III. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 III. METODE PENELITIAN 3.1. Lokasi Dan Waktu Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus Agustus 2006 dengan lokasi penelitian di Pelabuhan Sunda Kelapa, DKI Jakarta. Pengambilan contoh air dan sedimen untuk pengukuran kualitas perairan, fitoplankton dan makrozoobenthos dilakukan pada tiga stasiun yaitu stasiun I berjarak 50 m (muara sungai), stasiun II berjarak 500 m dan stasiun III berjarak 1000 m. Pengamatan dan analisa dilakukan secara in situ dan ex situ. Analisa ex situ untuk contoh air dilakukan di Laboratorium Lingkungan Teknologi dan Manajemen Akuakultur, FPIK-IPB dan identifikasi sampel makrozoobenthos dilaksanakan di Laboratorium Produktivitas dan Lingkungan Perairan MSP, FPIK-IPB. Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2. Lokasi Penelitian Gambar 2. Lokasi penelitian studi kapasitas asimilasi dan beban pencemaran di Pelabuhan Sunda Kelapa, DKI Jakarta.

2 3.2. Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang digunakan pada penelitian ini adalah pengamatan (pengukuran parameter fisika, kimia dan biologi) secara langsung di lapang dan analisis laboratorium Data yang diambil pada penelitian ini antara lain: 1) Data primer berupa data fisik (suhu, salinitas, kekeruhan, kecerahan, TSS), kimia (ph, BOD 5, COD, BOD, NH 3, NO 2, NO 3, PO 4 ) dan biologi air (fitoplankton dan makrozoobenthos). 2) Data sekunder (data aktivitas pelabuhan, data kependudukan) yang berasal dari Dinas/Instansi/Lembaga yang terkait dengan pengelolaan dan penelitian sungai dan perairan teluk Jakarta serta pengelola Pelabuhan Sunda Kelapa Metode Sampling Pengambilan sampel air Pengambilan sampel air dilakukan dengan menggunakan Van Dorn Water Sampler sedangkan contoh sedimen menggunakan Petersen grab (40 x 32 cm). Pengambilan sampel air dan sedimen diambil pada tiga stasiun yang masingmasing stasiun berjarak 50 m, 500 m dan 1000 m dari Pelabuhan Sunda Kalapa. Pada setiap satu stasiun dilakukan pengambilan contoh air dan sedimen dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Pengambilan sampel air dan sedimen akan dilakukan sebanyak 3 kali selama penelitian berlangsung. Lokasi stasiun pengambilan sampel air dan sedimen dapat dilihat pada Lampiran 1. Sampel air diambil dari setiap stasiun pengamatan menggunakan Van Dorn sampler. Untuk pengukuran BOD 5, sampel air dimasukkan dalam botol BOD, sedangkan untuk pengukuran parameter kimia air diambil sebanyak tiga botol contoh polyethilen ukuran 500 ml,dimana botol pertama tanpa diberi bahan pengawet, botol kedua diberi H 2 SO 4 dan botol ketiga diberi HNO 3, masingmasing 3 tetes. Sampel air untuk analisis fitoplankton diambil dengan menggunakan Van Dorn water sampler kemudian ditampung dalam ember, selanjutnya disaring 22

3 dengan menggunakan plankton net mesh ukuran 25 um. Contoh fitoplankton tersebut disimpan dalam botol film dan diawetkan dengan larutan lugol, kemudian diidentifikasi di Laboratorium Pengambilan sampel sedimen Contoh sedimen untuk pengukuran kualitas sedimen diambil dari setiap stasiun pengamatan dengan menggunakan Petersen Grab sampai kedalaman 10 cm. Contoh sedimen diambil sebanyak gram, dan analisis sedimen dilakukan untuk melihat fraksi sedimen. Pengukuran fraksi sedimen dilakukan dengan mengambil contoh sedimen sebanyak 100 gram dan dimasukkan ke dalam botol contoh polyethilen kemudian dihitung fraksinya berdasarkan ukuran butiran sedimen. Pengambilan makrozoobentos dilakukan pada sedimen contoh dengan menggunakan Petersen Grab sebanyak lima kali ulangan. Kemudian makrozoobentos tersebut dipisahkan dari sedimen dengan menggunakan saringan bertingkat ukuran 1 mm 2, selanjutnya dimasukkan ke dalam botol contoh dan diberi larutan lugol serta rose bengal kemudian diidentifikasi di laboratorium Metode Pengukuran Kualitas Perairan. Parameter kualitas air yang dianalisis langsung di lapangan adalah suhu, ph, oksigen terlarut (DO) dan salinitas. Selanjutnya contoh air akan dianalisis di laboratorium untuk BOD 5, TSS, COD, NH 3, NO 2, NO 3, PO 4, kekeruhan, dan kandungan logam berat Pb dan Cd dalam sedimen diawetkan dengan menggunakan bahan-bahan kimia yang mengacu pada Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1989). Metode pengukuran kualitas perairan dapat dilihat pada Tabel Analisis Data. Data dianalisis dengan metode deskiptif terhadap parameter-parameter yang diamati. Parameter-parameter yang dideskripsikan adalah parameter-parameter kimia perairan, beban pencemaran, kapasitas asimilasi dan analisis-analisis terhadap komunitas fitoplankton dan makrozoobentos. 23

