GEOKIMIA Pb, Cr, Cu DALAM SEDIMEN DAN KETERSEDIAANNYA PADA BIOTA BENTIK DI PERAIRAN DELTA BERAU, KALIMANTAN TIMUR Oleh: Sabam Parsaoran Situmorang C64103011 PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul: GEOKIMIA Pb, Cr, Cu DALAM SEDIMEN DAN KETERSEDIAANNYA PADA BIOTA BENTIK DI PERAIRAN DELTA BERAU, KALIMANTAN TIMUR adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir Skripsi ini. Bogor, April 2008 SABAM PARSAORAN SITUMORANG C64103011
RINGKASAN SABAM PARSAORAN SITUMORANG. Geokimia Pb, Cr, Cu dalam Sedimen dan Ketersediaannya pada Biota Bentik di Perairan Delta Berau, Kalimantan Timur. Dibimbing oleh HARPASIS SLAMET SANUSI dan ZAINAL ARIFIN. Penelitian dengan topik geokimia logam berat dalam sedimen dan ketersediaannya pada biota bentik bertujuan untuk menentukan konsentrasi logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam sedimen, air, seston, dan biota bentik serta mengkuantifikasi karakteristik geokimia logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam sedimen di perairan Delta Berau, Kalimantan Timur. Pengambilan contoh sedimen, air, dan biota dilakukan pada 13-15 April 2007 di perairan Delta Berau, Kalimantan Timur dan dianalisis di Lab. Pencemaran dan Lab. Geologi P2O-LIPI pada Mei-September 2007. Contoh sedimen dan contoh air dikumpulkan dari 17 stasiun dimulai dari sungai, muara, hingga laut, sedangkan biota bentik diperoleh dari nelayan lokal. Contoh air, seston, dan biota bentik dihitung konsentrasi logam beratnya menggunakan metode APHA, 1992 in Hutagalung et al., 1997. Contoh sedimen dianalisis ukuran butiran sedimen, bahan organik total (TOM), logam berat total, dan geokimia logam beratnya. Metode yang digunakan untuk analisis logam berat total dan geokimia logam berat Pb, Cr, dan Cu sedimen yaitu prosedur ekstraksi secara simultan (Thomas dan Bendell-Young, 1998). Sedimen diukur konsentrasi logam beratnya pada fraksi-fraksi sedimen berupa easily reducuble (logam-logam yang berasosiasi dengan Mn oksida), easily reducible+reducible (logam-logam yang berasosiasi dengan Mn+Fe oksida), organik, dan residual. Persentase fraksi resistan (residual) dan non resistan (easily reducible, reducible, dan organik) menunjukkan tingkat efek dari logam berat dalam sedimen terhadap komunitas bentik. Nilai kualitas perairan Delta Berau yaitu suhu perairan: 29,4-32,1 o C, salinitas: 6-30 o / oo, ph: 7,39-8,24, DO: 3,90-7,11 mg/l, dan TSS: 4,8-23,6 mg/l. Kisaran konsentrasi logam berat terlarut yaitu Pb: < 0,001-0,002 mg/l, Cr: <0,001-0,002 mg/l, dan Cu: <0,001-0,002 mg/l, sedangkan kisaran konsentrasi logam berat dalam seston yaitu Pb: 7,24-148,44 μg/g dan Cu: 41,88-169,27 μg/g. Konsentrasi logam berat dalam tubuh biota untuk Anadara sp. (3,1-4 cm) Pb 7,52 μg/g, Cr 1,50 μg/g, Cu 4,84 μg/g; Anadara sp. (2,5-3 cm) Pb 5,17 μg/g, Cr 1,38 μg/g, Cu 4,38 μg/g; Anadara sp. (< 2,5 cm) Pb 9,88 μg/g, Cr tidak terdeteksi alat, Cu 5,53 μg/g; dan Telescopium mauritsi Pb 4,49 μg/g dan Cr 0,87 μg/g. Hasil analisis logam berat total dalam sedimen menunjukkan konsentrasi Pb berkisar 3,19-17,94 μg/g, Cr berkisar 7,49-43,71 μg/g, dan Cu berkisar 1,89-28,74 μg/g, sedangkan TOM berkisar 1,44-12,17%. Tipe sedimen berupa pasir, pasir berlempung, lempung berlanau, lempung, pasir berlanau, dan pasir-lanau-lempung. Dari ratarata keseluruhan stasiun diperoleh distribusi geokimia dari fraksi non resistan dan resistan sebesar 2,4% dan 97,6% untuk logam Pb; 8,4% dan 91,6% untuk logam Cr; dan untuk logam Cu sebesar 7,5% dan 92,5%. Dengan nilai logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam fraksi resistan rata-rata di atas 90% maka terindikasi bahwa logam berat dalam sedimen masih belum berbahaya bagi kesehatan biota bentik karena logam berat dalam sedimen sangat sedikit tersedia secara biologis.
