Interaksi Mangrove di Pulau X
Lahan hutan mangrove yang terbentang di pesisir Pulau X memiliki luas hampir 1000 hektar. Dengan luas lahan yang ada, lahan mangrove ini kemudian dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar untuk menjalankan roda perekonomiannya. Masyarakat setempat dapat mengambil kayu, dedaunan dari pohon mangrove dan biota perairan yang hidup di wilayah perairan mangrove untuk mencukupi kebutuhannya. Hutan mangrove ini juga mampu memberikan banyak manfaat bagi stabilitas lingkungan sekitar yang dapat ditinjau dari sisi ekologisnya sebagai penghalang erosi garis pantai, angin ribut dan gelombang laut. Selain menguntungkan dari segi ekonomi dan ekologi, hutan mangrove juga berperan sebagai tempat berkembang biak (nursery ground), pemijahan (spawning ground), dan mencari makan (feeding ground) bagi biota perairan dan hewan darat mangrove.
1. Permasalahan dan Pembahasan 1.1 Permasalahan
1.1.1 Rantai makanan, rantai energi, dan siklus pemangsa dan dimangsa pada hutan mangrove sebelum dikonversi
1.1.2 Alasan konversi lahan mangrove menjadi lahan tambak
1.1.3 Dampak rantai makanan, rantai energi, dan siklus pemangsa dan dimangsa setelah lahan mangrove dikonversi menjadi lahan tambak
1.1.4 Alasan konversi lahan tambak menjadi lahan kelapa sawit
1.1.5 Dampak rantai makanan, rantai energi, dan siklus pemangsa dan dimangsa setelah lahan tambak dikonversi menjadi lahan kelapa sawit.
1.2 Pembahasan
1.2.1 Rantai makanan, rantai energi, dan siklus pemangsa dan dimangsa pada hutan mangrove sebelum dikonversi
Dalam ekosistem mangrove terjadi rantai makanan/aliran energy dan siklus biogeokimia. Aliran energi sangat berpengaruh dalam rantai makanan mangrove. Siklus energi berperan dalam proses fotosintesis ke tanaman mangrove dan fitoplankton. Selanjutnya siklus energi ini secara berantai menjadikan suatu proses makan memakan pada rantai makanan. Rantai makanan pada mangrove dimulai dari tumbuhan hijau sebagai sumber energi utama (produsen) bagi ekosistem mangrove. Selanjutnya rantai makanan dilanjutkan oleh bakteri dan fungi yang secara langsung menguraikan senyawa organik (detritus) yang berasal dari penghancuran luruhan daun dan ranting mangrove yang jatuh ke substrat padat (tanah) dan substrat perairan pada ekosistem mangrove, maka dapat dikatakan organisme ini sebagai produsen utama dan ditempatkan pada tingkatan trofik kedua di dalam jaring makanan. Pada mangrove, rantai makanan pada substrat padat dan substrat perairan sangatlah berhubungan. Untuk lebih jelasnya, akan dibagi dua rantai makanan berdasarkan substratnya, yakni;
Pada substrat padat (tanah), dedaunan dan ranting ini akan membusuk oleh bakteri dan fungi yang kemudian akan menghasilkan detritus. Hancuran bahan organik (detritus) yang telah diperkaya oleh nitrogen ini kemudian menjadi sumber nutrien mangrove itu sendiri dan menjadi bahan makanan penting bagi hewan pemakan detritus (cacing dan hewan invertebrata lainnya). Kemudian cacing dan hewan avertebrata lainnya akan dimakan oleh karnivor tingkat sedang, yang selanjutnya akan dimakan oleh karnivor tingkat tinggi. Tingkatan karnivor pada substrat ini pada umumnya berlangsung pada jenis insekta, burung, dll.
2. Substrat Perairan
Pada substrat perairan, proses pembusukan menjadi detritus berlangsung lebih cepat dibandingkan proses pembusukan pada substrat padat. Sistem akar pada mangrove yang padat menyebabkan sedimen yang mengandung unsur hara, terperangkap. Sehingga daerah perairan menjadi kaya akan nutrien dan tentunya menjadi sumber makanan penting bagi biota perairan mangrove. Pada substrat perairan, dedaunan dan ranting yang jatuh ke perairan wilayah mangrove akan membusuk didalam perairan. Dedaunan dan ranting yang telah membusuk ini akan menjadi nutrien bagi fitoplankton yang tumbuh di dasar perairan. Peristiwa makan dan dimakan dimulai dari fitoplankton yang dimakan oleh zooplankton. Kemudian zooplankton ini akan dimakan oleh karnivor tingkat sedang yang selanjutnya oleh karnivor tingkat tinggi. Tingkatan karnivor pada substrat perairan umumnya berlangsung pada jenis udang, kepiting, dan ikan.
Tingkatan-tingkatan konsumer pada kedua substrat pada umumnya diurutkan berdasarkan kebiasaan makan dan ukuran dari organisme konsumen. Pada kedua substrat tersebut, bukan berarti rantai makanan tersebut tidak saling berhubungan. Tidak menutup kemungkinan peristiwa rantai makanan terjadi pada karnivor substrat padat memakan karnivor substrat perairan ataupun sebaliknya. Dapat dikatakan bahwa terjadi hubungan antara individu dengan lingkungannya sangat kompleks, bersifat saling mempengaruhi atau timbal balik. Setelah karnivor tingkat tinggi pada rantai makanan telah mencapai puncaknya, karnivor tingkat tinggi mati dan menjadi detritus yang berguna bagi nutrien ekosistem mangrove itu kembali.
