KARAKTERISTIK ASAM LEMAK DAN FRAKSI POLAR PADA SEDIMEN DI MUARA SUNGAI SOMBER, TELUK BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR
VERLIN AYU IBRANI
SKRIPSI
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini menyatakan bahwa skripsi yang berjudul
KARAKTERISTIK ASAM LEMAK DAN FRAKSI POLAR PADA SEDIMEN DI MUARA SUNGAI SOMBER, TELUK BALIKPAPAN, KALIMATAN TIMUR adalah benar merupakan hasil karya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka dibagian akhir Skripsi ini.
Bogor, Januari 2013
VERLIN AYU IBRANI C54080061
RINGKASAN VERLIN AYU IBRANI. Karakteristik Asam Lemak dan Fraksi Polar pada Sedimen di Muara Sungai Somber, Teluk Balikpapan, Kalimantan Timur. Dibimbing oleh TRI PRARTONO. Lipid merupakan salah satu komponen utama bahan organik yang terdiri atas beberapa kelas, diantaranya hidrokarbon, asam lemak (fatty acid), alkanol, steroid dan terpenoid. Lipid biological marker (biomarker) dapat digunakan untuk menduga tingkat masukan dari akuatik, terestrial dan antropogenik. Buangan limbah mengandung asam lemak, sterol, dan alkanol dapat terjadi di wilayah Sungai Somber karena adanya aktivitas permukiman, pertanian, pelayaran, dan pelabuhan di sekitar perairan. Lipid yang memiliki persistensi tinggi akan terendap dalam waktu yang lama pada sedimen. Oleh sebab itu, sedimen baik digunakan dalam studi karakteristik lipid biomarker. Contoh sedimen yang telah tersedia dianalisis di Pusat Laboratorium Terpadu Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah, Tangerang. Contoh sedimen diambil di Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur pada tanggal 27 Januari 2011. Pengambilan contoh sedimen dilakukan pada dua titik di Sungai Somber bagian hulu dan muara yang berjarak ± 2,14 kilometer. Contoh sedimen yang telah dikeringkan dengan freeze dryer dan dihomogenkan selanjutnya diekstraksi (24 jam) dengan 120 ml pelarut campuran DCM : MeOH (1:1). Hasil ekstraksi diuapkan dengan Rotary Evaporator hingga tersisa ± 2 ml. Selanjutnya sampel dihidrolisis dengan 6% KOH dalam MeOH sebanyak 30 ml (12 jam). Fraksi netral didapat melalui ekstraksi dengan n-Heksana (3x30 ml). Residu diuapkan dan dicampur akuades (25 ml). Campuran diasamkan hingga pH menjadi 2 dengan 6 N HCl kemudian diekstraksi dengan DCM (3x30 ml) untuk mendapatkan fraksi asam. Fraksi polar diperoleh dari fraksi netral yang difraksinasi pada kolom kromatografi berisi silika gel (5% dideaktivasi silika; 8 gr) yang dielut campuran 25% etil asetat dalam n-Heksana (25 ml). Masingmasing fraksi diuapkan hingga tersisa ± 2 ml dan dimasukkan ke dalam gelas vial. Sampel diderivatisasi melalui siliasi dengan bis-(trimetilsilil)-trifluoroacetamida (BSTFA (Sigma- Aldrich); 50 µl; 80 °C; 10 menit) sebelum dianalisis dengan GC-MS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sedimen Sungai Somber didominasi oleh masukan dari akuatik. Karakteristik asam lemak memiliki kisaran rantai karbon nC10-nC34 dengan Cmax pada nC16 yang mengindikasikan adanya banyak masukan dari alga, bakteri, dan fungi. Asam lemak unsaturasi dan bercabang juga terdeteksi pada sedimen yang mengindikasikan adanya masukan dari bakteri. Karakteristik alkanol memiliki kisaran rantai karbon nC13-nC30 dengan pola bimodal dan Cmax pada nC22 dan nC28 yang mengindikasikan adanya masukan dari tumbuhan terestrial. Karakteristik asam lemak dan alkanol di sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu memiliki sedikit perbedaan, dimana kelimpahan asam lemak dan alkanol lebih tinggi pada bagian hulu sungai. Hal ini diduga adanya perbedaan tingkat akumulasi materi karena pada daerah hulu menunjukkan kondisi yang relatif tenang, diduga terjadi akumulasi tinggi masukan organik. Komponen sterol belum terdeteksi baik di muara maupun di hulu Sungai Somber.
© Hak cipta milik Verlin Ayu Ibrani, tahun 2013 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak, fotokopi, microfilm, dan sebagainya
KARAKTERISTIK ASAM LEMAK DAN FRAKSI POLAR PADA SEDIMEN DI MUARA SUNGAI SOMBER, TELUK BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR
VERLIN AYU IBRANI
SKRIPSI sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2013
SKRIPSI
Judul Skripsi
: KARAKTERISTIK ASAM LEMAK DAN FRAKSI POLAR PADA SEDIMEN DI MUARA SUNGAI SOMBER, TELUK BALIKPAPAN, KALIMANTAN TIMUR
Nama Mahasiswa
: Verlin Ayu Ibrani
Nomor Pokok
: C54080061
Departemen
: Ilmu dan Teknologi Kelautan
Menyetujui, Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Tri Prartono, M. Sc NIP. 19600727 198603 1 006
Mengetahui, Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
Dr. Ir. I Wayan Nurjaya, M.Sc NIP. 19640801 198903 1 001
Tanggal Lulus : 29 Januari 2013
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Swt. atas limpahan rahmat dan karunia yang telah diberikan sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Skripsi yang berjudul “Karakteristik Asam Lemak dan Fraksi Polar pada Sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur” diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Ilmu Kelautan pada Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan (ITK), Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (FPIK), Institut Pertanian Bogor (IPB). Asam lemak dan fraksi polar merupakan hal yang menarik untuk diteliti karena dapat digunakan untuk menduga masukan dari akuatik, terestrial, dan antropogenik pada suatu perairan. Analisis terhadap karakteristik asam lemak dan fraksi polar pada sedimen diharapkan dapat menambah wawasan kita mengenai asam lemak dan fraksi polar serta peranannya di lingkungan perairan laut. Skripsi ini memberikan informasi tentang karakteristik asam lemak dan fraksi polar, khususnya sterol dan alkohol di sedimen Sungai Somber. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidaklah sempurna, oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak sangat penulis harapkan. Penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat dan menambah ilmu pengetahuan yang sudah ada.
Bogor, Januari 2013
Verlin Ayu Ibrani
UCAPAN TERIMAKASIH Atas terselesaikannya skripsi ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada : 1. Allah Swt. atas limpahan rahmat dan karunia yang diberikan kepada penulis. 2. Papi, Mami, Yuk Teten, Kesil, Ebon, Om Tony, Kenga beserta seluruh keluarga besar penulis atas dukungan, kasih sayang, semangat, dan doanya. 3. Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan ilmu, bimbingan, kritik, dan saran sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. 4. Mohammad Agung Nugraha,S.Pi, M.Si. atas ilmu dan waktu yang selalu diberikan kepada penulis selama melakukan penelitian. 5. Pusat Laboratorium Terpadu UIN Syarif Hidayatullah, Tangerang, khususnya Mbak Pipit atas bantuannya selama penulis melakukan penelitian. 6. Dr. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc. selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran yang bermanfaat. 7. Dr. Ir. Nyoman M. N. Natih, M.Si. yang telah memberikan kritik dan saran. 8. Tedi Paturahman, S.E. atas kebersamaan, keceriaan, semangat, doa, dan dukungan yang selalu diberikan kepada penulis. 9. Keluarga besar Paduan Suara Mahasiswa IPB Agria Swara khususnya Fauzan Akbar, Morina Maryam Z., Adithia Sanjaya H., Miladi M., Fakih K., atas persahabatan dan pengalaman luar biasa yang telah diberikan kepada penulis. 10. Teman-teman ITK angkatan 45 khususnya Ahmad Ridho, Jihan Jemika A., Winda Deviana M., Bahrun Rohadi., Ririn Prameswari, Nurlaela H., Hary Aditia P., dan Siti Khaerunissa atas persahabatan, dan dukungannya. 11. Dosen dan Staf Departemen ITK atas ilmu dan bantuan yang diberikan selama penulis menempuh studi di Departemen ITK.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR
............................................................................
x
........................................................................
xi
1.
PENDAHULUAN .......................................................................... 1.1. Latar Belakang ........................................................................ 1.2. Tujuan .....................................................................................
1 1 2
2.
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 2.1. Kondisi Umum Lokasi Penelitian ........................................... 2.2. n-Alkanol ................................................................................ 2.3. Sterol ....................................................................................... 2.4. Asam Lemak ........................................................................... 2.5. Sedimen ................................................................................... 2.6. Kromatografi Gas-Spektrometri Massa (GC-MS) ..................
3 3 4 5 6 9 11
3.
METODE PENELITIAN ............................................................. 3.1. Waktu dan Tempat Pengambilan Contoh Sedimen ................ 3.2. Bahan dan Alat Penelitian ....................................................... 3.2.1. Contoh sedimen ............................................................ 3.2.2. Peralatan laboratorium ................................................. 3.2.3. Pelarut organik ............................................................. 3.2.4. Pereaksi ........................................................................ 3.2.5. Silika gel 60 (ukuran partikel 0.040 – 0.063 mm) ....... 3.3. Prosedur Analisis ....................................................................
13 13 14 14 14 14 15 15 16
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................... 4.1. Asam Lemak ........................................................................... 4.2. n-Alkanol ................................................................................ 4.3. Isoprenoid ............................................................................... 4.4. Sterol .......................................................................................
21 21 27 31 32
5.
KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan
.............................................................................. .............................................................................
33 33
...........................................................................
34
..........................................................................................
37
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Contoh struktur molekuler n-Alkanol
..............................................
2. Struktur molekuler steroid (Killops & Killops, 1993)
4
.....................
5
..............................
7
4. Struktur molekuler asam lemak polyunsaturasi (Berge & Barnathan, 2005 in Nugraha, 2011) ....................................................................
8
5. Struktur molekuler asam lemak bercabang (Killops & Killops, 1993) ................................................................................................
