KOMUNITAS PERIFITON SERTA PARAMETER FISIKA-KIMIA
PERAIRAN SEBAGAI PENENTU KUALITAS AIR
DI BAGIAN HULU SUNGAI CISADANE, JAWA BARAT
PERIPHYTON COMMUNITY AND AQUATIC PHYSICO-CHEMICAL
CONDITION AS INDICATOR OF WATER QUALITY
OF UPSTREAM CISADANE RIVER, WEST JAVA
Niken Tunjung Murti Pratiwi1), Habib Krisna Wijaya2), Enan M. Adiwilaga3), dan Tyas Agung Pribadi4)
1,2,3)
Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, Institut Pertanian Bogor Jalan Lingkar Akademik, Kampus IPB Darmaga, Bogor
4)Jurusan Biologi, FMIPA Universitas Negeri Semarang Gedung D6, Jalan Raya Sekaran, Semarang
Email: 1)niken_tmpratiwi@yahoo.com; 2)ta_pribadi@yahoo.com dikirim 20 Juli 2010, diterima setelah perbaikan 21 Maret 2011
Abstrak: Sungai Cisadane yang memiliki panjang kurang lebih 140 km dan memiliki DAS seluas 7.679,3 Ha ini
berhulu di Gunung Pangrango. Sungai Cisadane dimanfaatkan oleh penduduk sebagai air baku untuk berbagai kegiatan rumah tangga. Berkembangnya kegiatan penduduk di sepanjang aliran sungai dapat berpengaruh terhadap kondisi kualitas air sungai. Perubahan kondisi perairan dan pola hidrologi sungai menyebabkan perubahan komposisi berbagai biota yang hidup dalam sungai, termasuk komunitas perifiton. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keadaan dan status perairan hulu Sungai Cisadane melalui struktur komunitas perifiton serta kualitas airnya. Penelitian dilakukan pada bulan Juni-November 2007 di tiga stasiun pengamatan (106o49'30''-106o52'00'' Bujur Barat dan 06o45'00''-06o46'30'' Lintang Selatan, ± 600m dpl). Pengambilan contoh perifiton dan air dilakukan setiap bulan selama enam bulan. Penilaian kondisi perairan bagian hulu Sungai Cisadane dilakukan menurut pendekatan kondisi fisika-kimia air menggunakan Indeks Kualitas Air-NSF serta menurut kondisi biologi (perifiton) menggunakan klasifikasi saprobik dan koefisien saprobik. Berdasarkan hasil penilaian kualitas air melalui IKA-NSF didapat kriteria status perairan sungai yang tergolong baik. Berdasarkan pengamatan diperoleh 62 genera perifiton yang berasal dari kelas Bacillariophyceae, Chlorophyceae, dan Cyanophyceae, serta filum Protozoa. Kemudian berdasarkan klasifikasi dan penghitungan koefisien saprobik menggunakan parameter biologi (perifiton) disimpulkan bahwa sungai mendapat masukan bahan pencemar berupa bahan organik dan anorganik dengan tingkat pencemaran yang rendah.
Kata kunci: hulu Sungai Cisadane, kualitas air, dan perifiton.
Abstract: Cisadane River flows through ± 140 km, from Pangrango Mt. to Jawa Sea, with catchment area about
7,679.3 Ha. Cisadane River is used by local community to fulfill their daily need. Development of community activities along the river will influence the quality of water and river environment. The change of water quality and also the hydrological pattern will change the community structure of aquatic biota, such as periphyton. The aim of this research is to determine the quality of upstream of Cisadane River, based on community structure of periphyton and physico-chemicals of water quality. The observation was held monthly from June to November 2007 at three sampling sites (106o49'30''-106o52'00'' W, 06o45'00''-06o46'30'' S, ± 600 m usl). NSF-Water Quality Index was used to indicate the water quality physico-chemically, while saprobity classification and saprobity indices were used to evaluate the water quality biologically. The result show the physico-chemical and biological based evaluation. It is showed that the physico-chemical water quality of upstream Cisadane River is still in good condition. The 62 genera of periphyton community from the classes of Bacillariophyceae, Chlorophyceae, and Cyanophyceae, and Protozoa show that the river has low input of organic and inorganic materials.
PENDAHULUAN
Sungai Cisadane merupakan sungai yang cukup besar di Jawa Barat dengan panjang ±140m. Sungai Cisadane yang berhulu di Gunung Pangrango memiliki daerah aliran sungai seluas 7.679,3 Ha. Salah satu anak sungainya berada di daerah Pasir Buncir yang berlokasi pada 106o49'30''-106o52'00'' Bujur Barat dan 06o45'00''-06o46'30'' Lintang Selatan, ±600 m dpl.
Kondisi fisik lokasi penelitian mencirikan kondisi sungai bagian hulu, yaitu berarus relatif deras dan bersubstrat batu. Bagian daratan sekitar sungai dimanfaatkan untuk beragam kepentingan. Bagian daratan yang terletak lebih hulu dari lokasi penelitian masih berupa hutan. Mengarah ke hilir, bagian daratan berikutnya dimanfaatkan sebagai kawasan hutan pinus, berikutnya adalah ladang dan persawahan, kemudian berupa ladang yang diselingi perkampungan penduduk.
