Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah
KONSENTRASI LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN TEMBAGA
(Cu) PADA SEDIMEN DAN AIR DI PERAIRAN PELABUHAN KLIDANG
LOR, BATANG, JAWA TENGAH
ADHIMAS AGUNG PERMADI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konsentrasi Logam
Berat Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan
Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah 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, Februari 2015
Adhimas Agung Permadi
NIM C5410003
ABSTRAK
ADHIMAS AGUNG PERMADI. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Tembaga
(Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah.
Dibimbing oleh TRI PRARTONO.
Timbal (Pb) dan tembaga (Cu) merupakan bahan polutan yang bersifat racun dan
persistensi. Informasi mengenai kualitas perairan di Pelabuhan Klidang Lor masih
terbatas, sedangkan aktivitas di pelabuhan ini semakin berkembang. Tujuan penelitian ini
adalah menentukan distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Cu dalam sedimen dan air
di perairan Pelabuhan Klidang Lor Kabupaten Batang, Jawa Tengah. Sampel sedimen dan
air diambil dari 11 stasiun pada bulan April 2014 dan dilakukan analisis logam berat
menggunakan Atomic Absorption Spectrometry (AAS) dengan prosedur APHA (ed 22,
2012, 3111-B). Variasi konsentrasi Pb dan Cu terlarut pada perairan ini masing-masing
berkisar antara 0.003-0.006 mg/L dan 0.007-0.008 mg/L yang lebih rendah dari nilai baku
mutu oleh Kementrian Lingkungan Hidup. Konsentrasi Pb dalam sedimen berkisar antara
12.73-21.07 mg/kg dan konsentrasi Cu dalam sedimen berkisar antara 7.73-27.21 mg/kg
yang lebih rendah dibandingkan baku mutu yang ditetapkan oleh Dutch Quality Standard
For Metals in Sediments. Konsentrasi Logam Berat di perairan ini diduga disebabkan
oleh ceceran BBM kapal, aktivitas galangan kapal, dan aktivitas pemukiman di sekitar
pelabuhan. Variasi tinggi rendahnya konsentrasi logam berat, juga dipengaruhi oleh
ukuran partikel dan kandungan organik dalam sedimen.
Kata kunci: Klidang Lor-Batang, Logam berat, Sedimen, Tembaga, Timbal
ABSTRACT
ADHIMAS AGUNG PERMADI. Heavy Metals Concentrations of Lead (Pb) and Copper
(Cu) Content of Sediment and Water in Port Klidang Lor, Batang, Central Java.
Supervised by TRI PRARTONO.
Lead (Pb) and copper (Cu) are toxic and persistance pollutants. The information
on these heavy metals water quality in the Port Klidang Lor is still limited, whereas the
activities of fishing port have been growing fast. The objective of this study was to
determine distribution the concentration of lead (Pb) and copper (Cu) in sediments and
water in the Klidang Lor coast of, Batang, Central Java. Sediment and water samples
were taken from 11 stations in April 2014. The analysis of heavy metals was performed
using Atomic Absorption Spectrometry (AAS) with following APHA procedure (ed 22 ,
2012, 3111 – B). Dissolved Pb and Cu concentrations varried in the water column
between 0.003-0.006 mg/L and 0.007-0.008 mg/L lower than the these of threshold limit
by ministry of environment. The concentration of Pb in sediment ranged between 12.7321.07 mg/kg and the concentration of Cu in sediment ranged from 7.73-27.21 mg/kg
lower than the these of threshold limit by Dutch Quality Standard For Metals in
Sediments. Source of the heavy metal concentration in these waters were possibly to be
derrived from an oil spill of the vessel, the activity of shipyards, settlement activity in
surrounding port. Variations of heavy metal concentration are also affected by the size of
particles in the sediment and organic content.
Keywords: Klidang Lor-Batang, Heavy metal, Sediment, lead, Copper
KONSENTRASI LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN TEMBAGA
(Cu) PADA SEDIMEN DAN AIR DI PERAIRAN PELABUHAN KLIDANG
LOR, BATANG, JAWA TENGAH
ADHIMAS AGUNG PERMADI
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
2015
Judul Skripsi : Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada
Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa
Tengah
Nama
: Adhimas Agung Permadi
NIM
: C54100039
Disetujui oleh
Dr Ir Tri Prartono, M.Sc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan
skripsi dengan lancar. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan
sejak bulan April 2014 ini ialah logam berat, dengan Konsentrasi Logam Berat
Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan atas semua keikhlasan
bantuan dan dukungan yang telah diberikan, yaitu kepada :
1. Dr Ir Tri Prartono, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi dorongan
dengan penuh pengertian sejak awal penyusunan hingga terselesaikannya
skripsi.
2. Dr Ir Agus Saleh Atmadipoera, M.Sc selaku dosen gugus kendali mutu
yang telah memberikan saran dan masukan dalam pembuatan skripsi.
3. Dr Ir Sigid Hariyadi, M.Sc selaku dosen penguji atas arah dan masukan
yang diberikan.
