Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf ·...

7
Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura Kalimantan Selatan Sudarningsih * , Andi Zainuddin, Simon Sadok Siregar Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lambung Mangkurat Jalan Jln A.Yani, Banjarbaru, Indonesia Email: [email protected] Abstrak-Kajian kemagnetan batuan selama ini sudah digunakan untuk kajian lingkungan, salah satunya adalah untuk memonitor pencemaran antropogenik dari logam berat pada tanah dan sedimen. Kajian sedimen sungai menggunakan kemagnetan batuan untuk daerah yang berlatar belakang gambut dan beriklim tropis belum pernah dilakukan. Sungai Martapura terletak di daerah gambut dan beriklim tropis. Sungai Martapura merupakan sungai yang memiliki arti penting karena merupakan sumber air bersih dan juga sumber mata pencaharian masyarakat di sepanjang sungai. Hal ini menjadi dasar pentingnya penelitian ini dilakukan yang mana kajian ini akan mengetahui karakteristik magnetik yang berupa suseptibilitas magnetiknya dan kandungan logam berat pada sedimen sungai Martapura. Metoda kemagnetan batuan yang digunakan merupakan pengukuran suseptibilitas magnetik. Hasil pengukuran dari sembilan sampel sedimen yang berasal dari Sungai Martapura Kalimantan Selatan, memiliki nilai suseptibilitas magnetik berkisar antara 196 × 10 -8 m 3 /kg sampai 415 × 10 -8 m 3 /kg dan cenderung menurun dari hulu ke hilir. Kata kunci : Sungai Martapura, sedimen, suseptibilitas magnetik, logam berat, pencemaran I. PENDAHULUAN Sedimen sungai merupakan hasil dari sebuah proses sedimentasi di lingkungan sungai yang berasal hasil pelapukan batuan dasar maupun yang berasal dari proses erosi, bahan organik, partikel atau senyawa antropogenik (limbah yang dihasilkan dari aktivitas manusia). Permasalahan yang timbul pada sedimen sungai adalah kehadiran bahan (zat) yang bersifat membahayakan lingkungan (polutan). Polutan yang berasal dari antropogenik merupakan sumber polutan yang dominan pada sedimen sungai, seperti kegiatan penggunaan lahan (perkotaan dan pedesaan) yang berada di sekitar sungai, pembuangan limbah industri, limbah rumah tangga, limbah pertambangan maupun limbah pertanian (Perry dan Taylor, 2007). Apabila akumulasi logam berat di sedimen terangkut kembali ke permukaan air, maka hal ini akan mengakibatkan penurunan kualitas air sungai sehingga sungai tidak dapat digunakan sesuai peruntukannya. Logam berat yang ada pada perairan lama-kelamaan akan turun dan mengendap pada dasar perairan membentuk sedimen. (Erlanda, 2012). Konsentrasi logam berat pada sedimen sungai cukup tinggi jika dibandingkan dengan konsentrasi logam berat pada air sungai (Rochyatun dan Rozak, 2007) sehingga sedimen menjadi indikator yang penting untuk melihat pencemaran sungai yang diakibatkan logam berat (Wang dkk., 2014; Xu dkk., 2014). Untuk memonitor logam berat pada sedimen dan tanah, metoda magnetik sudah sering digunakan karena metoda ini selain efisien, cepat dan tidak merusak [Kapicˇka dkk., 199; Hoffmann dkk., 1999; Petrovský dkk., 2000; Jordanova dkk., 2003; Gautam dkk., 2004; Desenfant dkk., 2004; Blaha dkk., 2008; Franke dkk., 2009; Zhang dkk., 2011; Bilinski dkk., 2014). Pada metoda magnetik, keberadaan logam berat 1

Transcript of Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf ·...

