emisi gas metana (ch ) dari sedimen dan tanaman...
TRANSCRIPT
EMISI GAS METANA (CH4) DARI SEDIMEN
DAN TANAMAN Rhizophora mucronata PADA ZONA ALAMI
DAN ZONA WISATA DI KAWASAN MANGROVE
PULAU PARI
SKRIPSI
AMALINA PUTRI
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M/1441 H
EMISI GAS METANA (CH4) DARI SEDIMEN
DAN TANAMAN Rhizophora mucronata PADA ZONA ALAMI
DAN ZONA WISATA DI KAWASAN MANGROVE
PULAU PARI
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Program Studi Kimia
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta
Oleh :
AMALINA PUTRI
11140960000022
PROGRAM STUDI KIMIA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2019 M / 1441 H
ABSTRAK
AMALINA PUTRI. Emisi Gas Metana (CH4) dari Sedimen dan Tanaman
Rhizophora mucronata pada Zona Alami dan Zona Wisata di Kawasan Mangrove
Pulau Pari. Di bawah bimbingan HENDRAWATI dan IRAWAN SUGORO.
Iklim bumi saat ini sedang berubah secara cepat karena meningkatnya emisi Gas
Rumah Kaca (GRK). Gas metana menjadi salah satu penyumbang dari GRK dan
dapat berasal dari lahan basah kawasan mangrove. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui emisi gas metana dari sedimen dan tanaman Rhizopohora mucronata
secara in situ, mengetahui pengaruh lokasi sampling dan waktu sampling terhadap
jumlah emisi gas metana yang dihasilkan, serta mengetahui jenis mikroba pada
sedimen. Pengamatan dilakukan pada pagi, siang dan sore hari selama 3×3 jam
untuk pengukuran emisi gas metana. Parameter lain yang diamati meliputi suhu,
pH, TDS, intensitas cahaya, salinitas, karbon organik, nitrogen total, rasio C/N,
amonia, Volatile Fatty Acids (VFA), dan jumlah mikroba. Hasil penelitian pH air
laut berkisar 7,1-7,5, suhu 27-31 oC, intensitas cahaya 1615-32650 kkal/m2/hari,
TDS 2910-6255 ppm, salinitas 30,008-30,389, karbon (C) 10,370-12,213%,
nitrogen (N) 0,832-0,901%, rasio C/N 12,459-14,676 dan VFA total 10,4-14,96.
Hasil analisis emisi gas metana menunjukkan nilai emisi gas metana yang berbeda,
sedimen memiliki emisi gas metana paling tinggi sebesar 18,76 mg/m2/jam diikuti
dengan akar sebesar 14,067 mg/m2/jam, batang sebesar 12,18 mg/m2/jam, dan daun
sebesar 11,85 mg/m2/jam. Hasil analisis menunjukkan bahwa perbedaan lokasi dan
waktu sampling berpengaruh pada emisi gas metana. Lokasi alami memiliki jumlah
emisi gas metana paling tinggi sebesar 33,710 mg/m2/jam diikuti dengan lokasi
wisata sebesar 23,148 mg/m2/jam. Waktu sampling pada pagi hari memiliki jumlah
emisi gas metana paling tinggi sebesar 22,748 mg/m2/jam diikuti dengan siang hari
sebesar 17,150 mg/m2/jam,dan sore hari sebesar 16,960 mg/m2/jam.
Kata Kunci: Gas rumah kaca, iklim, lahan basah, in situ
ABSTRACT
AMALINA PUTRI. Methane Gas Emission (CH4) from Sediment and Plant
Rhizophora mucronata on the Natural Zone and the Tourism Zone in Mangrove
area of Pari Island. Under the guidance of HENDRAWATI and IRAWAN
SUGORO.
The climate of the earth is currently changing rapidly due to increased in
greenhouse gas emissions. Metana gas is a contributor to greenhouse gas and can
come from the mangrove wetlands. This study aims to determine the metana gas
emissions from sediments and Rhizopohora mucronata plants in situ, determine the
effect of sampling location and sampling time on the amount of metana gas
emissions produced, and determine the type of microbes in the sediments.
Observations were carried out in the morning, afternoon and evening for 3×3 hours
to measure metana gas emissions. Other parameters observed included temperature,
pH, TDS, light intensity, salinity, organic carbon, total nitrogen, C/N ratio,
ammonia, Volatile Fatty Acids (VFA), and total microbial. The results of the study
of sea water pH ranged from 7,1-7,5, temperature 27-31 oC, light intensity 1615-
32650 kkal/m2/day, TDS 2910-6255 ppm, salinity 30,008-30,389, carbon (C)
10,370-12,213%, nitrogen (N) 0,832-0,901%, C/N ratio 12,459-14,676 and Volatile
Fatty Acids (VFA) totaling 10,4-14,96. The results of metana gas emission analysis
show different values of metana gas emissions, sediment has the highest metana
gas emissions of 18,76 mg/m2/hour followed by roots of 14,067 mg/m2/hour, stems
of 12,18 mg/m2/hour and leaves at 11,85 mg/m2/hour. The analysis showed that
differences in location and sampling time affect the metana gas emissions. The
natural location has the highest amount of metana gas emissions of 33,710
mg/m2/hour followed by tourist locations of 23,148 mg/m2/hour. The sampling time
in the morning had the highest amount of metana gas emissions of 22,748
mg/m2/hour followed by daytime of 17,150 mg/m2/hour, and the afternoon of
16,960 mg/m2/hour.
Keywords: Greenhouse gases, climate, wetlands, in situ
viii
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb
Syukur Alhamdulillah penulis haturkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis, sehingga penulis dapat
menyelesaikan skripsi yang berjudul “Emisi Gas Metana (CH4) dari Sedimen dan
Tanaman Rhizophora mucronata pada Zona Alami dan Zona Wisata di Kawasan
Mangrove Pulau Pari”. Skripsi ini bertujuan untuk memenuhi sebagian syarat
memperoleh gelar S1 bagi mahasiswa pada program Studi Kimia.
Selesainya skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, sehingga
pada kesempatan ini penulis dengan segala kerendahan hati dan penuh rasa hormat
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah
memberikan bantuan moril maupun materil secara langsung maupun tidak langsung
kepada penulis dalam penyusunan skripsi hingga selesai, terutama kepada yang
saya hormati:
1. Dr. Hendrawati, M.Si selaku pembimbing I yang memberikan berbagai saran
untuk penelitian;
2. Dr. Irawan Sugoro, M.Si selaku pembimbing II yang senantiasa membimbing
melalui diskusi ilmiah serta arahan teknis rancangan penelitian;
3. Nurhasni, M.Si dan Tarso Rudiana M.Si selaku penguji yang akan memberikan
kritik dan saran sehingga skripsi ini menjadi lebih baik;
4. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains
dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta;
5. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Islam Syarif Hidayatullah Jakarta;
x
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiiii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiiii
BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................. 5
1.3 Hipotesis ........................................................................................................... 5
1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 6
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................ 6
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 7
2.1 Pemanasan Global ............................................................................................. 7
2.2 Mangrove .......................................................................................................... 8
2.3 Pulau Pari .......................................................................................................... 9
2.4 Sedimen ........................................................................................................... 11
2.5 Rhizophora mucronata.....................................................................................11
2.6 Gas Metana (CH4) ........................................................................................... 14
2.7 Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Emisi Gas metana...............................17
2.8 Kromatografi Gas (GC) ................................................................................... 19
2.9 Jumlah Mikroba .............................................................................................. 21
BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 23
3.1 Waktu dan Tempat .......................................................................................... 23
3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................ 23
3.3 Bagan Alur Penelitian ..................................................................................... 24
3.4 Cara Kerja ....................................................................................................... 25
3.4.1 Penentuan Titik Sampling ..................................................................... 25
3.4.2 Preparasi Alat Sampling Pengambilan Emisi Gas metana .................... 26
3.4.3 Pengambilan Sampel ............................................................................. 27
xi
3.4.3.1 Pengambilan Gas ....................................................................... 27
3.4.3.2 Pengambilan Sampel Sedimen .................................................. 28
3.4.4 Analisis Faktor Kimia Fisika Lingkungan Perairan .............................. 28
3.4.5 Analisis Faktor Kimia Fisika Lingkungan Sedimen.............................. 29
3.4.5.1 Analisis Kadar Bahan Organik (BO) ......................................... 29
3.4.5.2 Analisis Amonia (NH3) ............................................................. 29
3.4.5.3 Analisis Karbon Organik ........................................................... 29
3.4.5.4 Pengukuran Kadar Nitrogen Total ............................................. 30
3.4.5.5 Pengukuran Rasio C/N .............................................................. 31
3.4.5.6 Pengukuran Volatile Fatty Acids Parsial ................................... 32
3.4.6 Analisis Jumlah Mikroba ....................................................................... 32
3.4.7 Pengukuran Emisi Gas metana .............................................................. 33
3.4.8 Analisis Data ......................................................................................... 34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................ 35
4.1 Kimia dan Fisika Lingkungan Perairan Mangrove ......................................... 35
4.2 Kimia dan Fisika Lingkungan Sedimen Mangrove ........................................ 39
4.3 Jumlah Mikroba .............................................................................................. 47
4.4 Emisi Gas metana ........................................................................................... 48
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 54
5.1 Simpulan .......................................................................................................... 54
5.2 Saran ................................................................................................................. 54
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 55
LAMPIRAN ......................................................................................................... 62
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Pulau Pari, Kepulauan Seribu (www.googlemap).................................. 10
Gambar 2. A) Tanaman mangrove Rhizophora mucronata B) Daun C) Akar D)
Batang (Sosia et al., 2014)…..............................................................
12
Gambar 3. Proses dekomposisi bahan organik secara anaerobik.................................. 16
Gambar 4. Bagan komponen instrumentasi kromatografi gas...................................... 21
Gambar 5. Peta lokasi sampling mangrove Pulau Pari, Kepulauan Seribu, DKI
Jakarta 1) Kawasan zona alami 2) Kawasan zona wisata...................
25
Gambar 6. Penentuan lokasi titik pengambilan sampel…............................................ 26
Gambar 7. Preparasi alat sampling penelitian….......................................................... 27
Gambar 8. Hubungan antara lokasi dan waktu sampling pada kondisi kimia dan
fisika perairan kawasan hutan mangrove.............................................
38
Gambar 9. Reaksi pembentukan amonia dari nitrat dan nitrit....................................... 43
Gambar 10. Jumlah mikroba lokasi sampling kawasan hutan mangrove...................... 47
Gambar 11. Emisi gas metana kawasan mangrove pada zona alami dan zona zona
wisata..............................................................................................................
49
Gambar 12. Hubungan antara lokasi dan waktu sampling pada emisi gas metana
kawasan hutan mangrove.....................................................................
51
Gambar 13. Hubungan antara emisi gas metana pada sedimen dan tanaman
mangrove dengan faktor kimia dan fisika lingkungan kawasan hutan
mangrove.............................................................................................
52
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Sumber penghasil emisi gas metana .......... ............................................14
Tabel 2. Kondisi kimia dan fisika lingkungan perairan mangrove ........................35
Tabel 3. Kondisi kimia dan fisika lingkungan sedimen mangrove........................39
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Uji T bahan organik pada lokasi alami dan wisata ......................... 62
Lampiran 2. Uji T rasio C/N pada lokasi alami dan wisata ................................ 62
Lampiran 3. Uji T VFA pada lokasi alami dan wisata ........................................ 63
Lampiran 4. Uji T emisi gas metana pada lokasi alami dan wisata .................... 63
Lampiran 5. Perhitungan bahan organik sedimen mangrove .............................. 64
Lampiran 6. Perhitungan C organik sedimen mangrove ..................................... 64
Lampiran 7. Perhitungan nitrogen total sedimen mangrove ............................... 65
Lampiran 8. Perhitungan rasio C/N .................................................................... 66
Lampiran 9. Volatile fatty acids ......................................................................... 66
Lampiran 10. Total mikroba ................................................................................ 67
Lampiran 11. Emisi gas metana .......................................................................... 67
Lampiran 12. Dokumentasi penelitian ................................................................ 71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemanasan global menjadi salah satu isu lingkungan utama yang dihadapi
dunia saat ini. Pemanasan global adalah terjadinya kenaikan temperatur muka bumi
yang disebabkan oleh gas rumah kaca dan berakibat pada perubahan iklim. Hal ini
dilihat dengan semakin banyak terjadi fenomena penyimpangan cuaca (Knapp et
al., 2014). Sebagaimana Firman Allah SWT yang tedapat dalam kitab suci Al-
Quran, surat Ar-Ruum ayat 41 dan surat Al-Baqarah ayat 30:
ظهر ٱلفساد في ٱلبر وٱلبحر بما كسبت أيدي ٱلناس ليذيقهم بعض
(١٤ٱلذي عملوا لعلهم يرجعون )
Artinya: “Telah nampak kerusakan di darat dan di laut disebabkan karena
perbuatan tangan manusia, supaya Allah merasakan kepada mereka sebahagian dari
(akibat) perbuatan mereka, agar mereka kembali ke jalan yang benar” (QS Ar-
Ruum: 41).
ك للملئكة إن ي جاعل في الرض خليفة. قالوا أتجعل وإذ قال رب
س لك. ماء ونحن نسب ح بحمدك ونقد فيها من يفسد فيها ويسفك الد
(٠٣) قال إن ي أعلم ما ل تعلمون
Artinya: "Ingatlah ketika Tuhanmu berfirman kepada para malaikat,
sesungguhnya Aku hendak menjadikan satu khalifah di muka bumi. Mereka
(malaikat) berkata, apakah Engkau hendak menjadikan di bumi itu siapa yang akan
membuat kerusakan padanya dan menumpahkan darah, padahal kami senantiasa
bertasbih dengan memuji-Mu dan menyucikan-Mu? Tuhan berfirman,
sesungguhnya aku mengetahui apa yang tidak kamu ketahui." (Qs. Al-Baqarah:30)
2
Berdasarkan ayat tersebut dijelaskan perbuatan merusak lingkungan dapat
berakibat kembali kepada manusia. Salah satu bentuk akibat kerusakan di darat dan
di laut adalah pemanasan global. Pemanasan global yang telah banyak dirasakan
oleh kehidupan manusia dan makhluk lainnya merupakan sebuah konsekuensi atas
perbuatan manusia dalam mengelola sumber daya alam dan lingkungannya,
sehingga manusia sebagai khalifah di muka bumi diwajibkan untuk mengelola
sumber daya alam dan lingkungan dengan baik.
Gas rumah kaca merupakan komposisi gas di atmosfer yang terdiri dari gas
karbondioksida (CO2), metana (CH4), dinitrooksida (N2O), perfluorkarbon (PFC),
hidrofluorkarbon (HFC) dan sulfurheksfluorida (SF6) (Nellemann et al., 2009).
Tiga GRK pertama adalah penyumbang terbesar, yaitu lebih dari 90% GRK di
atmosfer. CO2 menyumbang sebesar 83%, sedangkan metana menyumbang sebesar
10,3% dan N2O menyumbang sebesar 4,5% (Environmental Protection Agency,
2011). Meskipun kontribusi metana lebih kecil dari CO2, metana memiliki efek
pemanasan 30 kali lebih besar dibandingkan CO2, karena metana lebih efektif
memantulkan sinar inframerah dibandingkan gas CO2 (Basu, 2013).
Gas metana menjadi salah satu penyumbang dari Gas Rumah Kaca. Lebih
dari 50% gas metana di atmosfer dihasilkan dari aktivitas manusia (antropogenik).
Akan tetapi, beberapa proses alamiah berkontribusi juga dalam meningkatkan
konsentrasi gas metana di atmosfer. Urutan tingkat emisi gas metana per tahun pada
sumber alami dari terkecil hingga terbesar adalah tanaman (20-60 juta ton/ha),
danau (30 juta ton/ha), geologis (42-64 juta ton/ha), dan lahan basah (170 juta
ton/ha) (Environmental Protection Agency, 2011). Data tersebut menunjukkan
bahwa lahan basah merupakan pengemisi gas metana tertinggi, mencapai 81% dari
3
total emisi metana dari sumber alami (Environmental Protection Agency, 2011). Di
Indonesia, hampir 50% lahan basah atau sekitar 8,6 juta Ha adalah hutan mangrove
(Direktur Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, 2002).