4. Seluruh staf pengajar Ilmu dan Teknologi Kelautan yang telah
memberikan bekal pendidikan serta staf tata usaha yang telah banyak
membantu penulis.
5. Dinas Kelautan dan Perikanan Kabupaten Batang yang telah memberikan
kemudahan akses data penelitian.
6. Orang tua dan kakak-kakak ku tercinta yang selalu memberikan kasih
sayang, doa, dukungan dan perhatian kepada penulis.
7. Teman-teman saya Arham Nuriman, Dede Hikmatul Alim, Lucia P S dan
seluruh keluarga ITK 47 yang telah membantu dalam penelitian,
dukungan, semangat dan doa
8. Kakak-kakak UKM Pramuka IPB atas dukungan, semangat dan doa yang
telah diberikan.
9. Semua teman dan berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu
atas kerjasama, dukungan, dan keceriaan selama ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
sehingga segala bentuk kritik dan saran penulis harapkan untuk menjadi bahan
evaluasi diri. Namun demikian semoga informasi dan penelitian ini bisa
bermanfaat
Bogor, Februari 2015
Adhimas Agung Permadi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
METODE PENELITIAN
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
2
Penentuan Stasiun Pengamatan
2
Pengambilan Sampel Air dan Sedimen
Analisis Laboratorium
2
4
Analisis Air
4
Analisis Sedimen
4
Analisis Fraksi Sedimen
4
Analisis C dan N Organik
5
Prosedur Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Logam Berat dalam Air
6
Logam Berat dalam Sedimen
7
Fraksinasi Sedimen
9
Bahan Organik Sedimen
10
Hubungan Logam Berat dengan Ukuran Partikel
11
Hubungan Logam Berat dengan Kandungan Bahan Organik
11
Hubungan Kandungan Bahan Organik dengan Ukuran Partikel
12
Kualitas Air
13
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR TABEL
1 Tabel Parameter fisika dan kimia yang diukur
2 Tabel Klasifikasi ukuran partikel (butir sedimen) menurut USDA (1998)
3
5
DAFTAR GAMBAR
1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan sampel sedimen dan air di
perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
2 Konsentrasi logam berat Pb dan Cu terlarut (mg/L) di perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang
3 Konsentrasi logam berat Pb dan Cu dalam sedimen (mg/kg) di perairan
Pelabuhan Klidang Lor, Batang
4 Komposisi fraksi sedimen (%) di perairan Pelabuhan Klidang Lor,
Batang
5 Kandungan bahan organik dalam sedimen (%) di perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang
6 Hubungan antara konsentrasi logam berat dalam sedimen (mg/kg)
dengan ukuran partikel (%)
7 Hubungan antara konsentrasi logam berat dalam sedimen (mg/kg)
dengan bahan organik (%)
8 Hubungan antara kandungan bahan organik (%) dengan ukuran partikel
(%)
9 Nilai Suhu (0C) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
10 Nilai Salinitas (‰) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
11 Nilai pH (derajat keasaman) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
12 Nilai TSS (Total Suspended Solid) di perairan Pelabuhan Klidang Lor,
Batang
3
7
8
10
10
11
12
13
13
14
14
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Parameter fisika dan kimia yang diukur
Kandungan logam berat dalam sedimen
Komposisi fraksi sedimen
Kandungan logam berat dalam air dan Total Suspended Solid
Kandungan C dan N organik dalam sedimen
Proses analisis fraksi sedimen dengan metode pipet
Dokumentasi lokasi pengambilan sampel dan Analisis di Laboratorium
19
19
19
20
20
20
22
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pelabuhan Perikanan Pantai (PPP) Kecamatan Klidang Lor, Kabupaten
Batang merupakan tempat pusat pendaratan ikan dan pelelangan ikan yang
digunakan sebagai sarana untuk memasarkan hasil tangkapan ikan di Kabupaten
Batang. Daerah tersebut juga merupakan tempat berbagai aktivitas seperti tempat
berlabuh kapal-kapal penangkap ikan, aktivitas galangan kapal, dan pemukiman
yang berpotensi menyumbang bahan polutan. Salah satu bahan polutan yang
kemungkinan berada dalam limbah adalah logam berat yang bersifat racun dan
persisten. Logam berat yang masuk ke laut melalui sungai dan aliran permukaan
mengalami proses kimia dan biologi di dalam laut. Logam berat ada yang bersifat
esensial yaitu keberadaannya di alam dibutuhkan oleh organisme hidup, namun
dalam jumlah yang banyak dapat beracun seperti Zn, Co, Cu, dan Fe. Logam berat
juga bisa bersifat non esensial yaitu keberadaannya di alam belum diketahui
manfaatnya untuk organisme hidup dan bersifat racun seperti Cd, Pb, Hg, dan Cr
(Palar 2004).
Timbal berasal dari alam terdapat pada debu vulkanik yang tertiup angin.
