MANGROVE LUBUK KERTANG KECAMATAN BRANDAN BARAT KABUPATEN LANGKAT SUMATERA UTARA
ANGGIE NUR INDAH SARI SIREGAR 160302025
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2021
BIOAKUMULASI LOGAM BERAT KADMIUM (Cd) PADA AKAR KULIT BATANG DAN DAUN Rhizopora apiculata DIKAWASAN EKOWISATA
MANGROVE LUBUK KERTANG KECAMATAN BRANDAN BARAT KABUPATEN LANGKAT SUMATERA UTARA.
SKRIPSI
ANGGIE NUR INDAH SARI SIREGAR 160302025
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2021
MANGROVE LUBUK KERTANG KECAMATAN BRANDAN BARAT KABUPATEN LANGKAT SUMATERA UTARA.
SKRIPSI
ANGGIE NUR INDAH SARI SIREGAR 160302025
Skripsi Sebagai Satu Diantara Beberapa Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2021
ABSTRAK
ANGGIE NUR INDAH SARI SIREGAR. Bioakumulasi Logam Berat Kadmium (Cd) Pada Akar Kulit Batang dan Daun Rhizopora apiculata Dikawasan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang Kecamatan Brandan Barat Kabupaten Langkat Sumatera Utara. Dibimbing oleh ERI YUSNI.
Perairan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang terdapat di Kabupaten Langkat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kandungan logam berat kadmium (Cd) pada akar, kulit batang dan daun Rhizopora apiculata, serta mengetahui kandungan pada sedimen dan air dan mengetahui bioakumulasi logam berat kadmium (Cd) pada sedimen dan air pada Perairan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang. Pengambilan sampel akar, kulit batang, daun, sedimen dan air dilakukan pada tiga stasiun dengan tiga kali ulangan pada bulan Juli-Agustus 2020. Metode menentukan kandungan Cd menggunakan metode Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) dilakukan di Laboratorium Badan Riset Dan Standardisasi Industri Medan dan UPT Penerapan Mutu Hasil Perikanan Medan.
Diketahui bahwa kandungan Cd pada akar, kulit batang dan daun stasiun I dan II dan III memiliki kandungan rata-rata di bawah <0,12-2,527 mg/kg dan kandungan tertinggi terdapat pada stasiun III yaitu kandungan akar 2,527 mg/kg, kandungan kulit batang 1,043mg/kg dan daun 0,150 mg/kg tetapi sudah melewati ambang batas oleh baku mutu WHO (1996). Kandungan Cd pada sedimen pada stasiun I dan II dan III yaitu <0,12-4,137 mg/l dan pada stasiun III memiliki kandungan tertinggi yaitu 4,137 mg/kg dan masi dibawah baku mutu IADC/CEDA (1997).
Kandungan logam berat Cd pada air sudah melebihi ambang baku mutu Kepmen LH No 51 tahun 2004 yaitu pada stasiun I dan II yaitu <0,002 mg/l dan stasiun III yaitu 1,049 mg/l. Dengan demikian perairan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang tergolong tercemar karena melampaui baku mutu pada tumbuhan air dan sedimen.
Kata Kunci: Rhizopora apiculata, Logam berat, Kadmium (Cd), AAS, Lubuk Kertang.
ANGGIE NUR INDAH SARI SIREGAR. Bioaccumulation heavy metals Cadmium (Cd) in the Roots, Stem ,Bark, and Leaves of Rhizopora Apiculata in the Lubuk Kertang Mangrove Ecotourism Area, District West Brandan, Langkat Regency, North Sumatera. Supervised by ERI YUSNI.
Lubuk Kertang Mangrove Ecotourism waters are located in Langkat regency. The purpose of this research is to determine the content of heavy metal in the roots,bark,and leaves of Rhizopora apiculata, also find out the content of sediment and water and knowing bioaccumulation heavy metals cadmium (Cd) on sediment and water in Lubuk Kertang Mangrove Ecotourism Waters. Sampling of roots, bark, leaves, sediment and water was carried out at trhree stations with three replications in July-August 2020. Method for determining Cd content using the Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) has been carried out at the Laboratory of the Medan Industrial Research and standardization Agency and UPT Application of Quality of Medan Fisheries. Noted that the Dc content in the roots,bark,and leaves of station I, II, and III has an average content below <0.12- 2.527 mg/kg and the higest content is at station III, namely root content of 2.527 mg/kg, bark content stem 1.043mg/ kg and leaves 0.150 mg/kg but has passed the threshold by the WHO quality standard (1996). The Cd content in the sediment at stations I,II, and III was <0.12-4.137 mg / l and at station III had the highest content, namely 4.137 mg / kg and was still below the IADC / CEDA quality standards (1997). The content of heavy metals Cd in water has exceeded the quality standart threshold of the Minister of Environment Decree No.51 of 2004, namely at station I and II with value < 0.002 mg/I and station III ehich is 1.049 mg mg/I. Therefore,Lubuk Kertang Mangrive Ecotourism Waters are classified as polluted because the exceed the quality standards for aquatic plants and sediments.
Keywords: Rhizopora apiculata, Heavy Metal, Cadmium (Cd), AAS, Lubuk Kertang.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kisaran, Kelurahan Kedai Ledang, Kecamatan Kisaran Timur, Kabupaten Asahan pada tanggal 17 November 1998. Anak dari pasangan Bapak Sofyan Siregar dan Ibu Yanti Elvina, yang merupakan putri ke 2 dari 3 bersaudara.
Penulis mengawali pendidikan formal pertama di SD Negeri 015921 Sentang pada tahun 2004-2010.
Bersamaan dengan berakhirnya pendidikan dasar, penulis melanjutkan pendidikan di SMP Negeri 3 Kisaran pada tahun 2010-2013. Pada tahun yang sama penulis di terima di SMA Negeri 1 Kisaran dengan jurusan IPA pada tahun 2013-2016.
Penulis melanjutkan pendidikan tinggi di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) tahun 2016.
Pada tahun 2019 penulis melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Pardomuan Ajibata Kabupaten Toba Samosir dilanjutkan pada tahun 2020 penulis melaksanakan Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Stasiun Karantina Ikan Pengendalian Mutu dan Hasil Perikanan Medan II (SKIPM) Medan, Sumatera Utara.
Selain mengikuti perkuliahan penulis juga menjadi asisten Laboratorium Pencemaran Perairan pada tahun 2018-2019 dan asisten Dinamika Populasi Ikan pada tahun 2019-2020. Penulis aktif sebagai Wakil Kepala Divisi Kesehatan Indonesia IYALE SUMUT, Selain itu pada tahun 2018 penulis menjadi panitia pelaksanaan Ekspedisi Negeri Sejuta Pesona (ENSP) di Kota Sibolga Kabupaten
Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas berkat, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Bioakumulasi Logam Berat Kadmium (Cd) Pada Akar Kulit Batang dan Daun Rhizopora apiculata Dikawasan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang Kecamatan Brandan Barat Kabupaten Langkat Sumatera Utara.” sebagai tugas akhir untuk mendapatkan gelar S-1.
Pada kesempatan ini Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar- besarnya kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, ayahanda Sofyan Siregar dan Ibunda Yanti Elvina yang selalu senantiasa membimbing dan memberikan doa nya kepada penulis.
2. Kepada abang saya Mhd. Utama Amanda Siregar S.P dan adik saya Mhd.
Imam Fadillah Siregar yang selalu memberikan semangat dan memberikan doa kepada penulis.
3. Ibu Dr. Eri Yusni M.Sc selaku dosen Pembimbing dan Bapak Rusdi Leidonald S.P., M.Sc dan Bapak Zulham Apandy Harahap S.Kel., M.Si Selaku dosen penguji yang telah memberikan banyak sekali ilmu, masukan, arahan dan bimbingan kepada penulis.
4. Seluruh Dosen Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan dan Pegawai Tata Usaha yang telah membantu penulis menyelesaikan kuliah.
5. Kepala Desa Lubuk Kertang dan Kepala Pengelolah Kelompok Tani Mekar dan masyarakat sekitar yang memberikan bantuan dalam pelaksanaan penelitian.
Syafrida Handayani dan Cahya Frantika.
7. Kepada sahabat-sahabat saya tersayang dari mahasiswa baru hingga perkuliahan selesai yaitu Cahya Frantika, Dita Wulandari, Alvina Suci Pratiwi Nst, Luvi Syafrida Handayani, Ayu Amanda Khairani
8. Sahabat tercinta penghuni rumah Komplek Insan Cita Griya Blok B-6 (Nurul Maulydina Dewi Nasution S.KG, Dhea Syafrina S.Pd, Septi Indriyani S.Si, Latifa Hayani Taufik S.Kep, dan Nia Ramadhani Putri Lubis S.Si) yang memberikan semangat dan doa untuk penulis.
