SKRIPSI
YOSUA CW. TAMPUBOLON 150302067
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
YOSUA CW. TAMPUBOLON 150302067
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
SKRIPSI
YOSUA CW. TAMPUBOLON 150302067
Skripsi Sebagai Satu Diantara Beberapa Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2020
Saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Yosua CW. Tampubolon
NIM : 150302067
Menyatakan bahwa skripsi yang berjudul “Analisis Kualitas Air dan Tingkat Pencemaran di Danau Toba Desa Sipinggan Kabupaten Samosir Sumatera Utara” adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka dibagian akhir skripsi ini.
Medan, Februari 2020
Yosua CW. Tampubolon 150302067
ABSTRAK
YOSUA CW TAMPUBOLON. Analisis Kualitas Air dan Tingkat Pencemaran di Danau Toba Desa Sipinggan Kabupaten Samosir Sumatera Utara. Di bawah bimbingan RUSDI LEIDONALD.
Perairan Desa Sipinggan merupakan satu wilayah Danau Toba yang dimanfaatkan masyarakat sebagai kegiatan MCK, bahan baku air minum, wisata, pelabuhan penyeberangan dan kegiatan budidaya keramba jaring apung yang dapat mempengaruhi kualitas air di perairan Desa Sipinggan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai parameter fisika, kimia, mikrobiologi dan kualitas air berdasarkan baku mutu PP RI No. 82/2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Parameter fisika, kimia dan mikrobiologi dianalisis dengan menggunakan metode Storet dan metode CCME.
Penelitian ini dilakukan pada bulan Juli sampai Agustus 2019. Metode penelitian yang digunakan adalah Purposive Random Sampling. Stasiun yang digunakan terdiri atas stasiun I (Aktivitas masyarakat,MCK), stasiun II (tempat wisata), stasiun III (inlet danau toba), dan stasiun IV(KJA). Nilai parameter fisika, kimia dan mikrobiologi antara lain suhu 25,5oC–26,1oC, TSS 41,6-75,3 mg/l, kecepatan arus 0,11-0,1 m/detik, , DO 6,04-6,87 mg/l,pH 7,1-7,5, BOD 2,9-6,4 mg/l, COD 7,66-8,87 mg/l, nitrat 0,5-0,83 mg/l, fosfat 0,10-0,39 mg/l, total coliform 4933–
16000 MPN/100ml. Kualitas air berdasarkan metode storet sesuai dengan baku mutu kelas I dengan nilai masing-masing stasiun yaitu, stasiun I dengan nilai -28 dikategorikan tercemar sedang, stasiun II dengan nilai -16 dikategorikan tercemar sedang, stasiun III dengan nilai -41 dikategorikan tercemar berat, stasiun IV dengan nilai -31 dikategorikan tercemar berat. Kualitas air berdasarkan metode CCME sesuai dengan baku mutu kelas I dengan masing-masing stasiun yaitu, stasiun I dengan nilai 75,61 dikategorikan cukup baik, stasiun II dengan nilai 73,54 dikategorikan cukup baik, stasiun III dengan nilai 42,57 dikategorikan sangat buruk, dan stasiun IV dengan nilai 63,43 dikategorikan cukup baik. Metode CCME lebih tinggi sensitivitasnya dibandingkan metode storet.
Kata Kunci : Kualitas Air, Metode Storet, Metode CCME, Sipinggan
ABSTRACT
YOSUA CW TAMPUBOLON, Analysis of Water Quality and Pollution Levels in Lake Toba Samosir regency Sipinggan village of North Sumatra, Under academic supervision by RUSDI LEIDONALD.
Sipinggan village is an area of Lake Toba is utilized by people as an activity toilets, drinking water raw materials, tourist area, ferry ports and floating net cage aquaculture activities which could affect water quality in the waters Sipinggan village. This study aims to determine the value of the parameter of physics, chemistry, microbiology and qualitywater quality standards based on PP No. 82/2001 on Management of Water Quality and Water Pollution Control. The parameters of physics, chemistry and microbiology Storet analyzed using the methods and methods of CCME. This research was conducted in July and August 2019. The research method used is purposive random sampling. Stations used consisted of the station I (community activity, MCK), the station II (sites), the third station (inlet of Lake Toba), and station IV (cages). The parameter values of physics, chemistry and microbiology, among others-26,1°C temperature of 25,5 ° C, TSS 41,6 to 75,3 mg / l, the flow rate from 0,11 to 0,18 m / sec, DO 6,04 to 6, 87 mg / l, pH 7,1 to 7,5, BOD 2,9 to 6,4 mg / l, COD from 7,66 to 8,87 mg / l, nitrate 0,5 to 0,83 mg / l , phosphate 0,10 to 0,39 mg / l, total coliform 4933- 16000 MPN / 100ml. Water qualitystoret based method in accordance with the quality standard of Grade I with the value of each station, namely, the station I with a value of -28 categorized as polluted medium, the station II station with a value of -16 categorized as polluted medium, the station III with a value of -41 categorized heavily polluted, station IV with a value of -31 categorized heavily polluted. CCME water quality based on the method in accordance with the first class quality standards with which each station, the first station with a value of 75,61 categorized quite good, station II with 73,54 categorized quite good value, station III with a value of 42,57 categorized as very bad and station IV with 63,43 categorized quite good value. CCME method of higher sensitivity than methods storet.
Keywords: Water quality, Storet method, CCME method, Sipinggan
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Laguboti pada tanggal 16 Desember 1997 dari Ayahanda Almarhum Charles Tampubolon dan Ibunda Dameria Hutapea. Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara.
Penulis mengawali pendidikan formal di SD Negeri 173592 Sigumpar pada tahun 2003-2009 dan dilanjutkan dengan pendidikan menengah pertama yang ditempuh di SMP Swasta Budhi Dharma Balige pada tahun 2009-2012.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Menengah Atas di SMA Negeri 2 Balige dengan jurusan Pengetahuan Alam pada tahun 2012-2015.
Penulis melanjutkan pendidikan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Bersama Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SBMPTN) tahun 2015.
Penulis melasanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di Balai Benih Ikan (BBI) Bantun Kerbo Kecamatan Lae Parira Kabupaten Dairi. Penulis juga melaksanakan Kuliah Kerja Nyata Pembelajaran Pemberdayaan masyarakat (KKN-PPM) di Desa Sipinggan, Kabupaten Samosir, Provinsi Sumatera Utara pada tahun 2018.
Selain mengikuti perkuliahan penulis juga menjadi asisten Laboratorium Ekosostem Perairan Pesisir pada tahun 2017-2018. Penulis juga aktif dalam Himpunan Mahasiswa Jurusan Ikatan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (IMASPERA) pada tahun 2016-2018.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis pamjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan usulan penelitian yang berjudul “Analisis Kualitas Air dan Tingkat Pencemaran di Danau Toba Desa Sipinggan Kabupaten Samosir Sumatera Utara”. Skripsi ini merupakan satu diantara beberapa syarat untuk dapat memperoleh gelar Sarjana Perikanan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Orangtua tercinta, Almarhum Bapak CH. Tampubolon, S.Pd dan Ibu Dameria Hutapea yang telah membesarkan, mendidik dan memberi dukungan doa, semangat, moril dan materil kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
2. Abang dan Kakak penulis Ibran Tampubolon, S.Ap., Jefrinson Tampubolon S.T., serta Kakak Friscylia Tampubolon, S.Si yang telah memberikan dukungan dalam mengerjakan skripsi ini.
3. Bapak Rusdi Leidonald, S.P., M.Sc. selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan dukungan dan pengarahan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
4. Ibu Dr. Ery Yusni, Msc. dan Bapak Rizky Febriansyah Siregar, S.Pi, M. Si selaku dosen penguji yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Seluruh staf pegawai dan pengajar yang telah memberikan dukungan doanya kepada penulis.
6. Bapak Dasro Rumapea dan Josafat Rumapea selaku perangkat Desa Sipinggan Kecamatan Nainggolan dan Andika Situmeang yang telah membantu penulis dalam melakukan penelitian di Desa Sipinggan tersebut.
7. Masyarakat setempat yang telah banyak membantu penulis selama kegiatan penelitian dilakukan.
8. Rekan-rekan mahasiswa/i angkatan 2015, dan adek-adek tingkat ankatan 2016- 2019 yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang telah membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaiakn skripsi ini.
