum polycystum di perairan
Pulau Pari, Kepulauan Seribu
10
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kandungan logam berat di perairan alami sangat rendah (trace element),
ada yang bersifat esensial dan non-esensial. Trace element tersebut sulit diuraikan
dan cenderung terakumulasi dalam biota melalui rantai makanan (Darmono 1995).
Pada kadar tertentu logam berat dapat bersifat racun bagi kehidupan biota perairan
(Sanusi 2006). Gad dan Pham (2014) menyatakan bahwa logam berat dapat
terakumulasi dalam tulang, merusak sistem saraf, dan mengganggu kerja otak
pada manusia.
Timbal (Pb) termasuk kelompok logam berat yang belum diketahui
manfaatnya untuk kehidupan organisme (non-esensial). Logam berat ini masuk ke
perairan melalui run off, air sungai, angin, proses hidrotermal, difusi dari sedimen,
dan kegiatan antropogenik (Libes 1992). Menurut Laws (1993) di perairan alami
konsentrasi Pb dalam air laut berkisar antara 0.01 hingga 0.035 μg/l.
Karakter Pb yang lunak, antikorosi, dan mampu menghantarkan listrik
dengan baik menyebabkan pemanfaatan Pb di dunia industri sangat tinggi. Timbal
sering digunakan dalam industri baterai, campuran bahan bakar, industri cat,
pelapis kabel, dan amunisi (Fardiaz 2005; Lu 2006). Aktivitas industri tersebut
akan menghasilkan limbah. Limbah yang dihasilkan dari industri tersebut
kemungkinan akan masuk ke peraiaran sehingga dapat meningkatkan konsentrasi
Pb di perairan.
Pada dasarnya logam berat yang masuk ke badan perairan akan mengalami
proses absorbsi, adsorbsi, dan pengendapan (Connell dan Miller 1995). Proses
absorbsi dilakukan oleh biota akuatik, seperti rumput laut (Yulianto et al. 2006),
kerang hijau, dan ikan (Johari 2009). Adsorbsi logam berat dilakukan oleh
partikel-partikel tersuspensi dalam kolom air dan selanjutnya mengendap ke dasar
perairan.
Penelitian mengenai dinamika logam berat di perairan Pulau Seribu sudah
banyak dilakukan, namun masih terbatas di lokasi yang berdekatan dengan
daratan, khususnya di Teluk Jakarta dan Teluk Banten. Selain itu penelitian yang
dilakukan masih fokus pada analisis kandungan logam dalam air, sedimen, ikan,
dan kerang-kerangan. Dalam upaya pengawasan lingkungan perairan diperlukan
penelitian di perairan yang lebih jauh, seperti perairan Pulau Pari.
Perairan Pulau Pari merupakan bagian dari perairan Kepulauan Seribu,
DKI Jakarta. Perairan ini masih terpengaruhi oleh sungai-sungai yang bermuara di
Teluk Jakarta dan Teluk Banten (Damar 2004; Farhan dan Lim 2012; Booij et al.
2001; William et al. 2001). Hasil penelitian lainnya menunjukkan bahwa sungaisungai yang bermuara di Teluk Jakarta dan Teluk Banten mengandung logam
berat Cu, Cd, dan Pb yang cukup tinggi (Lestari dan Edward 2004).
Rumput laut merupakan salah satu organisme akuatik yang tumbuh di
perairan dangkal. Sargassum polycystum termasuk salah satu jenis rumput laut
yang tumbuh alami dan banyak ditemukan di perairan Pulau Pari. Rumput laut ini
sifatnya menetap, berukuran besar, jumlahnya banyak, mudah dikoleksi, dan
diduga mampu menyerap logam berat sehingga memiliki potensi untuk dijadikan
bioindikator pencemaran lingkungan. Oleh karena itu dalam upaya pengawasan
2
lingkungan perairan Pulau Pari, diperlukan analisis logam berat pada air, sedimen,
dan Sargassum polycystum.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan menganalisis kandungan logam berat Pb dalam air,
sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus sampai September 2014.
Contoh (air, sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum) diambil dari
perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu (Gambar 1). Analisis logam berat Pb
dilaksanakan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan, Departemen
Manajemen Sumberdaya Perairan IPB. Fraksinasi sedimen dan analisis bahan
organik dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu
Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB.
