MAKALAH EKOTOKSIKOLOGI

DAMPAK POLUSI INDUSTRI PADA KOMUNITAS FAUNA MAKROBENTOS

Oleh :

Anak Agung Ayu P.I.P

Emi Rohmawati

Ilham Rizqy Isnain

Indah Nur Fitria

Indriya Rachmawati

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2013

DAMPAK POLUSI INDUSTRI PADA KOMUNITAS FAUNA MAKROBENTOS

ABSTRAK

Sungai Mossa adalah sungai panjang yang berada di Iran membentang hampir 56 km disepanjang

tepi barat teluk pPersia. Sungai ini ,mengandung banyak sumber pencemaran organic termasuk

limbah industry, limbah cair. Sebuah survey dilakukan untuk menilai pencemar organic, sifat air,

dan komunitas makrobentos . Kebutuhan ini dilakukan untuk menilai status lingkungan perairan

laut dan pesisir guna mengetahui indeks biotik khusus mengevaluasi respon komunitas bentik

dan kualitas air yang berubah akibat ulah manusia. Dalam penelitian ini di lihat dari sturktur

komunitas bentos di dua sungai yang mengelilingi sebuah debit limbah industry, air, dan

sedimen. Sampel dikumpulkan di delapan lokasi di musim hangat (September) dan musim dingin

(Februari). Data variabel fisik dan kimia lingkungan didapatkan dari setiap lokasi dan di analisis

multivariant untuk mengetahui pengaruh faktor lingkungan terhadap distribusi keanekaragaman

hayati. Hasil penelitian menunjukkan bahwa : Indeks Shannon’s Winer memiliki signifikan

berkorelasi dengan oksigen terlarut (DO) dan bahan organic (OM). Selain itu, didekat stasiun

pembuangan indeks keanekaragaman hayati, kualitas air dan DO menurun dan bahan organic

meningkat. Kedua musim di stasiun 1,2,3 dan 5 (yang terletak didekat output limbah).

Berdasarkan indeks Welch menunjukkan bahwa 1, 2, 5 stasiun di kedua musim, 362,95 ha (7%)

dan stasiun lainnya beban pencemaran moderat, 4.885,73 ha (93%) moderat beban pencemaran,

masing-masing. Selain itu, hasil menunjukkan bahwa stasiun di seluruh outlet limbah memiliki

spesies makrobentos dan bahan organik yang lebih tinggi. Sebaliknya, stasiun terjauh dari

industri petrokimia (stasiun yang terletak di Ghanam creek) memiliki keanekaragaman jenis yang

lebih tinggi dan akibatnya nilai yang lebih tinggi untuk indeks Shannon-Weaver keragaman.

Penelitian ini juga menunjukkan bahwa Polychaetes, indeks biotik polusi biotik, lebih berlimpah.

Meskipun Polychaetes yang juga mencatat di semua stasiun lain, stasiun ini memiliki

keanekaragaman hayati yang lebih besar dengan berbagai numeric spesies yang dominan seperti:

Isopoda, Decapoda, Gastropoda, Copepoda, Bivalvia, Pennatulacea, dan Crustaceastations.

Akibatnya, diputuskan bahwa keanekaragaman hayati makrobentos terkait dengan oksigen

terlarut dan persentase bahan organik di sedimen.

Kata kunci: indeks biotik, polusi, makrobentos.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makrobentos seperti Polychaeta, Decapoda, dan Mollusca fauna yang penting di laut.

Beberapa spesies dari kelompok ini dianggap biologis yang berguna untuk indicator ekosistem

perairan. Makrobentos yang sebagian besar merupakan spesies non-migran, dan dapat digunakan

sebagai indicator perubahan ekologis di lingkungan air laut. Sungai dianggap sebagai lokasi

yang paling kompleks dan terkaya dalam hal keanekaragaman hayati ekosistem perairan.

Kegiatan manusia yang berhubungan dengan industry, perkotaan, dan pertanian telah

mempengaruhi ekosistem perairan. Hal ini dapat merugikan, termasuk efek dari bahan organik

yang tinggi (OM) dalam air dan hilangnya habitat bagi organisme akuatik. Sungai Mossa

membentang hampir 56 km disepanjang tepi barat laut teluk Persia menghubungkan dengan

Pelabuhan Mahshahr dan DAS Shadegan (yang terbesar di Iran). Mulut sungai lebarnya 37-40

km memenuhi teluk Persia. Kedalaman air diujung barat adalah 80 m, tetapi menurun diujung

timur 5-18 m. gerakan tidal di zona pasang surut menyebabkan pencampuran antara perairan

sungai dan teluk Persia.

