Potensi Akumulasi Logam Cu di Perairan Timur Muara Sungai Banyuasin, Sumatera Selatan

Anna Ida Sunaryo Purwiyanto dan Susi Lestari

Seminar Nasional Kelautan & Perikanan

“Pengembangan IPTEK Kelautan & Perikanan dalam 

Percepatan Pembangunan Ekonomi di Kawasan Timur Indonesia”

Kupang, 12 Oktober 2013

ABSTRAK

Wilayah perairan timur Muara Sungai Banyuasin merupakan salah satu pusat penangkapan sumberdaya perikanan di Sumatera Selatan, tetapi muara ini juga menjadi salah satu muara sungai terbesar yang tidak luput dari aktifitas transportasi dan buangan limbah industri dan domestik. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui tingkat konsentrasi logam Cu pada perairan timur Muara Sungai Banyuasin, terutama pada bagian dasar perairan, sedimen, dan biota bentik (yaitu kepiting) yang hidup di muara ini dan potensi terjadinya bioakumulasi Cu pada kepiting. Penelitian ini dilakukan pada bulan Oktober 2012, dengan titik sampling mencakup bagian luar muara (stasiun 1), bagian tengah muara (stasiun 2) dan bagian dalam muara (stasiun 3). Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan logam Cu tertinggi pada dasar perairan adalah pada stasiun 1 (0,174 ppm) dan terendah pada stasiun 2 (0,003 ppm). Pada bagian sedimen, Cu tertinggi terdapat di stasiun 3 (0,1113 ppm) dan terendah pada stasiun 1 (0,0387 ppm). Sedangkan pada daging kepiting, Cu tertinggi ditemukan pada kepiting di stasiun 1 (0,3667 ppm) dan terendah pada kepiting stasiun 2 (0,2450 ppm). Hasil analisa regresi menunjukkan bahwa kandungan Cu pada daging kepiting memiliki hubungan keeratan lebih tinggi terhadap konsentrasi Cu pada dasar perairan (R² = 0,981) dibandingkan terhadap Cu pada sedimen (R² = 0,395). Perhitungan BCF menunjukkan adanya kemampuan akumulasi logam Cu pada daging kepiting namun dengan kategori akumulasi rendah.

Kata kunci : tembaga (Cu), kepiting, BCF, perairan timur Muara Sungai Banyuasin

ABSTRACT

East coast River estuary of Banyuasin is one of thecapture fishery resources in South Sumatra province, but this estuary also become one of the largest estuaries which has impact from transport activity, domestic waste and industrial waste. The purpose of this research is to find out the level of concentration of Cu in the estuary of the east coast River Banyuasin, especially in the bottom waters, sediments, and benthic biota (i.e crab) who live in this estuary dan the accumulation potention of Cu in crabs. The research was conducted in October 2012, with tree sampling points outside the estuary (station 1), the middle of the estuary (station 2) and the inside of the estuary (station 3). The results showed that the highest Cu content in the waters is at station 1 (0.174 ppm) and the lowest at station 2 (0.003 ppm). In the sediments, the highest Cu in station 3 (0.1113 ppm) and the lowest at station 1 (0.0387 ppm). While in the crab meat, crab found in the highest Cu at station 1 (0.3667 ppm) and the lowest at station 2 crab (0.2450 ppm). Results of regression analysis showed that the Cu content in the crab meat has a higher relationship closeness of Cu concentration in the waters (R2 = 0.981) compared to Cu in sediments (R2 = 0.395). BCF calculation shows the ability of Cu accumulation in the crab meat, but with a low accumulation category.

Key words : copper (Cu), mud crab, BCF, east side of River Banyuasin Estuary

Korelasi Konsetrasi Logam Berat Cu Pada Daun Avicennia sp Terhadap Gonad Scylla serrata di Tanjung Api-Api, Sumatera Selatan

