DINAMIKA KANDUNGAN NUTRIEN ANORGANIK TERLARUT SECARA SPASIAL DAN TEMPORAL PADA PERAIRAN ESTUARI SUNGAI PORONG DAN SUNGAI WONOKROMO

Transkripsi

1 DINAMIKA KANDUNGAN NUTRIEN ANORGANIK TERLARUT SECARA SPASIAL DAN TEMPORAL PADA PERAIRAN ESTUARI SUNGAI PORONG DAN SUNGAI WONOKROMO RENDY ELIA SORMIN SKRIPSI DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 21

2 PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul: Dinamika Kandungan Nutrien Anorganik Terlarut secara Spasial dan Temporal pada Perairan Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo adalah benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang telah diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Bogor, Juni 21 Rendy Elia Sormin C241378

3 RINGKASAN Rendy Elia Sormin. C Dinamika Kandungan Nutrien Anorganik secara Spasial dan Temporal pada Perairan Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo. Dibawah bimbingan Ario Damar dan Enan Mulyana Adiwilaga. Penelitian dilakukan bulan Maret 27, Agustus 27, dan Maret 28 di perairan estuari Sungai Brantas, Jawa Timur. Tujuannya mengkaji kecenderungan distribusi spasial dan temporal kandungan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, ortofosfat dan silikat) di perairan tersebut. Manfaat dari penelitian diharapkan sebagai acuan pengelolaan perairan oleh pihak terkait. Pengamatan difokuskan pada variasi konsentrasi nutrien pada wilayah estuari baik dari segi spasial maupun temporal. Secara temporal, ada kecenderungan konsentrasi nutrien yang lebih tinggi pada musim hujan (Maret 27 dan Maret 28) dibandingkan musim kemarau (Agustus 27). Secara spasial, kandungan nutrien cenderung lebih tinggi pada mulut muara sungai atau pantai dibanding ke arah laut. Hasil analisis regresi linier umumnya menunjukkan korelasi yang kuat antara tingkat salinitas dengan tingkat konsentrasi nutrien, dimana semakin tinggi salinitas semakin rendah konsentrasi nutrien. Secara ringkas hasil sebaran konsentrasi nutrien pada Sungai Brantas adalah sebagai berikut: Pada bulan Maret 27 konsentrasi nitrat berkisar dari,549 mg/l (stasiun 1) sampai 8,3871 mg/l (stasiun 4), nitrit berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 1 dan stasiun 7) sampai,5193 mg/l (stasiun 6), amonia berkisar dari,361 mg/l (stasiun 1) sampai,9619 mg/l (stasiun 11), ortofosfat berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 1 dan stasiun 2) sampai,4535 mg/l (stasiun 6) dan silikat berkisar dari 1,3967 mg/l (stasiun 13) sampai 6,2541 mg/l (stasiun 8). Pada bulan Agustus 27 konsentrasi nitrat berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 4 dan stasiun 14) sampai,452 mg/l (stasiun 12), nitrit berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 2-6, dan stasiun 11-16) sampai,35 mg/l (stasiun 1), amonia berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 12, 13, dan 15) sampai 2,622 mg/l (stasiun 9), ortofosfat berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 1-9, dan stasiun 11-16) sampai,132 mg/l (stasiun 1) dan silikat berkisar dari,184 mg/l (stasiun 14) sampai 4,64 mg/l (stasiun 9). Pada bulan Maret 28 konsentrasi nitrat berkisar dari,178 mg/l (stasiun 13) sampai 1,183 mg/l (stasiun 9), nitrit berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 11, 12, dan 15) sampai,149 mg/l (stasiun 1), amonia berkisar dari,118 mg/l (stasiun 9) sampai,77 mg/l (stasiun 16), ortofosfat berkisar dari tidak terdeteksi (stasiun 2, 12, 13, dan 16) sampai,34 mg/l (stasiun 1) dan silikat berkisar dari,368 mg/l (stasiun 12) sampai 1,879 mg/l (stasiun 9). Diamati adanya beberapa perkecualian dimana tidak selalu konsentrasi nutrien semakin tinggi pada stasiun yang posisinya lebih mendekati perairan pantai atau muara dibandingkan ke arah laut. Demikian pula korelasi antara salinitas dengan kadar nutrien, tidak selalu berkorelasi negatif (yakni semakin tinggi salinitas semakin rendah kadar nutrien). Oleh karena itu, untuk kedua kelainan (perkecualian) tersebut di atas disarankan untuk mengadakan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui penyebabnya yang lebih pasti.

4 DINAMIKA KANDUNGAN NUTRIEN ANORGANIK TERLARUT SECARA SPASIAL DAN TEMPORAL PADA PERAIRAN ESTUARI SUNGAI PORONG DAN SUNGAI WONOKROMO RENDY ELIA SORMIN C Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan DEPARTEMEN MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 21

5 PENGESAHAN SKRIPSI Judul Penelitian Nama Mahasiswa NRP Program Studi : Dinamika Kandungan Nutrien Anorganik Terlarut secara Spasial dan Temporal pada Perairan Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo : Rendy Elia Sormin : C : Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan Perairan Menyetujui: Pembimbing I, Pembimbing II Dr. Ir. Ario Damar, M.Si. Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga aanip anip Mengetahui: Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Prof. Dr. Indra Jaya, M.Sc. NIP Tanggal Ujian: 28 Juni 21

6 PRAKATA Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan bimbingan-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, yakni skripsi yang berjudul Dinamika Kandungan Nutrien Anorganik Terlarut secara Spasial dan Temporal pada Perairan Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada program studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Tiada gading yang tak retak, demikian pula dengan skripsi ini mungkin masih memiliki titik kelemahan dan masih memerlukan penyempurnaan. Koreksi, kritik dan saran dari pembimbing dan teman-teman sangat kami harapkan. Bogor, Juni 21 Penulis