Perubahan air mendalam pada setiap musim sekitar 4 m. sungai Mossa sangat oenting

sebagai jalur perdagangan regional, pengembangan komersial, dan peningkatan jumlah industry

petrokimia. Namun, jumlah besar polutan dari sumber industry dan non-industri yang

mempengaruhi ekosistem perairan.

Dalam studi ini, kondisi lingkungan di sungai Ghanam (sungai relatif tercemar)

dibandingkan dengan wilayah sungai Mossa disekitar Bandar Imam Petrochemical Company

(BIPC) sebagi pusat limbah. Survey polusi sebelumnya sungai Ghanam (Nabavi &

Savari,2002;Madhavi,2007) menunjukkan pencemaran moderat beban.

Penilaian yang komprehensif tentang pengaruh polusi organic harus lebih akurat

mencerminkan arus kesehatan ekologis dari ekosistem dalam sungai tersebut.Selain itu, informasi

tentang makrofauna bentik akan membantu memberikan ukuran yang terintegrasi untuk menilai

dan meningkatkan kesehatan ekologi ekosistem (Pearson dan Rosenberg, 1978).

Makalah ini pada dasarnya melaporkan survei komunitas bentos macrofaunal pada

sungai Mossa dan Ghannam . Kualitas air, pengukuran juga dibandingkan sehingga dapat menilai

dampak pencemaran industri yang ada di daerah ini.

1.2 Rumusan Masalah

a. Bagaimana komunitas bentos makrofauna pada sungai Mossa dan Ghanam ?

b. Bagaimana kualitas air akibat pencemaran industri di sungai Mossa dan Ghanam ?

1.3 Tujuan

a. Mengetahui komunitas bentos makrofauna di sungai Mossa dan Ghanam.

b. Mengetahui kualitas air akibat pencemaran industri di sungai Mossa dan Ghanam.

BAB II

METODE

2.1 Sampling Stasiun

Sungai Mossa dan Ghanam terletak di barat laut teluk Persia (30_ 21¢ to _ 30 31¢ N, _ 48

52¢ to _ 49 15¢E). BIPC merupakan perusahaan petrokimia terbesar di Iran meliputi sekitar 450

ha, terletak di sisi utara sungai Mossa. Untuk penelitian ini, delapan lokasi disepanjang sungai

Mossa dan Ghanam, sungai terpilih; stasiun 1,2,5 terletak didekat pembuangan limbah. Stasiun 3

dan 4 adalah 500 m dari titik debit kotoran, sedangkan stasiun 6,7 dan 8 berada di sungai

Ghanam jauh dari pembuangan limbah (gambar 1). Lokasi setiap stasiun ditentukan dengan

menggunakan unit GPS portable.

2.2 Sampling Air

Sampel air diambil sebanyak tiga sampel air disimpan menggunakan Nansen (botol

polyethylene transparan) dari setiap stasiun sampling. Sampel sungai diambil pada tanggal 8

september 2007 dan 8 februari 2008. Sampel air diambil bagian bawah dekat sungai untuk

memberikan indikasi terbaik kondisi bentos untuk menghindari masalah stratifikasi. On site

pengukuran suhu air dan DO dilakukan secara insitu. Salinitas dan pH air yang ditentukan

menggunakan meter salinitas (ATAGO S / Mill-E) dan pH meter (HORIBA F-11), masing-

masing.

2.3 Sampling Makrofauna

Sebuah baja Van Veen sedimen sampler steel digunakan untuk memperoleh sampel

sedimen bawah. Dikumpulkan dari sampel sedimen dengan luas permukaan 250 cm2. Empat

sampel diambil di setiap lokasi sampling. Sampel disaring melalui 0,5 mm saringan mesh.

Makrofauna ditahan kemudian diawetkan dalam 5% buffer formalin. Setelah 3 hari sampel

dipindahkan ke etanol 70% untuk penyusunan berikutnya dan identifikasi. Semua fauna

diidentifikasi sesuai dengan terendah tingkat taksonomi yang handal, dengan spesimen acak yang

diverifikasi oleh luar taksonomis. Granulometry sedimen ditentukan menggunakan metode

Buchanan dan Kain (1984). Isi OM di sampel sedimen dianalisis menggunakan metode El

Wakeel dan Riley (1956).