Semoga skripsi ini bermanfaat untuk masyarakat, pembaca dan bagi pengembangan ilmu pengetahuan, khususnya bidang Manajemen Sumberdaya Perairan.
Medan, Januari 2021
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT... ii
RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR GAMBAR ... viii
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Perumusan Masalah ... 5
Kerangka Pemikiran ... 6
Tujuan Penulisan ... 8
Manfaat Penulisan ... 8
TINJAUAN PUSTAKA Ekosistem Mangrove ... 9
Struktur dan Zonasi Hutan Mangrove ... 10
Rhizopora apiculata ... 12
Pencemaran ... 15
Logam Berat ... 16
Logam Kadmium(Cd)... 19
Kandungan Logam Berat dalam Sedimen ... 21
Kandungan Logam Berat dalam Air... 22
Faktor Biokonsentrasi (BCF) ... 23
Parameter Fisika Perairan Suhu ... 24
pH ... 25
Oksigen Terlarut (DO) ... 25
Salinitas ... 26
METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian ... 27
Alat dan Bahan ... 27
Deskripsi Area ... 28
Prosedur Penelitian Pengambilan Sampel ... 30
Metode Pengukuran Pasang Surut ... 31
Teknik Pengelolaan dan Analisis Data ... 31
Preparasi Sampel Air ... 33
Pembuatan Larutan Standart ... 34
Prinsip Kerja AAS ... 34
Analisis Data Kadar Sebenarnya ... 34
Faktor Biokonsentrasi ... 35
Analisis Deskriptif ... 35
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Parameter Fisika dan Kimia Perairan ... 36
Parameter Pasang Surut Konstanta Komponen Pasang Surut ... 37
Kandungan Logam Berat Cd Pada Sedimen dan Air ... 38
Kandungan Logam Berat Cd Pada Akar, Kulit Batang dan Daun ... 38
Faktor Biokonsentrasi ... 39
Pembahasan Parameter Fisika dan Kimia Perairan Suhu ... 41
pH ... 42
Salinitas ... 44
Oksigen Terlarut (DO) ... 44
Parameter Pasang Surut Pasang Surut ... 45
Konstanta Komponen Pasang Surut ... 46
Kandungan Logam Berat Pada Sedime dan Air ... 48
Kandungan Logam Berat Pada Akar, Kulit Batang dan Daun ... 49
Faktor Biokonsentrasi (BCF) BCF Cd pada Akar Rhizopora apiculata ... 52
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 55
Saran ... 55 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
No. Teks Halaman 1. Baku Mutu Wisata Bahari ... 20 2. Parameter Kualitas Air, Metode Analisis dan Pengukurannya ... 32 3. Rata-Rata Nilai Parameter Kualitas Air Fisika dan Kimia Di
Perairan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang ... 36 4. Konstanta Komponen Pasang Surut Daerah Ekowisata
Mangrove Kertang Hasil Analisis GeoTide Analyzer ... 37 5. Rata-Rata Nilai Kandungan Konsetrasi Kadmium pada Air
Dan Sedimen... 38 6. Rata-Rata Nilai Konsetrasi Kadmium pada Akar, Kulit Batang
Dan Daun Rhizopora apiculata ... 39 7. Hasil Rata-Rata Kandungan Logam Berat Cd pada Sampel Air
Sedimen dan Akar Rhizopora apiculata di perairan Ekowisata
Mangrove Lubuk Kertang ... 40 8. Nilai Faktor Biokonsentrasi (BCF) ... 40
No. Teks Halaman
1. Bagan Kerangka Konseptual Penelitian ... 7
2. Zonasi Ekosistem Mangrove ... 12
3. Rhizopora apiculata ... 13
4. Bentuk Daun dan Bunga Rhizopora apiculata ... 14
5. Peta Lokasi Penelitian ... 28
6. Lokasi Stasiun I ... 29
7. Lokasi Stasiun II ... 29
8. Lokasi Stasiun III ... 30
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang
Ekosistem mangrove merupakan suatu sistem di alam tempat berlangsungnya kehidupan yang mencerminkan hubungan timbal balik antara makhluk hidup dengan lingkungannya dan diantara makhluk hidup itu sendiri, terdapat pada wilayah pesisir, terpengaruh pasang surut air laut dan didominasi oleh spesies pohon atau semak yang khas dan mampu tumbuh dalam perairan asin/payau. Keanekaragaman jenis mangrove diperkirakan ada 89 spesies mangrove yang tumbuh di dunia, yang terdiri dari 31 genera dan 22 famili.
Tumbuhan mangrove tersebut pada umumnya hidup di hutan pantai Asia Tenggara, yaitu sekitar 74 spesies (Tanjung et al., 2017).
Kabupaten Langkat memiliki luas mangrove yang paling dominan yakni 50.650,93 ha, dan menempati urutan pertama lahan hutan mangrove paling rusak di Sumatera Utara, yakni seluas 13.526 hektareatau sekitar 25 persen. Sedangkan, yang dalam kondisi sedang ada 23.564 hektare dan dalam proses rehabilitasi seluas4.415ha, yang terluas rusak dan direhabilitasi di kabupaten Langkat ada di desa Lubuk Kertang kecamatan Brandan Barat (Hafni, 2011).
Keadaan hutan mangrove di desa lubuk kertang tersebut tergolong kondisi kerusakan berat 528 Ha dari luas kerusakan hutan mangrove 740 Ha, dari seluruh hutan mangrove 1200 Ha. Kerusakan diwilayah lubuk kertang tersebut akibat dialihfungsikan menjadi perkebunan kelapa sawit dan tambak. Akibatnya, kondisi lahan menjadi rusak, mata pencaharian nelayan menurun drastis Secara ekologis,
konversi telah menyebabkan menurunnya fungsi ekologis daerah tersebut.
Masyarakat sekitar juga telah merasa termarjinalkan karena penguasaan dan akses terhadap wilayah semakin tertutup. Secara ekonomi mereka juga merasa dirugikan karena sumberdaya alam yang menjadi sumber pendapatan mereka, seperti nilai ekonomi mangrove, kepiting bakau, udang, ikan, dll., menjadi berkurang secara signifikan (Hafni, 2011).
Ekstrak dan bahan mentah dari mangrove telah banyak dimanfaatkan oleh masyarakat pesisir untuk keperluan obat-obatan alamiah. Campuran senyawa kimia bahan alam oleh para ahli kimia dikenal sebagai pharmacopoeia. Sejumlah tumbuhan mangrove dan tumbuhan asosiasinya digunakan pula sebagai bahan tradisional insektisida dan pestisida. Rhizophora apiculata mempunyai manfaat Beri-beri, febrifuge, haematoma (kulit batang), hepatitis (kulit batang, bunga, daun, akar); borok (kulit batang) (Purnobasuki, 2004).
Kawasan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang merupakan suatu daerah yang diketahui bahwa disekitarnya terdapat bangunan PT. Pertamina (Persero) yang bergerak di bidang Minyak dan Gas. Di sekitar wilayah lubuk kertang juga terdapat tambak Kepiting Asoka (Kepiting cangkang lunak). Desa Perlis yang merupakan desa terapung yang paling padat penduduknya. Nelayan juga melakukan aktivitas untuk pergi ke laut melewati perairan di Ekowisata Lubuk Kertang.
Bahan pencemar dari limbah industri dapat mencemarkan air sungai dan berdampak negatif yaitu terjadinya perubahan ekosistem muara berupa perubahan temperatur, pH, BOD dan COD serta kandungan logam berat yang sangat mempengaruhi kehidupan flora dan fauna perairan. Limbah ini biasanya berasal
3
dari industri maupun rumah tangga yang melibatkan unsur-unsur logam seperti Timbal (Pb), Arsen (As), Kadmium (Cd), Merkuri (Hg), Krom (Cr), Nikel (Ni), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Cuprum (Cu). Limbah tersebut umumnya merupakan limbah yang tidak dapat atau sulit didegradasi oleh mikroorganisme, sehingga akan Rhizophora mucronata, Rhizophora apiculata, Avicennia marina, Rhizophora stylosa terjadi akumulasi. Hutan mangrove melalui sistem perakarannya yang menghujam ke tanah dan menyebar luas diharapkan mampu berfungsi menyerap kandungan polutan terutama jenis logam berat di lingkungan perairan sekitarnya, sehingga daya racun polutan tersebut pada hutan mangrove dapat berkurang (Heriyanto, 2011).