Anna Ida Sunaryo Purwiyanto

Jurnal Penelitian Sains 15 (4) : 15432-160 - 15432-163 

Intisari: Logam berat Cu merupakan salah satu jenis methalothionein esensial yang sangat mempengaruhi aktifitas reproduksi organisme dan akan bersifat toksik bila konsentrasinya melebihi ambang batas. Secara alami, logam Cu tersebar di berbagai ekosistem, baik ekosistem perairan maupun sedimen, salah satunya adalah ekosistem mangrove. Ekosistem mangrove merupakan salah satu perangkap alami Cu yang akumulasinya akan mempengaruhi biota yang berasosiasi dengan ekosistem ini, termasuk juga kepiting yang memanfaatkan daun mangrove sebagai pakan alami. Organ pada Scylla serrata yang paling terpengaruh adalah gonad, sehingga adanya kandungan Cu pada daun mangrove akan mengakibatkan gonad juga terkontaminasi. Hubungan akumulasi pada mangrove tersebut diduga memiliki korelasi positif dengan akumulasi pada organ reproduksi kepiting. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menganalisa korelasi konsentrasi Cu pada daun Avicennia sp dan Cu yang terdapat dalam gonad kepiting. Pengukuran konsentrasi Cu dilakukan dengan menggunakan metode AAS-flame. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kandungan logam Cu pada gonad jantan (0,0064 ppm) ternyata lebih tinggi dibandingkan gonad betina (0,0059 ppm) dan konsentrasi Cu tersebut memiliki kaitan yang cukup tinggi terhadap konsentrasi Cu yang terkandung dalam daun mangrove api-api (0,00075-0,0022 ppm).

Kata Kunci: Cu, gonad, Scylla serrata, daun Avicennia sp

Abstract:  Heavy metals Cu is one of the essential methalothionein which influence reproductive activity of organisms and will be toxic when its concentration exceeds a threshold. Naturally, Cu spread  in various ecosystems, both aquatic and sediment ecosystems, one of example is a mangrove ecosystem. Mangrove ecosystem is one of the natural trap which accumulate Cu and affecting associated organism, including mangrove crabs that use leaves as a natural food. One of the most affected organ of Scylla serrata is the gonad, so that the Cu content in the leaves of mangroves will result contaminated in gonads. These relationship suspected has a positive correlation. Therefore, this study aims to determine the correlation between Cu which contains in the leaves of mangroves and Cu contained in the gonad crab. Cu concentration measurements performed using AAS-flame method. The results showed that Cu metal content in the male gonads (0,0064 ppm) were higher than female gonads (0,0059 ppm) and those Cu content has a high correlation to the concentration of Cu contained in mangrove leaf ((0,00075-0,0022 ppm).

Keywords: Cu, gonad, Scylla serrata, Avicennia sp leaves

Email: anna.ida3@gmail.com

Full text 

https://www.researchgate.net/profile/Anna_Ida_Sunaryo_Purwiyanto/publications/

Daya Serap Akar dan Daun Mangrove Terhadap Logam Tembaga (Cu) di Tanjung Api-Api, Sumatera Selatan

Maspari Journal, 2013, 5 (1), 1-5

ABSTRAK

Perairan Tanjung Api-Api merupakan suatu ekosistem penting di wilayah Sumatera Selatan. Perairannya yang menjadi jalur sibuk berbagai jenis kapal dan aktifitas perikanan, serta keberadaan hutan mangrove yang masih tebal menjadikan perairan ini sebagai ekosistem yang unik. Aktifitas yang dilakukan di perairan Tanjung Api-Api ini tentu saja akan menghasilkan limbah dan mempengaruhi kondisi mangrove yang terletak tepat di sepanjang perairan. Salah satu limbah yang cukup berbahaya bagi ekosistem mangrove adalah tembaga (Cu) mengingat peran Cu bagi metabolisme tumbuhan yang akan menyebabkan kematian bila jumlahnya berlebih . Oleh karena itu, penelitian ini difokuskan pada fungsi mangrove dalam menghadapi limbah Cu dengan cara menyerap dan mengakumulasikannya dalam jaringan tumbuhan (akar dan daun) mangrove, khususnya Avicennia dan Rhizopora. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada akar mangrove mengakumulasi Cu lebih banyak. Rata-rata kandungan logam Cu pada akar dan daun Avicennia adalah 0,0035 ppm dan 0,0013 ppm, sedangkan pada akar dan daun Rhizopora adalah 0,0028 ppm dan 0,0007 ppm. Akumulasi tersebut belum melebihi ambang batas karena mangrove dapat menyerap Cu hingga 15 ppm. Akumulasi Cu pada Avicennia yang lebih tinggi dibandingkan Rhizopora menunjukkan bahwa zona terdepan hutan mangrove mengakumulasi logam berat lebih banyak dibandingkan zona mangrove di belakangnya.

