II. TINJAUAN PUSTAKA
2.3. Peran Logam Berat pada Hewan Air
3. 4. 0 – 60 (lunak/soft) 60 -120 (sedang/medium) 120 – 180 (sadah/hard)
> 180 (sangat sadah/very hard)
1 2 4 7
Sumber: CCREM (1987)
Timbal tidak termasuk unsur yang esensial bagi makhluk hidup. Unsur ini bersifat racun bagi hewan dan manusia karena dapat terakumulasi pada tulang. Toksisitas timbal terhadap tumbuhan relatif lebih rendah dibandingkan dengan unsur renik yang lain.
Pada perairan yang diperuntukan bagi air minum, kadar maksimum timbal adalah 0,05 mg/L (Davis dan Corwell 1991). Dalam rangka melindungi hewan ternak, kadar timbal sebaiknya tidak melebihi 0,1 mg/L. Kadar timbal di perairan yang diperuntukan bagi keperluan pertanian pada tanah yang bersifat netral dan alkalis adalah 10 mg/L, sedangkan pada tanah yang bersifat asam 5 mg/L.
2.3. Peran Logam Berat pada Hewan Air
Logam dan mineral lainnya hampir selalu ditemukan dalam air tawar dan laut, walaupun jumlahnya sangat terbatas. Dalam kondisi normal, beberapa macam logam baik logam ringan maupun logam berat jumlahnya sangat sedikit dalam air. Beberapa logam ini bersifat esensial dan sangat dibutuhkan dalam proses kehidupan, misalnya kalsium (Ca), magnesium (Mg) yang merupakan logam ringan berguna untuk pembentukan kutikula atau sisik pada ikan dan udang. Sedangkan tembaga (Cu), seng (Zn), mangan (Mn) merupakan logam berat yang sangat bermanfaat dalam pembentukan haemosianin dalam sistem darah dan enzimatik pada hewan air tersebut.
Logam yang menyebabkan keracunan adalah jenis logam berat. Logam ini yang termasuk logam esensial adalah Cu, Zn dan Se dan yang nonesensial seperti Hg, Pb, Cd dan As. Terjadinya keracunan logam paling sering disebabkan oleh pengaruh pencemaran lingkungan yang berasal dari logam berat, seperti pengunaan logam
sebagai pembasmi hama (pestisida), pemupukan maupun karena pembuangan limbah pabrik yang menggunakan logam. Logam esensial seperti Cu dan Zn dalam dosis tertentu dibutuhkan sebagai unsur nutrisi pada hewan, tetapi logam nonesensial seperti Hg, Pb, Cd dan As sama sekali belum diketahui kegunaannya walaupun dalam jumlah sedikit dapat menyebabkan keracunan pada hewan (Darmono 1995).
Absorpsi ion-ion logam dari air laut seperti ikan dan udang biasanya melalui insang. Simkiss (1984) melaporkan bahwa logam-logam ringan seperti Na, K, Ca dan Mg merupakan logam dalam kelompok kelas A yang keterlibatan ion logamnya dalam mahluk hidup menyangkut proses fisiologis. Logam berat yang dimasukkan dalam kelas B, merupakan logam-logam yang terlibat dalam proses enzimatik dan dapat menimbulkan polusi, misalnya Cu, Zn, Cd, Hg dan Pb. Aktivitas dari logam kelas A masuk kedalam tubuh hewan biasanya dengan cara difusi membran sel, sedangkan kelas B, terikat dengan protein (ligand binding). Logam ringan yang termasuk kelas A biasanya selalu terdapat dalam air yang mengandung garam yang larut di dalamnya. Lapisan sel (membran) pada biota air biasanya berlapis dua dan berbentuk lipida (lipid bilayer), yang pada permukaannya mengandung beberapa lapisan yang mengikat ion-ion yang akan diserap. Ion logam masuk ke dalam sel dengan cara penetrasi ke dalam lapisan lipid, tetapi dalam penetrasi tersebut ada barier yang menghambat yaitu berupa energi. Energi ini dihasilkan oleh proses sintesis ATP (adenosin trifosfat), kontraksi otot, aktivitas saraf, keseimbangan elektrolit dan sebagainya.
