Karakteristik Logam Berat dan hubungannya terhadap Parameter Magnetik Sedimen Sungai Citarum, sebagai Studi Awal Kajian Kemagnetan Lingkungan Di Sungai Citarum, Bandung Jawa Barat” Sudarningsih*1, Satria Bijaksana2

1Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lambung Mangkurat Jalan Bigjen Hasan Basri, Banjarmasin, Indonesia 2Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia

Email: sudarningsih@ulm.ac.id

Abstrak.Telah dilakukan penelitian untuk menentukan kandungan logam berat serta hubungan antar kandungan logam berat dan parameter magnetik pada sedimen Sungai Citarum, Jawa Barat. Empat sampel air dan sedimen dipilih untuk dilakukan uji AAS (Spektroskopi Serapan Atom). Konsentrasi rata-rata logam berat pada air dan sedimen Sungai Citarum sudah melebihi ambang batas yang ditetapkan. Nilai Fe secara teratur bertambah dari hulu atas ke hulu bawah. Hal ini dapat menunjukkan bahwa semakin tercemar daerah tersebut, nilai Fe semakin besar dan terdapat kecenderungan logam berat lainnya berasosiasi dengan besi. Hampir seluruh logam berat selain Fe berkorelasi positif terhadap Fe.

Kata kunci: Sedimen sungai, logam berat, AAS, korelasi

1. Pendahuluan

Hasil limbah industri maupun logam berat yang berasal dari sumber alamiah dapat

masuk ke dalam perairan melalui pengikisan batuan mineral. Oleh karena itu, sungai

merupakan salah satu media yang sering tercemar oleh logam berat (Sudarwin, 2008).

Keberadaan logam berat di perairan dapat berbahaya baik secara langsung terhadap yaitu pada

kehidupan organisme, maupun secara tidak langsung terhadap kesehatan manusia. Akumulasi

logam berat di sedimen yang terangkut kembali ke permukaan air dapat mengakibatkan

penurunan kualitas air sungai (Erlanda, 2012). Konsentrasi logam berat pada sedimen sungai

cukup tinggi jika dibandingkan dengan konsentrasi logam berat pada air sungai (Rochyatun

dan Rozak, 2007) sehingga sedimen dapat dijadikan indikator yang penting untuk melihat

pencemaran sungai yang diakibatkan logam berat (Wang dkk., 2014; Xu dkk., 2014).

Beberapa tahun terakhir, sungai di berbagai negara telah diteliti sifat kemagnetan

sedimennya dan hubungannya dengan logam berat untuk menilai beban polutan yang diterima

(Chaparro et al., 2013). Metode ini praktis dan berguna untuk mendeteksi dan memetakan

polusi di dalam dan sekitar yang kota-kota industri modern (Zhang et al., 2011). Studi tentang

parameter magnetik dan interpretasinya terhadap pencemaran telah dilakukan pada beberapa

lingkungan yang berbeda, termasuk tanah, sedimen dan vegetasi sejak 1980-an. Korelasi yang

kuat antara parameter magnetik dan logam berat menunjukkan bahwa penggunaan

pengukuran magnetik sebagai pengukuran proksi kandungan logam berat dapat diterima

asalkan suseptibilitas magnetik melebihi nilai tertentu (Bijaksana dan Huliselan, 2010).

Pendahuluan

2. Metode Penelitian

Empat sampel air dan sedimen yang diambil di sepanjang Sungai Citarum (Gambar 1)

pada bulan November 2014 di titik tertentu yaitu Balekambang (BK, DK, KP dan NJ). diukur

kandungan logam beratnya dengan metoda AAS yang dilakukan di Laboratorium Pusat

Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL), Bandung.

Gambar1. Peta pengambilan sampel di lokasi penelitian

Sampel yang telah diperoleh berupa sedimen dan air yang dimasukkan ke dalam suatu

jirigen. Sampel kemudian dibiarkan mengendap beberapa hari. Setelah itu, dipisahkan antara

sedimen dan air untuk mendapatkan sampel kering..

2. Hasil dan Pembahasan

Nilai AAS keempat sampel menunjukkan bahwa konsentrasi hampir seluruh unsur

logam berat telah lewat dari batas yang diperbolehkan, baik pada sampel air maupun sedimen.

Hal ini dapat disebabkan oleh dua hal yaitu karena material vulkanik yang sudah mengandung

logam berat tinggi atau karena polutan. Penyebab tersebut belum dapat dipastikan dari hasi uji

kimia. Konsentrasi logam berat pada sedimen tidak sama dengan konsentrasi yang terlarut di

air. Dari sampel air sungai, konsentrasi logam berat terlarut terbesar terdapat dalam sampel

DK. Sedangkan konsentrasi logam berat pada sedimen terbesar pada sampel NJ. Hal ini

diduga akibat adanya percabangan pada sungai Citarum sangat banyak, bervariasi bentuk

percabangan dan kemiringannya serta jumlah input dari dan output ke anak sungai lainnya.

