PADATAN TERSUSPENSI DI ESTUARI MUARAGEMBONG,
BEKASI
ASMA IRMA SETIANINGSIH
C651050041
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS
DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis “Adsorpsi Logam Berat Oleh Padatan Tersuspensi Di Estuari Muaragembong, Bekasi” adalah karya saya sendiri di bawah bimbingan Komisi Pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal dan/atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Mei 2010
Asma Irma Setianingsih. ADSORPSI LOGAM BERAT OLEH PADATAN TERSUSPENSI DI MUARAGEMBONG, BEKASI. Di bawah bimbingan : Prof. Dr. Harpasis S Sanusi, M.Sc dan Dr. Ir. I Wayan Nurjaya ,M.Sc
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji dan menentukan kapasitas adsorpsi terhadap logam berat terlarut oleh padatan tersuspensi dan menentukan nilai index kelarutan, serta lingkungan fisik estuari yang mempengaruhinya di Muaragembong, Bekasi.
Pengambilan data lapangan dilaksanakan pada 9 dan 25 September 2007 di estuari Muaragembong, Bekasi. Analisis contoh air, padatan tersuspensi dan sedimen di lakukan di Laboratorium Analitik Balai Teknologi Lingkungan , PUSPITEK BPPT. Data yang diperoleh dari pengukuran lapangan antara lain : arah dan kecepatan arus, debit sungai dan laju sedimentasi. Selain data primer juga diperlukan data sekunder antara lain peramalan pasut (Dishidros) dan peta rupa bumi (Bakosurtanal).
Dari hasil analisis logam berat teradsorpsi di daerah penelitian, diketahui konsentrasi Cd berkisar antara 0,001 mg/l – 0,009 mg/l, Cu berkisar antara 1,302 mg/l – 3,385 mg/l, Hg berkisar antara 0,34 ug/l -1,05 ug/l, Zn berkisar antara 22,67 mg/l – 78,65 mg/l dan Pb berkisar antara 1,028 mg/l – 3,142 mg/l. Konsentrasi logam dalam sedimen untuk Cd berkisar antara 0,01 mg/kg – 0,1 mg/kg, Cu berkisar antara 30,54 mg/kg – 55,09 mg/kg, Hg berkisar antara 33,70 ug/g – 56,80 ug/g, Zn berkisar antara 94,11 mg/kg – 183,39 mg/kg, dan Pb berkisar antara 4,14 mg/kg – 13,91 mg/kg.
Kandungan logam berat teradsorpsi rata-rata lebih besar bila dibandingkan dengan kandungan logam berat terlarut, kecuali unsur Cd dan Pb. Hal ini disebabkan karena kedua unsur tersebut memiliki bentuk terlarut yang stabil dalam perairan dengan pH antara 7 – 8. Kapasitas Adsorpsi logam berat secara berurutan dengan nilai terbesar adalah Zn(99,16%)>Cu(90,52%)>Hg(63,42%)>Pb(24,71%)>Cd(11,29). Unsur logam esensial, Zn>Cu. Untuk unsur logam non esensial secara berurutan, kapasitas adsorpsinya adalah Hg>Pb>Cd>.
Kapasitas adsorpsi Cd bertambah sejalan dengan bertambahnya nilai salinitas. Hal ini menunjukkan bahwa kapasitas adsorpsi Cd sangat dipengaruhi oleh salinitas Logam Cu tampak menunjukkan nilai kapasitas adsorpsi yang menurun seiring meningkatnya nilai salinitas. Nilai kapasitas adsorpsi Cu, Zn, dan Hg yang tinggi menunjukkan kecenderungan ketiga unsur itu akan terendapkan di dasar perairan disebabkan arus di dareah penelitian cenderung melemah kearah laut. Hal ini terlihat pada data konsentrasi Cu, Hg dan Zn yang tinggi pada sedimen.
SOLID IN MUARAGEMBONG, BEKASI. Supervised by : Prof. Dr. Harpasis S Sanusi, M.Sc and Dr.Ir. I Wayan Nurjaya ,M.Sc
Adsorption is a procces of adsorbing element by suspended solid (SS). It was influenced by physical and chemical characteristics of water such as salinity, temperature, pH, organic matter, and current. The purpose of the research was to know the characteristic of Citarum river and determine adsorption capasity and dissoled transport index of suspended solid upon heavy metal especially Cadmium (Cd), Cooper (Cu), Mercury (Hg), Zinc (Zn) and Lid (Pb) and relationship with its physical and chemical environment. The method, that was used to analyze those heavy metal was Atomic Absorption Spectrophotometry. The analyze was held in Analytic Laboratory of Environment Technology- BPPT, Serpong.
Concentration adsorptioned heavy metal was higher than dissolved heavy metal, except Pb and Cd, because this two metals were stabil in pH 7 – 8. These partially follow the overall pattern of their adsorption capasity to suspended solid is as follow Zn(99,16%)>Cu(90,52%)>Hg(63,42%)>Pb(24,71%)>Cd(11,29). On the other hand, Cd has the highest Dissolved Transport Index, followed by Pb and Hg for non-essential elemens and Cu>Zn for essential elements. The adsorption processes are influenced mostly by salinity and organic matter of suspended material.
Adsorption Capasity of Cu, Hg and Zn were higher than other elements. This showed that three elements tend to be sedimented in bed layer. This phenomena is supported by concentration those three elements in sediment.
Dissolve Transpor Index (DTI) of heavy metal was as follow Cd(88,71%)>Pb(75,29%)>Hg(36,58%)>Cu(9,48%)>Zn(0,84%). For essential elements are Cu>Zn and Cd>Pb>Hg for non-essentials metals. Cd and Pb are potential as a toxic for organism in water coloumn.
@ Hak Cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2008 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebut sumber.
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa ijin Institut Pertanian Bogor
PADATAN TERSUSPENSI DI ESTUARI MUARAGEMBONG,
BEKASI
ASMA IRMA SETIANINGSIH
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
N a m a : Asma Irma Setianingsih N R P : C651050041
Disetujui Komisi Pembimbing
Ketua
Prof. Dr. Ir. Harpasis S Sanusi, M.Sc
Anggota
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc
Diketahui,
Ketua Program Studi Imu Kelautan Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Neviati P Zamani, M.Sc Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S
Puji syukur dari segenap keikhlasan hati kepada Allah Maha Pengasih, Maha Penyayang, Maha Besar, yang senantiasa memberikan hidayah dan inayah sehingga penulisan Tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis ini adalah hasil penelitian yang InsyaAllah memberikan pengayaan dan manfaat bagi pembaca, terutama bagi penulis. Dalam pelaksanaan penelitian ini, penulis telah mendapatkan kemudahan dan bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis ingin menghaturkan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Harpasis S Sanusi, M.Sc, selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Dr. Ir I Wayan Nurjaya, M.Sc, selaku anggota komisi pembimbing yang telah meluangkan waktu, memberikan bimbingan, arahan, dan masukan dalam penyusunan tesis ini;
2. Ibu Dr. Ir. Neviati Putri Zamani, M.Sc sebagai Ketua Program Studi Ilmu Kelautan; 3. Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodipuro, MS selaku Dekan Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor;
4. Seluruh staf pengajar Program Studi Ilmu Kelautan yang telah banyak memberikan ilmu dan pengetahuan serta pengalamannya;
5. Ibu Nida Sofiah, S.Si, M.Si (Ketua Lab. Balai Teknologi Lingkungan BPPT) dan staf yang telah membantu memberikan arahan dan membantu dalam proses analisis di laboratorium;
6. Bapak Dr. Ir Tri Prartono,M.Sc selaku dosen penguji tamu pada sidang ujian tesis; 7. Suami dan anak-anak tercinta untuk semua keikhlasan, doa dan dukungannya; 8. Ibu Muslichah Syukri tercinta untuk semua doa tanpa henti;
9. Ayah Prof.Dr. Sukardjo untuk doa dan dukungannya;
10. Kawan-kawan IKL 2005, IKL 2004 yang banyak membantu dalam pengambilan data selama penelitian dan penyusunan tesis ini, serta dukungan tanpa henti.
Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu oceanografi. Penulis menyadari masih banyak masukan guna penyemprnaan hasil penelitian ini, untuk itu saran dan kritik sangat diharapkan. Semoga Allah SWT senantiasa memberi kita petunjuk dan karunia serta meridhoi segala aktivitas kita, amin
Bogor, Februari 2010
RIWAYAT HIDUP
Halaman
DAFTAR TABEL ...xii
DAFTAR GAMBAR ...xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...xv
PENDAHULUAN Latar Belakang ...1
Perumusan Masalahan ...2
Tujuan dan Manfaat Penelitian ...5
TINJAUAN PUSTAKA Gelombang ...6
Pembangkit Gelombang ...6
Teori Gelombang Amplitudo Kecil (Small Amplitude Wave Teory) ...7
Transformasi Gelombang...8
Arus Dekat Pantai ...9
Karakteristik Sedimen Pantai ...11
Transpor Sedimen Pantai ...13
Imbangan (Budget) Sedimen Pantai ...14
Debit Air Sungai ...16
Pasang Surut...17
Kondisi Umum Perairan Pantai Eretan Indramayu ...18
METODE PENELITIAN Waktu dan Lokasi Penelitian ...20
Alat dan Bahan ...20
Pengumpulan Data ...22
Pengukuran Fluktuasi muka laut (Pasut) ...22
Pegukuran Arus ...23
Pengukuran Gelombang ...23
Pengukuran Bathimetri (Kedalaman) ...23
Data Arah dan Kecepatan Angin ...24
Pengambilan Contoh Sedimen Dasar dan Suspensi ...25
Pengukuran Laju Sedimentasi ...26
Pengukuran Debit Sungai ...26
Analisis Laboratorium ...26
Analisis Ukuran Butir Sedimen ...27
Peramalan Gelombang ...29
Analisis Parameter Gelombang Pecah ...34
Parameter Arus ...35
Analisis Butir Sedimen ...35
Transpor Sedimen ...36
Analisis Peta dan Citra ...36
Analisis Budget Sedimen dan Kestabilan Garis Pantai ...38
HASIL DAN PEMBAHASAN Angin dan Panjang Fetch ...39
Arah dan Kecepatan Angin Pengukuran Langsung di Lapangan ...41
Pasang Surut...42
Gelombang Hasil Pengukuran ...43
Bentuk Profil Pantai ...44
Karakteristik Gelombang ...46
Arus dan Laju Transpor Sedimen Sejajar/Menyusur Pantai ...51
Debit Sungai...56
Sebaran Ukuran Butir Sedimen ...57
Budget Sedimen ...59
Analisis Kestabilan Pantai dari Peta dan Citra ...62
KESIMPULAN DAN SARAN ...67
DAFTAR PUSTAKA ...68
DAFTAR TABEL
Halaman
1 Distribusi kwalitatif sedimen untuk standar deviasi, skwenes dan kurtosis
(CHL 2002) ...13
2 Kecepatan dan waktu settling berdasarkan diameter partikel (Allen 1985) 3 Alat dan bahan yang digunakan ...20
4 Jenis dan sumber data yang diperlukan ...22
5 Jarak dan waktu pemipetan ...27
6 Persamaan parameter gelombang amplitudo kecil (CHL 2002) ...33
7 Frekuensi dan persentase angin maksimum selama 1991-2006 ...40
8 Panjang fetch efektif di perairan Eretan Indramayu ...41
9 Frekuensi kecepatan angin 12-17 Mei 2006 ...41
10 Data kemiringan pantai pada kedalaman referensi 4 m ...46
11 Hasil prediksi karakter gelombang setiap musim selama 1991-2006 ...47
12 Hasil prediksi karakter gelombang berdasarkan arah datang maksimum selama 1991-2006 ...48
13 Perbandingan karakter gelombang hasil prediksi dari konversi data angin dan hasil pengukuran gelombang dengan wave record selama 12-17 Mei 2006 ...50
14 Nilai kemiringan pantai, parameter gelombang pecah, kecepatan arus menyusur pantai dan laju transpor sedimen menyusur pantai pada profil 1-profil 8 ...52
15 Laju transpor sedimen dari setiap arah berdasarkan metode fluks energi selama 16 tahun (1991-2006)...53
17 Debit air dan debit sedimen total dari Sungai Eretan yang masuk ke pantai Eretan ...57
18 Perbandingan budget sedimen berdasarkan pengukuran dan prediksi pengaruh gelombangada tiap sel/segmen pantai ...60
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian ...4
2 Sketsa definisi gelombang progresif (CHL 2002) ...8
3 Sirkulasi arus perairan pantai (a) Sirkulasi sel (αb ≈ 0) (b) Sirkulasi (αbKecil) (c) Gelombang datang membentuk sudut (αb besar) (Triatmodjo 1999) ...11
4 Peta lokasi penelitian perairan pantai Eretan Indramayu ...21
5 Tide-wave recorder no : 26-30Bagan alir perumusan masalah dan pencapaian tujuan penelitian ...22
6 Aandera current meter tipe RCM 8 ...23
7 Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) diletakkan 50 cm dari permukaan dan seperangkat komputer yang dihubungkan dengna GPS Srv II ...24
8 Gambar pola traking batimetri dengan ADCP ...24
9 Wine-wave anemometer tipe propeler yang dipasang pada ketinggian 10,9 m ...25
10 Sketsa pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang sungai ...26
11 Diagram alir koreksi angin...30
12 Rasio koreksi angin pada ketinggian 10 m ...31
13 Rasio durasi angin (Ut) pada kecepatan 1 jam (U3600) ...31
14 Perbandingan/rasio (RL) kecepatan angin di atas laut (Uw) dengan angin di darat (UL) (CHL 2002) ...31
17 Citra komposit warna semu 432 Landsat 7 ETM Path/Row 121/064 akuisi 19 Oktober 2006 ...37
18 Wind rose daerah Eretan Indramayu selama 1991-2006 berdasarkan pengamatan angin SM Sukapura Cirebon...40
19 Wind rose daerah Eretan selama 12-17 Mei 2006 ...42
20 (a) Grafik pasang surut selama pengukuran 12-17 Mei 2006 (b) Grafik pasang surut hasil peramalan Dishidros Mei 2006 ...43
21 Peta batimetri perairan Eretan Indramayu hasil traking Mei 2006 ...45
22 Profil kemiringan pantai perairan Eretan dimana profil pantai semakin kearah barat semakin landai ...46
23 Hubungan antara arah datang angin dan arah datang gelombang : (a) Wind-rose yang menunjukkan arah dominan dari Timur (b) Wave-Wind-rose dengan arah datang gelombang dari Timur selama 12-17 Mei 2006 ...51
24 Arah arus dan transpor sedimen menyusuri pantai sebagai akibat dari arah datang gelombang ...55
25 Budget sedimen berdasarkan hasil pengukuran dan prediksi pengaruh gelombang pada setiap sel/segmen pantai ...60
26 Budget sedimen berdasarkan transpor sedimen menyusur pantai selama 1991-2006 ...62
27 Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Pera 1991 dan hasil traking Mei 2006 ...63
28 Perubahan garis pantai Eretan Indramayu berdasarkan Analisis Citra landsat 5 TM Path/Row 121/064 akuisi 5 Juli 1991 dan Landsat 7 ETM Path/Row 121/064 akuisi 19 Oktober 2006 ...64
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Wind rose daerah perairan pantai Eretan bulan Januari 1991 sampai dengan Desember 2006 ...72
2 Analisis transformasi kecepatan angin darat ke laut selama 1991-2006 ....74
3 Hasil perhitungan fetch efektif di perairan pantai Eretan Indramayu ...77
4 Arah dan kecepatan angin selama 12 - 17 Mei 2006 di pantai Eretan Indramayu ...78
5 Tinggi dan periode gelombang selama 12-17 Mei 2006 di pantai Eretan Indramayu ...79
6 Tahap perhitungan arus sejajar pantai dan transpor sedimen pantai berdasarkan data pengukuran gelombang selama 12-17 Mei 2006 di pantai Eretan ...80
7 Hasil Peramalan parameter gelombang perbulan selama 1991-2006 berdasarkan metode SMB ...84
8 Grafik peramalan gelombang (CERC 1984) ...90
9 Prediksi Parameter Gelombang pecah, Kecepatan arus menyusuri pantai berdasarkan CHL (2002), dan laju transpor sedimen total dengan metode fluks energi...91
10 Data curah hujan tahun 1991-2006 ...95
11 Debit limpasan & Debit sedimen Sungai Eretan pada tahun 1991-2006 ...97
12 Hasil pengukuran debit sungai 13 Mei 2006 ...98
BAB 1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Proses adsorpsi antar partikel tersuspensi dalam kolom air terjadi karena adanya muatan listrik pada permukaan partikel tersebut. Butir lanau, lempung dan koloid asam humus yang tersuspensi dan terangkut memasuki wilayah estuari melalui aliran sungai mempunyai kecenderungan bermuatan listrik negatif, dengan peningkatan salinitas, interaksi dengan kation bebas di perairan menyebabkan adanya penetralan dan mengurangi muatan negatif. Perubahan muatan ini juga dipengaruhi oleh adanya pelapisan (coating) partikel tersuspensi oleh bahan organik terlarut (DOM).
Fenomena perubahan muatan listrik partikel tersuspensi tersebut menyebabkan gaya atraktif molekular (Gaya Van Der Walls) mendominasinya. Peningkatan gaya ini menyebabkan kekuatan tarik menarik antar partikel menjadi lebih kuat, sehingga saat partikel bertabrakan akan membentuk flokulasi yang kemudian disusul terjadinya pengendapan partikel karena gaya gravitasi (Sanusi, 2006).
Proses Adsorpsi yang diikuti oleh proses flokulasi menyebabkan konsentrasi logam berat terlarut mengalami pengurangan. Sebaliknya, proses desorpsi atau pelarutan kembali oleh partikel menyebabkan konsentrasi logam berat terlarut mengalami penambahan.
Air sungai merupakan tempat pembuangan berbagai limbah domestik maupun industri, khususnya pengolahan limbah logam. Logam-logam ini akan diserap oleh padatan tersuspensi yang ada di sungai dan sebagian lagi terendapkan di dasar perairan. dengan berbagai ukuran. Logam berat yang terdapat dalam air sungai (terlarut, teradsorpsi oleh material tersuspensi, dan sedimen) lama kelamaan akan terbawa oleh air sungai menuju ke laut. Estuari adalah tempat penampungan pertama semua unsur polutan yang dibawa oleh air sungai.
Estuari adalah perairan yang semi tertutup yang berhubungan bebas dengan laut, hingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar (Pickard, 1970). Kombinasi pengaruh air laut dan air tawar tersebut akan menghasilkan suatu komunitas yang khas, dengan kondisi lingkungan yang bervariasi, antara lain:
1. tempat bertemunya arus sungai dengan arus pasang surut, yang berlawanan menyebabkan suatu pengaruh yang kuat pada sedimentasi, pencampuran air, dan ciri-ciri fisika lainnya, serta membawa pengaruh besar pada biotanya.