Hutan mangrove turut menyumbang emisi gas metana, adanya akumulasi
bahan-bahan organik pada dasar sedimen dapat menjadi sumber mikroba penghasil
gas metana (Pusat Litbang SDA, 2012). Ekosistem dengan kondisi anaerob akibat
penggenangan seperti pada lahan basah merupakan sumber utama emisi gas
metana (Reay et al., 2007). Kondisi anaerobik menstimulasi bakteri-bakteri
metanogen untuk merombak karbon di sedimen menjadi gas metana (Hallam et
al., 2004). Secara umum, bakteri metanogen merombak karbon melalui tiga jalur
berdasarkan sumber karbon yang digunakan, yaitu bakteri pengguna asetat
(asetonotrof), H2 dan CO2 (hidrogenotrof), dan senyawa yang mengandung gugus
metil (metilotrof) (Zhuang, 2014). Bakteri metanogen menghasilkan gas metana
melalui proses yang dinamakan metanogenesis. Gas metana diproduksi secara
anaerob melalui tiga tahap yakni hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis
(Singh et al., 2015).
Penelitian tentang emisi gas metana ini dilakukan di Pulau Pari, Kepulauan
Seribu, DKI Jakarta. Pulau Pari tersusun dari beberapa pulau dengan struktur hutan
pantai didominasi oleh mangrove. Jenis mangrove terdiri dari beberapa genus yaitu
avicennia, alba, rhizophora, bruguiera, ceriops, lumnitzera, excoecaria,
xylocarpus, aegiceras, scyphyphora dan nypa. Jenis mangrove yang ditemukan di
Pulau Pari yaitu jenis R. apilucata, R. mucronata, R. stylosa dan S. alba. Mangrove
yang digunakan untuk penelitian ini adalah R. mucronata. Mangrove jenis R.
mucronata adalah jenis mangrove yang banyak tumbuh di Pulau Pari dan
4
merupakan jenis dengan kerapatan tertinggi di antara jenis-jenis yang lain. Kawasan
Mangrove Pulau Pari terbagi dua zona, yaitu zona alami dan zona wisata. Laut
yang mengelilingi Pulau Pari merupakan laut dangkal yang memiliki substrat
bervariasi diantaranya adalah substrat lumpur, lumpur berpasir, pasir maupun batu
karang (Saefurrahman, 2008). Mangrove yang hidup di daerah berlumpur atau pasir
berlumpur, yaitu merupakan lahan basah dimana diduga banyak bakteri metanogen
yang tumbuh karena kondisi anaerobik sehingga berpotensi untuk menghasilkan
emisi gas metana.
Beberapa penelitian sebelumnya diantaranya Lyimo (2002) melaporkan
mangrove di Tanzania menghasilkan emisi gas metana berkisar antara 0 sampai 192
mg /m2/ hari. Penelitian lain melaporkan emisi gas metana dari hutan mangrove
yang tercemar di India Selatan sekitar 47,28-324,48 mg/m2/hari (Purvaja dan
Ramesh, 2001). Informasi tentang emisi GRK dari ekosistem mangrove di
Indonesia sangat jarang. Penelitian Chen et al., (2014) menjelaskan laju emisi GRK
yang rendah yaitu 0,35–0,61 μmol/m2/hari dari sedimen mangrove di Sulawesi
Utara. Beberapa penelitian tersebut tidak mempelajari pengaruh jenis tanaman,
bagian tanaman dan perbedaan lokasi pengambilan sampel sehingga perlu untuk
dilakukan.
Berdasarkan uraian di atas, maka pada penelitian ini dilakukan untuk
mengetahui emisi gas metana yang terdapat pada sedimen di kawasan mangrove
dan emisi gas metana yang terdapat pada akar, batang dan daun tanaman R.
mucronata sebagai media transportasi gas metana dari tanah atau sedimen dasar
ke atmosfir, karena studi mengenai jalur metana dari sedimen dan pada tanaman
belum pernah dilakukan. Penelitian ini juga dilakukan untuk melihat perbedaan
5
lokasi pada kawasan alami dan kawasan wisata terhadap gas metana yang
dihasilkan. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai
emisi gas metana dari sedimen, bagian tanaman dan perbedaan lokasi di Pulau Pari
dengan waktu sampling berbeda.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah faktor kimia dan fisika lingkungan hutan mangrove Pulau Pari
berpengaruh terhadap emisi gas metana?
2. Apakah emisi gas metana pada akar, batang, daun tanaman mangrove R.
mucronata dan sedimen di kawasan mangrove Pulau Pari dipengaruhi oleh
perbedaan lokasi?
3. Apakah waktu sampling pagi, siang, dan sore hari di kawasan mangrove Pulau
Pari berpengaruh pada emisi gas metana?
4. Apakah bakteri metanogen berpengaruh pada emisi gas metana dari tanaman
mangrove R. mucronata dan sedimen di kawasan mangrove Pulau Pari?
1.3 Hipotesis
1. Faktor kimia dan fisika lingkungan kawasan mangrove Pulau Pari berpengaruh
terhadap emisi gas metana.
2. Emisi gas metana pada akar, batang, daun tanaman mangrove R. mucronata
dan sedimen di kawasan mangrove Pulau Pari dipengaruhi oleh perbedaan
lokasi.
3. Waktu sampling pagi, siang, dan sore hari berpengaruh terhadap emisi gas
metana.
6
4. Bakteri metanogen berpengaruh terhadap emisi gas metana dari tanaman
mangrove R. mucronata dan sedimen di kawasan mangrove Pulau Pari.
1.4 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui faktor kimia dan fisika lingkungan hutan mangrove Pulau Pari
yang mempengaruhi emisi gas metana.
2. Mengetahui Emisi gas metana pada akar, batang, daun tanaman mangrove R.
mucronata dan sedimen di kawasan mangrove Pulau Pari yang dipengaruhi
oleh perbedaan lokasi.
3. Mengetahui waktu sampling pagi, siang, dan sore hari yang mempengaruhi
emisi gas metana.
4. Mengetahui Bakteri metanogen yang mempengaruhi emisi gas metana dari
tanaman mangrove R.mucronata dan sedimen di kawasan mangrove Pulau
Pari.
1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai faktor
dominan yang berperan dalam emisi gas metana pada akar, batang, dan daun
tanaman mangrove R.mucronata dan sedimen kawasan mangrove Pulau Pari,
sehingga dapat diketahui cara penanganannya.
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pemanasan Global
Pemanasan global diartikan sebagai kenaikan temperatur muka bumi yang
disebabkan oleh efek rumah kaca dan berakibat pada perubahan iklim. Perubahan
iklim global ini telah menyebabkan terjadinya bencana alam di berbagai belahan
dunia. Tingkat kekhawatiran perubahan iklim global ini terdapat dalam dokumen
Protokol Kyoto dan United Nation Framework Convention on Climate Change
(UNFCCC) yang menekankan pentingnya usaha ke arah pengurangan emisi karbon
serta penyerapan karbon di atmosfir. Demikian halnya dalam konferensi PBB
tentang pembangunan dan lingkungan hidup atau United Nation Conference on
Environmentand Development (UNCED) pada tahun 1992 di Rio Janeiro, Brazil,
dimana menghasilkan dua deklarasi umum yang salah satu di antaranya juga
menekankan bagaimana upaya mengurangi perubahan iklim global (Yusuf, 2008).
Pemanasan global diakibatkan oleh efek rumah kaca, yakni sebuah proses
yang menyebabkan energi panas matahari yang diterima atmosfer dekat permukaan
bumi lebih banyak dibandingkan dengan energi panas yang dilepaskan kembali ke
angkasa. Efeknya suhu muka bumi akan meningkat. Efek rumah kaca ini
diakibatkan oleh Gas Rumah Kaca (GRK) (Khairudin dan Abdullah, 2009).
GRK yang tersimpan di permukaan bumi secara langsung maupun tidak
langsung akan menyebabkan perubahan iklim secara global. Pemanasan global
yang disebabkan oleh adanya efek rumah kaca merupakan suatu fenomena,
sehingga gelombang pendek radiasi matahari menembus atmosfer dan berubah
8
menjadi gelombang panjang mencapai permukaan bumi. Setelah mencapai
permukaan bumi, sebagian gelombang tersebut dipantulkan kembali ke atmosfer.
Namun tidak seluruh gelombang panjang yang dipantulkan itu dilepaskan ke
angkasa luar. Sebagian gelombang panjang dipantulkan kembali oleh lapisan gas
rumah kaca di atmosfer ke permukaan bumi. Proses ini dapat berlangsung berulang
kali, sementara gelombang yang masuk juga terus bertambah. Akibatnya terjadi
akumulasi panas di atmosfer. Kondisi ini persis seperti yang terjadi di rumah kaca
yang digunakan dalam kegiatan pertanian dan perkebunan (Naharia, 2004).
GRK merupakan komposisi gas di atmosfer yang terdiri dari gas karbon
dioksida (CO2), metana (CH4), dinitro oksida (N2O), perfluorkarbon (PFC),
hidrofluokarbon (HFC) dan sulfurheksfluorida (SF6) (Nelleman et al., 2009). Tiga
GRK pertama adalah penyumbang terbesar, yaitu lebih dari 90% GRK di atmosfer.
CO2 menyumbang 83%, sedangkan metana dan N2O masing-masing sebesar 10,3%
dan 4,5% (Environmental Protection Agency, 2011). Meskipun kontribusi metana
lebih kecil dari CO2, metana memiliki potensi efek pemanasan 30 kali lebih besar
dibandingkan CO2 (Basu, 2013).
2.2 Mangrove
Ekosistem mangrove adalah kelompok jenis tanaman yang tumbuh di
sepanjang garis pantai tropis sampai sub-tropis yang memiliki fungsi istimewa di
suatu lingkungan yang mengandung garam dan bentuk lahan berupa pantai dengan
reaksi tanah anaerob. Secara ringkas mangrove dapat didefinisikan sebagai suatu
tipe tanaman yang tumbuh di daerah pasang surut (terutama di pantai yang
terlindung, laguna, muara sungai) yang tergenang pasang dan bebas dari genangan
9
pada saat surut yang komunitas tanamannya bertoleransi terhadap garam (Santoso,
2004).
Mangrove menurut Steenis (1978) adalah tanaman yang tumbuh diantara
garis pasang surut. Mangrove adalah sebutan umum yang digunakan untuk
menggambarkan suatu komunitas pantai tropis yang didominasi oleh beberapa
spesies pohon yang khas atau semak-semak yang mempunyai kemampuan untuk
tumbuh dalam perairan asin (Nybakken, 1988). Menurut Soerianegara (1987)
mangrove merupakan tanaman yang tumbuh pada tanah lumpur alluvial di daerah
pantai dan bermuara sungai yang dipengaruhi pasang surut air laut, dan terdiri atas
genus pohon avicennia, alba, rhizophora, bruguiera, ceriops, lumnitzera,
excoecaria, xylocarpus, aegiceras, scyphyphora dan nypa. Menurut Kusmana
(2002) dari sudut ekologi, hutan mangrove merupakan bentuk ekosistem yang unik,
karena pada kawasan ini terpadu empat unsur biologis penting yang fundamental,
yaitu lautan, air, vegetasi dan satwa. Mangrove ini memiliki ciri ekologis yang khas
yaitu dapat hidup dalam air dengan salinitas tinggi dan biasanya terdapat sepanjang
daerah pasang surut.
2.3 Pulau Pari
Pulau Pari merupakan bagian dari Kepulauan Seribu yang merupakan pulau
terbesar dari pulau pulau penyusun gugusan Pulau Pari, seperti Pulau Kongsi, Pulau
Tengah, Pulau Burung, dan Pulau Tikus. Secara administratif, Pulau Pari
merupakan bagian dari wilayah Kabupaten Kepulauan Seribu, DKI Jakarta dengan
letak geografis 5052’50”-5054’50” Lintang Selatan dam 106034’00”-106038’00”
Bujur Timur. Pulau Pari memiliki 3 zonasi pemanfaatan lahan sesuai Keputusan
10
Gubernur DKI Tingkat 1 DKI Jakarta nomor 1952 tahun 1982, yaitu 50% atau
seluas 21,5 Ha untuk kawasan pariwisata, 40% atau sekitar 17,2 Ha daerah
pemukiman dan 10% atau sekitar 4,3 Ha untuk penelitian kelautan. Pulau Pari
memiliki topografi yang berbentuk datar (Ketinggian ± 0-3 m dpl) dengan tipe
pantai berpasir putih dan bervegetasi mangrove (bagian utara dan barat). Pulau Pari
merupakan pulau karang timbul yang jika dilihat dari citra satelit bentuknya mirip
ikan pari. Pulau ini memiliki perairan yang dangkal dengan substrat pasir
(Saefurahman, 2008).
Luas mangrove di Pulau Pari sudah mengalami penurunan sebelum pariwisata
dibuka yaitu pada tahun 1999 sampai dengan tahun 2006 sebesar 101,920 m2 atau
31,46 % dari luas semula. Pulau Pari terdapat empat jenis mangrove yang
ditemukan pada titik pengamatan yang sebagian besar ada di sisi utara pulau Pari,
empat jenis mangrove tersebut adalah R. apilucata, R. mucronata, R. stylosa dan S.
alba (Saefurahman, 2008). Peta pada Pulau Pari Kepulauan Seribu terdapat pada
Gambar 1.
Gambar 1. Pulau Pari, Kepulauan Seribu (www.googlemap)
11
2.4 Sedimen
Konsentrasi gas metana berasal dari berbagai sumber salah satunya adalah
lahan basah. Lahan basah adalah lahan transisi antara terestrial dan sistem akuatik
dimana air berada didekat permukaan atau tanah yang tertutup oleh air yang
dangkal. Lahan basah terbentuk saat air mengisi penuh ruang antar partikel tanah,
air tersebut tetap atau mengalir jauh secara lambat. Hal inilah yang menyebabkan
terbentuknya kondisi anaerobik pada lahan basah. Lahan basah juga memainkan
peran penting dalam siklus hidrologi. Lahan basah dapat menerima, menyimpan
dan melepaskan air. Secara fisik melalui air tanah atau air permukaan dan secara
biologis melalui transpirasi oleh vegetasi. Oleh karena itu, lahan basah memiliki
fungsi yang penting dalam siklus global (Environmental Protection Agency, 2002).
Sedimen adalah hasil proses erosi, baik berupa erosi permukaan, erosi parit,
atau jenis erosi tanah lainnya. Sedimen umumnya mengendap di bagian bawah kaki
bukit, di daerah genangan banjir, di saluran air, sungai, lahan basah dan waduk.
Hasil sedimen (sediment yield) adalah besarnya sedimen yang berasal dari erosi
yang terjadi di daerah tangkapan air yang diukur pada periode waktu dan tempat
tertentu. Sedimen merupakan pecahan, mineral, atau material organik yang
ditransforkan dari berbagai sumber dan diendapkan oleh media udara, angin, es,
atau oleh air dan juga termasuk didalamnya material yang diendapakan dari
material yang melayang dalam air (Asdak, 2002).
2.5 Rhizophora Mucronata
R. mucronata merupakan tanaman bakau dan sering disebut sebagai bakau
bandul, bakau genjah, dan bangko. Tanaman tersebut termasuk ke dalam Famili
12
Rhizophoraceae dan banyak ditemukan pada daerah pasang surut air laut. Tanaman
tersebut tumbuh pada substrat yang keras dan berpasir. Pada umumnya tumbuh
dalam kelompok, dekat pada pematang sungai pasang surut dan dimuara sungai,
jarang sekali tumbuh pada daerah yang jauh dari air pasang surut (Sosia et al.,
2014).
Pertumbuhan optimal terjadi pada areal yang tergenang dalam, serta pada
tanah yang kaya akan humus. Tanah berlumpur, halus, dalam dan tergenang pada
saat pasang normal. Tidak menyukai subsrat yang lebih keras dan bercampur
dengan pasir. Tingkat dominasi dapat mencapai 90% dari vegetasi yang tumbuh di
suatu lokasi. Menyukai perairan pasang surut yang memiliki pengaruh masukan air
tawar kuat secara permanen (Sosia et al., 2014). Bagian tanaman mangrove
Rhizophora mucronata terdapat pada Gambar 2.
