DINAMIKA LOGAM BERAT Pb DAN Zn DI PERAIRAN
ESTUARIA JENEBERANG, MAKASSAR
NAJAMUDDIN
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Dinamika Logam Berat Pb dan Zn di Perairan Estuaria Jeneberang, Makassar adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
RINGKASAN
NAJAMUDDIN. Dinamika Logam Berat Pb dan Zn di Perairan Estuaria Jeneberang, Makassar. Dibimbing oleh TRI PRARTONO, HARPASIS S. SANUSI, I WAYAN NURJAYA.
Daerah Aliran Sungai Jeneberang terbentang melalui kawasan pertanian, pemukiman, dan wilayah urban dan bermuara di Selat Makassar. Beberapa permasalahan yang teridentifikasi seperti tingginya erosi dan pelapukan batuan di wilayah hulu sehingga berdampak pada peningkatan pelepasan logam berat dari kerak bumi masuk ke dalam sungai, wilayah sekitar Estuaria Jeneberang juga merupakan kawasan pengembangan Kota Makassar dengan berbagai aktivitas ekonomi dan bisnis yang berpotensi menjadi sumber pencemar logam berat, dan keberadaan bendungan dekat hilir menjadi sekat antara sungai dan estuaria yang mengalirkan air hanya lewat permukaan ke arah estuaria namun kolom permukaan dari estuaria tidak bisa melintas ke sungai sehingga eksistensi sekat bendungan tersebut berdampak pada perubahan sistem kimia logam berat di perairan.
Tujuan penelitian adalah menganalisis dinamika logam berat Pb dan Zn oleh proses fisika kimia meliputi fluks, distribusi konsentrasi, proses adsorpsi-desorpsi, fraksinasi geokimia, dan memodelkan sebaran logam berat Pb dan Zn. Pengumpulan data lapangan dilakukan pada Musim Barat-Timur dan kondisi pasang-surut di perairan sungai, estuaria, dan pantai pada kompartemen kolom air dan sedimen dasar. Konsentrasi logam berat Pb dan Zn dianalisis dengan Spektrometer Serapan Atom (AAS) berdasarkan APHA, AWWA, WEF (2005), fraksinasi geokimia logam berat dengan metode Sequential Extraction Procedure berdasarkan Tessier et al. (1979), dan analisis beberapa parameter fisika kimia perairan.
Fluks logam berat Pb lebih kecil di sungai dibanding di estuaria dan fluks logam berat Zn di sungai dan estuaria sama mengindikasikan bahwa proses adsorpsi dan deposisi logam berat Pb dan Zn di estuaria cukup kecil atau bersifat sebagai logam berat konservatif. Namun peningkatan fluks logam berat Pb lebih besar dibanding fluks logam berat Zn menunjukkan bahwa logam berat Pb bersifat lebih konservatif di lokasi studi. Peningkatan fluks logam berat total Pb dan Zn di mulut estuaria yang cukup signifikan menjadi indikasi kuat besarnya input polutan logam berat dari wilayah pantai dari sumber antropogenik masuk ke dalam estuaria.
Kisaran konsentrasi Pb terlarut Musim Barat adalah < 0.002-0.075 mg/l (pasang) dan < 0.002-0.056 mg/l (surut) dan Musim Timur < 0.002-0.221 mg/l (pasang) dan < 0.002-0.175 mg/l (surut). Kisaran konsentrasi Zn terlarut Musim Barat < 0.002-0.018 mg/l (pasang) dan < 0.002-0.015 mg/l (surut), dan Musim Timur < 0.002-0.092 mg/l (pasang) dan < 0.002-0.074 mg/l (surut). Distribusi konsentrasi Pb dan Zn terlarut dalam perairan dipengaruhi oleh musim dan pasang surut. Pola distribusi berdasarkan zona perairan menunjukkan sumber logam berat terlarut dominan berasal dari sumber antropogenik di perairan pantai (coastal based sources).
0.470-2.046 mg.kg-1 (pasang) dan 0.454-2.046 mg.kg-1 (surut). Distribusi konsentrasi logam berat partikulat Zn Musim Barat berkisar 34.235-90.946 mg.kg-1 (pasang) dan 28.536-90.946 mg.kg-1 (surut), dan Musim Timur 17.005-29.151 mg.kg-1 (pasang) dan 16.992-29.151 mg.kg-1 (surut). Distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Zn partikulat dipengaruhi faktor musim namun tidak dipengaruhi oleh pasang surut. Pola distribusi berdasarkan zona perairan mengindikasikan sumber logam berat Pb dan Zn partikulat berasal dari daratan dan pantai (land and coastal based sources).
Konsentrasi logam berat Pb dalam sedimen berkisar 0.660-4.330 mg.kg-1 dan 0.237-2.329 mg.kg-1 (Musim Barat dan Timur), dan Zn 57.843-115.792 mg.kg-1 dan 38.730-46.060 mg.kg-1 (Musim Barat dan Timur). Konsentrasi logam berat Pb dalam air pori berkisar < 0.002-0.094 mg/l dan <0.002-0.446 mg/l (Musim Barat dan Timur), dan Zn 0.051-0.278 mg/l dan 0.220-3.526 mg/l (Musim Barat dan Timur). Distribusi konsentrasi logam berat dalam sedimen dan air pori dipengaruhi oleh musim. Pola distribusi logam berat Pb dan Zn dalam sedimen menunjukkan kemiripan dengan pola distribusi bentuk partikulatnya dan di dalam air pori mirip dengan distribusi bentuk terlarut.
Analisis proses adsorpsi logam berat dengan theoritical dilution line (TDL) diketahui bahwa logam berat Pb terlarut mengalami adsorpsi pada kisaran salinitas 2-30 ‰ sedang Zn terlarut mengalami adsorpsi pada kisaran salinitas 0.5
-30 ‰. Indeks kapasitas adsorpsi (ACI) logam berat Pb rata-rata 98.94 % dan Zn 99.99 %. Indeks transpor terlarutnya (DTI) Pb rata-rata 1.06 % dan Zn 0.01 %. Hal ini menunjukkan logam berat Pb dan Zn dalam perairan sebagian besar berbentuk partikulat sehingga mobilitasnya kecil karena cepat mengalami deposisi ke dasar perairan.
Fraksinasi geokimia logam berat Pb dan Zn dominan dalam bentuk fraksi residual (resisten) dengan rata-rata 80.41% dan 55.63 % untuk Pb Musim Barat dan Timur, Zn 74.97 % dan 58.33 % untuk Musim Barat dan Timur. Hal ini menunjukkan bahwa mobilitas dan reaktivitas logam berat Pb dan Zn dalam perairan kecil dan mengindikasikan sumber utama polutan logam berat Pb dan Zn dalam perairan berasal dari proses alami, namun terlihat peningkatan persentase fraksi non-resisten pada Musim Timur khususnya di perairan pantai menunjukkan adanya sumber potensial logam berat dari sumber antropgenik berupa fraksi labil dengan mobilitas yang tinggi dan berpotensi diabsorpsi oleh biota perairan.
Arus di lokasi penelitian dibangkitkan oleh pasang surut dan angin muson dan dipengaruhi oleh topografi. Pola aliran arus saat pasang menuju ke arah selatan dan saat surut ke utara. Kecepatan arus maksimum Musim Barat terjadi saat menjelang surut dengan kecepatan 0.50 m/det dan Musim Timur saat menjelang pasang dengan kecepatan 0.40 m/det. Hasil simulasi sebaran dan akumulasi logam berat secara temporal menunjukkan konsentrasi logam berat Pb dan Zn dalam kolom air dan dalam sedimen lebih tinggi pada Musim Barat dibanding Musim Timur karena besarnya input logam berat dari erosi lahan atas saat Musim Barat dan secara spasial terlihat fraksi terlarut terdistribusi dan terakumulasi di sepanjang perairan pantai bagian utara dan selatan, sedang fraksi partikulat dan dalam sedimen terdistribusi dan terakumulasi lebih besar di dalam estuaria dan pantai bagian utara.
SUMMARY
NAJAMUDDIN. Dynamic of Heavy Metals Pb and Zn in Jeneberang Estuary, Makassar. Supervised by TRI PRARTONO, HARPASIS S. SANUSI, I WAYAN NURJAYA.
Water River Basin of Jeneberang crossing agriculturals, settlements, and urban region and the downstreams on Makassar Strait. The identified problems were high errosion and wethering on the upstream area affected increasing heavy metals released from earth crust to the river, surrounding area of Jeneberang Estuary is a developing region of Makassar City with economic and business activity to be a potential intake of various metals into the water, and the existence of dum near by the downstream (around 3 km before mouth of the estuary) become boundary between river and estuary, however the surface water still pass through from river to estuary but it could not pass through from estuary to the river, there for the existence of the dum caused change the chemical system of heavy metal in river, estuary, and coastal water.
The objectives of this study were analysis the dynamic of heavy metals Pb and Zn by physic chemical process consists of flux, concentration distribution, adsorption-desorption process, geochemical fractionation, and modeling heavy metals Pb and Zn distribution. Data collections had been done during Wet-Dry Season, and flood-ebb tide in river, estuary, and coastal zone in the water column and bottom sediment. Heavy metals concentration were analysed using atomic absorption spectrometry (AAS) based on APHA, AWWA, WEF (2005), the geochemical fraction of heavy metals were analysed using sequential extraction procedure based on Tessier et al. (1979), and analysed some of physic chemistry parameters as well.
