KARAKTERISTIK SENYAWA
POLYCHLORINATED
BIPHENYLS
(PCBs) PADA AIR DAN SEDIMEN MUARA
SUNGAI CILIWUNG, DKI JAKARTA
ANNISYA ROSDIANA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakteristik Senyawa
Polychlorinated Biphenyls (PCBs) pada Air dan Sedimen Muara Sungai Ciliwung, DKI Jakarta 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 2014
Annisya Rosdiana
ABSTRAK
ANNISYA ROSDIANA. Karakteristik Senyawa Polychlorinated Biphenyls
(PCBs) pada Air dan Sedimen Muara Sungai Ciliwung, DKI Jakarta. Dibimbing oleh TRI PRARTONO.
Polychlorinated biphenyls (PCBs) merupakan bahan kimia beracun, bioakumulatif, persisten, serta banyak digunakan dalam kegiatan industri. Muara sungai Ciliwung di DKI Jakarta berdekatan dengan kawasan industri dan pemukiman, sehingga berpotensi tercemar limbah PCBs. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi karakteristik dan konsentrasi senyawa PCBs pada air dan sedimen muara sungai Ciliwung. Contoh air diambil dari kawasan Condet, pintu air Manggarai, Gunung Sahari dan Muara Angke, serta contoh sedimen diambil dari Muara Angke. Contoh uji diekstrak dengan pelarut n-heksan, kemudian dianalisis dengan Kromatografi Gas-Spektrofotometri Massa (KG-SM). Hasil analisis menunjukkan bahwa konsentrasi total PCBs pada air muara sungai Ciliwung berada pada kisaran di bawah batas deteksi (<BD) hingga 459.858 ppb, sedangkan pada sedimen sebesar 372.442 ppb. Senyawa yang terdeteksi pada contoh air Condet dan pintu air Manggarai didominasi oleh PCBs berklorinasi tinggi, sedangkan pada contoh air Gunung Sahari dan sedimen Muara Angke didominasi oleh PCBs berklorinasi rendah.
Kata kunci:air, Ciliwung, polychlorinated biphenyls, sedimen
ABSTRACT
ANNISYA ROSDIANA. Characteristic of Polychlorinated Biphenyls (PCBs) Compound in Water and Sediment at Ciliwung Downstream, DKI Jakarta. Under Advisory by TRI PRARTONO.
Polychlorinated biphenyls (PCBs) is a compound that toxic, bio accumulative, persistent, and widely used in industrial activities. Ciliwung downstream in DKI Jakarta is near the industrial and residence area, so that potentially contaminated by PCBs waste. This research aims to identify the characteristic and concentration of PCBs compound in water and sediment at Ciliwung Downstream. The water samples were collected from Condet, pintu air Manggarai, Gunung Sahari, and Muara Angke, also sediment sample was collected from Muara Angke. The samples were extracted by n-hexane solution, then were analyzed by Gas Chromatography-Mass Spectrophotometry (GC-MS). The result showed that total PCBs concentration in water from Ciliwung downstream is between limit of detection (<BD) to 459.858 ppb, and 372.442 ppb in sediment. The water samples from Condet and pintu air Manggarai are dominated by high chlorination of PCBs, whereas the water sample from Gunung Sahari and sediment from Muara Angke are dominated by low chlorination of PCBs.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
KARAKTERISTIK SENYAWA
POLYCHLORINATED
BIPHENYLS
(PCBs) PADA AIR DAN SEDIMEN MUARA
SUNGAI CILIWUNG, DKI JAKARTA
ANNISYA ROSDIANA
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
Judul Skripsi : Karakteristik Senyawa Polychlorinated Biphenyls
(PCBs) pada Air dan Sedimen Muara Sungai Ciliwung, DKI Jakarta
Nama : Annisya Rosdiana
NIM : C54090038
Disetujui oleh
Dr Ir Tri Prartono, MSc Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc Ketua Departemen
PRAKATA
Segala puji bagi Alloh, Tuhan semesta alam. Akhirnya karya ilmiah yang
berjudul “Karakteristik Senyawa Polychlorinated Biphenyls (PCBs) pada Air dan
Sedimen Muara Sungai Ciliwung, DKI Jakarta” berhasil diselesaikan. Penelitian yang ada pada karya ilmiah ini berada di bawah satu agenda besar, yaitu pengembangan metode analisis PCBs di Indonesia. Kegiatan penelitian seluruhnya dinaungi oleh Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan (Pusarpedal), KLH RI.
Penulis ucapkan terima kasih tulus kepada Dr Ir Tri Prartono MSc selaku dosen pembimbing, Yunesfi Sofyan SPi selaku pembimbing lapang, Dr Ir Hefni Effeni M Phill dan Dr Henry M. Manik SPi MT selaku dosen penguji. Rasa terima kasih juga penulis sampaikan kepada Yuriska Andiri, Ness Kaptarina, Siti Masitoh, Agung Nugraha, Novi Dwi Handayani, Raden Syifa, Endang Ginong, Veronica Louhenapessy, Heidi Retnoningtyas, dan seluruh staff Pusarpedal yang telah membantu selama penelitian dilaksanakan. Ungkapan terima kasih atas segala doa dan dukungan juga disampaikan kepada seluruh keluarga, sahabat, dan pihak pemberi beasiswa.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat, bagi khazanah ilmu pengetahuan dan bagi lingkungan.
