Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Perairan Donan, Cilacap-Jawa Tengah. Analisis sampel dilaksanakan di laboratorium kualitas air (Proling) Fakultas Perikanan dan Kelautan IPB. Waktu penelitian secara keseluruhan selama lima bulan, Oktober 2012-Februari 2013.
Sumber Data
Penelitian ini menggunakan dua jenis data, yaitu data primer dan data sekunder. Data sekunder diperoleh dari instansi terkait (Badan Lingkungan Hidup Kabupaten Cilacap, Dinas Perikanan dan Kelautan Daerah Cilacap, Bappeda Kabupaten Cilacap, Dinas Kesehatan Kabupaten Cilacap), jurnal, maupun penelitian sebelumnya yang terkait dengan penelitian. Data primer diperoleh dengan analisis laboratorium terdiri dari sampel air, sedimen, kerang dan wawancara dengan pihak terkait.
Penentuan Lokasi Sampel
Lokasi studi di pilih mengingat adanya berbagai aktivitas di sepanjang perairan studi. Stasiun pengambilan sampel ditentukan dengan purposive sampling/berdasarkan pendekatan konseptual. Sampel air sungai diambil sepanjang enam stasiun meliputi stasiun pertama lokasinya sebelum pabrik semen Holcim, stasiun kedua terletak di muka pabrik semen Holcim, stasiun ketiga terletak di dekat kawasan pengembangan industri Cilacap, stasiun keempat terletak di muka kilang minyak Pertamina, stasiun kelima terletak di dekat kegiatan pelabuhan, stasiun keenam terletak di muara menuju Segara Anakan. Stasiun pengambilan sampel dapat dideskripsikan pada Tabel 3.1
Tabel 3.1 Deskripsi stasiun pengambilan sampel
Stasiun Keterangan
1
Sebelum pabrik pengolahan semen, adanya aktivitas penduduk (pertanian) sekitar sungai, kawasan mangrove
2 Kawasan pabrik pengolahan semen, kawasan mangrove
3 Kawasan industri pengembangan Cilacap, kawasan mangrove
4 Kawasan industri migas
5 Pelabuhan, pabrik pengantongan pupuk, estuary 6 Muara menuju Segara Anakan, kawasan perhutani
Peta stasiun pengambilan sampel penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.1
Gambar 3.1 Peta lokasi pengambilan sampel
Metode Pengambilan Sampel
Parameter Fisika dan Kimia
Parameter fisika, kimia dan biologi perairan yang diukur didasarkan pada parameter kualitas air yaitu air peruntukannya dapat digunakan untuk keperluan pertanian, perikanan, dan rekreasi sesuai dengan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, mutu air kelas II.
Pengambilan sampel dilakukan sebanyak dua kali yaitu pada kondisi pasang dan surut. Pengambilan sampel ini dilakukan pada tiga lapisan yaitu pada permukaan, tengah dan dasar sungai. Sampel air pada ketiga lapisan tersebut di campur menjadi satu (komposit) agar homogen. Sampel air yang telah homogen dimasukkan ke dalam botol plastik kemudian ditutup rapat, kemudian dimasukkan kedalam kotak yang berisi es (ice box) untuk dibawa ke laboratorium untuk dianalisa. Beberapa parameter seperti suhu, pH, oksigen terlarut (DO), dan kekeruhan pengukurannya langsung dilakukan di lokasi pengambilan sample (in situ). Parameter analisis fisika, kimia dapat dilihat pada Tabel 3.2
Tabel 3.2 Parameter penelitian dan metode analisis sampel
Parameter Satuan Metode Analisis Peralatan
I. Fisika
1. Suhu 0C Pemuaian Termometer
2. TSS mg/l Gravimetri Timbangan analitik
4. Kekeruhan JTU Turbidimetri Turbiditimeter
5. Warna Unit PtCo VCM Skala PtCO
II. Kimia
1. pH - Potensiometri pH meter
3. DO mg/l Titrimetri winkler/in situ DO meter
4. BOD5 mg/l Titrimetrik Peralatan titrasi
5. COD mg/l Spektrofotometrik
Spektrofotometer, titrasi
III.Logam Berat
Pb (timbal) mg/kg Spektrofotometrik Spektrofotometer Cd (tembaga) mg/kg Spektrofotometrik Spektrofotometer
III. Kerang
Pb (timbal) mg/kg Spektrofotometrik Spektofotometer Cd (tembaga) mg/kg Spektrofotometrik Spektofotometer
Parameter Biologi
Sampling organisme benthos dilakukan dengan menggunakan alat Ekman Grab sampler. Pengambilan benthos dilakukan pada kedalaman +5 meter menggunakan alat Fish Finder 250 merk Garmin. Sampel kerang kemudian dimasukkan ke dalam plastik dan disimpan dalam ice box.
