PENGUKURAN PARAMETER FISIKA DAN KIMIA DAERAH ALIRAN SUNGAI DI KABUPATEN TAPANULI TENGAH
Oleh :
Yulisa Lestari Nim. 409240039 Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan Ridho-Nya, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini berjudul “Pengukuran Parameter Fisika Dan Kimia Di Daerah Aliran Sungai Di Kabupaten Tapanuli Tengah”, disusun untuk memperoleh gelar sarjana Sain di Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNIMED.
Penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada Bapak Drs.Rahmatsyah, M.Si sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan dan saran kepada penulis sejak awal penulisan sampai dengan selesainya skripsi ini. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Bapak Drs.Togi Tampubolon, M.Si, BapakRappel Situmorang, M.Sidan BapakDr.Karya Sinulingga M.Siyang telah memberikan masukan dan saran dalam penyusunan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Drs.Pintor Simamora, M.Si selaku dosen pembimbing akademik, dan kepada Ibu Rita Juliani, M.Si yang juga selalu ikut memberikan masukan dan saran. Serta seluruh Bapak dan Ibu dosen beserta staf jurusan Fisika FMIPA UNIMED. Teristimewa penulis sampaikan terimakasih kepada Ayahanda dan Ibunda (Ponimin dan Nuryani, S.Pd), beserta Kakanda dan Adinda (Weni Roslina, Am,keb dan Nanang Nova Ramadhani) dan keluarga yang telah memberikan doa, motivasi, kasih sayang dan pengorbanan baik secara moril dan materi kepada penulis dalam menyelesaikan studi di Universitas Negeri Medan.
v
Penulis telah berupaya semaksimal mungkin dalam menyelesaikan skripsi ini, namun penulis menyadari masih banyak kekurangan pada skripsi ini. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca demi penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini memberi manfaat bagi mahasiswa di lingkungan FMIPA UNIMED khususnya jurusan fisika dalam memperkaya khasanah ilmu Sains.
Medan, Maret 2015 Penulis,
iii
Pengukuran Parameter Fisika Dan Kimia Daerah Aliran Sungai Di Kabupaten Tapanuli Tengah
Yulisa Lestari (409240039) ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian pengukuran parameter fisika dan kimia daerah aliran sungai (DAS) di kabupaten Tapanuli Tengah dengan tujuan untuk mengetahui tingkat pencemaran DAS di kabupaten Tapanuli Tengah, berdasarkan parameter fisika, kimia dan kandungan logam berat.
Sampel parameter berupa air sungai yang berasal dari 7 stasiun yakni 5 stasiun dilakukan pengujian parameter DO, BOD, pH dan kandungan logam berat dengan menggunakan ICP (Inductively Coupled Plasma) yang di uji di BTKLPPM dan 2 stasiun dilakukan pengujian sampel dengan berdasarkan hasil kondisi logam berat berupa suhu, salinitas, konduktivitas dan kekeruhan yang dilakukan di Laboratorium Fisika Bumi Universitas Negri Medan.
Hasil yang diperoleh dari pengujian kandungan Pb rentang 0,00352-0,04043 mg/l nilai rata-rata 0,029824 mg/l menunjukkan St1, St2, St3 dan St5 diatas ambang batas baku mutu air sungai 0,03 mg/l (tercemar). Kandungan logam Cu rentang 0,00049-0,02486 mg/l nilai rata-rata 0,01055 mg/l. Menurut baku mutu air sungai kadar logam tembaga (Cu) yaitu 0,02 mg/l terlihat ada indikasi pencemaran pada St3. Nilai pH 6,5-7,4 dengan rata-rata 7,02. Baku mutu air sungai untuk pH antara 6-9. Kadar DO 1,34-4,09 mg/l dengan nilai rata-rata 3,01 mg/l dengan mutu air sungai yaitu >3. DAS pada St1, St2 dan St3 termasuk kategori perairan baik sedangkan untuk St4 dan St5 kategori yang tercemar. DO berbanding terbalik dengan BOD nya. Suhu di St2 dan St3 berkisar 24,1-25,5 0C dengan nilai rata-rata 240C. Nilai baku mutu air untuk suhu berkisar 18-30°C maka suhu perairan dilokasi penelitian masih digolongkan kategori baik. Nilai kekeruhan di St2 dan St3 yaitu 2,90-28,08 NTU dengan nilai rata-rata 10,98 NTU. Nilai kekeruhan tertinggi pada St2 yaitu antara 9,88-28,08 NTU. Nilai konduktivitas St2 dan St3 dengan rentang 0,00443-107µS/cm dengan nilai rata-rata 39,75 µS/cm sedangkan Nilai salinitas yang diperoleh dari S2 dan St3 berkisar 0,00000219-540 ppm dengan nilai rata-rata 102,38 ppm. Hasil menunjukkan bahwa semakin ke arah muara sungai atau ke hilir konduktivitas dan salinitas air sungai semakin menurun.
