09e00101_analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di perairan...

ANALISIS KUALITAS AIR DAN HUBUNGANNYA DENGAN KEANEKARAGAMAN VEGETASI AKUATIK DI

PERAIRAN PARAPAT DANAU TOBA

T E S I S

Oleh

EVA FITRA 067030009/BIO

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N 2 0 0 8

Eva Fitra : Analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di Perairan parapat danau toba, 2008. USU Repository2008

ANALISIS KUALITAS AIR DAN HUBUNGANNYA DENGAN KEANEKARAGAMAN VEGETASI AKUATIK DI

PERAIRAN PARAPAT DANAU TOBA

TESIS

Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Biologi

pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh

EVA FITRA 067030009/BIO

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

M E D A N 2 0 0 8


Judul Tesis : ANALISIS KUALITAS AIR DAN HUBUNGANNYA DENGAN KEANEKARAGAMAN VEGETASI AKUATIK DI PERAIRAN PARAPAT DANAU TOBA

Nama Mahasiswa : Eva Fitra Nomor Pokok : 067030009 Program Studi : Biologi

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Ing. Ternala Alexander Barus, M.Sc) (Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS) Ketua Anggota Ketua Program Studi, Direktur, (Dr. Dwi Suryanto, M.Sc) (Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc) Tanggal lulus: 2 September 2008


4Telah diuji pada

Tanggal 2 September 2008

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua : Prof. Dr. Ing. Ternala Alexander Barus, M.Sc

Anggota : 1. Prof. Dr. Retno Widhiastuti, MS 2. Prof. Ir. Zulkifli Nasution, M.Sc, Ph.D 3. Dr.Dwi Suryanto, M.Sc


PERNYATAAN

T E S I S

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tesis ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Medan, 2 September 2008

Eva Fitra


ABSTRAK Analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik telah diteliti pada bulan Januari 2008-April 2008. Metode yang digunakan dalam menentukan lokasi pengambilan sampel adalah Purpose Random Sampling. Analisis kualitas air dilihat dari kandungan faktor fisik kimia air yang dianalisis di Puslit SDAL Universitas Sumatera Utara. Identifikasi sampel vegetasi akuatik dilakukan di Laboraturium Ekologi FMIPA Universitas Sumatera Utara Hasil penelitan menunjukkan sifat fisika kimia perairan Danau Toba (BOD5, COD, fosfat,NO3-N, Amonia) berdasarkan PP No 82 tahun 2001,telah melewati ambang batas baku mutu air untuk golongan I sehingga perairan Danau Toba khususnya kawasan Parapat tercemar sedang sampai berat sehingga tidak layak di jadikan sebagai sumber air minum. Di perairan Danau Toba ditemukan 8 spesies vegetasi akuatik yaitu Eichhornia crassipes, Nelumbo lutea, Peltandra virginica, Hydrilla verticillata, Pistia stratiodes, Ipomoea aquatica, Marsilea villosa dan Typha angustifolia. Analisis persentase dari kerapatan dan frekwensi kehadiran diperoleh hasil bahwa spesies yang dominan di perairan Danau Toba adalah Hydrilla verticillata dengan Indeks Nilai Penting berkisar 80,04% sampai 81,88%. Indeks keanekaragaman vegetasi akuatik diperoleh nilai berkisar 1,06 1,33, Indeks keseragaman 0,68 0,97, Indeks similaritas sebesar 40%. Hasil uji korelasi Pearson menunjukkan bahwa COD, temperatur dan amonia berpengaruh nyata terhadap keanekaragaman vegetasi akuatik yang terdapat di perairan Danau Toba. Kata Kunci : Kualitas air, Keanekaragaman, Vegetasi, Danau


ABSTRACT

The analysis of water quality and the correlation with the aquatic vegetation diversity has been analyzed in January 2008-April 2008. The method in determining the sample location is Purpose Random Sampling. The analysis of water quality can bee seen based on the physical-chemical content which analyzed in The Center of Environment Effect (PUSLITDAL) and identification of aquatic vegetation sample perform in the Ecology laboratory of FMIPA North Sumatera University.

The result of this research showed physicalchemical nature of Lake Toba Waterway (BOD5, COD, Phosphate, NO3-N, Ammonia) based on PP No. 82 year 2001, has passed the threshold of water quality for Type 1 therefore the Lake Toba Waterway particularly Parapat area included in middle and high polluted and cannot be used as drinking water.

In Lake Toba Waterway showed 8 species aquatic vegetation such as, Eichhornia crassipes, Nelumbo lutea, Peltandra virginica, Hydrilla verticillata, Pistia stratiodes, Ipomoea aquatica, Marsilea villosa and Typha angustifolia.

The analysis percentage of density and presentation frequency showed result that dominant species in Lake Toba Waterway is Hydrilla verticillata (with Importance Value Index about 80, 04% to 81, 88%. The aquatic vegetation diversity Index get value for about 1, 06 1, 33. Diversity index 0, 68 0, 97. Similarity index for about 40%. The result of Pearson correlation test showed that COD, temperature, ammonia correlated or same course with real effect toward of aquatic vegetation diversity in Lake Toba Waterway. Keywords : Water Quality, Diversity, Vegetation, Lake


KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang dengan Ridho-Nya penulis dapat

menyelesaikan penelitian Analisis Kualitas Air dan Hubungannya dengan

Keanekaragaman Vegetasi Akuatik di Perairan Parapat Danau Toba, dibuat

sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Magister

Biologi Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara Medan.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada Prof.Dr.Ing.Ternala Alexander

Barus, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I dan Prof.Dr.Retno Widhiastuti, MS

sebagai Dosen Pembimbing II yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan

selama penulis melaksanakan penelitian sampai selesainya penyusunan hasil

penelitian ini.

Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc sebagai ketua Program Studi Magister Biologi

2. Prof. Ir. Zulkifli Nasution M.Sc, Ph.D sebagai penguji yang telah banyak

memberikan arahan dan masukan dalam penyempurnaan penyusunan hasil

penelitian ini.

3. Seluruh Dosen dan staff pengajar di Sekolah Pascasarjana jurusan Biologi yang

telah membekali penulis dengan berbagai disiplin ilmu

4. Gubernur Propinsi Sumatera Utara dan Ketua Bapeda Sumatera Utara yang telah

memberikan beasiswa S-2 kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

studi S2.


5. Suami (Ifwandi), Ibunda (Sartini), serta anak-anak tercinta (Yona, Bayu, Amel)

yang telah memberikan doa dan semangatnya.

6. Dr.Rer.Nat Binari Manurung, MSi. dan Keluarga yang telah memberikan

masukan dalam penyelesaian penulisan tesis

7. Keluarga Besar Unit SMA Negeri 19 Medan

8. Bapak Drs.H.Paimin yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk

melanjutkan pendidikan S2

9. Teman-teman dalam tim penelitian dan adik-adik mahasiswa S1 Departemen

Biologi FMIPA USU Medan yang telah meluangkan waktunya menemani penulis

sejak awal survei sampai pada saat penelitian.

Akhir kata semoga Allah selalu memberikan rahmatnya dalam kita mengejar ilmu dan semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi kita semua.

Terima kasih

Medan, Agustus 2008 Penulis

Eva Fitra


RIWAYAT HIDUP

EVA FITRA lahir pada tanggal 10 April 1970 di Payakumbuh, Sumatera

Barat, anak dari pasangan H. Muhammad Yasin dan Sartini. Penulis merupakan anak

ke-3 dari tiga bersaudara.

Pada tahun 1983 penulis menamatkan pendidikan dasarnya pada SD Negeri 8

Payakumbuh, kemudian melanjutkan pendidikannya ke SMP Negeri 3 Medan sampai

tahun 1986. Setelah tamat kemudian melanjutkan ke SMA Negeri 5 Medan sampai

tahun 1989. Tahun 1989 penulis melanjutkan ke IKIP Negeri Medan mengambil

program S1 Jurusan Pendidikan Biologi dan tamat tahun 1994. Pada bulan Desember

1994 penulis diangkat menjadi Pegawai Negeri Sipil, ditugaskan di SMA Negeri 1

Hinai Kabupaten Langkat. Penulis mengajar di Hinai sampai tahun 2005, lalu pindah

ke SMA Negeri 19 Medan dan bertugas disana sampai sekarang.

Tahun 2006 penulis mendapat beasiswa dari Pemerintah Propinsi Sumatera

Utara untuk melanjutkan pendidikan S2 dengan Program Studi Biologi di Sekolah

Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.


DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK i ABSTRACT..................................................................................................... ii KATA PENGANTAR..................................................................................... iii RIWAYAT HIDUP ......................................................................................... v DAFTAR ISI ................................................................................................... vi DAFTAR TABEL .......................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR....................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... x BAB I PENDAHULUAN......................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................ 1 1.2. Perumusan Masalah ................................................................ 4 1.3. Tujuan Penelitian .................................................................... 4 1.4. Manfaat Penelitian .................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................... 6

2.1. Ekosistem Danau..................................................................... 6 2.2. Ekosistem Danau Toba ........................................................... 9 2.3. Vegetasi Akuatik (Makrohidrofita)......................................... 12 2.4. Faktor-Faktor Fisik dan Kimia yang Mempengaruhi Kualitas Air ........................................................................................... 13

BAB III BAHAN DAN METODE............................................................. 20

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ................................................. 20 3.2 Pengukuran Faktor Fisik Kimia Air ........................................ 21 3.3 Penentuan Status Mutu Air dengan Metode Storet ................. 24 3.4 Pengambilan Sampel Tumbuhan................................................ 25 3.5 Analisis Data.............................................................................. 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................... 32

4.1. Sifat Fisika dan Kimia Perairan .............................................. 32 4.2. Sifat Fisika-Kimia Perairan Danau Toba Berdasarkan Metode Storet .......................................................................... 46


4.3. Coliform Perairan Danau Toba ............................................... 48 4.4. Keanekaragaman Vegetasi Akuatik Hasil Penelitian.............. 50 4.5. Nilai Kerapatan Populasi Tumbuhan (KP), Kerapatan Relatif (KR), Frekuensi Kehadiran (FK) dan Nilai Penting (NP)....... 59 4.6. Nilai Keanekaragaman (H) dan Keseragaman (E) dan Uji Perbedaan Keanekaragaman (Uji t Hutcheson).................... 61 4.7. Indeks Similaritas (IS) ............................................................ 63 4.8. Nilai Analisis Korelasi Pearson antara Faktor Fisika-Kimia dengan Indeks Keanekaragaman Vegetasi Akuatik................ 64