7 UCAPAN TERIMA KASIH Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik dengan bantuan yang sangat berarti dari beberapa pihak yakni: 1. Dr. Ir. Ario Damar, M.Si. sebagai dosen pembimbing akademik dan pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan masukan sehingga pada akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan, juga sebagai koordinator tim Peneliti PKSPL (Pusat Kajian Sumberdaya Pesisir dan Lautan) IPB dengan sponsor dari IFS Grantee Swedia No. A/3865-1, Dr. Ir. Enan M. Adiwilaga sebagai dosen pembimbing skripsi yang telah banyak memberikan bimbingan, arahan, dan masukan sehingga pada akhirnya skripsi ini dapat terselesaikan. 3. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc. sebagai penguji tamu yang memberikan masukan, koreksi, dan perbaikan pada skripsi ini. 4. Dr. Ir. Yunizar Ernawati, M.S. sebagai perwakilan Komisi Pendidikan (Program Studi) Manajemen Sumberdaya Perairan yang telah memberikan masukan dan saran pada skripsi ini. 5. PKSPL sebagai institusi penyelenggara penelitian yang telah memberi kesempatan kepada penulis bergabung dalam penelitian ini. 6. Ayahanda Dr. Ir. Benni H. Sormin, MA. dan Ibunda Tirza Pohan, BA. yang memberikan doa, semangat, dukungan sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan. 7. Teman-teman TIM BRANTAS (Fajlur Adi Rahman, S.Pi., Dewi Wulandari S.Pi., dan Ridwan Arifin, S.Pi.) atas kerjasama, kekompakan selama penelitian dan penulisan tugas akhir ini. 8. Feridian Elfinurfajri, S.Pi. dan R. Nurdin Sulaksana, S.Pi. sebagai teman seperjuangan menyelesaikan tugas akhir yang telah memberikan masukanmasukan, kritik dan saran yang membangun, serta teman-teman MSP 4 dan MSP 41 atas kekompakan, kepedulian, solidaritas yang telah diberikan selama ini.

8 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor, pada tanggal 3 April 1985 dari pasangan Ayahanda Dr. Ir. Benni H. Sormin, MA. dan Ibunda Tirza Pohan, BA. Penulis merupakan putera pertama dari dua bersaudara. Pendidikan formal ditempuh di SD Regina Pacis Bogor (1996), SMP Regina Pacis Bogor (1999), dan SMU Regina Pacis Bogor (23). Tahun 23 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru) dan terdaftar sebagai mahasiswa pada Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan (MSP), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK). Selama masa perkuliahan penulis aktif menjadi anggota HIMASPER (Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan), anggota Komisi Kesenian PMK - IPB, mengikuti PORIKAN (Pekan Olahraga Fakultas Perikanan) bidang kesenian, dan membantu mengisi acara wisuda departemen MSP. Untuk menyelesaikan studi pada Departemen MSP, FPIK, penulis menyusun skripsi dengan judul Dinamika Kandungan Nutrien Anorganik Terlarut secara Spasial dan Temporal pada Perairan Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo. Penulis dinyatakan lulus sidang ujian skripsi pada tanggal 28 Juni 21.

9 DAFTAR ISI DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... Halaman aiii aiv aviii 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Manfaat TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sungai Brantas Nutrien (Unsur Hara) Nitrogen Amonia Nitrit Nitrat Nitrogen Inorganik Terlarut / Dissolved Inorganic Nitrogen (DIN) Ortofosfat Silika Fitoplankton Parameter Fisika, Kimia, dan Biologi Perairan Salinitas Suhu permukaan Kecerahan ph METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Alat dan Bahan Metode Kerja Penentuan lokasi penelitian Pengambilan sampel Metode analisis data Uji statistik regresi linear sederhana Pengelompokan stasiun menggunakan Indeks Canberra... 22

10 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Kandungan Hara Utama di Estuari Sungai Brantas Hara nitrat Hara nitrit Hara amonia Nitrogen inorganik terlarut / Dissolved Inorganic Nitrogen (DIN) Hara Ortofosfat Hara Silikat Keberadaan nutrien yang berkaitan dengan sebaran salinitas Analisa Tingkat Kesamaan Berdasarkan Parameter Fisika dan Kimia Perairan Pembahasan Umum Kandungan unsur hara di Estuari Sungai Brantas Hubungan antara tingkat konsentrasi nutrien dengan biomassa fitoplankton akajian manajemen KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... a67 ii

11 DAFTAR TABEL Halaman 1. Klasifikasi kesuburan perairan berdasarkan kandungan PO 4 -P Daftar parameter - parameter yang diukur dalam penelitian ini... 21

12 DAFTAR GAMBAR 1. Skema perumusan masalah kandungan nutrien (N, P, dan Si) di estuari Sungai Brantas, Jawa Timur.... Halaman 2. Peta lokasi pengambilan contoh (Jawa Timur) pengamatan bulan Maret 27. A: Sungai Porong. B: Sungai Wonokromo. (Google Earth, Google Inc. 21. Image Terra Metrics, Image DigitalGlobe, Image GeoEye. Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO) Peta lokasi pengambilan contoh (Jawa Timur) pengamatan bulan Agustus 27 dan Maret 28. A: Sungai Porong. B: Sungai Wonokromo. (Google Earth, Google Inc. 21. Image Terra Metrics, Image DigitalGlobe, Image GeoEye. Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO) Peta lokasi pengambilan contoh estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (Bakosurtanal 2) Peta lokasi pengambilan contoh estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (Bakosurtanal 2) Peta lokasi pengambilan contoh estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 dan Maret 28 (Bakosurtanal 2) Peta lokasi pengambilan contoh estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 dan Maret 28 (Bakosurtanal 2) Kandungan nitrat di perairan estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan nitrat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan nitrat di perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan nitrat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) a2

13 17. Penyebaran nitrat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan nitrit di perairan estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan nitrit di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan nitrit di perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan nitrit di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran nitrit (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran nitrit (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) Penyebaran nitrit (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran nitrit (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran nitrit (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran amonia (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) v

14 37. Perbandingan total DIN dengan konsentrasi nitrit, nitrat, dan amonia bulan Maret 27 (musim hujan) Persentase kontribusi jenis nitrogen di estuari Sungai Brantas bulan Maret 27 (musim hujan) Perbandingan total DIN dengan konsentrasi nitrit, nitrat, dan amonia bulan Agustus 27 (musim kemarau) Persentase kontribusi jenis nitrogen di estuari Sungai Brantas bulan Agustus 27 (musim kemarau) Perbandingan total DIN dengan konsentrasi nitrit, nitrat, dan amonia bulan Maret 28 (musim hujan) Persentase kontribusi jenis nitrogen di estuari Sungai Brantas bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan ortofosfat di perairan estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan ortofosfat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan ortofosfat di perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan ortofosfat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran ortofosfat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran ortofosfat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran ortofosfat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran ortofosfat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan silikat di perairan estuari Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan silikat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Kandungan silikat di perairan estuaria Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Kandungan silikat di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) vi

