LAPORAN PRAKTIKUM OSEANOGRAFI KIMIA "PENENTUAN KADAR KLOROFIL -A DALAM AIR LAUT"

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Laut adalah suatu perairan terbuka yang kaya akan sumberdaya hayati laut. Organisme yang hidup di laut memiliki jumlah yang sangat melimpah dan terkenal akan biodiversitasnya. Kemampuan potensial suatu perairan untuk menghasilkan sumberdaya alam hayati ditentukan oleh kandungan produktivitas primernya. Produktivitas primer adalah banyaknya zat organik yang dihasilkan dari zat anorganik melalui proses fotosintesis dalam satuan waktu dan volume air tertentu (Riyono, 2006).

Kandungan pigmen fotosintesis (terutama klorofil-a) dalam air sampel menggambarkan biomassa fitoplankton dalam suatu perairan. Klorofil-a merupakan pigmen yang selalu ditemukan dalam fitoplankton dan merupakan pigmen yang terlibat langsung dalam proses fotosintesis. Jumlah klorofil-a pada setiap individu fitoplankton tergantung pada jenis fitoplankton, oleh karena itu komposisi jenis fitoplankton sangat berpengaruh terhadap kandungan klorofil-a di perairan (Adani, 2013).

Klorofil adalah pigmen hijau yang ada dalam kloroplastida. Pada umumnya klorofil terdapat pada kloroplas sel-sel mesofil daun, yaitu pada sel-sel parenkim palisade dan atau parenkim bunga karang. Dalam kloroplas, klorofil terdapat pada membrane thylakoid grana. Pada tumbuhan tingkat tinggi terdapat dua jenis klorofil yaitu klorofil-a dan klorofil-b. Pada keadaan normal, proporsi klorofil-a jauh lebih banyak daripada klorofil-b. Selain klorofil, pada membran thylakoid juga terdapat pigmen-pigmen lain, baik yang berupa turunan-turunan klorofil-a maupun pigmen lainnya (Suyitno, 2008).Berdasarkan hak tersebut di atas, maka praktikum mengenai penentuan kadar klorofil-a perlu dilakukan untuk melihat sejauh mana kondisi kualitas perairan Dermaga Kayu Bangkoa.

B. Tujuan dan Kegunaan

Setelah mahasiswa mengikuti praktikum ini diharapkan dapat melaksanakan penentuan kadar klorofil-a dalam air laut.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A.  Pengertian Klorofil

Klorofil adalah pigmen pemberi warna hijau pada tumbuhan, alga dan bakteri fotosintetik. Senyawa ini yang berperan dalam proses fotosintesis tumbuhan dengan menyerap dan mengubah tenaga cahaya matahari menjadi tenaga kimia. Dengan proses fotosintesis, terdapat 3 fungsi utama dari klorofil yaitu yg pertama memanfaatkan energy matahari, kedua memicu fiksasi CO2 menjadi karbohidrat dan yang ketiga menyediakan dasar energetik bagi ekosistem secara keseluruhan. Dan karbohidrat yang dihasilkan fotosintesis melalui proses anabolisme diubah menjadi protein, lemak, asam nukleat, dan molekul organik lainnya (Hasibuan. 2011).

Klorofil terdapat dalam bentuk a, b, c, d, dan e. Klorofil-a adalah salah satu pigmen fotosintesis yang paling penting bagi tumbuhan yang ada di perairan khususnya fitoplankton. Selain itu ada beberapa jenis pigmen fotosintesis yang lain seperti karoten dan xantofil. Dari pigmen-pigmen tersebut klorofil-a merupakan pigmen yang paling umum terdapat pada fitoplankton. Karenannya hasil pengukuran kandungan klrofil-a seering digunakan untuk menduga biomassa fitoplankton suatu perairan (Manoppo, 2003).

B. Faktor –Faktor Pembentuk Klorofil

Keberadaan klorofil tak lepas dari faktor-faktor pembentukan klorofil itu sendiri. Menurut Dwidjoseputro (1994) dalam Fuquh (2012), faktor-faktor pembentuk klorofil itu antara lain:

1.         Faktor pembawa sifat. Seperti halnya hewan, jika tak memiliki faktor pembawa pigmen warna maka kulit organisme tersbut akan tak berwarna (albino), mak abegitu pula tanaman jika tidak memiliki klorofil maka tanman tersebut akan nampak putih.