Taryana (1995) melalukan penelitian tentang penyerapan kandungan logam berat pada beberapa jenis mangrove yaitu salah satunya dari jenis Rhizopora mucronata dapat menyerap Cadmium (Cd) sebesar 17,933 ppm, Rhizopora apiculata memiliki kemampuan menjerap Cd sebesar 17,433 ppm, tetapi Avicenia marina hanya mampu menjerap Cd sebesar 0,5 ppm. Tegakan mangrove jenis Rhizopora stylosa dapat menyerap polutan logam berat jenis Cu sebesar 43,9 ppm, Mn sebesar 597,1 ppm, dan Zn sebesar 34,5 ppm.
Khairuddin et al (2018) melakukan penelitian tentang Analisis Kandungnan Logam Berat pada Tumbuhan Mangrove Sebagai Bioindikator di Teluk Bima dimana hasil yang didapatkan Kadar Cd pada daun bakau (Sonneratia alba) adalah 0,24 ppm, dan pada akarnya sebesar 0,19 ppm dan kadar Kadmium (Cd) pada daun Ryzophora apiculata adalah 0,41 ppm dan pada akarnya sebesar 0,18 ppm.
Heriyanto (2011) melakukan penelitian tentang kandungan logam berat pada tumbuhan, tanah, air, ikan dan udang di hutan mangrove dimana hasil yang didapatkan Pada umumnya akumulasi terbesar Magnesium (Mg) pada bagian daun dan akar, Seng (Zn) terakumulasi pada bagian akar dan daun sedangkan Kadmium (Cd) pada bagian daun dan akar, Arsen (As) pada bagian daun dan batang mangrove yang dekat dengan sumber pencemar. Dalam menyerap zat pencemar jenis (Forsk.) Vierh. lebih baik dari Blume dan C.B. Rob. hal ini ditunjukkan oleh akumulasi zat tersebut pada bagian pohon.
Kawung et al (2018) melakukan penelitian tentang analisis akumulasi kandungan logam kadmium pada akar dan daun mangrove di perairan basaan- belang kabupaten minahasa tenggara dan likupang kabupaten minahasa utara Berdasarkan hasil penelitan dilakukan maka diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut akumulasi kandungan kadmium tertinggi terdapat pada jenis mangrove Avicennia sp. yaitu pada bagian akar, dibandingkan dengan jenis mangrove Rhizophora sp. Empat lokasi penelitian kandungan logam kadmium tertinggi terdapat di Desa Ambon Likupang pada mangrove Avicennia sp. yaitu 44.355 ppb. Berdasarkan data analisis logam kadmium di empat lokasi penelitian, dapat dikatakan bahwa logam tersebut sangat tinggi, hal ini dibandingkan dengan baku mutu kadmium pada biota laut yaitu 0,001 mg/L menurut KEPMEN LH NO.
51. Tahun 2004.
Berdasarkan uraian diatas salah satu jenis mangrove yang memiliki kemampuan penyerapan logam berat jenis Cd tertinggi adalah jenis Rhizopora apiculata dan Rhizopora mucronata. Rhizopora apiculata dipilih sebagai subjek penelitian karena memiliki kemampuan penyerapan yang tinggi setelah Rhizopora
5
mucronata dan Rhizopora apiculata merupakan mangrove yang paling tinggi mendominasi di kawasan perairan ekowisata mangrove lubuk kertang. Dampak Tercemarnya tumbuhan mangrove R. apiculata dengan logam berat, kemungkinan dapat berpengaruh terhadap nilai manfaat yang dapat digunakan. Antara lain bahan yang dijadikan pangan menjadi tidak layak konsumsi karena sudah tercemar. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis kandungan logam berat yang terdapat pada akar, kulit batang dan daun mangrove R. Apiculata dan pada air serta sedimen. Serta untuk mengetahui apakah vegetasi tersebut dapat dijadikan indikator pencemaran logam berat di kawasan ekowisata mangrove Lubuk Kertang.
1.2. Perumusan Masalah
Salah satu diantara beberapa jenis mangrove yang mendominasi di perairan Percut Sei Tuan adalah R. Apiculata Tercemarnya R. Apiculata oleh logam berat seperti Kadmium (Cd) sangat mempengaruhi tingkat kualitas dalam pemanfaatannya oleh manusia maupun organism lain yang hidup di mangrove.
Keberadaan logam berat yang terlarut pada suatu perairan dapat melebihi ambang batas yang diakibatkan oleh aktivitas yang terjadi dari darat maupun kawasan perairan tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis serta mengetahui kandungan logam berat Kadmium (Cd) yang terdapat pada pohon R. Apiculata (Akar, Kulit Batang dan Daun) dan pada air serta sedimen. Informasi tersebut berguna bagi rencana pengelolaan sumber daya ekosistem mangrove yang lebih tepat dan berkelanjutan.
Berdasarkan uraian pada latar belakang diatas, permasalahan yang dapat dikaji dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Seberapa besar Kandungan logam berat Kadmium (Cd) pada akar, kulit batang dan daun mangrove R. Apicula ?
2. Seberapa besar Kandungan logam berat Kadmium (Cd) pada sedimen dan air ?
1.3. Kerangka Pemikiran
Logam berat bersifat toksik terhadap mangrove yang terdapat di perairan laut apabila melebihi baku mutu yang telah ditentukan. Logam berat terdapat disuatu perairan di pengaruhi oleh aktivitas di sekitar perairan, baik akttivitas yang berada di laut atau aktivitas yang berada di darapt. Pohon mangrove, merupakan jenis tumbuhan air yang banyak dijumpai di sekitar kawasan perairan yang memiliki kemampuan dalam mengakumulasi logam berat yang ada di kawasan perairan. Informasi tersebut berguna bagi rencana pengelolaan sumber daya ekosistem mangrove yang lebih tepat dan berkelanjutan. Berikut skema rumusan masalah pada penelitian ini:
7
Gambar 1. Bagan Kerangka Konseptual Penelitian Sumber Pencemar
Logam Berat 1. Limbah Pabrik 2. Limbah Domestik 3. Aktivitas Wisatawan
Logam Berat (Air dan Sedimen)
Akar
Rhizopora apiculata
Kulit
Rhizopora apiculata
Daun
Rhizopora apiculata
Analisis Logam Berat Kadmium (Cd)
Bioakumulasi Logam Berat Cd pada Pohon Mangrove Rhizopora apiculata
Baku Mutu Kualitas Air Bioakumulasi Logam Berat Cd pada Pohon Mangrove Rhizopora apiculata
aapiculataapaaapiculataapiculata Pohon Mangrove Rhizopora apiculata
Baku Mutu Kualitas Air dan Logam Berat
Mangrove
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menganalisis kandungan logam berat Kadmium (Cd) pada akar, kulit batang, daun Mangrove R. Apicula
2. Mengetahui kandungan logam berat Kadmium (Cd) dalam sedimen dan air.
1.4.Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran akumulasi logam berat Kadmium (Cd) secara kuantitatif pada akar, kulit batang daun serta sedimen dan air pohon R. Apiculata di kawasan perairan ekowisata lubuk kertang sebagai sumber informasi bagi masyarakat dan pengelola yang membutuhkan mengenai
peranan Rhizopora Apiculata dalam mengurai pencemaran logam berat.
Serta untuk kepentingan pengelolaan sumber daya pesisi.
BAB Il
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Ekosistem Mangrove
Hutan mangrove adalah suatu komunitas tumbuhan atau suatu individu jenis tumbuhan yang membentuk komunitas tersebut di daerah pasang surut.
Hutan mangrove adalah tipe hutan yang secara alami dipengaruhi oleh pasang surut air laut, tergenang pada saat air laut pasang dan bebas dari genangan pada saat air laut surut. hutan mangrove merupakan komunitas vegetasi pantai tropis, yang didominasi oleh beberapa jenis pohon yang mampu tumbuh dan berkembang di daerah pasang surut pantai berlumpur. Perbedaan dengan hutan lainnya adalah keberadaan flora dan fauna yang spesifik, dengan keanekaragaman jenis yang tinggi (Angsori, 2017).
Ekosistem hutan mangrove disebut juga ekosistem hutan payau (estuari), yaitu daerah perairan dengan kadar garam/ salinitas antara 0,5 % dan 30 %.
Indonesia tercatat sebanyak kurang lebih 202 spesies mangrove terdiri atas 89 spesies pohon, 5 spesies palem, 19 spesies liana, 44 spesies epifit dan 1 spesies paku. Kondisi spesies tersebut terdiri dari 43 jenis mangrove sejati (33 jenis pohon dan sisanya perdu, jenis lain yang ditemukan di sekitar mangrove, dikenal dengan mangrove ikutan (Putri, 2016).
Fungsi hutan mangrove di Indonesia dapat dikelompokan menjadi tiga yaitu fungsi fisik, fungsi biologik, dan fungsi ekonomi yang sangat potensial.