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan i
Riwayat Hidup ii
Abstrak iii
Kata Pengantar iv
Daftar Isi vi
Daftar Gambar ix
Daftar Tabel x
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah 1
1.2 Batasan Masalah 2
1.3 Rumusan Masalah 3
1.4 Tujuan Penelitian 3
1.5 Manfaat Penelitian 3
BAB II TINJAUAN TEORITIS
2.1. Gambaran Umum Kabupaten Tapanuli Tengah 4
2.1.1. Letak Geografis 4
2.1.2. Hidrologi 5
2.2. Daerah Aliran Sungai 6
2.2.1.Kesatuan dan Fungsi Daerah Aliran Sungai 6 2.2.2. Pengelolaan Daerah Aliran Sunga
2.3. Parameter Kualitas Air Sungai 9
2.3.1. Parameter Fisika Air 10
2.3.1.1. Suhu 10
2.3.1.2. Kekeruhan 11
2.3.1.3. Konduktivitas 12
2.3.1.4. Salinitas 13
vii
2.3.2. Parameter Kimia Air 15
2.3.2.1. Variabel pH 15
2.3.2.2. Variabel Oksigen Terlarut (DO) 15 2.3.2.3. Biochemical Oxygen Demand (BOD) 16
2.3.2.4. Hubungan BOD dan DO 17
2.4. Pencemaran 18
2.4.1. Sumber-sumber Pencemaran 19
2.4.1.1. Bahan Buangan Padat 19
2.4.1.2. Bahan Buangan Organik Dan Olahan Bahan Makanan 20
2.4.1.3. Bahan Buangan Anorganik 20
2.4.1.4. Bahan Buangan Cairan Berminyak 21 2.4.1.5. Bahan Buangan Berupa Panas (Polusi Thermal) 21
2.4.1.6. Bahan Buangan Zat Kimia 22
2.5. Logam Berat 22
2.6. Karakteristik Logam Berat 24
2.6.1. Plumbun-Timah Hitam (Pb) 24
2.6.2. Tembaga (Cu) 25
2.6.3. Kandungan Logam Berat Dalam Perairan 26
BAB III METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian 27
3.2. Alat dan Bahan Penelitian 27
3.2.1. Alat-alat 27
3.2.2. Bahan-bahan 28
3.3. Prosedur Penelitian 29
3.4. Diagram Alir 37
BAB IV PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian 38
4.2. Parameter Kimia 39
viii
4.2.1.2. DO 40
4.2.1.3. BOD 40
4.2.1.4. Hubungan Antara Parameter DO dan BOD 41
4.2.1.5. Kandungan Logam Timbal (Pb) 41
4.2.1.6. Kandungan Logam Tembaga (Cu) 46
4.2.2. Parameter Fisika 43
4.2.2.1. Suhu 43
4.2.2.2. Kekeruhan 44
4.2.2.3. Konduktivitas 45
4.2.2.4. Salinitas 46
4.2.2.5. Hubungan Antara Parameter Konduktivitas dan Salinitas 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 48
5.2. Saran 48
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Peta Kabupaten Tapanuli Tengah 5 Gambar 2.2. Timbal (Pb) dalam bentuk padatan 25
Gambar 2.3. Tembaga (Cu) 25
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Baku Mutu Sungai 9
Tabel 2.2. Hubungan Salinitas dengan DHL 13 Tabel 2.3. Derajat Pencemaran Berdasarkan Nilai BOD5 17 Tabel 2.4. Klasifikasi Derajat Pencemaran Bahan Organik 18 Tabel 3.1. Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian 27 Tabel 3.2. Bahan Yang Akan Dibutuhkan Dalam Penelitian 28
Tabel 4.1. Hasil Parameter Kimia 38
Tabel 4.2. Hasil Kandungan Logam Berat 40
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tabel Data Penelitian 51
Lampiran 2. Gambar Hasil Perhitungan Analisa Data 53
Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian 55
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Baku Mutu Sungai 9
Tabel 2.2. Hubungan Salinitas dengan DHL 13