2.         Sinar matahari. Dimana klorofil dapat terbentuk dengan adanya sinar matahari yang lansung mengenai tanaman.

3.         Oksigen.

4.         Karbohidrat.

5.         Nitrogen, magnesium, dan besi.

6.         Unsur-unsur lain seperti Mn, Cu, dan Zn dalam jumlah yang pas.

7.         Air, karena kekurangan air akan mengakibatkan desintegrasi dari klorofil (kekeringan).

Menurut Mambo (2008) pengelompokan klorofil-a di permukaan dikelompokkan ke dalam tiga kategori (grup) yaitu rendah, sedang dan tinggi dengan kandungan klorofil-a secara berurut < 0.07, 0.07-0.14 dan > 0.14 mg/m3.

Penggolongan klorofil-a berdasarkan status trofik perairan menurut Parslow (2008) dalam Adani (2013) yakni kandungan klorofil pada kisaran 0 – 2 mg/l tergolong oligotrofik, 2 – 5 mg/l tergolong meso-oligotrofik, 5 – 20 mg/l tergolong mesotrofik, 20 – 50 mg/l tergolong eurotrofik dan >50 mg/l tergolong hiper-eurotrofik.

C. Macam–macam Metode Pengukuran Klorofil

Beberapa macam metode pengukuran klorofil yaitu (Riyono, 2006) :

1. Metode Kolorimetri

Di Indonesia sampai saat ini metode kolorimetri untuk pengukuran kadar klorofil masih banyak digunakan. Hal ini disebabkan metode tersebut cukup sederhana, tidak memerlukan peralatan yang mahal dan hanya didasarkan pada perbandingan warna-warna. Prosedur untuk melakukan pengukuran klorofil dengan metode kolorimetri adalah dengan cara mengisi sejumlah tabung gelas (berdiameter sama) dengan larutan standar yang memiliki kadar yang berbeda. Kadar larutan standar tersebut semakin bertingkat sehingga terdapat sederet warna yang semakin pekat dan sekaligus menunjukkan satuan HPPU-nya. Satu HPPU (Harvey Plant Pigment Unit) dari larutan standar mempunyai warna kehijau-hijauan, yang dihasilkan dari campuran 430 μg nickel sulphate hexa hydrate ditambah 25 μg potassium dichromate dalam larutan yang agak asam. Warna larutan dalam tabung-tabung tersebut dibandingkan dengan warna dari ekstrak klorofil dalam aceton 90 % yang juga mberada dalam tabung-tabung serupa (Gambar 2). Warna yang paling cocok dengan salah satu tabung standar menunjukkan nilai HPPU-nya (Riyono, 2006).

Kesulitan dalam metode ini adalah untuk membedakan warna secara cermat, karena perbedaan warna hanya berdasarkan pengamatan secara visual dengan penglihatan, sehingga ada faktor subjektif si pengamat adalah yang menentukan. Untuk mengatasi kesulitan dalam membandingkan warna, kemudian digunakan Pulfrich photometer dan Electrical colorimeter dengan beberapa Modifikasi.

2. Metode Spektrofotometri

Metode spektrofotometri dalam pengukuran klorofil fitoplankton adalah yang paling populer digunakan (Gambar 2). Dalam metode ini panjang gelombang yang digunakan dapat diatur menurut keperluan dan penyerapannyapun dapat diukur. Larutan yang diperiksa dimasukkan dalam cuvette atau absorption cell dan diletakkan dalam lintasan cahaya di dalam spektrofotometer. Penyerapan (log I0 – log I) pada gelombang tertentu dapat ditentukan secara elektrik. Prinsip yang digunakan dalam metode ini didasarkan pada hukum Lambert dan Beer, yaitu penyerapan pada gelombang cahaya tertentu merupakan fungsi dari kadar zat yang terlarut, koefisien penyerapan dan panjang lintas cahaya (path length) dalam cuvette. Ketelitian dalam metode spektrofotometri ini ditentukan oleh beberapa faktor yakni :

a. Panjang gelombang (ë) dan half value band width (lebar spektrum pada setengah dari intensitas penyinaran maksimum). Makin sempit band width nya akan semakin teliti, sedangkan spektrofotometer yang baik dapat bekerja dengan band width sebesar 3 – 4 nm.

b. Kadar zat terlarut yang diperiksa. Kadar yang sangat rendah memiliki akurasi yang rendah, demikian pula sebaliknya.

c. Koefisien penyerapan pada panjang gelombang yang digunakan.

d. Panjang lintas cahaya dalam cuvette (pathlength). Path length yang panjang dapat mengukur dengan lebih teliti.

