BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik...

55
1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Menurut Butler, 1987 dalam Principles of Ecotoxicology, ekotoksikologi adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan . Sedangkan menurut Andhika Puspito Nugroho, M.Si dalam buku ajar Ekotoksikologi , ekotoksikologi mempelajari efek toksik substansi (substances) pada non human species dalam suatu kompleks sistem (system). Gambar 1. 1 Ekotoksikologi merupakan studi multidisipliner mengenai efek toksik substansi pada species dalam kompleks system (Leuween 1995 dalam Buku Ajar Andhika Puspito Nugroho, M.Si). Adanya polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem), dalam waktu singkat, dapat menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya perubahan tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme, perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem. Perubahan biokimiawi sampai dengan ekosistem menunjukkan adanya peningkatan waktu respon terhadap bahan kimia, peningkatan kesulitan untuk mengetahui hubungan respon dengan bahan kimia spesifik, dan increasing importance.

Transcript of BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik...

Page 1: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Menurut Butler, 1987 dalam Principles of Ecotoxicology, ekotoksikologi

adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya

populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan

interaksi dengan lingkungan . Sedangkan menurut Andhika Puspito Nugroho, M.Si

dalam buku ajar Ekotoksikologi , ekotoksikologi mempelajari efek toksik substansi

(substances) pada non human species dalam suatu kompleks sistem (system).

Gambar 1. 1 Ekotoksikologi merupakan studi multidisipliner mengenai efek toksik substansi pada

species dalam kompleks system (Leuween 1995 dalam Buku Ajar Andhika Puspito Nugroho,

M.Si).

Adanya polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem), dalam waktu

singkat, dapat menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya

perubahan tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon

organisme, perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem.

Perubahan biokimiawi sampai dengan ekosistem menunjukkan adanya peningkatan

waktu respon terhadap bahan kimia, peningkatan kesulitan untuk mengetahui

hubungan respon dengan bahan kimia spesifik, dan increasing importance.

Page 2: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

2

Gambar 1. 2 Sumber, distribusi, transpor, dan transformasi polutan serta respon terhadap polutan

pada organisme, populasi, komunitas, dan ekosistem (Francis 1994 dalam Buku Ajar Andhika

Puspito Nugroho, M.Si).

Berdasarkan gambar 1.2 di atas, polutan dilepaskan dari sumber polutan

ke dalam ekosistem, selanjutnya mengalami proses distribusi dan transpor melalui

daur atau siklus biogeokimia serta mengalami transformasi, balk secara fisik atau

biologis. Polutan tersebut kemudian dapat diuptake oleh organisme dan dapat

menyebabkan efek lethal (kematian) dan sublethal. Dalam tubuh organisme,

polutan dapat mengalami biotransformasi dan bioakumulasi. Selanjutnya, terjadi

perubahan karakteristik dan dinamika populasi (reproduksi, imigrasi, recruitment,

mortalitas), struktur dan fungsi komunitas (diversitas spesies, perubahan hubungan

predator — prey), dan fungsi ekosistem (respirasi terhadap rasio fotosintesis, laju

siklus nutrien, dan pola aliran nutrien).

Masuknya polutan ke dalam lingkungan terbagi 2 yaitu secara alami dan

sumber dari aktivitas manusia. Secara alami dapat dari daur biogeokimia dan

pelapukan batuan, sedangkan yang disebabkan aktivitas manusia dapat dari

pelepasan unintended (kecelakaan nuklir, penambangan, kecelakaan kapal),

Page 3: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

3

pembuangan berbagai jenis limbah ke lingkungan secara sengaja maupun tidak

sengaja dan aplikasi biocide dalam penanganan hama dan vector (Nugroho,2004).

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana penerapan ekotoksikologi dalam penetapan baku mutu kualitas

lingkungan ?

2. Bagaimana penerapan ekotoksikologi pada rekayasa teknologi dalam

lingkungan ?

3. Bagaimana penerapan ekotoksikologi dalam biomonitoring ?

1.3 Tujuan

1. Mengetahui penerapan ekotoksikologi dalam penetapan baku mutu kualitas

lingkungan.

2. Mengetahui penerapan ekotoksikologi pada rekayasa teknologi dalam

lingkungan.

3. Mengetahui penerapan ekotoksikologi dalam biomonitoring .

Page 4: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penerapan Ekotoksikologi dalam Penetapan Baku mutu Kualitas

Lingkungan.

Ekotoksikologi adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik

pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem,

termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan. Pengaruh

pengaruh racun dapat berupa letalitas (mortalitas) serta pengaruh subletal seperti

gangguan pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, tanggapan farmakokinetik,

patologi, biokimia, fisiologi, dan tingkah laku (Butler, 1987).

Dengan mempelajari ekotoksikologi dapat diketahui keberadaan

polutan dalam suatu lingkungan (ekosistem) yang dalam waktu singkat, dapat

menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya perubahan

tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme,

perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem. Perubahan

biokimiawi sampai dengan ekosistem menunjukkan adanya peningkatan waktu

respon terhadap bahan kimia, peningkatan kesulitan untuk mengetahui hubungan

respon dengan bahan kimia spesifik, dan increasing importance (Puspito,2004).

Pengangkutan dan perubahan bentuk bahan toksik di lingkungan baik

di udara, air, tanah maupun dalam tubuh organisme (merupakan bagian utama

penyususn ekosfer bumi) sangat dipengaruhi oleh sifat fisika-kimia bahan tersebut.

Perilaku serta pengaruh bahan toksik di lingkungan berhubungan dengan dinamika

keempat bagian utama penyusun ekosfer tersebut. Bahan toksik yang ada di

lingkungan pada umumnya mengalami perpindahan dari satu bagian utama ekosfer

ke bagian utama ekosfer lainnya. Perpindahan atau transformasi bahan toksik di

lingkungan dapat berupa transformasi fisik, kimia dan biologik (Puspito,2004).

Transformasi atau perpindahan bahan toksik di lingkungan yang terjadi

secara fisik antara lain dapat melalui proses: perpindahan meteorologik,

pengambilan biologik, penyerapan, volatilisasi, aliran, pencucian dan jatuhan.

Transformasi kimia dapat melalui proses fotolisis, oksidasi, hidrolisis dan reduksi,

sedangkan transformasi biologik berlangsung melalui proses biotransformasi.

Penyebaran bahan toksik di lingkungan perairan sangat dipengaruhi oleh sejumlah

Page 5: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

5

proses pengangkutan seperti evaporasi (penguapan), presipitasi, pencucian dan

aliran. Penguapan akan menurunkan konsentrasi bahan toksik dalam air, sedangkan

presipitasi, pencucian dan aliran cenderung meningkatkan konsentrasi bahan

toksik. (Connel dan Miller, 1995).

Dalam ekotosikologi diketahui bahan bahan toksik yang berupa

senyawa kimia organik yang dapat bersifat toksik atau menimbulkan pengaruh

merugikan lingkungan perairan antara lain: protein, karbohidrat, lemak dan minyak,

pewarna, asam-asam organik, fenol, deterjen dan pestisida organik. Pengaruh

negatif senyawa kimia organik terhadap organisme perairan dipengaruhi oleh

banyak faktor, seperti konsentrasi senyawa kimia, kualitas fisika-kimia air, jenis,

stadia dan kondisi organisme air serta lama organisme terpapar senyawa kimia

tersebut (Aryani et al., 2004).

Berikut ini adalah bahan-bahan senyawa kimia organic dan efeknya

terhadap lingkungan :

• Protein

Kehadiran senyawa protein di dalam badan perairan berasal dari

sampah domestik dan buangan industri. Beberapa jenis industri yang

mengeluarkan buangan mengandung protein antara lain: industri susu,

mentega, keju, pengolahan makanan/minuman, tekstil, penyamakan kulit dan

industri pertanian. Kehadiran protein di lingkungan perairan umumnya tidak

langsung bersifat toksik tetapi dapat menimbulkan pengaruh atau efek negatif,

antara lain terbentuknya media pertumbuhan berbagai organisme patogen,

menimbulkan bau tidak sedap dan meningkatkan kebutuhan BOD (Biological

Oxygen Demand) (Dix, 1981).

• Karbohidrat

Selain berasal dari sampah domestik, karbohidrat juga dapat berasal

dari buangan industri. Masuknya karbohidrat ke dalam air dapat menyebabkan

peningkatan BOD dan menimbulkan warna pada air.

Page 6: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

6

• Lemak dan minyak

Buangan yang mengandung lemak dan minyak dapat berasal dari

berbagai kegiatan industri. Perairan laut juga dapat kemasukan minyak yang

berasal dari pengoperasian kapal, kilang minyak, sisa pembakaran bahan bakar

minyak di atmosfer yang jatuh bersama air hujan, buangan industri, limbah

perkotaan, kecelakaan kapal tanker serta pecah atau bocornya sumber minyak

lepas pantai (Laws, 1981).

Seperti halnya dampak masuknya senyawa protein dan karbohidrat

ke dalam lingkungan perairan, senyawa lemak dan minyak juga dapat

berpengaruh negatip terhadap kehidupan akuatik. Adanya lemak dan minyak

dalam badan air dapat menyebabkan peningkatan turbiditas air sehingga

mengurangi ketersediaan cahaya yang sangat diperlukan organisme

fotosintetik di dalam air. Disamping itu, molekul lemak dan minyak berukuran

besar akan mengendap di dasar perairan sehingga dapat mengganggu aktivitas

serta merusak kehidupan bentos dan daerah pemijahan ikan (spawning ground)

dan meningkatkan BOD.

• Pewarna

Terdapatnya pewarna dalam suatu perairan antara lain berasal dari

buangan industri (tekstil, penyamakan kulit, kertas dan industri bahan kimia).

Menurut Santaniello (1971) warna air yang Iebih dari 50 unit akan membatasi

aktivitas organisme fotosintetik sehingga akan mengurangi kandungan oksigen

terlarut atau DO (Dissolved Oxygen) serta mengganggu kehidupan berbagai

organisme air.

• Asam-asam organik

Asam-asam organik berada dalam air antara lain dapat berasal dari

buangan industri (bahan kimia dan industri pertanian). Keberadaan senyawa

asam organik dapat menyebabkan penurunan derajat keasaman (pH) air dan

pada nilai pH tertentu (acid dead point) dapat mengakibatkan kematian ikan

maupun organisme air lainnya.

Page 7: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

7

• Fenol

Fenol dapat terkandung dalam limbah berbagai industri seperti:

industri tekstil, bahan kimia, petrokimia, minyak dan industri metalurgi.

• Deterjen

Terdapatnya deterjen dalam suatu perairan dapat berasal dari buangan

rumah tangga dan industri (susu, mentega, keju, tekstil, dan industri pertanian).

Nickless (1975) menyatakan bahwa sebagian besar deterjen dapat

menimbulkan dampak negatip terhadap ekosistem perairan yaitu dapat

menghambat aktivitas atau bahkan membunuh berbagai jenis mikroorganisme.

Selain itu, deterjen juga menyebabkan pengkayaan nutrien pada suatu badan

air sehingga dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi yang sangat

merugikan lingkungan perairan.

• Pestisida organic

Pestisida organik yang masuk ke dalam lingkungan air dapat berasal

dari aktivitas pertanian, perkebunan dan dari buangan industri pengolahan

makanan/ minuman. Diantara sejumlah besar pestisida yang diproduksi dan

diperdagangkan, yang paling banyak digunakan masyarakat yaitu pestisida

yang termasuk golongan organoklorin dan organoposfat. Pestisida

organoklorin sangat berbahaya karena mempunyai toksisitas bersifat kronik,

stabil, dan tahan urai dalam lingkungan. Salah satu contoh organoklorin yang

sangat berbahaya yaitu DDT (Dichloro-Diphenyl-Trichloro-ethane). Jenis

pestisida yang pertama kali dibuat oleh Zeidler pada tahun 1874 tersebut

apabila berada dalam air mempunyai waktu paruh antara 2,5-5 tahun tetapi

residunya dapat bertahan hingga lebih dari 25 tahun.

Pestisida yang tahan urai seperti DDT dapat terakumulasi dalam rantai

makanan (biomagnification) sehingga dalam tubuh udang dan ikan dapat

mengandung konsentrasi pestisida sebanyak 1000-10.000 kali lebih besar

daripada yang terkandung dalam perairan di sekelilingnya. Hewan yang di

dalam rantai makanan mempunyai arcs trofik (trophic level) lebih tinggi seperti

burung, anjing laut, dan lumba-lumba dapat mengandung hingga 55 ppm DDT

Page 8: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

8

dalam jaringan Iemaknya. Berdasarkan penelitian menunjukkan kandungan

DDT dalam jaringan lemak tubuh manusia di berbagai negara besarnya sangat

bervariasi, misalnya: di Inggris lebih kurang 1 ppm, di Amerika Serikat lebih

kurang 2 ppm, dan di India dapat lebih tinggi dari 10 ppm (Benn & McAuliffe

1975).

Selain itu, bahan-bahan anorganik juga dapat menjadi toksik dila melebihi

konsentrasi tertentu dalam lingkungan. Berikut ini adalah bahan-bahan toksik yang

berupa senyawa kimia anorganik :

• Asam dan alkali

Asam dan alkali dapat berasal dari buangan industri tekstil, bahan

kimia, rekayasa dan industri metalurgi. Asam dan alkali jika masuk ke dalam

tubuh organisme dapat mempengaruhi aktivitas berbagai enzim sehingga

menimbulkan gangguan fisiologik, membinasakan organisme serta

mempengaruhi Jaya racun atau toksisitas zat toksik lainnya.