2. pencampuran kedua macam air tersebut menghasilkan suatu sifat fisika lingkungan khusus yang tidak sama dengan sifat air sungai maupun sifat air laut. 3. perubahan yang terjadi akibat adanya pasang surut mengharuskan komunitas
mengadakan penyesuaian secara fisiologis dengan lingkungan sekelilingnya. 4. tingkat kadar garam di daerah estuaria tergantung pada pasangsurut air laut,
banyaknya aliran air tawar dan arus-arus lain, serta topografi daerah estuari tersebut.
kimia, termasuk logam berat yang terbawa oleh aliran sungai. Filter ini bekerja terutama melalui perubahan dari fase terlarut mejadi fase partikel.
Kawasan Muaragembong merupakan estuari yang merupakan muara dari tiga sungai, yaitu Sungai Mati, Sungai Citarum Bekasi Laut (CBL), dan Sungai Gembong. Sebagian besar penduduk Muara Gembong bermatapencaharian sebagai nelayan, menangkap ikan, kepiting dan juga udang untuk dijual ke Jakarta khususnya ke daerah Cilincing, Ancol, dan Muara Angke Kecamatan ini terdiri dari enam desa, Jayasakti seluas 220 hektare (Ha), Pantai Mekar 235 Ha, Pantai Sederhana 65 Ha, Pantai Bahagia 265 Ha, Pantai Bakti 2,90 Ha, dan Pantai Harapan Jaya dengan lahan terluas 275 Ha (Pemda Bekasi. 2007). Kawasan pemukiman penduduk pinggir laut dengan luas lahan keseluruhan 14.009 hektar tersebut didominasi oleh lahan perairan. Tambak perikanan seluas 10.125 Ha menjadi mata pencaharian utama (60 persen) dari total jumlah penduduk (36.181 jiwa). Yang menjadi andalan utama dari tambak ini adalah, ikan bandeng, kepiting petelur, kerang dan udang.
Pencemaran logam berat di kawasan Muara gembong saat ini memang sudah dalam tahap memprihatinkan. Konsentrasi beberapa logam berat juga terindikasi melebihi batas ambang yang diperbolehkan berdasarkan Keputusan Menenteri Lingkungan Hidup No. 51/2004 tentang Baku Mutu Air Laut untuk biota laut. Misalnya, konsentrasi Cu terlarut mencapai 0,34 mg/l, Pb mencapai 5,02 mg/l, Zn mencapai 0,18 mg/l, Hg mencapai 0,12 ug/l dan Cd yang mencapai 0,033 mg/l ( Sulistyowati, 2000).
Perumusan Masalah
Sungai sebagai sumber utama logam baik dalam bentuk partikel maupun terlarut. Logam berat yang dibawa oleh air sungai masuk ke laut melalui estuari. Konsentrasi logam terlarut ini dipengaruhi oleh berbagai proses yang ada di estuari seperti proses pengenceran, flokulasi, adsorpsi, dan desorpsi oleh partikel.
kation-kation berubah menjadi terlepas. Penambahan kekuatan ionik yang terjadi ketika air tawar dan air laut bertemu menyebabkan logam berat mengalami desorbsi. Dengan penambahan kekuatan ionik ini pula, serta pH menyebabkan logam terlarut berubah menjadi fase partikel melalui proses adsorpsi. Dengan demikian, logam berat yang telah teradsorpsi oleh padatan tersuspensi di sungai cenderung mengalami peningkatan konsentrasinya setelah memasuki estuari karena perbedaan salinitas.
Proses adsorpsi antar partikel tersuspensi dalam kolom air terjadi karena adanya muatan listrik pada permukaan partikel tersebut (Sanusi, 2006). Butir lanau, lempung dan koloid asam humus yang tersuspensi dan terbawa memasuki estuari melalui aliran sungai mempunyai kecenderungan bermuatan listrik negatif (Libes, 1992;Wibisono, 2005; Sanusi, 2006). Dengan peningkatan salinitas, interaksi dengan kation bebas di perairan menyebabkan adanya penetralan dan mengurangi muatan negatif. Perubahan muatan ini juga dipengaruhi oleh adanya pelapisan (coating) partikel tersuspensi oleh bahan organik terlarut (DOM). Fenomena perubahan muatan listrik partikel tersuspensi tersebut menyebabkan gaya atraktif molekuler (gaya van der walls) mendominasinya. Peningkatan gaya ini menyebabkan kekuatan tarik menarik antar partikel menjadi lebih kuat, sehingga saat partikel bertabrakan akan membentuk flokulasi yang kemudian disusul terjadinya pengendapan partikel karena gravitasi.
Keberadaan logam berat di estuari, baik dalam bentuk ion bebas, teradsorpsi oleh padatan tersuspensi dan partikel sedimen, sangat dipengaruhi oleh salinitas, interaksi fisik dan kimia aktivitas biologi dan di estuari (Tsail, et al, 2003). Salinitas sangat berpengaruh pada konsentrasi logam berat dalam fase terlarut Apabila peningkatan salinitas dapat meningkatkan pertukaran logam berat dengan karbonat, maka efek racun pada logam berat tersebut akan meningkat pula (Tsail, et al, 2003).
terlarut di estuari. Proses Adsorpsi yang diikuti oleh proses flokulasi menyebabkan konsentrasi logam berat terlarut mengalami pengurangan. Sebaliknya, proses desorpsi atau pelarutan kembali oleh partikel menyebabkan konsentrasi logam berat terlarut mengalami penambahan. Proses pengurangan dan penambahan ini dipengaruhi oleh salinitas, pH , dan kandungan bahan organik dalam padatan tersuspensi (Libes, 1992).
Penggumpalan (Flocculation) terjadi di estuari karena adanya percampuran air yang berbeda salinitasnya. Peningkatan salinitas akan menyebabkan bertambahnya kekuatan ikatan ionik (ionic strength). Penggumpalan ini dipengaruhi oleh komponen organik seperti material humus maupun an organik, termasuk didalamnya karena adanya mineral lempung tersuspensi yang terbawa oleh air sungai dan spesies koloidal dari besi (Fe) dan material organik terlarut.
Proses adsorpsi yang berlangsung di estuari yang telah tercemar logam berat berpotensi untuk mengendapkan unsur tersebut ke dasar perairan. Kepiting, kerang hijau dan hewan lainnya yang hidupnya melekat pada substrat, sangat beresiko tinggi terjadi akumulasi logam berat dalam tubuhnya, yang selanjutnya akan berbahaya pula apabila dikonsumsi oleh manusia
Gambar 1. Perumusan masalah
Tujuan Penelitian
1. Mengkaji karakteristik fisik estuari di daerah penelitian.
2. Menentukan komposisi inorganik dan organik padatan tersuspensi dan hubungannya dengan kapasitas adsorpsi (Adsorption Capacity) terhadap logam berat terlarut.
3. Menentukan indeks kelarutan (Dissolved Transport Index) unsur logam berat di lokasi Penelitian.
Logam Berat dalam Padatan Tersuspensi dan yang Terlarut dalam air sungai.
Estuari
Desorpsi
Logam Berat Terlarut di estuari
Logam Berat dalam Padatan Tersuspensi di estuari
- Kadar dan komposisi
BAB II.
TINJAUAN PUSTAKA
Hidrodinamika Perairan Estuari.
Estuari adalah suatu perairan tempat pertemuan air tawar dengan air laut yang mengakibatkan adanya gradien salinitas di sepanjang badan estuari mulai dari sepenuhnya air laut (33 – 37 ppt) di bagian mulut sampai dengan sepenuhnya air tawar pada bagian hulu. Percampuran akan terjadi bila kedua massa air tersebut bersentuhan, air tawar akan terapung diatas air laut karena densitas air tawar lebih ringan dibandingkan densitas air laut. Densitas air laut dipengaruhi oleh salinitas dan temperatur, tetapi di estuari, peranan salinitas dalam perubahan densitas lebih dominan dibandingkan dengan temperatur. Hal ini disebabkan karena dua alasan, yaitu kisaran salinitas yang lebih lebar dibandingkan dengan kisaran temperatur dan perairan yang relatif dangkal (Dyer, 1979).
Di perairan estuari, terdapat tiga gaya hidrolik yang mempengaruhi tingkat percampuran dan pola sirkulasi air (Elliot et al, 1984), yaitu:
1. Adanya aliran dua arah sebagai hasil interaksi antara aliran air tawar dan pergerakan pasang surut air laut.
2. Perbedaan densitas antara air yang masuk ke estuari dengan air yang keluar ke estuari secara periodik.
3. Adanya gaya coriolis menyebabkan terjadinya perubahan bentuk muara sungai yang cenderung melebar dan perubahan pola sirkulasi air.
Dari ketiga gaya tersebut, sirkulasi dan tingkat percampuran antara air tawar dan air laut akan membentuk stratifikasi salinitas.
Stratifikasi menyebabkan terbentuknya distribusi salinitas yang dalam hal ini tergantung atas beberapa faktor, antara lain;
Adanya arus pasut menyebabkan terjadinya gesekan antara massa air dengan dasar estuari yang menghasilkan pergolakan. Pergolakan ini memiliki kecenderungan untuk mencampur kolom air dengan lebih efektif.
2. Perubahan debit air sungai. Debit air sungai akan berubah secara musiman antara maksimum dan minimum. Perubahan debit air sungai tersebut manjadi penentu derajat percampuran antara air laut dan air tawar (Nybakken,1992).
3. Arus dan gelombang. Arus air pada perairan estuari berasal dari arus air sungai akibat perbedaan topografi dan arus air laut yang dipengaruhi oleh pasang surut, angin dan gelombang.