Prinsip metode untuk pengukuran klorofil secara spektrofotometri didasarkan pada penyerapan maksimum oleh ekstrak klorofil dalam aceton di daerah spektrum merah (panjang gelombang 630 – 665 nm). Penyerapan maksimum untuk klorofil-a, -b dan -c terjadi pada tiga panjang gelombang, yaitu 665, 645 dan 630 nm (trichromatic). Beberapa tahapan yang perlu mendapat perhatian adalah dari saat proses pengambilan contoh air, penyaringan, penyimpanan sampel, ekstraksi sampai dengan pengukuran agar dihindarkan dari cahaya secara langsung. Cahaya yang intensitasnya terlalu kuat akan merusak klorofil dalam reaksi yang disebut photo oxidation.

3. Metode Fluorometri

Sifat fluorescence pada klorofil dapat dijadikan dasar bagi pengukuran klorofil fitoplankton. YENTSCH & MENZEL (1963) telah mengajukan metode pengukuran klorofila dengan menggunakan fluorometer Turner (Gambar 6) yang kemudian diteliti pula oleh HOLM HANSEN et al., (1965). Metode ini mempunyai beberapa kelebihan, dengan  kepekaan yang sama sampel yang diperlukan jauh lebih sedikit, lagi pula prosedurnya dapat dikerjakan lebih cepat. Berdasarkan metode ini dapat pula dibedakan klorofil dengan phaeophytin.

Prosedur pengambilan sampel, penyaringan, ekstraksi dan centrifuge adalah sama seperti pada metode spektrofotometri. Perbedaanya hanya pada volume sampel yang diperlukan jauh lebih sedikit dan dengan perlakuan yang singkat. Prinsip kerja dari fluorometer adalah penyinaran untuk cahaya excitation dengan filter cahaya biru-ungu (Corning CS. 5-60) kemudian diteruskan oleh sampel (emisision) melalui filter cahaya merah (Corning CS. 2-64). Apabila phaeophytin tidak terdapat dalam sampel maka klorofil-a dapat ditentukan dengan rumus :

Klorofil-a (mg/m3) = Fd x R

R, adalah bacaan fluorometer dan Fd adalah faktor yang bergantung pada perbesaran lintasan cahaya.

4. Metode Kertas Kromatografi

Penentuan pigmen-pigmen fitoplankton dapat ditentukan secara lebih teliti dengan metode kertas kromatografi, tetapi metode ini tidak banyak digunakan dalam pengukuranpengukuran rutin di laut. Salah satu kesulitan pokok kerja di lapangan (di atas kapal) adalah kestabilan tidak dapat dipertahankan, karena metode ini diperlukan solven front horizontal yang seragam. JEFFREY & ALLEN (1967) membuat suatu modifikasi untuk diterapkan dalam pekerjaan di laut, namun tidak dimaksudkan sebagai metode yang dapat digunakan secara luas dalam survei-survei rutin oseanografi. Metode ini dimaksudkan untuk mempelajari pigmen-pigmen fitoplankton dalam keadaan khusus saja, misalnya penelitian fisiologis blooming fitoplankton yang dilakukan in situ dan sebagainya.

III. METODE ANALISIS

A. Prinsip Analisi

Prinsip metode untuk pengukuran klorofil secara spektrofotometri didasarkan pada penyerapan maksimum oleh ekstrak klorofil dalam aceton di daerah spektrum merah (panjang gelombang 630 – 665 nm).

B. Alat dan Bahan

 Alat alat yang digunakan yaitu Peralatan penyaringan untuk diameter 47 mm milipore  Botol dengan penutup 300 ml Tabung centrifuge 15 ml Centrifuge untuk tabung 15 ml    Spektrofotometer dengan cuvet 10 cm.

Bahan bahan yang digunakan dalam praktiukum ini yaitum Aseton 90%. Magnesium Karbonat 1%. Kertas Saring Membran Selulosa Nitrat.

C. Prosedur Kerja

Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan. Menyaring contoh air laut yang digunakan sampel sebanyak 1000 ml kedalam saringan milipore dengan menggunakan pompa vacum yang telah tersambung dengan  corong buchner dan erlenmeyer section. Kemudian tambahkan 3-5 tetes larutan MgCO3 1 % kedalam contoh air laut yang  sementara disaring. Setelah selesai dilakukan proses penyaringan, selanjutnya mengaambil kertas saring dengan menggunakan pinset dan  dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang berisi Aceton 90% sebanyak 10 ml. Setelah selesai kemudian ditutup dengan aluminium foil.  Setelah proses tersebut selesai selanjutnya disimpan dalam refrigerator selam 1 x 24 jam. Selanjutnya melakukan Disentrifugal untuk tiap tabung reaksi pada suhu kamar selama 15 menit dan 3500 rpm. Setelah selesai kemudian mengambil supernatan kedalam cuvet 10 cm dan mengukur absorban pada panjang gelombang 630, 645 dan 665 nm. Setelah pengukuran selesai, catat hasilnya.

