## Sebaran Horizontal Nitrat dan Ammonium di Perairan Banjir Kanal Timur Semarang

## Luis Figo Sagita Desario Akbar*, Lilik Maslukah dan Aris Ismanto
Departemen Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Jacub Rais, Tembalang, Semaran, Jawa Tengah 50275, Indonesia
Email: petriksiano24@gmail.com

## Abstrak
Perairan muara Banjir Kanal Timur (BKT) Semarang dipengaruhi oleh berbagai aktivitas seperti  pertambakan, wisata, pemukiman  dan  industri  yang  ada  di  daerah  hulu  sungainya.  Kegiatan  tersebut  akan berkontribusi  terhadap  masukan nutrien, termasuk nitrat dan ammonium. Nitrat dan ammonium merupakan spesiasi N yang sering digunakan sebagai parameter kualitas air. Nitrat dan amonium merupakan elemen penting bagi organisme akuatik dan apabila dalam perairan memiliki konsentrasi tinggi dapat menyebabkan algae berkembang pesat. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sebaran horizontal nitrat dan ammonium oleh pengaruh kondisi hidrodinamika. Pengumpulan data lapangan dilakukan pada  bulan  Juli  (mewakili  musim  Timur).  Analisis  konsentrasi  nitrat  dan  ammonium  menggunakan  metode spektrofotometri. Sebaran nitrat dan ammonium menggunakan software mike 21. Hasil penelitian menunjukan bahwa nilai nutrien tertinggi ditemukan di daerah muara dan konsentrasi mengalami penurunan ke arah perairan lepas pantai. Konsentrasi nitrat berkisar 0,0015 hingga 0,135 mg/l dan amonium berkisar antara 0,0019 hingga 0,53  mg/l.
Kata kunci: Ammonium, Nitrat, Banjir Kanal Timur, Sebaran Horizontal

## Abstract

## Horizontal Distribution of Nitrate and Ammonium Concentration in Banjir Kanal Timur Semarang
The estuary waters of the Banjir Kanal Timur (BKT) Semarang are areas where around these waters have functions as ponds,  tourism,  settlements  and  industrial  areas.  This  activity  will  contribute  to  the  input  of  nitrate  and  ammonium nutrients, which are one of the parameters of water quality. Nitrate and ammonium are nitrogen compounds, which are essential elements for aquatic organisms and if the concentration is high will cause blooming algae. The purpose of this study  was  to  determine  the  horizontal  distribution  of  nitrate  and  ammonium  by  being  influenced  by  hydrodynamic conditions. Field data collection was conducted in July (represent the Eastern season). Analysis of nitrate and ammonium concentrations using spectrophotometric methods. Distribution of nitrate and ammonium using Mike 21 software. The results  showed  that  the  highest  nutrient  value  was  found  in  estuarine  areas,  and  concentrations  decreased  towards offshore waters. The highest concentrations of nitrate and ammonium were stationed near the mouth of the BKT Semarang river and lowest in offshore areas. Based on the results of observations, a value is obtained.  Nitrate concentrations range from 0.0015 to 0.135 mg/l and ammonium ranges from 0.0019 to 0.53 mg/l. The highest nitrate concentration was at station 2 and the highest ammonium was at station 1.
. Keywords: Ammonium, Nitrat, Horizontal Distribution, BKT.

## PENDAHULUAN
Perairan muara Banjir Kanal Timur (BKT) Semarang merupakan daerah yang dipengaruhi oleh adanya aktivitas  pertambakan,  wisata,  pemukiman  dan  industri.  Sungai  Banjir  Kanal  Timur  (BKT)  berada  di Kelurahan Bugangan Kecamatan Semarang Timur, Kota Semarang.  Menurut Rahmadi (2021) aliran sungai Banjir Kanal Timur mengalami pencemaran akibat masuknya beberapa limbah limbah domestik, pertambakan, dan industri. Menurut Utomo dan Nurlita (2011) menemukan bahwa pemukiman penduduk dan industri di daerah sungai di Banjir Kanal Timur berkontribusi terhadap masukan nitrat dan ammonium ke perairan.