Fluxes of heavy metal Pb were smaller in the river than estuary and Zn fluxes in the river and estuary were same. These indicated that the capacity of adsorption and deposition of heavy metals in the estuary small enough (heavy metals as conservative chemical element). What ever, the increasing Pb fluxes were higher than Zn fluxes and they showed the heavy metal Pb more conservative than Zn in study area. There were significant increasing fluxes of Pb and Zn in the estuary nozzle and it become strong indicated contained anthropogenic sources of heavy metals from coastal zone.
The ranges of dissolved heavy metal Pb concentration during Wet Season were 0.002-0.075 mg/l (flood tide), and < 0.002-0.056 mg/l (ebb tide), and during Dry Season were < 0.002-0.221 mg/l (flood tide) and < 0.002-0.175 mg/l (ebb tide). The range of dissolved heavy metal Zn concentration during Wet Season were < 0.002-0.018 mg/l (flood tide) and < 0.002-0.015 mg/l (ebb tide), and during Dry Season were < 0.002-0.092 mg/l (flood tide) and < 0.002-0.074 mg/l (ebb tide). The concentration distributions of dissolved Pb and Zn in the waters influenced by season and tide. The distribution pattern based on the water zone found that the sources of dissolved Pb and Zn dominant derived from antrophogenic around the coastal water (coastal based sources).
during Dry Season were 0.470-2.046 mg.kg-1 (flood tide) and 0.454-2.046 mg.kg-1 (ebb tide). The particulate heavy metal Zn concentration during Wet Season were 34.235-90.946 mg.kg-1 (flood tide) and 28.536-90.946 mg.kg-1 (ebb tide), and during Dry Season were 17.005-29.151 mg.kg-1 (flood tide) and 16.992-29.151 mg.kg-1 (ebb tide). The concentration distribution of particulate Pb and Zn showed that they influenced only by different season. The distribution pattern based on the water zone found that the sources of particulate Pb and Zn derived both from terrestrial and coastal (land and coastal based sources).
The heavy metal Pb concentrations in sediments were in the ranged 0.660 to 4.330 mg.kg-1 and 0.237 to 2.329 mg.kg-1 (during Wet and Dry Seasons), Zn concentrations were 57.843 to 115.792 mg.kg-1 and 38.730 to 46.060 mg.kg-1 (during Wet and Dry Seasons). The heavy metal Pb concentrations in pore water were in the ranged < 0.002 to 0.094 mg/l and < 0.002 to 0.446 mg/l (during Wet and Dry Seasons), and Zn concentrations 0.051 to 0.278 mg/l and 0.220 to 3.526 mg/l (during Wet and Dry Seasons). The concentrations distribution in the sediment influenced by season. The distribution pattern of Pb and Zn in sedimen resembled with in the particle suspension (particulate) and in the pore water resembled with in the dissolved form.
Adsorption process was analysed based on the theoritical dilution line and it found that the adsorption of dissolved heavy metal Pb underwent in the salinity range 2-30 ‰ and Zn 0.5-30 ‰. The average of adsorption capacity index (ACI) of heavy metal Pb was 98.94 % and Zn was 99.99 %. The average of dissolved transport index (DTI) of heavy metal Pb was 1.06 % and Zn was 0.01 %. These were showed that the heavy metals Pb and Zn in particulate form predominantly in such a way that the low mobility caused faster deposition to the bottom.
The geochemical fractionation of heavy metals Pb and Zn were dominated by resistant fraction with average were 80.41% and 55.63 % for Pb during Wet and Dry Seasons, and Zn were 74.97 % and 58.33 % during Wet and Dry Seasons. These were indicated that the sources of heavy metals in the water a considerable part derived from naturally process, however showed increasing of non-resistent fraction during Dry Season in the coastal water and that strong indicated any antrophogenic sources derived from coastal zone as a labile fraction with high mobility and it has potential to absorb by aquatic organism.
The modeling of surface current pattern forced by tide and monsoon and affected by topography. The current flow showed direct to the southern on the flood tide and to the northward on ebb tide. Maximum of the current speed during Wet Season underwent at toward to ebb tide with speed was 0.50 m/sec and during Dry Season underwent at toward to flood tide with speed was 0.40 m/sec. Heavy metal modeling showed that the dispertion and accumulation of heavy metals Pb and Zn in the water column and in sediment higher during Wet Season then Dry Season. Spacially, dispertion and accumulation of dissolved Pb and Zn had been dispersed along southern and northen in the coastal of Jeneberang. The particulate form and in sediment tend to dispersed and accumulated in the estuary channel and northen area of Jeneberang coastal water.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2017
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
DINAMIKA LOGAM BERAT Pb DAN Zn DI PERAIRAN
ESTUARIA JENEBERANG, MAKASSAR
NAJAMUDDIN
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji pada Ujian Tertutup : Dr Ir Zainal Arifin, MSc
Dr Ir Agus S Atmadipoera, DESS
Penguji pada Ujian Terbuka : Dr Ir Zainal Arifin, MSc
Judul Disertasi : DinamikaLogam Berat Pb dan Zn di Perairan Estuaria Jeneberang, Makassar
Nama : Najamuddin
NIM : C561120011
Disetujui oleh: Komisi Pembimbing
Dr Ir Tri Prartono, MSc Ketua
Prof Dr Ir Harpasis S Sanusi, MSc Anggota
Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc Anggota
Diketahui oleh:
Ketua Program Studi Ilmu Kelautan
Dr Ir Neviaty P Zamani, MSc
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Alhamdulillah, penulis panjatkan puji syukur ke hadirat Allah subhana wa
ta‟ala Sang Pemilik Ilmu atas limpahan nikmat dan karunianya-Nya sehingga terlahir ide dan gagasan dari proses membaca dan tafakkur di atas galaksi dan samudera ilmu yang mengantar pada penulisan disertasi program doktor ini
dengan judul “Dinamika Logam Berat Pb dan Zn di Perairan Estuaria Jeneberang, Makassar dan shalawat serta salam atas Nabi Muhammad shallallahu „alaihi
wasallam.
Pada kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc selaku Ketua Komisi Pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan dan meluangkan waktunya hingga penulisan Disertasi ini dapat diselesaikan.
2. Prof. Dr. Ir. Harpasis S. Sanusi, M.Sc dan Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc selaku Anggota Komisi Pembimbing atas bimbingan dan motivasinya dalam penulisan Disertasi ini.
3. Dr. Ir. Zainal Arifin, M.Sc dan Dr. Ir. Agus S. Atmadipoera, DESS sebagai Penguji Luar Komisi yang memberikan saran perbaikan dan penyempurnaan disertasi ini.
4. Kementerian Ristek-Dikti atas bantuan Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS) dan hibah Penelitian Disertasi Doktor.
5. Rektor Institut Pertanian Bogor, Dekan Sekolah Pascasarjana dan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, dan Ketua Program Studi Ilmu Kelautan.
6. Rektor Universitas Khairun, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, dan Ketua Program Studi Ilmu Kelautan atas izin dan dukungannya kepada Penulis dalam melanjutkan studi ke Program Doktor.
7. Seluruh staf pengajar dan administrasi Program Studi Ilmu Kelautan, rekan-rekan angkatan 2012 dan seluruh keluarga Penulis.
