METODE PENELITIAN
WaktudanTempat
Penelitian ini akandilakukandaribulan Januari 2016 – Maret 2017di Kawasan Mangrove Percut Sei TuanKabupaten Deli Serdang 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 langung di lokasi penelitian (insitu).Analisis logam berat, sedimen dan air dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan, Sumatera Utara.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakanadalahGlobal Positioning System (GPS), timbangananalitik, pH meter, thermometer,DO meter, kertasWhatmannomor 42, kertas saring Nucleopore, bukuidentifikasi mangrove (Noor dkk., 1999), labu erlenmeyer, gunting, pisau kater, alattulis, kamera digital, botolaquades, pita ukur, mortal danpastle, tanur (furmace), krusporselin, gelasukur, hot plate, Spektrofotometriserapan atom, wadahsampel, labutakar, gelas beaker, oven, corong, pipet tetes, pengadukkaca, bola hisap, pipet volume.
Bahan yang digunakanadalah akar, kulit batang, dandaunAvicennia marina, sampelsedimendansampel air laut, larutanstandar Cd, larutan NHO3 pekat,
Deskripsi Area
Penelitian inidilakukan di Kawasan Mangrove Percut Sei TuanKabupaten Deli Serdang Sumatera Utara. Hasil survei pendahuluan menunjukkan ekosistem mangrove di percut sei tuan sudah terjadikonversilahansepertipemukiman, industri maupuntambak. PetalokasipenelitiandapatdilihatpadaGambar 5.
Gambar 5.PetaLokasiPenelitian
Stasiun I
Gambar 6. Lokasi Stasiun I
Stasiun II
Lokasi ini merupakan kawasan mangrove, di bagian belakang kawasan terdapat lokasi budidaya ikan atau kolam. Stasiunini terletak pada titikkoordinat 03°44'51.09" LU dan 98°
Gambar 7.LokasiStasiun II
Stasiun III
Lokasi ini merupakan kawasan mangrove yang dekat dengan pemukiman penduduk. Mangrove disekitar kawasan ini sudah tidak terlalu rapat seperti sebelumnya. Stasiunini terletak pada titikkoordinat 03°45'05.88" LU dan 98°
Gambar 8. Lokasi Stasiun III
ProsedurPenelitian
PengambilanSampel
Pengambilansampeldilakukansaatkondisipasangatausurut dengan objekpenelitianadalahtumbuhan mangrove (A. marina)
denganmetodetransektegaklurusgarispantai yang dipilihsecaraacak (random).Pengambilansampel mangrove dilakukanberdasarkanUlqodry (2001), yaitu mangrove yang diambiluntuksampeladalahpohon.Jaringan mangrove yang digunakanadalah akar, kulitbatang dan daun yang terkenapasangsurut air laut (±
1,3 cm), darijalurtransektersebutdiambil 3 titikpengambilansampelpadasetiaplokasidengansistem acak (Random).
Pengukuran Parameter Fisika Kimia Perairan
Pengambilansampel air dilakukansebanyakdua kali yaitu pada saat pasang dan surut.Pengambilansedimendilakukanpadakedalaman ± 30 cm, sertapengukurankualitas air yaitu suhu, pH, Oksigen Terlarut (Do)dan salinitas.
Tabel 3. Parameter kualitas air ,metode analisis dan pengukurannya
No Parameter Satua
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 sebelumdihaluskan, sedangkan untuk sedimen, sampel dapat langsung dihaluskan. Setelah itu sampel dikeringkan dalam oven pada suhu 105ºC sampai kadar airnya konstan.
menjadi abu. Setelah selesai proses pengabuan sampel kulit batang dan daun dilarutkan dengan 5 ml larutan HNO3 pekat serta ditambahkan aquades panas.
Hasil pencampuran larutan tersebut digerus didalam wadah krus porselin kemudian dimasukkan ke dalam labu ukur dan disaring menggunakan kertas saring Whatman ukuran 42.Larutan yang diperoleh siap untuk dianalis dengan menggunakan alat AAS.
