Konsentrasi Logam Berat Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola

HASIL DAN PEMBAHASAN
Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu dan Zn Terlarut
Logam Pb Terlarut
Timbal (Pb) adalah salah satu jenis logam berat yang mempunyai
penyebaran yang cukup luas terutama akibat aktivitas manusia sehingga logam ini
merupakan salah satu logam berat yang banyak mencemari air laut. Kandungan
-3
Terlarut (10 ppm)
Konsentrasi Logam Pb
logam Pb terlarut selama penelitian disajikan pada Gambar 10.
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 10 Konsentrasi logam Pb terlarut pada pengambilan I dan II
Gambar 10 menunjukkan nilai konsentrasi logam Pb terlarut yang terukur
di lokasi penelitian berkisar antara 1.10-3 – 4.10 -3 ppm pada pengambilan I,
dengan nilai tertinggi di stasiun 4, 5, 6, dan 7 (4.10-3 ppm ) dan terendah di stasiun
1 dan 2 (1. 10 -3 ppm). Untuk pengambilan II, nilai konsentrasi logam Pb terlarut
yang terukur berkisar antara 1.10-3 – 2.10-3 ppm, dengan nilai tertinggi di stasiun
5, 6, dan 7 (2.10-3 ppm).
Pada pengambilan I dan II, konsentrasi Pb di stasiun dekat laut (stasiun 4
sampai 7) mengalami kenaikan yang cukup tinggi. Hal ini mengindikasikan
bahwa sumber dari logam Pb di lokasi penelitian berasal dari laut. Pada
pengambilan I, konsentrasi Pb lebih tinggi daripada pengambilan II. Hal ini
disebabkan pada pengambilan I, kondisi perairan dalam keadaan pasang, sehingga
30
logam Pb yang terukur sedikit lebih tinggi daripada pada pengambilan II. Pada
pengambilan II, perairan dalam kondisi surut.
Secara umum kandungan logam berat Pb terlarut di lokasi penelitian telah
melampui kisaran alami, yaitu 0,01 - 0,035 ppb (Laws 1993), tetapi mas ih di
bawah kisaran maksimum (0,05 ppm) yang dikeluarkan oleh EPA (1976).
Logam Cd Terlarut
Konsentrasi logam Cd terlarut selama penelitian tidak dapat terdeteksi
(konsentrasinya <1 ppb). Hal ini berkaitan dengan sumber Cd di lokasi penelitian
yang sangat kecil sehingga konsentrasinya tidak dapat terdeteksi. Menurut
Miettinen (1977), diacu dalam Sanusi (1983) pada umumnya perairan
mengandung kadar Cd lebih kurang 1 ppb.
Logam Cu Terlarut
Menurut Bryan (1976) Cu yang terdapat dalam perairan berasal dari
buangan limbah (dumping), sungai, dan jaringan pipa serta polusi udara.
Kandungan logam Cu terlarut di lokasi pengambilan sampel disajikan pada
-3
Terlarut (10 ppm )
Konsentrasi Logam Cu
Gambar 11.
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 11 Konsentrasi logam Cu terlarut pada pengambilan I dan II
Gambar 11 menunjukkan konsentrasi logam Cu terlarut yang terukur di
lokasi pengambilan sampel berkisar antara 1.10 -3 – 2.10-3 ppm pada pengambilan
I, dengan nilai tertinggi di stasiun 1 (2.10 -3 ppm),
kemudian mengalami
penurunan dengan nilai yang sama di semua stasiun. Pada pengambilan II,
31
konsentrasi logam Cu terlarut yang terukur berkisar antara 2.10-3 – 4.10 -3 ppm,
dengan nilai tertinggi di stasiun 1 (4.10 -3 ppm) dan menjadi menurun di semua
stasiun (2.10 -3 ppm), kecuali stasiun 5 (3.10-3 ppm) yang mengalami penambahan.
Tingginya nila i konsentrasi Cu di stasiun 1 ini berkaitan dengan sumbernya yang
berasal dari sungai, sebelum mereka mengalami pengenceran lebih lanjut di
daerah estuari. Clark (1986) menyatakan bahwa sumber alami utama Cu berasal
dari erosi berbagai batuan mineral yang umumnya terjadi di sungai, kemudian
karena adanya faktor pengenceran oleh air laut, nilai ini menurun.
Sedangkan tingginya konsentrasi Cu terlarut di stasiun 5 pada
pengambilan II, disebabkan adanya pengadukan dasar akibat arus yang cukup
tinggi, yang men imbulkan gesekan dengan dasar perairan. Kedalaman perairan di
stasiun ini, yang relatif cukup dangkal yaitu 0,65 m (Gambar 29) sangat
menunjang proses gesekan dasar tersebut. Kemudian adanya proses desorpsi oleh
partikel menambah konsentrasi terlarut Cu di stasiun tersebut.
Secara keseluruan nilai konsentrasi Cu terlarut pada pengambilan II, lebih
tinggi daripada pengambilan I. Hal ini disebabkan kondisi pengambilan sampel air
yang berbeda kondisinya. Pada pengambilan II, kondisi perairan dalam keadaan
surut (Gambar 24), sehingga massa air sungai yang mengalir ke estuari lebih
dominan dan logam Cu yang terukur sedikit lebih tinggi. Sedangkan pada
pengambilan I, dimana perairan dalam kondisi pasang (meskipun pasang kecil),
menyebabkan pengenceran massa air di estuari oleh air laut, sehingga logam Cu
yang terukur sedikit lebih rendah. Selain faktor pasang dan surut, adanya hujan
lebat di lokasi penelitian, pada pengambilan II, menyebabkan air sungai sebagai
sumber dari elemen kimia ini lebih banyak membawa material, termasuk logam
Cu terlarut dari daerah daratan dan logam Cu terlarut yang terukur pada
pengambilan II sedikit lebih tinggi. Curah hujan ini menyebabkan debit air sungai
sedikit mengalami kenaikan (lihat Lampiran 3 dan Cuaca Bulan September 2005).
Konsentrasi Cu dalam perairan yang terukur selama penelitian di Sungai
Banjir Kanal Barat masih berada dalam kisaran maksimum dari konsentrasi yang
ditentukan oleh EPA (1976) yaitu sebesar 23 ppb atau 23.10 -3 ppm.
32
Logam Zn Terlarut
Seng paling melimpah di alam sebagai batuan sulfida Sphalerite, ZnS.
Sumber utama Zn berasal dari aktivitas manusia yaitu buangan limbah dan polusi
udara yang mengandung Zn, sedangkan sumber alami Zn adalah erosi batuan
yang mengandung Zn di sungai (Bryan 1976). Kandungan logam Zn terlarut
selama penelitian disajikan pada Gambar 12.
ppm)
-3
Terlarut (10
Konsentrasi Logam Zn
12
10
8
6
4
2
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 12 Konsentrasi logam Zn terlarut pada pengambilan I dan II
Gambar 12 menunjukkan nilai konsentrasi logam Zn terlarut yang terukur
di lokasi penelitian berkisar antara 2.10 -3 –10.10-3 ppm pada pengambilan I,
dengan nilai tertinggi di stasiun 1 (10.10-3 ppm) dan terendah di stasiun 7 (2.10 -3
ppm). Dari stasiun 1 sampai 7, penurunan konsentrasinya secara perlahan -lahan.
Sedangkan pada pengambilan II, nilai konsentrasi logam Zn terlarut yang terukur
berkisar antara 3.10-3 – 9.10 -3 ppm dengan nilai tertinggi di stasiun 1 (9. 10 -3
ppm) dan terendah di stasiun 5 dan 7 (3. 10 -3 ppm).
