2.4. Sedimen Dasar Perairan
2.4.2. Sumber dan Karakteristik Fisika-Kimia Sedimen a Sumber Sedimen
Sedimen meliputi pasir, tanah, lumpur, dan partikel lain yang terendapkan di dasar perairan. Sumber sedimen daerah pegunungan, aliran sungai, erosi daerah pertanian dan lain-lain. Disamping itu sumber dari sedimen meliputi pula akibat aktivitas manusia seperti pertambangan, penebangan hutan, dan perpindahan penduduk dari suatu daerah ke daerah lain (urbanisasi).
Muatan sedimen dapat dibagi ke dalam tiga tipe yakni muatan dasar, suspensi, dan terlarut. Muatan dasar adalah sedimen yang berpindah dan selalu kontak dengan badan perairan. Muatan suspensi merupakan sedimen berasal dari sungai/aliran dasar yang sewaktu-waktu berubah akibat turbulensi air. Sedangkan muatan terlarut merupakan sedimen halus berukuran lebih kecil dari 63µ berasal dari akibat erosi tanah ataupun dataran pegunungan/tanah tinggi. Namun demikian sedimen merupakan komponen sistem perairan (akibat perusakan material induk), kelebihan jumlah sedimen dapat merusak badan air (KLH dan PKRKL-FMIPA- UI, 2005).
Sedimen pada perairan atau laut merupakan habitat yang penting bagi kehidupan biota laut, yang merupakan pula adanya kandungan nutrien yang sangat diperlukan bagi kelangsungan kehidupan biota di dasar laut dan perairan umumnya. Sedimen juga mempengaruhi kondisi lingkungan dari berbagai bahan berbahaya yang terdapat dalam perairan. Umumnya bahan pencemar toksik terakumulasi pada sedimen yang dapat mengancam kelangsungan kehidupan biota laut secara langsung, dan juga berbahaya bagi kesehatan manusia secara tidak langsung bila mengkonsumsi biota laut yang sudah tercemar.
b. Karakteristik Fisika dan Kimia Sedimen
Sifat fisik sedimen seperti ukuran butir sedimen dan densitas, sangat penting dalam sedimentasi dan proses transport. Sedimen memiliki ukuran partikel yang heterogen dari ukuran milimeter hingga sub- mikron. Klasifikasi partikel sedimen berdasarkan ukuran butiran disampaikan pada Tabel 3. Berdasarkan tipenya, sedimen memiliki karakteristik sebagai material kasar, fraksi liat/debu dan pasir. Partikel >2mm tergolong kerang, batuan, kayu dan material terendap lainnya dan bukan sumber bahan bioavailable (Mudroch et al., 1997
dalam NRMMC-PIMC Australia Government). Fraksi liat/debu mempunyai area permukaan yang tinggi sehingga lebih menyerap bahan organik dan logam berat.
Tabel 3 Klasifikasi dan ukuran sedimen
No. Nama Partikel Ukuran (um)
1. Liat halus (fine clay) <0,06
2. Liat sedang (medium clay) 0,06-0.2 ;0,2-0,63
3. Liat kasar (coarse clay) 0,63-2
4. Debu halus (fine silt) 2-6,3
5. Debu sedang (medium silt) 6,3-20
6. Debu kasar (coarse silt) 20-63
7. Pasir (sand) >63
8. Material kasar, batu dan endapan (coarse material, rocks, detritus)
>2mm
Sumber: Mudroch et al. (1997) dalam NRMMC-PIMC (2000)
Tekstur sedimen mempengaruhi penyebaran, komposisi dan jumlah mikroorganisme. Klasifikasi sedimen berdasarkan ukuran partikelnya (Tabel 4) sesuai penggolongan skala Wentworth (Holme dan McIntyre, 1971 dalam
Setiabudi, 2007).
Tabel 4 Klasifikasi dan ukuran sedimen berdasarkan skala Wentworth
No. Nama Partikel Ukuran (mm)
1. Batuan (boulder) 256
2. Batuan bulat (cobble) 256-64
3. Batuan kerikil (pebble) 64-4
4. Butiran (granule) 4-2
5. Pasir paling kasar (very coarse sand) 2-1
6. Pasir kasar (coarse sand) 1-0,5
7. Pasir sedang (medium sand) 0,5-0,25
8. Pasir halus (fine sand) 0,25-0,125
9. Pasir sangat halus (very fine sand) 0,125-0,0625
10. Debu (silt) 0,0625-0,0039
11. Liat (clay) <0,0039
Menurut Arsyad (2006), mengelompokkan tektur sedimen dengan menggunakan pedoman dari USDA (United Nations Department of Agriculture) dan pedoman internasional yaitu ISSS system (International Soil Science Society System). Kategori ukuran sedimen berdasarkan USDA dan ISSS disampaikan pada Tabel 5 dan Tabel 6.
