C-organic correlation to the Mercury in Mangrove sediment in Kao Bay, Noth Halmahera
Ardan Samman1), Reni Tyas Asrining Pertiwi1), Budi Wahono1) 1)Pengajar padaFakultas Perikanandan Ilmu Kelautan
Universitas Khairun
ABSTRAK
C-organik merupakan nutrien yang sangat berperan penting sebagai sumber pakan alami, namun demikian kandungan C-organik berikatan dengan merkuri yang akan membentuk senyawa metil merkuri (MeHg) sehingga toksisitasnya dapat meingkat hingga dua kali lipat yang berpotensi membahayakan kondisi lingkungan baik abiotik maupun biotik disekitarnya. Telah dilakukan penelitian dengan tujuan menganalisis hubungan kandungan C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen di Perairan Pesisir pada kawasan ekosistem mangrove di Kecamatan Kao Teluk, Kabupaten Halmahera Utara.Metodeanalisis kandungan C-organik menggunakan metode Walkley dan Black 1934, % fraksi sedimen di Laboratorium Pertanian IPB, sedangkan kandungan Hg menggunakan metode Spektofotometri Serapan Atom (SSA) di Laboratorium BARISTAN di Manado. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan C-organik pada sedimen bulan Juni dan Juli 3013 masing- masing berkisar berkisar antara 0,04-0,06 dan 0,04-0,06. Kandungan merkuri pada sedimen bulan Juni dan Juli masing-masing berkisar antara 0,04-0,12 mg/kg dan 0,05-0,07 mg/kg. Hubungan antara C- organikterhadap merkuri kuat dimana (koefisien korelasi sebesar R=0.79 dan koefisien determinasi sebesar R2 =69%), sedangkan pada bulan Juli ditemukan hubungan yang sangat kuat sebesar (R=0,86) dengan koefisien determinasi sebesar(R2= 73%). Hubungan positif yang kuat pada bulan juni dimana setiap peningkatan C-Organik sebesar 21% maka kandungan merkuri dapat meningkat sebesar 0,04 mg/kg hal ini dapat dibuktikan dengan persamaan regresi yang diperoleh dimana Y=0,21+0,041X, sedangkan hubungan yang sangat kuat dan positif dimana persamaan regresi yang diperoleh bulan Juli adalah Y=0,82+0,013X yang mengindikasikan bahwa setiap peningkatan kandungan C-organik sebesar 82% dapat memicu peningkatan kandungan merkuri sebesar 0,013 mg/kg.
Nutrientplays an important role as a source of natural food is carbon organic, however, the content of organic carbon binds with mercury to form methyl mercury (MeHg) so that toxicity can be twice increasing were harmful to environmental either abiotic or biotic surroundings. The research was conducted to analyze the relationship of organic carbon to mercury in sediments in coastal waters in the mangrove ecosystem in the Gulf Kao, North Halmahera. Using of Walkley and Black 1934 method for C-organic analysis, analyze of the sediment fraction at the Laboratory of Institute of Bogor Agriculture and Hg analysis using Atomic Absorption spectrophotometric (AAS) in the Laboratory Bureau of Research and Industry Standard in Manado. The results showed that organic carbon in sediment in June 2013 was from 0.05 to 0.07 and July 2013 was from 0.04 to 0.06. The mercury in the sediment in June was 0.04 to 0.12 mg/kg and July was from 0.05 to 0.07 mg/kg. The high correlation of organic carbon to mercury is 0.79 and a coefficient of determination is 69% in June, 2013, while in July found the highly correlation is 0.86 with a coefficient of determination is 73%. It is shown positive correlation C-organic increased 21% in June and mercury 0.04 mg/kg increased also this can be proved where Y = 0.21 + 0,041X, the highly and positive correlation in July Y = 0.82 + 0,013X it’s mean each C-organic increase was 82% followed by increased of mercury was 0,013 mg/kg.
Keywords: Organic carbon, Mercury, Sediment
PENDAHULUAN
Kecamatan Kao Teluk terletak di Kabupaten Halmahera Utara Provinsi Maluku Utara. Secara administratif Kecamatan Kao Teluk dibagian utara berbatasan dengan kecamatan Malifut, sebelah timur dengan kecamatan Wasiley, sebelah selatan berbatasan dengan kecamatan Jailolo Selatan, dan sebelah barat berbatasan dengan kecamatan Sahu dan Ibu. Kecamatan Kao Teluk memiliki berbagai potensi sumberdaya salah satunya adalah perikanan. Sumberdaya perikanan yang dapat ditemukan di kawasan pesisir dan laut diantaranya adalah mangrove, lamun, dan terumbu karang dan juga berbagai jenis sumberdaya ikan yang hidup dan berkembang di sekitar kawasan tersebut.