• Logam dan garam-garam logam

Berbagai unsur logam dan garam logam yang ada dapat berasal dari

pelapukan tanah atau batuan, letusan volkanik, penambangan dan industri

(penyamakan kulit, kertas, bahan kimia, rekayasa, metalurgi dan industri

pertanian). Dalam jumlah kecil beberapa jenis logam tertentu memang

diperlukan organisme tetapi dalam konsentrasi tinggi semua jenis logam

bersifat toksik. Logam-logam berat, yaitu unsur logam yang mempunyai massa

atom lebih dari 20 seperti: besi (Fe), timbal (Pb), merkuri (Hg), kadmium (Cd),

seng (Zn), tembaga (Cu), nikel (Ni) dan arsen (As) umumnya berpengaruh

buruk terhadap proses-proses biologi.

Beberapa dampak keracunan logam berat antara lain:

1) Bereaksinya kation logam berat dengan fraksi tertentu pada mukosa insang

sehingga insang terselaputi oleh gumpalan lendir-logam berat dan hal

tersebut dapat mengakibatkan organisme air mati lemas.

2) Keracunan fisiologik karena logam berat berikatan dengan enzim yang

berperanan penting dalam metabolisme.

Page 9: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

9

3) Merkuri (Hg) dan timbal (Pb) dapat berikatan dengan gugus sulfhidril (-

SH) dalam protein sehingga akan mengubah bagian-bagian katalitik suatu

enzim.

4) Merkuri (Hg), timbal (Pb), kadmium (Cd) dan tembaga (Cu) dapat

menghambat pembentukan ATP dalam mitokondria serta dapat berikatan

dengan membran sel sehingga mengganggu proses transpor ion antar sel.

5) Seng (Zn) dapat menghambat kerja sistem sitokrom dalam mitokondria

karena terganggunya transpor elektron antar sitokrom-b dan sitokrom-c.

6) Timbal (Pb) dan kadmium (Cd) dapat menggantikan kedudukan Ca dalam

tulang sehingga menyebabkan terjadinya kerapuhan tulang

7) Timbal (Pb), kadmium (Cd), merkuri (Hg) dan krom (Cr) dapat

terakumulasi dalam hati (hepar) dan ginjal (ren) sehingga dapat

menyebabkan kerusakan dan gangguan fungsi kedua organ tersebut

8) Merkuri (Hg), timbal (Pb) dan tembaga (Cu) dapat mengakibatkan

kerusakan otak dan sistem saraf tepi (Dix, 1981).

• Posfat dan nitrat

Posfat dan nitrat dapat berasal dari erosi dan dekomposisi sisa-sisa

bahan organik serta industri (susu/mentega/keju, bahan kimia, tungku kokas,

rekayasa, metalurgi, dan industri pertanian). Akibat masuknya posfat dan nitrat

ke dalam lingkungan perairan antara lain:

1) Eutrofikasi yang dicirikan oleh tingginya produksi biologik antara lain

berupa ledakan komunitas alga (algal blooms). Jika suatu perairan

dipenuhi oleh tumbuhan air baik makrofita maupun mikrofita (plankton),

maka hal tersebut akan mengurangi penetrasi cahaya dan menghalangi

proses difusi oksigen dari udara ke dalam air. Kematian massal algae yang

diikuti dengan perombakan biologik akan menyebabkan terjadinya

defisiensi oksigen terlarut dan menimbulkan bau tidak sedap.

2) Dalam usus manusia beberapa jenis bakteri dapat mereduksi nitrat menjadi

nitrit yang dapat berikatan dengan haemoglobin (Hb) membentuk

methaemoglobin. Dengan terbentuknya methaemoglobin dalam darah

akan menyebabkan penurunan kapasitas angkut 02 oleh darah. Jika

Page 10: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

10

penurunan kemampuan darah mengangkut oksigen tersebut terus berlanjut

dan makin parch, maka dapat menyebabkan anoksia (methaemoglobin

anemia atau penyakit blue baby).

3) Dalam tubuh manusia nitrit dapat mengalami perubahan lebih lanjut

menjadi amin atau nitrosamin yang dapat merangsang timbulnya kanker

perut.

• Garam-garam lain

Berbagai senyawa garam yang masuk ke dalam air dapat berasal dari

buangan industri (susu/mentega/keju, tekstil, penyamakan kulit, kertas dan

industri bahan kimia).

• Obat pengelantang (bleaches)

Obat pengelantang dengan rumus kimia Ca (C10)2 banyak terkandung

dalam buangan industri tekstil, kertas dan laundry.

• Sianida dan sianat

Sianida dan sianat di suatu perairan dapat berasal dari buangan

industri. Sianida dan sianat bersifat sangat toksik, terutama pada pH rendah dan

merupakan racun pernafasan yang sangat mematikan. Reaksi CN dengan

logam akan menghasilkan senyawa yang sangat beracun.

• Kromat

Masuknya kromat ke dalam lingkungan perairan dapat berasal dari

buangan berbagai jenis industri seperti penyamakan kulit, petrokimia,

metalurgi dan industri rekayasa. Toksisitas kromat umumnya tidak setoksik

kation logam berat lainnya. Kromium (Cr) bervalensi 6 (kromat atau dikromat)

toksisitasnya tidak seakut kromium bervalensi 3 (garam-garam kromium).

• Mineral (lempung dan tanah)

Page 11: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

11

Mineral yang terkandung dalam partikel-partikel lempung dan tanah

yang masuk ke dalam perairan dapat berasal dari buangan industri seperti

industri pengolahan makanan/minuman, kertas dan industri pertanian.

Berdasarkan uraian diatas diketahui zat-zat yang dapat menimbulkan

dampak negative apabila jumlah atau konsentrasinya di lingkungan telah melebihi

baku mutu. Salah satu upaya untuk menanggulangi pencemaran lingkungan perlu

baku mutu lingkungan. Baku mutu lingkungan adalah ambang batas atau batas

kadar maksimum suatu zat atau komponen yang diperbolehkan berada di

lingkungan agar tidak menimbulkan dampak negative. UU RI No. 23 tahun 1997

tentang pengelolaan lingkungan hidup mendefinisikan baku mutu lingkungan

sebagai ukuran batas atau kadar mahluk hidup, zat, energy, atau komponen yang

ada atau harus ada dan/atau unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam

suatu sumber daya tertentu sebagai unsur lingkungan hidup.

Menurut pengertian secara pokok, baku mutu adalah peraturan pemerintah

yang harus dilaksanakan yang berisi spesifikasi dari jumlah bahan pencemar yang

boleh dibuang atau jumlah kandungan yang boleh berada dalam media ambien.

Secara objektif, baku mutu merupakan sasaran ke arah mana suatu pengelolaan

lingkungan ditujukan. Kriteria baku mutu adalah kompilasi atau hasil dari suatu

pengolahan data ilmiah yang akan digunakan untuk menentukan apakah suatu

kualitas air atau udara yang ada dapat digunakan sesuai objektif penggunaan

tertentu.

Untuk mencegah terjadinya pencemaran terhadap lingkungan oleh

berbagai aktivitas industri dan aktivitas manusia, maka diperlukan pengendalian

terhadap pencemaran lingkungan dengan menetapkan baku mutu lingkungan. Salah

satu cara penetapan baku mutu lingkungan dilakukan melalui uji toksisitas. Adanya

peraturan perundangan (nasional maupun daerah) yang mengatur baku mutu serta

peruntukan lingkungan memungkinkan pengendalian pencemaran lebih efektif

karena toleransi dan atau keberadaan unsur pencemar dalam media (maupun

limbah) dapat ditentukan apakah masih dalam batas toleransi di bawah nilai ambang

batas (NAB) atau telah melampaui.

Page 12: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

12

2.1.1 Prosedur Penetapan Baku Mutu Kualitas Lingkungan

Apabila pada suatu saat ada industri yang membuang limbahnya ke

lingkungan dan telah memenuhi baku mutu lingkungan, tetapi kualitas lingkungan

tersebut mengganggu kehidupan manusia, maka yang dipersalahkan bukan

industrinya. Apabila hal tersebut terjadi, maka baku mutu lingkungannya yang

perlu dilihat kembali, hal ini mengingat penjelasan dari Undang-undang No. 4

Tahun 1984 Pasal 15, seperti tersebut di atas.

Adapun langkah-langkah penyusunan baku mutu lingkungan:

1) Identifikasi dari penggunaan sumber daya atau media ambien yang harus

dilindungi (objektif sumber daya tersebut tercapai).

2) Merumuskan formulasi dari kriteria dengan menggunakan kumpulan dan

pengolahan dari berbagai informasi ilmiah.

3) Merumuskan baku mutu ambien dari hasil penyusunan kriteria.

4) Merumuskan baku mutu limbah yang boleh dilepas ke dalam lingkungan yang

akan menghasilkan keadaan kualitas baku mutu ambien yang telah ditetapkan.

5) Membentuk program pemantauan dan penyempurnaan untuk menilai apakah

objektif yang telah ditetapkan tercapai.

2.1.2 Jenis-Jenis Baku Mutu Lingkungan

Sehubungan dengan fungsi baku mutu lingkungan maka dalam hal

menentukan apakah telah terjadi pencemaran dari kegiatan industri atau pabrik

dipergunakan dua buah sistem baku mutu lingkungan yaitu:

• Effluent Standard, merupakan kadar maksimum limbah yang diperbolehkan

untuk dibuang ke lingkungan.

• Stream Standard, merupakan batas kadar untuk sumberdaya tertentu, seperti

sungai, waduk, dan danau. Kadar yang diterapkan ini didasarkan pada

kemampuan sumberdaya beserta sifat peruntukannya. Misalnya batas kadar

badan air untuk air minum akan berlainan dengan batas kadar bagi badan air

untuk pertanian.

Menteri Negara Kependudukan dan Lingkungan Hidup dalam

keputusannya No. KEP-03/MENKLH/II/1991 telah menetapkan baku mutu air

Page 13: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

13

pada sumber air, baku mutu limbah cair, baku mutu udara ambien, baku mutu udara

emisi dan baku mutu air laut.

Dalam keputusan tersebut yang dimaksud dengan:

• Baku mutu air pada sumber air, disingkat baku mutu air, adalah batas kadar

yang diperolehkan bagi zat atau bahan pencemar terdapat dalam air, namun air

tetap berfungsi sesuai dengan peruntukannya.

• Baku mutu limbah cair adalah batas kadar yang diperolehkan bagi zat atau

bahan pencemar untuk dibuang dari sumber pencemaran ke dalam air pada

sumber air, sehingga tidak menyebabkan dilampauinya baku mutu air.

• Baku mutu udara ambien adalah batas kadar yang diperbolehkan bagi zat atau

bahan pencemar terdapat di udara, namun tidak menimbulkan gangguan

terhadap makhluk hidup, tumbuh-tumbuhan dan benda.

• Baku mutu udara emisi adalah batas kadar yang diperbolehkan bagi zat atau

bahan pencemar untuk dikeluarkan dari sumber pencemaran ke udara, sehingga

tidak mengakibatkan dilampauinya baku mutu udara ambien.

• Baku mutu air laut adalah batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi, atau

komponen lain yang ada atau harus ada, dan zat atau bahan pencemar yang

ditenggang adanya dalam air laut.

2.1.3. Baku Mutu Air dan Limbah Cair

Baku mutu air telah diatur dalam Peraturan Pemerintah No. 82 tahun 2001

tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Kriteria mutu

air diterapkan untuk menentukan kebijaksanaan perlindungan sumberdaya air

dalam jangka panjang, sedangkan baku mutu air limbah (effluent standard)

dipergunakan untuk perencanaan, perizinan, dan pengawasan mutu air limbah dan

pelbagai sektor seperti pertambangan dan lain-lain. Kriteria kualitas sumber air di

Indonesia ditetapkan berdasarkan pemanfaatan sumber-sumber air tersebut dan

mutu yang ditetapkan berdasarkan karakteristik suatu sumber air penampungan

tersebut dan pemanfaatannya. Badan air dapat digolongkan menjadi 5, yaitu:

• Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara

langsung tanpa pengolahan terlebih dahulu.

Page 14: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

14

• Golongan B, yaitu air baku yang baik untuk air minum dan rumah tangga dan

dapat dimanfaatkan untuk keperluan lainnya tetapi tidak sesuai untuk golongan

A.

• Golongan C, yaitu air yang baik untuk keperluan perikanan dan peternakan,

dan dapat dipergunakan untuk keperluan lainnya tetapi tidak sesuai untuk

keperluan tersebut pada golongan A dan B.

• Golongan D, yaitu air yang baik untuk keperluan pertanian dan dapat

dipergunakan untuk perkantoran, industri, listrik tenaga air, dan untuk

keperluan lainnya, tetapi tidak sesuai untuk keperluan A, B, dan C.

• Golongan E, yaitu air yang tidak sesuai untuk keperluan tersebut dalam

golongan A, B, C, dan D.

