Nomor: 406/S2-TL/TML/2008 AKUMULASI DAN DEPURASI TEMBAGA (Cu) DAN SENG (Zn) PADA IKAN MAS (Cyprinus carpio L.) BUDIDAYA JARING APUNG WADUK CIRATA DAN KOLAM AIR DERAS TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh NOPI STIYATI PRIHATINI NIM : 25306008 Program Studi Teknik Lingkungan INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
AKUMULASI DAN DEPURASI TEMBAGA (Cu) DAN SENG (Zn) PADA IKAN MAS (Cyprinus carpio L.) BUDIDAYA JARING APUNG WADUK CIRATA DAN KOLAM AIR DERAS Oleh Nopi Stiyati Prihatini NIM : 25306008 Program Studi Teknik Lingkungan Institut Teknologi Bandung Menyetujui Pembimbing Tanggal 30 Juni 2008 (Dr. Ir. Indah Rachmatiah SS., M.Sc.)
ABSTRAK AKUMULASI DAN DEPURASI TEMBAGA (Cu) DAN SENG (Zn) PADA IKAN MAS (Cyprinus carpio L.) BUDIDAYA JARING APUNG WADUK CIRATA DAN KOLAM AIR DERAS Oleh Nopi Stiyati Prihatini NIM : 25306008 Kontaminasi tembaga (Cu) dan seng (Zn) di sungai-sungai DAS Citarum sebagai sumber air bagi Waduk Cirata dan kolam air deras karena limbah domestik, industri, dan pertanian telah meningkatkan resiko terjadinya akumulasi Cu dan Zn pada ikan budidaya. Tujuan penelitian ini untuk dapat mengetahui potensi bioakumulasi tembaga (Cu) dan seng (Zn) pada ikan mas (Cyprinus carpio L.) yang dibudidayakan di Waduk Cirata (WC) dan kolam air deras (KAD), selain itu juga ingin diketahui efektivitas proses depurasi sebagai usaha untuk meningkatkan mutu ikan budidaya. Sampel air dan ikan diperoleh dari Waduk Cirata dan kolam air deras dengan frekuensi pengambilan sampel sebanyak 4 kali dalam kurun waktu 9 minggu dengan selang antar pengambilan 3 minggu. Sampel ikan pada pengambilan terakhir ditempatkan di laboratorium untuk percobaan depurasi. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada tahap akumulasi, ratarata konsentrasi Cu dan Zn di Waduk Cirata sebesar 0,0093 mg/l dan 0,073 mg/l sedangkan rata-rata konsentrasi Cu dan Zn di kolam air deras, yaitu sebesar 0,0065 mg/l dan 0,037 mg/l. Analisa statistik menunjukkan tidak terdapat perbedaaan konsentrasi Cu dan Zn yang signifikan pada kedua lokasi tersebut. Konsentrasi Cu di ikan memiliki perbedaan yang signifikan antara WC dengan KAD, dengan rata-rata konsentrasi sebesar 4,35 mg/kg (WC) dan 3,41 mg/kg (KAD), sedangkan konsentrasi Zn di ikan tidak berbeda secara signifikan pada kedua lokasi tersebut, dengan rata-rata konsentrasi sebesar 276,14 mg/kg (WC) dan 294,45 mg/kg (KAD). Pada tahap depurasi, konsentrasi Cu dan Zn di air akuarium depurasi dengan ikan yang berasal dari Cirata tidak berbeda signifikan dengan kolam air deras, dengan rata-rata konsentrasi Cu di air sebesar 0,017 mg/l (WC); 0,0205 mg/l (KAD) dan rata-rata konsentrasi Zn di air sebesar 0,256 mg/l (WC) dan 0,352 mg/l (KAD). Sedangkan konsentrasi Cu dan Zn di ikan pada tahap depurasi memiliki perbedaan yang signifikan diantara kedua lokasi tersebut, rata-rata konsentrasi Cu dan Zn di akuarium depurasi Cirata, yaitu 5,64 mg/kg dan 471,54 mg/kg, selain itu rata-rata konsentrasi Cu dan Zn di akuarium depurasi KAD, yaitu 3,88 mg/kg dan 347,22 mg/kg. Urutan konsentrasi Cu dan Zn dari yang terbesar hingga yang terkecil pada tahap akumulasi di kedua lokasi tersebut, yaitu hati, insang, otot, dan sisik. Sedangkan pada tahap depurasi urutan konsentrasi Cu di organ ikan pada kedua lokasi tersebut, yaitu: hati > insang > otot > sisik; sedangkan untuk Zn, yaitu: hati > insang > otot > sisik (WC); insang > hati > sisik > otot (KAD). Kata-kata kunci: akumulasi, depurasi, tembaga, seng, ikan mas (Cyprinus carpio L.) i
