TINJAUAN PUSTAKA
Sungai Sungai adalah sumber daya alam, dimana pemanfaatan air di hulu akan mempengaruhi air di hilir. Pencemaran sungai di hulu akan menimbulkan bahaya social di hilir. Sungai merupakan kawasan yang rentan terhadap pencemaran air karena merupakan salah satu media pembuangan limbah, dan sangat rentan terhadap pencemaran. Hal ini pada akhirnya akan meningkatkan beban lingkungan pada wilayah sungai. Sungai mempunyai kapasitas untuk menerima daya tamping dan beban pencemaran. Daya tampung adalah kemampuan air pada suatu sumber air, untuk menerima masukan beban pencemaran tanpa mengakibatkan air tersebut menjadi tercemar (Azwir, 2006). Gambaran Umum Sungai Belumai 1. Letak dan Luas Daerah Aliran Sungai Belumai terbentang antara 3° 11' 19,97'' 28,23'' garis Lintang Utara dan meridian 98° 36' 59,79''
s/d3° 42'
s/d 98° 55' 04,26''
Bujur Timur dengan luas 78,660.59 Ha. Secara administrasi DAS Belumai berada pada 1 (satu) Kabupaten/ Kota yaitu Kabupaten Deli Serdang yang berbatasan : Sebelah Utara
: Selat Melaka
Sebelah Selatan
: Daerah Aliran Sungai Ular
Sebelah Barat
: Daerah Aliran Sungai Batang Kuis
Sebelah Timur
: Daerah Aliran Sungai Ular
2. Wilayah Sub DAS Berdasarkan Batas Administrasi
Universitas Sumatera Utara
Daerah Aliran Sungai (DAS) Belumai terbagi atas 6 (Enam) Sub DAS yang disajikan pada Table 1. Tabel 1. Luas Sub DAS di DAS Belumai Berdasarkan Wilayah Administrasi Sub DAS Sei Merah
Total Sub DAS Sei Merah Sei Tawang
Total Sub DAS Sei Tawang Batu Gingging
Kabupaten/ Kota Deli Serdang
Kecamatan Beringin Lubuk Pakam Pagar Merbau STM Hilir Tanjung Morawa
Deli Serdang
Deli Serdang
Bangun Purba Galang STM Hilir
1,659.85 412.96
STM Hulu Tanjung Morawa
691.56 1,482.61 9,000.04
Bangun Purba Galang Pagar Merbau STM Hulu Tanjung Morawa
8,860.31 7,124.35 978.02 6.90 486.02
TotalSub DAS Galang Serdang
4,753.05
17,455.60 Deli Serdang
Batang Kuis Sibiru-biru STM Hilir STM Hulu Tanjung Morawa
Total Sub DAS Belumai Galang
313.85 558.23 590.93 100.71 5,057.92 6,621.64
Total Sub DAS Batu Ginging Belumai
Luas (Ha)
426.09 405.34 16,364.17 7,600.95 3,197.07 27,993.61
Deli Serdang
Galang Lubuk Pakam Pagar Merbau
4,463.96 795.07 1,787.85 7,046.88
Deli Serdang
Batang Kuis Beringin Lubuk Pakam Pagar Merbau Tanjung Morawa
3,101.33 2,486.31 149.42 4,768.23 37.54
Total Sub DAS Serdang
10,542.82
Total DAS Belumai
78,660.59
Universitas Sumatera Utara
Sumber: BPDASWU (2002) Parameter Fisika Kimia Perairan a. Suhu Suhu suatu badan air dipengaruhi oleh musim, lintang (latitude), ketinggian dari permukaan laut (altidude), waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan, dan aliran serta kedalaman badan air. Peningkatan suhu menyebabkan penurunan larutan gas dalam air, misalnya gas O2, CO2, N2, CH4, dan sebagainya (Effendi, 2003). b. Ph Derajat keasaman merupakan gambaran jumlah aktivitas ion hidrogen dalam perairan. Secara umum nilai pH menggambarkan seberapa besar tingkat keasaman atau kebasaan suatu perairan. Perairan dengan nilai pH = 7 adalah netral, pH < 7 bersifat asam, sedangkan pada pH < 7 dikatakan kondisi perairan bersifat basa (Effendi, 2003). Nilai pH menyatakan nilai konsentrasi ion Hidrogen dalam suatu larutan dalam air yang bersih jumlah konsentrasi ion H+
dan OH- berada dalam
keseimbangan sehingga air yang bersih bereaksi netral. Organisme akuatik dapat hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan toleransi antara asam lemah dengan basa lemah. pH yang ideal umumnya berkisar 7-8, 5, kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme (Barus, 2001). c. DO Oksigen terlarut adalah oksigen terlarut dalam perairan merupakan faktor penting dalam suatu perairan. Sumber oksigen terlarut dalam air berasal dari
Universitas Sumatera Utara