Klasifikasi sirkulasi air dan pola stratifikasi di estuari ada 4 tipe (Tomczak, 1998), yaitu:
1. Estuari yang tercampur secara vertikal atau sempurna (Vertically mixed estuary), biasanya dangkal dan airnya bercampur secara vertikal sehingga massa airnya menjadi homogen dari permukaan sampai ke dasar estuari. Salinitas meningkat dengan jarak sepanjang estuari dari hulu sampai kemulut atau hilir. Pada tipe estuari tercampur sempurna, energi pasut lebih besar daripada debit sungai dang mengakibatkan suatu proses pengadukan dan percampuran yang sangat efektif. Airnya bercampur secara vertikal. Gambar 2 dibawah ini menunjukkan bagaimana estuari yang tercampur secara vertikal atau sempurna.
Gambar 2. Estuari Tercampur Sempurna ( Tomczak, 1998)
percampuran kedua massa air sungai dan laut estuari. Tipe estuari tercampur sebagian mempunyai sifat antara lain: salinitas meningkat dari kepala sampai mulut pada semua kedalaman, massa air masing-masing berada pada 2 lapisan, dimana lapisan atas salinitasnya sedikit lebih rendah dibandingkan dengan yang lebih dalam serta tidak terbentuk gradien densitas. Pada tipe ini ada jaringan masuk mengalir dilapisan yang lebih dalam.
Gambar 3. Estuari Stratifikasi Sebagian (Tomczak, 1998)
3. Estuari stratifikasi tinggi (Highly stratified estuary), lapisan atas salinitas meningkat dari dekat nol pada sungai sampai mendekati diluar mulut perairan yang lebih dalam. Pada estuari ini ada haloklin diantara perairan atas dan bawah khususnya dibagian kepala estuari. Gambar 4 dibawah ini memperlihatkan kondisi estuari berstratifikasi tinggi.
4. Estuari Baji Garam (Salt wedge), air bersalinitas tinggi menyusup dari laut seperti baji dibawah air sungai. Estuari baji garam mempunyai penampakan yang hampir sama dengan estuari stratifikasi sedang dan tinggi. Ada gradien horisontal dari salinitas didasar seperti pada partially stratified estuary dan sebuah gradien salinitas vertikal yang tegas pada high stratied estuari. Tipe estuari baji garam umumnya terjadi di wilayah yang mempunyai aliran air sungai yang lebih dominan dari pada energi pasut, sehingga sirkulai masa air didominasi oleh energi massa air yang masuk dari sungai dan mengakibatkan terbentuknya gradien densitas nyata pada batas pertemuan massa air sungai dan massa air laut yang disebut baji garam. Adanya gradien densitas menyebabkan proses pengadukan dan percampuran kurang efektif .
Material Padatan Tersuspensi di Estuari
Material Padatan tersuspensi dalam air laut berasal dari 1. Sungai,
Material ini berasal dari pelarutan batuan (seperti kwarsa, mineral lempung), bahan-bahan organik di daratan (contoh sisa-sisa tanaman, material humus) dan berbagai macam polutan (sewage).
2. Atmosfer
Bahan pencemar di udara yang melayang sebagi debu 3. Laut
Berasal dari komponen biogeneus yang berasal dari organisme laut (skeletal debris/tulang, mineral organik) dan komponen anorganik (berasal dari sedimen maupun yang terbentuk dalam kolom air laut itu sendiri).
4. Estuari itu sendiri
Material ini merupakan hasil dari proses yang terjadi di estuari, diantaranya adalah; penggumpalan, presipitasi, dan adanya proses produksi biologi yang menghasilkan material organik.
seperti material humus maupun anorganik, termasuk didalamnya karena adanya mineral lempung tersuspensi yang terbawa oleh air sungai dan spesies koloidal dari besi (Fe).
Sebaran dari material partikulat di estuari dipengaruhi oleh proses-proses fisika seperti pola sirkulasi air, adanya gaya gravitasi yang menyebabkan penenggelaman sehingga membentuk deposit sedimen serta adanya resuspensi.
Material padatan tersuspensi dan terlarut di estuari akan saling berinteraksi, dan hasil dari interaksi itu adalah adanya perubahan berupa penambahan (addition) atau pengurangan (removal) komponen terlarut di estuari. Perubahan ini terjadi akibat dari proses-proses :
1. Flocculation, adsorption, presipitation, dan pengambilan secara biologi. Hal ini
menyebabkan pengurangan(removal) komponen dari fase terlarut untuk kemudian membentuk fase partikulat.
2. Desorption dari permukaan partikel dan terpisahnya material organik. Hal ini
akan menghasilkan penambahan komponen terlarut.
3. Adanya reaksi kompleksasi dan chelation dengan ligan anorganik dan organik. Hal ini akan menstabilkan fase terlarut.
Interaksi antara material terlarut dan partikulat dipengaruhi oleh sejumlah komponen termasuk pH dan klorinitas. Dari hasil eksperimen di laboratorium (Salomos, 1980 dalam Chester, 1990) menyatakan bahwa;
1. Adsorpsi logam Cd dan Zn sedikit bertambah dengan bertambahnya pH (7 – 8,5). 2. Adsorpsi dari Cd dan Zn sedikit berkurang dengan bertambahnya klorinitas. Hal
ini diduga karena adanya kompetisi dengan ion Cl untuk membentuk ikatan kompleks.
3. Adsorpsi kedua elemen bertambah dengan bertambahnya turbiditas atau kekeruhan.
Proses-proses yang terlibat dalam interaksi materi partikulat tersuspensi dan terlarut dalam kolom air meliputi (Burton & Liss, 1976 dalam Sanusi, 2006):
2. Pembentukan kelarutan dari fase tersuspensi materi partikulat, melalui proses-proses Disolusi, Desorpsi, Autolisis, dan Respirasi biologi.
Dinamika proses fisika-kimia (physicochemical process) materi tersuspensi dan terlarut meliputi solidifikasi dan disolusi serta adsorpsi dan desorpsi. Proses-proses tersebut menentukan suatu substansi apakah berada dalam larutan, terendapkan dalam sedimen atau teradsorpsi oleh partikel tersuspensi.
Padatan tersuspensi (suspended solid) adalah padatan yang berada dalam kolom air dan memilki ukuran partikel ≥ 0.45 – 2.0 µm, dikenal pula dengan sebutan seston. Padatan tersuspensi di perairan laut berasal dari daratan (allothonous) yang di transpor melalui sungai dan udara, dan yang berasal dari dalam laut (autothonous) itu sendiri. Komposisi padatan tersuspensi terdiri dari material anorganik (Particle Inorganic Matter
– PIM) dan organik (Particle Organic Matter – POM) termasuk organisme mikro flora dan fauna yang hidup dan mati atau detritus. Menurut Libes (1992), POM yang bersumber dari laut (4x1016 gC/tahun) yang merupakan produksi primer adalah jauh lebih besar dibandingkan dengan yang berasal dari daratan yang di transpor melalui sungai (4.2 x 10
9
Dalam kolom air padatan tersuspensi memiliki kemampuan mengadsorpsi elemen atau senyawa kimia inorganik maupun organik terlarut, kemudian mengendap dalam sedimen, yang kecepatan pengendapannya tergantung pada ukuran partikel dan dinamika arus setempat. Proses adsorpsi tersebut bersifat fisik-kimia dan berperan dalam mereduksi konsentrasi senyawa kimia terlarut (seperti logam berat) dalam kolom air, dan meningkatkan konsentrasinya dalam sedimen. Makin halus ukuran partikel padatan tersuspensi, makin luas permukaannya dan makin besar kapasitas adsorpsinya terhadap senyawa kimia terlarut. Dengan kata lain, padatan tersuspensi memiliki kapasitas adsorpsi yang besar terhadap logam berat terlarut, dan potensial mengakumulasi logam berat tersebut dalam sedimen.
gC/tahun).
listrik, beberapa adsorpsi ion terjadi karena adanya atraksi elektrostatik atau yang dikenal dengan electrostik adsorpsi. Proses ini berlangsung cepat sampai terjadi keseimbangan muatan. Mekanisme adsorpsi lainnya adalah adsorpsi spesifik dimana kontribusi energi bebas dari sumber asal(adsorbate) sangat besar. Proses adsorpsi spesifik berlangsung lambat dan keseimbangan muatan jarang tercapai.
Logam Berat di Estuari
Di Estuari, logam berat ditemukan dalam bentuk:
a. Terlarut, yaitu ion logam berat dan logam yang berbentuk kompleks dengan senyawa organik dan anorganik.
b. Tidak terlarut, yang terdiri dari partikel dan senyawa kompleks metal yang teradsorpsi pada zat tersuspensi (Razak, 1980).
Daya larut logam berat dapat menjadi lebih tinggi atau lebih rendah tergantung pada kondisi lingkungan perairan. Pada daerah yang kekurangan oksigen yang disebabkan karena kontaminasi bahan organik, maka daya larut logam berat akan menjadi lebih rendah dan mudah mengendap. Logam berat seperti Zn, Cu, Cd, Pb, Hg dan Ag akan sulit terlarut dalam kondisi perairan yang anoksik atau rendah kadar oksigen (Ramlal, 1987). Logam berat yang diikat oleh padatan tersuspensi kemudian akan mengendap kedasar perairan, dan akan mempengaruhi kualitas sedimen didasar perairan serta perairan disekitarnya. Kadar normal dan maksimum logam berat dalam air laut disajikan dalam Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Kadar Normal dan Maksimum Logam Berat Dalam Air Laut.