15 57. Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) Penyebaran silikat (mg/l) di perairan Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) Regresi linear antara salinitas dengan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, ortofosfat, dan silikat) di estuari Sungai Brantas bulan Maret 27 (musim hujan) Regresi linear antara salinitas dengan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, ortofosfat, dan silikat) di estuari Sungai Brantas bulan Agustus 27 (musim kemarau) Regresi linear antara salinitas dengan nutrien (nitrat, nitrit, amonia, ortofosfat, dan silikat) di estuari Sungai Brantas bulan Maret 28 (musim hujan) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Porong bulan Maret 27 (musim hujan) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Wonokromo bulan Maret 27 (musim hujan) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Porong bulan Maret 28 (musim hujan) Dendrogram pengelompokkan stasiun berdasarkan kesamaan fisikakimia di muara Sungai Wonokromo bulan Maret 28 (musim hujan) Konsentrasi nilai klorofil-a (µg/l) di permukaan perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) (Arifin 29) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Porong bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) Konsentrasi nilai klorofil-a (µg/l) di permukaan perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau), dan bulan Maret 28 (musim hujan) (Arifin 29) Kandungan amonia di perairan estuari Sungai Wonokromo bulan Agustus 27 (musim kemarau) dan bulan Maret 28 (musim hujan) vii

16 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Alat dan bahan Koordinat stasiun pengambilan sampel Data parameter biologi, fisika dan kimia perairan estuari Sungai Brantas pada pengambilan sampel bulan Maret Data parameter biologi, fisika dan kimia perairan estuari Sungai Brantas pada pengambilan sampel bulan Agustus Data parameter biologi, fisika dan kimia perairan estuari Sungai Brantas pada pengambilan sampel bulan Maret

17 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Sungai Porong dan Sungai Wonokromo merupakan perairan yang terletak di sebelah timur Provinsi Jawa Timur. Kedua sungai ini merupakan delta dari perairan Sungai Brantas. Sungai Porong membatasi Kabupaten Sidoarjo dan Kabupaten Pasuruan. Sungai Porong berhulu di Kota Mojokerto, mengalir ke arah timur dan bermuara di Selat Madura. Muara Sungai Porong dan muara Sungai Wonokromo adalah termasuk perairan estuari. Keistimewaan lingkungan perairan estuari adalah sebagai penyaring bahan buangan cair yang bersumber dari daratan. Sebagai kawasan yang sangat dekat dengan daerah hunian penduduk, daerah estuari umumnya dijadikan sebagai tempat buangan limbah cair. Limbah cair ini mengandung banyak unsur, diantaranya nutrien dan bahan-bahan kimia lain. Dalam kisaran yang dapat ditolerir, kawasan estuari umumnya bertindak sebagai penyaring limbah cair, mengendapkan partikelpartikel beracun dan menyisakan badan air yang lebih bersih. Suplai air sungai dan laut yang terus menerus dan yang cenderung lebih bersih akan menetralkan sebagian besar bahan polutan yang masuk ke daerah estuari. Nutrien atau zat hara adalah bahan anorganik hasil penguraian bahan organik oleh detritivor. Unsur hara di perairan merupakan salah satu faktor yang sangat penting bagi kehidupan terutama kehidupan fitoplankton. Beberapa unsur hara utama yang berperan dalam pertumbuhan plankton adalah nitrogen, fosfor dan silikat. Tingginya kadar hara, terutama fosfat, nitrat, dan silikat di permukaan perairan dipadukan dengan intensitas cahaya matahari yang tinggi akan memacu laju fotosintesis fitoplankton (plankton nabati). Masukan limbah domestik, pertanian, dan industri ke sungai akan meningkatkan kadar nutrien, terutama N (nitrogen), P (fosfor), dan Si (silikat). Peningkatan nutrien tersebut akan mempercepat proses eutrofikasi dan berpotensi mengganggu proses ekologis perairan dan menurunkan nilai guna dari perairan. Dinamika dari nutrien menjadi faktor pembatas bagi biota yang hidup di perairan (Hillman et al. 1989; Hemminga et al. 1991; Erftemeijer 1992; Erftemeijer et al in Efriyeldi 23). Untuk mengetahui kondisi perairan

18 2 tersebut perlu dilakukan pengamatan terhadap kandungan nutrien anorganik terlarut secara spasial dan temporal Perumusan Masalah Sungai Porong dan Sungai Wonokromo merupakan delta Sungai Brantas. Adanya perbedaan dari kedua lokasi ini dapat mencirikan karakteristik sebaran nutrien yang berbeda pula. Masukan unsur hara ke dalam aliran sungai yang berasal dari proses alami (erosi, fiksasi dari atmosfer, buangan sisa metabolisme hewan, dan dekomposisi bahan organik oleh bakteri) serta proses non alami, yakni kegiatan manusia (industri, kegiatan rumah tangga, pertanian, perikanan, dan pariwisata) dari waktu ke waktu akan meningkatkan nutrien N, P, dan Si. Pengayaan nutrien ini disebabkan oleh adanya dekomposisi bahan organik menjadi bahan anorganik (unsur hara/nutrien) oleh detritivor. Secara sederhana, perumusan masalah kandungan nutrien (N, P, dan Si) di Estuari Sungai Brantas, Jawa Timur dikaitkan dengan indikator kesuburan dan pengelolaan perairan disajikan pada skema berikut pada Gambar 1. Masukan unsur hara Parameter Fisika Parameter Kimia Proses alami Proses non alami Parameter Biologi Keberadaan unsur hara Sebaran N, P, dan Si INDIKATOR KESUBURAN PENGELOLAAN PERAIRAN Gambar 1. Skema perumusan masalah kandungan nutrien (N, P, dan Si) di estuari Sungai Brantas, Jawa Timur.

19 3 Keberadaan nutrien tersebut di perairan berpotensi dimanfaatkan untuk pertumbuhan fitoplankton. Proses pemanfaatan ini akan mempengaruhi keberadaan unsur hara di perairan. Selain itu, faktor-faktor fisika dan kimia perairan juga berpotensi mempengaruhi keberadaan nutrien di perairan. Keberadaan nutrien yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya eutrofikasi atau peningkatan kesuburan perairan sehingga kualitas perairan menurun. Demikian pula jika perairan mengalami kekurangan nutrien, akan mengakibatkan terganggunya keseimbangan ekosistem perairan. Oleh karena itu, keberadaan nutrien sangat penting bagi keberlangsungan proses ekologi di perairan tersebut Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sebaran kandungan nutrien anorganik terlarut (nitrat, nitrit, amonia, ortofosfat dan silikat) pada kedua perairan estuari (Sungai Porong dan Sungai Wonokromo) dalam rentang waktu Maret 27 - Maret 28 yang mencakup variabilitas spasial dan temporal. Setelah diketahui sebaran nutrien ini, maka aspek pengelolaan sumberdaya air menjadi lebih jelas dilihat dari sudut pandang eutrofikasi perairan Manfaat Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan informasi ilmiah tentang dinamika nutrien di sebuah estuari tropis (Estuari Sungai Porong dan Sungai Wonokromo) secara temporal maupun spasial karena penelitian ini mewakili variabilitas musim yaitu musim hujan dan kemarau dengan pengamatan lapangan pada beberapa stasiun yang letaknya tersebar. Hasil penelitian dapat menjadi acuan dalam pengelolaan Sungai Brantas secara umum, maupun pengelolaan Sungai Porong dan Sungai Sidoarjo secara khusus oleh pihak terkait baik oleh pemerintah daerah maupun lembaga-lembaga/perusahaan maupun LSM peneliti lingkungan.