Akhir kata penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagai dasar penelitian selanjutnya dan dapat menjadi sumber informasi bagi pihak yang membutuhkan, khususnya dibidang perikanan.
Medan, Januari 2020
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... ix
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Rumusan Permasalahan ... 2
Tujuan Penelitian ... 3
Manfaat Penelitian ... 4
Kerangka Pemikiran ... 4
TINJAUAN PUSTAKA Ekosistem Danau ... 5
Danau Toba ... 5
Sumber Pencemaran dari Aktivitas Masyarakat ... 7
Parameter Fisika Perairan ... 9
Suhu ... 9
TSS ... 10
Parameter Kimia Perairan ... 10
pH Air ... 10
Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen) ... 10
BOD ( Biochemical Oxygen Demand) ... 11
COD (Chemical Oxygen Demand). ... 12
Nitrat (NO3) ... 12
Fosfat ... 13
Parameter Mikrobiologi Perairan ... 14
Total Coliform ... 14
Baku Mutu Air ... 15 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian ... 17
Alat dan Bahan ... 17
Prosedur Penelitian ... 18
Deskripsi Area ... 18
Pengambilan Data Parameter Fisika, Kmia dan mikrobiologi ... 20
Pengukuran Faktor Fisika Perairan ... 21
Pengukuran Faktor Kimia Perairan ... 22
Pengukuran Faktor Mikrobiologi Perairan ... 23
Analisis Data ... 24
Parameter Kualitas Air ... 24
Penentuan Tingkat Pencemaran ... 24
Indeks Storet ... 25
Indeks CCME (Canadian Council Minister of the Environment) ... 26
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil ... 29
Parameter Kualitas Air ... 29
Status Mutu Air ... 36
Pembahasan ... 38
Parameter Kualita Air ... 38
Status Mutu Air ... 45
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 48
Saran ... 48 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
No. Teks Halaman
1. Kerangka pemikiran Penelitian ... 4
2. Peta Lokasi Penelitian ... 17
3. Lokasi Stasiun I ... 18
4. Lokasi Stasiun II ... 19
5. Lokasi Stasiun III ... 19
6. Lokasi Stasiun IV ... 20
7. Grafik Nilai Rata-Rata Suhu ... 30
8. Grafik Nilai Rata-Rata TSS ... 31
9. Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Arus... 31
10. Grafik Nilai Rata-Rata pH ... 32
11. Grafik Nilai Rata-Rata DO ... 33
12. Grafik Nilai Rata-Rata BOD ... 33
13. Grafik Nilai Rata-Rata COD ... 34
14. Grafik Nilai Rata-Rata Nitrat ... 35
15. Grafik Nilai Rata-Rata Fosfat ... 35
16. Grafik Nilai Rata- Rata Total Coliform ... 36
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman
1. Pengukuran Parameter Kualitas air ... 20
2. Kriteria Mutu Air Berdasrkan PP No. 82 Tahun 2001... 24
3. Penentuan Sistem Nilai Indeks Storet ... 26
4. Penentuan kategori perairan menurut Indeks Kualitas Air CCME ... 28
5. Rata-rata hasil pengukuran parameter kualiatas perairan………. 29
6. Kualitas Air dengan Metode CCME……… 38
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengetahuan mengenai kondisi kualitas perairan danau yang dicerminkan oleh nilai konsentrasi beberapa parameter kualitas air, baik secara fisika, kimia maupun secara biologis sangat diperlukan dalam merancang pengelolaan dan pengendalian pencemaran perairan. Penilaian ini pada dasarnya dilakukan dengan membandingkan nilai parameter kualitas air dari hasil pengukuran di lapangan dengan baku mutu perairan. Salah satu daerah yang cocok untuk diketahu kualitas airnya adalah di kabupaten Samosir. Kegiatan dari masyarakat diduga telah menurunkan kualitas perairan di salah satu daearh di kabupaten Samosir, yaitu desa Sipinggan.
Desa Sipinggan adalah satu diantara beberapa desa di Kabupaten Samosir yang wilayahnya berada di pinggiran Danau Toba. Keberadaan Danau Toba menjadi tempat untuk melakukan aktivitas sehari-hari bagi sebagin besar masyarakat desa tersebut. Sebagian dari masyarakat ada yang memanfaatkan Danau Toba sebagai tempat pariwisata dan sebagian lagi melakukan aktivitas keseharian seperti mencuci, mandi, dan mengambil air untuk kebutuhan di rumah.
Aktitivitas masyarakat di Danau Toba setiap hari selalu dijumpai di desa tersebut.
Keberadaan aktivitas masyarakat seperti mencuci dan mandi di perairan tentunya akan memberikan perubahan pada suatu perairan. Akibat rendahnya tingkat perekonomian masyarakat Desa Sipinggan, masyarakat lebih memilih melakukan aktivitas tersebut di perairan Danau Toba. Masyarakat juga mengambil air untuk persediaan air di rumah dan sebagai air minum. Namun disisi lain hal
tersebut berdampak terbalik terhadap kondisi perairan dan berdampak pada kesehatan masyarakat. Pengaruh adanya aktivitas MCK (mandi, cuci kakus) mengakibatkan banyak sampah dipinggiran Danau dan perubahan warna air perairan di Desa Sipinggan.
Selain kegiatan MCK yang dilakukan masyarakat di perairan tersebut, di perairan Desa Sipinggan terdapat pelabuhan penyeberangan feri dan kapal motor penyeberangan. Aktivitas transportasi ini setiap hari dapat dijumpai di perairan tersebut. Kegiatan pertanian seperti bertani dan beternak juga sangat dekat dengan perairan ini, intlet dari lahan pertanian dan air buangan peternakan disalurkan ke perairan Danau Toba. Hal-hal seperti ini dikhawatirkan akan berpengaruh terhadap kualitas perairan dan faktor fisika, kimia dan biologi yang ada pada perairan tersebut. Khususnya berpengaruh pada parameter biologi yaitu bakteri coliform yang dihasilkan dari peternakan di desa tersebut. Oleh sebab itu, perlu dilakukannya penelitan untuk mengetahui kondisi perairan Desa Sipinggan, Kecamatan Nainggolan, Kabupaten Samosir. berpotensi mengubah kondisi suatu perairan.
Kualitas air secara umum menunjukan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan. Menurut peraturan pemerintah No. 82 tahun 2001, baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar mahluk hidup zat, energi, atau komponen yang ada atau harus ada unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya di dalam air. Pencemaran air adalah masuknya mahluk hidup, zat, energi, atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai peruntukannya (KLH, 2004).
Rumusan Permasalahan
Kondisi perairan di Desa Sipinggan saat ini dipenuhi dengan banyaknya aktivitas masyarakat seperti MCK, transportasi, pariwisata, KJA dan aktivitas pertanian/peternakan. Keberadaan aktivitas tersebut memungkinkan timbulnya berbagai masalah yang dapat mempengaruhi kualias air. Oleh sebab itu peneliti menjadikan topik permasalahan tersebut sebagai rumusan masalah. Adapun rumusan permasalahan dalam penelitian ini sebagai berikut :
1. Seberapa besar nilai parameter fisika, kimia dan mikrobiologi (Total coliform) air di perairan Desa Sipinggan Kecamatan Nainggolan, Kabupaten Samosir ?
2. Bagaimana status kualitas air di perairan Desa Sipinggan Kecamatan Nainggolan Kabupaten Samosir berdasarkan indeks storet dan indeks CCME (Canadian of Minister of The Environment).
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini dilakukan adalah :
1. Mengetahui nilai parameter fisika, kimia dan mikrobiologi di perairan Desa Sipinggan Kecamatan Nainggolan Kabupaten Samosir.
2. Menentuakn status pencemaran perairan Desa Sipinggan berdasarkan metode storet dan metode CCME
Manfaat Penelitian
Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat memberi informasi mengenai kualitas air Danau Toba di Desa Sipinggan Kecamatan Nainggolan
Kabupaten Samosir bagi masyarakat, peneliti maupun instansi-instansi tertentu yang mengelola Danau Toba.