Bogor, 24 Maret 2014
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
METODE 2
Pengambilan Contoh Air dan Sedimen 2
Prosedur Analisis Laboratorium 3
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
PCBs di Kawasan Condet 6
PCBs di Pintu Air Manggarai 7
PCBs di Gunung Sahari 8
PCBs di Muara Angke 10
Kromatogram 11
SIMPULAN DAN SARAN 12
Simpulan 12
Saran 12
DAFTAR PUSTAKA 12
LAMPIRAN 15
DAFTAR TABEL
1 Intensitas spektra utama (m/z) pada pendeteksian senyawa PCBs dalam contoh
air dan sedimen 6
2 Konsentrasi PCBs di Muara Sungai Ciliwung 6
DAFTAR GAMBAR
1 Lokasi pengambilan contoh air dan sedimen untuk analisis PCBs 3 2 Grafik konsentrasi congener PCBs di kawasan Condet 7 3 Grafik konsentrasi congener PCBs di kawasan pintu air Mangarai 8 4 Grafik konsentrasi congener PCBs di kawasan Gunung Sahari 9 5 Grafik konsentrasi congener PCBs di Muara Angke 10
6 Perbesaran kromatogram menit ke 20.25-21.75 11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Tahap analisis contoh uji dengan KG-SM 15
2 Spektra massa congener senyawa PCBs pada air dan sedimen muara
sungai Ciliwung 16
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Persistent Organic Pollutants (POPs) merupakan senyawa beracun yang berbahaya bagi kesehatan manusia dan lingkungan. Senyawa ini bersifat bioakumulatif, persisten, serta dapat ditransportasikan pada area geografis yang luas. Berdasarkan Konvensi Stockholm, senyawa POPs terdiri dari 12 jenis yang terbagi ke dalam tiga kelompok, yaitu: pestisida (aldrin, dieldrin, chlordane, dichloro diphenyl trichloroethane/DDT, endrin, heptachlor, mirex, toxaphene, heksachlorobenzene/HCB), bahan kimia industri (polychlorinated biphenyls/ PCBs), dan produk sampingan yang tanpa sengaja dibentuk dalam suatu proses (dioxin, furan) (USEPA, 2009).
Perkembangan pesat di bidang industri telah meningkatkan produksi senyawa POPs, terutama dari kelompok PCBs. Senyawa PCBs termasuk kategori hidrokarbon terhalogenasi, yaitu gabungan dua cincin benzena (biphenyl) yang sebagian atau seluruh atom hidrogennya tersubtitusi oleh unsur khlor (Baird et al.,
2004). Khlorinasi dari biphenyl dapat menghasilkan 209 isomer PCBs yang disebut sebagai congener. Sifatnya yang tahan panas dan tidak mudah terbakar mendasari penggunaan PCBs sebagai cairan transformer listrik, bahan baku material plastik, cairan dalam mesin-mesin hidrolis dan pelumas (Killops et al., 2009). Seperti hidrokarbon terhalogenasi lainnya, PCBs yang mengandung 5 atau lebih atom khlor dianggap berbahaya dan persisten. Penambahan atom khlor dalam cincin benzena menyebabkan sifat-sifat fisiknya berubah. Semakin banyak atom khlor yang terikat dengan cincin benzena, maka senyawa ini akan semakin persisten dan beracun (Notodarmojo, 2005). Efek racun dari PCBs dibagi menjadi efek akut dan efek kronis. Efek akut yang terjadi adalah minimal (untuk dosis 0.5 g/kg-11.3 g/kg), dan efek kronis yang terjadi adalah peningkatan enzim hati, gangguan pada reproduksi, chloracne, dan karsinogenik (Watts, 1997).
Di Indonesia, perkembangan industri yang pesat dalam 20 tahun terakhir telah menurunkan kualitas lingkungan. Wadall (2009) mencatat setidaknya ada dua jenis pencemar dari limbah industri, yaitu logam berat (tembaga, timah, merkuri) dan PCBs. Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral serta perusahaan listrik nasional tidak mengatur penggunaan PCBs, sehingga masih banyak terdapat dalam berbagai produk seperti insulator, kapasitor, dan generator. Selanjutnya, PCBs tetap hadir dalam berbagai barang-barang elektronik, yang sudah digunakan dan didistribusikan secara luas ke seluruh penjuru negeri (Untung, 1999).
Salah satu kawasan yang rentan tercemar limbah PCBs adalah sungai Ciliwung. Ciliwung merupakan sungai yang mengalir sepanjang kawasan Bogor, Depok, dan DKI Jakarta. Panjang sungai ini mencapai 76 km dengan sempadan seluas 322 km2 (Fechrul et al. 2007). Sungai Ciliwung bermuara di utara Jakarta dan berhadapan langsung dengan Teluk Jakarta.
2
pertanian, serta industri. Industri di sekitar Teluk Jakarta diperkirakan berjumlah 2050, yang terdiri dari 147 industri skala menengah dan besar, serta 1633 industri skala kecil. Sebagian besar industri tersebut terutama industri skala kecil, tidak memiliki prosedur pengolahan limbah (BPLHD – DKI, 2003).
Senyawa PCBs dari berbagai sumber dapat masuk ke dalam sistem sungai melalui proses run off, adveksi, deposisi dari atmosfer, atau pelepasan dari sedimen. Sedimen pada lapisan permukaan merupakan zona aktif bioakumulasi. Selain sedimen, PCBs di dalam air dapat menjadi jalur bioakumulasi pada biota di kolom perairan (Ortizl et al. 2004).
Penelitian mengenai PCBs di muara sungai Ciliwung terakhir dilakukan pada tahun 1991. Hasil penelitian menunjukkan bahwa PCBs terdeteksi di muara sungai Ciliwung dengan konsentrasi sebesar 2.5 ng/l pada contoh air, dan 42 ng/g pada contoh sedimen (Iwata et al., 1994). Konsentrasi PCBs tersebut dapat bertambah seiring masukan polutan yang lebih banyak, hingga meningkatkan resiko bagi mahluk hidup di sekitar muara sungai Ciliwung. Dengan memerhatikan potensi bioakumulasi akibat pencemaran di muara sungai Ciliwung, penelitian tentang senyawa PCBs perlu dilakukan secara berkala. Penelitian ini akan menguraikan karakteristik dan konsentrasi senyawa PCBs, yang dapat menjadi informasi penting bagi studi lainnya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi karakteristik dan konsentrasi senyawa PCBs dalam air dan sedimen muara sungai Ciliwung, DKI Jakarta.