Konsentrasi  nitrat  dan  ammonium  digunakan  sebagai  parameter  pengujian  kualitas  air  pada  suatu ekosistem  perairan.  Jumlah  nutrien  yang  berada  pada  suatu  perairan  memiliki  efek  yang  signifikan  pada ekosistem. Nitrogen merupakan bentuk awal dari unsur nutrien yang melalui proses nitrifikasi yang mengubah nitrit menjadi nitrat dengan di urai bakteri Nitrosomonas (Hendrawan, 2021). Kandungan senyawa nitrat dan ammonium sebagai sumber kesuburan bagi perairan dalam jumlah yang banyak dapat menurunkan kualitas perairan.   Banyaknya jumlah nutrien di perairan dapat menggangu siklus alami, membahayakan kesehatan
lingkungan,  dan  berpengaruh  pada  masyarakat  pesisir.  Beberapa  peneliti  menyimpulkan  bahwa  kawasan pesisir  Semarang  timur  merupakan  wilayah  pesisir  yang  mengalami  penurunan  kondisi  kualitas  perairan (Rositasari, 2013). Nilai nitrat di BKT Semarang pada Mei 2019 mencapai 1.69 ppm (Suryoputro et al. (2023), sementara konsentrasi nitrat dan ammonium hasil penelitian Maslukah et al . (2023) nilainya adalah 0,030 µ g/L dan 0,6 µg/L.
Pola sebaran ammonium dan nitrat di perairan pantai dipengaruhi oleh kondisi hidrodinamika seperti arus. Penelitian ini bertujuan untuk melihat sebaran nitrat dan ammonium oleh pengaruh arus pasang surut. Arus yang digunakan dalam penelitian ini merupakan hasil simulasi model yang selanjutnya di gambarkan dalam bentuk pola sebaran yang di gambarkan menggunakan software ArGIS.  Diharapkan hasil penelitian ini dapat memberikan gambaran terkait pola pergerakan dan prediksi sumbernya.

## MATERI DAN METODE
Penelitian  untuk  pengambilan  sampel  air  dilakukan  pada  22  stasiun  yang  dimulai  dari  daerah  muara hingga menunju laut lepas (Gambar 1). Data utama dalam penelitian ini meliputi data konsentrasi nitrat, nitrit dan ammonium. Data sekunder sebagai input model digunakan data arus permukaan dengan komponen u- velocity dan v-velocity bersumber  dari  situs  ( power.larc.nasa.gov). Data  batimetri  perairan  kota  Semarang diperoleh dari peta batimetri Dishidros No. 37 lembar 3 peta Jawa  - pantai utara dengan skala 1 : 200.000 menggunakan koordinat World Geodetic System – 2984 (WGS 1984) bersumber dari survey pemetaan kapal pemeta tahun 1883-1886. Data pasang surut menggunakan data pasang surut 1 bulan pada musim timur yaitu bulan juli tahun 2022 menggunakan prediksi data pasang surut BIG pada laman ipasoet.com stasiun Semarang. Data angin pada perairan kota Semarang selama 1 bulan pada musim timur yaitu pada bulan juli tahun 2022 menggunakan prediksi dari laman power.larc.nasa.gov pada bagian wind, di unduh data pada musim timur per 1 jam.
