TINJAUAN PUSTAKA
Ekosistem Mangrove
Mangrove merupakan suatu individu jenis tumbuhan yangmembentuk
komunitas di daerah pasang surut, hutan mangrove atau sering disebut hutan
bakaumerupakan wilayah ekosistem yang mempunyai karakter unik dan khas,
danmemiliki potensi kekayaan hayati. Ekosistem mangrove adalah suatu sistem
yang terdiri atas lingkungan biotik dan abiotik yang saling berinteraksi di dalam
suatu habitat mangrove (Kariada dkk., 2016).
Ekosistemmangrove berada di wilayah pesisir yangmerupakan daerah
pertemuan antara ekosistem darat dan laut.Lingkupekosistem ini dibagi menjadi
dua, yaitu 1) ke arah darat meliputi bagian tanah baikyang kering maupun yang
terendam air laut,dan masih dipengaruhi oleh sifat-sifat fisiklaut seperti pasang
surut, ombak dangelombang serta perembesan air laut. 2) kearah laut mencakup
bagian perairan laut dandipengaruhi oleh proses alami yang terjadidi darat seperti
sedimentasi serta aliran airtawar dari sungai termasuk yang disebabkanoleh
kegiatan manusia di darat sepertipenggundulan hutan, pembuangan
limbah,perluasan permukiman serta intensifikasipertanian. Walau demikian, hutan
mangrovemerupakan ekosistem yang dinamis danmemiliki kemampuan pulih
dengan cepatjika kondisi geomorfologi dan hidrologiserta komposisi habitat tidak
diubah oleh penggunaannya (Martinuzzi dkk.,2009).
Ekosistemmangrove juga memegang peranan penting sebagaipolutant trap
untuk berbagai unsur logam dannutrien, baik yang berasal dari darat maupun laut
(Ulqodry, 2001). Mangrove sebagai satu diantara beberapa organisme hidup dapat
perairan. Monitoringpada organisme hidup atau dikenal denganbioindikator, yaitu
penggunaan jenis organismetertentu yang dapat mengakumulasi
bahan-bahanpencemar yang ada sehingga mewakili keadaan didalam lingkungan
hidupnya (Rashed, 2007).
Struktur dan Zonasi Hutan Mangrove
Watson (1928) dalam Kusmana (1995) berpendapat bahwa hutan
mangrovedapat dibagi menjadi lima bagian berdasarkan frekuensi air pasang,
yaitu 1) Zonasiyang terdekat dengan laut, akan didominasi oleh Avicennia spp dan
Sonneratiaspp, tumbuh pada lumpur lunak dengan kandungan organik yang
tinggi. Avicenniaspp tumbuh pada substrat yang agak keras, sedangkan Avicennia alba tumbuh pada substrat yang agak lunak . 2) Zonasi yang tumbuh pada tanah
kuat dan cukupkeras serta dicapai oleh beberapa air pasang. Zonasi ini sedikit
lebih tinggi danbiasanya didominasi oleh Bruguiera cylindrical. 3) Kearah daratan lagi, zonasi yangdidominasi oleh Rhyzophora mucronata dan Rhyzophora
apiculata. JenisRhyzophora mucronata lebih banyak dijumpai pada kondisi yang agak basah danlumpur yang agak dalam. Pohon-pohon yang dapat tumbuh
setinggi 35-40 m.Pohon lain yang juga terdapat pada hutan ini mencakup
Bruguiera parviflora danXylocarpus granatum. 4) Hutan yang didominasi oleh
Bruguiera parviflora kadang-kadangdijumpai tanpa jenis pohon lainnya.
Gambar 2.Zonasi Mangrove dari Laut ke Darat (Bengen, 2003)
Tomlinson (1986) membagi flora dan fauna mangrove menjadi tiga
kelompok sesuai dengan kemampuan adaptasinya terhadap lingkungan mangrove,
yakni :
1. Flora mangrove mayor (flora yang sebenarnya), yakni flora yang
menunjukkankesetiaan terhadap habitat mangrove, berkemampuan
membentuk tegakan murni dan secara dominan mencirikan struktur
komunitas, secara morfologi mempunyai bentuk-bentuk adaptif khusus
(bentuk akar dan viviparitas) terhadap lingkungan mangrove, dan
mempunyai mekanisme fisiologis dan mengontrol garam. Contohnya
adalah adalah Avicennia, Rhizophora, Bruguiera, Ceriops, kandelia,
Sonneratia, Lumnitzera, Laguncularia, dan Nypa.