METODE
Penelitian dilaksanakan pada bulan Juli hingga Desember 2013. Contoh air dan sedimen diambil dari muara sungai Ciliwung, DKI Jakarta. Analisis kandungan PCBs pada contoh air dan sedimen dilakukan di Laboratorium Tanah dan Limbah Padat, Pusat Sarana Pengendalian Dampak Lingkungan (Pusarpedal) KLH RI, Komplek PUSPITEK Serpong-Tangerang.
Pengambilan Contoh Air dan Sedimen
Muara sungai Ciliwung berada di kawasan timur dan utara Jakarta. Lokasi pengambilan contoh uji air berada di kawasan Condet, pintu air Manggarai, Gunung Sahari, dan Muara Angke, sedangkan pengambilan contoh sedimen hanya dilakukan di Muara Angke (Gambar 1). Metode yang digunakan dalam pengambilan contoh uji air dan sedimen mengacu pada US EPA-600 (SOP#2016).
3 dimasukkan ke dalam botol kaca yang telah dibilas n-heksan. Selama ditransportasikan, contoh air dan sedimen disimpan dalam kotak pendingin.
Prosedur Analisis Laboratorium Alat
Alat gelas yang digunakan terdiri dari labu jantung (300 ml), labu lemak (300 ml), tabung reaksi (10 ml), vial (1 ml), corong pemisah (200 ml, 500 ml, 1000 ml, dan 2000 ml), corong gelas, labu erlenmeyer (200 ml), gelas piala (100 ml), soxhlet, dan kolom gelas kromatografi (panjang 30 cm; diameter 1 cm). Alat lainnya terdiri dari perangkat refluks, pengering beku, rotary evaporator dan kromatografi gas–spektrofotometri massa (KG-SM) Shimadzu QP5000 dengan
selective ion monitoring mode yang dilengkapi dengan kolom silika DB-5 (panjang 30 m; 0.25 mm i.d./inner diameter/diameter dalam; dan 0.25 µm film thickness/ketebalan lapis film) serta helium sebagai gas pendorong.
4 Bahan
Bahan yang digunakan pada analisis senyawa PCBs adalah aseton (CH3COCH3) p.a, aseton (CH3COCH3) kemurnian tinggi, n-heksan (C6H14) p.a, n-heksan (C6H14) kemurnian tinggi, kalium hidroksida (KOH), ethanol (C2H5OH) kemurnian tinggi, air distilasi, natrium klorida (NaCl), natrium sulfat anhidrat (Na2SO4), kertas saring, serbuk Wakogel (silica gel 644; mesh 200-400), gas nitrogen (N2) ultra high pure, glass wool, batu didih, larutan baku PCBs (Method 525.2 PCB congener mix 200 µg/mL each on aseton), dan larutan baku internal PCBs (I std penylene. d 12 200 ppm).
Persiapan alat dan bahan
Semua alat gelas dicuci menggunakan sabun bebas fosfat. Setelah kering, alat gelas dibilas menggunakan aseton p.a dan n-heksan p.a. Kertas saring dibilas dengan n-heksan p.a dan dikeringkan. Serbuk Wakogel diaktivasi pada suhu 150 ºC selama 72 jam. Natrium sulfat diaktivasi pada suhu 450 ºC selama 3 jam. Sedimen dikeringkan menggunakan alat pengering beku selama 48 jam dengan kondisi tekanan 15 mmHg dan suhu 25 ºC. Setelah kering, sedimen disaring menggunakan saringan dengan mesh size 2000 µm.
Analisis contoh air
Penentuan kadar PCBs dalam air mengacu pada United National University
(UNU, 2009). Tahapan analisis PCBs dalam contoh air terdiri dari ekstraksi, pemurnian (clean up), pemekatan, dan penyuntikan ke dalam KG-SM. Luas area yang dihasilkan oleh instrumen KG-SM sebanding dengan konsentrasi PCBs dalam contoh air.
Sebanyak 1000 ml contoh air diberi 30 g NaCl. Kemudian dilakukan ekstraksi dengan menghomogenkan contoh air dan 50 ml n-heksan kemurnian tinggi selama 10 menit. Proses ekstraksi dilakukan sebanyak dua kali. Lapisan air yang telah diekstrak kemudian dibuang. Sisa air dalam lapisan n-heksan diikat dengan penambahan natrium sulfat. Lapisan n-heksan lalu dipekatkan dengan
rotary evaporator hingga volumenya 5 ml. Selanjutnya ekstrak melalui tahap pemurnian yang dilakukan dalam kolom kromatografi, berisi 2.6 g serbuk Wakogel serta natrium sulfat setebal 1 cm. Ekstrak dielusi dengan 50 ml n-heksan kemurnian tinggi pada kecepatan alir ± 20 tetes/menit. Ekstrak kemudian dipekatkan dengan rotary evaporator hingga volumenya 5 ml, lalu dialiri gas nitrogen hingga volumenya 1 µl. Ekstrak diberi 5 µl larutan baku internal PCBs 1 ppm, lalu disuntikkan ke dalam KG-SM.
Analisis contoh sedimen
Penentuan kadar PCBs dalam sedimen mengacu pada modifikasi metode
Japan Industrial Standard (JIS) K 0093, 2002. Senyawa PCBs dalam contoh sedimen diekstrak dengan pelarut organik n-heksan, kemudian dimurnikan, dipekatkan, dan disuntikkan ke dalam KG-SM. Luas area yang dihasilkan sebanding dengan konsentrasi PCBs dalam contoh sedimen.