Aliran Sungai Cisadane dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar sebagai air baku untuk air kegiatan sehari-hari, serta media pembuangan limbah rumah tangga dan industri. Semakin ke arah hilir, terjadi perubahan fungsi lahan di daerah aliran sungai seperti pemukiman dan pertanian. Kegiatan di sekitar sungai ini dapat meningkatkan beban masukan di perairan berupa bahan organik dan anorganik yang dapat menyebabkan penurunan kualitas air sungai. Perubahan kualitas air sungai berpengaruh terhadap keberadaan dan kelangsungan hidup biota di dalamnya. Komposisi jenis, tingkat adaptasi, serta kelangsungan atau kelestarian jenis suatu biota sangat bergantung pada kualitas lingkungannya.
Sebaliknya, perubahan kondisi perairan yang terjadi dapat digambarkan melalui keberadaan biota di perairan. Biota yang hidup dalam suatu ekosistem melakukan adaptasi terhadap perubahan lingkungan yang terjadi. Apabila perubahan lingkungan tidak lagi mampu diadaptasi oleh biota, maka akan terjadi perubahan komposisi atau suksesi dari komunitas biota yang hidup dalam ekosistem tersebut. Berdasarkan hal tersebut, keberadaan suatu komunitas biota dapat digunakan sebagai petunjuk untuk menduga kondisi atau kualitas lingkungan suatu ekosistem. Dengan kata lain, suatu kelompok atau komunitas biota dapat berperan sebagai bioindikator kualitas lingkungan suatu ekosistem.
Salah satu komunitas biota yang teradaptasi untuk dapat berkembang dengan baik di sungai adalah perifiton. Perifiton adalah komunitas biota penempel—umumnya berukuran mikro—yang keberadaannya relatif menetap. Perifiton hidup menempel pada berbagai substrat, seperti batu, sedimen, atau material-material lain yang terbenam dalam kolom air.
Komunitas perifiton yang memiliki sifat hidup menempel, hampir di sepanjang hidupnya berada di satu lokasi. Oleh karena itu, komunitas perifiton dapat diterima sebagai penduga atau bioindikator kualitas perairan (Crossey dan La Point, 1988; Stewart, 1995 in Giorgi dan Malacalza, 2002). Dengan demikian, kondisi perairan dapat diketahui melalui keberadaan komunitas perifiton, yang dihubungkan dengan kondisi fisika dan kimia sungai tersebut. Berdasarkan uraian tersebut, tampak bahwa informasi mengenai keberadaan perifiton penting untuk dikaji. Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari keadaan dan status perairan di bagian hulu Sungai Cisadane melalui struktur komunitas perifiton serta kualitas air yang diamati.
Selanjutnya, hasil penelitian ini diharapkan dapat dimanfaatkan sebagai informasi awal bagi para pemangku kepentingan dalam melakukan upaya pengelolaan Sungai Cisadane bagian hulu. Di samping itu, metode sederhana yang digunakan dalam penelitian ini juga dapat diterapkan untuk melakukan pendeteksian dini kualitas lingkungan perairan sungai bagian hulu, di lokasi yang lain.
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
Pengambilan contoh dilakukan pada bulan Juni hingga November 2007 yang berlokasi di Hulu Sungai Cisadane, Desa Pasir Buncir, Kecamatan Caringin, Kabupaten Bogor, Jawa Barat. Penentuan lokasi pengambilan contoh didasarkan pada tataguna lahan dan pemanfaatan air sungai di bagian hulu Sungai Cisadane. Pengambilan contoh dilakukan di tiga stasiun. Stasiun 1 di daerah hutan dan belum terdapat pemukiman di sekitarnya. Stasiun 2 di daerah yang sudah terdapat pertanian dan pemukiman. Stasiun 3 di daerah yang lebih banyak aktivitas.
Pengambilan contoh air untuk analisis perifiton serta parameter fisika dan kimia perairan dilakukan sebanyak enam kali dalam enam bulan dengan selang waktu sebulan. Pengambilan contoh disesuaikan dengan waktu musim kemarau (Juni-Agustus) dan periode transisi musim (September-November) di Pulau Jawa (Sitaniapessy, 1984).
Pengambilan contoh perifiton dilakukan pada tiga titik di setiap stasiun, yaitu bagian hulu, tengah, dan hilir badan air. Perifiton diambil dari lima substrat di tiap titik pengambilan sampel, kemudian diawetkan menggunakan larutan Lugol 1%.
Pengambilan contoh air untuk analisis fisika-kimia dilakukan bersamaan dengan pengambilan contoh perifiton. Parameter fisika dan kimia yang diukur adalah suhu, arus, DO, pH, kekeruhan, TSS, TDS, DHL, BOD5, COD, dan unsur hara (nitrat, amonia, dan
ortofosfat). Di samping parameter-parameter tersebut, terdapat beberapa parameter yang berkaitan dengan hidrologi sungai, yaitu lebar badan sungai, lebar sungai, kedalaman, kecepatan arus, dan debit air.