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 67

5.1. Kesimpulan ............................................................................. 67 5.2. Saran ....................................................................................... 68

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 69


DAFTAR TABEL

No. Judul Halaman

3.1. Berbagai Parameter Fisika-Kimia yang Diukur ................................ 23 3.2. Penentuan Sistem Nilai untuk Menentukan Status Mutu Air............ 25 4.1. Hasil Pengukuran Faktor Fisika-Kimia Perairan Danau Toba pada Tiga Stasiun Pengamatan. ......................................................... 32 4.2 Nilai Perbandingan Parameter Fisika Kimia Ketiga Stasiun Pengamatan Berdasarkan Uji Kruskal Wallis .................................. 33 4.3 Ratio Nilai Rata-Rata BOD5 : COD yang Diukur pada Tiga Stasiun Pengamatan........................................................................................ 39 4.4 Kondisi Fisika-Kimia Air Yang Terdapat di Perairan Danau Toba Menurut Metode Storet...................................................................... 47 4.5. Hasil Uji Coliform pada Tiga Stasiun Penelitian di Perairan Danau Toba ...................................................................................... 49 4.6. Keanekaragaman Jenis Vegetasi Akuatik Pada Tiga Stasiun Pengamatan di Perairan Danau Toba ............................................... 50 4.7. Nilai Kerapatan Populasi (KP Ind/m2) Kerapatan Relatif (KR%), Frekuensi Kehadiran (FK%) dan Nilai Pentintg (NP)...................... 59 4.8. Nilai Keanekaragaman (H) dan Keseragaman (E) dari Komunitas Vegetasi Akuatik pada Setiap Stasiun Pengamatan ....... 62 4.9. Nilai th Pada Uji Perbedaan Keanekaragaman Vegetasi Akuatik Antar Tiga Stasiun Pengamatan ....................................................... 63 4.10. Indeks Similaritas Antar Stasiun Pengamatan................................... 63 4.11. Hasil Analisis Korelasi Pearson Antara Sifat Fisika-Kimia Perairan Danau Toba dengan Keanekaragman Vegetasi Akuatik ... 65


DAFTAR GAMBAR

No. Judul Halaman

2.1. Penampang Suatu Ekosistem Danau .................................................. 7

4.1. Eichhornia crassipes................ ................................................. 52

4.2. Nelumbo lutea ........................................................................... 53

4.3. Peltandra virginica.................................................................... 54

4.4. Hydrilla verticillata ................................................................... 55

4.5. Pistia stratiodes......................................................................... 55

4.6. Ipomoea aquatica ...................................................................... 57

4.7. Marsilea villosa......................................................................... 57

4.8. Typha angustifolia ..................................................................... 58


DAFTAR LAMPIRAN

No. Judul Halaman

1 Data Vegetasi Akuatik di Perairan Danau Toba................................. 72

2 Contoh Perhitungan (KP, KR, FM, FR, INP, H dan IS) ................... 74

3 Peta Lokasi Penelitian ........................................................................ 79

4 Foto-foto Hasil Penelitian................................................................... 80

5 Tabel Uji Korelasi Pearson................................................................. 84

6 Hasil Uji Faktor Fisika Kimia dari Laboratorium Kimia Puslit USU 85 7 Hasil Uji Colifecal dari Laboratorium Mikrobiologi USU ................ 86

8 PP No.82 Tahun 2001 Tentang Baku Mutu Air Golongan I .............. 88

9 Cara Kerja Metode MPN (Most Probability Number) ....................... 90


17

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Danau Toba merupakan danau terbesar di Indonesia yang terbentuk secara

Vulkono-Tektonik, terletak di pegunungan Bukit Barisan. Luas permukaan danau

+1.100 km2 dengan total volume air +1.258 km3. Perairan terdalam berkisar 499 m

dan berada pada ketinggian 995 m di atas permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan

gunung-gunung dengan ketinggian maksimal 2.1257 m. Danau Toba terletak antara

20-30 LU dan 980-990 BT. Dasar danau kebanyakan terdiri dari batu-batu, pasir dan

pada bagian tertentu terdapat endapan lumpur (Ondara, 1969 dalam Eyanoer et al,

1980).

Danau Toba merupakan fungsi sumberdaya air yang mempunyai nilai sangat

penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta ekonomi. Hal ini berkaitan

dengan fungsi Danau Toba sebagai habitat berbagai organisme air, sebagai sumber air

minum bagi masyarakat sekitar, sebagai tempat penangkapan ikan dan budidaya ikan

dalam keramba jaring apung, kegiatan transportasi air, menunjang berbagai jenis

industri seperti kebutuhan air untuk industri pembangkit listrik Sigura-Gura dan

Asahan. Tak kalah pentingnya adalah fungsi Danau Toba sebagai kawasan wisata

yang sudah terkenal ke mancanegara dan sangat potensial untuk pengembangan

pariwisata di Provinsi Sumatera Utara.

1 Eva Fitra : Analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di Perairan parapat danau toba, 2008. USU Repository2008

Pemanfaatan air Danau Toba yang sangat beragam di satu sisi membutuhkan

kualitas air danau yang baik serta memenuhi persyaratan tertentu. Sebaliknya

pemanfaatan danau bagi berbagai aktivitas masyarakat tersebut juga memberikan

imbas terhadap penurunan kualitas airnya, dimana Danau Toba juga digunakan

sebagai tempat membuang berbagai jenis limbah yang dihasilkan dari kegiatan

pertanian di sekitar Danau Toba, limbah domestik dari pemukiman dan perhotelan,

limbah nutrisi dari sisa pakan ikan yang tidak habis dikonsumsi oleh ikan yang

dibudidayakan, limbah pariwisata dan transportasi air.

Dari berbagai penelitian di Danau Toba memberikan indikasi telah terjadi

penurunan kualitas air di lokasi-lokasi yang terkena dampak kegiatan masyarakat.

Hasil analisis laboratorium terhadap sampel air danau yang diambil pada waktu

terjadinya kematian massal ikan mas di perairan Haranggaol Danau Toba pada bulan

November 2004 menunjukkan bahwa nilai kelarutan oksigen (DO) telah turun pada

nilai yang sangat rendah yaitu sebesar 2,95 mg/l, hal ini menunjukkan bahwa

ketersediaan oksigen sudah sangat terbatas. Selanjutnya nilai BOD (Biochemical

Oxygen Demand) sebesar 14 mg/l memberikan indikasi tingginya bahan organik di

dalam air. Bahan organik tersebut kemungkinan berasal dari sisa pakan yang tidak

habis dikonsumsi oleh ikan budidaya. Demikian juga konsentrasi zat-zat nutrisi

seperti nitrogen dan fosfor telah jauh melebihi ambang batas yang ditetapkan (Barus,

2007).


Penelitian yang dilakukan oleh Terangna et al, (2002) dalam Barus (2007)

tentang sifat fisik, kimia air di ekosistem Danau Toba menunjukkan bahwa lokasi

yang berada di tengah danau (sekitar 500 m dari pinggir danau) masih bersifat

oligotrofik (miskin zat hara). Hal tersebut ditandai dengan kandungan nutrisi yang

rendah, kecerahan air mencapai 11-14 m dari kadar oksigen masih terdeteksi sampai

ke dasar danau dengan kedalaman lebih dari 200 m. Pada lokasi yang dekat dengan

pemukiman dan lokasi budidaya ikan dalam jaring apung terdeteksi memiliki kadar

nutrisi yang tinggi yang ditandai dengan pertumbuhan eceng gondok yang cukup

subur.

Penurunan kualitas air akan menyebabkan terjadinya perubahan ekologis pada

perairan Danau Toba, yang memberikan pengaruh terhadap keanekaragaman

organisme yang hidup di dalamnya. Keanekaragaman spesies dapat dijadikan

sebagai indikator kualitas air. Suatu komunitas dikatakan memiliki

keanekaragaman spesies yang tinggi bila terdapat banyak spesies dengan jumlah

individu masing-masing species relatif merata. Bila suatu komunitas hanya terdiri

dari sedikit spesies dengan jumlah individu yang tidak merata maka komunitas

tersebut mempunyai keanekaragaman yang rendah dan itu menjadi indikasi bahwa

suatu perairan telah tercemar.

Vegetasi akuatik sebagai salah satu komponen komunitas Danau Toba juga

dapat memberikan petunjuk tentang kualitas danau tersebut. Secara kasat mata, di

beberapa kawasan Danau Toba kita bisa melihat tumbuhnya berbagai jenis tumbuhan

air terutama eceng gondok (Eichhornia crassipes) yang telah menutupi lapisan


permukaan danau. Hal ini terjadi akibat proses eutrofikasi (pengayaharaan) yang

merupakan suatu gejala peningkatan unsur hara terutama nitrogen dan fosfor

sehingga terjadi ledakan populasi vegetasi air (blooming). Sejauh ini belum ada

penelitian tentang hubungan kualitas air dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di

perairan Danau Toba khususnya kawasan Parapat, sehubungan dengan hal tersebut

penelitian ini perlu dilakukan.

1.2. Perumusan Masalah

Danau Toba merupakan salah satu perairan yang umum digunakan untuk

berbagai aktivitas masyarakat seperti industri, pemukiman, perikanan, dan pariwisata.

Pemanfaatan tersebut menyebabkan terjadinya perubahan kualitas air yang

berdampak pada kehidupan organisme perairan termasuk vegetasi akuatik. Sejauh ini

belum diketahui bagaimana hubungan antara kualitas air dengan keanekaragaman

vegetasi akuatik yang terdapat di perairan Danau Toba.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kualitas perairan Danau Toba

khususnya kawasan Parapat serta hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi

akuatik.


1.4. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini dapat diperoleh gambaran tentang kualitas air di perairan

Parapat Danau Toba. Dari data yang didapatkan di lapangan diharapkan dapat

memberikan informasi yang berguna bagi instansi yang memiliki kewenangan dalam

pengelolaan perairan Danau Toba.


22

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Ekosistem Danau

Lebih kurang tiga perempat bagian dari permukaan bumi tertutup air. Dari

segi ekosistem perairan dapat dibedakan menjadi air tawar, air laut dan air payau

seperti terdapat di muara sungai yang besar. Dari ketiga ekosistem perairan tersebut,

air laut dan air payau merupakan bagian terbesar yaitu lebih dari 97%. Walaupun

habitat air tawar menempati bagian yang sangat kecil, namun sangat penting bagi

manusia sebagai sistem pembuangan (Michael, 1994).