Kata kunci : tembaga (Cu), akar dan daun mangrove, Tanjung Api-api


Full text 
http://jurnalmaspari.blogspot.com/2013/03/volume-5-nomor-1-januari-2013.html

Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) - 2

Sumber dan Konsentrasi PAH di Sedimen 

PAH pada sedimen merupakan PAH yang lebih banyak berasal dari hasil pirolisis maupun masukkan antrophogenic, meskipun juga terdapat PAH yang berasal dari atmosfer. Hasil pirolisis mengakibatkan sedimen memiliki konsentrasi PAH secara alami, namun hal ini berbeda dengan PAH yang merupakan masukkan antrophogenic. Neff (1979) mengklasifikasikan PAH berdasarkan sumbernya menjadi 2, yaitu :

1.   Fosil yang tidak terbakar membentuk PAH dengan jumlah cincin kurang atau sama dengan (≤) 3 dengan proporsi alkyl tinggi

2.      Hasil pirolisi fosil berupa PAH dengan jumlah cincin lebih atau sama dengan (≥) 4

PAH berasal dari 3 proses, yaitu pirolisis, petrogenik (pembentukan batuan), dan sumber diagenetik yang berlangsung dalam jangka waktu pendek. Pirolisis dan petrogenik menghasilkan PAH yang memiliki 3, 4, dan 5-6 cincin PAH. PAH dengan 3 cincin dihasilkan oleh proses petrogenik, sedangkan PAH dengan 4 dan 5-6 cincin oleh proses pirolisis (Muri dan Wakeham, 2009).

Konsentrasi PAH di lingkungan perairan sangat dipengaruhi oleh tingkat solubilitas dan keberadaan gugus nonpolar yang bersifat hidrofobik. Solubilitas PAH cenderung rendah, sehingga PAH cenderung berikatan dengan partikel organik dan anorganik dibandingkan berada dalam bentuk terlarut.  Ikatan PAH dengan partikel mengakibatkan terjadi proses koagulasi, berat partikel makin bertambah dan kemudian jatuh ke sedimen. Semakin besar ukuran partikel maka makin banyak pula PAH yang berasosiasi dan makin tinggi konsentrasi PAH yang mengalami sedimentasi. Hal tersebut mengakibatkan konsentrasi PAH di sedimen lebih besar dibandingkan PAH di kolom air 

Selain koagulasi partikel, konsentrasi PAH juga dipengaruhi oleh musim. Bouloubassi et al. (2006) menjelaskan bahwa saat musim semi dan panas, distribusi PAH didominasi oleh PAH yang memiliki berat molekul kecil, seperti phenathrene dan turunan alkylnya, dan PAH berat molekul sedang (sekitar 202), seperti fluoranthene dan pyrene. Pengendapan koagulasi PAH pada musim dingin didominasi PAH dengan berat molekul tinggi (≥ 252), terutama benzofluoranthene dan indeno[1,2,3-cd]pyrene. Hal tersebut diakibatkan adanya perbedaan suhu saat proses pirolisis terjadi, dimana bila pirolisis terjadi pada suhu yang tinggi, proses tersebut akan membentuk PAH dengan struktur yang sederhana. Demikian pula sebaliknya, pada suhu yang rendah, PAH yang dihasilkan akan menghasilkan gugus alkyl yang lebih panjang dan banyak. Keberadaan gugus alkyl tersebut, akan mengakibatkan kemampuan PAH untuk agregasi semakin tinggi dan partikel asosiasi yang dihasilkan akan semakin besar, sehingga PAH yang terbentuk adalah PAH dengan berat molekul besar (Neff, 1979)

Spesiasi PAH di Sedimen

 Spesiasi PAH pada sedimen sangat dipengaruhi oleh kompleksitas sifat fisiokimia jenis PAH, sumber PAH, TOC (Total Organic Carbon), dan proses-proses yang mempengaruhi degradasi PAH. Sedimen yang terkena pengaruh runoff umumnya memiliki PAH dengan konsentrasi yang lebih tinggi dibandingkan sedimen yang tidak terkena runoff.  Peningkatan TOC dalam sedimen akan menyebabkan meningkatnya konsentrasi PAH dalam sedimen. Mengenai TOC, Opuene et al. (2007) menjelaskan bahwa terdapat hubungan linier antara TOC dan PAH pada sedimen, bahkan TOC mempengaruhi distribusi PAH dalam sedimen.