Akhir kata, mengutip bahasa bijak seorang Sahabat yang pernah bertutur
bahwa ”ada tiga tangga emas dalam memasuki rumah kehidupan yang sesungguhnya yaitu berniat yang baik, berbuat baik lalu menjadi manusia yang
baik”. Disertasi ini dimulai dari sebuah niat baik untuk menghasilkan karya yang
baik sehingga diharapkan berguna bagi orang banyak, sebab ”sesungguhnya kita
menciptakan kehidupan melalui kebaikan yang kita berikan”. Penulis sadar bahwa disertasi ini masih jauh dari kesempurnaan sebab hanya ”Tangan yang Maha
Sempurna yang mampu Bekerja Sempurna untuk menghasilkan Karya yang
Sempurna”.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL xv
DAFTAR GAMBAR xvi
DAFTAR LAMPIRAN xix
1 PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Perumusan Masalah 5
Tujuan Penelitian 7
Manfaat Penelitian 7
Hipotesis Penelitian 7
Batasan Penelitian 8
Kebaruan (Novelty) 8
Kerangka Pikir Penelitian 10
2 TINJAUAN PUSTAKA 14
Distribusi Logam Berat dalam Perairan 14
Distribusi Logam Berat dalam Kolom Air 14
Distribusi Logam Berat dalam Sedimen 16
Proses Adsorpsi-Desorpsi Logam Berat di Perairan Estuaria 18 Geokimia Logam Berat dalam Sedimen di Estuaria 25 Fluks Logam Berat di Perairan Sungai dan Estuaria 26 Karakteristik Hidrodinamika Perairan Estuaria Jeneberang dan
Perairan Pantai Sekitarnya 27
Parameter Fisika Kimia Perairan Estuaria 30
Salinitas 30
Suhu 31
pH 32
Oksigen Terlarut 33
Bahan Organik Terlarut dan Organik dalam Sedimen 33
Partikel Tersuspensi 34
Tekstur Sedimen 36
Potensial Redoks Sedimen 37
Model Hidrodinamika dan Model Logam Berat di Perairan
Estuaria 38
3 METODE PENELITIAN 41
Bahan dan Peralatan Penelitian 41
Lokasi dan Waktu Penelitian 41
Prosedur Penelitian 43
Penentuan Titik Sampling dan Boundary Estuaria 43
Pengambilan Sampel Air 44
Pengambilan Sampel Partikel Tersuspensi 44
Pengambilan Sampel Sedimen 44
Pengukuran Parameter Fisika Kimia Perairan 44
Analisis Logam Berat Terlarut 46
Analisis Logam Berat dalam Sedimen 47
Analisis Karbon Organi Terlarut (DOC) 47
Analisis Karbon Organik dalam Sedimen 48
Analisis Partikel Tersuspensi Total (TSS) 48
Analisis Tekstur Sedimen 49
Analisis Fraksinasi Geokimia Logam Berat dalam
Sedimen 49
Quality Control (Quality Assurance) 50
Model Hidrodinamika 50
DHI MIKE 21 Flow Model FM 50
Setup dan Parameterisasi Model 52
Model Logam Berat 56
Persamaan Model Logam Berat 56
Skenario Simulasi Model Logam Berat 60
Asumsi Model Logam Berat 60
Analisis Data 60
4 KARAKTERISTIK ESTUARIA JENEBERANG 62
Gambaran Umum 62
Karakteristik Sungai dan Estuaria Jeneberang 63
Kondisi Oseanografi Estuaria Jeneberang 66
Kedalaman Perairan 66
Pasang Surut 68
5 VARIASI MUSIMAN DAN KARAKTERISTIK PARAMETER
FISIKA KIMIA 70
Variasi Musiman Parameter Fisika Kimia Perairan 70
Salinitas 70
Suhu 71
Derajat Keasaman (pH) 73
Oksigen Terlarut (DO) 74
Partikel Tersuspensi Total (TSS) 76
Karbon Organik Terlarut (DOC) 77
Karakteristik Sedimen 78
Tekstur Sedimen 78
Karbon Organik dalam Sedimen 80
Potensial Redoks Sedimen 81
Karakteristik Parameter Fisika-Kimia 83
6 FLUKS DAN FATE LOGAM BERAT Pb DAN Zn 85
Fluks Logam Berat Pb dan Zn 85
Distribusi Konsentrasi Logam Berat Pb dan Zn 88 Distribusi Konsentrasi Logam Berat Pb dan Zn Terlarut
dan Partikulat 88
Distribusi Konsentrasi Logam Berat Pb dan Zn dalam
Sedimen 96
Adsorpsi-desorpsi Logam Berat Pb dan Zn 101
7 SIMULASI SEBARAN LOGAM BERAT DENGAN MODEL
HIDRODINAMIKA 114
Model Hidrodinamika 114
Validasi Model 114
Kecepatan dan Arah Arus Hasil Model 116
Perambatan Gelombang Pasang Surut di Lokasi Studi 123
Model Logam Berat Pb dan Zn 129
Simulasi Sebaran Logam Berat Pb dan Zn Terlarut 129 Simulasi Sebaran Logam Berat Pb dan Zn Partikulat 139 Simulasi Sebaran Logam Berat Pb dan Zn dalam
Sedimen 147
8 PEMBAHASAN UMUM 154
9 SIMPULAN DAN SARAN 158
Simpulan 158
Saran 159
DAFTAR PUSTAKA 160
LAMPIRAN 169
DAFTAR TABEL
1 Beberapa penelitian terkait dengan kajian logam berat di perairan sungai, estuaria, dan pantai Kota Makassar dan beberapa wilayah
lainnya 9
2 Parameter, metode pengukuran, dan prosedur analisis penelitian 45
3 Konfigurasi model hidrodinamika 55
4 Konfigurasi model logam berat 59
5 Profil dan karakteristik aliran Sungai dan Estuaria Jeneberang 65 6 Hasil perhitungan konstanta harmonik pasang surut 69 7 Hasil perhitungan tunggang air pasang surut pada referensi MSL 69 8 Fluks logam berat Pb dan Zn total di Sungai dan Estuaria
Jeneberang pada Musim Barat dan Timur 85
9 Konstanta kelarutan (Ksp) beberapa spesiasi logam berat Pb dan
Zn pada suhu 25 °C 87
10 Perbandingan konsentrasi logam berat Pb dan Zn terlarut (mg/l)
dan partikulat (mg.kg-1)di beberapa lokasi perairan di Indonesia 94 11 Perbandingan konsentrasi logam berat Pb dan Zn pada sedimen
permukaan di beberapa lokasi berbeda (mg.kg-1) 100 12 Hasil perhitungan indeks kapasitas adsorpsi (ACI) dan indeks
DAFTAR GAMBAR
1 Skema kerangka pikir penelitian 13
2 Konsep hubungan logam berat dengan salinitas di perairan estuaria 22 3 Perilaku logam berat Cu, Fe, Mn, dan Zn di perairan estuaria 23
4 Skema aliran air di estuaria 28
5 Perambatan gelombang pasang surut di Perairan Indonesia
komponen K1 dan M2 29
6 Skema perilaku logam berat pada badan air 39
7 Peta lokasi penelitian dan sebaran titik sampling Estuaria
Jeneberang 42
8 Diskritisasi model dalam bentuk elemen segitiga 52
9 Pasang surut input model 53
10 Angin pembangkit model 54
11 Peta kontur kedalaman perairan di lokasi penelitian 67
12 Grafik pasang surut di lokasi penelitian 68
13 Variasi salinitas di perairan Estuaria Jeneberang pada Musim Barat
dan Timur 70
14 Variasi suhu di perairan Estuaria Jeneberang pada Musim Barat
dan Timur 72
15 Variasi pH di perairan Estuaria Jeneberang pada Musim Barat dan
Timur 73
16 Variasi oksigen terlarut di perairan Estuaria Jeneberang pada
Musim Barat dan Timur 75
17 Variasi partikel tersuspensi total di perairan Estuaria Jeneberang
pada Musim Barat dan Timur 76
18 Variasi kandungan karbon organik terlarut di perairan Estuaria
Jeneberang pada Musim Barat dan Timur 78
19 Komposisi tekstur sedimen di sekitar perairan Estuaria Jeneberang
pada Musim Barat dan Timur 79
20 Kandungan karbon organik dalam sedimen di sekitar perairan
Estuaria Jeneberang pada Musim Barat dan Timur 80 21 Nilai potensial redoks sedimen perairan Estuaria Jeneberang pada
Musim Barat dan Timur 81
22 Karakteristik parameter fisika kimia terhadap sebaran titik
sampling pada Musim Barat dan Timur Estuaria Jeneberang 83 23 Rata-rata fluks logam berat Pb dan Zn berdasarkan zona perairan
di lokasi penelitian 86
24 Distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Zn dalam kolom air bentuk terlarut dan partikulat di sekitar perairan Estuaria
Jeneberang 89
25 Rata-rata konsentrasi logam berat Pb dan Zn terlarut dan partikulat
pada musim berbeda berdasarkan pembagian zona perairan 91 26 Distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Zn dalam sedimen dan
air pori pada Musim Barat dan Timur.di sekitar perairan Estuaria
27 Rata-rata konsentrasi logam berat Pb dan Zn dalam sedimen dan
air pori pada musim berbeda berdasarkan pembagian zona perairan 98 28 Hubungan konsentrasi logam berat Pb dan Zn terlarut dengan