Analisis nitrat mengikuti yang dilakukan oleh Grasshoff (Parson et al ., 1984) dengan satuan konsentrasi (mg/l). Air sampel terfilter sebanyak 25 ml dengan ditambahkan 1 ml NH 4 Cl, direduksi dengan kolom reduksi (berisi butiran Cadmium), ditambahkan larutan Sulfanilamide dan Nethylenediamine dihydrochloride (NED) sebanyak  1  ml,  dan  di  baca  nilai  absorbansinya  dengan  Spektrofotometer pada  λ  =  543 nm.  Nilai  nitrat didapatkan setelah dikurangi dengan nilai nitritnya. Metode pengolahan ammonium dilakukan dengan cara
menambahkan  reagen  alkaline  dan  larutan  pengoksidasi  dan  pembacaan  nilai  absorbansinya  pada  panjang gelombang 640 nm (Parsons et al., 1984). Pengolahan model arus dilakukan dengan menggunakan software Mike  Zero  dengan  modul Flow  Model  FM (m21fm).  Data  konsentrasi  ammonium  dan  nitrat  selanjutnya ditampilkan dalam bentuk pola sebaran menggunakan software ArGIS.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Konsentrasi Nitrat dan Ammonium Observasi Lapangan
Hasil  analisa  laboratorium  didapatkan  kandungan  nitrat  berada  di  kisaran  0,135  -  0,015  mg/l  dan kandungan  ammonium  berada  di  kisaran  0,53  mg/l  -  0,001  mg/l.  Nilai  lebih  lengkap  disajikan  Tabel  1. Berdasarkan Tabel l, nilai konsentrasi nitrat pada perairan Banjir Kanal timur berkisar 0,135-0,0015 mg/l. Konsentrasi kandungan nitrat tetinggi berada distasiun 2 dan terendah berada distasiun 20. Selanjutnya pola sebaran konsentrasi nitrat dapat dilihat pada Gambar 2. Hasil analisis menunjukkan konsentrasi nitrat berkisar 0,135 mg/l – 0,00156 mg/l. Pada Gambar 2 menunjukan konsentrasi nitrat tertinggi terdapat pada stasiun 1, 2, dan 3. Nilai konsentrasi nitrat tertinggi berada pada stasiun 2 dengan nilai 0,135 mg/l, sedangkan konsentrasi nitrat terendah ada pada stasiun 20 dengan nilai 0,0015 mg/l. Tingginya konsentrasi nitrat pada stasiun 3 diduga dipengaruhi oleh titik lokasi yang berada di daerah runoff sungai Banjir Kanal Timur. Stasiun 3 memiliki pH yang relatif tinggi dibandingkan dengan stasiun lain, itu dikarenakan posisi stasiun 3 berada di dekat muara sungai Banjir Kanal Timur. Terjadinya fluktuasi konsentrasi nitrogen di muara sungai Banjir kanal timur dapat dipengaruhi oleh runoff yang membawa nutrien masuk ke dalam muara (Khasani et al ., 2017).
Berdasarkan Gambar 2, konsentrasi nitrat tertinggi berada pada stasiun 2 dan konsentrasi ammonium tertinggi berada pada stasiun 1,2 dan 3 yang dimana terletak pada bibir muara sungai. Tingginya konsentrasi nitrat dan ammonium diduga berkaitan dengan limbah yang berasal dari daratan dan terbawa hingga muara sungai, kandungan nutrien yang berasal dari daratan terus menerus mengkontaminasi perairan di Banjir Kanal Timur. Konsentrasi terendah berada pada stasiun 20, rendahnya konsentrasi tersebut diduga karena letaknya yang berada jauh dari muara sungai. Menurut Rigitta et al. (2015) semakin ke laut lepas semakin sedikit kadar nitrat suatu perairan. Pada stasiun 20 satu satunya sumber nitrat dan ammonium hanyalah dari metabolisme
Tabel 1. Konsentrasi Nitrat dan Ammonium
Stasiun Nitrat (mg/l) Ammonium (mg/l) Stasiun 1 0,130 0,053 Stasiun 2 0,135 0,052 Stasiun 3 0,082 0,040 Stasiun 4 0,008 0,034 Stasiun 5 0,039 0,044 Stasiun 6 0,011 0,025 Stasiun 7 0,005 0,026 Stasiun 8 0,008 0,025 Stasiun 9 0,026 0,025 Stasiun 10 0,033 0,025 Stasiun 11 0,011 0,025 Stasiun 12 0,007 0,026 Stasiun 13 0,006 0,027 Stasiun 14 0,005 0,033 Stasiun 15 0,006 0,028 Stasiun 16 0,008 0,022 Stasiun 17 0,003 0,019 Stasiun 18 0,008 0,024 Stasiun 19 0,003 0,027 Stasiun 20 0,001 0,003 Stasiun 21 0,004 0,002 Stasiun 22 0,004 0,003
Gambar 2. Peta Sebaran Konsentrasi Nitrat di Perairan Muara Sungai Banjir Kanal Timur .