20 2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Sungai Brantas Sungai Brantas berada di Provinsi Jawa Timur dengan panjang 32 km pada daerah aliran sungai seluas 11.5 km 2 yang merupakan sungai kedua terbesar di Pulau Jawa. Daerah aliran sungainya mencakup 5 kotamadya, 11 kabupaten dan 33 kecamatan. Sungai Brantas merupakan sungai terpanjang di Jawa Timur dengan luas kurang lebih seperempat luas wilayah Provinsi Jawa Timur. Kurang lebih sekitar 4 km di sebelah barat Kota Surabaya, Sungai Brantas bercabang menjadi dua, ke arah timur laut mengalir Sungai Wonokromo dan ke arah timur mengalir Sungai Porong. Sungai Brantas mengalir mulai dari Sumber Brantas, Desa Tulungrejo, Kecamatan Bumiaji, dan Kabupaten Malang. Lokasi tersebut terletak di Gunung Arjuno dan Anjasmara. Curah hujan pada wilayah itu sekitar 186 mm/tahun dengan presipitasi sekitar 25 mm/bulan pada musim kemarau dan puncaknya 35 mm/bulan pada bulan Januari dan Februari. Selama musim hujan ketika hampir 8% air yang disuplai dari Sungai Brantas dialihkan ke Porong, rata-rata debit sungai sekitar 6 m 3 /detik dan dapat mencapai 12 m 3 /detik pada musim hujan yang ekstrim (Jennerjahn et al. 24) Nutrien (Unsur Hara) N (nitrogen) dan P (fosfor) merupakan unsur hara yang tergolong ke dalam unsur hara mayor karena dibutuhkan dalam jumlah banyak sehingga bila kekurangan maka proses biologi akan terhambat (Ward 1988). Unsur hara N dan P merupakan faktor pembatas pertumbuhan fitoplankton di perairan alami, bila dalam jumlah yang berlebih maka keduanya bisa menjadi penentu terjadinya pertumbuhan fitoplankton yang sangat pesat (blooming) (Henderson-Seller dan Markley 1987). Senyawa fosfat dan nitrat merupakan unsur hara yang dapat dijadikan sebagai petunjuk kesuburan perairan dan dibutuhkan organisme fitoplankton dalam pertumbuhan dan perkembangan hidupnya (Nybakken 1982). Reid (1961) menyatakan bahwa aktivitas unsur-unsur hara dan proses-proses pada siklus nutrien di estuari tidak jauh berbeda dengan yang terjadi di air tawar.

21 5 Organisme yang terlibat seperti fitoplankton, hewan, dan bakteri mungkin berbeda jenisnya tetapi mereka memainkan fungsi ekologis yang sama dengan organisme di air tawar. Estuari dapat mengandung konsentrasi yang sangat besar dari nutrien tertentu dibandingkan dengan laut lepas dikarenakan tingginya masukan dari sumber-sumbernya di daratan Nitrogen Nitrogen adalah salah satu dari empat elemen penting (karbon, oksigen, hidrogen, dan nitrogen) yang merupakan bentuk struktur dasar dari protein. Umumnya nitrogen dalam perairan berada dalam bentuk gas N 2 karena air permukaan secara terus menerus berhubungan dengan atmosfir yang mengandung 8% N 2 dari gas secara keseluruhan (Novotny dan Olem 1994). Di perairan, nitrogen berupa nitrogen anorganik dan organik. Nitrogen anorganik terdiri atas amonia terlarut (NH 3 ), senyawa amonium (NH + 4 ), nitrit (NO 2 ), nitrat (NO 3 ), dan molekul nitrogen (N 2 ) dalam bentuk gas. Nitrogen organik berupa protein, asam amino dan urea. Senyawa nitrogen tersebut sangat dipengaruhi oleh kandungan oksigen bebas dalam air. Pada saat kadar oksigen rendah dalam air, nitrogen akan cenderung berubah menjadi amonia, sedangkan pada saat oksigen tinggi nitrogen akan bergerak menuju nitrat (Hutagalung dan Rozak 1997). Nitrogen harus mengalami fiksasi terlebih dahulu menjadi NH 3, NH + 4, dan NO 3 - kemudian dimanfaatkan oleh tumbuhan. Beberapa organisme akuatik dapat memanfaatkan nitrogen dalam bentuk gas, akan tetapi sumber utama nitrogen di perairan bukanlah dalam bentuk gas (Novotny dan Olem 1994). Secara umum siklus nitrogen dikendalikan oleh proses mikrobiologi yaitu nitrifikasi, denitrifikasi, dan fiksasi molekul nitrogen, berbeda dengan siklus fosfor yang dipengaruhi oleh faktor fisika-kimia (Cole 1988). Siklus nitrogen di perairan estuari melibatkan sejumlah proses yang terjadi di kolom air dan sedimen dasar perairan. Pengambilan, remineralisasi, dan oksidasi nitrogen terjadi di kolom perairan sedangkan pada sedimen terjadi penenggelaman remineralisasi, pengambilan oleh organisme, oksidasi, reduksi dan denitrifikasi (Kennish 199). Nitrat dan amonia merupakan sumber nitrogen utama di perairan. Kadar nitrat dalam perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi dari amonium. Amonia dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Ion amonium adalah