2.4 Analisis Statistik

Organisme individual dan spesies mereka setiap tanggal pengambilan sampel dan lokasi

yang disebutkan, dan keanekaragaman hayati mereka dihitung dengan menggunakan Indeks

Shannon-Weaver (H ') (Shannon dan Weaver 1963,Wilhm dan Dorris, 1968; Washington, 1984

dan Adams, 2002).

Dimana: (H ') = Indeks Shannon Winer keragaman, ni = jumlah-jumlah individu suatu spesies

N = jumlah total individudari semua spesies.

Suatu perbandingan dari data yang dikumpulkan di stasiun yang berbeda dibuat dengan

menggunakan ANOVA satu arah dan uji Turki. Perbedaan antara musim diuji dengan

menggunakan uji t-setelah memverifikasi normalitas menggunakan uji Kolmogorov-Smirnov

(Zar, 1999). Jumlah spesies dan nilai-nilai H '(Shannon dan Weaver, 1963) dihitung untuk semua

sampel menggunakan Beberapa Variate Paket Statistik. Korelasi antara keanekaragaman

parameter indeks dan physiochemical dihitung dengan menggunakan Pearson Peringkat Indeks

Korelasi. Spesies makrofauna dikumpulkan pada setiap stasiun yang dinilai menggunakan Grup

Pair tertimbang Metode dengan aritmatika mean (UPGMA) algoritma (Estacio et al., 1997,

Garcia dan Gomez, 2005). Semua parameter kualitas air delapan stasiun dibandingkan dengan

menggunakan komponen prinsip analisis (PCA) di mana parameter terbaik menjelaskan

perubahan dalam kumpulan macrofaunal diidentifikasi (Saunders et al., 2007). Hubungan antara

diukur kualitas air parameter dengan mengacu pada kelimpahan dan macrofaunal distribusi untuk

semua stasiun delapan sampel yang dijelaskan oleh pengelompokan kategori PCA menggunakan

kanonik ordinasi (CANOCO) komunitas perangkat lunak. PCA merupakan teknik yang dalam

penelitian ini memilih kombinasi linear dari variabel air untuk memaksimalkan deskripsi skor

spesies macrofaunal. PCA juga menentukan bobot terbaik untuk masing-masing variabel air,

sehingga menyediakan pertama PCA sumbu. Dalam PCA, gradien komposit linier

kombinasi variabel air, yang dapat membuat hasil yang lebih dipahami. Non-linearitas memasuki

model melalui Model unimodal untuk gradien komposit sedikit, dirawat di PCA oleh rata-rata

tertimbang. Prinsip Analisis Kanonik (PCA) adalah mudah untuk menerapkan dan memerlukan

data kurang dari regresi. Ini adalah berguna

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Hasil

Jumlah spesies pada diversitas makrofauna lebih tinggi di stasiun 6,7 dan 8 daripada pada

stasium 1,2 dan 5. Sedangkan pada stasium 3 dan 4 jumlahnya sedang. Terdapat perbedaan

signifikan pada H’ diantara stasium dengan p£ 0.05. H’ didapatkan lebih tinggi di stasiun 6,7,8

daripada stasium yang berada di laguna yaitu 1,2 dan 5. Dan pada stasiun 3 dan 4 jumlahnya

sedang. Perubahan ini lebih signifikan terjadi pada musim dingin. Jumlah individu organisme

yang ditemukan juga lebih tinggi pada stasiun 6-8 daripada di stasium yang berada di dekat

tempat pemberhentian air kotor. Namun stasiun 4 memiliki jumlah individu yang signifikan

daripada statsiun 1,2 dan 5.

Sampel dari tiga stasiun yang berada didekat pembuangan air kotor didominasi oleh

Polychaeta Lycastopsis sp yang jumlahanya berlimpah baik musim panas ataupun dingin .

Walaupun Polychaeta juga terdapat pada stasiun lainnya, namun jenisnya lebih beragam spesies-

spesies yang dominan meliputi Isopoda, Decapoda, Gastropoda, Copepoda, Bivalvia,

Pennatulacea dan Crustacea. Spesies yang jumlhanya paling sedikit yaitu Apseudes sp. dan

Pyrene sp. pada musim panas dan dingin.