Untuk melindungi sumber air sesuai dengan kegunaannya, maka perlu

ditetapkan baku mutu limbah cair dengan berpedoman kepada alternatif baku mutu

limbah cair yang telah ditetapkan dalam Keputusan Menteri Negara Kependudukan

dan Lingkungan Hidup No. KEP-03/MENKLH/II/1991. Baku mutu limbah cair

tersebut ditetapkan oleh gubernur dengan memperhitungkan beban maksimum

yang dapat diterima air pada sumber air.

Baku mutu air dan baku mutu limbah cair yang telah ditetapkan oleh

gubernur dimaksudkan untuk melindungi peruntukan air di daerahnya. Dengan

demikian harus diperhatikan dalam setiap kegiatan yang menghasilkan limbah cair

dan yang membuang limbah cair tersebut ke dalam air pada sumber air. Limbah

cair harus memenuhi persyaratan:

1) Mutu limbah cair yang dibuang ke dalam air pada sumber air tidak boleh

melampaui baku mutu limbah cair yang telah ditetapkan.

2) Tidak mengakibatkan turunnya kualitas air pada sumber air penerima limbah.

Hal tersebut mengharuskan agar setiap pembuangan limbah cair ke dalam air pada

sumber air, mencantumkan kuantitas dan kualitas limbah.

2.1.4. Baku Mutu Udara

Baku mutu udara ambien dan emisi ditetapkan dengan maksud untuk

melindungi kualitas udara di suatu daerah. Baku mutu udara ambien dan emisi

limbah gas yang dibuang ke udara harus mencantumkan secara jelas dalam izin

Page 15: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

15

pembuangan gas. Semua kegiatan yang membuang limbah gas ke udara ditetapkan

mutu emisinya dalam pengertian:

1. Mutu emisi dari limbah gas yang dibuang ke udara tidak melampaui baku mutu

udara emisi yang telah ditetapkan.

2. Tidak menyebabkan turunnya kualitas udara.

Tabel 2. 1 Baku Mutu Udara Ambien Nasional

No

.

Parameter Waktu

Pengukura

n

Baku Mutu Metode

Analisis

Peralatan

1 SO2 1 Jam 900 ug/Nm3 Pararosanilin Spektrofotomete

r

(Sulfur

Dioksida)

24 Jam 365 ug/Nm3

1 Thn 60 ug/Nm3

2 CO 1 Jam 30.000

ug/Nm3

NDIR NDIR Analyzer

(Karbon

Monoksida)

24 Jam 10.000

ug/Nm3

1 Thn -

3 NO2 1 Jam 400 ug/Nm3 Saltzman Spektrofotomete

r

(Nitrogen

Dioksida)

24 Jam 150 ug/Nm3

1 Thn 100 ug/Nm3

4 O3 1 Jam 235 ug/Nm3 Chemilumines

cent

Spektrofotomete

r

(Oksidan) 1 Thn 50 ug/Nm3

5 HC 3 Jam 160 ug/Nm3 Flame

Ionization

Gas

(Hidro Karbon)

Chromatogarfi

6 PM10 24 Jam 150 ug/Nm3 Gravimetric Hi - Vol

Page 16: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

16

(Partikel < 10

um )

PM2,5 (*) 24 Jam 65 ug/Nm3 Gravimetric Hi - Vol

(Partikel < 2,5

um )

1 Thn 15 ug/Nm3 Gravimetric Hi - Vol

7 TSP 24 Jam 230 ug/Nm3 Gravimetric Hi - Vol

(Debu) 1 Thn 90 ug/Nm3

8 Pb 24 Jam 2 ug/Nm3 Gravimetric Hi � Vol

(Timah Hitam) 1 Thn 1 ug/Nm3 Ekstraktif

Pengabuan AAS

9. Dustfall 30 hari

(Debu Jatuh )

10

Ton/km2/Bul

an

(Pemukiman)

Gravimetric Cannister

20

Ton/km2/Bul

an

(Industri)

10 Total Fluorides

(as F)

24 Jam 3 ug/Nm3 Spesific Ion Impinger atau

90 hari 0,5 ug/Nm3 Electrode Countinous

Analyzer

11. Fluor Indeks 30 hari 40 u g/100

cm2 dari

kertas limed

filter

Colourimetric Limed Filter

Paper

12. Khlorine & 24 Jam 150 ug/Nm3 Spesific Ion Impinger atau

Khlorine

Dioksida

Electrode Countinous

Analyzer

Page 17: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

17

13. Sulphat Indeks 30 hari 1 mg SO3/100

cm3

Colourimetric Lead

Dari Lead

Peroksida

Peroxida Candle

Sumber : PP No. 41/199 Tentang Pengendalian Pencemaran Udara.Catatan : Nomor

10 s/d 13 Hanya di berlakukan untuk daerah/kawasan Industri Kimia Dasar Contoh

: - Industri Petro Kimia - Industri Pembuatan Asam Sulfat.

2.2 Penerapan Ekotoksikologi Pada Rekayasa Teknologi dalam Lingkungan

Teknologi dapat didefinisikan teknik yang bersumber dari keadaan

pengetahuan manusia saat ini tentang bagaimana cara untuk memadukan sumber-

sumber, guna menghasilkan produk-produk yang dikehendaki, menyelesaikan

masalah, memenuhi kebutuhan, atau memuaskan keinginan , meliputi metode

teknis, keterampilan, proses, teknik, perangkat dan bahan mentah. Rekayasa adalah

proses berorientasi tujuan dari perancangan dan pembuatan peralatan dan sistem

untuk mengeksploitasi fenomena alam dalam konteks praktis bagi manusia,

seringkali menggunakan hasil-hasil dan teknik-teknik dari ilmu. Teknologi

seringkali merupakan konsekuensi dari ilmu dan rekayasa.

Salah satu contoh rekayasa teknologi dalam lingkungan yaitu fitoremediasi,

fitotoksikologi, bioremediasi dan lain-lain.

Istilah fitoremediasi berasal dari kata Inggris phytoremediation. Kata ini

sendiri tersusun atas dua bagian kata, yaitu phyto yang berasal dari kata Yunani

phyton yaitu tumbuhan dan remediation yang berasal dari kata Latin remedium

yang berarti menyembuhkan. Fitoremediasi berarti juga menyelesaikan masalah

dengan cara memperbaiki kesalahan atau kekurangan. Dengan demikian

fitoremediasi adalah pemanfaatan tumbuhan, mikroorganisme untuk

meminimalisasi dan mendetoksifikasi bahan pencemar, karena tanaman

mempunyai kemampuan menyerap logam-logam berat dan mineral yang tinggi atau

sebagai fitoakumulator dan fotochelator. Konsep pemanfaatan tumbuhan dan

mikroorganisme untuk meremediasi tanah terkontaminasi bahan pencemar adalah

pengembangan terbaru dalam teknik pengolahan limbah. Fitoremediasi dapat

Page 18: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

18

diaplikasikan pada limbah organik maupun anorganik juga unsur logam

(As,Cd,Cr,Hg,Pb,Zn,Ni dan Cu) dalam bentuk padat, cair dan gas (Darliana,2009).

Tumbuhan mempunyai kemampuan untuk menahan substansi toksik

dengan cara biokimia dan fisiologisnya serta menahan substansi non nutritive

organik yang dilakukan pada permukaan akar. Bahan pencemar tersebut akan

dimetabolisme atau diimobolisasi melalui sejumlah proses termasuk reaksi

oksidasi, reduksi dan hidrolisa enzimatis. Mekanisme fisiologi fitoremediasi dibagi

menjadi :

1. Fitoekstraksi : pemanfaatan tumbuhan pengakumulasi bahan pencemar

untuk memindahkan logam berat atau senyawa organik dari tanah dengan

cara mengakumulasikannya di bagian tumbuhan yang dapat dipanen.

2. Fitodegradasi : pemanfaatan tumbuhan dan asosiasi mikroorganisme untuk

mendegradasi senyawa organik.

3. Rhizofiltrasi : pemanfaatan akar tumbuhan untuk menyerap bahan

pencemar, terutama logam berat, dari air dan aliran limbah.

4. Fitostabilisasi : pemanfaatan tumbuhan untuk mengurangi bahan pencemar

dalam lingkungan.

5. Fitovolatilisasi : pemanfaatan tumbuhan untuk menguapkan bahan

pencemar, atau pemanfaatan tumbuhan untuk memindahkan bahan

pencemar dari udara (Darliana,2009).

Menurut Corseuil & Moreno (2000), mekanisme tumbuhan dalam

menghadapi bahan pencemar beracun adalah :

1. Penghindaran (escape) fenologis. Apabila pengaruh yang terjadi pada

tanaman musiman, tanaman dapat menyelesaikan siklus hidupnya pada

musim yang cocok.

2. Ekslusi, yaitu tanaman dapat mengenal ion yang bersifat toksik dan

mencegah penyerapan sehingga tidak mengalami keracunan.

3. Penanggulangan (ameliorasi). Tanaman mengabsorpsi ion tersebut, tetapi

berusaha meminimumkan pengaruhnya. Jenisnya meliputi pembentukan

khelat (chelation), pengenceran, lokalisasi atau bahkan ekskresi.

4. Toleransi. Tanaman dapat mengembangkan sistem metabolit yang dapat

berfungsi pada konsentrasi toksik tertentu dengan bantuan enzim

Page 19: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

19

Tingkat pencemaran logam berat dalam tanah sebagai akibat kegiatan

manusia yang tidak terkendali tampak pula dari hasil penelitian di sekitar kawasan

industri. Di daerah yang kegiatan industrinya menonjol dan telah berlangsung

dalam jangka lama tingkat pencemaran timbal dan kromium di tanah masingmasing

mencapai 206-449 mg/kg dan 56-266 mg/kg. Sebaliknya, di wilayah suburban yang

jauh dari kegiatan industri kadar timbal dan kromium di tanah hanya sebesar 24 dan

1 mg/kg. Konsentrasi logam berat yang tinggi di dalam tanah dapat masuk ke dalam

rantai makanan dan berpengaruh buruk pada organism (Darliana,2009).

Di kawasan industri, kadar Cd setinggi 10 mg/kg ditemukan di dalam ginjal

tikus, sedangkan kadar Cd di dalam ginjal dan hati rusa adalah 5 kali lebih tinggi

daripada yang ditemukan di tubuh rusa yang hidup di daerah 180 km kawasan

industri. Demikian pula ditemukan, bahwa kadar seng yang tinggi di tanah bekas

penambangan logam mengakibatkan reduksi produksi kedelai hingga 40%.

Tindakan pemulihan (remediasi) perlu dilakukan agar lahan yang tercemar dapat

digunakan kembali untuk berbagai kegiatan secara aman. Di samping metode

remediasi yang biasa digunakan yang berbasis pada rekayasa fisik dan kimia, pada

satu atau dua dasawarsa terakhir ini perhatian peneliti dan perusahaan komersial

serta industri terhadap penggunaan tumbuhan sebagai agensia pembersih

lingkungan tercemar telah meningkat, diharapkan pemulihan dengan menggunakan

organisme hidup dapat dijadikan alternatif teknologi untuk pemulihan lingkungan

(Darliana,2009).

Untuk prosfek dari fitoremediasi ,walaupun teknologi fitoremediasi masih

dalam tahap perkembangan dan banyak hal belum terjawab, penerapan teknologi

fitoremediasi untuk pemulihan lingkungan merupakan alternatif terbaik saat ini

karena biaya yang relatif murah dibanding dengan teknologi berbasis fisika dan

kimia.Indonesia memiliki keanekaragaman hayati tumbuhan dan mikroorganisme

yang besar. Dalam suatu pertemuan yang diadakan di LIPI, Bandung, sebuah tim

peneliti dari Inggris mengungkapkan bahwa mereka berhasil mengisolasi >120

jenis mikroorganisme dari segumpal tanah yang mereka peroleh dari lantai hutan di

Ujung Kulon. Dan beberapa di antara mikroorganisme tersebut mempunyai

kemampuan untuk mendegradasi xenobiotika seperti senyawa organik aromatik

Page 20: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

20

berkhlor. Hal ini menunjukkan potensi alam Indonesia yang perlu dimanfaatkan

(Darlina,2009).

Dalam hubungannya dengan pemanfaatan tumbuhan sebagai agensia

pemulihan lingkungan tercemar, yaitu :

(1) laju akumulasi harus tinggi.

(2) Mempunyai kemampuan mengakumulasi beberapa macam logam.

(3) Mempunyai kemampuan tumbuh cepat dengan produksi biomassa tinggi

(4) Tanaman harus tahan hama dan penyakit.

Pemilihan tumbuhan yang mempunyai daya serap dan akumulasi tinggi

terhadap logam berat merupakan priorotas yang sangat penting. Karena walaupun

telah disebutkan sebelumnya bahwa beberapa tumbuhan bersifat hiperakumulator,

namun kebanyakan tumbuhan tersebut berasal dari wilayah beriklim sedang.

Sehingga perlu dicari tumbuhan asli yang tentunya sudah beradaptasi baik dengan

iklim Indonesia (Darliana,2009).

Sedangkan Fitotoksikologi merupakan kajian terhadap potensi efek negatif

zat terhadap tumbuhan. Peranan penting dari fitotoksikologi menentukan batasan

dari kontaminan yang ditentukan oleh jumlah (konsentrasi) dan waktu (durasi)

paparan kontaminan serta kondisi lingkungan lainnya dimana kontaminan tersebut

dapat memberikan efek negative bagi tumbuhan dan menjadi berkualitas sebagai

pencemar atau toksikan tumbuhan.

