3. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian dan Waktu
Daerah penelitian secara administrasi berada di kota Makassar pada posisi 5o6’15’’-5o6’36’’ LS dan 119o25’21’’-119o25’37’’ BT. Secara khusus lokasi penelitian adalah wilayah Estuaria Tallo yang masih mendapat pengaruh pasang surut air laut yaitu pada muara Sungai Tallo di Kecamatan Ujung Tanah, sebelah Utara Kota Makassar hingga ke jembatan Tello Kecamatan Tamalanrea sepanjang + 15 km (Gambar 6).
Gambar 6. Peta Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus 2010 hingga bulan November 2011. Pengambilan data lapangan dilakukan pada bulan musim Barat (November 2010) dan musim Timur (September 2011) sesuai dengan data curah hujan yang diperoleh dari BMKG Paotere Makassar.
3.2. Desain Penelitian
Penelitian dilaksanakan melalui studi kasus dengan metode survei yang dirancang untuk mendiskripsikan kondisi fisika, kimia, biologi, sosial dan ekonomi
sebagai kondisi eksisting lingkungan. Pengumpulan data primer dilakukan secara langsung meliputi pengukuran parameter fisika, kimia dan biologi perairan, wawancara masyarakat dan perorangan berstruktur dengan berpedoman pada kuesioner. Data sekunder berupa kebijakan publik dan kondisi meteorologi, dan kondisi kependudukan diperoleh dari studi pustaka, laporan dan data pengukuran lembaga penelitian.
3.2.1. Kajian Kondisi Eksisting Lingkungan Perairan Estuaria Tallo.
Kajian ini dilakukan untuk melihat kondisi lingkungan perairan estuaria saat sekarang. Kondisi yang ditinjau adalah meliputi kondisi kualitas perairan, kondisi sosial ekonomi masyarakat dan kondisi ekologi. Hasil analisis ini digunakan sebagai dasar dalam penyusunan model analisis kualitas perairan estuaria.
3.2.1.1. Jenis dan Sumber Data
Jenis data yang diperlukan pada penelitian ini adalah data primer dan data sekunder (Tabel 7).
Tabel 7. Jenis dan sumber data yang diperlukan dalam penelitian Kondisi
Lingkungan
Variabel Jenis Data Sumber Data
Kualitas Lingkungan
Parameter fisika :
Arus, Gelombang, TSS, Suhu, dan Sedimen (ukuran, jenis, bahan organik dan pH-Redoks)
Parameter kimia : DO, BOD5 Parameter biologi : , BOT, pH, Salinitas, fosfat, nitrat, Cd, Pb, Zn Makrozoobenthos Primer Pengukuran Lapangan dan laboratorium Sosial Ekonomi Masyarakat Umur Tingkat pendidikan Pekerjaan Pendapatan Persepsi Partisipasi Sekunder BPS
Jumlah dan jenis industri Regulasi dan UU
Jumlah penduduk
Sekunder Pemerintah Kota Makassar
Ekologi Topografi Hidrologi
Kondisi iklim dan cuaca Kondisi umum lingkungan
Sekunder BPN
Dinas PSDA Prov. Sul Sel BMG
BLHD
3.2.1.2. Penentuan Stasiun
Penentuan stasiun pengambilan sampel air berdasarkan gradien salinitas
(hypothetic line). Lokasi penelitian dibagi atas 2 zona yaitu :
Zona A : jembatan Tello (km15) sampai jembatan Tallo ( km 0 ) Zona B : daerah muara Sungai Tallo (daerah model)
Masing-masing zona dibagi beberapa stasiun yaitu : Zona A : Stasiun 1 (119 28’ 23” BT, 05 08’ 42” LS) Stasiun 2 (119 28’ 09” BT, 05 07’ 41” LS) Stasiun 3 (119 28’ 36”BT, 05 07’ 11”LS) Stasiun 4 (119 27’ 28”BT, 05 07’ 05”LS) Stasiun 5 (119 26’ 44”BT, 05 06’ 52”LS) Zona B ; Stasiun 6 (119 26’ 59”BT ,05 06’ 09”LS) Stasiun 7 (119 26’ 52”BT, 05 05’ 38”LS) Stasiun 8 (119 26’ 43”BT, 05 05’ 01”LS) Stasiun 9 (119 26’ 25”BT, 05 04’ 51”LS) Stasiun 10 (119 26’ 28”BT, 05 05’ 50”LS) Stasiun 11 (119 25’ 59”BT, 05 06’ 09”LS) Stasiun12 (119 25’ 44”BT, 05 06’ 00”LS) Stasiun 13 (119 25’ 13”BT, 05 06’ 33”LS)
3.2.1.3. Metode Analisis Data
Pengambilan contoh air dilakukan pada periode pasang dan surut dengan menggunakan botol Nansen, kemudian contoh air dimasukkan ke dalam botol sampel dan disimpan dalam coolbox selanjutnya dibawa ke laboratorium. Pengambilan spesimen makrozoobentos dilakukan pada beberapa titik di muara sungai dengan menggunakan grab sampler . Setelah disaring, spesimen makrozoobentos dimasukkan
ke dalam wadah selanjutnya diidentifikasi dan dihitung jumlahnya di laboratorium dengan menggunakan kaca pembesar.