Kasus 1
1.2.2 Alasan konversi lahan mangrove menjadi pertambakan
Hal yang menyebabkan terjadinya konversi lahan mangrove sebesar 1000 hektar menjadi tambak adalah karena hutan mangrove yang mengalami penurunan produktivitas akibat pemanfaatan atau pengeksploitasian ekosistem mangrove secara besar-besaran oleh masyarakat pesisir tanpa diikuti proses rehabilitasi kembali ekosistem mangrove tersebut. Alasan ini diperkuat oleh faktor ekonomi masyarakat pesisir Indonesia yang masih berada digaris kemiskinan. Dahulu masyarakat pesisir Pulau X bisa dengan mudah mendapatkan komoditas yang dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kehidupan sehari-sehari maupun untuk diperdagangkan dari hutan mangrove ini, tetapi seiring dengan berjalannya waktu, potensial produktivitas mangrove mengalami penurunan sehingga masyarakat pesisir Pulau X memilih alternatif pengalihan fungsi lahan mangrove menjadi pertambakan.. Pengalihan fungsi lahan berdampak langsung kepada perubahan rantai makanan ekosistem mangrove menjadi rantai
1.2.3 Dampak rantai makanan,siklus energi dan siklus pemangsa dan dimangsa pada konversi lahan mangrove menjadi pertambakan.
Seperti yang telah dijelaskan diatas bahwa alasan pengkonversian lahan mangrove adalah karena penurunan dari produktifitas sebagai akibat dari pengeksploitasian ekosistem mangrove secara besar-besaran sehingga pengaruh rantai makanan ekosistem mangrove pun menjadi terganggu.
Kondisi bagan rantai makanan mangrove:
Luruhan dedaunan dan ranting mangrove yang jatuh
Mangrove Detritus Konsumen tingkat rendah Konsumen tingkat sedang Konsumen tingkat tinggi Kondisi Rantai Makanan Setelah Dikonversi:
1. Sumber penghasil detritus
Sumber penghasil detritus pada bagan kedua (setelah dikonversi) yakni; feses ikan. Dari feses ikan ini akan terurai oleh bakteri yang kemudian menjadi makanan konsumen tingkat rendah.
2. Konsumen tingkat rendah
Konsumen tingkat rendah mendapatkan makanan dari detritus yang terurai oleh bakteri atau suplai makanan dari pertambakan tersebut berupa pakan. Pada konsumen tingkat sedang (mangrove) terlihat menurun atau mungkin saja hilang pada lahan pertambakan.
3. Konsumen tingkat tinggi
Pada konsumen tingkat tinggi (pertambakan) mungkin akan hilang/tidak ada, akan tetapi tidak menutup kemungkinan pula adanya organisme pengganggu pertambakan seperti burung yang menduduki konsumen tingkat tinggi.
Kasus 2
1.2.4. Alasan konversi lahan mangrove menjadi pertambakan
1.2.5 Dampak rantai makanan,siklus energi dan siklus pemangsa dan dimangsa pada konversi lahan pertambakan menjadi lahan kelapa sawit.
Pengalihan luas sebesar 90-110 hektar ini berdampak langsung kepada hasil produksi pertambakan. Berikut ini akan dibagi beberapa sub point dari dampak negatif konversi
pertambakan menjadi perkebunan kelapa sawit:
1. Pupuk dan Pestisida
Salah satu syarat dari perkebunan kelapa sawit yang memadai adalah tanah yang subur dan gembur. Dari syarat tersebut, terdapat beberapa kemungkinan yang dilakukan oleh masyarakat pengolah perkebunan kelapa sawit, yaitu penggunaan pupuk dan pestisida yang berlebih untuk mendapatkan biji kelapa sawit yang baik. Dalam penggunaan pupuk dan pestisida berlebih ini, mengakibatkan tersisanya penggunaan pupuk dan pestisida pada tanah. Pupuk yang tersisa tadi terbawa kepada aliran air pertambakan yang berada di sekitar lahan kelapa sawit sehingga menyebabkan matinya ekosistem pertambakan.
2. Aliran air
Kelapa sawit merupakan tanaman yang membutuhkan air yang cukup banyak. Dari aliran air ini dapat dianalisa bahwa terjadi penyerapan yang banyak pada area sekitar pertambakan ke lahan perkebunan. Hal ini menyebabkan lahan pertambakan menjadi kering pada musim kemarau karena penyerapan oleh perkebunan kelapa sawit yang sangat banyak.
3. Hama perkebunan kelapa sawit
Hama yang terdapat pada kelapa sawit seperti tikus dan ular mempengaruhi ekosistem area pertambakan. Hal ini menyebabkan rantai makanan pada pertambakan akan terganggu. Kesimpulan
Dari dampak konversi lahan pertambakan menjadi lahan kelapa sawit diatas, dapat disimpulkan bahwa rantai makanan pada pertambakan sangat berpengaruh pada proses pengelolaan kelapa sawit dan rantai makanan kelapa sawit. Hal ini berbeda sekali dengan rantai makanan pada konversi lahan mangrove ke pertambakan dikarenakan pengalihan fungsi total yang terjadi pada lahan mangrove seluas 1000 hektar ke pertambakan.