Penurunan nilai konsentrasi ini disebabkan adanya faktor pengenceran dari
air laut. Tingginya konsentrasi Zn di stasiun 1 berkaitan dengan sumbernya yang
berasal dari sungai, sebelum mereka mengalami pengenceran lebih lanjut di
daerah estuari. Pada pengambilan II terjadi penambahan konsentrasi di stasiun 5.
Adanya penambahan nilai ini berhubungan dengan adanya pengadukan sedimen
yang disebabkan adanya arus yang bergesekan dengan dasar perairan, dimana
33
pada pengambilan II, di stasiun ini kedalamannya relatif lebih dangkal yaitu 0,65
m (Gambar 29).
Secara umum konsentrasi Zn yang terukur selama penelitian di Sungai
Banjir Kanal Barat, masih di bawah kriteria kualitas air yang keluarkan oleh EPA
(1976) yaitu sebesar 170 ppb atau 170.10 -3 ppm.
Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu, dan Zn dalam Sedimen
Kandungan logam Pb, Cd, Cu, dan Zn dalam sedimen disajikan pada
Gambar 13. Gambar 13 menunjukkan bahwa konsentrasi logam dalam sedimen
berkisar antara 0,006 – 183,39 ppm. Untuk logam Pb berkisar antara 4,14 – 13,93
ppm, logam Cd berkisar 0,006 – 0,117 ppm, logam Cu berkisar antara 30,54 –
Konsentrasi Logam dalam
Sedimen (ppm)
55,09 ppm dan logam Zn berkisar antara 94,11 – 183,39 ppm.
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Pb
Cu
Zn
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Konsentrasi Logam Cd dalam
Sedimen (ppm)
(a)
0.14
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
(b)
Gambar 13 Konsentrasi logam dalam sedimen (a) Pb, Cu dan Zn (b) Cd
34
Logam Zn mempunyai konsentrasi paling tinggi diantara lainnya.
Kemudian secara berurutan diikuti logam Cu, Pb dan Cd. Distribusi logam Zn
secara umum menurun dengan bertambahnya stasiun. Sedangkan Pb dan Cu
distribusinya berubah naik turun. Secara umum adanya perbedaan konsentrasi
antar stasiun ini disebabkan oleh berbagai proses baik fisika, biologi maupun
kimia. Akan tetapi mungkin yang sangat berpengaruh adalah proses fisika baik
adanya proses pengadukan maupun pengendapan, yang sangat dipengaruhi oleh
kondisi lingkungan seperti arus. Arus ini akan mempengaruhi proses laju
pengendapan atau sedimentasi dan mempengaruhi ukuran butir sedimen yang
terendapkan.
Pada stasiun 4, semua logam konsentrasinya lebih kecil dibandingkan pada
stasiun lainnya. Hal ini berkaitan dengan kandungan bahan organik total dalam
sedimen, dimana pada stasiun ini juga memiliki konsentrasi rendah (Gambar 36).
Rendahnya kandungan bahan organik total ini juga berhubungan dengan tekstur
sedimen yang di dominasi oleh fraksi pasir (Gambar 35).
Hubungan antara bahan organik total dalam sedimen dengan logam berat
dapat dilihat pada Lampiran 6. Logam Pb, Cd dan Cu mempunyai korelasi positif
dengan TOM, sedangkan Zn berkorelasi negatif. Hal ini berarti bahwa logam Pb,
Cd dan Cu keberadaanya di sedimen sangat dipengaruhi oleh bahan organik,
sedangkan Zn, hanya sebagian kecil saja bahan organik mempengaruhi
keberadaannya.
Pengamatan kandungan logam berat dalam sedimen juga pernah dilakukan
oleh Sunoko dkk. (1993) di Perairan Banjir Kanal Timur, Semarang bulan
Agustus 1993 dimana diperoleh rata-rata kandungan Pb berkisar antara 1,019 ±
0,137 ppm, logam Cd antara 1,212 ± 0,154 ppm, logam Cu antara 66,093 ± 8,652
ppm dan logam Zn antara 75,662 ± 9,652 ppm. Dibandingkan dengan penelitian
tesebut, ternyata Pb dan Zn yang terukur di daerah penelitian lebih tinggi
sedangkan logam Cd dan Cu lebih rendah konsentrasinya. Hal ini di sebabkan
karena di sekitar sungai Banjir Kanal Timur lebih banyak terdapat berbagai
industri, antara lain industri kimia, farmasi, tekstil dan plastik ( BAPPEDA Jawa
Tengah 1987, diacu dalam Sunoko dkk. 1993).
35
Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu dan Zn dalam Seston
Logam Pb dalam Seston
Konsentrasi logam Pb dalam seston disajikan pada Gambar 14. Pada
pengambilan I, konsentrasi logam Pb berkisar antara 13,587 – 30,556 ppm dan
pada pengambilan II berkisar antara 10,556 – 20, 879 ppm.
Konsentrasi Logam Pb
dalam Seston (ppm)
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 14 Konsentrasi logam Pb dalam seston pada pengambilan I dan II
Gambar 14 menunjukkan bahwa pada pengambilan I, konsentrasi logam
Pb dalam seston lebih tinggi daripada pengambilan II. Hal ini disebabkan oleh
adanya kondisi pengambilan sampel yang berbeda. Pada pengambilan I, perairan
dalam kondisi pasang (Gambar 23) dan sumber Pb dilokasi penelitian berasal dari
laut, sehingga pada pengambilan I, Pb yang terukur sedikit lebih tinggi daripada
pengambilan II.
Logam Cd dalam Seston
Konsentrasi logam Cd selama penelitian disajikan pada Gambar 15. Pada
pengambilan I konsentrasinya berkisar antara 4,21 – 9,615 ppm dan pada
pengambilan II berkisar antara 12,541 – 20,617 ppm. Konsentrasi Cd dalam
seston sangat kecil dibanding dengan logam yang lainnya. Hal ini dapat dijadikan
sebagai petunjuk bahwa sumber Cd di lokasi penelitian memang sangat kecil,
sehingga kandungan dalam air juga kecil <1 ppb. Begitu juga kandungan logam
Cd dalam sedimen yang cukup kecil (Gambar 13 b).
36
Konsentrasi Logam Cd
dalam Seston (ppm)
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 15 Konsentrasi logam Cd dalam seston pada pengambilan I dan II
Secara umum konsentrasi logam Cd dalam seston saat pengambilan II
lebih tinggi dibandingkan pada pengambilan I. Pada saat pengambilan II di lokasi
penelitian telah turun hujan lebat, yang menyebabkan air sungai sebagai sumber
dari elemen kimia ini lebih banyak membawa material, termasuk logam Cd dalam
seston dari daerah daratan. Hal ini mengindikasikan bahwa sumber Cu yang
masuk ke Muara Sungai Banjir Kanal Barat sebagian besar berasal dari daratan
yang kemudian dibawa oleh air sungai. Keadaan ini dapat dilihat dengan
meningkatnya debit sungai (Lampiran III), Cuaca Bulan September dan
meningkatnya material tersuspensi (Gambar 31).
Kondisi pasang dan surut juga mempengaruhi besar kecilnya konsentrasi
Cd yang terukur dilokasi penelitian. Pada pengambilan I, perairan dalam kondisi
pasang (Gambar 23), menyebabkan massa air sungai yang masuk ke estuari lebih
sedikit dan terencerkan oleh air laut, sehingga Cd dalam seston yang terukur pada
pengambilan I sedikit lebih kecil. Sebaliknya pada pengambilan II, kondisi
perairan surut, massa air lebih sungai lebih banyak masuk ke estuari sehingga Cd
yang terukur sedikit lebih tinggi.
