III. METODE PENELITIAN

(1)

III. METODE PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan di perairan sungai dan pantai timur Manggar Kabupaten Belitung Timur. Lokasi pengamatan dan pengambilan sampel terutama dilakukan di sekitar lokasi-lokasi penambangan timah inkonvensional. Pelaksanaan pengamatan dan pengumpulan data sekunder dan primer telah dilakukan pada bulan Oktober dan Desember 2006.

3.2. Bahan dan Alat Penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah bahan kimia untuk pengawet dan analisis kualitas air berupa larutan asam (H2SO4 dan HNO3).

Pengawetan sampel air dengan H2SO4 untuk parameter COD, amoniak, fenol dan

nitrat. Sementara pengawetan dengan larutan HNO3 untuk analisis logam berat.

Peralatan penelitian yang digunakan terdiri dari peralatan pengukuran dan pengambilan kualitas air, sedimen, biota perairan serta peralatan pendukung lainnya. Beberapa peralatan yang digunakan antara lain:

Perahu/kapal motor

 GPS (geografic position system) untuk menentukan koordinat sampling Kompas

 Peralatan pengukuran arah dan kecepatan arus (direct reading CM-2 current

meter).

 Peralatan pengukuran insitu kualitas air (DOmeter, pHmeter, refraktometer,

sechi disk, dan termometer).

 Peralatan pengambilan sampel air, sedimen, dan bentos (Van Dorn sampler,

(2)

41 3.3. Rancangan Penelitian

3.3.1. Komponen Fisika dan Kimia 3.3.1.1. Fisika Oseanografi

a. Tujuan

Pengumpulan dan pengukuran data fisika oseanografi untuk mengetahui kondisi fisika oseanografi di sekitar lokasi penelitian.

b. Pengumpulan Data

Data fisika oseanografi meliputi pola pasang surut, batimetri dan kondisi arus perairan. Pengumpulan data pola pasang surut dan batimetri diperoleh dari data sekunder (DISHIDROS TNI AL). Sementara arah dan kecepatan arus dilakukan dengan pengukuran langsung di lapangan (data primer). Pengukuran arah dan kecepatan arus dilakukan pada permukaan (0m), tengah dan dasar perairan.

c. Metode Analisis Data

Persamaan Formzahl digunakan untuk memperoleh tipe pasut di Indonesia (Pariwono, 1989). Komponen pasut tunggal dan ganda diperlukan dalam penggunaan persamaan berikut ini:

M + S O + K = F 2 2 1 1 F = Formzahl Number

K1 = Komponen pasut tunggal utama yang disebabkan gaya tarik matahari

O1 = Komponen pasut tunggal yang disebabkan gaya tarik bulan

S2 = Komponen pasut ganda utama yang disebabkan gaya tarik matahari

M2 = Komponen pasut ganda utama yang disebabkan gaya tarik bulan

Klasifikasi tipe pasut disampaikan pada Tabel 10.

Tabel 10 Kriteria tipe pasut (Pariwono, 1989)

No Bilangan Formzahl Tipe Pasut

1. 0 - 0,25 Semi diurnal

2. 0,26 – 1,50 Kombinasi, cenderung semi diurnal 3. 1,51 – 3,00 Kombinasi, cenderung diurnal

(3)

42 3.3.1.2. Kualitas Air

a. Tujuan

Tujuan pengukuran dan pengambilan sampel kualitas air di sungai, estuari (pantai) dan laut yaitu mengetahui status mutu kualitas air di sekitar lokasi penambangan timah.

Metode penentuan lokasi pengamatan dilakukan dengan cara purposive

sampling, yaitu suatu cara penentuan stasiun sampling dengan melihat

pertimbangan kondisi daerah penelitian. Berdasarkan hal tersebut, lokasi pengamatan kondisi kualitas air akan dikelompokkan 3 lokasi, yaitu perairan sungai (sekitar lokasi penambangan), estuari (pantai) dan laut. Lokasi pengambilan contoh air selengkapnya disampaikan pada Tabel 11 dan peta lokasi penelitian disampaikan pada Gambar 4.