5 ml n-heksan kemurnian tinggi selama 20 menit. Lapisan n-heksan lalu dibilas oleh 100 ml air distilasi dengan cara menghomogenkan kedua bahan selama 10 menit. Proses pembilasan tersebut dilakukan dua kali. Lapisan air yang terbentuk kemudian dibuang. Sisa air dalam lapisan n-heksan diikat dengan penambahan natrium sulfat. Setelah sisa air habis, lapisan n-heksan dipekatkan dengan rotary evaporator hingga volumenya 5 ml. Selanjutnya ekstrak melalui tahap pemurnian yang dilakukan pada kolom kromatografi, berisi 5 g serbuk Wakogel dan natrium sulfat setebal 1 cm. Ekstrak dielusi dengan 100 ml n-heksan kemurnian tinggi pada kecepatan alir ± 20 tetes/menit. Ekstrak kemudian dipekatkan kembali dengan rotary evaporator hingga volumenya 5 ml, lalu dialiri gas nitrogen hingga volumenya 1 ml. Ekstrak diberi 5 µl larutan baku internal PCBs 10 ppm, lalu disuntikkan ke dalam KG-SM.
Analisis kromatografi gas – spektrofotometri massa
Tahap analisis pada KG-SM terdiri dari scanning, SIM, pembuatan kurva kalibrasi, dan penyuntikan contoh uji (Lampiran 1). Identifikasi senyawa PCBs dilakukan dengan membandingkan indeks retensi relatifdan spektra massadengan data hasil scanning. Data kuantitatif ditentukan dengan membandingkan luas puncak larutan baku dengan senyawa yang dimaksud dalam total ionic current
(TIC) chromatograms.
Analisis PCBs menggunakan kromatografi gas–spektrofotometri massa (KG-SM) dengan mode injeksi splitless. Oven kromatografi gas diprogram mulai suhu 70ºC ditahan selama 3 menit, selanjutnya suhu dijalankan dari 70ºC sampai 210ºC dengan laju 8 ºC/ menit. Suhu dijalankan dari 210 ºC sampai 310 ºC dengan laju 10ºC/ menit. Suhu ditingkatkan kembali dari 310 ºC sampai 320 ºC dengan laju 5 ºC/ menit kemudian dibiarkan konstan selama 2 menit. Kondisi KG-SM adalah ionisasi potensial/ electron energy 70 V dan interface temperature 260 ºC. Full mass data dicatat antara 45–600 Dalton setiap detik. Data dicatat dan dianalisis dengan perangkat lunak GCMSReal Time Analysis dan GCMS Postrun Analysis.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik senyawa PCBs dideteksi berdasarkan intensitas dari spektra utama (Tabel 1) dan spektra massa (Lampiran 2). Jenis PCBs yang terdeteksi pada contoh uji ditentukan oleh komposisi larutan baku internal. Penelitian ini menggunakan larutan baku internal yang mengandung delapan jenis congener,
dengan masing-masing nomor mewakili satu jumlah klorinasi PCBs. Senyawa PCBs yang terdeteksi di muara sungai Ciliwung dapat dilihat dalam bentuk kromatogram (Lampiran 3), atau secara rinci ada pada Tabel 2.
6
umum pada permukaan sedimen berkisar 2-50 ppb dan 0.0001-0.02 ppb pada air. Variasi konsentrasi PCBs di berbagai lokasi menunjukkan perbedaan tingkat cemaran yang dipengaruhi oleh durasi pencemaran, jarak dari sumber pencemar, hidrodinamika, dan jenis bahan organik yang terdapat di lingkungan tersebut (Ilyas et al., 2011).
Tabel 2 Konsentrasi PCBs di Muara Sungai Ciliwung
Congener Keterangan: <BD = di bawah batas deteksi
PCBs di Kawasan Condet
7 menyebabkan partikel tersuspensi teraduk di kolom perairan, sehingga PCBs dapat terdeteksi dalam contoh air.
Jenis congener yang terdeteksi pada contoh air Condet yaitu PCBs 47, 88, 145, dan 171 (Gambar 2). Congener tersebut termasuk kelompok PCBs berklorinasi tinggi. Daya larut senyawa PCBs dalam air akan menurun dengan meningkatnya jumlah klorinasi (Mackay et al., 1992; Ortiz et al., 2004). Hal ini berkebalikan dengan daya menguapnya, yang semakin menurun saat jumlah klorinasi meningkat (Killops et al., 2009). Sifat kelarutan PCBs berdasarkan jumlah klorinasi, mungkin memengaruhi konsentrasi masing-masing congener.
Produk komersil yang memiliki komposisi serupa dengan congener di kawasan Condet adalah Aroclor 1254 (ATSDR, 2000).Produk ini didominasi oleh senyawa PCBs berklorinasi tinggi seperti tetrachlorobiphenyls,
pentachlorobiphenyls, heksachlorobiphenyls, dan heptachlorobiphenyls. Aroclor 1254 digunakan sebagai cairan hidrolik, bahan pembuat plastik, bahan perekat, tinta, cairan pembersih, pendempul, cutting oil, wax extenders, pesticide extenders, serta terdapat dalam peralatan listrik seperti kapasitor dan transformer (Duke et al., 1970). Aroclor 1254 dalam contoh air di kawasan Condet kemungkinan berasal dari kegiatan perbengkelan dan industri yang ada di hulu hingga hilir sungai Ciliwung. Aroclor 1254 merupakan senyawa yang sangat persisten, sehingga keberadaannya juga dapat berasal dari siklus pencemaran dimasa lalu.