D
Gambar 2. A) Tanaman Mangrove Rhizophora mucronata B) Daun C) Akar
D) Batang (Sosia et al., 2014)
13
Klasifikasi R. mucronata menurut Cronquist (1981) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisio : Magnoliophyta
Classis : Magnoliopsida
Ordo : Myrtales
Famili : Rhizophoraceae
Genus : Rizhophora
Species : Rhizophora mucronata
R. mucronata merupakan spesies dari tanaman mangrove yang mampu
mencapai tinggi 27 m, diameter batang mencapai 70 cm, warna kulit kayu gelap
hingga hitam dan terdapat celah horizontal. Akar tunjang dan akar udara tumbuh
dari percabangan bagian bawah. R. mucronata mempunyai daun eliptis lebar
sampai memanjang dengan pangkal bentuk biji, ujung tulang meruncing dengan
ukuran 11-23 cm x 6-13 cm. Tangkai daun sisi bawah ibu tulang daun dan ujung
keping biji berbentuk tangkai berwarna hijau. Bunga dalam payung tambahan yaitu
bertangkai, menggarpu, berbunga 2- 4-8. Bunga yang mekar kerap kali dalam ketiak
daun yang masih ada juga pada buku yang tidak berdaun. Tabung kelopak diatas
bakal buah memanjang dengan taju panjang 1,5 cm (Harianto dan Dewi, 2015).
Tanaman R. mucronata tersebut memiliki bunga berwarna kuning yang
dikelilingi kelopak berwarna kuning kecoklatan sampai kemerahan. Proses
penyerbukannya dibantu oleh serangga dan terjadi pada bulan April sampai
Oktober. Penyerbukan menghasilkan buah berwarna hijau yang umumnya memiliki
panjang 36-70 cm dan diameter 2 cm (Kusmana, 2002). Bakal buah setengah
tenggelam dengan ujung bebas, tangkai putih pendek, dan bertaju 2. Keping biji
bersatu menjadi badan yang berdaging dengan ujung yang berbentuk tangkai, dan
menonjol 2 cm. Buah setengah jatuhnya tanaman lembaga masih tetap melekat.
Hipokotil panjangnya 40-60 cm dengan bentuk gada (Steenis, 1987).
14
2.6 Gas Metana (CH4)
Gas metana adalah salah satu dari gas rumah kaca yang berasal dari sumber
alamiah dan sumber yang diakibatkan oleh kegiatan manusia. Gas metana dapat
keluar secara alamiah dari permukaan bumi. Gas metana memiliki efek pemanasan
30 kali lebih besar dibandingkan CO2, karena gas metana lebih efektif memantulkan
sinar inframerah dibandingkan gas CO2 (Basu, 2013). Berdasarkan sumber
penghasil emisi gas metana dapat dibagi menjadi dua, yaitu sumber alami dan
sumber antropogenik (hasil kegiatan manusia) yang dapat disajikan pada tabel 1.
Tabel 1. Sumber penghasil emisi gas metana (Environmental Protection
Agency, 2011)
No Emisi Gas Metana (CH4) Prakiraan Emisi (jt ton/th)
1. Sumber alamiah Total : 208
a. Emisi dari lahan basah 170
b. Emisi geologis 42-64
c. Emisi dari danau 30
d. Emisi dari tanaman 20-60
2. Kegiatan manusia Total 320
a. Pertanian 24
b. Penambangan -*
c. Peternakan -
d. TPA 30-70
e. Dam/ Bendungan 120
*Tanda (-) kisaran belum pasti/fluktuatif
Gas metana dihasilkan secara biologis oleh aktivitas mikroba yaitu aktivitas
bakteri metanogen melalui penguraian atau pembusukan bahan-bahan organik yang
terjadi pada lahan basah, lahan persawahan dan fermentasi pada ruminan. Gas
metana yang berasal dari tambang batubara dan kebocoran dalam sistem distribusi
gas alam serta sumur minyak dan gas yang berasal dari sumber antropogenik
15
lainnya. Hasil 30% fluks metana yang berasal dari sumber-sumber alami, sebagian
besar merupakan lahan-lahan yang tergenang secara alami (Suprihati, 2007).
Mikroorganisme akan mengkonversi zat organik menjadi asam organik,
kemudian diubah lagi menjadi metana (Yuan et al., 2014). Secara rinci, proses
dekomposisi anaerobik untuk menghasilkan metana terbagi ke dalam 4 fase yaitu
hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis (Gambar 3) (Singh et
al., 2015).
Hidrolisis merupakan tahapan awal dalam degredasi anaerobik dari
substrat organik kompleks. Selama hidrolisis, bakteri mengubah substrat organik
kompleks ke senyawa sederhana. Hidrolisis dari molekul kompleks dibantu oleh
enzim ekstraseluler yang diproduksi mikroorganisme hidrolisis (Singh et al., 2015).
Beberapa contoh dari bakteri hidrolitik adalah Clostridium spp, Bacilus spp,
Probacteria (Carballa et al., 2015). Tahapan kedua adalah asidogenesis yang
akan mengkonversi bahan terlarut organik hasil hidrolisis menjadi asam lemak
rantai pendek dan alkohol (Capareda, 2013). Selama proses asidogenesis terjadi
proses fermentasi molekul organik terlarut. Bakteri yang berperan dalam tahap
asidogenesis berasal dari genus Pseudomonas, Bacillus, Clostridium,
Micrococcus, dan Flavobacterium (Zieminski dan Frac, 2012). Proses
terbentuknya gas metana pada dekomposisi bahan organik pada Gambar 3.
16
Gambar 3. Proses dekomposisi bahan organik secara anaerobik (Ahring, 2003;
Al Saedi, 2008).
Tahap selanjutnya adalah asetogenesis yang merupakan suatu tahapan
dimana Volatile Fatty Acids (VFA) terdegradasi secara total menjadi asam asetat,
hidrogen, dan karbon dioksida (Cheng, 2009). Produk sampingan dari fase
asetogenesis adalah asam propionat, asam butirat, dan alkohol. Bakteri yang terlibat
dalam proses ini bersifat fakultatif, hidup berkolaborasi dengan bakteri metanogen,
dan hanya dapat bertahan dalam simbiosis dengan jenis yang mengkonsumsi
hidrogen. Mikroorganisme yang berperan dalam tahap asetogenesis adalah bakteri
dari genus Syntrophomonas, Syntrophobacter, Methanobacillus, dan Desulfovibrio
(Suriawiria, 2008).
Metanogenesis adalah tahapan terakhir dengan 2 proses, yaitu konversi asam
asetat menjadi metana (asetotropik) dan konversi dari hidrogen menjadi metana
dengan memanfaatkan karbon dioksida (hidrogenotropik) (Capareda, 2013).
17
Selain asam asetat dan hidrogen terdapat substrat lain yang memungkinkan untuk
proses metanogenesis, yaitu asam format, metanol, karbon monoksida, dan
metilamin (Rao et al., 2013). Kelompok organisme metanogenesis berasal dari
genus Methanosaeta, Methanosarcina, Methanobacterium, Methanococcus,
Methanogenium, dan Methanobrevibacter (Liu dan Whitman, 2008).
Hasil metanogenesis melalui tiga jalur yang berbeda yaitu 1) Jalur
hidrogenotrof atau pereduksi CO2, CO2 direduksi menjadi metana
menggunakan elektron dari H2 (Thauer et al., 1993), 2) Jalur asetonotrof,
kelompok metil asetat direduksi menjadi metana menggunakan elektron yang
berasal dari oksidasi gugus karbonil (Kotsyur et al., 2004), 3) Jalur metilotrof
melibatkan oksidasi dari seperempat dari kelompok metil senyawa alkohol
untuk memberikan elektron untuk mereduksi kelompok metil menjadi metana
(Zhuang, 2014).
2.7 Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Emisi Gas Metana
Emisi metana tergantung pada kehadiran kondisi anaerobik, fermentasi bahan
organik, dan mikroorganisme metanogen. Banyak kondisi lingkungan yang
diketahui mempengaruhi tingkat emisi metana termasuk suhu, dan pH. Tingkat
keasaman (pH) merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi laju emisi metana.
Mikroorganisme metanogen dapat memproduksi metana dengan pH sebesar 6,4–
7,8, sedangkan pH optimum untuk emisi metana berkisar antara 6,7–7,1 (Nieder
dan Benbi, 2008). Emisi metana akan berkurang jika pH berada di bawah 6,5
(Khalil, 2013). Metanogen memiliki pH yang sensitif. Kebanyakan hidup pada pH
6-8 (Hyang dan Chang, 1999) dengan pH optimumnya sekitar 7, dan suhu
18
optimumnya dalam menghasilkan metana adalah 25°C. Menurut Neue dan Roger
(1993) menyatakan metanogenesis terjadi pada kondisi anaerob, tersedianya bahan
organik dari akar, pH tanah mendekati netral, dan suhu optimumnya 30-40°C.
Faktor lain yang mempengaruhi pembentukan metana pada sedimen perairan
adalah bahan organik, amonia, karbon. nitrogen, dan VFA atau asam lemak terbang.
Amonia berasal dari dekomposisi bahan organik oleh mikroorganisme dan jamur,
dekomposisi limbah oleh mikroba pada kondisi anaerobik serta berasal dari limbah
domestik (Pujiastuti et al., 2013). Limbah organik di perairan bisa berupa padatan
terendap, koloid, tersuspensi, dan terlarut. Limbah organik dalam bentuk padatan
akan langsung mengendap menuju dasar perairan sedangkan bentuk lainnya berada
di badan air, baik di bagian yang aerob maupun anaerob (Effendi, 2003). Bahan-
bahan organik tersebut akan didekomposisi oleh mikroorganisme dan dimanfaatkan
sebagai nutrisi untuk pertumbuhannya. VFA berperan sebagai nutrisi untuk
pembentukan metana.
Dalam ekosistem perairan, salinitas dan sulfat adalah inhibitor utama emisi
gas metana dengan merangsang aktivitas bakteri pereduksi sulfat, yang bersaing
dengan metanogen agar substrat berkurang (Lekphet et al., 2005). Pasokan bahan
organik penting untuk emisi gas metana (Wang et al., 1993).. Mikroorganisme yang
berperan dalam dekomposisi bahan organik membutuhkan karbon sebagai sumber
energi dan nitrogen untuk sintesis protein (Soni, 2007). Mikroorganisme bekerja
aktif jika rasio karbon:nitrogen (C/N) bernilai 30:1. Jika rasio karbon melebihi 30,
laju composting akan menurun. Dekomposisi dari bahan organik akan melambat
jika rasio C/N lebih kecil dari 10:1 atau lebih besar dari 50:1 (Nemerow dan Agardy,
2005). Kondisi anaerob akan menunjang mikroorganisme anaerob mengkonversi
19
bahan organik menjadi asam organik, kemudian diubah lagi menjadi metana dengan
produk sampingan karbon dioksida (Capareda, 2013).
2.8 Kromatografi Gas (GC)
Kromatografi didefinisikan sebagai suatu metode analitik untuk pemisahan
dan pemurnian senyawa organik dan anorganik. Metode ini berguna untuk
fraksionasi campuran kompleks dan pemisahan untuk senyawa- senyawa yang
sejenis. Kromatografi gas adalah suatu proses yang mana suatu campuran menjadi
komponen- komponennya oleh fasa gas yang bergerak melewati suatu lapisan
serapan (sorben) yang stasioner. Jadi teknik ini mirip dengan kromatografi cair
kecuali fasa cair yang bergerak digantikan oleh fasa gas yang bergerak (Khopkar,
2008).
Kromatografi dibagi menjadi dua kategori utama yaitu Kromatografi Gas Cair
(KGC) dimana pemisahan terjadi oleh dibaginya contoh antara fasa gas yang
bergerak dan lapisan tipis cair yang tidak atsiri yang disalurkan pada suatu
penopang yang tidak aktif, dan Kromatografi Gas Padat (KGP) yang
mengutamakan permukaan padat yang luas sebagai fasa stasioner (Basset, 1994).
Menurut Widada (2000) terdapat tiga bagian terpenting dari alat kromatografi gas
yaitu gerbang injeksi (injection port), kolom pemanas (oven column), dan detektor.
Pada tiga bagian tersebut pengaturan suhu mempunyai peran yang penting dalam
proses analisis. GC menggunakan carrier gas (gas pembawa) UHP (Ultra High
Purity 99,999 %).
Kromatografi gas mempunyai prinsip yang sama dengan kromatografi
lainnya, tapi memiliki beberapa perbedaan misalnya proses pemisahan campuran
20
dilakukan antara stasionary fase cair dan gas fase gerak. Kolom pada tahap fasa
gerak temperatur pada oven dapat dikontrol sedangkan pada kromatografi kolom
pada tahap fase cair temperatur tidak dimiliki. Kromatografi gas merupakan teknik
pemisahan pada solut yang mudah menguap (stabil terhadap panas) bermigrasi
melalui kolom yang mengandung fase diam dengan suatu kecepatan yang
tergantung pada rasio distribusinya.
Pemisahan pada kromatografi gas didasarkan pada titik didih suatu senyawa
dikurangi dengan semua interaksi yang mungkin terjadi antara solut dengan fase
diam. Selain itu juga penyebaran cuplikan diantara dua fase. Salah satu fase ialah
fase diam yang permukaannya nisbi luas dan fase yang lain yaitu gas yang
mengelusi fase diam. Fase gerak yang berupa gas akan mengelusi solute dari ujung
kolom lalu menghantarkannya ke detektor. Prinsip utama pemisahan dalam
kromatografi gas adalah berdasarkan perbedaan laju migrasi masing-masing
komponen dalam melalui kolom. Komponen-komponen yang terelusi dikenali
(analisis kualitatif) dari nilai waktu retensinya.
Flame ionization detector (FID) untuk analisis gas metana terdiri dari
hidrogen atau air flame dan collector plate, sampel yang keluar dari column
dilewatkan ke flame yang akan menguraikan molekul organik dan menghasilkan
ion-ion. Ion-ion tersebut dihimpun pada biased electrode (collector plate) dan
menghasilkan sinyal elektrik. Sinyal elektrik tersebut akan diinterpretasikan
kedalam bentuk peak. Bagan komponen Instrumentasi Kromatografi Gas terdapat
pada Gambar 4.
21
2.9 Jumlah Mikroba
Total Plate Count (TPC) merupakan salah satu metode yang dapat digunakan
untuk menghitung jumlah mikroba dalam bahan. Metode hitungan cawan (TPC)
merupakan metode yang paling banyak digunakan dalam analisis, karena koloni
dapat dilihat langsung dengan mata tanpa menggunakan mikroskop. Untuk
menghitung total bakteri dengan metode cawan dapat digunakan Nutrient Agar
(NA) (Feliatra, 1999).
Menurut Alaerts dan Santika, 1984 standard plate count dipergunakan untuk
menentukan kerapatan bakteri aerob dan anaerob. Penentuan dengan cara ini
merupakan pengukuran empiris saja, oleh karena tiap spesies bakteri membentuk
koloni tersendiri dalam pertumbuhannya. Semua bakteri dari sampel akan tumbuh
pada media tertentu dan setiap golongan bakteri akan tumbuh menjadi satu koloni
yang spesifik, sehingga jumlah bakteri dapat diketahui dengan menghitung jumlah
koloni.
Media adalah suatu substrat untuk menumbuhkan bakteri yang menjadi padat
dan tetap tembus pandang pada suhu inkubasi (Pelczar, 1986). Pada umumnya
Gambar 4. Bagan komponen Instrumentasi Kromatografi Gas (Harvey, 2000)
22
dibutuhkan pengenceran sampel, yang tergantung dari perkiraan populasi bakteri.
Semakin tinggi konsentrasi bakteri maka semakin kecil volume sampel yang
diperlukan, agar jumlah koloni dapat dihitung. Air pengencer yang digunakan harus
selalu mengandung garam nutrient. Secara umum, metode penanaman dapat
dibedakan atas dua macam yaitu metode tuang (pour plate) dan metode sebar
(spread plate) (Mukhlis, 2008).
23
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari 2018 sampai Juni 2018. Emisi
gas metana diukur secara in situ, sampel gas metana, sedimen dan air laut diambil
dari Pulau Pari, Kepulauan Seribu, DKI Jakarta. Penelitian dan pengukuran
dilakukan di Laboratorium Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi, Badan Teknologi
Nuklir Nasional (PAIR-BATAN) Pasar Jumat, Jakarta Selatan.
3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah plastik, spidol permanen, label,
solatip, karet gelang, sentrifuge, pipa, cooling box, botol vial, selang plastik,
syringe, furnace, autoklaf, vortex, cawan petri, Erlenmeyer, batang pengaduk,
micro tube, yellow tube, cawan porselen, pH meter (Hanna Istrumens), oven
(Fisher Isotemp Oven), neraca analitik (Satrorius), mikropipet, gelas beker, gelas
ukur, spatula, spektrofotometer UV-VIS Shimadzu UV 2450, Kromatografi Gas
(GC), tabung digestion, dan labu ukur.