Referensi Bacaan:
Abdul Hakim. 2010. Dampak Penerapan Kebijakan Konversi Hutan Pada Kerusakan Lingkungan (Studi Kasus Pelepasan Kawasan Hutan untuk Perkebunan Kelapa Sawit).
http://repository.ui.ac.id/contents/koleksi/16/15cb03ade6bb79a61339ce703ea92fbcfaedabd2.pdf. Diakses pada tanggal 18 Maret 2010
Edy Purwanto. 2010. Mencermati Konversi Hutan Alam Menjadi Kebun Kelapa Sawit.
http://epurwanto.wordpress.com/2008/04/21/mencermati-konversi-hutan-alam-menjadi-kebun-kelapa-sawit/. Diakses pada tanggal 18 Maret 2010
Endang Hilmi&Parengrengi. 2010. Kerusakan Ekosistem Mangrove di Indonesia.
http://www.scribd.com/doc/11592887/Kerusakan-Ekosistem-Mangrove-Di-Indonesia. Diakses pada tanggal 18 Maret 2010
PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI PADI PALAWIJA
,SAYURAN,PERKEBUNAN DAN TAMBAK
PENGARUH PENGGUNAAN PUPUK NPK DUTA TANI PADA
PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI PADI PALAWIJA
,SAYURAN,PERKEBUNAN DAN TAMBAK
Oleh : SYAHRUL TJAMBE’,S.KOM. Direktur Forum Duta Tani indonesia
Latar belakang
Perhatian masyarakat terhadap soal pertanian dan lingkungan beberapa tahun terakhir ini menjadi meningkat. Keadaan ini disebabkan karena semakin dirasakannya dampak negatif yang besar bagi lingkungan, dan jika dibandingkan dengan dampak positifnya bagi peningkatan produktivitas tanaman pertanian pengaruh bahan kimia tersebut tidak sebanding. Bahan-bahan kimia yang selalu digunakan untuk alasan produktivitas dan ekonomi ternyata saat ini lebih banyak menimbulkan dampak negatif baik bagi
kehidupan manusia dan lingkungan sekitarnya.
Penggunaan pupuk, pestisida, dan bahan kimia lainnya yang terus menerus dapat merusak biota tanah, keresistenan hama dan penyakit, serta dapat merubah
kandungan vitamin dan mineral beberapa komoditi sayuran dan buah. Hal ini tentunya jika dibiarkan lebih lanjut akan berpengaruh fatal bagi siklus kelangsungan kehidupan, bahkan jika sayuran atau buah yang telah tercemar tersebut dimakan oleh manusia secara terus menerus, tentunya akan menyebabkan kerusakan jaringan bahkan kematian.
Bertitik tolak dari hal tersebut, saat ini banyak masyarakat yang mengkonsumsi sayuran dan buah terutama komoditi segar yang bebas bahan kimia. Mereka lebih suka membeli sayuran dan buah yang bolong-bolong karena hama penyakit daripada sayuran dan buah segar yang mulus tetapi banyak disemprot bahan kimia. Melihat kecenderungan masyarakat tersebut, salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam bidang pertanian adalah mengembangkan pertanian dengan sistem pertanian organic yang prinsip pengelolaannya “kembali ke alam”.
juga untuk menghasilkan produksi tanaman yang berkelanjutan dengan cara memperbaiki kesuburan tanah melalui penggunaan sumberdaya alami seperti mendaur ulang limbah pertanian. Jadi dengan demikian, tidak salah jika istilah pertanian organik sering diidentikkan dengan gerakan petanian yang kembali ke alam.
Dalam pelaksanaannya, pertanian organik adalah membatasi ketergantungan petani pada penggunaan pupuk an-organik dan bahan kimia pertanian lainnya. Gulma, hama dan penyakit tanaman dikelola melalui pergiliran tanaman, pertanaman campuran, bioherbisida, insektisida organik yang dikombinasikan dengan pengelolaan tanaman yang baik. Pupuk anorganik yang selalu digunakan petani dapat diganti dengan pupuk organik yang dapat dibuat sendiri dari bahan-bahan alami seperti penggunaan pupuk NPK DUTA TANI yang dapat dibuat dari bahan jerami, ampas tebu,kotoran hewan, sampah rumah tangga serta bahan – bahan alami bermamfaat lainnya
Berdasarkan hasil penelitian saat ini, apabila pertanian organik dapat dilaksanakan dengan baik maka dengan cepat akan memulihkan tanah yang sakit akibat penggunaan bahan kimia petanian. Hal ini terjadi jika fauna tanah dan mikroorganisme yang bermanfaat dipulihkan kehidupannya, dan kualitas tanah ditingkatkan dengan pemberian bahan organic, maka akan terjadi perubahan sifat fisik, kimia dan biologi tanah ke arah keseimbangan.
Pupuk Semi Organik (Pupuk NPK Duta Tani )
Bahan dasar pupuk organik, baik dalam bentuk kompos maupun pupuk kandang dapat berasal dari limbah pertanian, seperti jerami, dan sekam padi, kulit kacang tanah, ampas tebu, batang jagung, dan bahan hijauan lainnya. Sedangkan kotoran ternak yang banyak dimanfaatkan adalah kotoran sapi, kerbau, kambing, ayam, itik dan babi. Disamping itu, dengan berkembangnya pemukiman, perkotaan dan industri makan bahan dasar kompos makin beranekaragam seperti dari tinja, limbah cair, sampah kota dan pemukiman.
