EVALUASI KONTAMINASI LOGAM DI SEDIMEN DARI WADUK SAGULING DENGAN MENGGUNAKAN KONSEP TRIAD: SEBUAH
PENDEKATAN DALAM PENGELOLAAN WADUK
JOJOK SUDARSO
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2008
HALAMAN PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Evaluasi Kontaminasi Logam di Sedimen dari Waduk Saguling dengan Menggunakan Konsep Triad: Sebuah Pendekatan Dalam Pengelolaan Waduk adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2008
Jojok Sudarso
RINGKASAN
JOJOK SUDARSO. Evaluasi Kontaminasi Logam Di Sedimen Dari Waduk Saguling Dengan Menggunakan Konsep Triad: Sebuah Pendekatan Dalam Pengelolaan Waduk. Dibimbing oleh ETTY RIANI dan YUSLI WARDIATNO
Waduk Saguling merupakan waduk tipe cascade di Jawa Barat, yang sekarang ini mengalami masalah penurunan kualitas air akibat polusi organik, pestisida, dan logam berat dari aktivitas antropogenik maupun alami. Keberadaan logam berat di lingkungan akuatik cenderung berikatan dengan partikulat sebagai penyusun sedimen dan berpotensi bioavailable ke biota air. Oleh sebab itu diperlukan penelitian yang terintegrasi guna mengungkap bioavailability logam yang terikat di sedimen seperti konsep Triad. Penelitian ini telah dilakukan tahun 2006 bertujuan untuk memprediksi bioavailability logam Cu, Cd, Pb, dan Hg di sedimen dengan konsep Triad. Hasil kontaminasi logam di sedimen menunjukkan adanya perbedaan yang sangat signifikan di antara stasiun pengamatan yaitu: untuk logam Cd (F= 17,803 dan p = 0,00001), Pb (F= 154,343 dan p < 0,01), Cu (F= 36,499, P<0,000001), dan Hg (F= 12,49 dan p=0,00000). Peningkatan kontaminasi logam tersebut diatas, juga diikuti dengan gangguan pada komunitas bentik makroavertebrata dan peningkatan toksisitas di beberapa stasiun pengamatan (Stasiun Maroko, Cihaur, Cangkorah, Batujajar, dan Nanjung). Gangguan pada komunitas bentik makroavretebrata dan tingginya toksisitas sedimen di stasiun lainnya kemungkinan disebabkan oleh faktor lainnya. Hasil kombinasi antara grafik radar triad dan PCA mengindikasikan logam berat Cu, Hg, dan Pb di sedimen paling berpotensi bioavailable ke perairan, sedangkan untuk logam Cd secara statistik belum cukup bukti menimbulkan toksisitas pada Hydra maupun gangguan pada komunitas bentik makroavertebrata (p > 0,05). Hasil penelitian ini merupakan strategi guna mengkaji bioavailability polutan yang terikat di sedimen sebagai dasar pengelolaan waduk akibat pemaparan bahan polutan toksik di lingkungan akuatik.
ABSTRACT
Saguling reservoir was cascade type reservoir that located in West Java, the reservoir have gotten degradation problem of water quality as result of organic, pesticide, and heavy metal pollution coming from antropogenic activity and also naturally. Existence of heavy metal in aquatic area has tendency for binding with particulate material as sediment compiler and has potency for bioavailable for aquatic biota. Therefore its required a research which integrated to express level of metal bioavailability which bound at sediment like ioning triad concept ( combine information from chemical analysis, community structure, and toxicity test). This research has been done in the year 2006 with aim to predict level of metal bioavailability Cu, Cd, Pb, and Hg in sediment using triad concept approach. Sediment Heavy metal contamination Result in each station showed heavy significant differences for Cd ( F= 17,803 and p = 0,00001), Pb ( F= 154,343 and p < 0,01), Cu ( F= 36,499, P<0,000001), and Hg ( F= 12,49 and p=0,00000). Elevation of Heavy metal contamination in sediemet usually is followed with disturbance of community structure for benthic macroinvertebrate and increasing of sediment toxicity status (Maroko, Cihaur, Cangkorah, Batujajar, and Nanjung station). At the others station existence of benthic macroinvertebrate community disturbance and height of sediment toxicity were caused by other factor besides heavy metal. Combined Result between triad radar graphs and multivariate analysis (PCA) indicated Cu, Hg, and Pb that have bioavailable potency in Saguling Reservoir. Statistically Cd has not enough evidence generating Hydra toxicity and disturbance of benthic macroinvertebrates community. Result of this research is a strategy to study bioavailability pollutant which binding in sediment for managing reservoir caused by exposure toxic materials in aquatic environment.