Gambar 1. Lokasi pengambilan contoh air, sedimen, dan rumput laut Sargassum
polycystum di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
3
Alat dan Bahan
Alat-alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada
Tabel 1.
Tabel 1. Alat dan bahan pada setiap tahap penelitian
Tahap
Alat
Spesifikasi alat
Bahan
GPS
Garmin etrex
Akuades
Botol sampel
Perahu
Van Veen grab
Pengambilan
Refraktometer
contoh
Termometer
Kotak transek
ukuran 1 m x 1 m
Van Dorn water
sampler
Freez dryer
Merk Edward
Gelas beker
Duran 250 ml
AAS
PinAAcle 900H
PW 254 d =
Contoh air, sedimen,
Timbangan digital
0.0001g
rumput laut
Analisis
HNO3 65%, HClO4
C-MAG HP 10
logam berat Hot plate
60%
Corong pemisah
Duran 250 ml
APDC, MIBK
Kertas saring
Akuades
Whatman 47 μm
Iwaki 10 ml, 25
Pipet volumetrik
ml, 5 ml
Timbangan digital Merk Veritas
Contoh sedimen
Gelas piala
Iwaki 1 L
H2O2 30%, HCl 0.4 N,
Fraksinasi
Cawan aluminium
Na-pirofosfat 0.006 M
sedimen
Pipet volumetrik
Oven
Analisis
Timbangan
Rumput laut
bahan
organik
CHNS analyzer
Penelitian ini dilakukan dalam 4 tahap, yaitu: koleksi contoh, analisis
logam berat, fraksinasi sedimen, dan analisis bahan organik.
Pengambilan Contoh Air
Contoh air laut diambil dengan menggunakan Van Dorn water sampler
(volume > 5 liter). Contoh air diambil pada saat kondisi pasang sebanyak 1 kali
pada kedalaman 0,5 m di setiap stasiun pengambilan contoh. Selanjutnya contoh
air dimasukkan ke dalam botol polietylen (volume ±1 liter), kemudian disimpan di
dalam cool box (Hutagalung et al. 1997).
Pengambilan Contoh Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan dengan menggunakan Van Veen
grab. Contoh sedimen diambil sebanyak 2 kali ulangan pada setiap stasiun dan
4
dicampur menjadi satu. Sampel sedimen diambil pada bagian tengah grab untuk
menghindari kontaminasi dari alat. Contoh sedimen dimasukkan ke dalam botol
kaca dan disimpan di dalam cool box (Hutagalung et al. 1997).
Pengambilan Contoh Rumput Laut
Contoh rumput laut Sargassum polycystum diambil dengan menggunakan
metode transek kuadran. Transek diletakkan secara acak di stasiun yang sudah
ditentukan. Contoh rumput laut diambil sebanyak 2 ulangan dan dicampur
menjadi satu. Selanjutnya seluruh rumput laut yang berada di dalam kotak transek
diambil dan dimasukkan ke dalam plastik sampel. Setelah itu contoh rumput laut
disimpan di dalam cool box.
Analisis Logam Berat pada Air
Alat yang digunakan untuk analisis logam berat dalam air ialah Atomic
Absorption Spectrometry (AAS) yang memiliki deteksi limit 0.001 ppm. Contoh
air sebanyak 100 ml disaring menggunakan kertas saring 0,45 μm dan dimasukan
pada corong pemisah. Selanjutnya ditambahkan 2 tetes asam nitrat (HNO3) dan
dihomogenkan. Larutan HNO3 berfungsi untuk menurunkan pH. Tahap
berikutnya contoh air ditambahkan 1 ml Amonium Pirolidin Ditiokarbonat
(APDC), kemudian dihomogenkan. Pereaksi APDC berfungsi untuk membentuk
senyawa organik komplek yang tidak larut pada fase air. Selanjutnya ditambahkan
10 ml Metil Iso Butil Keton (MIBK), dihomogenkan selama 30 detik dan
disimpan hingga terbentuk dua lapisan. Fase organik ditampung untuk dianalisis
menggunakan AAS (APHA 2012).
