PENDAHULUAN Latar Belakang

Transkripsi

1 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Karbon organik merupakan unsur yang penting selain hidrogen, oksigen serta nitrogen dan dalam bentuk senyawa merupakan dasar bagi semua kehidupan. Sumber bahan organik pada sedimen estuari dapat berasal dari sistem akuatik, masukan materi terestrial dan produk terkait aktivitas bakteri pada kolom air dan sedimen. Sumber tersebut dapat dipengaruhi oleh faktor lokal seperti iklim, suplai nutrien, kondisi hidrodinamika dan biogeokimia sedimen. Perubahan pada sumber tersebut dapat direfleksikan oleh komponen organik pada sedimen (Prartono 1995). Lipid merupakan salah satu komponen bahan organik utama selain karbohidrat, protein, lignin dan tannin. Lipid dihasilkan oleh organisme hidup atau produk degradasinya (Sanusi & Sugeng 2009). Lipid dapat terdiri atas beberapa kelas seperti hidrokarbon, asam lemak (fatty acid), n- alkanol, steroid dan terpenoid. Lipid biological marker (biomarker) sebagai senyawa organik spesifik dapat digunakan untuk menduga kontribusi karbon organik dari sumber yang berbeda atau penelusuran menurut molekul asal dari biologi tertentu. Lipid biomarker juga dapat digunakan untuk menduga kesehatan ekosistem dan tingkat masukan dari akuatik, terestrial dan antropogenik (Parrish et al. 2000). Penelitian mengenai komposisi molekuler lipid sebagai biomarker spesifik untuk organisme atau proses biogeokimia secara luas telah dilakukan di perairan lakustrin, sungai maupun pesisir dan laut baik pada kolom air dan sedimen (Simons et al. 2003; Jeng & Huh 2004; Muri et al. 2004; Medeiros & Simoneit 2008; Volkman et al. 2008; Bechtel & Schubert 2009). Secara umum, lipid biomarker pada sedimen telah digunakan untuk merekontruksi perubahan pada masa lalu suatu ekosistem dan terkait juga dalam mempelajari produktivitas perairan (Lu & Meyers 2009), perubahan iklim (Schulz & Zabel 2006; Wiesenberg et al. 2008), eksplorasi petroleum (Millero & Sohn 1992; Killops & Killops 1993), rantai makanan (Southward et al. 2003; Berge & Barnathan 2005), lingkungan dan ekologi (Parrish et al. 2000; Panetta & Gélinas 2009), termasuk efek antropogenik (environmental forensics) (Boehm 2006) serta siklus karbon (Panetta & Gélinas 2009). Sungai Angke merupakan salah satu anak Sungai Ciliwung yang bermuara di bagian barat Teluk Jakarta, sedangkan Sungai Cimandiri berhulu dari