Tabel 2.3. Derajat Pencemaran Berdasarkan Nilai BOD5 17 Tabel 2.4. Klasifikasi Derajat Pencemaran Bahan Organik 18 Tabel 3.1. Alat Yang Digunakan Dalam Penelitian 27 Tabel 3.2. Bahan Yang Akan Dibutuhkan Dalam Penelitian 28
Tabel 4.1. Hasil Parameter Kimia 38
Tabel 4.2. Hasil Kandungan Logam Berat 40
ix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Peta Kabupaten Tapanuli Tengah 5
Gambar 2.2. Timbal (Pb) dalam bentuk padatan 25
Gambar 2.3. Tembaga (Cu) 25
x
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Tabel Data Penelitian 51
Lampiran 2. Gambar Hasil Perhitungan Analisa Data 53
Lampiran 3. Dokumentasi Penelitian 55
Lampiran 4. Surat persetujuan Dosen Pembimbing Skripsi 58
Lampiran 5. Surat izin penelitian di BTKLPPM 59
1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Indonesia terdiri atas 13.667 pulau tetapi baru sekitar 6.000 pulau yang
telah mempunyai nama, sedangkan yang berpenghuni sekitar 1000 pulau. Jumlah
panjang garis pantainya sekitar 81.000 km yang merupakan garis pantai yang
amat panjang yang dimiliki oleh suatu negara di dunia ini. Luas seluruh wilayah
Indonesia dengan jalur laut 12 mil adalah 5 juta km2 terdiri dari luas daratan 1,9
juta km2, laut teritorial 0.3 juta km2 sedangkan perairan pedalaman atau perairan
kepulauan seluas 2,8 km2. Ini berarti seluruh wilayah laut Indonesia berjumlah 3,1
juta km2 atau sekitar 62% dari seluruh wilayah Indonesia. Sebagai salah satu
negara kepulauan terbesar di dunia, Indonesia juga dikenal sebagai salah satu
pusat keanekaragaman hayati laut dunia dengan kekayaan terumbu karangnya.
Indonesia sendiri memiliki luas total terumbu karang sekitar 85.200 km2 atau
sekitar 18% luas total terumbu karang dunia (Nontji dalam Lumbanraja, 2012:1).
Dan Tapanuli tengah salah satu kota yang mempunyai biota alam yang memiliki
nilai ekologi dan ekonomi sebagai pengembangan wisata bahari.
Secara geografis, Kabupaten Tapanuli Tengah berada di antara
1°11’00”-2°22’0” LU dan 98°07’-98°12’ BT. Daerah ini terletak di pesisir pantai barat
Pulau Sumatera dan sebagian lainnya di pulau-pulau kecil. Luas wilayah
Kabupaten Tapanuli Tengah sekitar 2.194,98 km2. Kabupaten Tapanuli Tengah
sebagian besar berbukit dengan ketinggian 0-1.266 meter di atas permukaan laut.
Dari seluruh wilayah Tapanuli Tengah, 43,90% berbukit dan bergelombang.
Klimatologi Kabupaten Tapanuli Tengah, sebagian besar wilayah kecamatan di
Kabupaten Tapanuli Tengah berbatasan dengan lautan sehingga berpengaruh pada
suhu udara yang tergolong tropis. Kabupaten Tapanuli Tengah berbatasan dengan
Kabupaten Aceh Singkil, Provinsi Nangroe Aceh Darussalam di sebelah utara,
Kabupaten Tapanuli Selatan di sebelah selatan, Kota Sibolga dan Samudra
2
Hasudutan, dan Kabupaten Pakpak Bharat di sebelah timur. Ibukota Kabupaten
Tapanuli Tengah adalah PANDAN.
Kekhasan perairan Pandan tidak terlepas dari biota lautnya. Mata
pencaharian mayoritas penduduknya Nelayan dan Petani. Namun pencemaran air
sungai yang mengalir ke laut akibat limbah, sampah dan ataupun keberadaan
logam berat berupa tembaga (Cu) dan timbal (Pb) yang berlebihan di daerah aliran
sungai dapat mengakibatkan kerusakan pada biota laut.