8
3. Struktur molekuler asam lemak jenuh (saturasi)
6. Diagram alir prosedur kerja GC – MS (Pohan, 2012)
.....................
12
7. Peta lokasi pengambilan contoh sedimen di Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur ........................................................
13
8. Karakteristik sebaran asam lemak saturasi (n-asam alkanoat) pada sedimen bagian hilir/muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur ............................................................................
22
9. Karakteristik sebaran asam lemak saturasi (n-asam alkanoat) pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur ............................................................................
22
10. Karakteristik sebaran asam lemak unsaturasi (mono- dan poliunsaturasi) dan bercabang pada sedimen bagian muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
...........
26
11. Karakteristik sebaran asam lemak unsaturasi (mono- dan poliunsaturasi) dan bercabang pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .............................
26
12. Karakteristik sebaran n-alkanol pada sedimen bagian muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
...........
28
13. Karakteristik sebaran n-alkanol pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .............................
29
14. Karakteristik sebaran isoprenoid pada sedimen bagian muara dan hulu Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur (DHP= Dihidrophytol; Pt= Phytol) ...............................................................
31
x
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. Alat yang digunakan pada analisis asam lemak dan fraksi polar
.....
38
2. Beberapa spektra massa biomarker asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .............................
39
3. Kromatogram biomarker asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
41
4. Karakteristik asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur ........................................................
42
5. Beberapa spektra massa n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
44
6. Kromatogram biomarker n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
45
7. Karakteristik biomarker n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
46
8. Beberapa spektra massa isoprenoid pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
47
9. Karakteristik biomarker isoprenoid pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur .........................................
48
xi
1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Ekosistem pesisir termasuk estuari merupakan wilayah yang kompleks dan rentan mengalami penurunan kualitas lingkungannya karena banyaknya masukan materi dari wilayah daratan dengan berbagai aktifitasnya. Balikpapan, Kalimantan Timur, merupakan salah satu kota pesisir di Indonesia yang memiliki beberapa muara sungai dengan berbagai ragam ciri dan kegiatan wilayah seperti komunitas mangrove, dan aktifitas pelabuhan yang mendapat perhatian Pemerintah Daerah dalam upaya pengembangan sumberdaya khususnya di sekitar Sungai Somber. Materi sisa kegiatan yang masuk ke sungai akan terakumulasi dan terendapkan di sedimen estuari dalam kurun waktu yang cukup lama. Bahan organik di sedimen akan mengalami degradasi yang dapat mempengaruhi kualitas perairan dan mengakibatkan pencemaran apabila penambahan bahan organik yang terakumulasi melebihi dari kapasitas asimilasi perairan muara. Sumber bahan organik dapat berasal dari dalam perairan (autochthonous) dan dari luar perairan (allochthonous). Secara umum karakter kedua sumber dapat dibedakan dengan mempelajari komponen lipid yang ada dalam sedimen estuari. Lipid merupakan salah satu komponen utama bahan organik yang terdiri atas beberapa kelas, diantaranya hidrokarbon, asam lemak (fatty acid), alkanol, steroid dan terpenoid. Sumber asam lemak berasal dari bakteri, mikroalga, tanaman tingkat tinggi dan hewan laut (misal : zooplankton). Asam lemak mempunyai peranan sebagai komponen membran seluler (misal : phospholipid), cadangan energi (misal : trigliserida) dan lapisan pelindung (misal : wax ester) (Killops & Killops, 1993).
1
2
Lipid yang dihasilkan oleh organisme hidup plankton adalah C28 dan C27, dan sterol cholest-5-en-3βol, bakteri memproduksi nC18:1ω7 (cis-asam vasenat), sedangkan hewan, tanaman tinggi dan algae menghasilkan nC18:1ω9 (asam oleat). Oleh sebab itu, lipid biomarker dapat digunakan untuk menduga sumber bahan organik dan sebagai indikator sumber pencemaran pada suatu perairan. Lipid biomarker juga dapat digunakan untuk menduga tingkat masukan dari akuatik, terestrial dan antropogenik (Parrish et al., 2000). Lipid yang memiliki persistensi tinggi akan terendap dalam waktu yang lama pada sedimen. Semua materi yang berada di kolom air juga akan mengendap pada sedimen baik dalam jangka waktu yang singkat maupun dalam jangka waktu yang lama. Oleh sebab itu, sedimen baik digunakan dalam studi karakteristik lipid biomarker. Memperhatikan potensi endapan bahan organik termasuk lipid yang dapat mengganggu lingkungan perairan dari kemungkinan pengembangan aktifitas sungai Somber, penelitian tentang karakteristik asam lemak dan fraksi polar perlu dilakukan. 1.2. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk menduga sumber bahan organik sedimen berdasarkan karakteristik asam lemak dan fraksi polar pada sedimen di Muara Sungai Somber, Teluk Balikpapan, Kalimantan Timur.
2. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Kondisi Umum Lokasi Penelitian Teluk Balikpapan memiliki luas daerah aliran sungai (DAS) 211.456 hektar dan perairan seluas 16.000 hektar. DAS Teluk Balikpapan memiliki peranan yang cukup penting dan strategis, di antaranya sebagai penyangga kesinambungan fungsi teluk tersebut sebagai pelabuhan laut Balikpapan dan sumber penghasilan masyarakat di sekitarnya serta kehidupan ekosistem perairan kawasan teluk. Sebanyak 54 sub-DAS menginduk di wilayah teluk ini, termasuk salah satunya adalah DAS Sei Wain yang sudah menjadi hutan lindung yang dikenal dengan Hutan Lindung Sungai Wain. Sungai Somber merupakan pertemuan antara bagian hulu dan hilir Sungai Wain yang digunakan sebagai sarana transportasi laut yaitu jalan kapal ferry menuju Teluk Balikpapan ke arah Penajam (Sarminah, 2003). Sepanjang kiri dan kanan Sungai Somber merupakan dataran rendah dan pada bagian hulu sungai merupakan bukit. Sisi barat laut (kanan menuju hulu) dan sisi tenggara Sungai Somber umumnya masih berupa hutan bakau. Bagian tenggara Sungai Somber merupakan bukit dan bagian hilir Sungai Somber terdapat aktifitas dok kapal, industri kayu lapis, pemukiman, pertanian, serta sebagai pelabuhan khusus kapal ferry. Kegiatan di tepi badan air hanya alat penangkap ikan statis berupa sero (BPMPPT, 2011).
3
4
2.2. n-Alkanol Alkanol atau alkil atau aril (sikloalkil) alkohol merupakan senyawa monohidroksi turunan dari alkana, dimana salah satu atom H diganti dengan gugus hidroksi (OH). Alkohol memiliki suatu gugus hidroksil yang terikat pada suatu atom karbon jenuh (struktur molekuler alkanol dapat dilihat pada Gambar 1). Atom karbon dapat berupa gugus alkenil atau gugus alkunil, atau dapat pula berupa suatu atom karbon jenuh dari suatu cincin benzena. Biomarker n-alkanol dapat digunakan untuk melihat sumber bahan organik yang berasal dari akuatik dan terestrial. Rantai karbon pendek (≤20) dan panjang (>20) n-alkanol umumnya didominasi oleh rantai karbon genap. Hal tersebut dapat dilihat dari nilai CPI pada n-alkanol > 1 (Gogou et al., 1998).
OH n- tetradekanol (nC14) Gambar 1. Contoh struktur molekuler n-Alkanol Rantai karbon pendek (≤ 20) umumnya berasal dari organisme akuatik (Duan, 2000). Rantai karbon panjang (>20) umumnya mengindikasikan adanya masukan bahan organik dari komponen lilin (waxes) tumbuhan tingkat tinggi dari terestrial, namun ada juga yang berasal dari akuatik (Madureira & Piccinini, 1999; Duan, 2000; Yunker et al., 2005; Bechtel & Schubert, 2009). Nilai TAROH n-alkanol <1 menunjukkan sumber yang berasal dari akuatik (autotonus) memiliki kontribusi relatif lebih besar daripada sumber yang berasal dari terestrial (alotonus). Sebaliknya, nilai TAROH >1 mengindikasikan sumber yang berasal dari terestrial memiliki kontribusi relatif lebih besar (Meyers, 1997).
5
2.3. Sterol Sterol atau biasa disebut steroid alkohol (struktur molekuler steroid dapat dilihat pada Gambar 2) (Millero & Sohn, 1992; Killops & Killops, 1993) adalah senyawa biomarker yang potensial karena stabilitas dan keanekaragaman strukturnya (Parrish et al., 2000). Sterol adalah bagian yang penting dari senyawa organik dan seringkali berfungsi sebagai nukleus. Salah satu jenis sterol, yakni kolesterol mempunyai peranan yang vital bagi fungsi-fungsi selular dan menjadi substrat awal bagi vitamin yang larut dalam lemak dan hormon steroid. Sterol dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu stanol (alkohol saturasi) dan stenol (alkohol unsaturasi) (Killops & Killops, 1993).