2 2 kompleks Pegunungan Gede-Pangrango pada bagian timur laut dan Gunung Salak pada bagian utaranya, mengalir menuju Teluk Pelabuhan Ratu di Selatan Jawa Barat. Sungai Cilintang yang termasuk dalam kawasan Taman Nasional Ujung Kulon merupakan kawasan pelestarian alam di Indonesia yang berperan penting dalam menjaga kelestarian sumberdaya alam hayati dan keseimbangan ekosistem. Ketiga aliran sungai tersebut membawa materi baik bahan organik maupun non organik menuju ke estuari. Tingginya aktivitas terkait masukan dari terestrial serta antropogenik di Estuari Muara Angke dibandingkan dengan Estuari Cimandiri dan Cilintang, diduga memiliki karakteristik karbon yang berbeda berdasarkan komposisi lipid biomarker. Sedimen estuari merupakan tempat penyimpanan berbagai jenis senyawa kimia atau polutan yang resisten dalam kolom air. Lipid yang memiliki persistensi tinggi akan terendap dalam waktu yang lama pada sedimen. Oleh karenanya, sedimen estuari baik digunakan dalam studi karakteristik lipid biomarker. Studi mengenai lipid biomarker masih jarang dilakukan di Indonesia. Umumnya pemahaman karakter karbon organik yang ditranspor dari daratan ke wilayah pesisir melalui sungai menggunakan analisis isotop karbon organik, jarang dilakukan dalam bentuk biokimia. Melihat kondisi tersebut perlu dilakukan studi mengenai lipid biomarker dalam sedimen. Pendekatan Masalah Bahan pencemar di estuari dapat berasal dari aktivitas manusia baik di darat maupun di laut. Bahan pencemar tersebut dapat memberikan kontribusi terhadap penambahan bahan organik dan anorganik di estuari yang seiring dengan waktu akan mengendap dan terakumulasi dalam sedimen. Perairan Estuari Muara Angke, Teluk Jakarta telah terindikasi sebagai perairan yang tercemar (Suharsono 2004). Penelitian Rochyatun dan Rozak (2007) di Teluk Jakarta menunjukkan bahwa kadar logam berat dalam sedimen di bagian barat Teluk Jakarta lebih tinggi dibandingkan di bagian tengah dan timur Teluk Jakarta. Bagian barat Teluk Jakarta dimana Estuari Muara Angke sebagai salah satu stasiun yang diamati telah terkontaminasi oleh logam berat Zn, Cu dan Ni. Evaluasi data Teluk jakarta dari tahun 1970 hingga kini menunjukkan makin sering terjadi eutrofikasi. Hal ini terjadi karena adanya peningkatan nutrien di Teluk Jakarta dan selanjutnya mengakibatkan ledakan populasi fitoplankton.

3 3 Fenomena tersebut tahun 1980 hanya sekitar Teluk Jakarta, tahun 1986 meluas hingga jarak 2 km, tahun 1988 meningkat sejauh 5 km, tahun 1990 dan 2002 ledakan populasi fitoplankton telah mencapai 12 km dan 20 km dari pelabuhan Tanjung Priok. Eutrofikasi di Teluk Jakarta juga pernah menyebabkan kematian masal ikan dan udang yang disebabkan oleh ledakan populasi fitoplankton beracun (Suharsono 2004). Estuari Cimandiri, Teluk Pelabuhan Ratu merupakan perairan yang aktivitas sekitarnya mulai meningkat, seperti aktivitas dari nelayan, pelabuhan serta pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU), tetapi tidak setinggi aktivitas di Teluk Jakarta. Sutomo dan Hutagalung (1994) dalam penelitiannya mendapatkan konsentrasi oksigen terlarut bulan Mei 1993 (musim peralihan 1) lebih tinggi daripada bulan Juli 1993 (Musim Timur) di Estuari Cimandiri. Konsentrasi oksigen terlarut pada perairan Estuari Cimandiri masih bersifat alami dengan nilai >4 mg/l (Sutomo & Hutagalung 1994). Kisaran konsentrasinya pada bulan Mei 1993 berkisar antara mg/l (lapisan permukaan) dan mg/l (lapisan dekat dasar). Untuk konsentrasi oksigen terlarut pada bulan Juli 1993 (lapisan permukaan) berkisar antara mg/l dan mg/l (lapisan dekat dasar). Taman Nasional Ujung Kulon merupakan lokasi warisan dunia sejak tahun 1992 yang dilindungi. Informasi mengenai kualitas perairan dan ekosistem lautnya sangat terbatas, tetapi telah diketahui bahwa Ujung Kulon kaya akan terumbu karang serta adanya padang lamun dan mangrove (Mujiono 2009). Adanya variasi lingkungan yang berbeda pada perairan Estuari Muara angke, Cimandiri dan Cilintang diduga karakteristik karbon berdasarkan komposisi lipid biomarkernya berbeda. Estuari Muara Angke dimana masukan bahan pencemarnya tinggi (Hutagalung & Razak 1982; Suharsono 2004; Munawir 2005; Rochyatun & Rozak 2007) akibat tingginya aktivitas didaratan dan perairan laut diduga memiliki kecenderungan kehadiran rantai karbon panjang yang tinggi serta kehadiran pristana, phytana, UCM (Unresolved Complex Mixture), hopana, PAH (Polisiklik Aromatik Hidrokarbon), coprostanol (sterol) dan ketiadaan dominasi nomor karbon ganjil pada n-alkana. Sebaliknya, Estuari Cimandiri (Sutomo & Hutagalung 1994) dan Cilintang yang diduga relatif belum tercemar, diduga memiliki kecenderungan kehadiran rantai karbon pendek yang tinggi serta ketidakhadiran pristana, phytana, UCM, hopana, PAH, coprostanol dan adanya dominasi nomor karbon ganjil pada n-alkana.