Page 1: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura Kalimantan Selatan

Sudarningsih*, Andi Zainuddin, Simon Sadok Siregar

Program Studi Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lambung MangkuratJalan Jln A.Yani, Banjarbaru, Indonesia

Email: [email protected]

Abstrak-Kajian kemagnetan batuan selama ini sudah digunakan untuk kajian lingkungan, salah satunya adalah untuk memonitor pencemaran antropogenik dari logam berat pada tanah dan sedimen. Kajian sedimen sungai menggunakan kemagnetan batuan untuk daerah yang berlatar belakang gambut dan beriklim tropis belum pernah dilakukan. Sungai Martapura terletak di daerah gambut dan beriklim tropis. Sungai Martapura merupakan sungai yang memiliki arti penting karena merupakan sumber air bersih dan juga sumber mata pencaharian masyarakat di sepanjang sungai. Hal ini menjadi dasar pentingnya penelitian ini dilakukan yang mana kajian ini akan mengetahui karakteristik magnetik yang berupa suseptibilitas magnetiknya dan kandungan logam berat pada sedimen sungai Martapura. Metoda kemagnetan batuan yang digunakan merupakan pengukuran suseptibilitas magnetik. Hasil pengukuran dari sembilan sampel sedimen yang berasal dari Sungai Martapura Kalimantan Selatan, memiliki nilai suseptibilitas magnetik berkisar antara 196 × 10-8 m3/kg sampai 415 × 10-8 m3/kg dan cenderung menurun dari hulu ke hilir.

Kata kunci : Sungai Martapura, sedimen, suseptibilitas magnetik, logam berat, pencemaran

I. PENDAHULUAN

Sedimen sungai merupakan hasil dari sebuah proses sedimentasi di lingkungan sungai yang berasal

hasil pelapukan batuan dasar maupun yang berasal dari proses erosi, bahan organik, partikel atau senyawa

antropogenik (limbah yang dihasilkan dari aktivitas manusia). Permasalahan yang timbul pada sedimen

sungai adalah kehadiran bahan (zat) yang bersifat membahayakan lingkungan (polutan). Polutan yang

berasal dari antropogenik merupakan sumber polutan yang dominan pada sedimen sungai, seperti kegiatan

penggunaan lahan (perkotaan dan pedesaan) yang berada di sekitar sungai, pembuangan limbah industri,

limbah rumah tangga, limbah pertambangan maupun limbah pertanian (Perry dan Taylor, 2007). Apabila

akumulasi logam berat di sedimen terangkut kembali ke permukaan air, maka hal ini akan mengakibatkan

penurunan kualitas air sungai sehingga sungai tidak dapat digunakan sesuai peruntukannya. Logam berat

yang ada pada perairan lama-kelamaan akan turun dan mengendap pada dasar perairan membentuk sedimen.

(Erlanda, 2012). Konsentrasi logam berat pada sedimen sungai cukup tinggi jika dibandingkan dengan

konsentrasi logam berat pada air sungai (Rochyatun dan Rozak, 2007) sehingga sedimen menjadi indikator

yang penting untuk melihat pencemaran sungai yang diakibatkan logam berat (Wang dkk., 2014; Xu dkk.,

2014).

Untuk memonitor logam berat pada sedimen dan tanah, metoda magnetik sudah sering digunakan

karena metoda ini selain efisien, cepat dan tidak merusak [Kapicˇka dkk., 199; Hoffmann dkk., 1999;

Petrovský dkk., 2000; Jordanova dkk., 2003; Gautam dkk., 2004; Desenfant dkk., 2004; Blaha dkk., 2008;

Franke dkk., 2009; Zhang dkk., 2011; Bilinski dkk., 2014). Pada metoda magnetik, keberadaan logam berat