Logam Cu dalam Seston
Konsentrasi logam Cu dalam seston disajikan pada Gambar 16. Pada
pengambilan I konsentrasi berkisar antara 13,33 – 44,258 ppm dan pada
pengambilan II berkisar antara 37,14 – 97,826 ppm
Konsentras Logam Cu dalam
Seston (ppm)
37
120
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 16 Konsentrasi logam Cu dalam seston pada pengambilan I dan II
Pada pengambilan II konsentrasi logam Cu dalam seston jauh lebih tinggi
daripada pengambilan I. Hal ini mengindikasikan bahwa sumber Cu yang masuk
ke muara Sungai Banjir Kanal Barat sebagian besar berasal dari daratan yang
kemudian dibawa oleh air sungai.
Logam Zn dalam Seston
Konsentrasi logam Zn dalam seston di lokasi pengambilan sampel
disajikan pada Gambar 17. Konsentrasi logam Zn dalam seston pada pengambilan
I berkisar antara 48,33 – 193,28 ppm dan pada pengambilan II berkisar antara
Konsentrasi Logam Zn dalam
Seston (ppm)
81,43 – 226,27 ppm.
250
200
150
100
50
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 17 Konsentrasi logam Zn dalam seston pada pengambilan I dan II
38
Pola Sebaran Logam Pb, Cd, Cu dan Zn dalam Seston dan Sedimen.
Pola Sebaran Logam Pb dalam Seston dan S edimen
Pola sebaran logam Pb dalam seston dan sedimen disajikan pada Gambar
18.
Konsentrasi Logam Pb
(ppm)
Seston dan Sedimen
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Seston I
Sedimen
Seston II
Gambar 18 Pola sebaran logam Pb dalam seston dan sedimen
Gambar 18 menunjukkan bahwa baik pada pengambilan I maupun II
konsentrasi logam Pb dalam seston lebih tinggi daripada dalam sedimen. Pada
stasiun yang sering mengalami pergolakan akibat tingginya arus, seperti stasiun 4
dan 5, mempunyai konsentrasi logam dalam seston yang lebih tinggi. Selain itu
ukuran sedimen yang terendapkan juga berukuran lebih besar (Gambar 35). Di
daerah -daerah yang sering bergolak, sedimen tersuspensi yang berukuran lebih
kecil tidak sempat mengendap sehingga logam yang terendapkan di stasiun ini
juga cukup rendah. Sedimen yang lebih kecil leb ih banyak mengadsorpsi logam
berat (Supriharyono, 2000)
Pola sebaran Logam Cd dalam seston dan sedimen
Pola sebaran logam Cd dalam seston dan sedimen disajikan pada Gambar
19. Gambar 19 menunjukkan bahwa konsentrasi logam Cd dalam seston lebih
tinggi daripada dalam sedimen. Karena konsentrasinya yang selalu lebih besar
dalam kolom air mengakibatkan logam Cd yang terendapkan dalam sedimen
sangat kecil (<1 ppm).
39
Konsentrasi Logam Cd
(ppm)
Seston dan Sedimen
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Seston I
Seston II
Sedimen
Gambar 19 Pola sebaran logam Cd dalam seston dan sedimen
Pola Sebaran Logam Cu dalam Seston dan Sedimen
Pola sebaran logam Cu dalam seston dan sedimen disajikan pada Gambar
20. Gambar 20 menunjukkan bahwa konsentrasi logam Cu dalam seston pada
pengambilan II jauh lebih tinggi daripada dalam sedimen. Pada pengambilan II, di
stasiun 2, 3 dan 7 konsentrasi logam Cu dalam seston lebih rendah daripada dalam
sedimen dan stasiun 4, 5 dan 6 mempunyai konsentrasi yang hampir sama. Di
stasiun 2 dan 3, penurunan konsentrasi ini mengindikasikan bahwa daerah ini
merupakan daerah dimana sering terjadi flokulasi sedimen dan apabila proses ini
berlanjut (gaya tarik lebih besar) floc yang terbentuk akan semakin besar dan pada
saat arus tenang terjadi pengendapan. Proses ini sangat berhubungan dengan
bahan organik. Laju pengendapan atau sedimentasi stasiun 2 dan 3 dapat dilihat
pada Tabel 8. Adanya pengendapan di stasiun ini menyebabkan logam yang
terukur dalam sedimen juga tinggi, dimana kehadirannya erat hubungannya
dengan kehadiran bahan organik dalam sedimen(Gambar 36).
40
Konsentrasi Logam Cu
(ppm)
Seston dan Sedimen
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Seston I
Seston II
Sedimen
Gambar 20 Pola sebaran logam Cu dalam seston dan sedimen
Tingginya konsentrasi logam Cu dalam seston pada pengambilan II lebih
banyak berkaitan dengan adanya masukan dari sungai yang lebih tinggi akibat
adanya hujan yang turun pada malam harinya (Cuaca Bulan September dan
lampiran 3). Air sungai lebih banyak membawa material tersuspensi yang dalam
hal ini mengandung logam Cu.
Fohl, et al (1998) menyatakan bahwa konsentrasi logam Cd, Cu, dan Zn di
material tersuspensi lebih tinggi atau lebih rendah daripada di sedimen disebabkan
karena peranannya dalam siklus biologi, proses adsorpsi, pelarutan kembali
selama pengendapan dan adanya perubahan antara sedimen – air melalui proses
difusi atau secara biologi.
Pola sebaran Logam Zn dalam seston dan sedimen
Pola sebaran Zn dalam seston dan sedimen disajikan pada Gambar 21
Konsentrasi Logam Zn
(ppm)
Seston dan Sedimen
250
200
150
100
50
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Seston I
Seston II
Sedimen
Gambar 21 Pola sebaran logam Zn dalam seston dan sedimen
41
Gambar 21 menunjukkan bahwa pada pengambilan II konsentrasi logam
Zn sedikit lebih tinggi daripada dalam sedimen dan pada pengambilan I ada
beberapa yang konsentrasinya lebih kecil daripada sedimen yaitu stasiun 1, 2, 3, 5
dan 7 dan ada yang lebih tinggi yaitu di stasiun 4 dan 5. Tingginya konsentrasi
Zn dalam seston di stasiun 4 dan 6 ini berkaitan dengan pengadukan sedimen oleh
adanya arus yang bergesekan dengan dasar perairan yang dalam hal ini lokasi
tersebut juga mempunyai kedalaman yang relatif lebih dangkal. Adanya
pengadukan dasar perairan mengakibatkan terlepasnya sedimen yang dalam hal
ini mengandung logam Zn ke kolom perairan dan menambah konsentrasi logam
Zn dalam seston.
Kapasitas Adsorpsi Logam Pb, Cd, Cu, dan Zn
Nilai kapasitas adsorpsi logam Pb, Cd, Cu dan Zn disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Nilai kapasitas adsorpsi logam Pb, Cd, Cu dan Zn
Jenis logam
Pb
Cd
Cu
Nilai Kapasitas
99.71
99.66
99.90
Adsorpsi (%)
Zn
99.91
Tabel 6 memperlihatkan bahwa logam Pb, Cd, Cu, dan Zn mempunyai
kapasitas adsorpsi yang cukup tinggi (>90%). Namun demikian nilai diatas belum
dapat menggambarkan nilai kapasitas adsorpsi yang sebenarnya, di wilayah
estuari. Diduga logam yang ditemukan di estuari ini, memang keberadaannya
lebih banyak dalam fase partikel, bukan karena adanya proses adsorpsi oleh
partikel.
Kondisi Pasang Surut
Berdasarkan data Dinas Hidrooseanografi (DISHIDROS) menunjukkan
bahwa tipe pasut Perairan Semarang didominasi oleh tipe semidiurnal, yaitu
terdapat 2 periode pasang tinggi dan dua periode pasang rendah setiap hari (satu
hari terjadi dua kali pasang dan 2 kali terjadi surut). Gambar 22 menyajikan
kondisi pasang surut daerah penelitian (Bulan September 2005 ).