4 4 Dalam penelitian ini akan dilihat apa ada korelasi karakter lipid dengan kondisi lingkungan yang berbeda dan sejauh mana lipid biomarker dapat dimanfaatkan sebagai alat (tool) atau acuan dalam melihat perairan yang relatif tercemar dan relatif tidak tercemar. Pendugaan adanya perbedaan dalam kondisi lingkungan yang berbeda, analisis lipid biomarker dapat memberikan informasi yang sangat penting dalam investigasi forensik lingkungan terkait identifikasi karakteristik dan sumber biomarker (alami dan antropogenik) pada setiap lokasi. Dalam studi ini digunakan parameter hidrokarbon (n-alkana, hopana, PAH), n-alkanol, sterol, asam lemak dan isoprenoid dalam menganalisis karakteristik karbon pada sedimen estuari (Gambar 1). Molekul organik tersebut mempunyai potensi untuk digunakan dalam penelusuran sumber karbon karena spesifikasi dari biosintesis pada organisme yang berbeda dan kestabilannya di lingkungan. Indikator masukan biogenik (alami) umumnya digunakan n-alkanol dan asam lemak (yang nomor karbonnya didominasi nomor karbon genap) serta n-alkana (didominasi nomor karbon ganjil) yang memiliki rantai karbon dengan >C 20 merupakan indikasi adanya masukan terestrial dari tumbuhan tingkat tinggi, sedangkan rantai karbon dengan C 20 merupakan indikasi masukan dari organisme akuatik seperti fitoplankton, zooplankton serta bakteri (Millero & Sohn 1992; Killops & Killops 1993). Indikator adanya masukan dari antropogenik pada ekosistem perairan umumnya digunakan hidrokarbon isoprenoid (pristana dan phytana), UCM, hopana, sterana dan PAH sebagai indikasi adanya kontaminasi dari petroleum kemudian coprostanol (sterol) sebagai indikasi adanya kontaminasi dari limbah domestik atau bahan buangan manusia (Boehm 2006). Tujuan Penelitian Penelitian dilaksanakan dengan tujuan mengkaji kontribusi asal bahan organik dalam sedimen berdasarkan karakteristik lipid biomarker di Estuari Muara Angke-Teluk Jakarta, Cimandiri-Teluk Pelabuhan Ratu dan Cilintang- Ujung Kulon. Manfaat Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah dapat memberikan gambaran mengenai rona lingkungan awal dan kontribusi relatif masukan dari alotonus dan autotonus berdasarkan karakteristik lipid biomarker.

5 5 Sumber Bahan Organik di Estuari Sedimen Estuari Terestrial (allochthonous) Antropogenik Laut (autochthonous) Lipid Biomarker Sungai/ Atmosfer Estuari Hidrokarbon (Alifatik, hopana dan Polisiklik Aromatik) n-alkanol sterol asam lemak isoprenoid Keterangan : Kesimpulan Perbandingan lokasi di estuari yang relatif tercemar dan relatif tidak tercemar Analisis Karakteristik Lipid Biomarker Sedimen (Deskriptif) : Proses : Umpan balik Gambar 1 Skema pendekatan masalah..