Tabel 5 Kategori ukuran partikel sedimen menurut USDA
Diameter partikel Kategori
mm µm
Liat (clay) <0,002 <2
Debu (silt) 0,002-0,05 2-50
Pasir sangat halus (very fine sand) 0,05-0,10 50-100
Pasir halus (fine sand) 0,10-0,25 100-250
Pasir sedang (mediumsand) 0,25-0,50 250-500
Pasir kasar (coarse sand) 0,50-1,0 500-1000
Pasir sangat kasar (very coarse sand) 1,0-2,0 1000-2000 Sumber: USDA dalam Arsyad, 2006
Tabel 6 Kategori ukuran partikel sedimen menurut ISSS
Diameter partikel Kategori mm µm IV <0,002 <2 III 0,002-0,02 2-20 II 0,02-0,20 20-200 I 0,20-2,0 20-2000
Sumber: ISSS dalam Arsyad, 2006
Tekstur sedimen menentukan juga dalam daya dukung terhadap limbah. Semakin besar ukuran sedimen, maka kemampuan menerima limpasan limbah semakin besar. Hal ini berkaitan dengan kondisi oksidatif sedimen yang menyebabkan hasil degradasi bahan-bahan organik tidak akan bersifat toksik namun bisa lebih bermanfaat bagi organisme akuatik.
Tekstur sedimen halus memiliki daya dukung terhadap limpasan limbah semakin kecil. Hal ini karena sudah ada konsentrasi bahan organik yang halus didekomposisi sebelumnya. Masukan limbah (semakin banyak atau konstan) menyebabkan keadaan ’anoksik’ pada sedimen yang menyebabkan hasil dekomposisi bahan-bahan organik bersifat toksik bagi organisme akuatik.
Besar ukuran dan luas permukaan sedimen berpengaruh dalam proses kapasitas proses pertukaran ion logam dan ketersediaan logam secara alamiah ataupun penyerapan total organic carbon (TOC), besi (Fe) dan mangan (Mn) oksida, asam sulfida (H2S) serta logam-logam pencemar lainnya. Sedimen
dengan ukuran partikel yang kecil (halus), seperti lumpur dan tanah umumnya memiliki ratio luas permukaan yang besar terhadap volumenya dan dapat menyerap logam jauh lebih banyak dibandingkan sedimen dengan ukuran besar, seperti pasir. Senyawa total organik karbon yang terdapat pada sedimen awalnya merupakan proses hasil dekomposisi alamiah tanaman dan hewan dan organik karbon dapat mengabsorpsi logam-logam perairan disamping juga senyawa organik lainnya (Liber et al., 1996 dalam KLH dan PKRKL-FMIPA-UI, 2005). Tinggi atau rendahnya kandungan materi organik dalam sedimen sangat berhubungan dengan kemampuan pengurangan bioavilitas dan toksisitas logam (Ankleyet et al., 1996 dalam KLH dan KRKL-FMIPA-UI, 2005).
Ion Fe dan Mn merupakan komponen utama logam yang terdapat dalam tanah maupun sedimen dan berada dalam endapan maupun terlarut. Melalui pergantian ion maka ke dua logam tersebut dapat mengalami pertukaran dengan logam-logam berat lainnya (Fan & Wang, 2001 dalam Bentivegna et al., 2004 ). Ion sulfida dapat berinteraksi dengan Fe dalam kondisi anaerob membentuk padatan (FeS), dan begitu pula logam tembaga (Cu), Timbal (Pb), Nikel (Ni) dan Seng (Zn) dapat digantikan oleh Fe membentuk endapan garam sulfida. Hasil mekanisme ini yang sering dijadikan sebagai parameter indikator dalam menentukan kualitas atau pencemaran sedimen.
Kondisi asam basa atau pH sedimen memiliki operasional sebagai aktivitas ion hidrogen. Kisaran pH normal pada ekosisitem laut berkisar 7.5-8.4. Pada kawasan pesisir yang memiliki muara sungai, rata-rata pH kurang dari 8.4 (Chester 1990). Nilai pH mengindikasikan ekosistem laut khususnya pesisir bersifat basa (lebih dari 7) dan banyak terdapat ion OH- yang menandakan suatu larutan bersifat basa. Berdasarkan skala waktu geologi, pH dikendalikan oleh kesetimbangan antara kolom air dan mineral alami yang ada di sedimen (Chester, 1990).
Relatif tingginya nilai pH pada kawasan pesisir dikarenakan lingkungan pesisir dipengaruhi oleh dua ekosistem besar. Pada daerah yang berhadapan langsung dengan daratan atau dengan lautan terbuka terdapat perbedaan nilai pH yang besar. Kondisi fisik sedimen juga mempengaruhi nilai pH, berkaitan dengan konsentrasi bahan-bahan organik yang ada di sedimen. Semakin kecil ukuran sedimen, nilai pH cenderung lebih rendah (asam) dan juga sebaliknya (Alongi, 1990).
2.4.3. Kualitas dan Sebaran Sedimen