Sebagian besar air tawar yang ada di permukaan bumi tersimpan dalam

bentuk massa es yang sangat besar di daerah kutub dan sebagai gletser di daerah

pegunungan tinggi. Selain itu, air tawar juga terdapat dalam tanah yang muncul

sebagai mata air, mengalir di permukaan sebagai sungai, dan menggenang dalam

danau dan kolam yang jumlahnya + 0,3% dari total volume air. Jumlah yang sedikit

inilah yang dapat dimanfaatkan langsung oleh manusia dan jasad hidup lainnya

(Barus, 2007).

Ekosistem air tawar dibagi menjadi 2 jenis yaitu air diam misalnya kolam, danau

dan waduk, serta air yang mengalir seperti misalnya sungai. Air diam digolongkan

sebagai perairan lentik, sedangkan air yang mengalir deras disebut lotik. Perairan

lentik atau perairan menggenang dapat dibedakan menjadi tiga bentuk yaitu rawa,

danau dan waduk (Barus, 2004).

6 Eva Fitra : Analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di Perairan parapat danau toba, 2008. USU Repository2008

23

Suatu perairan disebut rawa bila perairan tersebut dangkal dengan tepi yang

landai serta dipenuhi oleh tumbuhan air. Perairan disebut waduk bila terbentuk akibat

pembendungan sungai. Perairan disebut danau bila perairan itu dalam dengan tepi

yang umumnya curam. Air danau biasanya bersifat jernih dan keberadaan tumbuhan

air terbatas hanya pada daerah pinggir saja. Berdasarkan proses terjadinya danau

dikenal dengan danau tektonik (terjadi akibat gempa) dan danau vulkanik (akibat

aktivitas gunung berapi). Danau tektonik umumnya sangat dalam sedangkan danau

vulkanik umumnya memiliki sumber air atau gas panas (Barus, 2004).

Ekosistem danau dapat dibedakan menjadi beberapa bagian yaitu seperti

Gambar 2.1 berikut ini.

Zona Limnetik

Batas Penetrasi Cahaya

Zona Profundal

Fotik

Afotik

Zona Litoral

Benthal

Sumber : Barus (2004)

Gambar 2.1. Penampang Suatu Ekosistem Danau


Benthal merupakan zona substrat dasar yang dibagi menjadi zona litoral dan

zona profundal. Litoral adalah zona yang masih dapat ditembus oleh cahaya matahari

sedangkan zona profundal adalah bagian perairan yang dalam dan tidak dapat

ditembus oleh cahaya matahari (Barus, 2004).

Zona perairan bebas sampai ke wilayah tepi yang merupakan habitat nekton

dan plankton disebut zona plagial. Selanjutnya dikenal zona pleustal yaitu zona pada

permukaan air yang merupakan habitat kelompok nueston dan pleuston. Berdasarkan

pada daya tembus cahaya matahari ke dalam lapisan air, dapat dibedakan antara zona

fotik di bagian atas yaitu zona yang dapat ditembus cahaya matahari dan zona afotik

di bagian bawah yaitu zona yang tidak ditembus cahaya matahari (Barus, 2004).

Payne (1986) mengatakan, air danau bersumber dari air hujan yang turun di

sekitar permukaan danau, air sungai yang mengalir ke danau dan air tanah yang

berada di sekitar danau tersebut. Kehilangan air danau disebabkan oleh evaporasi,

pemakaian air danau untuk aktivitas pertanian di sekitar danau dan juga disalurkan

melalui sungai.

Berdasarkan kandungan nutrisinya, Welch (1980) menggolongkan danau

menjadi 3 jenis, yaitu :

a. Danau Oligotropik, yaitu danau yang sangat dalam, miskin akan nutrient (bahan

organik yang tersuspensi) di dasar perairan seperti kalsium, nitrogen dan fosfor,

material humus sangat rendah atau bahkan tidak ada sama sekali, kandungan

oksigennya tinggi dan merata di setiap kedalaman serta banyak ditumbuhi oleh

tumbuhan air yang besar (makrohidrofita).


b. Danau Eutropik, merupakan danau yang relatif dangkal, kaya akan nutrisi seperti

kalsium, nitrogen dan fosfor, oksigen terlarut pada stratifikasi kedalaman sangat

bervariasi, rendah atau tidak ada sama sekali, dan biasanya sangat padat ditumbuhi

oleh tumbuhan makrohidrofita.

c. Danau Distropik, merupakan danau yang dangkal dan temperatur bervariasi,

sedikit mengandung nutrien, material humus sangat banyak, oksigen terlarut

hampir tidak ada pada daerah-daerah yang dalam dan sedikit dijumpai tumbuhan

air yang besar-besar.

2.2. Ekosistem Danau Toba

Danau Toba dilihat dari asal proses terbentuknya merupakan danau volcano-

tektonik yang menurut Van Bemmelen (1949) dikatakan terbentuknya akibat

proses tanah terban yang terjadi karena bagian kedalamannya yang berupa magma

naik ke permukaan melalui celah tektonik membentuk gunung api. Ruang yang

ditinggalkan oleh magma membentuk rongga di dalam kerak bumi dan kemudian

beban di permukaannya mengalami terban dan terpotong menjadi beberapa bagian.

Bagian yang cukup besar berada pada bagian tengah dengan posisi miring ke arah

barat berupa pulau Samosir, dan bagian lain yang posisinya lebih rendah

selanjutnya tergenang air permukaan membentuk danau. Erupsi magma di bagian

barat yang muncul ke permukaan membentuk gunung api Pusuk Bukit (1981 m)

sedangkan di sekeliling bagian yang terban terbentuk dinding terjal atau caldera

rim. Luas keseluruhan danau termasuk pulau Samosir adalah 1.810 kilometer

persegi, dengan luas danau lebih dari 1.100 kilometer (Bapedalda Sumut, 2000).


Ukuran panjang Danau Toba lebih dari 87 kilometer dengan lebar maksimum

31,5 kilometer. Permukaan air danau berada pada elevasi + 905 meter di atas

permukaan laut, dikelilingi oleh tebing dan gunung-gunung dengan ketinggian

maksimal 2.157 meter (Dalok Uludarat). Kedalaman air danau diukur pada penelitian

ini dengan kedalaman 499 meter dan menurut informasi ada beberapa tempat yang

kedalamannya lebih dari 1.000 meter (Bapedalda Sumut, 2000).

Batuan penyusun di sekeliling danau terutama adalah bahan volkanik dari

jenis Rio-dasit, Breksi volkanik dan Tuff, sedangkan di sisi bagian timur sebelah

utara kota wisata Prapat terdapat Batu Marmer. Pada sisi barat laut di selatan

Tongging terdapat Batu liat (clay stone) dan skis, sedangkan pada pulau Samosir

sebagian besar terdiri atas batu liat diatomae, Tuff, batu pasir. Hasil pelapukan batuan

tersebut membentuk tanah Andosol, mediteran, dan Alivial, dengan tekstur terutama

geluk berdebu dan geluk pasiran. Tanah Aluvial berada di bagian tenggara dan

selatan yaitu di wilayah Porsea, Laguboti, dan Balige. Tanah Andosol berada di

dataran tinggi seperti Tanah Karo di bagian utara (Purba, Saribu Dolok, dan Merek)

di selatan Tele di bagian barat, dan Litongnihuta - Silanduk di bagian selatan dekat

Siborong-borong. Pada lereng-lereng terjal memiliki jenis tanah Lotosol (Bapedalda

Sumut, 2000).

Penutup lahan yang dominan di daerah penangkap air di sekitar danau

Samosir adalah rumpur (89.562 ha), perladangan (8.069 ha), hutan dan semak (+

56.000 ha), sawah dan lahan budidaya lain (+ 30.000 ha). Secara adminsitratif

wilayah ini termasuk ke dalam 5 kabupaten yaitu (1) Karo, (2) Dairi, (3) Simalungun,

(4) Toba-Samosir, (5) Tapanuli Utara, dengan penduduk yang dominan adalah suku


Batak. Iklim yang sejuk dengan panorama indah dan adat istiadat spesifik menjadikan

wilayah ini sebagai tujuan wisata sejak sebelum terbentuknya pemerintahan Republik

Indonesia (Bapedalda Sumut, 2000).

Danau Toba ini merupakan sumber daya air yang mempunyai nilai sangat

penting ditinjau dari fungsi ekologi, hidrologi serta fungsi ekonomi. Hal ini berkaitan

dengan fungsi danau sebagai habitat berbagai jenis organisme air, sebagai sumber air

minum bagi masyarakat sekitarnya, sebagai sumber air untuk kegiatan pertanian dan

budidaya perikanan serta menunjang berbagai jenis kegiatan industri. Tak kalah

penting adalah fungsi Danau Toba sebagai kawasan wisata yang sudah terkenal ke

mancanegara dan sangat potensial untuk pengembangan kepariwisataan di Sumatera

Utara (Barus, 2007).

Secara umum kondisi perairan Danau Toba masih tergolong Oligotropik

(miskin zat hara). Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa pada lokasi yang

terletak di tengah danau (sekitar 500 m dari pinggir danau), kecerahan air mencapai

11-14m dengan kandungan nutrisi dalam air masih rendah dan kadar oksigen masih

terdeteksi sampai ke dasar danau pada kedalaman antara 200 500 m. Pada bagian

pinggir Danau Toba yang dekat dengan pemukiman dan aktivitas penduduk serta

lokasi budidaya ikan dalam jarring apung terdeteksi kadar nutrisi yang tinggi. Secara

kasat mata di beberapa kawasan pinggiran Danau Toba kita bisa melihat tumbuhnya

berbagai jenis tumbuhan air terutama jenis eceng gondok (Eichhornia crassipes) yang

telah menutupi lapisan permukaan danau. Hal ini terjadi akibat proses eutrofikasi

(pengayaharaan) yang merupakan suatu gejala peningkatan unsur hara, terutama

fosfor dan nitrogen di suatu ekosistem air (Barus, 2007).


2.3. Vegetasi Akuatik (Makrohidrofita)

Komunitas vegetasi sering merupakan suatu sistem organisasi yang kompleks,

terdiri dari kelompok-kelompok tumbuhan dari tingkatan yang berbeda dalam

adaptasinya terhadap cahaya dan substrat dan berbeda tanggapannya terhadap musim.

Perbedaan beberapa tipe komunitas dalam suatu hamparan wilayah jarang terlihat

terpisah-pisah secara jelas, mereka seolah-olah menyatu dalam suatu spektrum

ekologi yang terdiri dari atas spesies dan bentuk hidup. Makin kecil perbedaan

transisi yang terjadi antara komunitas, makin kabur zonasi vegetasi yang tampak.