Salah satu bentuk pupuk organik yang sekarang sedang banyak digunakan selain pupuk NPK Duta Tani adalah pupuk bokashi,bokashi ini mengandung “bahan organik yang telah difermentasikan”. Pupuk bokashi dan NPK Duta Tani dibuat dengan
memfermentasikan bahan-bahan organik (dedak, ampas kelapa, tepung ikan, dsb) dengan EM (Efektive Microorganism). Biasanya ditemukan dalam bentuk serbuk atau cair. Pupuk NPK Duta Tani digunakan oleh petani dalam perbaikan tanah secara tradisional untuk meningkatkan keragaman mikroba dalam tanah dan meningkatkan persediaan unsur hara bagi tanaman. Secara tradisional dibuat dengan cara
Akan tetapi , saat ini telah dikenal Bokashi EM yaitu bokashi dengan bahan organik yang difermentasikan dengan mikroorganisme efektif, bukan dengan tanah dari hutan atau gunung. EM yang digunakan dalam pembuatan bokashi adalah suatu kultur campuran berbagai mikriorganisme yang bermanfaat (terutama bakteri fotosintetik dan bakteri asam laktat, ragi, actinomycetes, dan jamur peragian) dan dapat digunakan sebagai inokulan untuk meningkatkan keragaman mikroba tanah. Penggunaan EM dalam pembuatan bokashi selain dapat memperbaiki kesehatan dan kualitas tanah juga bermanfaat memperbaiki pertumbuhan serta jumlah dan mutu hasil tanaman.
Pemikiran tentang penggunaan mikroorganisme efektif ini dikembangkan oleh Prof. Teruo Higa dari Jepang. Teruo telah menemukan mikroorganisme yang dapat hidup secara bersama dalam kultur campuran dan secara fisioligis dapat bergabung satu dengan yang lain. Menurutnya, bila kultur ini dimasukan dalam lingkungan alami, maka pengaruh baik masing-masing akan lebih berlipat ganda secara sinergis. Menurutnya juga, kultur EM tidak mengandung mikroorganisme yang telah dimodifikasi secara genetik, tetapi kultur ini merupakan campuran berbagai spesies mikroba yang terdapat dalam lingkungan alami di dunia.
Pengaruh pupuk NPK Duta Tani dalam Pertumbuhan dan Produksi
Tanaman
Pada prinsipnya, peranan pupuk Duta Tani hampir sama dengan pupuk organik lainnya seprti kompos, namun pada NPK Duta Tani pengaruhnya dipercepat dengan adanya penambahan mikroorganisme efektif. dapat digunakan untuk meningkatkan
pertumbuhan dan produksi tanaman meskipun bahan organiknya belum terurai seperti pada kompos. Bila NPK Duta Tani dimasukan kedalam tanah, bahan organiknya dapat digunakan sebagai pakan oleh mikroorganisme efektif untuk berkembangbiak dalam tanah, sekaligus sebagai tambahan persediaan unsur hara bagi tanaman.
Mikro organisme seperti LACTOBAZILLUS,FESODOMONAS berfloroken yang digunakan dalam pembuatan pupuk NPK Duta Tani sangat berguna sekali dalam perbaikan sifat fisik, kimia dan biologi tanah, juga dapat menekan pertumbuhan hama dan penyakit yang merugikan tanaman.karena unsur Mikro ini sekaligus menjadi anti bodi untuk sifat fisik tanaman Dengan demikian penggunaan pupuk NPK Duta Tani baik secara langsung maupun tidak, sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman pertanian termasuk padi , palawija dan sayuran.perkebunan dan perikanan
Penggunaan NPK Duta Tani secara rinci berpengaruh terhadap: Peningkatan ketersediaan nutrisi tanaman
Aktivitas hama dan penyakit/patogen dapat ditekan
Peningkatan aktivitas mikroorganisme indogenus yang menguntungkan, seperti Mycorhiza, Rhizobium, bakteri pelarut fosfat, dll.
Mengurangi kebutuhan pupuk dan pestisida kimia.
Dengan demikian, dapat terlihat bahwa penggunaan pupuk NPK Duta Tani memiliki prinsip ekologi sebagai berikut:
Memperbaiki kondisi tanah sehingga menguntungkan pertumbuhan tanaman terutama pengelolaan bahan organik dan meningkatkan kehidupan biologi tanah
Optimalisasi ketersediaan dan keseimbangan daur hara, melalui fiksasi nitrogen, penyerapan hara, penambahan dan daur pupuk dari luar usaha tani.
Membatasi kehilangan hasil panen akibat aliran panas, udara dan air dengan cara mengelola iklim mikro, pengelolaan air dan pencegahan erosi
Membatasi kehilangan hasil panen akibat hama dan penyakit dengan melaksanakan usaha preventif melalui perlakuan yang aman
Bertolak dari kegunaan dan prinsip ekologi dari penggunaan pupuk NPK Duta Tani tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa dengan tersedianya nutrisi tanaman yang cukup dan aktivitas hama dan penyakit yang dapat ditekan, pertumbuhan dan produksi tanaman pertanian dapat meningkat baik kualitas maupun kuantitasnya. Selain itu penggunaan pupuk ini juga ramah lingkungan, produk yang dihasilkan tidak tercemar oleh bahan-bahan kimia yang membahayakan kesehatan dan lingkungan.