�1

Page 2: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

pada sedimen dan tanah dapat diketahui melalui peningkatan mineral magnetik (Schmidt dkk., 2005; Lu

dkk., 2006; Dlouha dkk., 2013; Xu dkk., 2014). Kajian magnetik pada lingkungan sungai di Indonesia yang

telah dilakukan diantaranya di Sungai Citarum (Sudarningsih dkk, 2017, Sungai Batang Ombilin dan

lingkungan estuaria Sarmi, Papua (Togibasa dkk, 2018). Sementara kajian kemagnetan di lingkungan sungai

yang terletak di daerah gambut, terutama untuk wilayah Indonesia, belum pernah dilakukan, dan hal ini

menjadi menarik, mengingat sungai di daerah gambut khususnya yang berada di Kalimantan Selatan

memiliki kadar keasaman pada airnya yang tinggi. Hal ini tentunya akan mempengaruhi sedimennya.

Penelitian ini sangat penting untuk mengetahui karakteristik magnetik pada sedimen di daerah yang berlatar

belakang gambut.

Provinsi Kalimantan Selatan, Indonesia diberi julukan kota seribu sungai. Hal ini sesuai dengan

keadaan alamnya, yang mana pada umumnya di Kalimantan Selatan banyak dialiri oleh sungai. Sungai

menjadi sangat penting peranannya untuk daerah ini, disamping sebagai sumber air bersih PDAM

(Perusahaan Daerah Air Minum), sumber mata pencaharian (nelayan dan keramba), pengairan pertanian,

sampai pada kegiatan MCK (mandi, cuci, kakus). Untuk memenuhi syarat agar air sungai dapat digunakan

oleh masyarakat maka kebersihan air sungai harus diutamakan. Penelitian pencemaran pada Sungai

Martapura, sampai saat ini dilakukan pada sampel air, sementara pada sampel sedimen Sungai Martapura

belum pernah dilakukan. Oleh karena itu penelitian untuk mengetahui keberadaan zat pencemar pada

sedimen Sungai Martapura sangat penting untuk dilakukan.

II. METODE PENELITIAN

Sampel sedimen sungai yang diteliti berasal dari Sungai Martapura. Sampel ini diambil di sepanjang

Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota Banjarmasin,

sebanyak sembilan titik (Gambar 1) dengan menggunakan sediment graber. Di laboratorium, sampel yang

terkumpul kemudian diayak dengan ayakan berukuran 325 mesh agar homogen ukuran sampel sedimen

tersebut. Setelah itu sampel dikeringkan dengan cara diangin-anginkan pada suhu ruang. Setelah kering

sampel digerus dengan menggunakan lumpang dan alu porselin, setelah lembut sampel dimasukkan ke

dalam holder standar pengukuran magnetik yaitu silinder plastik dengan ukuran diameter 25,4 mm dan

tinggi 22 mm (dengan volume 10 cm3) (Gambar 2).

Gambar 1. Lokasi pengambilan sampel sedimen

Page 3: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

Gambar 2. Sampel sedimen dalam holder

Pengukuran suseptibilitas magnetik dilakukan dengan menggunakan alat Bartington

Susceptibilitymeter MS2 dengan sensor MS2B (Bartington Instrument Ltd, Witney, Inggris), menggunakan

dua frekuensi, yaitu frekuensi rendah (χLF) dan frekuensi tinggi (χHF) 4600 Hz. Hasil dari dua pengukuran

ini akan diperoleh nilai suseptibilitas bergantung frekuensi (χFD) dengan menggunakan persamaan χFD (%)

= 100% × (χLF − χHF)/χLF (Dearing, 1999). Nilai χFD digunakan untuk menentukan seberapa besar

pengaruh bulir SP (Superparamagnetic) pada sampel (Thompson dan Oldfield, 1986). Pengukuran ini

dilakukan di Laboratorium Karakterisasi dan Pemodelan Sifat Fisis Batuan, ITB.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Data suseptibilitas magnetik dapat dilihat pada Tabel 1. Nilai suseptibilitas magnetik sedimen

berkisar antara 196 × 10-8 m3/kg sampai 415 × 10-8 m3/kg dengan rata-rata 1153,23×10-8 m3/kg. Nilai

suseptibilitas magnetik ini menurun dari hulu ke hilir. Beberapa hal yang dapat mempengaruhi nilai

suseptiblitas magnetik adalah area geologi, sedimentasi, dan kandungan mineral magnetik (Kucer, 2012).