Dengan kenyataan ini, maka ditinjau dari sudut ekologis, maka pembagian tumbuhan

air terutana makrohidrofita berdasarkan atas bentuk hidupnya mempunyai arti yang

cukup penting. Kebanyakan komunitas makrohidrofita tidak dapat dibedakan bila

hanya ditinjau dari komposisi floristiknya saja, karena banyak dari anggota

speciesnya mempunyai penyebaran yang sangat luas, baik ditinjau secara geografis

maupun ekologis, sedangkan suatu bentuk hidup atau gabungan bentuk hidup

tumbuhan sering menguasai suatu komunitas makrohidrofita, sehingga dengan

demikian secara sendiri-sendiri atau bersama-sama dengan komposisi floristiknya

dapat digunakan untuk menentukan ciri komunitas makrohidrofita tersebut (Sarjono,

1982).

Menurut Mitchell (1974) makrohidrofita dibedakan dalam 4 bentuk hidup,

yaitu :

1. Makrohidrofita terapung bebas yaitu tumbuhan berakar tetapi hidup terapung di

permukaan air.


2. Makrohidrofita berdaun terapung yaitu tumbuhan berakar di dasar badan perairan

dengan daunnya terapung di permukaan air.

3. Makrohidrofita tenggelam yaitu seluruh tubuh tumbuhan berada di dalam air, dan

akarnya umumnya masuk ke dasar badan perairan. Termasuk ke dalam golongan

ini makrohidrofita yang tidak mempunyai akar dan hidup melayang di dalam air.

4. Makrohidrofita yang muncul di atas permukaan, hidup tumbuh di dasar perairan

dan sebagian dari tubuhnya muncul di atas permukaan air.

Menurut Spence (1971) dalam Sarjono (1982) di beberapa danau di

Skotlandia, mencatat bahwa kedalaman dan gerakan air serta kondisi substrat dan

kelandaian dasar suatu danau mempunyai peranan penting terhadap penyerbukan dari

species makrohidrofita yang muncul di atas permukaan air, yang berdaun terapung

dan yang tenggelam pada danau itu.

2.4. Faktor-Faktor Fisik dan Kimia yang Mempengaruhi Kualitas Air

1. Temperatur

Temperatur air merupakan pembatas utama pada suatu perairan karena

organisme akuatik seringkali mempunyai toleransi yang sempit terhadap perubahan-

perubahan temperatur. Menurut hukum Vants Hoffs, kenaikan temperatur sebesar

100C akan menaikkan metabolisme 2-3 kali lipat. Akibat meningkatnya laju respirasi

akan menyebabkan konsumsi oksigen meningkat. Dengan naiknya temperatur akan

menyebabkan kelarutan oksigen dalam air menjadi berkurang (Barus, 1996).


Pola temperatur di suatu ekosistem danau akan mengalami fluktuasi secara vertikal

sesuai dengan kedalaman lapisan air dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari

tahunan, letak geografis serta ketinggian danau di atas permukaan laut, pertukaran

panas antara air dengan udara sekelilingnya dan juga faktor kanopi (penutup

vegetasi) dari pepohonan yang tumbuh di tepi. Di samping itu pola temperatur

perairan juga dapat dipengaruhi oleh faktor-faktor antropogen (karena aktifitas

manusia) seperti limbah. Temperatur yang optimum akan mendukung kehidupan

organisme air yang hidup di dalamnya (Barus, 2004).

2. pH

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 akan bereaksi netral. Organisme akuatik dapat

hidup dalam suatu perairan yang mempunyai nilai pH netral dengan kisaran toleransi

antara asam lemah dan basa lemah. pH yang ideal bagi kehidupan organisme akuatik

umumnya berkisar antara 7 - 8,5. Kondisi perairan yang bersifat sangat asam maupun

sangat basa akan membahayakan kelangsungan hidup organisme karena akan

menyebabkan mobilitas berbagai senyawa logam berat yang bersifat toksik (Barus,

1996). pH air dapat mempengaruhi jenis dan susunan zat dalam lingkungan perairan

dan mempengaruhi ketersediaan unsur hara serta toksinitas dari unsur renik (Barus,

2004).


3. Kelarutan Oksigen (DO)

Oksigen merupakan salah satu faktor terpenting dalam setiap sistem perairan

yang diperlukan organisme untuk melakukan respirasi. Sumber utama oksigen

terlarut berasal dari atmosfir dan proses fotosintesis dan dari tumbuhan air lainnya.

Oksigen dari udara diserap dengan difusi langsung permukaan air oleh angin dan

arus. Jumlah oksigen terlarut di suatu ekosistem danau dipengaruhi oleh faktor

temperatur. Kelarutan oksigen dalam air akan meningkat apabila temperatur air

menurun dan begitu juga sebaliknya (Michael, 1994).

Pengaruh oksigen terlarut terhadap fisiologis organisme air terutama adalah dalam proses respirasi. Kelompok organisme air yang mempunyai sistem respirasi melalui insang dan kulit secara langsung akan sangat terpengaruh dengan konsentrasi oksigen terlarut dalam air. Aktivitas fotosintesis fitoplankton dan tumbuhan air meningkatkan jumlah oksigen terlarut yang mencapai maksimum pada sore hari dan turun lagi malam hari karena aktivitas untuk mengikat gas, respirasi tumbuhan dan hewan air (Michael, 1994).

4. BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand)

Nilai BOD dapat dinyatakan sebagai jumlah oksigen yang diperlukan oleh

mikroorganisme aerobik dalam proses penguraian senyawa organik. Penguraian

bahan buangan organik melalui proses oksidasi oleh mikroorganisme di dalam air

lingkungan adalah proses alamiah yang mudah terjadi apabila air lingkungan

mengandung oksigen yang cukup (Wardhana, 1995).


Proses penguraian senyawa organik biasanya diukur selama 5 hari (BOD5),

karena diketahui dari hasil jumlah senyawa organik yang diuraikan sudah mencapai

+70%. Pengukuran BOD didasarkan kepada kemampuan mikroorganisme untuk

menguraikan senyawa organik secara biologis seperti sampah rumah tangga. Untuk

produk-produk kimiawi seperti senyawa minyak dan buangan kimia lainnya akan

sangat sulit atau bahkan tidak bisa diuraikan oleh mikroorganisme. Oleh karena itu di

samping mengukur nilai BOD perlu dilakukan pengukuran terhadap jumlah oksigen

yang dibutuhkan dalam proses oksidasi kimia yang dikenal sebagai COD (Chemical

Oxygen Demand) yang dinyatakan dalam mg O2/l. Dengan mengukur nilai COD

diperoleh nilai yang menyatakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk proses

oksidasi terhadap total senyawa organik baik yang mudah diuraikan secara biologis

maupun terhadap senyawa yang sukar/tidak bisa diuraikan secara biologis (Barus,

2004).

5. Nitrogen dan Fosfor

Nitrogen dan Fosfor sangat berperan dalam proses terjadinya eutrofikasi di suatu ekosisten air. Seperti diketahui

bahwa fitoplankton dan tumbuhan air lainnya membutuhkan nitrogen dan fosfor sebagai sumber nutrisi utama bagi

pertumbuhannya. Dengan demikian maka peningkatan unsur nitrogen dan fosfor dalam air akan dapat meningkatkan populasi

alga secara massal yang menimbulkan eutrofikasi dalam ekosistem air (Barus, 2004).


6. Klorida

Konsentrasi klor dalam air terutama dipengaruhi oleh proses perombakan

kimiawi dari substrat. Klor sebagian besar berasal dari substrat tanah dan sedimen

yang mengandung klor, juga berasal dari atmosfer melalui curah hujan dan yang tak

kalah pentingnya adalah klor yang terdapat dalam limbah cair yang juga akan masuk

ke dalam air (Barus, 2004).

Kandungan klor dalam air yang bersumber dari substrat dan sedimen yang

kaya klor dapat mencapai konsentrasi antara 100 - 1000 mg/l. Namun apabila aspek

geologis tersebut tidak ada, maka konsentrasi klor dalam air yang lebih besar dari 30

mg/l merupakan indikasi adanya pencemaran (Barus, 2004).

7. Sulfat

Pada perairan yang tidak mengalami pencemaran umumnya ditemukan konsentrasi sulfat antara 10 - 30 mg/l. namun akibat kelarutan yang tinggi dari gips menyebabkan

konsentrasi sulfat mencapai 100 mg/liter. Selain itu emisi pencemar udara melalui curah hujan juga dapat memberikan kontribusi bagi konsentrasi sulfat dalam air, meskipun proporsinya relatif sedikit

(Barus, 2004). Sulfat merupakan unsur yang dibutuhkan oleh organisme autotrof dan bakteri

heterotrof serta jamur sebagai susmber nutrisi untuk memenuhi kebutuhan unsur

belerang. Konsentrasi sulfat yang tinggi dalam air (> 250 mg/l) mempunyai efek

patogen terhadap manusia, terutama gangguan dalam proses pencernaan (Barus,

2004).


8. Besi

Dalam ekosistem air, besi umumnya tidak terdapat dalam keadaan terlarut.

Tetapi menurut Schwoerbel, 1977 (dalam Barus, 2004) bila kejenuhan oksigen

berada di bawah 50% dan banyak mengandung karbondioksida terlarut serta

mempunyai nilai pH lebih rendah dari 7,5 akan menyebabkan besi (Fe) terdapat

dalam bentuk terlarut di dalam air. Kondisi seperti ini biasanya dijumpai pada air

tanah maupun pada mata air serta pada daerah-daerah yang dalam di suatu danau.

Pada mata air akibat terjadinya kontak dengan udara akan menyebabkan Fe-2-

karbonat terlarut membentuk Fe-3-Hydroksid yang berbentuk gumpalan. Gumpalan

ini akan menghambat pernapasan organisme air yang dapat menyebabkan kematian

organisme tersebut (Barus, 2004).

9. Kecerahan (Penetrasi Cahaya)

Intensitas cahaya matahari mempengaruhi produktivitas primer. Hasil

perubahan energi cahaya matahari menjadi energi kimia dapat diperoleh melalui

proses fotosintesis oleh tumbuhan hijau. Proses fotosintesa sangat tergantung pada

intensitas cahaya matahari, konsentrasi CO2, oksigen terlarut dan temperatur perairan.

Oleh karena itu tumbuhan hijau sangat tergantung pada kecerahan suatu perairan

karena mempengaruhi proses fotosintesis (Barus, 2004).