Jenis Logam Berat Kadar (ppm)
Normal* Maksimum**
Parameter kimia dan fisika yang turut mempengaruhi kandungan logam berat dalam perairan adalah suhu, salinitas, padatan tersuspensi total, dan derajat keasaman (pH). Pada umumnya faktor oseanografi yang paling berperan dalam penyebaran bahan pencemar adalah arus, pasang surut, gelombang, dan keadaaan batimetri. Arus di perairan estuari dipengaruhi oleh lingkungan yang khas seperti pengaruh masukan air sungai, pasang surut, gelombang, serta pergerakan dan percampuran massa air.
Pola sebaran logam berat terlarut terhadap nilai salinitas berbeda antara logam yang satu dengan yang lain (Maslukah, 2006). Konsentrasi logam Pb mengalami kenaikan dengan bertambahnya salinitas, sedangkan logam Cu dan Zn mengalami penurunan dengan bertambahnya nilai salinitas.
Perilaku logam berat di perairan sangat dipengaruhi oleh interaksi antara fase larutan dan fase padatan. Konsentrasi logam terlarut secara cepat hilang dari larutan pada saat berhubungan dengan permukaan materi partikulat melalui beberapa fenomena ikatan permukaan yang berbeda (ikatan koloid, adsorbsi, dan presipitasi). Pengikatan logam berat oleh partikulat kemudian akan mengendap di dasaar perairan dan menambah konsentrasinya didalam sedimen.
Adsorpsi di Lingkungan Laut
Proses adsorpsi adalah proses pemindahan sejumlah elemen terlarut dalam kolom air kedalam sedimen. Waktu yang dibutuhkan oleh partikel tersuspensi untuk mengadsorpsi elemen terlarut tersebut disebut dengan Scavaging Residence Time (SRT).
Nilai kapasitas adsorpsi suatu elemen menunjukkan besarnya elemen tersebut yang teradsorpsi oleh partikel tersuspensi dalam kolom air (Sanusi, 2006).
Logam berat yang terdapat di laut mengalami beberapa fase padat yang ditandai dengan adsoprsi logam berat tersebut pada suspended solid. Proses adsorpsi ini mengurangi konsentrasi logam berat terlarut dalam perairan. Pada beberapa trace elemen
seperti merkuri memiliki konsentrasi yang tinggi di sedimen dalam bentuk fraksi halus dan fraksi kasar. Selanjutnya trace elemen ini akan lebih terkonsentrasi pada suspended solid dibandingkan di dasar sedimen atau dalam badan air. Hal ini disebabkan oleh proses adsorpsi yang berlangsung di perairan laut.
Sedimen di Estuari.
Estuari merupakan tempat bertemunya arus sungai menuju ke laut dan arus pasang surut air laut yang menuju sungai. Kedua aktivitas ini menyebabkan proses sedimentasi di Estuari juga semakin efektif, baik sedimen dari laut maupun sedimen dari sungai.
Proses sedimentasi ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya adalah kecepatan arus sungai, kondisi dasar sungai, turbulensi, dan diameter sedimen (Posma, 1976 diacu dalam Supriharyono, 2000). Sedimen berdiameter 104 μm akan tererosi oleh arus dengan kecepatan 150 cm/dt, dan terbawa arus pada kecepatan antara 90 – 150 cm/dt, dan akan mengendap pada kecepatan arus < 90 cm/dt . Untuk sedimen yang halus atau dengan ukuran diameter 102 μm, akan tererosi pada kecepatan arus > 30 cm/dt dan terendapkan pada kecepatan < 15 cm/dt.
Dalam kondisi seperti tersebut diatas, maka di estuari, seluruh ukuran partikel sedimen akan mengalami erosi dan terbawa arus (MC Lusky, 1981 dalam Supriharyono, 2000). Apabila arus melemah, maka sedimen berukuran besar seperti pasir, akan mengendap terlebih dahulu, sedangkan sedimen yang berukuran kecil seperti clay atau lempung masih terbawa oleh arus. Partikel halus ini akan mengendap setelah arus sudah cukup lemah dan akan mengendap di tengah estuaria.
pasir dan pasir kasar mengendap secara cepat diperairan. Sedimen sedimen ini dapat mengendap dalam satu siklus pasang, sementara sedimen yang lebih halus seperti silt dan
clay, kecepatan endapnya sangat lambat, tidak dapat mengendap dalam satu siklus pasang. Tabel 2 berikut memperlihatkan beberapa tipe sedimen dengan laju kecepatan endapnya menurut King, 1976.
Tabel 2. Kecepatan Endap Beberapa Fraksi Sedimen (King 1976)
Fraksi Sedimen Diameter (um) Kecepatan Endap (cm/dt) Pasir
Salinitas di estuari sangat dipengaruhi oleh musim, topografi estuari, pasang surut dan debit air sungai. Fluktuasi di estuari terjadi karena daerah tersebut merupakan tempat pertemuan antara massa air tawar yang berasal dari sungai dengan massa air laut serta diiringi dengan pengadukan massa air.
2. Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman atau pH adalah nilai yang menunjukkan aktivitas ion hidrogen dalam air yang digunakan untuk mengukur apakah suatu larutan bersifat asam atau basa. Nilai pH berkisar antara 1-14 dimana nilai pH 7 adalah netral, yang merupakan batas antara asam dan basa. Makin tinggi pH suatu larutan maka makin besar sifat basanya, dan sebaliknya makin kecil pH makin besar sifat asam suatu larutan.
Derajat keasaman ini dalam sistem perairan, merupakan suatu peubah yang sangat penting. Ia juga mempengaruhi konsentrasi logam berat di perairan. Pada perairan estuari, kandungan logam berat lebih tinggi dibandingkan dengan perairan lainnya. Hal ini disebabkan karena kelarutan logam berat lebih tinggi pada pH rendah (Chester 1990).
3. Oksigen Terlarut
mengendap. Logam berat seperti Zn, Cu, Cd, Pb, Hg, dan Ag akan sulit larut dalam kondisi perairan yang anoksik (Ramlal, 1987).
4. Bahan Organik
BAB III.
METODE PENELITIAN
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan September - Nopember 2007. Pengukuran salinitas, kedalaman perairan, dan oksigen terlarut, menggunakan CTD (Conductivity
Temperature Depth) dilakukan pada saat pasang dan surut, sementara pengambilan
sampel air dan sedimen dilakukan pada saat surut. Analisis dilakukan di laboratorium Puspitek Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.
Lokasi penelitian ditentukan menjadi delapan (8) titik stasiun. Satu stasiun mewakili wilayah sungai, 1 stasiun lainnya pada mulut muara, 3 stasiun mewakili wilayah estuari dan 3 stasiun lainnya mewakili wilayah laut. Penentuan stasiun ini didasarkan pada perbedaan tingkat salinitas secara horizontal (air sungai, air muara dan air laut). Hal ini Sangat diperlukan untuk membedakan kondisi kimia air pada masing-masing jenis perairan tersebut. Sediment Trap diletakkan pada Stasiun 2, 3, 4 dan 5 dengan jarak rata-rata antar stasiun sejauh 1,62 km. Pemilihan tempat peletakan sedimen
trap didasarkan pada pertimbangan bahwa keempat stasiun diatas telah dapat mewakili
proses sedimentasi di lokasi penelitian. Posisi lokasi stasiun pengamatan dan lokasi secara geografis ditunjukkan pada Tabel 3 dan Gambar 7 berikut.
Tabel 3. Posisi Geografis Stasiun Penelitian.
Stasiun Lintang Selatan Bujur Timur
Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian disajikan pada Tabel 4 di bawah ini.
Tabel 4 Alat dan Bahan Penelitian
No Alat dan bahan Kegunaan Tipe
3 Kapal Transportasi
4 CTD Mengukur salinitas,
temperature, DO
7 Water sampler Mengambil contoh
air
Van Dorn 0sk 16387-c Ogawa Seiki co,ltd 8 Botol sampel Menyimpan contoh
air
9 Stopwatch Mengukur waktu
10 Tali plastik Mengukur kedalaman
11 Refraktometer Mengukur salinitas Ogawa Seiki Co Ltd
12 pH meter Mengukur pH
13 Ice box Tempat menyimpan
contoh
14 Sediment trap Mengambil contoh
sedimen
Paralon 4 inci dengan pemberat
Data yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas data primer yang meliputi parameter utama (Tabel 5) dan data sekunder yang meliputi data pasang surut tahun 2007 yang diterbitkan oleh Deshidros, TNI AL dan peta digital lokasi penelitian dari Bakosurtanal tahun 2004.
atau dianalisis di laboratorium. Adapun parameter yang diukur dalam penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 5.
Tabel 5 Parameter Fisika – Kimia dan Biologi yang diukur dalam Penelitian
No Parameter yang diukur Satuan Metode Keterangan
Kimia air
1 Logam berat Zn, Cu, Cd, Pb , Hg terlarut dan teradsorpsi
mg/l dan (Organik dan In organik) Fraksi sedimen
2 Pasang surut Data sekunder
3 Laju sedimentasi gr/m2/mg In situ
4 Debit sungai m3/dt Lagrangian In situ
5 Arah dan Kecepatan Arus In situ
Nilai kapasitas adsorpsi (Adsorption Capasity) dihitung dengan cara: [L]
KA = Kapasitas Adsorpsi [L]Adsorpsi
[L]
= Elemen kimia teradsorpsi partikel Total
Adapun nilai Indeks Kelarutan atau DTI (Dissolved Transport Index) , yang merupakan nilai rasio antara konsentrasi logam terlarut dengan konsentrasi logam total menggunakan formula sebagai berikut (Sanusi, 2006):
[L]
= Elemen kimia terlarut total
Pengambilan Contoh Air.