Berdasarkan kelimpahan (modifikasi Eaton et al., 1995) setiap genus perifiton dilakukan penghitungan terhadap keanekaragaman (H’), keseragaman (E), dan dominansi (C) (Odum, 1971). Untuk menguji kesamaan nilai tengah kelimpahan selama pengamatan dilakukan uji Kruskal-Wallis (Walpole, 1995). Selain itu, dilakukan analisis tingkat kesamaan kelimpahan perifiton terhadap waktu pengamatan (Walpole, 1995), analisis kualitas lingkungan perairan menurut National Sanitation Foundation’s/NSF (Ott, 1978) serta dengan klasifikasi saprobik dan koefisien sistem saprobik (modifikasi Dresscher dan Van der Mark, 1976 in Soewignyo et al., 1986). Untuk melihat hubungan kelimpahan perifiton parameter fisika dan kimia perairan, digunakan pendekatan analisis statistik uji
Pearson correlation (Minitab Inc., 2003).
HASIL
Karakteristik Lokasi Penelitian
Sungai Cisadane bagian hulu pada ketinggian 537-587 m dari permukan laut tidak begitu lebar dan dalam. Lokasi pengamatan dari ketiga stasiun pengamatan adalah sebagai berikut. Stasiun 1 pada ketinggian 587 m dpl, berarus relatif sangat cepat dengan jenis substrat berbatu dan berpasir; warna perairan masih jernih dengan kisaran kedalaman 0,05-0,6 m; dan di sekitar aliran sungai belum terdapat pemukiman, namun banyak ditemukan pohon dan sawah.
Stasiun 2 terletak pada ketinggian 570 m dpl dengan kecepatan arus yang cukup cepat dan banyak batu besar dan berpasir. Di daerah ini sudah terdapat pemukiman; aktivitas manusia lebih banyak. Kedalaman air berkisar antara 0,02-0,62 m, warna perairan sudah berubah menjadi kecoklatan.
Stasiun 3 pada ketinggian 537 m dpl; aktivitas manusia lebih kompleks, termasuk di dalamnya kegiatan MCK, pemukiman, persawahan, dan peternakan. Pada Stasiun 3 terdapat pembendungan sebagian aliran air sehingga kecepatan arus lebih lambat dibanding stasiun
lain dan kedalaman yang relatif lebih dalam dengan kisaran 0,10-1,45 m, serta warna perairan yang lebih coklat.
Parameter Fisika dan Kimia Perairan
Kondisi hidrologi Sungai Cisadane disajikan pada tabel 1, sedangkan kualitas air sungai disajikan pada tabel 2. Berdasarkan kedua tabel tersebut dapat diketahui gambaran umum mengenai kondisi fisika-kimia perairan bagian hulu Sungai Cisadane.
Tabel 1. Kondisi hidrologi Sungai Cisadane selama pengamatan.
Parameter Satuan Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 3 Kisaran
Kecepatan Arus Sungai m/detik 0,75-1,47 0,51-0,92 0,05-0,32 0,05-1,47 Luasan Melintang Sungai m² 1,54-1,85 1,61-2,19 2,23-6,32 1,54-6,32 Debit Air Sungai m³/detik 1,21-2,27 1,11-1,95 0,28-1,07 0,28-2,27 Kecepatan Arus m/detik 0,37-0,65 0,21-0,47 0,06-0,34 0,06-0,65 Debit Air m³/detik 0,03-0,05 0,02-0,03 0,01-0,02 0,01-0,05 Lebar Badan Sungai m 7,50-10,97 9,40-14,07 13,00-14,66 7,50-14,66
Lebar Sungai m 5,48-6,93 8,77-12,50 5,77-13,00 5,48-13,00
Kisaran Kedalaman m 0,05 - 0,60 0,02 - 0,62 0,10 - 1,45 0,02-1,45
Tabel 2. Kualitas air sungai Sungai Cisadane selama pengamatan.
Parameter Satuan Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 3
Kisaran rataan umum Kekeruhan NTU 1,6-4 3,0-11 6,0-12 4,33-7,53 TSS (mg/L) 2,0-21 7,0-30 8,0-23 10-19,67 TDS (mg/L) 28-59 26-55 42-55 32-56 DHL (mikroS/cm) 56-131,9 57,5-144,9 62-117,3 58,5-119,03 PO4 (mg/L) 0,03-0,34 0,02-0,41 0,02-0,21 0,02-0,3 NH3 (mg/L) 0,02-0,84 0,06-0,62 0,03-0,72 0,04-0,73 NO3 (mg/L) 0,00-4,02 0,16-2,93 0,14-3,62 0,1-3,52 BOD5 (mg/L) 1,18-2,4 1,14-3,24 1,01-4,05 1,42-3,23 COD (mg/L) 2,0-6,0 2,0-8,0 2,0-6,0 2,67-6,67 DO (mg/L) 7,56-8,42 7,27-8,21 7,29-7,67 7,44-8,07 pH - 7,16-8,2 7,24-8,03 7,58-8,34 7,34-8,17 Suhu °C 20-24,1 22-24,3 24-28,2 22,33-25,37
Berdasarkan kriteria Welch (1980) Sungai Cisadane dapat dikategorikan memiliki aliran yang sangat lambat hingga sangat cepat. Kisaran suhu di Stasiun 1 relatif lebih rendah bila dibandingkan dengan stasiun lain. Nilai kekeruhan semakin meningkat dari Stasiun 1 hingga Stasiun 3. Nilai TSS dan TDS perairan di hulu Sungai Cisadane selama pengamatan tergolong rendah. Nilai pH dan DO di hulu Sungai Cisadane selama penelitian berada pada kisaran nilai yang baik untuk kehidupan biota perairan.
