ANALISIS KANDUNGAN BESI DI BADAN AIR DAN SEDIMEN SUNGAI SURABAYA Arum Darastha Nilna Putri, Yudhi Utomo dan Irma K. Kusumaningrum Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Negeri Malang, Jl. Semarang 5 Malang
E-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected] Abstrak: Penelitian bertujuan untuk: 1) Bagaimana nilai parameter kualitas air pada badan air dan sedimen di Sungai Surabaya, 2) Berapa kandungan logam berat besi dalam perairan dan sedimen di Sungai Surabaya. Pencuplikan sedimen dilakukan di 5 titik yaitu: Tambangan Canggu, Tambangan Cangkring, Tambangan Bambe, Karang Pilang, dan Jagir. Penetapan kadar logam besi dalam sedimen dilakukan dengan cara destruksi dengan 20 mL aqua regia (HNO 3:HCl, 1:3), filtrat hasil destruksi sedimen diukur absorbansinya dengan Spektrofotometer Serapan Atom pada panjang gelombang 248,3 nm. Hasil penelitian yaitu: pH 6,33-7,51 dan standar baku mutu untuk pH yaitu 6,5-8,5, TDS 200-1000 NTU, nilai ini berada di antara diantara baku mutu Peraturan Daerah Jawa Timur No.2 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran air yaitu 1000 mg/L, kekeruhan 71-345 NTU, DO 4,55-12,42 ppm dan berada diantara baku mutu yang ditetapkan yaitu 6 ppm, BOD 6,241135- 12,48227 ppm namun baku mutunya sebesar 3 ppm, COD 20260 ppm baku mutu yang ditetapkan sebesar 25 ppm. Kandungan Fe air yaitu berada pada rentang 0,7486-39,2775 ppm sedangkan pada sedimen yaitu 16944,24-83096,96 ppm. Nilai ini melebihi baku mutu yang ditetapkan oleh Peraturan Daerah Provinsi Jawa Timur Nomor 2 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Air di Provinsi Jawa Timur. Kata kunci: Sungai Surabaya, sedimen, besi. Abstract: The purpose of this research are: 1) How does the value of water quality parameters in the water bodies and sediments in the Surabaya River, 2) What is the heavy metal content of iron in river waters and sediments in Surabaya. Sediment sampling conducted in 5 points, namely: mining Canggu, Cangkring mining, mining Bambe, Pilang Karang, and Jagir. Assay of ferrous metals in the sediments carried by way of destruction with 20 mL of aqua regia (HNO3: HCl, 1:3), the filtrate sediment destruction results measured by Atomic Absorption Spectrophotometer absorbance at a wavelength of 248.3 nm. The results are: pH 6.33 to 7.51 and the quality standard for pH is 6.5 to 8.5, TDS 200-1000 NTU, this value is between standards between East Java Regional Regulation 2 of 2008 on Management of Water Quality and Water Pollution Control which is 1000 mg / L, 71-345 NTU turbidity, DO is between 4.55 to 12.42 ppm and quality standards established is 6 ppm, BOD 6.241135 to 12.48227 ppm but quality standard of 3 ppm, 20-260 ppm COD standards are set at 25 ppm. Fe content of the water is in the range from 0.7486 to 39.2775 ppm whereas in the sediments from 16944.24 to 83096.96 ppm. This value exceeds the quality standards established by the East Java Provincial Regulation No. 2 of 2008 on the Management of Water Quality and Water Control in East Java Province. Keywords: Surabaya River, sediment, iron. 1
2
Sungai Surabaya mengalir antara kota Mojokerto hingga Surabaya. Sungai tersebut merupakan terusan Sungai Brantas yang mulai dari Mlirip, Driyorejo, dan Sepanjang sebelum sampai ke Surabaya. Pada Daerah Aliran Sungai (DAS) terdapat sejumlah industri-industri yang berpotensi pencemaran logam berat baik berskala besar, sedang, dan kecil. Sampai saat ini terdapat sejumlah ±42 industri yang telah dilakukan pemantaun secara periodik. Disamping itu pada DAS juga merupakan daerah terpadat pemukiman dibandingkan dengan segmen-segmen anak Sungai Brantas lainnya. Jumlah pendudukyang bermukim pada DAS ini memberikan kontribusi buangan limbahnya pada Sungai Surabaya sehingga beban pencemaran limbah domestik juga memiliki potensi besar. Meningkatnya