Gambar 2. Struktur molekuler steroid (Killops & Killops, 1993) Sterol dapat berasosiasi dengan bahan partikulat tersuspensi dan mengendap pada sedimen. Sterol dapat menjadi indikasi yang baik dalam melihat sumber dari eukaryota (Parrish et al., 2000; Volkman et al., 2008). Nomor karbon yang sering muncul pada sterol adalah C27, C28 dan C29 (terkadang C26 dan C30 juga muncul) (Killops & Killops, 1993). Produk alami sterol yang telah teridentifikasi, diantaranya cholesterol C27 (terdistribusi pada tumbuhan dan
6 hewan), β-sitosterol C29 (tumbuhan tingkat tinggi), brassicasterol (diatom), dinosterol C30 (dinoflagellata) dan fucosterol (alga cokelat) (Killops & Killops, 1993). Mikroalga memiliki keanekaragaman sterol yang besar (Killops & Killops, 1993). Diatom berfungsi sebagai sumber bahan organik pada sistem laut yang terlihat pada distribusi sterol yang komplek dan bervariasi dalam sedimen (Killops & Killops, 1993). 24-Methylenecholesterol dapat digunakan sebagai marker pada diatom (Parrish et al., 2000). Tingginya rasio coprostanol/ cholesterol dapat mengidentifikasikan tingginya limbah domestik air tawar (Parrish et al., 2000). Faecal sterol seperti coprostanol dan epicoprostanol dapat digunakan sebagai marker limbah manusia karena dapat hadir pada feses manusia (Martins et al., 2007). Perairan yang telah terkontaminasi oleh limbah domestik dapat dilihat dari nilai konsentrasi coprostanol, yaitu lebih dari 1 ng.g-1 (Martins et al., 2007). 2.4. Asam Lemak Asam lemak merupakan sekelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki rantai panjang dengan gugus karboksilat pada ujungnya (Rusdiana, 2004). Asam lemak merupakan asam lemah, yang di dalam air akan terdisosiasi sebagian. Umumnya asam lemak berfase cair atau padat pada suhu ruang (27 °C). Semakin panjang rantai karbon penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak dapat bereaksi dengan senyawa lain membentuk persenyawaan lipida. Persenyawaan lipida tersebut sering dijumpai di dalam tubuh organisme yang memiliki fungsi khusus dalam penyusunan sel organisme. Asam lemak memiliki empat peranan utama, yaitu asam lemak sebagai unit
7
penyusun fosfolipid dan glikolipid, asam lemak memodifikasi protein melalui ikatan kovalen asam lemak dan menempatkan protein-protein tersebut ke lokasilokasinya pada membran, asam lemak sebagai molekul bahan bakar, asam lemak sebagai hormon dan cakra intrasel (Rusdiana, 2004). Asam lemak dapat digunakan sebagai biomarker karena variasinya dalam organisme berbeda dan kestabilan kimianya yang diikuti ketahanannya (persisten) dalam periode waktu geologi (Millero & Sohn, 1992). Asam lemak didominasi oleh nomor atom genap dengan rantai lurus jenuh (struktur molekuler asam lemak jenuh dapat dilihat pada Gambar 3), mempunyai ciri panjang rantai C12 hingga C36 (Killops & Killops, 1993).. Sumber asam lemak berasal dari bakteri, mikroalga, tanaman tingkat tinggi dan hewan laut (misal : zooplankton) (Killops & Killops, 1993). Rantai panjang (>C20) asam lemak saturasi sering melimpah dalam wax epikutikula pada tanaman tingkat tinggi dan tidak melimpah pada seagrass (Volkman et al., 2008).
O C
OH
Asam Pentadekanoat (nC15) Gambar 3. Struktur molekuler asam lemak jenuh (saturasi) Asam lemak tak jenuh (unsaturasi) dengan karbon 16 dan 18 sebagian besar ditemukan pada organisme akuatik (Millero & Sohn, 1992; Killops & Killops, 1993). Asam lemak dengan nomor karbon ganjil nC15:1ω6 dan nC17:1ω8 berasal dari bakteri yang diproduksi secara biosintesis anaerob (Killops & Killops,
8
1993). Beberapa contoh struktur molekuler asam lemak unsaturasi dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur molekuler asam lemak polyunsaturasi (Berge & Barnathan, 2005 in Nugraha, 2011) Asam lemak dengan berat molekul rendah (volatil) (
iso-C15
O OH
O anteiso-C15 Gambar 5. Struktur molekuler asam lemak bercabang (Killops & Killops, 1993)
9
2.5. Sedimen Menurut Friedman dan Sanders (1978 in Apriadi, 2005) sedimen berasal dari kerak bumi yang diangkut melalui proses hidrologi dari suatu tempat ke tempat lain, baik secara vertikal ataupun horizontal. Sedimen laut dangkal pada wilayah pesisir (khususnya estuari) merupakan “storage system” berbagai unsur dan senyawa kimia. Proses fisik, kimia dan biologi yang terjadi di dalam kolom air akan mempengaruhi komposisi dan kualitas sedimen. Sedimen terdiri dari bahan organik dan bahan anorganik. Bahan organik berasal dari biota atau tumbuhan yang membusuk lalu tenggelam ke dasar dan bercampur dengan lumpur. Bahan anorganik umumnya berasal dari pelapukan batuan. Butiran kasar banyak dijumpai dekat pantai, sedangkan butiran halus banyak di perairan dalam dan relatif tenang (Apriadi, 2005). Sedimen di dasar laut berasal dari berbagai sumber materi (Wibisono, 2005; Sanusi, 2006), yaitu: 1. Sedimen Lithogenous Sedimen lithogenous berasal dari pelapukan (weathering) batuan dari daratan yang terbawa oleh aliran sungai (fluvial transport) dan angin (aeolian transport) yang masuk ke lingkungan laut. 2. Sedimen Hydrogenous Sedimen hydrogenous adalah sedimen yang terbentuk akibat proses pengendapan atau mineralisasi elemen-elemen kimia yang terlarut dalam air laut. 3. Sedimen Biogenous Sedimen biogenous merupakan sedimen yang berasal dari organisme laut yang telah mati dan terdiri dari remah-remah cangkang (shell) yang mengandung
10
Ca, Mg (calcareous) dan Si (siliceous), selain mineral celesite (SrSO4) dan barite (BaSO4). 4. Sedimen Cosmogenous Sedimen cosmogenous adalah sedimen yang berasal dari luar angkasa yang ditemukan di dasar laut. Partikel-partikel sedimen ini banyak mengandung unsur besi sehingga mempunyai respon magnetik. Sedimen mengalami proses diagenesis, yaitu proses fisika, kimia dan biologi yang secara umum mengubah sedimen menjadi batuan sedimen. Setelah sedimen menjadi batuan, proses diagenesis dapat terus berlangsung, mengubah tekstur dan mineraloginya. Menurut Peters dan Moldowan (1993 in Pohan, 2012) diagenesis merupakan perubahan yang terjadi secara biologi, fisika, dan kimia pada bahan organik dalam sedimen khususnya perubahan signifikan akibat bahang (heat). Diagenesis sedimen dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu perubahan fisik lingkungan (peningkatan penimbunan, suhu, dan tekanan), kimiawi (kandungan oksigen, mineral, dan potensi redoks), dan biologi (aktifitas bakteri, jenis bakteri) (Pohan, 2012). Sedimen muara (estuari) merupakan tempat mengendap dan terakumulasinya berbagai jenis bahan organik dan anorganik yang terbawa aliran sungai dari daratan atau berasal dari limbah yang dihasilkan oleh aktifitas manusia di sekitar muara sungai. Kandungan bahan organik dan bahan pencemar pada sedimen halus lebih tinggi daripada sedimen yang kasar karena pada sedimen kasar partikel yang lebih halus tidak mengendap (Bhoem, 1987 in Mulyawan, 2005).
11 2.6. Kromatografi Gas – Spektrometri Massa (GC-MS) GC-MS adalah singkatan dari Gas Chromatography – Mass Spectrometry. GC-MS (diagram alir prosedur kerja GC – MS dapat dilihat pada Gambar 6) merupakan suatu metode yang mengkombinasikan kromatografi gas dan spektrometri massa untuk mengidentifikasi senyawa yang berbeda dalam analisis sampel. Kromatografi gas merupakan metode pemisahan dan pengukuran yang berdasarkan pada perbedaan distribusi komponen-komponen dalam sampel. Spektrometri massa merupakan metode analisis berdasarkan pengukuran terhadap massa ion-ion gas yang dikonversi dari sampel. Kromatografi gas menggunakan kolom yang tergantung pada sifat fase dan dimensi kolom itu (panjang, diameter, ketebalan film). Perbedaan sifat kimia antara molekul-molekul yang berbeda dalam suatu campuran dipisahkan dari molekul dengan melewatkan sampel sepanjang kolom. Molekul-molekul memerlukan jumlah waktu yang berbeda (disebut waktu retensi) untuk keluar dari kromatografi gas. Spektrometer massa melakukan hal ini dengan memecah masing-masing molekul menjadi terionisasi mendeteksi fragmen menggunakan massa untuk mengisi rasio. Komponen dalam kromatografi akan terdistribusi dalam dua fase, yaitu menggunakan zat padat atau zat cair sebagai fase diam dan gas sebagai fase bergerak (Khopkar, 2003). Data yang ditampilkan oleh GC – MS merupakan waktu penyimpanan (retention time) pada sumbu x dan intensitas pada sumbu y. Masing-masing puncak (peak) pada kromatogram menunjukkan satu senyawa. Spektrum massa memiliki base peak (m/z) dan dapat memberikan informasi tentang berat molekul dan struktur kimia.
12
Sampel (Senyawa) Injeksi Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC – MS)
Gas Chromatograph
Mass Spectrometer
Pemisahan >> Kolom GC
Ionisasi Mass analyzer
Fase diam dan bergerak (dorongan gas He)
Pemisahan ion sesuai dengan m/z masing-masing ion Detector
Senyawa akan terpisah
Pengukuran kelimpahan/intensitas Vacuum Penurunan suhu dan tekanan MS
Gambar 6. Diagram alir prosedur kerja GC – MS (Pohan, 2012)
3. METODOLOGI 3.1. Waktu dan Tempat Pengambilan Contoh Sedimen Lokasi pengambilan contoh sedimen secara geografi berada pada 1º12’30’’LS-1º13’30’’LS dan 116º49’30’’BT-116º51’00’’BT. Contoh sedimen diambil di Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur pada tanggal 27 Januari 2011 sebagai bagian dari kajian Studi Dinamika dan Daya Dukung Ekosistem Sungai Somber Teluk Balikpapan, Kalimantan Timur. Pengambilan contoh sedimen dilakukan pada dua titik di Sungai Somber bagian hulu dan muara yang berjarak kurang lebih 2,14 kilometer seperti ditampilkan pada Gambar 7. Contoh sedimen yang telah tersedia dianalisis di Pusat Laboratorium Terpadu Universitas Islam Negeri (UIN) Syarif Hidayatullah, Tangerang. LS
Kutai
Sungai Sei Wein
2 Teluk Balikpapan
1
BT Gambar 7. Peta lokasi pengambilan contoh sedimen di Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
13
14
3.2. Bahan dan Alat Penelitian 3.2.1. Contoh sedimen Contoh sedimen yang berasal dari muara Sungai Somber dikeringkan menggunakan alat freeze-dryer (24 jam) dan dihomogenkan dengan cara disaring menggunakan saringan dengan mesh size 250 µm. 3.2.2. Peralatan laboratorium Peralatan penelitian yang terdiri atas gelas erlenmeyer, gelas ukur, soxhlet, gelas beaker, corong pemisah, labu bulat, kolom kromatografi, pipet tetes, dan gelas vial dicuci dengan sabun teepol dan dibilas dengan air. Peralatan dikeringkan dengan cara diletakkan di rak selama beberapa menit agar air yang tersisa di dalam peralatan menguap. Selanjutnya, peralatan dimasukan ke dalam oven (80 °C) selama 24 jam. Setelah kering, peralatan dibilas dengan methanol (MeOH), diklorometana (DCM) dan n-Heksana secara berurutan (Prartono, 1995). Selanjutnya, peralatan dibungkus dengan aluminium foil, disimpan dan siap digunakan. Di samping itu, juga digunakan peralatan lain seperti stirrer untuk hidrolisis, Rotary Evaporator untuk penguapan, dan Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC – MS) untuk identifikasi. 3.2.3. Pelarut organik Pelarut organik yang terdiri atas n-Heksana (Merck; Pro Analysis), DCM (Merck; Pro Analysis), MeOH (Merck; LiChrosolv), dan etil asetat (Merck; Pro Analysis) didestilasi agar kontaminan yang terkandung dalam pelarut berkurang (Prartono, 1995).