Bahan yang digunakan adalah sampel sedimen dan air laut kawasan mangrove
Pulau Pari, akuades, vaselin, selenium, indikator metil merah, asam borat (H3BO4),
kalium karbonat (K2CO3), asam sulfat (H2SO4), asam klorida (HCl), kalium
dikromat (K2Cr2O7), natrium hidroksida (NaOH), natrium klorida (NaCl), metanol
(CH3OH), asam asetat (CH3COOH), gas hidrogen (H2), gas nitrogen (N2), gas
helium (He).
24
3.3 Bagan Alur Penelitian
25
3.4 Cara Kerja
3.4.1 Penentuan Titik Sampling
Penentuan lokasi titik pengambilan sampel menggunakan metode “plot
transek garis” (transect line plot method), satu plot ukurannya 10 m x 10 m. Plot
dibuat bujur sangkar dengan ukuran 10 m x 10 m menggunakan tali rapia. Dalam
pengambilan data mangrove ini dilakukan di dua plot. Penentuan tanaman
dilakukan secara purposif random sampling, sehingga ditetapkan satu tanaman
dalam satu plot tersebut. Titik pengambilan sampel dilakukan pada dua lokasi yaitu
zona alami dan zona wisata.
1
2
Gambar 5. Peta lokasi sampling kawasan mangrove Pulau Pari, Kepulauan
Seribu, DKI Jakarta. 1) Kawasan mangrove zona alami 2)
Kawasan mangrove zona wisata
26
Gambar 5. Penentuan lokasi titik pengambilan sampel
Gambar 6. Penentuan lokasi titik pengambilan sampel
3.4.2 Preparasi Alat Sampling Untuk Pengambilan Gas metana
Pemasangan alat pada tanaman R. mucronata dengan melakukan pengeboran
secara zigzag dengan kedalaman 1/3 diameter batang tanpa ada bagian yang sejajar
pada batang R. mucronata. Kemudian bagian batang dibungkus dengan plastik
dimana di ujung keduanya direkatkan untuk meminimalkan kemungkinan gas
keluar. Bagian akar dibungkus dengan plastik dimana di ujung keduanya
direkatkan untuk meminimalkan kemungkinan gas keluar. Bagian daun yang ingin
diuji dibungkus dengan plastik dan mengambil daun yang berjumlah 7-8 daun
dalam 1 rumpun di ujungnya direkatkan untuk meminimalkan kemungkinan gas
keluar. Bagian sedimen menggunakan pipa 90 cm yang ditancapkan pada tanaman
R. mucronata yang dekat dengan perakaran sedalam 30 cm. Selang plastik
dipasang di atas paralon. Paralon dan selang tersebut merupakan jalur aliran gas
dari sedimen. Pertemuan pada mulut paralon dan selang plastik diberi vaselin agar
PLOT 1
PLOT 1
PLOT 2
PLOT 2
27
tidak ada kebocoran atau masuknya udara ke dalam paralon, guna menciptakan
suasana anaerobik yang menunjang proses pembentukan gas metana. Preparasi alat
sampling pengambilan gas metana terdapat pada Gambar 7.
Gambar 7. Preparasi alat sampling untuk pengambilan gas metana
3.4.3 Pengambilan Sampel
3.4.3.1 Pengambilan Gas
Pengambilan sampel dilakukan dengan mengambil gas dalam plastik yang
telah disiapkan sebelumnya pada tanaman dengan jarak 3 jam untuk pengambilan
pagi, siang dan sore hari dengan sebelumnya plastik dijadikan hampir vakum
1
2 3
4
1. Akar 2. Batang 3. Daun 4.Sedimen
Pipa
Dop
Pipa
Selang
Kecil
28
dengan mengeluarkan gas menggunakkan syringe. Kemudian 3 jam setelah
divakum diambil gas metana sebanyak 5 mL dengan menggunakan syringe lalu
dimasukkan kedalam vacum tube dengan kondisi sama pada akar, batang, daun,
juga sedimen, kemudian tutup dengan solatip dan jadikan kondisi vakum kembali
dan melakukan pengambilan sampel 3 jam berikutnya. Sampel tersebut dimasukkan
ke dalam cool box dan dibawa ke laboratorium untuk perlakuan selanjutnya.
3.4.3.2 Pengambilan Sampel Sedimen
Pengambilan sampel sedimen dilakukan dengan sedimen di setiap titik
lingkungan yang dekat tanaman R. mucronata dimasukkan ke dalam tabung plastik
dan plastik klep dan diusahakan tidak terkena udara dari luar (kondisi anaerob).
Sampel tersebut dimasukkan ke dalam cool box dan dibawa ke Laboratorium untuk
perlakuan selanjutnya.
3.4.4 Analisis Faktor Kimia dan Fisika Lingkungan Perairan (SNI
7644:2010)
Pengukuran faktor Kimia dan fisika lingkungan perairan meliputi
pengukuran pH, suhu, TDS, intensitas cahaya, dan salinitas air laut. Pengukuran pH
menggunakan pH meter, pengukuran TDS dan suhu menggunakan TDS meter,
pengukuran intensitas cahaya menggunakan lux meter dan pengukuran salinitas air
menggunakan salinity meter. Pengukuran dilakukan setiap jam ke - 0, 3, 6, dan 9 di
setiap titik lingkungan yang dekat tanaman R. mucronata pada zona alami dan zona
wisata di kawasan mangrove Pulau Pari.
29
3.4.5 Analisis Faktor Kimia dan Fisika Lingkungan Sedimen
3.4.5.1 Analisis Kadar Bahan Organik (BO) (Sudarmadji et al., 1997)
Bahan organik adalah selisih bahan kering dan abu yang secara kasar
merupakan kandungan karbohidrat, lemak dan protein (Association of Official
Analytical Chemistry, 2005). Prosedur analisis kadar BO sebagai berikut: cawan
yang akan digunakan dipanaskan dengan oven terlebih dahulu selama 30 menit
pada suhu 100-105oC, kemudian didinginkan dalam desikator untuk
menghilangkan uap air dan ditimbang (A). Sampel ditimbang sebanyak 2 g dalam
cawan yang sudah dikeringkan (B) kemudian dipanaskan dalam oven dan
dilanjutkan dengan pengabuan di dalam tanur bersuhu 550-600oC. Sampel yang
telah diabukan didinginkan dalam desikator dan ditimbang (C). Persen bahan
organik (BO) dihitung dengan rumus pada persamaan (1):
𝐵𝑂 (%) = ((𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛+𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔 (𝑔))−𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 (𝑔))
((𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛+𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛 (𝑔))−𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔 (𝑔)) 𝑥 100%..............(1)
3.4.5.2 Analisis Amonia (NH3) (General Laboratory Procedures, 1966)
Pengukuran NH3 dilakukan dengan menggunakan metode mikrodifusi
Conway. Sampel sedimen diambil sebanyak 3 g dan dimasukkan ke yellow tube
kemudian ditambahkan akuades hingga volume 6 mL dan dihomogenkan. Cawan
Conway yang telah dibersihkan kemudian diolesi oleh vaselin pada bagian
pinggirnya. Sebanyak 1 mL H3BO4 4% (warna larutan merah muda) diambil dan
diletakkan pada bagian tengah cawan, bagian kiri cawan diletakkan 1 mL K2CO3
dan sampel diambil 1 mL untuk diletakkan di bagian kanan cawan. Setelah itu
dicampur dan ditunggu sampai 2 jam hingga terlihat perubahan warna menjadi
warna biru. Kemudian dititrasi dengan HCl hingga berubah menjadi warna awal
30
(merah muda), dicatat volume HCl yang terpakai dan dihitung konsentrasi NH3
yang dihasilkan dengan menggunakan persamaan (2):
Konsentrasi NH3 (ppm) = (V HCl (mL) × Normalitas HCl × 1000) g/100 mL.......(2)
3.4.5.3 Analisis Karbon Organik (Thom dan Utomo, 1991)
Uji Karbon-Organik dilakukan dengan menggunakan metode walkey and
black. Analisis dikerjakan dengan menggunakan spektrofotometer. Ditimbang
0,500 g sampel yang sudah dihaluskan, dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL.
Ditambahkan 5 mL K2Cr2O7 2N, lalu dihomogenkan. Ditambahkan, 7,5 mL H2SO4
dan dibiarkan 30 menit. Diencerkan dengan akuades, dibiarkan hingga dingin.
Keesokan harinya diukur absorbansi larutan yang jernih dengan menggunakan
spektrofotometer dengan panjang gelombang 561 nm. Sebagai pembanding dibuat
standar 0, 150, 300, 450, 600, 750 dan 1000 ppm, dengan memipet 0, 3, 6, 9, 12,
15, dan 20 mL larutan standar induk glukosa dengan konsentrasi 5.000 ppm. Kadar
C-organik dapat diukur dengan perhitungan rumus pada persamaan (3):
Kadar C Organik (%) =𝑝𝑝𝑚 𝑘𝑢𝑟𝑣𝑎 𝑥 𝑚𝑙 𝑒𝑘𝑠𝑡𝑟𝑎𝑘
1.000 𝑚𝑙 𝑥 100/𝑚𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 .................................................(3)
Keterangan :
ppm kurva = Kadar contoh yang didapat dari kurva hubungan antara kadar deret
standar dengan pembacaannya setelah dikoreksi blanko
3.4.5.4 Pengukuran Kadar Nitrogen Total (Thom dan Utomo, 1991)
Penetapan nitrogen total menggunakan metode kjeldahl. Sampel sedimen
ditimbang 0,500 g lalu dimasukkan ke dalam tabung digestion, kemudian
ditambahkan 1 g selenium dan 5 mL H2SO4 pekat. Selanjutnya didestruksi selama
31
30 menit pada suhu 350-500oC hingga didapat ekstrak berwarna jernih. Tabung
diangkat, lalu didinginkan dan ekstrak diencerkan dengan akuades hingga 50 mL.
Ekstrak jernih ini digunakan untuk pengukuran nitrogen dengan cara destilasi.
Ekstrak jernih dimasukkan ke dalam labu destilasi. Dipipet 20 mL HCl 0,1
N ke dalam erlenmeyer 125 mL sebagai penampung dan ditambahkan 1 tetes
indikator metil merah. Didestilasi selama 15 menit dengan penambahan 15 mL
NaOH 50%. Larutan sampel yang telah didestilasi kemudian dititrasi dengan NaOH
0,1 N. Sampel dititrasi hingga berwarna jernih dan dicatat volume NaOH yang
dibutuhkan dan kemudian dihitung (Agus et al., 2005). Kadar N-total dapat diukur
dengan perhitungan rumus pada persamaan (4):
Kadar N − total (%) =(𝑚𝑙 𝐻𝐶𝑙−𝑚𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻) 𝑋 𝑁 𝑁𝑎𝑂𝐻 𝑋 14
mg sampel𝑥100% .......................... (4)
Keterangan :
14 = bobot setara N
3.4.5.5 Pengukuran Rasio C/N (Thom dan Utomo, 1991)
Rasio C/N merupakan indikator yang menunjukkan proses mineralisasi-
immobilisasi unsur hara oleh mikroorganisme dekomposer bahan organik.
Fermentasi anaerobik pada fermentor diukur dari pengukuran rasio C/N awal dan
akhir. Menurut Haryati (2006), 20-30 adalah kisaran optimal rasio C/N untuk
digester anaerobik. Kadar rasio C/N dapat diukur dengan perhitungan rumus pada
persamaan (5):
Ratio C/N = Kadar Karbon (C)
Kadar Nitrogen (N)=
X
Y......................................................................(5)
Keterangan: X = kadar karbon (C)
Y = Kadar Nitrogen (N)
32
3.4.5.6 Pengukuran Volatile Fatty Acids (VFA) Parsial (BALITNAK, 1999)
Pengukuran konsentrasi VFA parsial menggunakan alat kromatografi gas
(GC). Sampel sebanyak 1 g dimasukkan ke dalam yellow tube dan ditambahkan
dengan asam sulfat (H2SO4) 15% sebanyak 1 mL. Sampel kemudian diinjeksikan
ke dalam GC. Perbedaan partisi atau absorbsi pada fase diam (kolom) dan fase
gerak (gas) memunculkan puncak pada layar monitor GC. Dengan membaca
kromatogram standar acuan VFA yang konsentrasinya telah diketahui, maka VFA
sampel tersebut dapat diukur. Konsentrasi VFA parsial kemudian dihitung
dengan menggunakan rumus pada persamaan (6):
𝑉𝐹𝐴 (𝑚𝑀) =𝑙𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑉𝐹𝐴 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑜ℎ 𝑥 𝐾𝑜𝑛𝑠𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑠𝑖 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑉𝐹𝐴 𝑥 1000
𝐿𝑢𝑎𝑠 𝑎𝑟𝑒𝑎 𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟 𝑉𝐹𝐴 𝑋 𝐵𝑀(𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑘𝑢𝑙 𝑉𝐹𝐴 𝑝𝑎𝑟𝑠𝑖𝑎𝑙)............................(6)
Keterangan:
VFA = Volatile fatty acids (asetat, propionat dan butirat)
BM = Berat molekul VFA parsial
3.4.6 Analisis Jumlah Mikroba (Lay, 1994)
Sebanyak 1 mL sampel sedimen yang sudah diencerkan kemudian
diencerkan dengan menggunakan larutan NaCl 0,85% sebanyak 10 kali. Sebanyak
0,1 mL dari masing-masing pengenceran diteteskan ke atas permukaan media agar
selulosa untuk mengetahui total bakteri selulolitik, penambahan metanol untuk
mengetahui total bakteri metilotrof, penambahan hidrogen untuk mengetahui total
bakteri hidrogenotrof, dan penambahan asetat untuk mengetahui total bakteri
asetonotrof. Sampel kemudian diratakan dengan batang L. Proses pengerjaan
dilakukan didalam Laminair Anaerob. Setelah itu, semua media yang telah ditetesi
sampel, ditempatkan di dalam anaerobic jar dan diinkubasi di dalam inkubator pada
33
suhu 39oC selama 5 hari. Setelah itu dihitung jumlah koloni yang tumbuh
menggunakan persamaan (7):
Jumlah koloni bakteri (TPC) = 1
Jumlah koloni x 10−𝑥 𝑥0,1............................................(7)
Keterangan x = tabung seri pengenceran ke-x
3.4.7 Pengukuran Emisi Gas metana (General Laboratory Procedures, 1966)
Sampel gas (sedimen dan bagian tanaman; akar,batang, daun) yang telah
dimasukkan ke dalam vacum tube kemudian dianalisis menggunakan Gas
Kromatografi 8 A dengan detektor Flame Ionization Detector (FID) dan jenis
kolom berupa capillary column yang terbuat dari stainless steel dengan ukuran 6m
x 2mm dengan suhu kolom 750C dan suhu detektor 900C. Carrier gas yang
digunakan adalah nitrogen (N2), helium (He) dan udara tekan. Waktu yang
dibutuhkan untuk analisis satu sampel adalah 2 menit dengan volume sampel
sebanyak 3 mL. Perhitungan fluks metana menggunakan persamaan (8):
E CH4 = dc
dtx
V
Ax 𝜌 x [
273,2
273,2+𝑇]...............................................................................(8)
Keterangan:
ΔC : Konsentrasi sampel CH4 (ppm)
Δt : Waktu (jam)
V : Volume penampung gas CH4 (m3)
A : Luas penampung gas CH4 (m2)
T : Suhu (°C)
ρ : Densitas CH4 (0.717 kg/m3)
34
3.4.8 Analisis Data
Data yang telah diperoleh meliputi faktor kimia dan fisika air laut yaitu pH,
suhu, TDS, Intensias cahaya dan salinitas diuji korelasi menggunakan PCA
(Principal Component Analysis). Data faktor kimia dan fisika sedimen berupa BO,
C/N dan VFA diuji signifikansi dengan uji T menggunakan program Statistical
Package for the Social Science (SPSS) 2.0. Data emisi gas CH4 pada sedimen dan
tanaman R.mucronata diuji signifikansinya dengan SPSS 2.0 menggunakan uji T
dan dilanjutkan PCA.
35
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Sifat Kimia dan Fisika Lingkungan Perairan Mangrove
Pengukuran faktor kimia dan fisika lingkungan perairan mangrove pada
setiap lokasi dilakukan untuk mengetahui kondisi masing-masing lokasi
pengambilan sampel. Faktor kimia dan fisika lingkungan perairan mangrove terdiri
dari suhu, pH, TDS, intensitas cahaya, dan salinitas. Hasil pengukuran faktor kimia
dan fisika lingkungan perairan mangrove menunjukkan adanya perbedaan pada
setiap titik kawasan mangrove (Tabel 2).