Sumber lainnya adalah penambahan alkil Pb pada Bahan Bakar Minyak (Laws
2000). Pb dalam bentuk tetraethyl lead ditambahkan ke dalam Bahan Bakar
Minyak (BBM) sebagai bahan additive untuk peredaman mesin saat pembakaran
(Clark 1986). Menurut Saeni (1989) Pb masuk ke perairan melalui pengendapan
jatuhan debu yang mengandung Tetraetil Pb, limbah industri. Selain itu, sumber
Pb juga berasal dari storage batteries, solder, dan pelindung kabel (Bryan 1976).
Tembaga dapat dijumpai pada perairan alami, berasal dari erosi berbagai
batuan mineral yang umumnya terjadi di sungai (Clark 1986). Sumber lain Cu
yaitu berasal dari aktivitas manusia dan biasa digunakan sebagai bahan pembuat
cat anti-penempelan organisme (anti-fouling paint) sekaligus pelindung kayu.
Apabila masuk ke dalam perairan alami yang alkalis, ion tembaga akan
mengalami presipitasi dan mengendap sebagai tembaga hidroksida dan tembaga
karbonat. Menurut Bryan (1976) sumber Cu juga berasal dari industri elektronik,
logam campuran (alloy), misalnya kuningan, katalis kimia, dan pembasmi alga.
Pb dan Cu pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan tersuspensi.
Keduanya dapat terikat pada partikel yang mengandung bahan organik dengan
berbagai ukuran partikel. Logam-logam terikat masuk melalui proses agregasi dan
akan mengendap di dasar perairan kemudian bersatu dengan sedimen (Harahap
2001). Menurut Sudarsono et al. (2005) partikel berukuran kecil umumnya
memiliki kemampuan mengikat logam berat lebih tinggi. Informasi logam berat di
daerah Pelabuhan Perikanan Pantai Klidang Lor masih terbatas khususnya di
daerah muara Sungai Seturi Kabupaten Batang. Penelitian diharapkan
memberikan manfaat kepada masyarakat tentang kandungan logam berat dan
berkaitan dengan kondisi kualitas dan status terkini perairannya.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menentukan distribusi konsentrasi logam berat
Pb dan Cu dalam sedimen dan air di perairan Pelabuhan Klidang Lor Kabupaten
Batang, Jawa Tengah.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan di Muara Sungai Seturi, di sekitar PPP Klidang Lor,
dan di daerah pesisir utara PPP Klidang Lor sampai utara Pantai Sigandu
Kabupaten Batang. Penelitian meliputi pengambilan data dan analisis sampel di
Laboratorium. Kegiatan pengambilan data dilakukan pada tanggal 19 April 2014,
sedangkan kegiatan analisis sampel di laboratorium dilakukan pada bulan April
sampai September 2014. Kegiatan analisis sampel air dan sedimen dilakukan di
laboratorium Produktivitas Lingkungan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
IPB serta laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah, Fakultas
Pertanian IPB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada pangambilan sampel di lapang adalah perahu,
GPS, Ekman grab, refraktometer, dan botol sampel. Alat yang digunakan untuk
pengolahan sampel di laboratorium adalah corong pisah teflon, oven, hot plate,
labu takar, sendok plastik, pinset, gelas ukur, desikator, kertas saring 0.45 μm, pH
meter, AAS tipe PinAAcle 900H dan CHNS Analyzer. Bahan yang digunakan
adalah sampel sedimen dan air laut yang diambil di perairan Pelabuhan Klidang
Lor, aquades, asam nitrat (HNO3), APDC (Ammonium Pyrrolidine
Dithiocorbamate) 1%, MIBK (Methyl Isobutyl Keton), HCL, dan H2O2 30%.
Penentuan Stasiun Pengamatan
Pengambilan contoh air dan sedimen dilakukan di 11 stasiun, yaitu 6 stasiun
untuk pengambilan sedimen, 4 stasiun untuk pengambilan air dan 1 stasiun untuk
pengambilan sampel air dan sedimen. Pengambilan contoh sedimen dan air
dilakukan di Muara Sungai Seturi, di sekitar Pelabuhan Perikanan Pantai, Klidang
Lor, dan di sekitar Pesisir utara Pantai Sigandu dengan menggunakan GPS.
Pemilihan lokasi dilakukan di daerah muara dan pesisir karena daerah ini
merupakan daerah yang diduga sangat terpengaruh oleh pencemaran logam berat.
Pengambilan sampel ini dibagi menjadi 2 stasiun di daerah muara sungai dan 9
stasiun di daerah perairan laut yang disajikan dalam Gambar 1.
3
Gambar 1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan sampel sedimen dan air di
perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
Pengambilan Sampel Air Laut dan Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan dengan menggunakan Ekman grab.
Sampel sedimen yang diambil sebanyak 2 kali ulangan pada setiap stasiun dan
dicampur menjadi satu kemudian dimasukkan ke dalam glass. Sampel air laut
diambil pada lapisan permukaan (30 cm di bawah permukaan laut) dan
dimasukkan ke dalam botol polietylen ( volume ±1 liter). Setelah itu sampel air
dan sedimen dimasukkan ke dalam cool box selama transportasi ke laboratorium.
Berikut adalah parameter dan alat yang digunakan pada saat penelitian.