Berikut kandungan unsur serta mamfaat dari pupuk NPK Duta Tani:
Mengandung unsur hara makro dan mikro yang berpengaruh sangat penting bagi
pertumbuhan tanaman.
Mengandung unsur SUPER FOSFAT untuk menguatkan batang dan menyuburkan
daun.
Mengandung :14,11,23.42 HARA MAKRO untuk mencegah pengguguran buga dan
bunga dengan demikian akan berpengaruh pada peningkatan hasil produksi.
Mengandung manko zeb.-80 untuk mencegah dan mengebati kanker batang ppada
tanaman
Mengandung HARA FOSFOR, untuk memperbaiki pertumbuhan akar dan
pembentukan system perakaran yang baik,sehingga tanaman dapat mengambil unsur hara yang lebih banyak dan pertumbuhan tanaman akan menjadi lebih kuat dan lebih subur.
Mengandung AMONIUM SULFAT, untuk menyuburkan dan pembentukan zat hijau
daun.
Mengandung KALIUM, untuk mengangkat hidrat arang serta memperbaiki beberapa
sifat kualitatif seperti warna,rasa, bau harum dll.
Mengandung unsur Mikro organisme seperti LACTOBASILLUS,
Akhirnya, dapat kita simpulkan bahwa dalam rangka peningkatan produksi tanaman pertanian, penggunaan pupuk NPK Duta Tani merupakan salah satu alternatif yang bijak, efektif dan efisien.
BERIKUT INI PENJELASAN DAN BEBERAPA TEHNIK / CARA TANAM DAN CARA PEMUPUKAN KHUSUS TANAMAN PADI UNTUK PARA PETANI
Direkomondasi oleh
Bapak TAJUDDIN, S.P. Petugas Pertanian Lapangan ( PPL ) BPP Dannuang Kecamatan Ujung Loe Kabupaten Bulukumba
Cara Tanam
dan tehnik Pemupukan
Tehnik / cara tanam
Pengolahan tanah diolah 2 X atau 1 X dibajak pakai Handtractor atau dengan
mengunakan cara manual yang penting rata. Pemindahan Benih dari persemaian
Benih dipindahkan pada saat bibit / benih berumur 18 – 20 hari
Tehnik Pemupukan
Pemupupukan awal ( I )
Dilakukan pada umur tanaman 15 – 20 hari setelah tanam (HST) sesudah diadakan pemberantasan Gulma dan pemupukan dengan cara dihambur secara merata diatas permukaan tanah dalam kondisi air tidak mengalir kira – kira 1 cm kedalaman air ( tidak kering) jenis pupuknya 30 Kg. NPK Duta Tani dicampur 300 Kg Urea ( 6 zak urea)/ hektar.
( perbandingan 5 Kg. NPK Duta Tani 50 Kg/ 1 zak pupuk Urea)
untuk 1 x pemupukan sampai panen dengan kondisi Tanah P.h. normal kalau tanah kondisi kurus perlu ada pemupukan pancingan.
Pemupukan kedua ( II )
Pada saat tanaman beumur 40 – 50 hari setelah tanam (HST) atau saat tanaman mengidam (permodia),dengan cara 5 – 7 sendok makan NPK Duta Tani dilarutkan dalam air untuk 1 tangki kemudian ditapis dengan kain halus agar tidak macet dimata semprot, kemudian disemprotkan ketanaman padi, mamfaatnya untuk memperkuat fisik tanaman dari serangan penyakit.
Pemupukan ketiga ( III )
Pada saat umur tanaman 60 – 75 hari setelah tanam( HST) atau pada saat tanaman mengeluarkan malai satu – satu,disemprot kembali dengan cara sama dengan tehnik kedua ( II )
Pemupukan keempat ( IV )
Potensi Limbah Udang sebagai Solusi Pencemaran Air
Salah satu pencemaran pada wilayah perairan adalah masuknya berbagai polutan berupa logam-logam berat. Peningkatan kadar logam-logam berat di dalam perairan akan diikuti oleh peningkatan kadar zat tersebut dalam organisme air seperti kerang, rumput laut dan biota laut lainnya. Proses transfer kandungan logam berat dalam berbagai organisme air itu terjadi karena terdapat siklus rantai makanan pada perairan tersebut. Dengan berlakunya siklus rantai makanan, maka organisme yang lebih kuat akan memakan organisme yang lebih lemah. Hal ini menyebabkan kandungan logam berat akan semakin terakumulasi hingga pada organisme air yang terkuat (hewan pemangsa terakhir). Pemanfatan organisme ini sebagai bahan makanan akan membahayakan kesehatan manusia.
