POLA SEBARAN LOGAM BERAT DAN NUTRIEN PADA MUSIM KEMARAU
DI ESTUARI PERANCAK, BALI
Faisal Hamzah & PurnomoDwi Saputro
ABSTRAK
Estuari berfungsi sebagai filter nutrien, bahan organik dan logam berat sebagai indikasi proses biogeokimia melalui reaksi geokimia dan biokimia karena perbedaan salinitas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola sebaran logam berat dan nutrien berdasarkan stratifikasi salinitas dari hulu ke muara pada musim kemarau di Estuari Perancak, Bali. Sebanyak sembilan sampel diambil dan dianalisis berdasarkan stratifikasi salinitas dari hulu hingga muara (0-26,4‰). Hasil analisa menunjukkan bahwa konsentrasi nutrien seperti fosfat (0,138-0,657 mg/l), nitrat (0,191 – 0,829 mg/l), dan ammonia (0,0773-1,206 mg/l) mempunyai pola yang sama dari daerah hulu hingga ke muara, yaitu semakin menuju muara sungai, semakin menurun konsentrasinya. Sebaliknya konsentrasi logam berat memiliki pola gradual, semakin meningkat menuju muara estuari. Pola yang sama juga ditemukan pada TSS, DO, dan pH, sedangkan C-organik mempunyai pola yang berfluktuatif di seluruh lokasi. Logam Pb, Cu dan Zn mengalami penambahan pada salinitas 6-22‰, sedangkan nutrien mengalami pengurangan pada salinitas 21,3‰ yang berjarak 3,32 km dari muara. Grafik percampuran nutrien dan logam berat di Estuari Perancak menunjukkan elemen yang bersifat non konservatif dengan tipe penambahan dan pengurangan untuk Zn, Cu dan fosfat, tipe penambahan konsentrasi untuk Pb, serta tipe pengurangan untuk ammonia dan nitrat. Batas transisi spasial fungsi estuari sebagai geochemical factor dan biochemical factor di Estuari Perancak berada antara stasiun dengan jarak 5 km dari muara (10,1-18,2‰).
Kata kunci: logam berat, nutrien, salinitas, Estuari Perancak, musim kemarau ABSTRACT
Estuarine serves as filtration for nutrients, organic matters and heavy metals as indication for biogeochemical processes through geochemical and biochemical processes due to difference of salinity. The aim of study is to determine the distribution pattern of heavy metals and nutriens based on salinity stratification from upstream to river mouth on dry season in Perancak Estuary, Bali. A total of nine samples in Perancak Estuary was collected and analyzed based on salinity stratification from upstream to the mouth of estuary/downstream (0-26.4 ‰). Results show that concentration of nutrients such as phosphate (0.138-0.657 mg/l), nitrate (0.191 – 0.829 mg/l), and ammonia (0.0773-1.206 mg/l) were decreased from upstream to downstream areas (toward mouth of the river). In contrast, concentration of heavy metals was indicated gradually increasing concentration pattern from upstream to downstream (river mouth). Similar pattern was also observed for TSS, DO and pH, while C-organic has fluctuative values at all stations. Addition process for Pb, Cu, and Zn occured at salinities 6-22‰ and removal processes was observed for nutrients at salinity 21 ‰ at station with distance 3.32 km from river mouth. Mixing graph both of nutriens and heavy metals in Perancak Estuarine shows that all of dissolved compound as non conservative behaviour with combine addition and removal type for Zn, Cu, and phosphate, addition of dissolved component type for Pb and also removal of dissolved component type for ammonia & nitrate. Spatial transition boundary for geochemical and biochemical functions in Perancak Estuarine is located between station 3 at a distance 5 km from river mouth (10.1-18.2 ‰).
Keywords: heavy metal, nutrient, salinity, Perancak Estuarine, dry season
Balai Penelitian dan Observasi Laut, Balitbang-KP, KKP
Diterima tanggal: 17 Januari 2013; Diterima setelah perbaikan: 2 September 2013; Disetujui terbit tanggal 20 November 2013
PENDAHULUAN
Estuari merupakan suatu daerah bertemunya antara masa air laut dengan air tawar dari daratan dan memiliki tingkat kesuburan yang tinggi. Wilayah estuari dapat dikatakan sebagai wilayah yang sangat dinamis karena selalu terjadi proses dan perubahan lingkungan secara fisik, kimia, dan biologi. Bercampurnya masa air laut dengan air tawar menjadikan wilayah estuari memiliki keunikan tersendiri yaitu dengan terbentuknya air payau dengan salinitas yang berfluktuasi (Supriadi, 2001).
Selain itu, estuari juga mempunyai peranan penting sebagai filter terhadap bahan organik dan non-organik menuju laut termasuk logam berat dan nutrien. Filter ini bekerja terutama melalui perubahan fase terlarut menjadi partikulat. Proses perubahan fase tersebut meliputi proses geokimia di estuari seperti adsorpsi, flokulasi, agregasi, presispitasi, dan juga proses biokimia seperti pemanfaatan logam berat dan nutrien (Sharp et al., 1982; Sharp et al., 1983; Chester, 1990). Chester (1990) menyatakan bahwa proses
perubahan fase dari terlarut menjadi partikulat dan sebaliknya bisa disebut source ataupun sink tergantung
pada apakah perubahan tersebut menambah atau mengurangi konsentrasi yang ada.