15
3.2.4. Pereaksi a. Anhydrous sodium sulfat Anhydrous sodium sulfat dibilas dengan DCM. Selanjutnya, diaktivasi (500 °C; 4 jam) menggunakan oven. Kemudian didinginkan pada desikator dan disimpan hingga akan digunakan (Prartono, 1995). b. Bubuk tembaga aktif Tembaga aktif disiapkan menurut prosedur dari Blumer (1957) dalam Prartono (1995). Tembaga (II) sulfat seberat 45 g dilarutkan dalam 500 ml akuades dan ditambahkan Hydrochloric Acid (2 M; 20 ml). Bubuk seng seberat 15 g dilarutkan dalam 25 ml akuades. Selanjutnya, larutan seng dimasukkan dalam larutan tembaga (II) sulfat secara perlahan kemudian diaduk hingga terbentuk endapan tembaga dari warna merah hingga merah kecokelatan. Kemudian cairan di permukaan dibuang. Endapan tembaga dibilas dengan DCM dan n-Heksana. 3.2.5. Silika gel 60 (ukuran partikel 0,040 – 0,063 mm) Silika gel (8 g) dimurnikan melalui proses ekstraksi menggunakan alat soxhlet (6 jam) dengan campuran n-Heksana - MeOH (1:1) sebanyak 120 ml. Kemudian dikeringkan dan dibungkus dengan aluminium foil. Aluminium foil yang berisi silika dipanaskan dalam oven (500 °C; 1 jam). Berikutnya, suhu diturunkan secara bertahap menjadi 150 °C hingga 120 °C, kemudian disimpan dalam desikator selama 30 menit. Silika gel yang digunakan pada kolom kromatografi (0,040 – 0,063 mm; Merck, Jerman) dideaktivasi dengan menambah akuades 5% (0,4 g) pada gelas beker yang telah diisi silika 95% (7,6 g) dan diaduk hingga gumpalan menghilang.
16
Jumlah akuades (5%) yang ditambahkan berdasarkan persamaan (1) dan (2) berikut : Ws Wt =
.............................................................................. (1)
0,95 Wh =
Wt - Ws .............................................................................. (2)
dimana : Wt = total (berat SiO2 + H2O) Ws = berat SiO2 Wh = berat H2O yang ditambahkan 3.3. Prosedur Analisis a. Ekstraksi sedimen, pemisahan fraksi netral dan asam Contoh sedimen yang telah kering ditimbang sebanyak 10 g kemudian diekstraksi dengan 120 ml pelarut campuran (1:1) DCM dan MeOH menggunakan soxhlet selama 24 jam. Hasil ekstraksi diuapkan menggunakan rotary evaporator hingga tersisa ekstrak kurang lebih 2 ml kemudian dihidrolisis dengan 6% KOH dalam MeOH (30 ml; 12 jam) (Prartono, 1995). Fraksi netral didapat melalui ekstraksi dengan n-heksana (3x30 ml). Residu diuapkan dan dicampur dengan akuades (25 ml) yang sebelumnya telah disterilisasi dengan DCM (25 ml). Campuran diasamkan dengan 6 N HCl hingga pH menjadi 2 kemudian diekstraksi dengan DCM (3x30 ml) untuk mendapatkan fraksi asam. Selanjutnya, fraksi asam diuapkan menggunakan rotary evaporator hingga diperoleh kurang lebih 2 ml dan dimasukkan dalam gelas vial. Sampel diderivatisasi melalui sililasi dengan bis-(trimetilsilil)-trifluoroacetamida (BSTFA
17
(Sigma- Aldrich); 50 µl; 80 °C; 10 menit) sebelum dianalisis dengan GC-MS (Prartono, 1995). b. Fraksinasi senyawa polar Fraksi netral dimasukkan ke kolom kromatografi yang telah terisi silika gel (5% dideaktivasi silika; 8 g) untuk mendapatkan fraksi polar. Fraksi yang diperoleh adalah : (I) fraksi alifatik diperoleh dengan mengelut kolom dengan 50 ml n-Heksana, (II) fraksi aromatik diperoleh dengan mengelut campuran 20 ml dari n-Heksana : DCM (9 : 1) diikuti oleh 60 ml campuran n-Heksana : DCM (1 : 1) dan (III) fraksi polar diperoleh dengan mengelut campuran 25 ml dari 25% etil asetat dalam n-Heksana. Hasil tiap fraksi diuapkan menggunakan rotary evaporator hingga diperoleh kurang lebih 2 ml dan dimasukkan ke dalam gelas vial. Selanjutnya, sampel diuapkan dengan nitrogen hingga kering. Pelarut nheksana (0,5 ml) ditambahkan ke dalam gelas vial bila akan dianalisis dengan GCMS. Penelitian ini hanya menganalisis fraksi polar, sedangkan fraksi alifatik dan aromatik dilakukan oleh peneliti lain. Fraksi polar diderivatisasi melalui sililasi (BSTFA; 50 µl; 80 °C; 10 menit) sebelum dianalisis dengan GC-MS (Prartono, 1995; Martins et al., 2007). c. Analisis kromatografi gas – spektrometri massa (GC-MS) Analisis GC-MS menggunakan kromatografi gas Shimadzu QP2010 yang dilengkapi dengan kolom silika DB-5 ms (panjang 30 m; 0,32 mm diameter dalam; dan 0,25 µm ketebalan lapis film) dan helium yang berfungsi sebagai gas pendorong. Kromatografi gas memiliki mode injeksi split dengan rasio 1 : 2 dan batas deteksi 0,001 ppb. Suhu oven kromatografi gas diprogram dari 40 °C sampai 300 °C dengan laju 6 °C/ menit setelah satu menit. Suhu oven dibiarkan konstan
18
pada 300 °C selama 20 menit. Kondisi GC-MS adalah ionisasi potensial/ electron energy 70eV, ion source temperature 230 °C dan interface temperature 250 °C. Full mass data dicatat antara 45–600 Dalton setiap detik. Data dicatat dan dianalisis menggunakan perangkat lunak GCMS Real Time Analysis dan GCMS Postrun Analysis. d. Identifikasi asam lemak dan fraksi polar Asam lemak dan fraksi polar diidentifikasi dan dihitung menggunakan kromatografi gas dan kromatografi gas–spektrometri massa. Identifikasi dilakukan dengan membandingkan indeks relative retention dan mass spectra dengan data literatur. Asam lemak pada sampel sedimen dideteksi berdasarkan intensitas dari spektra utama (base peak) m/z 117, n-alkanol dengan m/z 75, Isoprenoid phytol dengan m/z 143, dihidrophytol dengan m/z 57 dan 355, dan asam phytanoat dengan m/z 73 dan 159, selanjutnya diidentifikasi spektra massanya (spektra massa dapat dilihat pada Lampiran 2, Lampiran 5, dan Lampiran 8). Sterol dideteksi berdasarkan intensitas dari beberapa spektra utama seperti coprostanol, epicoprostanol, cholestanol dengan m/z 215 dan 460, stigmastanol dengan m/z 215 dan 488, sitosterol dengan m/z 396 dan 486, stigmasterol dengan m/z 129 dan 394, campesterol dengan m/z 129 dan 472, brassicasterol dengan m/z 129, dan cholesterol dengan m/z 129 dan 458, selanjutnya diidentifikasi spektra massanya. e. Penentuan nomor karbon Perhitungan nomor karbon n-alkanol dan asam lemak adalah dengan menghitung bobot molekul yang muncul pada spektra massa. Bentuk fragmentasi ion dicirikan oleh kelompok peak dimana penghubung peak pada setiap kelompok
19
bernilai 14 (CH2) satuan massa. Secara sederhana dituliskan dengan persamaan (3) dan (4) sebagai berikut: n-alkanol :
[M+ - 15] - 75 Cx =
……………………………………….…… (3)
14 dimana:
x
= nomor karbon
[M+ - 15]
= molekuler based peak - 15
75
= ion target n-alkanol / ion based peak
14
= berat molekul CH2
n-asam alkanoat/fatty acid :
[M+ - 15] - 117 Cx =
(4) +……………..…………………….….... 2
14 dimana: x
= nomor karbon
[M+ - 15]
= molekuler based peak - 15
117
= ion target n-asam alkanoat/fatty acid - ionic based peak
14
= berat molekul CH2
f. Perhitungan parameter molekuler Nilai Carbon Preference Index (CPI) untuk n-asam alkanoat/ FA dan nalkanol/ OH dihitung dengan persamaan (5) dan (6) berikut (Prartono, 1995; Silva et al., 2008).
20
n-asam alkanoat dan n-alkanol : ∑ [ ∑
∑ ∑
]
∑ [ ∑
∑ ∑
] .. (6)
.. (5)
Untuk menginterpretasikan dominasi terestrial versus akuatik digunakan terestrial to aquatic ratio (TAR) (Meyers, 1997; Lu & Meyers, 2009) dengan persamaan (7) sebagai berikut : C24 + C26 + C28 TAR FA / OH=
............................................ (7)
C12 + C14 + C16 Untuk melihat adanya dominasi masukan dari autotonus/ akuatik atau alotonus/ terestrial secara relatif pada sterol digunakan rasio cholesterol (C27 Δ5)/ sitosterol (C29 Δ5) (Mater et al., 2004).