Kandungan BOD mencerminkan tingginya bahan organik yang dapat didegradasi secara biologis (Boyd, 1988). Nilai kisaran BOD5 tersebut masih berada pada kisaran kualitas
air tidak tercemar hingga tercemar ringan yang berturut-turut dengan kisaran nilai < 3 mg/L dan 3-4,9 mg/L. Apabila dibandingkan dengan baku mutu kualitas air, kondisi demikian termasuk ke dalam kelas III (< 6 mg/L).
Nilai konsentrasi COD di Sungai Cisadane relatif rendah. Hal tersebut menunjukkan bahwa perairan tersebut masih alami atau mendapatkan pengaruh yang relatif kecil dari
aktivitas manusia. Apabila dibandingkan dengan baku mutu, kualitas air bagian hulu Sungai Cisadane termasuk ke kelas I (< 10 mg/L).
Kandungan unsur hara yang diukur pada penelitian ini adalah amonia, nitrat, dan ortofosfat. Berdasarkan tabel 2 terlihat bahwa nilai kadar amonia tersebut berada pada kondisi perairan yang sudah tidak alami.
Hasil pengukuran kandungan nitrat di hulu Sungai Cisadane selama pengamatan sudah berada pada kondisi tidak alami (> 0,1 mg/L). Namun nilai tersebut tidak menggambarkan kondisi pencemaran antropogenik (> 5 mg/L). Apabila dibandingkan dengan baku mutu kualitas air, kandungan nitrat di hulu Sungai Cisadane termasuk kelas I (<10 mg/L).
Berdasarkan hasil pengamatan, keberadaan fosfor di bagian hulu Sungai Cisadane relatif lebih kecil, dan kadarnya lebih sedikit dari pada kadar nitrogen. Kandungan nilai ortofosfat ini menurut Boyd (1988) masih berada pada kisaran perairan alami, yaitu kurang dari 1 mg/L. Fosfor merupakan unsur hara yang esensial bagi alga; karena sumbernya relatif sedikit, fosfor menjadi faktor pembatas di perairan.
Karakteristik Biologi
Komposisi dan kelimpahan perifiton
Pada penelitian ini diperoleh perifiton sejumlah 62 jenis, yang terdiri dari
Bacillariophyceae (31 genera), Chlorophyceae (17 genera), Cyanophyceae (13 genera), dan Protozoa (satu genera). Kelompok tersebut merupakan kelompok perifiton yang umum
dijumpai di perairan mengalir Welch (1952).
Komposisi jenis perifiton di bagian hulu Sungai Cisadane didominasi oleh diatom (Bacillariophyceae) terutama ordo Pennales. Pada setiap pengamatan, Bacillariophyceae memiliki proporsi yang tinggi, yaitu sebesar 50,00-88,89%. Hal ini sesuai dengan pendapat Wilhm (1968) in Whitton (1975) dan Welch (1980) bahwa keberadaan kelompok Bacillariophyceae sering mendominasi perairan sungai.
Persentase jenis perifiton dari kelas lainnya adalah 9,09-30,77% (Chlorophyceae), 0,00-22,22% (Cyanophyceae), dan 0,00-4,00% (Protozoa). Menurut Welch (1952), bila keberadaan jumlah Protozoa di perairan mengalir dalam jumlah sedikit, perairan tersebut masih tidak tercemar. Kelimpahan perifiton di lokasi penelitian pada pengamatan ke-1 (bulan Juni) hingga pengamatan ke-6 (bulan November) masing-masing berkisar 6.321-12.151 sel/cm2; 14.044-20.843 sel/cm2; 18.548-26.267 sel/cm2; 2.815-21.040 sel/cm2; 5.610-20.049 sel/cm2; dan 1496-6593 sel/cm2. Berdasarkan uji Kruskal-Wallis yang telah dilakukan terhadap ragam kelimpahan perifiton selama pengamatan, didapatkan bahwa kelimpahan di ketiga stasiun di hulu Sungai Cisadane tidak berbeda nyata. Selanjutnya, berdasarkan waktu pengamatan, didapatkan bahwa kelimpahan di setiap waktu pengamatan berbeda nyata. Terjadinya perubahan kelimpahan tersebut diduga diakibatkan oleh perbedaan kecepatan arus. Aliran air yang semakin deras dapat menyebabkan terlepasnya perifiton dari tempat menempelnya. Hal ini terjadi karena terjadinya perubahan kelimpahan pada dasarnya lebih berkaitan dengan adanya gangguan, seperti arus, kemudian oleh ukuran substrat, serta interaksi antarjenis di dalam komunitas (Luttenton dan Baisden, 2006).
Analisis Indeks Keanekaragaman (H’), Keseragaman (E), dan Dominansi (C)
Nilai indeks keanekaragaman perifiton berkisar antara 1,80-2,69, dan berdasarkan kriteria Mason (1981) termasuk rendah (H’<2,3026) serta menunjukkan kestabilan komunitas rendah. Hal ini diduga terjadi karena faktor arus. Hanya jenis tertentu yang mampu
beradaptasi terhadap perubahan kecepatan arus untuk dapat hidup dan berkembang di daerah hulu Sungai Cisadane.