Contoh air sungai dan laut diambil secara komposit pada setiap lokasi pengamatan. Pengambilan contoh air laut menggunakan botol Van Dorn sampler. Contoh air sebanyak 2 liter dimasukkan ke dalam beberapa botol polietilen dengan preservasi seperlunya untuk dianalisis di laboratorium. Sebanyak 500 ml contoh air lainnya disimpan dalam botol gelas gelap untuk analisis minyak dan fenol. Penambahan pengawet H2SO4 atau HNO3 disesuaikan dengan analisis

kualitas air yang akan dilakukan. Analisis contoh kualitas air dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan – IPB.

Variabel kualitas air yang diamati terdiri atas komponen fisik dan kimia air sungai dan laut (Tabel 12). Beberapa variabel fisik kimia perairan meliputi suhu kecerahan, salinitas, pH, oksigen terlarut, fosfat, amonia, nitrit, nitrat, dan silikat merupakan hasil pengukuran dan analisis yang dilakukan oleh tim P2O-LIPI. c. Metode Analisis Data

Parameter kualitas air laut yang dianalisis secara tabulasi dan deskriptif serta dibandingkan dengan baku mutu yang ada. Baku mutu kualitas air laut mengacu pada Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No. 51 tahun 2004 tentang Baku Mutu Air Laut (Lampiran 1), sedangkan baku mutu kualitas air sungai

(4)

43 mengacu pada PP No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Pengendalian Pencemaran Air.

Tabel 11 Lokasi pengamatan dan pengambilan contoh kualitas air

Stasiun Lokasi Koordinat Keterangan

1. Laut 02O45’18.2’’LS

108O24’18.5’ BT

Perairan laut Manggar

2. Laut 02O43’27.5’’LS 108O25’09.8’ BT 3. Laut 02O43’08.8’’LS 108O23’06.3’ BT 4. Perairan pantai 02O44’51.7’’LS 108O17’30.7’ BT

Pantai Burung mandi 5. Perairan pantai 02O47’16.5’’LS

108O17’10.4’ BT

Pantai Burung mandi 6. Perairan pantai 02O50’40.8’’LS 108O18’03.6’ BT Pantai Manggar 7. Perairan pantai 02O51’21.9’’LS 108O19’09.8’ BT Pantai Manggar 8. Perairan pantai 02O53’10.0’’LS 108O18’28.7’ BT Pantai Manggar 9. Perairan pantai 02O52’50.4’’LS 108O18’18.1’ BT Pantai Manggar 10 Perairan pantai 02O50’46.1’’LS 108O18’13.5’ BT Pantai Manggar 11. Muara S. Manggar 02O50’54.1’’LS 108O17’45.7’ BT

Sungai sekitar lokasi kegiatan TI

12. Sungai Manggar 02O51’00.8’’LS 108O17’35.6’ BT

Total 15

(5)

44 108° 0' 0" BT 108° 15' 0" BT 3° 0' 0" LS St3 St4 St2 St1 St5 108° 30' 0" BT Kelapa Kampit Manggar Gantung 22 2₂ ₂ 222 2 2 2 22 2 2 2 22 22 2 2 2 2 22 2 2 ₂ 22 2 ₂₂ 2 2 2 2 2_{2 2} St10 St8 St15 St14 St13 St12 St9 St7 St6 St11 2_{2 2} 2_{2 2} 2_{2 2} 12 20 30 29 20 23 24 27 4 4 9 4 14 4 21 12 20 12 14 4 3 4 55 15 4 3 7 7 10 1 7 3 55 3 P. Gantung 3 2 3 7 4 2 5 20 25 20 21 16 16 25 5 P. Bukulimau 35 7 31 17 24 24 18 15 5 20 30 29 12 27 29 27 30 43 8 5 35 29 36 32 2 20+4 C5s16m11M 30 27 23 34 25 32 29 30 20 9 30 23 13 Rint ₇ 16 2 8 3 7 1 15 5 4 Kr 25 13 2 12 7 31 26 26 5 11 Tk Buding Tg. Sengaran S. Pering BURUNGMANDI Tg. Burungmandi C5s14M a ar S. M ngg Ma ar ngg Tg. Medong SIDEMAR . L n g S i gg_an P. Busungjong 14 15 2 7 4 2 11 Tg. Samak P. Siadung P. Mempirak P. Bakau P. Maranai Karang Hidrograf Karang Busungserlang 30 5 3 8 23 12 P. Kanis 15 18 13 34 25 43 32 32 Karang Corcyra 23 P. Keran 2° 45' 0" LS Legenda: Daratan 22 2 2 2 Terumbukarang Batas kecamatan Sungai Lokasi sampling

