III. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODE PENELITIAN A. Materi Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel mikrofitobenthos, sampel air Sungai Banjaran, kertas Whatman No.1, larutan pengencer, MnSO4, KOH-KI, H2SO4, Na2S2O3, indikator amilum, akuades, K2S2O8, indikator PP, NaOH, HCl, reagen campuran, formalin, lugol dan label. Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah termometer, plankton net, Secchi disk, ph universal, pipet seukuran, pipet tetes, statif, biuret, Erlenmeyer, gelas ukur, botol Winkler, cawan, timbangan analitik, oven, inkubator, vaccum pump, spektrofotometer, mikroskop, object glass, cover glass, ember, tali rafia, botol, jerigen, coolbox dan meteran. B. Teknik Penelitian Penelitian yang digunakan adalah metode survei dari hulu hingga hilir Sungai Banjaran Kabupaten Banyumas. Teknik pengambilan sampel dilakukan secara purposive sampling berdasarkan rona lingkungan yang berbeda pada 7 stasiun pengamatan, dengan tiga kali pengulangan dalam interval waktu dua minggu. Satu stasiun di daerah hulu yang mewakili daerah hutan, lima stasiun di bagian tengah sungai yaitu dua stasiun mewakili daerah pemukiman, dua staiun mewakili daerah penambangan pasir, satu stasiun mewakili daerah persawahan dan terakhir satu stasiun di daerah hilir yang mewakili daerah muara sungai yang merupakan daerah pertemuan dengan Sungai Logawa (Tabel 3.1.). Tabel 3.1 Rona lingkungan pengambilan sampel No Stasiun Lokasi Rona Lingkungan Koordinat 1 I Desa Melung (Baturraden) Hutan 07 o 20 0,6576 LS 109 o 13 48,4356 BT 2 II Desa Kober Pemukiman 07 o 25 2,5212 LS (Purwokerto Barat) 109 o 13 25,1148 BT 3 III Desa Bantarsoka Pemukiman 07 o 25 12,8064 LS (Purwokerto Barat) 109 o 13 24,0996 BT 4 IV Desa Pasirmuncang (Purwokerto Barat) Penambangan pasir dan pemukiman 07 o ,5572 LS 109 o 13 26,3964 BT 5 V Desa Pasirmuncang (Purwokerto Barat) Penambangan pasir 07 o 25 48,0828 LS 109 o 12 59,7096 BT 6 VI Desa Kedungwringin (Patikraja) Persawahan dan pemukiman 07 o 25 43,6224 LS 109 o 13 29,1576 BT 7 VII Desa Sidabowa (Patikraja) Pemukiman dan muara sungai 07 o 27 29,44228 LS 109 o 13 0,3468 BT 7

2 Variabel penelitian terdiri atas variabel tergantung yaitu kelimpahan mikrofitobenthos dan variabel bebas yaitu konsentrasi Total Dissolved Solid (TDS), nitrat (NO3), ortofosfat (PO4). Parameter yang digunakkan dalam penelitian ini meliputi parameter utama dan parameter pendukung. Parameter utama adalah kelimpahan dan jenis mikrofitobenthos dan konsentrasi Total Dissolved Solid (TDS), nitrat (NO3), ortofosfat (PO4) di Sungai Banjaran. Parameter pendukung adalah DO, BOD5, temperatur, ph, kedalaman sungai, penetrasi cahaya, dan kecepatan arus. 8

3 C. Bagan Alir Penelitian Sungai Banjaran Rona Lingkungan Hutan (1 stasiun) Pemukiman (3 Stasiun) Penambangan pasir (2 Stasiun) Sawah (1 stasiun) Pengambilan Sampel Faktor fisika dan kimia Faktor biologi Mikrofitobenthos Parameter Utama 1. TDS 2. NO 3 3. PO 4 Parameter Pendukung 1. DO 2. BOD 5 3. ph 4. Temperatur 5. Penetrasi Cahaya 6. Kedalaman sungai 7. Arus sungai Kelimpahan Keragaman Dominasi Kemerataan Analisis hubungan regresi Pola hubungan parameter utama dengan mikrofitobenthos Struktur komunitas Hubungan antara TDS, NO 3, PO 4, struktur komunitas mikrofitobenthos di Sungai Banjaran Gambar 3.1. Bagan alir penelitian 9