10. Padatan Terlarut Total (TDS)

TDS mempengaruhi ketransparanan dan warna air. Sifat transparan air ada

hubungannya dengan produktifitas. Transparan yang rendah menunjukkan

produktivitas tinggi. Cahaya tidak dapat tembus banyak jika konsentrasi bahan

tersuspensi tinggi (Sastrawijaya, 2000).


Padatan terlarut total mencerminkan jumlah kepekatan padatan dalam suatu

contoh air. Penentuan padatan terlarut total dapat cepat menentukan kualitas air,

caranya dengan mengukur derajat konduktifitas air. Derajat konduktivitas air

sebanding dengan padatan terlarut total dalam air tersebut. Pada umumnya suatu

danau menjadi eutrofikasi bila padatan terlarut total melebihi 100 bpj (bagian per

juta) (Sastrawijaya, 2000).

11. Bakteri Coli (Colifekal)

Colifekal adalah bakteri Coli yang berasal dari kotoran manusia dan hewan

mamalia. Bakteri ini bisa masuk ke perairan bila ada buangan feses yang masuk ke

dalam badan air. Kalau terdeteksi ada bakteri Colifekal di dalam air maka air itu

kemungkinan tercemar sehingga tidak bisa dijadikan sebagai sumber air minum

(Sastrawijaya, 2000).


36

BAB III BAHAN DAN METODE

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Kecamatan Girsang Sipanganbolon dan Kecamatan

Ajibata. Penelitian ini berlangsung dari bulan Januari 2008 sampai April 2008.

Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode Purposive Random

Sampling yaitu dengan menentukan 3 (tiga) stasiun pengambilan sampel berdasarkan

rona lingkungan yang ada yaitu :

Stasiun 1

Lokasi stasiun 1 berada pada area yang dekat dengan pemukiman dan aktivitas masyarakat seperti pasar

tradisional, transportasi air (pelabuhan), hotel dan rumah makan. Lokasi ini terletak pada pada titik 2.39.51,84 LU dan

98.55.40,16 BT di Kecamatan Girsang Sipanganbolon. Stasiun 2

Berada pada area budidaya ikan dalam keramba jaring apung, pada titik

2.42.10,9 LU dan 98.55.12,72 BT di Kecamatan Girsang Sipanganbolon.

Stasiun 3

Berada pada titik 2.39.17,64 LU dan 98.55.28,92 BT di Kecamatan

Ajibata. Lokasi ini jauh dari segala aktivitas masyarakat.

3.2 Pengukuran Faktor Fisik Kimia Air

20


Pengukuran faktor fisik kimia air digunakan untuk menentukan kualitas air.

1. Temperatur

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan termometer Hg skala 0 - 500C.

Termometer dimasukkan ke dalam air sedalam 10 cm dan dibiarkan selama 3

menit, lalu diangkat dan dibaca.

2. pH air

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan pH-meter. Elektroda dari pH-meter

dimasukkan ke dalam sampel air yang diukur, selanjutnya setelah angka yang

tertera pada display stabil, langsung dibaca.

3. DO

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan DO-meter (oksimeter). Elektroda

dari oksimeter dimasukkan ke dalam sampel air, selanjutnya nilai konsentrasi

oksigen terlarut dapat dibaca pada display.

4. BOD

Sampel air yang akan diukur nilai BOD nya dimasukkan ke dalam 3 botol

Winkler. Botol pertama langsung diukur nilai DO nya secara insitu yang

digunakan sebagai nilai awal sebelum inkubasi (G1). Sisa 2 botol lainnya

dimasukkan ke inkubator dan di inkubasi selama 5 hari pada suhu 200C (G2 dan

G3). Setelah 5 hari diukur DO botol G2 dan G3. selanjutnya dihitung nilai BOD

dengan rumus :

BOD = G1 - 2

32 GG + mg/l O2

5. COD


Pengukuran dilakukan dengan metode Reflux.

6. Penetrasi Cahaya

Pengukuran dilakukan dengan menggunakan alat keping Secci yang berbentuk

bulat dengan diameter 20 cm. Keping Secci diberi tali yang mempunyai ukuran

lalu dimasukkan ke badan perairan sampai pada kedalaman keping Secci tersebut

tidak terlihat dari permukaan. Selanjutnya diukur panjang dari permukaan

sampai pada posisi keping Secci tersebut.

7. Logam Berat

Arsen, Besi dan Timbal termasuk dalam logam berat yang dapat dianalisis di

laboratorium. Penentuan kadar logam berat di air dapat dilakukan dengan metode

AAS (Atomic Absorption Spektrophotometri).

8. Uji Colifecal

Uji colifecal dilakukan untuk mengetahui kandungan bakteri coli yang terdapat

di perairan. Uji ini dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA-USU

dengan menggunakan metode MPN (Most Probability Number). Metode MPN

terdiri dari 3 tahap yaitu :

a. Uji pendugaan (Presumptive Test)

b. Uji penegasan (Confirmed Test)

c. Uji lengkap (completed Test)

Cara kerja metode MPN ini terlampir pada Lampiran 9


Pengukuran faktor fisik dan kimia air digunakan untuk menentukan kualitas

air. Berbagai parameter fisik, kimia dan biologi yang diukur serta metode

pengukurannya adalah sebagai berikut :

Tabel 3.1. Berbagai Parameter Fisika-Kimia yang Diukur

Logam berat

Parameter Metode Pengukuran Lokasi FISIK :

- Temperatur - TDS - Kecerahan

KIMIA : - pH - BOD5 - COD - DO - Phospat - Nitrogen - Arsen - Besi - Timbal - Klorida - Fluorida - Sulfat - Minyak &

Lemak

BIOLOGI : - Coliform - Colifekal

Termometer Timbangan Elektronik Keping Secchi pH meter Metode Winkler / Titrimetri Metode Reflux / Titrimetri Metode Winkler / Titrimetri Metode AAS (Atomic Absorption Spectrophotometry)

Oil Analizer MPN MPN

Lapangan Puslit USU Lapangan Lapangan Lab. Ekologi USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Puslit USU Lab. Mikrobiologi USULab. Mikrobiologi USU


3.3 Penentuan Status Mutu Air dengan Metode Storet

Secara prinsip metode Storet adalah membandingkan antara data kualitas air

dengan baku mutu air yang disesuaikan dengan peruntukannya guna menentukan

status mutu air. Perairan Danau Toba peruntukannya adalah air golongan I karena

Danau Toba juga dipakai untuk sumber air minum. Penentuan status mutu air adalah

dengan menggunakan sistem nilai dari US-EPA (United Stated - Enviromental

Protection Agency) dengan mengklasifikasikan mutu air dalam 4 kelas yaitu :

1. Kelas A : baik sekali, skor = 0 memenuhi baku mutu 2. Kelas B : baik, skor = - 1 s/d 10 tercemar ringan 3. Kelas C : sedang, skor = - 11 s/d 30 tercemar sedang 4. Kelas D : buruk, skor - 31 tercemar berat

Prosedur Penggunaan : 1. Lakukan pengumpulan data kualitas air dan debit air secara periodik sehingga

membentuk data dari waktu ke waktu (time series data).

2. Bandingkan data hasil pengukuran dari masing-masing parameter air dengan nilai

baku mutu yang sesuai dengan kelas air.

3. Jika hasil pengukuran memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran baku mutu) maka diberi skor 0.

4. Jika hasil pengukuran tidak memenuhi nilai baku mutu air (hasil pengukuran >

baku mutu) maka diberi skor :


Tabel 3.2. Penentuan Sistem Nilai untuk Menentukan Status Mutu Air

Parameter Jumlah Parameter Nilai Fisika Kimia Biologi

< 10 Maksimum Minimum Rata-rata

- 1 - 1 - 3

- 2 - 2 - 6

- 3 - 3 - 9

10 Maksimum Minimum Rata-rata

- 2 - 2 - 6

- 4 - 4 - 12

- 6 - 6 - 18

5. Jumlah negatif dari seluruh parameter dihitung dan ditentukan status mutunya dari

jumlah skor yang di dapat dengan menggunakan sistem nilai.

3.4 Pengambilan Sampel Tumbuhan

Pengambilan sampel tumbuhan dilakukan pada 3 (tiga) lokasi yang berbeda

yaitu pada daerah yang dekat dengan pemukiman dan aktivitas masyarakat, daerah

budidaya ikan jaring apung (keramba), dan daerah yang jauh dari segala aktivitas

masyarakat (alami). Sampel tumbuhan diambil dengan membuat kuadrat dari bingkai

kayu dengan ukuran 1 m x 1 m yang dianggap sebagai plot. Pada tiap titik

pengambilan sampel tumbuhan yang ditentukan, bingkai kayu diletakkan di atas

permukaan air. Agar bingkai tidak bergerak, maka pada keempat sudutnya

ditancapkan batang bambu tegak lurus ke dasar danau. Semua tumbuhan yang

terdapat di dalam bingkai diambil dengan menggunakan gunting rumput.

Seluruh sampel dari masing masing bingkai dimasukkan ke dalam kantung plastik

yang sudah diberi label. Karena sampel tumbuhan yang diambil terdiri dari

tumbuhan dengan berbagai bentuk hidup terapung, tenggelam, berdaun terapung


dan muncul di atas permukaan, maka diperlukan sederetan kuadrat yang terletak

dari dasar danau, membatasi suatu kuadrat berbentuk kotak. Semua tumbuhan

yang terdapat dalam kotak tersebut diambil dengan cara seperti yang telah

diterangkan di atas.

Sampel yang diperoleh dikelompokkan berdasarkan ciri-ciri morfologi yang sama

dan dihitung jumlah dari masing-masing jenis. Tiap jenis tumbuhan diambil

beberapa sebagai sampel dan dimasukkan ke dalam plastik, lalu diberi larutan

alkohol 70%. Sampel diidentifikasi di Laboratorium Ekologi Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara dengan mengacu kepada

buku Prescott (1969) dan buku Lopinot (1971).

3.5 Analisis Data

Data yang diperoleh pada penelitian ini berupa data fisika-kimia air, data

mikrobiologi (Colifekal) dan data vegetasi air yang terdapat di Danau Toba. Data

fisika-kimia air dianalisis dengan menggunakan uji Kruskal-Wallis. Khusus untuk

data biologi, data yang dimaksud adalah data keanekaragaman vegetasi akuatik. Dari

data-data tersebut selanjutnya dicari indeks nilai pentingnya (INP), dan dengan

bertitik tolak dari data tersebut maka dilakukan analisis indeks diversitas, indeks

kesamaan, uji perbedaan keanekaragaman vegetasi akuatik antar stasiun melalui uji t

Hutcheson. Analisis korelasi Pearson antara faktor fisika-kimia perairan dengan

keanekaragaman vegetasi akuatik juga dilakukan dengan menggunakan program


SPSS Versi 16.