Preparasi Sampel Air
Sampel air laut disaring menggunakan kertas saring kemudian diukur 100 ml. Setelah itu sampel air laut ditambahkan 5 ml larutan HNO3
Larutan induk Pb yang memiliki konsentrasi 1000 ppm diambil sebanyak 10 ml lalu dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml. Kemudian ditambahkan aquabides asam, sehingga larutan yang diperoleh adalah sebanyak 100 ppm. Dari larutan 100 ppm diambil sebanyak 10 ml lalu dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml dengan menambahkan aquades sampai diperoleh larutan dengankonsentrasi 10 ppm.
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 fasa airnya dengan kertas saring Whatman ukuran 42.Larutan yang diperoleh siap untuk dianalisis dengan menggunakan alat Atomic Absorption Spectroscopy (AAS).
Untuk mendapatkan konsentrasi larutan standar diambil sebanyak 2 ml, 4 ml, 6 ml, 8 ml, dan 10 ml dari larutan 10 ppm lalu masing-masing dimasukkan kedalam labu ukur 100 ml dan ditambahkan aquades.
PrinsipKerja AAS
Alat AAS diatur terlebih dahulu sesuai dengan instruksi pada alat tersebut, kemudian dikalibrasikan dengan kurva standar dari logam Pb dengan konsentrasi 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 dan 1 ppm. Lalu kemudian diukur absorbansi dan konsentrasi masing-masing sampel.
Analisis Data
Kadar Sebenarnya
Untukmendapatkankonsentrasilogamberat yang sebenarnya, berdasarkan APHA (1995) dalamPanjaitan (2009), makadigunakanrumus:
Kadar sebenarnyaMangroveMg Kg=
K.ASS Mg
Kg× Faktor Pengenceran (L)
Berat Sampel (g)
Kadar sebenarnya (Air) (Mg L) =
K.ASS Mg
L ×Larutan Sampel (L)
Berat Sampel (g) Keterangan:
K. AAS : Konsentrasi yang tertera pada alat ASS (mg/kg) Faktor Pengenceran : Faktor pengenceran sampel pada saat pengujian (L) K. Sebenarnya : Konsentrasi sebenarnya (mg/L)
FaktorBiokonsentrasi (BCF)
FaktorBiokonsentrasidapatdilihatsebagaisuatu proses kesetimbangan yang melibatkanpengambilansuatusenyawaantara biota denganlingkungandisekitarnya. Faktorbiokonsentrasiadalahangka banding antarakonsentrasimahlukhidupatau biota (Cb) dengankonsentrasi lingkungan (Cm) (Connel dan Miller, 1995). Untukmelihatperbandingantingkat faktor biokonsentrasilogamberatpada akar, kulit batangdandaun pohonA. marina denganair, digunakanrumus :
BCF Cd (ppm)=[Logam Berat Cd] Tumbuhan [Logam Berat Cd] Air
AnalisisDeskriptif
Data yang diperolehdaripengukurandianalisissecaradeskriptifsesuaidenganbakumutulingkung
an yang terdapatdalam Kepmen KLH No. 51 Tahun 2004 untukkualitas air. Sedangkanbakumutulogamberatdalamlumpuratausedimen di Indonesia belumditetapkan, sehinggasebagaiacuannyadigunakanbakumutu yang dikeluarkan oleh Dutch Quality Standars for Metal in Sediment(IADC/CEDA dalam Sarjono, 2009) mengenai konsentrasi logamberat yang dapat di toleransi.
Hasil
Parameter Fisika Kimia Perairan
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 selamapenelitian memberikan gambaran mengenai kondisi kualitas air di perairan percut sei tuan seperti yang terlihat pada Tabel 4. Parameter kualitas fisika dan kimia perairan percut sei tuan.
Tabel 4.Parameter Kualitas Fisika dan Kimia di Perairan Percut Sei Tuan.
Stasiun Parameter
Konsentrasi LogamBerat Kadmium di Air dan Sedimen
Tuan juga memiliki nilai yang berbeda. Pada satasiun I kandungan Kadmium bernilai 6,35 sedangkan untuk stasiun II dan III. Memiliki nilai yang sama yaitu bernilai< 0,003 (Tabel 5).
Tabel 5. Nilai Konsetrasi Kadmium pada Air dan Sedimen
Konsentrasi Logam BeratKadmiumpada Akar, Kulit Batang dan Daun A.
marina
Berdasarkan hasil pengukuran rata-rata kandungan logam berat Kadmium pada akar, kulit batang, dan daun pohon A. marina diperoleh hasil bahwaakumulasi logam Kadmium lebih tinggi pada akar dibandingkan kulit batang dan daun. Kandungan logam berat Kadmium lebih tinggi pada satasiun I dibandingkan stasiun II dan III.Rata-rata kandungan logamberat Kadmium pada akar, kulit batang dan daun dapat dilihat pada Tabel 6.