4 D. Cara Kerja 1. Pengambilan Sampel Air Sampel air untuk pengukuran DO dan BOD5 diambil secara langsung menggunakan botol Winkler, sedangkan untuk kadar TDS, Nitrat dan Ortofosfat sampel air diambil dengan jerigen 1l kemudian disimpan dalam Coolbox untuk dianalisis di laboratorium. 2. Pengambilan Sampel Mikrofitobenthos Pengambilan sampel mikrofitobenthos di Sungai Banjaran dilakukan dengan cara membuat kuadran 0,5x0,5 m pada bagian kanan, tengah, dan kiri tepi sungai. Semua substrat dan material yang terdapat pada kuadran dimasukkan kedalam ember yang telah berisi pelarut 500 ml akuades agar mikrofitobenthos terlepas dari material tersebut yang kemudian ditampung dan dibilas menggunakan pelarut didalam ember tersebut. Substrat berupa batu, daun, dan ranting disikat secara halus, setelah disikat substrat dan material dibuang. Air sampel yang telah mengandung mikrofitobenthos disaring menggunakan plankton net yang akan masuk ke dalam botol penampung dan dituang kedalam botol sampel, kemudian di tambahkan dengan larutan formalin 40% yang diencerkan hingga konsentrasinya menjadi 4% dan diberi lugol sebanyak 2 tetes (APHA, 1989). Rumus perhitungan untuk mendapatkan konsentrasi 4% dalam botol adalah sebagai berikut: V 1 x N 1 = V 2 x N 2 (3-1) Keterangan: V1 = Volume botol sampel N1 = konsentrasi formalin yang diinginkan (4%) V2 = volume formali yang ditambahkan N2 = konsentrasi formalin yang ada (40%) 3. Identifikasi dan Perhitungan Sampel Mikrofitobenthos Identifikasi mikrofitobenthos dilakukan dengan menggunakan mikroskop perbesaran 400x, sedangkan untuk menghitung jumlah mikrofitobrenthos menggunakan perbesaran 100x. Perhitungan 10

5 mikrofitobenthos dilakukan dalam 20 lapang pandang sebanyak 5 tetes setiap sampel. Sampel mikrofitobenthos yang diperoleh diidentifikasi menggunakan kunci determinasi Sachlan (1982), Davis (1955), dan Thompson (1983). Hasil perhitungan dikonversikan ke dalam rumus kelimpahan berdasarkan metode modifikasi Lackey Drop Microtransect Counting (APHA, 1989). Perhitunganya menggunakan rumus sebagai berikut: K = F x N.(3-2) Keterangan: F = Q 1 Q 2 x V 1 V 2 x 1 P x 1 W..(3-3) K = Kelimpahan mikrofitobenthos (Organisme/cm 2 ) N = Jumlah mikrofitobenthos F = Jumlah individu mikrofitobenthos perliter Q1 = Luas gelas penutup 18x18 ( 324 mm 2 ) Q2 = Luas lapang pandang (1,11279 mm 2 ) V1 = Volume air dalam botol sampel (90 ml) V2 = Volume air yang diamati ( 0,05 ml ) W = Volume air yang disaring (500 ml) P = Jumlah lapang pandang (20) 4. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia a. Pengukuran TDS (Total Dissolved Solid) Pengukuran TDS menggunakan metode gravimetri menurut APHA (1985). Cawan porselin disterilisasi dengan cara dibilas dengan akuades dan dioven pada suhu 180 o C selama 1 jam, kemudian didinginkan didesikator kabinet selama 15 menit. Cawan porselin yang sudah dingin ditimbang sebagai berat awal (x) menggunakan timbangan analitik. Air sampel diambil sebanyak 50 ml, kemu 44 dian disaring dengan kertas Whatman no.41 menggunakan vaccum pump. Air yang lolos saringan dituang kedalam cawan porselin sebanyak 30 ml, yang akan digunakan untuk mengukur TDS. Cawan porselin tersebut dioven pada suhu 180 o C selama 24 jam, kemudian didinginkan dalam desikator cabinet selama 15 menit, lalu ditimbang sebagai berat akhir (y). 11