= Elemen kimia total.
Pengambilan contoh air menggunakan Van Dorn Water Sampler yang memiliki kapasitas 2 liter. Air ini kemudian dimasukkan kedalam botol polyethylen dan disimpan didalam kotak es ( ice box ), selanjutnya dibawa ke laboratorium untuk analisis lebih lanjut. Sebelum digunakan, water sampler dan botol polythilene telah dibersihkan dengan cara direndam dengan HCl 2 N selama 24 jam dan dibilas dengan air suling bebas ion. Pengambilan contoh air digunakan untuk penentuan parameter total padatan tersuspensi (TSS), analisis bahan organik, dan analisis logam berat.
Di laboratorium, air untuk analisis logam berat kemudian disaring dengan menggunakan kertas saring milipore, dengan ukuran 0,45µm, yang telah direndam dalam HCl 6 N selama seminggu dan dibilas dengan aquades. Setelah disaring, air contoh diawetkan dengan menambahkan HNO3
Pengambilan Contoh Sedimen.
(pH<2). Kertas saring yang telah digunakan dikeringkan dalam oven, kemudian digunakan untuk menghitung total padatan tersuspensi dan kandungan logam berat didalamnya. Dalam pengukuran logam berat dengan AAS (Atomic Absorption Spectrofotometry) masing-masing dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali.
Pengambilan contoh sedimen dilakukan dengan menggunakan Ekman Grab. Ketebalan sedimen yang diambil ± 10 cm dari permukaan sedimen. Contoh sedimen diambil dari bagian tengah grab, untuk menghindari adanya kontaminasi alat. Contoh kemudian dimasukkan kedalam botol polyethylen dan disimpan dalam kotak es.
Analisis Logam Berat
Analisis logam berat dilakukan pada contoh air, baik yang terlarut maupun yang teradsorpsi, serta dalam sedimen. Analisis ini menggunakan metode ekstraksi dengan
AAS (Atomic Absorption Spectofotometry). Penentuan kadar logam berat ditentukan pada
Hukum Lambert-Beer, yaitu banyaknya sinar yang diserap berbanding lurus dengan kadar zat. Persamaan garis antar kadar zat dengan absorbansi adalah persamaan garis lurus dengan koefisien arah positif, Y = a + bX. Dengan memasukkan nilai absorbansi larutan contoh kedalam persamaan garis dari larutan standar, maka kadar logam berat dalam contoh dapat diketahui.
Karena yang mengabsorbsi sinar adalah atom, maka ion/senyawa logam berat dalam contoh harus diubah menjadi bentuk atom. Perubahan bentuk ion menjadi bentuk atom biasanya dilakukan pada suhu tinggi (2000oC) melalui pembakaran (asetilen- udara) atau dengan energi listrik (Graphite furnase/Carbon rod atomizer) (Hutagalung et al
1997).
Analisis Kandungan Bahan Organik Total (TOM).
Analisis kandungan bahan organik total dilakukan pada contoh air dengan menggunakan metode titrasi. Untuk analisis kandungan bahan organik pada padatan tersuspensi dilakukan dengan metode pengabuan.
Pengukuran Arus dan Pasang Surut
Pengukuran arus dilakukan dengan metode lagrangian, dengan menggunakan
Currentmeter, data tersebut kemudian diplot pada peta menggunakan Surfer 8.
Penentuan kondisi pasang surut menggunakan data sekunder pasang surut dari Dishidros tahun 2007. Tipe pasut disajikan dalam bentuk grafik garis dengan menggunakan program excel.
Pengukuran Kedalaman Perairan.
Pengukuran kedalam dengan menggunakan tongkat berskala untuk kedalaman hingga 2 meter dan menggunakan tali pada kedalaman hingga 9 meter. Data ini kemudian
Pengukuran Debit Sungai
Pengukuran debit sungai dilakukan dengan mengukur kecepatan aliran dan luas penampang melintang (Sosrodarsono dan Takeda 1993) Perhitungan debit sungai dilakukan di stasiun 1. Perhitungannya adalah sebagai berikut
Qd = Fd x Vd
Fd =
(
4
)
2
2
xbx
c
+
d
+
e
Keterangan :
Qd = debit sungai
Fd = luas penampang melintang antara garis pengukuran dalamnya air Vd = kecepatan aliran rata-rata pada garis pengaliran d
b = lebar sungai
c, d, e = dalamnya air pada setiap pengukuran.
Garis-garis pengukuran kedalaman dilakukan menurut metoda yang dilakukan Sosrodarsono dan Takeda (1993). Penampang melintang sungai dibagi kedalam empat penampang dan setiap penampang dilakukan pengukuran 3 kedalaman seperti pada Gambar 6 berikut ini.
Gambar 8. Sketsa Pengukuran Debit Sungai
e
B
Keterangan:
B = Lebar sungai
c,d,e= kedalaman air pada setiap pengukuran.
Analisis Ukuran Butir
Sampel sedimen dianalisis menggunakan metode Buchanan (1984) dalam Holme and Mc Imtyre (1984) sebagai berikut :
1) Sampel ditimbang sebanyak 25 gram, kemudian disaring dengan saringan ukuran 0,063 mm dan diayak dalam baskom yang diisi 1 liter aquades hingga terbagi menjadi dua bagian, yaitu sampel yang mengendap dan sampel yang lolos saringan.
2) Sampel yang tidak lolos saringan dimasukkan dalam oven pada temperatur 100° C hingga kering.
3) Sampel dengan saringan bertingkat (0,500 mm, 0,250 mm, 0,125 mm, 0,063 mm) dan kemudian hasil ayakan masing-masing ditimbang.
Analisis Muatan Padatan Tersuspensi
Analisis MPT menurut metode APHA (1976) dalam Supriharyono (2000) adalah sebagai berikut :
1) Sampel air disaring menggunakan kertas saring milipore 0,42 µm dengan bantuan pompa hisap, bersama dengan kertas saring yang telah diketahui beratnya, dan residu hasil penyaringan ditimbang
2) Kertas saring dikeringkan dengan oven pada suhu 105º C selama 2 jam. 3) Sampel yang sudah kering dimasukkan dalam desikator, kemudian ditimbang. 4) Nilai MPT diperoleh melalui perhitungan :
l
Keterangan : a : berat kertas saring dan residu sebelum pemanasan (mg) h : berat kertas saring setelah pemanasan (mg)
Analisis Laju Sedimentasi
Sampel sedimen diambil dari sediment trap yang diletakkan di stasiun 2, 3, 4 dan 5. Pemilihan tempat pelatakan sedimen trap didasarkan pada pertimbangan bahwa keempat stasiun diatas telah dapat mewakili proses sedimentasi di lokasi penelitian.
Sediment trap berbentuk silinder merupakan modifikasi dari pipa paralon dengan
diameter 9,2 cm dan tinggi 30 cm, bagian bawah paralon ditutup dengan semen yang sekaligus berfungsi sebagai pemberat. White (1990) menyatakan bahwa silinder dengan perbandingan tinggi dan diameter > 3 merupakan kolektor yang efisien pada kecepatan arus 0,2 m/dt. Pemasangan sediment trap selama satu minggu, hasilnya berupa contoh sedimen ditampung dalam kantong plastik lalu diendapkan selama satu malam. Kemudian dibungkus alumunium foil ( yang telah dilakukan pengovenan pada suhu 100º C disimpan dalam desikator) dan dioven pada suhu 105º C selama 5 jam sampai beratnya konstan. Setelah ditimbang untuk menghitung laju sedimentasi dengan rumus APHA (1976) dalam Supriharyono (2000) sebagai berikut :
Laju Sedimentasi = / /
a : berat akhir alumunium foil dan sedimen (gram) b : berat awal alumunium foil (gram)
d : diameter sediment trap (cm).
Pengukuran Salinitas.
Pengukuran salinitas dengan menggunakan CTD (Conductivity Temperature
Depth), sehingga disetiap kedalaman dapat terukur salinitasnya. Pengukuran ini
33
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tipe Estuari dan Debit Sungai.
Tipe estuari biasanya dipengaruhi oleh kondisi pasang surut. Pada saat pasang, salinitas perairan akan didominasi oleh salinitas air laut karena masuknya air laut pada estuari tersebut. Sebaliknya pada saat surut, maka terjadi penurunan salinitas karena adanya masukan dari air sungai. Untuk mengetahui tipe estuari dapat dilakukan dengan melihat sebaran salinitas pada tiap lapisan kedalaman disetiap stasiun. Hasil pengukuran sebaran salinitas pada tiap kedalaman di setiap stasiun pada saat pasang dan surut, seperti disajikan pada Gambar 9 berikut ini.
(a) (b)
Gambar 9 Sebaran Salinitas Menegak Saat Pasang (a) dan Surut (b)
34 dimana pada saat pasang salinitasnya berkisar 32 – 33 psu, sedangkan pada saat surut salinitasnya berkisar 25 – 26 psu. Nilai salinitas didaerah ini berfluktuasi antara pasang dan surut, serta memiliki karakteristik estuari, yaitu mirip laut pada saat pasang dan mirip sungai pada saat surut. Wilayah ketiga adalah wilayah yang memiliki karakteristik laut, yaitu memiliki salinitas antara 32 – 33 psu. Wilayah ini diwakili oleh stasiun 6, 7 dan 8. Wilayah ketiga ini memiliki salinitas yang seragam dari permukaan hingga kedalaman 9 m pada keadaan pasang, sedangkan pada saat surut, ada sedikit perbedaan salinitas di permukaan , kemudian semakin meningkat dengan bertambahnya kedalaman.
