Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di dua stasiun pengamatan, stasiun I berada di kawasan pesisir Belawan yakni Hutan Mangrove Desa Nelayan sebagai daerah yang diduga tercemar karena dekat dengan industri dan stasiun II di Hutan Mangrove Desa Jaring Halus yang diduga sebagai daerah tidak tercemar (kontrol) karena jauh dari industri. Analisis logam berat dilakukan di Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara dari bulan Mei sampai bulan Agustus 2013.
Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas : pisau, pita ukur, kamera, kompas, mortar dan pastle, botol akuades, labu Erlenmeyer 250 ml, pipet tetes, tanur (furmace), oven, corong, kertas saring Whatman ukuran 42, pH universal, krus porselen, gelas ukur, gelas beaker, labu takar 100 ml dan 25 ml, thermometer, hand refractometer, Pemanas (hot plate), wadah sampel, timbangan analitik, dan spektofotometri serapan atom.
Bahan yang digunakan untuk penelitian ini adalah : tally sheet pengambilan sampel, tali rafia, larutan HNO3 pekat, akuabides, larutan standar Cu dan Pb, sampel akar R. muconata yang terdiri atas akar tunjang, daun R. muconata yang terdiri atas daun tua dan daun muda, kulit batang R. mucronata yang terkena pasang surut air laut, sampel sedimen, sampel air laut.
Prosedur Penelitian Pengambilan Sampel
Pengambilan sampel pada kedua lokasi dilakukan dengan mengikuti jalur transek sejajar garis pantai secara purposif. Sampel akar, daun, dan kulit batang diambil dari pohon R. muconata. Akar yang diambil adalah akar tunjang yang berada di atas batas yang terkena batas pasang surut air laut, sedangkan untuk daun yang diambil adalah daun muda pada pucuk dan daun tua pada pangkal ranting, Kulit batang pohon R. mucronata yang diambil adalah kulit batang yang terkena pasang surut air laut. Dari jalur transek diambil 3 titik sampel pada setiap lokasi dengan jarak antar titik sampel 50 meter. Pengambilan sampel pohon R. mucronata setiap titiknya dengan tiga ulangan. Data yang diambil berupa akar, daun, dan kulit batang R. mucronata. Sebagai data penunjang dilakukan juga pengukuran logam berat pada air permukaan dan sedimen (kedalaman ± 30 cm) serta pengukuran parameter kualitas air, seperti suhu udara, suhu air, pH air, dan salinitas pada keenam titik tersebut. Pola pengambilan sampel disajikan pada Gambar 2.
Preparasi Sampel Akar, Daun, Kulit batang dan Sedimen
Sampel akar, daun, kulit batang dihomogenkan dengan cara mengkompositkan sampel yang diambil dari tiga titik pengambilan pada setiap stasiun. Untuk preparasi akar, daun, dan kulit batang, sampel dipotong kecil-kecil sebelum dihaluskan. Demikian juga sampel sedimen yang dapat langsung dihaluskan. Setelah itu dikeringkan dalam oven pada suhu 105º C sampai diperoleh berat konstan.
Sampel akar, daun, kulit batang dan sedimen masing masing ditimbang sebanyak 5 gram, kemudian diarangkan di atas hot plate hingga menjadi arang. Untuk mempercepat terjadinya arang dapat diteteskan sedikit HNO3 secara perlahan. Sampel yang telah menjadi arang dimasukkan dalam tanur pada suhu 700º C (pengabuan) sampai menjadi abu. Setelah selesai proses pengabuan sampel akar, daun dan sedimen tersebut dilarutkan dengan menambahkan 10 ml HNO3 pekat.
Campuran larutan tersebut digerus di dalam wadah krus porselin lalu disaring kedalam labu ukur 25 ml dengan menggunakan kertas saring whatman ukuran 42. Krus yang telah digerus dibilas dengan menggunakan akuabides sebanyak dua kali agar kandungan logam yang masih menempel pada krus dapat larut. Setelah larutan disaring tambahkan akuabides hingga garis tanda batas pada labu ukur. Larutan yang diperoleh dapat diuji dengan menggunakan AAS.
Preparasi Sampel Air
Air laut diukur 100 ml, kemudian ditambahkan 10 ml HNO3 pekat. Panaskan dalam wadah Erlenmeyer dalam hot plate sampai volumenya menjadi 30 ml. Tambahkan kembali larutan dengan akuabides sampai volume menjadi 100 ml, kemudian diendapkan. Larutan yang telah diendapkan disaring fasa airnya dengan kertas saring whatman ukuran 42. Larutan yang diperoleh siap untuk dianalisis dengan menggunakan AAS.
Pembuatan Larutan Standar Cu dan Pb
Larutan induk Cu dan Pb dengan konsentrasi 1000 ppm masing-masing di pipet sebanyak 10 ml lalu dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml kemudian
ditambahkan akuabides sampai garis tanda akhir. Larutan yang diperoleh mengandung konsentrasi 100 ppm. Dari larutan 100 ppm dipipet sebanyak 10 ml lalu dimasukkan kedalam labu takar 100 ml kemudian ditambahkan akuabides sampai garis tanda akhir untuk mendapatkan larutan dengan konsentrasi 10 ppm.
Untuk mendapatkan larutan standar dengan konsentrasi 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1 ppm, berturut turut dipipet sebanyak 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml dan 10 ml dari larutan 10 ppm lalu masing masing dimasukkan kedalam labu takar 100 ml kemudian ditambahkan akuades sampai garis tanda akhir. Tahap – tahap kegiatan penelitian secara lengkap disajikan pada Lampiran 1.