Gambar 2 Grafik konsentrasi congener PCBs di kawasan Condet PCBs di Pintu Air Manggarai
8
Konsentrasi total PCBs di pintu air Manggarai lebih kecil dari kawasan Condet. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh jarak sumber pencemar dengan pintu air Manggarai lebih jauh dibandingkan dengan kawasan Condet. Penurunan konsentrasi PCBs karena jarak yang semakin jauh dengan sumber pencemar juga terjadi di Surabaya (Ilyas et al., 2011) dan sungai Nakdong, Korea (Jeong et al., 2001).
Jenis congener yang terdeteksi pada contoh air Manggarai yaitu PCBs 29, 47, 88, 145, dan 171 (Gambar 3). Congener pada contoh air Manggarai memiliki komposisi yang berbeda dengan contoh air Condet, namun menunjukkan tren grafik yang sama (Gambar 2 dan Gambar 3). Konsentrasi congener 171 menjadi yang tertinggi, lalu mengalami penurunan seiring berkurangnya jumlah klorinasi. Konsentrasi masing-masing congener tersebut kemungkinan juga dipengaruhi karakteristik senyawa PCBs berdasarkan jumlah klorinasinya.
Jenis congener pintu air Manggarai yang berbeda dengan Condet kemungkinan disebabkan oleh perbedaan jenis pencemar. Produk komersil yang identik dengan pola konsentrasi congener di pintu air Manggarai adalah Aroclor 1262 (Frame et al., 1996). Produk ini didominasi PCBs dari kelompok
heksachlorobiphenyls dan heptachlorobiphenyls. Aroclor 1262 digunakan sebagai resin sintesis, bahan plastik pada cat, pernis, dan lilin (ATSDR, 2000). Jenis Aroclor yang terdeteksi di pintu air Manggarai kemungkinan berasal dari aktivitas manusia di sekitar kawasan Ciliwung.
Gambar 3 Grafik konsentrasi congener PCBs di kawasan pintu air Mangarai PCBs di Gunung Sahari
Bagian ketiga dari muara sungai Ciliwung adalah kawasan Gunung Sahari. Jarak antara lokasi pengambilan contoh air di Gunung Sahari dengan pangkal muara sungai Ciliwung yaitu 2 km. Konsentrasi total PCBs di Gunung Sahari sebesar 459.858 ng/ml (ppb). Konsentrasi tersebut merupakan yang tertinggi dalam penelitian ini. Hal ini kemungkinan dipengaruhi oleh karakteristik lingkungan atau proses masuknya bahan pencemar ke kawasan Gunung Sahari.
9 Penelitian ini tidak melakukan analisis kandungan senyawa tersebut. Namun, secara fisik air di Gunung Sahari berwarna kehitaman, yang menandakan adanya kandungan asam humus (McNeely et al., 1979). Selain humus, keberadaan bahan organik ditandai dengan adanya lapisan minyak pada permukaa air Gunung Sahari.
Faktor lain yang dapat meningkatkan konsentrasi cemaran PCBs di suatu lingkungan adalah jarak dan durasi pencemaran yang terjadi. Saat berdekatan dengan sumber pencemar dan dicemari dalam waktu yang lama, maka konsentrasi PCBs di suatu lokasi dapat meningkat. Gunung Sahari merupakan kawasan padat aktivitas lalu lintas dan perniagaan. Aktivitas tersebut berpotensi menjadi sumber cemaran PCBs pada suatu lingkungan (EPA, 2002). Pada penelitian Ilyas et al.
(2011), konsentrasi total PCBs tertinggi juga berada di kawasan yang dikelilingi aktivitas industri dan perniagaan.
Jenis congener yang terdeteksi di Gunung Sahari terdiri dari PCBs 1, 5, 29, 47, 88, 145, dan 171 (Gambar 4). Pola congener di Gunung Sahari tidak memiliki persamaan dengan produk PCBs komersil. Perbedaan pola congener di alam dengan produk komersil, kemungkinan terjadi akibat proses perubahan yang dipengaruhi faktor lingkungan (Killops et al., 2009).
Konsentrasi masing-masing congener di Gunung Sahari memiliki tren yang berbeda dengan congener di lokasi lain. Congener pada contoh air Gunung Sahari didominasi oleh senyawa PCBs berklorinasi rendah. Salah satu faktor lingkungan yang dapat memengaruhi konsentrasi congener adalah keberadaan bakteri pengurai dan proses penguapan. Air di Gunung Sahari berbau telur busuk, yang identik dengan tingginya kadar hidrogen sulfida (H2S). Keberadaan senyawa H2S menandakan bahwa perairan berada pada kondisi asam, tidak mendapatkan cukup aerasi, dan tingginya aktivitas bakteri pengurai bahan organik dalam keadaan tanpa oksigen (Effendi, 2003). Akibat proses penguraian oleh bakteri, senyawa PCBs berklorinasi tinggi akan dipecah menjadi senyawa berklorinasi rendah. Senyawa PCBs berklorinasi rendah juga sulit menguap, karena kecilnya turbulensi antara permukaan air dengan udara akibat aliran air yang diam.
10
PCBs di Muara Angke
Salah satu bagian terakhir dari sungai Ciliwung adalah Muara Angke. Lokasi pengambilan contoh uji berhadapan langsung dengan lautan (Teluk Jakarta). Senyawa PCBs yang terdeteksi di Muara Angke hanya berada pada contoh sedimen, yaitu sebesar 372.422 ng/g (ppb). Konsentrasi PCBs di kawasan pesisir dipengaruhi oleh arus pasang surut (Ilyas et al., 2011). Muara Angke termasuk kawasan yang dipengaruhi arus pasang surut, hingga sering menimbulkan banjir rob (Hildaliyani, 2011). Kemungkinan senyawa PCBs yang tidak terdeteksi pada contoh air Muara Angke disebabkan oleh pengenceran yang dipicu arus pasang surut.