GEOKIMIA Pb, Cr, Cu DALAM SEDIMEN DAN KETERSEDIAANNYA PADA BIOTA BENTIK DI PERAIRAN DELTA BERAU, KALIMANTAN TIMUR Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor Oleh: Sabam Parsaoran Situmorang C64103011 PROGRAM STUDI ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008
Judul : GEOKIMIA Pb, Cr, Cu DALAM SEDIMEN DAN KETERSEDIAANNYA PADA BIOTA BENTIK DI PERAIRAN DELTA BERAU, KALIMANTAN TIMUR Nama : Sabam Parsaoran Situmorang NRP : C64103011 Disetujui, Pembimbing I Pembimbing II Prof. Dr. Ir. Harpasis S. Sanusi, M.Sc NIP. 130 536 669 Dr. Ir. Zainal Arifin, M.Sc NIP. 320 005 012 Mengetahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799 Tanggal Lulus: 29 Februari 2008
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-nya sehingga skripsi dengan judul Geokimia Pb, Cr, Cu dalam Sedimen dan Ketersediaannya pada Biota Bentik di Perairan Delta Berau, Kalimantan Timur dapat terselesaikan. Kepada komisi pembimbing skripsi yaitu Prof. Dr. Ir. Harpasis Slamet Sanusi, M.Sc dan Dr. Ir. Zainal Arifin, M.Sc penulis mengucapkan terima kasih sebesarbesarnya atas segala bantuan, perhatian, bimbingan, dan saran mengenai penelitian ini sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Kepada para peneliti di Laboratorium Pencemaran P2O-LIPI yaitu Abdul Rozak, A.Md, Dra. Endang Rochyatun, Lestari, S.Si, dan Taufik Kaisupy serta Triyoni Purbonegoro, S.Si (Lab. Toksikologi, P2O-LIPI) penulis mengucapkan terima kasih atas bimbingan dan bantuan yang diberikan kepada penulis. Ucapan terima kasih juga penulis ucapkan kepada keluarga penulis yaitu Ayah dan Ibu berserta Kakak-kaka dan Adik penulis atas kasih sayang, dukungan, dan doanya. Untuk seluruh teman-teman penulis di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, IPB (khususnya angkatan 2003) dan teman-teman PMK-IPB terimakasih atas bantuan dan kebersamaannya selama masa perkuliahan. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidaklah sempurna. Untuk itu kritik dan saran yang membangun akan bermanfaat bagi penulis dalam memperbaiki skripsi ini. Akhir kata semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Bogor, April 2008 Sabam Parsaoran Situmorang
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... ix x DAFTAR LAMPIRAN... xiii 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Tujuan... 3 2 TINJAUAN PUSTAKA... 4 2.1 Kondisi umum daerah penelitian... 4 2.2 Logam berat... 8 2.2.1 Timbal (Pb)... 12 2.2.2 Kromium (Cr)... 13 2.2.3 Tembaga (Cu)... 14 2.3 Logam berat dalam sedimen... 15 2.4 Geokimia logam berat dalam sedimen... 17 2.5 Ketersediaan logam berat secara biologis pada biota bentik... 22 3 METODE PENELITIAN... 26 3.1 Lokasi dan waktu penelitian... 26 3.2 Alat dan bahan... 26 3.3 Teknik pengambilan data... 29 3.3.1 Pengambilan contoh air... 29 3.3.2 Pengambilan contoh sedimen... 29 3.3.3 Pengambilan contoh biota bentik... 30 3.4 Teknik ekstraksi dan analisis contoh... 30 3.4.1 Logam berat total dalam sedimen... 30 3.4.2 Logam berat terlarut... 31 3.4.3 Logam berat dalam seston... 31 3.4.4 Logam berat dalam biota bentik... 31 3.4.5 Geokimia logam berat... 32 3.4.6 Ukuran butiran sedimen (grain size)... 34 3.5 Analisis statistik... 36 4 HASIL DAN PEMBAHASAN... 37 4.1 Kualitas perairan Delta Berau... 37 4.2 Konsentrasi logam berat Pb, Cr, dan Cu terlarut... 42 4.3 Konsentrasi logam berat Pb dan Cu dalam seston... 44 4.4 Ukuran butiran sedimen (grain size)... 44 4.5 Kandungan bahan organik total (TOM) dalam sedimen... 46