salinitas di Estruaria Jeneberang 102
29 Hubungan konsentrasi logam berat Pb dan Zn partikulat dengan
salinitas di Estruaria Jeneberang 103
30 Persentase fraksinasi geokimia logam berat Pb dan Zn dalam
sedimen pada Musim Barat dan Timur di Estuaria Jeneberang 109 31 Rata-rata persentase fraksi geokimia logam berat Pb dan Zn dalam
fraksi resisten dan non-resisten berdasarkan kelompok zona
perairan pada musim berbeda 110
32 Validasi model dengan data kecepatan arus 114
33 Validasi model dengan vektor arus 115
34 Validasi model dengan data pasang surut 115
35 Rata-rata pola arus hasil model pada Musim Barat dan Timur 117 36 Kecepatan dan arah arus hasil model Musim Barat menjelang
pasang dan pasang maksimum 119
37 Kecepatan dan arah arus hasil model Musim Barat menjelang surut
dan surut minimum 120
38 Kecepatan dan arah arus hasil model Musim Timur menjelang
pasang dan pasang maksimum 121
39 Kecepatan dan arah arus hasil model Musim Timur menjelang
surut dan surut minimum 122
40 Perambatan gelombang pasang surut Musim Barat menjelang
pasang dan pasang maksimum 124
41 Perambatan gelombang pasang surut Musim Barat menjelang surut
dan surut minimum 125
42 Perambatan gelombang pasang surut Musim Timur menjelang
pasang dan pasang maksimum 126
43 Perambatan gelombang pasang surut Musim Timur menjelang
surut dan surut minimum 127
44 Validasi model sebaran logam berat Pb dan Zn 129 45 Hasil simulasi model sebaran konsentrasi logam berat Pb terlarut
pada Musim Barat dan Timur 130
46 Model sebaran logam berat Pb terlarut pada Musim Barat saat
pasang dan surut 133
47 Model sebaran logam berat Pb terlarut pada Musim Timur saat
pasang dan surut 134
48 Hasil simulasi model sebaran konsentrasi logam berat Zn terlarut
pada Musim Barat dan Timur 135
49 Model sebaran logam berat Zn terlarut pada Musim Barat saat
pasang dan surut 137
50 Model sebaran logam berat Zn terlarut pada Musim Timur saat
pasang dan surut 138
51 Hasil simulasi model sebaran konsentrasi logam berat Pb partikulat
pada Musim Barat dan Timur 139
52 Model sebaran logam berat Pb partikulat pada Musim Barat saat
53 Model sebaran logam berat Pb partikulat pada Musim Timur saat
pasang dan surut 142
54 Hasil simulasi model sebaran konsentrasi logam berat Zn
partikulat pada Musim Barat dan Timur 143
55 Model sebaran logam berat Zn partikulat pada Musim Barat saat
pasang dan surut 145
56 Model sebaran logam berat Zn partikulat pada Musim Timur saat
pasang dan surut 146
57 Hasil simulasi model sebaran konsentrasi logam berat Pb dan Zn
dalam sedimen dan air pori pada Musim Barat dan Timur 148 58 Model sebaran logam berat Pb Musim Barat dalam sedimen dan
air pori 149
59 Model sebaran logam berat Pb Musim Timur dalam sedimen dan
air pori 150
60 Model sebaran logam berat Zn Musim Barat dalam sedimen dan
air pori 152
61 Model sebaran logam berat Zn Musim Timur dalam sedimen dan
DAFTAR LAMPIRAN
1 Posisi geografis titik-titik sampling lokasi penelitian 169 2 Data hasil pengukuran parameter fisika kimia sedimen 170 3 Data hasil pengukuran parameter fisika kimia perairan 171 4 Data hasil analisis konsentrasi logam berat Pb dan Zn 173 5 Data hasil analisis fraksinasi geokimia logam berat Pb dan Zn 175
6 Data hasil pengukuran pasang surut 177
7 Data hasil pengukuran arus 178
8 Data pengukuran stratifikasi parameter fisika kimia pada tiga
lapisan menurut kedalaman di Estuaria Jeneberang 181 9 Data debit air harian Sungai Jeneberang tahun 1999 (m3/det) 184 10 Rata-rata curah hujan bulanan Kota Makassar tahun 2015 185 11 Peta topografi dan batas wilayah Kota Makassar 186 12 Matriks koefisien korelasi Pearson‟s antara beberapa parameter
fisika kimia perairan Estuaria Jeneberang 187
13 Matriks nilai koefisien korelasi Pearson‟s antara konsentrasi logam berat terlarut dan partikulat Pb dan Zn dengan parameter fisika
kimia perairan 188
14 Hasil uji beda nyata distribusi konsentrasi logam berat oleh pengaruh perbedaan musim dengan Compare Means (Paired
Sample T Test) 188
15 Hasil uji beda nyata distribusi konsentrasi logam berat terlarut dan partikulat oleh pengaruh pasang surut dengan Compare Means
(Paired Sample T Test) 189
16 Hasil uji beda nyata dengan Paired Sample T Test berdasarkan
perbedaa zona dan perbedaan musim 189
17 Koefisien korelasi Pearson‟s antara Pb, Zn, clay, silt, sand, OC,
Eh, dan TSS pada musim berbeda di Estuaria Jeneberang 190 18 Matriks koefisien korelasi Pearson‟s antara fraksinasi geokimia
logam berat Pb dengan karakteristik sedimen pada Musim Barat
dan Timur di Estuaria Jeneberang 191
19 Matriks koefisien korelasi Pearson‟s antara fraksinasi geokimia logam berat Zn dengan karakteristik sedimen pada Musim Barat
dan Timur di Estuaria Jeneberang 192
GLOSARIUM
Absorpsi : Proses dimana elemen kimia terserap dan masuk ke dalam jaringan makhluk hidup (proses biologi)
ACI : Adsorption capasity indice (indeks kapasitas adsorpsi) yaitu nilai persentase logam berat dalam fraksi partikulat
Adsorpsi : Proses dimana elemen kimia terlarut tertarik oleh partikel atau padatan lalu menempel pada permukaan partikel atau padatan (proses fisika kimia)
Adsorbet : Zat atau elemen kimia yang teradsorpsi Adsorben : Zat atau elemen kimia yang mengadsorpsi Adveksi : Pengangkutan zat atau energi oleh gaya gerak
Akumulasi : Proses penumpukan atau penimbunan zat dalam lingkungan APDC : Ammonium pirolidin dithio carbamat (senyawa artifisial/buatan
yang digunakan untuk mengekstraksi logam berat dalam larutan) Arlindo : Arus yang melintasi Indonesia membawa massa air dari
Samudera Pasifik ke Samudera Hindia
Asam fulvik : Asam organik dengan struktur molekul kompleks berasal dari humus dengan berat molekul kecil, larut di dalam asam, basa, dan pelarut organik, contohnya C20H15(CO2H)6(OH)5(CO)2
Asam humik : Asam organik dengan struktur molekul kompleks berasal dari humus dengan berat molekul besar, larut di dalam asam tetapi tidak larut dalam basa dan pelarut organik
Bahang : Energi panas yang dimiliki suatu zat
Baroklinik : Densitas massa air berbeda pada lapisan kedalaman yang berbeda (arah dan kecepatan arus berbeda pula menurut kedalaman) Barotropik : Densitas massa air sama pada seluruh lapisan kedalaman (arah
dan kecepatan arus sama dari permukaan sampai ke dasar) Batimetri : Berkaitan dengan kedalaman laut
Biodegradasi : Proses penguraian atau penghancuran zat oleh organisme
Bioavailibilitas : Ketersediaan zat atau elemen kimia dalam lingkungan yang dapat diabsorpsi oleh makhluk hidup
Biogenus : Dihasilkan dari organisme hidup
Biokimia : Proses kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup Biomagnifikasi : Proses penumpukan zat dalam jaringan makhluk hidup melalui
rantai makanan
Dekomposisi : Proses perubahan atau penguraian zat menjadi bentuk yang lebih sederhana
Densitas : Nilai kerapatan suatu zat (massa per satuan volume) Deposisi : Proses turunnya partikel tersuspensi ke dasar perairan
Desorpsi : Proses dimana zat atau elemen kimia terlepas dari permukaan partikel
Diagenesis : Proses perubahan endapan sedimen oleh tekanan dan suhu yang rendah menyebabkan peningkatan berat molekul dan hilangnya gugus fungsi.