2. Flora mangrove minor, yaitu flora mangrove yang tidak mampu
membentuk tegakan murni, sehingga secara morfologis tidak berperan
dominan dalam struktur komunitas, contohnya adalah Excoecaria,
Xylocarpus, Heritiera, Aegialitis, Achrostichum, Camptostemon,
3. Asosiasi mangrove, contohnya adalah Cerbera, Acanthus, Derris,
Hibiscus.
Avicennia marina
A. marina adalah Satu diantara beberapa jenis mangrove yang masuk ke dalam
kategori mangrove mayor.Status tersebut menyebabkan A. marina hampir selalu ditemukan pada setiap ekosistem mangrove.Masyarakat mengenal A. marina
sebagai api-api putih.Spesies lainA. marina yang biasa dijumpai hidup bersama adalah A. alba atau api-api hitam, A. officinalis atau api-api daun lebar serta A. rumhiana yang mulai jarang ditemukan. Sejauh ini diketahui sekitar delapan
spesies yang menyebar di dua kawasan perairan utama di wilayah tropis, yakni di
Dunia Lama (Afro-Asia dan Australasia) dan Dunia Baru (Pasifik Timur dan
Karibia) (Halidah, 2014).
Menurut Noor dkk (1999) taksonomi A. marina: Kingdom :Plantae
Filum : Tracheophyta
Kelas : Magnoliopsida
Ordo : Lamiales
Famili : Acanthaceae
Genus : Avicennia
Spesies :Avicennia marinaForsk
Pohon api-api memiliki akar pasak (pneumatofore)yang merupakan akar
percabangan yang tumbuh dengan jarak teratur secara vertikal dari akar horizontal
tidak tumbuh keluar menembus buahsebelum biji jatuh ke tanah. Buah berbentuk
seperti mangga, ujung buah tumpuldan panjang 1 cm, daun berbentuk ellips
dengan ujung tumpul dan panjang daunsekitar 7 cm, lebar daun 3-4 cm,
permukaan atas daun berwarna hijau mengkilatdan permukaan bawah berwarna
hijau abu-abu dan suram (Arisandi, 2001).Bentuk bunga A. marinadapatdilihat
pada Gambar 3 dan bentuk daun dan buah A. marina dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 3. Bentuk bunga Avicennia marina (Halidah, 2014)
Gambar 4. Bentuk daun dan buah Avicennia marina(Halidah, 2014)
Pencemaran
Air merupakan sumberdaya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang
banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup.Oleh karena itu sumberdaya air
tersebut harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia
dilakukan secara bijaksana dengan memperhitungkan kepentingan generasi
sekarang dan generasi mendatang (Nugroho, 2008).Salah satu sumber air yang
banyak dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia dan makhluk
hidup lainnya yaitu sungai.Sungai merupakan ekosistem yang sangat penting bagi
manusia. Sungai juga menyediakan air bagi manusia baik untuk berbagai kegiatan
seperti pertanian, industri maupun domestik (Siahaan dkk., 2011).
Satu diantara persoalan lingkungan adalah adanya potensi pencemaran pada
perairan pesisir yang ditimbulkan dari berbagai kegiatan pemanfaatan ruang.
Menurut Dirokterat Kelautan Pesisir dan Pulau-Pulau Kecil, Departemen Kelautan
dan Perikanan(KP3K-DKP, 2009), masalah pencemaran ini disebabkan aktivitas
manusia seperti pembukaan lahan untuk pertanian, pengembangan perkotaan dan
industri, penebangan kayu dan penambangan di daerah tangkapan air atau daerah
aliran sungai (DAS) serta limbah rumah tangga yang tinggal di daerah pesisir.