Analisis Logam Berat pada Sedimen dan Rumput Laut
Alat yang digunakan untuk analisis logam berat dalam sedimen dan
rumput laut ialah Atomic Absorption Spectrometry (AAS) yang memiliki deteksi
limit 0.001 ppm. Contoh sedimen dan rumput laut dikeringkan menggunakan
freez dryer. Selanjutnya contoh dihaluskan menggunakan cawan poreselin,
ditimbang sebanyak 2 gram dan dimasukkan ke dalam gelas beker 100 ml. Contoh
ditambah 10 ml HNO3 dan dipanaskan menggunakan hotplat pada suhu 85 oC.
Ketika volume larutan tersisa 1-2 ml, larutan didinginkan. Setelah itu
ditambahkan 10 ml HNO3 dan 10 ml HClO4. Pereaksi HNO3 dan HClO4 berfungsi
untuk memutus ikatan logam berat dengan bahan organik pada contoh.
Selanjutnya contoh dihomogenkan dan dipanaskan kembali pada hotplate sampai
uap HClO4 hilang. Jika larutan sudah jernih, ditambahkan 100 ml akuades untuk
pengenceran, kemudian disaring menggunakan kertas saring 0,45 μm. Hasil
saringan selanjutnya dianalisis menggunakan AAS (APHA 2012).
Analisis Fraksi Sedimen
Analisis fraksi sedimen menggunakan metode pipet (Balitbangtan 2006).
Sedimen ditimbang sebanyak 20 gram dan dimasukan ke dalam gelas piala 1 liter.
Contoh ditambahkan 100 ml H2O2, kemudian dipanaskan di atas hotplate. Pereaksi
H2O2 berfungsi untuk mengoksidasi bahan organik pada contoh. Setelah semua
bahan organik hilang, contoh ditambahkan 50 ml HCl dan ditunggu hingga
terbentuk endapan. Larutan HCl berfungsi untuk mengoksidasai kapur pada
contoh. Endapan yang dihasilkan disaring menggunakan saringan bertingkat
5
ukuran 50 μm. Contoh yang lolos saringan ditambahkan 1 liter akuades dan
dimasukkan ke dalam gelas ukur, kemudian didiamkan selama 1 jam 6 menit
(untuk 3 fraksi). Selanjutnya pipet ukur dimasukkan ke dalam gelas ukur pada
kedalaman 25 cm. Sebanyak 25 ml contoh diambil dan dimasukkan ke cawan
aluminium. Selanjutnya contoh dalam cawan dioven pada suhu 100 oC. Cawan
didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang bobotnya.
Analisis Bahan Organik
Analisis bahan organik dilakukan dengan menggunakan metode CHNS
analyzer (Faadeva et al. 2007). Terdapat 3 tahap dalam melakukan analisis ini
yaitu pembersihan, pembakaran dan analisis. Pada tahap pembersihan sebanyak
0.1 gram contoh yang telah siap untuk dianalisis di tempatkan dalam ruang
penunggu dan dilakukan pembersihan dari gas atmosfer. Pada tahap pembakaran
contoh dimasukkan ke dalam tempat pembakaran dan dilakukan pembakaran
dengan suhu 850 oC dan 950 oC. Contoh sedimen kemudiaan didinginkan dengan
cara memindahan uap lembab menggunakan termoelektrik. Pada fase analisis,
oksigen di masukkan ke dalam ruang penunggu dan dicampur dengan gas
pembakaran. Gas pembakaran dalam ruang penunggu kemudian dibersihkan
dengan CO2 detektor saat mencapai kesetimbangan. Sebuah konduktivitas thermal
digunakan untuk meningkatkan nilai nitrogen dengan memindahkan oksigen dan
mengganti NOx menjadi N2. Hasil dari analsisi ini direpresentasikan dengan
persen berat dari sampel sedimen yang dianalisis.
Analisis Data
Analisis data dilakukan secara deskriptif. Analisis deskriptif dilakukan
dengan cara membandingkan data observasi dengan kondisi alamiah dan
penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Faktor biokonsentrasi dihitung
dengan membandingkan kandungan Pb dalam Sargassum polycystum dengan
kandungan Pb dalam air. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak Microsoft Excel 2013.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Logam Berat dalam Air
Logam berat seperti Pb memiliki sifat larut dalam air dan tingkat
kelarutannya rendah dengan beberapa anion (Darmono 2001). Menurut Neff
(2002) sekitar 5% Pb di laut berbentuk ion bebas, sedangkan 38 - 39% berbentuk
terlarut dan membentuk ikatan organik di estuari dan pantai. Konsentrasi Pb
terlarut di perairan Pulau Pari berkisar antara 0,009 – 0,015 mg/l (Gambar 2).