Tinggi Muka Air (cm)
42
120
105
90
75
60
45
30
15
0
1
73
145
217
289
361
433
505
577
649
Jam
Gambar 22 Kondisi pasang surut di Perairan Semarang Bulan September
(DISHIDROS, 2005)
Keterangan :
: Kondisi pasut pada pengambilan 8 September 2005
: Kondisi pasut pada pengambilan 22 September 2005
Pengambilan sampel untuk parameter salinitas (tipe estuari) dilakukan
pada saat pasang dan surut (Gambar 23). Kemudian untuk pengambilan parameter
Tiggi Muka Air (cm)
yang lain dilakukan pada saat surut (Gambar 24).
105
90
75
60
45
30
15
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11 12
13
14
15
16
17
18
19
2 0 21
22
23
24
Jam
Gambar 23 Kondisi pasang surut saat pengukuran salinitas dan pengambilan
sampel I (8 September 2005)
Keterangan :
: Pengukuran salinitas pada saat Pasang
: Pengukuran salinitas pada saat Surut
: Pengambilan sampel I
Tiggi Muka Air (cm)
43
120
105
90
75
60
45
30
15
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Jam
Gambar 24 Kondisi pasang surut p engambilan II (22 September 2005)
Keterangan :
: Pengambilan sampel II
Tipe Estuaria
Perairan estuari pada umumnya dipengaruhi oleh pasang surut, dimana
pengaruh pasang akan meningkatkan salinitas akibat masuknya air laut ke dalam
estuari tersebut. Pada saat surut salinitas akan menjadi rendah karena pengaruh air
tawar akan lebih dominan. Untuk mengetahui tipe estuari ini dapat dilakukan
dengan melihat sebaran salinitas di estuari tersebut. Hasil pengukuran sebaran
salinitas pada empat lapisan kedalaman di setiap stasiun pada saat pasang dan
pada saat surut disajikan pada Gambar 25 dan 26.
Salinitas (0/00)
0
10
20
30
40
Kedalaman (cm)
0
St.1
St.2
20
St.3
40
St.4
St.5
60
St.6
St.7
80
100
Gambar 25 Sebaran salinitas menegak saat pasang
44
Surut
Salinitas (ppt)
Kedalaman (cm)
0
10
20
30
40
0
St.1
20
St.2
St.3
40
St.4
60
St.5
80
St.6
100
St.7
Gambar 26 Sebaran salinitas menegak saat surut
Berdasarkan pendekatan nilai salinit as pada saat pasang dan surut, maka
daerah penelitian dapat kelompokan menjadi 3 wilayah. Wilayah pertama adalah
wilayah, baik dalam kondisi pasang maupun surut, lapisan permukaan tidak
dipengaruhi oleh masukan air laut sehingga nilai salinitas mendekati 0 0 /00 yaitu
pada stasiun 1, wilayah kedua adalah wilayah yang dipengaruhi oleh air sungai
maupun air laut, sehingga salinitas di daerah ini berfluktuasi, yaitu pada stasiun
2,3,4,5, dan 6. Untuk wilayah tiga terdapat pada stasiun 7, dimana pada wilayah
ini tidak dipengaruhi oleh air sungai.
Adanya pengaruh aliran air tawar dari sungai dan air laut di sepanjang
badan sungai menyebabkan adanya stratifikasi salinitas di berbagai kedalaman
baik pada waktu pasang maupun surut. Lapisan permukaan cenderung memiliki
salinitas lebih rendah dibandingkan dengan lapisan tengah, dan lapisan tengah ini
juga lebih rendah dengan salinitas dasar perairan. Stratifikasi salinitas ini juga
terjadi secara horizontal dimana stasiun yang berada jauh dari muara mempunyai
salinitas lebih tinggi daripada stasiun yang berada di muara (Gambar 27).
45
(a)
(b)
Gambar 27 Sebaran menegak salinitas (a) pasang dan (b) surut
Pola penyebaran salinitas seperti ini menunjukkan bahwa muara Banjir
Kanal Barat tergolong pada estuari tercampur sebagian (Partially Mixed Estuary).
Duxbury and Duxbury (1993) mengemukakan bahwa karakteristik estuari
tercampur sebagian adalah adanya variasi salinitas secara vertikal dan horizontal,
stratifikasi densitas sedang, air laut digerakkan menuju sungai dengan arus dari
laut yang cukup kuat pada kedalaman percampuran horizontal, terdapat stratifikasi
densitas yang kuat dekat permukaan ketika air tawar masuk dalam jumlah banyak
serta terjadi pertukaran yang baik antara air tawar dan air laut (Gambar 28).
46
Gambar 28 Estuari tercampur sebagian (Pinet 2000)
Kedalaman
Hasil
pengukuran
kedalaman
di
lokasi
penelitian
hampir
tidak
menunjukkan adanya perbedaan dengan nilai kisaran antara 0,65 – 3 m. Hal ini
disebabkan ketinggian muka laut yang hampir sama saat pengambilan sampel.
Adanya sedikit perbedaan pada stasiun 1 disebabkan karena adanya debit air yang
sedikit lebih tinggi pada pengambilan II, dimana lokasi penelitian telah turun
hujan yang cukup lebat. Perbedaan nilai kedalaman antar stasiun disebabkan
karena adanya proses sedimentasi di beberapa stasiun. Di stasiun 4, laju
sedimentasi cukup tinggi, sehingga kedalamannya relatif cukup dangkal.. Untuk
selengkapnya nilai kedalaman dari semua stasiun dapat dilihat pada Gambar 29.
3.5
Kedalaman (m)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 29 Hasil pengukuran kedalaman di lokasi pengambilan sampel
47
Kecepatan dan Arah Arus
Dari hasil penelitian didapatkan nilai rerata kecepatan arus antara 0,058 –
0,150 m/det dengan arah yang bervariasi. Nilai kecepatan dan arah arus pada
setiap stasiun selama penelitian disajikan pada Gambar 30.
Gambar 30 Kecepatan dan arah arus pada pengambilan I dan II
Keterangan :
: Pengambilan saat pasang
: Pengambilan saat surut
: Nilai kecepatan arus berkisar antara 0,05 m/det
48
Nilai kecepatan arus di daerah penelitian sangat dipengaruhi oleh debit
air dan keadaan pasang surut. Pada pengambilan II, di stasiun 1, 2 dan 3
mempunyai kecepatan arus yang sedikit lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena
debit air pada pengambilan sampel II ni i sedikit lebih tinggi akibat adanya hujan
yang turun pada malam harinya (Lampiran 3).
Kualitas Air
Total Padatan Tersuspensi (TSS)
Padatan tersuspensi adalah partikel-partikel yang melayang di dalam air
yang terdiri dari komponen hidup (phytoplankton, jamur, bakteri) dan komponen
mati (detritus, partikel-partikel baik organik maupun organik).
Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai TSS berkisar antara 19,7 –
79 mg/l pada pengambilan I dan 38,9 – 95,8 mg/l pada pengambilan II. Pada
pengambilan I, nilai terendah terdapat pada stasiun 1 (19,7 mg/l) dan tertinggi
pada stasiun 6 (79 mg/l). Selanjutnya pada pengambilan II, nilai terendah terdapat
pada stasiun 7 (38,9 mg/l) dan tertinggi di stasiun 6 (95,8 mg/l). Data
selengkapnya tersaji pada Gambar 31.