Hasil perhitungan nilai faktor biokonsentrasi (BCF) diketahui nilai BCF tertinggi pada logam berat Kadmium pada stasiun I yaitu 40,507 ppm dan nilai BCF terendah yaitu < 0,003 ppm. Nilai faktor biokonsentrasi (BCF) Kadmiumpada setiap stasiun pengamatan dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Nilai Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Pe
mbahasan
Parameter Fisika Kimia Perairan
Suhu
Hasil pengukuransuhu pada stasiun I memiliki kisaran antara 28-31˚C, stasiun II 27-31˚C dan stasiun III 28-30˚C (Tabel 4).Kisaran suhu tersebut belum melebihi ambang batas dan masih dapat di toleransi oleh biota laut. Hal ini sesuai dengan Rahman (2006)kisaran suhu yang mampu ditoleransi suatu biota laut yaitu berkisar20 - 35˚Csedangkan berdasarkan baku mutu Kepmen LH No 51tahun 2004 untuk biota laut berkisar 28-30˚C.
Adanya variasi suhu (Tabel 4) pada perairan ini dipengaruhi oleh berbagai faktor yaitu kondisi arus dan angin. Hal ini sesuai dengan pernyataan Pond& Pickard (1978) bervariasi nilai suhu yang terjadi di perairan ini, mengindikasikan bahwa nilai suhu di perairan ini dipengruhi oleh faktor eksternal antara lain cuaca,
Konsentrasi Kadmium (Kadmium) ppm
Stasiun Tumbuhan Air BCF Kadmium
I 12,69 6,35 10,507
angin dan arus. Perubahan pola arus yang mendadak juga dapat menurunkan nilai suhu air
Hasil pengukuran suhu sebesar 27-31˚C (Tabel 4) berbeda dengan hasil penelitian Husainy (2014) yang berkisar antara 23-27 ˚C di perairan yang sama. Perbedaan ini dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti curah hujan, arus perairan, dan kedalaman air. Hal ini sesuai dengan Effendi (2003) suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altidude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta kedalaman badan air.
Derajat Keasaman (pH)
Derajat keasaman (pH) di perairan ini berkisar antara 6,5-7 (Tabel 4). Variasi nilai ini masih belum melebihi ambang batas.Kepmen LH No 51tahun 2004menetapkan nilai pH untuk biota laut berkisar antara 7-8,5. Menurut Salm (1984) pH di suatu perairan yang normal berkisar antara 8,0-8,3. Dengan demikian pH air laut di perairan ini tergolong normal.
Penelitian ini sama dengan hasil Husainy (2014) di perairan yang sama dengan kisaran pH 6,4 – 7. Persamaan nilai ini terjadi karena perubahan pH pada
Oksigen Terlarut (DO)
Hasil pengukuran DO mendapatkan kisaran nilai 2,0 – 5,0 mg/l. konsentrasi DO tertinggi terdapat pada stasiun III yaitu 4,8-5,0 dan nilai DO terendah terdapat pada stasiun I yaitu 2,0 – 2,5 (Tabel 4) . Rendahnya konsentrasi DO pada stasiun I diduga lebih banyak menerima limbah yang berasal dari KIM II (Kawasan Industri Medan II) seperti limbah peleburan besi. Hal ini sesuai dengan pernyataan Effendi (2003) keberadaan limbah yang masuk ke suatu perairan akan menurunkan kadar oksigen di perairan. Hal tersebut terkait dengan pemanfaatan yang berlebih terhadap oksigen terutama pada proses penguraian bahan organik oleh bakteri pengurai.
Penelitian ini berbeda dengan hasil penelitian Safitri (2014) yang jauh lebih tinggi dengan kisaran antara 3,2 – 7di perairan yang sama.Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa faktor seperti suhu, gerakan air dan salinitas. Hal ini sesuai dengan Mason (1981) Oksigen terlarut merupakan salah satu gas terlarut di perairan alami dengan kadar bervariasi yang dipengaruhi oleh suhu, salinitas, turbulensi air, dan tekanan atmosfer. Selain diperlukan untuk kelangsungan hidup organisme di perairan, oksigen juga diperlukan untuk dekomposisi senyawa-senyawa organik.