Tabel 1 Parameter fisika dan kimia yang diukur
Parameter
Fisika
1. Suhu
2. Salinitas
Kimia
1. pH
2. TSS
3. Logam berat dalam
sedimen
4. Logam berat
terlarut
Satuan
Alat/metode
Akurasi Alat
Keterangan
Water quality checker
Refraktometer
± 0.50 C
±1 o/oo
In situ
In situ
mg/L
mg/kg
pH meter
Gravimetrik
AAS PinAAcle 900H
±0.002
± 8 mg/L
±0.20 mg/kg
Laboratorium
Laboratorium
Laboratorium
mg/L
AAS PinAAcle 900H
±0.002 mg/kg
Laboratorium
0
C
/oo
o
-
4
Analisis Sampel di Laboratorium
Analisis Air Laut
Analisis logam berat dilakukan dengan menggunakan metode APHA 2012.
Sampel air yang telah disaring sebanyak 250 ml dilakukan ekstraksi dengan
menambahkan 1 ml larutan Amonium Pirolidin Ditiokarbonat (APDC) dan
dihomogenkan. Larutan APDC berfungsi membentuk senyawa kompleks organik
yang tidak larut dalam fasa air ketika logam berat dalam sampel air bersifat asam.
Sampel air kemudian ditambahkan larutan Metil Iso Butil Keton (MIBK)
sebanyak 25 ml dan dikocok selama ± 15 menit. Teknik ekstraksi bertujuan untuk
memekatkan konsentrasi analit (Hutagalung et al. 1997). Sampel air yang telah
diekstraksi selanjutnya didiamkan selama ± 60 menit dalam corong pisah, sampai
terbentuk dua lapisan. Fase air dibuang dan fase organik ditampung. Air yang
telah menjadi bening (fase organik) kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi,
selanjutnya dilakukan pengukuran konsentrasi logam berat dengan menggunakan
AAS PinAAcle 900H menggunakan nyala api campuran udara asetilen yang
memiliki deteksi limit 0.002 ppm (APHA 2012).
Analisis Sedimen
Contoh sedimen dimasukkan ke dalam cawan porselain dan dikeringkan
dengan oven selama 1 hari dengan suhu 105 oC, kemudian sampel sedimen
digerus dan ditumbuk hingga halus dan ditimbang sebanyak 0.5 gram. Langkah
selanjutnya dilakukan proses destruksi yaitu dengan menambahkan 5 ml larutan
HNO3 pekat ke dalam sedimen kering dan dipanaskan pada suhu 100 oC
kemudian didinginkan. Setelah sedimen dingin ditambahkan 10 ml HNO3 pekat
dan 10 ml HClO4 pekat, selanjutnya sampel sedimen dipanaskan kembali pada
suhu 100-150oC sampai uap HClO4 hilang. Hasil destruksi kemudian ditambahkan
aquades sebanyak 100 ml untuk diencerkan. Sedimen yang telah diencerkan
kemudian disaring dengan kertas saring 0.45 µm dan ditempatkan pada labu ukur
100 ml, selanjutnya dilakukan pengukuran konsentrasi logam berat dengan
menggunakan AAS PinAAcle 900H yang memiliki deteksi limi hingga 0.20
mg/kg (APHA 2012).
Analisis Fraksi Sedimen
Analisis fraksinasi sedimen ini menggunakan analisis dengan metode pipet
Pada penelitian ini tekstur sedimen dipisahkan menjadi 6 fraksi yaitu pasir kasar
dan halus, debu kasar, dan halus, serta liat kasar dan liat halus. Pada metode ini
dilakukan sedimen yang digunakan adalah sedimen kering yang sudah
dihancurkan dan ditimbang dengan berat 10 gram tiap sampel. Prinsip kerja dari
metode ini ialah penghancuran bahan organik dengan cara dipanaskan pada
penangas air selama 20 menit menggunakan larutan H2O2 dan penghilangan zat
kapur atau garam-garam yang mudah larut pada sedimen dengan cara pencucian
sampel menggunakan larutan HCL. Pemisahan fraksi pasir dari ayakan 50 µ dan
hasil saringan ditampung dalam tabung sedimen dan yang tersisa dalam tabung
sedimen adalah fraksi liat dan debu (Balitbangtan 2005). Berikut ini adalah tabel
pembagian ukuran butir/partikel pada sedimen :
5
Tabel 2 Klasifikasi ukuran partikel (butir sedimen) menurut USDA (1998)
Besar butir
Nama
2000-1000 µ
Pasir kasar sekali
1000-500 µ
Pasir kasar
500-200 µ
Pasir sedang
200-100 µ
Pasir halus
100-50 µ
Pasir halus sekali
50-20 µ
Debu kasar
20-5 µ
Debu sedang
5-2 µ
Debu halus
2-0.5 µ
Liat kasar
(Cu) PADA SEDIMEN DAN AIR DI PERAIRAN PELABUHAN KLIDANG
LOR, BATANG, JAWA TENGAH
ADHIMAS AGUNG PERMADI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Konsentrasi Logam
Berat Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan
Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah 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, Februari 2015
Adhimas Agung Permadi
NIM C5410003
ABSTRAK
ADHIMAS AGUNG PERMADI. Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Tembaga
(Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah.