Metode analisis parameter fisika kimia dan biologi yang digunakan disajikan pada Tabel 8.
Tabel 8. Parameter Kualitas Air yang Diteliti, Metode Analisa dan Pengukurannya
Parameter Satuan Metode Analisa/Alat Lokasi Fisika 1. Arus 2. Suhu 3. Sedimen 4.TSS Kimia 1.Oksigen terlarut 2.Salinitas 4. pH 2. BOD 3.TOC 5 4.BOT 5. Fosfat 6. Nitrat 7. Logam (Cd, Pb, Zn) Biologi 1.Makrozoobentos m/dtk o - C - mg O2/l o / - oo mg/l mg/l ind/m2 Flowatch Termometer Sedimen Grab Spektrofotometer DO meter Handrefraktometer pH meter
Titrimetri winkler inkubasi 5 Spektrofotometer Titrimetri As.askorbit Brucine SSA Pencacahan In situ In situ Insitu/Lab Lab In situ In situ In situ Lab Lab Lab Lab Lab Lab
Analisa parameter fisika dan kimia air mengacu pada metode APHA (1998). Karakteristik kondisi eksisting dianalisis dengan membandingkan hasil pemeriksaan sampel dengan baku mutu air laut KEP-MEN LH No 51/MenKLH/2004.
Pengukuran parameter biologi meliputi pengukuran komposisi jenis dan kelimpahan, indeks keanekaragaman jenis (H’), indeks keseragaman jenis (E),indeks dominansi jenis (C).
- Komposisi Jenis Dan Kelimpahan
Kelimpahan makrozoobentos dihitung berdasarkan persamaan yang dikemukakan oleh Odum (1971) sebagai berikut :
Keterangan :
Y = Jumlah individu (ind/m2
a = Jumlah makrozoobentos yang tersaring (ind)
)
b = Luas bukaan grab sampler (cm2
10000 = Nilai konversi dari cm
) 2
ke m2
- Indeks Keanekaragaman Jenis (H’)
Untuk mengetahui indeks keanekaragaman jenis makrozoobentos dipergunakan rumus Shannon-Wiener (Krebs,1978) sebagai berikut :
H’ = - ∑ Pi ln Pi ; Pi = ni/N (14)
dimana:
H’ = Indeks keanekaragaman jenis ni = Jumlah Individu Jenis
N = Jumlah total individu
Hasil perhitungan Indeks keanekaragaman jenis dapat diklasifikasikan dalam tiga kategori, yaitu :
1) H’ ≤ 1 = keanekaragaman rendah, penyebaran individu tiap jenis rendah dan kestabilan komunitas rendah, indikator adanya pencemaran berat
2) 1< H ’<3 = keanekaragaman sedang,penyebaran individu tiap jenis rendah dan kestabilan komunitas sedang, indikator adanya pencemaran sedang
3) H’ ≥ 3 = keanekaragaman tinggi ,penyebaran individu tiap jenis tinggi dan kestabilan komunitas tinggi, indikator adanya tidak terjadi pencemaran
- Indeks Keseragaman Jenis (E)
Untuk mengetahui indeks keseragaman jenis makrozoobentos dipergunakan rumus Shannon-Wiener (Krebs,1978) sebagai berikut :
dimana :
E = Indeks keseragaman jenis H’ = Indeks Keanekaragaman Jenis H Maks = Keanekaragaman maksimum
Hasil perhitungan indeks keseragaman jenis dapat diklasifikasikan dalam tiga kategori, yaitu :
1) 0,0 < E < 0,5 Komunitas dalam kondisi tertekan 2) 0,5 ≤ E < 0,75 Komunitas dalam kondisi labil 3) 0,75 ≤ E < 1,0 Komunitas dalam kondisi stabil - Indeks Dominansi Jenis (C)
Untuk mengetahui indeks dominansi jenis makrozoobentos dipergunakan rumus Simpson (Ludwig dan Reynold 1988) sebagai berikut :
C = (ni/N)2
dimana :
(16)