Yang di jelaskan sebagai berikut Fungsi Fisik yaitu: Menjaga garis pantai agar tetap stabil, Mempercepat perluasan lahan, Melindungi pantai dan terbing sungai.
Fungsi Biologik meliputi: Tempat benih-benih ikan, udang dan kerang-kerang dari lepas pantai, Tempat bersarang burung-burung besar, Sebagai habitat alami bagi banyak jenis biota, Fungsi Ekonomi yang potensial antara lain, Lahan untuk tambak, tempat pembuatan garam, tempat berekreasi, dan memperoleh balok (Nurjannah, 2018).
Tumbuhan mangrove dapat digunakan sebagai indikator untuk mendeteksi pencemaran logam berat yang terjadi di dalam ekosistem mangrove maupun ekosistem sekitarnya. Berdasarkan fungsi akumulasi, tumbuhan mampu mengantisipasi perubahan lingkungan dengan mengadakan respon tertentu apabila terdapat ion toksis. Ketahanan tumbuhan terhadap pengaruh toksisitas dilakukan dengan mekanisme penghindaran fenologis, eksklusi, ameliorasi, dan toleransi (Manikasari dan Ni, 2018).
2.2. Struktur dan Zonasi Hutan Mangrove
Zonasi adalah kondisi dimana kumpulan vegetasi yang saling berdekatan mempunyai sifat atau tidak ada sama sekali jenis yang sama walaupun tumbuh dalam lingkungan yang sama dimana dapat terjadi perubahan lingkungan yang dapat mengakibatkan perubahan nyata di antara kumpulan vegetasi, selanjutnya perubahan vegetasi tersebut dapat terjadi pada batas yang jelas atau tidak jelas atau bisa terjadi bersamasama. Zonasi hutan mangrove sangat dipengaruhi oleh substrat, salinitas dan pasang surut (Mughofar et al., 2018).
Secara umum pada wilayah pesisir ekosistem mangrove membentuk suatu zonasi yang tumbuh dengan baik pada kawasan muara sungai, laguna, rawa, dan delta. Zonasi mangrove dari laut ke darat meliputi Avicennia dan Sonneratia untuk vegetasi yang paling dekat dengan laut, Rhizophora dan Bruguiera berada
11
di tengah zonasi mangrove dan vegetasi Nypa berada lebih ke arah darat karena dipengaruhi oleh air tawar (Kurniansyah, 2019).
Menurut Pratama (2018) Tumbuhan mangrove terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu kelompok mayor, minor dan asosiasi.
1. Kelompok mangrove mayor yaitu kelompok flora mangrove sejati (flora mangrove sebenarnya) dan hanya tumbuh di habitat mangrove. Kemampuan mangrove mayor membentuk tegakan murni dan secara dominan mencirikan struktut komunitas. Morfologi mangrove mayor mempunyai bentuk-bentuk adaptasi khusus seperti bentuk akar nafas dan viviparitas terhadap lingkungan mangrove. Contoh mangrove mayor adalah genus Avicennia, Rhizopora, Bruguiera, Ceriops, Kandelia, Sonneratia, Lumnitzera dan Nypa.
2. Mangrove penunjang (minor) merupakan mangrove yang tidak mampu membentuk tegakan murni. Bentuk morfologis dalam struktur komunitas tidak berperan dominan. Contoh mangrove minor adalah Excoecaria, Xylocarpus, Heritiera, Pemphis.
3. Mangrove asosiasi yaitu flora yang berasosiasi dengan tumbuhan mangrove sejati dan penunjang.mangrove asosiasi biasanya ditemukan dalam tumbuh- tumbuhan darat. Contoh mangrove asosiasi adalah jenis-jenis dari genus Carbera, Acanthus, Derris, Hibiscus dan Calamus.
Menurut Luthfiyani (2019) Penyebaran dan zonasi hutan mangrove tergantung pada berbagai faktor lingkungan. Berikut salah satu tipe zonasi hutan mangrove di Indonesia:
1. Daerah yang paling dekat dengan laut, dengan substrat agak berpasir, sering ditumbuhi oleh Avicennia sp. Pada zona ini biasa berasosiasi Sonneratia sp yang dominan tumbuh pada lumpur dalam yang kaya bahan organik.
2. Lebih ke arah darat, hutan mangrove umumnya didominasi oleh Rhizophora sp. Di zona ini juga dijumpai Bruguiera sp.
3. Zona berikutnya didominasi oleh Bruguiera sp.
4. Zona transisi antara hutan mangrove dengan hutan dataran rendah biasa ditumbuhi oleh Nypa, dan beberapa spesies palem lainnya.
Gambar 2. Zonasi Ekosistem Mangrove (Sumber: Hayati, 2016)
2.3. Rhizopora apiculata
Secara umum, mangrove diklasifikasikan ke dalam family Rhizoporaceae, Avicenniaceae, Sonneratiaceae dan Ceriops. Jenis Rhizoporacea khususnya Rhizopora apiculata merupakan salah satu tumbuhan bakau yang paling banyak ditemukan pada daerah pesisir pantai. Spesies ini dapat tumbuh mencapai 30 m dengan diameter pohon mencapai 50 cm3. Selain itu, spesies ini dapat tumbuh pada tanah yang berlumpur, berpasir, dan tergenang. Mangrove jenis ini merupakan komponen mayor dari bakau dan dapat tumbuh pada daerah dengan
13
lumpur agak keras dan dangkal, tergenang air pasang harian serta dapat membentuk tegakan murni (Hadi et al., 2016).
Gambar 3. Rhizopora apiculata (Sumber: Lestari, 2018)
Rhizopora apiculata sp. Merupakan tanaman mangrove dengan perawakan pohon yang memiliki daun dengan bentuk memanjang lonjong. Batang Rhizopora apiculata sp. Memiliki batang pokok yang berkayu (woody, ligneous, lignified), tipe kayu keras. Kulit kayu berwarna abu – abu tua. Jaringan batang Rhizopora apiculata sp. terdiri atas selapis epidermis, hipodermis, korteks, endodermis, floem, xylem, dan empulur. Pada epidermis terdapat stomata. Jaringan palisade dengan kloroplast, akar dapat membantu proses fotosintesis. Hal tersebut dapat terjadi karena posisi dari akar yang bercabang dari batang utama (akar nafas) (Farhan, 2017).
Klasifikasi Rhizopora apiculata menurut Muthia (2018) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae Divisi : Tracheophyta
Kelas : Magnoliopsida Bangsa : Rhizophorales Suku : Rhizoporaceae Marga : Rhizophora
Jenis : Rhizophora apiculata
Gambar 4. Bentuk Daun dan Bunga Rhizopora apiculata (Dokumentasi Hasil Penelitian)
Rhizopora apiculata merupakan jenis tanaman bakau yang memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai obat herbal. Tanaman ini tersebar luas dan terbanyak berada di Indonesia dengan kandungan 100000–200000 senyawa aktif didalamnya. Terdapat tiga jenis tanaman bakau yang sering dijumpai di Indonesia, yaitu Rhizophora apiculata, Rhizophora mucronata, dan Rhizophora stylosa. Buah dari tanaman ini biasanya dijadikan sebagai bahan makanan oleh masyarakat (Mutia, 2018).
Pada umumnya tumbuhan akan menyerap unsur-unsur hara yang larut dalam air maupun dari tanah melalui akarnya. Semua tumbuhan memiliki kemampuan penyerapan yang memungkinkan pergerakan ion menembus membran sel, terutama nitrat dan amonium, fosfat, kalium, kalsium, sulfat,
15
magnesium, besi, tembaga. Tumbuhan mangrove mempunyai kecendrungan untuk mengakumulasi logam-logam berat yang terdapat dalam ekosistem tempat tumbuhan hidup. Kemampuan akumulasi logam berat tersebut berbeda-beda untuk setiap spesies. Tumbuhan mangrove mengakumulasi logam berat paling tinggi terdapat di bagian akar (Kartikasari et al., 2002)
Adanya kandungan logam Cd pada tubuh tumbuhan dapat menyebabkan beberapa gangguan. daun yang lebih muda lebih sulit mengabsorpsi dibandingkan dengan daun yang sudah tua. Selain itu pada umumnya mekanisme yang terjadi pada tumbuhan mengakumulasikan ion- ion yang berlebih dalam daun tua.
Menurut Krantev et al (2018) dalam Tran (2013) Toksisitas Cd menyebabkan penghambatan dan kelainan pertumbuhan dalam banyak jenis tanaman. Setelah paparan jangka panjang Cd, akar menjadi berlendir, kecoklatan, dan membusuk;
penyusutan tunas dan akar, penggulungan daun dan klorosis dapat terjadi. Cd yang ditemukan dapat menghambat akar lateral sedangkan akar utama menjadi coklat, kaku dan membelit.