Perbedaan konsentrasi logam berat terlarut dan pada sedimen dapat disebabkan karena

perbedaan karakter laju erosi dan sedimentasi antara percabangan sungai satu dan lainnya,

perbedaan hasil limbah lokal, serta sebaran material vulkanik pada zaman Danau Bandung

Purba.

Gambar 2. Sampel air dan sedimen dari Sungai Citarum

Tabel 1 memperlihatkan kandungan besi (Fe) dianggap merupakan unsur yang

dominan mempengaruhi karena memiliki kadar logam berat tertinggi jika dibandingkan unsur

lainnya. Bahkan di bagian hulu atas, Balekambang, kadarnya telah mencapai 125~156 ppm.

Nilai Fe secara teratur bertambah dari hulu atas ke hulu bawah. Hal ini dapat menunjukkan

bahwa semakin tercemar daerah tersebut, nilai Fe semakin besar dan terdapat kecenderungan

logam berat lainnya berasosiasi dengan besi.

Tabel 1. Kandungan logam berat dalam air dan sedimen Sungai Citarum

Jika merujuk pada Tabel 2, maka keberadaan logam berat pada air Sungai Citarum

sudah melebihi standar Baku Mutu Air Minum. Keberadaan logam berat dalam air Sungai

Citarum ini diduga berasal dari aktivitas manusia di sekitar Sungai Citarum yang merupakan

daerah padat pemukiman dan daerah industru terutama inustri tekstil.

UnsurAir Sedimen

BK DK KOPO NJ S-BK S-DK S-KOPO S-NJ

Fe 156 241 68 13 125 150 160 204

Cd 0.017 0.033 0.006 Td 0.012 0.017 0.02 0.049

Co 0.1 0.15 0.03 0.01 0.09 0.08 0.07 0.08

Ni 0.07 0.19 0.06 0.02 0.05 0.09 0.11 0.23

Pb 0.21 0.7 0.17 0.03 0.2 0.3 0.49 0.59

Cu 0.21 0.69 0.21 0.04 0.18 0.35 0.45 0.62

Zn 0.27 10.85 1.04 0.31 0.21 4.6 1.79 0.52

Ag 0.002 0.006 0.001 0.091 Td Td 0.001 0.002

Hg 0.07 0.91 0.98 0.14 0.28 0.42 1.05 1.12

As 0.022 0.043 0.01 0.001 0.017 0.045 0.033 0.049

Mn 15.52 8.99 1.3 1.46 6.11 5.18 3.82 5.77χLF

(x 10⁻⁸mᶟ kg⁻¹) - - - - 1127.3 473.5 466.6 393.2

Tabel 2. Kadar Logam Berat sesuai Standar Baku Mutu Air Minum (Surat Keputusan Menteri Kesehatan RI No 907 Tahun 2002)

* : Standar Air Demineral SNI 01-3553-2006, karena keterangan batas kadar Co dan Ag tidak tersedia di KepMenKes RI No 907 Thn 2002

Jika dikorelasikan antara logam besi dan logam lainnya, maka didapatkan

kecenderungan asosiasi antara besi dengan logam berat lainnya yang dapat ditunjukkan pada

Tabel 3. Hampir seluruh logam berat selain Fe berkorelasi positif terhadap Fe. Hal ini

semakin meyakinkan bahwa cukup digunakan Fe sebagai unsur yang dikorelasi terhadap nilai

parameter magnetik.

Tabel 3. Asosiasi Logam Berat Lain Terhadap Besi pada Sampel Air dan

Unsur Kadar Maksimum Yang Diperbolehkan (ppm)

Fe 0.3

Cd 0.003

Co* 0.01

Ni 0.02

Pb 0.03

Cu 1

Zn 3

Ag* 0.025

Hg 0.001

As 0.01

Mn 0.1

AirR-

squarecorr. coef corr. Sedimen

R-square

corr. coef corr.

Cd 0.985 0.9932 + Cd 0.9313 0.9651 +

Co 0.9888 0.9944 + Co 0.1878 -0.4334 o

Ni 0.8608 0.9278 + Ni 0.9815 0.9907 +

Pb 0.8472 0.9205 + Pb 0.8718 0.9337 +

Cu 0.8251 0.9083 + Cu 0.9631 0.9814 +

Zn 0.6396 0.7997 + Zn 0.021 -0.1450 o

R2 adalah ukuran statistik seberapa dekat data dengan trendline/fitted regression line,

dengan nilai R2 antara 0 hingga 1. Semakin besar nilainya, semakin dekat persebaran data

dengan trendlinenya. Koefisien korelasi adalah koefisien yang menggambarkan hubungan

statistik antara dua atau lebih variabel acak atau nilai data yang diamati, dengan nilai koef.

antara 1 hingga -1. Koef. = 1 menandakan korelasi positif, koef. = -1 menandakan korelasi

negatif dan koef. = 0 menandakan tidak ada korelasi.

Dari nilai suseptibilitas low frequency (χLF), intensitas SIRM serta kandungan Fe,

dapat diketahui hubungan antar keduanya seperti pada Gambar IV.5 dan Gambar IV.6. Dilihat

dari nilai R2 dan koef. korelasinya, kandungan Fe dalam air tidak berkorelasi dengan nilai χLF.