Nilai χLF pada sampel sedimen Sungai Martapura ini relatif lebih rendah jika dibandingkan dengan kajian pada sedimen Sungai Citarum,yang mana berkisar 319 sampai dengan 1076,6 (× 10-8 m3/kg) (Sudarningsih dkk., 2017) maupun dari Sungai Batang Ombilin yang berkisar 285,71 sampai dengan 2664,63 (× 10-8 m3/kg) (Putri dan Afdal, 2017). Hal ini disebabkan kedua sungai ini berada pada lingkungan yang berbeda. Sungai Citarum berada di lingkungan daerah vulkanik yang mana batuan dasarnya adalah batuan beku yang banyak mengandung mineral magnetik dibanding jenis batuan lainnya, sementara Sungai Martapura berada di daerah gambut yang tidak bersifat magnetik.

Sampel 1 diambil pada Hulu Sungai Martapura yang memperlihatkan kandungan mineral

magnetik pada sampel tersebut cukup tinggi. Hal ini dikarenakan sampel tersebut diduga dari hasil

pelapukan dan juga berasal dari batuan ultrabasa yang mana batuan tersebut merupakan batuan

yang berasal dari batuan beku yang mempunyai sifat magnetik yang sangat tinggi. Sementara pada

sampel 8 yang memiliki nilai suseptibilitas terendah diambil dari daerah permukiman penduduk

padat yang kemungkinan besar di daerah tersebut menghasilkan limbah dari kegiatan rumah tangga

yang tidak mengandung mineral magnetik yang dominan. Jika dibandingkan dari nilai suseptibilitas

magnetik yang didapatkan di Sungai Batang Ombilin Kota Sawahlunto Sumatera Barat yang

�3

Page 4: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

berkisar antara 285,71 x 10-8 m3/kg sampai 2664,63 x 10-8 m3/kg dengan rata-rata 1153 x 10-8 m3/

kg, maka nilai suseptibilitas di sedimen Sungai Martapura tergolong rendah jika dibandingkan

dengan Sungai Ombilin. Hal ini dikarenakan sampel tersebut diambil dari daerah pertambangan

pasir besi mengandung Fe yang tinggi (Diana, 2017). Sementara nilai suseptibilitas sedimen Sungai

Citarum Jawa Barat berkisar antara 319,6 x 10-8 m3/kg-1 sampai 1.076,6 10-8 m3/kg-1, dengan

daerah hulunya merupakan daerah vulkanik yang kandungan mineral magnetiknya sangat tinggi

(Sudarningsih, 2017). Menurut Kucer (2012), hal yang dapat mempengaruhi nilai suseptibilitas

magnetik antara lain sedimentasi, kandungan mineral magnetik dan area geologi.

Tabel 1. Nilai suseptibilitas magnetik dan masing-masing konsentrasi logam berat pada sedimen Sungai Martapura

χFD (%) merupakan indikator kandungan mineral yang berukuran superparamagnetik (SP).

Nilai χFD (%) < 2% mengindikasikan bahwa mineral magnetik yang terkandung dalam sampel

bukan SP (Dearling, 1999). Pada tabel 4, menyatakan nilai χFD (%) yang bervariasi yaitu berkisar

antara 0,29 sampai 2,0%. Berdasarkan ini maka mineral magnetik yang ada di sedimen Sungai

Martapura tidak mengandung mineral superparamagnetik (SP), kecuali pada sampel 8 yang

mempunyai nilai χFD yaitu 2,0. Dilihat pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh

Sudarningsih (2017) di Sungai Citarum Jawa Barat yang mempunyai nilai χFD (%) berkisar antara

3,1 sampai 6,1%. Hal ini mengindikasikan bahwa keseluruhan sampel tersebut mengandung bulir

superparamagnetik (SP).