Untuk memahami proses fisika kimia yang terjadi di estuari, dibutuhkan gambaran elemen terlarut terhadap parameter yang sifatnya konservatif yaitu salinitas. Perubahan komposisi elemen akan berubah-ubah sesuai dengan salinitas dan sampai sejauh mana percampuran antara air laut dan air tawar terjadi (Burton & Liss, 1976). Dalam hal ini, percampuran air laut dan air tawar (physical mixing) berguna untuk mengetahui reaksi proses biogeokimia dan sebaran komponen baik kimia, fisika dan biologi di estuari. Dari gambaran diatas, bisa terlihat proses penambahan maupun pengurangan konsentrasi elemen (addition dan removal). Kedua proses tersebut sangat tergantung pada proses mana yang cenderung mendominasi, percampuran yang berasal dari air laut atau masukan air tawar yang lebih.
Estuari Perancak merupakan salah satu daerah bermuaranya beberapa aliran sungai (Sungai Loloan, Sungai Budeng, Sungai Tibukleneng, Sungai Samblong, Sungai Air Kuning dan Sungai Awen) di Jembrana, Bali yang belum banyak diketahui proses fisika kimianya. Untuk itu dilakukan penelitian mengenai reaksi proses biogeokimia di Estuari Perancak melalui pola distribusi dari sebaran logam berat dan nutrien. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola sebaran logam berat dan nutrien berdasarkan stratifikasi salinitas dari hulu ke muara pada saat musim kemarau di Estuari Perancak, Jembrana, Bali.
METODE PENELITIAN
Lokasi penelitian dan pengumpulan data
Penelitian dilaksanakan pada musim kemarau (September 2011) di Estuari Perancak, Jembrana, Bali. Sebanyak sembilan titik sampel diambil untuk dianalisa konsentrasinya (Gambar 1). Pengambilan sampel dilakukan berdasarkan stratifikasi kedalaman dan kondisi spasial salinitas yang berbeda mulai dari hulu hingga muara sungai. Sampel diambil pada saat menuju pasang dan saat pasang, dimana massa air yang berasal dari laut akan masuk menuju hulu dan akan mempengaruhi proses biogeokimia termasuk konsentrasi nutrien dan logam berat yang ditentukan oleh parameter salinitas. Dalam penelitian ini, sampel yang diambil meliputi parameter fisika kimia air yaitu pH, oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO), salinitas, nitrat, fosfat, total suspended solid/TSS, ammonia, dan C-organik. Untuk logam berat, logam yang dianalisa meliputi logam esensial dan non esensial yaitu Pb, Cu, dan Zn.
Parameter kualitas perairan yang diambil dilakukan melalui pengukuran langsung (in situ) dan tidak langsung (eks situ). Pengukuran secara langsung meliputi parameter kedalaman, salinitas, pH, kandungan oksigen terlarut (DO), sedangkan pengukuran tidak langsung adalah logam berat, nutrien, C organik, dan TSS. Pengukuran eks situ/Laboratorium dilakukan di dua lokasi yaitu Laboratorium Kualitas Perairan, BPOL, Perancak, Jembrana Bali dan Service
Laboratory SEAMEO BIOTROP, Bogor. Sebelum
Peta Lokasi Penelitian di Estuari Perancak, Jembrana, Bali yang ditampilkan dengan citra satelit IKONOS akuisisi tanggal 24 September 2011.
pengambilan sampel air untuk keperluan analisa, terlebih dahulu diukur nilai salinitas per stasiun yang dijadikan sebagai stasiun pengamatan. Nilai salinitas yang dijadikan sebagai penentu stasiun adalah 0‰, 5‰, 10‰, 18,2‰, 21‰, 22‰, 24,2‰, 26,2‰ dan 26,4‰. Sebanyak 4 liter sampel air diambil dengan menggunakan Niskin Water Sampler untuk keperluan analisa logam berat dan nutrien. Sampel air dimasukan ke dalam botol polietilen ukuran 2 L yang sebelumnya telah dicuci dengan menggunakan HCL 8 N (Hutagalung et al., 1997). Strata kedalaman yang diambil dalam penelitian ini terbagi menjadi beberapa kedalaman yaitu 0,5 m, 1m, 1,5 m, 2m, dan 2,5 m. Pembagian kedalaman tersebut tergantung pada kedalaman dan untuk mengukur kedalaman tersebut digunakan tongkat berskala. Jika konsentrasi semua parameter tiap kedalaman dalam satu stasiun menunjukan nilai cenderung sama/tidak jauh berbeda, maka konsentrasi setiap parameter akan dirata-ratakan.
Oksigen terlarut (DO), salinitas, dan pH diukur secara insitu. Untuk DO diukur dengan menggunakan metode winkler sedangkan pH dan salinitas diukur dengan menggunakan pH meter dan salinometer. Kandungan nutrien seperti nitrat, ammonia,dan fosfat diukur dengan menggunakan spektrofotometer. Untuk analisa logam berat, sampel air disaring menggunakan kertas saring nucleopore 0,45µm dan siap diekstrak dan diukur dengan menggunakan AAS (Atomic
Absorption Spectrophotometry). Sebelum diukur,
kandungan logam berat pada air diukur dengan cara terlebih dahulu menghilangkan ion mayor seperti Na+, Ca2+, SO4-2, K+, dan Mg 2+ dengan menambahkan metil iso butil keton (MIBK), APDC dan NaDDC sehingga memudahkan proses absorbsi logam berat oleh AAS (Hutagalung et al., 1997).