22 6 bentuk transisi dari amonia. Proses ini dikenal dengan amonifikasi. Reaksi amonifikasi di perairan (Novotny dan Olem 1994) adalah sebagai berikut: N Organik + O2 NH 3 -N+ O 2 NO 2 -N + O 2 NO 3 -N Di perairan, kadar nitrit jarang melebihi 1 mg/l (Sawyer dan McCarty in Effendi 23). Kadar nitrit yang lebih dari,5 mg/1 dapat bersifat toksik bagi organisme perairan yang sangat sensitif (Moore in Effendi 23). Menurut Hutagalung dan Rozak (1997) sebagaimana nitrat, distribusi vertikal nitrit di laut menunjukkan semakin dalam titik pengamatan di dalam perairan maka kadar nitrit semakin tinggi, dan secara horizontal menunjukkan kadar nitrit bertambah tinggi menuju ke arah pantai dan muara sungai Amonia Amonia merupakan bentuk nitrogen yang dapat langsung dimanfaatkan fitoplankton untuk mensintesa asam amino (Kennish 199). Amonia (NH 3 ) dan garam-garamnya bersifat mudah larut dalam air. Sumber amonia di perairan adalah hasil pemecahan nitrogen organik (protein dan urea) dan nitrogen anorganik yang terdapat di dalam tanah dan air yang berasal dari dekomposisi bahan organik (tumbuhan dan biota akuatik yang telah mati) oleh mikroba dan jamur (Effendi 23). Amonia-nitrogen dalam air berasal dari reduksi nitrit oleh bakteri dan hasil ekskresi organisme (Boyd 1982). Amonia yang terukur di perairan merupakan kadar amonia total (NH 3 dan NH + 4 ). Di perairan alami, pada suhu dan tekanan normal amonia berada dalam bentuk gas dan membentuk kesetimbangan dengan amonium. Kesetimbangan antara gas amonia dan amonium ditunjukkan dalam persamaan reaksi: NH 3 + H 2 O NH OH - Persentase amonia bebas meningkat dengan meningkatnya ph, oksigen terlarut dan suhu perairan. Pada ph 7 atau kurang sebagian besar amonia mengalami ionisasi. Pada kondisi kadar oksigen terlarut yang rendah toksisitas amonia semakin meningkat dengan meningkatnya ph dan suhu perairan (Effendi 23). Kehadiran amonia di perairan merupakan petunjuk adanya penguraian bahan organik terutama protein. Kadar amonia yang tinggi dapat merupakan indikasi

23 7 pencemaran bahan organik yang berasal dari limbah domestik, industri, maupun limpasan pupuk pertanian. Toksisitas amonia terhadap organisme akan meningkat jika terjadi penurunan kadar oksigen terlarut, ph dan suhu (Effendi 23). Kadar amonia pada perairan alami biasanya kurang dari,1 mg/1 (McNeely et al. in Effendi 23), dan ambang batas konsentrasi amonia total untuk kehidupan biota laut sebaiknya tidak lebih dari,3 mg/1 (Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 Th. 24 tentang baku mutu air laut, Lampiran III untuk biota laut) Nitrit Nitrit merupakan bentuk peralihan antara amonia dan nitrat (nitrifikasi) dan antara nitrat dan gas nitrogen (denitrifikasi) (Ruttner 1965). Nitrit biasanya ditemukan dalam jumlah sedikit di perairan, bersifat tidak stabil jika terdapat oksigen. Keberadaan nitrit menggambarkan berlangsungnya proses biologis dari perombakan bahan organik dengan kadar oksigen terlarut sangat rendah. Sumber nitrit dapat berupa limbah industri dan domestik (Effendi 23). Di perairan alami, keadaan nitrat, nitrit dan amonia merupakan rangkaian unsur hara yang tidak dapat dipisahkan. Dari ketiga bentuk tersebut nitrit berada dalam keadaan yang labil, artinya nitrit merupakan bentuk sementara dalam proses oksidasi antara amonia dan nitrat (Devlin 1969). Menurut Novotny dan Olem (1994) konsentrasi nitrit yang terakumulasi pada saat nitrifikasi sangat sedikit, hal ini - - dikarenakan reaksi terakhir, dimana perubahan NO 2 menjadi NO 3 lebih cepat dibandingkan perubahan NH + 4 menjadi NO Nitrat Nitrat adalah bentuk utama nitrogen di perairan alami dan merupakan unsur hara utama bagi pertumbuhan tanaman dan algae. Nitrat-nitrogen sangat mudah larut dalam air dan bersifat stabil, dihasilkan dari proses oksidasi sempurna senyawa nitrogen di perairan (Effendi, 23). Bentuk senyawa nitrogen yang paling dominan adalah ion nitrat (NO - 3 ). Menurut Hutagalung dan Rozak (1997) distribusi vertikal nitrat di laut menunjukkan bahwa semakin dalam titik pengamatan di perairan maka kadar nitrat semakin tinggi sedangkan secara distribusi horizontal kadar nitrat dalam air laut akan semakin tinggi menuju pantai, dan kadar tertinggi biasa ditemukan di perairan muara.

24 8 Peningkatan kadar nitrat di laut disebabkan oleh masuknya limbah domestik atau pertanian yang umumnya banyak mengandung nitrat. Konsentrasi nitrat di suatu perairan dipengaruhi oleh proses nitrifikasi. Proses nitrifikasi tersebut di atas dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu kadar oksigen terlarut, ph, bakteri nitrifikasi, dan suhu (Novotny dan Olem 1994). Konsentrasi nitrat di suatu perairan dikontrol dalam proses nitrifikasi, yang merupakan proses oksidasi senyawa amonia dalam kondisi aerob oleh bakteri autotorof. Dalam keadaan terdapat oksigen, unsur amonia akan diubah oleh bakteri Nitrosomonas menjadi nitrit dan oleh bakteri nitrobacter menjadi nitrat. Proses reaksi nitrifikasi adalah sebagai berikut (Ruttner 1965): 2NH 3 + 3O 2 2NO O 2 Nitrosomonas Nitrobacter 2NO H + + 2H 2 O - 2NO 3 Kadar nitrat di perairan yang tidak tercemar biasanya lebih tinggi dari kadar amonium. Kadar nitrat-nitrogen pada perairan alami hampir tidak pernah lebih dari,1 mg/l. Kadar nitrat-nitrogen yang lebih dari,2 mg/l dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi perairan yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan fitoplankton dan tumbuhan secara pesat (Effendi 23). Kandungan nitrat yang optimum untuk pertumbuhan fitoplankton berkisar antara,9-3,5 mg/l dan akan menjadi faktor pembatas apabila kurang dari,144 mg/l (Chu 1943 in Kennish 199) Nitrogen inorganik terlarut / Dissolved Inorganik Nitrogen (DIN) DIN merupakan penjumlahan dari konsentrasi nitrat, nitrit, dan amonia (Damar 23). Kadar nitrat melebihi lebih dari 5 ppm menggambarkan terjadinya pencemaran antropogenik yang berasal dari aktivitas manusia dan tinja hewan (Effendi 23). Kadar nitrat lebih dari,2 ppm dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi (pengayaan) perairan, yang selanjutnya menstimulir pertumbuhan algae dan tumbuhan air secara pesat (blooming). Blair et al. (1999) in Damar (23) mengemukakan bahwa nitrat yang tinggi dapat dijadikan indikator pencemaran dari limbah pertanian.