jumlah industri akan meningkatkan jumlah limbah hasil produksi yang dihasilkan dan dapat menjadi dampak negatif dari pembangunan pabrik karena pabrik sering memanfaatkan sungai sebagai sarana untuk membuang limbah yang dihasilkan (Yulianti dkk., 2010:34) Sungai Surabaya dimanfaatkan sebagai bahan baku air minum menurut Peraturan Daerah No. 2 tahun 2008 yaitu sebagai bahan baku air minum bagi warga disepanjang sungai ini. Menurut baku mutu yang ditetapkan oleh Perda Jawa Timur standar kualitas air untuk bahan baku air minum yaitu: DO (dissolve oxygen) adalah diatas 6 mg/ L, sedangkan BOD (Biological oxygen demand) seharusnya maksimal 3 mg/L dan untuk COD (chemical oxygen demand) maksimal 25 mg/L. Pada kurun waktu April 2008-Maret 2009 DO berkisar 4,06 mg/L-4,76 mg/L, BOD berkisar 5,97 mg/L-7,55mg/L dan COD berkisar 18,84 mg/L-31,44 mg/L. Hal ini juga ditunjukkan pada penelitian (Utomo, y dkk., 2011) yang menyebutkan bahwa konsentrasi logam berat mengalami kenaikan dari tahun ke tahun dan kualitasair dari tahun ke tahun cenderung menurun. Konsentrasi logam beratyang tinggi pada sungai tersebut sangat berbahaya khususnya bagi manusia karena akan merusak organ-organ dalam tubuh manusia. Kualitas air ditentukan berbagai parameter kualitas air diantaranya DO (dissolve oxygen), BOD (Biological oxygen demand), COD (chemical oxygen demand), kekeruhan, pH, TDS (Total Dissolved Solid), dan TSS (Total Suspended Solid). Nilai parameter kualitas air dipengaruhi oleh komposisi air sungai. Limbah buangan industri yang dilepaskan ke sungai dapat mempengaruhi komposisi air sungai. Dalam proses pengolahan industri dihasilkan berbagai limbah. Terdapat berbagai jenis limbah industri salah satunya yaitu besi (Fe), besi berasal dari korosi pipa-pipa air, industri baja, pupuk, pestisida, keramik, dan baterai. Air yang mengandung besi cenderung menimbulkan rasa mual apabila dikonsumsi selain itu dalam dosis yang besar dapat merusak organ-organ dalam pada tubuh manusia. Besi merupakan salah satu mineral penting yang dibutuhkan manusia. Di dalam makanan, besi berupa ion-ion yaitu ion Fe2+ dan Fe3+. Adanya unsur besi di dalam tubuh berfungsi untuk memenuhi kebutuhan akan unsur tersebut dalam mengatur metabolisme tubuh dan pembentukan sel darah merah, namun jika jumlah yang dikonsumsi terlalu berlebihan maka akan membahayakan kesehatan, seperti menyebabkan kerusakan hati, diabetes, dan penyumbatan pembuluh jantung serta berdampak buruk bagi lingkungan, seperti timbulnya warna coklat pada air. Kadar maksimal kandungan Fe dalam air minum, menurut persyaratan yang diatur dalam Peraturan Daerah Jawa Timur No. 2 Tahun, maksimal 0,3 mg/L.
3
Analisis dilakukan pada kandungan besi pada perairan dan sedimen, karena di perairan dan sedimen itulah mengandung banyak ligan yang dapat menyebabkan logam berat bergabung (Harteman. E, Soedharma. D, Winarto. A, dan Sanusi, 2008: 276). Untuk menguji kadar besi dalam perairan dan sedimen dilakukan dengan metode spektroskopi serapan atom (AAS/SSA). Unsur besi menyerap pada panjang gelombang 248,3 nm, karena cahaya pada panjang gelombang tersebut mempunyai energi yang cukup untuk mengubah tingkat elektronik atom besi (Khopkar, 1990:283). Berbagai masalah timbul dari pencemaran logam berat karena logam berat memiliki sifat: a). tidak bisa didegredasi, sehingga mudah terakumulasi dalam lingkungan perairan dan keberadaannya secara alami sulit terurai, b). dapat terakumulasi dalam organisme sehingga membahayakan kesehatan manusia yang mengkonsumsi organisme tersebut, c). mudah terakumulasi dalam sedimen, sehingga konsentrasinya selalu lebih tinggi dari konsentrasi logam dalam air. Sedimen mudah tersuspensi karena pergerakan massa air yang menyebabkan larut kembalinya logam dalam sedimen ke dalam air. Karena itu sedimen menjadi sumber pencemar yang potensial dalam