Konsentrasi Pb tertinggi terdapat di ekosistem rumput laut (Stasiun 2 dan 4) dan
dermaga (Stasiun 3) sebesar 0,015 mg/l. Konsentrasi Pb terlarut terendah terdapat
di sekitar perairan Pulau Tikus (Stasiun 1) sebesar 0,009 mg/l.
6
Stasiun 3 merupakan titik pengambilan contoh di dermaga Pulau Pari.
Ekosistem rumput laut dan lamun (Stasiun 2) berada di sebelah barat daya dan
ekosistem rumput laut (Stasiun 4) berada di sebelah timur dermaga Pulau Pari.
Dua stasiun tersebut jaraknya relatif dekat dari kolam pelabuhan. Perairan Pulau
Tikus (Stasiun 1) berada di sebelah barat dari dermaga dan jaraknya lebih jauh
dibandingkan dengan Stasiun 2 dan 4.
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa konsentrasi Pb di perairan Pulau
Pari sudah melebihi batas normal keberadaannya di perairan alami. Menurut Laws
(1993) di perairan alami konsentrasi logam berat Pb dalam air laut berkisar antara
0.01 hingga 0.035 μg/l. Konsentrasi logam Pb terlarut yang terukur saat ini juga
lebih tinggi dari penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Konsentrasi Pb
terlarut di perairan Pulau Pari pada tahun 1996 berkisar antara
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
DEDE HIKMATUL ALIM
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konsentrasi Logam
Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di
Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu 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.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Desember 2014
Dede Hikmatul Alim
NIM. C54100028
* Pelimpahan hak cipta atas karya tulis dari penelitian kerja sama dengan pihak
luar IPB harus didasarkan pada kerja sama yang terkait
ABSTRAK
DEDE HIKMATUL ALIM. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air,
Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu. Dibimbing oleh TRI PRARTONO.
Penelitian ini bertujuan menganalisis kandungan logam berat Timbal (Pb)
pada air, sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu. Contoh air, sedimen, dan Sargassum polycystum diambil pada
bulan Agustus 2014 dari perairan Pulau Pari, kemudian dianalisis kandungan
logam beratnya menggunakan metode Atomic Absorption Spektrometry. Hasil
analisis menunjukkan bahwa konsentrasi Pb dalam air, sedimen, dan rumput laut
Sargassum polycystum berturut-turut 0,009 – 0,015 mg/l, 44,72 – 50,01 mg/kg
dan 16,89 – 17,59 mg/kg. Konsentrasi Pb dalam air sudah melebihi kadar normal
di perairan alami, namun konsentrasi Pb dalam sedimen masih berada pada
kisaran perairan yang tidak tercemar. Keberadaan Pb di perairan Pulau Pari juga
terindikasi mengalami peningkatan dan terakumulasi dalam Sargassum
polycystum.
Kata kunci: Timbal, Air, Sedimen, Sargassum polycystum, Pulau Pari
ABSTRACT
DEDE HIKMATUL ALIM. Heavy Metal Concentrations of Lead (Pb) in Water,
Sediment, and Sargassum polycystum at Pari Island Waters, Seribu Islands.
Supervised by TRI PRARTONO.
The aim of this research was to analyze the lead (Pb) concentration in
water, sediment, and Sargassum polycystum at Pari Island, Seribu Islands. Sample
of water, sediment, and Sargassum polycystum were collected in August 2014
from Pari Island. The heavy metal concentrations were then analyzed by Atomic
Absorption Spectrometry methods. The results showed that Pb concentrations in
water, sediment, and Sargassum polycystum was 0,009 - 0,015 mg/l, 44,72 - 50,01
mg/kg and 16,89 - 17,59 mg/kg, respectively. Lead concentrations in water
exceeded its normal concentration in natural waters. However, the concentration
of Pb in sediment was still in the range of non-polluted waters. The indications of
Pb in this waters showed an increasing trend and accumulatic in Sargassum
polycystum.