Pada penelitian ini, konsentrasi PCBs dalam sedimen Muara Angke lebih besar dari laporan tahun 1991 (Iwata et al., 1994). Hal ini menunjukkan bahwa PCBs yang terdapat dalam sedimen Muara Angke merupakan hasil akumulasi dari periode sebelumnya. Konsentrasi total PCBs pada sedimen Muara Angke juga lebih besar dari kawasan pesisir di Surabaya (Ilyas et al., 2011). Hal ini disebabkan oleh perbedaan tingkat cemaran dan karakteristik lingkungan. Muara Angke merupakan kawasan pesisir yang dipadati pemukiman penduduk, industri perikanan, sarana transportasi, dan perniagaan. Aktivitas manusia di kawasan tersebut mungkin menjadi penyebab tingginya cemaran dan akumulasi PCBs pada sedimen Muara Angke (EPA, 2002).
Jenis congener yang terdeteksi pada sedimen Muara Angke adalah PCBs 1, 5, 29, 47, 88, 145, dan 171 (Gambar 5). Pola congener tersebut tidak memiliki kesamaan dengan produk komersil, namun didominasi oleh senyawa berklorinasi rendah seperti Aroclor 1016, Aroclor 1242, Kanechlor 300 dan Kanechlor 400.
Congener di Muara Angke juga berbeda dengan kawasan Condet dan pintu air Manggarai, yang didominasi PCBs berklorinasi tinggi. Karakteristik PCBs yang berbeda antara sungai dan pesisir juga terjadi di Surabaya. Perbedaan jenis
congener di beberapa wilayah umumnya disebabkan oleh perbedaan sumber cemaran (Ilyas et al., 2011).
11 Selain perbedaan sumber cemaran, kondisi lingkungan juga memengaruhi jenis congener (Killops et al., 2009). Di Muara Angke, konsentrasi congener 1 lebih besar daripada congener lain dengan jumlah yang signifikan. Covaci et al. (2005), menyatakan bahwa keberadaan congener dari kelompok berklorinasi rendah dapat disebabkan oleh aktivitas bakteri anaerob dalam melakukan deklorinasi di permukaan sedimen.
Kromatogram
Secara umum, proses identifikasi karakteristik dan konsentrasi PCBs di muara sungai Ciliwung telah berhasil dilakukan. Beberapa gangguan yang terjadi pada proses analisis tidak mengurangi makna dari karakteristik PCBs yang diperoleh. Kromatogram yang dihasilkan dari instrumen KG-SM (Lampiran 3) menunjukkan tren yang beragam. Pada kromatogram contoh uji air Condet, Gunung Sahari dan Muara Angke, garis dasar (baseline) di menit 20.25-21.75 melayang ke atas (upward drift). Namun setelah melayang ke atas, garis dasar dari menit 21.75 hingga menit selanjutnya kembali normal. Kromatogram pada contoh sedimen Muara Angke juga mengalami hal yang sama. Hampir seluruh garis dasar melayang (ke atas dan ke bawah), namun berbeda bentuk di setiap menitnya.
Garis dasar yang tidak normal pada kromatogram dapat disebabkan oleh beberapa faktor, seperti keberadaan pengotor dan kerusakan pada kolom kromatografi gas, pengaturan suhu yang tidak tepat, serta kontaminasi pada gas pendorong (MSP, 2005). Akan tetapi, gangguan yang terjadi pada kromatogram tidak dialami pada saat penyuntikan n-heksan (sebagai pembersih) dan larutan baku PCBs. Gangguan yang tejadi secara spesifik ini menimbulkan dugaan adanya gangguan matriks, atau gangguan yang berasal dari contoh uji.
Perbesaran kromatogram menit ke 20.25-21.75 (Gambar 6) menunjukkan bahwa garis dasar target ion mengalami gangguan. Kejadian seperti ini umumnya disebabkan oleh gangguan matriks (Kitsuwa, 2008). Gangguan matriks tidak mengurangi keseluruhan hasil kromatogram, karena puncak dari menit lainnya menunjukkan bentuk yang ideal.
12
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Jenis PCBs yang terdeteksi di sekitar muara sungai Ciliwung terdiri dari
congener 1, 5, 29, 47, 88, 145 dan 171. Namun, ada jenis congener yang tidak ditemukan, khususnya pada air Muara Angke. Secara keseluruhan, konsentrasi total PCBs pada air muara sungai Ciliwung berada pada kisaran di bawah batas deteksi (<BD) hingga 459.858 ppb, sedangkan pada sedimen sebesar 372.442 ppb. Keberadaan PCBs mengindikasikan masukan bahan pencemar, yang diduga berasal dari kegiatan manusia di sekitar sungai Ciliwung. Variabilitas konsentrasi PCBs kemungkinan dipengaruhi oleh kondisi lingkungan dan sifat masing-masing
congener.
Saran
Data pemantauan tentang pencemaran PCBs di Indonesia masih sangat sedikit. Hal ini perlu ditingkatkan dengan menganalisis karakteristik PCBs pada selang periode tertentu, atau pada biota di ekosistem muara Sungai Ciliwung.
DAFTAR PUSTAKA
ATSDR. 2000. Toxicological Profile for Polychlorinated Biphenyls (PCBs).
November 2000. Agency for Toxic Substances and Disease Registry Web page: http://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp17.html. [Januari 2014]. Baird, C. dan Cann M. 2004. Envoronmental Chemstry: Third Edition. New York:
W.H Freeman and Company.
BPLHD - DKI Jakarta. 2003. Status Lingkungan Hidup Daerah Propinsi Daerah Khusus Ibukota Jakarta Tahun 2002. Badan Pengelolaan Lingkungan Hidup Daerah (BPLHD) Propinsi Daerah Khusus Ibukota (DKI) Jakarta.