ABSTRACT AKUMULATION AND DEPURATION OF COPPER (Cu) AND ZINC (Zn) IN CARP (Cyprinus carpio L.) CULTURED BY FLOATING NET AT CIRATA RESERVOIR AND SWIFT BASIN Oleh Nopi Stiyati Prihatini NIM : 25306008 Abstract: Contamination of copper (Cu) and zinc (Zn) at Citarum river as source of waters for Cirata Reservoir and swift basin because domestic waste, industry, and agricultural has increased its risk to accumulated on cultured fish. The purpose of this research for gets to know bioaccumulation's potency copper (Cu) and zinc (Zn) on carp (Cyprinus carpio L.) that is cultivated at Cirata Reservoir(WC) and swift basin (KAD), besides it also wants to be known by depuration's process effectiveness as effort to upgrade conducting fish. Water and fish sample is gotten from Cirata Reservoir and swift basin with samples taking frequency is 4 times in 9 weeks with after among take 3 weeks. Sample fishes out on last take to be placed at laboratory for depuration experiment. Result of measurement indicates that at accumulation phase, average of concentration of Cu and Zn in Cirata Reservoir is 0,0093 mg/l and 0,073 mg/l while average of concentration of Cu and Zn in swift basin, that is 0,0065 mg/l and 0,037 mg/l. Statistical analysis shows there are no significant differences of concentration Cu and Zn at both the locations. Concentration of Cu in fish has significant differences between WC and KAD, with average of concentration of 4,35 mg/kg (WC) and 3,41 mg/kg (KAD), while concentration of Zn in fish doesn't differ at both the locations, with average of concentration of 276,14 mg/kg (WC) and 294,45 mg/kg (KAD). At depuration phase, concentration of Cu and Zn in aquarium water with fish coming from Cirata doesn't differ with swift basin, with average of concentration of Cu in water 0,017 mg/l (WC); 0,0205 mg/l (KAD) and average of concentration of Zn in water 0,256 mg/l (WC) and 0,352 mg/l (KAD). While concentration of Cu and Zn in fish at depuration phase has difference between both the locations, average of concentration of Cu and Zn in Cirata s depuration aquarium, that is 5,64 mg/kg and 471,54 mg/kg, besides average of concentration of Cu and Zn in KAD s depuration aquarium, that is 3,88 mg/kg and 347,22 mg/kg respectively.thread concentrates Cu and Zn of the greatest until one most little on phase accumulates at both the location, which is heart, gill, muscle, and scale. While at depuration phase sequence concentration of Cu in fish organ at both the locations, that is: liver > gill > muscle > scale; while for Zn, that is: liver > gill > muscle > scale ( WC); gill > liver > scale > muscle ( KAD). Keywords: accumulation, depuration, copper, zinc, carp (Cyprinus carpio L.) ii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. iii
KATA PENGANTAR Assalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakatuh Alhamdulillah penulis haturkan sebagai tanda syukur atas berkat rahmat dan karunia Allah SWT, karena hanya dengan perkenan dan ijin-nya tesis ini dapat diselesaikan dengan baik. Banyak pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tesis ini. Oleh karena itu penulis sangat berterima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Indah Rachmatiah SS., M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan banyak waktu dan tenaga serta kesabaran dalam membimbing dan mengarahkan penulis hingga terselesaikannya tesis ini. 2. Dr. Barti Setiani Muntalif, Dr. Ing. Marisa Handajani, ST, MT, dan Dr. Ir. Dwina Roosmini, MS selaku dosen penguji yang banyak memberikan saran dan masukan bagi penulis. 3. Dosen-dosen pengajar TL ITB yang tidak dapat disebutkan satu persatu. 4. Bu mimin, Pak Asep, semua karyawan dan staf Tata Usaha serta petugas perpustakaan TL ITB. 5. Kepala Laboratorium Higiene Industri dan Toksikologi beserta para staf dan karyawan. Mbak ade, Mas Romi, Mbak pipi, dan Ratri terima kasih atas bantuannya ya. 6. Ir. Suyadi dan Ruslina Ulfah S.Pd, bapak dan mama tercinta atas semua dukungan moril, perhatian, pengorbanan dan doa yang dicurahkan kepada penulis. 