KERANG BULU (Anadara inflata) SEBAGAI BIOINDIKATOR PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) DI MUARA SUNGAI ASAHAN T E S I S Oleh ERNAWATI 087030007 PROGRAM STUDI MAGISTER BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
KERANG BULU (Anadara inflata) SEBAGAI BIOINDIKATOR PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) DI MUARA SUNGAI ASAHAN T E S I S Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Oleh ERNAWATI 087030007 PROGRAM STUDI MAGISTER BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
Judul Penelitian : KERANG BULU (Anadara inflata) SEBAGAI BIOINDIKATOR PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) DI MUARA SUNGAI ASAHAN Nama : ERNAWATI NIM : 087030007 Program Studi : PASCASARJANA BIOLOGI Mengetahui Komisi Pembimbing Prof. Dr. Ing. Ternala A. Barus M.Sc Ketua Prof.Dr. Syafruddin Ilyas M.BioMed Anggota Ketua Program Studi Dekan FMIPA Prof.Dr.Dwi Suryanto, MSc Dr.Sutarman, M.Sc Tanggal Lulus : 14 Agustus 2010
Telah diuji pada Tanggal : 14 Agustus 2010 PANITIA PENGUJI TESIS Ketua Anggota : Prof. Dr. Ing. Ternala A. Barus M.Sc : 1. Prof. Dr. Syafruddin Ilyas M.BioMed 2. Prof. Dr. Retno Widhiastuti MS 3. Dr. Suci Rahayu
PERNYATAAN KERANG BULU (Anadara inflata) SEBAGAI BIOINDIKATOR PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) DI MUARA SUNGAI ASAHAN TESIS Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Medan, Agustus 2010 Penulis Ernawati
PENGHARGAAN Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian yang berjudul Kerang Bulu (Anadara Inflata) Bioindikator Pencemaran Logam Berat Timbal (Pb) Dan Cadmium (Cd) Di Perairan Muara Asahan. Dibuat sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Magister Biologi Sekolah Pascasarjana Medan. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ing. Ternala Alexander Barus, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I dan Prof. Dr. Syafruddin Ilyas M.Bio.Med selaku Dosen Pembimbing II Penulis yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan selama penulis melaksanakan penelitian sampai selesainya penyusunan hasil penelitian ini. Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Prof.Dr.Retno Widhiastuti, M.Si, sebagai Dosen Penguji yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penyempurnaan penyusunan hasil penelitian ini. 2. Dr.Suci Rahayu, M.Sc, sebagai Dosen Penguji yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penyempurnaan penyusunan hasil penelitian ini. 3. Prof.Dr.Dwi Suryanto, M.Sc., sebagai Ketua Program Studi Magister Biologi pada Sekolah Pascasarjana.
4. Gubernur Provinsi Sumatera Utara dan Kepala Bapeda Sumatera Utara yang telah memberikan beasiswa S2 kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Studi S2. 5. Bapak Drs. Agus Ismadi Kuncoro, sebagai Kepala SMAN 5 Binjai yang telah memberikan dukungannya bagi penulis. 6. Suamiku (Mukhlizar Mukhtar), Ayahanda dan Ibunda terkasih (Imran Hadi dan Almh.Dahwiah Alwi) dan anak-anakku tercinta (Hilman, Yudha, dan Luthfi) serta saudara-saudaraku tersayang (Danial, Alisan, Iwan, Eli, Juhri, Fitri dan Minah) yang telah memberiku doa dan dukungannya. 7. Teman-teman dalam tim penelitian yang telah banyak memberikan motivasi dan dukungannya dalam penyelesaian tesis ini. Akhir kata semoga Allah SWT memberikan rahmatnya dalam kita mengejar ilmu dan semoga penelitian ini bermanfaat bagi kita semua. Medan, Agustus 2010 Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Teluk Nibung Tanjung Balai Asahan pada tanggal 25 Maret 1969. Anak Kedua dari Tujuh bersaudara dari pasangan Ayahanda Imran Hadi dan Ibunda Dahwiah Alwi. Menikah pada tanggal 9 Februari 1992 dengan Drs. Mukhlizardi Mukhtar, anak keempat dari enam bersaudara dari pasangan Bapak Mukhtar (Alm.) dan Ibu Nursilam (Alm.). Telah dikaruniai 3 orang putra-putri : M.Hilman Zarkasih, M.Yudha, dan Luthfi Lizardi. Adapun riwayat pendidikan penulis : 1. SD Negeri Pematang Pasir Tanjung Balai Asahan Tahun 1983 2. SMP Negeri 1 Tanjung Balai Asahan Tahun 1986 3. SMA Negeri 1 Tanjung Balai Asahan Tahun 1989 4. D3 Jurusan Kependidikan Biologi FMIPA USU Tahun 1992. 5. S1 Jurusan Biologi FMIPA UNIMED Pada tahun 1997 6. S2 Tahun 2008 mendapat kesempatan melanjutkan pendidikan Program Magister (S2) di Program Studi Biologi Sekolah Pascasarjana dengan beasiswa dari Pemerintah Provinsi Sumatera Utara. Riwayat Pekerjaan 1. Tahun 1993 diangkat sebagai Pegawai Negeri Sipil di SMA Negeri 1 Gebang Kabupaten Langkat. 2. Tahun 2000 pindah tugas ke SMA Negeri 5 Binjai dan bertugas di sekolah tersebut sampai dengan sekarang.