Analisis Data
Indeks Pencemaran
Indeks Pencemaran (Pollution Index) digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran relatif terhadap parameter kualitas air yang diizinkan. Menurut Keputusan Menteri Lingkungan Hidup nomor 115 tahun 2003 indeks pencemaran (IP) ditentukan untuk suatu peruntukan, kemudian dapat dikembangkan untuk
beberapa peruntukan bagi seluruh bagian badan air atau sebagian dari suatu sungai. Penelitian ini menggunakan metoda indeks pencemaran diharapkan dapat mewakili keadaan secara menyeluruh pada lokasi penelitian.
Pengelolaan kualitas air atas dasar Indeks Pencemaran (IP) ini dapat memberi masukan pada pengambil keputusan agar dapat menilai kualitas badan air untuk suatu peruntukan serta melakukan tindakan untuk memperbaiki kualitas jika terjadi penurunan kualitas akibat kehadiran senyawa pencemar. Indeks pencemar menggunakan berbagai parameter kualitas air. Berdasarkan nilai rata-rata dan nilai maksimum rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
IPj = {(Ci/Lij)R,(Ci/Lij)M} Keterangan :
Ci : Konsentrasi (mg/l) Lij : Baku mutu (mg/l) (Ci/Lij)R : Ci/Lij rata-rata (Ci/Lij)M : Ci/Lij maksimum
Jika (Ci/Lij)R merupakan ordinat dan (Ci/Lij)M merupakan absis maka IPj merupakan titik potong dari (Ci/Lij)R dan (Ci/Lij)M dalam bidang yang dibatasi oleh kedua sumbu tersebut. Pernyataan indeks untuk suatu peruntukan dapat dilihat pada Gambar 3.2
Gambar 3.2 Perhitungan indeks untuk suatu peruntukan (j)
Perairan akan semakin tercemar untuk suatu peruntukan (j) jika nilai (Ci/Lij)R dan atau (Ci/Lij)M adalah lebih besar dari 1.0. Jika nilai maksimum Ci/Lij danatau nilai rata-rata Ci/Lij makin besar, maka tingkat pencemaran suatu badan air akan makin besar pula. Jadi panjang garis dari titik asal hingga titik Pij diusulkan sebagai faktor yang memiliki makna untuk menyatakan tingkatpencemaran.
(Ci/Lij) hasil pengukuran <1 maka Cim Lij
kuran hasilpengu Ci Cim baru Lij Ci − − = ( ) ) / ( ……….…(1)
(Ci/Lij) hasil pengukuran >1 maka
(Ci/Lij)baru=1+Plog(Ci/Lij)hasilpengukuran
……...(2)
………..……..……...(3) Keterangan: m = faktor penyeimbang
Parameter untuk menghitung nilai m, IPj = 1.0 jika nilai maksimum Ci/Lij = 1.0 dan nilai rata-rata Ci/Lij = 1.0 maka 1.0 = m (1)2 + (1)2
m = 1/ 2 , maka persamaannya menjadi:
………..………...…(4) 2 2 ) ( ) / ( i ij M i ij R J m C L C L IP = + + 2 ) ( ) / ( 2 2 R ij i M ij i J L C L C IP + + =
Metode ini dapat langsung menghitung tingkat ketercemaran perairan dikaitkan dengan nilai parameter-parameter tertentu. Evaluasi terhadap nilai indeks pencemar berdasarkan KepMen LH No 115 Tahun 2003 adalah :
0 ≤ IPj ≤ 1.0 →memenuhi baku mutu (kondisi baik) 1.0 < IPj ≤ 5.0 →cemar ringan
5.0 < IPj ≤ 10 →cemar sedang IPj > 10 →cemar berat
Beban Pencemar dan Kapasitas Asimilasi
Beban pencemar didapatkan berdasarkan debit sungai dan konsentrasi parameter-parameter yang diamati di dalam sungai dengan persamaan sebagai berikut :
BP = Q x Cif………..…....…(5)
Keterangan :
BP = Beban Pencemar (kg/hari) Q = Debit Sungai (m3/s)
Ci
Kapasitas asimilasi perairan terhadap beban pencemaran dilakukan dengan menggunakan metode hubungan antara konsentrasi parameter limbah di perairan dengan total beban limbah tersebut di muara sungai. Nilai kapasitas asimilasi didapatkan dengan cara membuat grafik hubungan antara nilai konsentrasi masing-masing parameter limbah di perairan dengan parameter limbah tersebut di muara sungai. Selanjutnya di analisis dengan memotongkan dengan garis nilai baku mutu air kelas II seperti diperlihatkan pada Gambar 3.3
= konsentrasi parameter ke-i (mg/l)
Gambar 3.3 Hubungan antara beban pencemaran dan konsentrasi pencemar
(sumber: Walukow 2008).