SAMPEL 𝛘𝐋𝐅

(x 10-8 m3 kg-1)𝛘H𝐅

(x 10-8 m3 kg-1)𝛘𝐅D

(%)

1 419 415 0,932 362 360 0,523 315 291 0,524 196 194 1,045 192 191 0,626 156 154 1,367 152 151 0,918 135 132 2,009 197 196 0,52Rata-rata 236 232 0,94Nilai Maksimum 419 415 2,00

Nilai Minimum 135 132 0,52

Page 5: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

Gambar 3. Nilai suseptibilitas magnetik dari relatif hulu ke hilir Sungai Martapura

IV. KESIMPULAN

1. Nilai suseptibilitas magnetik sedimen Sungai Martapura berkisar 131,91 x 10-8 m3/kg (sampel 8) sampai

dengan 414,88 x 10-8 m3/kg (sampel 1), sedimen di Sungai Martapura yang cenderung menurun dari Hulu

ke Hilir.

2. Mineral magnetik yang berperan dalam sampel hulu berasal dari litogenik

V. UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini telah didanai oleh PNBP Universitas Lambung Mangkurat pada tahun anggaran 2018. Penelitian ini juga didukung oleh beberapa orang mahasiswa S1 Fisika FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat.

VI. DAFTAR PUSTAKA

Blaha, U., Appel, E., and Stanjek, H. 2008. Determination of anthropogenic boundary depth in industrially polluted soil and semi-quantification of heavy metal loads a using magnetic susceptibility. Environmental Pollution. 156, 278–289.

Bilinski, F.S., Bilinski, H., Tibljas, D., and Scholger, R. 2014. Magnetic, geochemical and mineralogical properties of sediments from karstic and flysch rivers of Croatia and Slovenia. Environmental Earth Science.,72, 3939–3953.

Desenfant, F., Petrovský, E., and Rochette, P. 2004. Magnetic signature of industrial pollution of stream sediments and correlation with heavy metals: Case study from South France. Water Air Soil Poll. 152, 297–312.

�5

Suse

ptib

ilita

s M

agne

tik

x 10

-8 m

3/kg

0

125

250

375

500

Sampel1 2 3 4 5 6 7 8 9

Page 6: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

Dlouha, S., Petrovský, E., Kapicˇka, A., Boruvka, L., Ash, C.. dan Drabek, O. 2013. Investigation of Polluted Alluvial Soils by Magnetic Susceptibility Methods: A Case Study of the Litavka River. Soil Water Res. 4, 151–157.

Erlanda, E.P., 2012. Kajian Sedimentasi pada Sumber Air Baku PDAM Kota Pontianak, Jurnal Teknik Sipil UNTAN, 12, 2.

Franke, C., Kissel, C., Robin, E., Bontè, P., and Lagroix, F. 2009. Magnetic particle characterization in the Seine river system: Implications for the determination of natural versus anthropogenic input. Geochemistry Geophysics Geosystem. 10, Q08Z05.

Gautam, P., Blaha, U., Appel, E., and Neupane, G. 2004. Environmental magnetic approach towards the quantification of pollution in Kathmandu urban area, Nepal. Physics Chemistry Earth, 29, 973–984.

Hoffmann, V., Knab, M., and Appel, E. 1999. Magnetic susceptibility mapping of roadside pollution. J. Geochem. Explor, 66, 313–326.

Jordanova, D., Veneva, L., and Hoffmann, V. 2003. Magnetic susceptibility screening of of anthropogenic impact on the Danube river sediment in northwestern Bulgaria—Preliminary results. Stud. Geophys. Geod, 47, 403–418.