Pembukaan lahan pertanian telah meningkatkan limbah pertanian baik padat
maupun cair yang masuk ke perairan melalui aliran sungai.Pesatnya
pengembangan perkotaan dan industri telah meningkatkan jumlah limbah
terutama limbah cair yang sulit dikontrol.Menurut Cicin-Sain dan Knecht (1998),
pencemaran pada perairan pesisir sebagai dampak dari adanya aktivitas ekonomi
menjadi salah satu hal yang perlu ditangani dalam pengelolaan wilayah pesisir
yang inovatif.
Pencemaran adalah masuknya atau dimasukkannya zat atau energi oleh
manusia secara langsung maupun tidak langsung ke dalam lingkungan yang dapat
menyebabkan kerugian karena merusak sumberdaya hayati, membahayakan
lingkungan yang digunakan manusia untuk beraktivitas.Jenis limbah yang berasal
dari industri, limbah cair pemukiman (sewage), pertambangan, pelayaran
(shipping) dan pertanian dapat menyebabkan terjadinya pencemaran lingkungan, salah satunya adalah pencemaran logam (Hutagalung dan Razak, 1982).
Pencemaran logam berat terhadaplingkungan laut berhubungan erat dengan
penggunaan logam oleh manusia. Secara alamikandungan logam berat telah
ditemukan dalamlingkungan laut, namun pada umumnyakadarnya masih dibawah
nilai ambang yangmembahayakan organisme. Pengaruh aktivitasmanusia melalui
pembuangan limbahmengakibatkan meningkatnya kadar logam beratdi
lingkungan laut yang akan merusaklingkungan dan kehidupan organisme
laut.Peningkatan logam berat ini akan berubahmenjadi racun bagi organisme laut.
Selainbersifat racun, logam berat akan terakumulasidalam sedimen dan biota
melalui prosesgravitasi, biokonsentrasi, bioakumulasi danbiomagnifikasi oleh
biota laut(Palar, 1994).
Sumber pencemaran perairan pesisir biasa terdiri atas limbah industri,
limbah cair pemukiman (Sewage), limbah cair perkotaan (Urban Stormwater), pelayaran (Shipping), pertanian, dan perikanan budidaya. Bahan pencemar utama
yang terkandung dalam buangan limbah tersebut berupa sedimen, unsur hara
(Nutriens), logam beracun (Toxic Metals), pestisida, organisme eksotik, organisme pathogen, sampah, dan bahan-bahan yang menyebabkan oksigen yang
terlarut dalam air laut berkurang (Oxygen Depleting Substances). Bahan pencemar yang berasal dari berbagai kegiatan industri, pertanian, rumah tangga di daratan
akhirnya dapat menimbulkan dampak negatif bukan saja pada perairan sungai
Logam Berat
Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan densitas lebih besar dari
5g/cm3 , terletak disudut kanan bawah pada system periodik unsur, mempunyai
afinitas yang tinggi terhadap S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92, dari
periode 4 sampai 7. Sebagian logam berat seperti Plumbum (Pb), Kadmium (Cd),
dan Merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang sangat berbahaya.Afinitasnya
yang tinggi terhadap S menyebabkan logam ini menyerang ikatan S dalam enzim,
sehingga enzim yang bersangkutan menjadi tidak aktif. Gugus karboksilat
(-COOH) dan amina (-NH2) juga bereaksi dengan logam berat. Kadmium,
Plumbum, dan Tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses
transformasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa
posfat biologis atau mengkatalis penguraiannya. (Manahan1977, diacu Ernawati
2010)
Laut merupakan tempat bermuaranya sungai, baik sungai besar maupun
sungai kecil. Dengan demikian, laut akan menjadi tempat berkumpulnya zat-zat
pencemar yang terbawa oleh aliran sungai. Dari sekian banyak limbah yang ada di
laut, limbah logam berat merupakan limbah yang paling berbahaya karena
menimbulkan efek racun bagi manusia (Boran dan Altinok, 2010). Pencemaran
logam berat yang masuk ke lingkungan perairan sungai akan terlarut dalam air
dan akan terakumulasi dalam sedimen dan dapat bertambah sejalan dengan
berjalannya waktu, tergantung pada kondisi lingkungan perairan tersebut (Wulan
dkk, 2013). Logam berat dapat berpindah dari lingkungan ke organisme, dan dari
Logam berat yang ada pada perairan suatu saat akan turun dan mengendap
pada dasar perairan, membentuk sedimentasi dan hal ini akan menyebabkan biota
laut yang mencari makan di dasar perairan (udang, kerang, kepiting) akan
memiliki peluang yang sangat besar untuk terkontaminasi logam berat tersebut.