 Pada umumnya, PAH yang memiliki berat molekul besar akan memiliki proporsi yang besar pula dalam rasio total PAH di sedimen. PAH yang terdapat pada permukaan sedimen juga akan berbeda dengan PAH pada sedimen dalam, hal ini karena adanya perbedaan formasi diagenetik yang terjadi dalam sedimen. PAH yang terdapat dalam sedimen, merupakan PAH yang memiliki berat molekul lebih besar dibandingkan PAH pada kolom air. Hal tersebut karena makin ringan molekul PAH, maka makin mudah molekul tersebut mengalami degradasi. Selain itu, PAH pada sedimen cenderung sedikit atau bahkan tidak mengalami oksidasi biologi atau fotooksidasi yang dapat mengakibatkan berkurangnya berat molekul PAH (Qiu et al., 2009).

Distribusi jenis-jenis PAH secara vertikal pada sedimen tidak hanya menunjukkan proses yang terjadi dalam sedimen, namun juga menunjukkan sumber PAH dan waktu akumulasi PAH terjadi. Penelitian Okuda et al. (2002) menunjukkan adanya dominasi benzo(ghi)perylene pada permukaan sedimen yang menunjukkan adanya dominasi sumber polutan PAH dari asap otomotif. Jenis PAH ini dianalisa dengan menggunakan bantuan isotop yang memberikan hasil bahwa akumulasi PAH tersebut terjadi pada tahun 1990. 

 Secara vertikal, dominasi PAH terjadi pada kedalaman tertentu dan jenis tertentu pula. Meski demikian, PAH terbanyak ditemukan pada permukaan hingga kedalaman 12 cm, dan PAH paling sedikit pada kedalaman 90-93 cm. Setiap jenis PAH mampu menunjukkan tingkat akumulasi, sumber pencemar maupun proses yang terjadi dalam sedimen, contohnya adalah perylene. Perylene merupakan hasil diagenesis alami melalui transformasi akhir pada awal diagenesis. Kawka dan Simoneit (1990), Jenkins et al. (1996), dan Simoneit dan Fetzer (1996) dalam Bakhtiari et al. (2009) menjelaskan bahwa hanya perylene yang berukuran kecil yang berasal dari pemaparan bahan organik pada suhu tinggi. Konsentrasi perylene meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman, menunjukkan bahwa perylene terbentuk dalam kondisi anoxic dan perylene tidak mengalami transpor menuju dan dari sedimen, melainkan terbentuk setelah terjadi deposisi (Orr dan Grady, 1967; Brown et al., 1972; Aizenshtat, 1973; Ishiwatari et al., 1980; Wakeham et al., 1980a,b; Heit et al., 1981; Gschwend et al., 1983; Wilcock dan Northcott, 1995; Lipiatou et al., 1996; Fernández et al., 1996; Silliman et al., 1998,2000,2001; Soclo et al., 2000; Grimalt et al., 2004; Luo et al., 2006; Unlu dan Alpar, 2006; dalam Bakhtiari et al., 2009)

 Pada umumnya, PAH yang terdiri dari 5 cincin mendominasi komposisi PAH pada sedimen secara vertikal, menandakan bahwa jenis PAH ini lebih bersifat resisten terhadap degradasi microbial, selain disebabkan karena rendahnya solubilitas PAH yang memiliki berat molekul kecil (Bakhtiari et al., 2009).