Nilai dari indeks Diversitas Shannon-Wienner menunjukkan jika tiap stasiun memiliki

komposisi komunitas yang unik. Namun saat data dari sampel dibagi menjadi dua kelompok

menurut lokasi dari stasiun mereka diambil, terdapat sedikit kesamaan pada diversitasnya

(kurang dari 10%) antara sampel dari Ghanam Creek dan dari daerah didekat pemberhentian

pembuangan air kotor. Saat data dari sampel stasiun dibagi menjadi 2 kelompok yang

merepresentasikan musim panas dan dingin, dan kemudian dilihat berdasarkan similaritasnya,

dengan mengelompokkan stasiun 1,2 dan 5 menjadi 1 kelompok dan yang berasal dari stasiun

lain menjadi kelompok ke-2. Similaritas tertinggi pada diversitas makrofauna yaitu pada stasiun

7 dan 8 di kedua musim.

Tabel 1. Kelimpahan spesies (per 250 cm2) pada setiap Stasiun

Karakteristik Kualitas Air

Temperatur air konsisten sepanjang anak sungai dengan variasi suhu antara 24 – 26 C (saat

musim panas) dan 13 – 15 C (saat musim dingin), dan tidak ada perbedaan yang signifikan atar

stasiun dengan ANOVA (P = 0,985). Sedangkan terdapat perbedaan signifikan pada DO dan

salinitas antar stasiun sedangkan pH dan OM konstan sepanjang anak sungai (ANOVA, P <

0,005).

Tabel 2a. R-value dengan analisis komunitas fauna makrobentos antara beberapa stasiun saat

musim panas

Tabel 2b. R-value dengan analisis komunitas fauna makrobentos antara beberapa stasiun saat

musim dingin

Salinitas terkait langsung dengan suhu. Persentase salinitas konsisten antar stasiun karena

tempat tersebut berlumpur. Gray (1981) menunjukkan bahwa persentase salinitas tidak berubah

dalam sedimen granular. OM umumnya tinggi di seluruh zona. Susana Carvalho et al. (2006)

menunjukkan bahwa persentase OM meningkat di sedimen granular. Barnes dan Hughes (1992)

juga menjelaskan bahwa nilai OM dari 5 -10 % dapat diterima, tetapi OM% lebih tinggi

dibanding dalam sampel dari seluruh stasiun. Survei pH air sangat penting karena logam berat

dapat dalam air ketika pH menurun.

PCA memungkinkan hubungan non-linear antara H' dan sifat fisiokimia untuk

diidentifikasi sehingga pembobotan terbaik untuk variabel fisio-kimia yang mungkin ditentukan.

Analisis PCA menunjukkan bahwa H’ berkorelasi signifikan dengan DO dan OM. Pola PCA

tampak jelas bahwa H' dan DO secara langsung dan berhubungan positif, sedangkan H' dan OM

yang tidak langsung dan berhubungan negatif.

Karakteristik kualitas air dan distribusi macrofauna

Analisis korelasi Pearson memberikan korelasi -0.50 antara DO dan OM, sedangkan

korelasi 0,93 antara perubahan dalam komunitas makro fauna dan kombinasi DO.

Studi ini memberikan pengukuran sifat air dan survei baseline fauna makrobentos

distribusi dalam Mossa membentuk anak sungai dasar dari dua penilaian jangka musim. Carvalho

et al. (2006) menjelaskan bahwa survei makrofauna merupakan panduan yang berguna untuk

kondisi ekologi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingginya tingkat industri polusi (OM) di

dalam wilayah di sekitar dekat dari titik pembuangan limbah sudah menjadi masalah yang

signifikan dalam daerah. Meskipun pencemaran telah ditemukan sebelumnya di sungai (Mahdavi

Soltani, 2007), dengan perubahan terkait dalam komunitas makrofauna bentik, penelitian ini

lebih rinci, menyoroti zona tinggi dan rendah dampak pencemaran pada fauna makrobentos.

umumnya, pencemaran organik meningkat dari stasiun dekat dengan titik pembuangan limbah,

dengan pola yang berlawanan untuk DO. BIPC terletak dekat anak sungai Mossa dan kotoran

limbah dibuang ke ekosistem perairan ini.