1. Indeks Nilai Penting (INP)

Indeks nilai penting tiap spesies tumbuhan yang terdapat di perairan danau Toba

dihitung melalui pendekatan sebagai berikut (Brower et al. 1990):

INP = KR + FR

Dimana: INP: Indeks Nilai Penting

KR : Kerapatan Relatif

FR: Frekwensi Relatif

a. Kerapatan Populasi (KP)

plotareaLuasjenissuatuindividuJumlahmindKP

/)/( 2 =

b. Kerapatan Relatif (KR)

%100tanker

tan(%) xjenisseluruhapaJumlah

jenissuatuKerapaKR =

c. Frekuensi Kehadiran ( FK )

plottotalJumlahjenissuatuditempatiyangplotJumlahFK =

d. Frekuensi Relatif (FR)

FR =%100X

jenisseluruhFKjenissuatuFK

dengan, FR : 0-25 % = sangat jarang

25-50 % = jarang

50-75 % = sering


>75 % = sangat sering (Michael, 1994)

2. Uji t Hutcheson

Adapun rumus dari uji t Hutcheson yang dipergunakan untuk mengetahui adanya perbedaan yang signifikan dari

keanekaragaman vegetasi akuatik antar stasiun adalah sebagai berikut (Zar, 1999):

t = H`1 H`2 / SH`1-SH`2

dimana :

t : nilai t hitung yang dicari

H` : indeks keanekaragaman

SH` : Standard deviasi keanekaragaman

Nilai standard deviasi keanekaragaman dapat dihitung dari variansi

keaneragaman berikut ini:

SH`1-H`2 = S2H`1 + S2H`2

Selanjutnya, variansi keanekaragaman dapat dihitung melalui pendekatan

berikut ini:

S2H` = ni ln2ni ( ni ln ni )2 /N / N2

dimana :

ni : jumlah individu tiap takson

N : jumlah total dari individu keseluruhan takson

Sementara itu nilai Derajat Bebas (v) yang digunakan untuk mendapatkan

nilai t tabel pada Tabel t dihitung melalui persamaan berikut ini:

v = (S2H`1 + S2H`2)2 / (S2H`1)2 /N1 + (S2H`2)2 /N2

Kriteria:

th < t tab. pada 0.05 : tolak Ha, terima Ho

th > t tab. pada 0.05 : terima Ha, tolak Ho


3. Indeks Keanekaragaman Shannon Winner

Untuk mengukur indeks diversitas tumbuhan air yang terdapat pada perairan

Danau Toba digunakan rumus sebagai-berikut (Brower et al., 1990)

H1 = - Pi Ln Pi

Dimana H1 = Indeks Diversitas Shannon Winner

Pi = Perbandingan jumlah individu suatu jenis dengan keseluruhan

jenis (ni / N)

In = Logaritma natural

Kriteria (Krebs, 1985)

Jika nilai H1 = 0 2,302 : keanekaragaman rendah

H1 = 2,302 6,907 : keanekaragamn sedang

H1 6,907 : keanekaragaman tinggi

4. Indeks Equitabilitas (keseragaman)

Indeks keseragaman diukur dengan menggunakan rumus berikut ini (Zar, 1999):

E = maxHH i

Dimana H i = indeks keanekaragaman shannon winner

H max = indeks keanekaragaman max (In S)

S = jumlah species

Nilai E berkisar 0 1.


Semakin kecil nilai E, maka semakin kecil keseragaman suatu populasi,

sebaliknya semakin besar nilai E, maka populasi akan menunjukkan keseragaman

artinya pada komunitas tersebut tidak dijumpai kelompok organisme yang terlalu

dominan (Krebs, 1985).

5. Indeks Kesamaan (IS)

Kesamaan antar dua komunitas yang terdapat pada dua stasiun pengamatan yang

berbeda dicari dengan menggunakan rumus berikut ini (Brower et al, 1990):

IS = bac+2

Dimana a = jumlah species pada stasiun A

b = jumlah species pada stasiun B

c = jumlah species yang sama pada stasiun A dan B

Kriteria :

Menurut aturan Kendeigh (1980), jika indeks kesamaan dari dua komunitas yang

dibandingkan lebih besar dari 50%, maka kedua komunitas yang dibandingkan itu

masih dapat dipandang sebagai suatu komunitas, sebaliknya bilamana di bawah

50%, maka kedua komunitas yang dibandingkan itu dapat dianggap sebagai dua

komunitas yang berbeda.

6. Uji Kruskal Wallis

Untuk mengetahui perbandingan parameter fisik kimia dari tiga stasiun digunakan

uji Kruskal Wallis dengan menggunakan metode komputerisasi SPSS ver. 16.00.


7. Analisis Korelasi (r)

Analisis korelasi Pearson digunakan untuk mengetahui keberartian hubungan

antara keanekaragaman dan kelimpahan vegetasi akuatik yang terdapat di Danau

Toba dengan sifat fisika-kimia airnya. Analisis dilakukan dengan metode

komputerisasi SPSS ver. 16.00 (Santoso, 2008).


48

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Sifat Fisika dan Kimia Perairan

Faktor fisika dan kimia perairan yang diamati pada penelitian ini adalah

temperatur, TDS, kecerahan, pH, BOD5, COD, DO, fosfat, NO3-N, NO2-N, NH3-N,

besi, timbal, klorida dan sulfat. Hasil penelitian perihal faktor fisika-kimia dari

Perairan Danau Toba tersebut disajikan pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Faktor Fisika - Kimia Perairan Danau Toba pada Tiga Stasiun Pengamatan

Stasiun I Stasiun II Stasiun III No Parameter

x sd x sd x sd 1 Temperatur (C) 26,59 0,36 25,11 0,20 24,61 0,45 2 TDS (mg/l) 87,53 1,74 85,80 0,83 82,40 5,59 3 Kecerahan (m) 7,94 0,30 6,81 1,15 4,29 0,18 4 pH 7,41 0,02 7,30 0,04 7,40 0,03 5 BOD5 2,5 0,07 2,6 0,071 1,5 0,01 6 COD (mg/l) 30,21 0,04 26,87 1,25 26,02 0,32 7 DO (mg/l) 7,2 0,15 7,0 0,07 6,9s 0,04 8 Fosfat (mg/l) 0,23 0,02 0,25 0,02 0,35 0,03 9 NO3-N (mg/l) 15,47 0,47 12,22 0,39 10,29 0,09 10 NO2-N (mg/l) O,05 0,01 0,02 0,01 0,04 0,01 11 NH3-N (mg/l) 1,57 0,07 1,63 0,01 0,09 0,00 12 Besi (mg/l) 0,05 0,01 0,02 0,00 0.06 0,01 13 Timbal (mg/l) 0,01 0,00 0,01 0,00 0,01 0,00 14 Klorida (mg/l) 17,08 0,45 11,70 0,18 13,87 0,35 15 Sulfat (mg/l) 145,40 3,84 143,60 2,70 153,20 5,80

Keterangan : Stasiun I : Daerah dekat pemukiman penduduk dan pelabuhan kapal Stasiun II : Daerah budidaya ikan (Jaring apung)


49

Stasiun III : Daerah tengah danau dan relatif alami Tabel 4.2. Nilai Perbandingan Parameter Fisika Kimia Ketiga Stasiun

Pengamatan Berdasarkan Uji Kruskal Wallis

No Parameter X Signifikansi dan Peluang 1 Temperatur (C) 11,094** 0,004 2 TDS (mg/l) 4,564 0,102 3 Kecerahan (m) 12,500** 0,002 4 pH 7,495* 0,024 5 BOD5 10,298** 0,006 6 COD (mg/l) 10,220** 0,006 7 DO (mg/l) 10,223** 0,006 8 Phospat (mg/l) 10,149** 0,006 9 NO3-N (mg/l) 12,500** 0,002 10 NO2-N (mg/l) 10,303** 0,006 11 NH3-N (mg/l) 10,633** 0,005 12 Besi (mg/l) 10,349** 0,006 13 Timbal (mg/l) - - 14 Klorida (mg/l) 12,500** 0,002 15 Sulfat (mg/l) 6,841* 0,033

32

1. Temperatur

Radiasi cahaya matahari yang tiba pada permukaan perairan akan memberikan

suatu panas pada badan perairan. Jika jumlah radiasi yang berhasil diserap oleh oleh

permukaan perairan berbeda, maka temperatur (jumlah panas) yang dimiliki oleh

perairan tersebutpun juga akan berbeda. Hasil pengukuran menunjukkan temperatur

pada Perairan Danau Toba berkisar antara 24,61-26,59C. Temperatur perairan pada

Stasiun 1 tampak lebih tinggi dibandingkan dengan temperatur yang terukur pada

kedua stasiun lainnya, sementara itu temperatur pada Stasiun 3 tampak lebih rendah.

Berdasarkan uji statistik Kruskal-Wallis, temperatur yang terukur pada ketiga stasiun


pengamatan berbeda sangat nyata (X2 = 11,094; P = 0,004).

Temperatur pada Stasiun 1 lebih tinggi karena pengaruh berbagai aktivitas

manusia seperti pemukiman, perhotelan dan pelabuhan. Pola temperatur perairan

dapat di pengaruhi oleh faktor-faktor antropogen (yang diakibatkan oleh aktivitas

manusia) seperti limbah serta hilangnya pelindung badan perairan yang menyebabkan

cahaya matahari langsung mengenai permukaan air sehingga terjadi peningkatan

temperatur. Hilangnya pelindung berupa pohon-pohon di pinggiran Danau Toba

karena di konversi sebagai areal pemukiman, perhotelan dan pelabuhan.

Stasiun 3 lebih rendah temperaturnya karena berada pada areal yang masih

alami, banyak vegetasi terestrial berupa pohon-pohon yang tinggi sehingga membuat

temperatur permukaan air lebih rendah. Walaupun terdapat perbedaan yang nyata

temperatur antar stasiun pengamatan, temperatur yang dimiliki perairan tersebut

jika dihubungkan dengan kehidupan vegetasi akuatik masih termasuk kisaran

temperatur yang relatif optimumTemperatur suatu perairan dapat mempengaruhi

kelulushidupan makhluk hidup yang berada di dalamnya termasuk vegetasi akuatik.

Hal itu terjadi karena temperatur suatu perairan akan mempengaruhi kelarutan

oksigen yang sangat diperlukan organisme untuk metabolismenya. Semakin tinggi

temperatur suatu perairan, kelarutan oksigennya semakin menurun. Temperatur

yang tinggi dapat juga meningkatkan daya toksisitas senyawa-senyawa nitrogen,

seperti NO2, NH4 dan NH3.


