## Logam Berat Anthropogenik Pb dan Cu pada Lapisan Sedimen Permukaan dan Dasar Muara Sungai di Kota Semarang, Jawa Tengah Indonesia

## Chrisna Adhi Suryono*, Ibnu Pratikto dan Ajeng Rusmaharani
Departemen Ilmu Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof Soedarto, SH. Kampus UNDIP Tembalang Semarang 50275 Email: chrisna_as@yahoo.com

## Abstrack

## Anthropogenic Heavy Metal Pb and Cu in the Surface and Bed Sediments of the River Down Stream of Semarang Central Java Indonesia
Semarang coastal areas as specially on river down stream have been develop to industrial, dumpping  areas  and  human  settlement.  Its  will  be  caused  increasing  sedimentation  and anthropogenic heavy metals accumulation in sediments.  In order to assess Pb, and Cu on diferent layers  of  sediments  on  three  down  stream  rivers  on  Semarang,  samples  of  surface  and  bed sediment were collected for analyzed by ICPMS.  The result showed that the heavy metal of Pb on bed layer was higher than Pb on surface sediment, on the other hand Cu on surface sediment was higher  than  Cu  on  bed  sediments.    Unfraternally  the  heavy  metal  concentration  on  surface  and beds sediments they do not correlation with totals organic carbon and combination silt and clay in sediment on three down stream rivers on Semarang.
Keywords : Heavy metals Anthropogenic; sediment; totals organic carbon; silt; clay

## Abstrak
Wilayah  pesisir  Semarang  terutama  di  daerah  muara  sungai  telah  berkembang  menjadi kawasan industri, penimbunan dan hunian.  Hal tersebut menyebabkan peningkatan sedimentasi dan akumulasi antropogenik logam berat dalam sedimen.  Untuk mengetahui logam berat Pb dan Cu  dalam permukaan dan dasar sedimen di tiga muara sungai Semarang.  Maka sampel pada permukaan  dan  dasar  sedimen  diambil  dan  dianalisa  dengan  ICPMS.  Hasil  pengukuran menunjukan  bahwa  konsentrasi  logam  Pb  pada  lapisan  dasar  lebih  tinggi  dari  pada  lapisan permukaan sedimen, sebaliknya konsentrasi  logam Cu pada lapisan permukaan lebih tinggi dari pada  lapisan  dasar  sedimen.    Namun  keseluruhan  antropogenik  logam  berat  Pb  dan  Cu  pada lapisan  permukaan  maupun  bawah  sedimen  tidak  ada  korelasinya  dengan  kandungan  total bahan organik karbon dan kombinasi antara silt dan clay dalam sedimen di ketiga mura sungai di Semarang.
Kata Kunci : Logam berat antropogenik; sedimen; total organic carbon; silt; clay

