Logam Berat dalam Sedimen

Logam Berat dalam Sedimen

Sedimen adalah kerak bumi yang diangkut melalui proses hidrologi baik secara vertikal maupun horizontal. Studi yang dilakukan oleh Elliot dan Ward (1995) menggarisbawahi bahwa sedimentasi merupakan fenomena alam yang secara langsung berhubungan dengan angin dan erosi tanah. Lebih lanjut, sedimen dapat di klasifikasikan menurut asalnya dan ukuran partikelnya (Hutabarat dan Evans, 1985). Menurut asalnya sedimen dikategorikan ke dalam tiga bagian yaitu sedimen berasal dari batuan, sedimen yang berasal dari organisme, berupa sisa-sisa tulang, gigi, atau cangkang organisme, dan terakhir sedimen yang dibentuk oleh reaksi kimia yang terjadi di laut. Partikel sedimen mempunyai ukuran yang bervariasi, mulai yang besar sampai halus. Klasifikasi partikel sedimen dapat dilihat pada Tabel di bawah ini:

Tabel Nama dan ukuran partikel sedimen menurut skala Went Worth

Jenis Substrat	Ukuran (mm)
Batuan (Boulder)	>256
Batuan bulat (Cobble)	256-64
Butiran (Granula)	2-4
Pasir paling kasar (Very coarse sand)	1-2
Pasir kasar (Coarse sand)	1-0.5
Pasir sedang (Medium sand)	0.5-0.25
Pasir halus (Fine sand)	0.25-0.125
Pasir sangat halus (Very fine sand)	0.125-0.0625
Lumpur (Silt)	0.0625-0.0039
Liat (Clay)	>0.0039

Sumber: Holme dan  McIntyre 1971.

Menurut Elliot dan Ward (1995) sedimen biasanya terdapat di bawah air yang mengandung limbah sehingga akan berpengaruh pada transpor polutan ke dalam sedimen. Sedimen terdiri dari bahan organik dan anorganik. Bahan organik berasal dari hewan atau tumbuhan yang membusuk kemudian tenggelam ke dasar perairan, dan bercampur dengan lumpur, sedangkan bahan anorganik berasal dari pelapukan batuan. Sedimentasi hasil pelapukan batuan terdiri atas kerikil, pasir, lumpur, liat. Secara umum proses sedimen perairan dipengaruhi oleh dinamika perairan seperti arus air, pasang surut, gelombang, kondisi dasar sungai, turbulensi, pencampuran masa air akibat perbedaan densitas air, proses biologis, dan kimia perairan. Menurut Louma (1993) sedimen dapat terjadi reaksi-reaksi kimia yaitu (1) penyerapan (absorbsi) dan pelarutan ion, senyawa, gas antara air dan sedimen, (2) perubahan nilai potensial redoks (Eh) dan pH sedimen, (3) transfer senyawa hasil reduksi dari lapisan bawah ke lapisan atas sedimen (4) siklus karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfor, (5) perubahan konsentrasi ion dalam jaringan organisme maupun jaringan. Menurut Novotny dan Olem (1994) dalam Riani (2012) ada penyebab utama terjadinya kompleksasi dari logam hingga terjadinya pengendapan logam pada sedimen. Adapun penyebab tersebut adalah sebagai berikut:

• Adanya reaksi oksidasi dari bentuk tereduksi beberapa logam seperti besi, mangan, dan sulfida.
• Adanya reaksi reduksi dari logam yang bervalensi tinggi dengan interaksi bahan organik seperti pada logam selenium dan perak.
• Adanya reaksi reduksi sulfat ke bentuk sulfida (logam besi, tembaga, perak, seng, merkuri, nikel, arsen, selenium yang akan mengendap sebagai logam sulfida.
• Adanya reaksi dengan alkalin, yang terjadi sebagai akibat adanya peningkatan pH misalnya logam stronsium, mangan, besi, seng, dan kadmium.
• Adanya adsorpsi dan kopresipitasi dari ion logam dengan besi dan mangan oksida, clay, dan bahan partikulat organik.
• Adanya reaksi pertukaran ion khususnya dengan tanah liat (clay)

Pengendapan logam pada sedimen dapat terjadi pada komponen biogeokimia yang terdapat pada permukaan sedimen tersebut terutama Mn-oksida, Fe-oksida, dan bahan organik yang terdapat didalamnya. Adapun geokimia sedimen dan beberapa parameter kualitas air dapat mengakibatkan logam menjadi labil dan terlepas kembali bahkan dapat menjadi sumber logam berat bioavailable mahluk hidup yang ada didalamnya (Louma 1993).

Hewan air yang dapat berinteraksi langsung dengan sedimen adalah hewan benthos. Perubahan sedimen dasar dapat mempengaruhi komposisi dan kelimpahan benthos (Odum 1996). Faktor yang mempengaruhi langsung terhadap komposisi dan distribusi organism benthos di dasar perairan, yaitu partikel-partikel sedimen seperti lempung, pasir, liat, dan substrat keras. Pada sedimen yang halus, presentasi bahan organik lebih tinggi dari pada sedimen kasar, hal ini berhubungan dengan kondisi lingkungan yang tenang sehingga memungkinkan pengendapan sedimen lumpur yang diikuti oleh akumulasi bahan organik dan anorganik ke dasar perairan. Sedimen yang kasar kandungan bahan organiknya lebih rendah karena partikel yang halus tidak mengendap, demikian juga dengan bahan pencemar, kandungan bahan pencemar yang tinggi biasanya terdapat pada sedimen yang halus. Hal ini merupakan adanya dari gaya tarik elektro-kimia antara partikel sedimen dengan partikel mineral, pengikatan oleh partikel organik dan pengikatan oleh sekresi lendir organisme (Boehm 1987).

Referensi:

Boehm PD. 1987. Transport and transformation process regarding hydrocarbon and metal pollution in offshore sedimenary environment in: Long term effect of shore oil and gas development. Elsivier applied science. London (GB).

Elliot WJ, Ward AD. 1995. Environmental Hydrology. United States of America (US): CRC Press.

Hutabarat S, Evans S. 1985. Pengantar Oseanografi. Universitas Indonesia. Jakarta (ID): UI Press.

Holme, N.A. and McIntyre A.D.  1971. Methods for the study of marine benthos. IBP Handbook # 16 Blackwell, Oxford, U.K. 334p

Louma SN. 1993. Approriate Uses of Marine Pollution Bioassay With Bivalvia Embryo and Larvae. Southward Advance in Marine Biology. London (GB): Academic Press London. 37:1-178.

Novotny V, Olem H. 1994. Water Quality, Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution. New York (US): Van Nostrans Reinhold. 1054p

Odum EP. 1996. Dasar - Dasar Ekologi. Edisi Keempat. Samijan T dan Soegandito B, Penerjemah. Yogyakarta (ID): Gajah Mada University Press. Terjemahan dari Fundamentals of Technologi.