Perkembangan ilmu pengetahuan akan memicu perkembangan dunia usaha dan perindustrian. Hal ini sekilas tampak sebagai suatu kemajuan zaman yang bersifat positif, namun sesungguhnya perkembangan dunia perindustrian juga dapat membawa masalah-masalah baru. Masalah baru tersebut biasanya disebabkan oleh limbah yang dihasilkan dari kegiatan industri. Pada umumnya, limbah dari kegiatan industri berwujud cair. Jika limbah tersebut tidak dibuang secara tertib dan bertanggung jawab, maka lingkungan dapat menjadi salah satu sasaran pencemaran, terutama lingkungan perairan yang sudah pasti terganggu oleh adanya limbah industri tersebut. Limbah dari kegiatan industri pertambangan biasanya dibuang begitu saja tanpa diolah terlebih dahulu. Limbah dari kegiatan industri pertambangan yang mencemari sistem perairan harus segera ditanggulangi agar kandungan logam berat dalam limbah tersebut tidak meracuni manusia dan merusak keseimbangan hidup organisme perairan. Berbagai metode seperti penukar ion, penyerapan dengan karbon aktif dan pengendapan secara elektrolisis telah dilakukan untuk menyerap bahan pencemar beracun dari limbah, tetapi cara ini membutuhkan biaya yang sangat tinggi dalam pengoperasiannya. Penggunaan bahan biomaterial sebagai penyerap ion logam berat merupakan alternatif yang memberikan harapan karena biaya pengoperasiannya yang lebih murah daripada metode-metode lainnya. Sejumlah biomaterial seperti lumut, daun teh, sekam padi dan sabut kelapa sawit begitu juga dari bahan non biomaterial seperti perlit, tanah gambut, lumpur aktif dan lain-lain telah digunakan sebagai bahan penyerap logam-logam berat dalam air limbah.
A. Karakteristik Logam Berat (Tembaga, Kadmium, dan Plumbum) 1. Tembaga (Cu)
Tembaga merupakan logam yang ditemukan di alam dalam bentuk senyawa dengan sulfida (CuS). Tembaga sering digunakan pada pabrik-pabrik yang memproduksi peralatan listrik, gelas, dan alloy. Peristiwa masuknya tembaga ke perairan dapat disebabkan karena faktor alamiah, seperti terjadinya pengikisan dari batuan mineral sehingga terdapat debu, partikel-partikel tembaga yang terdapat dalam lapisan udara akan terbawa oleh hujan. Tembaga juga berasal dari buangan bahan yang mengandung tembaga seperti dari industri galangan kapal, industri pengolahan kayu, dan limbah domestik.
Pada konsentrasi 2,3-2,5 mg/liter dapat mematikan ikan dan akan menimbulkan efek keracunan, yaitu kerusakan pada selaput lendir. Tembaga dalam tubuh berfungsi sebagai sintesa hemoglobin dan tidak mudah dieksresikan dalam urine karena sebagian terikat dengan protein, sebagian lagi dieksresikan melalui empedu ke dalam usus dan dibuang bersama feses, dan sebagian lagi menumpuk dalam hati dan ginjal, sehingga menyebabkan penyakit anemia dan tuberkulosis.
2. Kadmium (Cd)
Kadmium adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang sangat luas di alam, logam ini bernomor atom 48, berat atom 112,40 dengan titik cair 3210 derajat Celcius dan titik didih 7650 derajat Celcius. 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 dan mudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas amonia (NH3). Di perairan Cd akan mengendap karena senyawa sulfitnya sukar larut.
Menurut Clark (1986) sumber kadmium yang masuk ke perairan berasal dari: 1). Uap, debu dan limbah dari pertambangan timah dan seng.
2). Air bilasan dari electroplating.
3). Industri besi, tembaga dan logam non ferrous yang menghasilkan abu dan uap serta air limbah dan endapan yang mengandung kadmium.
4). Seng yang digunakan untuk melapisi logam mengandung kira-kira 0,2 % Cd sebagai bahan campuran (impurity); semua Cd ini akan masuk ke perairan melalui proses korosi dalam kurun waktu 4-12 tahun.
Penggunaan Cd yang paling utama adalah sebagai stabilizer (penyeimbang) dan pewarna pada plastik dan electroplating (penyepuhan/pelapisan logam). Selain itu digunakan pula pada penyolderan dan pencampuran logam serta industri baterai. Akumulasinya dalam air tanah antara lain diakibatkan oleh kegiatan electroplating (pelapisan emas dan perak), pengerjaan bahan-bahan dengan menggunakan pigmen/zat warna lainnya, tekstil dan industri kimia.
Logam kadmium atau Cd akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Dalam biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan (biomagnifikasi) dan dalam rantai makanan biota yang tertinggi akan mengalami akumulasi Cd yang lebih banyak. Keracunan kadmium bisa menimbulkan rasa sakit, panas pada bagian dada, penyakit paru-paru akut dan menimbulkan kematian. Salah satu contoh kasus keracunan akibat pencemaran Cd adalah timbulnya penyakit itai-itai di Jepang. Kadmium dalam air berasal dari pembuangan industri dan limbah pertambangan.
3. Plumbum-Timah Hitam (Pb)
Logam Pb secara alami tersebar luas pada batu-batuan dan lapisan kerak bumi. Logam ini termasuk ke dalam kelompok logam-logam golongan IV-A dengan nomor atom 82 dan bobot 207,2. Penyebaran Pb di bumi sangat sedikit yaitu 0,0002 % dari seluruh lapisan bumi. Logam Pb terdapat di perairan baik secara alamiah ataupun sebagai dampak dari aktifitas manusia. Logam ini masuk ke perairan melalui pengkristalan Pb di udara dengan bantuan air hujan. Di samping itu, proses korosifikasi dari batuan mineral akibat hempasan gelombang dan angin, juga merupakan salah satu jalur sumber Pb yang akan masuk ke dalam perairan.