## PENDAHULUAN
Pesisir Kota Semarang terdapat beberapa  muara  sungai  yang  mengalir  ke daerah tersebut dengan membawa sedimen dari  hulu  seperti  Sungai  Plumbon,  Beringin, Banjir  Kanal  Barat,  Semarang,  Banjir  Kanal Timur,  Tenggang,  Babon  dan  Sringin.    Sungai sungai  tersebut  mengalir  dari  hulu  dengan melewati beberapa daerah dengan
berbagai  pemanfaatan  seperti  pertanian, pemukiman,  maupun  daerah  industri.    Maka dengan  demkian  sedimen  yang  terbawa oleh  aliran  air  dan  diendapkan  di  muara sungai diduga juga mengendapkan beberapa  potulan  seperti  logam  berat. Sedimen  di  beberata  daerah  pesisir  Kota Semarang  seperti  dearah  Tugu  telah terkontaminasi  logam  berat  seperti  Cr,  Pb dan  Cu  (Suryono,  2016).  Logam  berat  Pb,  Cr
Jurnal Kelautan Tropis Maret 2019 Vol. 22(1):87-92
dan  Cd  juga  ditemukan  dalam  perairan pelabuhan  Semarang  yang  diduga  akan meningkatkan  konsentrasi  logam  berat dalam  sedimen  (Suryono  dan  Djunaedi, 2017).    Secara  alami  muara  sungai  atau daerah estuaria merupakan daerah pengendapan  bagi  ion-ion  yang  terlarut  di daerah  percampuran  antara  air  tawar  dan laut  (Hunter,  1983).    Terlebih  tiga  sungai (Plumbon,  Banjir  Kanal  Barat  dan  Sringin) yang  menjadi  daerah  penelitian  telah banyak  mengalami  perubahan  dalam pemanfaatan  sepanjang  daerah  aliran sungai sampai muara.  Tingginya kandungan silt dan clay pada sedimen di daerah muara biasanya  terbawa  saat  banjir  dengan membawa  berbagai  polutan  seperti  logam berat,  hal  tersebut  dapat  dijadikan  petunjuk adanya peningkatan atau penurunan tingkat pencemaran (Daessle et al ., 2009). Peningkatan  logam  berat  dalam  sedimen disebabkan oleh pengendapan logam berat yang  terlarut  dan  partikel  maupun  ikantan- ikatan  yang  mengalir  melalui  saluran pembuangan ( Galanopoulou et al ., 2009).
Sedimen  dapat  menjadi  perangkap polutan  dan  telah  terbukti  sangat  efisien sebagai cara untuk mengidentifikasi dampak lingkungan  (Strauch et  al .,  2008).    Sedimen juga memiliki
kemampuan dalam
menyimpan polutan
yang anti
air
(hydrophobic
pollutants) atau bahan biomarker  (Viguri et  al .,  2002).    Sedimen ternyata sangat bermanfaat dalam pengukuran tingkat kontaminasi dari ekosistim perairan,  bukan  hanya  kemampuannya dalam  mengakumulasi  logam  dan  bahan organik  namun  juga  mampu  membawa sumber  kontaminan  ke  dalam  perairan (Mariani  dan  Pompeo  2008).    Materi  kimia biasanya  lepas  dari  sedimen  ke  perairan disebabkan  oleh  kondisi  lingkungan  dan kondisi fisika-kimia seperti (pH, redox potensial dan aktifitas mikrobiologis) hal tersebut dapat menkontaminasi perairan dan sistim lingkungan lainnya yang berakibat penurunan  kwalitas  perairan  (Froehner  dan Martins  2008).    Namun  kemampuan  sedimen dalam  menyerap  dan  melepaskan  material yang  anti  air  (hydrophobic  compounds) tergantung pada kandungan bahan organik karbon dalam sedimen (Rutemberg dan Goni 1997).    Karena  sedimen  mudah  menyimpan
polutan dan hal tersebut terkait juga dengan keberadaan  bahan  organik  karbon  dan kandungan  silt  dan  clay  dalam  sedimen. Maka  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  polutan  logam  berat  dalam sedimen dan hubungannya dengan keberadaan  bahan  organik  karbon  maupun silt  dan  clay  sedimen  di  tiga  muara  sungai Semarang.

## MATERI DAN METODE
Materi yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  sedimen  yang  diambil dari tiga muara sungai (Plumbon, Banjir Kanal Barat  dan  Sringin)  yang  mengalir  di  pesisir Kota  Semarang.    Sedimen  diambil  dengan core sampler pada kedalaman 0 cm sampai 100 cm, sedimen di bagian atas dua bagian. Bagian  permukaan  mulai  kedalaman  0  cm sampai  20  cm  sedangkan  dasar  mulai  dari kedalam 80 cm sampai 100 cm.  Selanjutnya sedimen  dianalisa  kandungan  logam  berat, total organik karbon (TOC) dan jenis sedimen. Analisa  total  organik  karbon  menggunakan metode  pengabuan  (Metcalf  dan  Eddy, 1991) dan analisa jenis sedimen menggunakan  metode  pengayakan  dan pemipetan (Daessle et al . 2002).  Sedangkan analisa  logam  berat  pada  sampel  sedimen mengacu (Liu et al ., 2013).
Sampel  sedimen  didistruksi  dengan HNO3  (Super  pure,  Merck,  Germany)  dalam tabung  Teflon.    Konsenrasi  logam  berat sedimen  diukur  dengan  Inductively  Coupled Plasma  Mass  Spectrometry  (ICP-MS)  (Elan DRC  II,  Perkin  Elmer  Company,  USA).    Untuk mengetahui  korelasi  antara  logam  berat  Pb dan Cu dalam sedimen permukaan maupun dasar  terhadap  total  bahan  organik  karbon maupun (silt + clay) baik permukaan maupun dasar  digunakan  regresi  berganda  MINITAB 13.3