Tabel 2. Kondisi kimia dan fisika lingkungan perairan mangrove
Lokasi Waktu
Parameter
Suhu
(0C) pH
TDS
(ppm)
Intensitas cahaya
(kkal/m2/hari)
Salinitas
(ppt)
Alami
Pagi 28 7,1 3970 32650
30,389 Siang 29 7,3 6170 7935
Sore 27 7,2 6255 1770
Wisata
Pagi
27
7,2
2910
32250
30,008 Siang 31 7,5 6215 9550
Sore 27 7,4 6090 1615
Hasil pengukuran terhadap suhu semua titik sampling pada waktu
pengamatan pagi, siang dan sore hari berkisar antara 27-31oC. Berdasarkan
keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.51 tahun 2004, batas normal suhu
perairan mangrove adalah 28-32◦C, maka suhu perairan laut pada setiap titik lokasi
36
mangrove masih berada dalam batas normal. Berdasarkan pengukuran suhu paling
tinggi terjadi pada saat pengamatan di siang hari, hal ini terjadi karena pada saat
pengamatan cahaya matahari optimum dan keadaan cuaca sangat cerah sehingga
membuat suhu di lapisan perairan menjadi tinggi. Suhu pada badan air dipengaruhi
oleh musim, lintang, waktu dalam hari, sirkulasi udara, penutupan awan dan aliran
serta kedalaman air. Suhu perairan berperan mengendalikan kondisi ekosistem
perairan. Peningkatan suhu menyebabkan peningkatan dekomposisi bahan organik
oleh mikroba (Effendi, 2003). Suhu lingkungan mangrove keseluruhan memiliki
potensi yang besar terhadap emisi gas metana. Bakteri metanogen umumnya
bersifat mesofilik, dengan aktivitas optimal terjadi pada suhu 20-30°C (Wihardjaka,
2015; Liu et al., 2016). Bakteri mesofilik merupakan bakteri yang tumbuh optimal
pada kisaran 20-30°C dan suhu optimum pada 40°C (Puspita et al., 2005).
Hasil pengukuran terhadap pH semua titik sampling pada waktu pengamatan
pagi, siang dan sore hari berkisar antara 7,1-7,5. Berdasarkan keputusan Menteri
Lingkungan Hidup No. 51 tahun 2004 batas normal pH perairan mangrove adalah
7-8,5, maka suhu perairan laut pada setiap titik lokasi mangrove masih berada
dalam batas normal. Nilai pH dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain: aktifitas
biologi, aktifitas fotosintesis, suhu, kandungan oksigen, dan adanya kation dan anion.
pH mempengaruhi tingkat kesuburan perairan dan kehidupan mikroorganisme. pH
air laut mendukung proses anaerobik mikroorganisme pembentuk metana yang
memiliki pH optimum 7,2-7,4 (Kusumaningtyas et al., 2014). Kualitas perairan kedua
lokasi tersebut memiliki nilai pH air yang optimum untuk pertumbuhan
mikroorganisme anaerobik pembentuk gas metana.
37
Hasil pengukuran terhadap TDS pada semua titik sampling pada waktu
pengamatan pagi, siang dan sore hari berkisar antara 2910-6255 ppm. Nilai tersebut
termasuk dalam kisaran normal yang berada di bawah baku mutu TDS air laut, yaitu
3000-10000 ppm (PP Nomor 82 Tahun 2001). TDS pada lokasi alami dan wisata
di pagi hari karena kondisi air laut yang pasang, menyebabkan nilai TDS yang lebih
rendah, sedangkan pada siang dan sore hari di lokasi alami dan wisata memiliki
TDS yang lebih tinggi disebabkan air laut yang surut, karena TDS mengandung
muatan organik dan anorganik (Effendi, 2003).
Hasil pengukuran terhadap Intensitas cahaya semua titik sampling pada
waktu pengamatan pagi, siang dan sore hari berkisar antara 1615-32250
kkal/m2/hari. Berdasarkan pengukuran cahaya meningkat intensitasnya dari pagi
hari ke siang hari dan terjadi penurunan pada sore hari. Arah terbitnya matahari
mempengaruhi selisih yang cukup jauh terhadap intensitas cahaya di lokasi
sampling mangrove. Intensitas cahaya di pagi hari memiliki nilai yang sangat
tinggi, karena matahari tidak terhalang daun tanaman maupun awan. Intensitas
cahaya pada siang dan sore hari menurun drastis karena matahari sudah tertutup
oleh daun tanaman yang tinggi juga cuaca mendung karena sampling dilakukan
pada musim penghujan. Kecerahan sangat dipengaruhi oleh keadaan cuaca, waktu
pengukuran, kekeruhan dan padatan tersuspensi (Rohyati et al., 2003). Tanaman
mangrove umumnya membutuhkan intensitas cahaya matahari tinggi. Kisaran rata-
rata intensitas cahaya secara keseluruhan pada lokasi sampling hutan mangrove
masih di ambang yang normal untuk pertumbuhan mangrove. Kisaran intensitas
cahaya optimal untuk pertumbuhan mangrove adalah 3000-38000 kkal/m2/hari
(SNM, 2003).
38
Pengukuran salinitas pada masing-masing titik menunjukkan nilai kisaran
sebesar 30,008-30,389 ppt. Berdasarkan baku mutu air laut dalam keputusan
Menteri Negara Lingkungan Hidup No.51 tahun 2004 yaitu 0 - 34 ppt, maka suhu
perairan laut pada setiap titik lokasi mangrove masih berada dalam batas normal.
Curah hujan mempengaruhi nilai salinitas pada suatu perairan, semakin tinggi
tingkat curah hujan di daerah tersebut, maka salinitasnya akan berkurang dan
sebaliknya, karena terjadinya pengenceran oleh air hujan (Praveeva et al., 2011).
Gambar 8. Hubungan antara lokasi sampling dan waktu sampling dengan sifat
kimia fisika perairan kawasan hutan mangrove
Hasil analisis uji PCA menunjukkan hubungan antara lokasi dan waktu
sampling, masing masing waktu dan lokasi membentuk kelompok berdasarkan nilai
sifat kimia dan fisika air kawasan hutan mangrove (Gambar 8). Kelompok ini ada
4 yang terdiri dari 6 lokasi dan waktu sampling berbeda, terbentuk dari kesamaan
nilai sifat kimia dan fisika perairan. Kelompok pertama lokasi wisata pada pagi hari
(wisata pagi) memiliki nilai intensitas cahaya yang tinggi karena arah matahari dan
cahaya tidak terhalang awan ataupun daun pepohonan yang lebih tinggi. Kelompok
39
kedua lokasi wisata pada siang hari (wisata siang) dan lokasi alami pada siang hari
(alami siang) memiliki nilai suhu yang tinggi karena pada siang hari panasnya
matahari lebih diserap oleh bumi dan memiliki pH yang tinggi karena lokasi
sampling yang mulai surut. Kelompok ketiga adalah lokasi alami pada pagi hari
(alami pagi) yang tidak ada faktor signifikan yang mempengaruhi faktor kimia dan
fisika pada lokasi dan waktu tersebut. Kelompok keempat lokasi alami pada sore
hari (alami sore) dan lokasi wisata pada sore hari (wisata sore) memiliki nilai TDS
yang tinggi karena air laut yang surut sehingga zat terlarut semakin banyak.
4.2 Sifat Kimia dan Fisika Lingkungan Sedimen Mangrove
Pengukuran faktor kimia dan fisika lingkungan sedimen mangrove pada
setiap titik dilakukan untuk mengetahui kondisi masing-masing titik pengambilan
sampel. Faktor kimia dan fisika lingkungan sedimen mangrove terdiri dari bahan
organik (%BO), amonia, C-organik (%C), N-total (%N), rasio C/N, dan volatile
fatty acids (VFA). Hasil pengukuran menunjukkan adanya perbedaan pada setiap
titik kawasan mangrove pada Tabel 3.
Tabel 3. Kondisi kimia dan fisika lingkungan sedimen mangrove
Parameter Lokasi
Alami Wisata
Bahan Organik (BO) (%) 86,948 78,899
Ammonia (ppm) ttd Ttd
Total Karbon (C) (%) 12,213 10,370
Total Nitrogen (N) (%) 0,832 0,901
Rasio C/N 14,676 12,459
Asam Asetat (mmol/L) 12,48 8,99
Asam Propionat (mmol/L) 1,29 1,13
Asam Butirat (mmol/L) 0,83 0,28
VFA Total (mmol/L) 14,96 10,4
Keterangan: ttd: Tidak terdeteksi
40
Analisis bahan organik (BO) bertujuan untuk mengetahui banyaknya
kumpulan beragam senyawa-senyawa organik kompleks yang sedang atau telah
mengalami proses dekomposisi beserta bakteri di dalam sedimen. Hasil analisis
statistik uji T menunjukkan kandungan BO pada lokasi alami dan wisata tidak
terdapat perbedaan secara signifikan (Sig>0,05) (lampiran 1). Berdasarkan hasil
pengukuran terhadap bahan organik didapatkan bahwa nilai tertinggi terdapat pada
lokasi alami yaitu 86,948% dan nilai terendah terdapat pada lokasi wisata yaitu
78,899%.
Persentase BO tertinggi terdapat pada lokasi alami disebabkan produksi
serasah seperti reruntuhan daun/dahan/ranting yang tinggi karena kerapatan
tanaman mangrove pada lokasi alami juga tinggi. Hal ini menyebabkan semakin
rapat jarak tanam, maka semakin banyak dihasilkan sumber bahan organik berupa
serasah maupun sisa tumbuhan yang masuk ke dalam substrat (Fitriana, 2005).
Pada lokasi alami memiliki dasar perairan yang dominan berlumpur hal ini
menyebabkan tingginya kandungan bahan organik.
Persentase BO terendah terdapat pada lokasi wisata, rendahnya kandungan
bahan organik pada lokasi wisata disebabkan substrat dasar dari lokasi kawasan
wisata ini didominasi oleh fraksi pasir, berbeda dengan lokasi kawasan alami yang
didominasi oleh fraksi lumpur. Sedimen berpasir memiliki kandungan bahan
organik lebih sedikit dibandingkan sedimen berlumpur, karena dasar perairan
berlumpur cenderung mengakumulasi bahan organik yang terbawa oleh aliran air,
dimana tekstur dan ukuran partikel yang halus memudahkan terserapnya bahan
organik (Rafni, 2004). Hal ini karena sedimen berlumpur lebih mengikat bahan
organik dengan teksturnya yang padat dan cenderung halus, sedangkan tekstur
41
sedimen berpasir cenderung tidak mengikat begitu banyak bahan organik karena
teksturnya yang kasar dan bersifat terpisah-pisah (Rafni, 2004).
Sedimen (substrat) mangrove merupakan tempat hidup dan tempat mencari
makan bagi berbagai biota akuatik yang hidup di daerah tersebut seperti kepiting,
moluska dan invertebrata lainnya. Hal ini karena salah satu komponen penyusunan
sedimen mangrove adalah bahan organik yang terdiri dari timbunan sisa-sisa hewan
dan tumbuhan (Edi, 2009). Perkembangan mangrove dan kondisi sedimennya akan
selalu mengalami dinamika perubahan baik yang diakibatkan oleh sedimentasi yang
berasal dari air yang menggenang maupun campurannya dengan serasah sehingga
membentuk lahan mangrove yang kaya akan bahan organik.
Bahan organik berperan sebagai substrat utama untuk produksi gas metana
yang terdegradasi dan diubah menjadi molekul. Bahan organik merupakan suatu
bahan yang penting untuk terbentuknya gas metana, tanpa bahan organik tersebut
maka gas metana tidak akan terbentuk (Yasin et al., 2015). Bahan organik dan fluks
gas metana memiliki korelasi positif yang kuat. Semakin tinggi jumlah bahan
organik yang dihasilkan maka akan semakin tinggi fluks gas metana (Kumar et al.,
2016).
Bahan organik berperan dalam aktivitas biologi dengan meningkatkan
aktivitas tanah melalui pelepasan unsur-unsur hara. Unsur tersebut adalah karbon
organik (C-organik) dan Nitrogen. Unsur C-organik digunakan oleh
mikroorganisme untuk menghasilkan energi, sehingga penambahan bahan organik
akan meningkatkan populasi mikroorganisme, salah satunya bakteri metanogen
(Yulipriyanto, 2010). Unsur nitrogen digunakan oleh mikroorganisme anaerobik
untuk pembentukan protein dan pembelahan sel (Liu et al., 2016).
42
Hasil analisis terhadap kandungan C-organik pada masing-masing lokasi
memiliki nilai C-organik yang berbeda, terlihat pada lokasi alami yaitu 12,213%
dan lokasi wisata yaitu 10,370%. Adanya perbedaan kandungan C-organik pada
setiap lokasi ini karena adanya perbedaan struktur komunitas vegetasi mangrove di
lokasi tersebut. Menurut Zeantonio (2012), tingginya kandungan C-organik pada
substrat karena substrat menerima sumbangan dari perakaran mangrove yang mati,
daun dan ranting yang berguguran. Diketahui bahwa kerapatan mangrove yang
bagus dapat memproduksi serasah yang tinggi sehingga aktivitas dekomposisi dapat
terjadi. Hasil dekomposisi serasah ini bisa menyumbangkan C-organik yang lebih
besar ke substrat yang ada di daerah habitat mangrove di sekitarnya.
Hasil analisis terhadap kandungan N-total pada masing masing lokasi
memiliki nilai kandungan N-total yang berbeda, terlihat pada lokasi alami yaitu
0,832%, lokasi wisata yaitu 0,901%. Rendahnya N-total dalam substrat, karena
dimanfaatkan kembali oleh mangrove untuk pertumbuhannya (Taqwa, 2010).
Penurunan kandungan nitrogen sebanding dengan kelimpahan akar mangrove
(Kushartono, 2009). Keadaan seperti ini mungkin juga disebabkan oleh intensitas
dan genangan pasang surut yang di alami pada daerah penelitian cukup tinggi
sehingga memungkinkan terangkutnya kembali serasah yang ada oleh pasang surut
meninggalkan daerah penelitian menuju perairan pantai (Wibowo,2004).
Kandungan Nitrogen tidak semuanya langsung dimanfaatkan oleh tanaman,
karena hilangnya nitrogen dapat disebabkan oleh nitrifikasi, denitrifikasi dan erosi
(Sari dan Prayudyaningsih, 2015; Pambudi et al., 2017). Penyerapan nitrogen oleh
tanaman dilakukan dalam bentuk ion nitrat dan ion ammonium (Patti et al., 2013).
Selain dimanfaatkan oleh tanaman, nitrogen juga digunakan oleh mikroorganisme
43
dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Ion nitrat akan berubah menjadi ion nitrit
oleh nitrat reduktase. Reaksi selanjutnya nitrit akan diubah menjadi amonia yang
kemudian bergabung dengan kerangka karbon hasil respirasi. Kerangka karbon ini
digunakan untuk pembentukan asam amino, sebagai bahan dasar protein (Eskawidi
et al., 2005).
Pembentukan amonia merupakan bagian dari siklus N yang terjadi di alam
(Gambar 9). Hasil ammonia tidak terdeteksi dengan metode Conway yang
selanjutnya tidak dilakukan proses titrasi dengan HCl lebih lanjut. Amonia tidak
terdeteksi keberadaannya disebabkan oleh keberadaan nitrit dan nitrat yang
kemungkinan jumlahnya tidak cukup untuk menghasilkan amonia. Amonia yang
bersifat mudah menguap dan konsentrasinya yang sangat kecil kemungkinan
menyebabkan amonia tidak terdeteksi dengan metode Conway.
Gambar 9. Reaksi pembentukan amonia dari nitrat dan nitrit (Horton, 2006)
Analisis rasio C/N bertujuan untuk mengetahui jumlah karbon dan nitrogen
yang berada di dalam sedimen yang berguna untuk mendukung pertumbuhan
mikroorganisme. Hasil analisis statistik uji T menunjukkan rasio C/N pada lokasi
alami dan wisata terdapat perbedaan secara signifikan (Sig<0,05) (lampiran 2).
44
Nilai tertinggi terdapat pada lokasi alami yaitu 14,676% dan nilai terendah terdapat
pada lokasi wisata yaitu 12,459%. Semakin tinggi perombakan bahan organik,
maka semakin tinggi rasio C/N di sedimen. Seiring dengan pertumbuhan tanaman
di lahan mangrove, semakin tinggi pula akumulasi karbon yang terkandung dalam
sedimen (Xiao et al., 2018).