Sampel air yang disaring nantinya digunakan untuk mendapatkan nilai padatan tersuspensi total
(TTS). Analisa C-organik yang berasal dari residu padatan tersuspensi dilakukan dengan pendekatan metode Walkley & Black (Walkley & Black, 1934 dalam Saidy & Kurnain, 2004). Sampel air disaring dengan menggunakan kertas saring nucleopore ukuran pori 1,5 µm, kemudian dimasukan ke dalam oven dan dibilas kembali dengan menggunakan HCL 1N. Residu yang ada dikertas saring dikumpulkan dan diberi H2SO4 pekat serta K2Cr2O7, kemudian siap dititrasi dengan menggunakan FeSO4 untuk diketahui nilai prosentase C-organiknya.
Analisa Data
Untuk mendapatkan hubungan kecenderungan antara logam berat dan nutrien dengan salinitas, dianalisa dengan menggunakan pendekatan mixing
graph/mixing diagram (Burton & Liss, 1976; Chester,
1990). Mixing graph merupakan suatu metode untuk menggambarkan tingkah laku elemen terlarut di estuari yang dihubungkan dengan nilai yang bersifat konservatif yaitu salinitas. Selain salinitas, elemen yang bersifat konservatif adalah chlorosity dan
chlorinity. Grafik yang dibuat juga sangat dipengaruhi
oleh karakteristik air laut dan air tawar. Apabila dalam estuari masukan air laut lebih banyak (lebih banyak dikontrol oleh proses fisika), maka grafik yang akan dihasilkan mempunyai hubungan positif (linear terhadap salinitas) dan sebaliknya untuk air tawar. Untuk mendapatkan nilai theoritical dillution line (TDL), ditarik garis lurus dari nilai konsentrasi yang berada pada salinitas rendah (0 ‰) ke nilai konsentrasi pada salinitas paling tinggi (26,4 ‰). Arah kemiringan (slope) akan ditentukan oleh kelimpahan relatif logam dan nutrien dalam air sungai dan air laut (Libes, 1992). Pengurangan akan terjadi apabila konsentrasi logam dan nutrien berada dibawah TDL dan kebalikannya akan mengalami penambahan, apabila berada diatas TDL (Gambar 2). Hasil analisa data ini tidak menampilkan nilai korelasi dan regresi, dikarenakan
Tingkah laku elemen terlarut di Estuari (Burton & Liss, 1976). Pola yang akan terbentuk di estuari jika air laut dominan dari air tawar (A) dan air tawar dominan dari air laut (B).
TDL dibuat dengan dengan cara menghubungan dua konsentrasi (rendah dan tinggi) sehingga tidak didapatkan hubungan yang saling mempengaruhi (penduga dan diduga).
HASIL DAN PEMBAHASAN Jarak Estuari dan Salinitas
Secara umum, ekosistem estuari dapat dibagi menjadi dua fungsi yaitu sebagai biochemical dan geochemical filter. Perbedaan keduanya terletak pada salinitas sebagai pembatasnya (Sharp et al., 1983).
Geochemical filter dibatasi salinitas yang rendah
dengan kisaran 0-15‰ dan tinggi akan bahan partikulat. Sedangkan biochemical filter dibatasi oleh salinitas dengan kisaran 15-30 ‰, dan daerah ini memiliki produktivitas biologi yang tinggi. Hasil pengukuran salinitas menunjukkan bahwa batas transisi antara kedua fungsi tersebut di Estuari Perancak berada antara stasiun 3 dan 4 dengan salinitas berkisar antara 10,1-18,1‰ (garis merah). Stasiun 1-3 lebih dicirikan oleh fungsi geochemical filter, sedangkan stasiun 4-9 lebih dicirikan fungsi biochemical filter. Gambar 3 memperlihatkan bahwa air laut yang masuk menuju ke daerah hulu (stasiun yang memiliki salinitas 0) pada saat pasang mempunyai jarak sekitar 7 km dari mulut sungai yang memiliki salinitas 26,4 ‰ (St. 9). Jika pasang tertinggi terjadi, maka air laut yang masuk menuju hulu akan semakin jauh dan melebihi stasiun 1 (> 7 km), namun sebaliknya pada saat surut. Pada saat pasang, proses percampuran massa air laut dan air tawar terjadi, dimana air laut yang mempunyai salinitas dan kekuatan ionik tinggi akan bertemu dengan air tawar yang memiliki salinitas dan kekuatan ionik rendah. Proses tersebut akan mengakibatkan terjadinya destabilisasi partikel padatan tersuspensi,
agregasi yang disusul terjadinya pengendapan karena gaya gravitasi. Proses destabilisasi menyebabkan konsentrasi logam terlarut di estuari mengalami pengurangan dan menambah konsentrasinya dalam sedimen (Burton & Liss, 1976; Sanusi, 2006; Maslukah, 2008).