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  menunjukan  bahwa logam  berat  Pb  dan  Cu  telah  terakumulasi pada sedimen bagian permukaan  (0-20 cm) dan  dasar  (80–100  cm)  di  tiga  muara  sungai Plumbon,  Banjir  Kanal  Barat  dan  Sringin dalam  konsentrasi  yang  relatip  tinggi.      Hasil tersebut dapat dilihat dalam Gambar 2.
Gambar 2 menunjukan
bahwa konsentrsi  Pb  yang  terdapat  dalam  sedimen permukaan dan dasar lebih tinggi dibandingkan  dengan  konsentrsi  Cu  di semua muara sungai menunjukan perbedaan yang nyata (p<0,05).  Sedangkan perbandingan  antara  Pb  permukaan  dan dasar  pada  semua  muara  sungai  tdak  ada
perbedaan  yang  sangat  nyata  (0,05<p). Demikian juga halnya yang terlihat pada Cu permukaan dan dasar menunjukan tdak ada perbedaan  yang  sangat  nyata  (0,05<p). Ketidak  aturan  konsentrasi  logam  berat  Pb dan  Cu  dari  permukaan  ke  bagian  yang lebih  dalam  (dasar)  hal  tersebut  sangat memungkinkan.    Karena  keberadaan  logam
Gambar 1. Lokasi pengambilan sampel sedimen di muara Sungai Plumbon, Banjir Kanal Barat dan Sringin Kota Semarang
Gambar 2. Konsentrasi logam Pb dan Cu pada sedimen permukaan dan dasar di muara Sungai Plumbon, Banjir Kanal Barat dan Sringin Kota Semarang.
Gambar 3. Prosen  Total  organik  karbon  (TOC)  dan  prosen  silt  +  clay  pada  sedimen  permukaan dan dasar di muara Sungai Plumbon, Banjir Kanal Barat dan Sringin Kota Semarang.
P b P er m u ka an 2.4 1.8 1.2 0.6 0.0 16 12 8 4 0 TOC Permukaan C u P er m u ka an 8 6 4 2 0 20 15 10 5 S+C Permukaan P b D as ar 3 2 1 0 8 6 4 2 TOC Dasar C u D as ar 15 10 5 40 30 20 10 S+C Dasar
Gambar 4. Matrik  hubungan  logam  berat  Pb  permukaan,  Cu  permukaan  sedimen  terhadap porsentase  total  organik  karbon  dan  porsentase  kandungan  (silt  +  clay)  permukaan dan hubungan Pb dasar, Cu dasar sedimen terhadap porsentase total organik karbon dan porsentase kandungan (silt + clay) dasar.
tersebut dalam sedimen dsangat tergantung masukan  dari  aktifitas  manusia.    Hal  tersebut juga  terjadi  di  Dagu  Estuaria  China  yang menunjukan  tidak  adanya  sebaran  yang linier  berdasarkan  kedalaman  (LÜ  et  al., 2007).    Demikian  pula  informasi  dari  Daessle et al. (2009) yang mengambil sampel di Delta Colorado yang mengatakan distribusi konsentrasi  logam  berat  tidak  menunjukan peningkatan maupun penurunan berdasarkan  kedalaman  sedimen.    Hal  yang sama  juga  terlihat  di  pesisir  laut  Merah  Arab
Saudi dimana logam berat seperti Cd, Pb, Ni, Cu,  Zn,  Cr  dan  Mn  juga  menunjukan kecenderungan yang
tidak teratur peningkatan maupun penurunya
berdasarkan  kedalaman  sedimen  (Badr et al. , 2009).
Gambar  3  menunjukan  prosentase bahan  organik  yang  terdapat  dalam sedimen dasar lebih tinggi bila dibandingkan dengan  yang  terdapat  pada  sedimen permukaan pada tiga muara sungai, dengan