Berdasarkan hasil penelitian (Lumbanraja, 2012), nilai salinitas di daerah
Pantai Pulau Poncan ini tergolong sangat tinggi. Rata-ratanya mencapai 50,32 ppt,
pada rentang 48,4-52,3 ppt. Nilai salinitas sebesar ini melebihi salinitas samudra
luas yang hanya berkisar 44 ppt. Biasanya salinitas di sekitar pulau-pulau hanya
sekitar 21 ppt. Hal ini mengindikasikan adanya pencemaran di daerah pesisir
pantai tersebut.
Dan berdasarkan hasil wawancara peneliti kepada warga bernama D.
Hutagalung, Jum’at (2/14) di Tapanuli tengah. Hampir seluruh Daerah Aliran
Sungai (DAS) yang bermuara ke laut di sekitar pesisir sudah mengalami
pencemaran, seperti DAS Sibuluan tercemar oleh limbah dari PLTA, DAS Pandan
tercemar oleh limbah masyarakat, DAS Sarudik tercemar oleh limbah pabrik
karet, dan DAS lainnya. Untuk memastikan bahwa kondisi pantai tetap seimbang
dan mampu menopang kehidupan ekosistemnya, perlu dilakukan analisa
parameter fisika-kimia diantaranya suhu, kekeruhan, konduktivitas, salinitas, DO,
BOD, pH dan logam berat. Guna menanggapi kondisi ini, peneliti ingin
melakukan penelitian dengan judul “Pengukuran Parameter Fisika Dan Kimia
Daerah Aliran Sungai Di Kabupaten Tapanuli Tengah”.
1.2 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Kandungan unsur logam berat yang di uji Pb dan Cu
2. Parameter fisika yang di tinjau suhu, kekeruhan, salinitas dan konduktivitas
dan Parameter Kimia yang di tinjau pH, DO (Disolve Oxygen) dan BOD
3
3. Hubungan antara salinitas dengan konduktivitas dan hubungan antara nilai
BOD dengan DO
1.3 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan batasan masalah di atas, maka
permasalahan yang akan dibahas adalah :
1. Berapa nilai kandungan unsur logam berat yang di uji
2. Berapa nilai parameter fisika dan nilai parameter kimia yang terkandung pada
sampel air sungai daerah aliran sungai di Tapanuli tengah
3. Adakah hubungan antara salinitas dengan konduktivitas dan hubungan antara
nilai BOD dengan DO?
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah :
1. Mengetahui nilai kandungan unsur logam berat yang di uji
2. Mengetahui nilai parameter fisika dan kimia air di daerah aliran sungai di
Tapanuli tengah
3. Mengetahui hubungan antara salinitas dengan konduktivitas dan hubungan
antara nilai BOD dengan DO.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diperoleh setelah melakukan penelitian ini adalah :
1. Sebagai informasi kepada instansi yang terkait dalam perlindungan biota laut
di daerah pantai di sekitar Tapanuli tengah
48
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitian yaitu :
1. Nilai pH berkisar 6,5-7,4 dengan rata-rata 7,02. Nilai baku mutu air DAS
untuk pH antara 6-9 maka untuk daerah aliran sungai dari 5 stasiun
termasuk kategori perairan yang baik, kadar DO rentang 1,34 mg/l-4,09
mg/l dan nilai rata-rata 3,01 mg/l berdasarkan baku mutu air sungai kadar
DO yang ditetapkan yaitu >3. Nilai DO berbanding terbalik dengan nilai
BOD. Suhu berkisar 24,1-25,50C dengan nilai rata-rata 240C sedangkan
untuk nilai kekeruhan tertinggi terdapat pada St2 yaitu antara 9,88-28,08
NTU.
2. Hasil pengujian kandungan logam timbal (Pb) di daerah aliran sungai di
kabupaten Tapanuli Tengah dengan rentang 0,00352-0,04043 mg/l dengan
rata-rata 0,029824 mg/l sedangkan hasil pengujian kandungan logam
tembaga (Cu) nilai rentang 0,00049 mg/l-0,02486 mg/l dengan nilai
rata-rata 0,01055 mg/l.
3. Nilai konduktivitas rentang 0,00443-59,4 µS/cm dengan nilai rata-rata
39,75 µS/cm dan Nilai salinitas yang diperoleh dari St2 dan St3 adalah
berkisar 0,00000219-540 ppm dengan nilai rata-rata 102,38 ppm.