4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Asam Lemak a. Asam lemak saturasi Identifikasi asam lemak dilakukan berdasarkan hasil kromatogram senyawa asam lemak yang telah direkam selama 50 menit. Karakteristik asam lemak yang muncul pada spektra massa dicirikan dengan nilai spektra utama (base peak) m/z 117. Selain itu juga dilihat nilai bobot molekul senyawa asam lemak untuk menentukan nomor karbon senyawa asam lemak. Karakteristik sebaran asam lemak saturasi pada sedimen di bagian hulu dan hilir (muara) Sungai Somber yang terdeteksi berkisar antara nC10 sampai nC34 (Gambar 8 dan 9) dengan kisaran nilai intensitas pada bagian muara dan hulu berturut-turut (0,069-71,199) x106 dan (0,198-72,012) x106. Sebaran asam lemak pada bagian muara Sungai Somber menunjukkan kecenderungan pola monomodal dengan Cmax pada nomor karbon nC16, sedangkan sebaran asam lemak pada bagian hulu Sungai Somber menunjukkan kecenderungan pola bimodal dengan Cmax pada nomor karbon nC16 dan nC28 yang didominasi oleh nomor karbon nC16. Sumber komponen nC16 yang utama berasal dari alga, tetapi dapat ditemukan juga pada bakteri, fungi dan tumbuhan tingkat tinggi (Meyers, 1997; Volkman et al., 1998; Muri et al., 2004). Nilai Carbon Preference Index (CPI10-20 dan CPI20-30) pada bagian muara adalah 7,50 dan 3,87, sedangkan pada bagian hulu nilai CPI10-20 dan CPI20-30 adalah 5,43 dan 3,80. Nilai CPI > 1 menunjukkan rantai karbon genap lebih dominan daripada rantai karbon ganjil (Gogou et al., 1998; Duan & Ma, 2001). Nilai CPI pada muara dan hulu berkisar antara 3,80-7,50 yang
21
22
menunjukkan bahwa sebaran asam lemak saturasi didominasi oleh rantai karbon
75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
CPI 10-20 CPI 20-30 TAR FA
= 7,50 = 3,88 = 0,16
C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34
Intensitas (106)
genap.
Nomor Karbon
80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
CPI 10-20 CPI 20-30 TAR FA
= 5,43 = 3,80 = 0,95
C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34
Intensitas (106)
Gambar 8. Karakteristik sebaran asam lemak saturasi (n-asam alkanoat) pada sedimen bagian hilir/muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
Nomor Karbon Gambar 9. Karakteristik sebaran asam lemak saturasi (n-asam alkanoat) pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
23
Rantai karbon panjang (>20) yang terdeteksi pada sedimen di bagian hulu dan muara Sungai Somber berkisar antara nC21 sampai nC34 mengindikasikan adanya masukan bahan organik dari tumbuhan tingkat tinggi (Madureira & Piccinini, 1999). Pada kasus di Muara Sungai Somber diduga tanaman tingkat tinggi yang dominan berasal dari mangrove, karena di sekitar Sungai Somber banyak ditemukan daerah yang ditumbuhi vegetasi mangrove. Rantai karbon pendek nC10-nC20 yang terdeteksi mengidentifikasikan adanya masukan bahan organik dari plankton dan bakteri (Duan, 2000). Buangan limbah rumah tangga akibat aktivitas permukimam masyarakat di sekitar Sungai Somber diduga sebagai salah satu penyebab masukan bakteri ke dalam Sungai Somber. Rasio rantai karbon panjang terhadap rantai karbon pendek digunakan untuk menduga kontribusi dari komponen autotonus (akuatik) dan allotonus (terestrial) dengan menghitung nilai TARFA (Muri et al., 2004). Nilai TARFA yang diperoleh pada sedimen Muara Sungai Somber adalah <1, yaitu pada bagian muara dan hulu berturut-turut adalah 0,164 dan 0,948 (Lampiran 4). Hal ini menunjukkan bahwa masukan bahan organik dari akuatik pada sedimen Muara Sungai Somber lebih besar jika dibandingkan dengan masukan yang berasal dari terestrial (Meyers, 1997). Asam lemak saturasi pada bagian muara dan hulu Sungai Somber memiliki sedikit perbedaan, dimana intensitas atau kelimpahan asam lemak lebih tinggi pada bagian hulu sungai daripada pada bagian muara sungai. Hal ini dapat menunjukkan perbedaan tingkat akumulasi materi. Tingginya akumulasi materi pada bagian hulu Sungai Somber diduga berkaitan dengan proses hidrodinamika estuari, dimana pada daerah hulu estuari menunjukkan kondisi yang relatif tenang
24
dibandingkan dengan daerah muara estuari. Sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu lebih didominasi masukan dari akuatik daripada terestrial. Tingginya aktivitas pertanian dan permukimam masyarakat di sekitar Sungai Somber menyebabkan tingginya masukan nutrient. Hal ini dapat dilihat dari terdeteksinya rantai karbon pendek yang dominan pada bagian muara dan hilir Sungai Somber yang merupakan sumber dari akuatik. Namun, rantai karbon panjang juga terdeteksi pada sedimen Sungai Somber yang mengindikasikan adanya masukan bahan organik dari tumbuhan tingkat tinggi. Pada kasus Sungai Somber diduga berasal dari pohon bakau karena sisi tenggara dan barat laut Sungai Somber masih berupa hutan bakau (BPMPPT, 2011). b. Asam lemak unsaturasi dan bercabang (iso- dan anteiso-) Karakteristik sebaran asam lemak tidak jenuh (unsaturasi) telah terdeteksi pada sedimen di bagian muara dan hulu Sungai Somber. Asam lemak unsaturasi memiliki rantai yang lebih panjang daripada asam lemak jenuh dan memiliki ikatan rangkap. Asam lemak unsaturasi dengan nomor karbon nC16 dan nC18 sebagian besar ditemukan pada organisme akuatik (Millero & Sohn, 1992; Killops & Killops, 1993). Asam lemak monounsaturasi (memiliki satu ikatan rangkap) yang terdeteksi pada sedimen bagian muara dan hulu Sungai Somber berkisar antara nC14:1 sampai nC22:1 (Gambar 10 dan 11) dengan kisaran nilai intensitas pada bagian muara dan hulu berturut-turut (1,592-16,477)x106 dan (0,942-57,129)x106 yang didominasi oleh nC18:1. Komponen asam lemak monounsaturasi nC16:1 dan nC18:1 yang terdeteksi pada sedimen mengindikasikan adanya masukan dari bakteri dan fitoplankton (Duan, 2000; Muri et al., 2004). Komponen nC16:1
25
memiliki konsentrasi tertinggi kedua setelah nC18:1 yang mengindikasikan adanya masukan dari diatom (Azevedo 2003). Menurut Azevedo (2003), asam lemak unsaturasi nC18:1 yang dominan dengan beberapa nC16:1 dan nC20:1 merupakan indikator biogenesis muda. Oleh karena itu, kehadiran asam lemak unsaturasi pada sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu diduga relatif masih baru. Selain itu, asam lemak rantai karbon panjang dan asam lemak saturasi pada sedimen lebih stabil dibandingkan dengan asam lemak rantai karbon pendek dan asam lemak unsaturasi (Duan, 2000). Gogou et al. (1998) dan Muri et al. (2004) juga menyatakan bahwa asam lemak unsaturasi relatif lebih mudah didegradasi oleh bakteri daripada asam lemak saturasi. Asam lemak poliunsaturasi (memiliki dua atau lebih ikatan rangkap) yang terdeteksi yaitu nC18:2 dengan nilai intensitas pada bagian muara 3,543x106 dan pada bagian hulu (1,019 dan 10,536)x106. Komponen nC18:2 yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber mengindikasikan adanya masukan dari alga (fitoplankton), zooplankton, dan cyanobakteri (Yunker et al. 2005; Bechtel & Schubert 2009). Karakteristik asam lemak lainnya yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber adalah asam lemak bercabang iso- dan anteiso- yang berkisar antara C10 sampai C21 (Gambar 10 dan 11) dengan kisaran nilai intensitas pada bagian muara (0,256-7,749)x106 dan pada bagian hulu (0,358-17,385)x106. Sebaran asam lemak bercabang pada bagian muara dan hulu berturut-turut didominasi oleh cabang C14 dan Iso-C15. Kehadiran asam lemak bercabang mengindikasikan biomassa dari bakteri (Azevedo, 2003). Pada sedimen Sungai Somber iso- dan anteiso-C17 juga
26
terdeteksi. Komponen iso- dan anteiso-C15 dan C17 mengindikasikan adanya masukan bakteri ekslusif yang mereduksi sulfat (Lu & Meyers, 2009). 18
Intensitas (106)
16 14 12 10 8 6 4 2 Cabang C10 Cabang C11 Cabang C12 Cabang C14 C14 : 1 iso- C15 C15 Cabang C16 C16 : 1 C16 : 1 C16 : 1 C16 : 1 iso- C17 anteiso- C17 C17 : 1 C17 : 1 Cabang C18 C18 : 2 C18 : 2 C18 : 1 C18 : 1 Cabang C19 C19 : 1 Cabang C21 C22 : 1
0
Nomor Karbon
60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Cabang C10 Cabang C11 Cabang C12 Cabang C14 C14 : 1 iso- C15 anteiso- C15 Cabang C16 C16 : 1 C16 : 1 C16 : 1 C16 : 1 iso- C17 anteiso- C17 C17 : 1 C17 : 1 Cabang C18 C18 : 2 C18 : 2 C18 : 1 C18 : 1 Cabang C19 C19 : 1 Cabang C21 C22 : 1
Intensitas (106)
Gambar 10. Karakteristik sebaran asam lemak unsaturasi (mono- dan poliunsaturasi) dan bercabang pada sedimen bagian muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
Nomor Karbon Gambar 11. Karakteristik sebaran asam lemak unsaturasi (mono- dan poliunsaturasi) dan bercabang pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
27