Kerangka Pemikiran
Perairan Desa Sipinggan adalah salah satu wilayah di Danau Toba yang dimanfaakan masyarakat sebagai tempat MCK, pelabuhan, pariwisata, KJA dan aktivitas pertanian. Keberadaan aktivitas masyarakat tersebut diperkirakan sebagai sumber pencemaran di perairan yang mempengaruhi kondisi perairan baik secara fisika, kimia, dan mikrobiologi. Lingkungan perairan tidak sesuai dengan batas baku mutu yang ditetapkan, perairan tersebut telah tercemardab selanjutnya dilakukan pengelolaan perairan. Berdasarkan masalah diatas kerangka pemikiran penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Kualitas Perairan
Parameter Fisika
Parameter Kimia
Parameter Mikrobiologi
Baku Mutu Kualitas Air Tingkat Pencemaran Pengelolaan Perairan Perairan Desa Sipinggan
MCK Transportasi Pertanian/Peternakan KJA
Aktivitas Masyarakat
TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem Danau
Danau adalah wilayah yang digenanagi badan air sepanjang tahun serta terbentuk secara alami. Pembentukan danau terjadi karena pergerakan kulit bumi sehingga bentuk dan luasnya sangat bervariasi. Danau yang terbentuk sebagai akibat gaya tektonik kadang-kadang badan airnya mengandung bahan-bahan dari perut bumi seperti belerang dan panas bumi (Andy et al., 2010).
Danau merupakan salah satu bentuk ekosistem perairan air tawar, dan berfungsi sebagai penampung dan menyimpan air yang berasal dari air sungai, mata air maupun air hujan. Sebagai salah satu bentuk ekosistem air tawar, danau memegang peranan sangat penting dan potensial untuk dikembangkan dan didayagunakan untuk berbagai kepentingan, seperti kepentingan ekonomi, perikanan, irigasi, sumber air bersih dan pariwisata. Dari sisi ekologi, danau juga berperan sebagai penyangga bagi kehidupan sekitarnya, dan memilii kekayaan keanekaragaman hayati yang potensial bagi kesejahteraan masyarakat (Ginting, 2011).
Menurut Effendi (2003), berdasarkan tingkat kesuburannya, danau dapat diklasifikasikan menjadi 3 sebagai berikut :
a. Oligotropik (miskin unsur hara dan produktivitas rendah), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa yang rendah. Perairan ini memiliki kadar unsur hara nitrogen dan fosfor rendah, namun cnderung jenuh dengan oksigen.
b. Mesotropik (unsur hara dan produktivitas sedang), yaitu perairan dengan produktivitas primer dan biomassa sedang. Perairan ini merupakan peralihan antara oligotropik dan eutropik.
Eutrofik (kaya unsur hara dan produktivitas tinggi), yaitu perairan dengan kadar unsur hara dan tingkat produktivitas primer tinggi. Perairan ini memiliki tingkat kecerahan yang rendah.
Ekosistem danau sangat bermanfaat untuk mendukung kehidupan manusia namun demikian fungsi dan manfaat danau dari waktu kewaktu telah mengalami penurunan. Bahwa penurunan fungsi dan manfaat danau disebabkan oleh terjadinya pencemaran dan kerusakan lingkungan perairan danau (Nugroho et al., 2012).
Danau Toba
Kawasan Danau Toba terletak di dataran tinggi Bukit Barisan di Provinsi Sumatera Utara, secara geografis terdapat antara koordinat 2º10´ LU - 3º0´ LU dan 98º20´ BT - 99º50´ BT dengan luas permukaan air danau 112.959 ha.
Ekosistem Kawasan Danau Toba secara administratif terletak di 7 (tujuh) kabupaten yaitu Kabupaten Simalungun, Kabupaten Toba Samosir, Kabupaten Samosir, Kabupaten Humbang Hasundutan, Kabupaten Tapanuli Utara, Kabupaten Dairi dan Kabupaten Karo (Nasution et al.,2010).
Danau Toba merupakan sumber daya air yang mempunyai nilai sangat penting dan strategis, baik ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi, ekonomi maupun estetika. Hal ini berkaitan dengan manfaat Danau Toba sebagai habitat dari berbagai jenis organisme air, sebagai sumber air minum bagi masyarakat sekitarnya, sarana transportasi, sumber air pertanian, media perikanan (perikanan
budi daya maupun perikanan tangkap), sebagai sumber air bagi PLTA Sigura- gura, dan yang tidak kalah pentingnya adalah sebagai obyek wisata andalan di Provinsi Sumatera Utara yang sudah dikenal luas ke berbagai Negara (Ginting, 2011).
Danau Toba termasuk perairan lentik (lentic water), atau disebut juga perairan tenang. Danau Toba merupakan suatu perairan yang banyak dimanfaatkan oleh beberapa sektor seperti pertanian, perikanan, pariwisata, perhubungan laut, dan juga merupakan sumber air minum bagi masyarakat di kawasan Danau Toba. Adanya berbagai aktivitas manusia di sekitar danau tersebut, sehingga Danau Toba akan mengalami perubahan ekologis di mana kondisinya sudah berbeda dengan kondisi alaminya (Silalahi, 2009).
Permasalahan utama yang dialami ekosistem Danau Toba terutama adalah penurunan kualitas air akibat dari berbagai limbah yang dibuang ke dalarn danau sehingga menimbulkan pencemaran, seperti limbah rumah tangga, limbah pertanian, lirnbah dari budidaya perikanan di dalam keramba serta limbah rninyak yang berasal dari aktivitas transportasi air. Selain itu terjadi perusakan kawasan hutan berupa penebangan hutan untuk berbagai keperluan di sekitar danau yang menyebabkan terjadinya fluktuasi alirau air yang rnasuk ke dalarn ekosistem danau (Barus, 2004).
Sumber Pencemaran dari Aktivitas Masyarakat
Pencemaran atau polusi adalah suatu kondisi yang telah berubah dari bentuk asal pada keadaan yang lebih buruk. Pergeseran bentuk tatanan dan kondisi asal pada kondisi yang buruk ini dapat terjadi sebagai akibat masukan dari bahan-bahan pencemar atau polutan. Bahan polutan tersebut pada umumnya
mempunyai sifat racun (toksik) yang berbahaya bagi organisme hidup. Toksisitas atau daya racun dari polutan itulah yang kemudian menjadi pemicu terjadinya pencemaran (Palar, 2008).
Kontaminasi bahan pencemar yang berasal dari aktivitas industri, pertanian, peternakan, maupun kegiatan rumah tangga telah menyebabkan terjadinya penurunan kualitas air yang signifikan pada badan air seperti sungai, danau dan waduk. Walaupun saat ini telah diberlakukan berbagai macam kebijakan dan peraturan terkait dengan pengendalian pencemaran air, diantaranya:
PP No. 82 tahun 2001 dan Permen LH No. 13 Tahun 2010, namun lemahnya praktek pengawasan dan penegakan hukum menyebabkan penurunan kualitas air di badan air terus berlangsung (Priadie, 2012).
Saat ini kelestarian fungsi perairan terganggu oleh masalah-masalah pencemaran, eutrofikasi maupun perubahan fungsi akibat pemanfaatan yang berlebih sehingga menimbulkan tekanan terhadap sumberdayanya. Penurunan sumberdaya air berasal dari berbagai sumber pencemar termasuk bahan-bahan kimia yang berasal dari industri, perkotaan/pemukiman (point sources), pertanian (pestisida), nutrient dan sedimentasi, perubahan fungsi hidrologi dan perubahan fungsi tata guna lahan (Sukimin, 2007).
Limbah organik yang mencemari perairan danau, berdasarkan asalnya dapat dibedakan menjadi limbah organik yang berasal dari luar danau dan berasal dari kegiatan di badan air danau. Limbah yang berasal dari luar danau berupa limbah industri, domestik, dan pertanian, sedangkan yang berasal dari kegiatan di badan perairan danau adalah sisa pellet dari kegiatan budidaya ikan dalam KJA.
Kegiatan dalam bidang pertanian, secara langsung maupun tidak langsung dapat
menyebabkan kualitas perairan danau menjadi menurun. Hal ini disebabkan karena residu dari penggunaan pupuk dan pestisida akan mengalir ke badan air danau. Masuknya bahan pencemar tersebut ke badan perairan dapat menurunkan kualitas air serta mengubah kondisi ekologi perairan (Marganof, 2007).
Pembuangan Limbah cair dari MCK yang berada di danau toba yang paling banyak adalah limbah sabun ataupun detergen dan sampah yang besar ataupun yang kecil yang sering di buang ke danau oleh masyarakat. Detergen merupakan salah satu produk industri yang sangat berguna bagi masyarakat, dapat digunakan untuk melindungi kebersihan dan kesehatan tubuh manusia. Namun, jika detergen tidak dikelola dengan baik dan benar akan mempengaruhi kualitas air (Riani, 2012).