2.2.1 Penerapan Fitoremidasi

Penerapan teknologi fitoremediasi menggunakan tumbuhan sebagai agensia

pembersih lingkungan bukanlah hal yang baru. Sejak lama kita telah mengenal

manfaat tumbuhan sebagai pengusir zat beracun dari udara, sehingga adanya

tumbuhan dianggap sebagai penyegar udara di sekitarnya. Dengan semakin

dipahami fisiologi dan genetika dari tumbuhan, maka pemanfaatan tumbuhan

sebagai agensia pembersih lingkungan dapat makin diperluas cakupannya dan

diperhitungkan manfaatnya dari segi rekayasa serta nilai ekonominya. Pemanfaatan

tumbuhan untuk remediasi lingkungan sangat ditentukan oleh pemahaman tentang

penyerapan logam serta penyerapan dan atau degradasi senyawa organik oleh

tumbuhan. Tumbuhan harus bersifat hipertoleran agar dapat mengakumulasi

Page 21: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

21

sejumlah besar logam berat di dalam batang serta daun. Tumbuhan harus mampu

menyerap logam berat dari dalam larutan tanah dengan laju penyerapan yang

tinggi.Tumbuhan harus mempunyai kemampuan untuk mentranslokasi logam berat

yang diserap akar ke bagian batang serta daun (Darliana,2009).

Beberapa jenis tumbuhan mempunyai sifat hiperakumulator yang luar biasa.

Namun biasanya tumbuhan yang teradaptasi di tanah berkadar logam tinggi dan

toleran terhadap logam mempunyai sifat tumbuh lambat. Penggunaan tumbuhan

hiperakumulator juga lebih menguntungkan bila kita harus mendaur ulang logam

yang telah dihimpun di dalam biomassa tumbuhan, karena dengan kadar akumulasi

tinggi biomassa yang harus ditangani jelas jauh lebih sedikit. Usaha untuk

meningkatkan akumulasi logam berat, khususnya timbal, telah dilakukan di

beberapa laboratorium. AgBiotech Center berusaha menaikkan tingkat akumulasi

Pb oleh Brassica juncea dengan memberikan zat pengkhelat ke dalam tanah

hasilnya menunjukkan, bahwa dengan memberikan khelator EDTA ke dalam tanah

yang mengandung 600 mg Pb/kg, tumbuhan Brassica juncea mampu

mengakumulasi Pb hingga 1,5% biomassanya (Darliana,2009).

Selain mempunyai kemampuan menyerap logam berat, tumbuhan mampu

menyerap dan mendegradasi zat organik serta hara. Kemampuan ini dimanfaatkan

dalam pengendalian serta pemulihan lingkungan yang tercemar.dengan

memadukan berbagai jenis tumbuhan mengingat keunggulan yang dipunyai oleh

masing-masing jenis tanaman. Pemilihan jenis tanaman adalah yang toleran dan

mampu mengolah limbah. Untuk mengetahui tingkat toleransi tanaman terhadap

limbah maka perlu diketahui konsentrasi nutrisi dalam limbah. Kemampuan dalam

mengolah limbah meliputi kapasitas filtrasi dan efisiensi serapan nutrisi. Salah satu

contoh tanaman yang digunakan pada proses fitoremediasi lahan perairan adalah

tumbuhan timbul dan tumbuhan mengapung seperti Scirpus californicus,

Zizaniopsis miliaceae, Panicum helitomom, Pontederia cordata, Sagittaria

lancifolia, dan Typha latifolia adalah yang terbaik digunakan pada ekosistim

perairan untuk mengolah limbah. Spesies tumbuhan mengapung digunakan karena

tingkat pertumbuhannya yang tinggi, dan kemampuannya untuk langsung

menyerap hara langsung dari kolom air. Akarnya menjadi tempat filtrasi dan

adsorpsi padatan tersuspensi dan pertumbuhan mikroba yang menghilangkan

Page 22: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

22

unsur-unsur hara dari kolom air.Tanaman tenggelam tidak direkomendasikan pada

pengolah limbah, karena produksinya rendah, banyak spesies yang tidak tahan

terhadap kondisi eutrofik dan memiliki efek yang merugikan bagi alga dalam kolom

air. Namun tumbuhan tenggelam mungkin memiliki peran yang penting bila

dikombinasikan dengan jenis tanaman lain dalam sistem pengolah limbah

(Darliana,2009).

2.2.2 Penerapan Biomonitoring

Biomonitoring merupakan "slat" untuk mempelajari dinamika suatu

ekosistem, balk secara meruang maupun mewaktu, sebagai usaha melindungi

ekosistem dan kepentingan manusia. Kegiatan pemantauan tersebut dapat

dilakukan dengan menggunakan parameter fisik, kimiawi, dan biologis. Usaha

pemantauan secara fisik dan kimiawi, relatif lebih mudah dan cepat diketahui, tetapi

kurang memberikan keakuratan mengenai kondisi atau masalah ekosistem yang

sebenarnya. Penggunaan organisme dalam pemantauan tersebut (biomonitoring)

mempunyai kelebihan dibandingkan jenis pemantauan yang lain, yaitu organisme

sungai tertentu dapat memberikan respon biologis, dari tingkat molekuler —

komunitas, terhadap perubahan yang terjadi dalam ekosistem. Dalam kegiatan

biomonitoring, respon biologis pada tingkat populasi dan komunitas paling mudah

dipelajari dibandingkan respon biokimiawi dan fisiologis, meskipun respon pada

tingkat tersebut merupakan respon yang diperoleh dalam jangka waktu yang lebih

lama dibandingkan respon biokimiawi atau fisiologis. Respon tingkat komunitas,

yaitu kekayaan taksa, jumlah genus dominan, jumlah total individu, kesamaan dan

keanekaragaman komunitas, merupakan jenis respon atau parameter biologis yang

umum digunakan dalam menilai atau merefleksikan kondisi suatu ekosistem.

Usaha biomonitoring diawali dengan pemilihan jenis parameter/respon

biologis (metrik), dengan mempelajari respon biologis tingkat komunitas, pada

berbagai kondisi ekosistem. Jenis parameter biologis yang dipilih berdasarkan

adanya perubahan respon signifikan sejalan dengan perubahan kondisi ekosistem.

Pemilihan tersebut melibatkan pemilihan bioindikator yang tepat, yang dapat

merefleksikan dinamika kondisi ekosistem.

Page 23: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

23

2.2.3 Penerapan Ekotoksikologi pada Konservasi Terumbu Karang

Penyebab pencemaran pada terumbu karang antara lain adalah minyak yang

tertumpah dilaut yang mengalami absorbs, pertukaran ion, penguapan dan

pengendapan. Tumpahan minyak akan tersebar dipermukaan air laut, sebagian

tumpahan minyak dipermukaan akan terseret ke pantai saat ada arus angina

sedangkan yang melekat pada sedimen akan tenggelam ke dasar laut dan mengenai

karang. Tumpahan minyak tidak melekat begitu saja pada karang, tetapi tergantung

efektifitas reaksi pembersihan karang (jenis karang) dan jenis pencemar.

Bahan pencemar lain yang dikenal berpengaruh terhadap kehidupan

terumbu karang adalah tailing. Limbah tailing berasal dari batu-batuan dalam tanah

yang telah dihancurkan hingga menyerupai bubur kental. Proes ini dikenal dengan

sebutan penggerusan. Batuan yang mengandung mineral seperti emas, perak,

tembaga dan lainnya diangkut dari lokasi galian menuju tempat pengolahan yang

disebut processing plant. Logam-logam yang berada dalam tailing sebagian adalah

logam berat yang masuk dalam kategori limbah bahan berbahaya yang masuk

dalam kategori limbah B3. Tailing yang menyebar ke daerah yang lebih dangkal

dan produktif secara biologis dapat mendatangkan lebih banyak masalah dari yang

diperkirakan yaitu mengusir spesies ikan , menyebabkan kerusakan permanen di

dasar laut, memusnahkan spesies asli, menghilangkan organisme langka dan

mengurangi keanekaragaman organisme termasuk terumbu karang.

Untuk memulihkan terumbu karang dibutuhkan waktu yang cukup lama,

yaitu antara 50 hingga 100 tahun, tergantung dari kualitas perairan, tingkat tekanan

terhadap lingkungan, letak terumbu karang yang akan menjadi individu kerang baru

dan lain lain. Keberadaan herbivora dan vertebrata laut mempengaruhi kesehatan

terumbu karang. Vertebrata laut sangat penting dalam hal pendegradasian biomassa

suatu spesies.

2.2.4 Fitotoksikologi Dan Ekotosikologi Dalam Teknologi Pengolahan

Sampah Menjadi Kompos

Sampah adalah bahan baku kompos. Secara ekoteknis penggunaan sampah

sebagai bahan baku kompos adalah sebagai upaya memperpanjang waktu

operasional tempat pembuangan akhir (TPA) sampah, secara sosio ekonomi upaya

Page 24: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

24

ini mendorong peran masyarakat, terutama pengusaha kompos yang telah ada untuk

meningkatkan skala usahanya sehingga lebih ekonomis. Kompos adalah zat organik

hasil proses aerobik secara terkontrol (temperatur, pH, kadar air, rasio C/N, dan

kaya oksigen). Dengan sendirinya bahan baku sampah adalah yang dapat

dikomposkan (compostable materials) seperti daun, sisa potongan sayur dan buah,

dan semacamnya.

Dalam praktek proses aerasi pengomposan dapat diklasifikasikan

berdasarkan perlakuan terhadap massa sampah, yaitu perlakuan massa bergerak

(movable treatment) dan perlakuan massa diam (static treatment). Perlakuan massa

bergerak terdapat banyak turunan seperti in-vessel treatment, turned windrows dan

pengembangan lainnya. Untuk program sektor swasta digunakan desain operasi

aerasi dengan pembalikan massa sampah (turned windrows) mengikuti praktek

yang telah berjalan. Desain operasi tersebut juga dipraktekkan untuk pengelola

kebersihan kabupaten Bandung dan kota Cirebon dengan penempatan instalasi di

lahan tempat pembuangan akhir (TPA) sampah dan cukup tersedia lahan. Khusus

untuk kabupaten Serang dipraktekkan desain operasi aerasi mekanis ke dalam

massa statik sampah (static aerated piles), karena luas lahan TPA sampah yang ada

tidak mencukupi untuk penerapan desain turned windrows (Pranoto,2013).

BAB III

ISI

Page 25: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

25

3.1 Desain Operasi Pengomposan dibeberapa Wilayah Provinsi

Contoh kompos matang diambil secara acak dari pengomposan sekunder

untuk 8 kota, salah satu operasi pengomposan yang ada, terdapat dalam komposisi

fisik sampah kota di wilayah provinsi-provinsi Jawa Barat, DKI Jakarta dan Banten

terdapat 55 % sampah compostable dan 45 % sampah non-kompos. Secara kimiawi

komposisi C/N sampah kota adalah berkisar 35/1 sehingga cukup layak untuk

proses pengomposan tanpa penambahan limbah hewani (CN = 20). Sehingga dibuat

desain operasi pengomposan secara diagram alir (Gambar 3.1).

Kajian kualitas kompos ini terkendala belum ada standar kualitas kompos

untuk Indonesia. Standar internasional kualitas kompos tersedia untuk negara-

negara industri maju, namun standar tersebut tidak dapat sepenuhnya diadopsi oleh

karena terdapat perbedaan struktur tanah antara negaranegara subtropik dan tropik.

Oleh karena itu, kualitas kompos kajian di sini digunakan kriteria kematangan

kompos, dimana kadar air < 45 %, C/N < 22, dan kandungan zat-zat anorganik <

1,5 % berat kering.

Berdasarkan kriteria 3 kematangan kompos dan untuk menilai kualitas

kompos menurut kandungan zat-zat anorganik maka kompos perlu dianalisis

tingkat keasaman (pH) dan beberapa zat-zat mikronutrien yaitu kalsium,

magnesium, besi dan mangan. Kualitas kompos terdapat dalam (tabel 3.1) yang

sesuai dengan hasil penelitian laboratorium (Pranoto,2013).

Page 26: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

26

Gambar 3. 1 Diagram Alir Operasi Pengomposan (Pranoto,2013).

Tabel 3. 1 Kualitas Kompos Bahan Baku Sampah

Page 27: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

27

Sumber : (Pranoto,2013)

3.2 Ekotoksikologi Sebagai Teknologi Produksi Kompos

Ekotoksikologi adalah kajian efek destruktif zat terhadap suprabiota

(individu, populasi dan komunitas) dalam suatu ekosistem. Kajian ini dapat

diterapkan dalam skala kecil laborat, misalnya menggunakan serial pot uji (dalam

hal ini media uji adalah kompos), mikrokosmos, dan skala lapangan mesokosmos.

Dalam skala besar dapat diterapkan menggunakan skala lapangan mesokosmos,

makrokosmos dan sistem pemantauan ekosistem (survey, surveillance dan

pemantauan). Kajian skala kecil pada umumnya digunakan untuk waktu pendek,

mulai dari skala waktu jam sampai minggu. Kajian efek zat dalam waktu pendek (<

10 % waktu siklus hidup biota uji) digunakan untuk uji toksisitas akut (segera

menampakkan hasil efek). Kajian skala besar digunakan untuk jangka waktu

panjang, mulai dari skala bulan hingga berkelanjutan. Kajian efek zat dalam waktu

panjang (> 10 % waktu siklus hidup biota uji) digunakan untuk uji toksisitas kronik

(hasil efek muncul dalam jangka panjang) (Pranoto,2013).