skala waktu tertentu (Wardhana,2004:182). Metodologi: Penelitian ini menggunakan survey lapangan, dilaksanakan pada bulan Maret-April 2013 dan dilakukan pengambilan sampel sebanyak tiga kali. Lokasi penelitian adalah sungai Surabaya diambil 5 titik sampling yaitu: Canggu, Tambangan Cangkir, Tambangan Bambe, Karang Pilang dan Jagir karena di lokasi tersebut banyak terdapat industri yang membuang limbah ke aliran Sungai Surabaya, sedangkan analisis sampel dilakukan dilaboratorium kimia Universitas Negeri Malang. Peralatan yang digunakan dalam penelitian antara lain: alat WQC (Water Quality Checker) yang dapat mengukur suhu, pH, kekeruhan, dan DO (Dissolved Oxygen) secara bersamaan, grab sampler, AAS Shimadzu tipe AA-6200. Bahanbahan yang digunakan antara lain: Bahan yang digunakan adalah sampel, larutan MnSO4 50%, indikator amilum, larutan H2SO4 4N, larutan Na2S2O3 0,01N, larutan NaOH + KI, aquadest, larutan standar 0 NTU (Nephelometric Turbidity Units) dan 40 NTU (Nephelometric Turbidity Units), HCl pekat, HNO3 pekat. Analisis Fe dalam sedimen menggunakan teknik destruksi aquaregia dengan pemanas hotplate 140°C selama 3 jam. Penentuan kadar Fe sampel sedimen digunakan instrument AAS Shimadzu tipe AA-6200 pada panjang gelombang 248,3 nm.
1.
Hasil Penelitian dan Pembahasan: Hasil pengukuran kandungan besi di perairan adalah sebagai berikut: Tabel 1 nilai Fe di perairan di Sungai Surabaya Lokasi Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6
Besi (Fe) di perairan (ppm) tI
t II
t III
15,87
39,28
3,32
13,39
0,75
1,43
4 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
10,67
19,00
3,89
23,59
1,53
4,82
18,09
1,17
2,67
Kadar Fe di perairan pada rentang 0,75-39,28 ppm, sedangkan baku mutu Fe di perairan yaitu 0,3 ppm menurut Peraturan Daerah Jawa Timur No 2 Tahun 2008. Kenaikan nilai Fe terjadi pada daerah Canggu karena sebelum daerah Canggu ini terdapat industri besi dan baja yang menghasilkan limbah cair buangan dari industri ini, sehingga limbah yang dihasilkan memiliki kadar Fe yang tinggi. 2.
Hasil pengukuran kandungan besi di sedimen adalah sebagai berikut: Tabel 2 nilai Fe di sedimen di Sungai Surabaya Lokasi
Tambangan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
Besi (Fe) sedimen [mg/Kg] tI
t II
t III
43339,71
83096,96
61287,89
35692,13
34183,76
32195,57
57278,72
34665,6
23592,6
29793,87
36275,75
21426,08
25776,94
29135,6
16944,24
Kadar Fe di sedimen berada pada rentang 16944,24-83096,96 mg/Kg. Di daerah Canggu kadar Fe pada sedimen tinggi karena proses akumulasi yang telah terjadi selama bertahun-tahun pada daerah Canggu, sebagaimana dijelaskan sebelumnya , pada daerah sebelum daerah Canggu terdapat industri besi dan baja yang telah lama berdiri sehingga kemungkinan limbahnya telah terakumulasi sejak lama. 3. Hasil pengukuran kekeruhan adalah sebagai berikut: Tabel 3 nilai kekeruhan di Sungai Surabaya Lokasi Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6
kekeruhan (NTU) t1
t2
t3
106
90
294
191
120
345
5 Tambangan Canggu 12 Karng Pilang 8,25 Jagir 0
199
109
295
194
98
245
159
71
179
Nilai kekeruhan pada Sungai Surabaya berkisar antara 71-345 NTU dan telah melebihi baku mutu Peraturan Daerah Jawa Timur No. 2 Tahun 2008 yaitu maksimal 50 mg/L.Pada pengambilan 1, 2 dan 3 nilai kekeruhan dari Canggu ke Bambe cenderung naik, kenaikan ini dipengaruhi oleh kepadatan penduduk dan kepadatan industri disekitar daerah Cangkir dan Bambe dimana terdapat industri-industri yang limbahnya berpengaruh terhadap kenaikan nilai kekeruhan, salah satunya industri kertas dan keramik. Industri kertas dan keramik ini menghasilkan limbah debu yang banyak pada proses pemotongan keramik. Kekeruhan berasal dari limbah proses pembuatan kertas yang dalam prosesnya menggunakan kalsium karbonat, tapioka dan sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder. 4.