6 TDS = Y X Volume sampel (30ml) X106 (3-4) y = berat kertas saring + zat tersuspensi x = berat kertas saring awal b. Pengukran Dissolved Oxygen (DO) Pengukuran DO menggunakan metode winkler menurut APHA (1985). Air sampel yang diambil dengan mengunakan botol winkler ditambahkan 1 ml larutan MnSO4 dan 1 ml KOH-KI kemudian dikocok hingga homogen. Asam sulfat pekat 1 ml ditambahkan dan dihomogenkan hingga endapan hilang. Air larutan dipindahkan ke dalam Erlenmeyer sebanyak 100 ml menggunakan gelas ukur dan ditambahkan indikator amilum sebanyak 3-5 tetes hingga berwarna biru tua, kemudian dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N hingga jernih. Kadar oksigen terlarut dihitung dengan rumus : Kandungan Oksigen Terlarut = x p x q x 8 mg. l 1.(3-5) p = jumlah Na2S2O3 0,025 N yang digunakan untuk titrasi (ml) q = normalitas larutan Na2S2O3 8 = bobot setara oksigen c. Pengukuran Biological Oxygen Demand (BOD5) BOD diukur dengan metode winkler menurut APHA (1985) yaitu sampel air diencerkan dengan tingkat pengenceran 0,5 dimana 250 ml sampel dicampurkan dengan 250 ml pengencer. Sampel yang telah diencerkan dimasukkan kedalam 2 botol Winkler bervolume 250 ml. Botol Winkler pertama diperiksa kandungan oksigennya yang dinyatakan sebagai DO0, sedangkan botol Winkler kedua diperiksa setelah 5 hari dan dinyatakan 12

7 sebagai DO5. Sampel air ditambahkan MnSO4 dan KOH-KI masing-masing 1 ml, kemudian dikocok sampai homogen dan didiamkan sampai timbul endapan, lalu ditambahkan 1 ml H2SO4 pekat hingga homogen atau sampai semua endapan menjadi larut dan berwarna coklat kekuningan. Air larutan diambil sebanyak 100 ml dengan gelas ukur, kemudian dimasukkan ke dalam Erlenmeyer. Indikator amilum ditambahkan sebanyak 3-5 tetes hingga berwarna biru tua, lalu dititrasi dengan Na2S2O3 0,025 N sampai jernih. Mengukur blanko yang dibuat menggunakan akuades dengan perlakukan dengan cara yang sama seperti cara kerja untuk air sampel. Kandungan BOD dihitung dengan persamaan : BOD = (x 0 x 5 ) (B 0 B 2 )( 1 P) P 6) X0 = kandungan O2 terlarut sampel hari ke-0 X5 = kandungan O2 terlarut sampel hari ke-5 B0 = kandungan O2 terlarut blanko hari ke-0 B2 = kandungan O2 terlarut blanko hari ke-5 P = faktor pengenceran d. Pengukuran Ortofosfat Pengukuran ortofosfat dengan metode spektrofotometri menurut APHA (1985) yaitu air sampel 50 ml disaring menggunakan kertas Whatman no.1, kemudian dipindahkan pada erlenmeyer 50ml dan ditambah 1 ml H2SO4 dan 0,4 gr K2S2O8 tetesi dengan indikator PP 2 tetes dan NaOH hingga larutan berwarna merah muda, lalu ditambahkan 8 ml reagen campuran dan ditunggu selama 5 menit. Larutan tersebut kemudian diukur absorbansi dan konsentrasinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 880 nm. Hasil absorbansi dan konsentrasi yang diperoleh dicatat. e. Pengukuran Nitrat Pengukuran nitrat dengan metode spektrofotometri menurut APHA (1985) yaitu dengan cara sampel air 50 ml disaring dengan