C = Indeks Dominansi Jenis ni = Jumlah Individu Jenis N = Jumlah total individu
3.2.2. Penentuan Status Pencemaran Estuaria Tallo
Penentuan tingkat pencemaran perairan dilakukan dengan menggunakan metode Indeks pencemaran (IP) berdasarkan Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 115 tahun 2003 tentang status mutu air dan indeks pencemaran air. Pengelolaan kualitas air atas dasar IP ini dapat memberi masukan pada pengambil keputusan agar dapat menilai kualitas badan air untuk suatu peruntukan serta melakukan tindakan untuk memperbaiki kualitas jika terjadi penurunan kualitas akibat keberadaan senyawa pencemar.
Adapun persamaan yang digunakan :
dimana :
IPj L
= Indeks polusi bagi peruntukan air
ij C
= Baku peruntukan air
i = Konsentrasi parameter kualitas air
Pada motode ini menggunakan berbagai parameter kualitas air, maka penggunaannya dibutuhkan nilai rata-rata dari keseluruhan Ci/Lij acuan polusi. Merangkum indeks polusi beberapa parameter digunakan rumus Numerow (1991):
(18)
dimana :
(Ci/Lij)R : nilai rata-rata Ci/L
(C
ij
i/Lij)M : nilai maksimum Ci/L
Untuk menentukan tingkat pencemaran digunakan indeks sebagai berikut : ij
0 < Pij
1,0 < P
< 1,0 memenuhi baku mutu
ij 5,0 < P < 5,0 tercemar ringan ij P < 10 tercemar sedang ij > 10 tercemar berat
3.2.3. Desain Model Kualitas Air Estuaria
Penyusunan model dilakukan dengan diawali konsep matematik dan numerik dari model beserta algoritmanya. Model dibangun berdasarkan atas persamaan hidrodinamika, dan persamaan kualitas air (persamaan 1-12, halaman 23-26)
3.2.3.1. Jenis dan Sumber Data
Data yang digunakan dalam mendesain model kualitas air disajikan pada Tabel 9.
Tabel 9. Data dan sumber data pembangun model kualitas air
No Jenis data Sumber data
1 Batimetri Dinas Hidro-Oseanografi
TNI AL, Makassar
2 Arah dan kecepatan angin Ifremer
3 Pasang Surut DHI
Dishidros 4 Hasil pengukuran kualitas air (fisika dan kimia) Lapangan
3.2.3.2. Desain Model
Untuk membangun model kualitas perairan dilakukan dengan mengintegrasikan proses fisika, kimia dan biologi yang terjadi di dalam perairan Estuaria Tallo.
Model hidrodinamika dibuat sebagai dasar untuk menggambarkan proses percampuran antara air dan sedimen, proses kimia yang terjadi pada zona transisi antara air tawar dan laut serta berbagai proses biologi yang terjadi. Data yang digunakan yaitu data koordinat lokasi penelitian, arus, angin, batimetri dan pasang surut. Persamaan yang digunakan berdasarkan persamaan hidrodinamika yang dibangun dari beberapa persamaan yaitu persamaan momentum, persamaan kontinuitas, persamaan kesetimbangan massa (persamaan 1 – 12).
Batasan model dibuat open boundary dengan finite element dan jumlah element 6021, luas daerah model 14,993 km2
Model disimulasikan dalam 2 musim yaitu musim Barat (November 2010) dan musim kemarau (September 2011) pada waktu pasang dan surut dengan masa simulasi 15 hari.
dan jarak dari mulut muara ke batas terluar adalah 2,8 km.