Dibimbing oleh TRI PRARTONO.
Timbal (Pb) dan tembaga (Cu) merupakan bahan polutan yang bersifat racun dan
persistensi. Informasi mengenai kualitas perairan di Pelabuhan Klidang Lor masih
terbatas, sedangkan aktivitas di pelabuhan ini semakin berkembang. Tujuan penelitian ini
adalah menentukan distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Cu dalam sedimen dan air
di perairan Pelabuhan Klidang Lor Kabupaten Batang, Jawa Tengah. Sampel sedimen dan
air diambil dari 11 stasiun pada bulan April 2014 dan dilakukan analisis logam berat
menggunakan Atomic Absorption Spectrometry (AAS) dengan prosedur APHA (ed 22,
2012, 3111-B). Variasi konsentrasi Pb dan Cu terlarut pada perairan ini masing-masing
berkisar antara 0.003-0.006 mg/L dan 0.007-0.008 mg/L yang lebih rendah dari nilai baku
mutu oleh Kementrian Lingkungan Hidup. Konsentrasi Pb dalam sedimen berkisar antara
12.73-21.07 mg/kg dan konsentrasi Cu dalam sedimen berkisar antara 7.73-27.21 mg/kg
yang lebih rendah dibandingkan baku mutu yang ditetapkan oleh Dutch Quality Standard
For Metals in Sediments. Konsentrasi Logam Berat di perairan ini diduga disebabkan
oleh ceceran BBM kapal, aktivitas galangan kapal, dan aktivitas pemukiman di sekitar
pelabuhan. Variasi tinggi rendahnya konsentrasi logam berat, juga dipengaruhi oleh
ukuran partikel dan kandungan organik dalam sedimen.
Kata kunci: Klidang Lor-Batang, Logam berat, Sedimen, Tembaga, Timbal
ABSTRACT
ADHIMAS AGUNG PERMADI. Heavy Metals Concentrations of Lead (Pb) and Copper
(Cu) Content of Sediment and Water in Port Klidang Lor, Batang, Central Java.
Supervised by TRI PRARTONO.
Lead (Pb) and copper (Cu) are toxic and persistance pollutants. The information
on these heavy metals water quality in the Port Klidang Lor is still limited, whereas the
activities of fishing port have been growing fast. The objective of this study was to
determine distribution the concentration of lead (Pb) and copper (Cu) in sediments and
water in the Klidang Lor coast of, Batang, Central Java. Sediment and water samples
were taken from 11 stations in April 2014. The analysis of heavy metals was performed
using Atomic Absorption Spectrometry (AAS) with following APHA procedure (ed 22 ,
2012, 3111 – B). Dissolved Pb and Cu concentrations varried in the water column
between 0.003-0.006 mg/L and 0.007-0.008 mg/L lower than the these of threshold limit
by ministry of environment. The concentration of Pb in sediment ranged between 12.7321.07 mg/kg and the concentration of Cu in sediment ranged from 7.73-27.21 mg/kg
lower than the these of threshold limit by Dutch Quality Standard For Metals in
Sediments. Source of the heavy metal concentration in these waters were possibly to be
derrived from an oil spill of the vessel, the activity of shipyards, settlement activity in
surrounding port. Variations of heavy metal concentration are also affected by the size of
particles in the sediment and organic content.
Keywords: Klidang Lor-Batang, Heavy metal, Sediment, lead, Copper
KONSENTRASI LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN TEMBAGA
(Cu) PADA SEDIMEN DAN AIR DI PERAIRAN PELABUHAN KLIDANG
LOR, BATANG, JAWA TENGAH
ADHIMAS AGUNG PERMADI
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
2015
Judul Skripsi : Konsentrasi Logam Berat Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada
Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang, Jawa
Tengah
Nama
: Adhimas Agung Permadi
NIM
: C54100039
Disetujui oleh
Dr Ir Tri Prartono, M.Sc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir I Wayan Nurjaya, M.Sc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian hingga penyusunan
skripsi dengan lancar. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan
sejak bulan April 2014 ini ialah logam berat, dengan Konsentrasi Logam Berat
Timbal (Pb) dan Tembaga (Cu) pada Sedimen dan Air di Perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang, Jawa Tengah.
Penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan atas semua keikhlasan
bantuan dan dukungan yang telah diberikan, yaitu kepada :
1. Dr Ir Tri Prartono, M.Sc selaku dosen pembimbing skripsi dorongan
dengan penuh pengertian sejak awal penyusunan hingga terselesaikannya
skripsi.
2. Dr Ir Agus Saleh Atmadipoera, M.Sc selaku dosen gugus kendali mutu
yang telah memberikan saran dan masukan dalam pembuatan skripsi.
3. Dr Ir Sigid Hariyadi, M.Sc selaku dosen penguji atas arah dan masukan
yang diberikan.
4. Seluruh staf pengajar Ilmu dan Teknologi Kelautan yang telah
memberikan bekal pendidikan serta staf tata usaha yang telah banyak
membantu penulis.