Keyword: Lead, Water, Sediment, Sargassum polycystum, Pari Island
Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
DEDE HIKMATUL ALIM
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan
Rumput Laut Sargassum polycystum di Perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
Nama
: Dede Hikmatul Alim
NIM
: C54100028
Disetujui oleh
Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia
dan rahmat-Nya sehingga penelitian yang berjudul “Konsentrasi Logam Berat
Timbal (Pb) pada Air, Sedimen, dan Rumput Laut Sargassum polycystum di
Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu” ini berhasil diselesaikan.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada segenap pihak yang telah
membantu serta memberikan dukungan kepada penulis dalam pelaksanakan
penelitian, terutama kepada:
1. Orang tua yang telah memberikan do’a dan dukungannya dalam pelaksanaan
penelitian.
2. Bapak Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah
memberikan arahan dan bimbingan dalam melaksanakan penelitian dan
penyusunan skripsi.
3. Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc selaku Ketua Departemen Ilmu dan
Teknologi Kelautan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih ada kekurangan. Oleh karena itu,
penulis mengharapkan saran yang dapat membangun sebagai pembelajaran dalam
penulisan ilmiah ke depannya.
Bogor, Desember 2014
Dede Hikmatul Alim
C54100028
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Alat dan Bahan
Pengambilan Contoh Air
Pengambilan Contoh Sedimen
Pengambilan Contoh Rumput Laut
Analisis Logam Berat pada Air
Analisis Logam Berat pada Sedimen dan Rumput Laut
Fraksinasi Sedimen
Analisis Bahan Organik
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Logam Berat dalam Air
Logam Berat dalam Sedimen
Logam Berat dalam Rumput Laut Sargassum polycystum
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
RIWAYAT HIDUP
Halaman
vii
vii
1
2
2
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
7
9
11
11
11
14
DAFTAR TABEL
1. Alat dan Bahan Penelitian
2. Konsentrasi Pb dalam Sargassum polycystum (mg/kg), air (mg/l)
dan faktor biokonsentrasi
Halaman
3
10
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Lokasi pengambilan contoh
2
2. Konsentrasi Pb (mg/l) terlarut di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
6
3. Konsentrasi Pb dalam sedimen (mg/kg) di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu
7
4. Komposisi fraksi sedimen (%) di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
8
5. Konsentrasi Pb (mg/kg) dalam Sargassum polycystum di perairan
Pulau Pari, Kepulauan Seribu
9
6. Kandungan C dan N (%) dalam Sargassum polycystum di perairan
Pulau Pari, Kepulauan Seribu
10
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kandungan logam berat di perairan alami sangat rendah (trace element),
ada yang bersifat esensial dan non-esensial. Trace element tersebut sulit diuraikan
dan cenderung terakumulasi dalam biota melalui rantai makanan (Darmono 1995).
Pada kadar tertentu logam berat dapat bersifat racun bagi kehidupan biota perairan
(Sanusi 2006). Gad dan Pham (2014) menyatakan bahwa logam berat dapat
terakumulasi dalam tulang, merusak sistem saraf, dan mengganggu kerja otak
pada manusia.
Timbal (Pb) termasuk kelompok logam berat yang belum diketahui
manfaatnya untuk kehidupan organisme (non-esensial). Logam berat ini masuk ke
perairan melalui run off, air sungai, angin, proses hidrotermal, difusi dari sedimen,
dan kegiatan antropogenik (Libes 1992). Menurut Laws (1993) di perairan alami
konsentrasi Pb dalam air laut berkisar antara 0.01 hingga 0.035 μg/l.
Karakter Pb yang lunak, antikorosi, dan mampu menghantarkan listrik
dengan baik menyebabkan pemanfaatan Pb di dunia industri sangat tinggi. Timbal
sering digunakan dalam industri baterai, campuran bahan bakar, industri cat,
pelapis kabel, dan amunisi (Fardiaz 2005; Lu 2006). Aktivitas industri tersebut
akan menghasilkan limbah. Limbah yang dihasilkan dari industri tersebut
kemungkinan akan masuk ke peraiaran sehingga dapat meningkatkan konsentrasi
Pb di perairan.