ABSTRAK KERANG BULU (Anadara inflata) SEBAGAI BIOINDIKATOR PENCEMARAN LOGAM BERAT TIMBAL (Pb) DAN CADMIUM (Cd) DI MUARA SUNGAI ASAHAN Muara Sungai Asahan adalah kawasan yang mendapat pengaruh langsung aliran massa air dari Sungai Asahan yang berasal dari Danau Toba dan perairan Laut Selat Malaka. Berbagai aktivitas masyarakat di perairan tersebut dapat mempengaruhi kualitas perairan termasuk logam beratnya. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui kandungan logam berat Pb dan Cd pada daging kerang bulu (Anadara inflata), air dan sedimen. Penelitian ini dilakukan pada bulan Agustus 2009 di muara Sungai Asahan. Pengamatan dilakukan pada 3 stasiun dengan masing-masing 3 ulangan. Stasiun 1 lokasinya di mulut muara, stasiun II 4 mil lepas pantai, dan stasiun III 5 mil lepas pantai. Metode yang digunakan untuk pengambilan sampel adalah Purpossive Random Sampling. Analisa kandungan logam berat Timbal (Pb) dan Cadmium (Cd) dilakukan di Laboratorium Bapedalda Sumatera Utara dengan menggunakan alat AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) tipe Shimadzu, series AA.6200 dengan batas deteksi Cd 0,004 ppm, Pb 0,01 ppm. Hasil pengukuran kandungan logam berat Pb daging kerang bulu (Anadara inflata) rata-rata 0,0021-0,0187 ppm, kandungan logam berat Cd daging kerang bulu (Anadara inflata) rata-rata 0,0049-0,0146 ppm. Nilai konsentrasi logam berat Pb dan Cd daging kerang bulu belum melebihi batas baku mutu yang ditetapkan oleh Keputusan Dirjen Pom No.03725/B/SK/VII/1989 sebesar 2 ppm Pb dan 0,2 ppm Cd. Nilai konsentrasi Pb dalam badan air rata-rata 0,0027-0,0065 ppm, kandungan Cd dalam badan air rata-rata 0,0076-0,0264 ppm. Nilai konsentrasi logam berat Pb dalam badan air belum melebihi batas baku mutu air air laut untuk biota laut yang ditetapkan Kep.Men LH No.51/2004 sebesar 0,008 ppm Pb dan 0,001 ppm Cd. Nilai konsentrasi Pb pada sedimen rata-rata 0,0403-0,0569 ppm sedangkan nilai konsentrasi logam Cd pada sedimen rata-rata 0,0120-0,0384 ppm. Nilai konsentrasi kandungan logam berat Pb dan Cd dalam sedimen masih dibawah batas alamiah yang telah direkomendasikan oleh Reseau National d Observation (RNO, 1981 dalam Ahmad, 2009) sebesar 10-70 ppm Pb dan 0,1-2 ppm Cd. Kata Kunci : Kerang bulu (Anadara inflata), bioindikator, logam berat
ABSTRACT COCKLE SHELL (ANADARA INFLATE) AS BIO-INDICATOR IN POLLUTED HEAVY METAL (PB) AND CADMIUM (CD) ON MOUTH RIVER OFASAHAN The Asahan river s mouth is an area got directly influence in massive flowing of water from Asahan River sourced from Danau Toba and Malacca Strait s sea waters. Variously activities of community on that waters can influence the quality of waters including its heavy metal. The objective of this study is to know the content of heavy metal Pb and Cd on the flesh of cockle shell (Anadara inflate), water and sediment. This study was conducted on August 2009 on Asahan River s mouth. The survey was done on 3 stations with 3 repetitions of each. Station I located on the end of mouth, station II 4 miles seashore, and station III of 5 miles seashore. The method used in taking the sample known as purposive random sampling. To analyze the content of its heavy metal (Pb) and Cadmium (Cd) was completed on Laboratory of Bapedalda Sumatera Utara adopting the Atomic Absorption Spectrophotometer type Shimadzu, series AA.6200 with detection limit Cd 0.004 ppm, Pb 