Rasio C/N yang tinggi menandakan kandungan N yang rendah. Konsentrasi
N tinggi akan menekan emisi metana (Wihardjaka et al., 2012; Xiao et al., 2018).
Hal tersebut karena N dalam bentuk ion nitrat atau nitrit yang tidak digunakan
dalam proses pertumbuhan, akan digunakan oleh bakteri metanotrof untuk bereaksi
dengan metana dengan hasil CO2 dan N2 dalam kondisi aerobik dengan reaksi
sebagai berikut:
4NO3- + CH4 → 4NO2
- + CO2 + 2H2O...........................(9)
8NO2- + 3CH4 + 8H+ → 4N2 + 3CO2 + 10H2O...................(10)
Apabila konsentrasi nitrat yang berlebih pada kondisi anaerobik maka bakteri
denitrifikasi akan mereduksi nitrat dengan bantuan asam asetat dan hidrogen (Xiao
et al., 2018). Penggunaan asam asetat dan hidrogen oleh bakteri denitrifikasi
membuat bakteri metanogen tidak dapat memanfaatkannya dalam menghasilkan
metana (Yuan et al., 2014). Menurut penelitian Duc et al., (2010), pembentukan
metana lebih tinggi pada rasio C/N>10. Artinya, rasio C/N pada kedua lokasi
sampling baik yang lokasi alami dan lokasi wisata berada pada nilai optimum untuk
pembentukan metana.
Asam asetat merupakan salah satu jenis dari VFA. VFA merupakan asam
lemak yang penting sebagai nutrisi dalam metabolisme anaerobik. Analisis VFA
juga bertujuan untuk mengetahui nilai dari setiap asam lemak terbang yang
45
digunakan bakteri metanogenik untuk metabolisme pembentukan metana.
Kehadiran VFA menunjukkan adanya aktivitas mikroorganisme pada setiap
kedalaman sedimen (Finke et al., 2007). VFA parsial meliputi asam asetat,
propionat dan butirat. VFA parsial positif mempengaruhi emisi metana,
dibandingkan asam-asam organik lainnya (Deublein dan Steinhauser, 2008).
Hasil analisis statistik uji T menunjukkan VFA pada lokasi alami dan wisata
tidak terdapat perbedaan secara signifikan (Sig>0,05) (lampiran 3). Kandungan
VFA total lokasi alami memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan lokasi
wisata. Kadar VFA yang tinggi berbanding lurus dengan bahan organik dan karbon
organik yang dimana VFA adalah hasil dari penguraian serasah. Produksi gas
tergantung pada produksi VFA, semakin tinggi VFA total maka semakin tinggi
emisi metana yang dihasilkan (Windyasmara, 2015). Kadar VFA total yang tinggi
mengakibatkan tingginya energi yang dihasilkan dari pembentukan VFA yang
digunakan untuk sintesis protein bakteri dan memperbanyak diri (Mc Donald et al.,
2002).
Kadar asam butirat yang dihasilkan pada penelitian ini memilki nilai yang
paling rendah dibandingkan dengan asam asetat dan propionat. Hal ini karena asam
butirat merupakan salah satu asam organik pertama yang diproduksi dari hasil
degradasi bahan organik di dalam tanah (Al-Saedi, 2008). Konsentrasi butirat pada
lokasi alami lebih tinggi dibandingkan dengan lokasi wisata hal ini karena lokasi
alami memiliki lebih banyak substrat berupa C organik yaitu limbah dari penduduk
sekitar juga limbah organik sisa dedaunan yang terbawa oleh ombak laut. Hal
tersebut yang menyebabkan asam butirat dapat dijadikan prekursor awal dalam
menentukan emisi metana (Rahman et al., 2013). Akan tetapi besarnya emisi
46
metana tergantung dari konsentrasi asam asetat yang dihasilkan (Capareda, 2013).
Konsentrasi asam butirat yang rendah dapat meningkatkan proses metanogenesis.
Sementara itu, konsentrasi butirat yang tinggi dapat menghambat proses
metanogenesis (Henson et al., 1986). Asam butirat diubah menjadi asam asetat pada
tahap asetogenesis oleh bakteri asetogenik dengan reaksi sebagai berikut:
CH3CH2CH2COO− + 2H2O → 2CH3COO− + 2H2..................(11)
Kadar asam propionat yang dihasilkan pada penelitian ini lebih tinggi
dibandingkan dengan asam butirat. Asam propionat merupakan prekursor penekan
produksi emisi gas metana yang melepaskan H2 dan CO2, sehingga mengurangi
pembentukkan gas oleh bakteri dari kelompok metana. Nilai asam propionat yang
rendah memiliki arti bahwa sedimen mangrove dalam jangka waktu yang lebih
lama dapat menghasilkan gas metana dalam jumlah yang besar juga. Asam
propionat diubah menjadi asam asetat pada tahap asetogenesis oleh bakteri
asetogenik dengan reaksi sebagai berikut:
CH3CH2COO− + 3H2O → CH3COO− + H+ + HCO3− + 3H2...........(12)
CH3CH2COO− + 2H2O → CH3COO− + 3H2 + CO2.................(13)
Asam VFA yang menjadi substrat bagi bakteri pembentuk gas metana
adalah asam asetat. Oleh karena itu, parameter utama untuk proses anaerob adalah
mengendalikan pembentukan asam asetat. Kandungan asam asetat memiliki kadar
yang lebih banyak dibandingkan asam VFA lainnya, karena hasil semua degradasi
substrat akan mengahasilkan asam asetat pada tahap asetogenesis (Deublein dan
Steinhauser, 2008). Asam asetat CO2 dan H2 yang terbentuk akan diubah menjadi
metana pada tahap metanogenesis oleh bakteri metanogen dengan reaksi sebagai
berikut :
47
0 0
43,3
1,95 1,8
11
9
0
2
4
6
8
10
12
14
Alami Wisata
Jum
lah m
ikro
ba
(Lo
g C
FU
/ml)
Asetonotrof Metilotrof Hidrogenotrof Total
2CH3COOH → 2CH4 + 2CO2..................................(14)
4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O.....................................(15)
Kandungan asam asetat tertinggi yaitu pada lokasi alami yaitu sebesar 12,84
mM dan nilai terendah terdapat pada lokasi wisata yaitu sebesar 7,04 mM. Hal ini
diakibatkan oleh lebih banyaknya bahan organik pada lokasi alami. Lokasi alami
lebih banyak memiliki C organik yang merupakan substrat untuk pembentukan
VFA total maupun parsial. Banyaknya kandungan substrat akan meningkatkan
nutrisi mikroorganisme di dalam tanah, sehingga produk hasil metabolismenya
seperti asam asetat akan semakin tinggi (Windyasmara, 2015).
4.3 Jumlah Mikroba
Pengamatan mikroba dilakukan untuk mengetahui konsentrasi
mikroorganisme anaerob yang terdapat pada masing-masing lokasi sampling baik
lokasi alami dan lokasi wisata di hutan mangrove. Mikroba yang dianalisis
merupakan mikroba metanogenik yang dapat mendukung produksi gas metana.
Hasil perhitungan jumlah mikroba dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Jumlah mikroba berdasarkan lokasi sampling kawasan hutan
mangrove
48
Penghitungan jumlah bakteri anaerobik bertujuan untuk mengetahui jumlah
bakteri anaerobik yang terdapat pada sedimen juga memberikan perlakuan untuk
mengetahui jumlah bakteri asetonotrof, metilotrof dan hidrogenotrof yang
merupakan bagian dari proses pembentukan gas metana dalam proses
metanogenesis.
Bakteri metanogen tumbuh dalam kondisi anaerob. Bakteri jenis ini banyak
ditemukan di dalam sedimen. Bakteri metanogen adalah bakteri yang mengurai
serasah yang kemudian merubahnya menjadi energi untuk menghasilkan metana.
Melalui proses metanogenesis VFA yang merupakan asam lemak terurai menjadi
asam lemak yang rantai lebih pendek, salah satunya dalah asam asetat yang melalui
reduksi CO2 yang dibantu oleh bakteri menjadi metana. Meskipun VFA parsial
berupa asam asetat banyak terdeteksi, namun bakteri asetonotrof atau dikenal
sebagai asetotropik tidak terdeteksi. Bakteri asetonotrof tidak terdeteksi pada
perhitungan mikroba secara mikroskopis namun tidak berarti bakteri asetonotrof
keberadaannya tidak ada. Bakteri ini merupakan pengurai asetat, yaitu merubah
asam asetat menjadi CH4 dan CO2.
CH3COOH → CH4 + CO2...................................(16)
Konsentrasi mikroorganisme metilotrof lebih tinggi dibandingkan dengan
konsentrasi mikroorganisme asetonotrof dan konsentrasi hidrogenotrof. Hal ini
disebabkan penambahan substrat diubah menjadi sumber energi oleh
mikroorganisme metanogen yang ada pada sedimen (Liu dan Whitman, 2008).
Selain itu, metanol merupakan substrat non-kompetitif, sehingga tidak ada
persaingan pada mikroorganisme metanogen. Bakteri jenis hidrogenotrof
49
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Pagi Siang Sore Pagi Siang Sore
Alami Wisata
Flu
ks
gas
met
ana
mg/m
2/j
am Sedimen
Akar
Batang
Daun
cenderung lebih kecil jumlahnya dibandingkan bakteri asetonotrof dan metilotrof
karena merupakan bakteri pada proses pertama pembentukan metana.
Secara keseluruhan lokasi alami dan wisata, konsentrasi mikroorganisme
yang lebih tinggi untuk metilotrof dan hidrogenotrof adalah pada lokasi sampling
alami dan konsentrasi yang lebih tinggi untuk total mikroba adalah pada lokasi
sampling alami. Keberadan mikroorganisme metanogen dipengaruhi oleh banyak
faktor yaitu nilai bahan organik dan rasio C/N yang terkandung dalam sedimen
yang tertinggi terdapat pada lokasi sampling alami.
4.4. Emisi Gas metana
Emisi Gas metana kawasan mangrove pada zona alami dan zona wisata
memiliki nilai yang berbeda pada setiap waktu pengukuran dan tempat
pengambilan sampel. Gas metana dihasilkan dengan bantuan bakteri metanogen
dengan mengubah asam asetat, CO2 dan H2 menjadi gas metana (Capareda, 2013).
Hasil emisi gas CH4 dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Emisi gas metana kawasan mangrove pada zona alami dan zona wisata
50
Hasil analisis statistik uji T menunjukkan emisi gas metana pada sedimen di
lokasi alami dan wisata terdapat perbedaan secara signifikan (Sig<0,05) dan emisi
gas metana pada tanaman di lokasi alami dan wisata tidak terdapat perbedaan secara
signifikan (Sig>0,05) (lampiran 4). Nilai rata-rata hasil pengukuran, konsentrasi gas
metana pada sedimen yang lebih tinggi adalah pada lokasi alami di pagi hari yaitu
8,108 mg/m2/jam. Konsentrasi gas metana pada akar yang lebih tinggi adalah lokasi
alami di pagi hari yaitu 2,452 mg/m2/jam. Konsentrasi gas metana pada batang yang
lebih tinggi adalah lokasi alami di pagi hari 2,663 mg/m2/jam. Konsentrasi gas
metana pada daun yang lebih tinggi adalah lokasi wisata di sore hari 2,101
mg/m2/jam.
Gas metana lebih tinggi dihasilkan pada lokasi alami dibandingkan lokasi
wisata. Hal ini dipengaruhi oleh nilai rasio C/N dan VFA total yang dihasilkan,
bahwa lokasi alami mempunyai nilai yang lebih besar dibandingkan lokasi wisata.
Besarnya nilai C/N dan VFA total dapat menghasilkan emisi metana yang lebih
tinggi. Hal tersebut karena C organik dan asam asetat merupakan sumber utama
energi bagi bakteri, salah satunya bakteri metanogen (Yuan et al., 2014).
Gas metana lebih tinggi dihasilkan pada pagi hari. Hal ini terjadi karena
adanya pengaruh pasang surut air laut, pada pagi hari air laut mengalami pasang
sehingga menyebabkan bagian sedimen pada tanaman mangrove R. mucronata
menjadi terendam air maka kondisinya lebih anaerobik. Kondisi anaerobik ini
merupakan kondisi terbaik untuk bakteri matanogen bekerja secara optimal sehingga
menyebabkan gas metana meningkat.
Gas metana pada bagian tanaman mangrove R. mucronata lebih tinggi
dihasilkan pada akar. Hal ini terjadi karena proses pengangkutan gas melalui
51
tanaman mangrove pada sedimen lahan basah memungkinkan masuknya oksigen
(O2) ke zona akar tetapi secara tidak sengaja melepaskan metana yang diproduksi
tanah ke atmosfer (Brix et al., 1992; Whiting dan Chanton, 1996). Mangrove juga
memiliki akar udara khusus (pneumatophores) untuk mengangkut O2 dari atmosfer
ke akar yang terendam, yang juga melepaskan metana dari sedimen ke atmosfer
(Purvaja et al., 2004; Chauhan et al., 2008). Bagian tanaman batang dan daun pada
masing masing lokasi dan waktu memiliki nilai yang tidak jauh berbeda. Hal ini
terjadi karena emisi gas metana pada bagian batang dan daun hanyalah gas yang
terbawa saat transportasi tumbuhan, dimana hanya memiliki nilai yang relatif kecil
dan hampir sama dibanding emisi gas metana pada bagian lainnya.
Gambar 12. Hubungan antara lokasi dan waktu sampling dengan emisi gas metana
kawasan hutan mangrove
52
Hasil analisis uji PCA menunjukkan hubungan lokasi sampling, waktu
sampling dan emisi gas metana kawasan hutan mangrove (Gambar 12). Data
tersebut dikelompokkan menjadi 4 kelompok. Kelompok pertama adalah alami
pada sore hari (alami sore) dan wisata pada sore hari (wisata sore), dimana tidak
ada rataan emisi yang tinggi pada lokasi dan waktu tersebut. Kelompok kedua
adalah lokasi alami pada siang hari (alami siang) dimana nilai rataan emisi gas
metana yang tinggi adalah pada daun. Hal ini karena pada siang hari matahari lebih
cepat menyerap ke bumi sehingga memudahkan terjadinya proses fotosintesis pada
daun sehingga dapat meningkatkan emisi gas metana. Kelompok ketiga yaitu lokasi
wisata pada pagi hari (wisata pagi), dan lokasi wisata pada siang hari (wisata siang)
dimana tidak ada rataan emisi gas metana yang tinggi pada lokasi dan waktu
tersebut. Kelompok keempat adalah lokasi alami pada pagi hari (alami pagi),
dimana nilai rataan emisi gas metana yang tinggi terdapat pada akar, sedimen dan
batang. Hal ini karena pada pagi hari terutama di alami pagi terjadi pasang air laut
sehingga kondisi semakin anaerob dan bakteri lebih aktif untuk menghasilkan gas
metana.
53
Gambar 13. Hubungan antara emisi gas metana pada bagian tanaman dan sedimen
dengan faktor kimia fisika ligkungan kawasan hutan mangrove
Hasil analisis uji PCA menunjukkan hubungan emisi gas metana pada
bagian tanaman dan sedimen dengan kimia dan fisika lingkungan perairan kawasan
hutan mangrove (Gambar 13). Emisi gas metana pada sedimen dan bagian tanaman
mangrove R. mucronata akar, batang dan daun dipengaruhi oleh TDS dan pH yang
berhubungan juga dengan bahan organik dan VFA. Banyaknya bahan organik yang
terdegradasi menjadi karbon dan selanjutnya menjadi asam-asam lemak yaitu VFA
mempengaruhi pH dan TDS. Semakin banyak VFA maka semakin banyak juga gas
metana yang dihasilkan, sedangkan intensitas cahaya dan suhu tidak berpengaruh
terhadap emisi gas metana. Suhu yang terdapat pada lokasi tetap sehingga tidak
berpengaruh terhadap emisi gas metana sedangkan intensitas cahaya hanya
berpengaruh terhadap pertumbuhan mangrove namun tidak untuk emisi gas metana
54
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
1. Faktor kimia dan fisika lingkungan kawasan mangrove R. mucronata yaitu
pH 7,1-7,5 dan suhu 27-31°C, intensitas cahaya 1615-42250 kkal/m2/hari
dan TDS 2910-6255 ppm.
2. Emisi gas metana dipengaruhi oleh perbedaan lokasi. Emisi gas metana
mengalami peningkatan pada lokasi alami. Bagian tanaman mangrove R.
mucronata yang memiliki potensi tertinggi dalam total emisi gas metana
adalah bagian akar sebesar 14,067 mg/m2/jam, diikuti dari batang sebesar
12,18 mg/m2/jam, dan dari daun sebesar 11,85 mg/m2/jam. Nilai total emisi
gas metana pada sedimen sebesar 18,76 mg/m2/jam.