Hutan mangrove yang tersebar di Kecamatan Kao Teluk dari Desa Tabanoman hingga Dusun Kobok dengan kirasan luas 12 Km2. Ekosistem mangrove tersebut menyimpai berbagai potensi dimulai dari jasa
rumah bagi berbagai biota baik secara permanen maupun tempat asuhan berbagai jenis ikan, udang, kepiting, bivalve, gastropoda dan jenis biota darat lainya seperti ular, dan burung.
Serasah dan jasad renik yang berasal dari hutan mangrove maupun berasal dari luar mangrove merupakan sumber bahan organik terutama C- organik. C-organik merupakan salah satu bahan organik sebagai sumber pakan alami, nanun jika C-organik berikatan dengan senyawa toksikan seperti merkuri dapat meningkatkan toksisitas dari merkuri melalui proses metilasi merkuri menjadi metil merkuri. Proses metilasi merupakan perubahan bentuk dari senyawa merkuri menjadi metil merkuri yang dilakukan oleh bakteri maupun berbagai bahan organik yang berikatan dengan merkuri salah satunya adalah C-Organik. Peningkatan toksisitas merkuri akan dapat mengancam biota akuatik terutama yang menempati sedimen sebagai wadah hidup dan juga sebagai sumber makanannya. Transfer makanan yang berasal dari sedimen yang mengandung metil merkuri sehingga terakumulasi ke dalam tubuhnya yang menyebabkan peningkatan konstrtrasi merkuri atau proses bioakumuasi (Jones and Jordan, 1979; Hammerschmidt et al., 2008; Zhou et al., 2010; Pal et al., 2010; Trefry et al., 2014).
Proses tersebut menjadi ancaman baik terhadap biota yang mengakumulasi logam berat, maupun terhadap rantai makanan dari trofik level yang paling rendah hingga pada trofik level yang paling tinggi. Penimbunan logam merkuri didalam tubuh menjadi lebih tinggi seiring dengan bertambahnya waktu, hal ini disebabkan karena merkuri tidak dapat dimetabolit oleh tubuh karena sifatnya yang tidak dapat didegradasi (Marchand et al., 2011; Astakhov et al., 2013; Fernandes et al., 2011). TUJAUN PENELITIAN
Tujaun Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui seberapa besar hubungan antara C-Organik terdahap konsentrasi merkuri di Ekosistem Mangrove Kecamatan Kao Teluk, Halmahera Utara.
Waktu dan Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian dilakukan di sepanjang ekosistem mangrove di Kecamatan Kao Teluk, Kabupaten Halmahera Utara. Penelitian dilakukan pada bulan Juni dan Juli 2013.
Teknik Sampling
Teknik sampling yang digunakan dalam pengambilan sampel dengan menggunakan metode purposive sampling, dimana pengambilan sampel sedimen dilakukan berdasarkan karakteristik lingkungan yang terdapat pada ekosistem mangrove di Kecamatan Kao Teluk
Pengambilan sampel sedimen dilakukan pada saat surut terendah secara manual, mulai dari sampel permukaan hingga kedalaman 10 cm, dengan harapan sampel yang diperoleh dapat menggambarkan kondisi sebenarnya pada setiap titik pengamatan. Sampel permukaan dianggap kurang representative karena selalu fluktuatif, karena mudah terkikis baik pada saat pasang maupun pada saat surut, sehinggga sampel yang diambil pada kedalaman tertentu dianggap lebih reppresentatif pada setiap titik pengamatan.
Teknik AnalisaData C-organik
Karakteristik sedimen yang diamati di laboratorium meliputi kandungan C-organik dengan metode Walkley dan Black (1934). Kandungan C-organik tanah selanjutnya disetarakan dengan bahan organik sedimen dengan persamaan organik sedimen = 1,724 x % C- organik.
Preparasi Sampel Sedimen
Sampel sedimen yang diperoleh kemudian dikering udarakan, sampel kemudian dibawa ke Laboratorium Tanah Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor untuk dianalisis C-Organik. C-Organik pada sedimen dianalisis dengan menggunakan metode Walkley dan Black.
Sampel sedimen dimasukkan kedalam beaker teflon secara merata agar mengalami proses pengeringan sempurna, kemudian pengeringan sedimen dengan oven pada suhu 1050 C selama 24 jam. Sedimen yang
sebanyak ±4 gram kemudian dimasukkan kedalam beaker teflon yang tertutup.
Selanjutnya ditambahkan 5 ml larutan aqua regia dan dipanaskan pada suhu 1300C sampai semua sedimen larut, pemanasan diteruskan hingga larutan hampir kering dan selanjutnya didinginkan pada suhu kamar dan sampel dipindahkan kesentrifus polietilen. Kemudian ditambahkan aquades hingga volumenya mencapai 30 ml dan dibiarkan hingga mengendap, kemudian menampung fase airnya. Selanjutnya siap diukur dengan Spektrofotometer serapan atom (AAS) di Laboratorium Balai Riset dan Standarisasi Industri (BARISTAN) Manado.