Difusi : Perpindahan zat atau energi akibat perbedaan konsentrasi
DTI : Dissolved transport indice (indeks transpor terlarut) yaitu nilai persentase jumlah logam berat dalam fraksi terlarut
Eddy : Aliran air yang membentuk pusaran
EFLE : Easily, freely, leachable dan exchangeable (fraksi geokimia yang memiliki ikatan kimia sangat mudah putus/lepas)
Fakultatif : Mampu merespon beberapa kondisi lingkungan
Fate : Keadaan elemen kimia dalam sistem lingkungan seperti persistensi, reaktivitas, degradasi, transpor, penambahan, pengurangan, dan akumulasinya oleh proses fisika, kimia, dan biologi
Flokulasi : Proses pembentukan agregat atau penggumpalan zat dengan menambahkan zat penggumpal (flokulan)
Fluks : Jumlah besaran zat yang mengalir melalui luasan tertentu terhadap aliran per satuan waktu
Fluvial : Hal-hal yang berkaitan dengan sungai
Fotolisis : Proses penguraian zat melalui reaksi kimia oleh cahaya
Fraksinasi : Pembagian zat pada padatan menjadi bagian-bagian (fraksi-fraksi) Hidrolisis : Pemecahan senyawa kimia melalui penambahan air
Humus : Fraksi kompleks dari hasil dekomposisi bahan organik
Ikatan Kovalen : Ikatan kimia yang terbentuk melalui pemakaian elektron secara bersama
Khelat : Ikatan kompleks berbentuk siklik yang tersusun dari ligan polidetente (dua atau lebih ligan)
Koagulasi : Proses pembentukan agregat atau gumpalan tanpa penambahan zat penggumpal (koagulan)
Koefisien : Bagian suku yang berupa bilangan atau konstanta, biasanya dituliskan sebelum lambang peubah, seperti angka
Konfigurasi : Bentuk atau kedudukan yang menggambarkan suatu objek
Konglomerasi : Proses penggumpalan partikel atau zat padat menjadi ukuran yang lebih besar
Konstanta : Lambang untuk menyatakan objek yang sama dalam keseluruhan operasi matematika
Kontaminasi : Masuknya suatu zat ke dalam lingkungan namun tidak menyebabkan terjadinya perubahan sifat dan fungsi lingkungan Ligan : Anion, molekul atau senyawa yang berfungsi sebagai pasangan
donor dalam pembentukan ikatan kimia koordinasi
MIBK : Metil isobutil keton ((senyawa artifisial/buatan yang digunakan untuk mengekstraksi logam berat dalam larutan)
Monsun : Sirkulasi angin berdasarkan musiman MSL : Mean sea level (rata-rata tinggi muka laut)
NTA : Nitrilo triacetic acid (zat aditif pada detergen yang menyebabkan peningkatan kelarutan logam berat)
Obligatif : Hanya mampu bertahan hidup pada satu kondisi lingkungan tertentu
Oksidasi : Proses reaksi kimia yang melibatkan oksigen atau pelepasan elektron
Oligotropik : Perairan yang mengandung zat hara rendah
tidak menghilangkan sifat-sifat utama dari objek yang sesungguhnya
Persisten : Keberadaannya dalam lingkungan memerlukan waktu yang lama Pore water : Air yang terdapat di dalam pori sedimen dasar atau disebut juga
interstitial water PVC : Poli vinil klorida
Reaktivitas : Sifat zat yang berkaitan dengan reaksi kimia Redoks : Singkatan dari reaksi reduksi oksidasi
Reduksi : Proses reaksi kimia yang tidak melibatkan oksigen atau menerima elektron
Resisten : Zat yang sulit mengalami reaksi kimia
Resuspensi : Proses dimana partikel sedimen dasar terlepas dan naik ke kolom air
Saturasi : Tingkat kejenuhan suatu zat
Semidiurnal : Tengah harian (ganda) sedang diurnal adalah harian (tunggal) Senyawa konservatif : Senyawa yang tidak reaktif (tidak mengalami perubahan
terhadap waktu akibat degradasi, deposisi, volatilisasi, fotolisis, adsorpsi, dan reaksi kimia lainnya)
Seston : Partikel yang tersebar dan melayang di dalam kolom air
Simulasi : Penggambaran suatu sistem berupa model statistik atau peniruan sesuatu dengan keadaan yang sesungguhnya
Sorpsi : Proses absorpsi dan atau adsorpsi
Spermonde : Gugusan kepulauan di bagian barat pantai Kota Makassar
Spesiasi : Pembagian zat di dalam cairan menjadi bagian-bagian atau fraksi-fraksi seperti ion bebas, ion berpasangan, ion kompleks
TDL : Theoretical dilution line (grafik yang menggambarkan sifat konservatif/non-konservatif elemen kimia terlarut secara teoritis dengan salinitas)
TEL : Tetra ethyl lead (zat aditif pada bahan bakar yang mengandung Pb untuk meningkatkan nilai oktan)
Turbulensi : Gerak acak atau bergolak yang tidak teratur dari fluida
Elektron valensi : Bilangan yang menyatakan kemampuan bersenyawa suatu unsur dengan unsur lain atau jumlah elektron terluar dari suatu unsur atau senyawa
Valensi : Bilangan yang menyatakan kemampuan bersenyawa suatu unsur dengan unsur lain atau jumlah elektron terluar dari suatu unsur atau senyawa
Validasi : Pembuktian kebenaran suatu objek
Van der wall : Gaya tarik menarik antara zat terlarut dan partikel Viskositas : Sifat zat yang menyatakan nilai kekentalan
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Polutan logam berat dalam lingkungan masih menjadi perhatian serius karena sifatnya yang persisten, akumulatif, toksik, dan pada manusia mengakibatkan gangguan fungsi sistem saraf. Unsur ini sebagian besar merupakan non-esensial (tidak diperlukan dalam sistem fisiologis organisme) kecuali Fe, Cu, Co, Mn, Se, Ni, dan Zn yang merupakan logam esensial. Secara alami, dalam perairan sangat kecil konsentrasinya (trace element), namun bisa terjadi peningkatan konsentrasi hingga level yang membahayakan kelangsungan hidup organisme karena buangan dari aktivitas antropogenik seperti industri, pertambangan, pemukiman, dan pertanian.
Keberadaan logam berat dalam perairan terdiri dari dua bentuk yaitu terlarut (fase liquid) dan partikulat (fase solid). Karakternya yang berbeda akan menentukan perilaku logam berat dalam lingkungan perairan melalui mekanisme adsorpsi-desorpsi, deposisi-resuspensi, dan penyebarannya. Proses atau mekanisme tersebut mempengaruhi dinamika dan siklus geokimia logam berat dalam perairan sehingga logam berat dalam lingkungan perairan bersifat non-konservatif (terjadi perubahan konsentrasi akibat proses fisika-kimia). Hal ini sesuai dengan Martin dan Whifield (1983) yang mengemukakan bahwa dinamika logam berat selain dipengaruhi oleh kondisi perairan juga ditentukan oleh empat faktor utama yaitu; 1) kuantitas logam berat di dalam perairan, 2) komposisi logam berat dalam fraksi terlarut dan partikulat di perairan, 3) fate elemen kimia logam berat di mixing zone estuaria, dan 4) jumlah dan komposisi logam berat yang ditranspor dari estuaria ke perairan laut.
Mekanisme adsorpsi-desorpsi yang terjadi antara logam berat terlarut dan partikulat akan mempengaruhi distribusi, akumulasi, dan efek logam berat dalam perairan dan selanjutnya berimplikasi terhadap kualitas lingkungan dan kelangsungan hidup biota akuatik. Mekanisme adsorpsi-desorpsi ini secara umum sangat intensif terjadi di perairan estuaria karena tingkat kekeruhan yang tinggi (konsentrasi TSS tinggi), kondisi salinitas dan pH yang mendukung berlangsungnya proses adsorpsi-desorpsi, serta pengadukan (stirring) yang intensif terjadi akibat pertemuan dua massa air yang berbeda densitasnya. Hatje et al. (2003) menyatakan bahwa proses adsorpsi logam berat terlarut oleh partikel sangat penting dalam mengontrol konsentrasi logam berat terlarut, bioavalibilitas, dan toksisitasnya terhadap biota sehingga menentukan fate dan transpor logam berat di dalam perairan.
Perairan estuaria dengan tingkat kekeruhan yang tinggi karena mengandung partikel tersuspensi dalam konsentrasi yang cukup tinggi dibanding perairan pantai dan perairan laut terbuka. Partikel tersuspensi tersebut memiliki sifat dapat menyerap (mengadsorpsi) polutan terlarut di dalam kolom air, namun sekaligus menyebabkan lepasnya (terjadi desorpsi) polutan terlarut ketika terjadi resuspensi sedimen dasar atau perubahan parameter lingkungan yang menstimulasi terjadinya desorpsi.
tersuspensi (suspended material) melalui mekanisme adsorpsi dan kemudian mengendap ke dasar perairan. Logam-logam berat dengan kapasitas adsorpsi yang besar memiliki perilaku yang cenderung terdistribusi dan terakumulasi lebih tinggi di dalam sedimen. Adapun logam-logam berat dengan tingkat transpor terlarut yang besar (mudah mengalami desorpsi) menunjukkan karakter sebagai elemen kimia yang umumnya berada dalam bentuk terlarut sehingga memiliki waktu tinggal (retention time) yang lama di dalam kolom air. Logam-logam berat dengan indeks transpor terlarut yang besar memiliki kecenderungan terdistribusi dan terakumulasi lebih tinggi di dalam kolom air.
Interaksi logam berat terlarut dan partikulat di dalam perairan selain dikontrol oleh proses fisika kimia juga dipengaruhi oleh karakteristik partikel tersuspensi dan kondisi hidro-oseanografi perairan estuaria terutama oleh faktor pergerakan arus, baik yang dibangkitkan oleh angin maupun pasang surut. Turekian (2010) mengemukakan bahwa distribusi temporal dan spasial polutan logam berat terlarut dalam perairan sangat ditentukan oleh proses hidrodinamika lokal yang dicirikan dengan flushing time yang berperan dalam dispersi polutan.
Parameter fisika-kimia yang berperan menentukan laju adsorpsi-desorpsi logam berat seperti suhu, salinitas, pH, oksigen terlarut, efek jenuh, karakteristik partikel tersuspensi, dan hidrodinamika perairan. Karakteristik partikel tersuspensi meliputi konsentrasi partikel, komponen kimia penyusun partikel, ukuran dan bentuk partikel. Pola hidrodinamika yang berperan adalah sirkulasi massa air oleh arus dan pasang surut dan proses pengadukan (stirring) atau percampuran massa air (mixing) (Burton dan Liss, 1976; Chester, 1990, Sanusi et al. 2005; Libes, 2009).
Violente et al. (2008) menyatakan bahwa mobilitas logam berat dalam perairan estuaria sangat ditentukan oleh proses adsorpsi-desorpsi. Tingkat mobilitas logam berat mempengaruhi bioavailibilitas logam-logam berat tersebut yang kemudian menentukan ketersediaan logam berat dalam lingkungan yang dapat diabsorpsi (uptake) oleh organisme. Dalam sistem akuatik, proses adsorpsi-desorpsi terjadi melalui pertukaran ion dan reaksi kompleksasi antara ligan organik-anorganik partikel dengan logam berat terlarut. Mekanisme reaksi pembentukan kompleksasi ditentukan oleh karakteristik permukaan partikel tersuspensi. Oleh karena itu, mobilitas logam berat sangat terkait dengan komposisi fraksi terlarut dan partikulat yang kemudian menentukan distribusi dan transpor polutan logam berat di dalam perairan.
melalui proses adsorpsi-desorpsi yang menentukan dinamikapolutan logam berat di dalam perairan estuaria.