(kualitas air, sedimen dan biota)

Sumber :

- Peta Dinas Hidro-Oseanografi lembar 51-06 - Survai lapang, Desember 2006

0.000000 6°N 6°S 0°N 96°E 102°E P. Sambu 1007 S. Sodor NAD SUMUT SUMBAR RIAU JAMBI BENGKULU SUMSEL 0 250 kilometers N E S W MALAYSIA PETA INDEKS 114°E 108°E P. Sugi Besar P. Panjang Natuna P. Kabung P. Penebang P. Karimata P. Datu P, Pangkil P. Katalingga P. Buaya P. Ujung Beting P. Singkep p. ayer p. bulu p. kayuanak p. lepar p. ru p.bangka LAMPUNG Lokasi Kegiatan

Gambar 4a Peta lokasi pengamatan dan pengambilan contoh

RADISHO - P052050011 TESIS

PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN SEKOLAH PASCASARJANA IPB

0 5 10 kilometres Skala U T S B

(6)

45 Gambar 4b Peta lokasi pengamatan dan pengambilan contoh

108° 15' 0" BT 108° 20' 0" BT 108° 25’ 0" BT 2° 45' 0" LS 2° 50’ 0" LS 0 5 kilometres Skala U T S B 0.000000 6°N 6°S 0°N 96°E 102°E P. Sambu 1007 S. Sodor NAD SUMUT SUMBAR RIAU JAMBI BENGKULU SUMSEL 0 250 kilometers N E S W MALAYSIA PETA INDEKS 114°E 108°E P. Sugi Besar P. Panjang Natuna P. Kabung P. Penebang P. Karimata P. Datu P, Pangkil P. Katalingga P. Buaya P. Ujung Beting P. Singkep p. ayer p. bulu p. kayuanak p. leparp. ru p.bangka LAMPUNG Lokasi Kegiatan Sumber:

- Survai lapang, Desember 2006 - Google Earth, 2007

RADISHO - P052050011 TESIS

PENGELOLAAN SUMBERDAYA ALAM DAN LINGKUNGAN SEKOLAH PASCASARJANA IPB

(7)

46 Tabel 12 Parameter dan metode pengukuran kualitas air

No. Parameter Metode Analisis Peralatan Baku Mutu* FISIKA

1. Suhu Pemuaian Termometer Alami

2. Kecerahan Visual Secchi disk >3 m

3. Padatan tersuspensi Penimbangan Timbangan Elektronik, Oven

Coral: 20 mg/l

KIMIA

4. Salinitas Berat Jenis Refraktometer Coral: 33-34 O /oo

5. pH Elektrometrik pH Meter 7-8,5

6. Oksigen terlarut (DO)

Titrimetric

Winkler/Elektrokimia Titrasi/DO Meter

>5 mg/l 7. Fosfat Spektrofotometrik Spektrofotometer 0,015 mg/l 8. Amonia (NH3-N) Biru Indofenol Spektrofotometer 0,3 mg/l 9. Nitrit (N-NO2) Spektrofotometrik Spektrofotometer - 10. Nitrat (N-NO3) Spektrofotometrik Spektrofotometer 0,008 mg/l 11. Silikat (SiO3) Spektrofotometrik Spektrofotometer

12. Air raksa (Hg) Spektroskopi serapan atom

Atomic Absorption Spectrophotometer (AAS)

0,001mg/l

13. Besi (Fe) Spektroskopi Serapan Atom

14. Kadmium (Cd) Spektroskopi Serapan Atom

≤0,01 mg/l

15. Tembaga (Cu) Spektroskopi Serapan Atom

0,008 mg/l

16. Timbal (Pb) Spektroskopi Serapan Atom

≤0,008 mg/l

17. Seng (Zn) Spektroskopi Serapan Atom

≤0,05 mg/l Baku mutu sesuai KepMenLH No. 51 tahun 2001 (air laut) dan PP No. 82 Tahun 2001 (air sungai).