Nutrien
Nutrien yang dianalisa dalam penelitian ini adalah nitrat, fosfat, dan ammonia. Pada Gambar 4 dapat dilihat bahwa nutrien seperti ammonia, nitrat, dan fosfat mempunyai pola yang sama dari daerah hulu hingga ke hilir/muara, yaitu semakin menuju muara sungai, konsentrasi nutrien semakin menurun. Menurunnya nutrien tersebut dimungkinkan karea telah terjadi pemanfaatan (uptake) oleh fitoplankton. Konsentrasi ammonia tertinggi ditemukan pada stasiun 1 dengan salinitas 0‰ (1,206 mg/l) dan terendah ditemukan pada stasiun 9 dengan salinitas 26,4‰ (0,0773 mg/l). Nilai ammonia mengalami penurunan (removal) konsentrasi mulai salinitas 0‰ hingga 26,4‰ dan mendekati TDL pada salinitas 18,2‰, 22‰ dan 24,2‰. Dapat dilihat pula dari Gambar 4A bahwa konsentrasi ammonia dari hulu ke muara cenderung lebih menjauhi dilution
line terutama pada salinitas 21‰ (St. 5) . Hal ini lebih
disebabkan oleh pemanfaatan ammonia di sepanjang estuari. Pada salinitas 0‰ (St. 5), nilai ammonia lebih tinggi dibandingkan pada bagian pertengahan dan muara. Hal tersebut sangat terkait dengan sumber ammonia. Pada daerah estuari yang memiliki salinitas lebih dari 18,2 - 22‰ (St. 4-7) tidak terlihat adanya masukan ammonia yang signifikan dibandingkan daerah muara walaupun konsentrasi ammonium di muara lebih rendah. Burton & Liss (1976) menyebutkan bahwa masukan ammonia di daerah estuari umumnya lebih dipengaruhi oleh limbah/sampah dan pH (Millero
Fungsi salinitas terhadap jarak di Estuari Perancak; 0 km merupakan titik pada mulut estuari. Gambar 3.
& Sohn, 1992).
Konsentrasi tertinggi nitrat di temukan pada stasiun yang memiliki nilai salinitas 0‰ (0,829 mg/l) dan terendah terdapat pada stasiun 8 yang memiliki nilai salinitas 26,2‰ (0,1909 mg/l). Pada Gambar 4B, nilai nitrat tampak mengalami pengurangan (removal) konsentrasi di sepanjang estuari mulai dari salinitas 0 hingga 26,4‰. Adanya pemanfaatan (uptake) nitrat yang dilakukan oleh fitoplankton diduga memperkecil
konsentrasi dari hulu hingga muara. Dari gambar yang sama, dapat dilihat juga pengurangan konsentrasi nitrat terjadi pada salinitas 5‰ (St. 2), bagian pertengahan (St. 5; 21‰) dan di daerah menuju mulut estuari (St. 6-7; 23-25‰). Sharp et al. (1983) menyatakan bahwa kisaran salinitas 15-30‰, daerah estuari cenderung memiliki karakteristik biochemical filter, dimana terdapat tingkat produktivitas biologi yang tinggi dan didukung oleh pasokan nutrien yang tinggi pula. Proses pemanfaatan nitrat di daerah mulut estuari ini Pola sebaran nutrien di Estuari Perancak pada bulan September 2011 untuk parameter Ammonia (A), Nitrat (B) dan Fosfat (C).
menyebabkan konsentrasinya berkurang.
Nitrat merupakan bentuk utama terlarut dari senyawa nitrogen yang banyak ditemukan di estuari. Konsentrasi nitrat di sepanjang sungai sampai estuari lebih tinggi dibandingkan dengan di laut. Hal tersebut lebih dikarenakan oleh sumber nitrat yang berasal dari daratan (Burton & Liss, 1976). Selain itu, tinggi rendahnya nitrat juga sangat tergantung pada kandungan oksigen terlarut. Pada saat kadar oksigen rendah, keseimbangan bergerak menuju ammonia, sedangkan pada saat kadar oksigen tinggi keseimbangan bergerak menuju nitrat dan hal ini diduga terjadi di Estuari Perancak. Adanya konsentrasi nitrat yang berada di bawah TDL mengindikasikan tidak terjadinya proses denitrifikasi di estuari. Pengaruh musim juga sangat menentukan konsentrasi nitrat. Pengambilan sampel penelitian ini dilaksanakan pada musim kemarau, hasil yang berbeda kemungkinan akan didapatkan jika pengambilan sampel dilakukan pada musim penghujan, dimana input daratan daratan lebih besar sehingga konsentrasi nutrien juga lebih besar.
Konsentrasi fosfat tertinggi ditemukan pada stasiun 1 yang memiliki nilai salinitas 0‰ (0,657 mg/l) dan terendah terdapat pada stasiun 9 yang memiliki nilai salinitas 26,4‰ (0,138 mg/l). Berbeda dengan ammonia dan nitrat, proses dominan yang terjadi pada fosfat di Estuari Perancak adalah kombinasi antara penambahan (addition) konsentrasi dan pengurangan (removal). Proses penambahan dan pengurangan konsentrasi nutrien akan terlihat pada garis TDL dimana stasiun yang mengalami pengurangan nutrien akan berada dibawah garis TDL dan sebaliknya untuk penambahan. Terlihat pada Gambar 4C dimana pada salinitas dengan kisaran 1-10‰ (St. 1-3) dan 19-22‰ (St. 5-6) terjadi pengurangan konsentrasi (removal) fosfat, namun pada salinitas 10-18‰ (St. 4) terjadi penambahan konsentrasi (addition). Peningkatan konsentrasi terlihat jelas terjadi pada salinitas 18,2 dan 24,2‰ (St. 4 dan 7). Pengurangan konsentrasi fosfat pada salinitas 5‰ diduga untuk pemanfaatan aktivitas
biologi, sedangkan penambahan konsentrasi fosfat pada daerah yang memiliki salinitas lebih besar dari 10‰ diduga di daerah pertengahan estuari merupakan percabangan dari beberapa aliran anak sungai dimana terjadi proses perubahan sumber fosfat menjadi bentuk partikulat dan fase terlarut (Sharp et al., 1982).