Analisa Data C-organi dan Merkuri pada Sedimen
Analisa data C-organik terhadap kandungan merkuri (Hg) pada sedimen menggunakan analisis statistik yakni regresi linear sederhana dengan persamaan Y=a+bx dimana variabel C-organik sebagai independen dan Kandungan merkuri (Hg) sebagai variabel dependen. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisis menunjukkan bahwaha kandungan C-organik pada sedimen bulan Juni tertinggi sebesar 0,07 dan terendah sebesar 0,05. Sedangkan kandungan merkuri pada sedimen diproleh berkisar antara 0,12-0,04 mg/kg. Kandungan C-organik dan merkuri pada sedimen yang terukur di Kecamatan Kao Teluk dapat dilihat disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Kandungan C-organik (%) dan Merkuri (mg/kg) bulan Juni 2013
di Kecamatan Kao Teluk
C-Organik (%) Merkuri (mg/kg)
0.07 0.12 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04
Hubungan antara C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen bulan juni adalah sebesar 79%. Berdasarkan Gambar 1, hasil
antara kandungan C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen. Kandungan C-organik dan merkuri di sedimen bulan Juli 2013 dapat dilihat pada Tabel 2. Berdasarkan hasil analisis kandungan C-organik berkisar antara 0.06-0.04, sedangkan kandungan merkuri berkisar antara 0,07-0,05 mg/kg. Kandungan merkuri yang terukur pada sedimen bulan Juli tergolong rendah hingga sedang. Namun demikian merkuri yang terakumulasi dalam sedimen semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu. Merkuri yang terakumulasi dalam sedimen selain berasal dari aktivitas manusia juga berasal dari proses geokimia yakni pelapukan batuan dasar serta deposisi dari atmosfer ke system perairan yang kemudian diendapkan di sedimen. Merkuri di sedimen sangat dipengaruhi fraksi sedimen, faksi sedimen yang didominasi oleh bahan organik sangat memungkinkan dalam berikatan dengan merkuri sehingga dapat meningkat level toksik dari yang sebelumnya (Frohne dan Rinklebe, 2013). Merkuri juga dapat terabsorb dengan Fe yang memudahkan merkuri diendapkan ke dasar perairan (Fiorentino et al., 2011).
Tabel 2. Kandungan C-organik (%) dan Merkuri (mg/kg) bulan Juli 2013 di Kecamatan Kao Teluk.
C-Organik (%) Merkuri (mg/kg)
0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.07 0.04 0.05
Gambar 1. Korelasi Antara C-Organik Terhadap Kandungan Merkuri Pada Sedimen Bulan Juli 2013
Hubungan C-organik dan merkuri kuat dan positif, hal ini mengindikasikan bahwa kenaikan C-organik dapat meningkatkan kandungan merkuri pada sedimen. Kontribusi C-organik terhadap merkuri disedimen yang begitu kuat dimana nilai R2 yang diperoleh sebesar 62%. Hubungan yang kuat dan positif tersebut dibuktikan dengan hasil dari Y=0,21+0,041X. Dari persamaan rekresinya dapat disimpulkan bahwa setiap peningkatan C-organik sebesar 0,21 mg/kg dapat meningkatkan merkuri sebesar 0,041 mg/kg.
Hubungan antara C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen bulan juli dapat dilihat pada Gambar 2. Berdasarkan hasil analisis menunjukkan bahwa hubungannya sangat signifikan yakni sebesar 85%. Hubungan antara C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen ditemukan sedikit lebih tinggi pada bulan Juli dan dibandingkan dengan hasil pengukuran pada bulan Juni.
R2 = 0.62 R = 0.79 K A NDUN G A N C-ORGA NI (MG/G ) KANDUNGAN MERKURI MG/G)
Gambar 2. Korelasi Antara C-Organik Terhadap Kandungan Merkuri Pada Sedimen Bulan Juli 2013
Hubungan antara kandungan C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen sangat kuat (R2=73%). Dimana setiap peningkatan C- organik sebesar 0.82 mg/kg maka dapat meningkatkan merkuri sebesar 0,013 mg/kg (Y=0,82+0,013X).