Biota uji dipilih berdasarkan kualitas kompos yang diinginkan misalnya

produk kompos tidak ditumbuhi gulma, tidak mengandung bakteri patogen, dan

lain-lain, atau penggunaan kompos misalnya kompos untuk kondisi tanah, media

tanam tanaman, dan lain-lain. Dalam hal inipun sekaligus dapat ditetapkan kriteria

efek kompos apakah untuk kematian biota ataukah untuk mendukung kehidupan

Page 28: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

28

biota. Secara umum biota akan memberikan respon struktur dan fungsi biologisnya

terhadap paparan zat. Perubahan struktur biota misalnya jumlah

Gambar 3. 2 Ekotoksikologi Kompos Mesokosmos (Pranoto,2013).

biomass dalam individu tumbuhan. Perubahan fungsional misalnya perubahan laju

fotosintesis dan respirasi. Terma suk dalam kajian ekotoksikologi ini adalah kajian

bioakumulasi zat (terminologi umum akumulasi zat dalam biota) terkandung

kompos yang dapat diakumulasi oleh biota uji tanpa kematian biota itu sendiri.

Secara khusus mengenai jalur dan tingkat akumulasi zat dikaji dalam

biokonsentrasi dan biomagnifikasi. Demikian pula kajian biokonsentrasi zat yaitu

zat-zat kompos diakumulasi biota sebagai fungsi dari sifat kesukaan biota terhadap

air (hidrofilik) atau kesukaan terhadap lemak (lipofilik). Selain itu kajian

biomagnifikasi yaitu akumulasi zat kompos melalui rantai makanan biota mulai dari

alga sampai dengan pemakan di atasnya (Pranoto,2013).

Sejalan dengan fitoteknologi maka ekotoksikologi kompos didesain untuk

penilaian efek kompos terhadap tanaman konsumsi/ekonomis. Metode uji

ekotoksisitas adalah mesokosmos yaitu di lapangan di mana instalasi pengomposan

berada sehingga sekaligus menjadi percontohan bagi pengguna kompos. Selain uji

kualitas, ekotoksisitas kompos terhadap tanaman juga dimaksudkan untuk

menetapkan beban (kuantitas dan kualitas), dalam hal ini kuantitas kompos relatif

terhadap media tanam. Beberapa plot lahan (mesokosmos) disiapkan dengan

perbedaan proporsi kompos dan media tanam dan kemudian ditumbuhkan tanaman.

Ilustrasi ekotoksikologi kompos diketengahkan pada Gambar 2.2 . Selain uji

kualitas dan beban kompos, ekotoksikologi ini juga diterapkan untuk pengolahan

lindi. Untuk ekotoksikologi lindi, tumbuhan bukanlah faktor pembatas, artinya

Page 29: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

29

tumbuhan yang digunakan bisa mati. Tujuan utama ekotoksikologi lindi ini adalah

dekontaminasi polutan lindi yang dapat diambil oleh tumbuhan. Penerapan

ekotoksikologi lindi adalah penggunaan proses rizofiltrasi sesuai Gambar 2.3

(Pranoto,2013).

Gambar 3. 3 Proses rizofiltrasi kontaminan (Sumber: ITRC, 2001).

3.3 Rekonstruksi Desain Operasi Pengomposan

Memperhatikan kembali Gambar 2.1 tentang desain operasi yang ada maka

desain operasi pengomposan dapat direkonstruksi sesuai tinjauan fitoteknologi dan

ekotoksikologi. Rekonstruksi desain operasi kompos diketengahkan pada Gambar

2.4. Satuan instalasi pengomposan sekunder dan juga lindi adalah tepat untuk

Page 30: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

30

digantikan intalasi fitoteknologi dan ekotoksikologi. Produk fitoteknologi dan

ekotoksikologi inilah yang kemudian diambil untuk dipilah menjadi kompos siap

pasar (Pranoto,2013).

Gambar 3. 4 Rekonstruksi diagram alir desain operasi pengomposan sampah untuk produk

kompos dengan jaminan kualitas (Pranoto,2013).

3.4 Fitoremidasi Sebagai Teknologi Alternative Perbaikan Lingkungan

Perkembangan berbagai macam industri saat ini selain memberikan dampak

positif juga memberikan pengaruh negatif yaitu dihasilkan bahan pencemar dalam

jumlah yang tidak sedikit setiap kali proses. Jenis bahan pencemar yang dibuang ke

Page 31: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

31

lingkungan merupakan senyawa organik dan anorganik yang sukar teruari di

lingkungan. Selain itu unsur logam berbahaya masuk ke lingkungan air dan tanah

dari sisa proses industri. Pengolahan limbah yang ada saat ini dilakukan secara

fisika dan kimia, pengolahan cara ini selain mahal juga menghasilkan senyawa baru

yang membutuhkan penanganan lebih lanjut. Senyawa organik masuk ke

lingkungan melalui air dan tanah, kondisi ini bila dibiarkan dalam waktu yang lama

akan memberikan pengaruh yang berbahaya bagi lingkungan disekitarnya

(Darliana,2009).

3.5 Biomonitoring Degradasi Ekosistem Akibat Limbah CPO di Muara

Sungai Mentaya Kalimantan Tengah dengan Metode Elektromorf Isozim

Esterase.

Pembangunan dermaga CPO (crude palm oil) minyak kelapa sawit di

muara sungai mentaya, kalimantan tengah memberikan dampak negatif terhadap

keberadaan komunitas mangrove maupun makrozoobentos. Sungai Mentaya,

Kalimantan Tengah yang saat ini dijadikan pusat transportasi perairan serta industri

hulu sangat rawan terhadap proses degradasi ekosistem akibat pencemaran

tumpahan minyak CPO, sehingga perlu penelitian untuk mencegah sedini mungkin

terjadinya degradasi ekosistem tersebut.

Keberadaan mangrove yang paling menonjol dan tidak dapat digantikan

oleh ekosistem lain adalah kedudukannya sebagai mata rantai yang

menghubungkan kehidupan ekosistem laut dan ekosistem daratan. Makrozoobentos

merupakan salah satu bagian dari mata rantai tersebut. Mangrove maupun

makrozoobentos merupakan komponen biotik estuarin yang sangat strategis untuk

dijadikan bioindikator pencemaran karena memiliki daya adaptasi terhadap dampak

pencemaran tumpahan CPO yang terjadi.

Secara umum limbah dari pabrik kelapa sawit terdiri atas tiga macam yaitu

limbah cair, padat dan gas. Limbah cair pabrik kelapa sawit berasal dari unit proses

pengukusan (sterilisasi), proses klarifikasi dan buangan dari hidrosiklon. Pada

umumnya, limbah cair industri kelapa sawit mengandung bahan organik yang tinggi

Page 32: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

32

sehingga berpotensi mencemari air tanah dan badan air, sedangkan limbah padat

pabrik kelapa sawit dikelompokan menjadi dua yaitu limbah yang berasal dari

proses pengolahan dan yang berasal dari basis pengolahan limbah cair. Limbah

padat yang berasal dari proses pengolahan berupa Tandan Kosong Kelapa Sawit

(TKKS), cangkang atau tempurung, serabut atau serat, sludge atau lumpur, dan

bungkil. TKKS dan lumpur yang tidak tertangani menyebabkan bau busuk, tempat

bersarangnya serangga lalat dan potensial menghasilkan air lindi (leachate).

Limbah padat yang berasal dari pengolahan limbah cair berupa lumpur aktif yang

terbawa oleh hasil pengolahan air limbah.

CPO berasal dari pengolahan Tandan Buah Segar (TBS). Setiap ton TBS

yang diolah dapat menghasilkan 140 200 kg CPO dan limbah/produk samping,

antara lain: limbah padat, limbah cair dan gas. Limbah cair yang dihasilkan cukup

banyak, yaitu berkisar antara 600 700 kg. Bilamana limbah/produk samping ini

tidak diolah akan menimbulkan masalah berupa; penumpukan limbah dan resiko

cairan dan gas.

Peningkatan produksi dan konsumsi dunia terhadap minyak sawit secara

langsung dapat meningkatkan dampak negatif terhadap lingkungan. Pada proses

produksi minyak sawit limbah berwujud padat, cair, dan gas dihasilkan dari

berbagai stasiun kerja dari pabrik. Setiap ton tandan buah segar (TBS) yang diolah

menjadi efluen sebanyak 600 liter. Limbah tersebut berdampak negatif terhadap

lingkungan jika tidak dikelola dengan baik

Minyak sawit merupakan bahan baku oleokimia karena mengandung lemak

alkohol, metil ester, dan asam lemak. Minyak CPO terdiri dari fraksi padat yang

merupakan asam lemak jenuh (miristat 1%; palmitat 45%, stearat 4%) serta fraksi

cair merupakan asam lemak tidak jenuh (oleat 39%; linoleat 11%). CPO Indonesia

mempunyai kualitas rendah karena hampir 90% tidak mengandung β karoten

C40H56 BM:536,85) yang larut dalam minyak dan menyebabkan warna

kuning/jingga. CPO diekstrak dari daging buah (mesokarp). Sifat fisik CPO adalah

warna orange/jingga, bau khas, bentuk pasta, kadar air: 3,7589x10-3 mL/g CPO,

indeks bias 1,4692, massa jenis 0,8948 g/mL dengan kelarutan pada eter dan cukup

larut dalam aseton, sedikit larut dalam etanol dan tidak larut dalam air payau akan

Page 33: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

33

mengalami proses adaptasi dengan lingkungan estuarin. (Deffense, 1985 dalam

Jurnal Setyono, 2008)

Dinamika sedimen akibat terjadi akumulasi material yang terbawa oleh

aliran sungai juga secara tidak langsung mempengaruhi pola adaptasi mangrove itu

sendiri. Hal inilah yang dapat diasumsikan timbulnya variasi alloenzim sehingga

pada tingkat degradasi ekosistem dapat dideteksi dari dinamika isoenzimnya.

Struktur komunitas organisme perairan dipengaruhi oleh sifat fisika dan kimia air,

antara lain: kecepatan arus, padatan tersuspensi, suhu air, DO, pH, BOD dan

amoniak. Biomonitoring dengan menggunakan parameter kualitas air dan dinamika

struktur komunitas mangrove dan makrozoobentos melalui kajian elektromorf

isozim sangat efektif apabila dilakukan secara sinergis.

Cara penelitian kasus ini meliputi tahap persiapan; pengamatan kualitas air,

faktor fisik, dan faktor klimatik; dan pengujian elektromorf isozim esterase.

1. Tahap persiapan

Penentuan lokasi pengambilan sampel bersifat purposive random sampling.

Penetapan untuk peletakan area kajian dan pencuplikan sampel menggunakan

metode transek. Setiap transek berjarak 1 km mulai dari lokasi daerah yang

tercemar sampai muara sungai. Tiap transek berjarak 5 km dengan jarak titik

sampling tiap 0,5 km mulai dari lokasi daerah yang tercemar sampai 10 km menuju

muara sungai dan 10 km ke hulu menuju daerah kontrol. Sampel diambil di daerah

muara Sungai Mentaya Kalimantan Tengah pada saat air surut maksimal. Dibuat

garis transek yang berupa plot kuadrat ukuran 20 x 20 meter untuk golongan

mangrove baik yang berupa pohon (diameter batang > 10 cm) dan diukur sekitar

1,3 meter dari pangkal batang. Lokasi penentuan plot untuk sampel

makrozoobenthos juga 20 x 20 meter dari batas mangrove menuju ke arah pantai.

Sampel makrozoobenthos dikumpulkan dalam “keramba” hingga waktu

pengambilan sampel untuk dibawa ke laboratorium tiba. Tiap sampel dengan

ulangan 3 kali.

2. Pengamatan kualitas air, faktor fisik, dan faktor klimatik

Kualitas air yang diamati meliputi: suhu, kelembaban udara dan intensitas

cahaya, DO, BOD, pH, padatan tersuspensi, potensial redoks dan NH3. Faktor fisik

Page 34: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

34

yang diamati berdasarkan zonasi relief, air, dan substrat. Faktor klimatik diamati

meliputi curah hujan dan kelembaban.

3. Pengujian elektromorf isozim esterase.

Material biologi yang diuji adalah sampel daun dan akar tumbuhan

mangrove S. caseolaris serta hepatopankreas udang M. rosenbergii. Metode uji

isozim yang digunakan mengikuti Widmer et al. (1986) dengan bahan gel

polyacrylamid.

Hasil dari penelitian tersebut:

Tabel 3. 2 Data parameter kualitas perairan sungai Mentaya, Kalimantan Tengah

pada bulan Januari 2007.