5. Dinas Kelautan dan Perikanan Kabupaten Batang yang telah memberikan
kemudahan akses data penelitian.
6. Orang tua dan kakak-kakak ku tercinta yang selalu memberikan kasih
sayang, doa, dukungan dan perhatian kepada penulis.
7. Teman-teman saya Arham Nuriman, Dede Hikmatul Alim, Lucia P S dan
seluruh keluarga ITK 47 yang telah membantu dalam penelitian,
dukungan, semangat dan doa
8. Kakak-kakak UKM Pramuka IPB atas dukungan, semangat dan doa yang
telah diberikan.
9. Semua teman dan berbagai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu
atas kerjasama, dukungan, dan keceriaan selama ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan
sehingga segala bentuk kritik dan saran penulis harapkan untuk menjadi bahan
evaluasi diri. Namun demikian semoga informasi dan penelitian ini bisa
bermanfaat
Bogor, Februari 2015
Adhimas Agung Permadi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
1
METODE PENELITIAN
2
Waktu dan Tempat
2
Alat dan Bahan
2
Penentuan Stasiun Pengamatan
2
Pengambilan Sampel Air dan Sedimen
Analisis Laboratorium
2
4
Analisis Air
4
Analisis Sedimen
4
Analisis Fraksi Sedimen
4
Analisis C dan N Organik
5
Prosedur Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN
6
Logam Berat dalam Air
6
Logam Berat dalam Sedimen
7
Fraksinasi Sedimen
9
Bahan Organik Sedimen
10
Hubungan Logam Berat dengan Ukuran Partikel
11
Hubungan Logam Berat dengan Kandungan Bahan Organik
11
Hubungan Kandungan Bahan Organik dengan Ukuran Partikel
12
Kualitas Air
13
SIMPULAN DAN SARAN
15
Simpulan
15
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR TABEL
1 Tabel Parameter fisika dan kimia yang diukur
2 Tabel Klasifikasi ukuran partikel (butir sedimen) menurut USDA (1998)
3
5
DAFTAR GAMBAR
1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan sampel sedimen dan air di
perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
2 Konsentrasi logam berat Pb dan Cu terlarut (mg/L) di perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang
3 Konsentrasi logam berat Pb dan Cu dalam sedimen (mg/kg) di perairan
Pelabuhan Klidang Lor, Batang
4 Komposisi fraksi sedimen (%) di perairan Pelabuhan Klidang Lor,
Batang
5 Kandungan bahan organik dalam sedimen (%) di perairan Pelabuhan
Klidang Lor, Batang
6 Hubungan antara konsentrasi logam berat dalam sedimen (mg/kg)
dengan ukuran partikel (%)
7 Hubungan antara konsentrasi logam berat dalam sedimen (mg/kg)
dengan bahan organik (%)
8 Hubungan antara kandungan bahan organik (%) dengan ukuran partikel
(%)
9 Nilai Suhu (0C) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
10 Nilai Salinitas (‰) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
11 Nilai pH (derajat keasaman) di perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
12 Nilai TSS (Total Suspended Solid) di perairan Pelabuhan Klidang Lor,
Batang
3
7
8
10
10
11
12
13
13
14
14
15
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
Parameter fisika dan kimia yang diukur
Kandungan logam berat dalam sedimen
Komposisi fraksi sedimen
Kandungan logam berat dalam air dan Total Suspended Solid
Kandungan C dan N organik dalam sedimen
Proses analisis fraksi sedimen dengan metode pipet
Dokumentasi lokasi pengambilan sampel dan Analisis di Laboratorium
19
19
19
20
20
20
22
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pelabuhan Perikanan Pantai (PPP) Kecamatan Klidang Lor, Kabupaten
Batang merupakan tempat pusat pendaratan ikan dan pelelangan ikan yang
digunakan sebagai sarana untuk memasarkan hasil tangkapan ikan di Kabupaten
Batang. Daerah tersebut juga merupakan tempat berbagai aktivitas seperti tempat
berlabuh kapal-kapal penangkap ikan, aktivitas galangan kapal, dan pemukiman
yang berpotensi menyumbang bahan polutan. Salah satu bahan polutan yang
kemungkinan berada dalam limbah adalah logam berat yang bersifat racun dan
persisten. Logam berat yang masuk ke laut melalui sungai dan aliran permukaan
mengalami proses kimia dan biologi di dalam laut. Logam berat ada yang bersifat
esensial yaitu keberadaannya di alam dibutuhkan oleh organisme hidup, namun
dalam jumlah yang banyak dapat beracun seperti Zn, Co, Cu, dan Fe. Logam berat
juga bisa bersifat non esensial yaitu keberadaannya di alam belum diketahui
manfaatnya untuk organisme hidup dan bersifat racun seperti Cd, Pb, Hg, dan Cr
(Palar 2004).
Timbal berasal dari alam terdapat pada debu vulkanik yang tertiup angin.