Nilai kapasitas asimilasi di dapat dari titik perpotongan dengan nilai baku mutu yang berlaku untuk setiap parameter. Selanjutnya dianalisis seberapa besar peran masing-masing parameter terhadap beban pencemarannya. Secara matematis dapat diformulasikan sebagai berikut :
hari ik x mg kg f *24 3600det 000 . 000 . 1 1 =
Y=f(X)………...….…...…(6) Secara matematis persamaan regresi linier dapat dituliskan sebagai berikut : Y = a + bX………...………...……...(7) Keterangan : Y = nilai konsentrasi parameter
X = Beban Pencemaran a = nilai tengah/ rataan umum
b = Koefisien regresi untuk parameter di sungai
Analisis kapasitas asimilasi beban pencemaran dilakukan dengan melihat grafik hubungan antara konsentrasi parameter dengan beban pencemar. Jika beban pencemaran di atas nilai kapasitas asimilasi maka dikatakan beban pencemaran melebihi daya tampung perairan atau perairan telah tercemar.
Analisis Risiko Kesehatan
Risiko adalah suatu konsep matematis yang mengacu pada kemungkinan terjadinya efek yang tidak diinginkan akibat pemaparan terhadap suatu polutan. Metode analisis risiko digunakan untuk menilai faktor bahaya yang paling berpengaruh buruk terhadap kesehatan sehingga dapat dilakukan tindakan pencegahan terhadap menurunnya tingkat kesehatan seseorang akibat faktor bahaya tersebut. Tingkat risiko dampak pencemaran terhadap kesehatan dinyatakan sebagai RQ (risk quotient) dan persamaan yang digunakan untuk menghitung RQ (USEPA 2004):
………..………...(8) Keterangan : I = Asupan (Intake) non karsinogenik (mg/kg bb/hr)
RfD = Dosis referensi (reference dose) (mg/kg bb/hr)
Risiko kesehatan dinyatakan ada dan perlu dikendalikan jika RQ>1, namun jika RQ ≤ 1, risiko tidak perlu dikendalikan tapi perlu dipertahankan agar nilai RQ tidak melebihi 1. Nilai Excess Cancer Risk (ECR) diperoleh dengan mengalikan CSF (cancer slope factor) dengan asupan karsinogenik (USEPA 2004).
………..…..……….…(9) Keterangan : risk agent (I) : Risiko kesehatan tidak diterima jika 10-6<ECR<10
………..……….…...(10)
Keterangan : I = Asupan (mg/kg bb/hr)
C = Konsentrasi risk agent (mg/l) R = Laju asupan atau konsumsi (L/hr)
fe = frekuensi pemaparan (hr/thn)
Dt = durasi pemaparan (30 tahun untuk nilai default
residensial) Wb = berat badan (kg)
Tavg = peiode waktu rata-rata (70 tahun x 365hr/thn untuk zat karsinogen, Dt x 365 hr/thn untuk zat non karsinogenik)
-4
Jumlah Asupan di hitung menggunakan persamaan (US-EPA 2004): RfD I RQ= CSFxI ECR= Wb AF CsxIRsxEFx I =
Pengujian apakah nilai asupan (I) pada kerang masih aman jika dikonsumsi dalam jumlah dan waktu tertentu dengan nilai ECR (Excess Cancer Risk) risiko kanker yang terjadi dapat dihitung dengan rumus:
106<ECR<104
Nilai RfD (dose reference) sama dengan I (asupan) kemudian dapat diketahui nilai konsumsi aman pada kerang P. erosa
………(12) Kuantifikasi pemaparan di Perairan Donan, digunakan model analisis risiko kesehatan yang dikembangkan oleh National Institute of Public Health and Environmental Protection yang mencangkup lima pemaparan yaitu sedimen, air permukaan, material tersuspensi, kontak kulit dengan air permukaan, dan kontak kulit dengan sedimen. Persamaan yang digunakan dalam menghitung total pemaparan adalah (Albering et al. 2009):
………..………..…..…..…...(11)
1. Asupan bersumber dari sedimen (mg/kg bb/hr)
………..……..(13)
Keterangan : Cs=konsentrasi kontaminan dalam sedimen (mg/kg dw) IRs = laju asupan sedimen (kg dw/hari paparan)
EF = frekuensi paparan (hari/365hari) AF= faktor absorbsi (tanpa satuan) Wb = berat badan (kg)
2. Asupan yang bersumber dari sungai (air permukaan) (mg/kg bb/ hr)
………..……….….(14)
Keterangan : Cw = konsentrasi kontaminan (mg/l)
IRw= laju asupan air permukaan (lt/hr paparan) 3. Asupan yang bersumber dari material tersuspensi (mg/kg bb/hr)
………..…(15) Keterangan:CM = konsentrasi kontaminan material tersuspensi
(mg/kg dw)
CMw = kandungan material tersuspensi di air permukaan (kg/lt).