difusi oksigen yang terdapat di atmosfer, arus atau aliran air melalui air hujan serta aktifitas - aktifitas fotosintesis oleh tumbuhan air dan fitoplankton (Novonty dan Olem, 1994). d. Kekeruhan Kekeruhan adalah gambaran sifat optik air dari suatu perairan yang ditentukan berdasarkan banyaknya sinar yang dipancarkan dan diserap oleh partikel – partikel yang ada dalam air tersebut. Kekeruhan dapat disebabkan oleh bahan – bahan tersuspensi yang bervariasi dari ukuran koloidal sampai disperse kasar, tergantung dari derajat turbulensinya. Kekeruhan disebabkan oleh bahan – bahan organic dan anorganik baik yang tersuspensi maupun yang terlarut, seperti lumpur, pasir halus, bahan anorganik dan bahan organik seperti plankton dan mikroorganisme lainnya (Saeni 1989). Kekeruhan berkorelasi negatif terhadap kecerahan. Ketika tingkat kekeruhan semakin tinggi maka tingkat kecerahan akan semakin rendah. Sumber Pencemar Kandungan logam dalam sungai berasal dari berbagai sumber, seperti batuan dan tanah; serta dari aktivitas manusia termasuk pembuangan limbah cair baik yang telah diolah maupun belum diolah ke badan air kemudian secara langsung dapat memapari air permukaan. Logam berat memasuki air alami dan menjadi bagian dari sistem suspensi air dan sedimen melalui proses absorpsi, presipitasi, dan pertukaran ion. Logam dalam sistem perairan menjadi bagian dari sistem air-sedimen dan distribusinya dikendalikan oleh kesetimbangan dinamik dan interaksi fisika-kimia, yang
Universitas Sumatera Utara
umumnya dipengaruhi oleh parameter pH, konsentrasi dan tipe senyawa, kondisi reduksi-oksidasi, dan bilangan oksidasi dari logam tersebut. Meskipun diketahui bahwa keberadaan logam berat di perairan merupakan hal alamiah yang terbatas dalam jumlah tertentu dalam kolom air, sedimen, dan lemak biota, tetapi keberadaan logam berat ini akan meningkat akibat masuknya limbah yang dihasilkan oleh industri-industri serta limbah yang berasal dari aktivitas lainnya (Andarani, 2009). Dalam hubungannya dengan kondisi morfologi dan hidrologi, materi terlarut seperti logam dapat terakumulasi sepanjang perairan, bahkan dapat terjadi beberapa kilometer setelah sumber polusi (Andarani, 2009). Timbal (Pb) Timbal (Pb) mempunyai berat atom 207,21; berat jenis 11,34; bersifat lunak serta berwarna biru atau silver abu - abu dengan kilau logam, nomor atom 82 mempunyai titik leleh 327,4 ºC dan titik didih 1.620 ºC. Timbal termasuk logam berat ”trace metals” karena mempunyai berat jenis lebih dari lima kali berat jenis air. Bentuk kimia senyawa Pb yang masuk ke dalam tubuh melalui makanan akan mengendap pada jaringan tubuh, dan sisanya akan terbuang bersama bahan sisa metabolisme. Timbal adalah sebuah unsur yang biasanya ditemukan di dalam batu batuan, tanah, tumbuhan dan hewan. Timbal 95% bersifat anorganik dan pada umumnya dalam bentuk garam anorganik yang umumnya kurang larut dalam air. Selebihnya berbentuk timbal organik. Timbal organik ditemukan dalam bentuk senyawa Tetra Ethyl Lead (TEL) dan Tetra Methyl Lead (TML). Jenis senyawa ini hampir tidak larut dalam air, namun dapat dengan mudah larut dalam pelarut
Universitas Sumatera Utara
organik misalnya dalam lipid. Waktu keberadaan timbal dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti arus angin dan curah hujan. Timbal tidak mengalami penguapan namun dapat ditemukan di udara sebagai partikel. Karena timbal merupakan sebuah unsur maka tidak mengalami degradasi (penguraian) dan tidak dapat dihancurkan. Timbal banyak dimanfaatkan oleh kehidupan manusia seperti sebagai bahan pembuat baterai, amunisi, produk logam (logam lembaran, solder, dan pipa), perlengkapan medis (penangkal radiasi dan alat bedah), cat, keramik, peralatan kegiatan