EVALUASI KONTAMINASI LOGAM DI SEDIMEN DARI WADUK SAGULING DENGAN MENGGUNAKAN KONSEP TRIAD: SEBUAH
PENDEKATAN DALAM PENGELOLAAN WADUK
JOJOK SUDARSO
Tesis
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains
pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR 2008
Judul Tesis : Evaluasi Kontaminasi Logam di Sedimen Dari Waduk Saguling Dengan Menggunakan Konsep Triad: Sebuah Pendekatan Dalam Pengelolaan Waduk
Nama : Jojok Sudarso
NIM : P051060081
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr.Ir. Etty Riani, M.S. Dr.Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc
Ketua Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Pengelolaan SDA Dekan Sekolah Pasca Sarjana IPB dan Lingkungan
Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, M.S. Prof. Dr. Khairil Notodiputro, MSc
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Alloh, pencipta alam semesta, yang telah memberikan rahmat dan anugrahnya pada penulis sehingga mampu menyelesaikan salah satu kewajiban untuk penyusunan tesis. Tak lupa penulis mengucapkan shalawat dan salam kemulyaan selalu tercurah kepada baginda Rasululloh dan pengikutnya hingga akhir jaman.
Terima kasih yang tulus penulis ucapkan untuk ibu Dr. Ir. Ety Riani, M.S. dan bapak Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc. sebagai komisi pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan kepada penulis guna penyempurnaan penulisan tesis ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Surjono H. Sutjahjo dan seluruh staf pengajar program studi pengelolaan Sumber daya alam dan lingkungan atas ilmu-ilmu lingkungan yang diberikan selama ini. Bapak Bambang Sunarno dan Pak Misdi yang telah banyak membantu kegiatan selama berada di Waduk Saguling. Teman sejawatku Pak Gunawan P. Yoga M.Sc dan Tri Suryono S.T. yang membantu kelancaran penelitian ini. Istriku Fitria Handayani yang telah banyak memberikan dorongan semangat dan pengertian selama ini guna menyelesaikan kuliah S2 di IPB, dan teman-temanku S2 angkatan 2006 yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat sebagai materi pambanding dalam pelaksanaan penelitian lanjutan maupun pengembangan konsep dalam pengelolaan lingkungan perairan di Indonesia.
Bogor, Juni 2008 Jojok Sudarso
RIWAYAT HIDUP
Jojok Sudarso lahir pada tanggal 12 Juni 1972 di kota Malang, Jawa Timur. Penulis merupakan putra ke tiga dari pasangan Bapak Purnomo dan Ibu Sudarmasih yang dikaruniai empat orang anak.