(8)

47 3.3.1.3. Sedimen Dasar Perairan

a. Tujuan

Pengambilan sedimen perairan bertujuan untuk mengetahui komposisi sedimen (persentase pasir, debu dan liat) dan kandungan logam berat, terutama di sungai sekitar lokasi penambangan.

Contoh sedimen diambil dengan menggunakan Peterson Grab. Contoh sedimen (1 kg) dimasukkan ke dalam wadah plastik dan dianalisis di laboratorium. Lokasi pengambilan contoh sedimen sama dengan lokasi pengambilan contoh kualitas air. Sedimen dianalisis untuk mengamati tekstur, pH, dan kandungan logam (Fe, Al, Cu, Zn, Pb, Cd, Se, As, dan Hg). Tekstur sedimen dianalisis dengan metode distribusi gradasi butir dengan dasar ASTM, sedangkan kandungan logam dianalisis dengan menggunakan spektroskopi serapan atom (metode AAS). Analisis sampel sedimen dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Tanah, Departemen Pertanian, Bogor.

c. Metode Analisis

Hasil analisis tekstur sedimen (pasir, debu dan liat) dikelompokkan kedalam segitiga milar (Gambar 5). Kandungan logam berat pada sedimen dianalisis secara tabulasi dan deskriptif. Baku mutu sedimen untuk perairan Indonesia hingga saat ini belum tersedia (masih tahap studi oleh KLH).

(9)

48

Gambar 5 Segitiga tekstur sedimen (Arsyad, 2006) 3.3.2. Komponen Biologi

3.3.2.1. Bentos a. Tujuan

Pengambilan sample bentos untuk mengetahui respon bentos terhadap perubahan kualitas sedimen.

Pengambilan sampel bentos menggunakan Peterson Grab pada 15 lokasi pengamatan. Kemudian dilakukan penyaringan dengan menggunakan saringan bertingkat untuk memisahkan bentos dan lumpur/sedimen di lokasi sampling. Sampel bentos dimasukkan ke kantong plastik dan segera diawetkan dengan formalin 4%. Identifikasi dan pencacahan dilakukan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan – IPB.

c. Metode Analisis

L ni = Xi

Analisis bentos meliputi kelimpahan, keragaman, keseragaman, dan dominansi. Kepadatan bentos adalah jumlah individu bentos per meter persegi. Kepadatan bentos adalah:

(10)

49 keterangan:

Xi = kelimpahan fauna bentos (ind/m2) ni = jumlah spesies individu

L = luas area peralatan sampling (m2)

Indeks keanekaragaman jenis bentos menggambarkan spesies penyusun komunitas, ditentukan dengan persamaan Shannon (Shannon-Wiener,1949

dalam Krebs, 1989), sebagai berikut:

H = - pi pi n = i 1 = i 2 log

Σ

′ keterangan: H = indeks keanekaragaman jenis

pi = ni/N; ni = jumlah total individu ke-i;

N = jumlah total individu

Nilai indeks keanekaragaman ini berkisar antara 0 sampai ~ (tak terhingga). Nilai keragaman mencapai maksimum apabila semua jenis/genera menyebar secara merata. Kategori nilai keragaman menurut Shannon-Wiener (1949)

dalam Krebs (1989) disampaikan pada Tabel 13.