Covaci, A., Gheorghe, A., Voorspoels, A., Maervoet, J., Redeker, E.S., Blust, R., Schepens, P., 2005. Polybrominated diphenyl ethers, polychlorinated biphenyls and organochlorine pesticides in sediment cores from Western Scheldt River (Belgium): analytical aspects and depth profiles. Environ. Int. 31, 367–375.
Djajadilaga, M., Sigit, H., Tejalaksana, A. 2006. From Data to Policy: Ciliwung River Water Quality Management. The State Ministry of Environment to the Republic of Indonesia.
Duke, T. W., Lowe, J. I., & Wilson, A. J. 1970. A polychlorinated biphenyl (Aroclor 1254) in the water, sediment, and biota of Escambia Bay, Florida.
Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 5(2), 171-180. Effendi, H. 2003. Telaah Kualitas Air, Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan
13 EPA. 2002. Polychlorinated Biphenyls (PCBs) Manufacturing, Processing, Distribution in Commerce, and Use Prohibitions. July 1, 2002. 40 CFR Part 761. EPA Office of Pollution Prevention & Toxics. http://www.epa.gov/ opptintr/pcb/200240CFR761.pdf. [Januari 2014].
Fechrul, M. F., Hendrawan, D., & Sitauati, A. (2007). Land use and water quality relationships in the Cilliwung River basin, Indonesia. In Proceedings of the International Congress on River Basin Management (hal 22-24).
Frame, G. M., Cochran, J. W., & Bøwadt, S. S. (1996). Complete PCB congener distributions for 17 aroclor mixtures determined by 3 HRGC systems optimized for comprehensive, quantitative, congener‐specific analysis.
Journal of High Resolution Chromatography, 19(12), 657-668.
Hildaliyani, U. (2011). Analisis daerah genangan banjir rob (pasang) di pesisir utara Jakarta menggunakan data citra satelit SPOT dan ALOS. Skripsi.
Bogor: IPB.
Ilyas, M., Sudaryanto, A., Setiawan, I. E., Riyadi, A. S., Isobe, T., Takahashi, S., & Tanabe, S. 2011. Characterization of polychlorinated biphenyls and brominated flame retardants in sediments from riverine and coastal waters of Surabaya, Indonesia. Marine Pollution Bulletin, 62(1), 89-98.
Iwata, H, Tanabe, S, Sakai, N, Nishimura, A, Tatsukawa, T. 1994. Geographical distribution of Persistent Organic Organochlorines in air, water, and sediments from Asia and Oceania, and their implications for global redistribution from lower latitudes. Environ. Pollut. 85, 15-33.
Jeong, G. H., Kim, H. J., Joo, Y. J., Kim, Y. B., & So, H. Y. 2001. Distribution characteristics of PCBs in the sediments of the lower Nakdong River, Korea. Chemosphere, 44(6), 1403-1411.
Killops, S. D., & Killops, V. J. 2009. Introduction to Organic Geochemistry. Wiley. com.
Kitsuwa, T. 2008. UNU Project Training: POPs in Squid. Japan: Shimadzu. Law, R. J., Webster, L., Theobald, N., Rumney, H. S., & de Boer, J. 2011.
Organic micropollutants. Chemical Marine Monitoring: Policy Framework and Analytical Trends, 161-196.
Mackay D., Shiu W.Y. & Ma K.C. 1992: Illustrated Handbook of Physical-Chemical Properties and Environmental Fate for Organic Physical-Chemicals. Volume I+II.Boca Raton: Lewis Publishers Inc.
Martinez, A., Norström, K., Wang, K., & Hornbuckle, K. C. (2010). Polychlorinated biphenyls in the surficial sediment of Indiana Harbor and Ship Canal, Lake Michigan. Environment International, 36(8), 849-854. McNeely, R. N., Neimanis, V. P., & Dwyer, L. 1979. Water Quality Sourcebook:
A Guide to Water Quality Parameters.
MSP. 2005. Gas Chromatography Troubleshooting and Reference Guide. MSP Kofel Industriestrasse 26.
Notodarmojo S. 2005. Pencemaran Tanah dan Air Tanah. Bandung: Penerbit ITB.
Ortiz, E., Luthy, R. G., Dzombak, D. A., & Smith, J. R. 2004. Release of polychlorinated biphenyls from river sediment to water under low-flow conditions: Laboratory assessment. Journal of Environmental Engineering,
14
Robertson, L.W., Hansen, L.G. 2001. PCBs Recent Advances in Environmental Toxicology and Health Effects. The University Press of Kentucky, 663 South Limestone Sfreet, Lexington, Kentucky, USA, 449 pp.
Tithof, P. K., Watts, S., & Ganey, P. E. (1997). Protein tyrosine kinase involvement in the production of superoxide anion by neutrophils exposed to Aroclor 1242, a mixture of polychlorinated biphenyls. Biochemical Pharmacology, 53(12), 1833-1842.
Untung, S. 1999. Status and management of POPs in Indonesia. Proceeding of the Regional Workshop on the Management od the Perisitent Organic Pollutant (POPs). Hanoi, Vuetnam. 16-19 March 1999.
United Nations University (UNU). 2009. Environmental Monitoring and Governance in the Asian Coastal Hydrosphere: Training Workshop Determination of PCBs in water by GC/MS manual. Prosiding.
USEPA. 2009. Persistent Organic Pollutants: A Global Issue, A Global Response. Washington: USEPA Office of International Affairs.
Wadall, S. (2009): Rising to the Challenge of Providing Legal Protection for the Indonesian Coastal and Marine Environment, in Indonesia Beyond the
Water’s Edge: Managing an Archipelagic State, Institute of Southeast Asian
Studies (ISAS).