Pada dasarnya logam berat yang masuk ke badan perairan akan mengalami
proses absorbsi, adsorbsi, dan pengendapan (Connell dan Miller 1995). Proses
absorbsi dilakukan oleh biota akuatik, seperti rumput laut (Yulianto et al. 2006),
kerang hijau, dan ikan (Johari 2009). Adsorbsi logam berat dilakukan oleh
partikel-partikel tersuspensi dalam kolom air dan selanjutnya mengendap ke dasar
perairan.
Penelitian mengenai dinamika logam berat di perairan Pulau Seribu sudah
banyak dilakukan, namun masih terbatas di lokasi yang berdekatan dengan
daratan, khususnya di Teluk Jakarta dan Teluk Banten. Selain itu penelitian yang
dilakukan masih fokus pada analisis kandungan logam dalam air, sedimen, ikan,
dan kerang-kerangan. Dalam upaya pengawasan lingkungan perairan diperlukan
penelitian di perairan yang lebih jauh, seperti perairan Pulau Pari.
Perairan Pulau Pari merupakan bagian dari perairan Kepulauan Seribu,
DKI Jakarta. Perairan ini masih terpengaruhi oleh sungai-sungai yang bermuara di
Teluk Jakarta dan Teluk Banten (Damar 2004; Farhan dan Lim 2012; Booij et al.
2001; William et al. 2001). Hasil penelitian lainnya menunjukkan bahwa sungaisungai yang bermuara di Teluk Jakarta dan Teluk Banten mengandung logam
berat Cu, Cd, dan Pb yang cukup tinggi (Lestari dan Edward 2004).
Rumput laut merupakan salah satu organisme akuatik yang tumbuh di
perairan dangkal. Sargassum polycystum termasuk salah satu jenis rumput laut
yang tumbuh alami dan banyak ditemukan di perairan Pulau Pari. Rumput laut ini
sifatnya menetap, berukuran besar, jumlahnya banyak, mudah dikoleksi, dan
diduga mampu menyerap logam berat sehingga memiliki potensi untuk dijadikan
bioindikator pencemaran lingkungan. Oleh karena itu dalam upaya pengawasan
2
lingkungan perairan Pulau Pari, diperlukan analisis logam berat pada air, sedimen,
dan Sargassum polycystum.
Tujuan
Penelitian ini bertujuan menganalisis kandungan logam berat Pb dalam air,
sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum di perairan Pulau Pari,
Kepulauan Seribu.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus sampai September 2014.
Contoh (air, sedimen, dan rumput laut Sargassum polycystum) diambil dari
perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu (Gambar 1). Analisis logam berat Pb
dilaksanakan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan, Departemen
Manajemen Sumberdaya Perairan IPB. Fraksinasi sedimen dan analisis bahan
organik dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu
Tanah dan Sumberdaya Lahan IPB.
Gambar 1. Lokasi pengambilan contoh air, sedimen, dan rumput laut Sargassum
polycystum di perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu
3
Alat dan Bahan
Alat-alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini disajikan pada
Tabel 1.
Tabel 1. Alat dan bahan pada setiap tahap penelitian
Tahap
Alat
Spesifikasi alat
Bahan
GPS
Garmin etrex
Akuades
Botol sampel
Perahu
Van Veen grab
Pengambilan
Refraktometer
contoh
Termometer
Kotak transek
ukuran 1 m x 1 m
Van Dorn water
sampler
Freez dryer
Merk Edward
Gelas beker
Duran 250 ml
AAS
PinAAcle 900H
PW 254 d =
Contoh air, sedimen,
Timbangan digital
0.0001g
rumput laut
Analisis
HNO3 65%, HClO4
C-MAG HP 10
logam berat Hot plate
60%
Corong pemisah
Duran 250 ml
APDC, MIBK
Kertas saring
Akuades
Whatman 47 μm
Iwaki 10 ml, 25
Pipet volumetrik
ml, 5 ml
Timbangan digital Merk Veritas
Contoh sedimen
Gelas piala
Iwaki 1 L
H2O2 30%, HCl 0.4 N,
Fraksinasi
Cawan aluminium
Na-pirofosfat 0.006 M
sedimen
Pipet volumetrik
Oven
Analisis
Timbangan
Rumput laut
bahan
organik
CHNS analyzer
Penelitian ini dilakukan dalam 4 tahap, yaitu: koleksi contoh, analisis
logam berat, fraksinasi sedimen, dan analisis bahan organik.