Tabel 13 Kategori nilai indeks keragaman

No. Nilai Indeks Katagori

1. 0 < H’ < 2,302 Keanekaragaman Rendah 2. 2,302 < H’ > 6,907 Keanekaragaman Sedang

3. H’ > 6,907 Keanekaragaman Tinggi

Indeks keseragaman merupakan penggambaran distribusi individu yang merata dari suatu spesies dalam suatu komunitas. Indeks keseragaman dihitung dengan persamaan Odum (1996):

max H H = E ′ ′ keterangan: E = indeks keseragaman

H’ = indeks keanekaragaman aktual

H’max = indeks keanekaragaman maksimum (log2 S)

(11)

50 Nilai ini berkisar antara 0 – 1 (tanpa unit). Kategori keseragaman biota menurut Simpson (1949) dalam Odum (1996) disampaikan pada Tabel 14.

Tabel 14 Kategori Nilai Indeks Keseragaman

No. Nilai Indeks Kategori

1. E < 0,4 Keseragaman Rendah

2. 0,4 < E < 0,6 Keseragaman Sedang

3. E > 0,6 Keseragaman Tinggi

Nilai indeks keseragaman yang semakin kecil menunjukkan bahwa penyebaran jumlah individu setiap jenis tidak sama sehingga ada kecenderungan satu jenis/individu mendominasi. Semakin besar nilai indeks keseragaman menunjukkan semakin kecilnya kemungkinan dominasi individu pada masing-masing jenis.

Indeks dominansi (D) yang digunakan mengikuti metode Simpson dalam Odum (1993), yaitu : 2 1

∑

= ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = n i N ni D keterangan: D = Nilai dominansi

ni = Jumlah individu spesies ke-i N = Jumlah individu

Nilai indeks mempunyai kisaran 0 – 1, nilai indeks semakin mendekati nol maka dominansi semakin kecil dan sebaliknya apabila indeks mendekati nilai 1.

3.3.3. Analisis Keterkaitan antar Komponen Fisik Kimia dan Biologi

Analisis keterkaitan untuk mengetahui hubungan antara komponen fisik kimia sedimen dengan kelimpahan bentos, dan konsentrasi elemen logam dengan ukuran butiran tekstur sedimen menggunakan analisis regresi dan korelasi. Analisis regresi dan korelasi dilakukan dengan menggunakan komputer software Minitab versi 14.

Model regresi terdiri atas variabel dependent/respons (y) dan variabel independent/predictor (x). Variabel dependent merupakan variable yang

(12)

51 dipengaruhi oleh suatu variabel independent. Model regresi linear sederhana dengan satu variabel dependent dan satu variabel independent dinyatakan dalam persamaan (Iriawan dan Astuti, 2006):

ε β β + +

= x

y ₀ ₁

Dengan βo dan β1 merupakan parameter model dan ε adalah eror/residual model

yaitu jarak antara nilai sebenarnya dengan taksiran.

Persamaan regresi untuk menganalisis hubungan beberapa variabel independent dan satu variabel dependent dinyatakan dalam persamaan:

ε β β β β + + + + + = x x _kx_k y ₀ ₁ ₁ ₂ ₂ ...

Dengan konstanta βo adalah intersep yaitu nilai variable dependent ketika variable independent bernilai 0 (nol). β1, β2 …dan βk adalah parameter-parameter model

regresi untuk variabel x1, x2, …, xk dan tidak dibenarkan mendekati nol. Dimana

ε adalah eror/residual model.

Kecukupan model regresi diukur dengan melihat koefisien determinasi (R2). Nilai koefisien determinasi berkisar antara 0-1 dimana semakin mendekati 1, maka hubungan antarvariabel semakin kuat.

Keeratan hubungan linear antara kedua peubah dapat diukur oleh koefisien korelasi Pearson (Aminuddin, 2005), dinyatakan dalam persamaan:

2 1 2 1 1 1 ) ( ) ( ) )( ( y y x x y y x x r − ∑ − ∑ − − ∑ =

Nilai koefisien korelasi berkisar antara –1 hingga +1.

