4.5 Pengukuran Konsentrasi Logam dalam Media Pertumbuhan yang Tidak Terabsorpsi.
4.5.1 Adsorpsi Logam Cd
Hasil penelitian menunjukkan Chlorella vulgaris ICBB 9114 mempunyai daya
adaptasi terhadap logam Cd paling tinggi. Sisa logam Cd yang tidak terserap Chlorella
vulgaris sampai hari ke 4 sebesar 1,28% pada konsentrasi 2,5 ppm. Sebaliknya
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 Cd Hg As Pb k o n se n tr a si (p p m ) Jenis logam (a) 1.25 ppm 2.5 ppm 5 ppm 10 ppm 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 Cd Hg As Pb k o n se n tra si (p p m ) Jenis logam (b) 1.25 ppm 2.5 ppm 5 ppm 10 ppm
Confidential
61
Chlamydomonas sp. ICBB 9113 memiliki ketahanan yang terhadap logam Cd yang rendah.
Pada pemberian Cd dengan konsentrasi 1,25ppm sisa logam yang tidak terjerap sebesar 53,44%. Diduga pada konsentrasi tersebut sebagian besar selChlamydomonassp. ICBB 9113
sudah mengalami kematian sehingga menyisakan logam Cd di dalam media cukup banyak. Sisa logam yang tidak terjerap dan tingginya konsentrasi yang diserap diduga Chlorella vulgaris memanfaatkan Cd untuk menggantikan fungsi Zn (Hunter dan Boyd 1997). Selain
itu juga karena kemampuannya melakukan mekanisme detoksifikasi ekstraseluler yang terjadi akibat interaksi Cd dengan gugus hidroksil pada selulosa yang melapisi dinding sel
Chlorella vulgaris. Penyerapan Cd oleh dinding sel dapat mencegah Cd masuk kedalam sel
(Rusmin 2005), sehingga akan mengurangi tingkat keracunan pada konsentrasi tinggi (konsentrasi 10 ppm) sehinggaChlorella vulgarisdapat terus tumbuh.
Hasil penelitian Fauziah (2011) menunjukkan bahwa logam Cd pada konsentrasi 5 ppm yang tidak terserap oleh Scenedesmus dimorpus (koleksi Limnologi-LIPI, Cibinong)
sebesar 34,09%. Sedangkan pada strain ICBB 9114 (Chlorella vulgaris), pada hari ke 4
logam Cd pada konsentrasi 5 ppm yang tidak terserap sebesar 80%. Kedua hasil tersebut sulit dibandingkan dan disimpulkan karena perbedaan populasi awal ganggang mikro yang digunakan serta perbedaan kondisi pertumbuhan,
Jumlah sel mempengaruhi kemampuan penyerapan karena setiap sel memiliki fase- fase tertentu. Pada akhir fase eksponensial jumlah sel akan mencapai maksimal. Semakin banyak jumlah sel kemampuan penyerapan logam Cd semakin tinggi (Nontji, 2006). Penurunan penyerapan karena sebagian Cd mengalami pengendapan dan sebagian lainnya mulai meracuni sel sehingga menurunkan kemampuan penyerapan.
Semakin tinggi konsentrasi Cd semakin bertambah jumlah ion logam Cd yang terserap dan akan terjadi penurunan OD. Hal ini disebabkan keterbatasan sel dalam beradaptasi terhadap kondisi lingkungan karena tingginya konsentrasi Cd yang diberikan pada media. Standar baku mutu EPA untuk Cd adalah sebesar 1 mg/l.
Mekanisme ikatan Cd pada dinding sel Chlorella vulgaris mencapai kira-kira 80%
dari total akumulasinya di sel (Vilchez et al. 1997). Pengambilan ion logam berat
olehChlorella vulgarissecara selektif dikarenakan oleh adanya ikatan yang kuat antara
pasangan ion logam berat dan komponen sel, khususnya protein (Nakajimaet al. 1981). Pada
saat ganggang mikro dibiakkan pada medium yang mengandung Cd, cysteine-rich protein
disintesis oleh selChlorella vulgaris, tetapi ketika ganggang mikro dibiakkan pada medium
yang mengandung arsenik,methallothionen - like proteintidak disintesis (Maedaet al, 1998).