Dari Gambar 4, dapat diuraikan bahwa nutrien seperti nitrat, ammonia dan fosfat merupakan elemen terlarut bersifat non konservatif. Jika dikembangkan kembali, berdasarkan hasil grafik percampuran diatas dapat dilihat bahwa nutrien seperti fosfat di Estuari Perancak merupakan kombinasi dari grafik penambahan dan pengurangan non konservatif (combine addition and removal). Untuk ammonia dan nitrat, grafik percampuran yang terbentuk adalah
removal of dissolved components (pengurangan),
dimana pada stasiun 5 (21,3‰) merupakan stasiun yang memiliki dilution line yang maksimum. Adanya penambahan konsentrasi (addition) nutrien fosfat yang berasal dari daratan terlihat dari beberapa konsentrasi yang berada diatas garis lurus mulai dari hulu hingga hilir, sedangkan pengurangan (removal) konsentrasi terletak di bawah garis lurus (Burton & Liss, 1976; Chester, 1990).
Kandungan Oksigen Terlarut dan pH
Secara umum, nilai pH di Estuari Perancak menunjukkan adanya peningkatan pH mulai dari hulu hingga ke muara estuari (Gambar 5A). Pada daerah hulu dengan nilai sanilitas 0‰ (St. 1) , nilai pH hasil pengukuran adalah 7,28, sedangkan pada salinitas 26,4‰ yang berlokasi di daerah mulut estuari (St. 9), memiliki nilai pH sebesar 7,99. Nilai pH di daerah estuari khususnya di bagain hulu sangat dipengaruhi oleh masukan dari bahan organik karbon. Bahan organik karbon tersebut merupakan masukan anthropogenik yang masuk kedalam sungai dan menuju mulut estuari. Rendahnya nilai pH pada daerah hulu dapat juga diakibatkan oleh respiratory activity. Pada bagian mulut estuari, nilai pH cenderung meningkat dimana pengaruh air laut yang masuk di mulut estuari masih
Fungsi salinitas terhadap jarak di Estuari Perancak; 0 km merupakan titik pada mulut estuari. Gambar 5.
menjaga fungsi laut sebagai penyangga (buffer) pH. Proses buffer tersebut menjadikan nilai pH cenderung basa (pH>7). Fluktuasi harian pH di estuari sangat dipengaruhi oleh aktivitas fotosintesis oleh fitoplankton. Selain itu, pH di estuari juga dipengaruhi oleh suhu perairan.
Kandungan oksigen terlarut (DO) di Estuari Perancak memperlihatkan adanya kenaikan nilai konsentrasi mulai dari hulu hingga muara estuari (Gambar 5B). Secara umum, kandungan oksigen terlarut hasil pengukuran menunjukkan nilai dengan kisaran 0,729-2.291 mg/l. Dari Gambar 5B, dapat dilihat bahwa kandungan DO terendah terdapat pada salinitas 5,1 ‰ (St. 2) dan tertinggi terdapat pada salinitas 26,2‰ (St. 8). Pada salinitas rendah (0‰), kandungan oksigen cenderung menurun. Hal ini diakibatkan penggunaan oksigen untuk respirasi, sedangkan pada salinitas tinggi (lebih dari 25‰), kandungan oksigen mengalami peningkatan akibat adanya difusi dari udara menuju air. Selain lokasi yang berada di mulut estuari, pengaruh pergerakan air yang berasal dari laut menuju muara estuari juga meningkatkan kandungan oksigen terlarut. Di daerah mulut Estuari Perancak, nilai kandungan oksigen terlarut cenderung dibawah 5 mg/l, hal ini diakibatkan oleh pengurangan tingkat kelarutan oksigen (solubility) pada salinitas yang lebih tinggi (Sharp et al., 1982).
Logam Berat
Proses percampuran massa air sungai dan laut mempengaruhi konsentrasi logam berat terlarut. Hal ini disebabkan oleh proses pengenceran dan destabilisasi partikel yang kemudian diikuti oleh pengendapan ke sedimen. Selain dipengaruhi oleh masukan air tawar dan air laut, sedimen pada dasar perairan estuari juga sangat berperan penting dalam perubahan fase logam berat dari terlarut menjadi partikulat. Sebelum terjadi proses destabilisasi, partikel-partikel tersebut mengadsorpsi elemen atau senyawa kimia anorganik terlarut termasuk logam dan organik terlarut dan akan terdeposisi menuju sedimen dasar (Chester, 1990).