perbedaan  yang  sangat  nyata  (p<0,01). Namun  prosentase  kandungan  silt  dan  clay (lanau  dan  lempung)  pada  sedimen permukaan  dan  dasar  di  tiga  muara  sungai menunjukan  tidak  adanya  perbedaan (0,05≤p).
Hasil analisa matrik plot pada gambar 4 menunjukan  bahwa  prosentase  total  organik karbon  dan  (silt  +  clay)  pada  permukaan sedimen  bila  secara  bersaman  tidak memberikan pengaruh pada tinggi rendahnya  konsentrasi  Pb  pada  permukaan sedimen  (r=  0.095;  p=  0,74  >  0.05)  dengan regresi  Y=  4.07  +  0.79X 1 -  0.25X 2 .    Demikian juda  terhadap  Cu  permukaan  (r=  0.29;  p= 0,49 > 0.05) dengan regresi Y= 5,54 + 1,64X 1 + 1,03X 2 .    Demilian  juga  pada  prosentase  total organik  karbon  dan  (silt  +  clay)  dasar sedimen  bila  bersamaan  tidak  memberikan pengaruh pada tinggi rendahnya konsentrasi Pb  dan  Cu  pada  dasar  sedimen.      Untuk  Pb dasar  sedimen  (r=  0.21;  p=  0,49  >  0.05) dengan  regresi  Y=  3,06  +  0,24X 1 –  0,54X 2 . Sedangkan untuk Cu dasar (r= 0.24; p= 0,44 > 0.05) dengan regresi Y= 10,2 + 0,67X 1 – 0,47X 2 . Dari  penjelasan  tersebut  dapat  dikatakan bahwa  akumulasi  logam  berat  Pb  dan  Cu dalam  sedimen  permukaan  maupun  dasar yang diambil di tiga muara Sungai Plumbon, Banjirkanal Barat dan Sringin tidak tergantung dari  banyak  sedikitnya  prosentase  total organik  karbon  dan  gabungan  dari  silt  dan clay.    Hal  tersebut  berbanding  terbalik dengan  penelitian Galanopoulou et  al.
(2009)  yang  melakukan  penelitian  di pelabuhan  Keratsini  dan  teluk  Saronikos Yunani logam berat antropogenik seperti Cd, Pb,  ,Zn,  Mn,  As,  Se,  Cr,  Cu  keberadaanya dalam sedimen bagian atas berbanding lurus dengan bahan organik karbon. Daessle et al . (2009) menginformasikan peningkatan logam antropogenik dalam sedimen bagian permukaan  dan  bawah  tergantung  dari masukan oleh aktivitas dan adanya perubahan sepanjang Delta Corolado.
Penelitan  logam  berat  pada  lapisan lapisan  sedimen  dapat  dijadikan  data tentang  pengaruh  ekositem  perairan  karena faktor alam dan masukan oleh manusia pada peride  waktu  (Buckley et  al .  1995). Sebenarnya keberadaan logam berat antropogenik  dalam  sedimen  di  lingkungan perairan  seperti  pesisir  atau  estuaria  sangat
membahayakan  bagi  kehidupan  organisme benthik.    Organisem  benthik  seperti  kerang yang  memiliki  kemampuan  bioakumulasi sangat  mudah  mengakululasi  logam  berat dan  tahan  terhadap  polutan  tersebut  (Won et  al .,  2016).    Hal  tersebut  juga  terlihat  di perairan  Brebes  dimana  konsentrasi  logam berat  danal  kerang  Anadara  lebih  tinggi terhadap  logam  beerat  dalam  air  laut  dan sedimen (Suryono et al ., 2018).  Logam berat pada  umumnya  lebih  cenderung  menjadi lebih  beracun  dan  berpotensi  penyebab kontaminasi  karena  bersifat  stabil  dan  tidak terurai  dalam  lingkungan  perairan,  jadi mudah  terakumulasi  dalam  biota  dan biomagnifikasi dalam rantai makanan (Valdes et al ., 2014)