3.3.4. Sebaran Spasial Karakteristik Fisik Kimia Air dan Sedimen

Sebaran spasial karakteristik fisik kimia air dan sedimen antar stasiun pengamatan digunakan pendekatan analisis komponen utama (principle

component analysis) (Legendre dan Legendre, 1998; Bengen, 2000). Analisis

Komponen utama dilakukan dengan menggunakan software Minitab versi 14. Analisis komponen utama (AKU) merupakan metode statistik deskriptif yang dimaksudkan untuk mempresentasikan dalam bentuk grafik informasi maksimum yang terdapat dalam suatu matrik data. Matrik data tersebut terdiri

(13)

52 dari stasiun pengamatan sebagai individu statistik (baris) dan karakteristik fisik kimia air atau sedimen sebagai parameter/variabel kuantitatif (kolom).

Sebelum dilakukan AKU, data tersebut harus dinormalkan terlebih dahulu melalui pemusatan dan pereduksian. Hal ini dikarenakan parameter-paremater tersebut tidak mempunyai unit pengukuran dan ragam yang sama. Hasil analisis AKU tidak direalisasikan atau dihitung dari nilai-nilai parameter pengamatan (initial), tetapi dari indeks sintetik yang diperoleh dari kombinasi linear nilai-nilai parameter inisial (Legendre dan Legendre, 1998).

Pemusatan diperoleh dari selisih antara nilai parameter pengamatan dengan nilai rata-rata parameter dengan rumus:

i

ij

X

C

=

−

keterangan C = Nilai pusat

Xij = Nilai parameter ke-i untuk pengamatan ke-j

Xi = Nilai rata-rata parameter ke-i

Pereduksian merupakan hasil bagi antara nilai parameter yang telah dipusatkan dengan nilai simpangan baku parameter, dengan rumus:

Sd

C

R

=

keterangan R = Nilai reduksi

C = Nilai pusat

Sd = Nilai simpangan baku parameter

Dalam menentukan hubungan antara dua parameter digunakan pendekatan matriks korelasi yang dihitung dari indeks sintetik (Ludwig dan Reynolds, 1988) dengan rumus: nxs t sxn sxn

A

B

=

keterangan Bsxn = Matriks korelasi, rij

Asxn = Matriks korelasi sintetik, nij

(14)

53 Korelasi linear antara 2 parameter yang dihitung dari indeks sintetiknya adalah peragam dari kedua parameter tersebut yang telah dinormalkan. Diantara semua indeks sintetik yang mungkin, AKU mencari terlebih dahulu indeks yang menunjukkan ragam stasiunnya yang maksimum yang disebut komponen utama pertama (sumbu utama 1 (F1)).

Suatu proporsi tertentu dari ragam total stasiun dijelaskan oleh komponen utama ini. Kemudian dicari komponen utama kedua (F2) yang memiliki korelasi nihil (tidak berkorelasi) dengan komponen utama (F1). Komponen utama kedua memberikan informasi tersebar kedua sebagai pelengkap komponen utama pertama. Proses ini terus berlanjut, hingga diperoleh komponen ke-p, yaitu bagian informasi yang dapat dijelaskan semakin kecil, yaitu apabila terjadi penurunan nilai kasar ciri secara drastis atau nilai akar ciri lebih kecil dari peluang satu variabel.

Pada prinsipnya AKU menggunakan pengukuran jarak euklidean (jumlah kuadrat perbedaan antara stasiun untuk variabel yang berkoresponden) pada data. Jarak Euiklidean didasarkan pada persamaan:

2 ' 1 2 ) ( ) ' , ( _i_j p j ij X X i i d =

∑

− =

keterangan i’j = 2 stasiun (pada baris)

j = parameter (karakteristik) sedimen (pada kolom, bervariasi dari 1 ke p)

Interpretasi jarak euklidean adalah semakin kecil jarak euklidean antara dua stasiun, maka semakin mirip karakteristik fisika kimia air atau sedimen antara kedua stasiun tersebut. Sebaliknya, semakin besar jarak euklidean antara dua stasiun, maka semakin berbeda karakteristik fisika kimia air atau sedimen antara kedua stasiun tersebut.

Pengelompokkan stasiun yang terbentuk selanjutnya dikonfirmasikan dengan klasifikasi hierarki yang diwujudkan dalam dendogram. Ordinasi klasifikasi dihitung dari jarak euklidean dengan kriteria agregasi yang didasarkan pada keterikatan rata-rata (average linkage).