Asam lemak unsaturasi (mono- dan poliunsaturasi) dan bercabang (isodan anteiso-) pada bagian muara dan hulu Sungai Somber tidak memiliki perbedaan yang signifikan. Hal ini diduga karena aktivitas daratan dan sekitar estuari hampir sama sehingga kontribusi masukan bahan organik ke dalam Sungai Somber juga hampir sama. Secara umum, masukan asam lemak unsaturasi dan bercabang di Sungai Somber bagian muara dan hilir berasal dari akuatik. Tingginya aktivitas permukiman masyarakat sekitar Sungai Somber menyebabkan tingginya masukan antropogenik berupa limbah buangan manusia. Kondisi ini menyebabkan tingginya aktivitas bakteri di Sungai Somber yang diperkuat dengan terdeteksinya asam lemak bercabang yang merupakan sumber dari bakteri. Selain itu, tingginya aktivitas pertanian dan permukiman di sekitar Sungai Somber juga menyebabkan meningkatnya kandungan nutrient yang dapat mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton. Hal ini dapat dilihat dari komponen nC16:1, nC18:2, nC18:1 yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu. 4.2. n-Alkanol Identifikasi n-alkanol dilakukan berdasarkan hasil kromatogram senyawa n-alkanol yang telah direkam selama 50 menit. Karakteristik n-alkanol yang muncul pada spektra massa dicirikan dengan nilai spektra utama m/z 75. Selain itu juga dilihat nilai bobot molekul senyawa n-alkanol untuk menentukan nomor karbon senyawa n-alkanol. Karakteristik sebaran n-alkanol pada sedimen di muara dan hulu Sungai Somber yang terdeteksi berkisar antara nC13 sampai nC30 (Gambar 12 dan 13). Sebaran menunjukkan kecenderungan bimodal dengan Cmax pada bagian muara dan hulu terdapat pada nomor karbon nC22 dan nC28. Nilai CPI10-20 dan CPI20-30
28
pada bagian hulu sungai adalah 1,882 dan 38,067, sedangkan pada bagian muara sungai rantai karbon ganjil tidak terdeteksi sehingga nilai CPI10-20 dan CPI20-30 juga tidak terdeteksi. Bagian hulu Sungai Somber menunjukkan rantai karbon genap lebih dominan daripada rantai karbon ganjil baik pada rantai karbon pendek (≤20) dan panjang (>20). Hal tersebut berdasarkan nilai CPI10-20 dan CPI20-30 bagian hulu, dimana nilai CPI > 1 menunjukkan adanya dominasi nomor karbon genap (Gogou et al., 1998). Bagian muara sungai juga didominasi oleh rantai karbon genap karena rantai karbon ganjil tidak terdeteksi. 0.9 0.8
Intensitas (x106)
0.7
CPI 10-20 CPI 20-30 TAR OH
= = = 8,75
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30
Nomor Karbon Gambar 12. Karakteristik sebaran n-alkanol pada sedimen bagian muara (Stasiun 1) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
29 0.8 0.7
Intensitas (x106)
0.6
CPI 10-20 CPI 20-30 TAR OH
= 1,88 = 38,07 = 8,55
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30
Nomor Karbon Gambar 13. Karakteristik sebaran n-alkanol pada sedimen bagian hulu (Stasiun 2) Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur
Rantai karbon pendek (≤20) nC14, nC16 dan nC18 yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu mengindikasikan adanya masukan dari zooplankton dan alga (Yunker et al., 2005; Tolosa et al., 2008). Komponen nC16 pada sedimen Sungai Somber memiliki intensitas cukup besar baik pada bagian muara sungai maupun bagian hulu sungai yang mengindikasikan adanya masukan dari bakteri (Muri et al., 2004). Hal ini diduga berasal dari masukan nutrien yang tinggi akibat aktivitas masyarakat di sekitar Sungai Somber. Menurut Duan (2000), rantai karbon pendek (≤20) umumnya berasal dari organisme akuatik. Rantai karbon panjang (>nC20) yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu mengindikasikan adanya masukan bahan organik
30
dari tumbuhan tingkat tinggi (Madureira & Piccinini, 1999; Duan, 2000; Yunker et al., 2005; Bechtel & Schubert, 2009). Rantai karbon nC22, nC24, nC26, dan nC28 yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber memiliki intensitas cukup besar. Komponen nC22 atau nC24 yang terdeteksi dapat berasal dari biota akuatik makrophyta (Lu & Zhai, 2006; Bechtel & Schubert, 2009). Komponen nC22 juga dapat berasal dari tumbuhan terestrial ataupun bakteri (Ho & Meyers 1994). Komponen nC26 dan nC28 utamanya berasal dari tumbuhan terestrial (Muri et al. 2004; Lu & Zhai 2006). Kontribusi komponen akuatik dan terestrial dapat diduga dengan menghitung rasio nilai rantai karbon panjang terhadap rantai karbon pendek. Nilai TAROH yang diperoleh pada sedimen Muara Sungai Somber adalah >1, yaitu pada bagian muara dan hulu berturut-turut adalah 8,751 dan 8,548 (Lampiran 7). Hal ini menunjukkan bahwa masukan bahan organik dari terestrial pada sedimen Muara Sungai Somber lebih besar jika dibandingkan dengan masukan yang berasal dari akuatik (Meyers, 1997). Alkanol pada bagian muara dan hulu Sungai Somber memiliki sedikit perbedaan, dimana intensitas atau kelimpahan alkanol lebih tinggi pada bagian hulu sungai daripada pada bagian muara sungai. Hal ini diduga karena adanya perbedaan tingkat akumulasi materi, dimana pada daerah hulu estuari menunjukkan kondisi yang relatif tenang dibandingkan dengan daerah muara estuari. Secara umum, masukan alkanol di Sungai Somber bagian muara dan hilir berasal dari terestrial. Pada kasus di Muara Sungai Somber diduga tanaman terestrial berasal dari mangrove, karena di sekitar Sungai Somber banyak ditemukan daerah yang ditumbuhi vegetasi mangrove.
31
4.3. Isoprenoid Karakteristik isoprenoid yang terdeteksi pada sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu adalah phytol yang memiliki ciri spektra utama m/z 143, dan dihidrophytol dengan m/z 57 dan 355. Namun pada analisis senyawa isoprenoid tidak dilakukan perhitungan bobot molekul untuk menentukan nomor karbon. Umumnya phytol muncul setelah n-alkanol C18 dan dihidrophytol sebelum n-alkanol C18 (Lampiran 6). 0.12
Intensitas (x106)
0.1 0.08 0.06
Muara Hulu
0.04 0.02 0
DHP
Pt Senyawa isoprenoid
Gambar 14. Karakteristik sebaran isoprenoid pada sedimen bagian muara dan hulu Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur (DHP= Dihidrophytol; Pt= Phytol)
Phytol merupakan isoprenoid yang dominan (memiliki kelimpahan tertinggi) terdeteksi pada sedimen bagian muara dan hulu Sungai Somber (Gambar 14). Keberadaan komponen phytol pada sedimen dapat mengindikasikan adanya masukan dari alga atau fitoplankton dan tumbuhan tingkat tinggi (Prartono, 1995; Yunker et al., 2005; Bechtel & Schubert, 2009). Kondisi
32
lingkungan sekitar Sungai Somber dan iklim akan mempengaruhi kelimpahan plankton di perairan, sehingga akan mempengaruhi keberadaan senyawa isoprenoid phytol. Dihidrophytol merupakan produk diagenetik dari phytol melalui proses biologi atau mikroba. Senyawa dihidrophytol dapat digunakan sebagai tanda kondisi anoksik pada tahap diagenesis awal karena terjadi pada suasana reduksi (Prartono, 1995). Kelimpahan dihidrophytol yang cukup tinggi diduga pada sedimen Sungai Somber pernah mengalami kondisi anoksik. 4.4. Sterol Senyawa sterol pada sedimen di bagian muara dan hulu sungai somber tidak terdeteksi. Hal ini diduga karena konsentrasi senyawa sterol pada sedimen yang dianalisis sangat kecil sehingga tidak dapat dideteksi. Sterol dapat digunakan sebagai indikator adanya masukan antropogenik pada suatu ekosistem perairan. Salah satu senyawa sterol yang biasa digunakan untuk menduga tercemar atau tidaknya suatu perairan adalah coprostanol. Tingginya limbah domestik air tawar dapat diidentifikasi berdasarkan tingginya rasio coprostanol/ cholesterol (Parrish et al., 2000). Coprostanol dan epicoprostanol dapat hadir pada feses manusia sehingga dapat mengindikasikan adanya masukan limbah manusia pada suatu perairan (Martins et al., 2007). Coprostanol diproduksi dalam saluran pencernaan makanan pada manusia dan vertebrata oleh bakteri melalui proses reduksi cholesterol (Martins et al. 2007). Perairan dapat diduga telah terkontaminasi oleh limbah domestik yaitu bila konsentrasi coprostanol lebih dari 1 ng.g-1 (Martins et al., 2007).
5. KESIMPULAN 5.1. Kesimpulan Hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa karakteristik asam lemak dan alkanol di sedimen Sungai Somber bagian muara dan hulu memiliki sedikit perbedaan, dimana intensitas atau kelimpahan asam lemak dan alkanol lebih tinggi pada bagian hulu sungai. Hal ini diduga karena adanya perbedaan tingkat akumulasi materi, dimana pada daerah hulu menunjukkan kondisi yang relatif tenang dibandingkan dengan daerah muara. Karakteristik asam lemak memiliki kisaran rantai karbon nC10-nC34 dengan pola bimodal pada bagian hulu dan pola monomodal pada bagian muara dan Cmax pada nomor karbon nC16 yang mengindikasikan adanya masukan dari alga, bakteri, fungi dan tumbuhan tingkat tinggi. Asam lemak unsaturasi dan bercabang juga terdeteksi pada sedimen yang mengindikasikan adanya masukan dari bakteri. Sedimen Sungai Somber didominasi oleh masukan dari akuatik. Karakteristik alkanol memiliki kisaran rantai karbon nC13-nC30 dengan pola bimodal dan Cmax pada nomor karbon nC22 dan nC28 yang mengindikasikan adanya masukan dari bakteri dan tumbuhan terestrial. Dalam penelitian ini komponen sterol belum terdeteksi baik di muara maupun di hulu Sungai Somber.