Dengan banyaknya daerah wisata di tepi Danau Toba dan di Pulau Samosir beserta pemukiman yang ada serta segala aktifitas domestik, pertanian, peternakan dan lainnya, maka secara kumulatif seluruh aktifitas itu akan memberikan kontribusi terhadap kualitas badan air danau. Demikian banyaknya aktivitas yang terjadi di sekitar dan dalam badan air wilayah danau termasuk banyaknya transportasi motor air dan kapal-kapal penumpang yang beroperasi di wilayah perairan danau, maka tentu kualitas badan air danau akan mengalami perubahan dengan beban introduksi segala material dan energi yang diterima oleh lingkungan perairan Danau Toba tersebut.Dari kegiatan budidaya dan limbah rumah tangga di sekitar perairan Danau Toba menyebabkan nilai ammonia, nitrat dan fosfat tinggi. (Sagala,2012).
Parameter Fisika Perairan Suhu Air
Pada dasarnya bahwa dengan adanya variasi suhu yang cukup besar dapat memberikan dampak atau pengaruh yang cukup besar pula terhadap berbagai aktifitas metabolisme dari organisme yang mendiami suatu perairan. Variasi suhu suhu dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu antara lain tingkat intensitas cahaya yang tiba di permukaan perairan, keadaan cuaca, awan dan proses pengadukan (Maniagasiet al., 2013).
Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altitude), waktu dalam satu hari, sirkulasi udara, penutupan awan dan aliran serta kedalaman dari badan air. Perubahan suhu berpengaruh terhadap proses fisika, kimia dan biologi badan air. Kecepatan metabolisme dan respirasi organisme air juga memperlihatkan peningkatan dengan naiknya suhu yang selanjutnya mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen (Effendi, 2003).
Total Suspended Solid (TSS)
Total Suspended Solid (TSS) suatu contoh air adalah jumlah bobot bahan yang tersuspensi dalam suatu volume air tertentu, dengan satuan mg/liter. Padatan tersuspensi terdiri dari komponen terendapkan, bahan melayang dan komponen tersuspensi koloid. Padatan tersuspensi mengandung bahan anorganik dan bahan organik(Kordiet al., 2010).
Berdasarkan peraturan pemerintah Nomor 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, TSS dalam ekosistem perairan berkisar 50-1000 mg/l. Tingginya nilai TSS juga dapat
menyulitkan penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air ( Effendi, 2003).
Parameter Kimia Perairan pH Air
Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion Hidrogen dalam suatu larutan.
Organisme air hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi antara asam lemah sampai dengan basah lemah. Nilai pH yang ideal bagi kehidupan organisme air pada umumnya 7 sampai 8,5. Kondisi perairan dengan pH tertentu mempengaruhi metabolisma dan respirasi bagi kelangsungan hidup organisme (Barus 2004).
Oksigen Terlarut (Dissolved Oxygen)
Oksigen terlarut merupakan suatu faktor yang sangat penting dalam ekosistem air, terutama dibutuhkan untuk proses respirasi bagi sebagian besar organisme air. Umumnya kelarutan oksigen dalam air sangat terbatas.
Dibandingkan dengan kadar oksigen di udara yang mempunyai konsentrasi sebanyak 20% volum, air hanya mampu menyerap oksigen sebanyak 20% volum saja (Barus, 2004).
Konsentrasi oksigen terlarut merupakan parameter yang sangat penting dalam menentukan kualitas perairan tambak. Konsentrasi oksigen ditentukan oleh keseimbangan antara produksi dan konsumsi oksigen dalam ekosistem. Oksigen diproduksi oleh komunitas autotrof melalui proses fotosintesis dan dikonsumsi oleh semua organisme melalui pernafasan. Disamping itu, oksigen juga diperlukan untuk perombakan bahan organik dalam ekosistem (Izzati, 2012).
Ada dua metode yang digunakan untuk menentukan oksigen terlarut yaitu metode winkler atau metode titrasi atau disebut juga metode iodometri dan metode elektrometris (DO meter). Metode winkler berdasarkan sifat oksidasi oleh oksigen yang terlarut dan metode elektrometis berdasarkan jumlah oksigen yang berdifusi melewati membran (Andyet al., 2010).
BOD (Biochemical Oxygen Demand)
BOD (Biochemichal Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen biokimiawi merupakan satuan yang digunakan untuk mengukur kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk menguraikan bahan organik di dalam air limbah, yang menggunakan ukuran mg/liter air kotor. Pemeriksaan BOD didasarkan didasarkan atas reaksi oksidasi zat organis dengan oksigen di dalam air dan proses tersebut berlangsung karena adanya bakteri aerob sebagai hasil oksidasi akan terbentuk karbon dioksida, air dan amoniak (Fatmawati et al., 2012).
BOD menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup di dalam air untuk menguraikan atau mengoksidasi bahan-bahan pencemar di dalam air. Nilai BOD tidak menunjukkan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur secara relatif jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan pencemar tersebut (Nugroho, 2006).
Semakin tinggi nilai BOD menunjukkan semakin tingginya aktivitas organisme untuk menguraikan bahan organik atau dapat dikatakan semakin besar kandungan bahan organik di suatu perairan tersebut. Oleh karena itu, tingginya kadar BOD dapat mengurangi jumlah oksigen terlarut dalam air menurun. Apabila oksigen terlarut sudah habis maka bakteri aerobik dapat mati sehingga akan
timbul aktivitas bakteri anaerob yang dapat menyebabkan bau yang tidak enak misalnya bau busuk (Sukmadewa, 2007).
COD (Chemycal Oxygen Demand)
COD merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan dalam proses oksidasi kimia yang dinyatakan dalam mg O2/l. Dengan mengukur nilai COD maka akan diperoleh nilai yang menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi terhadap total senyawa organik baik yang mudah diuraikan secara biologis maupun terhadap yang sukar atau tidak bisa diuraikan sacara biologis (Barus, 2004).
Nitrat
Nitrat merupakan produk akhir dari proses penguraian protein dan diketahui sebagai senyawa yang kurang berbahaya dibandingkan dengan amonium/amoniak atau nitrit. Nitrat adalah zat nutrisi yang dibutuhkan oleh organisme untuk tumbuh dan berkembang (Barus, 2004).
Nitrat adalah ion-ion anorganik alami, yang merupakan bagian dari siklus nitrogen. aktivitas mikroba ditanah atau air menguraikan sampah yang mengandung nitrogen organik pertama-tama menjadi amonia. Kemudian dioksidasi menjadi nitrit dan nitrat. Oleh karena nitrit dapat dengan mudah dioksidasi menjadi nitrat, nitrat adalah senyawa yang paling sering ditemukan didalam air bawah tanah maupun air yang terdapat dipermukaan (Manampiring, 2009).
Nitrat merupakan zat nutrisi yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk dapat tumbuh dan berkembang, sementara nitrit merupakan senyawa toksik yang dapat mematikan organisme air. Keberdaan nitrat di perairan sangat dipengaruhi oleh
buangan yang dapat berasal dari industri, bahan peledak, piritehnik dan pemupukan. Secara alamiah kadar nitrat biasanya rendah namun kadar nitrat dapat menjadi tinggi sekali dalam air tanah di daerah yang diberi pupuk nitrat/nitrogen (Efendi, 2003).
Fosfat
Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan.
Karakteristik fosfor sangat berbeda dengan unsur-unsur utama lain yang merupakan penyususn biosfer karena unsur ini tidak terdapat di atmosfer. Pada kerak bumi, keberadaan fosfor relatif sedikit dan mudah mengendap.Fosfor juga merupakan unsur yang esensial. Bagi tumbuhan dan alga akuatik serta sangat mempengaruhi tingkat produktivitas perairan (Effendi, 2003).
Fosfor merupakan salah satu parameter kualitas air karena keberadaannya yang berlebihan akan menurunkan kualitas suatu perairan. Selain unsur nitrogen, fosfor juga merupakan penyebab utama pertumbuhan ganggang dalam air.
Pertumbuhan ganggang yang pesat membutuhkan oksigen yang lebih banyak sehingga keperluan oksigen untuk biota perairan menjadi berkurang. Di samping itu, biomas ganggang yang telah mati akan menyebabkan penurunan kualitas iar.