Konsentrasi Pb yang mencapai 188 mg/liter dapat membunuh ikan. Sedangkan hewan sejenis crustacea (udang-udangan) akan mengalami kematian setelah 245 jam, apabila konsentrasi Pb dalam air mencapai 2,75 – 49 mg/liter.
B. Bahaya Logam Berat sebagai Bahan Pencemar dalam Perairan
Sifat logam berat sangat unik, tidak dapat dihancurkan secara alami dan cenderung terakumulasi dalam rantai makanan melalui proses biomagnifikasi. Pencemaran logam berat ini menimbulkan berbagai permasalahan diantaranya:
1). Berhubungan dengan estetika (perubahan bau, warna dan rasa air). 2). Berbahaya bagi kehidupan tanaman dan binatang.
3). Berbahaya bagi kesehatan manusia. 4). Menyebabkan kerusakan pada ekosistem.
Sebagian dari logam berat bersifat essensial bagi organisme air untuk pertumbuhan dan perkembangan hidupnya, antara lain dalam pembentukan haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada biota. Akan tetapi bila jumlah dari logam berat masuk ke dalam tubuh dengan jumlah berlebih, maka akan berubah fungsi menjadi racun bagi tubuh. Sebagai contoh adalah raksa (Hg), kadmium (Cd) dan timah hitam (Pb).
Unsur-unsur logam berat tersebut biasanya erat kaitannya dengan masalah pencemaran dan toksisitas. Pencemaran yang dapat menghancurkan tatanan lingkungan hidup, biasanya berasal dari limbah-limbah yang sangat berbahaya dalam arti memiliki daya racun (toksisitas) yang tinggi. Limbah industri merupakan salah satu sumber pencemaran logam berat yang sangat potensial. Pembuangan limbah industri secara terus menerus tidak hanya mencemari lingkungan tetapi menyebabkan terkumpulnya logam berat dalam sedimen dan biota-biota (terutama biota perairan).
yaitu: saluran pernapasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Di dalam tubuh hewan, logam diabsorpsi darah, berikatan dengan protein darah yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh. Akumulasi logam yang tertinggi biasanya dalam detoksikasi (hati) dan ekskresi (ginjal). Akumulasi logam berat dalam tubuh organisme tergantung pada konsentrasi logam berat dalam air/lingkungan, suhu, keadaan spesies dan aktifitas fisiologis.
Bahan pencemar yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan mengalami tiga macam proses akumulasi yaitu fisik, kimia dan biologis. Buangan limbah industri yang mengandung bahan berbahaya dengan toksisitas yang tinggi ke lingkungan perairan mengakibatkan bahan pencemar langsung terakumulasi secara fisik dan kimia lalu mengendap di dasar laut. Melalui rantai makanan terjadi metabolisme bahan berbahaya secara biologis dan akhirnya akan mempengaruhi kesehatan manusia. Akumulasi melalui proses biologis inilah yang diesbut dengan bioakumulasi.
Bahan pencemar (racun) masuk ke tubuh organisme atau ikan melalui proses absorpsi. Absorpsi merupakan proses perpindahan racun dari tempat absorpsinya ke dalam sirkulasi darah. Absorpsi, distribusi dan ekskresi bahan pencemar tidak dapat terjadi tanpa transpor melintasi membran. Proses transportasi dapat berlangsung dengan 2 cara yaitu transpor pasif (melalui proses difusi) dan transpor aktif (dengan sistem transpor khusus, dalam hal ini zat lazimnya terikat pada molekul pengemban). Bahan pencemar dapat masuk ke dalam tubuh ikan melalui tiga cara yaitu melalui rantai makanan, insang dan difusi permukaan kulit.
Salah satu zat pencemar yang tergolong sebagai logam berat berbahaya adalah merkuri (air raksa, simbol: Hg). Menurut beberapa penelitian, jika kandungan merkuri dalam tubuh mencapai tingkat tertentu, maka dapat mengakibatkan kematian bagi manusia tersebut. Beberapa efek lainnya yang ditimbulkan oleh merkuri terhadap tubuh antara lain:
1).Semua senyawa merkuri adalah racun bagi tubuh, apabila berada dalam jumlah yang cukup.
2).Senyawa-senyawa merkuri yang berbeda, menunjukkan karakteristik yang berbeda pula dalam daya racun yang dimilikinya, penyebarannya, akumulasi dan waktu retensinya di dalam tubuh.
3).Biotransformasi tertentu yang terjadi dalam suatu tata lingkungan dan atau dalam tubuh organisme hidup yang telah tercemar merkuri disebabkan oleh perubahan bentuk atas senyawa-senyawa merkuri itu, dari satu tipe ke tipe lainnya.
4).Pengaruh utama yang ditimbulkan oleh merkuri di dalam tubuh adalah menghalangi kerja enzim dan merusak selaput dinding (membran) sel. Keadaan itu disebabkan karena kemampuan merkuri dalam membentuk ikatan kuat dengan gugus yang mengandung belerang (sulfur) yang terdapat dalam enzim atau dinding sel.