Gambar 3. Peta Sebaran Konsentrasi Ammonium di Perairan Muara Sungai Banjir Kanal Timur.
biota di perairan. Menurut Koesbiono (1980), nitrat berasal dari hasil metabolisme organisme atau hasil dari proses  pembusukan,  bentuk  lain  dari  zarah  (particulate)  berasal  dari  reruntuhan  sedimen,  tumbuhan  dan binatang.
Hasil analisis ammonium menunjukkan konsentrasi berkisar 0,53-0,0019 mg/l. Berdasarkan Gambar 3 menunjukkan  bahwa  konsentrasi  ammonium  tertinggi  terdapat  pada  stasiun  1,  2,  dan  5.  Nilai  konsentrasi ammonium tertinggi berada pada stasiun 1 dengan nilai 0,53 mg/l dan nilai konsentrasi terendah berada pada stasiun  17  dengan  nilai  0,0019  mg/l.  Berdasarkan  nilai  tersebut,  tidak  nampak  keterkaitan  kelimpahan ammonium  terhadap  nitrat.  Konsentrasi  ammonium  yang  diperoleh  mempunyai  kisaran  yang  tinggi, Peningkatan kadar ammonium di laut diduga di pengaruhi oleh masuknya bahan organik yang berasal dari sungai  (Effendi,  2012).  Eutrofikasi  yang  merupakan  pengayaan  unsur  hara  sebagai  proses  meningkatnya konsentrasi untur hara di perairan dengan konsentrasi tinggi.  Dengan nilai pH tertinggi berada pada stasiun 3 yaitu sebesar 8,97 mg/l, nilai tersebut sesuai dengan karakteristik air laut bahwa pH air laut berkisar 7,5 hinga
8,5  mg/l  (Effendi,  2012).  Menurut  Pescod  (1974)  adanya  ammonium  di  perairan  merupakan  petunjuk terjadinya penguraian bahan organik, terutama protein. sebaran konsentrasi ammonium terdapat pada Gambar 3.
Tabel 2 . Hasil Pengukuran Parameter Kimia Perairan
Stasiun Suhu ( 0 C) Salinitas (‰) DO (mg/l) pH Kecerahan (m) 1. 29 27 6,25 8,75 1,25 2. 29,3 27 7,34 8,76 1,22 3. 29,8 27 5,01 8,97 1,3 4. 29 25 6,13 8,45 1,28 5. 29 27 6,06 7,9 1,29 6. 29,5 28 6,77 8,19 1,28 7. 29,5 25 6,53 8,18 1,95 8. 29,3 25 5,55 8,19 2,24 9. 29,3 25 5,76 8,16 2,25 10. 29 25 5,82 8,16 3,28 11. 28 27 5,42 8,19 3,3 12. 30 25 5,57 8,33 2,23 13. 30 30 5,86 7,9 2,48 14. 30,4 25 5,15 8,32 3,25 15. 30,2 25 5,86 8,27 3,35 16. 30 30 5,82 8,38 3,25 17. 30,6 25 5,58 8,47 3,35 18. 30,5 25 5,46 8,32 3,35 19. 30,7 30 5,19 8,4 3,23 20. 30,1 25 5,27 8,15 3,3 21. 30 25 5,03 8,48 3,25 22. 30,8 25 5,92 7,88 3,45
Gambar 1. Pola Kecepatan dan Arah Arus saat kondisi pasang tertinggi
Gambar 2. Pola Kecepatan dan Arah Arus saat kondisi surut terendah

## Hasil Model pola arus
Analisa kecepatan dan arah arus pada bulan Juli digambarkan pada Gambar 6 dan 7. Model pola arus pada saat kondisi pasang tersebut dominan ke arah barat dengan kecepatan arus rata-rata 0,40 m/s hingga 0,24 m/s dan kecepatan arus ketika surut adalah 0,40 m/s hingga 0,24 m/s.