Proses lain yang terjadi di dalam perairan adalah dispersi atau penyebaran logam berat di dalam kolom perairan. Proses ini terutama terjadi karena pergerakan arus yang memindahkan logam berat dari satu tempat ke tempat lain. Kecepatan transpor logam berat di dalam perairan sangat bergantung pada kecepatan aliran massa air. Selain faktor arus, perpindahan logam berat dapat juga terjadi karena pengaruh perbedaan tekanan yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi logam berat di dalam perairan. Logam berat akan berdifusi dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah.
Logam berat selain tersebar di dalam kolom air juga mengalami akumulasi di dalam sedimen. Konsentrasi logam berat dalam air dan sedimen penting untuk menentukan tingkat pencemaran dan resiko polutan terhadap biota akuatik dan kerusakan lingkungan (SEPA, 2002; Hu et al. 2013). Secara khusus, penentuan konsentrasi logam berat dalam sedimen sangat penting diketahui karena konsentrasi logam berat dalam sedimen menggambarkan tingkat akumulasi logam berat pada suatu periode waktu tertentu.
Logam berat yang terakumulasi di dalam sedimen terdapat dalam beberapa bentuk ikatan kimia yang sifat fisika kimianya berbeda yang kemudian menentukan mobilitas, toksisitas dan ketersediaannya bagi biota akuatik. Logam berat tersebut membentuk ikatan fisika-kimia (fraksinasi) yang berbeda dengan partikel sedimen. Bentuk fraksinasi tersebut adalah exchangeable (ikatan yang sangat mudah bertukar/putus) berikatan dengan humic substances, berikatan dengan karbonat, berikatan dengan oksida mangan dan besi, berikatan dengan bahan organik, dan berikatan dengan mineral kristal (fraksi residu) (Gao and Li, 2012). Oleh karena itu, penentuan fraksinasi geokimia logam berat dalam sedimen sangat penting untuk menilai potensi toksisitas dan resiko yang ditimbulkan logam berat bagi ekosistem (Liu et al. 2015).
Dalam studi ini, kajian hanya difokuskan pada dua logam berat yaitu Pb dan Zn. Beberapa pertimbangannya bahwa kedua logam tersebut mewakili karakter logam yang berbeda seperti logam Pb bersifat non-esensial sedang Zn bersifat esensial, toksisitas yang tinggi pada logam berat Pb sedang Zn lebih rendah, konsentrasi alami logam Pb di dalam kerak bumi rendah sedang Zn cukup tinggi. Alasan lain bahwa terdapat potensi sumber pencemar dari kedua logam tersebut di lokasi penelitian yang merupakan wilayah urban. Hal ini sesuai dengan Bibby dan Webster-Brown (2006); Cirik et al. (2012) bahwa logam berat yang umum mencemari perairan di wilayah urban adalah Pb, Zn, Cu, Cd, dan Co. Demikian pula Thomann dan Muller (1987) menyatakan bahwa USEPA (United State for Environmental Protection Agency) telah menetapkan daftar 129 polutan (logam dan non-logam) yang paling banyak terbuang ke lingkungan dan untuk lima polutan logam teratas adalah tembaga (Cu), seng (Zn), krom (Cr), timbal (Pb), dan nikel (Ni).
masuknya polutan logam berat ke perairan Estuaria Jeneberang melalui aliran arus pasang. Oleh karena itu, potensi terjadinya akumulasi logam berat di perairan estuaria menjadi semakin besar karena input dari daratan yang dibawa oleh sungai dan dari perairan pantai yang dibawa oleh arus pasang.
Studi dan publikasi terkait polutan logam berat selama ini masih lebih banyak difokuskan pada analisis kuantitas (konsentrasi) logam terlarut dan konsentrasinya di dalam sedimen dasar perairan tanpa dilengkapi kajian logam berat bentuk partikulat dan interaksi antara keduanya melalui proses adsorpsi-desorpsi guna mengungkap fate logam berat di wilayah perairan estuaria. Hal tersebut terlihat pada beberapa penelitian dan publikasi terkait analisis logam berat yang hanya menyajikan informasi logam berat terlarut dan dalam sedimen seperti Samawi (2007), Hamzah dan Setiawan (2010) di Teluk Jakarta, Lestari (2011) di perairan Pantai Semarang, Arifin (2011) di Teluk Kelabat Pulau Bangka, Rastina (2012) yang melakukan penelitian di sekitar perairan Kota Makassar, Ahmad (2013) di perairan Pulau Bangka, dan Sagala et al. (2014) di perairan Pulau Natuna.
Hal lain, terkait kajian fraksinasi geokimia logam berat di Indonesia juga masih sangat sedikit. Penelitian dan publikasi seperti Takarina et al. (2004), Arifin dan Fadlina (2009), Arifin et al. (2010), Werorilangi et al. (2013) yang melakukan kajian fraksinasi geokimia namun analisisnya tidak menyajikan pengaruh musim. Sementara musim sangat berpengaruh terhadap distribusi dan karakteristik geokimia logam berat (Chester, 1990; Al-Najjar et al. 2008; Turekian, 2010; Hamad et al. 2012). Penelitian fraksinasi geokimia logam berat pada musim berbeda telah dilakukan oleh Al-Najjar et al. (2008), Bastami et al. (2015), and Jiang et al. (2015) namun ketiganya melakukan penelitian di wilayah subtropik.
Fraksinasi geokimia logam berat berperan penting dalam proses biologi pada suatu ekosistem. Komponen fraksi non-resisten (exchangeable, berikatan dengan karbonat, berikatan dengan oksida mangan dan besi, berikatan dengan bahan organik) merupakan komponen yang berpotensi untuk diserap oleh organisme akuatik yang kemudian berdampak terhadap kelangsungan hidup organisme (Wang et al. 2015). Implikasi selanjutnya adalah terjadinya penurunan biodiversitas dan bahkan dapat menimbulkan keracunan bagi manusia karena mengkonsumsi biota akutik yang tercemar logam berat.
Penentuan fraksinasi geokimia logam berat juga penting guna mengidentifikasi sumber polutan logam berat di dalam perairan, apakah berasal dari proses alamiah atau bersumber dari aktivitas manusia. Komposisi fraksi dalam bentuk resisten mengindikasikan sumber polutan logam berat berasal dari proses alami, sedang komponen fraksi non-resisten mengindikasikan sumber polutan logam berat berasal dari aktivitas manusia (Teixeira et al. 2003 and Rodrigues & Formoso, 2006).
sehingga mempengaruhi proses interaksi elemen kimia yang terjadi di dalam perairan. Seberapa besar dinamika elemen kimia logam berat dalam perairan akibat pengaruh pebedaan musim khususnya Musim Barat (musim hujan) dan Musim Timur (musim kemarau) perlu dianalisis guna mendapatkan informasi guna pengembangan aspek keilmuan.
Lokasi studi merupakan wilayah estuaria dan pantai dimana pengaruh arus pasang surut sangat dominan mempengaruhi pola pergerakan massa air. Arus sangat berperan dalam proses dan dinamika elemen kimia seperti polutan, unsur hara, dan material tersuspensi dalam perairan. Proses transpor elemen kimia dari suatu tempat ke tempat lain di dalam badan air digerakkan oleh gaya pembangkit arus dengan proses adveksi. Perpindahan elemen kimia akibat fungsi pergerakan arus tersebut merupakan mekanisme transpor zat atau materi di dalam lingkungan yang kemudian menyebabkan terjadi dispersi dan atau akumulasi pada suatu tempat. Transpor materi akan mengikuti arah arus dimana dapat bergerak secara horizontal maupun vertilal. Oleh karena itu, kajian dinamika elemen kimia dalam perairan tidak bisa terlepas dari kajian aspek oseanografi khususnya arus dan pasang surut.
Wilayah studi merupakan wilayah perairan estuaria yang tidak hanya berinteraksi dengan perairan pantai namun juga terkait dengan perairan sungai sehingga diperlukan analisis dinamika logam berat pula pada ke tiga wilayah atau zona perairan yaitu perairan tawar (sungai), perairan payau (estuaria), dan perairan asin (pantai/laut). Pembagian zona perairan tersebut bertujuan untuk melihat perilaku dan karakteristik logam berat, parameter lingkungan pada masing-masing zona perairan dan membantu mengidentifikasi sumber polutan serta mengungkap perilaku logam berat terlarut dan partikulat berdasarkan gradien salinitas.
Perumusan Masalah
Estuaria Jeneberang adalah muara dari aliran Sungai Jeneberang yang terbentang dari Kabupaten Gowa hingga Kota Makassar dan bermuara di Selat Makassar. Beberapa permasalahan yang diidentifikasi terkait dengan polutan logam berat di perairan Estuaria Jeneberang seperti kerusakan dan penggundulan hutan di lahan atas yang menjadi hulu dari daerah aliran Sungai Jeneberang. Kondisi tersebut menyebabkan tingginya erosi dan pelapukan batuan yang kemudian berdampak terhadap peningkatan logam berat yang dilepas dari kerak bumi masuk ke dalam sungai dan ditranspor ke perairan estuaria dan pantai. Daerah aliran Sungai Jeneberang juga melewati kawasan pertanian, pemukiman, dan wilayah urban (perkotaan) yang berpotensi menjadi sumber polutan logam berat (Nurfaida, 2009).
berat melalui buangan asapnya. Di wilayah pantai bagian utara Estuaria Jeneberang terdapat Pelabuhan Internasional Makassar dan kawasan pusat kota pantai Makassar di sekitar perairan Pantai Losari menjadi sumber potensi yang cukup besar terjadinya pencemaran di kawasan perairan pantai sekitarnya.