2. Total Dissolved Solid (TDS)

Jumlah padatan terlarut pada perairan

berpengaruh terhadap penetrasi cahaya. Semakin tinggi padatan

terlarut berarti akan semakin menghambat penetrasi cahaya ke

dalam perairan. Hal ini secara langsung akan berakibat terhadap

penurunan aktivitas dari fotosintesis oleh organisme berklorofil yang

terdapat pada perairan misalnya hidrofita dan fitoplankton. Dari

pengukuran yang telah dilakukan, besarnya nilai padatan terlarut

pada Perairan Danau Toba berkisar 82,40 - 87,53 mg/l.

Padatan terlarut pada Stasiun 1 tampak lebih tinggi dibandingkan pada dua

stasiun pengamatan lainnya, sedangkan yang terkecil terdapat pada Stasiun 3.

Berdasarkan uji statistik Kruskal-Wallis, padatan terlarut pada ketiga stasiun

pengamatan berbeda secara tidak nyata (X2 = 4,564; P = 0,102). Padatan terlarut pada

Stasiun 1 lebih tinggi karena lokasi Stasiun 1 yang berada pada area yang dekat

dengan aktivitas manusia sehingga banyak menghasilkan limbah yang masuk ke

badan perairan dan akhirnya menambah jumlah partikel terlarut. Pada Stasiun 3 yang

jauh dari segala aktivitas manusia memiliki nilai TDS yang lebih rendah karena tidak

adanya limbah yang masuk ke perairan. Jika dihubungkan dengan baku mutu air

golongan I, nilai padatan terlarut yang diperoleh pada Perairan Danau Toba masih


tergolong rendah. Itu berarti berdasarkan padatan terlarut Perairan Danau Toba masih

belum tercemar.


3. Kecerahan

Kecerahan suatu perairan berkaitan dengan padatan tersuspensi, warna air dan

penetrasi cahaya matahari ke dalam perairan. Partikel yang terlarut pada perairan

dapat menghambat cahaya yang datang, sehingga dapat menurunkan intensitas

cahaya yang tersedia bagi organisma fotosintetik seperti alga, fitoplankton dan

hidrophyta lainnya (Odum, 1984).

Hasil pengukuran kecerahan pada tiga stasiun pengamatan berkisar antara

4,29 - 7,94 m. Kecerahan tertinggi dijumpai pada Stasiun 3, sedangkan yang terendah

pada Stasiun 1. Uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa kecerahan pada ketiga

stasiun pengamatan berbeda sangat nyata (X2 = 12,500; P = 0,002). Pada Stasiun 1

kecerahan lebih rendah karena banyaknya padatan terlarut dan padatan tersuspensi

yang berasal dari limbah aktivitas manusia, sedangkan di Stasiun 3 kecerahan lebih

tinggi karena sedikit partikel terlarut dan partikel tersuspensi sehingga warna air lebih

bening. Kecerahan yang diperoleh pada ketiga stasiun pengamatan masih tergolong

layak bagi kehidupan organisme.

4. Derajat keasaman (pH)

Derajat keasaman (pH) merupakan faktor lingkungan yang dapat berperan

sebagai faktor pembatas pada perairan (Michael, 1984). Dalam hal ini sebagian besar

biota perairan sensitif terhadap perubahan nilai pH. Hasil penelitian menunjukkan,

nilai pH Perairan Danau Toba berkisar 7,30 - 7,41. pH terendah ditemukan pada


Stasiun 2, sedangkan tertinggi pada Stasiun 1. Uji Kruskal - Wallis menunjukkan

perbedaan pH antar ketiga stasiun pengamatan berbeda nyata (X2 = 7,495; P = 0,024).

pH di Stasiun 1 tinggi diakibatkan oleh komposisi kimia dan substrat dasar

perairan yang mungkin mengandung zat kapur lebih banyak sehingga menaikan nilai

pH. Stasiun 2 nilai pH lebih rendah juga dapat di hubungkan dengan nilai BOD5 ysng

lebih tinggi. Adanya kandungan bahan organik yang lebih tinggi pada Stasiun 2 akan

menghasilkan asam organik yang lebih banyak pula melalui proses penguraian bahan

organik secara aerob. Kandungan asam organik tersebut dapat menyebabkan

terjadinya penurunan nilai pH. pH Perairan Danau Toba masih tergolong pH yang

layak bagi kehidupan organisma akuatik. Wetzel dan Likens (1979) menyatakan, efek

letal atau mematikan dari kebanyakan asam terhadap organisma akuatik tampak

ketika pH perairan lebih kecil dari 5 (lima).

5. Biochemical Oxygen Demand (BOD5)

Nilai rata-rata BOD5 Perairan Danau Toba sewaktu penilitian berkisar 1,10

2,8 mg/l. BOD5 tertinggi sebesar 2,8 mg/l diperoleh pada Stasiun 2 sedangkan yang

terendah sebesar 1,10 mg/l diperoleh pada Stasiun 3. Nilai BOD5 yang diperoleh

pada prinsipnya mengindikasikan tentang kadar bahan organik di dalam air karena

nilai BOD5 merupakan nilai yang menunjukkan kebutuhan oksigen oleh bakteri aerob

untuk mengoksidasi bahan organik didalam air sehingga secara tidak langsung juga

menunjukkan keberadaan bahan organik didalam air. Dengan demikian maka


kebutuhan oksigen oleh bakteri untuk mengoksidasi bahan organik pada lokasi

pengamatan berkisar 1,10 2,8 mg/l. Nilai ini relatif kecil dibandingkan dengan nilai

kelarutan oksigen yang diperoleh pada lokasi pengamatan yang berkisar antara 6,8

7,2 mg/l. Nilai BOD5 ini menunjukkan bahwa belum terjadi pencemaran limbah

organik yang berat pada lokasi pengamatan.

Dari uji Kruskal Wallis terhadap nilai BOD5 menunjukkan bahwa BOD5 pada

ketiga stasiun pengamatan berbeda sangat nyata (X2 = 10, 298; P= 0,006). Tingginya

nilai BOD5 pada Stasiun 2 mengindikasikan bahwa kandungan bahan organik di

Stasiun 2 lebih tinggi dari pada Stasiun 1 dan 3. Bahan organik ini kemungkinan

berasal dari pakan ikan yang tidak habis termakan oleh ikan sehingga terlarut di

dalam air, sedangkan Stasiun 3 BOD5 lebih rendah karena lebih sedikit bahan organik

yang terdapat di air tersebut. Hal ini karena kondisi alam yang jauh dari aktivitas

manusia dan kegiatan keramba ikan dalam jaring apung.

6. Chemical Oxygen Demand (COD)

Nilai rata-rata COD Perairan Danau Toba sewaktu penelitian berkisar 26,02 -

30,21 mg/l. COD tertinggi diperoleh pada Stasiun 1 sedangkan terendah pada Stasiun

3. Nilai COD pada ketiga stasiun penelitian ini berdasarkan uji Kruskal-Wallis

berbeda sangat nyata (X2 = 10,220; P = 0,006). Nilai COD menunjukkan jumlah total

oksigen yang dibutuhkan untuk proses oksidasi yang berlangsung secara kimiawi.

Dengan demikian umumnya nilai COD akan selalu lebih besar dibandingkan dengan

nilai BOD5, karena BOD5 terbatas hanya terhadap bahan organik yang bisa diuraikan


secara biologis saja, sementara nilai COD menggambarkan kebutuhan oksigen untuk

total oksidasi baik terhadap senyawa yang dapat diuraikan secara biologis maupun

terhadap senyawa yang tidak dapat diuraikan secara biologis.

Ratio antara BOD5 : COD untuk limbah domestik umumnya mempunyai

perbandingan nilai 1 : 4 (Ginting, 2002). Dari ratio antara BOD5 : COD yang

diperoleh (Tabel 4.3) terlihat ada kecenderungan bahwa kandungan kimiawi yang

terdapat di dalam air pada lokasi pengamatan banyak mengandung bahan yang sukar

atau tidak dapat diuaraikan secara biologis. Harga COD yang diperoleh sewaktu

penelitian pada Perairan Danau Toba tergolong kurang baik, sebab baku mutu air

golongan I menurut PP No. 82 tahun 2001 memiliki nilai COD maksimal 10 mg/l.

Tabel 4.3 Ratio Nilai Rata-Rata BOD5 : COD yang Diukur pada Tiga Stasiun

Pengamatan Parameter Stasiun 1 Stasiun 2 Stasiun 3

BOD5 (mg/l) 2,5 2,6 1,6 COD (mg/l) 30,21 26,87 26,02

Ratio BOD5:COD 1 : 12,08 1 : 10,33 1 : 16,26

7. Dissolved Oxygen (DO)

Kandungan oksigen terlarut sangat berperan di dalam menentukan

kelangsungan hidup organisma perairan. Oksigen dalam hal ini diperlukan organisme

akuatik untuk mengoksidasi nutrien yang masuk ke dalam tubuhnya. Oksigen yang

terdapat dalam perairan berasal dari hasil fotosintesis organisme akuatik berklorofil

dan juga difusi dari atmosfir. Peningkatan difusi oksigen yang berasal dari atmosfir


kedalam perairan dapat dibantu oleh angin. Tinggi-rendahnya kandungan oksigen

terlarut dalam perairan juga dipengaruhi oleh faktor temperatur, tekanan dan

konsentrasi berbagai ion yang terlarut dalam air pada perairan tersebut (Wetzel dan

Likens, 1979).

Hasil penelitian menunjukkan kandungan oksigen terlarut Perairan Danau

Toba berkisar 6,8-7,2 mg/l. Kandungan oksigen terlarut tertinggi ditemukan pada

Stasiun 1 dan yang terendah pada Stasiun 3. Hasil uji Kruskal-Wallis menunjukkan

bahwa kandungan oksigen terlarut antar ketiga stasiun penelitian berbeda sangat

nyata (X2 = 10,223; P = 0,006).