Fosfor dalam suatu perairan bersumber dari limbah industri, limbah domestik dan pertanian, hancuran bahan organik, dan mineral-mineral fosfat. Di dalam air, fosfor dalam bentuk padat maupun terlarut. Fosfor dalam bentuk padat berupa scuspensi garam-garam yang tidak larut atau teradsorpsi pada bahan padat.
Fosfor terlarut terdapat dalam bentuk senyawa organik terlarut. Peningkatan konsentrasi fosfat dalam suatu perairan akan menunjukkan adanya bahan
pencemar berupa senyawa-senyawa fosfat dalam bentuk organofosfat atau polifosfat (Manik,2009).
Parameter Biologi Total Coliform
Lingkungan perairan mudah tercemar oleh mikroorganisme pathogen (berbahaya) yang masuk dari berbagai sumber seperti permukiman, pertanian dan peternakan. Bakteri yang umum digunakan sebagai indikator tercemarnya suatu badan air adalah bakteri yang tergolong Escherichia coli , yang merupakan satu diantara beberapa bakteri yang tergolong koliform dan hidup normal di dalam kotoran manusia dan hewan (Effendi, 2003).
Penentuan kualitas air secara mikrobiologis menurur APHA (American Public Health Association) dan WHO ( World Health Organization) dilakukan berdasarkan analisis kehadiran jasad indikator, yaitu bakteri golongan Coli Fecal yang selalu ditemukan di dalam tinja manusia atau hewan berdarah panas, baik yang sehat maupun yang sakit. Selain itu, prosedur pengujian kualitas air menggunakan coli fecal bersifat sangat spesifik, artinya pengujian tidak memberikan hasil positif yang salah dan bersifat sangat sensitif, yang artinya kualitas air sudah dapat ditentukan meskipun colifecal tersebut terdapat dalam jumlah yang sangat kecil, misalnya hanya ditemukan 1 sel per milliliter sampel air (Nugroho, 2006).
Parameter mikrobiologi yang diukur untuk mengetahui kualitas perairan adalah Fecal Coliform dan total Coliform. Bakteri Coliform dapat digunakan sebagai indikator adanya pencemaran feses atau kotoran manusia dan hewan di dalam perairan. Golongan bakteri ini umumnya terdapat di dalam feses manusia
dan hewan. Oleh sebab itu keberadaannya di dalam air tidak dikehendaki, baik ditinjau dari segi kesehatan, estetika, kebersihan maupun kemungkinan terjadinya infeksi yang berbahaya. Beberapa jenis penyakit dapat ditularkan oleh bakteri coliform melalui Baku mutu air kelas satu mensyaratkan keberadaan Fecal coliform tidak boleh melebihi 100 sel/100ml, sedang untuk air kelas dua tidak boleh lebih dari 1000 sel/100ml, dan untuk air kelas tiga tidak boleh melebihi 2000 sel/100ml (Pujiastuti et al., 2013).
Baku Mutu Kualitas Air
Berdasarkam Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air, dimana baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar mahluk hidup zat, energi atau komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang ditenggang keberadaanya di dalam air. Kriteria mutu air dan penetapan kelas sebagai berikut:
1. Kelas Satu : Bahan baku air minum dan peruntukan lain dengan syarat kualitasair sama.
2. Kelas Dua : Prasarana/sarana rekreasi, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, pertanaman, dan peruntukanlain dengan syarat kualitas air yangsama.
3. Kelas Tiga : Prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, pertanaman dan peruntukan lain dengan syarat kualitas air yangsama.
4. Kelas Empat :Mengairi pertanaman dan peruntukan lain dengan syarat kualitas air yangsama.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni- Agustus 2019 di Perairan Danau Toba Desa Sipinggan, Kecamatan Nainggolan, Kabupaten Samosir, Provinsi Sumatera Utara. Pengambilan sampel dilakukan pada 4 stasiun berbeda yaitu stasiun aktivitas wisata, stasiun aktivitas masyarakat ( MCK, Pertanian, dan pelabuhan)stasiun daereah inlet atau daerah masuk air ke danau toba dan daerah dengan aktivitas Keramba Jaring Apung. Sampel air diidentifikasi di Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan dan Balai Riset dan Standardisasi (BARISTAND) Medan. Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Peta Lokasi Penelitian di Perairan Danau Toba Desa Sipinggan,
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah thermometer, DO meter,
pH meter, GPS, botol sampel air, bola duga,cool box, alat tulis, kertas label, dan kamera digital.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel air perairan Desa Sipinggan yaitu dari daerah aktivitas masyarakat( MCK, Pertanian, dan pelabuhan), daerah aktivitas wisata, daerah masuknya air ke Danau Toba dan daerah KJA.
Prosedur Penelitian
Metode yang dilakukan dalam menentukan stasiun penelitian adalah Purpossive Random Sampling yaitu dengan cara memilih empat stasiun penelitian berdasarkan kondisi lingkungan yang dianggap sesuai dengan tujuan penelitian.
Parameter fisika, parameter kimia, dan parameter mikrobiologi dilakukan melalui cara in situ yaitu pengukuran secara langsung data di lokasi penelitian dan cara ex situ yaitu hasil sampel merupakan data hasil laboratorium.
Deskripsi Area
Stasiun I merupakan wilayah perairan yang terdapat aktivitas masyarakat seperti MCK, pelabuhan, dan pertanian (gambar 3). Wilayah ini berada pada koordinat 2º26´ 3´´ LU dan 98º53´56´´ BT.
Gambar 3. Lokasi Stasiun I
Stasiun II : Stasiun ini merupakan daerah wisata dengan kegiatan seperti memancing, renang, duduk santai.Berada pada jarak 1,5 kilometer dari stasiun I.
Stasiun II terletak pada koordinat 2º26´ 7´´ LU dan 98º53´76´´ BT. Foto lokasi stasiun II dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Lokasi Stasiun II
Stasiun III : Stasiun ini merupakan stasiun inlet atau daerah masuknya air sungai ke danau toba. Berada pada jarak 2 kilometer dari stasiun II. Stasiun III terletak pada koordinat 2º25´7´´ LU dan 98º53´54´´ BT. Foto lokasi stasiun III dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Lokasi Stasiun III
Stasiun IV : Stasiun ini merupakan stasiun dengan aktivitas keramba jaring apung (KJA). Berada pada jarak 2 kilometer dari stasiun III. Stasiun IV terletak pada koordinat2º24´9´´ LU dan 98º53´37´´ BT. Foto lokasi stasiun IV dapat dilihatpada Gambar 6.
Gambar 6. Lokasi Stasiun IV
Pengambilan Data Parameter Fisika Kimia dan Mikrobiologi
Pengambilan data parameter fisika, kimia, dan biologi dilakukan dengan pengukuran di lapangan dan di laboratorium dengan mengambil sampel air.
Pengukuran di lapangan dilakukan pada siang hingga sore hari. Sebelumnya ditentukan sebanyak empat stasiun pengamatan dengan masing-masing tiga kali ulangan untuk setiap parameter yang diukur pada setiap stasiun. Pengambilan sampel dimulai dari stasiun IV, dilanjutkan dengan stasiun III, stasiun II, dan terakhir stasiun I. Sampel air yang diambil adalah sampel air permukaan.
Parameter fisika, kimia dan biologi yang diamati dapat dilihat pad1a Tabel 1.
Tabel 1. Pengukuran Parameter Kualitas Air
Parameter Satuan Alat/Metode Tempat Analisis Fisika
Suhu oC Thermometer In Situ
TSS mg/l Gravimetrik Ex Situ
Kecepatan Arus Bola Duga In Situ
Kimia
pH mg/l pH meter In Situ
DO mg/l DO meter In Situ
BOD mg/l Winkler Ex Situ
COD mg/l Refluks Ex Situ
Fosfat mg/l Spektrofotometer Ex Situ
Nitrat mg/l Spektrofotometer Ex Situ
Mikrobiologi
Total Coliform MPN/100ml - Ex Situ
Pengukuran Faktor Fisika Perairan 1. Suhu
Pengukuran suhu air dilakukan dengan menggunakan alat termometer.
Termometer dimasukkan ke dalam air sampel selama lebih kurang 5 menit.
Kemudian dibaca skala pada termometer tersebut. Pengukuran suhu air dilakukan setiap pengamatan dilapangan.