25 Ortofosfat Fosfor merupakan salah satu unsur esensial dalam pembentukan sel protein, metabolisme sel organisme dan produktivitas perairan. Dalam perairan, unsur fosfor terdapat dalam bentuk senyawa anorganik, yaitu ortofosfat (PO 3-4 ), metafosfat (P 3 O 3+ 4 ), dan polifosfat (P 3 O 3-9 ) serta dalam bentuk organik yaitu di dalam tubuh organisme (Ruttner 1965). Kira-kira 1% dari fosfat anorganik terdapat sebagai ion 3- PO 4 dan sebagian besar (9%) dalam bentuk HPO 4 (Hutagalung dan Rozak 1997). Fosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan. Menurut Moriber (1974), senyawa fosfat dalam perairan dapat berasal dari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan lapuk dan tumbuhan. Ortofosfat merupakan bentuk fosfor yang dapat dimanfaatkan secara langsung oleh tumbuhan akuatik, sedangkan polifosfat harus mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat terlebih dahulu sebelum dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan akuatik sebagai sumber fosfor. Setelah masuk ke dalam tumbuhan, misalnya fitoplankton, fosfat anorganik mengalami perubahan menjadi organofosfat. Fosfat yang berkaitan dengan ferri (Fe 2 (PO 4 ) 3 ) bersifat tidak larut dan mengendap di dasar perairan. Pada saat terjadi kondisi anaerob ferri mengalami reduksi menjadi ferro, ion besi valensi dua (ferro) bersifat larut dan melepaskan fosfat ke perairan, sehingga meningkatkan keberadaan fosfat di perairan (Brown in Effendi 23). Keberadaan polifosfat di daerah pantai dan sungai banyak yang berasal dari limbah deterjen yang terdegradasi dan menghasilkan ortofosfat, sedangkan berbagai bentuk fosfor di laut dikendalikan oleh proses biologi dan fisika (Ruttner 1965). Menurut Susana (1989) in Kabul (2) senyawa fosfor dalam perairan dapat berasal dari sumber alami seperti erosi tanah, buangan dari hewan dan pelapukan tumbuhan serta limbah industri, pertanian dan domestik. Senyawa fosfor organik terdapat dalam bentuk asam nukleat, fosfolipid, gula phosphate dan senyawa lainnya (Saeni 1989). Sedangkan senyawa fosfor anorganik yang terlarut di dalam air hanya terdiri dari ion-ion ortofosfat. Selain larut dalam air, ortofosfat juga larut dalam asam lemak yang dapat langsung dimanfaatkan dan mudah diserap oleh organisme nabati (mikro dan makrofita) sehingga kandungan ortofosfat yang terlarut dalam air dapat menunjukkan kesuburan perairan (Lund 1971 in Wardoyo 1981).

26 1 Hutagalung dan Rozak (1997) mengatakan bahwa secara umum kandungan fosfat meningkat terhadap kedalaman perairan. Kandungan fosfat yang rendah dijumpai di permukaan perairan dan kandungan fosfat yang lebih tinggi ditemukan pada perairan yang lebih dalam. Bentuk fosfor yang lepas ke dalam ekosistem laut dangkal cenderung berupa endapan dan yang ke laut lepas berupa deposit. Bilamana jumlah fosfat yang lepas ke dalam laut cukup banyak, maka sebagian akan diendapkan dalam sedimen-sedimen dangkal dan sebagian lagi hilang dalam sedimen-sedimen dalam (Odum 1971). Senyawa ortofosfat merupakan faktor pembatas bila kadarnya di bawah,9 mg/1, sementara pada kadar lebih dari 1 mg/1 PO 4 -P dapat menimbulkan blooming (Effendi 23). Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No. 51 Th. 24 tentang baku mutu air laut, Lampiran III untuk biota laut, menetapkan baku mutu PO 4 -P untuk kehidupan biota laut sebesar,15 mg/1. Pada Tabel 1 disajikan klasifikasi kesuburan perairan berdasarkan kandungan ortofosfat. Tabel 1. Klasifikasi kesuburan perairan berdasarkan kandungan PO 4 -P (Yoshimura 1969 in Anggoro 22). Kisaran nilai Satuan Tingkat kesuburan,-,2 mg/l Kesuburan rendah,21-,5 mg/l Kesuburan sedang,51-,1 mg/l Kesuburan tinggi >,21 mg/l Kesuburan sangat tinggi Menurut Effendi (23), semua polifosfat mengalami hidrolisis membentuk ortofosfat. Perubahan ini tergantung pada suhu. Pada suhu yang mendekati titik didih, perubahan polifosfat menjadi ortofosfat berlangsung cepat. Kecepatan ini meningkat dengan menurunnya nilai ph Silika Silika atau silikon (Si) merupakan salah satu unsur yang berlimpah pada kerak bumi. Bentuk silika yang umum adalah Silikat (SiO 2 ) (Effendi 23). Silika umumnya berbentuk elemen bebas di alam tetapi berikatan dengan oksigen dan elemen lain, sebagai silika dioksida (SiO 2 ). Silikat dalam laut ditemukan dalam bentuk larutan, ion silikat, dan berbagai suspensi seperti silikat dioksida (Sidjabat

27 ). Silikat di laut rata-rata 5% dalam bentuk anorganik dan sisanya kebanyakan menjadi kalsium karbonat (CaCO 3 ). Ion silikat dari silika dioksida terdapat di air laut, tubuh diatom, dan organisme hidup lainnya serta mineral-mineral tanah liat (Riley dan Skirrow 1975 in Defid 28). Kedalaman atau lokasi suatu perairan menjadi faktor penyebaran unsur silikat. Pada perairan pantai, umumnya kadar silikat terlarut tinggi daripada perairan lepas pantai sebagai akibat limpasan dari daratan. Kadar silikat meningkat dengan bertambahnya kedalaman (Sidjabat 1973). Keberadaan silikat di perairan laut berhubungan erat dengan kehadiran fitoplankton. Kandungan silikat yang rendah di permukaan diakibatkan karena adanya aktivitas biologi dari diatom dan radiolaria. Kandungan silikat yang berasal dari sungai akan turun di laut terbuka karena adanya pertumbuhan diatom, interaksi dengan bahan-bahan lain, dan mengendapnya partikel silikat di pinggir sungai. Banyak partikel silikat berasal dari sungai yang diendapkan di pinggir sungai (Millero dan Sohn 1991). Raymont (1963) menyatakan bahwa kadar silikat yang tinggi di lepas pantai terjadi akibat adanya turbulensi air ke lapisan permukaan sehingga kadarnya dapat berkisar antara 1-15 mg/l. Konsentrasi rata-rata dari silikat terlarut di laut kurang lebih 1 mg/l, tetapi kandungan silikat dapat berubah dari rendah di permukaan lautan atau laut dangkal hingga sekitar 4 mg/l di laut dalam. Penurunan kadar silikat di laut dapat disebabkan oleh cepatnya pemanfaatan silikat oleh diatom untuk membentuk cangkang. Air laut mengalami kejenuhan ketika kelarutan silikat memiliki konsentrasi sekitar 5 mg/l (Grasshoff et al. 1983) Fitoplankton Fitoplankton adalah mikro-organisme atau tumbuhan mikroskopis yang melayang-layang di dalam air, mempunyai klorofil dan mampu berfotosintesis (Odum 1971). Fitoplankton tumbuh subur pada perairan sekitar muara sungai atau perairan lepas pantai. Di kedua lokasi tersebut biasanya terjadi proses penyuburan karena masuknya unsur hara. Unsur hara tersebut digunakan fitoplankton untuk proses metabolisme tubuh, dimana fitoplankton menggunakan unsur hara sebagai bahan dasarnya. Oleh karena itu kehadiran fitoplankton dapat menjadi salah satu penyebab hilangnya unsur hara di dalam kolam air. Menurut Devlin (1969), cahaya,