120
TSS (mg/l)
100
80
60
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 31 Nilai TSS di lapisan permukaan pada pengambilan I dan II
Gambar 31 memperlihatkan bahwa nilai TSS bervariasi dari hilir menuju
muara. Nilai TSS pada pengambilan II, lebih tinggi daripada pengambilan I. Hal
ini disebabkan pada pengambilan II, dilokasi penelitian telah turun hujan lebat
49
pada malam harinya, sehingga air sungai lebih banyak membawa material
tersuspensi (lihat cuaca Bulan September 2005, Lampiran 3 tentang debit air
sungai). Kondisi pasang dan surut ikut menentukan nilai TSS. Pada pengambilan
I, kondisi perairan dalam keadaan pasang (Gambar 23) dan menyebabkan massa
air sungai yang masuk ke estuari diencerkan oleh air laut, sehingga konsentrasi
TSS yang terukur lebih kecil. Sedangkan pada saat surut, massa air sungai lebih
dominan dan menyebabkan nilai TSS lebih tnggi.
Penambahan nilai TSS di stasiun 5 disebabkan adanya pelepasan sedimen
di dasar, oleh adanya arus yang bergesekan dengan dasar perairan. Faktor
kedalaman ikut mempengaruhi proses resuspensi. Di stasiun 5 kedalamannya
relatif lebih dangkal (Gambar 29)
Oksigen Terlarut
Nilai konsentrasi oksigen terlarut (DO) disajikan pada Gambar 32.
Oksigen Terlarut (mg/l)
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 32 Nilai konsentrasi oksigen terlarut pada pengambilan I dan II
Gambar 32 menunjukkan bahwa kisaran nilai konsentrasi oksig en sedikit
berfluktuasi dengan kisaran nilai antara 5,14 – 5,57 mg/l pada pengambilan I dan
pengambilan II berkisar antara 4,22 – 4,42 mg/l. Nilai oksigen terlarut pada
pengambilan I, lebih tinggi daripada pengambilan II. Hal ini menggambarkan
bahwa daerah penelitian, kandungan oksigennya berfluktuasi oleh adanya
perubahan waktu.
50
Bahan Organik Total (TOM)
Bahan organik total menggambarkan kandungan bahan organik total suatu
perairan yang terdiri dari bahan organik terlarut, tersuspensi, dan koloid (Goldman
dan Horne 1983). Kandungan bahan organik dalam air dapat disamakan dengan
berbagai parameter diantaranya adalah BOD5 (Biochemical Oxygen Demand ),
COD (Chemical Oxygen Demand ) maupun TOM (Total Organik Matter). TOM
dan COD diukur dengan oksidator kimia KMNO4 dan K2Cr2O7 , dimana dengan
parameter ini lebih menggambarkan kandungan sesungguhnya, tetapi tidak
menunjukkan dinamika ekosistem perairan. Sebaran nilai TOM selama penelitian
Bahan Organik Total (mg/l)
disajikan pada Gambar 33.
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 33 Sebaran nilai bahan organik total (T OM) pada pengambilan I dan II
Gambar 33 menunjukkan sebaran nilai TOM pada pengambilan I berkisar
antara 10,54 – 35,41 mg/l, dengan nilai tertinggi di stasiun 6 dan terendah di
stasiun 7. Pada pengambilan II, berkisar antara 15,14 – 50,61 mg/l dengan nilai
tertinggi terdapat di stasiun 4 dan terendah di stasiun 7. Tingginya nilai TOM di
stasiun 2, 3, 4, 5 dan 6 berkaitan dengan nilai TSS yang cukup tinggi pula di
stasiun tersebut (Gambar 31).
Derajat Keasaman atau pH
Derajat keasaman atau pH adalah nilai yang menunjukkan aktivitas ion
hidrogen dalam air yang di gunakan untuk mengukur apakah suatu larutan bersifat
asam dan basa. Nilai pH berkisar antara 1 – 14 dimana nilai pH 7 adalah netral
51
yang merupakan batas tengah antara asam dan basa makin tinggi pH suatu larutan
makin besar sifat basanya dan sebaliknya semakin kecil pH semakin kuat asam
pH
suatu larutan. Nilai pengukuran pH selama penelitian di sajikan pada Gambar 34.
8.2
8
7.8
7.6
7.4
7.2
7
6.8
6.6
6.4
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
I
II
Gambar 34 Nilai pH di setiap stasiun pada pengambilan I dan II
Nilai pH semakin meningkat dengan bertambahnya stasiun dengan kisaran
nilai antara 7,01 – 7,94 dengan nilai tertinggi di stasiun 7 dan terendah di stasiun
1. Hal ini di sebabkan karena posisi stasiun 7 yang berada di laut (cukup jauh dari
muara) dan stasiun 1 yang berada di sungai sehingga pH cenderung netral atau
sedikit asam. Secara alami pH untuk air laut berkisar antara 7,5 – 8. Selain itu
tampak bahwa nilai pada pengambilan I cenderung lebih tinggi daripada
pengambilan II. Hal ini di sebabkan kondisi perairan pada pengambilan I dalam
keadaan pasang, meskipun pasang kecil dan pada pengambilan II, kondisi perairan
dalam keadaan surut, sehingga tidak ada faktor pengenceran air laut dan
menyebabkan pH sedikit lebih rendah.
Kualitas Sedimen
Fraksi Sedimen
Tekstur substrat terdiri atas campuran pasir, lumpur dan liat. Tidak ada
substrat yang terdiri atas satu fraksi saja, sehingga semua tipe substrat terdiri atas
ketiga fraksi tersebut. Tekstur atau tipe sedimen dapat ditentukan dengan
mengukur komposisi dari fraksi-fraksi pembentuknya, yaitu kandungan lumpur
52
(debu), pasir dan liat. Sebaran nilai fraksi sedimen pada setiap stasiun penelitian
disajikan pada Tabel 7 dan Gambar 35.
Tabel 7 Nilai persentase tekstur sedimen dan jenis sedimen
Stasiun
Jenis Sedimen
Fraksi Sedimen
Sand
83.04
1.04
0.92
76.88
65.32
10.84
6.24
1
2
3
4
5
6
7
Silt
16
98
98
22
34
88
88
Clay
0.96
0.96
1.08
1.12
0.68
1.16
5.76
Loamy sand
Silt
Silt
Loamy sand
Sandy loam
Silt
Silt
Tabel 7 menunjukkan jenis sedimen di Perairan Banjir Kanal Barat adalah
sand (pasir), silt (lumpur), loamy sand (pasir berlempung) dan sandy loam
(lempung berpasir). Stasiun 1 di dominasi fraksi pasir (83,04 %). Sedangkan
stasiun 2 dan 3, fraksi silt yang mendominasi. Kondisi seperti ini di sebabkan
karena letak posisi stasiun 1 yang jauh di hulu sungai dan material yang cukup
besar terendapkan di stasiun ini. Partikel yang berukuran lebih besar akan lebih
cepat mengendap di dasar perairan sedangkan partikel yang lebih kecil akan
terbawa jauh ke arah lautan sebelum akhirnya mengendap (Triadmodjo 1999)
Fraksi Sedimen (%)
120
100
80
Pasir
60
Silt
Clay
40
20
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Gambar 35 Sebaran rata-rata fraksi sedimen
Untuk stasiun 2 dan 3, posisinya agak terlindung dari pergerakan
gelombang dan ombak dan merupakan daerah pertemuan antara air tawar dan air
53
laut yang dapat menyebabkan kondisi arus lemah. Adanya arus yang lemah ini
memberi kesempatan partikel-partikel yang lebih halus mengendap. Untuk stasiun
4 dan 5, fraksi pasir cukup mendominasi. Hal ini disebabkan pada stasiun ini ada
pengaruh gelombang yang tentunya daerah ini mempunyai arus yang cukup besar.
Daerah yang mempunyai arus besar, maka material yang berukuran yang lebih
besar (pasir) yang dapat mengendap di daerah ini.