Sumber lainnya adalah penambahan alkil Pb pada Bahan Bakar Minyak (Laws
2000). Pb dalam bentuk tetraethyl lead ditambahkan ke dalam Bahan Bakar
Minyak (BBM) sebagai bahan additive untuk peredaman mesin saat pembakaran
(Clark 1986). Menurut Saeni (1989) Pb masuk ke perairan melalui pengendapan
jatuhan debu yang mengandung Tetraetil Pb, limbah industri. Selain itu, sumber
Pb juga berasal dari storage batteries, solder, dan pelindung kabel (Bryan 1976).
Tembaga dapat dijumpai pada perairan alami, berasal dari erosi berbagai
batuan mineral yang umumnya terjadi di sungai (Clark 1986). Sumber lain Cu
yaitu berasal dari aktivitas manusia dan biasa digunakan sebagai bahan pembuat
cat anti-penempelan organisme (anti-fouling paint) sekaligus pelindung kayu.
Apabila masuk ke dalam perairan alami yang alkalis, ion tembaga akan
mengalami presipitasi dan mengendap sebagai tembaga hidroksida dan tembaga
karbonat. Menurut Bryan (1976) sumber Cu juga berasal dari industri elektronik,
logam campuran (alloy), misalnya kuningan, katalis kimia, dan pembasmi alga.
Pb dan Cu pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan tersuspensi.
Keduanya dapat terikat pada partikel yang mengandung bahan organik dengan
berbagai ukuran partikel. Logam-logam terikat masuk melalui proses agregasi dan
akan mengendap di dasar perairan kemudian bersatu dengan sedimen (Harahap
2001). Menurut Sudarsono et al. (2005) partikel berukuran kecil umumnya
memiliki kemampuan mengikat logam berat lebih tinggi. Informasi logam berat di
daerah Pelabuhan Perikanan Pantai Klidang Lor masih terbatas khususnya di
daerah muara Sungai Seturi Kabupaten Batang. Penelitian diharapkan
memberikan manfaat kepada masyarakat tentang kandungan logam berat dan
berkaitan dengan kondisi kualitas dan status terkini perairannya.
2
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menentukan distribusi konsentrasi logam berat
Pb dan Cu dalam sedimen dan air di perairan Pelabuhan Klidang Lor Kabupaten
Batang, Jawa Tengah.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilakukan di Muara Sungai Seturi, di sekitar PPP Klidang Lor,
dan di daerah pesisir utara PPP Klidang Lor sampai utara Pantai Sigandu
Kabupaten Batang. Penelitian meliputi pengambilan data dan analisis sampel di
Laboratorium. Kegiatan pengambilan data dilakukan pada tanggal 19 April 2014,
sedangkan kegiatan analisis sampel di laboratorium dilakukan pada bulan April
sampai September 2014. Kegiatan analisis sampel air dan sedimen dilakukan di
laboratorium Produktivitas Lingkungan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan,
IPB serta laboratorium Bioteknologi Tanah, Departemen Ilmu Tanah, Fakultas
Pertanian IPB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada pangambilan sampel di lapang adalah perahu,
GPS, Ekman grab, refraktometer, dan botol sampel. Alat yang digunakan untuk
pengolahan sampel di laboratorium adalah corong pisah teflon, oven, hot plate,
labu takar, sendok plastik, pinset, gelas ukur, desikator, kertas saring 0.45 μm, pH
meter, AAS tipe PinAAcle 900H dan CHNS Analyzer. Bahan yang digunakan
adalah sampel sedimen dan air laut yang diambil di perairan Pelabuhan Klidang
Lor, aquades, asam nitrat (HNO3), APDC (Ammonium Pyrrolidine
Dithiocorbamate) 1%, MIBK (Methyl Isobutyl Keton), HCL, dan H2O2 30%.
Penentuan Stasiun Pengamatan
Pengambilan contoh air dan sedimen dilakukan di 11 stasiun, yaitu 6 stasiun
untuk pengambilan sedimen, 4 stasiun untuk pengambilan air dan 1 stasiun untuk
pengambilan sampel air dan sedimen. Pengambilan contoh sedimen dan air
dilakukan di Muara Sungai Seturi, di sekitar Pelabuhan Perikanan Pantai, Klidang
Lor, dan di sekitar Pesisir utara Pantai Sigandu dengan menggunakan GPS.
Pemilihan lokasi dilakukan di daerah muara dan pesisir karena daerah ini
merupakan daerah yang diduga sangat terpengaruh oleh pencemaran logam berat.
Pengambilan sampel ini dibagi menjadi 2 stasiun di daerah muara sungai dan 9
stasiun di daerah perairan laut yang disajikan dalam Gambar 1.
3
Gambar 1 Peta lokasi penelitian dan pengambilan sampel sedimen dan air di
perairan Pelabuhan Klidang Lor, Batang
Pengambilan Sampel Air Laut dan Sedimen
Pengambilan contoh sedimen dilakukan dengan menggunakan Ekman grab.
Sampel sedimen yang diambil sebanyak 2 kali ulangan pada setiap stasiun dan
dicampur menjadi satu kemudian dimasukkan ke dalam glass. Sampel air laut
diambil pada lapisan permukaan (30 cm di bawah permukaan laut) dan
dimasukkan ke dalam botol polietylen ( volume ±1 liter). Setelah itu sampel air
dan sedimen dimasukkan ke dalam cool box selama transportasi ke laboratorium.