## KESIMPULAN
Tinggi rendahnya logam berat antropogenik  Pb  dan  Cu  pada  lapisan bagian  atas  dan  bawah  sedimen  yang diambil di tiga muara sungai (Plumbon, Banjir Kanal  Barat  dan  Sringin)  tidak  ada hubungannya  dengan  jumlah  total  bahan organik  karbon  maupun  dengan  gabungan antara silt dan clay dalam sedimen.  Namun di  ketiga  muara  sungai  tersebut  konsentrasi Pb  baik  pada  permukaan  maupun  bawah sedimen lebih tinggi dari pada konsentrasi Cu baik  pada  permukaan  maupun  bawah sedimen.

## DAFTAR PUSTAKA
Badr,  N.B.E.,  El-Fiky,  A.A.,  Mostafa,  A.R  &  Al- Mur, B.A., 2009. Metal pollution records in core sediments of some Red Sea coastal areas,  Kingdom  of  Saudi  Arabia. Environ Monit Assess 155:509–526 doi: 10.1007/s10 661-008-0452-x
Buckley,  D.E.,  Smith,  J.N.,  &  Winters,  G.V., 1995.  Accumulation  of  contaminant metals  in  marine  sediments  of  Halifax Harbour,  Nova  Scotia:  Environmental factors  and  historical  trends. App. Geochem. 10(2):175–195. doi: 10.1016/08 83-2927(94)00053-9.
Daessle,  L.W.,  Ibarra,  K.C.L.,  Tobschall,  H.J., Melo,  M.,  Galindo,  E,A,G.,    Hernandez, J.G., &  Alvarez, L.G., 2009. Accumulation of  As,  Pb,  and  Cu  Associated  with  the Recent  Sedimentary  Processes  in  the
Colorado  Delta,  South  of  the  United States-Mexico  Boundary. Arch.  Environ. Contam. Toxicol. 56:680–692 doi: 10.1007/
s00244-008-9218-2
Daessle,  L.W.,  Ramos,  S.E.,  Carriquiry,  J.D.,  & Camacho, V.F., 2002., Clay dispersal and the  geochemistry  of  manganese  in  the Northern  Gulf  of  California. Cont.  Shelf.
Res. 22:1311–1323. doi:10.1016/S0278-4343
(02)00007-9)
Froehner,  S. &  Martins, R. F., 2008., Evaluation of the chemical composition of sediments  from  the  Barigüi  river  in Curitiba,  Brazil. Quim.  Nova. 31(8):2020–
2026
Galanopoulou,  S.,  Vgenopoulos,  A.,  & Conispoliatis,  N.  2009.  Anthropogenic Heavy  Metal  Pollution  in  the  Surficial Sediments  of  the  Keratsini  Harbor, Saronikos  Gulf,  Greece. Water  Air  Soil Pollut. 202:121–130 doi: 10.1007/s11270-00
8-9962-y
Hunter, K.A., 1983., On the estuarine mixing of dissolved substances in relation to colloid stability and surface properties. Geochim Cosmochim Acta 47:467–473.  doi: 10.101 6/0016-7037(83) 90269-7
Liu, J.H., Cao, L., Huang, W., & Dou, S.Z., 2013. Species-  and  tissue-specific  mercury bioaccumulation in five fish  species from Laizhou  Bay  in  the  Bohai  Sea  of  China. Chin. J. Oceanol. Limnol . 31:504–513
Lu,  J.X.,  Wang,  Y.W.,  Zhang,  Q.H.,  Gao,  E.L  & Jiang,  G.B.,  2007.,  Contamination  trends of  polybrominated  diphenyl  ethers, organochlorine  pesticides  and  heavy metals in sediments from Dagu Drainage River  estuary,  Tianjin, Chinese  Science Bulletin 52(10):1320-1326 Mariani,  C.F.,  &  Pompeo,  M.L.M.,  2008., Potentially bioavailable
metals in sediment  from  a  tropical  polymictic environment—Rio Grande Reservoir, Brazil. J. Soils Sediments , 8(5):284– 288. Metcalf & Eddy, 1991.,
Wastewater engineering  treatment,  disposal  and reuse. McGraw Hill, inc. New York. 1334 p
Rutemberg,  K.C.,  &  Goni,  M.A.,  1997., Phosphorus distribuition, C:N:P ratios, and
δ13COC in artic, temperate, and tropical coastal
sediments: Tools for
characterizing  bilk  sedimentary  organic matter. Mar. Geo. 139(1):123–145
Strauch,  G.,  Möder,  M.,  Wennrich,  R., Osenbrück,  K.,  Gläser,  H.  R.,  &  Schladitz, T., 2008., Indicators for assessing anthropogenic  impact on  urban  surface and  groundwater. J.  Soils  Sediments, 8(1):23–33 Suryono,  C.A.,  Widada,  S.,  Rochaddi,  B., Subagiyo., Setyati, W., & Susilo, E.S., 2018., Kontaminasi  logam berat  Arsen, Mercury dan  Magnesium  pada  air  laut,  sedimen dan Anadara inaequivalvis (Mollusca: Bivalvia,  Bruguiera,  1792)  di  Perairan Brebes  Indonesia. J.l  Kelautan  Tropis 21 (2): 150-154
Suryono,  C.A.,  2016.,  Akumulasi  logam  berat Cr,  Pb  dan  Cu  dalam  sedimen  dan hubunannya dengan organisme dasar di perairan Tugu Semarang. Jurnal Kelautan Tropis 19 (2): 143 – 149
Suryono,  C.A.,  &  Djunaedi,  A.,  2017.,  Logam berat  Pb,  Cr  dan  Cd  dalam  perairan pelabuhan  Tanjung  Mas  Semarang. J. Kel. Trop. 20(1):25-29 Velez, C., Figueira, E., Soares, A., & Freitas, R.,
2015.
Spatial
distribution
and bioaccumulation  patterns  in  three  clam populations  from  a  low  contaminated ecosystem.  Estuar. Coast.  Shelf  Sci . 155:114–125
Viguri,  J.,  Verde,  J.,  &  Irabien,  A.,  2002., Environmental  assessment  of  polycyclic aromatic  hydrocarbons  (PAH)  in  surface sediments of the Santander Bay, Northern Spain. Chemosphere, 48 : 157–165. Won, E.J., Kim, K.T., Choi, J.Y., Kim, E.S., &  Ra, K.,  2016.  Target  organs  of  the  Manila clam
Ruditapes philippinarum for studying metal accumulation and biomarkers  in pollution monitoring: laboratory  and  in-situ  transplantation experiments. Environ.  Monit.  Assess . 188(10):478