4 Beban Pencemaran dan Kapasitas Asimilasi. Analisis beban pencemaran dilakukan dengan perhitungan secara langsung dari kualitas air Sungai Ciliwung yang bermuara di Pelabuhan Sunda Kelapa maupun kualitas perairan Pelabuhan Sunda Kelapa sendiri. Cara penghitungan beban pencemaran ini didasarkan atas pengukuran langsung debit sungai dan konsentrasi limbah di muara sungai-sungai yang menuju Pelabuhan Sunda Kelapa, berdasarkan model berikut: BP = Q x C i x (1 x 10-6 x 30 x 24 x 3600)...(1) Keterangan : BP= Beban pencemar yang berasal dari suatu sumber (ton/bulan) Q = Debit sungai yang masuk perairan Pelabuhan Sunda Kelapa (m 3 /detik) C i = Konsentrasi parameter ke-i() Total beban pencemar dari suatu sumber yang bermuara ke Pelabuhan Sunda Kelapa, sebagai berikut: TBP = n i= 1 BP...(2) Keterangan : TBP = Total Beban Pencemar yang masuk ke perairan n = Jumlah sungai i = Beban limbah dari sungai ke-i Nilai kapasitas asimilasi didapatkan dengan cara membuat grafik hubungan antara konsentrasi masing-masing parameter limbah di perairan dengan total beban limbah pencemaran parameter tersebut di muara sungai dan selanjutnya dianalisa dengan cara memotongkannya dengan garis baku mutu air yang diperuntukkan bagi biota dan budidaya. Pola hubungan antara konsentrasi limbah dengan beban pencemaran direferensikan terhadap standar baku mutu. Nilai kapasitas asimilasi didapat dari titik perpotongan antara garis hubungan beban pencemar dengan konsentrasi polutan dengan nilai baku mutu untuk parameter yang diuji (Gambar 3). 24

5 Konsentrasi Polutan Pelabuhan () Baku Mutu Beban Pencemaran (ton/bln) Gambar 3. Grafik hubungan antara beban pencemaran dan konsentrasi polutan Selanjutnya nilai kapaitas asimilasi dianalisis dengan melihat seberapa besar peran masing-masing parameter terhadap beban pencemarannya. Dengan asumsi dasar yakni: 1) Nilai kapasitas asimilasi hanya berlaku di wilayah pesisir pada batas yang telah ditetapkan dalam penelitian 2) Nilai hasil pengamatan baik di perairan pesisir maupun di muara sungai diasumsikan telah mencerminkan dinamika yang ada di perairan tersebut 3) Perhitungan beban pencemaran dilakukan baik berasal dari land based, pencemaran dari kegiatan di perairan pelabuhan maupun dari lautnya sendiri. Data yang diamati merupakan data pencemaran yang mempengaruhi kualitas air muara sungai dan perairan. Hubungan yang ingin dilihat adalah nilai parameter tersebut yang ada di pelabuhan dan analisis yang digunakan adalah regresi linear. Y = a + bx...(3) Keterangan : x = nilai parameter di muara sungai (jarak 50 m) y = nilai parameter di perairan (jarak 500 dan 1000 m) a = interseps b = koefisien regresi untuk parameter di sungai. Peubah x merupakan nilai parameter tertentu hasil pengamatan di muara sungai dan y merupakan nilai parameter pelabuhan dianggap tepat untuk mewakili seluruh nilai parameter yang ada di Pelabuhan Sunda Kelapa. 25

6 Tabel 2. Parameter lingkungan yang diamati beserta metode/alat yang digunakan (APHA, 1989) Parameter Unit Metode/Alat Fisika air laut a. Suhu b. Kekeruhan c. Kedalaman d. Tekstur Sedimen e. Kecerahan f. TSS Kimia air laut a. ph b. Salinitas c. Oksigen terlarut (DO) d. BOD 5 e. COD f. Logam berat Pb dan Cd ºC NTU m % cm - PSU Thermometer Turbidimeter Tali berpemberat Analisa segitiga Miller/Pipet Secchi disk/visual Filter/Gravimetrik Kertas lakmus Refraktometer Metode Winkler Metode Winkler dan inkubasi Metode Reflux AAS (Atomic Absorption Spectrophotometric) Fisika sedimen laut - Tekstur/fraksi sedimen % Saringan bertingkat Biologi perairan - Plankton - Makrozoobentos Hidrodinamika - Kedalaman muara sungai - Penampang sungai - Debit sungai - Arus ind/l ind/m 2 m m 2 m 3 /dt m/dt Mikroskopis Identifikasi secara visual Skala metrik Skala metrik Pengukuran dan penghitungan Skala metrik Struktur Komunitas Phytoplankton dan Makrozoobenthos. Atribut biologi atau metrik yang digunakan dalam menentukan tingkat gangguan pada struktur komunitas fitoplankton dan makrozoobenthos adalah Indeks Diversitas dan Indeks Keseragaman Kepadatan Jenis. Kepadatan jenis baik fitoplankton dan makrozoobenthos didefinisikan sebagai jumlah individu satu jenis per stasiun, biasanya dalam satuan meter persegi (Odum, 1971) dan dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : 26