ilmiah/praktek (papan sirkuit/CB untuk komputer) untuk campuran minyak bahan - bahan untuk meningkatkan nilai oktan. Konsentrasi timbal di lingkungan tergantung pada tingkat aktivitas manusia, misalnya di daerah industri, di jalan raya, dan tempat pembuangan sampah. Karena timbal banyak ditemukan di berbagai lingkungan maka timbal dapat memasuki tubuh melalui udara, air minum, makanan yang dimakan dan tanah pertanian (Sudarwin, 2008). Timbal di Perairan Timbal /timah hitam (Pb) pada perairan ditemukan dalam bentuk terlarut dan tersuspensi. Kelarutan timbal cukup rendah sehingga kadar timbal pada air relatif sedikit. Kadar dan toksitas timbal di pengaruhi oleh kesadahan, pH, alkalinitas dan kadar oksigen. Di perairan tawar timbal membentuk senyawa kompleks yang memiliki sifat kelarutan rendah dengan beberapa anion, misalnya hidroksida, karbonat, sulfide, dan sulfat (Effendi, 2003). Sumber utama adanya timbal di air berasal dari pembuangan limbah yang mengandung timbal. Salah satu industri yang dalam air limbahnya mengandung
Universitas Sumatera Utara
timbal adalah industri aki penyimpanan di mobil, di mana elektrodanya mengandung 93% timbal dalam bentuk timbal oksida (PbO2). Public Health Service Amerika Serikat menetapkan bahwa sumber-sumber air untuk masyarakat tidak boleh mengandung timbal lebih dari 0,05 mg/L, sedangkan WHO menetapkan batas timbal di dalam air sebesar 0,1 mg/L. Dalam mengkontaminasi sumber air, hampir semua timbal terdapat dalam sedimen, dan sebagian lagi larut dalam air (Fardiaz, 2001). Menurut Mukono (2002) di Amerika Serikat ditemukan kadar timbal dalam air minum mencapai 50 μg/l yang disebabkan oleh pemakaian tandon dan pipa air minum yang berlapiskan timbal. Indonesia juga mempunyai nilai ambang batas timbal untuk air bersih dan air minum berdasarkan Permenkes RI No. 416 tahun 1990 yaitu sebesar 0,05 mg/l (Evi naria, 2005). Logam berat PB, Hg dan Cd banyak digunakan dalam kegiatan perindustrian seperti pabrik tekstil, cat, farmasi, kimia, pestisida, deterjen percetakan dan lainnya. Timbal merupakan logam berat yang paling banyak ditemukan di alam, baik pada proses alami seperti kerusakan karena hujan dan angin, proses penuaan dan gunung berapi. Logam berat yang masuk ke dalam lingkungan perairan akan mengalami pengendapan, pengenceran dan dispersi, kemudian diserap oleh organisme - organisme yang hidup di perairan tersebut (Budiharjo, 1990). Senyawa timbal yang memasuki perairan dapat pula berasal dari tanah dan batuan yang secara alamiah mengandung timbal, daerah-daerah perindustrian, melalui gas buangan kendaraan bermotor, debu dan pembuangan limbah serta pipa yang digunakan untuk mengalirkan air minum (Ratmini, 2009)
Universitas Sumatera Utara
Pada perairan tawar bentuk Pb paling umum dijumpai adalah timbal karbonat dan kompleks timbal organik dan bentuk ion logam bebas jumlahnya sedikit. Penurunan pH air menyebabkan daya racun logam berat semakin besar, kesadahan tinggi dapat mengurangi toksisitas logam berat karena akan membentuk senyawa kompleks yang mengendap pada dasar perairan. Keracunan timbal terjadi karena kemampuannya merubah logam-logam penting; antara lain Ca, Fe dan Zn. Timbal berikatan dan berinteraksi dengan beberapa protein dan beberapa molekul dari logam tersebut, tetapi molekulmolekul yang dihasilkan berbeda fungsinya dan gagal untuk menghasilkan reaksi yang sama misalnya dalam produksi enzim penting dalam proses-proses biologis. Logam berat dapat masuk kedalam jaringan tubuh organisme air melalui rantai makanan, insang dan difusi melalui permukaan kulit. Akumulasi biologis dapat terjadi melalui absorbsi langsung terhadap logam berat yang terdapat dalam badan air, sehingga organisme air yang hidup dalam