28 12 ketersediaan unsur hara, dan turbulensi adalah faktor utama yang paling mempengaruhi kehidupan dan produktivitas fitoplankton. Proses fotosintesis adalah proses kimiawi yang cukup rumit dan kompleks. Secara ringkas proses tersebut dapat dinyatakan sebagai berikut (Devlin 1969): 6CO 2 + 6H 2 O Sinar Matahari Klorofil C 6 H 12 O 6 + H 2 O Keberadaan fitoplankton mempengaruhi proses regenerasi unsur hara karena fitoplankton yang mati akan mengalami dekomposisi sehingga akan menghasilkan unsur hara kembali. Biomassa fitoplankton dicerminkan sebagai bobot fitoplankton per unit volume atau luas area air. Satuan yang umum digunakan untuk itu adalah µg/l, mg/m 2, kg/hektar, atau sejenisnya dimana berat harus jelas apakah berat kering, basah atau karbon (Parsons et al. 1984). Biomassa dapat diukur dengan menggunakan beberapa metode, diantaranya metode POC (Particulate Organic Matter), metode ATP (Adenosine Triphosphate), metode klorofil-a dan pigmenpigmen fotosintesis lainnya, serta metode Optical density. Penentuan biomassa fitoplankton dengan metode klorofil-a mempunyai beberapa keuntungan (ourlake.org 21), yaitu: (1) pengukuran relatif sederhana dan langsung; (2) menggabungkan semua tipe dan umur sel; (3) menunjukkan tingkat kelangsungan hidup dari sel; dan (4) dapat dihubungkan secara kuantitatif dengan karakteristik optik yang penting dari perairan. Klorofil-a merupakan pigmen yang paling umum terdapat pada fitoplankton sehingga konsentrasi fitoplankton sering dinyatakan dalam konsentrasi klorofil-a. Konsentrasi klorofil-a di perairan dapat mewakili biomassa dari algae atau fitoplankton (Reynold 199). Menurut Arinardi (1996), tinggi rendahnya konsentrasi klorofil-a fitoplankton dapat digunakan sebagai petunjuk kelimpahan sel fitoplankton dan juga potensi organik di suatu perairan. Klorofil-a digunakan sebagai indikator dari kelimpahan fitoplankton, sementara kelimpahan fitoplankton berhubungan dengan siklus alami dari ketersediaan nutrien dan dengan input nitrat dan fosfat (omp.gso.uri.edu 21). Kualitas perairan yang baik merupakan tempat hidup baik bagi fitoplankton, karena kandungan klorofil-a fitoplankton itu sendiri dapat dijadikan indikator tinggi rendahnya produktivitas suatu perairan (Ardiwijaya 22).

29 13 Nilai rata-rata konsentrasi klorofil-a fitoplankton untuk seluruh perairan Indonesia adalah sebesar,19 mg/m 3. Nilai rata-rata selama musim timur adalah sebesar,24 mg/m 3, sedikit lebih besar daripada kandungan klorofil-a pada musim barat yaitu,16 mg/m 3 (Nontji 1974 in Arinardi 1996) Parameter Fisika, Kimia, dan Biologi Perairan Salinitas Salinitas menggambarkan tingkat kandungan garam terlarut di dalam air. Salinitas mencerminkan tingkat kandungan garam-garam terlarut dalam satu kilogram air laut dan dinyatakan dalam satuan perseribu (ppt) (Nybakken 1982). Menurut Nontji (1987), natrium klorida (NaCl) adalah jenis garam paling utama di dalam air laut. Selain itu terdapat pula garam-garam magnesium, kalsium, dan sebagainya. Menurut Nontji (1987), pola sebaran salinitas perairan dipengaruhi oleh pola sirkulasi, evaporasi (penguapan), curah hujan, dan aliran sungai. Salinitas air laut mempunyai hubungan yang erat dengan proses evaporasi. Bila proses evaporasi tinggi, maka salinitas di perairan juga tinggi karena adanya garam-garam yang terkonsentrasi. Salinitas air laut pada umumnya akan turun apabila curah hujan tinggi. Pada lingkungan pesisir, fluktuasi salinitas merupakan hal yang umum terjadi. Kondisi tersebut dipengaruhi oleh musim, topografi estuari, pasang surut dan jumlah air tawar yang mengalir ke dalam perairan pesisir. Masukan air tawar dari sungai mempengaruhi distribusi salinitas pada perairan pantai dan muara. Apabila bagian hulu sungai di sekitar pantai mendapatkan banyak bahan organik atau limbah, maka masukan air sungai juga membawa unsur hara. Salinitas juga dapat memperlihatkan pola arus yang bergerak menuju daerah perairan sehingga salinitas dapat mempengaruhi pola penyebaran kandungan unsur hara di laut (Nontji 1987). Salinitas memiliki pengaruh besar pada kehidupan organisme. Salinitas merupakan salah satu pembatas ekologi air laut, karena beberapa organisme dapat bertahan dengan perubahan salinitas yang besar (euryhaline) tetapi ada juga yang hanya mampu bertahan pada kisaran salinitas yang sempit (stenohaline). Perairan yang mengalami tingkat curah hujan tinggi atau yang dipengaruhi oleh aliran sungai memiliki salinitas yang rendah sedangkan perairan yang memiliki