Pola arus pasang surut purnama saat posisi bumi, bulan dan matahari berada pada kondisi yang sejajar kondisi  tersebut  merupakan  kondisi  dimana  pasang  tertinggi  dan  surut  terendah  terjadi  dalam  satu  bulan dengan gaya pembangit pasang surut lebih kuat sehingga pergerakan arus lebih besar dari volume air yang dipindahkan (Rohman et al . 2021). Hasil dari validasi secara kuantitatif dengan metode RMSE, menunjukan nilai RMSE sebesar 13,65%. Hasil ini dapat menjelaskan bahwa hasil model dapat mempresentasikan kondisi observasi lapangan dan dapat digunakan sebagai dasar untuk model sebaran nutrien di perairan Banjir Kanal Timur. Pasang surut diduga mempengaruhi tinggi rendahnya kadar ammonium dan nitrat di suatu perairan karena membawa material yang berasal dari darat serta mempengaruhi pergerakan massa air. Material yang dibawah oleh arus dapat mempengaruhi konsentrasi cemaran pada perairan (Manurung et al., 2017).
Sebaran konsentrasi nitrat dan ammonium bergerak mengikuti pola arus diperairan. Sebaran konsentrasi nitrat dan ammonium yang bersumber dari sungai Banjir Kanal Timur mencapai kurang lebih 2 km ke arah laut lepas.  Sesuai dengan pernyataan Hutasuhut et al .,(2022) bahwa pola arus cenderung bergerak menuju barat laut ketika pasang karena terdapat masukan debit air sungai Banjir Kanal Timur yang bertabrakan oleh arus pasang surut berasal dari arah utara yang mempengaruhi arus mengarah ke barat laut dan ketika kondisi surut arus mengarah ke utara laut lepas. Arus pasang surut dipengaruhi oleh angin di permukaan  (Rahmadi et al . 2021). Arus pasang surut diduga mempengaruhi tinggi rendahnya kadar ammonium dan nitrat berkiatan dengan sumbernya yang  berasal dari darat dan kemudian mengalami persebaran sesuai pergerakan massa air.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa arah sebaran ammonium dan nitrat berdasarkan pengukuran lapangan memperlihatkan pola konsentrasi tinggi ditemukan di dekat muara sungai dan pantai, dan secara perlahan-lahan menurun ke arah laut mengikuti pola arus. Pola sebaran kedua nutrien memiliki pola yang sama, yaitu mengarah ke arah barat mengikuti arah arus. Arus dari laut (utara) menyebabkan konsentrasi tinggi tertahan di wilayah muara dan pantai.