Parameter Satuan Rerata kontrol Rerata terpapar

DO (dissolved

oxygen)

ppm 4,4 2,7

pH 3,5 4,7

Suhu oC 30,1 32,6

Daya hantar listrik

air (water

electric

conductifity)

μS 52 98

TDS (total

dissolved solid)

ppm 58 26

BOD (biological

oxygen demand)

ppm 5 16

COD (chemical

oxygen demand)

ppm 20 65

Potensial redoks

sedimen

mV 101 42

pH tanah 5,96 6,49

Sumber: Jurnal Setyono, 2008

Page 35: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

35

Berdasarkan data Tabel 1 terlihat bahwa air yang terpapar limbah tumpahan

CPO akan menurunkan daya hantar listrik, DO (oksigen terlarut), potensial redoks

serta TDS (bahan terlarutnya). Disisi lain terjadi kenaikan BOD, COD, pH tanah

sedimen suhu serta pH air. Bahan cemaran tumpahan minyak CPO mengandung

lemak alkohol, metil ester, asam lemak jenuh dan tidak jenuh relatif seimbang.

Berat jenis pada suhu kamar 0,8948 gr/ml lebih kecil dibandingkan dengan berat

jenis air sehingga berada di atas permukaan air.

Lapisan minyak CPO menghambat proses difusi oksigen bebas ke

permukaan air sehingga kandungan oksigen terlarut berkurang secara drastis. Sifat

polar dari bahan cemaran tumpahan minyak CPO menyebabkan nilai DHL

bertambah. Pada kondisi perairan yang terpapar tumpahan minyak CPO maka

lapisan minyak menutupi ujung akar mangrove Soneratia caseolaris L. yang

menyebabkan proses respirasi dan meristematis sel ujung akar terhambat. Proses

penghambatan metabolisme yang terjadi di akar dapat dideteksi dengan

teridentifikasinya isoenzim baru yang berupa Esterase.

Tumpahan CPO di muara sungai mengakibatkan buangan yang

mengandung lemak dan minyak. Senyawa lemak dan minyak juga dapat

berpengaruh negatif terhadap kehidupan akuatik. Adanya lemak dan minyak dalam

badan air dapat menyebabkan peningkatan turbiditas air sehingga mengurangi

ketersediaan cahaya yang sangat diperlukan organisme fotosintetik di dalam air.

Disamping itu, molekul lemak dan minyak berukuran besar akan mengendap di

dasar perairan sehingga dapat mengganggu aktivitas serta merusak kehidupan

bentos dan daerah pemijahan ikan (spawning ground) dan meningkatkan BOD.

Nilai BOD dan COD yang naik serta DO yang turun drastis tersebut akan

mempengaruhi proses adaptasi udang Macrobrachium rosenbergii dengan

mekanisme mengeluarkan isoenzim Esterase. Jadi, isozim esterase dari bioindikator

komunitas mangrove Soneratia caseolaris dan makrozoobentos Macrobrachium

Rosenbergii digunakan pada metode biomonitoring degradasi ekosistem di muara

sungai. Tumpahan minyak CPO yang menutupi permukaan air akan menurunkan

DO dan menaikkan COD dan BOD serta menaikkan daya hantar listrik. Hal ini

Page 36: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

36

mempengaruhi proses adaptasi mangrove Soneratia caseolaris L. dan udang

Macrobrachium rosenbergii dengan mengeluarkan isoenzim Esterase.

3.6 Studi Kualitas Air Sungai Bone (Gorontalo) Dengan Metode

Biomonitoring.

Salah satu sungai terbesar di Provinsi Gorontalo adalah Sungai Bone.

Sungai tersebut memiliki fungsi penting dalam berbagai aspek kehidupan yaitu

sebagai sumber bahan baku air minum, mandi, pengairan, daerah wisata. Oleh

karena peranannya yang begitu banyak kepada masyarakat, dilakukan penelitian

untuk menguji tingkat pencemaran pada sungai tersebut. Pada penelitian ini yang

akan diukur untuk parameter fisik adalah suhu, dan kekeruhan, serta pH untuk

pengukuran parameter kimia, sedangkan untuk parameter biologis dilakukan

dengan metode biomonitoring. Bioindikator pada penelitian ini adalah

makroinvertebrata. Makroinvertebrata ini merupakan komponen biotik. indeks

biotik yang akan diguanakan sebagai dasar dalam penentuan kualitas air dengan

metode biomonitoring, adalah sebagai berikut:

Tabel 3. 3 Interpretasi FBI Untuk Menilai Kualitas Air

FAMILI BIOTIK

INDEKS KUALITAS AIR

TINGKAT

PENCEMARAN

0,00 – 3,75 Sangat baik Tidak terpolusi bahan

organik

3,76 – 4,25 Baik sekali Sedikit terpolusi bahan

organik

4, 26 – 5,00 Baik Terpolusi beberapa

bahan organik

5,01 – 5,75 Cukup Terpolusi agak banyak

5,76 – 6,50 Agak buruk Terpolusi banyak

6,51 – 7,25 Buruk Terpolusi sangat banyak

7,26 – 10,00 Buruk sekali Terpolusi berat bahan

organik

Sumber: Hilsenhoff (1987) dalam Jurnal Maruru, 2012

Page 37: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

37

Tabel 3. 4 Klasifikasi Kualitas Air Berdasarkan Bisel Biotik Indeks.

Kelas Biotik Indeks Kode Warna Tingkat Pencemaran

I 10 – 9 Biru Terpolusi ringan atau

tidak terpolusi

II 8 – 7 Hijau Sedikit terpolusi

III 6 – 5 Kuning Terpolusi dalam jumlah

sedang

IV 4 – 3 Jingga Terpolusi berat

V 2 – 1 Merah Terpolusi sangat berat

0 Hitam Mati secara biologi

Sumber : Biotic Index Manual For Secondary School,University Gent,

Belgium(1999) dalam Jurnal Maruru, 2012

Perhitungan indeks biotik ini sampai sekarang masih digunakan dan dapat

dijadikan pendugaan awal terhadap status kualitas air sungai.

Hasil dan pembahasan dari penelitian kasus ini adalah:

1. Pengamatan fisik dan kimia

Hasil pengamatan dengan parameter fisik dan kimia, yaitu dengan

mengukur suhu, pH, dan kekeruhan.

Tabel 3. 5 Tabel Hasil Pengamatan Fisik dan Kimia.

Parameter Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 3 Standar kualitas Air Bersih

Menurut PerMenKes RI No.

416/MenKes/PER/IX/ 1990

Date 24 Maret

2012

7 April

2012

14 April 2012

Location Suwawa Kabila Jembatan Talumolo (Kota Gorontalo)

Turbidity

(NTU)

12 13 80 25

Water

Temperature

(°C)

24 24 25 20-26

Ph 8,09 7,86 7,78 6,5-9,0

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Page 38: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

38

Apabila memperhatikan hasil pengamatan suhu dan pH, relatif kondisi

Sungai Bone masih normal. Sungai Bone juga masih terlihat jernih, kecuali pada

bagian hilir dimana kekeruhan meningkat menjadi 80 NTU, hal ini disebabkan

aktivitas penambangan galian C, yang menyebabkan tingkat kekeruhan untuk

stasiun meningkat dan melebihi batas PerMenKes. Meskipun nilai pH, suhu, dan

kekeruhan (kecuali stasiun 3), masih menunjukkan kondisi yang tidak melebihi

batas PerMenKes 1990, tetapi aktivitas masyarakat disekitaran aliran Sungai Bone

baik dari hulu maupun ke hilir, yang menjadi faktor penyebab hilangnya beberapa

makroinvertebrata dan menurunnya kualitas air Sungai Bone.

2. Pengamatan Makroinvertebrata

Hasil pengamatan makroinvertebrata di lokasi penelitian, yaitu Sungai

Bone untuk setiap stasiun pengamatan dapat dilihat pada tabel berikut:

Tabel 3. 6 Hasil Pengamatan Makroinvertebrata Pada Stasiun 1 Berdasarkan

Famili Biotik Indeks.

No Nama

Famili

Ordo Jumlah (Xi) Nilai

Toleransi

(Ti)

Xi.Ti

1 Nepidae Hemiptera 8 8 64

2 Gerridae Hemiptera 3 8 24

3 Parathelphu

sidae

Decapoda 3 6 18

4 Palaemonid

ae

Decapoda 8 6 48

5 Thiaridae Gastropoda 230 6 1380

6 Viviparidae Gastropoda 20 6 120

7 Libellulida

e

Odonata 3 7 28

8 Aeshnidae Odonata 27 3 81

JUMLAH 303 1763

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Page 39: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

39

Tabel 3. 7 Hasil Pengamatan Makroinvertebrata Pada Stasiun 1 Berdasarkan

BISEL Biotik Indeks.

Kelompok

Makroinve

rtebrata

Indikator

Skor Jumlah

Taksa

Frekuensi

Ditemukan

Nilai Biotik

Indeks

Keterangan

Hemiptera 5 2 >2 3 Ditemukan 2 taksa

famili Hemiptera

lebih dari 2 kali

selama

pengamatan.

Berarti Hemiptera

memiliki nilai

indeks 3

Decapoda 4 2 >2 4 Ditemukan 2 taksa

famili Decapoda

lebih dari 2 kali

selama

pengamatan.

Berarti Decapoda

memiliki nilai

indeks 4

Gastropoda 4 2 >2 4 Ditemukan 2 taksa

famili Gastropoda

lebih dari 2 kali

selama

pengamatan.

Berarti Gastropoda

memiliki nilai

indeks 4

Odonata 4 2 >2 4 Ditemukan 2 taksa

famili Odonata

Page 40: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

40

lebih dari 2 kali

selama

pengamatan.

Berarti Odonata

memiliki nilai

indeks 4

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Berdasarkan tabel standar BBI, disimpulkan bahwa nilai biotik stasiun

1 yang didapatkan berkisar antara 3-4, kemudian diambil nilai maksimumnya, yaitu

4 dan termasuk dalam kategori terpolusi berat atau agak buruk.

Tabel 3. 8 Hasil Pengamatan Makroinvertebrat Pada Stasiun 2 Berdasarkan

Famili Biotik Indeks.

No Nama

Famili

Ordo Jumlah

(Xi)

Nilai

Toleransi

(Ti)

Xi.Ti

1 Gerridae Hemiptera 17 8 136

2 Thiaridae Gastropod

a

200 6 1200

3 Viviparida

e

Gastropod

a

159 6 954

4 Sundathel

pusidae

Decapoda 20 6 120

5 Aeshnidae Odonata 14 3 42

6 Tipulidae Diptera 1 3 3

7 Dytiscidae Coleoptera 5 5 25

JUMLAH 416 2480

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Jadi, untuk stasiun 2 termasuk dalam kategori agak buruk, dengan

tingkat pencemaran terpolusi banyak.

Page 41: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

41

Tabel 3. 9 Hasil Pengamatan Makroinvertebrata Pada Stasiun 2 Berdasarkan

BISEL Biotik Indeks.

Kelompok

Makroinver

tebrata

Indikator

Skor Jumlah

Taksa

Frekuensi

Ditemukan

Nilai Biotik

Indeks

Keterangan

Hemiptera 5 1 >2 3 Ditemukan 1 taksa

famili Hemiptera

lebih dari 2 kali

selama pengamatan.

Berarti Hemiptera

memiliki nilai indeks

3

Decapoda 4 1 >2 4 Ditemukan 1 taksa

famili Decapoda

lebih dari 2 kali

selama pengamatan.

Berarti Decapoda

memiliki nilai indeks

4

Gastropoda 4 2 >2 4 Ditemukan 2 taksa

famili Gastropoda

lebih dari 2 kali

selama pengamatan.

Berarti Gastropoda

memiliki nilai indeks

4

Odonata 4 1 >2 4 Ditemukan 1 taksa

famili Odonata lebih

dari 2 kali selama

pengamatan. Berarti

Page 42: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

42

Odonata memiliki

nilai indeks 4

Coleoptera 5 1 >2 3 Ditemukan 1 taksa

famili Coleoptera

lebih dari 2 kali

selama pengamatan.

Berarti Coleoptera

memiliki nilai indeks

3

Diptera 4 1 1 3 Ditemukan 1 taksa

famili Diptera 1 kali

selama pengamatan.

Berarti Diptera

memiliki nilai indeks

3

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Berdasarkan tabel standar BBI, disimpulkan bahwa nilai biotik stasiun

2 yang didapatkan berkisar antara 3-4, kemudian diambil nilai maksimumnya, yaitu

4 dan termasuk dalam kategori terpolusi berat atau agak buruk.

Tabel 3. 10 Hasil Pengamatan Makroinvertebrata Pada Stasiun 3 Berdasarkan

Famili Biotik Indeks.

No Nama

Famili

Ordo Jumlah (Xi) Nilai

Toleransi

(Ti)

Xi.Ti

1 Nepidae Hemiptera 10 8 80

2 Scirtidae Coleoptera 5 7 35

3 Sundathelp

usidae

Decapoda 10 6 60

4 Palaemonid

ae

Decapoda 10 6 60

5 Thiaridae Gastropoda 320 6 1920

Page 43: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

43

6 Viviparidae Gastropoda 12 6 72

7 Lymnaeida

e

Gastropoda 5 6 30

JUMLAH 372 2257

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Jadi, untuk stasiun 3 termasuk dalam kategori agak buruk, dengan

tingkat pencemaran terpolusi banyak.

Tabel 3. 11 Hasil Pengamatan Makroinvertebrata Pada Stasiun 3 Berdasarkan

BISEL Biotik Indeks.