3. Waktu sampling pagi, siang dan sore hari berpengaruh terhadap emisi gas
metana dimana pada pagi hari memiliki jumlah emisi gas metana sebesar
22,748 mg/m2/jam, siang hari sebesar 16,960 mg/m2/jam, dan sore hari
sebesar 17,150 mg/m2/jam.
4. Bakteri metanogen berpengaruh terhadap emisi gas metana dari sedimen
dan tanaman mangrove R. mucronata, semakin banyak bakteri maka
semakin banyak gas metana yang dihasilkan.
5.2 Saran
Perlu adanya rehabilitasi untuk kawasan mangrove karena turut berperan
dalam emisi gas metana dan penelitian lebih lanjut mengenai analisis populasi
mikroba dengan menggunakan teknik biomolekular.
55
DAFTAR PUSTAKA
Adiwilaga EM., Hariyadi S, Niken TM dan Pratiwi. 2009. Perilaku Oksigen
Terlarut Selama 24 Jam pada Lokasi Karamba Jaring Apung Di Waduk
Saguling. Limnotek, 16(2), 109-118.
Alaerts dan Santika. 1984. Metoda Penelitian Air. Surabaya: Usaha Nasional.
AlSaedi. 2008. Biogas Handbook. Denmark: University of Southern Denmark Esbjerg,
Niles Bohrs.
Asdak. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Bulaksumur,
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
Aswita dan Syahputra H. 2012. Integrated Coastal Management in Pusong Cium
Island For Habitat of Tuntong Laut (Batagur borneoensis). Aceh: Sekolah
Tinggi Ilmu Kehutanan Yayasan Tengku Chik Pante Kulu Banda Aceh.
Basu A. 2013. An Analysis of the Gobal Atmospheric Methane Budget Under
Different Climates. Jülich: Forschungszentrum Jülich.
Brix H dan Sorrell BK. 1992. Internal Pressurization and Convective Gas Flow in
Some Emergent Freshwater Macrophytes. Limnology and Oceanography, 37,
1420–1433.
Budiyanto dan Kresno MA. 2002. Mikrobiologi Terapan. Malang: Universitas
Muhammadiyah Malang.
Capareda. 2013. Introduction to Biomass Energy Conversions. New Yorks: CRC
Press.
Chauhan, Ramanathan dan Adhya. 2008. Assessment of Methane and Nitrous
Oxide Fux from Mangroves Along Eastern Coast of India. Geofluids, 8, 321–
332.
Cheng. 2009. Biomass to Renewable Energy Processes. New York: CRC Press.
Couwenberg, Dommain dan Joosten. 2010. Greenhouse Gas Fuxes from Tropical
Peatlands in Southeast Asia. Global Change Biology, 16, 1715–1732.
Cronquist. 1981. An Integrated System of Clasification Flowering Plants. New
York: Colombia. University Press.
Direktur Jenderal Rehabilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial. 2002. Rehabilitasi
Lahan dan Perhutanan Sosial. Jakarta: Departemen Kehutanan.
Deublein D dan Steinhauser A. 2008. Biogas From Waste And Renewable Resources.
Morlenbach. WILEY-VCH
56
Donato, Kauffman, Murdiyarso, Kurnianto, Stidham, dan Kanninen. 2011.
Mangrove Among the Most Carbon-Rich Forest in The Tropics. Nature
Geoscience.
Duc NT, Crill P dan Bastviken D. 2010. Implications of Temperature and Sediment
Characteristics on Methane Formation and Oxidation in Lake Sediments.
Biogeochemistry 100, 185-196.
Edi W. 2009. Beberapa Aspek Bio-Fisik Kimia Tanah di Daerah Mangrove Desa
Pasar Banggi Kabupaten Rembang. Ilmu Kelautan, 14 (2), 76-83
Effendi. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumberdaya dan Lingkungan
Perairan. Yogyakarta: Kanisius.
Efriyeldi. 2012. Ekobiologi Kerang Sepetang di Ekosistem Mangrove Pesisir Kota
Dumai Riau. Bogor: Institut Pertanian Bogor.
Environmental Protection Agency. 2002. Wetland Clasification. Environmental
Protection Agency (EPA).
Environmental Protection Agency. 2011. Regulatory Announcement: EPA Issues
Notice of Data Availability Concerning Renewable Fuels Produced from
Palm Oil Under the RFS Program. Environmental Protection Agency (EPA)
Eskawidi MR, Anggarwulan E dan Solichatun. 2005. Pengaruh Vermikompos terhadap
Kadar Nitrogen Tanah , Aktivitas Nitrat Reduktase dan Pertumbuhan Caisin (
Brassica rapa L. cv. caisin). BioSMART, 7, 32–36.
Evita. 2011. Pertumbuhan dan Hasil Beberapa Varietas Kedelai (Glycine max (L)
Merrill). Jurnal Penelitian Universitas Jambi
Feliatra. 1999. Identifikasi Bakteri Patogen (Vibrio sp.) di Perairan Nongsa Batam
Propinsi Riau. Nature Indonesia II, 1, 28–33.
Finke N, Vandieken V dan Jorgensen BB. 2007. Acetate, Lactate, Propionate, and
Isobutyrate as Electron Donors for Iron and Sulfate Reduction in Arctic Marine
Sediments, Svalbard. Microbiology Ecology, 59, 10-22.
Fitriana. 2005. Keanekaragaman dan Kelimpahan Makrozoobentos di Hutan
Mangrove Hasil Rehabilitasi Taman Hutan Raya Ngurah Rai. Jurnal Ilmu
Kehutanan UNILA, 7(1), 67-72.
General Laboratory Procedure. 1996. Report of Diary Science. Univerity of
Wisconsih. Madison
Hallam SJ, Putnam N, Preston CM, Detter JC, Rokhsar D, Richdarson PM dan
Delong EF. 2004. Reverse Methanogenesis Testing the Hypothesis with
Environmental Genomics. Science. 305, 1457-1461.
57
Harianto dan Dewi. 2015. Mangrove Pesisir Lampung Timur. Yogyakarta:
Plantaxia.
Harvey. 2000. Modern Analytical Chemistry. New York: Mc Graw Hill
Henson JM, Bordeaux FM, Rivard CJ dan Smith PH. 1986. Quantitative Influences of
Butyrate or Propionate on Thermophilic Production of Methane from Biomass.
Environmental Microbiology, 51(2), 288-292.
Hermawan. 2007. Pemanfaatan Sampah Organik sebagai Sumber Biogas untuk
Mengatasi Krisis Energi Dalam Negeri. Bandar Lampung: Karya Tulis Ilmiah
Mahasiswa, Universitas Lampung.
Hyang dan Chang. 1999. Diurnal Variation of CH4 Emission from Paddy Fields at Different
Growth Stages of Rice Cultivation. Agriculture Ecosystems and Environment, 76,
75-84
Jauhiainen, Takahashi, Heikkinen, Martikainen dan Vasander. 2005. Carbon Fuxes
from a Tropical Peat Swamp Forest Foor. Global Change Biology, 11, 1788–
1797.
Keppler F, John TG, Hamilton, Marc dan Thomas R. 2006. Methane Emissions
From Terrestrial Pants Under Aerobic Conditions. Nature, 439, 187–191.
Khairudin dan Abdullah. 2009. Emisi Gas Rumah Kaca dan Pemanasan Global.
Jurnal Biocebelebes, 10-19.
Khalil. 2013. Atmospheric Methane: Its Role in the Global Environment.
Heidelberg: Springer.
Khopkar SM. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press.
Knapp JR, Laur G, Vadas PA, Weiss WP dan Tricarico J.M. 2014. Enteric methane
in Dairy Cattle production: Quantifying the Opportunities and Impact of
Reducing Emissions. Journal of Dairy Science, 97(6), 3231–3261.
Kushartono. 2009. Beberapa Aspek Biofisik Kimia Tanah di Daerah Mangrove
Desa Pasar Banggi Kabupaten Rembang. Jurnal Ilmu Kelautan, 14(2), 76-83.
Kusmana C, Pradyatmika P, Husin YA, Shea G, Martindale D. 2000. Mangrove
Litter-Fall Studies at the Ajkwa Estuary, Irian Jaya, Indonesia. Indonesian
Journal of Tropical, 9(3), 39-47.
Kusumaningtyas MA, Bramawanto R, Daulat A, dan Pranowo WS. 2014. Kualitas
perairan Natuna pada musim transisi. Depik. 3(1), 10-20
Lay. 1994. Analisis Mikroba di Laboratorium. Jakarta: Raja Grafindo Persada.
58
Liu Y, Liu X, Cheng K, Li L, Zhang X, Zheng J, Pan G. 2016. Responses of
Methanogenic And Methanotrophic Communities To Elevated Atmospheric CO2
and Temperature In A Paddy Field. Frontiers in Microbiology, 7(NOV), 1–14.
Lyimo TJ, Pol A dan Camp HJM. 2002. Methane emission, sulfide concentration
and redox potential profiles in Mtoni mangrove sediment. Tanzania.
Manurung. 2004. Proses Anaerobik Sebagai Alternatif Untuk Mengolah Limbah
Sawit, 1–9.
Marjenah. 2001. Pengaruh Perbedaan Naungan di Persemaian Terhadap
Pertumbuhan dan Respon Morfologi Dua Jenis Semai Meranti. Jurnal Ilmiah
Kehutanan Rimba Kalimantan, 6(2) 12-22
Mc Donald P, Edwards RA, Greenhalg JFD, Morga CA. 2002. Animal Nutrition 6th
Edition. England: Imprint Pearson Education Prontice Hill.
Mukhlis. 2008. Mikrobiologi Pangan I. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Naharia. 2004. Teknologi Pengairan dan Pengolahan Tanah pada Budidaya Padi
Sawah untuk Mitigasi Gas Metana (CH4). Bogor: program pascasarjana,
Institut Pertanian Bogor, 2–7.
Nellemann C, Corcoran E, Duarte CM, Valdes L, DeYoung C dan Fonseca,
L.Grimsditch. 2009. Blue carbon: A Rapid Response Assessment.,
Environment.
Nemerow NL dan Agardy FJ. 2005. Environmental Solutions: Environmental
Problems and The All-Inclusive Global, Scientific, Political, Legal,
Economic, Medical, and Engineering Bases to Solve Them 1st Edition.
Cambridge: Elsevier Academic Press.
Neue HU. 1993. Methane emission from rice field.: Wetland Rice field May Make
a Major Contribution to Global Warming. Bio Science, 43, 466-473.
Nieder R dan Benbi DK. 2008. Carbon and Nitrogen in The Terrestrial
Environment. Heidelberg: Springer.
Nugraha AR, Hermawan M dan Pikoli IS. 2012. Pengukuran Gas Metana (CH4)
dan Karbondioksida (CO2) yang Dihasilkan Oleh Sedimen Danau Situ
Gunung, Sukabumi Jawa Barat pada Skala Laboratorium, 39–45.
Nuraeni P. 2006. Potensi Sumber Daya dan Analisis Pendapatan Usaha Peternakan
Sapi Perah di Kabupaten Sinjai, Jurnal Agrisistem 2, 8–17.
Nybakken JW. 1988. Biologi Laut : Suatu Pendekatan Ekologis. Jakarta: Gramedia.
59
Pambudi A, Susanti dan Priambodo TW. 2017. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Tanah
Sawah di Desa. Al-Kauniyah. Journal of Biology, 10(2), 105–113.
Pangala SR, Moore S, Hornibrook ER dan Gauci V. 2013. Trees Are Major
Conduits for Methane Egress from Tropical Forested Wetland
Patti PS, Kaya E dan Silahooy C. 2013. Analisis Status Nitrogen Tanah dalam
Kaitannya dengan Serapan N oleh Tanaman Padi Sawah di Desa Waimital,
Kecamatan Kairatu, Kabupaten Seram Bagian Barat. Agrologia, 2(1), 51–58.
Pelczar MJ. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi 1. Edited by R. S. and E. Hadioetomo.
Jakarta: Universitas Indonesia Press.
Praveena SM, Abdullah K, Bidin dan Aris. 2011. Understanding of groundwater
salinity using statistical modeling in a small tropical island. East Malaysia.
Environmentalist. 31 (3): 279-287.
Pujiastuti P, Ismail dan Pratono. 2013. Kualitas dan Beban Pencemar Perairan
Waduk Gajah Mungkur. Jurnal Ekosains, 5: 2–4.
Purvaja dan Ramesh R. 2001. Natural and anthropogenic methane emission from
coastal wetlands of South India Environ. Management, 27: 547-557.
Purvaja R, Ramesh R dan Frenzel P. 2004. Plant-Mediated Methane Emission from
an Indian Mangrove. Global Change Biology, 10(11), 1825–1834
Pusat Litbang Sumber Daya Alam. 2012. Pengelolaan Danau dan Waduk di
Indonesia. Balai Lingkungan Keairan. Bandung.
Puspita LE, Ratnawati IN, Suryadiputra AA dan Meutia. 2005. Lahan Basah Buatan
di Indonesia. Wetlands. Bogor
Rafni R. 2004. Kajian Kapasitas Asimilasi Beban Pencemar di Perairan Teluk
Jobokuto Kabupaten Jepara Jawa Tengah. Sekolah Pasca Sarjana. Institut
Pertanian Bogor. Bogor.
Rahman MM, Salleh MA, Sultana N dan Kim MJ. 2013. Estimation Of Total Volatile
Fatty Acids (VFA) From Total Organic Carbons (Tocs) Assessment Through In
Vitro Fermentation Of Livestock Feeds. African Journal of Microbiology
Research, 7(15), 1378–1384.
Reay DS, Hewitt N, Smith KA dan Grace J. 2007. Greenhouse Gas Sinks.
Wallingford: CABI.
Rohyati T, Hida dan Husnah. 2003. Produktivitas Primer dan Komunitas Plankton
di Danau Buatan Kawasan Pemukiman Organ Permata Indah Jakabaring
Palembang. Jurnal Ilmu-ilmu Perikanan dan Budidaya Perairan. Balai Riset
Perikanan Perairan Umum, 1(1):1-14.
60
Rusch H dan Rennenberg H. 1998. Black alder (Alnus glutinosa (L.) Gaertn.) Trees
Mediate Methane and Nitrous Oxide Emission from The Soil to The
Atmosphere. Plant and Soil, 201:1–7.
Saefurahman. 2008. Kepulauan Seribu Menggunakan Citra Formosat 2 Dan
Landsat 7 / Etm. Institut Pertanian Bogor.
Santoso. 2004. Pola Pengawasan Ekosistem Mangrove. Makalah disampaikan pada
Lokakarya Nasional Pengembangan Sistem Pengawasan Ekosistem Laut
Tahun 2000.
Sari R dan Prayudyaningsih R. 2015. Rhizobium Pemanfaatannya Sebagai Bakteri
Penambat Nitrogen. Info Teknis EBONI, 12(1), 51–64.
Singh B, Bauddh K dan Bux F. 2015. Algae and Environmental Sustainability. New
Delhi: Springer.
Sitompul SM, Guritno dan Bambang.1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.
Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.
SNI 7644:2010. Basis Data Spasial Oseanografi: Suhu, Salinitas, Oksigen Terlarut,
Derajat Keasaman, Turbiditas, dan Kecerahan
SNM (Strategi Nasional Mangrove). 2003. Strategi Nasional Pengelolaan Mangrove
di Indonesia Draft Revisi; Buku II: Mangrove di Indonesia. Jakarta: Kantor
Menteri Negara Lingkungan Hidup.
Soerianegara. 1987. Masalah Penentuan Jalur Hijau Hutan Mangrove, Pros. Sem.
III Ekos. Mangrove. MAB-LIPI: 3947.
Soni SK. 2007. Microbes: A Source of Energy for 21st Century. New Delhi: New
India Publishing Agency.
Sosia Y, Priyasmoro R dan Tyagita. 2014. Mangroves Siak dan Kepulauan Meranti.
Energi Mega Persada.
Sotomayor D, Corredor JE dan Morell JM. 1994. Methane and emission from
mangrove soil along the southeastern coast of Puerto Rico. Estuaries, 17,
140-147.
Steenis CG. 1987. Flora : untuk sekolah di Indonesia. Jakarta: Pradnya Paramita.