Metalotionein mengandung asam amino sistein, dimana Cd terikat dengan gugus sulfhidril
62 (-SH) dalam enzim karboksil sisteinil, histidil, hidroksil dan fosfatil dari protein dan purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas Cd disebabkan oleh interaksi antara Cd dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim. Kadmium lebih beracun bila terhisap melalui saluran pernafasan daripada saluran pencernaan. Kasus keracunan akut kadmium kebanyakan dari menghisap debu dan uap kadmium, terutama kadmium oksida (CdO).
Logam kadmium (Cd) dan bermacam-macam bentuk persenyawaannya dapat masuk ke lingkungan, terutama sekali merupakan efek samping dari aktivitas yang dilakukan manusia. Logam kadmium (Cd) juga akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumalasi dalam organisme hidup. Logam ini masuk ke dalam tubuh bersama makanan yang dikonsumsi, tetapi makanan tersebut telah terkontaminasi oleh logam Cd dan atau persenyawaannya. Dalam tubuh biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan dengan adanya proses biomagnifikasi di badan perairan.
Tabel 14. Sisa logam berat yang tidak terserap pada StrainChlorella vulgaris
ICBB 9114 dan StrainChlamydomonassp. ICBB 9113
Konsentrasi (ppm)
Strain ICBB 9113 (%) Strain ICBB 9114 (%)
Cd Hg As Pb Cd Hg As Pb 1,25 53,44 0,08 0,16 30,64 0,72 0,08 0,16 54,72 2,5 80,00 0,04 0,08 19,28 1,28 0,04 0.08 21,28 5 74,80 0,02 0,04 42,40 80,00 0,02 0,04 41,20 10 66,60 0,01 0,02 40,10 69,91 0,01 0,02 62,26 4.5.2 Adsorpsi Logam Hg
Dari hasil percobaan dengan menambahkan logam Hg, dari ketiga strain sampai hari ke 4 menunjukkan hanya strain Chlorella vulgaris ICBB 9114 yang secara visual
memperlihatkan warna medium yang tidak pudar pada konsentrasi Hg sebesar 1,25 ppm. Sisa logam yang tidak terserap oleh strain tersebut sebesar 0,01 % (Tabel 14). Secara umum semua strain yang diuji mampu menyerap habis logam Hg. Ion logam Hg berinteraksi dengan berbagai komponen sel ganggang mikro. Kemungkinan Hg dalam bentuk ion bebas dengan cepat terjerap oleh protein baik yang ada di dalam membran sel atau protein penyusun komponen sel lainnya. Secara umum ion Hg2+ juga bisa mengalami detoksifikasi membentuk HgO oleh enzim merkuri reduktase. Belum ada laporan bahwa ganggang mikro mampu melakukan detoksifikasi enzimatis melalui mekanisme tersebut.
63 Toksisitas Hg dapat disebabkan oleh dua bentuk senyawa kimia yaitu inorganik merkuri dan organik merkuri. Dalam air, Hg terutama terikat dengan Cl dan senyawanya berbentuk (HgCl)+, (HgCl4)-2, HgCl2dan (HgCl3)- (Reilly 1980). Bentuk senyawa kimia dari merkuri ada dua yaitu : organik (fenil-Hg, metoksi-Hg dan alkil-Hg) dan inorganik (Hg+(HgCl) dan Hg2+). Merkuri organik mempunyai daya racun yang lebih tinggi dari merkuri inorganik (Hutagalung 1984) dan menurut Lasut (2000) diperkirakan 4-31 kali lebih beracun dibanding bentuk merkuri inorganik. Kasus pencemaran lingkungan banyak disebabkan oleh toksisitas merkuri organik, dimana Hg berikatan dengan rantai alkil yang pendek yaitu etilmerkuri dan metil-merkuri. Senyawa tersebut sangat stabil dalam proses metabolisme dan mudah menginfiltrasi jaringan yang sukar ditembus oleh senyawa lain, misalnya otak dan plasenta. Senyawa tersebut mengakibatkan kerusakan jaringan yang
irreversiblebaik pada orang dewasa maupun anak.
Gambar 23. Absorbsi Hg elemen (Hg0) dan MeHg pada sel
Merkuri dalam bentuk logam tidak begitu berbahaya, karena hanya 15% yang bisa terserap tubuh manusia. Tetapi begitu terpapar ke alam, dalam kondisi tertentu ia bisa bereaksi dengan metana yang berasal dari dekomposisi senyawa organik membentuk metil merkuri yang bersifat toksis.