(1) (1)
(2) (2)
(3) (3)
A B
35 Stratifikasi ini juga terjadi pada sebaran melintang dimana stasiun yang berada jauh dari muara sungai mempunyai salinitas yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan stasiun yang berada dekat dengan muara (Gambar 10). Lapisan permukaan cenderung memiliki salinitas lebih rendah dibandingkan dengan lapisan tengah, dan lapisan tengah lebih rendah dibandingkan dengan lapisan dasar perairan.
Pada saat surut, salinitas rendah tampak pada stasiun 2, dimana stasiun ini letaknya di muara sungai. Perubahan nilai salinitas tampak sekali semakin menjauhi muara menuju laut. Pola penyebaran salinitas semacam ini menunjukkan bahwa kawasan Muaragembong tergolong pada estuari tercampur sebagian (Partially Mixed Estuary). Hal ini ditunjukkan dengan adanya variasi salinitas secara vertikal dan horisontal.
Berdasarkan sebaran salinitas menegak terlihat adanya pembatas (front) salinitas pada daerah muara. Pergerakkan salinitas pada saat pasang terlihat mendorong massa air menuju sungai, begitu mencapai stasiun dekat muara terjadi percampuran salinitas hanya pada di lapisan bawah perairan. Pada saat surut terjadi kebalikannya, yaitu massa air tawar mendorong hingga ke mulut muara sungai. Percampuran antara salinitas air laut dan air tawar pada kondisi pasang dan surut hanya di sekitar mulut muara sungai.
Dari hasil pengamatan, tampak adanya variasi sebaran temperatur dari permukaan hingga dasar perairan. Gambar 11, memperlihatkan ada penurunan temperatur dengan bertambahnya kedalaman. Pada lapisan permukaan temperatur berkisar antara 29oC
hingga 30oC. Temperatur ini terus menurun hingga 28,5oC pada kedalaman 9 m .
36
(a) (b)
Gambar 11 Sebaran Vertikal Temperatur Saat Pasang (a) dan Surut (b).
Variasi temperatur dapat disebabkan karena adanya debit sungai yang masuk ke perairan estuari. Hasil perhitungan debit sungai yang dilakukan di muara CBL (Citarum Bekasi Laut) pada jarak 10 m dari muara sungai. Pengukuran dilakukan dengan membagi lebar sungai dengan 4 penampang. Pada penampang pertama diperoleh debit sebesar 99,6 m3/dt, penampang kedua 89,7 m3/dt, penampang ketiga 79,95 m3/dt, dan penampang keempat sebesar 37,5 cm3/dt. Dari keempat pengukuran, diproleh debit rata-rata sebesar 76.68 m3/dt.
Kondisi Pasang Surut Dan Arus.
37 Gambar 12 Kondisi Pasang Surut di Muaragembong Bulan September 2007
(Dishidros, 2007).
Pengamatan untuk penentuan tipe estuari dilakukan pada saat pasang dan pada saat surut. Pengukuran salinitas pada saat pasang dilakukan pada pukul 13.40, sementara pengukuran pada saat surut dilakukan pada pagi hari, pukul 6.30. Untuk pengukuran parameter yang lain dilakukan pada saat surut. Gambar 11 dibawah ini memperlihatkan kondisi pasang surut pada saat pengambilan sampel dan pengukuran salinitas.
Gambar 13 Kondisi Pasang Surut Saat Pengukuran Salinitas dan Pengambilan Sampel .
Keterangan:
: Pengukuran salinitas pada saat pasang : Pengukuran salinitas pada saat surut : Pengambilan sampel
38 Kecepatan arus permukaan memiliki kecepatan bervariasi, mulai 6,19 cm/dt hingga 7,59 cm/dt. Kecepatan arus di muara sungai lebih cepat dibandingkan dengan kecepatan di estuari dan laut. Arus pada muara sungai dan estuari mengarah ke Barat, sedangkan arus di stasiun 6, 7, 8 mengarah ke Baratdaya. Arah dan kecepatan arus dapat dilihat pada Gambar 14 dibawah ini.
Gambar 14 Pola arus permukaan .
Padatan Tersuspensi (Suspended Solid) Dan Sedimentasi.
Padatan tersuspensi adalah partikel-partikel yang melayang-layang didalam air yang terdiri dari komponen hidup (Phytoplankton, jamur dan bakteri) dan komponen mati (detritus, partikel anorganik).
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa nilai TSS berkisar antara 49,6 mg/l hingga 102 mg/l . Nilai terbesar pada stasiun 3, dimana stasiun sangat dangkal , sehingga proses pengadukan dasar perairan cukup efektif. Nilai terendah terdapat pada stasiun 6. Sebaran nilai TSS ditampilkan pada Gambar 15 di bawah ini.
Peta Arus Permukaan
39 Gambar 15 Nilai Total Padatan Tersuspensi.
Total Padatan Tersuspensi terdiri atas bahan-bahan organik dan inorganik. Komposisi kandungan kedua bahan ini berbeda dan bervariasi ditiap stasiun (Lampiran 1). Pada Gambar 16 berikut tampak adanya penurunan kadar bahan organik dari sungai ke laut. Kandungan bahan organik tertinggi ada di stasiun 5 (hingga 68%) dan terendah di stasiun 8 (12,8%). Sementara itu, kandungan bahan inorganik menunjukkan sebaran yang berlawanan. Persentase tinggi tampak pada stasiun 8 (51,7%), dan kandungan terendah , yaitu pada stasiun 5 (11,1%) . Fenomena menarik terdapat di stasiun 6, dimana persentase kandungan unsur organik dan inorganik memiliki nilai yang hampir sama.
Gambar 16 Perbandingan Kandungan Bahan Organik dan Inorganik
Kandungan Bahan organik dan Inorganik dalam Padatan tersuspensi
40 Padatan Tersuspensi (organik maupun inorganik) di perairan laut berasal dari daratan yang ditranspor melalui sungai, dan yang berasal dari dalam laut itu sendiri. Yang bersumber dari laut adalah lebih besar dibandingkan dengan yang berasal dari daratan yang dibawa oleh sungai (Libes, 1992).
Padatan Tersuspensi memiliki kemampuan mengadsorpsi beberapa elemen terlarut dan kemudian mengendap dalam sedimen di dasar perairan. Untuk itu perlu dilakukan pengamatan mengenai fraksi sedimen dan laju pengendapan didaerah penelitian. Pengukuran laju sedimentasi dilakukan dengan menggunakan sediment trap
yang dipasang di 4 stasiun pengamatan. Laju sedimen terendah stasiun 3 dan tertinggi di stasiun 4 (Tabel 6).
Tabel 6 Hasil Pengukuran Laju sedimentasi
Stasiun Kedalaman (m)
Laju Sedimentasi gr/m2 Kecepatan Arus
Dari keempat stasiun tersebut memperlihatkan bahwa laju sedimentasi di stasiun 4 (estuari) lebih tinggi daripada stasiun lain. Sedimen di stasiun 4 merupakan kombinasi antara material laut dan material sungai yang dibawa ke laut. Material yang dibawa laut pada saat pasang dan material sungai pada saat surut mempengaruhi besarnya laju endapan di tempat ini. Tingginya laju sedimentasi di stasiun 4 dimungkinkan karena adanya resuspensi atau pengadukan dari dasar, mengingat konsentrasi TSS di tempat tersebut justru paling kecil dibandingkan dengan ketiga stasiun lainnya, dan arus yang relatif juga kecil.
41
Tabel 7. Nilai Persentase Fraksi Sedimen dan Jenis Sedimen.
Stasiun Fraksi sedimen (%) Jenis sedimen
Lempung(clay) Lanau (Silt) Pasir (sand)
Tabel 7 menunjukkan fraksi sedimen di Perairan Muaragembong yang terdiri dari
Sand (pasir), Silt (lanau), dan Clay (lempung). Di stasiun 1 didominasi oleh pasir
(78,98%) dengan jenis sedimen Loamy Sand (Pasir berlempung). Stasiun 2 dan 3 didominasi oleh lanau (Silt). Keempat stasiun lainnya yang merupakan laut lepas memiliki jenis sedimen pasir berlempung (Loamy Sand). Gambar 17 dibawah ini menampilkan sebaran fraksi sedimen dalam grafik histogram.
Gambar 17 Sebaran Fraksi Sedimen.
Konsentrasi Logam Cd, Cu, Zn, Hg, Pb Terlarut dan Teradsorpsi .
1. Cadmium (Cd).
42 Gambar 18 Konsentrasi Logam Cadmium (Cd) Terlarut dan Teradsorpsi.
Konsentrasi logam Cd terlarut tertinggi terdapat pada stasiun 2, kemudian menurun semakin kearah laut. Konsentrasi logam berat dalam Padatan Tersuspensi juga tampak semakin rendah ke arah laut. Dengan kata lain konsentrasi Cd semakin rendah dengan semakin meningkatnya salainitas.
2. Tembaga (Cu).
Konsentrasi logam Cu terlarut yang terukur berkisar antara 0,158 mg/l– 0,290 mg/l dengan nilai tertinggi diperoleh di stasiun 1 (0,290 mg/l) dan terendah di stasiun 8 (0,158 mg/l). Sebaran konsentrasi Cu dapat dilihat pada Gambar 19. Karena sumber Cu berasal dari sungai, maka konsentrasinya juga menunujukkan nilai yang menurun mulai dari sungai ke laut. Menurut Maslukah (2006), dilihat dari pola sebaran logam terlarut terhadap nilai salinitas menunjukkan bahwa logam Cu mengalami penurunan sejalan dengan bertambahnya nilai salinitas.