Nilai indeks keseragaman (E) dan indeks dominansi (C) komunitas perifiton selama pengamatan berkisar antara 0,55-0,87 dan 0,08-0,29. Hal ini menggambarkan keadaan jenis perifiton di hulu Sungai Cisadane memiliki keseragaman populasi yang cukup tinggi sehingga tidak terdapat genus yang mendominasi.
Tingkat Kesamaan antarwaktu Pengamatan Berdasarkan Kelimpahan Perifiton
Ilustrasi pengelompokan kelimpahan perifiton antar waktu pengamatan berdasarkan kesamaan kelimpahan tiap jenis di hulu Sungai Cisadane pada bulan Juni hingga November 2007 dapat dilihat pada gambar 1. Pengelompokan pertama yang terbentuk pada taraf kesamaan 80% yaitu pada waktu pengamatan ke-1, ke-6, ke-3, dan ke-2 (Kelompok I). Pengelompokan kedua dan ketiga yang terbentuk yaitu masing-masing pada pengamatan ke-4 (Kelompok II) dan pengamatan ke-5 (Kelompok III).
Gambar 1. Pengelompokan waktu pengamatan berdasarkan kesamaan kelimpahan perifiton.
Pengelompokan yang terbentuk juga dapat dikarakteristikkan dengan keadaan perairannya. Pada Kelompok II dikarakteristikkan oleh nilai rata-rata kekeruhan dan ortofosfat yang rendah, serta nilai rata-rata BOD5 dan COD yang lebih tinggi daripada
kelompok lain. Kelompok III dikarakteristikkan oleh tingginya nilai DO. Pada Kelompok I di pengamatan ke-1 dan ke-6 memiliki hubungan yang sangat dekat karena di kedua waktu pengamatan tersebut memiliki kelimpahan perifiton yang hampir sama, yaitu 8.837 sel/m2 dan 10.822 sel/m2.
Hubungan Parameter Fisika dan Kimia Perairan terhadap Parameter Biologi
Hubungan kelimpahan perifiton dengan parameter fisika-kimia yang mempengaruhi (terutama nutrien), dianalisis menggunakan uji Pearson correlation. Besarnya nilai variabel fisika-kimia yang diuji akan mempengaruhi kelimpahan perifiton di perairan. Tabel 3 menyajikan nilai hasil uji Pearson correlation antar variabel di hulu Sungai Cisadane.
Tabel 3. Hasil uji hubungan antar parameter biologi dengan
parameter fisika-kimia (Pearson correlation).
Variabel Kekeruhan Ortofosfat Amonia Nitrat Debit air Perifiton -0,621 P-Value 0,189 0,165 P-Value 0,754 -0,432 P-Value 0,392 0,623 P-Value 0,187 -0,250 P-Value 0,632 Fitoplankton -0,382 P-Value 0,454 -0,362 P-Value 0,481 0,162 P-Value 0,760 -0,453 P-Value 0,388 -0,513 P-Value 0,298
Berdasarkan uji Pearson correlation tersebut terlihat nilai koefisien korelasi yang positif antara nitrat dan ortofosfat terhadap kelimpahan perifiton. Hal ini dapat diartikan bahwa kelimpahan perifiton berhubungan dengan nilai nitrat dan ortofosfat di perairan, namun hubungan yang erat terdapat pada nitrat. Nilai koefisien korelasi negatif didapat pada kekeruhan, amonia, dan debit air. Hal ini dapat diartikan bahwa kelimpahan perifiton di perairan berbanding terbalik dengan nilai kekeruhan, amonia, dan debit air. Nilai kekeruhan yang tinggi dapat menghambat masuknya cahaya matahari ke dalam perairan, sehingga menghambat perkembangan perifiton.
Selain nilai korelasi, terdapat nilai P-Value yang kecil dan menunjukkan dugaan bahwa kelimpahan perifiton tidak dipengaruhi oleh nilai dari kondisi parameter fisika-kimia perairan di hulu Sungai Cisadane. Adanya arus yang cepat mempengaruhi keberadaan parameter fisika-kimia di sungai, sehingga kondisi perairan selalu berubah setiap saat. Kondisi perairan yang terukur saat ini berasal dari limpasan air sebelumnya atau baru akan terlihat pengaruhnya setelah beberapa waktu kemudian.
Kualitas Lingkungan Perairan
Indeks Kualitas Air- National Sanitation Foundation’s/NSF
Nilai Indeks Kualitas Air (IKA)-NSF di hulu Sungai Cisadane disajikan pada gambar 2. Nilai IKA yang didapat selama pengamatan berkisar antara 73,81-91,16. Nilai IKA-NSF mengalami sedikit penurunan pada setiap waktu pengamatan. Kisaran nilai yang ada menunjukkan bahwa kualitas air di hulu Sungai Cisadane tergolong baik dan tidak menunjukkan kondisi lingkungan yang sudah mengalami pencemaran. Namun, pengukuran parameter kimia tersebut belum tentu tepat karena perairan (terutama sungai) umumnya sangat fluktuatif. Oleh karena itu dilakukan pengukuran lanjut untuk mengetahui kualitas perairan dengan menggunakan parameter biologi berdasarkan sistem saprobik.