2. TSS
TSS diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu diawetkan dengan pendinginan menggunakan es.
Sampel air dibawa ke Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan
3. Kecepatan Arus
Kecepatan arus diukur dengan menggunakan bola duga. Bola duga diletakkan pada satu titik dan diamati waktunya selama 60 detik untuk mencapai jarak yang ditentukan.
Pengukuran Faktor Kimia Perairan 1. pH Air
Pengukuran pH air dilakukan dengan menggunakan alat pH meter. Sampel air diambil menggunakan ember lalu bagian elektroda dimasukkan kedalam sampel air hingga nilai pada display (layar pada pH meter) konstan. Pengukuran pH dilakukan setiap pengamatan lapangan.
2. Kelarutan Oksigen (Dissolved Oxygen)
Pengukuran DO air dilakukan dengan menggunakan alat DO meter.
Pengukuran DO dilakukan pada setiap pengamatan lapangan.
3. BOD (Biochemical Oxygen Demand )
BOD diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu di awetkan dengan pendinginan menggunakan es. Sampel air dibawa ke Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan untuk dianalisis.
4. COD
Pengukuran Amonia diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu diawetkan dengan pendinginan menggunakan es. Sampel air dibawa ke Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan
Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan untuk dianalisis dengan metode Refluks.
5. Nitrat
Pengukuran Nitrat diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Sampel air dibawa ke Balai Riset dan Standardisasi(BARISTAND) Medan untuk dianalisis dengan metode spektrofotometri.
6. Fosfat
Pengukuran Fosfor diukur dengan mengambil sampel air danau sebanyak 1 liter kedalam botol sampel. Setelah itu diawetkan dengan pendinginan menggunakan es. Sampel air dibawa ke Balai Teknik Kesehatan Lingkungan dan Pengendalian Penyakit (BTKLPP) Kelas I Medan untuk dianalisis dengan metode spektrofotometri.
Pengukuran Faktor Mikrobiologi Perairan Total Coliform
Pengukuran total Coliform dilakukan dengan mengambil sampel air menggunakan botol sampel yang steril sehingga tidak terjadi kontaminasi. Sampel air diawetkan dengan pendinginan dengan menggunakan es. Sampel air dibawa ke BTKLPP Kelas 1 Medan untuk dianalisis.
Analisis Data
Parameter Kualitas Air
Nilai parameter fisika dan kimia perairan yang diperoleh dibandingkan dengan kriteria mutu air dalam Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001
tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Kriteria Mutu Air Berdasrkan PP No. 82 Tahun 2001 Parameter Satuan
I
Kelas II III IV Fisika
Suhu oC Deviasi
3
Deviasi 3
Deviasi 3
Deviasi 5
TSS mg/l 50 50 400 400
Kimia
Ph 6-9 6-9 6-9 5-9
DO mg/l 6 4 3 0
BOD mg/l 2 3 6 12
COD mg/l 10 25 50 100
Nitrat mg/l 10 10 20 20
Fosfat mg/l 0,2 0,2 1 5
Biologi
Total Coliform MPN/100ml 1000 5000 10000 10000 Penentuan Tingkat Pencemaran
Metode Indeks Storet dan Indeks CCMEdigunakan untuk menentukan tingkatpencemaran perairanDanau TobaDesa Sipinggan. Penentuan Storet dan CCME dilakukan dengan membandingkan konsentrasi parameter kualitas air yang terukur dengan baku mutu air (PP. Nomor 82 Tahun 2001). Baku mutu air yang digunakan adalah baku mutu air kelas I, karena perairan Desa Sipinggan masih dimanfaatkan untuk sumber bahan baku air minum.
Metode Indeks Storet
Metode Storet merupakan salah satu metode untuk menentukan status mutu air yang umum digunakan. Dengan metode Storet ini dapat diketahui parameter-parameter yang masih memenuhi atau melampaui baku mutu air.
Secara prinsip, metode Storet adalah membandingkan antara data kualitas air dengan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukannya guna menentukan status mutu air. Cara untuk menentukan status mutu air adalah dengan menggunakan sistem nilai dari US-EPA (Environmental Protection Agency) dengan mengklasifikasikan sebagai berikut :
1. Skor = 0 (memenuhi baku mutu) 2. Skor = -1 s/d -10 ( tercemar ringan) 3. Skor = -11 s/d -30 (tercemar sedang) 4. Skor = ≥ -31 (tercemar berat)
Penentuan status mutu air dengan menggunakan metode Storet dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut.
1. Lakukan pengumpulan data kualitas air secara periodik sehingga membentuk data dari waktu ke waktu (time series data).
2. Bandingkan data hasil pengukuran dari masing-masing parameter air dengan nilai baku mutu yang sesuai dengan kelas air.
3. Jika hasil pengukuran memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran≤baku mutu) maka diberi skor 0.
4. Jika hasil pengukuran tidak memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran
> baku mutu) maka diberi skor yang dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Penentuan Sistem Nilai Indeks Storet untuk Menentukan Status Mutu Air Jumlah
Nilai
Parameter
Parameter Fisika Kimia Biologi
Maksimum -1 -2 -3
< 10 Minimum -1 -2 -3
Rata – rata -2 -6 -9
Maksimum -2 -4 -6
≥ 10 Minimum -2 -4 -6
Rata – rata -6 -12 -18
5. Jumlah negatif dari seluruh parameter dihitung dan ditentukan status mutunya dari jumlah skor yang didapat dengan menggunakan sistem nilai.
Indeks Kualitas AirCCME (Canadian Council Minister of the Environment) Indeks Kualitas Air CCME merupakan metode yang digunakan untukmengetahui status mutu air dan melihat kondisi pencemaran perairan. Indeks ini membandingkan hasil nilai analisis kualitas air terhadap acuan untuk memperoleh nilai pada rentang 0 yang menunjukkan kualitas yang buruk sampai 100 yang menunjukkan kualitas yang sangat baik (Hurley et al. 2012).
Selanjutnya, dilakukan evaluasi tingkat pencemaran berdasarkan Indeks CCME. Indeks CCME ini dipilih karena dalam penghitungan menggunakan obyektivitas statistika resiko lingkungan, yaitu banyaknya parameter yang tidak sesuai dengan baku mutu (F1), dan banyaknya hasil uji yang tidak sesuai dengan baku mutu (F2) serta besaran/selisih hasil pengujian pada suatu parameter terhadap baku mutunya (F3).
CCME dapat dihitung demgan menggunakan rumus sebagai berikut :
1. F1 (Scope), menyatakan persentase parameter parameter yang tidak memenuhi baku mutu, setidaknya untuk satu kali periode waktu relarif terhadap jumlah variabel yang diukur.
2. F2 (Frequency), menyatakan persentase uji yang tidak sesuai dengan baku mutu.
3. F3 (Amplitude), menyatakan jumlah uji gagal tidak memenuhi baku mutu.
F3 dihitung menggunak 3 langkah berikut.
a) nilai konsentrasi parameter yang meningkat menyatakan tingkat pencemaran meningkat:
b) nilai konsentrasi parameter yang menurun menyatakan tingkat pencemaran meningkat
c) jumlah penormalan dari penyimpangan
d) Selisih hasil pengujian yang tidak sesuai baku mutu : F1=Jumlah Parameter air yang tidak sesuai baku mutu air
Total jumlah parameter kualitas air x100
F2=Jumlah Hasil uji yang tidak sesuai dengan baku mutu air Total jumlah hasil uji kualitas air x100
penyimpangan i= ( Nilai hasil uji Nilai baku mutu)-1
penyimpangan i= (Nilai baku mutu Nilai hasil uji )-1
nse= ( ∑penyimpanagn i Total jumlah pengujian)
F3= nse
0,01 nse + 0,01x100
4. Nilai tingkat pencemaran
Keterangan :
F1 = banyaknya jumlah parameter yang melebihi baku mutu
F2 = banyaknya hasil nilai uji pada parameter yang melebihi baku mutu F3 = besaran/selisih hasil uji pada suatu parameter dengan baku mutunya 1,732 = nilai normalitas antara 0 sampai 100
Tabel 4. Penentuan kategori perairan menurut Indeks Kualitas Air CCME (CCME, 2001).