Kelompok

Makroinvert

ebrata

Indikator

Skor Jumlah

Taksa

Frekuensi

Ditemukan

Nilai Biotik

Indeks

Keterangan

Hemiptera 5 1 >2 3 Ditemukan 1

taksa famili

Hemiptera

lebih dari 2

kali selama

pengamatan.

Berarti

Hemiptera

memiliki

nilai indeks 3

Decapoda 4 2 >2 4 Ditemukan 2

taksa famili

Decapoda

lebih dari 2

kali selama

pengamatan.

Berarti

Decapoda

Page 44: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

44

memiliki

nilai indeks 4

Gastropoda 4 3 >2 4 Ditemukan 3

taksa famili

Gastropoda

lebih dari 2

kali selama

pengamatan.

Berarti

Gastropoda

memiliki

nilai indeks 4

Coleoptera 5 1 >2 3 Ditemukan 1

taksa famili

Coleoptera

lebih dari 2

kali selama

pengamatan.

Berarti

Coleoptera

memiliki

Sumber: Jurnal Maruru, 2012

Berdasarkan tabel standar BBI, disimpulkan bahwa nilai biotik stasiun

3 yang didapatkan berkisar antara 3-4, kemudian diambil nilai maksimumnya, yaitu

4 dan termasuk dalam kategori terpolusi berat atau agak buruk. Memperhatikan

hasil pengamatan makroinvertebrata, terlihat bahwa makin ke hilir, kondisi kualitas

air semakin menurun. Ini terlihat dari nilai FBI (family biotic index) lebih besar

pada bagian hilir dibandingkan di hulu. Ini menandakan bahwa aktivitas di

sepanjang aliran sungai semakin mempengaruhi kondisi kualitas air di hilir.

Berdasarkan hasil pengamatan, keadaan aliran sungai di daerah hulu memang relatif

lebih baik. Pemukiman yang berbatasan langsung dengan tepi sungai tidak

Page 45: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

45

sebanyak di hilir. Di hilir, selain pemukiman yang sangat dekat dengan badan air,

aktivitas MCK dari penduduk dan pemukiman juga semakin padat, dan beragam.

Selain itu faktor lain yang mempengaruhi keberadaan

makroinvertebrata, dan penurunan kualitas air Sungai Bone, adalah aliran air

Sungai Bone yang banyak melewati daerah perkebunan dan pemukiman, sehingga

hampir sebagian besar kegiatan masyarakat dan limbah yang dihasilkan berdampak

pada Sungai Bone baik dampak yang secara langsung ataupun tidak langsung dari

setiap kegiatan masyarakat disekitaran Sungai Bone.

Limbah domestik maupun non domestik banyak berasal dari

pemukiman dan perkebunan. Contohnya saja seperti limbah deterjen dan pestisida

organik. Pada deterjen, dapat menimbulkan dampak negatip terhadap ekosistem

perairan yaitu dapat menghambat aktivitas atau bahkan membunuh berbagai jenis

mikroorganisme. Selain itu, deterjen juga menyebabkan pengkayaan nutrien pada

suatu badan air sehingga dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi yang sangat

merugikan lingkungan perairan. Kemudian pada pestisida organik yang masuk ke

dalam lingkungan air dapat berasal dari aktivitas pertanian, perkebunan dan dari

buangan industri pengolahan makanan/ minuman. Diantara sejumlah besar

pestisida yang diproduksi dan diperdagangkan, yang paling banyak digunakan

masyarakat yaitu pestisida yang termasuk golongan organoklorin dan organoposfat.

Pestisida organoklorin sangat berbahaya karena mempunyai toksisitas bersifat

kronik, stabil, dan tahan urai dalam lingkungan. Salah satu contoh organoklorin

yang sangat berbahaya yaitu DDT (Dichloro-Diphenyl-Trichloro-ethane). Jenis

pestisida yang pertama kali dibuat oleh Zeidler pada tahun 1874 tersebut apabila

berada dalam air mempunyai waktu paruh antara 2,5-5 tahun tetapi residunya dapat

bertahan hingga lebih dari 25 tahun.

Pestisida yang tahan urai seperti DDT dapat terakumulasi dalam rantai

makanan (biomagnification), contohnya saja pada udang dan ikan, sehingga dalam

tubuh udang dan ikan dapat mengandung konsentrasi pestisida sebanyak 1000-

10.000 kali lebih besar daripada yang terkandung dalam perairan di sekelilingnya.

Hewan yang di dalam rantai makanan mempunyai arcs trofik (trophic level) lebih

tinggi seperti burung, anjing laut, dan lumba-lumba dapat mengandung hingga 55

ppm DDT dalam jaringan Iemaknya. Berdasarkan penelitian menunjukkan

Page 46: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

46

kandungan DDT dalam jaringan lemak tubuh manusia di berbagai negara besarnya

sangat bervariasi, misalnya: di Inggris lebih kurang 1 ppm, di Amerika Serikat lebih

kurang 2 ppm, dan di India dapat lebih tinggi dari 10 ppm.

Keberadaan dan jumlah dari setiap makroinvertebrata yang ditemukan,

mempunyai tingkat kepekaan terhadap bahan pencemar, karena jenis-jenis tertentu

sangat peka terhadap pencemaran. Apabila terdapat bahan pencemar dalam

perairan, maka biota yang sangat peka akan hilang karena tidak mampu bertahan

hidup. Sebaliknya biota yang sangat toleran, akan tetap dapat hidup pada kualitas

air yang buruk. Semakin baik kualitas perairan, akan semakin tampak

keanekaragaman hewan tersebut, sebaliknya penurunan kualitas perairan akan

tampak jelas dominansi suatu jenis hewan makroinvertebrata yang ditemukan.

Selain berdampak pada keberadaan makroinvertebrata, penurunan kualitas air

sungai juga dapat berdampak langsung maupun tidak langsung bagi kesehatan

manusia. Selain itu dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi

semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya air. Oleh karena itu,

diperlukan pengelolaan dan perlindungan sumber daya air secara saksama.

Sehingga dapat meningkatkan derajat kesehatan masyarakat dan menurunkan

tingkat kesakitan bahkan kematian.

3.7 Konsentrasi Logam Berat Kadmium Pada Air, Sedimen dan Deadema

setosum (Echinodermata, Echinoidea) di Perairan Pulau Ambon.

Biomonitoring telah banyak digunakan sebagai indikator pencemaran di

laut dengan menganalisis konsentrasi logam berat pada berbagai jenis hewan laut

seperti ikan Tinca tinca L, Asteria rubens, Cyprinus carpio, dan Paracentrotus

lividus. Selain itu, hewan laut lain juga dipakai sebagai biomonitoring seperti bulu

babi. Sejumlah penelitian menunjukkan bahwa akumulasi logam berat dalam bulu

babi dapat mencerminkan kelimpahan dan bioavailabilitas dalam perairan laut yang

terkontaminasi.

Bulu babi yang banyak digunakan sebagai bioindikator pencemaran laut

adalah P. lividus, Deadema setosum, dan D. antillarum. Bulu babi jenis D. setosum

telah digunakan untuk menentukan status kontaminasi logam berat pada ekosistem

Page 47: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

47

coral reefs di perairan Singapore, di laut Pasifik Hindia Barat, dan bagian barat laut

Mediterania.

Mengingat efek logam berat Cd bagi organisme yang hidup di perairan

maka tujuan dilakukan penelitian untuk mengetahui konsentrasi logam berat Cd

pada air laut, sedimen, dan bagian-bagian tubuh D. setosum (cangkang, daging, duri

dan gonad) di laut sekitar pulau Ambon yang akan dipakai dan dikembangkan

sebagai bioindikator pencemaran logam berat di perairan laut.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah Pengambilan air laut di

dasar perairan pada kedalaman 10 m dilakukan dengan cara menyelam, dimana

botol kaca ukuran 1 liter dimasukan ke dalam air laut sampai airnya penuh dan

botolnya ditutup kemudian botolnya dikeluarkan dari dalam air. Sampel D. setosum

dan sedimen diambil menggunakan eckman dredge. Pengambilan sampel D.

setosum sebanyak 4 individu tiap stasiun dilakukan pada pagi, siang, dan sore hari

karena waktu pengambilan sampel dipengaruhi oleh pola arus perairan pulau

Ambon sehingga mempengaruhi logam berat yang terdapat pada air, sedimen, dan

bagian tubuh D. setosum. Sehingga secara keseluruhan diperoleh 12 sampel untuk

sampel air, sedimen, dan Deadema setosum untuk tiap stasiun penelitian dengan

waktu pengambilan sampel pada pagi, siang, dan sore hari. Dari 12 individu D.

setosum.

Analisis data secara deskriptif menggunakan metoda kuantitatif dalam

bentuk persentase untuk menggambarkan konsentrasi logam berat Cd dalam Air

laut, sedimen dan bagian tubuh D. Setosum. Analisis statistic inferensial regresi satu

jalur digunakan untuk menjelaskan hubungan antara logam berat Cd pad air,

sedimen dan D. Setosum. Penggunaan analisis regresi ganda didasarkan pada

jumlah unit analisis mengikuti rumus (t-1)(r-1) ≥ 15, dimana t adalah jumlah lokasi

penelitian dan r adalah jumlah sampel (Hanafiah, 2010 dalam jurnal Rumahlatu,

2011).

Hasil dan pembahasan yang didapat pada penelitian tersebut adalah:

1. Konsentrasi logam berat Cd dalam air laut dan sedimen

Hasil analisa sampel air pada 4 stasiun penelitian di perairan pantai pulau

Ambon menunjukan bahwa konsentrasi logam berat Cd dalam air laut relatif sama.

Page 48: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

48

Konsentrasi Cd pada air laut (0,01-0,03 ppm) lebih rendah dari pada di sedimen

(0,17-0,32 ppm). Rendahnya konsentrasi Cd dalam air dibandingkan sedimen

disebabkan sebagian besar logam berat termasuk Cd yang berasal dari lingkungan

umumnya terendapkan dalam sedimen sehingga sedimen sangat representatif untuk

merekam akumulasi logam berat di perairan. Menurut Amin et al., 2009 dalam

jurnal Rumahlatu, 2011, 90% logam berat yang mengontaminasi lingkungan

perairan akan terendap di dalam sedimen. Logam berat mempunyai sifat yang

mudah mengikat bahan organik dan mengendap di dasar perairan dan bersatu

dengan sedimen sehingga kadar logam berat dalam sedimen lebih tinggi dibanding

dalam air.

Sumber-sumber logam berat Cd di laut, berasal dari sumber yang bersifat

alami dari lapisan kulit bumi seperti masukan dari daerah pantai yang berasal dari

sungai-sungai dan abrasi pantai akibat aktivitas gelombang, masukan dari laut

dalam yang berasal dari aktivitas geologi gunung berapi laut dalam, dan masukan

dari udara yang berasal dari atmosfer sebagai partikel-partikel debu. Logam berat

Cd juga dapat berasal dari aktifitas manusia, seperti limbah pasar dan limbah rumah

tangga, aktivitas transportasi laut dan aktivitas perbaikan kapal laut.

Diduga bahwa aktivitas penduduk di dekat perairan pantai pulau Ambon

menyumbangkan mayoritas logam ini dalam sedimen seperti transportasi laut,

perbaikan kapal, sampah rumah tangga, aktivitas pertanian, emisi industri dan

peleburan Zn dan Pb. Konsentrasi logam berat Cd pada bagian tubuh D.setosum.

Keberadaan Cd pada tubuh D. setosum didapat melalui proses penyerapan dari

rantai makanan. Logam berat yang masuk ke perairan akan mengalami

pengendapan, pengenceran dan dispersi kemudian diserap oleh organisme di

perairan tersebut. Konsentrasi Cd pada usus lebih tinggi daripada gonad, duri, dan

cangkang karena penyerapan (absorbsi) logam berat pada D. setosum umumnya

terkonsentrasi dan terakumulasi pada usus. Konsentrasi logam berat Cd pada bagian

tubuh P. lividus bervariasi, dan terjadi peningkatan berturut-turut dinding sistem

pencernaan, gonad, Aristotle's lantern, dan cairan coelom dan berhubungan dengan

unsur-unsur dari air dan makanan. Penelitian yang dilakukan oleh Temara et al.,

1998 dalam jurnal Rumahlatu, 2011, menemukan bahwa akumulasi logam berat Cd

pada Asterias terjadi relatif lebih cepat dibanding Pb dan Zn.

Page 49: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

49

Akumulasi Pb dan Cd pada bagian tubuh A. rubens berhubungan dengan kadar

logam berat tersebut pada air laut. Penelitian lain menggunakan echinoidea jenis P.

lividus, menemukan bahwa gonad betina dapat mengakumulasi logam berat dengan

konsentrasi yang tinggi dan berhubungan dengan konsentrasi logam berat dalam

sedimen. Hal ini mengindikasikan bahwa logam berat yang terakumulasi di dalam

bagian tubuh biota laut berbeda, tergantung pada fisiologi organ tersebut, logam

berat tidak dapat diuraikan (non degradable) oleh organisme hidup dan

terakumulasi ke lingkungan membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik

dan anorganik secara adsorbsi dan kombinasi pada berbagai jenis biota. Hal ini

berarti bahwa logam berat memasuki lingkungan perairan akan terendap di dalam

sedimen dan dapat berpindah ke matriks lingkungan lainnya. Hubungan kadar

logam berat Cd pada air, sedimen dan bagian tubuh D. setosum. Hasil analisis

hubungan antara kadar logam berat Cd pada air dengan kadar logam berat pada

bagian tubuh D. setosum, yaiut duri, cangkang, gonad, dan usus di 4 stasiun

penelitian menunjukan hubungan yang tidak signifikan. Hasil ini menunjukan

bahwa kadar logam berat pada air laut di perairan pulau Ambon belum menunjukan

sumbangan yang berarti terhadap meningkatnya atau menurunnya kadar logam

berat Cd pada bagian tubuh D. setosum, walaupun diketahui bahwa proses

masuknya kadar logam berat Cd ke dalam bagian tubuh D. setosum dipengaruhi

proses pernapasan. Proses masuknya logam berat ke dalam tubuh organisme

perairan terjadi melalui proses penyerapan. Dengan demikian, air laut tidak

representative untuk menggambarkan akumulasi Cd pada bagian tubuh D. setosum,

karena sifat air laut yang mobile atau dipengaruhi oleh pola arus dan gelombang di

perairan pulau Ambon.