4. Asupan lewat kontak dermal dengan sedimen (mg/kg bb/hr)
………..……....…..….(16)
Keterangan : SAs = luas permukaan kulit untuk paparan sedimen (m2) AD = laju kontak kulit dengan sedimen (mg/cm2
b ds W AF CsxIRsxEFx I = ) Ass = laju absorbsi dermal (lt/jam)
Mf = faktor matriks (tanpa satuan) Wb AF CwxIRwxEFx IWS = Wb xEFxAF CmxCMwxIRw Ism= Wb xEFxAF ASsxMfxEDs CsxSAsxADx Ikds= CSF ECR Rfd= CxfexDt RfdxWbxt R= avg
EDs = durasi pemaparan terhadap sedimen (jam/hari) 5. Asupan lewat kontak dermal dengan air permukaan (mg/ kg bb / hr)
………..…………..….(17)
Keterangan : SAw= luas permukaan kulit, pemaparan air permukaan (m2) ASw= laju absorpsi dermal {(mg/m2
Parameter
)/(mg/l)/jam} EDw = durasi pemaparan (jam/hr)
Nilai default faktor-faktor pemaparan yang digunakan dalam permodelan pemaparan untuk menghitung asupan berbagai jalur pemaparan seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.3
Tabel 3.3 Nilai default faktor pemaparan
Anak Dewasa Laju asupan sedimen (IRs) (Kg dw/hari pemaparan) 1.00E-03 3.5E-4 Laju asupan air permukaan (Irw) (liter/hari
pemaparan) 5.00E-01 8.30E-01
Faktor absorbsi (AF) 1 1
Laju absorpsi secara dermal (Ass) (liter/jam) 0.01 0.005 Luas permukaan kulit untuk pemaparan sedimen
(Sas)(m2) 0.17 0.28
Luas permukaan kulit untuk paparan (Saw)(m2) 0.95 1.80 Laju kontak dermal dengan sedimen (AD) (mg/cm2) 0.51 3.75 Matriks faktor (MF) 0.15 0.15 Frekuensi pemaparan (EF) (hari/365 hari) 30 30
Berat badan (Wb) (kg) 15 70
Durasi pemaparan terhadap sedimen (Eds) (jam/hari) 8 8 Durasi pemaparan dalam air permukaan (Edw)
(jam/hari) 2 1
Fraksi Kontaminan (FI) 0.5 0.5 Sumber : USEPA 2001;
...………….(16)
Manajemen Risiko Pengendalian Pencemaran
Albering et al. 1999
Jumlah paparan harian rata-rata :
Pelaksanaan manajemen risiko adalah untuk mengurangi risiko yang berbeda-beda yang berkaitan dengan bidang yang telah di pilih pada tingkat yang dapat diterima oleh masyarakat. Hal ini dapat berupa berbagai jenis ancaman yang disebabkan oleh lingkungan, teknologi, manusia politik. Manajemen risiko terdapat cara atau solusi pengendalian pencemaran agar Perairan Donan sesuai dengan peruntukannya.
Wb
xEFxEDwxAF CwxSAwxASw
Ikdw=
Proses manajemen risiko adalah suatu proses yang bersifat berkesinambungan, sistematis, logik, dan terukur yang digunakan untuk mengelola risiko. Proses manajemen risiko meliputi penerapan kebijakan, prosedur, dan praktek untuk melaksanakan penetapan konteks, identifikasi risiko, analisis risiko, evaluasi risiko, penanganan risiko, monitoring dan review.
7 64 70 6 xpaparanhariandewasa x riananak xpaparanha
Manajemen risiko yang tepat, maka dampak ekologis di perairan badan air di wilayah sekitar Perairan Donan dapat berkurang.