## DAFTAR PUSTAKA
Effendi, H. 2012. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya Dan Lingkungan Perairan. Kanisius, 7. Hendrawan, A. K. F., Afiati, N., & Rahman, A. 2021. Laju Nitrifikasi Pada Bioremediasi Air Limbah Organik Menggunakan Chlorella Sp. Dan Bakteri Nitrifikasi-Denitrifikasi. Jurnal Pengelolaan Sumberdaya Alam Dan Lingkungan, 11(2), 309 – 323. https://doi.org/10.29244/jpsl.11.2.309-323
Hutasuhut,  A.,  Ismanto,  A.,  Rochaddi,  B.,  Maslukah,  L.,  &  Widiaratih,  R.  2022.  Sediment  Suspension Distribution Models In East Canal Flood Estuary Waters, Semarang, Central Java, Indonesia. Tropical Aquatic And Soil Pollution, 2(2), 76 – 89. https://doi.org/10.53623/tasp.V2i2.93
Khasani, A., Afiati, N., Sulardiono, B. 2017. Analisis Trophic State Index Carlson Air Muara Sungai  Banjir Kanal Timur, Semarang. Journal of Mawuares , 1: 17 – 25. Koesbiono. (1980). Buku Ekologi Perairan 2017. Sekolah Pasca Sarjana, Bagian Iv.
Manurung, J.G., Suryoputro, A.A.D., and Hariadi, H. 2017. Analisis pengaruh pasang surut terhadap sebaran Muatan Padatan Tersuspensi di sekitar perairan muara Sungai Wulan, Kabupaten Demak, Jawa Tengah. Journal of Oceanography, 6(1): 68 – 78.
Maslukah, L., Handoyo, G, Wulandari, S.Y., Sihite, K.B., Sarjioto, S. 2023. The chlorophyll-a response of phytoplankton  to  ratio  N/P  in  different  coastal  waters.  Ecological  Engineering  &  Environmental Technology, 24(9), 121 – 129. https://doi.org/10.12912/27197050/172292
Parsons, T. R., Maita, Y., & Lalli, C. M. 1984. A Manual Of Chemical And Biological Methods For Seawater Analysis. Pergamon Press.
Pescod,  M.  B.  1974.  L  Reference  Centra  For  Community  Watsr  Supply  Research  Report  Investigation  of Rational Effluent And Stream Standards For Tropical Countries Xq5-^ I (0.
Rahmadi, N., Widada, S., Marwoto, J., Atmodjo, W., & Widiaratih, R. 2021. Studi Sebaran Sedimen Dasar Di Perairan Sungai Banjir Kanal Timur Semarang, Jawa  Tengah. Indonesia Journal of Oceanography, 03, 637 – 671.
Rigitta,  T.  M.  A.,  Maslukah,  L,  Yusuf,  M.  2015.  Sebaran  Fosfat  Dan  Nitrat  Di  Perairan  Morodemak, Kabupaten Demak. Journal of Oceanography, 4(2): 415 - 422,
Rohman,  Y.,  A.,  Pratomo,  D.  G.,  Khomsin.  2021.  Analisa  Pendangkalan  Jalur  Pelayaran  Menggunakan Pemodelan Hidrodinamika 3d (Studi Kasus : Perairan Pelabuhan Pt Petrokimia Gresik ) . Geoid , 17(1), 119 – 132.
Rositasari,  R.  Dan  L.  2013.  Evaluasi  Lingkungan  Perairan  Pesisir  Semarang.  Jurnal  Ilmu  Kelautan  Dan Teknologi Tropis, 5(1), 112 – 121.
Suryoputro, A.A.D., Pramesti, R.A., Zainuri, M., Maslukah, L. 2023. Distribution patterns of chlorophyll-a and its relationship with phosphates, nitrates in Banjir Kanal Barat and Banjir Kanal Timur, Semarang, Indonesia,  Ecological Engineering & Environmental Technology, 24(2): 186 – 193
Utomo,  S.  and  Nurlita,  H.  2011.  Potensi  nitrifikasi  oleh  bakteri  yang  terdapat  di  laut  aliran  kali Plumbon, Laut  Aliran Kali Banjir Kanal  Barat  dan Laut  Aliran  Kali Banjir Kanal  Timur. Jurnal  Presipitasi : Media  Komunikasi  dan  Pengembangan  Teknik  Lingkungan ,  8(1):1-7, https://doi.org/ 10.14710/presipitasi.v8i1.1-7.