Dominasi PAH yang memiliki 5 cincin, juga dikemukakan oleh Mohammed et al. (2009) yaitu konsentrasi PAH terendah pada sedimen adalah PAH yang memiliki 2 cincin (naphthalene, acenaphthalene) dan konsentrasi tertinggi adalah PAH dengan 5 cincin (benzo[b]fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[a]pyrene). Bila dilakukan pengurutan, dominasi jenis PAH pada sedimen dari yang terbanyak adalah PAH 5 cincin, 4 cincin (fluoranthene, pyrene, benzo[a]anthracene, chrycene), 6 cincin (dibenzo[a,h]anthracene, benzo[ghi]pyrelene, dan indeno[1,2,3-cd]pyrene), 3 cincin (acenaphthene, fluorine, phenanthrene, anthracene), 2 cincin (naphthalene, acenaphtalene).

Meskipun demikian, dominasi jenis-jenis PAH secara vertikal dalam sedimen tidak sama satu daerah dengan daerah lainnya, mengingat kompleksitas proses alam yang terjadi juga berbeda di setiap daerah. Selain itu, komposisi PAH tersebut juga tergantung pada sumber masukkan PAH, jarak sumber dengan lokasi PAH, dna musim yang mempengaruhi fotooksidasi, volatilisasi, dan tingkat degradasi (Mohammed et al., 2009), dan jenis sedimen pada daerah tersebut (Witt, 1995). Sebagian besar PAH berasosiasi dengan sedimen yang memiliki ukuran partikel kecil dan sedang,

Kannan et al. (1999) menemukan bahwa di Jepang, benzo[b]fluoranthene mendominasi pada daerah permukaan sedimen hingga kedalaman 10 cm, dengan proporsi 15-20% dari total PAH yang ditemukan. Pada kedalaman 10-70 cm, lebih didominasi oleh jenis indeno(1,2,3-cd)pyrene, dan pada kedalaman di bawah 70 cm didominasi oleh PAH jenis phenanthrene. Komposisi vertikal tersebut tidak dijelaskan penyebabnya oleh Kannan et al. Komposisi tersebut berbeda dengan komposisi PAH di sedimen Danau Chini, Malaysia, dimana hingga kedalaman 6 cm naphthalene lebih mendominasi, kemudian perylene hingga sedimen dalam.

Rata-rata konsentrasi perylene bertambah seiring dengan bertambahnya kedalaman menunjukkan sumber perylene pada sedimen adalah dari erosi hujan dan transportasi hasil digesti mikroba, selain adanya tambahan pembentukan perylene secara diagenesis pada bagian bawah sedimen. Secara umum, hasil komposisi ini berbeda dengan komposisi PAH di sedimen pada lintang tinggi, namun untuk daerah tropis dan subtropics, komposisi PAH cenderung serupa (Bakhtiari et al.,2009)

DAFTAR PUSTAKA

Bakhtiari, A. R., Zakaria M. P., Yaziz M. I., Lajis M. N. Hj., Bi, X., dan Rahime, M. C. A. 2009. Vertical distribution and source identification of polycyclic aromatic hydrocarbons in anoxic sediment cores of Chini Lake, Malaysia : Perylene as indicator of land plant-derived hydrocarbons. Applied Geochemistry (24) : 1777–1787

Bouloubassi, I., Fillaux, J., dan Saliot, A. 2001. Hydrocarbon in surface sediments from the Changjiang (Yangtze River) Estuary, East China Sea. Marine Pollution Bulletin (42) : 1335-1346

Kannan, K., Yamashita, N., Villeneuve, D. L., Hashimoto, S., Miyazaki, A., dan Giesy, J. P. 1999. Vertical profile of dioxin-like and estrogenic potencies in a sediment core from Tokyo Bay, Japan. Organohalogen Compounds (42) :33 – 37

Mohammed, A. B., Al–Taee, M. M. S., dan Hassan, F. M. 2009. The study of some PAHs compounds in Euphrates River sediment from Al-Hindiya  Barrageto Al- Kifil City – Iraq. CSASC English Ver. (4) : 216-230

Muri, G., dan Wakeham, S. G. 2009. Source assessment and sedimentary record of pyrolytic polycyclic aromatic hydrocarbons in Lake Bled (NW Slovenia). Acta Chim. Slov. (56) : 315-321 

Neff, J. M. 1979. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the aquatic environment. London, Applied Science Publishers Ltd. 