2.4. Pencemaran
Pencemaran adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan dan atau berubahnya tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas menurun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak dapat berfungsi lagi. Menurut UU No.32 tahun 2009, pencemaran adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia, sehingga
melampaui baku mutu lingkungan hidup yang telah ditetapkan (Munthe, 2017).
Pencemaran secara alamiah adalah pencemaran yang terjadi secara alami misalnya akibat erosi, tanah longsor, banjir, dan fenomena alam lainnya.
Sedangakan pencemaran secara antropogenik adalah pencemaran yang masuk ke dalam perairan akibat aktivitas manusia, misalnya kegiatan domestik (rumah tangga), perkotaan dan kegiatan industri. Sumber pencemaran inilah yang berpotensi meningkatkan logam berat baik bersifat toksik maupun esensial terlarut dalam air dan mencemari air tawar maupun air laut seperti logam V, Mn, Fe, Cu, Co, Cd, Cr, Pb, dan Hg (Permatasari, 2017).
Pencemaran merupakan perubahan kondisi air yang tidak menguntungkan karena kehadiran bahan pencemar dari kegiatan antropogenik yang berasal dari daratan melalui air sungai yang telah tercemar dengan logam berat. Logam berat adalah salah satu bahan pencemar lingkungan yang sangat berbahaya yang diakibatkan oleh pertambangan, maupun kegiatan pabrik-pabrik yang menjadikan logam sebagai bahan utama dalam kegiatan tersebut, yang terbawa hingga ke laut dan menyebabkan pencemaran (Kawung et al., 2018)
2.5. Logam Berat
Istilah logam berat hanya ditujukan kepada logam yang mempunyai berat jenis lebih besar dari 5 g/cm3. Beberapa contoh logam yang beracun bagi manusia yaitu arsen (As), kadmium (Cd), tembaga (Cu), timbal (Pb), merkuri (Hg), nikel (Ni), dan seng (Zn). Logam berat termasuk zat pencemar karena sifatnya yang stabil dan sulit untuk terurai. Logam berat tidak semua dapat mengakibatkan
17
keracunan pada makhluk hidup, tetapi sebagian logam berat tersebut tetap dibutuhkan dalam jumlah yang sangat kecil (Permatasari, 2017).
Logam berat memasuki air alami dan menjadi bagian dari sistem suspensi air dan sedimen melalui proses absorpsi, presipitasi, dan pertukaran ion. Logam dalam sistem perairan menjadi bagian dari sistem air-sedimen dan distribusinya dikendalikan oleh kesetimbangan dinamik dan interaksi fisika-kimia, yang umumnya dipengaruhi oleh parameter pH, konsentrasi dan tipe senyawa, kondisi reduksi-oksidasi, dan bilangan oksidasi dari logam tersebut. Meskipun diketahui bahwa keberadaan logam berat di perairan merupakan hal alamiah yang terbatas dalam jumlah tertentu dalam kolom air, sedimen, dan lemak biota, tetapi keberadaan logam berat ini akan meningkat akibat masuknya limbah yang dihasilkan oleh industri - industri serta limbah yang berasal dari aktivitas lainnya (Mahardika dan Indah, 2012).
Bioakumulasi merupakan suatu proses dimana substansi kimia mempengaruhi makhluk hidup dan ditandai dengan peningkatan konsentrasi bahan kimia di tubuh organisme dibandingkan dengan konsentrasi bahan kimia itu di lingkungan. Karena penyerapan bahan kimia ini lebih cepat daripada proses metabolisme dan ekskresi tubuh organisme, maka bahan-bahan kimia ini akan terakumulasi di dalam tubuh (Puspitasari, 2007).
Laut merupakan tempat bermuaranya sungai, baik sungai besar maupun sungai kecil. Dengan demikian, laut akan menjadi tempat berkumpulnya zat-zat pencemar yang terbawa oleh aliran sungai. Dari sekian banyak limbah yang ada di laut, limbah logam berat merupakan limbah yang paling berbahaya karena menimbulkan efek racun bagi manusia. Pencemaran logam berat yang masuk ke
lingkungan perairan sungai akan terlarut dalam air dan akan terakumulasi dalam sedimen dan dapat bertambah sejalan dengan berjalannya waktu, tergantung pada kondisi lingkungan perairan tersebut (Setiawan, 2013).
Kadar logam berat dalam air laut berkisar antara 0,00001-0,01 kadar ini akan meningkat apabila limbah perkotaan, pertambangan, pertanian dan industri yang banyak mengandung logam berat masuk kedalam lingkungan laut.
Umumnya, yang paling banyak mengandung logam berat adalah limbah industri.
Hal ini disebabkan karena senyawa atau unsur logam berat banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku, katalisator, fungisida maupun sebagai additive (Hakim, 2016).
Bakau atau mangrove adalah salah satu tanaman yang mampu beradaptasi dengan baik dalam lingkungan air. Endapan yang dihanyutkan oleh air dari daratan merupakan substrat tempat tumbuh yang sangat cocok bagi tanaman ini.
Endapan yang terendam secara periodik ketika air pasang ukuran menengah, spesies yang mendominasi adalah Avicennia sp., Soneratia griffithii dan Rhizopora di pinggiran air. Tumbuhan mangrove ini termasuk jenis tumbuhan air yang mempunyai kemampuan sangat tinggi untuk mengakumulasi logam berat yang berada pada wilayah perairan. Proses absorpsi dapat terjadi lewat beberapa bagian tumbuhan, yaitu: akar, terutama untuk zat anorganik dan zat hidrofilik, daun bagi zat yang lipofilik dan stomata untuk masukan gas (Munthe, 2017).
2.6. Logam Kadmium (Cd)
Kadmium adalah logam berwarna putih perak, lunak, mengkilap, tidak larut dalam basah, mudah bereaksi serta menghasilkan cadmium oksida bila di panaskan. Kadmium umumnya terdapat dalam kombinasi dengan klor (Cd
19
klorida) atau belerang (Cd Sulfit), kadmium membentuk Cd2+ yang bersifat tidak stabil. Kadmium memiliki nomor atom 40 dengan berat atom 112,4, titik leleh 321˚C, titik didih 767˚C dan memiliki massa jenis 8,65 g/cm3 (Hakim, 2016).
Logam kadmium (Cd) merupakan elemen toksik yang dapat berpengaruh pada sistim ekologi perairan sehingga dikelompokan sebagai limah B3 (bahan berbahaya dan beracun). Keracunan kadmium dalam waktu lama dapat membahayakan kesehatan paru-paru, tulang, hati, ginjal, kelenjar reproduksi, berefek pada otak dan menyebabkan tekanan darah tinggi. Logam ini juga bersifat neurotoksin yang menimbulkan dampak kerusakan indera penciuman. Penyakit melunaknya tulang yang umumnya diakibatkan kurangnya vitamin D sebagai akibat yang ditimbulkan oleh logam kadmium sehingga terjadi gangguan daya keseimbangan kandungan kalsium dan fosfat dalam ginjal yang dikenal dengan nama osteomalasea atau penyakit “Itaiitai Byo” (Kawung et al.,2018).
Kadmium bersumber dari aktivitas alamiah dan antropogenik. Secara alamiah Cd didapat dari letusan gunung berapi, jatuhan atmosferik, pelapukan bebatuan, dan jasad organik yang membusuk. Logam Cd juga didapat dari kegiatan manusia, yaitu industri kimia, pabrik tekstil, pabrik semen, tumpahan minyak, pertambangan, pengolahan logam, pembakaran bahan bakar, dan pembuatan serta penggunaan pupuk fosfat. Dalam kehidupan sehari-hari, mainan
anak-anak, fotografi, tas dari vinil, dan mantel merupakan sumber Cd (Darmono, 1995).
Logam berat Cd terlarut dalam air akan mengalami proses adsorpsi oleh partikel tersuspensi dan mengendap di sedimen. Proses adsorpsi akan diikuti oleh proses desorpsi yang mengembalikan Cd dalam bentuk terlarut dalam badan air
(Sanusi, 2006). Menurut Rangkuti (2009) Kadmium dalam air laut berbentuk senyawa klorida (CdCl2), sedangkan pada perairan tawar kadmium berbentuk karbonat (CdCO3). Pada perairan payau kedua senyawa tersebut berimbang.