D. Perhitungan

(Ca) Klorofil-a = 11,85 E664 – 1,54 E647-0,08E630

Rumus yang digunakan dalam penentuan kadar klorofil a di laut yaitu :

mg klorofil/m3 =                       mg klorofil/m3 =

 

Dimana :

C = jumlah Ca + Cb + Cc (ml)

V = volume contoh air laut (liter)

v = volume aseton (15 ml)

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

 Hasil pengukuran yang diperoleh dari praktiukum di laboratorium yaitu :

Tabel. 2 Hasil pengukuran dengan spektrofotometer

Panjang gelombang	Hasil
630	0.049
645	0.074
665	0.075

Dari hasil praktikum penentuan kadar klorofil-a dalam air laut diperoleh data sebagai berikut:

(C) klorofil-a    = 11, 85 E₆₃₀ – 1,54 E₆₄₅ – 0,08 E₆₆₅

                               = 11,85 (0,049) – 1,54 (0,074) – 0,08 (0,049)

                        = 0,58065 – 0,11396 – 0,00392

                        = 0,46277

mg/ Klorofil/ m³  = 0,00116 mg/L

B. Pembahasan

Dari praktikum yang dilakukan, diperoleh hasil yaitu pada pengukuran panjang gelombang 630 diperoleh hasil sebesar 0,049, pada panjang gelombong 645 diperoleh hasil sebesar0.074 dan panjang gelombang 665 diperoleh hasil sebesar 0,049. Dan dari hasil perhitungan didapatkan 0.00116 mg/L. Dan dapat diketahui bahwa kandungan klorofil-a pada perairan Dermaga Kayu Bangkoa tergolong rendah. Hal ini dipertegas oleh Mambo (2008) yang menyatakan bahwa klorofil-a dikelompokkan ke dalam tiga kategori yaitu rendah, sedang dan tinggi dengan kandungan klorofil-a secara berurut <0,07, 0,07 – 0,14 dan > 0,14 mg/m³.  Sedangkan jika ditinjau dari status trofiknya, maka perairan Pantai Losari tergolong ke dalam perairan oligotrofik.

Hal ini didasarkan pada pernyataan Parslow (2008) dalam Adani (2013) yang mengatakan bahwa kandungan klorofil pada kisaran 0 – 2 mg/l tergolong oligotrofik, 2 – 5 mg/l tergolong meso-oligotrofik, 5 – 20 mg/l tergolong mesotrofik, 20 – 50 mg/l tergolong eurotrofik dan >50 mg/l tergolong hiper-eurotrofik.

V. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Setelah melakukan praktikum ini, mahasiswa telah mengetahui dan melaksanakan penentuan kadar klorofil-a dalam air laut. Dan dari hasil perhitungan didapatkan 0.00116 mg/L. Dan dapat diketahui bahwa kandungan klorofil-a pada perairan Dermaga Kayu Bangkoa tergolong rendah. Hal ini dipertegas oleh Mambo (2008) yang menyatakan bahwa klorofil-a dikelompokkan ke dalam tiga kategori yaitu rendah, sedang dan tinggi dengan kandungan klorofil-a secara berurut <0,07, 0,07 – 0,14 dan > 0,14 mg/m³. 

B. Saran

Saran saya yaitu sebaiknya dalam praktikum selanjutnya langsung memebuat laporan lengkap.

 DAFTAR PUSTAKA

Hisabuan. 2011. Klorofil. (Jurnal) repository. Usu .ac.id/ bitstream/ 123456789/ 29994/3/ Chapter %20II. pdf‎. diakses pada tanggal 25 april 2014 pukul 20.30 WITA.

Fuquh, R.S., dkk. 2012. Produktivitas Perairan. Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor :

Mambo. 2008. Hubungan Klorofil Dan Ikan Pelagis Dengan Kondisi Oseanografi. http://www.unila.ac.id/~fp-ikan - BUDIDAYA PERAIRAN (Online).

Millero, Frank J.  and Sohn, Mary L. 1992. Chemical Oceanography. CRC Press Boca Raton Ann Arbor London

Riyono, Sumijo H. 2006. Beberapa Metode Pengukuran Klorofil Fitoplankton Di Laut. Bidang Dinamika Laut, Pusat Penelitian Oseanografi-LIPI. Jakarta: