Konsentrasi Logam Berat Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola
advertisement
KONSENTRASI LOGAM BERAT Pb, Cd, Cu, Zn dan POLA SEBARANNYA DI MUARA BANJIR KANAL BARAT, SEMARANG LILIK MASLUKAH SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Konsentrasi Logam Berat Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola Sebarannya di Muara Banjir Kanal Barat, Semarang adalah karya saya sendiri dengan arahan komisi pembimbing 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, Ju li 2006 Lilik Maslukah NIM C651030011 ABSTRAK LILIK MASLUKAH. Konsentrasi Logam Berat Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola Sebarannya di Muara Banjir Kanal Barat, Semarang. Dibimbing oleh TRI PRARTONO dan I WAYAN NURJAYA. Estuari merupakan daerah pertemuan air tawar dan air laut, yang mempunyai sifat fisik dan kimia berbeda. Tingkat percampuran air tawar dan air laut ini sangat dipengaruhi oleh keadaan pasut dan debit sungai. Logam berat yang masuk ke estuari akan mengalami proses pengenceran; adsorpsi oleh partikel yang diikuti proses flokulasi; desorbsi; dan proses pengendapan. Proses adsorpsi terjadi karena kereaktifan logam terhadap bahan organik terlarut dan oleh adanya ikatan permukaan pada partikel. Bahan organik terlarut tersebut terikat oleh partikel. Dengan bertambahnya nilai salinitas, kekuatan tarik menarik antar partikel semakin kuat dan terbentuk agregat yang lebih besar (floc). Pada saat arus lemah, agregat ini akan mengendap di dasar. Adanya proses adsorpsi di estuari mengakibatkan logam terlarut mengalami proses removal dan menambah konsentrasi logam dalam sedimen. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi logam terlarut, logam dalam seston dan logam dalam sedimen di sepanjang muara sungai; menentukan pola sebaran logam terlarut ditinjau dari nilai sebaran salinitas serta hubungan antara TSS dengan konsentrasi logam terlarut. Analisis pola sebaran logam berat terlarut dengan nilai salinitas menggunakan “ mixing graph”. Hasil analisa laboratorium menunjukkan bahwa logam terlarut Pb berkisar antara 1.10 -3 – 4.10-3 ppm, Cd tidak terdeteksi atau konsentrasinya < 0,001 ppm, Cu berkisar antara 1.10 -3 – 4.10 -3 ppm, dan Zn berkisar antara 2.10-3 – 1.10 -3 ppm; logam Pb dalam sedimen berkisar antara 4,14 –13,93 ppm, logam Cd berkisar antara 0,006 – 0,117 ppm, logam Cu berkisar antara 30,54 –55,09 ppm dan logam Zn berkisar antara 94,11 – 183,39 ppm; logam dalam seston untuk Pb berkisar antara 10,56 – 30,56 ppm, Cd berkisar antara 4,21 – 20,62 ppm, Cu berkisar antara 13,33 – 97,83 ppm, dan Zn berkisar antara 48,33 – 226,27 ppm. Hasil analisis menunjukkan bahwa logam Pb terlarut mengalami kenaikan dengan bertambahnya nilai salinitas , sedangkan Cu dan Zn mengalami penurunan dengan bertambahnya nilai salinitas. Logam Pb, Cu dan Zn terlarut di Estuari Banjir Kanal Barat, mengalami removal pada salinitas antara 5 – 15 0/00. Padatan tersuspensi mempengaruhi konsentrasi logam Pb, Cu, dan Zn terlarut dalam perairan. © Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun baik cetak, fotocopi, mikrofilm dan sebagainya KONSENTRASI LOGAM BERAT Pb, Cd, Cu, Zn dan POLA SEBARANNYA DI MUARA BANJIR KANAL BARAT, SEMARANG OLEH LILIK MASLUKAH Tesis Sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Kelautan SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006 Judul Tesis : Konsentrasi Logam Berat Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola Sebarannya di Muara Banjir Kanal Barat, Semarang Nama : Lilik Maslukah NRP : C65 103 0011 Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc Ketua Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Kelautan Dr. Ir. Djisman Manurung, M.Sc Tanggal Ujian : 22 Juni 2006 Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS Tanggal Lulus : PRAKATA Alhamdulillah, segala puji dan syukur senantiasa buat Allah SWT atas segala limpahan karunia, rahmat dan hidayahnya-Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Tesis yang berjudul “Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu, Zn dan Pola Sebarannya di Muara Banjir Kanal Barat, Semarang“ ini merupakan karya kecil yang kehadirannya diharapkan dapat memberikan sumbangan bagi ilmu pengetahuan. Pada kesempatan kali ini, terimakasih dan penghargaan setinggi-tingginya ingin penulis sampaikan kepada mereka yang telah berperan serta: 1. Bapak Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc dan Bapak Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan banyak waktu dan dengan sabar memberikan bimbingan, arahan serta saran selama penyusunan tesis. Bapak Dr. Ir. Harpasis S. Sanusi, M.Sc, selaku dosen penguji luar komisi atas saran dan masukannya. 2. Orang-orang terkasih dalam hidup ini: Suamiku, Nasiruddin dan Anakku (Zuba dan Rafif), trimakasih untuk kehangatan cinta, dukungan, pengorbanan dan doa tiada henti. Keluarga di Pati (Bapak, Ibu, dan adik ). 3. Bapak Razak, Ibu Endang, mba Teri, serta mas Budi, yang telah membantu penulis selama di lapangan dan analisa di Lab oratorium P3O-LIPI, Jakarta. 4. Rekan-rekan IKL (Bahar, Wieke, Era, kak Rosa, Nana, mas Karyo, dan rekan lainnya), terimakasih atas persahabatan dan kerjasamanya selama ini. Tesis ini masih jauh dari kesempurnaan, karenanya kritik dan saran sangat diharapkan demi kesempurnaan di masa datang. Semoga tesis ini bermanfaat. Bogor, Juli 2006 Lilik Maslukah RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pati pada tanggal 9 September 1975 dari Ayahanda Fakih dan Ibunda Mualamah. Penulis merupakan putri pertama dari tiga bersaudara. Pendidikan dasar diselesaikan di SD Negeri 01 Purwokerto pada tahun 1987, dilanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama Negeri 01 Tayu Kabupaten Pati dan menyelesaikannya pada tahun 1991. Sekolah lanjutan tingkat atas diselesaikan di Sekolah Menengah Atas Negeri, Kabupaten Pati pada tahun 1993. Pada tahun yang sama melalui jalur PSSB, penulis diterima di Program Studi Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro, Semarang dan lulus tahun 1998. Tahun 1999, penulis diterima sebagai staf pengajar di Jurusan Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Bulan September 2003, penulis melanjutkan pendidikan ke Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor Program Studi Ilmu Kelautan dengan biaya dari BPPS. DAFTAR ISI Halaman ix DAFTAR TABEL...................................................................................... DAFTAR GAMBAR.................................................................................. x DAFTAR LAMPIRAN.............................................................................. xi PENDAHULUAN Latar Belakang .................................................................................. Perumusan Masalah........................................................................... Tujuan dan Manfaat Penelitian.......................................................... 1 2 4 TINJAUAN PUSTAKA Hidrodinamika Perairan Estuari......................................................... Sedimen Estuari................................................................................. Logam Berat di Estuari...................................................................... Tingkah Laku Logam Pb, Cd, Cu dan Zn .......................................... Material Padatan Tersuspensi di Estuari............................................ Proses-proses yang Terjadi di Estuari................................................ Nasib Logam Berat setelah Memasuki Perairan................................ Kualitas Perairan Estuari.................................................................... Salinitas.................................................................................... Derajat Keasaman.................................................................... Oksigen Terlarut...................................................................... Bahan Organik......................................................................... 6 9 10 11 14 14 16 16 16 16 18 18 METODE PENELITIAN Waktu dan Lokasi Penelitian............................................................. Alat dan Bahan Penelitian.................................................................. Teknik Pengumpulan Data................................................................ Analisis Data.................................................................................... 19 19 20 28 HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentras i Logam Pb, Cd, Cu dan Zn Terlarut............................... Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu dan Zn dalam Sedimen................... Konsentrasi Logam Pb, Cd, Cu dan Zn dalam Seston...................... Pola Sebaran Logam Pb, Cd, Cu dan Zn dalam Seston dan Sedimen Kapasitas Adsorpsi Logam Pb, Cd, Cu dan Zn................................. Kondisi Pasang Surut......................................................................... Tipe Estuari........................................................................................ Kedalaman ......................................................................................... Kecepatan dan Arah Arus................................................................... 29 33 35 38 41 41 43 46 47 Halaman Kualitas Air................................................................................................. Total Padatan Tersuspensi....................................................... Oksigen Terlarut ..................................................................... Bahan Organik Total ............................................................. Derajat Keasaman ................................................................. Kualitas Sedimen............................................................................... Fraksi Sedimen ...................................................................... Bahan Organik Sedimen......................................................... Laju Sedimentasi .............................................................................. Debit Sungai....................................................................................... Keadaan Cuaca Bulan September...................................................... Konsentrasi Logam Berat yang Masuk Ke Laut................................ Pembahasan ....................................................................................... Pola Sebaran Logam Pb Terlarut terhadap Salinitas dan TSS .......... Pola Sebaran Logam Cu Terlarut terhadap Salinitas dan TSS .......... Pola Sebaran Logam Zn Terlarut terhadap Salinitas dan TSS .......... 48 48 49 50 50 51 51 53 54 55 55 55 56 57 60 63 KESIMPULAN Simpulan............................................................................................ Saran.................................................................................................. 65 65 DAFTAR PUSTAKA................................................................................. 66 LAMPIRAN DAFTAR TABEL 1. Kecepatan endap beberapa tipe sedimen................................................. Halaman 10 2. Kadar normal dan kadar maksimum logam b erat dalam air laut............. 10 3. Alat dan bahan penelitian........................................................................ 19 4. Parameter-parameter yang diukur dalam penelitian................................ 21 5. Posisi geografis stasiun penelitian........................................................... 22 6. Nilai kapasitas adsorpsi logam Pb, Cd, Cu dan Zn.............................. 41 7. Nilai persentase tekstur sedimen dan jenis sedimen............................ 52 8. Laju sedimentasi..................................................................................... 54 9. Nilai debit sungai Banjir Kanal Barat tahun 1997 – 2001..................... 55 DAFTAR GAMBAR Halaman 4 1. Perumusan masalah................................................................................. 2. Karakter salinitas tiap profil kedalaman................................................. 8 3. Tingkah laku elemen terlarut di estuari.................................................. 12 4. Pola sebaran Cu terlarut dengan salinitas dan penampang melintang salinitas di estuari................................................................................... 13 5. Box model estuari.................................................................................. 15 6. Proses yang dialamai bahan cemaran di lingkungan laut...................... 17 7. Lokasi pengambilan sampel.................................................................. 23 8. Garis -garis pengukuran kedalaman dan kecepatan arus........................ 25 9. Jenis tekstur sedimen berdasarkan segitiga tekstur…………………… 27 10. Konsentrasi logam Pb terlarut pada pengambilan I dan II……….…… 29 11. Konsentrasi logam Cu terlarut pada pengambilan I dan II………….... 30 12. Konsentrasi logam Zn terlarut pada pengambilan I dan II……………. 32 13. Konsentrasi logam Pb, Cd, Cu, dan Zn dalam sedimen……………….. 33 14. Konsentrasi logam Pb dalam seston pada pengambilan I dan II……... 35 15. Konsentrasi logam Cd dalam seston pada pengambilan I dan II….….. 36 16. Konsentrasi logam Cu dalam seston pada pengambilan I dan II…….. 37 17. Konsentrasi logam Zn dalam seston pada pengambilan I dan II……... 37 18. Pola sebaran logam Pb dalam seston dan sedimen……………………. 38 19. Pola sebaran logam Cd dalam seston dan sedimen……………………. 39 20. Pola sebaran logam Cu dalam seston dan sedimen……………………. 40 21. Pola sebaran logam Zn dalam seston dan sedimen……………………. 40 22. Kondisi pasang surut di Perairan Semarang Bulan September……….. 38 23. Kondisi pasang surut saat pengukuran salinitas dan pengambilan sampel I……………………………………………………………….. 42 24. Kondisi pasang surut pengambilan II….....................………………… 43 25. Sebaran salinitas menegak saat pasang………………………….……. 43 26. Sebaran salinitas menegak saat surut………………………….……… 44 27. Sebaran menegak salinitas saat pasang dan surut………………..…… 45 28. Estuari tercampur sebagian…………………………………………… 46 29. Hasil pengukuran kedalaman di lokasi pengambilan sampel…………. 46 30. Kecepatan dan arah arus pada pengambilan I dan II…………………. 47 31. Nilai TSS di lapisan permukaan pengambilan I dan II……….………. 48 32. Nilai konsentrasi oksigen terlarut pengambilan I dan II………..……. 49 33. Sebaran nilai bahan organik total (TOM).............................................. 50 34. Nilai pH di setiap stasiun pengambilan I dan II……..……..…………. 51 35. Sebaran rata-rata fraksi sedimen……………………...………..……… 52 36. Nilai bahan organik sedimen ….…………….………………………… 53 37. Pola hubungan antara Pb terlarut dengan salinitas .................... ........... 58 38. Pola hubungan antara logam Pb dengan TSS......................................... 59 39. Pola hubungan antara Cu terlarut dengan salinitas................................. 61 40. Pola hubungan antara logam Cu dengan TSS ........................................ 62 41. Pola hubungan antara Zn terlarut dengan salinitas ……..………..…… 63 42. Pola hubungan antara Zn terlarut dengan TSS ……………...………… 64 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Rekapitulasi hasil analisis kualitas air di Perairan Banjir Kanal Barat, Semarang.................................................................................. 69 2. Kualitas sedimen................................................................................. 70 3. Debit Sungai Banjir Kanal Barat Bulan September 2005.................. 71 4. Perhitungan konsentrasi logam berat Pb, Cd, Cu dan Zn yang masuk ke laut…………………………………………………….…………. 5. Hubungan antara bahan organik total dalam sedimen dengan kandungan logam berat dalam sedimen.............................................. 74 6. Analisa logam berat terlarut dalam air Laut, dalam seston dan dalam sedimen……………………………..………………………………. 76 7. Analisa oksigen terlarut…………..…………………………………. 78 8. Analisa material organik dalam sedimen dan analisa kandungan 1. bahan organik total ……..…………………………….…………… 9. Nilai salinitas pada saat pasang dan surut............................................ 73 79 80