Gambar 2. Indeks kualitas air hulu Sungai Cisadane (IKA-NSF). Sistem Saprobik
Sistem saprobik perifiton secara kualitatif
Jenis-jenis dan komposisi alga perifiton (parameter biologi) yang mendominasi di hulu Sungai Cisadane dijadikan sebagai indikator biologi terhadap pencemaran bahan organik dengan membandingkan batasan yang dikemukakan oleh Fjerdingstad (1964) in Welch
(1980) (tabel 4). Klasifikasi tersebut dapat dilihat dari kondisi parameter biologi dan parameter fisika-kimia di hulu Sungai Cisadane tersebut.
Tabel 4. Karakteristik perairan dan hubungan respon dari komunitas perifiton terhadap
pencemaran bahan organik (Welch, 1980).
Zona Parameter Kimia Parameter Biologi
Oligosaprobik (air bersih) BOD < 3 mg/L, O2 tinggi, proses mineralisasi bahan organik lengkap
Diatom bervariasi, alga hijau ada, bakteri berfilamen jarang
Polisaprobik (septik/pembusuk) H2S tinggi, O2 rendah, NH3 tinggi
Alga ditemukan namun tidak melimpah, protozoa tidak ada, bakteri melimpah, banyak organisme fecal saprobik dan filamentous
Α Mesosaprobik (tercemar)
Asam amino tinggi, H2S rendah bahkan tidak ada, O2 < 50% saturasi, BOD5 > 50 mg/L
Alga didominasi oleh alga toleran, bakteri berfilamen melimpah, protozoa berfilamen melimpah, jumlah genus sedikit namun biomass melimpah
Β Mesosaprobik (pemulihan) NO3 > NO2 > NH3, O2 > 50 % saturasi, BOD5 < 10 mg/L
Diatom cukup beragam namun biomas besar, protozoa bersilia ada, alga biru melimpah, alga hijau berfilamen melimpah
Oligosaprobik (air bersih
kembali) Pemulihan sungai Komunitas alga kembali bervariasi
Berdasarkan klasifikasi melalui parameter biologi, didapat komposisi perifiton dengan kelimpahan yang cukup besar pada tiap kelasnya. Jenis tersebut antara lain Achnantes sp.,
Cymbella sp., Nitzschia sp., Navicula sp., Microspora sp., dan Oscilatoria sp., namun
memiliki keanekaragaman yang tidak besar, sedangkan Protozoa bersilia jarang ditemukan. Berdasarkan kriteria yang dikemukakan Kolkwitz dan Marrson (1908) in Nemerow (1991) serta jenis-jenis dan komposisi alga sebagai bioindikator kualitas perairan, kondisi perairan hulu Sungai Cisadane dapat diklasifikasikan sebagai perairan β-mesosaprobik, atau mengalami pencemaran perairan ringan dengan karakteristik berupa perifiton didominasi oleh diatom, Euglenophyceae dalam jumlah kecil atau jarang/tidak ada, serta dengan kandungan DO yang tinggi/meningkat.
Koefisien Saprobik
Nilai koefisien saprobik perifiton di hulu Sungai Cisadane disajikan pada gambar 3. Gambaran tersebut untuk mengetahui tingkat pencemaran di perairan hulu Sungai Cisadane secara kuantitatif. Nilai koefisien saprobik perifiton di hulu Sungai Cisadane selama penelitian berkisar antara 0,70-1,03 dengan nilai rata-rata 0,84. Nilai tersebut menggambarkan kondisi perairan di hulu Sungai Cisadane tergolong pada fase β-mesosaprobik hingga β-meso/oligosaprobik, yang menunjukkan tingkat pencemaran ringan dengan bahan pencemar berupa bahan organik dan anorganik (tabel 5).
Gambar 3. Koefisien saprobik perifiton di hulu Sungai Cisadane.
Tabel 5. Hubungan antara koefisien saprobik (X), tingkat pencemaran, fase saprobik, dan
bahan pencemar (Dresscher dan Van der Mark, 1976 in Soewignyo et al., 1986).
Bahan Pencemar Tingkat Pencemar Fase Saprobik Koefisien Saprobik
Bahan organik
Sangat berat Polisaprobik Poli/Mesosaprobik
-3,0 − -2,0 -2,0 − -1,5 Cukup berat α Meso/Polyosaprobik
α Mesosaprobik
-1,5 − -1,0 -1,0 − -0,5 Bahan organik dan
Anorganik Sedang α/β Mesosaprobik β/α Mesosaprobik -0,5 − 0,0 0,0 − 0,5 Ringan β Mesosaprobik β Meso/Oligosaprobik 0,5 − 1,0 1,0 − 1,5 Bahan organik dan
Anorganik Sangat ringan
Oligo/mesosaprobik Oligosaprobik 1,5 – 2,0 2,0 – 3,0
PEMBAHASAN
Massa air sungai mengalami percampuran secara menyeluruh sehingga tidak terbentuk stratifikasi vertikal kolom air (Hynes, 1972). Hulu Sungai Cisadane memiliki kedalaman air dan luas penampang melintang sungai yang relatif rendah sehingga intensitas hubungan antara substrat dan air relatif tinggi. Oleh karena itu dapat terjadi erosi dan sedimentasi sehingga kualitas air dapat berubah, seperti meningkatnya kekeruhan dan padatan terlarut yang dapat mempengaruhi penetrasi cahaya matahari ke dalam perairan. Hal tersebut dapat secara tidak langsung mempengaruhi produktivitas perifiton yang memanfaatkan cahaya dalam melakukan proses fotosintesis. Kondisi cahaya merupakan faktor kunci dari produktivitas perifiton (Larned dan Santos, 2000).