Kapicˇka, A., Petrovský, E., Ustjakb, S., and Machackova, K. 1999. Proxy mapping of fly-ash pollution of soils around a coal-burning power plant: A case study in the Czech Republic. Journal Geochemistry Explor, 66, 291–297.

Kucer, N., Sadikoglu, I. Dan Cn, N., 2012, Measurements of Enviromental Pollution in Industrial Area Using Magnetic Susceptibility Method, Proceeding Of International Congress On Advanced in Applied Phisics and Materials Science, 121, 20 - 22.

Lu, S.G., and Bai, S.Q. 2006. Study on the correlation of magnetic properties and heavy metals content in urban soils of Hangzhou City, China. Journal Applied. Geophysics, 60, 1–12.

Petrovský, E., Kapicˇka, A., Jordanova, N., Knab, M., and Hoffmann, V. 2000. Low-field magnetic susceptibility: A proxy method of estimating increased pollution of different environmental systems. Environmental. Geology, 39, 312–318.

Perry, C., and Taylor, K. 2007. Environmental Sedimentology, Blackwell Publishing, Oxford, 1 – 6.

Putri, Diana dan Afdal, 2017. Indentifikasi Pencemaran Logam Berat dan Hubungannya dengan Suseptibilitas Magnetik pada Sedimen Sungai Batang Ombilin Kota Sawahlunto, 6: 341 – 347.

Rochyatun, E and Rozak, A., 2007. Pemantauan Kadar Logam Berat dalam Sedimen di Perairan Teluk Jakarta, Makara Sains, 11 (1), 28–36.

Schmidt, A., Yarnold, R., Hill, M., and Ashmore, M. 2005. Magnetic Susceptibility as proxy for heavy metal pollution: A site study. Journal Geochemistry. Explor, 85, 109–117.

Sudarningsih, 2017. Kajian Kemagnetan Batuan dan Logam Berat Pada Sedimen Sungai di Daerah Vulkanik dan Tropis Studi Kasus Sungai Citarum Bandung Jawa Barat. Tesis Program Studi Doktor Teknik Geofisika, Universitas Institut Teknologi Bandung, Bandung.

Page 7: Suseptibilitas Magnetik Pada Sedimen Sungai Martapura ...eprints.ulm.ac.id/6355/1/8-NING.pdf · Sungai Martapura dari daerah Bincau, Kabupaten Banjar, sampai dengan Basirih, Kota

Wang, J., Sun, Q., Yi, L., Yin, X., Wang, A., Li, Y., 2014. “Spatial Variation Environmental Assasment and Source Identification on Heavy Metal in Sediment of The Yangtze River Estuary”, Marine Pollution Bulletin, Elsevier, 64, 364-373.

Xu, Y., Sun, Q., Yi, L., Yin, X., Wang, A., Li, Y., and Chen, J. 2014. The source of natural and anthropogenic heavy metals in the sediments of the Minjiang River Estuary (SE China): Implications for historical pollution. Science. Total Environmental, 493, 729–736.

Xu, Y., Chen, F., Zhang, L., Liu, J., Shen, Z., Feng, C and Chen, J., 2014, The Source of Natural and Anthropogenic Heavy Metal in The Sediment of minjiang River Estuary. Science Total Environmental, 493, 729-736.

Zhang, C.X., Huang, B.C., Piper, J.D.A., and Luo, R.S. 2008. Biomonitoring of atmospheric particulate matter using magnetic properties of Salix matsudana tree ring cores. Science Total Environmental, 393, 177–190.

Zhang, C., Qiao, Q., Piper, J.D.A., and Huang, B. 2011. Assessment of heavy metal pollution from a Fe-smelting plant in urban river sediments using environmental magnetic and geochemical methods. Environmental. Pollution, 159, 3057–3070.

Togibasa, O., Bijaksana, S., and Novala, G.C. 2018. Magnetic Properties of Iron Sand from the Tor River Estuary, Sarmi, Papua. Geosciences, 8, 113; doi:10.3390/geosciences8040113

�7