0.01 ppm. The assessment to the content of heavy metal Pb on flesh of cockle shell (Anadara inflate) resulted average 0.0021-0.0187 ppm, content of heavy metal Cd on the flesh is average 0.0049-0.0146 ppm. The concentrated rate of heavy metal Pb and Cd the flesh do not exceed yet limit of quality standard as defined by government decree Dirjen POM No.03725/B/SK/VII/1989 with 2 ppm Pb and 0.2 ppm Cd. The concentrated rate Pb within water body average 0.0027-0.0065 ppm, the content CD within water body average 0.0076-0.0264 ppm. The concentrated rate of heavy metal Pb within water body do not exceed limit of quality standard on sea water for marine biota as defined by government decree Kep.Men LH No.51/2004 of 0.008 ppm Pb and 0.001 ppm Cd. The concentrated rate of Pb on sediment average 0.0403-0.0569 ppm whereas the concentrated rate of Cd metal on sediment average of 0.0120-0.0384 ppm. The concentrated rate of content heavy metal Pb and Cd in sediment is still underestimate as has been recommended by Reseau National d Observation (RNO, 1981 in Ahmad, 2009) of 10-70 ppm Pb and 0.1-2 ppm Cd. ]keywords : cockle shell, bio-indicator, heavy metal.
DAFTAR ISI Halaman PENGHARGAAN... RIWAYAT HIDUP... ABSTRAK... ABSTRACT... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i iii iv v vi viii ix x BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 4 1.3 Tujuan Penelitian... 4 1.4 Hipotesis... 5 1.5 Manfaat Penelitian... 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 7 2.1 Pencemaran Laut... 7 2.1.1 Pengertian Logam Berat... 9 2.1.2 Karakteristik Logam berat... 10 2.1.3 Dampak Negatif Logam Berat Bagi Manusia... 13 2.2 Kasus Pencemaran Logam Berat Di Indonesia... 15 2.3 Pencemaran Logam Berat Pada Wilayah Pesisir... 16 2.4 Sumber Logam Berat Pb dan Cd di Perairan... 20 2.5 Bioindikator Pencemaran Logam Berat... 22 2.6 Biologi Kerang Bulu (Anadara inflata)... 24 2.7 Spektroskopi Serapan Atom (SSA)... 27 2.8 Faktor Fisik Kimia Perairan... 28 BAB III BAHAN DAN METODE... 32 3.1 Waktu dan Tempat... 32 3.2 Metoda Penelitian... 32 3.3 Deskripsi Area... 32 3.4 Alat dan Bahan... 33 3.5 Metode Pengambilan Sampel... 34 3.5.1 Kerang Bulu (Anadara inflata)... 34 3.5.2 Air... 35 3.5.3 Sedimen... 35
3.6 Pengukuran Faktor Fisika, Kimia, dan Biologi Perairan... 36 3.7 Analisis data... 39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 41 4.1 Kandungan Logam Berat pada Daging Anadara inflata... 41 4.1.1 Timbal (Pb)... 41 4.1.2 Cadmium (Cd)... 45 4.2 Kandungan Logam Berat Dalam Badan Air... 48 4.2.1 Timbal (Pb)... 48 4.2.2 Cadmium (Cd)... 52 4.3 Kandungan Logam Berat Dalam Sedimen Di Perairan Muara Sungai Asahan... 57 4.3.1 Timbal (Pb)... 57 4.3.2 Cadmium (Cd)... 60 4.4 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun I, II, dan III... 64 4.4.1 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun I... 64 4.4.2 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun II... 66 4.4.3 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun III... 69 4.4.4 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun I, II Dan III... 71 4.5 Faktor Fisika Kimia Perairan Muara Sungai Asahan... 72 4.5.1 Temperatur (Suhu)... 73 4.5.2 Kecerahan (Penetrasi Cahaya)... 74 4.5.3 Padatan Tersuspensi Total (TSS)... 75 4.5.4 Kandungan Organik Substrat (KO Substrat)... 76 4.5.5 Tipe Substra... 77 4.5.6 Derajat Keasaman (ph) atau Konsentrasi ion Hidrogen... 78 4.5.7 Salinitas... 79 4.5.8 Kebutuhan Oksigen Kimia (COD)... 80 4.5.9 BOD 5... 81 4.5.10 Oksigen Terlarut (DO)... 82 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 84 5.1 Kesimpulan... 84 5.2 Saran... 86 DAFTAR PUSTAKA... 88