33
DAFTAR PUSTAKA Apriadi, D. 2005. Kandungan Logam Berat Hg, Pb, dan Cr pada Air, Sedimen, dan Kerang Hijau (Perna viridis L.) di Perairan Kamal Muara, Teluk Jakarta. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor. Azevedo, D.D.A. 2003. A Preliminary Investigation of The Polar Lipids in Recent Tropical Sediments from Aquatic Environments at Campos dos Goytacazes, Brazil. J Braz Chem Soc. 14: 97-106. Bechtel, A., Schubert, C.J. 2009. Biogeochemistry of Particulate Organic Matter from Lakes of different Trophic Levels in Switzerland. Org Geochem. 40: 441–454. BPPMPPT [Badan Penanaman Modal dan Pelayanan Perizinan Terpadu] Pemerintah Kota Balikpapan dan Departemen ITK-IPB. 2011. Laporan Akhir Penelitian Studi Dinamika dan Daya Dukung (Carrying Capacity) Ekosistem Sungai Somber Teluk Balikpapan, Kalimantan Timur. Duan, Y. 2000. Organic Geochemistry of Recent Marine Sediments from The Nansha Sea, China. Org Geochem 31:159–167. Duan, Y,. Ma, L. 2001. Lipid Geochemistry in a Sediment Core from Ruoergai Marsh Deposit (Eastern Qinghai-Tibet Plateau, China). Org Geochem. 32: 1429–1442. Gogou, A.I., Apostolaki, M., Stephanou, E.G. 1998. Determination of Organic Molecular Markers in Marine Aerosols and Sediments: One-Step Flash Chromatography Compound Class Fractionation and Capillary Gas Chromatographic Analysis. J Chromatogr A. 799(1): 215–231. Ho, E.S., Meyers, P.A. 1994. Variability of Early Diagenesis in Lake Sediment: Evidence from The Sedimentary Geolipid Record in an Isolated Tarn. Chem Geol. 112: 309–324. Khopkar, S.M. 2003. Konsep Dasar Kimia Analitik. Diterjemahkan oleh A. Saptorahardjo. UI Press. Jakarta, Indonesia. Killops, S.D., Killops, V.J. 1993. An Introduction to Organic Geochemistry. Plenum Press. New York. Lu, X., Zhai, S. 2006. Distributions and Sources of Organic Biomarkers in Surface Sediments from The Changjiang (Yangtze River) Estuary, China. Cont Shelf Res. 26: 1–14.
34
35
Lu, Y., Meyers, P.A. 2009. Sediment Lipid Biomarkers as Recorders of The Contamination and Cultural Eutrophication of Lake Erie, 1909-2003. Org Geochem. 40: 912–921. Madureira, L.A.S., Piccinini, A. 1999. Lipids as Indicators of Paleoclimatic Changes, II : Terrestrial Biomarkers. Revista Brasileira de Oceanografia (Braz J Oceanogr). 47(2): 115–125. Martins, C.D.C., Fillmann, G., Montone, R.C. 2007. Natural and Anthropogenic Sterols Inputs in Surface Sediments of Patos Lagoon, Brazil. J Braz Chem Soc. 18: 106-115. Mater, L., Alexandre, M.R., Hansel, F.A., Madureira, L.A.S. 2004. Assessment of Lipid Compounds and Phosphorus in Mangrove Sediment of Santa Catarina Island, SC, Brazil. J Braz Chem Soc. 15: 725-734 Meyers, P.A. 1997. Organic Geochemical Proxies of Paleoceanographic, Paleolimnologic and Paleoclimatic Processes. Org Geochem. 27 (5-6): 213– 250. Millero, F.J., Sohn, M.L. 1992. Chemical Oceanography. Florida : CRC Press. Mulyawan, I. 2005. Korelasi Kandungan Logam Berat Hg, Pb, Cd, dan Cr pada Air Laut, Sedimen, dan Kerang Hijau (Perna viridis) di Perairan Kamal Muara, Teluk Jakarta. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana IPB. Bogor. Muri, G., Wakeham, S.G., Peasa, T.K., Faganeli, J. 2004. Evaluation of Lipid Biomarkers as Indicators of Changes in Organic Matter Delivery to Sediment from Lake Planina, a Remote Mountain Lake in NW Slovenia. Org Geochem. 35: 1083–1093. Nugraha, M. A. 2011. Karakteristik Lipid Biomarker pada Sedimen Estuari : Studi Kasus Muara Angke – Teluk Jakarta, Cimadiri – Pelabuhan Ratu dan Cilintang – Ujung Kulon. Tesis. Sekolah Pasca Sarjana IPB. Bogor. Parrish, C.C., Abrajano, T.A., Budge, S.M., Helleur, R.J., Hudson, E.D., Pulchan, K., Ramos, C. 2000. Lipid and Phenolic Biomarkers in Marine Ecosystem: Analysis and Applications. Di dalam:Wangersky, P.J., editor. The Handbook of Environmental Chemistry. Ed ke-5D:Marine Chemistry. Germany: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. hlm 193–223. Peters, K.E., Moldowan, J.M. 1993. The Biomarker Guide: Interpreting Molecular Fossils in Petroleum and Ancient Sediments. Englewood Cliffs, Prentice-Hall, Inc. New Jersey. Pohan, R. F. A. 2012. Karakteristik Alifatik dan Polisiklik Aromatik Hidrokarbon di Sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur. Skripsi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.
36
Prartono, T. 1995. Organic Geochemistry of Lacustrine Sediment : a Case Study of The Eutrophic Rostherne Mere, Cheshire. UK. Disertasi. Department of Earth Sciences. University of Liverpool. Liverpool. Rusdiana. 2004. Metabolisme Asam Lemak. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/3481/1/biokimiarusdiana.pdf Sanusi, H.S. 2006. Kimia Laut : Proses Fisik Kimia dan Interaksinya dengan Lingkungan. Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. IPB. Bogor. Sarminah, S. 2003. Studi Kualitas Air Pada Beberapa Daerah Aliran Sungai Di Wilayah Kota Balikpapan. RIMBA Kalimantan Fakultas Kehutanan Unmul. 8(2): 68-76. Silva, L.S.V. da., Piovano, E.L., Azevedo, D.D.A., Neto, F.R.D.A. 2008. Quantitative Evaluation of Sedimentary Organic Matter from Laguna Mar Chiquita, Argentina. Org Geochem. 39(40): 450–464. Tolosa, I., Miquel, J.C., Gasser, B., Raimbault, P., Goyet, C., Claustre, H. 2008. Distribution of Lipid Biomarkers and Carbon Isotope Fractionation in Contrasting Trophic Environments of The South East Pacific. Biogeosci. 5: 949–968. Volkman JK, Barrett SM, Blackburn SI, Mansour MP, Sikes EL, Gelin F. 1998. Microalgal Biomarkers : A Review of Recent Research Developments. Org Geochem 29:1163–1179. Volkman, J.K., Revill, A.T., Holdsworth, D.G., Fredericks, D. 2008. Organic Matter Sources in an Enclosed Coastal Inlet Assessed Using Lipid Biomarkers and Stable Isotopes. Org Geochem. 39: 689–710. Wibisono, M.S. 2005. Pengantar Ilmu Kelautan. Grasindo. Jakarta. Yunker, M.B., Belicka, L.L., Harvey, H.R., Macdonald, R.W. 2005. Tracing The Inputs and Fate of Marine and Terrigenous Organic Matter in Arctic Ocean sediments : A Multivariate Analysis of Lipid Biomarkers. Deep Sea Res II. 52: 3478–3508.
LAMPIRAN
38
Lampiran 1. Alat yang digunakan pada analisis asam lemak dan fraksi polar No. 1.
Alat
Kegunaan
Mengekstraksi contoh sedimen dalam pelarut campuran MeOH : DCM.
Soxhlet 2.
Menguapkan ekstrak sedimen.
Rotary Evaporator 3.
Fraksinasi fraksi netral menjadi fraksi polar.
Kolom Kromatografi 4.
Identifikasi asam lemak dan fraksi polar.
GC-MS Shimadzu QP2012
39
Lampiran 2. Beberapa spektra massa biomarker asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur n- asam oktadekanoat, oleic trimethylsilyl ester (nC18) % 117
100.0
117
O Si
Si
75.0
O [M+ - 15]
73 50.0
341
132
75
[M] +
145 55
25.0
342 118
69 53 61 0.0 50.0
83
89
75.0
97
134 146 159 171 185
111
100.0
125.0
150.0
175.0
201 202 215 227 200.0
243 257 271 283
225.0
250.0
275.0
297
313
300.0
356 358 369 378
327 325.0
350.0
395
375.0
400.0
Asam lemak monounsaturasi (nC18:1) % 117
100.0
129
55
75
75.0
73
50.0
339
145
132
25.0
69
83
53 61 65
0.0 50.0
95 98 109 118 146
93 105 75.0
100.0
125.0
150.0
185 199
175.0
200.0
222 227 241 225.0
264 257 269 281
250.0
275.0
325 326
297 311 300.0
342
325.0
354 358
350.0
374 383 395 375.0
400.0
Asam lemak polyunsaturasi (nC18:2) % 75
100.0
75.0
55
73 67 81
117
129
50.0
337
95 262 82
25.0
93
109 110 121
53 61 0.0 50.0
86 75.0
105
100.0
135 150 145 123 149 164 178 220 138 159 187 201 234 215 125.0
150.0
175.0
200.0
225.0
338 399 257 271 250.0
275.0
297 300.0
313
352 329 342 325.0
350.0
370 375.0
388 400.0
40
Lampiran 2 (Lanjutan) Asam lemak bercabang (iso-C15) % 117
100.0
117
O Si
75.0
O
73
299
75 50.0
129 132 145
25.0 55
53 69 61 65
0.0
83 89 97
75.0
119
100.0
135 147 159 171 185
125.0
150.0
175.0
201 203 200.0
249 219 229 243 225.0
250.0
338 293 308 323 271 339 279 269 295 313 327 344 357 371 275.0
300.0
325.0
350.0
375.0
387 400.0
Asam lemak bercabang (anteiso-C15) % 117
100.0
117
O Si 75.0
299
O 73 75
50.0
129 132 145
55 25.0
69 53 61 62
0.0 50.0
83
75.0
97
118 111 146 159 171 185 123 135
100.0
125.0
150.0
175.0
257 271 202 215 229 243 258 269 285
201
200.0
225.0
250.0
275.0
314 302 313 324 300.0
325.0
351 350.0
369 383 394 375.0
400.0
41
Lampiran 3. Kromatogram biomarker asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur a.