Hasil analisis hubungan antara kadar logam berat Cd pada sedimen dengan

kadar logam berat Cd pada bagian tubuh D. setosum, yaitu duri, cangkang, gonad,

dan usus di 4 stasiun penelitian menunjukan hubungan yang signifikan Hasil ini

menunjukan bahwa kadar logam berat Cd pada sedimen di perairan pulau Ambon

memberikan sumbangan yang berarti terhadap meningkatnya atau menurunnya

kadar logam berat Cd pada bagian tubuh D. setosum. Dengan demikian, sedimen

sangat representative untuk menggambarkan akumulasi Cd pada bagian tubuh D.

setosum, karena kebiasaan organisme tersebut dalam mencari makan (feeding

Page 50: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

50

habit) di dasar perairan. Sedimen yang telah tercemar logam berat Cd, terakumulasi

di dalam kelenjar saluran pencernaan, insang, dan usus besar siput Littorina

brivicula. Bila dikaitkan dengan hasil penelitian ini, maka bagian tubuh D. Setosum,

yaitu duri, cangkang, gonad, dan usus sangat representative menggambarkan

kondisi logam berat pada sedimen di laut. Penelitian lainnya yang menggunakan

echinoidea jenis Paracentrotus lividus oleh Soualili et al., 2007, dalam jurnal

Rumahlatu, 2011, menemukan bahwa gonad betina dapat mengakumulasi logam

berat dengan konsentrasi yang tinggi dan berhubungan dengan konsentrasi logam

berat dalam sedimen.

Hasil analisis data penelitian ini menunjukan bahwa Deadema setosum dapat

merepresentase kondisi ini, karena selain ikan, spesies ini juga dominan dalam

populasi hewan perairan pulau Ambon serta dapat bertahan pada semua musim.

Bulu babi berduri panjang Deadema setosum merupakan spesies kunci dalam

ekosistem perairan pulau Ambon dan secara ekologis mempengaruhi komunitas

lamun. Selain itu, Deadema setosum juga toleran terhadap polutan yang ditandai

dengan hasil analisis hubungan kadar logam berat Cd pada sedimen dengan kadar

logam berat Cd pada bagian tubuh D. setosum, yaitu duri, cangkang, gonad, dan

usus. Dibandingkan dengan perairan laut lain, Deadema setosum juga dipakai untuk

menentukan status menilai kontaminasi logam berat Zn, Pb, Cd, Fe, Cr, Cu and Ti

di perairan Singapore, laut Pasifik Hindia Barat , dan bagian barat laut Mediterania

dengan menggunakan gonad Deadema setosum Selain gonad pada Deadema

setosum, duri, cangkang, dan usus dapat digunakan sebagai alat untuk

biomonitoring kualitas perairan sekaligus sebagai spesies biomonitoring dalam

lingkungan laut yang terpolusi.

Page 51: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

51

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Dengan mempelajari ekotoksikologi dapat diketahui keberadaan polutan

dalam suatu lingkungan (ekosistem) yang dalam waktu singkat, dapat

menyebabkan perubahan biokimiawi suatu organisme. Selanjutnya perubahan

tersebut dapat mempengaruhi perubahan fisiologis dan respon organisme,

perubahan populasi, komposisi komunitas, dan fungsi ekosistem. Untuk mencegah

terjadinya pencemaran terhadap lingkungan oleh berbagai aktivitas industri dan

aktivitas manusia, maka diperlukan pengendalian terhadap pencemaran lingkungan

dengan menetapkan baku mutu lingkungan.

Salah satu contoh rekayasa teknologi dalam lingkungan yaitu fitoremediasi,

fitotoksikologi, bioremediasi dan lain-lain. Penerapan teknologi fitoremediasi

menggunakan tumbuhan sebagai agensia pembersih lingkungan. Ekotoksikologi

berperan dalam konservasi terumbu karang dan pengolahan sampah menjadi

kompos.

Biomonitoring merupakan "slat" untuk mempelajari dinamika suatu

ekosistem, balk secara meruang maupun mewaktu, sebagai usaha melindungi

ekosistem dan kepentingan manusia. Kegiatan pemantauan tersebut dapat

dilakukan dengan menggunakan parameter fisik, kimiawi, dan biologis. Salah satu

Page 52: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

52

penerapan biomonitoring adalah biomonitoring degradasi ekosistem akibat limbah

CPO di muara sungai Mentaya Kalimantan Tengah dengan metode Elektromorf

Isozim Esterase.

4.2 Saran

Pada ekotokologi dapat diketahui toksisitas suatu bahan, sehingga dapat

dibuat baku mutu lingkungan dan teknologi konservasi lingkungan. Berdasarkan

hasil studi literature ini, penerapan dan pengembangan teknologi dalam konservasi

lingkungan masih sedikit ditemukan. Oleh karena itu disarankan untuk terus

mempelajari dan menemukan alternative konservasi lingkungan yang lebih baik

dan mudah diterapkan. Mengingat konservasi lingkungan merupakan tanggung

jawab seluruh lapisan masyarakat.

DAFTAR PUSTAKA

Aryani, Yanu, Sunarto dan Tertri. 2004. Toksisitas Akut Limbah Cair Pabrik

Batik CV. Giyant Santoso Surakarta dan Efek Sublethalnya terhadap

Struktur Mikroanatomi Branchia dan Hepar Ikan Nila (Oreochromis

niloticus T.). Jurnal Bio Smart Vol.6 No.2. ISSN: 1412-033X

Butler, G.C., ed., 1978. Principles of Ecotoxicology. Scope 12. John Wiley &

Sons, Chichester, 349 pp: New York.

Connel, D.W. and G. J. Miller. 1995. Kimia dan Ekotoksikologi Pencemaran.

Diterjemahkan oleh Yanti Koestoer. UI Press: Jakarta.

Darliana, Ina. 2009. Fitoremediasi Sebagai Teknologi Alternatif Perbaikan

Lingkungan. Universitas Bandung Raya : Bandung

Dix, H.M. 1981. Environmental Pollution. John Willey & Sons: New York.

Laws EA. 1981. Aquatic pollution. John Willey and Sons : New York.

Maruru, Stevi Mardiani M. 2012. Studi Kualitas Air Sungai Bone Dengan Metode

Biomonitoring di Kota Gorontalo. Skripsi. Jurusan Kesehatan Masyarakat,

Fakultas Ilmu-Ilmu Kesehatan dan Keolahragaan, Universitas Negeri

Gorontalo, Gorontalo.

Nickless, G., 1975. Detergents. In Chemistry and Pollution. F.R. Benn and C.A.

McAuliffe (eds.). The MacMillan Press: London.

Nugroho, Andika. 2004. Pengendalian Pencemaran Lingkugan. Universitas Gajah

Mada: Yogjakarta.

Page 53: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

53

Pranoto, 2013. Fitoteknologi Dan Ekotoksikologi Dalam Pengolahan Sampah

Menjadi Kompos. Universitas Sebelas Maret : Surakarta

Puspito, Andhikan. 2004. Ekotoksikologi. Universitas Gajah Mada: Yogjakarta.

Rumahlatu, Dominggus. 2011. Konsentrasi Logam Berat Kadmium Pada Air,

Sedimen dan Deadema setosum (Echinodermata, Echinoidea) di Perairan

Pulau Ambon. Jurnal Ilmu Kelautan. Vol. 16 (2) : 78-85

Setyono, Prabang, dkk. 2008. Biomonitoring Degradasi Ekosistem Akibat Limbah

CPO di Muara Sungai Mentaya Kalimantan Tengah dengan Metode

Elektromorf Isozim Esterase. Jurnal Biodiversitas. Vol. 9 (3) : 232-236

Contoh Soal dan Jawaban

1. Bagaimana prosedur penetapan baku mutu lingkungan ?

Jawab:

Langkah-langkah penyusunan baku mutu lingkungan:

1) Identifikasi dari penggunaan sumber daya atau media ambien yang

harus dilindungi (objektif sumber daya tersebut tercapai).

2) Merumuskan formulasi dari kriteria dengan menggunakan kumpulan

dan pengolahan dari berbagai informasi ilmiah.

3) Merumuskan baku mutu ambien dari hasil penyusunan kriteria.

4) Merumuskan baku mutu limbah yang boleh dilepas ke dalam

lingkungan yang akan menghasilkan keadaan kualitas baku mutu

ambien yang telah ditetapkan.

5) Membentuk program pemantauan dan penyempurnaan untuk menilai

apakah objektif yang telah ditetapkan tercapai.

2. Apa yang dimaksud dengan Effluent Standard dan Stream Standard ?

Jawab :

Sehubungan dengan fungsi baku mutu lingkungan maka dalam hal

menentukan apakah telah terjadi pencemaran dari kegiatan industri atau

pabrik dipergunakan dua buah sistem baku mutu lingkungan yaitu:

Page 54: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

54

• Effluent Standard, merupakan kadar maksimum limbah yang

diperbolehkan untuk dibuang ke lingkungan.

• Stream Standard, merupakan batas kadar untuk sumberdaya

tertentu, seperti sungai, waduk, dan danau. Kadar yang diterapkan

ini didasarkan pada kemampuan sumberdaya beserta sifat

peruntukannya. Misalnya batas kadar badan air untuk air minum

akan berlainan dengan batas kadar bagi badan air untuk pertanian.

3. Apa yang dimaksud dengan fitoremidiasi dan bagaimana cara kerjanya ?

Jawab:

Fitoremediasi adalah pemanfaatan tumbuhan, mikroorganisme

untuk meminimalisasi dan mendetoksifikasi bahan pencemar, karena

tanaman mempunyai kemampuan menyerap logam-logam berat dan

mineral yang tinggi atau sebagai fitoakumulator dan fotochelator. Konsep

pemanfaatan tumbuhan dan mikroorganisme untuk meremediasi tanah

terkontaminasi bahan pencemar adalah pengembangan terbaru dalam teknik

pengolahan limbah. Fitoremediasi dapat diaplikasikan pada limbah organik

maupun anorganik juga unsur logam (As,Cd,Cr,Hg,Pb,Zn,Ni dan Cu) dalam

bentuk padat, cair dan gas (Darliana,2009).

Pemanfaatan tumbuhan untuk remediasi lingkungan sangat

ditentukan oleh pemahaman tentang penyerapan logam serta penyerapan

dan atau degradasi senyawa organik oleh tumbuhan. Tumbuhan harus

bersifat hipertoleran agar dapat mengakumulasi sejumlah besar logam berat

di dalam batang serta daun. Tumbuhan harus mampu menyerap logam berat

dari dalam larutan tanah dengan laju penyerapan yang tinggi.Tumbuhan

harus mempunyai kemampuan untuk mentranslokasi logam berat yang

diserap akar ke bagian batang serta daun (Darliana,2009).

4. Bagaimana pemilihan parameter dalam biomonitoring ?

Page 55: BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang€¦ · adalah ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan

55

Jawab :

Usaha biomonitoring diawali dengan pemilihan jenis parameter/respon

biologis (metrik), dengan mempelajari respon biologis tingkat komunitas,

pada berbagai kondisi ekosistem. Jenis parameter biologis yang dipilih

berdasarkan adanya perubahan respon signifikan sejalan dengan perubahan

kondisi ekosistem. Pemilihan tersebut melibatkan pemilihan bioindikator

yang tepat, yang dapat merefleksikan dinamika kondisi ekosistem.

5. Jelaskan dampak negative limbah CPO !

Jawab :

CPO (crude palm oil) minyak kelapa sawit di muara sungai mentaya,

kalimantan tengah memberikan dampak negatif terhadap keberadaan

komunitas mangrove maupun makrozoobentos. minyak sawit merupakan

bahan baku oleokimia karena mengandung lemak alkohol, metil ester, dan

asam lemak. Minyak CPO terdiri atas fraksi padat yang merupakan asam

lemak jenuh (miristat satu persen, palmitat 45 peren, stearat empat persen)

serta fraksi cair merupakan asam lemak tidak jenuh (oleat 39 persen, linoleat

11 peren). Genangan minyak pada permukaan laut dapat menghambat

cahaya matahari masuk ke dalam perairan laut tersebut hingga dapat

mengurangi takaran oksigen pada dasar laut. Selain itu, limbah CPO juga

dapat mempercepat abrasi karena terhambatnya bahkan musnahnya jenis

pepohonan seperti bakau di bibir laut.