8 kertas Whatman no.41 menggunakan vaccum pump. Sampel yang telah disaring ditempatkan pada Erlenmeyer 50ml dan ditambah 1 ml HCl. Larutan tersebut kemudian diukur absorbansi dan konsentrasinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 220 nm. Hasil absorbansi dan konsentrasi diperoleh dicatat. f. Pengukuran ph Pengukuran ph sungai dengan metode kolorimetri menurut APHA (1985) dilakukan dengan cara mencelupkan kertas ph universal kedalam air sungai kemudian dicocokkan dengan warna standar yang ada, kemudian angka yang sesuai dicatatat. g. Pengukuran suhu Pengukuran suhu dengan metode pemuaian menurut APHA (1985). Temperatur air sungai diukur dengan menggunakan termometer. Termometer dicelupkan ke dalam air selama kurang lebih 2 menit sampai menunjukkan angka yang konstan, lalu dicatat. Pengukuran suhu udara dilakukan dengan menggunakan termometer Celcius dengan cara termometer dibiarkan pada udara terbuka selama 2 menit sampai menunjukkan angka yang konstan, lalu dicatat h. Pengukuran kedalaman sungai Kedalaman diukur menggunakan metode visualisasi menurut APHA (1985) mencelupkan tongkat berskala pada sungai sampai tongkat menyentuh dasar, dan skala yang diperoleh dicatat. i. Pengukuran penetrasi cahaya Pengukuran penetrasi cahaya menggunakan metode visualisasi menurut APHA (1985) diukur dengan Secchi disk. Keping Secchi dimasukkan ke dalam sungai dengan menggunakan tali secara perlahan sampai batas mulai tidak terlihat oleh mata dan diukur jaraknya, kemudian diangkat lagi secara perlahan sampai batas mulai terlihat oleh mata dan diukur jaraknya. Rumus Penetrasi Cahaya = x+y 14 2 (3-7)

9 X = jarak saat Secchi disk tidak terlihat oleh mata Y = jarak saat Secchi disk terlihat lagi oleh mata j. Pengukuran kecepatan arus Pengukuran kecepatan arus menggunakan metode terapung dengan cara botol yang telah diisi air hingga seperempatnya di hanyutkan dengan diikat tali raffia yang telah diketahui panjangnya, dengan menggunakan stopwatch icatat waktu yang ditempuh dan dihitung menggunakan rumus sebagai berikut: V = r t.. (3-8) C. Metode Analisis Keterangan: v = Kecepatan arus r = jarak (m) t = waktu (s) Metode analisis yang digunakan untuk mengetahui konsentrasi TDS, NO3, PO4 di Sungai Banjaran adalah metode deskriptif disertai grafik untuk melihat perbedaan konsentrasi setiap stasiun. Struktur komunitas mikrofitobenthos dianalisis secara kualitatif dan kuantitatif. Analisis kualitatif dengan cara mendeskripsikan divisi, jumlah jenis dan jumlah individu mikrofitobenthos yang diperoleh menggunakan grafik dan tabel. Analisis kuantitatif dengan menggunakan indeks, yaitu: 1. Indeks Keanekaragaman Indeks keanekaragaman dapat digunakan untuk menyatakan hubungan kelimpahan spesies dalam komunitas. Persamaan yang digunakan untuk menghitung indeks ini adalah persamaan Shannon-Wiener (Odum, 1998): H = (pi) (ln pi) (3-9) H = Indeks diversitas Shannon-Wiener Pi = ni/n ni = Jumlah individu ke i N = Jumlah total individu H<1 = komunitas biota rendah, 1<H<3 = komunitas biota sedang, H>3 = komunitas biota tinggi (Odum, 1998). 15