Tingginya nilai DO pada Stasiun 1 berkaitan erat dengan melimpahnya jenis vegetasi akuatik yang terdapat disana. Oksigen yang ada di perairan berasal dari hasil fotosintesis hidrofita serta fitoplankton yang berada di dalamnya. Di Stasiun 1 ini jumlah dan jenis vegetasi akuatik sangat banyak sehingga menyebabkan nilai kelarutan oksigennya juga tinggi. Selain itu pada Stasiun 1 ini juga tidak ditemui adanya minyak yang dapat menghambat penyerapan oksigen masuk ke dalam air. Sedangkan nilai DO terendah berada pada Stasiun 3 yang tidak di tumbuhi oleh vegetasi akuatik. Kandungan oksigen terlarut pada Stasiun 3 hanya berasal dari hasil fotosintesis fitoplankton yang terdapat disana sehingga nilainya rendah. Secara umum kandungan oksigen terlarut pada Perairan Danau Toba masih tergolong sangat layak dalam mendukung kehidupan organisma, sebab menurut Sastrawijaya (2000) kehidupan organisma akuatik berjalan dengan baik apabila kandungan oksigen terlarutnya minimal 5 mg/l.


8. Fosfat

Fosfat yang terukur di Perairan Danau Toba sewaktu penelitian berkisar 0,23 -

0,35 mg/l. Fosfat tertinggi ditemukan pada Stasiun 3, sedangkan terendah pada

Stasiun 1. Uji statistik Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa terdapat perbedaan yang

sangat nyata dari nilai fosfat yang terdapat pada ketiga stasiun pengamatan (X2 =

10,149; P = 0,006).

Fosfat pada Stasiun 1 lebih rendah karena pada Stasiun 1 terdapat banyak

vegetasi akuatik dan fitoplankton. Seperti diketahui bahwa fitoplankton dan vegetasi

akuatik membutuhkan fosfat dan nitrogen sebagai sumber nutrisi utama bagi

pertumbuhannya. Tingginya populasi vegetasi akuatik di Stasiun 1 menyebabkan

konsumsi terhadap fosfat juga tinggi sehingga kandungan fosfat di perairan akan

semakin berkurang. Sebaliknya pada Stasiun 3 kandungan fosfat lebih tinggi karena

di sana tidak di jumpai adanya tumbuhan air sehingga pemanfaatan fosfat oleh

tumbuhan tidak ada. Berdasarkan baku mutu air golongan I (PP No. 82 tahun 2001),

nilai kandungan fosfat yang dimiliki danau Toba sudah tergolong tidak layak. Dalam

hal ini nilai yang layak untuk fosfat adalah 0,200 mg/l.

9. Nitrat (NO3-N)

Besarnya kandungan rata-rata nitrat (NO3-N) di Perairan Danau Toba berkisar

10,29-15,47 mg/l. Nilai nitrat tertinggi di jumpai pada Stasiun 1 sedangkan terendah

di Stasiun 3. Uji stastistik Kruskal-Wallis mengungkapkan bahwa nilai nitrat pada

ketiga stasiun pengamatan yang diamati berbeda secara nyata (X2 = 12,500; P =


0,002). Nitrat pada Stasiun 1 lebih tinggi, karena nitrat merupakan hasil oksidasi

terakhir dari amonium dan amoniak yang berasal dari limbah domestik. Karena

Stasiun 1 berada pada lokasi yang dekat dengan aktivitas penduduk maka buangan

limbah domestik yang mengandung amoniak jelas akan menyebabkan jumlah nitrat

akan menjadi lebih tinggi. Sebaliknya kandungan nitrat di Stasiun 3 lebih rendah

karena Stasiun 3 berada jauh dari buangan limbah organik. Dihubungkan dengan nilai

baku mutu air golongan I (PP No.82 tahun 2001), kandungan nitrat Perairan Danau

Toba tergolong cukup tinggi artinya telah melampau batas maksimal yang

diperbolehkan. Dalam hal ini batas maksimal yang diperbolehkan adalah 10 mg/l.

10. Nitrit (NO2-N)

Nilai rata-rata kandungan nitrit Perairan Danau Toba yang terukur sewaktu

penelitian berkisar 0,02-0,05 mg/l. Kandungan nitrit tertinggi dijumpai pada Stasiun 1

sedangkan yang terendah pada Stasiun 2. Berdasarkan uji Kruskal-Wallis, kandungan

nitrit pada ketiga stasiun pengamatan berbeda sangat nyata (X2 = 10,303; P = 0,006).

Kandungan nitrit yang tinggi pada Stasiun 1 karena adanya buangan limbah organik

dari masyarakat sekitar. Sedangkan pada Stasiun 2 di jumpai kandungan nitrit yang

lebih rendah yang memberikan indikasi bahwa laju nitrifikasi pada Stasiun 2 lebih

rendah sehingga kandungan nitrogen lebih banyak dalam bentuk amoniak. Hal ini

juga dipengaruhi oleh kondisi temperatur yang mungkin kurang optimal bagi

kehidupan bakteri nitrifikasi. Nilai nitrit yang diperoleh sewaktu penelitian masih

berada pada kisaran aman baku mutu air golongan I (PP No.82 tahun 2001). Dalam

hal ini nilai nitrit yang diperbolehkan 0,06 mg/l.


11. Amoniak (NH3-N)

Besar harga rata-rata amoniak yang diperoleh pada Perairan Danau Toba

sewaktu penelitian berkisar 0,09-1,63 mg/l. Nilai tertinggi ditemukan pada Stasiun 2

sedangkan terendah pada Stasiun 3. Uji Kruskal-Wallis menunjukkan bahwa nilai

amoniak pada ketiga stasiun penelitian berbeda sangat nyata (X2 = 10,633; P =

0,005). Kandungan amoniak tertinggi pada Stasiun 2 karena adanya pencemaran

bahan organik yang berasal dari pakan ikan yang tidak habis termakan, sehingga

amoniak terakumulasi di perairan.

Proses oksidasi amoniak menjadi nitrit dan nitrit menjadi nitrat dipengaruhi oleh

temperatur air dan kelarutan oksigen dalam air. Temperatur air berpengaruh

karena proses oksidasi yang dilakukan oleh bakteri aerob akan berlangsung pada

kisaran temperatur yang optimal bagi kehidupan bakteri pengurai amoniak dan itu

juga tergantung pada konsentrasi oksigen terlarut di air.

Pada Stasiun 3 kadar amoniak lebih rendah karena lokasi 3 jauh dari aktivitas

manusia dan kegiatan kerambah ikan jaring apung sehingga bahan organiknya juga

lebih rendah. Dibandingkan dengan nilai baku mutu air golongan I (PP No. 82

tahun 2001) nilai amoniak Perairan Danau Toba tergolong tinggi, yakni

melampaui batas dari yang diperbolehkan 0,5 mg/l. Itu berarti dari segi kadar

amoniak, Perairan Danau Toba tergolong telah tercemar.


12. Besi

Kandungan besi rata-rata yang berhasil diukur selama penelitian di Perairan

Danau Toba berkisar 0,02-0,06 mg/l. Kandungan besi tertinggi ditemukan pada

Stasiun 3 sedangkan terendah pada Stasiun 2. Hasil uji Kruskal-Wallis menunjukkan,

kandungan besi pada ketiga stasiun penelitian berbeda sangat nyata (X2 = 10,349; P =

0,006). Kandungan besi pada Stasiun 3 lebih tinggi dibandingkan Stasiun 1 dan

Stasiun 2 karena kondisi dasar Danau yang sangat dalam (lebih dari 100 m). Besi

dapat terlarut didalam air bila danau memiliki dasar yang sangat dalam kemudian

didukung oleh pH air yang kurang dari 7,5 serta banyak mengandung karbondioksida

terlarut. Faktor ini mendukung tingginya kandungan besi di Stasiun 3, sedangkan

pada Stasiun 1 dan 2 dasar danau lebih landai sehingga besi terdapat dalam substrat.

Dihubungkan dengan nilai baku mutu air golongan I (PP No. 82 tahun 2001),

kandungan besi yang terdapat pada Perairan Danau Toba masih tergolong aman,

sebab kandungan yang ditolerir hingga 0,3 mg/l.

13. Timbal

Kandungan rata-rata timbal pada tiga stasiun penelitian di Perairan Danau

Toba relatif sama, yaitu 0,01 mg/l. Kandungan timbal sebesar 0,01 mg/l ini masih

tergolong aman sebab nilai yang ditolerir baku mutu air golongan I (PP No. 82 tahun

2001) adalah 0,03. Jadi kandungan timbal Perairan Danau Toba masih di bawah

ketentuan baku mutu air golongan I.


14. Klorida

Kandungan rata-rata klorida Perairan Danau Toba pada tiga stasiun penelitian

berkisar 11,70 - 17,08 mg/l. Kandungan klorida tertinggi ditemukan pada Stasiun 1

sedangkan terendah di Stasiun 2. Kandungan klorida pada ketiga stasiun pengamatan

tersebut menurut uji Kruskal-Wallis berbeda secara sangat nyata (X2 = 12,500; P =

0,002). Tingginya kandungan Klorida pada Stasiun 1 mengindikasikan bahwa

perairan pada Stasiun 1 telah dicemari oleh limbah cair yang berasal dari aktifitas

masyarakat. Menurut Brehm & Meijering (1990) dalam Barus (2004) klor yang

terdapat dalam air bersifat allochton, sebagian besar berasal dari sustrat tanah dan

sedimen yang mengandung klor, sebagian kecil dari atmosfer melalui curah hujan dan

tak kalah penting adalah klor yang terdapat pada limbah cair yang juga masuk

kedalam air, sedangkan pada Stasiun 2 klornya lebih rendah karena disini bahan

pencemarnya bukan berupa limbah cair tapi berupa pakan ikan yang merupakan

bahan kimia organik.

15. Sulfat

Kadar rata-rata sulfat Perairan Danau Toba yang diperoleh selama penelitian

berkisar 143,60 - 153,20 mg/l. Nilai tertinggi diperoleh pada Stasiun 3 sedangkan

terendah pada Stasiun 2. Uji Kruskal-Wallis menunjukkan kadar sulfat antar ketiga

stasiun pengamatan berbeda secara nyata (X2 = 6,841; P = 0,033). Kandungan sulfat

yang tinggi pada Stasiun 3 kemungkinan besar disebabkan oleh aspek geologis. Bila

suatu perairan tidak mengalami pencemaran tapi kelarutan gips cukup tinggi akan


63

menyebabkan konsentrasi sulfat juga tinggi. Disini juga tidak ditemukan adanya

vegetasi autotrof sehingga kandungan sulfat menumpuk karena tidak pernah

dikonsumsi sebagai nutrisi. Jika dibandingkan dengan baku mutu air golongan I,

kadar sulfat Perairan Danau Toba masih berada dalam batas yang aman. Dalam hal

ini menurut baku mutu air g

09e00101_analisis kualitas air dan hubungannya dengan keanekaragaman vegetasi akuatik di perairan...

Documents