Menurut Supriadi (2016) dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No 51 Tahun 2004 Pasal 1 Tentang Baku Mutu Air mengatakan bahwa baku mutu air adalah ukuran batas atau kadar mahkluk hidup, zat, energi dan komponen yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air. Pada pasal 2 mengatakan bahwa Wisata Bahari adalah kegiatan rekreasi atau wisata yang dilakukan di laut dan pantai, berikut ini adalah tabel Baku Mutu Wisata Bahari yang terlampir dalam Keputusan Kementerian Negara Lingkungan Hidup no 51 Tahun 2004.
Tabel 1. Lampiran dalam Keputusan Kementerian Negara Lingkungan Hidup No 51 Tahun 2004 Tentang Baku Mutu Wisata Bahari
No Parameter Logam Terlarut Satuan Baku Mutu
1. Raksa (Hg) mg/l 0,003
2. Kadmium (Cd) mg/l 0,01
3. Tembaga (Cu) mg/l 0,05
4. Timbal (Pb) mg/l 0,05
5. Seng (Zn) mg/l 0,1
2.7. Kandungan Logam Berat dalam Sedimen
Sedimen perairan merupakan material mineral dan partikulat organik yang tidak tergabung, yang mengendap dan berada di bawah lingkungan akuatik.
Penyusun sedimen yang mempunyai ukuran relatif besar dan berat akan mengendap di dasar perairan sementara yang memiliki ukuran kecil akan
21
tersuspensi dalam badan air. Misalnya logam berat dari pembuangan industri ke perairan dapat terakumulasi dalam sedimen. Akumulasi toksik, misalnya logam berat dalam sedimen menyebabkan kontaminasi sedimen (Rumhayati, 2019).
Aktivitas yang dilakukan di sekitar wilayah pesisir potensial menghasilkan produk samping berupa limbah dalam bentuk padat (sampah) dan limbah cair.
Selain itu, aktivitas di wilayah pesisir tersebut dapat menyebabkan perubahan ekosistem pesisir dan lautan yang dapat berlanjut pada kerusakan ekosistem pesisir dan lautan. Kadar logam berat pada sedimen permukaan lebih tinggi dibandingkan dengan air laut. Hal tersebut dikarenakan adanya proses pengendapan sehingga terjadi akumulasi logam berat dalam sedimen. Kandungan logam berat pada hewan dan tumbuhan yang hidup di sekitar wilayah pesisir tergantung pada jenis hewan dan tumbuhan itu sendiri, selain itu juga tergantung jenis logam beratnya (Sukaryono dan Riardi, 2018).
Kandungan logam berat umumnya lebih tinggi ditemukan dalam sedimen yang berbentuk lempung, lumpur, pasir berlumpur, dan akan berkurang pada pasir. Hal ini disebabkan karena sedimen yang memiliki tekstur lumpur memiliki pori yang cukup kecil dan daya absorbsi yang cukup tinggi, sehingga kadar logam berat yang didapat cukup tinggi (Supriyantini et al., 2017).
Pada umumnya wilayah pesisir merupakan daerah yang rentan terhadap pencemaran akibat kesalahan dalam pengelolaannya karena menjadikan kawasan ini sebagai tempat pembuangan segala macam limbah yang berasal dari daratan oleh aktivitas manusia ke perairan laut. sumber-sumber logam berat Cd di laut, berasal dari sumber yang bersifat alami dari lapisan kulit bumi seperti masukan dari daerah pantai yang berasal dari sungai-sungai dan abrasi pantai akibat
aktivitas gelombang, masukan dari laut dalam yang berasal dari aktivitas geologi gunung berapi laut dalam, dan masukan dari udara yang berasal dari atmosfer sebagai partikel-partikel debu. Logam berat Cd juga dapat berasal dari aktifitas manusia, seperti limbah pasar dan limbah rumah tangga, aktivitas transportasi laut dan aktivitas perbaikan kapal laut (Noor, 2018).
2.8. Kandungan Logam Berat Kadmium (Cd) dalam Air
Air merupakan zat yang penting dalam kehidupan makhluk hidup seperti manusia, hewan dan tumbuhan, apabila air sudah tercemar logam-logam berbahaya akan mengakibatkan hal yang buruk bagi kehidupan. Pencemaran pada air tawar biasanya mengalir disungai, air tersebut mengandung material anorganik dan organik yang mengambang lebih banyak Do banding air laut. Material tersebut mempunyai kemampuan untuk mengabsorbsi logam, sehngga pencemaran logam pada air tawar mudah terjadi (Hakim, 2016).
Logam di dalam air biasanya berikatan menjadi senyawa kimia atau dalam bentuk logam ion, bergantung pada tempat logam tersebut berada. Tingkat kandungan logam pada setiap tempat sangat bervariasi bergantung pada lokasi dan tingkat pencemarannya. Peningkatan logam berat dalam air laut selain disebabkan oleh peningkatan aktivitas di sekitar perairan, dapat pula disebabkan oleh rendah nya pH dan salinitas, tingginya suhu dan masuknya nutrien dari muara ke dalam laut. Keberadaan logam berat dalam perairan dipengaruhi oleh pola arus (Sari et al., 2016).
Logam berat yang terlarut dalam perairan pada konsentrasi tertentu akan berubah fungsi menjadi sumber racun bagi kehidupan organisme perairan.
Kontaminasi logam berat yang terakumulasi pada biota perairan akan berdampak
23
pada manusia dimana masyarakat memanfaatkan hasil laut sebagai pemenuh kebutuhan sehari-hari (Syaikhah et al., 2017).
Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Bioakumulasi adalah masuknya bahan pencemar oleh makhluk hidup dari suatu lingkungan melalui suatu mekanisme atau lintasan. Biokonsentrasi adalah masuknya bahan pencemar secara langsung dari air oleh makhluk hidup melalui jaringan seperti insang atau kulit. Bioakumulasi terjadi dalam jaringan tubuh setelah terjadi absorpsi logam dari air atau melalui pakan yang terkontaminasi. bioakumulasi bahan kimia dalam suatu perairan merupakan kriteria penting dalam mengevaluasi ekologi dan tingkat pencemaran suatu lingkungan. Untuk mengukur tingkat pencemaran suatu perairan oleh bahan kimia yang disebabkan oleh kegiatan industri, pertanian dan limbah rumah tangga adalah dengan mengukur biokonsentrasi biota yang hidup didalamnya (Hidayah et al, 2014)
Pada tumbuhan mangrove, selain akumulasi, diduga pohon Sonneratia alba dan Ryzophora apiculata memiliki upaya penanggulangan toksik diantaranya dengan melemahkan efek racun melalui pengenceran (dilusi), yaitu dengan menyimpan banyak air untuk mengencerkan konsentrasi logam berat dalam jaringan tubuhnya sehingga mengurangi toksisitas logam tersebut. Pengenceran dengan penyimpanan air di dalam jaringan biasanya terjadi pada daun dan diikuti dengan terjadinya penebalan daun (sukulensi). Ekskresi juga merupakan upaya yang mungkin terjadi, yaitu dengan menyimpan materi toksik logam berat di dalam jaringan yang sudah tua seperti daun yang sudah tua dan kulit batang yang
mudah mengelupas, sehingga dapat mengurangi konsentrasi logam berat di dalam tubuhnya (Khairuddin et al, 2018)
2.9. Parameter Fisika Perairan 2.9.1. Suhu
Suhu pada suatu ekosistem air dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti intensitas cahaya matahari, pertukaran panas antara air dengan udara sekelilingnya, dan ketinggian geografis. Disamping itu suhu perairan dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor yang diakibatkan oleh aktivitas manusia seperti limbah panas yang berasal dari proses pendinginan pada pabrik. Faktor-faktor yang mempengaruhi distribusi suhu adalah penyerapan panas (heat flux), curah hujan (prespiration), aliran sungai (Flux) dan pola sirkulasi air (Mukarromah, 2016).
Kenaikan suhu air dan penurunan pH akan mengurangi adsorpsi senyawa logam berat pada partikulat. Suhu air yang lebih dingin akan meningkatkan adsorpsi logam berat ke partikulat untuk mengendap di dasar. Sementara saat suhu air naik, senyawa logam berat akan melarut di air karena penurunan laju adsorpsi ke dalam partikulat. Logam yang memiliki kelarutan yang kecil akan ditemukan di permukaan air selanjutnya dengan perpindahan dan waktu tertentu akan mengendap hingga ke dasar, artinya logam tersebut hanya akan berada di dekat permukaan air dalam waktu yang sesaat saja untuk kemudian mengendap lagi. Hal ini ditentukan antara lain oleh massa jenis air, viskositas (kekentalan) air, temperatur air, arus air serta faktor lainnya (Milasari, 2016).
25
2.9.2. Derajat Keasaman (pH)
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional (Nur, 2017).