Pengambilan Contoh Air
Contoh air laut diambil dengan menggunakan Van Dorn water sampler
(volume > 5 liter). Contoh air diambil pada saat kondisi pasang sebanyak 1 kali
pada kedalaman 0,5 m di setiap stasiun pengambilan contoh. Selanjutnya contoh
air dimasukkan ke dalam botol polietylen (volume ±1 liter), kemudian disimpan di
dalam cool box (Hutagalung et al. 1997).
Pengambilan Contoh Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan dengan menggunakan Van Veen
grab. Contoh sedimen diambil sebanyak 2 kali ulangan pada setiap stasiun dan
4
dicampur menjadi satu. Sampel sedimen diambil pada bagian tengah grab untuk
menghindari kontaminasi dari alat. Contoh sedimen dimasukkan ke dalam botol
kaca dan disimpan di dalam cool box (Hutagalung et al. 1997).
Pengambilan Contoh Rumput Laut
Contoh rumput laut Sargassum polycystum diambil dengan menggunakan
metode transek kuadran. Transek diletakkan secara acak di stasiun yang sudah
ditentukan. Contoh rumput laut diambil sebanyak 2 ulangan dan dicampur
menjadi satu. Selanjutnya seluruh rumput laut yang berada di dalam kotak transek
diambil dan dimasukkan ke dalam plastik sampel. Setelah itu contoh rumput laut
disimpan di dalam cool box.
Analisis Logam Berat pada Air
Alat yang digunakan untuk analisis logam berat dalam air ialah Atomic
Absorption Spectrometry (AAS) yang memiliki deteksi limit 0.001 ppm. Contoh
air sebanyak 100 ml disaring menggunakan kertas saring 0,45 μm dan dimasukan
pada corong pemisah. Selanjutnya ditambahkan 2 tetes asam nitrat (HNO3) dan
dihomogenkan. Larutan HNO3 berfungsi untuk menurunkan pH. Tahap
berikutnya contoh air ditambahkan 1 ml Amonium Pirolidin Ditiokarbonat
(APDC), kemudian dihomogenkan. Pereaksi APDC berfungsi untuk membentuk
senyawa organik komplek yang tidak larut pada fase air. Selanjutnya ditambahkan
10 ml Metil Iso Butil Keton (MIBK), dihomogenkan selama 30 detik dan
disimpan hingga terbentuk dua lapisan. Fase organik ditampung untuk dianalisis
menggunakan AAS (APHA 2012).
Analisis Logam Berat pada Sedimen dan Rumput Laut
Alat yang digunakan untuk analisis logam berat dalam sedimen dan
rumput laut ialah Atomic Absorption Spectrometry (AAS) yang memiliki deteksi
limit 0.001 ppm. Contoh sedimen dan rumput laut dikeringkan menggunakan
freez dryer. Selanjutnya contoh dihaluskan menggunakan cawan poreselin,
ditimbang sebanyak 2 gram dan dimasukkan ke dalam gelas beker 100 ml. Contoh
ditambah 10 ml HNO3 dan dipanaskan menggunakan hotplat pada suhu 85 oC.
Ketika volume larutan tersisa 1-2 ml, larutan didinginkan. Setelah itu
ditambahkan 10 ml HNO3 dan 10 ml HClO4. Pereaksi HNO3 dan HClO4 berfungsi
untuk memutus ikatan logam berat dengan bahan organik pada contoh.
Selanjutnya contoh dihomogenkan dan dipanaskan kembali pada hotplate sampai
uap HClO4 hilang. Jika larutan sudah jernih, ditambahkan 100 ml akuades untuk
pengenceran, kemudian disaring menggunakan kertas saring 0,45 μm. Hasil
saringan selanjutnya dianalisis menggunakan AAS (APHA 2012).
Analisis Fraksi Sedimen
Analisis fraksi sedimen menggunakan metode pipet (Balitbangtan 2006).
Sedimen ditimbang sebanyak 20 gram dan dimasukan ke dalam gelas piala 1 liter.