5.2. SARAN
Saran penulis terhadap hasil penelitian dan kesimpulan yaitu tingkat
pencemaran hasil dari penelitian perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan
memperluas daerah pengambilan sampel agar mendapatkan pencemaran kualitas
air sungai yang lebih lengkap dan akurat dan selanjutnya diharapkan penyuluhan
tentang pentingnya menjaga kualitas sungai agar tidak tercemar oleh Pemerintah
49
DAFTAR PUSTAKA
Achmad, R. (2004).Kimia Lingkungan.Yogyakarta: Penerbit ANDI.
Agusnar, H. (2008),Analisa Pencemaran dan Pengendalian Pencemaran, Medan:
USU Press. Hal: 17 – 18
Asdak, C. (2007). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah
Mada University Press. Yogyakarta.
[BPS] Badan Pusat Statistik Kota Sibolga. (2007). Kota Sibolga Provinsi
Sumatera Utara. Sibolga
http//sumut.bps.go.id/sibolga. Diakses pada tanggal 13 Maret 2013
Dahuri, R. (2000). Kebijakan Dan Strategi Pengelolaan Terumbu Karang
Indonesia Prosiding Pengelolaan Dan IPTEK Terumbu Karang
Indonesia: 1-16
Darmono, 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran (Hubungannya dengan
Toksikologi Senyawa Logam), Penerbit : Universitas Indonesia
Press,Jakarta.
[Dephut]. (2003c). Kajian Model Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS)
Terpadu. Jakarta: Kehutanan dan Konservasi Sumberdaya Air.
[Dephut]. 2008.Kerangka Kerja Pengelolaan Daerah Aliran Sungai di Indonesia.
Jakarta: Departmen Kehutanan Republik Indonesia.
Fachrurrozie, A., Patria, M.P., dan Widiarti, R., (2012), Pengaruh Perbedaan
Intensitas Cahaya Terhadap Kelimpahan Zooxanthella Pada Karang
Bercabang Di Perairan Pulau Pari, Kepulauan Seribu, Jurnal Akuatika 3:
115-124
Julisti, Bertha. (2010). Pengenalan Alat & Analisa Tingkat Kekeruhan Air
Dengan Turbidimeter
http://btagallery.blogspot.com/2010/05/pengenalan-alat-analisa
tingkat.html, Diakses pada tanggal 10 Februari 2013.
Kangkan, A. L. (2006). Studi Penentuan Lokasi Untuk Pengembangan Budidaya
50
Nusa Tenggara Timur. Semarang: Program Pascasarjana Universitas
Diponegoro.
Linsley, R. K., dkk. (1982).Hidrologi untuk Insinyur, Edisis Ketiga.Jakarta: Erlangga.
Lumbanraja, W. (2012). Penentuan Parameter Fisika Dan Kimia Air Laut Di
Sekitar Pantai Pulau Poncan Sibolga Sumatera Utara. Medan: Skripsi
FMIPA Unimed
LPM – STPS. 2004. Pfofil Desa Jago-jago, Kecamatan Badiri – Tapanuli
Tengah.Sibolga : LPM-STPS
Mahyun, Syahyuni (2012), Analisis Kualitas Air Laut Berdasarkan Parameter
Fisika dan Kimia serta Kandungan Logam Berat di Kawasan Pesisir
Pantai Sibolga. Medan: Skripsi FMIPA Unimed
Mardhatillah, Wirdati, dkk. (2014),Penentuan Konsentrasi Logam Berat Pb, Cu,
Zn Dan Konduktivitas Listrik Limbah Cair Industri Pabrik Karet
Pekanbaru:Karya Ilmiah FMIPA Binawidya Pekanbaru
Moersidik, S., & Hardjojo, B. (1999).Analisis Kualitas Air.Jakarta: Universitas
Terbuka.
Shindu, S.F., (2005), Kandungan Logam Berat Cu, Zn, dan Pb dalam Air, Ikan
Nila (Oreochromis niloticus) dan Ikan Mas (Cyprinus carpio) dalam
Keramba Jaring Apung, Waduk Saguling, Skripsi diterbitkan, Jurusan
Sumberdaya Perairan FIKP IPB, Bogor
Suharsono, 2007. Pengelolaan Terumbu Karang di Indonesia. Pusat Penelitian
Oseanografi-LIPI. Jakarta
Zam-zam, (2009). Dampak Pencemaran Air Bagi Manusia dan Lingkungan.