Bahan Organik Sedimen
Kandungan bahan organik erat kaitannya dengan jenis sedimen. Jenis
sedimen perairan yang berbeda akan mempunyai kandungan bahan organik yang
berbeda pula. Semakin halus sedimen, kemampuan dalam mengakumulasi bahan
organik semakin besar. Kandungan bahan organik pada umumnya akan tinggi
pada sedimen Lumpur. Bahan organik ini berkaitan erat dengan unsur hara. Bahan
organik tinggi, berarti unsur hara tinggi juga. Wood (1987) mengatakan bahwa
sedimen berpasir umumnya miskin zat hara dan begitu sebaliknya substrat yang
lebih halus kaya akan unsur hara. Bahan organik yang terukur saat penelitian
Bahan Organik dalam Sedimen
(%)
disajikan pada Gambar 36.
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
Stasiun
Gambar 36 Nilai bahan organik sedimen
Kisaran nilai bahan organik yang terukur selama penelitian antara 29,01 72,56 % dengan nilai terendah di stasiun 1 dan tertinggi di stasiun 2. Nilai ini
sangat berkaitan dengan jenis sedimen. Sedimen yang berjenis lumpur (atau yang
54
berukuran lebih halus) mempunyai kandungan bahan organik yang tinggi pula.
Hal ini dapat dilihat pada stasiun 2 dan 3.
Laju Sedimentasi
Pengukuran laju sedimentasi di Muara Banjir Kanal Barat dalam
penelitian hanya dilakukan di tiga stasiun yaitu stasiun 2 dan 3 dan 4. Dari hasil
pengukuran didapatkan nilai yang bervariasi. Laju sedimentasi tertinggi terdapat
di stasiun 4 dengan rerata 75,258 kg/m 2/minggu dan terendah di stasiun 2 dengan
nilai rerata 2,164 kg/m 2/minggu. Data selengkapnya disajikan dalam Tabel 8.
Tabel 8 Laju sedimentasi Muara Banjir Kanal Barat
Stasiun
2
3
4
Laju Sedimentasi (kg/m 2/minggu)
Minggu
I
II
2.179
2.149
54.279
60.218
75.258
79.569
Rerata
2.16
57.25
77.57
Dari ketiga stasiun tersebut memperlihatkan bahwa laju sedimentasi
stasiun dekat laut (stasiun 4) lebih tinggi daripada stasiun yang lain. Padahal bila
dilihat kecepatan arusnya (Lampiran 1), memiliki kecepatan arus yang cukup
tinggi. Pada daerah yang mempunyai kecepatan arus tinggi, maka sedimen yang
terendapkan di daerah tersebut memiliki fraksi sedimen yang cukup kasar.
Fenomena ini terjadi di stasiun 4, yang mempunyai fraksi sedimen cukup kasar
(loamy sand/pasir berlempung). Pada stasiun 4, selain dipengaruhi oleh adanya
sedimen dari sungai, juga dipengaruhi oleh adanya sedimen dari laut. Hal ini
dapat dilihat dari fraksi sedimen, dimana di stasiun 4 ini, fraksi pasir cukup
mendominasi (Gambar 35). Dari hasil perhitungan yang dilakukan oleh siwi
(2002) mengenai perimbangan antara debit sedimen total dengan laju sedimentasi,
bahwa Sedimen yang mengendap di Muara Sungai Banjir Kanal Barat sangat
dipengaruhi oleh transpor sedimen sepanjang pantai dan pasokan sedimen Sungai
Banjir Kanal Barat.
55
Debit Sungai
Dari hasil perhitungan debit sungai yang dilakukan pada tanggal 6 dan 19
September 2005, didapat rerata debit sungai Banjir Kanal Barat, sebesar 13,62
m3/det. Perhitungan selengkapnya disajikan pada Lampiran 3.
Pada Tabel 9 disajikan debit Sungai Banjir Kanal Barat (th 1997 – 2001)
hasil perhitungan Dinas Pengairan PU Jawa Tengah.
Tabel 9 Nilai debit sungai Banjir Kanal Barat tahun 1997 – 2001
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Debit
(m3/det)
1997
1998
1999
2000
Januari
16.87
5.89
6.91
9.73
Febuari
10.07
8.83
13.22
14.67
Maret
11.39
12.69
10.67
17.38
April
17.20
7.53
10.28
12.50
Mei
12.79
5.94
4.73
13.02
Juni
6.34
7.53
19.24
10.19
Juli
6.65
10.24
5.49
Agustus
7.75
3.53
3.55
September
15.51
12.44
3.11
Oktober
1.95
8.05
8.65
4.06
November
31.23
3.99
6.45
12.10
Desember
16.95
4.41
14.26
6.19
Rerata
10.40
8.06
10.05
7.30
Sumber : Dinas Pengairan PU Jawa Tengah
Bulan
2001
8.94
12.03
8.98
17.36
17.43
16.20
4.20
2.93
16.76
9.65
8.50
5.70
10.67
Keadaan Cuaca Bulan September
Berdasarkan pantauan data cuaca yang terjadi di Pelabuhan Tanjung Emas
Semarang pada Bulan September 2005, umumnya cerah hingga berawan dengan
jumlah hari hujan sebanyak 8 hari, dimana hujan ini turun pada malam hari.
Jumlah curah hujan terbesar selama 24 jam, sebesar 20,9 mm, hasil pengukuran
tanggal 22 September 2005.
Arah angin bertiup dari arah timur, dengan kecepatan antara 3 – 10 knots.
Tinggi gelombang laut antara 0,3 – 0,8 m. Suhu permukaan laut rata-rata 30,40C
(BMG 2005).
Konsentrasi Logam berat yang masuk ke Muara Bulan September 2005
Besarnya logam berat yang masuk ke muara dihitung berdasarkan debit
sungai dan konsentrasi rata-rata logam berat yang didapatkan didalam sungai pada
2 kali pengambilan.
56
Dari hasil perhitungan didapat nilai konsentrasi logam berat yang masuk
ke muara untuk logam Pb sebesar 0,021 gr/det, logam Cd sebesar 0,012 gr/det,
logam Cu sebesar 0,096 gr/det dan logam Zn sebesar 0,268 gr/det. Perhitungan
lebih lengkap dapat dilihat pada Lampiran 4.
Pembahasan
Estuari merupakan tempat bertemunya air tawar dari sungai dan air asin
yang berasal dari laut. Air tawar yang berasal dari sungai mempunyai densitas
lebih kecil daripada air laut, sehingga air tawar akan mengambang diatas air laut.
Karakter atau sifat dari estuari tidak bersifat uniform, dimana perbedaan ini
terutama disebabkan oleh adanya variasi pasut dan masukan air sungai, yang
kemudian mempengaruhi proses percampuran. Pada estuari tercampur sebagian,
adanya arus pasang surut menyebabkan gesekan dan menimbulkan pergolakan,
kemudian menyebabkan percampuran yang lebih efektif dalam kolom air. Air laut
akan tercampur keatas dan air tawar akan tercampur ke bawah.
Proses percampuran massa air sungai dan massa air laut di estuari secara
umum akan memberikan pengaruh terhadap perubahan konsentrasi logam berat
terlarut. Hal ini disebabkan adanya proses pengenceran, flokulasi yang disertai
adanya proses adsorpsi dan desorpsi. Adanya proses pengenceran menyebabkan
konsentrasi logam berat berubah jadi naik atau menurun di sepanjang daerah
estuari, tergantung dari sumber utama logam yang bersangkutan. Apabila sumber
utama berasal dari sungai, adanya proses pengenceran oleh air laut menyebabkan
konsentrasi logam akan menurun sepanjang perubahan nilai salinitas dan
sebaliknya apabila sumber utama berasal dari laut, konsentrasi logam berat
menjadi naik dengan bertambahnya nilai salinitas (Chester 1990).
Menurunya konsentrasi logam berat terlarut di estuari juga disebabkan
karena adanya proses adsorpsi logam berat yang diikuti oleh adanya proses
flokulasi. Proses adsorpsi adalah proses dimana atom, partikel atau molekul suatu
zat terikat pada permukaan zat padat karena adanya gaya tarik menarik dari atom
atau molekul pada lapisan bagian luar atau permukaan zat padat (Tan, 1982).