DAFTAR TABEL No. Judul Halaman 2.1. Kadar Normal dan Kadar Maksimum Logam Berat yang Masuk ke Lingkungan Laut... 19 2.2 Indikator Biologi dan Jenis-jenis Indikator... 24 3.1. Alat dan Bahan yang Digunakan dalam Penelitian... 34 3.2. Alat dan Satuan yang dipergunakan dalam Pengukuran Faktor Fisika/Kimia dan Biologi Perairan... 39 4.1. Hasil Analisa Kandungan Logam Pb pada Daging Kerang Bulu (Anadara inflata)... 41 4.2. Hasil Analisa Kandungan Logam Berat Cd di Dalam Daging Kerang Bulu (Anadara inflata)... 45 4.3 Kandungan Kadmium (Cd) dalam Beberapa Jenis Air Buangan... 48 4.4. Hasil Analisa Konsentrasi Logam Pb (ppm) dalam Badan Air di Perairan Muara Sungai Asahan... 49 4.5. Perbandingan Logam Berat Timbal (Pb) ppm Dalam Perairan Muara Sungai Asahan dan Perairan lain di Indonesia... 51 4.6. Hasil Analisa Konsentrasi Logam Cd (ppm) dalam Badan Air di Perairan Muara Sungai Asahan... 52 4.7. Persentase Kandungan Cd yang Masuk ke Teluk New York... 53 4.8. Perbandingan Kadar Logam Berat Cadmium dalam Air Laut di Perairan Muara Sungai Asahan dan Perairan lain di Indonesia... 54 4.9 Hasil Pengukuran Kadar Logam Berat Pb dalam Sedimen di Perairan Muara Sungai Asahan... 57 4.10 Perbandingan Kadar Logam Berat Timbal (Pb) ppm dalam Sedimen di Perairan Muara Sungai Asahan dengan Perairan lain di Indonesia... 60 4.11 Hasil Pengukuran Kadar Logam Berat Cd dalam Sedimen di Perairan Muara Sungai Asahan... 61 4.12 Perbandingan Kadar Cd di Perairan Muara Sungai Asahan dengan Perairan di Indonesia lainnya... 63 4.13 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang Dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun I... 64 4.14 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang Dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun II... 67 4.15 Korelasi Antara Pb atau Cd Daging Kerang Dengan Pb atau Cd Air dan Sedimen pada Stasiun III... 69 4.16. Nilai Rata-rata Parameter Fisika Kimia Perairan pada Masingmasing Stasiun Perairan Muara Sungai Asahan... 72
DAFTAR GAMBAR No. Judul Halaman 2.1. Kerang bulu (Anadara inflata)... 25
DAFTAR LAMPIRAN No. Judul Halaman A. Prosedur Analisa Logam Berat Pb dan Cd Dalam Kerang Bulu (Anadara inflata)... 93 B. Prosedur Analisa Logam Berat (Terlarut) Pb dan Cd dalam Contoh Air 94 C. Prosedur Analisa Pb dan Cd dalam sedimen... 95 D. Surat Hasil Uji dan Analisis Logam Pb, Cd pada kerang, Air dan Sedimen dengan Uji AAS dari Laboratorium Bapedalda Sumatera Utara... 96 E. Surat Hasil Analisis Substrat Organik, COD, TDS, dan TSS Puslit Sumatera Utara... 97 F. Kepmen KLH No.51 Tahun 2004 tentang Baku Mutu Air Laut... 98 G. Bagan Kerja Metode Winkler Untuk Mengukur Kelarutan Oksigen (DO)... 100 H. Bagan Kerja Metode Winkler Untuk Mengukur BOD 5... 101 I. Bagan Kerja Pengukuran COD dengan Metode Refluks... 102 J. Bagan Kerja Untuk Mengukur Kadar Organik Substrat... 103 K. Peta Lokasi Penelitian... 104 L. Foto Stasiun Penelitian... 105 M. Alat Penangkap Kerang... 107 N. Foto Alat AAS (Atomic Absorbtion Spectrophotometer) Tipe Shimadzu, Series AA 6200... 108 O. Foto Alat Eeckman Grab... 109 P. Foto Beberapa Sumber Logam Berat Pb dan Cd... 110