Debit limbah menyebabkan penurunan dalam DO, keragaman spesies, dan peningkatan

persentase OM di stasiun terdekat outlet limbah (Gambar 6). Abu-hilal et al. (1994), Hassan et al.

(1995) dan EL-Sammak (2001) menetapkan bahwa tingginya tingkat polusi organik di sungai

Dubai

menyebabkan penurunan DO dan keberagaman makrobentos. Johansson (1997), Flemer et al.

(1999) dan Wu (2002) menjelaskan bahwa dalam menanggapi penurunan DO, ada penurunan

baik kekayaan spesies dan keragaman, serta komposisi spesies yang sebagian besar ditentukan

oleh perbedaan dalam toleransi yang berbeda spesies kekurangan oksigen.

Indeks Shannon Weaver dapat digunakan sebagai analisis kualitas perairan yang dapat

dilihat dari diversitas komunitas organisme perairan tersebut. Indeks diversitas dari struktur

komunitas perairan dapat digunakan untuk menunjukkan stress lingkungan yang diasumsikan

dikarenakan oleh perubahan nilai indeks berhubungan dengan intensitas dari polusi di perairan

tersebut.

Analisis PCA ( Principal Component Analysis) dapat menunjukkan perbedaan parameter

physico- chemical dan jenis famili dari mekroinverrtebrata

Gambar 1. Hasil analisis PCA (Proncipal Component Analysis) dari kandungan air di sungai

Mossa

Berdasarkan pola yang terbentuk pada PCA diatas, membuktikan bahwa H’(Shannon weave

diversity) dan DO secara langsung memiliki hubungan yang positif dengan DO dan secara tidak

langsung memiliki korelasi yang negatif dengan kadar OM ( Organic Material). Kadar polusi

organik yang tinggi dapat menyebabkan penurunan kadar DO dan diversitas makrobentos.

Gambar 2. Hubungan antara (H’), DO (Dissolved osygen) dan kadar dari OM (Organic

Material), dan H’(Shannon weaver diversity)

84

4

6

7

3

1

5

2

6

87

3

1

5

2

Pembuangan limbah kedalam sungai dapat menyebabkan menurunnya kadar DO dan

diversitas spesies. Selain itu juga menyebabkan peningkatan presentase dari OM (Organic

Material) pada lokasi yang dekat dari pusat pembuangan limbah tersebut. Lokasi 6, 7, 8 yang

berlokasi jauh dari pusat pembuangan limbah memiliki kadar polusi yang terendah dan memiliki

keanekaragaman spesies yang tinggi, komunitas makrobentos yang tinggi, dan jumlah spesies

yang tinggi pula.

Lokasi 3 dan 4 memiliki situasi yang hampir sama dengan situasi di sungai Ghannam

(sungai yang kandungan polutannya rendah). tingkat diversitas dan kekayaan spesies yang

hampir sama. Hal ini menunjukkan bahwa aliran air di sungai tersebut kecil (rendah) atau dengan

aliran air yang terlampau kecil.

Berdasarkan penelitian ini dapat dikatakan bahwa polusi menyebar pada lokasi 1 dan 2

karena kurangnya aliran air yang berasal dari sumber polutan keluar kedalam sungainya.

Sedangkan lokasi 5 memiliki tingkat OM (organic material) yang tertinggi dibandingkan dengan

lokasi yang jauh dari sumber polutan yang lainnya. Selain itu lokasi 5 juga memiliki kualitas air

yang cukup dapat dikatakan sebagai air yang telah tercemar dibandingkan dengan lokasi 6,7,8.

Jika dibandingkan menurut lokasi, komunitas akrofauna secara perlahan menanggapi

perubahan kondisi air yang menjadi tercemar oleh pembuangan limbah pabrik. Hasil dari

penelitian ini menunjukkan bahwa makrofauna di sekitar lokasi pusat pembuangan limbah,

secara besar – besaran dipengaruhi oleh polusi industri (pabrik – pabrik) yang semakin lama

peningkatan jumlah industri disekitar daerah sungai Mossa semakin tinggi. Maka kebutuhan DO

dan presentase OM (organic material ) di suatu sedimen merupakan faktor kunci yang

mempengaruhi makrofauna yang mengumpul di sedimen sungai tersebut.