10 2. Indeks Dominasi Indeks dominasi untuk mengetahui jenis organisme apayang mendominasi suatu perairan dapat menggunakan indeks dominansi. Indeks dominansi berdasarkan Indeks Simpson (Odum, 1998) yaitu: C = (Pi) 2. (3-10) C = Indeks Dominasi Pi = ni/n ni = Jumlah individu ke-i N = Jumlah Total Individu Nilai indeks dominasi berkisar antara 0-1. Nilai yang mendekati 0 menunjukkan tidak ada genus dominan dalam komunitas. Sebaliknya, nilai yang mendekati 1 menunjukkan adanya genus yang dominan (Odum, 1998). 3. Indeks Kemerataan Indeks kemerataan menunjukkan kelimpahan individu organisme yaitu merata atau tidak. Persamaan Indeks kemerataan (Odum, 1998) yaitu : E = (H ) Hmax (3-11) E = Indeks Kemerataan H = Indeks Keanekaragaman Hmax = ln S S = Jumlah spesies Indeks kemerataan berkisar antara 0-1, nilai E mendekati 0 maka sebaran individu antar jenis tidak merata dan apabila nilai E mendekati 1 maka sebaran individu antar jenis merata (Odum, 1998). 4. Indeks Kesamaan Indeks kesamaan digunakan untuk mengetahui tingkat kesamaan komunitas antar dua, dihitung menggunakan indeks Sorenson menurut Brower (1990), yaitu: S = 2C A+B x100% (3-12) Keterangan: S =Indeks Kesamaan A = Jumlah spesies yang ditemukan di lokasi A 16

11 B = Jumlah spesies yang ditemukan di lokasi B C = Jumlah spesies yang sama-sama ditemukan di lokasi A dan B Jika S 50% berarti komunitas mendekati sama, jika S < 50% berarti komunitas berbeda (Brower, 1990). Untuk mengkaji hubungan TDS, NO3, dan PO4 dengan kelimpahan mikrofitobenthos dilakukan analisis regresi korelasi berganda. Analisis korelasi untuk mengukur kekuatan hubungan antara dua peubah, yaitu x dan y melalui sebuah bilangan yang disebut koefisien korelasi, dilambangkan dengan r. Nilai r mengukur sejauh mana titik-titik menggerombol sekitar sebuah garis lurus. Menurut Djarwanto dan Subagyo (1981), bahwa nilai koefisien korelasi (r) (plus atau minus) antar 0,70-1,00 menunjukkan adanya derajat asosiasi yang tinggi, nilai (r) 0,40-0,70 menunjukkan hubungan yang sedang sedangkan nilai (r) 0,20-0,40 menunjukkan hubungan yang rendah dan apabila nilai r <0,20 menunjukkan adanya hubungan yang sangat rendah atau dapat diabaikan. Berikut ini adalah rumus persaman regresi menurut (Walpole, 1995): r xy = n x i yi ( x i )( y i ) {n x i 2 ( x i ) 2 }{n y i 2 ( y i 2 )}.. (3-13) y = a + bx. (3-14) Keterangan: y = peubah tergantung (kelimpahan mikrofitobenthos) x = peubah bebas (Konsentrasi TDS, konsentrasi NO3, konsentrasi PO4) a = intersep atau perpotongan dengan sumbu tegak b = kemiringan atau gradien Jika koefisien bernilai positif artinya terjadi hubungan positif antara TDS dengan kelimpahan mikrofitobenthos yaitu apabila variabel bebas meningkat maka diikuti meningkatnya variabel tergantung, sebaliknya koefisien bernilai negatif artinya terjadi hubungan negatif semakin meningkatnya variabel bebas maka semakin menurunkan variabel tergantung. 17