Peran estuaria sebagai penyaring alami polutan logam berat yang ditranspor dari sungai akan menentukan jumlah polutan yang diterima oleh perairan pantai. Jika estuaria mampu berperan secara efektif sebagai penyaring alami polutan logam berat maka sebagian besar polutan logam berat yang berasal dari sungai akan mengalami adsorpsi lalu terdeposisi di estuaria sehingga hanya sebagian kecil yang masuk ke perairan pantai. Namun, jika mekanisme adsorpsi tidak berlangsung secara efektif di estuaria maka peran estuaria sebagai penyaring alami polutan logam berat tidak berfungsi secara efektif maka polutan logam berat yang berasal dari sungai seluruhnya atau sebagian besar akan masuk ke perairan laut sehingga akan memberikan efek bagi kelangsungan hidup biota akuatik dan penurunan kualitas perairan pantai dan laut.
Pada sisi lain, ada potensi sumber polutan yang cukup besar yang berasal dari perairan pantai bagian utara Estuaria Jeneberang sehingga permasalahan di perairan Estuaria Jeneberang menjadi lebih kompleks, karena dinamika polutan di sekitar perairan Estuaria Jeneberang tidak hanya dipengaruhi input polutan dari sungai tetapi juga diduga ada input dari perairan pantai. Kondisi perairan Estuaria Jeneberang yang berbeda dengan kondisi estuaria alami (kondisi normal tanpa input polutan dari pantai) menyebabkan perbedaan proses interaksi fisika kimia antara elemen kimia yang ada di dalamnya sehingga perlu diungkap dan dianalisis melalui penelitian ini.
Keberadaan bendungan ke arah hulu estuaria dimana bendungan tersebut menjadi sekat searah dari sungai ke estuaria sehingga hanya sebagian kolom air dekat permukaan yang bisa melintas ke arah estuaria, tetapi kolom permukaan dari estuaria tidak bisa melintasi sungai. Eksistensi dari sekat bendungan berdampak terhadap perubahan sistem kimia di lokasi studi seperti pola distribusi logam berat di sisi sungai dan sisi estuaria. Kondisi perairan Estuaria Jeneberang dengan dengan pengaruh input polutan dari dua sisi (sungai dan pantai) dan keberadaan bendungan di hulu sungai/estuaria memberikan pengaruh dalam mengontrol siklus geokimia di estuaria sehingga memberikan dinamika lain yang berbeda sehingga perlu dianalisis lebih dalam untuk menjawab peran Estuaria Jeneberang sebagai filter alami polutan logam berat.
Telaah yang dilakukan secara parsial dan hanya didasarkan pada data kuantitas polutan logam berat dalam lingkungan perairan tidak cukup memberikan gambaran terhadap proses dan dinamika elemen kimia khususnya logam berat yang terjadi di dalam lingkungan perairan. Dibutuhkan kajian yang lebih mendalam terutama terkait karakteristik dan perilaku polutan logam berat seperti komposisi fase terlarut dan partikulat dan interaksinya, sumber polutan, distribusi, reaktivitas, sebaran dan potensi akumulasi, serta sifat fisika kimia lingkungan sehingga mampu memberi justifikasi ilmiah yang kuat dalam memberikan jawaban terhadap sejumlah permasalahan seperti yang telah diungkap di atas.
pengelolaan dan pemanfaat wilayah perairan di sekitar Estuaria Jeneberang. Oleh karena itu, diharapkan dari penelitian ini di hasilkan konsep dinamika logam berat (khususnya Pb dan Zn) di estuaria yang mengalami gangguan seperti Estuaria Jeneberang sehingga bermanfaat bagi pengembangan keilmuan dan berguna bagi pemerintah daerah dalam merumuskan kebijakan terkait permasalahan lingkungan di wilayah studi.
Tujuan Penelitian
Secara umum, tujuan penelitian ini adalah menganalisis dinamika logam berat Pb dan Zn oleh proses fisika kimia dan simulasi distribusinya di perairan Estuaria Jeneberang. Tujuan khususnya adalah:
1. Menganalisis variasi musiman parameter fisika kimia perairan 2. Menganalisis fluks logam berat Pb dan Zn total.
3. Mengkaji distribusi konsentrasi logam berat Pb dan Zn bentuk terlarut, partikulat, dalam air pori, dan dalam sedimen.
4. Menganalisis proses adsorpsi-desorpsi logam berat Pb dan Zn bentuk terlarut dan partikulatnya.
5. Menganalisis fraksinasi geokimia logam berat Pb dan Zn dalam sedimen. 6. Memodelkan distribusi logam berat Pb dan Zn menggunakan pendekatan
model hidrodinamika dan adveksi-difusi.
Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat untuk:
1. Pengembangan ilmu pengetahuan terkait konsep dinamika polutan logam berat Pb dan Zn dalam lingkungan estuaria khususnya estuaria yang mengalami gangguan dimana terjadi perubahan kondisi estuaria akibat intervensi manusia membuat bendungan pada contoh kasus Estuaria Jeneberang.
2. Sumber informasi bagi masyarakat dan pemerintah dalam pengambilan kebijakan terkait dengan pengelolaan di wilayah estuaria/pantai seperti status pencemaran estuaria, konservasi kawasan estuaria, sea food security, wisata bahari, pengerukan (dredging), reklamasi (penimbunan pantai), budidaya perairan pantai, dan berbagai bentuk pemanfaatan lainnya baik menyangkut ruang maupun sumber daya hayati di sekitar perairan Estuaria Jeneberang.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis yang diajukan pada penelitian ini adalah:
1. Terdapat perbedaan dinamika fluks logam berat Pb dan Zn total di lokasi studi yang merupakan estuaria yang mengalami gangguan akibat adanya bendungan dengan perairan estuaria pada kondisi tanpa bendungan.
3. Proses adsorpsi-desorpsi logam berat Pb dan Zn bentuk terlarut dan partikulat dipengaruhi oleh karakteristik lokasi studi yang merupakan estuaria yang mengalami gangguan oleh adanya bendungan.
4. Terdapat perubahan komposisi fraksinasi geokimia logam berat Pb dan Zn dan sedimen di lokasi studi yang merupakan estuaria estuaria yang mengalami gangguan akibat adanya bendungan dengan perairan estuaria pada kondisi tanpa bendungan.
Batasan Penelitian
Analisis dinamika logam berat Pb dan Zn di perairan Estuaria Jeneberang dalam penelitian ini hanya berkaitan dengan proses fisika-kimia dan tidak termasuk proses biologi. Dinamika logam berat di dalam perairan terjadi karena adanya interaksi antara elemen kimia logam berat dengan parameter fisika kimia lingkungan perairan. Adapun aspek dinamika logam berat yang dianalisis hanya mencakup: 1) analisis fluks logam berat; 2) analisis perilaku logam berat seperti distribusi, adsorpsi-desorpsi, reaktivitas dengan fraksinasi geokimia; dan 3) simulasi distribusi logam berat Pb dan Zn dengan pendekatan model hidrodinamika dan adveksi-difusi.
Faktor pembangkit model hidrodinamika hanya mempertimbangkan parameter pasang surut, angin, kedalaman, dan debit air sungai. Lokasi penelitian merupakan wilayah yang dilalui arus lintas Indonesia (Arlindo) dari Samudera Pasifik menuju Samudera Hindia namun dalam desain model ini belum memasukkan variabel tersebut karena wilayah observasi merupakan perairan estuaria dan pantai yang dangkal (barotropik). Pada model logam berat, sumber polutan disimulasi hanya berasal dari sungai sedang sumber dari perairan pantai belum dimasukkan ke dalam model karena keterbatasan data dan logam berat disimulasikan sebagai elemen kimia bersifat non-konservatif (reaktif).
Kebaruan (Novelty)
Tabel 1. Beberapa penelitian terkait dengan kajian logam berat di perairan sungai, estuaria, dan pantai Kota Makassar dan beberapa wilayah lainnya.
No. Judul Penelitian Referensi
1. Konsentrasi logam berat di air, sedimen, dan biota di Teluk Kelabat, Pulau Bangka
Arifin (2011) 2. Strategi pengelolaan lingkungan berdasarkan
pemodelan kualitas air di perairan Estuaria Tallo Sulawesi Selatan.