7 a K = (4) b Dimana : K = Kepadatan jenis suatu spesies (ind/m 2 ) a = Jumlah spesies yang dihitung (ind) b = Luas permukaan Petersen grab (cm 2 ) (Nilai adalah konversi dari cm 2 ke m 2 ) Indeks Keanekaragaman (H ). Indeks Shannon-Wiener digunakan untuk menentukan keanekaragaman fitoplankton maupun makrozoobenthos yang ada dalam suatu komunitas. Rumus Indeks Diversitas Shannon-Wiener yang digunakan sebagai berikut (Krebs, 1989). H' ' = n i= 1 pilog 2 Dimana: pi...(5) H = indeks diversitas (bits per individual) pi = ni/n (proporsi spesies ke-i) n i = jumlah individu dalam satu spesies N = jumlah total individu spesies yang ditemukan N = jumlah jenis Kriteria indek keanekaragam jenis (H ) adalah sebagai berikut : H <1 menandakan komunitas tidak stabil atau kualitas air tercemar berat, 1<H <3 menandakan stabilitas komunitas sedang atau kualitas air tercemar sedang, H>3 menandakan stabilitas komunitas biota dalam kondisi prima (stabil atau kualitas air bersih Indeks Keseragaman (E ). Keseragaman menggambarkan komposisi individu tiap spesies yang terdapat dalam suatu komunitas. Indeks Keseragaman dihitung dengan menggunakan rumus dari Pielou (1966) dalam Fachrul et al. (2005) sebagai berikut: 27

8 H ' E =..(6) Hmaks Dimana : H maks = Keragaman jenis maksimum = Ln S S = jumlah jenis dalam sampel yang ditemukan Untuk tingkat keseragaman benthos memiliki nilai kriteria sebagai berikut : E mendekati 0 berarti keseragaman antar spesies rendah, artinya kekayaan individu yang dimiliki masing-masing spesies sangat jauh berbeda. Sedangkan E mendekati 1 berarti keragaman antar individu relatif seragam atau jumlah individu masing-masing spesies relatif sama Penetuan Status Perairan Status mutu air/perairan adalah tingkat kondisi mutu air/perairan yang menunjukkan kondisi tercemar atau kondisi baik pada suatu sumber air dalam waktu tertentu dengan membandingkan dengan baku mutu air yang ditetapkan (KepMen LH No.115 tahun 2003). Penentuan status suatu perairan dapat memakai metoda Store et Retrieval (STORET) atau metoda indeks pencemaran. Metoda STORET merupakan salah satu metoda untuk menentukan status mutu air yang umum digunakan, karena penghitungan dengan metoda ini sangat mudah dilakukan, penentuan status mutu air menggunakan sistem nilai dari US-EPA (Environmental Protection Agency) dan dengan metoda ini, dapat diketahui parameter-parameter yang telah memenuhi atau melampaui baku mutu air. Klasifikasi mutu air dengan metode STORET berdasarkan US EPA dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Klasifikasi mutu air berdasarkan metode STORET Kelas Kriteria Skor Status A baik sekali 0 memenuhi baku mutu B baik -1 s/d -10 tercemar ringan C sedang -11 s/d -30 tercemar sedang D buruk > -30 Sumber : Center, 1977 dalam KepMen LH No.115 tahun 2003 tercemar berat Secara prinsip metoda STORET adalah membandingkan antara data kualitas air dengan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukannya guna 28

9 menentukan status mutu air. Penentuan status mutu air dengan menggunakan metoda STORET dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1) Dari data hasil pengukuran untuk setiap parameter dibuatkan tabulasi nilai kadar mimimum, maksimum dan rerata, kemudian dibandingkan dengan nilai baku mutu 2) Jika hasil pengukuran memenuhi baku mutu sesuai peruntukkannya (hasil pengukuran < baku mutu), diberi skor 0 3) Jika hasil pengukuran tidak memenuhi baku mutu sesuai peruntukkannya, diberi nilai sesuai dengan Tabel 4. 4) Jumlah negatif dari jumlah skor yang diperoleh dipergunakan untuk menentukan status air/perairan sesuai dengan kriteria sistem nilai dari US-EPA (Environmental Protection Agency). Tabel 4. Penentuan sistem nilai untuk menentukan status mutu perairan Jumlah Parameter Nilai Parameter Fisika Kimia Biologi < 10 maksimum minimum rata-rata > 10 maksimum minimum rata-rata Sumber : Center, 1977 dalam KepMen LH No.115 tahun