Suprihati. 2007. Populasi Mikroba dan Fluks Metana (CH4) Serta Nitrous Oksida
(N2O) Pada Tanah Padi Sawah: Pengrauh Pengelolaan Air, Bahan Organik
dan Pupuk Nitrogen. Institut Pertanian Bogor.
Thom OW dan Utomo. 1991. Manajemen Laboratorium dan Metode Analisis
Tanah dan Tanaman. Universitas Lampung. Bandar Lampung.
61
Triyono. 2013. Penilaian Ekonomi dan Daya Dukung Wisata Bahari di Pulau Pari,
Kepulauan Seribu, Provinsi DKI Jakarta. Bogor: Sekolah Pascasarjana
Institut Pertanian Bogor.
Walkley AJ and Black IA. 1934. Estimation of soil organic carbon by the chromic
acid titration method. Soil Sci. 37, 29-38.
Wang ZP, Delaune RD, Masscheleyn PH dan Patrick WHJ. 1993. Soil Redox and
pH Effects on Methane Production in a Flooded Rice Soil. Soil Sci. Soc. Am.
J, 57, 382–385.
Whiting GJ, Chanton JP. 1996. Control of the Diurnal Pattern of Methane Emission
from Emergent Aquatic Macrophytes by Gas Transport Mechanisms. Aquatic
Botani, 54, 37–253.
Wibowo, 2004. Beberapa Aspek Bio Fisik Kimia Tanah di Daerah Hutan Mangrove
Desa Pasar Banggi Kabupaten Rembang. Semarang: Program Pasca Sarjana.
Universitas Diponegoro.
Wihardjaka A, Tandjung SD, Sunarminto BH dan Sugiharto E. 2012. Methane
Emission From Direct Seeded Rice Under the Influences of Rice Straw and
Nitrification Inhibitor. Indonesian Agency for Agricultural Research and
Development.
Windyasmara L. 2015. Pengaruh Jenis Kotoran Ternak Sebagai Substrat Dan
Penambahan Serasah Daun Jati. Buletin Peternakan, 39(3), 199–204.
Yanti A. 2009. Produksi Biogas Melalui Degradasi Bahan Organik dari Sampah
Sayuran. Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
Yasin Y, Tamrin dan Sugeng T. Producing Biogas From Chicken Manure, Cow
Manure, and Mini Elephant Grass (Pennisetum purpureum cv. Mott) By
Batch System. Jurnal Teknik Pertanian Lampung, 6(3), 151-160
Yuan Q, Pump J dan Conrad R. 2014. Straw Application In Paddy Soil Enhances
Methane Production Also From Other Carbon Sources. Biogeosciences, 11(2),
237–246.
Yulipriyanto H. 2010. Biologi Tanah Dan Strategi Pengelolaannya. Yogyakarta:
Graha Ilmu.
Yusuf M. 2008. Peningkatan Serapan Karbon Melalui Rehabilitasi Hutan Kritis
Indonesia Dan Dunia Dengan Spesis Cepat Tumbuh Sebagai Upaya
Mengurangi Dampak Pemanasan Global (Green House Effect),
www.kabarindonesia.com.
Yuyun. 2002. Studi Ekologi Populasi Mangrove jenis Rhizopora Stylosa di Pulau
Pari, Kepulauan Seribu, Jakaarta Utara. Insitut Pertanian Bogor.
62
Xiao Y, Zhang F, Li Y, Li T, Che Y dan Deng S. 2018. Influence of Winter Crop
Residue And Nitrogen Form on Greenhouse Gas Emissions From Acidic Paddy
Soil. European Journal of Soil Biology, 85, 23–29.
63
LAMPIRAN
Lampiran 1. Uji T bahan organik pada lokasi alami dan wisata
Lampiran 2. Uji T rasio C/N pada lokasi alami dan wisata
Lower Upper
Equal
variances
assumed
0,783 0,41 1,554 6 0,171 8,04837 5,17997 -4,62656 20,7233
Equal
variances
not
assumed
1,554 4,562 0,186 8,04837 5,17997 -5,66105 21,75778
Std. Error
Difference
95% Confidence
Interval of the
Difference
Bahan
Organik
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variancest-test for Equality of Means
F Sig. t dfSig. (2-
tailed)
Mean
Difference
Lower Upper
Equal
variances
assumed
0,801 0,405 18,164 6 0 3,41215 0,18785 2,95249 3,87181
Equal
variances
not
assumed
18,164 4,869 0 3,41215 0,18785 2,92532 3,89899
dfSig. (2-
tailed)
Mean
Difference
Std. Error
Difference
95% Confidence
Interval of the
Difference
Rasio C/N
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variancest-test for Equality of Means
F Sig. t
64
Lampiran 3. Uji T VFA pada lokasi alami dan wisata
Lampiran 4. Uji T emisi gas metana pada lokasi alami dan wisata
Lower Upper
Equal
variances
assumed
2,707 0,151 2,121 6 0,078 2,365 1,11513 -0,36362 5,09362
Equal
variances
not
assumed
2,121 3,523 0,111 2,365 1,11513 -0,90356 5,63356
Std. Error
Difference
95% Confidence
Interval of the
Difference
VFA
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variancest-test for Equality of Means
F Sig. t dfSig. (2-
tailed)
Mean
Difference
Lower Upper
Equal
variances
assumed
18,553 ,000 3,093 22 ,005 353,403 114,275 116,411 590,394
Equal
variances
not
assumed
3,093 11,018 ,010 353,403 114,275 101,935 604,870
Std. Error
Difference
95% Confidence
Interval of the
Difference
Emisi Gas
CH4
Sedimen
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variancest-test for Equality of Means
F Sig. t dfSig. (2-
tailed)
Mean
Difference
Lower Upper
Equal
variances
assumed
30,077 ,000 1,911 22 ,069 ,35699 ,18683 -,03046 ,74445
Equal
variances
not
assumed
1,911 13,812 ,077 ,35699 ,18683 -,04422 ,75821
dfSig. (2-
tailed)
Mean
Difference
Std. Error
Difference
95% Confidence
Interval of the
Difference
Emisi Gas
CH4
Tanaman
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variancest-test for Equality of Means
F Sig. t
65
Lampiran 5. Perhitungan bahan organik sedimen mangrove
Lokasi bobot
cawan
cawan+ cawan+ %BO Rata-Rata
sedimen sedimen'
Alami 1 33,597 33,999 33,939 85,002
86,948 Alami 2 37,605 38,006 37,981 93,714
Alami 3 33,877 34,279 34,226 86,708
Alami 4 33,791 34,196 34,125 82,367
Wisata 1 33,441 33,844 33,754 77,821
78,899 Wisata 2 31,746 32,155 32,114 89,833
Wisata 3 34,280 34,682 34,603 80,378
Wisata 4 34,018 34,418 34,288 67,564
𝐵𝑂% =((𝑏𝑜𝑏𝑜𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 + 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛 𝑘𝑒𝑟𝑖𝑛𝑔(𝑔)) − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔(𝑔))
((𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 + 𝑠𝑒𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛(𝑔)) − 𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑐𝑎𝑤𝑎𝑛 𝑘𝑜𝑠𝑜𝑛𝑔(𝑔))x 100 %
= ((33,939 (𝑔)))− 33,597(𝑔))
((33,999 (𝑔))−33,597 (𝑔)) 𝑥 100%
= 85,002
Lampiran 6. Perhitungan C organik sedimen mangrove
konsetrasi
(ppm) Absorbansi
0 0.0002
50 0.099
100 0.1515
150 0.2366
200 0.2745
250 0.3496
66
Lokasi Bobot
Sampel (g) Absorbansi
Konsentrasi (ppm)
C % Rata rata
C%
Alami 1 0,5 0.4169 307.769 12.311
12.213 Alami 2 0,5 0.4127 304.538 12.182 Alami 3 0,5 0.4137 305.307 12.212 Alami 4 0,5 0.4116 303.692 12.147
Wisata 1 0,5 0.3534 258.923 10.356
10.370 Wisata 2 0,5 0.3492 255.692 10.227 Wisata 3 0,5 0.3576 262.153 10.486 Wisata 4 0,5 0.3552 260.307 10.412
Kadar C organik (%) = ppm kurva x (10/250) x 1
= 307,769 x (10/250) x 1
= 12,311 %
Lampiran 7. Perhitungan nitrogen total sedimen mangrove
Lokasi bobot
sampel V. HCl (ml)
v. NaOH (ml)
Jumlah N total Rata rata N
Alami 1 0.5064 20 19.7 0,823
0.832 Alami 2 0.505 20 19.65 0,836
Alami 3 0.5033 20 19.6 0,837
Alami 4 0.5036 20 19.75 0,830
Wisata 1 0.5099 20 19.7 0,829
0.901 Wisata 2 0.5018 20 19.8 0,970
Wisata 3 0.5013 20 19.75 0,973
Wisata 4 0.5058 20 19.75 0,833
y = 0.0013x + 0.0168
R² = 0.988
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0 50 100 150 200 250 300
Regresi Linier
67
Kadar N (%) = (𝑉.𝐻𝐶𝐿 – 𝑉.𝑁𝑎𝑂𝐻) 𝑥 0,1 𝑥 𝐵𝑀 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛
𝑚𝑔 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 𝑥 100%
= (20 (𝑚𝑙)−19,7 (𝑚𝑙)) 𝑥 0,1 𝑥 14
0,506 (𝑚𝑔) 𝑥 100%
= 0,823 %
Lampiran 8. Perhitungan rasio C/N
Lokasi Nitrogen
(%) C Organik (%) rasio C/N Rata Rata
Alami 1 0,823 12.311 14,945
14.676 Alami 2 0,836 12.182 14,554
Alami 3 0,837 12.212 14,576
Alami 4 0,830 12.148 14,629
Wisata 1 0,829 10.357 12,487
12,459 Wisata 2 0,970 10.228 12,297
Wisata 3 0,973 10.486 12,565
Wisata 4 0,833 10.412 12,484
Rasio C/N = 𝐶 𝑂𝑟𝑔𝑎𝑛𝑖𝑘 (%)
𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑔𝑒𝑛 (%)
= 12,311 %
0,823%
= 14,945 %
Lampiran 9. Volatile Fatty Acids (VFA)
VFA (mM) Lokasi
Alami Wisata
Asetat 12,84 8,99
Propionat 1,29 1,13
Butirat 0,83 0,28
Total VFA 14,96 10,4
68
Lampiran 10. Total mikroba
Lokasi Total bakteri (cfu/mL)
Asetonotrof Metilotrof Hidrogenotrof Total
Alami 0 10000 90 1E+11
Wisata 0 2000 70 1x109
Lokasi Log (cfu/mL)
Asetonotrof Metilotrof Hidrogenotrof Total
Alami 0 4 1,95 11
ata 0 3,3 1,8 9
Rumus:
Jumlah koloni bakteri (TPC) = 1
Jumlah koloni x 10−𝑥 𝑥0,1
Lampiran 11. Perhitungan fluks gas metana
Sampel Lokasi Waktu ΔC
(ppm)
Δt V A Ҏ T Fluks
gas
metana
Sedimen
Alami 1 Pagi 4.74 3 4985.064 2484.6192 0.717 29 2.054
Siang 4.06 3 4985.064 2484.6192 0.717 28 1.765
Sore 4.96 3 4985.064 2484.6192 0.717 27 2.164
Alami 2 Pagi 32.67 3 4985.064 2484.6192 0.717 29 14.161
Siang 8.85 3 4985.064 2484.6192 0.717 30 3.823
Sore 10.16 3 4985.064 2484.6192 0.717 31 4.375
Wisata 1 Pagi 3.27 3 4985.064 2484.6192 0.717 31 1.408
Siang 3.65 3 4985.064 2484.6192 0.717 28 1.587
Sore 3.50 3 4985.064 2484.6192 0.717 28 1.522
Wisata 2 Pagi 3.26 3 4985.064 2484.6192 0.717 29 1.413
Siang 3.45 3 4985.064 2484.6192 0.717 28 1.500
Sore 4.00 3 4985.064 2484.6192 0.717 28 1.739
Akar
Alami 1 Pagi 3.91 3 1118.625 447.45 0.717 29 2.111
Siang 3.63 3 1118.625 447.45 0.717 28 1.967
Sore 3.23 3 1118.625 447.45 0.717 27 1.756
Alami 2 Pagi 5.17 3 1118.625 447.45 0.717 29 2.792
Siang 4.34 3 1118.625 447.45 0.717 30 2.336
Sore 3.06 3 1118.625 447.45 0.717 31 1.641
Wisata 1 Pagi 4.01 3 1118.625 447.45 0.717 31 2.151
Siang 3.34 3 1118.625 447.45 0.717 28 1.810
Sore 3.44 3 1118.625 447.45 0.717 28 1.864
69
Wisata 2 Pagi 3.25 3 1118.625 447.45 0.717 29 1.755
Siang 4.00 3 1118.625 447.45 0.717 28 2.167
Sore 3.70 3 1118.625 447.45 0.717 28 2.005
Batang
Alami 1 Pagi 3.83 3 4474.5 1130.4 0.717 29 3.275
Siang 2.43 3 4474.5 1130.4 0.717 28 2.085
Sore 2.62 3 4474.5 1130.4 0.717 27 2.255
Alami 2 Pagi 2.40 3 4474.5 1130.4 0.717 29 2.052
Siang 2.77 3 4474.5 1130.4 0.717 30 2.361
Sore 2.63 3 4474.5 1130.4 0.717 31 2.234
Wisata 1 Pagi 2.66 3 4474.5 1130.4 0.717 31 2.259
Siang 2.75 3 4474.5 1130.4 0.717 28 2.359
Sore 2.90 3 4474.5 1130.4 0.717 28 2.488
Wisata 2 Pagi 2.65 3 4474.5 1130.4 0.717 29 2.266
Siang 2.65 3 4474.5 1130.4 0.717 28 2.273
Sore 2.59 3 4474.5 1130.4 0.717 28 2.222
Daun
Alami 1 Pagi 2.48 3 6405.6 1909.12 0.717 29 1.797
Siang 2.56 3 6405.6 1909.12 0.717 28 1.861
Sore 2.69 3 6405.6 1909.12 0.717 27 1.962
Alami 2 Pagi 3.20 3 6405.6 1909.12 0.717 29 2.319
Siang 3.24 3 6405.6 1909.12 0.717 30 2.340
Sore 2.67 3 6405.6 1909.12 0.717 31 1.922
Wisata 1 Pagi 2.71 3 6405.6 1909.12 0.717 31 1.951
Siang 2.50 3 6405.6 1909.12 0.717 28 1.818
Sore 2.98 3 6405.6 1909.12 0.717 28 2.167
Wisata 2 Pagi 2.38 3 6405.6 1909.12 0.717 29 1.725
Siang 2.56 3 6405.6 1909.12 0.717 28 1.861
Sore 2.72 3 6405.6 1909.12 0.717 28 1.978
Perhitungan Emisi gas metana
E CH4 = dc
dtx
V
Ax 𝜌 x [
273,2
273,2+𝑇]
E CH4 = 4,63
3 jamx
4985,064
2484,619x 0.717 x [
273
273+29]
= 2.007 mg/m2/jam
70
71
72
Lampiran 12. Dokumentasi penelitian
1. Kondisi penelitian di kawasan mangrove
Kawasan Alami Kawasan Wisata
2. Pengambilan sampel gas
Akar Batang
73
Daun Sedimen
Proses pengeboran pada batang Pengambilan gas metana
74
BIODATA MAHASISWA
IDENTITAS PRIBADI
Nama Lengkap : Amalina Putri
NIM : 11140960000022
Tempat/Tanggal Lahir : Jakarta/ 18 November 1996
Jenis Kelamin : Perempuan
Anak ke : 6 dari 6 bersaudara
Alamat Rumah : Jalan Karya Bakti I, Rt 001 Rw 011, No 12,
Pondok Kopi, Jakarta Timur
No HP : 089639990445
Alamat Email : [email protected]
PENDIDIKAN FORMAL
Sekolah Dasar : SDN Malaka Jaya 12 Jakarta
Lulus tahun 2008
Sekolah Menengah Pertama : SMPN 206 Jakarta
Lulus tahun 2011
Sekolah Menengah Atas : SMAN 63 Jakarta
Lulus tahun 2014
Perguruan Tinggi : UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Masuk tahun 2014
PENDIDIKAN NON FORMAL
Kursus/Pelatihan
Sistem Managemen Mutu : No. Sertifikat LM/Sert-LabIndo/001/IV/18
Berbasis ISO 17025:2017
PENGALAMAN KERJA
Praktek Kerja Lapangan (PKL): Badan Tenaga Nuklir (BATAN) / 2017