Kenaikan pH pada badan perairan biasanya akan diikuti dengan semakin kecilnya larutan dari senyawa-senyawa logam. Perubahan tingkat stabil dari kelarutan tersebut biasanya terlihat dalam bentuk pergeseran persenyawaan.
Umumnya pada pH yang semakin tinggi, maka kestabilan akan bergeser dari karbonat ke hidroksida. Hidroksida ini mudah sekali membentuk ikatan permukaan dengan partikel-partikel yang terdapat pada badan perairan, lama kelamaan persenyawaan yang terjadi antara hiroksida dengan partikel-partikel yang ada di badan perairan akan mengendap membentuk lumpur. Pada perairan estuaria kandungan logam berat lebih tinggi dibandingkan perairan lainnya, hal ini disebabkan oleh kelarutan logam berat lebih tinggi pada pH rendah (Aprianto, 2016).
2.9.3. Oksigen Terlarut (DO)
Oksigen terlarut adalah oksigen yang tersedia dalam air yang berasal dari difusi udara atau perpindahan udara dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah dan hasil fotosintesis organisme berklorofil yang hidup dalam suatu perairan.
Proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan anorganik (CO2 dan H2O) pada
tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi cahaya matahari disebut fotosintesis (Mardhiya, 2017).
Pada daerah yang kekurangan oksigen, misalnya akibat kontaminasi bahan-bahan organik, daya larut logam berat akan menjadi lebih rendah dan mudah mengendap. Logam berat yang terlarut dalam air akan berpindah ke dalam sedimen jika berikatan dengan materi organik bebas atau materi organik yang melapisi permukaan sedimen, dan penyerapan langsung oleh permukaan partikel Sedimen (Milasari, 2016).
2.9.4. Salinitas
Salinitas merupakan kandungan kadar garam dari suatu perairan yang dinayatakan dalam per mil (‰) atau garam perseribu air. Pada umumnya mangrove hidup di daerah asin atau payau yang berkisar antara 11-25‰. Salinitas merupakan faktor penting dalam pertumbuhan, daya tahan dan zonasi spesies mangrove. adanya sungai atau rembesan air tawar akan memberikan kontribusi pencampuran antara air laut dan air tawar yang berdampak pada menurunnya nilai salinitas (Matatula et al., 2019).
Ekosistem hutan mangrove sering disebut juga hutan payau karena
terdapat di daerah payau (estuarin), yaitu daerah dengan kadar garam atau salinitas antara 0,5 ‰ dan 30 ‰. Kemampuan beradaptasi untuk membuang kelebihan garam dalam jaringan tanaman menyebabkan jenis tumbuhan mangrove dapat tumbuh subur. Jenis-jenis penyusun hutan mangrove tersebut dapat digolongkan sesuai dengan tingkat toleransinya terhadap kadar garam dan fluktuasi permukaan air laut di pantai (Kolinug et al., 2014).
27
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan pada bulan Juli-Agustus 2020 di Kawasan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang Kecamatan Brandan Barat Kabupaten Langkat Sumatera Utara. Pengambilan sampel akar, kulit batang, daun, sedimen dan air dilakukan di tiga stasiun pengamatan. Pengambilan serta pengukuran parameter kualitas air pada masing-masing stasiun. Analisis kualitas air dilakukan langsung di lokasi penelitian (insitu). Analisis logam berat, sedimen dan air di lakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan, Sumatera Utara dan UPT.
LPPMHP Medan, Sumatera Utara.
3.2. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah Global Positioning System (GPS), timbangan analitik, pH meter, Thermometer, DO Meter, Kertas Whatmann nomor 42, kertas saring Nucleopore, buku identifikasi mangrove Rhizopora apiculata (Noor dkk., 1999), labu erlenmeyer, gunting, pisau kater, alat tulis, kamera digital, botol aquades, pita ukur, mortal dan pastle (furmace), blender, gelas ukur, hot plate, spektrofotometriserapan atom, wadah sampel, labu takar, gelas beaker, oven , pipet tetes, pengaduk kaca, bola hisap dan pipet volume.
Bahan yang digunakan adalah akar, kulit batang, dan daun Rhizopora apiculata, sampel sedimen dan sampel air laut, larutan standart Cd, larutan NH3
pekat, aquades, alumunium foil, plastik sampel.
3.3. Deskripsi Area
Penelitian ini dilakukan dikawasan Mangrove Lubuk Kertang Kecamatan Brandan Barat Kabupaten Langkat Sumatera Utara. Jarak antar stasiun 1, stasiun II dan stasiun III yaitu ± 500 m. Hasil survey pendahuluan menunjukkan Lokasi ini terdapat ekosistem mangrove tetapi sebagian ekosistem mangrove telah dijadikan sebagai tempat wisata mangrove dan dialih fungsikan menjadi lahan perkebunan sawit, pabrik dan tambak. Daerah mangrove di Desa Lubuk Kertang seluas ± 1200 ha.
Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Peta Lokasi Penelitian Stasiun I
Lokasi ini terletak di belakang PT.Pertamina yang mengelolah gas dan bahan bakar minyak. Kondisi mangrove yang cukup rapat serta tidak adanya aktivitas yang terjadi. Lokasi ini merupakan lokasi yang paling jauh dari tempat
29
masuknya air laut. Stasiun ini terletak pada 03˚34’35.73’’LU dan 098˚38’35.30’’BT. Gambaran lokasi dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6. Lokasi Stasiun I (Dokumentasi Hasil Penelitian)
Stasiun II
Lokasi ini merupakan kawasan mangrove yang dijadikan spot wisata yang sering di kunjungi masyarakat yang datang dan di gunakan oleh masyarakat sekitar untuk memancing dan tempat berhentinya kapal penumpang. Lokasi stasiun II merupakan lokasi yang mulai dipengaruhi air masukan dari berbagai sumber. Stasiun ini terletak pada titik koordinat 04˚04’09.46’’ LU dan 098˚16’36.55’’ BT. Gambaran lokasi dapat dilihat pada gambar 7.
Gambar 7. Lokasi Stasiun II (Dokumentasi Hasil Penelitian)
Stasiun Ill
Lokasi ini merupakan kawasan mangrove yang berada didekat muara.
Lokasi ini kondisi mangrove nya terlihat tidak terlalu rapat, daerah muara tempat lokasi pengambilan sampel merupakan lokasi yang berdekatan dengan pemukiman warga Desa Perlis yaitu desa yang penduduk nya sangat padat dan membuang seluruh aktivitanya kedalaman aliran muara sungai Lubuk Kertang.
Serta merupakan tempat lalu lintas kapal nelayan untuk ke laut. Stasiun ini merupakan stasiun tempat pertemuan berbagai sumber air masukan. Stasiun ini terletak pada titik koordinat 4˚053504 LU dan 98˚275548 BT. Gambaran lokasi dapat dilihat pada gambar 8.
Gambar 8. Lokasi Stasiun III (Dokumentasi Hasil Penelitian)
3.4. Prosedur Penelitian 3.4.1. Pengambilan Sampel
Pengambilan sampe dilakukan saat kondisi pasang atau surut dengan objek penelitian adalah tumbuhan mangrove (Rhizopora apiculata) dengan dipilih secara acak (random). Pengambilan sampel mangrove yaitu mangrove yang diambil untuk sampel adalah pohon. Jaringan mangrove yang digunakan adalah
31
akar, kulit batang dan daun yang terkena pasang surut air laut (±1,3 cm), diambil 3 titik pengambilan sampel pada setiap lokasi dengan sistem acak (Random).
3.4.2. Metode Pengukuran Pasang Surut
Hasriyanti (2015) menyatakan menetukan lokasi yang presentatif untuk pemasangan tiang pasut (tiang skala) mencatat posisinya. Setelah itu memasang tiang pasut pada daerah yang diperkirakan tetap tergenang air apabila terjadi surut, jika lokasi tersebut kering pada saat surut maka perlu memasang rambu pasut yang lain pada daerah yang tergenang air (perlu diingat untuk mengukur beda tinggi antara tiang pasut pertama dan rambu pasut ke dua). Lalu mencatat tinggi muka air dengan interval 1 jam selama 39 jam (pengukuran priode jangka pendek), yang dimulai pada pukul 00.00 waktu setempat.
Teknik Pengolahan dan Analisis Data
Menurut Korto et al., (2015) cara pengolahan dan analisis data parameter oceanografi Pasang Surut dapat dilihat sebagai berikut:
a.Data pasang surut yang telah diperoleh selama periode 39 jam pengamatan (periode jangka pendek).
b.Data pasang surut yang telah di peroleh dari pengukuran di analisis dengan Ms.Excel untuk membuat grafik pasang surut.
c.Data yang di peroleh di analisis kembali menggunakan Aplikasi GeoTide Analyzer untuk memperoleh jenis/ tipe pasang surut pada lokasi penelitian.