Contoh ditambahkan 100 ml H2O2, kemudian dipanaskan di atas hotplate. Pereaksi
H2O2 berfungsi untuk mengoksidasi bahan organik pada contoh. Setelah semua
bahan organik hilang, contoh ditambahkan 50 ml HCl dan ditunggu hingga
terbentuk endapan. Larutan HCl berfungsi untuk mengoksidasai kapur pada
contoh. Endapan yang dihasilkan disaring menggunakan saringan bertingkat
5
ukuran 50 μm. Contoh yang lolos saringan ditambahkan 1 liter akuades dan
dimasukkan ke dalam gelas ukur, kemudian didiamkan selama 1 jam 6 menit
(untuk 3 fraksi). Selanjutnya pipet ukur dimasukkan ke dalam gelas ukur pada
kedalaman 25 cm. Sebanyak 25 ml contoh diambil dan dimasukkan ke cawan
aluminium. Selanjutnya contoh dalam cawan dioven pada suhu 100 oC. Cawan
didinginkan dalam desikator, kemudian ditimbang bobotnya.
Analisis Bahan Organik
Analisis bahan organik dilakukan dengan menggunakan metode CHNS
analyzer (Faadeva et al. 2007). Terdapat 3 tahap dalam melakukan analisis ini
yaitu pembersihan, pembakaran dan analisis. Pada tahap pembersihan sebanyak
0.1 gram contoh yang telah siap untuk dianalisis di tempatkan dalam ruang
penunggu dan dilakukan pembersihan dari gas atmosfer. Pada tahap pembakaran
contoh dimasukkan ke dalam tempat pembakaran dan dilakukan pembakaran
dengan suhu 850 oC dan 950 oC. Contoh sedimen kemudiaan didinginkan dengan
cara memindahan uap lembab menggunakan termoelektrik. Pada fase analisis,
oksigen di masukkan ke dalam ruang penunggu dan dicampur dengan gas
pembakaran. Gas pembakaran dalam ruang penunggu kemudian dibersihkan
dengan CO2 detektor saat mencapai kesetimbangan. Sebuah konduktivitas thermal
digunakan untuk meningkatkan nilai nitrogen dengan memindahkan oksigen dan
mengganti NOx menjadi N2. Hasil dari analsisi ini direpresentasikan dengan
persen berat dari sampel sedimen yang dianalisis.
Analisis Data
Analisis data dilakukan secara deskriptif. Analisis deskriptif dilakukan
dengan cara membandingkan data observasi dengan kondisi alamiah dan
penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Faktor biokonsentrasi dihitung
dengan membandingkan kandungan Pb dalam Sargassum polycystum dengan
kandungan Pb dalam air. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan
perangkat lunak Microsoft Excel 2013.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Logam Berat dalam Air
Logam berat seperti Pb memiliki sifat larut dalam air dan tingkat
kelarutannya rendah dengan beberapa anion (Darmono 2001). Menurut Neff
(2002) sekitar 5% Pb di laut berbentuk ion bebas, sedangkan 38 - 39% berbentuk
terlarut dan membentuk ikatan organik di estuari dan pantai. Konsentrasi Pb
terlarut di perairan Pulau Pari berkisar antara 0,009 – 0,015 mg/l (Gambar 2).
Konsentrasi Pb tertinggi terdapat di ekosistem rumput laut (Stasiun 2 dan 4) dan
dermaga (Stasiun 3) sebesar 0,015 mg/l. Konsentrasi Pb terlarut terendah terdapat
di sekitar perairan Pulau Tikus (Stasiun 1) sebesar 0,009 mg/l.
6
Stasiun 3 merupakan titik pengambilan contoh di dermaga Pulau Pari.
Ekosistem rumput laut dan lamun (Stasiun 2) berada di sebelah barat daya dan
ekosistem rumput laut (Stasiun 4) berada di sebelah timur dermaga Pulau Pari.
Dua stasiun tersebut jaraknya relatif dekat dari kolam pelabuhan. Perairan Pulau
Tikus (Stasiun 1) berada di sebelah barat dari dermaga dan jaraknya lebih jauh
dibandingkan dengan Stasiun 2 dan 4.
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa konsentrasi Pb di perairan Pulau
Pari sudah melebihi batas normal keberadaannya di perairan alami. Menurut Laws
(1993) di perairan alami konsentrasi logam berat Pb dalam air laut berkisar antara
0.01 hingga 0.035 μg/l. Konsentrasi logam Pb terlarut yang terukur saat ini juga
lebih tinggi dari penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Konsentrasi Pb
terlarut di perairan Pulau Pari pada tahun 1996 berkisar antara