Pada Gambar 6 dapat dilihat bahwa baik logam esensial (Cu dan Zn) maupun non esensial (Pb) memiliki pola kecenderungan yang sama yaitu semakin menuju mulut estuari, konsentrasi ketiga logam berat tersebut akan semakin tinggi. Konsentrasi Pb di sepanjang Estuari Perancak lebih dominan mendapat masukan dibandingkan dengan pengurangannya. Hal tersebut terlihat dari Gambar 6A dimana konsentrasi logam Pb cenderung menjauhi TDL, namun selalu berada di posisi atas. Konsentrasi Pb meningkat dari salinitas 0‰ (St. 1; 0,011 ppm) hingga salinitas 21,3‰ (St. 5; 0,275 ppm) kemudian kembali turun hingga cenderung konstan konsentrasinya pada salinitas 26,4‰ (St. 9; 0,272 ppm). Konsentrasi Pb mengalami penurunan
dari salinitas 21,3 ‰ (St. 5) hingga ke salinitas 22‰ (St. 6), namun kembali meningkat hingga ke salinitas 26,4‰ (St. 9) dimana lokasi ini merupakan daerah muara estuari. Peningkatan konsentrasi Pb di daerah muara estuari yang relatif tinggi dikarenakan pengaruh dari kapal-kapal nelayan yang bersandar di sekitar muara estuari. Tumpahan minyak yang berasal dari kapal tersebut diduga faktor utama tingginya Pb di muara estuari. Tingginya alkalinitas menyebabkan proses flokulasi dan penyerapan logam (desorpsi) dari fase terlarut ke partikulat. Hal ini berarti logam Pb di Estuari Perancak bersifat non konservatif. Hal sama juga terlihat untuk logam Pb di Muara Banjir Kanal Barat, Semarang (Maslukah, 2008). Pola logam Pb terlarut sama dengan pola dari parameter DO, pH, dan TSS dimana nilai untuk air laut ketiganya lebih besar
dibanding dengan air tawar.
Sama halnya dengan Pb, untuk logam esensial Cu mengalami peningkatan konsentrasi mulai dari hulu hingga ke mulut estuari. Konsentrasi Cu pada daerah sungai lebih rendah dibandingkan dengan logam Cu hasil pengukuran di daerah mulut estuari. Pada rentang salinitas 0-5‰ (St. 1-2), nilai konsentrasi Cu cenderung tidak terdeteksi (0 ppm), namun pada salinitas 10,1‰ (St. 3) logam Cu meningkat hingga ke mulut estuari yang bersalinitas 26,4‰ (St. 9) dengan konsentrasi 0,038-0,057 ppm (Gambar 6B). Secara alami logam Cu di perairan berasal dari dua masukan yaitu berasal akibat pengikisan batuan mineral dan berasal dari kegiatan industri seperti tekstil, pelapisan logam, pestisida, dan cat. Jika dilihat dari sumber Cu yang berasal dari kegiatan industri, tidak ada industri di sepanjang Estuari Perancak. Untuk pemakaian pestisida untuk kegiatan pertanian diduga kecil meningkatan konsentrasi logam Cu, karena pada saat pengambilan sampel, musim tanam belum dilaksanakan dikarenakan masih musim kemarau. Diduga meningkatnya konsentrasi Cu di muara Estuari Perancak mendapat masukan dari sumber industri lainnya yang berada di sekitar Selat Bali, sehingga pada saat pasang, logam Cu terbawa dan pada saat surut tertinggal di sekitar estuari. Chester (1990) menyatakan bahwa apabila konsentrasi elemen lebih tinggi pada salinitas 0‰, dapat dikatakan bahwa sumber elemen tersebut berasal dari sungai dan sebaliknya, jika tinggi di sekitar muara sungai menandakan ada sumber lainnya yang masuk kedalam sungai tersebut. Hajte et
al. (2003) juga menjelaskan bahwa di estuari, logam
Cu lebih cendrung ditemukan dalam bentuk spesiasi dibandingkan dengan kandungan total. Spesiasi logam Cu terlarut lebih sering ditemukan oleh adanya interaksi dengan kandungan bahan organik terlarut (DOM).
Pola sebaran logam Zn mengalami kenaikan konsentrasi seiring dengan bertambahnya nilai salinitas dan konsentrasi Zn lebih tinggi di mulut estuari dibandingkan dengan sungai (hulu) (Gambar
Pola sebaran logam berat Pb (A), Cu (B), dan Zn (C) di Estuari Perancak pada bulan September 2011.
Gambar 6.
6C). Pada rentang salinitas 0-7‰ (St.1-2), konsentrasi Zn cenderung mengalami pengurangan konsentrasi (removal). Hal tersebut bisa dilihat pada salinitas 5,1‰ (St. 2) dimana konsentrasinya berada dibawah garis TDL dengan konsentrasi Zn sebesar 0,0015 ppm.