Beberapa asumsi untuk penyederhanaan model di muara Sungai Tallo yaitu nilai decay sama, jumlah konsentrasi yang berasal dari point source konstan sampai pada titik batas berikutnya dan initial condition sama. Thomann (1987) mengemukakan beberapa asumsi yang dapat digunakan dalam membangun model di estuaria yaitu : estuaria dalam kondisi steady state dimana luas, aliran dan reaksi-reaksi adalah konstan terhadap jarak.
Pendekatan model dalam bentuk algoritma dan bahasa program dikerjakan dengan menggunakan software program MIKE 21.
3.2.4. Kajian Strategi Pengelolaan Lingkungan Estuaria Berdasarkan Pengembangan Model Kualitas Perairan
Model pengelolaan lingkungan disusun berdasarkan kondisi eksisting, hasil simulasi model kualitas perairan estuaria, dan arahan kebijakan pengelolaan lingkungan estuaria.
3.2.4.1. Jenis dan Sumber Data
Jenis data yang diperlukan dalam menyusun strategi pengelolaan lingkungan terdiri atas data primer dan data sekunder. Sumber data berasal dari hasil model kualitas air, observasi ke lokasi penelitian serta pengisian kuisioner, diskusi dan wawancara langsung dengan responden dan pakar terpilih dari instansi terkait. Data sekunder diperoleh dengan cara menelusuri berbagai sumber seperti hasil penelitian dan dokumen ilmiah dari instansi terkait.
3.2.4.2. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data pada tahap ini adalah menentukan pakar yang dipilih secara sengaja (purposive sampling). Pada metode ini, responden yang dipilih berdasarkan pertimbangan-pertimbangan yang didasarkan pada kebutuhan penelitian dan memiliki kepakaran sesuai dengan bidang kajian. Beberapa pertimbangan dalam penentuan pakar yang dijadikan responden, menggunakan kriteria sebagai berikut : (1) mempunyai pengalaman yang kompeten sesuai dengan bidang yang dikaji; (2) memiliki reputasi, kedudukan/jabatan dalam kompetensinya dengan bidang yang dikaji dan (3) memiliki kredibilitas yang tinggi, bersedia dan atau berada pada lokasi yang dikaji (Lampiran 14).
3.2.4.3. Metode Analisis Data
Analisis data yang digunakan pada tahapan ini yaitu analisis prioritas kebijakan. Prioritas kebijakan pengelolaan estuaria dianalisis dengan analisis multikriteria secara partisipatif. Alat analisis yang digunakan adalah Analytical
permasalahan secara bertahap dan membantu pengambilan keputusan dalam memilih strategi terbaik dalam pengelolaan lingkungan Estuaria Tallo.
Analisis data dilakukan dengan membuat matriks perbandingan berpasangan yang menggambarkan pengaruh relatif atau pengaruh setiap elemen terhadap masing-masing tujuan yang setingkat di atasnya. Perbandingan berdasarkan judgement dari stakeholder dengan menilai tingkat kepentingan satu elemen dibandingkan dengan elemen lainnya. Untuk mengkuantifikasi data kualitatif digunakan nilai skala komparasi 1 – 9 berdasarkan skala Saaty yang tertera pada Tabel 3. Software AHP yang digunakan dalam penelitian ini adalah criterium decision plus version 3.0. Bagan alir analisis AHP disajikan pada gambar 7.
Output dari analisis prioritas kebijakan adalah faktor pendukung dalam pengelolaan lingkungan estuaria, keterlibatan stakeholder, tujuan pengelolaan lingkungan dan alternatif kebijakan pengelolaan lingkungan yang mungkin dilaksanakan.
Gambar 7. Bagan alir analisis AHP Identifikasi kriteria
pada setiap level Penyusunan struktur AHP
Struktur AHP
Pembuatan dan pengisian kuesioner Matriks pendapat individu Hitung CR CR memenuhi syarat Ya
Tidak Jawaban pakar tidak valid Matriks penggabungan pendapat Hitung CR CR memenuhi syarat Tidak Jawaban pakar tidak valid Ya
Hitung bobot kriteria Bobot kriteria