perairan tercemar berat oleh logam berat, jaringan tubuhnya akan mengandung kadar logam berat yang tinggi juga (Ratmini, 2009). Keracunan Pb akut atau kronis oleh senyawanya pada yang akut menyebabkan gastroenteritis berat dan encefalopati dan pada yang kronis menyebabkan anemia dan kerusakan saluran pencernakan dan sistim saraf yang disebut saturnisme, keracunan Pb dapat terjadi karena terhirupnya secara terus menerus debu, asap atau melalui makanan atau substansi lain yang mengandung Pb. Pada orang yang keracunan timbal terbentuk garis biru sepanjang gusi yang dikenal dengan “Burton’s line”. Kasus terkenal dari keracunan Pb adalah Ladwig
Universitas Sumatera Utara
van Beethoven yang menderita debilitasi yang kronis bertahun-tahun, ditemukan timbal didalam potongan tulang dan rambutnya (Ratmini, 2009). Sumber timbal bisa berasal dari kendaraan yang menggunakan bahan bakar bertimbal dan juga dari biji logam hasil pertambangan, peleburan, pabrik pembuatan timbal atau recycling industri, debu, tanah, cat, mainan, perhiasan, air minum, permen, keramik, obat tradisional dan kosmetik (Marchand dkk., 2011). Effendi (2000), menyatakan bahan pencemar memasuki badan air melalui berbagai cara seperti pembuangan limbah oleh industri, pertanian, domestik dan perkotaan, dan lain-lain. Palar (2004 dalam Rohmawati, 2007), juga menjelaskan logam-logam lingkungan perairan umumnya berada dalam bentuk ion. Ion-ion tersebut ada yang berupa ion bebas, pasangan ion organik, ion-ion kompleks dan bentukbentuk ion lainnya. Umumnya logam-logam yang terdapat dalam tanah dan perairan dalam bentuk persenyawaan, seperti senyawa hidroksida, senyawa oksida, senyawa karbonat dan senyawa sulfida. Senyawa-senyawa itu sangat mudah larut dalam air (Emiyarti, 2012). Menurut Darmono (2001 dalam Rohmawati, 2007), suatu perairan dikatakan memiliki tingkat polusi berat jika kandungan logam berat dalam air dan organisme yang hidup di dalamnya cukup tinggi. Pada tingkat polusi sedang, kandungan logam berat dalam air dan biota yang hidup di dalamnya berada dalam batas marjinal. Sedangkan pada tingkat nonpolusi, kandungan logam berat dalam air dan organisme yang hidup di dalamnya sangat rendah, bahkan tidak terdeteksi. Tembaga (Cu)
Universitas Sumatera Utara
Cu dalam perairan berasal dari erosi berbagai batuan mineral dan berbagai aktivitas manusia. Penggunaan Cu dalam industri umumnya dalam bentuk senyawa organik dan anorganik. Logam ini banyak di gunakan pada industri yang memproduksi alat-alat listrik, gelas, zat warna, fungisida, dan moluskisida (Darmono, 1995). Tembaga (Cu) merupakan logam berat yang dijumpai pada perairan alami dan merupakan unsur yang esensial bagi tumbuhan dan hewan. Pada perairan alami kadar tembaga biasanya < 0.02 mg/l (Moore, 1991 dalam Effendi, 2003). Logam Cu merupakan salah satu logam berat esensial untuk kehidupan makhluk hidup sebagai elemen mikro. Logam ini dibutuhkan sebagai unsur yang berperan dalam pembentukan enzim oksidatif dan pembentukan kompleks Cuprotein yang dibutuhkan untuk pembentukan hemoglobin, kolagen, pembuluh darah dan myelin (Darmono, 1995). Sebagai logam esensial, sifat toksik Cu baru akan bekerja dan memperlihatkan pengaruhnya bila logam ini sudah terkonsentrasi dalam tubuh organisme. Pada kerang, akumulasi Cu dapat menyebabkan warna dagingnya menjadi hijau-kebiruan (Haldstead, 1972). Logam Cu dapat terakumulasi dalam jaringan tubuh, maka apabila konsentrasinya cukup besar logam ini akan meracuni manusia tersebut. Pengaruh racun yang ditimbulkan dapat berupa muntah-muntah, rasa terbakar di daerah eksofagus dan lambung, kolik, diare, yang kemudian disusul dengan hipotensi, nekrosi hati dan koma (Supriharyono, 2000).
Universitas Sumatera Utara