4.6 Konsentrasi logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam sedimen... 47 4.7 Geokimia logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam sedimen... 50 4.7.1 Konsentrasi logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam fraksi sedimen perairan Delta Berau, April 2007... 50 4.7.2 Persentase logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam fraksi sedimen perairan Delta Berau, April 2007... 52 4.8 Hubungan prosentase kandungan lempung (clay) dalam sedimen dengan logam berat... 56 4.9 Korelasi bahan organik total (TOM) dengan konsentrasi logam berat dalam sedimen... 58 4.10 Logam berat dalam tubuh biota bentik... 59 5 KESIMPULAN DAN SARAN... 62 5.1 Kesimpulan... 62 5.2 Saran... 63 DAFTAR PUSTAKA... 65 LAMPIRAN... 68 RIWAYAT HIDUP... 100
DAFTAR TABEL Halaman 1. ph sistem pencernaan organisme akuatik... 25 2. Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian serta kegunaannya... 28 3. Perbedaan klasifikasi fraksi resistan dan non resistan antara yang digunakan dalam skripsi dengan Thomas dan Bendell-Young (1998)... 34 4. Nilai persentase tekstur sedimen dan tipe sedimen di perairan Delta Berau, Kalimantan Timur pada April 2007... 45 5. Perbandingan konsentrasi logam berat Pb, Cr, dan Cu dalam sedimen antara Teluk Jakarta, Delta Berau, dan konsentrasi alaminya... 48 6. Persentase pembagian logam berat dalam fraksi sedimen easily reducible (ER), reducible (RED), organic (ORG), residual (RES), resistan (RES), dan non resistan (ER+RED+ORG). Nilai diperoleh dari rata-rata semua stasiun pengamatan... 56 7. Nilai konsentrasi logam berat (μg/g berat kering) dalam tubuh biota bentik di perairan Delta Berau, April 2007... 59
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Kondisi umum Kabupaten Berau 2007, a) Suhu udara ( o C) dan Kelembaban udara (%), b) Curah hujan (mm) 5 2. Sumber daya mineral di Kalimantan Timur 6 3. Diagram alir perjalanan suatu kontaminan sampai ke dalam samudera dan bagaimana kontaminan tersebut terkonsentrasikan, dengan berbagai dampak yang mematikan dan setengah mematikan 11 4. Profil vertikal dari E h, ph, dan beberapa spesies kimia dalam sedimen estuaria 16 5. Bentuk kimia logam berat di dalam sedimen 19 6. Proses-proses yang mempengaruhi pemanfaatan biologi dari logam berat yang berasosiasi dengan sedimen, sebelum, selama, dan setelah uptake 20 7. Cara makan dan respirasi dari tiga biota bentik 22 8. Peta daerah penelitian dan posisi stasiun pengambilan contoh di perairan Delta Berau, Kalimantan Timur 27 9. Skema teknik ekstraksi secara simultan (simultaneus method) yang digunakan untuk menentukan logam berat dalam fraksifraksi sedimen 33 10. Tipe tekstur sedimen berdasarkan diagram Shepard 35 11. Nilai salinitas ( ) pada stasiun pengamatan menurut zonasinya di perairan Delta Berau, April 2007 37 12. Nilai ph pada stasiun pengamatan menurut zonasinya di perairan Delta Berau, April 2007 38 13. Kadar oksigen terlarut (mg/l) pada stasiun pengamatan menurut zonasinya di perairan Delta Berau, April 2007 39 14. Nilai suhu perairan ( o C) pada stasiun pengamatan menurut zonasinya di perairan Delta Berau, April 2007 40