30 14 penguapan yang tinggi, salinitas perairannya juga tinggi. Selain itu pola sirkulasi juga berperan dalam penyebaran salinitas di suatu perairan (dhamadharma.wordpress.com 21). Tingkat konsentrasi nutrien berbanding terbalik dengan tingkat salinitas. Semakin besar kandungan nutrien yang terdapat dalam suatu perairan, maka semakin rendah salinitasnya. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah konsentrasi nutrient dalam suatu perairan, maka semakin tinggi salinitasnya Suhu Permukaan Suhu merupakan salah satu faktor penting dalam perairan yang berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap aktivitas dan kehidupan di suatu perairan. Suhu berpengaruh langsung dalam proses fisiologi hewan, khususnya proses metabolisme dan siklus reproduksi. Secara tidak langsung, suhu dapat mempengaruhi keberadaan unsur hara di laut melalui proses upwelling (Novotny dan Olem 1994). Peningkatan suhu perairan menyebabkan penurunan konsentrasi oksigen terlarut di perairan, yang akhirnya akan mempengaruhi kehidupan organisme perairan sehingga daya larut oksigen di perairan seringkali tidak mampu memenuhi ketersediaan oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk metabolisme dan respirasi. Perubahan suhu secara tiba-tiba akan menyebabkan kematian organisme akuatik (Moriber 1974). Effendi (23) mengemukakan bahwa peningkatan suhu akan meningkatkan laju metabolisme, karena setiap kenaikan suhu sebesar 1 C akan menyebabkan kebutuhan oksigen biota laut naik hampir dua kali lipat. Setiap peningkatan konsumsi oksigen akan meningkatkan laju dekomposisi dan mempengaruhi proses regenerasi unsur hara. Suhu optimum bagi pertumbuhan fitoplankton terjadi antara selang 25-4 C (Reynols 199). Faktor suhu merupakan salah satu variabel lingkungan yang secara tidak langsung mempengaruhi kandungan unsur hara di laut. Suhu air sangat dipengaruhi oleh intensitas sinar matahari yang jatuh ke permukaan air, yang sebagian dipantulkan kembali ke atmosfir dan sebagian masuk ke perairan dan disimpan dalam bentuk energi (Welch 1952). Menurut Nontji (1987) suhu air di permukaan dipengaruhi oleh kondisi meteorologi antara lain curah hujan, penguapan, kelembaban udara, kecepatan angin, dan intensitas radiasi sinar

31 15 matahari. Menurut Effendi (23), suhu air dipengaruhi oleh musim, posisi geografis (lintang atau latitude), ketinggian dari permukaan air laut (altitude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta kedalaman badan air Kecerahan Kecerahan merupakan parameter fisika yang menggambarkan ukuran transparansi dan sifat optik terhadap transmisi cahaya (Effendi 23). Tingkat kecerahan perairan dapat diamati secara visual dengan bantuan alat Secchi disc (Basmi 1995). Keadaam cuaca, waktu pengukuran, kekeruhan, dan padatan tersuspensi merupakan faktor utama yang mempengaruhi nilai kecerahan. Semakin besar nilai kekeruhan dan padatan tersuspensi maka nilai kandungan unsur hara relatif akan meningkat (Effendi 23). Menurut Wardoyo (1981), kecerahan perairan berhubungan erat dengan jumlah intensitas sinar matahari yang masuk ke suatu perairan. Kemampuan daya tembus matahari ke perairan sangat ditentukan oleh warna perairan, kepadatan plankton, jasad renik, dan detritus. Pada ekosistem estuari yang menjadi penyebab utama kekeruhan adalah lumpur dan bahan organik, baik dari masukan sungai maupun dari dalam estuari ph Derajat keasaman atau ph merupakan parameter penting dalam pemantauan kualitas perairan. ph merupakan gambaran jumlah atau aktifitas ion hidrogen dalam air. Secara umum, nilai ph menggambarkan seberapa asam atau basa suatau perairan. Nilai ph air sangat menentukan sifat dan laju reaksi biokimiawi dalam air (Widigdo 21). ph juga memiliki kaitan erat dengan kadar karbondioksida selain dengan alkalinitas. Pada ph < 5, alkalinitas dan kadar karbondioksida bebas semakin rendah. Sebagian besar biota akuatik sensitif terhadap perubahan ph dan menyukai nilai ph sekitar 7,-8,5 (Effendi 23). Sedangkan menurut Odum (1971), ph perairan yang cocok untuk pertumbuhan organisme air berkisar antara 6-9. Hal-hal yang dapat mempengaruhi ph dari suatu perairan antara lain buangan industri dan limbah rumah tangga (Boyd 1982). Nilai ph dapat pula dipengaruhi oleh beberapa faktor lainnya, antara lain oleh aktivitas biologis seperti fotosintesis, respirasi, suhu, dan keberadaan ion-ion dalam perairan (Pescod 1973).

32 16 Menurut Odum (1971), keberadaan unsur hara di laut dipengaruhi secara tak langsung oleh perubahan nilai ph. Tingkat salinitas mempengaruhi kegiatan mikroorganisme dalam proses dekomposisi bahan organik. Salah satunya adalah terjadinya proses denitrifikasi, yaitu proses mikrobiologi dimana ion nitrat dan nitrit diubah menjadi molekul nitrogen (N 2 ) pada kondisi ph tinggi. Produksi akhir dari proses tersebut akan menghasilkan gas inert yang tidak dapat dipakai secara langsung, akibatnya kandungan unsur hara yang dapat dimanfaatkan akan menurun.

33 3. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Lokasi Penelitian Pengambilan sampel untuk pengamatan nutrien anorganik terlarut dilakukan sebanyak tiga kali yaitu pada periode sampling sebagai berikut: Periode Pertama : 31 Maret 27-1 April 27 (pengambilan contoh pertama), Periode Kedua : Agustus 27 (pengambilan contoh kedua), dan Periode Ketiga : 7-8 Maret 28 (pengambilan contoh ketiga atau contoh terakhir). Maksud dari pengambilan sampel ini dilakukan sebanyak tiga kali adalah untuk mewakili variabilitas musim yaitu Maret 27 mewakili musim hujan, Agustus 27 mewakili musim kemarau, dan Maret 28 mewakili musim hujan. Pengambilan contoh dilakukan pada perairan estuari dari anak Sungai Brantas yaitu Sungai Porong dan Sungai Wonokromo yang keduanya merupakan cabang utamanya. Kedua perairan estuari ini terletak di Propinsi Jawa Timur yaitu tepatnya di Kabupaten Sidoardjo untuk estuari Sungai Porong (Gambar 2, Gambar 4 dan Gambar 6) dan estuari Sungai Wonokromo (Gambar 3, Gambar 5 dan Gambar 7). Pulau Madura Surabaya B Sidoarjo A B U S T 2 km Gambar 2. Peta lokasi pengambilan contoh (Jawa Timur) pengamatan bulan Maret 27. A: Sungai Porong. B: Sungai Wonokromo. (Google Earth, Google Inc. 21. Image Terra Metrics, Image DigitalGlobe, Image GeoEye. Data SIO, NOAA, U.S. Navy, NGA, GEBCO)