Pengurangan konsentrasi tersebut bisa terjadi pada daerah pengadukan (mixing) dimana terjadi proses flokulasi dan adsorpsi elemen dari fase terlarut sehingga menyebabkan konsentrasi logam dalam bentuk
suspensi lebih tinggi dibandingkan dengan konsentasi logam terlarutnya (Chester, 1990). Konsentrasi Zn cenderung berada di atas dilution line pada rentang salinitas 10,1-26‰ (St. 3-9) dimana konsentrasi pada salinitas 24,‰ (St. 7) merupakan konsentrasi tertinggi yaitu 0,046 ppm. Logam Zn berada dibawah TDL pada daerah muara dengan salinitas 26,2-26,4 ‰ (St. 8-9). Sama halnya dengan Cu, konsentrasi Zn lebih tinggi di daerah mulut estuari dibandingkan dengan bagian
sungai lainnya (hulu). Hal tersebut nantinya berkaitan dengan sumber dari logam Zn. Logam Zn secara alami berasal dari erosi batuan di daerah hulu sungai dan dari aktivitas manusia yaitu buangan limbah seperti industri baja, cat, karet, tekstil, dan kertas. Sehingga adanya industri-industri tersebut di daerah hulu sungai ikut berperan sebagai sumber logam Zn, selain dari sumber alamiahnya sendiri (Bryan, 1976; Effendi, 2003). Jika dilihat di sekitar hulu atau sepanjang sungai Perancak, tidak terdapat industri-industri yang disebutkan diatas. Hal ini mengindikasikan dengan rendahnya nilai Zn pada daerah hulu. Erosi batuan pada hulu juga diduga tidak memberikan masukan Zn yang besar pada Sungai Perancak. Pada bagian pertengahan estuari, konsentrasi cenderung meningkat. Adanya percabangan pada sungai estuari antara sungai Perancak, Sungai Awen dan Sungai Loloan diduga membawa input untuk logam Zn, sehingga menyebabkan konsentrasinya menjadi tinggi. Di daerah mulut estuari, konsentrasi Zn cenderung meningkat. Peningkatan konsentrasi tersebut diduga tidak berasal dari hulu ataupun industri, melainkan berasal dari masukan luar Estuari Perancak.
Dikarenakan dari semua logam berat yang diamati berubah-ubah konsentrasinya di sepanjang
estuari, maka dapat lihat nilai kekonservatifannya. logam Pb merupakan elemen terlarut bersifat non konservatif. Hasil percampuran yang dilihat dari pola sebaran kedua logam tersebut merupakan kombinasi dari grafik penambahan dan pengurangan non konservatif (combine addition and removal). Adanya penambahan konsentrasi (addition) logam yang berasal dari daratan dan aktivitas perkapalan di sekitar muara terlihat dari beberapa konsentrasi yang berada diatas garis lurus TDL mulai dari hulu hingga muara, sedangkan pengurangan (removal) konsentrasi terletak di bawah garis TDL (Chester, 1990). Untuk logam Cu dan Zn yang sifatnya logam
esensial, masuk kedalam elemen terlarut bersifat non konservatif, namun dari grafik percampurannya dimasukan ke dalam tipe penambahan konsetrasi terlarut (addition of dissolved component). Grafik yang dihasilkan umumnya mendapat masukan konsentrasi dan cenderung berada diatas TDL dan hanya terjadi pengurangan di daerah hulu.
Total Suspended Solid dan C-Organik
Hubungan antara total padatan tersuspensi dan C-organik dengan salinitas disajikan pada Gambar 7. Dari Gambar 7, dapat dilihat bahwa konsentrasi TSS
Pola sebaran Total Suspended Solid (TSS) (A) dan C-Organik (B) di Estuari Perancak pada bulan September 2011.
cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya salinitas. Nilai TSS pada salinitas 0 hingga 5,1‰ (St. 1-2) cenderung tidak ada kenaikan yang signifikan yaitu berkisar antara 61-69,75 mg/l. Konsentrasi TSS cenderung meningkat diatas salinitas 5,1‰ yiatu pada rentang salinitas 10,1‰ hingga 26,4‰ (St. 3-9). Nilai konsentrasi TSS tertinggi terdapat pada salinitas 26,2‰ dengan konsentrasi 242,5 mg/l (St. 8). TSS merupakan padatan yang berasal baik dari organik maupun inorganik. Tingginya nilai TSS pada daerah mulut estuari sangat dipengaruhi oleh masukan dari daerah hulu. Hal tersebut bisa dilihat pada Gambar 7A dimana pada daerah salinitas 0‰, nilai TTS lebih rendah dibanding dengan salinitas yang berada di mulut estuari.
Lain halnya dengan C-organik yang dihitung dari residu total padatan tersuspensi, nilai persentasenya cenderung mengalami peningkatan pada salinitas 5,1‰ (St. 2) dan mengalami penurunan pada salinitas 10,1‰ (St. 3). Nilai persentase C-organik pada salinitas 5,1‰ adalah 4,73%, sedangkan pada salinitas 10,1% adalah 4,48%. Nilai C-organik kembali mengalami penurunan persentase yang berfluktuatif dari salinitas 10,1‰ hingga 24,2‰ dengan persentase berkisar antara 3,47-3,07% (St. 3-7). Nilai persentase C-organik kembali meningkat pada daerah mulut estuari dengan persentase 4,025%. Secara umum nilai presentase C-organik sangat dipengaruhi oleh arus. Pada saat arus pasang maka nilai C-organik akan tinggi. Hal ini bisa dilihat pada salinitas 5,1 dan 10,1‰, dimana pada saat waktu pengambilan sampel di daerah yang memiliki salinitas tersebut berada pada kondisi pasang. Pada daerah pertengahan dan mulut estuari, yang dilakukan pada saat menuju pasang (air laut lebih dominan), nilai persentasenya cenderung lebih kecil dibandingkan dengan stasiun yang berada di hulu. Selain itu, kandungan C-organik juga di estuari terdiri dari plankton laut, plankton sungai dan bahan organik lainnya (Bristow et al., 2012). Hal tersebut akan membentuk pola sebaran C-organik dari hulu hingga mulut estuari. Pola yang terbentuk dari C-organik tidak mengikuti Gambar 2 dan cenderung berfluktuasi pada selang 3-5 %. Hal tersebut lebih disebabkan oleh jenis bahan organik yang tersaring. Pada saat pasang, air laut cenderung dominan masuk ke wilayah estuari dan diduga membawa plankton yang berasal dari laut dan ikut tersaring saat pengambilan sampel sehingga nilai C-organik pada saat pasang cenderung lebih tinggi. Namun pola tersebut tidak permanen, pada saat pasang menunju surut, material organik seperti plankton yang berasal dari sungai, tanaman disekitar pesisir juga akan ikut, namun jumlahnya sedikit, sehingga nilai C-organiknya juga akan sedikit (Bristow
et al., 2012).