Berikut adalah parameter dan alat yang digunakan pada saat penelitian.
Tabel 1 Parameter fisika dan kimia yang diukur
Parameter
Fisika
1. Suhu
2. Salinitas
Kimia
1. pH
2. TSS
3. Logam berat dalam
sedimen
4. Logam berat
terlarut
Satuan
Alat/metode
Akurasi Alat
Keterangan
Water quality checker
Refraktometer
± 0.50 C
±1 o/oo
In situ
In situ
mg/L
mg/kg
pH meter
Gravimetrik
AAS PinAAcle 900H
±0.002
± 8 mg/L
±0.20 mg/kg
Laboratorium
Laboratorium
Laboratorium
mg/L
AAS PinAAcle 900H
±0.002 mg/kg
Laboratorium
0
C
/oo
o
-
4
Analisis Sampel di Laboratorium
Analisis Air Laut
Analisis logam berat dilakukan dengan menggunakan metode APHA 2012.
Sampel air yang telah disaring sebanyak 250 ml dilakukan ekstraksi dengan
menambahkan 1 ml larutan Amonium Pirolidin Ditiokarbonat (APDC) dan
dihomogenkan. Larutan APDC berfungsi membentuk senyawa kompleks organik
yang tidak larut dalam fasa air ketika logam berat dalam sampel air bersifat asam.
Sampel air kemudian ditambahkan larutan Metil Iso Butil Keton (MIBK)
sebanyak 25 ml dan dikocok selama ± 15 menit. Teknik ekstraksi bertujuan untuk
memekatkan konsentrasi analit (Hutagalung et al. 1997). Sampel air yang telah
diekstraksi selanjutnya didiamkan selama ± 60 menit dalam corong pisah, sampai
terbentuk dua lapisan. Fase air dibuang dan fase organik ditampung. Air yang
telah menjadi bening (fase organik) kemudian dimasukkan kedalam tabung reaksi,
selanjutnya dilakukan pengukuran konsentrasi logam berat dengan menggunakan
AAS PinAAcle 900H menggunakan nyala api campuran udara asetilen yang
memiliki deteksi limit 0.002 ppm (APHA 2012).
Analisis Sedimen
Contoh sedimen dimasukkan ke dalam cawan porselain dan dikeringkan
dengan oven selama 1 hari dengan suhu 105 oC, kemudian sampel sedimen
digerus dan ditumbuk hingga halus dan ditimbang sebanyak 0.5 gram. Langkah
selanjutnya dilakukan proses destruksi yaitu dengan menambahkan 5 ml larutan
HNO3 pekat ke dalam sedimen kering dan dipanaskan pada suhu 100 oC
kemudian didinginkan. Setelah sedimen dingin ditambahkan 10 ml HNO3 pekat
dan 10 ml HClO4 pekat, selanjutnya sampel sedimen dipanaskan kembali pada
suhu 100-150oC sampai uap HClO4 hilang. Hasil destruksi kemudian ditambahkan
aquades sebanyak 100 ml untuk diencerkan. Sedimen yang telah diencerkan
kemudian disaring dengan kertas saring 0.45 µm dan ditempatkan pada labu ukur
100 ml, selanjutnya dilakukan pengukuran konsentrasi logam berat dengan
menggunakan AAS PinAAcle 900H yang memiliki deteksi limi hingga 0.20
mg/kg (APHA 2012).
Analisis Fraksi Sedimen
Analisis fraksinasi sedimen ini menggunakan analisis dengan metode pipet
Pada penelitian ini tekstur sedimen dipisahkan menjadi 6 fraksi yaitu pasir kasar
dan halus, debu kasar, dan halus, serta liat kasar dan liat halus. Pada metode ini
dilakukan sedimen yang digunakan adalah sedimen kering yang sudah
dihancurkan dan ditimbang dengan berat 10 gram tiap sampel. Prinsip kerja dari
metode ini ialah penghancuran bahan organik dengan cara dipanaskan pada
penangas air selama 20 menit menggunakan larutan H2O2 dan penghilangan zat
kapur atau garam-garam yang mudah larut pada sedimen dengan cara pencucian
sampel menggunakan larutan HCL. Pemisahan fraksi pasir dari ayakan 50 µ dan
hasil saringan ditampung dalam tabung sedimen dan yang tersisa dalam tabung
sedimen adalah fraksi liat dan debu (Balitbangtan 2005). Berikut ini adalah tabel
pembagian ukuran butir/partikel pada sedimen :
5
Tabel 2 Klasifikasi ukuran partikel (butir sedimen) menurut USDA (1998)
Besar butir
Nama
2000-1000 µ
Pasir kasar sekali
1000-500 µ
Pasir kasar
500-200 µ
Pasir sedang
200-100 µ
Pasir halus
100-50 µ
Pasir halus sekali
50-20 µ
Debu kasar
20-5 µ
Debu sedang
5-2 µ
Debu halus
2-0.5 µ
Liat kasar