Klasifikasi Pasang Surut Menggunakan Persamaan Formhazl Dengan demikian klasifikasi pasang surut adalah:
1. Pasang surut harian ganda jika F ≤ 0.25
2. Pasang surut campuran (ganda dominan) jika 0.25 < F ≤ 1.5 3. Pasang surut campuran (tunggal dominan) jika 1.5 < F ≤ 3 4. Pasang surut harian tunggal jika F > 3
3.4.3. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia Perairan
Pengambilan sampel air dilakukan sebanyak dua kali yaitu pada saat pasang dan surut. Pengambilan sedimen dilakukan pada kedalaman ± 30 cm, serta pengukuran kualitas air yaitu suhu, pH, oksigen terlart (DO) dan salinitas.
Tabel 2. Parameter kualitas air, metode analisis dan pengukurannya.
No. Parameter Satuan Alat (Metode) Tempat Pengukuran Fisika
1 Temperatur/ Suhu Air ˚C Termometer In-situ 2 Salinitas ppt Refraktometer In-situ 3. Pasang Surut m Tiang Pasang In-situ
Surut Kimia
1 pH air pH meter In-situ 2 Oksigen Tetlarut (DO) Mg/l DO meter In-situ Logam Berat
1 Cd Air ppm AAS Laboratorium
2 Cd Sedimen ppm AAS Laboratorium 3. Cd Akar, Kulit ppm AAS Laboratorium
Batang dan Daun Mangrove
3.4.4. Preparasi Sampel Akar, Kulit Batang, Daun dan Sedimen
Sampel batang dan daun dihomogenkan dengan cara menggabungkan sampel yang diambil dari tiga titik pengambilan pada setiap stasiun pengamatan.
Untuk preparasi kulit batang dan daun sampel dipotong kecil sebelum dihaluskan,
33
sedangkan untuk sedimen, sampel dapat langsung dihaluskan. Setelah itu sampel dikeringkan dala oven pada suhu 103˚C sampai kadar airnya konstan.
Setelah sampel mangrove dan sedimen dihomogenkan, kemudian dilakukan pengarangan diatas hot plate sampai menjadi arang. Sampel yang telah menjadi arang kemudian dimasukkan kedalam tanur pada suhu 550˚C sampai menjadi abu. Setelah selesai proses pengabuan sampel kulit batang dan daun dilarutkan dengan 5 ml larutan HNO3 65% serta ditambahkan aquades. Lalu di panaskan diatas hotplate dengan suhu 100˚C hingga sampel mengering.
Setelah itu sampel di masukkan kedalam furnish dengan suhu 550 ˚C selama 3 jam. Lalu sampel di tambahkan HCL 0,1 N sebanyak 5 ml kedalam cawan. Kemudian sampel di panaskan kembali diatas hotplate hingga sampel kering. Setelah sampel kering di tambahkan 10 ml HNO3 65% kedalam cawan.
Lalu sampel di tuangkan kedalam labu ukur. Setelah itu sampel di tambahkan aquades hingga volume nya menjadi 50 ml di dalam labu ukur.
Hasil pencampura larutan tersebut digerus didalam wadah krus porselin kemudian dimasukkan kedalam labu ukur dan disaring menggunakan kertas saring Whatman ukuran 42. Larutan yang diperoleh siap untuk dianalisis dengan menggunakan alat AAS.
3.4.5. Preparasi Sampel Air
Sampel air laut disaring menggunakan kertas saring kemudian diukur 100 ml. Setelah itu sampel air laut ditambahkan 5 ml larutan HNO3 Pekat. Sampel dipanaskan dalam beaker glass diatas hot plate sampai volumenya berkurang menjadi 10-15 ml. Masukkan ke labu ukur yang berukuran 100 ml, kemudian ditambahkan aquades lalu dihomogenkan. Larutan yang telah homogen kemudian
disaring fas airnya dengan kertas saring Whatman berukuran 42. Larutan yang diperoleh siap untuk dianalisis dengan menggunakan alat Atomic Absorption Spectroscopy (AAS).
3.4.6. Pembuatan Larutan Standart
Larutan induk Cd yang memiliki konsentrasi 100 ppb di encerkan menjadi konsentrasi 1 ppb, 2 ppb, 3 ppb dan 4 ppb. Pengenceran menggunakan rumus 𝑉1𝑁1 = 𝑉2𝑁2 dan di dapatkan hasil yaitu 1 ppb= 0,5 ml, 2 ppb= 1 ml, 3 ppb=
1,5 ml dan 4 ppb= 2 ml. Lalu di masukkan larutan standart tersebut kedalam labu ukur masing-masing konsentrasi dan Kemudian ditambahkan aquades hingga volume nya menjadi 50 ml
3.4.7. Prinsip Kerja AAS
Alat AAS diatur terlebih dahulu sesuai dengan instruksi pada alat tersebut, kemudian dikalibrasikan dengan kurva standart dari logam Cd dengan konsentrasi 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 . Lalu kemudian diukur absorbansi dan konsentrasi masing- masing sampel.
3.5. Analisis Data
3.5.1. Kadar Sebenarnya
Untuk mendapatkan konsentrasi logam berat yang sebenarnya, berdasarkan APHA (1995) dalam Melati (2019), maka digunakan rumus:
Kadar sebenarnya (Mangrove)𝑀𝑔
𝐾𝑔 = 𝐾. 𝐴𝐴𝑆
𝑀𝑔
𝐾𝑔x Faktor Pengenceran (L) 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔)
Kadar sebenarnya (Air) 𝑀𝑔
𝐿 = 𝐾. 𝐴𝐴𝑆
𝑀𝑔
𝐿 x Larutan Sampel (L) 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔)
Keterangan:
35
K. AAS : Konsentrasi yang tertera pada alat ASS (mg/kg) Larutan Sampel : Volume larutan sampel pada saat pengujian Larutan Sampel : Volume larutan sampel pada saat pengujian (L) Berat Sampel : Berat sampel yang akan diuji (mg)
3.5.2. Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Faktor biokonsentrasi adalah angka banding antara konsentrasi mahluk hidup atau biota (Cb) dengan konsentrasi lingkungan(Cm) (Comel dan Miller, 1995). Faktor Biokonsentrasi dapat dilihat sebagai suatu proses kesetimbangan yang melibatkan pengambilan suatu senyawa antara biota dengan lingkungan disekitarnya. Untuk melihat perbandingan tingkat faktor biokonsentrasi logam berat pada akar, kulit batang dan daun pohon Rhizopora apiculata dengan air, digunakan rumus;
BCF Cd (ppm) = [𝐿𝑜𝑔𝑎𝑚 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝑑]𝑇𝑢𝑚𝑏𝑢ℎ𝑎𝑛 [𝐿𝑜𝑔𝑎𝑚 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝐶𝑑]𝐴𝑖𝑟
3.5.3. Analisis Deskriptif
Data yang diperoleh dari pengukuran dianalisis secara deskriptif sesuai dengan baku mutu lingkungan yang terdapat dalam Kepmen KLH No. 51 Tahun 2004 untuk kualitas air. Sedangkan baku mutu logam berat dalam lumpur atau sedimen di Indonesia bel um di tetapkan, sehingga sebagai acuannya digunakan baku mutu yang dikeluarkan oleh Dutch Quality Standars for Metal in Sediment (IADC/CEDA) mengenai logam berat yang dapat ditoleransi.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Parameter Fisika Kimia Perairan
Kondisi lingkungan perairan diukur secara insitu di lapangan. Parameter fisika-kimia perairan yang diamati pada penelitian ini adalah parameter suhu, derajat keasaman (pH), oksigen terlarut (DO) dan salinitas, perairan. Hasil pengamatan kondisi fisika dan kimia perairan yang dilakukan selama penelitian memberikan gambaran mengenai kondisi kualitas air di perairan Ekowisata Mangrove Lubuk Kertang seperti terlihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Rata-rata Nilai Parameter Kualitas Air Fisika dan Kimia Di Perairan Ekowisata Mangrobe Lubuk Kertang.
Stasiun
Parameter
Suhu˚ C Derajat Keasaman (pH)
Oksigen Terlarut (DO) mg/l
Salinitas (‰)
P/S P S P S P S P S
I 29,3 29,3 6,3 6,3 4,38 4,51 16,6 19
II 30 31 6,6 6,5 4,58 4,45 19,6 20
III 32 33 6,8 6,8 4,06 3,89 20,3 21,3
Baku
Mutu 28-32˚C 7,0-8,5* >5* 33-34ppt*
Sumber: Data Hasil Penelitian Keterangan:
*) KepMen LH No 51 Tahun 2004.
P: Pasang S: Surut