(Wolf dkk.,2001) menunjukkan bahwa logam berat yang terakumulasi pada
ekosistem mangrove mengalami bioakumulasi dalam jaringan hewan Gastropoda
yang berasosiasi dengan mangrove.
Bakau atau mangrove adalah salah satu tanaman yang mampu beradaptasi
dengan baik dalam lingkungan air, bahkan air payau maupun asin.Endapan yang
dihanyutkan oleh air dari daratan merupakan substrat tempat tumbuh yang sangat
cocok bagi tanaman ini.Kemampuan berbagai spesies bakau beradaptasi dengan
lingkungan basah berbeda-beda.Endapan yang terendam secara periodik ketika air
pasang ukuran menengah, spesies yang mendominasi adalah Avicennia sp., Soneratia griffithii dan Rhizopora di pinggiran air.(Khiatudin 2003) Tumbuhan mangrove ini termasuk jenis tumbuhan air yang mempunyai kemampuan sangat
tinggi untuk mengakumulasi logam berat yang berada pada wilayah perairan.
Proses absorpsi dapat terjadi lewat beberapa bagian tumbuhan, yaitu: akar,
terutama untuk zat anorganik dan zat hidrofilik, daun bagi zat yang lipofilik dan
stomata untuk masukan gas. Tumbuhan yang tumbuh di air akan terganggu oleh
bahan kimia toksik dalam limbah. Pengaruh polutan terhadap tumbuhan dapat
berbeda tergantung pada macam polutan, konsentrasinya, dan lamanya polutan itu
berada. Sistem perakaran tumbuhan mangrove yang besar dan luas dapat menahan
dan memantapkan sedimen tanah, sehingga mencegah tersebarnya bahan tercemar
fisik. Terserap dan tertahannya logam beratoleh lapisan rhizosfer disekitar akar menyebabkan terjadinya penurunan tajam konsentrasi logam berat pada
permukaan atas lapisan sedimen dan mencegah perpindahan keperairan pantai
disekitarnya (Panjaitan, 2009).
Logam Kadmium (Cd)
Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat dengan penyebaran
yangsangat luas di alam, logam ini bernomor atom 48, berat atom 112,40 dengan
titikcair 321oC dan titik didih 765oC. Di alam Cd bersenyawa dengan belerang
(S)sebagai greennocckite (CdS) yang ditemui bersamaan dengan senyawa
spalerite(ZnS). Kadmium merupakan logam lunak (ductile) berwarna putih perak danmudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (NH3
Perairan di Indonesia telah tercemar kadmium, diantaranya, di estuari
Sungai Digul dan Laut Arafuru tahun 2001 sebesar 0,001-0,002 ppm di
perairanPantai Propinsi Banten tahun 2001 sebesar <0,001-0,001 ppmdan di
SungaiKampar Riau tahun 2006 sebesar 0,035-0,046 ppm. Berdasarkan
KeputusanMenteri Negara Lingkungan Hidup No.51 Tahun 2004 Tentang Baku ) (Palar, 2004).
Kadmium (Cd) merupakan logam berat yang paling banyak ditemukan pada
lingkungan, khususnya lingkungan perairan, serta memiliki efek toksik yang
tinggi, bahkan pada konsentrasi yang rendah (Almeida dkk.,2009). Kadmium
masuk ke dalam air melalui beberapa cara yaitu dekomposisi atmosfer yang
berasal dari kegiatan industri, erosi tanah dan bebatuan, air hujan,kebocoran tanah
pada tempat-tempat tertentu, dan penggunaan pupuk di lahanpertanian (Marganof,
Mutu AirLaut, kandungan kadmium pada perairan tersebut melebihi baku mutu
untuk biota
laut yaitu 0,001 ppm (Arifin, 2012).