7. Si ceriwis Ayu dan Si Agung yang kalem, kedua adikku tersayang yang selalu memberikan semangat bagi penulis. 8. Ervan yang dengan sabar mendengarkan keluh kesah penulis, terima kasih karena atas pengertian dan dukungannya. 9. Sahabat-sahabat tercinta Teh Ari, Teh Nia, dan Icha yang selalu mewarnai hari-hari penulis dengan kegembiraan dan selalu membantu pada saat penulis mengalami kesulitan. 10. Teman-teman S2 TL ITB angkatan 2006, tetap semangat ya! iv
11. Anak-anak kos yang selalu rame, mbak Nisa, mbak Feni, Mela, Fifi, Linda, Dita dan semua penghuni AMKS DL yang sangat baik makacih banyak ya. 12. Ikhsan, siswa magang di Lab. HI makasih atas bantuannya ya. 13. Serta semua pihak yang telah membantu dalam peyelesaian tesis ini saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya. Penulis berharap agar tesis ini dapat berguna bagi semua pihak dan dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Amin. Wassalamu alaikum Warahmatullaahi Wabarakatuh Bandung, Juli 2008 Penulis v
DAFTAR ISI ABSTRAK...i ABSTRACT...ii PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS...iii KATA PENGANTAR...iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR LAMPIRAN...ix DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR TABEL...xii Bab I Pendahuluan...1 I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. Latar belakang...1 Maksud dan Tujuan...3 Hipotesis...3 Ruang Lingkup...3 Sistematika Tesis...4 Bab II Tinjauan Pustaka...5 II.1. II.2. II.3. Tembaga (Cu)...5 Seng (Zn)...6 Efek Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) bagi Biota...7 II.4. Faktor Lingkungan...8 II.4.1. Suhu...8 II.4.2. Oksigen Terlarut (DO)...8 II.4.3. Derajat Keasaman (ph)...9 II.4.4. Asiditas dan Alkalinitas...10 vi
II.4.5. Kesadahan...10 II.5. II.5.1. Ikan Mas (Cyprinus carpio L.)...11 Klasifikasi dan Sejarah Perkembangan Ikan Mas...11 II.5.2. Morfologi Ikan Mas...13 II.5.3. Kebiasaan Hidup Ikan Mas...14 II.6 Mekanisme Bioakumulasi dan Depurasi...15 Bab III Metodologi Penelitian...18 III.1. Identifikasi Masalah...19 III.2. Pengumpulan Data...19 III.2.1. Persiapan...19 III.2.1.1. Survei awal...19 III.2.2.2. Penentuan titik sampling dan jenis ikan...19 III.2.1.3. Persiapan alat dan bahan...22 III.2.2. Pelaksanaan...23 III.2.2.1. Tahap Akumulasi...23 III.2.2.2. Percobaan Depurasi...24 III.3. Analisa Sampel...24 III.4. Analisa Data...26 Bab IV IV.1. Hasil dan Pembahasan...27 Parameter Kualitas Air...27 IV.1.1. Suhu...27 IV.1.2. ph...29 IV.1.3. Oksigen Terlarut (DO)...31 IV.1.4. IV.1.5. Residu terlarut (TDS)...32 Daya Hantar Listrik (DHL)...34 IV.1.6. Chemical Oxygen Demand (COD)...35 vii
IV.1.7. Kesadahan...36 IV.1.8. Alkalinitas...37 IV.1.9. Asiditas...38 IV.2 Kondisi Perkembangan Ikan...39 IV.3. Keramba Jaring Apung (KJA) Waduk Cirata...42 IV.3.1 Konsentrasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) di Air...42 IV.3.2 IV.3.3 IV.3.4 IV.4 Konsentrasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) pada Ikan dan Organ Ikan...44 Pengaruh Perbedaan Lokasi Asal ikan KJA terhadap Proses Depurasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn)...51 Pengaruh Perbedaan Variasi Berat terhadap Proses Depurasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn)...54 Kolam Air Deras (KAD)...56 IV.4.1 Konsentrasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) di Air...56 IV.4.2 IV.4.3 IV.4.4. Pengaruh Asal Bibit Ikan pada Konsentrasi Cu dan Zn di ikan dan organ ikan KAD...58 Pengaruh Perbedaan Debit di Kolam Air Deras...60 Pengaruh Asal ikan dengan Perbedaan Debit terhadap Proses Depurasi Tembaga (Cu) dan Seng (Zn) Kolam air deras...63 IV.5 Perbandingan antara KJA dengan KAD...64 IV.6 Faktor Biokonsentrasi...72 Bab V Kesimpulan dan Saran...76 V.1. Kesimpulan...76 V.2. Saran...77 DAFTAR PUSTAKA...78 viii