Prinsip Kerja Atomic Absorpsion Spectrofotometer (AAS)
Alat AAS diset terlebih dahulu sesuai dengan instruksi dalam manual alat tersebut. Kemudian dikalibrasikan dengan kurva standar dari masing-masing logam Cu dan Pb dengan konsentrasi 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1 ppm. Diukur absorbansi dan konsentrasi masing- masing sampel.
Keterangan gambar
: Garis transek pada saat pengambilan sampel 50 m : Jarak antar plot pengambilan sampel
: plot pengambilan sampel
Gambar 2. Pola Pengambilan Sampel Pohon, Air dan Sedimen (Sumber http://muhamaze.wordpress.com)
Analisis Data
Konsentrasi Sebenarnya
Untuk mendapatkan konsentrasi logam berat sebenarnya pada akar, kulit batang, daun dan sedimen sesuai dengan standar operasional prosedur pada Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi, Universitas Sumatera Utara maka digunakan rumus :
K Sebenarmya mg
L =
K AAS mgL x Larutan Sampel L
Berat Sampel mg
Untuk mendapatkan konsentrasi logam berat sebenarnya pada air maka digunakan rumus :
K Sebenarmya mg
L =
K AAS mgL x Larutan Sampel L
Berat Sampel ml Keterangan :
K.AAS : Konsentrasi yang tertera pada alat AAS K. Sebenarnya : Konsentrasi sebenarnya
Vol Pelarut : Volume pelarut
Larutan Sampel : Volume larutan sampel pada saat pengujian Berat Sampel : Berat sampel yang akan diuji
faktor Biokonsentrasi (BCF)
Setelah kandungan logam berat dalam air diketahui maka data tersebut digunakan untuk menghitung kemampuan R. mucronata mengakumulasi logam berat Cu dan Pb melalui tingkat biokonsentrasi faktor (BCF) dengan rumus :
BCF Cu / Pb = [Logam Berat Cu / Pb] Tumbuhan [Logam Berat Cu / Pb] Air
Keterangan :
BCF > 1000 = Kemampuan Tinggi 1000 > BCF > 250 = Kemampuan Sedang BCF < 250 = Kemampuan Rendah
Analisis Deskriptif
Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif sesuai dengan baku mutu lingkungan yang terdapat dalam Kepmen KLH No. 51 Tahun 2004 untuk kualitas air (Lampiran 2). Sedangkan baku mutu untuk logam berat dalam lumpur atau sedimen di Indonesia belum ditetapkan, sehingga sebagai acuan digunakan baku mutu yang dikeluarkan IADC/CEDA (1997) mengenai kandungan logam yang dapat ditoleransi.
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
Kawasan Hutan Mangrove Desa Nelayan di Perairan Belawan
Desa Nelayan ini berada di kecamatan Medan Labuhan, dengan luas daerah 420 Ha. Batas-batas wilayah desa ini sebagai berikut :
a) Sebelah utara berbatasan dengan Sei Deli atau Kelurahan Belawan Bahari b) Sebelah selatan berbatasan dengan Sei Mati
c) Sebelah barat berbatasan dengan Pekan Labuhan
d) Sebelah timur berbatasan dengan P.L Tiram / Sei Pegatalan
Secara topografi, kecamatan Medan Labuhan berada pada dataran rendah/rawa. Keadaan iklimnya termasuk tropis, dengan curah hujan rata-rata 22 mm/tahun dan suhu rata-rata harian 30ºC. Jenis tanah kecamatan ini umumnya adalah tanah aluvial dan tanah podsolik merah kuning. Secara sosial ekonomi penggunaan lahan untuk sawah dan ladang 0 ha, perkantoran 1 ha, bangunan
usaha 1 ha, dan pemukiman 85 ha. Jumlah penduduk di desa ini 7.716 jiwa menurut kewarganegaraannya.
Kawasan Hutan Mangrove Desa jaring halus
Desa Jaring Halus berada di Kabupaten Langkat, dengan luas daerah 141 ha. Batas-batas wilayah kabupaten ini adalah :
a) Sebelah utara berbatasan dengan Selat Malaka b) Sebelah selatan berbatasan dengan Dati II Karo
c) Sebelah barat berbatasan dengan Dati I D.I Aceh (Aceh tengah) d) Sebelah timur berbatasan dengan Dati II Deli Serdang
Secara topografi, Kabupaten Langkat berada pada dataran rendah/rawa, bukit-bukit bergelombang dan dataran tinggi pada sisi barat Bukit Barisan dengan ketinggian 0 – 1200 meter diatas permukaan laut. Keadaan kelerengan di daerah ini didominasi kelerengan 0 – 2 % sebesar 59,40 % dari luas Kabupaten Langkat. Kelerengan terkecil adalah kelerengan 15 – 40 % sebesar 6,8 % dari luas lahan.
Keadaan iklim di Kabupaten Langkat ditandai dengan curah hujan yang bervariasi antara 2000 – 3500 mm/tahun. Rata-rata curah hujan per bulan adalah 142,59 mm/bulan dengan rata-rata hari hujan 10 hari per bulan. Jumlah penduduk di desa ini 3.051 jiwa yang terdiri atas 5 dusun. Desa ini mempunyai luas 2.554 ha. Secara sosial ekonomi penggunaan lahan dengan rincian untuk sawah dan ladang 0 ha, perkantoran 1 ha, perluasan daerah 85 ha, dan pemukiman 25 ha dan sisanya hutan. Pada tahun 2006, jumlah penduduk Desa Jaring Halus sebanyak 4.788 orang (1.288 KK) yang terdiri dari 2.288 laki-laki dan 2.500 perempuan. Masyarakat di desa ini terdiri dari berbagai suku seperti Melayu (mayoritas), Banjar, Mandailing, dan Jawa.