43 Konsentrasi logam Cu dalam padatan tersuspensi menunjukkan pola yang tidak berbeda. Nilai tertinggi pada stasiun 1,3, 4, 5 yang merupakan daerah estuari. Rentang nilai konsentrasi Cu dalam padatan tersuspensi berkisar antara 1,302 mg/l – 3,384 mg/l. Karena Cu termasuk unsur esensial, maka keberadaannya diperlukan oleh organisme. Konsentrasi Cu terlarut yang jauh lebih kecil nilainya dibandingkan dengan teradsorpsi dimungkinkan karena diabsorp (diserap) oleh organisme laut.
3. Seng (Zn) .
Nilai konsentrasi logam Zn terlarut di muara sungai CBL Muaragembong berkisar antara 0,127 mg/l – 0,988 mg/l. Nilai konsentrasi tertinggi pada stasiun 1 (0,988 mg/l) , sedangkan nilai terendah pada stasiun 2 (0,127 mg/l). Serupa dengan logam Cu, maka logam Zn pun mengalami penurunan konsentrasi sejalan dengan meningkatnya salinitas (Maslukah, 2006). Karena perbedaan nilai sangat besar maka konsentrasi Zn terlarut tidak tampak dalam gambar. Sebaran konsentrasi Zn dapat dilihat pada Gambar 20 di bawah ini.
Gambar 20 Konsentrasi Logam Seng (Zn) Terlarut dan Teradsorpsi.
44 Dalam perairan dengan pH 6,7 unsur Zn terdapat dalam bentuk Zn terlarut. Semakin basa suatu perairan (pH 7 – 7,5) maka Zn mulai mengalami hidrolisis dan membentuk Zn(OH)2
Gambar 21 Konsentrasi Logam Merkuri (Hg) Terlarut dan Teradsorpsi
Nilai konsentrasi logam Hg secara keseluruhan menunjukkan nilai tertinggi pada stasiun 2, dan semakin mengecil kearah laut. Penurunan ini disebabkan karena pengenceran oleh air laut. Tingginya konsentrasi di stasiun 2 dimungkinkan karena adanya pengadukan sedimen yang disebabkan oleh arus yang bergesekan dengan dasar perairan.
5. Timbal (Pb ).
Timbal (Pb) atau terkenal dengan timah hitam, adalah salah satu logam yang banyak mencemari laut karena aktivitas manusia. Kandungan logam Pb terlarut didaerah penelitian dapat dilihat pada Gambar 22 dibawah ini.
yang bersifat tidak larut (Sanusi, 2006). Kondisi pH dan kandungan bahan organik maupun inorganik dalam padatan tersuspensi di lokasi penelitian sangat mendukung efektifitas pembentukan ikatan kompleks dan adsorpsi Zn oleh padatan tersuspensi.
4. Merkuri (Hg)
45 Gambar 22. Konsentrasi Logam Timbal (Pb) Terlarut dan Teradsorpsi
Konsentrasi logam Pb terlarut berada pada kisaran 3,00 mg/l – 8,92 mg/l, dan konsentrasi teradsorpsi antara 1,028 mg/l – 3,142 mg/l. Seperti logam yang lain, konsentrasi yang teradsorpsi lebih besar daripada yang terlarut. Pola sebaran konsentrasi logam ini meningkat semakin kearah laut. Adanya ligan organik maupun inorganik dalam air (lampiran 1 ) menyebabkan terbentuknya ikatan kompleks dengan Pb. Dengan ligan inorganik fosfat (PO43-) dan Sulfida (S2-) , Pb membentuk senyawa Pb (OH)- dan PbS yang bersifat tidak larut. Di Perairan dengan pH >6 kedua senyawa itu akan mengalami proses hidrolisis dan membentuk Pb(OH)- terlarut (Sanusi, 2006). Kondisi pH sangat mempengaruhi keberadaan Pb dalam perairan karena sangat menentukan apakah dalam keadaan terlarut ataupun teradsorpsi. Konsentrasi Pb di kawasan Muaragembong sebenarnya sudah melewati ambang batas yang ditentukan oleh EPA dan KepMen Lingkungan Hidup No 51/2004.
4.5. Kapasitas Adsorpsi dan Indeks Kelarutan Logam Berat.
Hasil perhitungan kapasitas adsorpsi di daerah penelitian menunjukkan bahwa Kapasitas Adsorpsi logam berat secara berurutan dengan nilai terbesar adalah Zn>Cu>Hg>Pb>Cd. Untuk logam berat esensial (Zn dan Cu) berbeda dengan unsur logam non esensial (Cd, Hg, Pb). Unsur-unsur esensial (Zn dan Cu) memiliki kapasitas adsorpsi lebih besar dibandingkan dengan unsur non esensial . Kapasitas adsorpsi Zn rata-rata adalah 98,36% dan Cu dengan rata-rata 90,52%.
46 Untuk unsur logam non-esensial memiliki nilai rata-rata dibawah 50%. Logam Pb memiliki nilai antara 22%-26%, diikuti oleh Cd dengan rentang nilai antara 1%-20% dan Hg dengan nilai antara 56%-66%. Gambar 23 berikut adalah perbandingan Kapasitas adsorpsi di tiap stasiun pengamatan dari sungai hingga laut yang disajikan dalam bentuk histogram.
Gambar 23. Kapasitas Adsorpsi Logam Berat
47
Gambar 24 Indeks Kelarutan Logam Berat
Nilai indeks kelarutan logam berat seperti yang diperlihatkan pada Gambar 24 secara berurutan adalah Cd>Pb>Hg>Cu>Zn. Untuk logam esensial nilai Cu>Zn dan Cd>Pb>Hg untuk logam non-esensial. Berdasarkan hal diatas, apabila nilai indeks kelarutannya rendah maka kapasitas adsorpsinya semakin tinggi. Dengan demikian unsur yang memiliki indeks kelarutan yang rendah (Zn) lebih banyak teradsorpsi oleh partikulat yang pada akhirnya akan terendapkan di dasar perairan.
Konsentrasi Logam Cd, Cu, Zn, Hg, Pb dalam Sedimen.
Kondisi logam berat yang telah teradsorpsi oleh padatan tersuspensi akan mengalami proses pengendapan pada dasar perairan. Gambar 25 berikut ini memperlihatkan konsentrasi logam berat dalam sedimen
48
Gambar 25. Konsentrasi Logam Berat dalam sedimen
Pada gambar tampak bahwa logam Zn memiliki konsentrasi yang tinggi dibandingkan dengan logam lainnya, diikuti oleh Cu, Pb, Cd dan yang terakhir adalah Hg. Seperti diketahui bahwa Cd bervalensi dua adalah bentuk terlarut yang stabil dalam lingkungan perairan laut, terutama pada pH dibawah 8. Logam Pb dalam perairan laut dengan pH >6 didominasi oleh senyawa Pb(OH) terlarut, sehingga dalam sedimenpun kedua unsur logam tadi kandungannya kecil.
Pembahasan Umum.
Percampuran kedua massa air di estuari akan menyebabkan perubahan konsentrasi logam berat terlarut yang ada di kolom air. Proses yang terjadi antara lain adalah pengenceran, flokulasi, adsorpsi dan desorpsi. Proses pengenceran menyebabkan perubahan konsentrasi logam berat, baik itu bertambah atau berkurang tergantung dari sumber logam tersebut. Apabila sumber logam dari sungai, adanya proses pengenceran oleh air laut mengakibatkan konsentrasi logam akan menurun sepanjang perubahan salinitas, sebaliknya apabila sumber logam berasal dari laut, maka konsentrasi logam berat menjadi naik dengan bertambahnya nilai salinitas (Chester 1990).
Menurunnya konsentrasi logam berat terlarut di estruari disebabkan juga karena ada proses adsorpsi. Proses adsorpsi adalah proses pengikatan atom, partikel atau molekul suatu zat pada permukaan suatu zat padat. Proses adsorpsi antar partikel tersuspensi dalam kolom air terjadi karena adanya muatan listrik pada permukaan partikel.
49 Dengan tipe estuari yang tercampur sebagian, berarti ada perbedaan salinitas antara permukaan hingga kedalaman tertentu di perairan tersebut. Perbedaan salinitas ini tentu saja akan mempengaruhi proses kimiawi unsur logam berat yang masuk. Unsur logam berat esensial (Cu dan Zn) memperlihatkan konsentrasi yang cenderung menurun dengan semakin tingginya salinitas, baik konsentrasi terlarut maupun teradsorpsi. Untuk logam non-esensial (Cd, Hg dan Pb) menunjukkan pola yang berbeda. Konsentrasi Pb terlarut dan teradsorpsi meningkat dengan meningkatnya salinitas, sementara Cd dan Hg sebaliknya.
Kadar keasaman (pH) juga mempengaruhi proses adsorpsi dan absorpsi unsur logam berat. Pada kondisi pH diatas 7, Zn justru mengalami hidrolisis dan bersifat tidak larut. Serupa dengan Zn, tembaga (Cu) pun bersifat tidak larut pada pH basa. Kedua unsur esensial ini banyak teradsorpsi oleh padatan tersuspensi pada lingkungan laut, yang akhirnya akan terendapkan di dasar perairan sebagai sedimen (Gambar 26). Unsur terlarut dari kedua logam tersebut banyak dimanfaatkan oleh biota laut. Logam berat Hg (non esensial) memiliki sifat yang serupa dengan Zn dan Cu, yaitu tidak larut pada pH basa. Kondisi pH perairan juga berpengaruh terhadap logam berat non-esensial lainnya, yaitu Cd dan Pb.
50 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0 5 10 15 20 25 30 35
Pb
Cu Zn
Cd