Sedangkan, kandungan Fe dalam sedimen berkorelasi negatif dengan nilai χLF. Sama halnya,

kandungan Fe dalam air tidak berkorelasi dengan nilai SIRM. Sedangkan, kandungan Fe

dalam sedimen berkorelasi negatif dengan nilai SIRM.

Ag 0.8251 -0.6755 - Ag 0.8784 1.0000 +

Hg 0.1066 0.3265 o Hg 0.7193 0.8481 +

As 0.9811 0.9905 + As 0.6508 0.8067 +

Mn 0.4912 0.7008 o Mn 0.0043 -0.0656 o

χLF vs. Fe (Air)

χLF

0

300

600

900

1200

ppm

0 75 150 225 300

R² = 0.0735

Fe

χLF vs. Fe (Sedimen)

χLF

0

300

600

900

1200

ppm

-50 38 125 213 300

R² = 0.5649

Fe

Gambar 3. Kurva korelasi χLF vs Fe dalam sampel air (atas) dan sedimen (bawah)

corr = 0.2710

corr = -0.7516

Peningkatan nilai kandungan Fe mengindikasikan semakin meningkatnya beban

polutan ke arah hilir. Sedang, korelasi negatif yang berhubungan dengan χLF mengindikasikan

bahwa semakin berkurang mineral bersuseptibilitas tinggi, dalam kasus ini magnetit. Hal ini

dapat disebabkan karena beberapa faktor, yaitu : Semakin bertambahnya bulir berukuran besar ke

arah hulu bawah menurunkan nilai suseptibilitas sampel. Adanya pengurangan kandungan mineral magnetit dalam sedimen akibat kegiatan penambangan pasir di sekitar sungai Citarum di daerah sekitar Bojongsoang. Bertambahnya sedimen nonmagnetik dari Sub DAS Citarum, terutama dari Sungai Cikapundung dan Sungai Cisangkuy.

Kesimpulan

1. Korelasi nilai suseptibilitas dan magnetisasi remanen terhadap kandungan Fe

memperlihatkan dua karakter berbeda yaitu :tidak berkorelasi dengan kandungan Fe dalam

air dan yang berkorelasi negatif dengan kandungan Fe dalam sedimen

2. Korelasi negatif tersebut disebabkan karena variabel yang mempengaruhi nilai

suseptibilitas dan magnetisasi remanen jamak dan kompleks.

Daftar Pustaka

Bijaksana, S., Huliselan, E.K., 2010, Magnetic properties and heavy metal content of sanitary

leachate sludge in two landfill sites near Bandung, Indonesia. Environmental Earth

Science 60, pp. 409-419.

Buttler, R.F. 2004. Palaeomagnetism : Magnetic Domains to Geologic Terranes. Department

of Chemistry and Physics University of Portland, Oregon.

Citarum Basin Status Map 2011 diambil dari www.citarum.org

Chaparro, A.E.M. (Marcos), Suresh, G., Chaparro, A.E.M. (Mauro), Ramasamy, V., Sinito,

A.M., 2013, Magnetic studies and elemental analysis of river sediments : a case study

from the Ponnaiyar River (Southeastern India). Environ Earth Sci 70 , pp. 201-213

Dunlop, D.J., Özdemir, Ö, 1997, Rock Magnetism: Fundamentals and Frontiers. Cambridge

University Press, Cambridge, UK.

Erlanda, E.P., 2012, Kajian Sedimentasi pada Sumber Air Baku PDAM Kota Pontianak,

Jurnal Teknik Sipil UNTAN, Vol.12, No.2.

Rochyatun, E dan Rozak, A., 2007, Pemantauan Kadar Logam Berat dalam Sedimen di

Perairan Teluk Jakarta, Makara Sains, Vol. 11 (1), hal 28-36.

Sudarwin, 2008, Analisis Spasial Pencemaran Logam Berat (Pb dan Cd) pada Sedimen Aliran

Sungai dari Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah Jatibarang Semarang, Tesis,

Program Pasca Sarjana, Universitas Diponegoro, Semarang.

Wang, J., Sun, Q., Yi, L., Yin, X., Wang, A., Li, Y., 2014, “Spatial Variation Environmental

Assasment and Source Identificationon Heavy Metal in Sedimentof The

Yangtze River Estuary”, Marine Pollution Bulletin, Vol 64, Elsevier, hal. 364-373.

Xu, Y., Chen, F., Zhang, L., Liu, J., Shen, Z., Feng, C and Chen, J., 2014, The Source of

Natural and Anthropogenic Heavy Metal in The Sediment of minjiang River Estuary

Science Total Environ, Vol 493, Elsevier, hal. 729-736.

Zhang, C., Qiao, Q., Piper, J.D.A., Huang, B., 2011, Assessment of heavy metal pollution

from a Fe-smelting plant in urban river sediments using environmental magnetic and

geochemical methods. Environmental Pollution 159 (10), pp. 3057-3070