Pendidikan formal dimulai tahun 1978 di SDK. Mardiwiyata Malang dan lulus tahun 1984. Tahun 1984 penulis sekolah di SMPK. Celaket 21 di kota Malang dan tamat pada tahun 1987. Kemudian melanjutkan pendidikan Sekolah Menengah Umum Negeri 5 Malang, dan tamat pada tahun 1990. Pendidikan tinggi dimulai tahun 1990 di Universitas Brawijaya Malang Fakultas MIPA Jurusan Biologi dan tamat pada tahun 1995. Tahun 1996 hingga sekarang, penulis bekerja sebagai staf peneliti Puslit Limnologi- LIPI di lab. Ekotoksikologi. Bidang yang diminati penulis di Puslit Limnologi saat ini adalah bioassessment dengan organisme bentik makroavertebrata dan taksonomi larva Chironomid dan Cacing Oligochaeta. Pernikahannya dengan Fitria Handayani, sampai saat ini penulis dikarunia tiga orang anak.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ... i
DAFTAR GAMBAR ... ii
DAFTAR LAMPIRAN ... iii
PENDAHULUAN ... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 4
Kerangka Pemikiran ... 4
Perumusan Masalah ... 7
Sasaran dan Manfaat Penelitian ... 10
TINJAUAN PUSTAKA ... 11
BAHAN DAN METODE ... 44
Tempat dan Waktu ... 44
Bahan dan Alat ... 45
Metode Penelitian ... 45
Analisis Data ... 51
HASIL DAN PEMBAHASAN ... 58
KESIMPULAN DAN SARAN ... 97
DAFTAR PUSTAKA ... 99
LAMPIRAN ... 111 Halaman
DAFTAR TABEL
1. Elemen renik penting dalam perairan alami ... 12 2. Intepretasi data bioavailability sedimen dengan menggunakan konsep
Triad dalam bentuk matrik tabulasi (Chapman 1996) ... 41 3. Ringkasan metodologi yang dipergunakan untuk analisis kimia pada
sedimen dan air ... 48 4. Kriteria kualitas sedimen yang didasarkan pada besarnya gangguan
pada komponen triad uji bioassai dan komunitas bentik makroavertebrata ... 53 5. Sistem scoring yang digunakan dalam penyusunan multimetrik ... 53 6. Hasil uji perbandingan post hoc dengan menggunakan Duncan (p=0,05)
untuk logam Cd. Angka diatas nilai standar deviasi menunjukkan beda
nyata dengan stasiun tersebut ... 59 7. Hasil uji perbandingan post hoc dengan menggunakan Duncan (p=0,05)
untuk logam Hg di sedimen. Angka diatas nilai standar deviasi
menunjukkan beda nyata dengan stasiun tersebut ... 61 8. Hasil uji perbandingan post hoc dengan menggunakan Duncan (p=0,05)
untuk logam Pb di sedimen. Angka diatas nilai standar deviasi
menunjukkan beda nyata dengan stasiun tersebut ... 62 9. Hasil uji perbandingan post hoc dengan menggunakan Duncan (p=0,05)
untuk logam Cu di sedimen. Angka diatas nilai standar deviasi
menunjukkan beda nyata dengan stasiun tersebut ... 63 10. Status polusi dari logam berat yang terakumulasi di sedimen dengan
menggunakan indek polusi dari Widianarko et al.(2000) ... 69 11. Penilaian gangguan komunitas bentik makroavertebrata di Waduk
saguling yang didasarkan pada atribut biologi gabungan ... 81 12. Hasil uji korelasi Spearman antara variabel konsentrasi logam berat
dengan beberapa atribut biologi dari struktur komunitas bentik ... 82 13. Nilai korelasi sederhana dari beberapa variabel kualitas air dengan
indek biotik dan uji toksisitas sedimen yang digunakan dalam analisis multivariat PCA. Tanda angka yang bercetak tebal menunjukkan
kuatnya korelasi dan signifikan pada selang kepercayaan (p < 0,05) ... 94
i
DAFTAR GAMBAR
1. Skema kerangka penelitian evaluasi kontaminasi logam di sedimen
dengan pendekatan konsep triad ... 6
2. Skema perumusan masalah penelitian bioavailability logam di sedimen dengan menggunakan konsep triad ... 9
3. Proses gangguan oleh toksisitas logam pada seluruh tingkatan
organisasi biologi ... 20 4. Peta lokasi sampling pengambilan sedimen dan organisme bentik
makroavertebrata ... 50 5. Gambar respons stress dari Hydra sp. A). Kondisi normal, B dan C.