Akumulasi yang berlebihan dari logam berat di perairan akan
berdampakburuk terhadap berbagai kehidupan organisme. Kementerian
Lingkungan Hidupmenetapkan baku mutu yang menjadi acuan kadar logam berat
yang dibolehkan.Baku mutu logam berat tersebut dapat dilihat pada Tabel 1
Tabel 1.Baku Mutu Logam Berat yang di Perbolehkan di Perairan
Parameter Satuan Baku Mutu
Merkuri (Hg) mg/l 0,01
Kadmium (Cd) mg/l 0,001
Timbal (Pb) mg/l 0,008
Menurut Effendi (2003), secara luas masih banyak sumber logam
beratlainnya yang terdapat dalam perairan dan berpotensi mencemarinya.
Akumulasiyang melebihi batas yang dibolehkan akan merubah fungsi lingkungan
dan dapatmembahayakan berbagai ekosistem disana. Kadar logam berat Cd yang
terdapat
di perairan tawar maupun perairan laut dapat dihat pada Tabel 2.
Tabel 2.Kadar Logam Berat Kadmium di Perairan Tawar dan Laut
Logam Air Tawar (μg/l) Air Laut μg/l)
As 0,001-3,5 0,03-2,7
Cd 0,01-3 0,01-4
Cr 0,1-6 0,2-50
Hg 0,001-3,5 0,03-2,7
Kadmium bervalensi dua (Cd2+) adalah bentuk terlarut stabil dalam
berkisar antara 0,29-0,55 ppb dengan rata-rata 0,42 ppb. Dalam lingkungan
alamiyang bersifat basa, kadmium mengalami hidrolisis, teradsorpsi oleh padatan
tersuspensi dan membentuk ikatan kompleks dengan bahan organik. Di
perairanalami, Cd membentuk ikatan kompleks dengan ligan baik organik
maupun anorganik, yaitu Cd2+, Cd(OH)+, CdCl+, CdSO4, CdCO3 dan Cd
organik (Sanusi, 2006).
Kandungan Logam Berat dalam Sedimen
Sedimen meliputi tanah dan pasir, bersifat tersuspensi, yang masuk ke
badan air akibat erosi atau banjir dan pada dasarnya tidaklah bersifat toksik
(Effendi, 2000). Meningkatnya kadar logam berat dalam lingkungan perairan
hingga melebihi batas maksimum akan menyebabkan rusaknya lingkungan serta
dapat membahayakan kehidupan organisme di dalamnya. Pengendapan logam
berat secara bersamaan dengan padatan tersuspensi akan mempengaruhi kualitas
sedimen di dasar perairan dan juga perairan di sekitarnya (Nanty, 1999).
Kandungan Logam Berat dalam Air
Logam berat biasanya ditemukan sangat sedikit dalam air secara alamiah,
yaitu kurang dari 1 μg/l. Bila terjadi erosi alamiah, konsentrasi logam tersebut
dapat meningkat. Beberapa macam logam biasanya lebih dominan dari pada
logam lainnya dan dalam air biasanya tergantung pada asal sumber air (air tanah
dan air sungai). Disamping itu jenis air (air tawar, air payau dan air laut) juga
Logam berat secara alami memiliki konsentrasi yang rendah pada
perairan(Hutagalung, 1984).Tinggi rendahnya konsentrasi logam berat disebabkan
olehjumlah masukan limbah logam berat ke perairan.Semakin besar limbah
yangmasuk ke dalam suatu peraiaran, semakin besar konsentrasi logam berat di
perairan.Selain itu musim juga turut berpengaruh terhadap konsentrasi, dimana
pada musimpenghujan konsentrasi logam berat cenderung lebih rendah karena
terencerkan olehair hujan. Logam berat yang masuk perairan akan mengalami
pengendapan,pengenceran dan dispersi, kemudian diserap oleh organisme yang
hidup di perairan.Pengendapan logam berat terjadi karena adanya anion karbonat,
hidroksil danklorida (Hutagalung, 1984). Logam-logamberat yang terlarut di
perairan padakonsentrasi tertentu akan bersifat racun bagi organisme perairan
Parameter Fisika Kimia Perairan
a. Suhu
Suhu merupakan salah satu faktor fisika yang sangat penting
dalamlingkungan perairan. Perubahan suhu perairan akan mempengaruhi proses
fisika,kimia perairan, demikian pula bagi biota perairan. Peningkatan suhu
dapatmenyebabkan peningkatan kecepatan metabolisme dan respirasi biota air
danselanjutnya meningkatkan konsumsi oksigen (Effendi, 2003). Hutagalung
(1984)mengatakan bahwa kenaikan suhu tidak hanya akan meningkatkan
metabolisme biota perairan, namun juga dapat meningkatkan toksisitas logam
berat diperairan.