Hasil pengukuran TDS adalah sebagai berikut: Tabel 4 nilai TDS di Sungai Surabaya Lokasi
Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
TDS (mg/L) tI
t II
t III
400
200
400
200
400
400
1000
800
200
1000
400
400
600
200
600
Pada pengukuran TDS didapatkan hasil antara 200-1000 NTU. Nilai ini berada diantara baku mutu Peraturan Daerah Jawa Timur No 2 Tahun 2008 Tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air yaitu 1000 mg/L. Pada pengambilan 1 dan 2 kenaikan terjadi pada daerah Bambe, kenaikan ini disebabkan adanya pabrik kertas. Pabrik kertas ini menghasilkan limbah berupa pigmen yang mengakibatkan nilai TDS naik.
6
5.
Hasil pengukuran pH adalah sebagai berikut: Tabel 5 nilai pH di Sungai Surabaya Lokasi (km) tI Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
pH t II
t III
7,26
7,24
7,51
7,15
7,38
6,75
7,29
7,43
6,61
7,18
7,23
6,33
7,2
7,29
6,82
pH pada daerah ini berkisar antara 6,33-7,51 dan standar baku mutu untuk pH yaitu 6,5-8,5.kondisi dibawah baku mutu terjadi pada daerah Karang Pilang karena pada daerah ini terdapat pabrik penyamakan kulit dan pabrik sandal, proses yang terjadi dalamindustri ini adalah proses pengasaman dengan H2S dan HCl. Karakter pH yang asam pada pengambilan 1 dan 2 pada Karang Pilang sudah tampak walaupun nilainya masih diantara baku mutu yang ditetapkan, namun pada pengambilan ke-3 terjadi lonjakan tingkat keasaman kemungkinan disebabkan oleh naiknya tingkat produksi dari industri tadi. Nilai pH yang cenderung asam ini dapat mengganggu kondisi organisme akuatik.Pada pengukuran ini pH di Sungai Surabaya masih berada pada kisaran bakumutu yang diperbolehkan. 6.
Hasil pengukuran DO adalah sebagai berikut: Tabel 6 nilai DO di Sungai Surabaya Lokasi DO
Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
tI
t II
t III
6,6
12,42
8,68
6,12
10,02
7,45
5,96
9,5
8,03
5,74
11,8
6,24
4,55
8,31
5,97
Nilai DO pada pengukuran yaitu 4,55-12,42 ppm dan berada diantara baku mutu yang ditetapkan yaitu 6 ppm kemungkinan karena nilai DO dipengaruhi oleh aktivitas industri di sekitar lokasi pengambilan sampel, misalnya pada daerah Bambe terdapat industri sepatu boots yang menghasilkan limbah organik dan ammonia dari
7
proses penghilangan kapur dengan menggunakan (NH4)2SO4, pada daerah ini nilai DO pada pengambilan 1 dan 2 menurun, sedangkan pada pengambilan ke 3 nilai DO naik, hal ini terjadi karena kemungkinan pada saat pengambilan 1 dan 2 aktivitas produksi meningkat dan pada pengambilan ke 3 aktivitas produksi menurun. DO pada pengambilan ke 2 pada Karang Pilang cenderung meningkat, kenaikan ini dipengaruhi aktivitas produksi yang menurun. Apabila DO semakin turun maka kualitas sungai tersebut semakin rendah. 7.
Hasil pengukuran BOD adalah sebagai berikut: Tabel 7 nilai BOD di Sungai Surabaya Lokasi Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25 Jagir 0
BOD (mg/L) tI
t II
t III
7,43
6,24
8,51
11,35
9,64
11,35
10,78
11,91
11,91
9,64
11,35
11,35
11,83
10,78
11,91
nilai BOD Sungai Surabaya berkisar antara 6,24-12,48 dan baku mutu untuk BOD maksimal 3 ppm. Pada pengambilan 1, 2 dan 3 dengan selisih 15 hari pada Canggu sampai Jagir. Nilai BOD naik dari Canggu ke Cangkir dan turun pada Karang Pilang kemudian dari Karang Pilang menuju Jagir terjadi kenaikan lagi. Terjadinya kenaikan pada daerah Cangkir karena disini terdapat pabrik kertas yang dalam limbahnya terdapat senyawa organik koloid terlarut yaitu serat hemisellulosa, zat pengurai serat dan perekat yang dapat mempengaruhi kebutuhan oksigen pada mikroorganisme. 8.