terjadi pemendekan tentakel yang merupakan kondisi stress ringan, D). Fase tulip yang merupakan respon stress berat, E). Disintegrasi
merupakan kematian dari Hydra sp (Blaise dan Takashi 1997) ... 51 6. Konsentrasi rata-rata logam berat Cd dan Hg (mg/kg berat kering) di
sedimen di setiap stasiun pengamatan ... 60 7. Konsentrasi rata-rata logam Pb dan Cu pada sedimen (mg/kg berat
kering) di masing-masing stasiun pengamatan ... 63 8. Tahap rangking dari besarnya kontaminasi logam total di setiap stasiun
pengamatan. Semakin tinggi nilai rangking menunjukkan semakin besar
tingkat kontaminasinya ... 73 9. Trend nilai rata-rata indek diversitas Shannon-Wiener pada setiap
stasiun pengamatan ... 75 10. Trend nilai rata-rata indek kekayaan taxa pada setiap stasiun
pengamatan ... 77 11. Trend nilai rata-rata indek BMWP pada setiap stasiun pengamatan ... 78 12. Trend nilai indek biotik gabungan dalam mencerminkan tingkat
gangguan di setiap stasiun pengamatan ... 80 13. Hasil pengelompokan komunitas bentik makroavertebrata dengan
menggunakan ordinasi NMDS ... 83 14. Grafik triplot hasil ordinasi CCA pada sumbu 1 dan 2 ... 86 15. Grafik triplot hasil ordinasi CCA pada sumbu 1 dan 3 ... 86 16. Hasil uji toksisitas sedimen dengan menggunakan hewan Hydra yang
dipaparkan dengan air pori-pori sedimen dari Waduk Saguling. Tanda
asterik (*) menunjukkan LC 50 diatas > 100% (tidak toksik) ... 90 17. Gabungan dari komponen triad yang digambarkan dalam suatu grafik
radar. Abjad B merupakan rangking dari indek biotik gabungan dari
komunitas bentik makroavertebrata, L merupakan nilai rangking besarnya kontaminasi logam gabungan (total) di sedimen, T merupakan
nilai rangking uji toksisitas sedimen dari dari hewan Hydra sp ... 92 18. Grafik biplot PCA yang menggambarkan pengelompokan stasiun
pengamatan berdasarkan kontaminasi logam pada sedimen beserta
variabel pendukungnya. ... 95
DAFTAR LAMPIRAN
1. Nilai rata-rata konsentrasi logam berat di sedimen pada setiap stasiun pengamatan yang dibandingkan dengan beberapa guidelines dari
beberapa negara ... 111
2. Hasil analisis karbon organik dan fraksi butiran dari sedimen di setiap stasiun pengamatan ... 112
3. Hasil pengukuran parameter kualitas air permukaan dan dasar perairan ... 113
4. Lokasi sampling Stasiun Gunung Wayang ... 116
5. Lokasi sampling Stasiun Nanjung ... 116
6. Lokasi sampling Stasiun Trash Boom Batujajar ... 116
7. Lokasi sampling Stasiun Cihaur ... 117
8. Lokasi sampling Stasiun Cangkorah ... 117
9. Lokasi sampling Stasiun Cimerang ... 117
10. Lokasi sampling Stasiun Muara Cihaur / Maroko ... 118
11. Lokasi sampling Stasiun Muara Cipatik ... 118
12. Lokasi sampling Stasiun Ciminyak ... 118
13. Lokasi sampling Stasiun Cijere ... 119
14. Lokasi sampling Stasiun Cijambu ... 119
15. Lokasi sampling Stasiun intake/ Dam ... 119
16. Lokasi sampling stasiun Rajamandala ... 120
17. Hasil identifikasi organisme bentik makroavertebrata dari mulai Stasiun Gunung Wayang hingga st. Rajamandala ... 121
.
iii