C. Limbah Udang sebagai Material Penyerap Logam Berat
Saat ini budidaya udang melalui tambak telah berkembang dengan pesat. Hal itu disebabkan karena udang merupakan komoditi ekspor yang dapat diandalkan dalam meningkatkan ekspor non-migas dan merupakan salah satu jenis biota laut yang bernilai ekonomi tinggi. Udang di Indonesia pada umumnya diekspor dalam bentuk udang beku yang telah dibuang bagian kepala, kulit, dan ekornya.
Limbah yang dihasilkan dari proses pembekuan udang, pengalengan udang, dan pengolahan kerupuk udang berkisar antara 30%-75% dari berat udang. Dengan demikian jumlah bagian yang terbuang dari usaha pengolahan udang cukup tinggi. Limbah kulit udang mengandung komposisi utama yang terdiri dari protein, kalsium karbonat, khitin, pigmen, abu, dan lain-lain.
Sebagian besar limbah udang berasal dari kulit, kepala, dan ekornya. Fungsi kulit pada hewan udang (hewan golongan invertebrata) yaitu sebagai pelindung. Kulit udang mengandung protein (25%-40%), kalsium karbonat (45%-50%), dan khitin (15% – 20%), tetapi besarnya kandungan komponen tersebut tergantung pada jenis udangnya. Sedangkan kulit kepiting mengandung protein (15,60%-23,90%), kalsium karbonat (53,70-78,40%), dan khitin (18,70%-32,20%), hal ini juga tergantung pada jenis kepiting dan tempat hidupnya.
Kandungan khitin dalam kulit udang lebih sedikit dari kulit kepiting, tetapi kulit udang lebih mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak sebagai limbah. Khitin berasal dari bahasa Yunani yang berarti baju rantai besi, pertama kali diteliti oleh Bracanot pada tahun 1811 dalam residu ekstrak jamur yang dinamakan fungiue. Pada tahun 1823 Odins mengisolasi suatu senyawa kutikula serangga yang disebut dengan nama khitin. Khitin merupakan konstituen organik yang sangat penting pada hewan golongan orthopoda, annelida, molusca, corlengterfa, dan nematoda. Khitin biasanya berkonyugasi dengan protein dan tidak hanya terdapat pada kulit dan kerangkanya saja, tetapi juga terdapat pada trakea, insang, dinding usus, dan pada bagian dalam kulit pada cumi-cumi. Adanya khitin dapat dideteksi dengan reaksi warna Van Wesslink. Pada cara ini khitin direaksikan dengan I2-KI yang memberikan warna coklat, kemudian jika ditambahkan asam sulfat berubah warnanya menjadi violet. Perubahan warna dari coklat hingga menjadi violet menunjukan reaksi positif adanya khitin.
Khitosan merupakan senyawa turunan dari khitin melalui proses deasetilasi. Khitosan juga merupakan suatu polimer multifungsi karena mengandung tiga jenis gugus fungsi yaitu asam amino, gugus hidroksil primer dan skunder. Adanya gugus fungsi ini menyebabkan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi. Khitosan merupakan senyawa yang tidak larut dalam air, larutan basa kuat, sedikit larut dalam HCl dan HNO3, dan H3PO4, dan tidak larut
dalam H2SO4. Khitosan tidak beracun, mudah mengalami biodegradasi dan bersifat
Saat ini, sebagian kecil dari limbah udang di Indonesia sudah termanfaatkan dalam hal pembuatan kerupuk udang, petis, terasi, dan bahan pencampur pakan ternak. Sedangkan di negara maju seperti Amerika Serikat dan Jepang, limbah udang telah dimanfaatkan di dalam industri sebagai bahan dasar pembuatan khitin dan khitosan. Banyak manfaat yang diperoleh dari khitin dan khitosan untuk berbagai kegiatan industri modern, seperti industri farmasi, biokimia, bioteknologi, biomedikal, pangan, kertas, tekstil, pertanian, dan kesehatan. Khitin dan khitosan serta turunannya mempunyai sifat sebagai bahan pengemulsi koagulasi dan penebal emulsi.
Isolasi khitin dari limbah kulit udang dilakukan secara bertahap yaitu tahap pemisahan protein (deproteinasi) dengan larutan basa, demineralisasi, tahap pemutihan (bleancing) dengan aseton dan natrium hipoklorit. Sedangkan transformasi khitin menjadi khitosan terjadi melalui tahap deasetilasi dengan basa berkonsentrasi tinggi.
Kulit udang yang mengandung senyawa kimia khitin dan khitosan merupakan limbah yang mudah didapat dan tersedia dalam jumlah yang banyak, yang selama ini belum termanfaatkan secara optimal. Dengan adanya sifat-sifat khitin dan khitosan yang dihubungkan dengan gugus amino dan hidroksil yang terikat, maka menyebabkan khitin dan khitosan mempunyai reaktifitas kimia yang tinggi dan menyebabkan sifat polielektrolit kation sehingga dapat berperan sebagai penukar ion (ion exchanger) dan dapat berperan sebagai absorben terhadap logam berat dalam air limbah. Karena berperan sebagai penukar ion dan sebagai absorben maka khitin dan khitosan dari limbah udang berpotensi dalam memecahkan masalah pencemaran lingkungan perairan dengan metode penyerapan dan biaya yang dibutuhkan pun lebih murah serta bahannya mudah didapatkan.