15
LAMPIRAN
Lampiran 1 Tahap analisis contoh uji dengan KG-SM
1.1. Scanning: merupakan metode pemindaian seluruh senyawa PCBs yang terkandung dalam suatu larutan baku. Tahapan scanning adalah sebagai berikut.
1.1.1. Larutan induk PCBs (Method 525.2 PCB congener mix 200 µg/mL each on aseton) pada konsentrasi 200 ppm diencerkan menjadi larutan baku 100 ppm, 10 ppm, dan 1 ppm menggunakan pelarut n-heksan.
1.1.2. Larutan baku 1 ppm ditambah dengan surrogate dan larutan baku internal.
1.1.3. Larutan campuran disuntikkan pada KG-SM menggunakan sistem SCAN.
1.1.4. Proses penyuntikan dilakukan sampai semua senyawa target muncul dalam kromatogram. Untuk memeroleh hasil yang optimal, pengaturan suhu kolom dapat dilakukan mengacu pada referensi yang ada.
1.1.5. Setelah kromatogram muncul, maka senyawa yang terdapat pada kromatogram dibandingkan polanya dengan literatur. Pola senyawa yang sama kemudian diberi nama seperti pada literatur.
1.2.SIM (Selective Ion Monitoring): merupakan metode pemindaian senyawa PCBs tertentu pada suatu larutan baku. Senyawa yang dapat terdeteksi diatur sesuai nilai spektra utama (m/z). Tahapan SIM adalah sebagai berikut.
1.2.1. Pada komputer yang terhubung dengan KG-SM dibuka program GCMS Postrun Analysis dan menu Create Compartable.
1.2.2. Pada submenu Wizard, senyawa target analisis diberi nama sesuai nilai spektra massa dari masing-masing senyawa tersebut (tabel 1). 1.2.3. Keseluruhan pengaturan tersebut disimpan menjadi metode SIM. 1.3.Pembuatan kurva kalibrasi: untuk memeroleh data konsentrasi yang
akurat. Kurva ini dibuat dari larutan baku PCBs dengan tahapan berikut. 1.3.1. Pada komputer yang terhubung dengan KG-SM dibuka program
GCMS Real Time Analysis.
1.3.2. Metode yang digunakan adalah SIM dari prosedur 1.2.
1.3.3. Masing-masing larutan baku PCBs berkonsentrasi 0, 5, 10, 20, 50, 100, dan 200 ppb disuntikkan ke dalam KG-SM.
1.3.4. Kurva yang digunakan sebagai acuan konsentrasi adalah kurva
standar dengan nilai regresi (R) ≥ 0.9999.
16
Lampiran 2 Spektra massa congener senyawa PCBs pada air dan sedimen muara sungai Ciliwung
2-monochlorobiphenyl
2,3-dichlorobiphenyl
2,4,5-trichlorobiphenyl
17 2,2',3,4,6-pentachlorobiphenyl
2,2',4,4',5,6-heksachlorobiphenyl
2,2',3,3',4,4',6-heptachlorobiphenyl
18
Lampiran 3 Kromatogram senyawa PCBs di muara sungai Ciliwung Contoh air Condet
Contoh air Manggarai
19 Contoh air Muara Angke
Contoh sedimen Muara Angke
Keterangan:
1 = 2-monochlorobiphenyl
2 = 2,3-dichlorobiphenyl
3 = 2,4,5-trichlorobiphenyl
4 = 2,2',4,4'-tetrachlorobiphenyl
5 = 2,2',3,4,6-pentachlorobiphenyl
6 = 2,2',4,4',5,6-heksachlorobiphenyl
7 = 2,2',3,3',4,4',6-heptachlorobiphenyl
20
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Cianjur, 28 Januari 1992. Penulis merupakan putri ke-2 dari pasangan Anen Wihandi Martadinata dan Hj. Rosidah. Penulis berasal dari SMAN 1 Sukaresmi, Kabupaten Cianjur, dan diterima di IPB melalui jalur USMI.
Selama kuliah, penulis aktif di berbagai kegiatan sosial dan lingkungan. Penulis merupakan pengurus organisasi BEM Tingkat Persiapan Bersama (2009), BEM Keluarga Mahasiswa IPB (2010 s/d 2013) dan Gerakan Cinta Anak Tani (2013-2014). Penulis terpilih sebagai Duta Lingkungan Hidup IPB (2009),
kontributor buku “Belajar Merawat Indonesia Jilid 3” (2013) dan “Pemilu Lima Kotak” (2014), peserta Youth For Climate Camp tingkat nasional (2012, 2013) dan Kongres Nasional Negarawan Muda (2013). Penulis meraih penghargaan Best Speaker dan Juara 3 LKTI Nasional Blue Economy (2012), Accepted Paper dalam AISC Taiwan (2013), Juara 3 LKTI AL Qur’an IPB (2013), dan Mahasiswa Berprestasi di Bidang Akademik (2013). Beberapa pengalaman juga diperoleh penulis dari Marine Science and Technology/MST Training Course (2013), Praktik Lapang di Segara Anakan (2012), Training Value dan Jurnalistik Bakti Nusa (2013), serta menjadi asisten praktikum Ekologi Perairan (2010), Biologi Laut (2011), dan Oseanografi Kimia (2012, 2013).
Selama menempuh pendidikan, penulis didukung oleh Beasiswa Satu Siklus Pemerintah Propinsi Jawa Barat, LAZ Cendekia IPB, dan Beasiswa Aktivis Nusantara Dompet Dhuafa. Sebagai syarat memenuhi tugas akhir, penulis melakukan penelitian di Laboratorium Tanah dan limbah Padat Pusarpedal KLH
RI, dengan judul “Karakteristik Senyawa Polychlorinated Biphenyls (PCBs) pada