Rastina (2012)
3. Concentration and fractionation of trace metals in surface sediments of intertidal Bohai Bay, China
Gao and Li (2012) 4. The distribution between the dissolved and the
particulate forms of 49 metals across the Tigris river, Baghdad, Iraq
Hamad et al. (2012)
5. A Case study of trace metals in suspended particulate matter and biota before wastewater treatment plant from the Izmir Bay, Turkey
Kontas (2012)
6. Spatial variability of metals in surface water and sediment in the Langat River and geochemical factors that influence their water-sediment interactions
Lim et al. (2012)
7. Distribusi dan prediksi tingkat pencemaran logam berat (Pb, Cd, Cu, Zn, dan Ni) dalam sedimen di perairan Pulau Bangka menggunakan indeks beban pencemaran dan indeks geoakumulasi
Ahmad (2013)
8. Konsentrasi Hg, Cd, Cu, Pb, dan Zn dalam sedimen di perairan Gresik
Lestari dan Budiyanto (2013) 9. Status pencemaran dan potensi bioavailibilitas
logam di sedimen perairan pantai Kota Makassar
Werorilangi et al. (2013)
10. Occurrence and distribution of heavy metals in surface sediments of the Changhua River Estuary and adjacent shelf (Hainan Island)
Hu et al. (2013)
11. Trace element contamination in the Guadalquivir River Estuary ten years after the Aznalcóllar mine spill
Tornero et al. (2014)
12. The distribution of heavy metals including Pb, Cd and Cr in Kendari Bay surficial sediments
Armid et al. (2014) 13. Surface sediment properties and heavy metal
pollution assessment in the near-shore area, north Shandong Peninsula
Xu et al. (2015)
14. Distribution of heavy metals in the coastal area of Abu Dhabi in the United Arab Emirates
Al-Rashdi et al. (2015)
15. Distribution and ecological risk assessment of heavy metals in surface sediments along southeast coast of the Caspian Sea
Bastami et al. (2015)
16. Distribution and assessment of heavy metals off the Changjiang River mouth and adjacent area during the past century and the relationship of the
heavy metals with anthropogenic activity
17. Distribution and pollution assessment of heavy metals in surface sediments in the Yellow Sea
Jiang et al. (2015) 18. Heavy metal spatial variability and historical
changes in the Yangtze River estuary and North Jiangsu tidal flat
Liu et al. (2015)
19. Distribution and pollution assessment of trace elements in marine sediments in the Quintero Bay (Chile)
Parra et al. (2015)
20. Assessment of metal contamination in coastal sediments of the Maluan Bay (China) using geochemical indices and multivariate statistical approaches
Wang et al. (2015)
21. Trace metals in the surface sediments of the intertidal Jiaozhou Bay, China: Sources and contamination assessment
Xu et al. (2016)
22. Contamination, toxicity and speciation of heavy metals in an industrialized urban river:
Implications for the dispersal of heavy metals
Wu et al. (2016)
Kebaruan dari penelitian ini adalah konsep dinamika logam berat yang diperoleh pada lokasi penelitian yang merupakan estuaria yang mengalami gangguan akibat adanya bendungan yang menjadi sekat antara sungai dan estuaria dimana sekat bendungan tersebut tetap mengalirkan air dari sungai ke estuaria pada bagian permukaan bendungan namun air dari estuaria tidak bisa masuk ke sungai. Keberadaan bendungan tersebut berdampak terhadap terjadinya perubahan sistem kimia logam berat di dalam estuaria, dimana pada umumnya perilaku logam berat di estuaria bersifat non-konservatif (mengalami penurunan konsentrasi logam berat di estuaria akibat proses adsorpsi dan deposisi) namun di lokasi penelitian Estuaria Jeneberang logam berat bersifat konservatif (mengalami peningkatan konsentrasi logam berat di estuaria akibat rendahnya proses adsorpsi dan deposisi).
Kerangka Pikir Penelitian
(terikat pada partikel sedimen), karakteristik sedimen, dan fraksinasi geokimia logam berat dalam sedimen. Mekanisme interaksi logam berat antara fraksi terlarut dan partikulat baik di dalam kolom air maupun di dalam sedimen terjadi melalui proses adsorpsi-desorpsi, deposisi-resuspensi, dan difusi-dispersi. Mekanisme tersebut selain dipengaruhi oleh dimensi ruang perairan estuaria akibat kerja dari variabel lingkungan juga dipengaruhi oleh dimensi waktu baik dalam skala waktu pendek (harian) maupun skala waktu sedang (musiman). Oleh karena itu, analisis dinamika logam berat diamati pada dua periode waktu yang berbeda yaitu pada kondisi pasang-surut dan pada Musim Barat-Timur.
Penelitian ini secara komprehensif membahas aspek estuaria, variasi musiman parameter fisika kimia perairan, fluks dan fate logam berat serta simulasi sebaran logam berat Pb dan Zn di kolom air dan di sedimen di wilayah perairan Estuaria Jeneberang Makassar. Namun secara spesifik lebih di fokuskan pada aspek dinamika dan fate logam berat Pb dan Zn oleh proses fisika kimia.
Fluks logam berat dihitung pada aliran sungai dan estuaria guna mengungkap peran estuaria sebagai penyaring alami (filtering ecosystem) polutan logam berat. Identifikasi sumber (input) polutan logam berat Pb dan Zn berdasarkan pola distribusi logam berat pada tiga pembagian zona perairan (sungai, estuaria, dan pantai) sehingga terungkap apakah polutan di dalam estuaria berasal dari sungai (river based sources), dari perairan pantai/laut (coastal based sources), atau dari sungai dan laut (river and coastal based sources). Sedang untuk mengungkap sumber polutan, apakah bersumber dari aktivitas antropogenik atau proses alami digunakan pendekatan analisis fraksinasi geokimia. Fraksinasi geokimia juga sekaligus menjadi dasar pertimbangan ilmiah untuk mengungkap mobilitas, bioavailibiltas, dan toksisitas logam berat.
Proses interaksi antara elemen kimia logam berat terlarut dan partikulat di dalam perairan menyebabkan adanya dinamika konsentrasi, mobilitas, dan reaktivitas logam berat di dalam perairan. Mekanisme interaksinya berupa proses adsorpsi-desorpsi, deposisi-resuspensi, dan dispersi. Mekanisme adsorpsi-desorpsi logam berat sangat ditentukan oleh komposisi logam berat terlarut dan partikulat yang distimulasi oleh parameter fisika kimia perairan. Proses adsorpsi logam berat terlarut oleh partikel kemudian mengalami proses deposisi ke dasar perairan dan apabila terjadi gangguan pada dasar perairan baik karena proses pengadukan massa air maupun oleh proses bioturbasi menyebabkan terjadinya resuspensi. Logam berat terlarut dan partikulat yang tidak mengalami deposisi akan mengalami dispersi di dalam kolom air melalui mekanisme adveksi (penyebaran logam berat oleh faktor arus) dan difusi (penyebaran logam berat karena perbedaan konsentrasi).
Kompartemen perairan yang dianalisis meliputi wilayah kolom air dan dalam sedimen. Analisis logam berat di dalam kolom air meliputi logam berat fraksi terlarut (dissolved) dan partikulat (padatan) sedang pada sedimen dasar dianalisis logam berat dalam air pori sedimen (interstitial water) dan pada partikel sedimen. Dilakukan pula analisis parameter fisika kimia perairan, kondisi umum hidro-oseanografi, dan karakteristik sedimen sebagai parameter pendukung untuk memahami proses yang terjadi di dalam kolom air dan di dalam sedimen.
ditemukan satu fenomena berbeda dengan estuaria alami adalah adanya sumber logam berat dari perairan pantai dari aktivitas antropogenik.
Dinamika logam berat Pb dan Zn dalam Estuaria Jeneberang, selain diamati melalui pengukuran lapang, juga dianalisis dengan pendekatan pemodelan. Dalam penelitian ini dilakukan pemodelan hidrodinamika untuk mensimulasikan pergerakan massa air meliputi arah dan kecepatan arus dan pemodelan logam berat untuk melihat arah sebaran dan daerah akumulasi logam berat Pb dan Zn yang disimulasikan pada Musim Barat dan Timur dengan masa simulasi selama 15 hari (satu siklus pasang surut air laut).
Gambar 1. Skema kerangka pikir penelitian Logam Berat Pb dan Zn
di Estuaria Jeneberang Sumber Logam Berat
Pb dan Zn dari Sungai
Proses Interaksi Logam Berat Pb dan Zn
Kolom Air
Fisika Kimia Perairan Hidro-Oseanografi
Sedimen Dasar
Fraksi Terlarut dan Partikulat
Karakteristik sedimen Fraksinasi logam berat
Dinamika Logam Berat Pb dan Zn
Fluks Perilaku Pemodelan
Distribusi Fraksinasi geokimia Fluks horisontal
Adsorpsi-desorpsi Deposisi-Resuspensi
Dispersi
Hidrodinamika Logam Berat
Konsep Dinamika Logam Berat Pb dan Zn di Estuaria Jeneberang
2
TINJAUAN PUSTAKA
Distribusi Logam Berat dalam Perairan
Distribusi Logam Berat dalam Kolom Air
Distribusi logam berat dalam perairan dipengaruhi oleh sifat fisika kimia logam berat dan karakteristik perairan. Perbedaan sifat fisika kimia antara logam berat Pb dan Zn akan menyebabkan perbedaan distribusinya di dalam sistem perairan. Effendi (2003) menyatakan bahwa logam Pb dalam perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan partikulat. Kadar Pb dalam kerak bumi sekitar 15 mg/kg. Sumber alami utama Pb adalah galena (PbS),