Opuene, K., Agbozu, I. E., Ekeh, L. E. 2007. Identification of perylene in sediments : occurance and diagenetic evolution. Int. J. Environ. Sci. Tech (4) : 457-462

Okuda, T., Kumata, H., Naraoka, H., Ishiwatari, R., dan Takada, H. 2002. Vertical distributions and δ13C isotopic compositions of PAHs in Chidorigafuchi Moat sediment, Japan. Organic Geochemistry (7) :  843-848

Qiu, Y. W., Zhang, G., Liu, G. Q., Guo, L. L., Li, X. D., Wai, O. 2009. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the water column and sediment core of Deep Bay, South China. Estuarine, Coastal and Shelf Science (83) : 60–66

Witt, H. 1995. Polycyclic aromatic hydrocarbons in water and sediment of the Baltic Sea. Marine Pollution Bulletin (4-12) : 237-248

Diambil dari :

Tugas MK. Dinamika Polutan

Pengampu : Prof. Dr. Harpasis S. Sanusi (2010)

Polycyclic Aromatic Hidrocarbon (PAH) - (1)

Polycyclic aromatic hydrocarbon atau juga dikenal dengan polynuclear aromatic hydrocarbon (PAH) adalah anggota hidrokarbon yang terdiri dari dua atau lebih struktur cincin aromatic tertutup, dimana masing-masing struktur terdiri dari benzene. Secara umum, PAH memiliki sifat non polar hidrofobik, memiliki solubilitas rendah dan semakin berkurang seiring dengan bertambahnya berat molekul PAH, dapat tergradasi melalui proses fotooksidasi.

Bentuk paling sederhana dari PAH adalah naphthalene, yang hanya terdiri dari dua cincin benzene, sedangkan bentuk PAH lainnya adalah anthracene (terdiri dari tiga cincin benzene), benzopyrene (pentacyclic hydrocarbon), benzofluoranthene (pentacyclic hydrocarbon), benzanthracene (C₁₈H₁₄), dibenzanthracene (C₂₂H₁₄), phenanthrene (tiga cincin benzene), pyrene, (empat cincin benzene) and perylene (C₂₀H₁₂) (Figure 1). 

Jenis-jenis PAH tersebut memiliki karaktersitik tingkat sensitifitas terhadap fotooksidasi. Anthracene, phenanthrene, and benz[a]anthracene  merupakan PAH yang paling sensitive terhadap fotooksidasi, sedangkan chrysene, fluorene, pyrene, and benzo[a]pyrene relative resisten terhadap fotodegradasi. Semakin meningkat intensitas cahaya dan konsentrasi oksigen yang diiringi dengan peningkatan suhu, mengakibatkan fotooksidasi yang berlangsung juga semakin cepat. Sedimen dalam yang cenderung sedikit cahaya atau bahkan tidak ada sama sekali, sedikit oksigen dan suhu yang rendah, mengakibatkan proses fotooksidasi yang terjadi dapat diabaikan pada proses alami.

Seluruh jenis PAH tersebut terdapat baik di kolom air maupun sedimen, namun tentu saja dengan konsentrasi yang berbeda-beda, tergantung pada sumber masukkan PAH dan waktu kontaminasi. Pada studi kasus tumpahan minyak di daerah pesisir Barat Laut Spanyol, saat awal terjadi tumpahan, naphthalene dan alkyl naphthalene merupakan PAH yang mendominasi kolom air. Namun 3 bulan kemudian, PAH berkurang 50% dan didominasi oleh jenis PAH yang memiliki 2-4 cincin benzene.

Related Cite :

González, J. J., Vinas, L. Franco, M. A., Fumega, J., Soriano, J. A., Grueiro. G., Muniategui, S., López-Mahía, P., Prada, D., Bayona, J. M., Alzaga, R., Albaigés, J. 2006. Spatial and temporal distribution of dissolved/dispersed aromatic hydrocarbons in seawater in the area affected by the Prestige oil spill. Marine Pollution Bulletin (53) : 250–259

Nagpal, N. K. 1993. Ambient Water Quality Criteria for Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). 

http://www.env.gov.bc.ca/wat/wq/BCguidelines/pahs/pahs-01.htm#P249_7909_files

Diambil dari : 
Tugas Mata Kuliah Dinamika Polutan
with Prof. Dr. Harpasis S. Sanusi