Proses adsorpsi antar partikel tersuspensi dalam kolom air terjadi karena adanya
muatan listrik pada permukaan partikel. Flokulasi terjadi akibat adanya gaya tarik
57
menarik antara elemen -elemen yang berasal dari sungai dan laut yang berbeda
muatannya (Chester 1990). Butir lanau, lempung dan kolloid asam humus yang
tersuspensi dan terangkut memasuki wilayah estuari melalui aliran sungai
mempunyai kecenderungan bermuatan listrik negatif. Dengan peningkatan
salinitas, kekuatan tarik menarik antar partikel menjadi lebih kuat, sehingga saat
partikel bertabrakan akan membentuk gumpalan (floc). Terbentuknya gumpalan
ini memungkinkan terjadinya pengendapan di dasar perairan estuari. Logam yang
terdapat dalam kolom air lebih cepat diendapkan pada kondisi salinitas antara 0 –
18 0/ 00 (Chester 1990).
Penurunan konsentrasi logam berat di estuari sebelum logam tersebut
dibawa ke laut, menjadikan estuari berperan sebagai filter bahan-bahan kimia
yang bawa oleh air sungai. Filter ini bekerja terutama melalui perubahan dari fase
terlarut menjadi fase partikel. Sistim filter estuari bekerja secara selektif terhadap
masing-masing individu. Apabila keberadaan elemen (logam) selama di estuari
hanya dipengaruhi oleh proses fisik atau proses percampuran, elemen ini akan
mengalami pengenceran, sehingga di perairan lo gam ini bersifat konservatif.
Sedangkan adanya reaksi kimia seperti adanya perubahan dari fase terlarut
menjadi partikel atau sebaliknya mengakibatkan penambahan atau pengurangan
konsentrasi logam berat sehingga di perairan logam tersebut bersifat non
konservatif.
Untuk melihat proses ini dapat dilakukan dengan pendekatan “mixing
graph” dimana konsentrasi logam terlarut diplotkan dengan nilai yang sifatnya
conservatif, yang dalam hal ini adalah salinitas (Chester 1990).
Pembahasan ini menekankan kepada pola kecenderungan logam berat
terlarut terkait dengan perubahan salinitas dan TSS sebagai indikator adanya
perubahan komposisi ion dan materi di perairan. Selain itu juga dimaksudkan
untuk menunjukkan apakah terdapat kemiripan pola sebaran logam berat terlarut
Pb, Cu dan Zn terlarut di estuari Banjir Kanal Barat dengan pola sebaran logam
Pb, Cu dan Zn terlarut pada wilayah lainnya.
Pola Sebaran Logam Pb Terlarut terhadap Salinitas dan TSS
Pola kecenderungan sebaran Pb terlarut menurut salinitas di Sungai Banjir
Kanal Barat disajikan pada Gambar 37. Gambar 37 menunjukkan bahwa
58
pengambilan I dan II, logam Pb terlarut mempunyai pola yang hampir sama yaitu
konsentrasinya lebih tinggi di air laut daripada air tawar (Gambar 3). Hal ini
mengindikasikan bahwa sumber Pb terlarut di lokasi penelitian berasal dari laut.
Pola logam Pb terlarut ini sama dengan pola dari parameter pH, dimana untuk air
-3
Terlarut (10 ppm)
Konsentrasi Logam Pb
laut nilai pH > air tawar. Begitu juga untuk oksigen terlarut (DO).
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
0
Salinitas ( / 00)
Terlarut (10 ppm)
2.5
-3
Konsentrasi Logam Pb
(a)
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
0
Salinitas ( /00)
(b)
Gambar 37 Pola Hubungan antara Pb terlaru t dengan salinitas pada pengambilan
I (a) dan II (b)
Gambar 37 memperlihatkan bahwa logam Pb terlarut mengalami removal
pada pada salinitas ± 5 - 15 0/00 dan pada salinitas > 20 0/00 mengalami addition.
Boyle et al. (1982), diacu dalam Chester (1990) di Sungai Amazon, menemukan
bahwa elemen mengalami penurunan secara tajam pada daerah awal terjadinya
mixing (salinitas sampai mencapai 15 0 /00). Tingginya alkalinitas menyebabkan
proses flocculation atau adsorpsi elemen dari fase terlarut.Hal ini berarti bahwa
59
logam Pb di lokasi penelitian bersifat non konservatif. Chester (1990) menyatakan
bahwa logam seperti Pb, Zn, Cu, Cd dan Ni, umumnya memiliki sifat non
konservatif selama berada di estuari. Hasil penelitian Danielsson et al. (1983),
diacu dalam Chester (1990), bahwa logam Pb di estuari Gota (Sweden), dengan
tipe estuari baji garam (salt wedge), tidak menunjukkan adanya proses removal.
Adanya proses removal maupun addition ini berkaitan dengan proses
adsorpsi dan desorpsi. Adanya proses adsorpsi, yang kemudian diikuti proses
flokulasi dan pengendapan menyebabkan adanya penambahan konsentrasi dalam
sedimen. Tingginya konsentrasi sedimen ini dapat dilihat pada stasiun 2 dan 3
(Gambar 13), dimana stasiun ini memang memiliki salinitas yang selalu rendah
baik saat pasang maupun surut (Gambar 25 dan 26). Sedangkan adanya proses
desorpsi, umumnya terjadi karena adanya resuspensi yang kemudian diikuti
proses desorpsi dari partikel dan menambah konsentrasi logam dalam fase
terlarut.
Pola hubungan antara Pb terlarut dengan TSS dapat dilihat melalui pola
hubungan antara TSS dengan rasio konsentrasi logam terlarut terhadap
Rasio Pb Terlarut terhadap Pb
dalam seston
konsentrasi logam dalam seston (Gambar 38).
0.35
0.3
0.25
0.2
R2 = 0.0334
0.15
0.1
0.05
0
-
R2 = 0.1818
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
TSS (mg/l)
Pengambilan I
Pengambilan II
Gambar 38 Pola hubungan antara logam Pb dengan TSS
Gambar 38 memperlihatkan bahwa kenaikan nilai TSS menyebabkan
turunnya nilai konsentrasi logam Pb terlarut, meskipun pengaruh TSS ini sangat
kecil. Konsentrasi Pb terlarut mengalami proses adsorpsi o leh TSS. Adanya
proses desorpsi pada salinitas > 20
0
/00 disebabkan karena kandungan Pb dalam
60
seston, yang ditemukan di stasiun 4 – 6 cukup tinggi (Gambar 18), dan
diasumsikan partikel ini mengalami proses desorpsi, dan menambah logam Pb
dalam fase terlarut.
Dilihat dari pola hubungan antara logam terlarut dengan salinitas (Gambar
37), ada suatu proses yang lebih menarik untuk logam Pb terlarut. Pada range
salinitas ± 15 – 25 0/00, logam Pb terlarut cenderung memperlihatkan adanya
perubahan yang cukup tajam dan pada range salinitas tertentu memperlihatkan
nilai yang konstan. Perubahan konsentrasi yang tajam ini diduga berhubungan
dengan perubahan spesiasi logam Pb. Turner et al (1980) menyatakan bahwa pada
perairan tawar, spesiasi logam Pb yang paling dominan adalah dalam bentuk
kation bebas (Pb2+) atau berpasangan dengan ion karbonat (CO3) dan pada air laut,
lebih dominan dalam bentuk berpasangan dengan ion klorida (Cl-). Spesiasi logam
ikut berperan dalam menentukan proses kimiawi yang terjadi di estuari, seperti
proses flokulasi dan adsorpsi ke dalam partikel dan pengendapan. Chester (1990)
menyatakan bahwa tingkah laku elemen -elemen di estuari dapat juga tergantung
dari spesiasi logam yang bersangkutan.