awan, dan aliran serta kedalaman badan air. Peningkatan suhu mengakibatkan
peningkatan viskoditas, reaksi kimia, evaporasi, dan volatilisasi. Peningkatan suhu
juga menyebabkan penurunan larutan gas dalam air, misalnya gas O2, CO2, N2,
CH4
Konsentrasi oksigen terlarut (DO) Merupakan besarnya kandungan
oksigenyang terlarut dalam suatu perairan.Konsentrasinya dipengaruhi oleh suhu,
salinitas,turbulensi air dan tekanan atmosfer. Konsentrasinya juga berfluktuasi
secara hariandan musiman, tergantung pada pencampuran (mixing) dan , dan sebagainya (Effendi, 2003).
b. Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman (pH) adalah suatu ukuran dari konsentrasi ion hydrogen
dan menunjukkan kondisi air.Dengan mengetahui nilai pH perairan kita
dapatmengontrol tipe dan laju kecepatan reaksi beberapa bahan dalam perairan.
Nilai pHsuatu perairan memiliki ciri yang khusus, adanya keseimbangan antara
asam danbasa dalam air dan yang diukur adalah konsentrasi ion hidrogen. Dengan
adanyaasam-asam mineral bebas dan asam karbonat menaikkan pH, sementara
adanyakarbonat, hidroksida dan bikarbonat dapat menaikkan kebasaan air (Alaert
danSantika, 1984).
Fungsi Derajat Keasaman (pH) sendiri menjadi faktor pembatas karena
masing-masing organisme memiliki toleransi kadar maksimal dan minimal nilai
pH. Dengan mengetahui nilai pH perairan kita dapat mengontrol tipe dan laju
kecepatan reaksi beberapa bahan perairan (Sarjono, 2009).
pergerakan massa air,aktivitas fotosintesis, respirasi dan limbah yang masuk
perairan (Effendi, 2003).
Kelarutan logam berat sangat dipengaruhi oleh kandungan oksigen
terlarut.Pada daerah dengan kandungan oksigen yang rendah daya larutnya lebih
rendahsehingga mudah mengendap. Logam berat seperti Zn, Cu, Cd, Pb, Hg, dan
Ag akansulit terlarut dalam kondisi perairan yang anoksik (Ramlal 1987).
d. Salinitas
Salinitas menggambarkan kandungan konsentrasi total ion yang
terdapatpada perairan baik organik maupun anorganik. Adanya kandungan ion
yang banyakakan meningkatkan kemampuan perairan tersebut dalam
menghantarkan listriksehingga biasanya akan diikuti dengan tingginya DHL
(Rahman, 2006). Dengantinggginya DHL mengambarkan kandungan ion serta
banyaknya total padatanterlarut (TDS) yang cukup banyak. TDS biasanya
menggambarkan bahan anorganikyang berupa ion-ionyang ditemukan diperairan
(Effendi,2003)
Salinitas menggambarkan padatan total di dalam air, setelah semua
karbonat(CO32)telah diubah menjadi oksida, bromida dan iodida diganti oleh
klorida dansemua bahan organik telah dioksidasi sempurna (Forch et al., 1902 in