Salinitas
Hasil pengamatan parameter salinitasdi Perairan Percut Sei Tuan adalah berkisar 5 - 11o/oo(Tabel 4). Berdasarkan kisaran salinitas tersebut, tergolongpada
sesuai dengan Supriharyono (2000) nilai salinitasberkisar antara 5–18 ‰termasuk dalamzona mesohaline.
Nilai kisaran salinitas stasiun 5 - 11 o/oo , stasiun II 7-11o/oodan stasiun
III 6 - 11 o/oo (Tabel 4) memiliki nilai yang bervariasi dan tergolong rendahhal ini
dapat terjadi pada lokasi penelitian merupakan daerah estuari. Hal ini sesuai dengan Supriharyono (2000) perairan estuari (muara) umumnyamemiliki salinitas sangat bervariatif dan cenderung rendah saat surut karena mendapatkan pengaruh aliran air tawar dan cenderung tinggi pada saat pasang karena mendapatkan pengaruh aliran air laut.
Rendahnya nilai salinitas berkisar 5 - 11o/oo
Hasil analisis konsentrasi logam berat Kadmium di air dan sedimen Perairan Percut Sei Tuan menunjukkan nilai yang bervariasi pada setiap stasiun pengamatan. Hasil konsentrasi Kadmium pada air lebih rendah dibandingkan dengan sedimen.KonsentrasiKadmium di air yaitu 6,35 mg/kg sedangkan konsentrasi Kadmiumpada sedimen menunjukkan hasil yang lebih tinggi yaitu (Tabel 4) dipengaruhi oleh kondisi pasang dan surut perairan (pengukuran salinitas dilakukan pada periode pasang dan surut). Hal ini sesuai dengan Nybakken (1992) kondisi perairan daerah estuari dipengaruhi oleh pengaruh daratan dan lautan. Dimana nilai salinitas tinggi terjadi saat pengaruh dari lautan lebih dominan dibandingkan pengaruh dari daratan, yaitu ketika terjadi pasang. Sedangkan nilai salinitas rendah disebabkan oleh pengaruh daratan, yaitu ketika air tawar masuk ke perairan melalui aliran sungai.
7,54 mg/kg (Tabel 5). Hal ini sesuai dengan Leiwakabessy (2005) logamberat mempunyai sifat yang mudah mengikat bahanorganik dan mengendap di dasar perairan dan bersatudengan sedimen sehingga kadar logam berat dalamsedimen lebih tinggi dibanding dalam air.
Keberadaan Kadmium dalam sedimen berasal dari proses-proses alami seperti abrasi dari sungai danaktivitas masyarakat, seperti pembuangan limbah dan endapan sampah plastik yang banyak disekitar lokasi penelitian, serta aktivitas perbaikan kapal kemudianterbawa oleh air dan angin kemudian terendapkandalam sedimen.Hal ini sesuai dengan Nordic (2003) sumber-sumberlogam berat Kadmium di laut, berasal dari sumber yang bersifatalami dari lapisan kulit bumi seperti masukan dari daerah pantai yang berasal dari sungai-sungai dan abrasipantai akibat aktivitas gelombang, masukan dari lautdalam yang berasal dari aktivitas geologi gunung berapilaut dalam, dan masukan dari udara yang berasal dariatmosfer sebagai partikel-partikel debu. Logam berat Kadmium juga dapat berasal dari aktifitas manusia, seperti limbahpasar dan limbah rumah tangga, aktivitas transportasilaut dan aktivitas perbaikan kapal laut.
Konsentrasi Logam BeratKadmiumpada AkarA. marina
Hasil penelitian kandungan logam berat Kadmium pada akar memiliki konsentrasi sebesar 6,18 mg/kg (Tabel 6). Nilai ini jauh lebih tinggi dibandingkan kandungan Kadmiumpada kulit batang dan daun. Tingginya konsentrasi di akar disebabkan akar merupakan organ yang langsung menyerap nutrien dari tanah/sedimen dan kemudian diteruskan ke organ tumbuhan lainnya (kulit batang dan daun). Hal ini sesuai dengan pernyataan Akbar dkk (2016) penyerapan logam beratterdistribusi melalui air ke tanah, kemudian akarpohon mangrove (A. marina) menyerap unsur-unsurhara yang terdapat di dalam sedimen atau tanah danditeruskan ke bagian-bagian jaringan dalamtumbuhan yakni akar, kulit batang dan daun.