Hasil pengukuran COD adalah sebagai berikut: Tabel 8 nilai COD di Sungai Surabaya Lokasi Jembatan Canggu 40,4 Tambangan Cangkir 15,6 Tambangan Bambe 12 Karang Pilang 8,25
COD (mg/L) tI
t II
t III
20
80
40
120
100
120
100
140
140
80
120
120
8 Jagir 0
260
120
200
Menurut Peraturan Daerah Jawa Timur No 2 Tahun 2008 Tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Air di Jawa Timur nilai COD maksimal yaitu 25 ppm. Berdasarkan hasil penelitian berkisar antara 20-260 ppm. Daerah Canggu ke Bambe terjadi kenaikan karena adanya industri MSG (monosodium Glutamat), limbah dari MSG ini dapat menyebabkan COD naik, karena pada proses fermentasi dihasilkan limbah tetes dan ragi serta pada proses filtrasi dihasilkan limbah cair. Jenis limbah ini merupakan salah satu dari penyebab tingginya COD karena limbah yang dihasilkan cenderung bersifat organik jadi sulit diuraikan maka nilai COD cukup tinggi pada daerah ini. Kesimpulan: 1) Kualitas air di Sungai Surabaya pada penelitian yang dilakukan pada 5 lokasi yaitu: Canggu, Cangkir, Bambe, Karang Pilang dan Jagir memberikan hasil bahwa sungai tersebut tercemar dan tidak memenuhi baku mutu yang ditetapkan sesuai Peraturan Daerah Jawa Timur No 2 Tahun 2008 yaitu DO, BOD, COD dan kekeruhan telah melampaui baku mutu sedangkan nilai pH dan TDS masih berada pada rentang baku mutunya. 2) Kandungan Fe air yaitu berada pada rentang 0,7486-39,2775 ppm sedangkan pada sedimen yaitu 16944,24-83096,96 mg/Kg. Nilai ini melebihi baku mutu yang ditetapkan oleh Peraturan Daerah Provinsi Jawa Timur Nomor 2 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Air di Provinsi Jawa Timur. Saran: 1) Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk jenis logam berat yang lainnya. 2) Perlu dilakukan penelitian lanjutan untuk jenis sungai ataupun lokasi yang berbeda. Daftar rujukan: Harteman. E, Soedharma. D, Winarto. A, dan Sanusi. 2008. Deteksi Logam Berat pada Perairan, Sedimen dan Sirip Ikan Badukang di Muara Sungai Kahayan dan Sungai Katingan, Kalimantan Tengah, Berita Biologi, 9 (3) : 276-283. Hastuti, S.P, dan Maramis. 2008. Status Pencemaran dan SedimentasiLogam Berat di Sungai Ledok (Salatiga- Jawa tengah) Akibat Buangan Air LImbah Pabrik Tekstil. Jurnal FORMAS, 2 (1): 75-80. Khopkar, S.M. 1985. Konsep Dasar Kimia Anlalitik. 1990. Terjemahan oleh A. Saptorahardjo. Jakarta: Universitas Indonesia. Peraturan Daerah Propinsi Jawa Timur No. 2 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air di Propinsi Jawa Timur. (Online), (http://www.djpp.kemenkumham.go.id/index.php/component/content/article/2 79-peraturan-daerah-propinsi-jawa-timur-tahun-2008), diakses pada 24 Juni 2013. Pratama. A.G, Pribadi, dan Maslukah. 2012. Kandungan Logam Berat Pb dan Fe pada Air, Sedimen, dan Kerang Hijau (Perna viridis) Di Sungai Tapak kelurahan Tugurejo Kecamatan Tugu Kota Semarang, Journal Of Marine Research, 1 (1): 4–5.
9
Sudarwin. 2008. Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb dan Cd) Pada Sedimen Aliran Sungai Dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Jatibarang Semarang. Semarang: UNDIP, (Online). Vogel. 1979. Analisis Anorganik Kualitatif. 1990. Terjemahan oleh Setiono, L. Jakarta: PT. Kalman Media Pustaka. Wardhana, W.S. 2004. Dampak Pencemaran Lingkungan. Yogyakarta: ANDI. Wati, Herlina. 2009. Kandungan Logam Besi (Fe) dalam Air dan Ikan Sepat (Tricho Gaster Trichlopterus Egen) di Sungai yang Melewati Kec. Gambut dan Aluhaluh Kab. Banjar. BIOSCIENTIAE, (Online), 6 (1): 26-39. Yulianti dan Sunardi. 2010. Identifikasi Pencemaran Logam pada Sungai Kaligarang Dengan Metode Analisis Aktivasi Netron Cepat ( AANC ). 8 (1): 34-45.