C-organik berkorelasi positif terhadap merkuri di sedimen, hal ini selaras dengan hasil penelitian Wu et al., (2013) menyatakan bahwa bahan organik merupakan salah satu faktor penting yang dapat mempengaruhi distribusi merkuri (Hg) disedimen.Selain itu, Wedyan et al., (2012) menyebutkan bahwa peningkatan merkuri pada lapisan bawah sedimen terkait erat dengan bahan organik, dimana pada lapisan tersebut biasanya terjadi proses metilasi oleh bakteri yang dapat menyebabkan peningkatan toksisitas dari merkuri menjadi metil merkuri. C-organik pada sedimen merupakan pengendali utama merkuri terutama pada kawasan lembah, seperti pada kawasan hutan mangrove, dimana pada kawasan tersebut adalah sumber dari bahan organik (Matsumoto et al., 1983).
Berbeda dengan Raj et al., (2013) menemukan bahwa C-organik berkorelasi negatifterhadap mekuri di sedimen. Hal ini disebabkan karena fraksi sedimen yang terukur sebagian besarnya adalah fraksi pasir, dimana fraksi pasir tidak memiliki kemampuan untuk berikatan dengan merkuri, sehingga sangat mudah terbilas.
R = 0.85 R2=0.73 KA NDUN G A N C-ORG A N I (MG/ G) KANDUNGAN MERKURI MG/G)
Hubungan antara kandungan C-organik terhadap kandungan merkuri pada sedimen bulan Juni tergolong kuat dan positif, sedangkan pada bulan Juli tergolong sangat kuat dan positif. Hubungan kuat dan positif antara kandungan C-organik dan kandungan merkuri pada sedimen bulan Juni hingga Juli mengindikasikan bahwa setiap peningkatan satu satuan kandungan C-organik dapat meningkatkan satu satuan kandungan merkuri pada sedimen.
Ucapan Terima Kasih
Terima kasih saya sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu saya dalam menyelesaikan penelitian ini. Secara khusus kepada PT. Toyota Astra saya sampaikan banyak terima kasih atas bantuan dana sehingga penelitian ini dapat diselasaikan dengan mudah tanpa ada kendala apapun.
DAFTAR PUSTAKA
Astakhov AS, Gusev EA, Astakhov AN, Astakhov RB. 2013. Conditions of the accumulation of organic matter and metals in the bottom sediments of the Chukchi Sea. Russian Geology and Geophysics, 54, 1056–1070.
Fernandes L, Nayak GN, Ilangovan D, Borole DV. 2011. Accumulation of sediment, organic matter and trace metals with space and time,in a creek along Mumbai coast, India. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 91, 388-399.
Fiorentino JC, Enzweiler J, Angelica RS. 2011. Geochemistry of mercury along a soil profile compared to other elements and to the parental rock: evidence of external input. Water, Air, and Soil Pollution, 221 (1-4), 63–75.
Frohne T, Rinklebe J. 2013. Biogeochemical Fractions of Mercury in Soil Profiles of Two Different Floodplain Ecosystems in Germany. Journal Water Air Soil Pollutions, 1-17 hal.
Hammerschmidt CR, Fitzgerald WF, Balcom PH, Visscher PT. 2008. Organic matter and sulfide inhibit methylmercury production in sediments of New York/New Jersey Harbor. Marine Chemistry, 109, 165–182.
Trace Metals in Sediments from the River Liffey Estuary, Dublin. Estuarine and coastal Marine Science, 8, 37-47.
Marchand C, Allenbach M, Lallier-Vergès E. 2011. Relationships between heavy metals distribution and organic matter cycling in mangrove sediments (Conception Bay, New Caledonia). Geoderma, 160, 444–456.
Matsumoto G, Chikagawa K, Murayama H, Toril T, Fukusima H, Hanya T. 1983. Distribution and Correlation of Total Organic Carbon and Mercury in Antartic Dry Valley Soils, Sediments and Organisms. Geochemical Journal 17, 247-255.
Pal A, Gin YH, Lin AYC, Reinhard M. 2010. Impacts of emerging organic contaminants on freshwater resources: Review of recent occurrences, sources, fate and effects. Science of the Total Environment 408, 6062–6069.
Wedyan MA, Ababnen FA, Al-Rousan S. 2012. The Correlation Between Mercury Speciation and Dissolved Organic Matter in the Sediment of the Red Sea. American Journal of Environmental Science, 8 (4), 403-311.
Wu F, Xu L, Liao H, Guo F. 2013. Relationship between mercury and organic carbon in sediment cores from Lakes Qinghai and Chenghai, China. Journal Soils Sediments, 13, 1084-1092.
Trefry JH, Trocine RP, Cooper LW, Dunton KH. 2014. Trace metals and organic carbon in sediments of the north eastern Chukchi Sea. Deep-Sea Research II, 102, 18–31.
Zhou H, Qu Y, Wu H, Liao C, Zheng J, Dioa X, XueQ. 2010. Molecular phylogenies and evolutionary behavior of AhR (aryl hydrocarbon receptor) pathway genes in aquatic animals: Implications for the toxicology mechanism of some persistent organic pollutants (POPs). Chemosphere, 78, 193-205.