Penggunaan lahan di sekitar hulu Sungai Cisadane bervariasi, sebagian besar didominasi oleh lahan hutan (± 60% dari luas lahan), sedangkan penggunaan lahan untuk pemukiman dan pertanian seperti sawah sangat kecil (± 4% dari luas lahan). Namun penggunaan lahan seperti sawah dan pertanian lebih banyak dilakukan di dekat aliran sungai sehingga dapat lebih cepat masuk ke badan sungai dan mempengaruhi kondisi perairan di hulu Sungai Cisadane. Perubahan penggunaan lahan yang memberi masukan aliran air ke dalam sungai berpotensi dalam mengubah kualitas air sungai.
Keberadaan parameter fisika-kimia di sungai tidak terlepas dari pergerakan arus. Kondisi perairan dan kelimpahan di hulu Sungai Cisadane selalu berubah setiap saat. Kondisi perairan yang terukur saat ini berasal dari limpasan air sebelumnya atau baru akan terlihat pengaruhnya setelah beberapa waktu kemudian.
Kondisi fisika dan kimia perairan di hulu Sungai Cisadane selama pengamatan mengalami perubahan. Perubahan tersebut dapat terjadi kerena adanya perubahan daerah sekitar aliran sungai dan oleh kondisi aliran sungai itu sendiri. Aktivitas manusia berupa kegiatan pertanian juga dapat mempengaruhi kondisi sungai. Letak kegiatan pertanian yang sangat dekat dengan badan sungai dapat lebih cepat mempengaruhi perubahan kualitas perairan. Namun, selama pengamatan, perubahan yang terjadi tidak terlalu berpengaruh terhadap pertumbuhan biota perairan. Nilai dari perameter fisika-kimia perairan yang dikaji menggambarkan bahwa kondisi hulu Sungai Cisadane masih dalam kondisi baik untuk pertumbuhan organisme perairan dan merupakan kondisi perairan alami.
Selain BOD, parameter lain masih berada pada baku mutu kelas I menurut Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001. Hal tersebut menggambarkan bahwa tata guna lahan di setiap lokasi yang berbeda di hulu Sungai Cisadane belum memberikan pengaruh yang buruk bagi ekosistem sungai. Keberadaan jenis perifiton dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti kekeruhan, nutrien, dan fluktuasi debit air. Namun perubahan tersebut tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan terhadap kelimpahan jenisnya. Hal tersebut menunjukkan bahwa kondisi perairan di hulu Sungai Cisadane masih baik serta mendukung keberadaan jenis dan kelimpahan perifiton.
Hulu Sungai Cisadane memiliki komposisi dan kelimpahan perifiton yang didominasi oleh jenis Bacillariophyceae. Perifiton yang ditemukan di hulu Sungai Cisadane sebagian besar dari ordo Pennales. Hal ini tidak terlepas dari kemampuannya beradaptasi terhadap keberadaan arus yang besar (Izzah, 2000). Selain itu, keanekaragaman genera yang rendah menggambarkan rendahnya kestabilan komunitas. Ketidakstabilan tersebut dipengaruhi oleh faktor lingkungan, yaitu arus sungai yang cukup besar. Hanya organisme yang mampu bertahan yang dapat ditemukan pada kondisi tersebut. Nilai keseragaman perifiton yang cukup tinggi menggambarkan bahwa penyebaran individu tiap jenis cukup merata sehingga tidak terdapat jenis perifiton yang mendominasi. Verb dan Vis (2005) menjelaskan mengenai uniknya pembentukan koloni perifiton yang sangat bervariasi, tergantung pada respons tiap jenis algae terhadap perubahan kondisi lingkungannya. Hal inilah yang memungkinkan ditemukannya keberadaan komunitas perifiton yang bervariasi di suatu lokasi.
Melalui monitoring dan penilaian kualitas lingkungan perairan selama pengamatan, didapat nilai Indeks Kualitas Air (IKA)-NSF di hulu Sungai Cisadane pada kriteria kualitas perairan yang baik (73,81-91,16). Berdasarkan sistem saprobik untuk mengklasifikasi sungai secara kualitatif terhadap perifiton, hulu Sungai Cisadane dapat diklasifikasikan sebagai perairan β-mesosaprobik. Selain itu, nilai koefisien saprobik dari perifiton di hulu Sungai Cisadane menunjukkan kondisi perairan berada pada fase β-mesosaprobik hingga oligo/mesosaprobik yang mengindikasikan tingkat pencemaran ringan hingga sangat ringan dengan sumber pencemar berupa bahan organik dan anorganik.