KESIMPULAN
Hasil percampuran beberapa elemen terlarut pada musim kemarau di Estuari Perancak menunjukan pola yang bervariasi berdasarkan nilai salinitas. Nitrat, fosfat dan ammonia menunjukkan pola yang sama dari daerah hulu hingga ke muara, yaitu semakin menuju muara sungai, konsentrasinya semakin menurun. Sebaliknya, konsentrasi logam berat (Pb, Cd, dan Cu) memiliki pola gradual yang semakin meningkat dari hulu menuju muara. Pola yang sama juga ditunjukkan pada TSS, DO, dan pH, sedangkan C organik mempunyai pola yang berfluktuatif di seluruh stasiun. Logam Pb, Cu dan Zn mengalami penambahan di Estuari Perancak pada kisaran salinitas 6-22‰, sedangkan nutrien mengalami pengurangan tertinggi pada salinitas 21,3‰ yang berjarak 3,32 km dari muara. Grafik percampuran nutrien dan logam berat di Estuari Perancak menunjukkan elemen yang bersifat non konservatif dengan tipe penambahan dan pengurangan untuk Zn, Cu dan fosfat, tipe penambahan konsentrasi untuk Pb, serta tipe pengurangan untuk ammonia dan nitrat. Batas transisi spasial fungsi estuari sebagai geochemical factor dan biochemical factor di Estuari Perancak berada antara stasiun 3 dan 4 (10,1-18,2‰) pada jarak antara 5 km dari muara.
PERSANTUNAN
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Titri Yan Rizki dan Nyoman Surana yang turut membantu dalam memperlancar kegiatan penelitian di lapangan. Terima kasih juga disampaikan kepada Kepala Balai Penelitian dan Observasi Laut atas bimbingan dan arahan hingga penelitian ini selesai. Penelitian ini merupakan bagian dari kegiatan studi observasi kualitas ekosistem estuari TA 2011 BPOL.
DAFTAR PUSTAKA
Bristow, L. A., Timothy, D. J., Wetson, K., Alina, M. B., Parker, R. & Andrews, J. E. (2012). Tracing
Estuarine organic matter sources into the Southern North Sea Using C and N Isotopic Sigantures.
Biogeochemistry.Vol 113 (Issue1-3):9-22.
Bryan, G. W. (1976). Heavy metals contamination
in The Sea. In Johnston (Ed). Marine Pollution.
Academic Press. New York.
Burton, J. D. & Liss, P.S. (1976). Estuarine Chemistry. Academic Press Inc, London Ltd. xii+229 p. Chester, R. (1990). Marine Geochemistry. UNWIN
HYMAN. London.
Effendi, H. (2003). Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan
Jogjakarta.
Hutagalung, H. P., Setiapermana, D. & Riyono, S. H. (1997). Metode Analisis Air Laut, Sedimen dan
Biota. Buku 2. Jakarta: Pusat Penelitian dan
Pengembangan Oseanologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia.
Libes, S. M. (1992). An Introduction of Marine
Biogeochemistry. Toronto: John Wiley & Sohn.
Inc.
Maslukah, L. (2008). Konsentrasi Pb, Cu, dan Zn
Terlarut di Muara Sungai Banjir Kanal Barat, Semarang dan Pola Sebarannya Terhadap Salinitas dan Padatan Tersuspensi Total. Ilmu
Kelautan. Juni 2008. Vol. 13 (2):61-66.
Millero, F. J. & Sohn, M. L. (1992). Chemical Oceanography. CRC Press, Inc. London.
Supriadi, I. H. (2001). Dinamika Estuari Tropik. Oseana, Volume XXVI, Nomor 4, 2001:1-11
Hajte, V., Apte, S. C., Hales, L. T. & Birch, G. F. (2003).
Dissolved Trace Metal Distributions in Port Jackson Estuary (Harbour Sidney), Australia.
Marine Pollution Bulletin, (46):719-730.
Saidy, A. R. & Kurnain, A. (2004). Penetapan Karbon
Organik pada Gambut Tropik Menggunakan Tiga Metode yang Berbeda. Agroscientiae, 1(11):8-13.
Sanusi, H. S. (2006). Kimia Laut: Proses Fisik Kimia dan
Interaksinya dengan Lingkungan. Departemen
Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Sharp, J. H., Culberson, C. H. & Church, T. M. (1982).
The Chemistry of the Delaware Estuary. General Considerations. Limnol. Oceanogr,
27(6):1015-1025.
Sharp. J. H., Pennock, J. R., Church, T. M., Tramontano, J. M. & Cifuentes, L. A. (1983). The Estuarine
Interaction of Nutriens, Organics and Metals : A Case Study in The Delaware Estuary.241-258. In: Kennedy, V.S. 1984. The Estuary As a Filter.