Nilai Indeks Kualitas Air CCME Kategori
95 – 100 Sangat baik
80 – 94 Good/Baik
60 – 79 Fair/Cukup Baik
45 – 59 Marginal/Buruk
0 – 44 Poor/Sangat Buruk
HASIL DAN PEMBAHASAN
CCME= 100 - √𝐹12+ 𝐹22 + 𝐹32 1,732
Hasil
Parameter Kualitas Air
Parameter kualitas air yang diukur pada saat pengamatan meliputi suhu, TSS, kecepatan arus, pH, DO, BOD, COD, nitrat, fosfat dan total coliform. Dari setiap stasiun, yaitu stasiun I yang merupakan pelabuhan dan sekaligus aktivitas MCK, stasiun II merupakan daerah wisata, stasiun III merupakan inletDanau Toba (muara sungai), stasiun IV merupakan keramba jaring apung. Hasil pengukuran yang dihasilkan dibandingkan dengan baku mutu air kelas I karena perairan desa Sipinggan masih dimanfaatkan sebagai bahan baku air minum. Hasil pengukuran parameter kualitas air dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5. Rata-rata Hasil Pengukuran Parameter Kualitas Perairan Desa Sipinggan
Parameter Fisika 1. Suhu
Parameter
Baku Mutu
Satuan
Stasiun Kelas I
I II III IV
Fisika
Suhu Deviasi 3 °C 25,70 25,60 25,50 26,10
TSS 50 mg/l 53,30 41,60 75,30 53,30
Kecepatan
arus - m/detik 0,11 0,11 0,18 0,13
Kimia
DO 6 mg/l 6,87 6.41 6,04 6,44
pH 6-9 - 7,40 7,50 7,10 7,40
BOD 2 mg/l 2,93 2,96 5,56 6,40
COD 10 mg/l 7,83 7,66 7,73 8,87
Nitrat 10 mg/l 0,56 0,50 0, 83 0,73
Fosfat 0,2 mg/l 0,12 0,10 0,39 0,31
Mikrobiologi Total
Coliform 1000 MPN/
100ml 9900 4933 16000 13733
Hasil pengukuran suhu air selama penelitian menunjukkan bahwa suhu air pada masing-masing stasiun tidak menunjukkan variasi yang tinggi,yaitu berkisar antara 25 ˚C – 27 ˚C. Rata rata suhu air tertinggi terapat pada stasiun IV yaitu 26,1
˚C dan rata-rata suhu air terendah terdapat pada stasiun III yaitu 25,5 ˚C. Grafik rata-rata suhu setiap stasiun dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Grafik Nilai Rata-Rata Suhu
2. TSS (Total Suspended Solid)
Hasil pengukuran TSS air selama penelitian pada masing-masing stasiun penelitian tidak menunjukan variasi yang tinggi yaitu berkisar antara 50 – 75 mg/l. Rata-rata TSS air terendah terdapat pada stasiun II 41,6 mg/l dan rata-rata TSS tertinggi terdapat pada stasiun III 75,3 mg/l. Grafik nilai TSS pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 8
25.2 25.3 25.4 25.5 25.6 25.7 25.8 25.9 26 26.1 26.2
I II III IV
Suhu (˚C)
Stasiun
Gambar 8. Grafik Nilai Rata-Rata TSS 3. Kecepatan Arus
Hasil pengukuran Kecepatan arus selama penelitian pada masing-masing stasiun penelitian tidak menunjukan variasi yang tinggi dan hasil yang didapatkan rendah yaitu berkisar antara 0,11 – 0,18 m/s. Grafik nilai Kecepatan arus pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik Nilai Rata-Rata Kecepatan Arus 0
10 20 30 40 50 60 70 80
I II III IV
TSS
Stasiun
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
I II III IV
Kecepatan Arus
Stasiun
Parameter Kimia 1. pH Air
Pada perairan Desa Sipinggan diperoleh nilai rata-rata pH yang berbeda namun tidak menunjukkan hasil yang berbeda jauh. Nilai rata-rata pH tertinggi terdapat pada stasiun II sebesar 7,5 dan nilai rata-rata pH terendah terdapat pada stasiun III sebesar 7,1. Grafik nilai rata-rata pH pada setiap stasiun dapat dilihat pada Gambar 10.
\
Gambar 10. Grafik Nilai Rata-Rata pH
2. Kelarutan Oksigen (Dissolved Oxygen)
Hasil pengukuran DO pada setiap stasiun penelitian memiliki nilai rata- rata yang tidak jauh berbeda, berkisar antara 6 – 7 mg/l. Rata-rata nilai DO tertinggi terdapat pada stasiun I sebesar 6,87 mg/l dan rata-rata nilai DO terendah terdapat pada stasiun III sebesar 6,04 mg/l. Grafik DO pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 11.
6.9 7 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6
I II III IV
pH
Stasiun
Gambar 11. Grafik Nilai Rata-Rata DO
3. BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Hasil pengukuran BOD pada setiap stasiun memiliki rata-rata nilai berkisar antara 2,93 – 6,4 mg/l. Rata-rata nilai BOD tertinggi terdapat pada stasiun IV sebesar 6,4 mg/l dan rata-rata nilai BOD terendah terdapat pada stasiun II sebesar 2,93mg/l. Grafik BOD pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. Grafik Nilai Rata-Rata BOD 5.6
5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7
I II III IV
DO
Stasiun
0 1 2 3 4 5 6 7
I II III IV
BOD
Stasiun
4. COD (Chemical Oxygen Demand)
Hasil dari pengukuran nilai rata-rata COD setiap stasiun bekisaran 7,66 – 8,87 mg/l. Rata-rata COD air tertinggi pada stasiun IV sebesar 8,87 dan rata-rata nilai COD terendah terdapat pada stasiun II sebesar 7,66 mg/l. Grafik BOD pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Grafik Nilai Rata-Rata COD 5. Nitrat
Nilai nitrat yang diperoleh dari pengukuran memiliki rata-rata bekisaran 0,50-0,83 mg/l. Rata-rata Nitrat air tertinggi pada stasiun III sebesar 0,83 mg/ldan rata-rata nilai Nitrat terendah terdapat pada stasiun II sebesar 0,50 mg/l. Grafik Nitrat pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 14.
7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8 9
I II III IV
COD
Stasiun
Gambar 14. Grafik Nilai Rata-Rata Nitrat
6. Fosfat
Nilai fosfat yang terdapat pada perairan Desa Sipinggan berkisar antara 0,10 – 0,39 mg/l. Nilai rata-rata fosfat tertinggi terdapat pada stasiun III yaitu 0,39 mg/l dan rata-rata fosfat terendah terdapat pada stasiun II yaitu 0,10 mg/l. Grafik fosfat pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 15. Grafik Nilai Rata-Rata Fosfat 0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
I II III IV
Nitrat
Stasiun
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45
I II III IV
Fosfat
Stasiun
Parameter Mikrobiologi 1. Total Coliform
Nilai rata-rata total coliform berkisar antara 4933 – 16000 MPN/100 ml.
Nilai tertinggi terdapat pada stasiun III yaitu 16000 MPN/100 ml. Nilai terendah terdapat pada stasiun II yaitu 4933 MPN/100 ml. Grafik total coliform pada setiap pengambilan dapat dilihat pada Gambar 16.
Gambar 16. Grafik Nilai Rata- Rata Total Coliform
Status Mutu Air Metode Storet
Hasil perhitungan kualitas air dengan menggunakan metode storet di perairan Danau Toba Desa Sipinggan dapat dilihat pada Tabel 5. Hasil dari tabel tersebut dapat menunjukan bahwa untuk status mutu air pada stasiun I tercemar sedang, stasiun II tercemar sedang, sedangkan status mutu air pada stasiun III tercemar berat dan stasiun IV tercemar berat. Contoh perhitungan dengan menggunakan metode Storet dapat dilihat pada Lampiran .
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000
I II III IV
Tota l Coliform
Stasiun
Tabel 5. Kualitas Air dengan Metode Storet
Kelas Stasiun 1 Stasiun II Stasiun III Stasiun IV Skor Kualitas
Air
Skor Kualitas Air
Skor Kualitas Air
Skor Kualitas Air I -28 Tercemar
Sedang
-16 Tercemar Sedang
-41 Tercemar Berat
-31 Tercemar Berat
Metode CCME
Hasil perhitungan kualitas air dengan menggunakan metode indeks CCME di perairan Danau Toba Desa Sipinggan dapat dilihat pada tabel 6. Hasil tabel tersebut menunjukan pada baku mutu kelas I pada stasiun I, II dan III dikategorikan Fair/Cukup baik, stasiun IV dikategorikan Poor/Sangat Buruk.
Contoh perhitungan dengan menggunakan metode CCME dapat dilihat pada Lampiran.
Tabel 6. Kualitas Air dengan Metode CCME
Kelas Stasiun 1 Stasiun II Stasiun III Stasiun IV Skor Kualitas
Air
Skor Kualitas Air
Skor Kualitas Air
Skor Kualitas Air
I 75,
611
Cukup Baik
73, 549
Cukup Baik
42, 572
Sangat Buruk
63, 434
Cukup Baik
Pembahasan Suhu
Hasil pengukuran suhu di Perairan Danu Toba Desa Sipinggan selama penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata suhu air pada masing-masing stasiun yaitu, stasiun I 25,7 oC, stasiun II 25,6 oC, stasiun III 25,5 oC, stasiun IV 26,1 oC. Dari hasil tersebut diketahui bahwa nilai rata-rata suhu air tertinggi
terdapat pada stasiun IV dengan nilai26,1 oCdan terendah pada stasiun III dengan nilai 25,5oC. Kondisi nilai rata-rata suhu air pada semua stasiun masih berada dalam kisaran yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku air minum. Hal ini sesuai dengan pernyataan Effendi (2003) yang menyatakan bahwa kisaran suhu optimum untuk pemanfaatan air dan pertumbuhan organisme pada perairan adalah berkisar 20 oC – 30 oC.
Pola sebaran suhu pada setiap stasiun penelitian masihberada dalam kisaran baku mutu perairan kelas I yang tercantum pada PP No. 82 Tahun 2001 Tentang pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air untuk bahan baku air minum, MCK dan kegiatan perikanan yaitu masih berada pada kisaran 20-30oC.
TSS (Total Suspended Solid)
Hasil menunjukkan bahwa nilai parameter TSS (Padatan Tersuspensi) di Perairan Desa Sipinggan tidak jauh berbeda antara stasiun satu dengan stasiun lainnya. Nilai TSS yang tertinggi berada di stasiun III dan nilai TSS yang terendah berada di stasiun II. Berdasarkan PP no.82 tahun 2001, TSS yang terkandung di perairan tersebut semua stasiun tidak cocok dengan baku mutu kelas I yang digunakan sebagai bahan baku air minum karena nilainya melebihi baku mutu yaitu 50 mg/l. Perairan tersebut cocok digunakan sebagai tempat untuk budidaya ikan , karena nilainya tidak melibihi baku mutu yaitu 400 mg/l.
Nilai TSS tertinggi dan nilainya berbeda dengan stasiun lain terdapat pada stasiun III dengan nilai 75,3 yang merupakan daerah aliran sungai atau daerah masuknya air sungai ke Danau Toba. Tingginya nilai TSS pada stasiun ini diakibatkan karena masuknya jenis zat padat seperti pasir, lumpur, dan tanah liat
melalui aliran sungai. Bahan-bahan organik dan anorganik hasil aktivitas dari pertanian maupun peternakan dialirkan ke perairan Danau Toba. Hal ini sesuai dengan pernyataan Tarigan dan Edward (2003) yang menyatakan bahwa Sebaran zat padat tersuspensi dpengaruhi oleh masukan yang berasal dari darat melalui aliran sungai. Zat padat tersuspensi adalah semua zat padat (pasir, lumpur dan tanah liat) atau partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komponen biotik dan abiotik.
Kecepatan Arus
Kecepatan arus yang dihasilkan selama penelitian memiliki hasil yang rendah dan cenderung stabil karena memang perairan danau adalah perairan tenang (lentik). Kecepatan arus pada pengambilan sampel ke-II memiliki hasil yang lebih tinggi namun masih dalam kategori arus lambat. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sari dan Usman (2012) yang menyatakan bahwa penggolongan kecepatan arus terdiri dari 4 kategori yaitu kategori arus lambat dengan kecepatan pada kisaran 0-0,25 m/s, kategori arus sedang dengan kecepatan 0,25-0,50 m/s, kategori arus cepat dengan kecepatan pada kisaran 0,50-1 m/s dan kategori arus sangat cepat dengan kecepatan diatas 1 m/s.
pH
Nilai pH yang tinggi pada stasiun II dikarenakan pada stasiun II merupakan daerah aktivitas masyarakat (MCK) dan pelabuhan penyeberangan yang terdapat kapal penyeberangan. Perubahan nilai pH dipengaruhi oleh adanya senyawa-senyawa yang masuk ke perairan. Hal ini sesuai dengan pernyataan Silalahi (2009) menyatakan bahwa nilai pH dipengaruhi oleh beberapa parameter,
antara lain aktivitas biologi, masuknya senyawa-senyawa, suhu, kandungan oksigen dan ion-ion.
Perairan Desa Sipinggan memiliki nilai rata-rata pH antar stasiun berada pada kisaran 7,2 – 7,65, secara umum nilai pH yang didapatkan masih dalam kisaran yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku air minum. Hal ini sesuai dengan penelitian Barus (2004) di perairan Danau Toba bahwa pengukuran terhadap nilai pH air di lokasipengamatan menunjukkan bahwa pH air berkisar antara 7,7 - 7,9. Secara umum nilai pH yang didapatkan masih dalam kisaran dapat dimanfaatkan dan dapat ditoleransi biota perairan.
Kelarutan Oksigen (Dissolved Oxygen)
Dari hasil penelitian diperoleh nilai DO dari masing-masing stasiun penelitian yang menunjukkan bahwa kualitas perairan Danau Toba Desa Sipinggan masih menunjukkan kualitas perairan yang baik. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Barus (2004) yang menyatakan bahwa nilai DO yang mengindikasikan kualitas air baik adalah pada kisaran 6-8 mg/L. Bila mengacu pada Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001, maka perairan Danau Toba pada semua stasiun memenuhi kriteria baku mutu kelas I.
Kisaran nilai DO yang didapatkan masih sesuai dengan baku mutu air kelas I, dan menunjukkan nila yang tidak berbeda jauh. Pada stasiun III memiliki nilai yang terendah disebabkan karena tingkat kekeruhan atau padatan tersuspensinya tinggi sehingga penetrasi cahaya yang masuk ke perairan lebih rendah, sehingga aktivitas fotosintesis pada stasiun ini rendah. Hal ini sesuai dengan Ayu (2009) yang menyatakan bahwa kekeruhan menyebabkan penetrasi cahaya matahari ke dalam peariran juga terhambat, akibatnya proses fotosintesis
dalam perairan juga terhambat sehingga kadar klorofil berkurang seiring dengan menurunnya produktivtas perairan.
BOD (Biochemical Oxygen Demand)
Parameter BOD yang didapatkan menunjukkan nilai BOD untuk stasiun IV memiliki nilai yang tinggi dan stasiun II memiliki nilai BOD yang rendah.
Berdasarkan PP no.82 tahun 2001, parameter BOD untuk baku mutu kelas I berada pada nilai 2 mg/L, hal ini menandakan bahwa nilai rata-rata BOD pada semua stasiun tidak memenuhi baku mutu kualitas perairan, yang peruntukannya untuk nahan baku mutu air minum.
Nilai BOD tertinggi pada stasiun IV mengindikasikan bahwa banyaknya kandungan bahan organik di stasiun IV yang merupakan daerah aktivitas KJAyang menampung bahan-bahan organik hasil limbah dan sisa-sisa pakan.
Selain itu stasiun IV terletak berdekatan dengan stasiun III yang merupakan daerah masuknya air ke Danau Toba. Bahan organik ini juga diduga berasal dari limbah aktivitas masyarakat dan perikanan yang menghasilkan limbah ke perairan, sedangkan pada stasiun I memiliki nilai BOD terendah dikarenakan stasiun I merupakan daerah wisata yang daerah wisata tersebut masih tahap pengembangan, sehingga aktivitas wisata di stasiun I ini belum terlihat ramai yang menyebabkan kandungan bahan organik lebih sedikit dari stasiun lainnya. Hal ini didukung Agustiningsih et al (2011) yang menyatakan bahwa limbah domestik mempunyai karakteristik antara lain apabila BOD dan COD tinggi disebabkan karena adanya aktivitas industri yang membuang limbah ke perairan.
COD (Chemical Oxygen Demand)