Pola Sebaran Cu Terlarut terhadap Salinitas dan TSS
Pola sebaran Cu terlarut dengan salinitas disajikan pada Gambar 39.
Gambar 39 menunjukkan bahwa pola hubungan antara Cu terlarut dan salinitas
pada pengambilan I dan II mempunyai pola yang sama, melimpah relatif lebih
banyak di air tawar (Gambar 3), sehingga konsentrasinya semakin menurun ke
arah laut. Hal ini mengindikasikan bahwa logam Cu bersumber dari sungai
kemudian selama di estuari terencerkan oleh adanya air laut. Selain itu juga ada
proses adsorpsi yang diikuti dengan proses flokulasi dan desorpsi.
2.5
Terlarut (10 -3ppm)
Konsentrasi Logam Cu
61
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Salinitas (0/00)
Terlarut (10 ppm)
-3
Konsentrasi Logam Cu
(a)
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
Salinitas (0/ 00)
(b)
Gambar 39 Pola hubungan antara Cu terlarut dengan salinitas pada pengambilan
(a) I dan (b) II
Pada pengambilan I, logam Cu terlarut mengalami proses removal dan
pada pengambilan II, selain proses removal, logam Cu terlarut mengalami
addition pada nilai salinitas >20 0/ 00. Perubahan nilai konsentrasi di estuari ini
berhubungan dengan proses adsorpsi oleh partikel, yang kemudian terjadi
pengendapan materi serta adanya proses desorpsi oleh partikel. Hal ini sesuai
dengan hasil penelitian Windom et al. (1983), diacu dalam Chester (1990) di
Estuari Savannah dan Ogeeche (USA), dimana logam Cu bersifat non konservatif
dengan adanya proses addition di salinitas > 20 0 /00 dan pada salinitas menengah
(5 – 20 0/00) mengalami removal (Gambar 4). Dalam eksperimen selanjutnya
disimpulkan bahwa adanya penambahan Cu pada salinitas > 20 0 /00 disebabkan
adanya pelepasan dari material tersuspensi sebagai hasil resuspensi sedimen.
62
Adanya proses adsorpsi oleh partikel, yang kemudian terjadi pengendapan
materi menyebabkan konsentrasi logam dalam sedimen tinggi, yang pada
penelitian ini dapat dilihat pada stasiun 2 dan 3 (Gambar 13). Proses removal di
perairan sangat dipengaruhi oleh nilai padatan tersuspensi, sehingga diasumsikan
bahwa peningkatan TSS akan diikuti dengan penurunan konsentrasi Cu terlarut.
Untuk melihat proses adsorpsi dapat dilihat melalui hubungan antara rasio
konsentrasi Cu terlarut terhadap konsentrasi Cu dalam seston dengan nilai TSS
(Gambar 41). Gambar 41 menunjukkan bahwa peningkatan nilai TSS menurunkan
Rasio Cu Terlarut terhadap
Cu dalam seston
nilai konsentrasi logam Cu terlarut.
0.08
0.07
0.06
0.05
0.04
0.03
0.02
0.01
0
-
2
R = 0.327
20.00
40.00
2
R = 0.238
60.00
80.00
100.00
120.00
TSS (mg/l)
Pengambilan I
Pengambilan II
Gambar 40 Pola hubungan antara logam Cu dengan TSS
Adanya proses desorpsi pada pengambilan II disebabkan karena pada
pengambilan II ini, logam dalam seston yang ditemukan pada stasiun 4 dan 5 yang
mempunyai nilai salinitas ± 20 0 /00, konsentrasi Cu dalam seston cukup tinggi,
sehingga diasumsikan partikel yang mengandung logam Cu ini mengalami
desorpsi (Gambar 20).
Gambar 39 juga memperlihatkan adanya perubahan secara tajam
konsentrasi terlarut, yaitu pada range salinitas 0 – 5 0/ 00 dan kemudian nilai
tersebut cenderung konstan. Perubahan ini berkaitan dengan perubahan spesiasi
logam Cu. Pada salinitas 0 0/ 00, spesiasi logam Cu lebih dominan dalam bentuk
pasangan dengan elemen humic dan pada salinitas >5 0/00, logam Cu lebih banyak
berikatan dengan ion OH dalam bentuk (Cu(OH)2) (Chester 1990). Spesiasi logam
ikut berperan dalam menentukan proses kimiawi yang terjadi di estuari, seperti
proses flokulasi dan adsorpsi ke dalam partikel dan pengendapan.
63
Pola Sebaran Zn Terlarut terhadap Salinitas dan TSS
Pola sebaran Zn dengan salinitas disajikan pada Gambar 41. Gambar 41
menunjukkan bahwa pola sebaran logam Zn terlarut pada pengambilan I dan II
relatif melimpah di air tawar dan konsentrasinya menjadi menurun dengan
bertambahnya nilai salinitas. Pola ini sama dengan yang dialami oleh logam Cu
12
-3
Terlarut (10 ppm)
Konsentrasi Logam Zn
terlarut.
10
8
6
4
2
0
0
5
10
15
20
25
30
35
0
Salinitas ( /00)
10.0
Terlarut (10 -3ppm)
Konsentrasi Logam Zn
(a)
8.0
6.0
4.0
2.0
0.0
0
5
10
15
20
25
30
35
Salinitas (0 /00)
(b)
Gambar 41 Pola hubungan antara Zn terlarut dengan salinitas pada
pengambilan I (a) dan II (b)
Pada pengambilan I, logam Zn terlarut lebih mengalami proses addition.
Pada pengambilan II, mengalami removal pada salinitas 5 – 15 0/ 00. dan addition
pada salinitas > 20 0/ 00. Boyle et al. (1982), diacu dalam Chester (1990) di Sungai
Amazon, menemukan bahwa elemen mengalami penurunan secara tajam pada
daerah awal terjadinya mixing (salinitas sampai mencapai 15 0/ 00). Tingginya
alkalinitas menyebabkan proses flocculation atau adsorpsi elemen dari fase
terlarut. Adanya proses addition pada pengambilan I, terjadi pada salinitas >20 0/00
dan dari hasil analisa logam Zn dalam seston pada salinitas ini, yang pada
64
penelitian ini terdapat di stasiun 4, ternyata logam Zn dalam seston ditemukan
sangat tinggi konsentrasinya dan diasumsikan dengan tingginya konsentrasi dalam
seston, logam Zn tersebut mengalami proses desorpsi (Gambar 21).
Pengaruh TSS terhadap logam Zn terlarut dapat dilihat melalui hubungan
antara rasio logam Zn terlarut terhadap logam Zn dalam seston dengan TSS
(Gambar 42). Gambar 42 menunjukkan bahwa peningkatan nilai TSS
mengakibatkan penurunan rasio logam berat Zn terlarut terhadap logam dalam
Rasio Zn Terlarut terhadap
dalam seston
seston. TSS mempengaruhi proses adsorpsi logam berat terlarut.
0.06
0.05
0.04
R2 = 0.1206
0.03
0.02
2
R = 0.5195
0.01
0
-
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
TSS (mg/l)
Pengambilan I
Pengambilan II
Gambar 42 Pola hubungan antara Zn terlarut dan TSS
Gambar 41 juga memperlihatkan adanya perubahan konsentrasi logam Zn
terlarut yang cukup tajam, seperti pada logam Cu, yaitu pada range salinitas 0 –
10 0/ 00. Perubahan ini diduga berhubungan dengan perubahan spesiasi dari logam
Zn. Turner et al. (1980) menyatakan bahwa logam Zn pada perairan tawar,
spesiasi yang dominan adalah berikatan dengan OH dan pada air laut, lebih
banyak dalam bentuk kation bebas.