Kondisi perairan ini tentunya dapat berubah bila terjadi masukan yang lebih besar. Hal ini dipengaruhi oleh pemanfaatan nilai guna air dari hulu Sungai Cisadane sehingga perlu adanya pengelolaan yang baik agar tidak menurunkan nilai guna air di lingkungan tersebut dan adanya pengendalian sungai terhadap masukan limbah dari luar sehingga tidak merusak kondisi alami sungai. Kegiatan monitoring secara berkala terhadap kondisi lingkungan sungai perlu dilakukan sehingga kondisi alamiah sungai dapat dipertahankan. Di samping itu, dalam pemanfaatan air yang efisien juga harus mempertimbangkan aspek daya dukung dan konservasi sumberdaya air.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengamatan, Sungai Cisadane bagian hulu dapat dikategorikan memiliki aliran yang sangat lambat hingga sangat cepat. Arus yang cepat mempengaruhi keberadaan parameter fisika-kimia di sungai, sehingga kondisi perairan selalu berubah setiap saat. Meskipun demikian, berdasarkan hasil penilaian kualitas air, kondisi sungai dengan parameter fisika-kimia yang terukur selama pengamatan tergolong baik. Indeks Kualitas Air Sungai Cisadane bagian hulu ini juga menunjukkan kriteria status perairan yang tergolong baik pula. Kondisi kualitas fisika-kimia perairan bagian hulu Sungai Cisadane tersebut berpengaruh terhadap komunitas perifiton. Dari hasil pengamatan parameter biologi diperoleh jumlah jenis perifiton sebanyak 62 genera, yang berasal dari kelas
Bacillariophyceae, Chlorophyceae, Cyanophyceae, dan filum Protozoa. Kemudian
berdasarkan klasifikasi dan koefisien saprobik menggunakan parameter biologi, kondisi lingkungan di Hulu Sungai Cisadane tergolong β-meso/oligosaprobik dengan pencemaran sungai yang terjadi masih rendah, dan masukan bahan pencemar berupa bahan organik dan anorganik dalam jumlah yang kecil.
Ucapan terima kasih
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bagian Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen MSP, FPIK, IPB sebagai penyandang dana dan memfasilitasi penelitian ini. Di samping itu, disampaikan juga terima kasih kepada seluruh anggota tim penelitian Sungai Cisadane atas kerjasama yang diberikan selama penelitian ini dilaksanakan.
Daftar Pustaka
Boyd, C. E. Water Quality in Warmwater Fish Ponds. Fourth Printing. USA: Auburn University Agricultural Experiment Station, Alabama, 1988.
Eaton, A. D., L. S. Clesceri, and A. E. Greenberg. APHA (American Public Health Association): Standard Method for The Examination of Water and Wastewater 19th ed., AWWA (American Water Works Association), and WPCF (Water Pollution Control Federation). Washington D. C., 1995.
Giorgi, A. and Malacalza L. ―Effect of an Industrial Discharge on Water Quality and Periphyton Structure in a Pampeam Stream.‖ Environmental Monitoring and Assessment 75 (2002): 107–119.
Hynes, H. B. N. The Ecology of Runing Water. Toronto: University of Toronto Press , 1972.
Izzah, K. ―Karakteristik Komunitas Rheoplankton dan Perifiton dalam Kaitan dengan Kajian Tingkat Pencemaran Perairan di Sungai Ciliman, Jawa Barat.‖ Skripsi. Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Institut Pertanian Bogor, Bogor, (2000)
Larned, S. T. and S. R. Santos. ―Light- and Nutrient-Limited Periphyton in Low Order Streams of Oahu, Hawaii.‖ Hydrobiologia 432 (2000): 101–111.
Luttenton, M. R. and C. Baisden. ―The Relationships Among Disturbance, Substratum Size and Periphyton Community Structure.‖ Hydrobiologia 561 (2006): 111–117.
Mason, C. F. Biology Freshwater Polution. 2nd edition. New York: Longman Scientific and Technical, 1981. Minitab Inc. MINITAB Statistical Software, Release 14 for Windows, State College, Pennsylvania. MINITAB®
is a registered trademark of Minitab Inc., 2003.
Nemerow, N. L. Stream, Lake, Estuary, and Ocean Pollution. Second Edition. New York: Van Nostrand Reinhold, 1991.
Odum, E. P. Fundamentals of Ecology. Third edition. Philadelphia: W. B. Sounder Co., 1971.
Ott, W. R. Environmental Indices, Theory and Practice. Washington DC: Ann Arbor Science Publisher Inc., 1978.
Pemerintah Republik Indonesia. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Perairan. Jakarta: Sekretaris Negara Republik Indonesia, 2001.
Sitaniapessy, P. M. Klasifikasi dan Iklim Indonesia. Bogor: Jurusan Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. 1984.
Soewignyo, P., H. Siregar, E. Suwandi, dan W. Sumarsini. Indeks Mutu Lingkungan Perairan ditinjau dari Segi Biologis. Jakarta: Asisten I Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup, 1986.
Verb, R. G. dan M. L. Vis. ―Periphyton Assemblages As Bioindicators of Mine-Drainage in Unglaciated Western Allegheny Plateau Lotic Systems.‖ Water, air, and soil pollution 161 (2005): 227–265.
Walpole, R. E. Pengantar Statistik: Edisi ke-3. Penerjemah: Ir. Bambang Sumantri, Jakarta: Gramedia, 1995. Welch, P. S. Limnology. Second edition. New York: McGraw Hill International Book Company, 1952. Welch, P. S. Ecological Effects of Waste Water. Cambridge: Cambridge University Press, 1980. Whitton, B. A. River Ecology. London: Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1975.