C10 C16
C28
C20 C22
C14
C26 C24
C18
C12
C32
\
C30
C34
b. C18
C28 C26
C16 C14 C12
C30
C20 C24 C22
C32
C10
(a = bagian hilir Muara Sungai Somber (stasiun 1); b = bagian hulu Muara Sungai Somber (stasiun 2); = n-asam alkanoat; = asam lemak monounsaturasi; = asam lemak polyunsaturasi; = asam lemak bercabang).
42
Lampiran 4. Karakteristik asam lemak pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur No.
Senyawa
1 Iso/anteiso- C10 2 Asam dekanoat (n C10) 3 Iso/anteiso- C11 4 Asam henedekanoat (n C11)
Ion target Bagian Hilir Sungai Bagian Hulu Sungai (m/z) Somber (Stasiun 1) * Somber (Stasiun 2) * 117 1368208 117 117
3901243 -
7050132 1512034
117
-
1646913
5 Iso/anteiso- C12 6 Asam dodekanoat (n C12)
117
680708
1233469
117
17707718
29336954
8 Asam tridekanoat (n C13) 9 Iso/anteiso- C14 10 n- C14 : 1 11 Asam tetradekanoat (n C14) 12 Iso- C15 13 Anteiso- C15 14 Asam pentadekanoat (n C15)
117 117 117
6661980 16992729 6189682
3968154 19619263 11167217
117 117 117 117
41759853 13020252 16255002 14680358
78867145 45713758 35589010 31212598
15 16 17 18
Iso/anteiso- C16 n C16 : 1 n C16 : 1 n C16 : 1
117 117 117 117
9591454 13240430 3975236 -
21644894 48153218 12932148 6869280
19 20 21 22 23
n C16 : 1 Asam heksadekanoat/ palmitic (n C16) Iso- C17 Anteiso- C17 n C17 : 1
117 117 117 117 117
90534539 3353577 4825334 -
9424526 85458314 12379450 13773113 8985230
24 25 26 27
n C17 : 1 Asam heptadekanoat/ margaric (n C17) Iso/anteiso- C18 n C18 : 2
117 117 117 117
6326969 8252987
2069085 18296527 2565256 2124958
28 29 30 31
n C18 : 2 n C18 : 1 n C18 : 1 Asam oktadekanoat/ Stearic (n C18)
117 117 117 117
42923368 15971724 52379295
24371374 148169111 24128756 121524666
32 33 34 35 36
Iso/anteiso- C19 n C19 : 1 Asam nonadekanoat (n C19) Asam eikosanoat/ arachidic (n C20) Iso/anteiso- C21
117 117 117 117 117
6508206 -
569001 8011260 3900667 3335467 1998159
37 38 39 40
Asam heneikosanoat (n C21) n C22 : 1 Asam dokosanoat/ behenic (n C22) Asam trikosanoat (n C23)
117 117 117 117
3080272 13053973 4543165
5240927 6131663 33643637 11371638
41 Asam tetrakosanoat/ lignoceric (n C24) 42 Asam pentakosanoat (n C25)
117 117
12178281 2630232
56308949 11766498
43
Lampiran 4 (Lanjutan) No.
Senyawa
43 Asam heksakosanoat (n C26) 44 Asam heptakosanoat (n C27) 45 Asam oktakosanoat (n C28)
Ion target Bagian Hilir Sungai Bagian Hulu Sungai (m/z) Somber (Stasiun 1) * Somber (Stasiun 2) * 117 7982797 54184314 117 581092 9718655 117
4470220
73058077
46 Asam nonakosanoat (n C29) 47 Asam triakontanoat (n C30) 48 Asam hentriakontanoat (n C31)
117 117
2099339
24634484 39412898
117
-
8907404
49 Asam dotriakontanoat (n C32) 50 Asam tritriakontanoat (n C33) 51 Asam tetratriakontanoat (n C34) Total CPI 10-20
117 117
78171 -
8284735 303597
117
76266 446506452 7,502397133
1191936791 5,427880455
CPI 20-30
3,875400989
3,802977608
TARFA
0,164206343
0,947790215
CPI 10-20 = Carbon Preference Index dengan kisaran karbon homolog n-alkanoat nC10 - nC20; CPI 20-30 = Carbon Preference Index dengan kisaran karbon homolog n-alkanoat nC20 - nC30; TARFA = Terrestrial to Aquatic Ratio.
44
Lampiran 5. Beberapa spektra massa n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur n-heksadekanol, trimethylsilyl eter (nC16) %
75
75
100.0
O Si
299
75.0
[M+ - 15] 50.0
97
73 83 55
103
89
69
25.0 61
[M]+ = 314
91 101
53
111
81
126 134 143 151
0.0 75.0
100.0
125.0
150.0
167
184
261
213
175.0
200.0
225.0
250.0
283
322
275.0
300.0
325.0
350.0
n-dokosanol, trimethylsilyl eter (nC22) % 100.0 383
75
O
Si 75.0
[M+ - 15] 50.0 75 25.0 57 73 69 53 0.0 50.0
61
103 83 89 91 111 125 81 99 137 147 157165 181 192 208
75.0
100.0
125.0
150.0
175.0
200.0
[M]+ = 398 229 241 252 225.0
250.0
283 275.0
309 325 338 300.0
325.0
355 367 350.0
375.0
386
430 400.0
425.0
45
Lampiran 6. Kromatogram biomarker n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur a. Pt C18 DHP
C14
C28 C22 C24 C26
C16
Waktu (menit) b. Pt
C20
DHP C18 C28 C16 C22 C C26 24
C14
C30
Waktu (menit) (a = bagian hilir Muara Sungai Somber (stasiun 1); b = bagian hulu Muara Sungai Somber (stasiun 2); = n-alkanol; = DHP = Dihidrophytol; = Pt = Phytol).
46
Lampiran 7. Karakteristik biomarker n-alkanol pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur No.
Senyawa
1 n- tridekanol (n C13)
Ion target (m/z) 75
Bagian Hilir Sungai Bagian Hulu Sungai Somber (Stasiun 1) * Somber (Stasiun 2) * 0 340113
2 n- tetradekanol (n C14)
75
208465
177882
3 n- pentadekanol (n C15) 4 n- heksadekanol (n C16)
75 75
0 293214
75713 240159
5 n- oktadekanol (n C18) 6 n- eikosanol (n C20)
75 75
340477 0
304371 121012
7 n- dokosanol (n C22) 8 n- tetrakosanol (n C24)
75 75
1716505 1290706
1506391 886366
9 n- pentakosanol (n C25)
75
0
105613
10 n- heksakosanol (n C26) 11 n- heptakosanol (n C27)
75 75
1317643 0
1178353 37884
12 n- oktakosanol (n C28) 13 n- triakontanol (n C30)
75 75
1781732 0
1508803 644306
-
1,882801941
CPI10-20 CPI20-30
-
38,06749967
TAROH
8,750776891
8,548257228
* = luas area yang diperoleh dalam analisis GC-MS; CPI 10-20 = Carbon Preference Index dengan kisaran karbon homolog n-alkanol nC10 - nC20; CPI 20-30 = Carbon Preference Index dengan kisaran karbon homolog n-alkanol nC20 - nC30; TAROH = Terrestrial to Aquatic Ratio.
47
Lampiran 8. Beberapa spektra massa isoprenoid pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur Phytol (3,7,11,15 tetrametil 2 heksadekenol, trimethylsilyl eter) % 143
100.0
143
O Si 75.0
50.0
25.0
75 73
55 53
81 68 83
95
123 111 127
91
186
213
281 289
253
353
413
0.0 50
100
150
200
250
300
350
400
Dihidrophytol/ DHP (3,7,11,15 tetrametil heksadekanol, trimethylsilyl eter) % 73
100.0
57
57
O Si
75.0 355
69 83 75
50.0
147 281 25.0
58 63
401
145
91
207 109
134
151
220 239 215
179
342
270
413 431
0.0 50
100
150
200
250
300
350
400
48
Lampiran 9. Karakteristik biomarker isoprenoid pada sedimen Muara Sungai Somber, Balikpapan, Kalimantan Timur No.
Senyawa
1
Dihidrophytol
2
Phytol
Ion target (m/z) 57, 355 143
Bagian Hilir Sungai Somber (Stasiun 1) *
Bagian Hulu Sungai Somber (Stasiun 2) *
85934
258215
260786
201735
* = luas area yang diperoleh dalam analisis GC-MS.
49
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Palembang, Sumatera Selatan pada tanggal 8 Juni 1990 dari ayah KEMAS Ibrahim dan ibu Yunisa. Penulis merupakan putri kedua dari empat bersaudara. Penulis menyelesaikan pendidikan di Sekolah Menengah Umum Negeri 53 Jakarta Timur pada tahun 2008. Tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada program studi Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama kuliah di IPB, penulis aktif sebagai anggota Paduan Suara Mahasiswa (PSM) IPB Agria Swara. Penulis sudah mengikuti beberapa konser dan kompetisi paduan suara baik tingkat nasional maupun internasional dan memperoleh beberapa penghargaan bersama tim PSM IPB Agria Swara. Penulis aktif dalam kepengurusan PSM IPB Agria Swara divisi Pengembangan Sumber Daya Masyarakat (PSDM) pada tahun 2011. Penulis juga aktif dalam organisasi Himpunan Profesi Mahasiswa Ilmu dan Teknologi Kelautan (HIMITEKA) divisi kewirausahaan pada tahun 2009/2010. Selain itu, dalam beberapa kesempatan penulis ikut berpartisipasi dalam kepanitiaan di berbagai acara IPB. Untuk menyelesaikan studi dan memperoleh gelar Sarjana Ilmu Kelautan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, penulis menyusun skripsi yang berjudul “Karakteristik Asam Lemak dan Fraksi Polar pada Sedimen di Muara Sungai Somber, Teluk Balikpapan, Kalimantan Timur”.