Konsentrasi Logam BeratKadmiumpadaKulit Batang A. marina
Hasil penelitian kandungan logam berat Kadmium di kulit batang pada setiap stasiun memiliki nilai yang bervariasi Pada stasiun I kandungan logam berat Kadmium adalah sebesar 3,92 mg/kg, stasiun II dan III<0,003 mg/kg (Tabel 6). Perbedaaan kandungan logam berat Kadmium pada setiap stasiun disebabkan oleh besarnya batang pohon mangrove yang bervariasi.Pohon yang besar dinilai lebih lama terpapar sehingga lebih banyak mengakumulasikan logam berat dibandingkan ukuran yang kecil dan masih muda.Hal ini sesuai denganLase (2016) perbedaan diameter batang pohon menentukanbanyaknya logam berat dan zat-zat lain yang terakumulasi didalam pohon tersebut. Semakin besar diameter batang pohon, maka usia pohon juga semakin tua sehingga akumulasi zat-zat yang terdapat didalam pohon tersebut semakin besar. Senyawa logam berat yang terdapat didalam pembuluh pengangkut dan kulit batang tanaman dapat terlokalisasi dengan baik.
Konsentrasi Logam BeratKadmiumpadaDaun A. marina
Faktor Biokonsentrasi (BCF)
Hasil perhitungan faktor biokonsentrasi bahwa A. Marina mampu mengakumulasikan logam berat Kadmium. Hasil faktor biokonsentrasi yang diperoleh adalah BCF = 0,507 (Tabel 7). Menurut Connel dan Miller (1995)
kisaran faktorbiokonsentrasi (BCF <1000) termasuk dalam kemampuan tinggi (1000>BCF>250) kemampuan sedang dan(BCF > 250) kemampuan rendah.
Berdasarkan kategori tersebut hasil ini termasuk kategori rendah dengan (BCF > 250).Menurut Hutagalung (1991) besar kecilnya BCF tergantung pada
jenis logam berat, organisme, lama pemaparan serta kondisi lingkungan perairan. Faktor biokonsentrasi tersebutmembuktikan bahwa pohon A. Marina mempunyai kemampuan untuk mengakumulasikan logam berat Kadmium yang
terdapat disekitar habitatnya.Perbedaan konsentrasi antara organ tumbuhan (akar, kulit batang dan daun) tersebut terkait dengan proses fisiologi tumbuhan.
Hal ini sesuai dengan Rosmarkam dan Nasih (2002) ada 3 (tiga) jalan yang dapat ditempuh air dan ion-ion yang terlarut bergerak menuju sel-sel xylem dalam akar, yaitu (1) melalui dinding sel (apoplas) epidermis dan sel-sel korteks, (2) melalui sistem sitoplasma (simplas) yang bergerak dari sel ke sel, dan (3) melalui sel hidup pada akar, dimana sitosol dari setiap sel membentuk suatu jalur.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Kandungan logam berat Kadmium tertinggi pada akar A. marinaterdapat pada stasiun I yaitu sebesar 6,18 mg/kg, Kandungan Logam berat Kadmium pada kulit batang tertinggi pada stasiun I dengan nilai 3,92 mg/kg. Kemudian kandungan logam Kadmiumpada daun mangrove tertinggi pada stasiun I dengan nilai 2,59 mg/kg.
2. Kandungan logam berat Kadmium pada air tertinggi pada stasiun I dengan nilai 6,35 mg/kg. Sedangkan kandungan logam Kadmium pada sedimen paling tinggi terdapat di stasiun I dengan nilai sebesar 7,54 mg/kg.
3. Sedimen lebih mudah menyerap logam Kadmium dibandingkan dengan air sehingga konsentrasi kandungan logam berat Kadmium pada sedimen lebih tinggi (7,5 mg/kg) dibandingkan dengan air (6,35 mg/kg). Dimana air merupakan terbaik pelarut di perairan sehingga dapat mengurangi konsentrasi logam berat Kadmium di dalam air.
Saran