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Metoda Analisis...83 LAMPIRAN B Hasil Analisa Statistik...89 LAMPIRAN C Data Hasil Penelitian...93 LAMPIRAN D Dokumentasi..108 LAMPIRAN E Baku mutu Cu dan Zn di air dan ikan.112 ix
DAFTAR GAMBAR Gambar II.1. Morfologi ikan mas (Cyprinus carpio L.)...13 Gambar II.2. Anatomi internal ikan mas...14 Gambar III.1. Diagram Alir Metodologi Penelitian...18 Gambar III.2. Peta lokasi pengambilan sampel di Waduk Cirata...20 Gambar III.3 Penampang Kolam air deras...21 Gambar III.4. Peta lokasi KAD...21 Gambar III.5. Diagram alir pengambilan sampel air dan ikan...25 Gambar IV.1 Berat basah ikan pada tahap akumulasi...40 Gambar IV.2 Panjang ikan pada tahap akumulasi...41 Gambar IV.3 Berat basah ikan pada tahap depurasi...41 Gambar IV.4 Panjang ikan pada tahap depurasi...41 Gambar IV.5. Konsentrasi Cu dan Zn di air (mg/l) Waduk Cirata...44 Gambar IV.6 Konsentrasi Cu dan Zn di ikan Waduk Cirata...46 Gambar IV.7 Konsentrasi tembaga dan seng pada pakan ikan...47 Gambar IV.8 Konsentrasi Cu pada organ ikan di Waduk Cirata...48 Gambar IV.9 Konsentrasi seng (Zn) pada organ ikan di Waduk Cirata...49 Gambar IV.10 Konsentrasi Cu dan Zn di air akuarium depurasi KJA...52 Gambar IV.11 Konsentrasi Cu di air dan ikan akuarium depurasi asal ikan KJA...55 Gambar IV.12 Konsentrasi Zn di air dan ikan akuarium depurasi asal ikan KJA...56 Gambar IV.13 Konsentrasi tembaga dan seng di air di KAD...57 Gambar IV.14 Konsentrasi Cu dan Zn di ikan KAD dengan perbedaan asal bibit...58 Gambar IV.15 Konsentrasi Cu dan Zn di ikan KAD dengan Perbedaan debit...60 x
Gambar IV.16 Konsentrasi tembaga pada organ ikan di kolam air deras...61 Gambar IV.17 Konsentrasi seng (Zn) pada organ ikan di kolam air deras...61 Gambar IV. 18 Konsentrasi Cu dan Zn di air dan ikan akuarium depurasi KAD...63 Gambar IV. 19 Konsentrasi Cu dan Zn di air dan ikan KJA dan KAD...65 Gambar IV.20 Konsentrasi Cu dan Zn di organ ikanwaduk Cirata dan KAD...68 Gambar IV. 21 Konsentrasi Cu dan Zn di air dan ikan akuarium depurasi asal ikan KJA dan KAD...70 Gambar IV.22 Konsentrasi Cu di organ ikan akuarium depurasi asal ikan KJA dan KAD...72 xi
DAFTAR TABEL Tabel III.1. Pengukuran parameter kualitas air...23 Tabel IV.1 Suhu Air (0C) selama Tahap Akumulasi...28 Tabel IV.2 Suhu Air (0C) selama Tahap Depurasi...28 Tabel IV.3 ph Air selama Tahap Akumulasi...30 Tabel IV.4 ph Air selama Tahap Depurasi...30 Tabel IV.5 DO (mg/l) Air selama Tahap Akumulasi...31 Tabel IV.6 DO (mg/l) Air selama Tahap Depurasi...32 Tabel IV.7 Zat Padat Terlarut (TDS) (mg/l) Air selama Tahap Akumulasi...33 Tabel IV.8 Zat Padat Terlarut (TDS) (mg/l) Air selama Tahap Depurasi...34 Tabel IV.9 DHL (µs/cm) Air selama Tahap Akumulasi...34 Tabel IV.10 DHL (µs/cm) Air selama Tahap Depurasi...35 Tabel IV.11 COD (mg/l) Air selama Tahap Akumulasi...36 Tabel IV.12 Kesadahan (mg/l CaCO3) Air selama Tahap Akumulasi...37 Tabel IV.13 Alkalinitas (mg/l CaCO3) Air selama Tahap Akumulasi...38 Tabel IV.14 Asiditas (mg/l CaCO3) Air selama Tahap Akumulasi...39 Tabel IV. 15 Rate uptake (mg/kg/hari) dan peningkatan konsentrasi di air akuarium asal ikan KJA...53 Tabel IV.16.Rate uptake (mg/kg/hari) Cu dan Zn ikan Tahap Akumulasi...66 Tabel IV.17 Hasil Pengukuran Parameter Kualitas air pada air PDAM...69 Tabel IV.18 Rate uptake (mg/kg/hari) Cu dan Zn ikan Tahap Depurasi...71 Tabel IV.19 Nilai Faktor Biokonsentrasi Tahap Akumulasi...73 xii