Keracunan Cu dapat menyebabkan kehilangan ion-ion natrium dalam tubuh ikan, sehingga ikan menjadi lemas dan akhirnya mati (Zahner et al. 2006). Unsur Cd dalam tubuh hewan dapat menyebabkan oksidasi yang berlebihan, sehingga timbul perasaan lapar terus-menerus dan akhirnya mati (Sandrini et al. 2006). Keracunan Cu dapat menyebabkan kehilangan sodium dalam tubuh ikan, sehingga ikan menjadi lemas dan akhirnya mati (Zahner et al. 2006). Keracunan Hg, Cu, Zn, Fe, Cd dan Pb pada larva Haliotis rubra, dapat menyebabkan abnormalnya bentuk tubuh larva tersebut (Gorski dan Nugegoda 2006).
Di Pertambangan uranium, air limbahnya (tailing) juga banyak mengandung selenium (Se). Selenium bersifat toksik terhadap ikan-ikan dan mempunyai dampak sainifikan terhadap reproduksi ikan rainbow trout dan ikan brook trout menunjukkan kandungan Se tinggi dalam telur (8,8 – 10,5 ug/g bobot basah telur) dan terjadi
kelainan pada anak ikan yaitu pada tulang kepala (craniofacial) dan rangka tubuh (skeletal) serta terjadi oedema (Holm et al. 2005).
Pencemaran Cd, Cu dan Zn di lautan dapat diketahui dengan menggunakan biomarker phytoplanton yaitu Cyanobacteria synechococcus Sp. Spesies ini paling sensitif dibandingkan species lainnya. Tingkat pencemaran dari ketiga logam tersebut adalah Cd > Cu > Zn. Potensial bioakumulasi yang mengkuatirkan adalah Cu dan Zn sedangkan bioakumulasi kurang di lingkungan adalah Cd (Miao et al. 2005). Pencemaran Cd dapat menyebabkan matinya Hyalella azteca dan juga terjadi akumulasi dalam tubuhnya (Gust dan Fleeger 2005). Pencemaran Cd akan mempengaruhi kebutuhan ion Ca2+ dalam tubuh ikan Rainbow trout. Demikian juga pencemaran Cu di air tawar dapat terakumulasi pada Bivalve corbicula (Croteau dan Luoma, 2005). Pencemaran Zn dapat menyebabkan kekurangan oksigen pada ikan mas dan akhirnya mati (Hattink et al. 2005).
Keracunan Pb dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan sebagai akibat dari gangguan penyerapan kalsium (Grosell et al. 2005). Dampak limbah pertambangan nikel (Ni) yang mengandung Cu, nolin dan garson dapat menyebabkan penurunan daya hidup dan depresi tingkat hormon testosteron ikan creek chub dan pearl dace. Kemampuan hidup berkurang dari 60% pada limbah yang mengandung Cu dan garson, juga terjadi penurunan bobot badan. Efluen limbah pertambangan nikel juga banyak mengandung nikel, rubidium, strontium, lithium, thalium, selenium yang dapat berakumulasi dalam jaringan ikan (Dube et al. 2005).
Ikan salmon yang diekpose dalam air dengan dosis1 ppm Hg selama 30 menit akan menurunkan fertilitas spermatozoanya. Hal tersebut akan berpengaruh terhadap daya reproduksi pada ikan dalam dosis merkuri yang lebih rendah dan waktu yang lebih lama. Ikan zebra yang diekspose 1 ppb fenil merkuri asetat menurunkan produksi telur sampai 22%, sedangkan pada dosis yang lebih tinggi yaitu 20 ppb, ikan tersebut berhenti bertelur. Daya tetas telur juga sangat berpengaruh jika telur ditempatkan pada air yang mengandung logam sehingga daya tetasnya turun. Mekanisme penurunan kontraksi oviduk untuk mengeluarkan telur menurun pada ikan yang hidup dalam air yang terkontaminasi, sehingga hanya sedikit telur yang dikeluarkan. Pada ikan mas air tawar, Cd dosis 10 mg/kg disuntikkan akan
menyebabkan perusakan epitel germinal dari testis, terutama pada periode aktif dari spermatogenesis dan perkembangan ovarium yang terhambat (Darmono 1995).
Ikan yang dipelihara dalam budidaya yang terkontaminasi logam mempunyai masalah pada segi pemasarannya, karena dibatasi oleh aturan yang telah ditentukan. Jika logam Hg, Cd, Zn dan Pb terkandung dalam jaringan ikan melebihi batas yang ditentukan, produksinya tidak boleh dijual di pasaran apalagi diekspor. Batas kandungan logam masing-masing untuk Hg, Cd, Cu, dan Zn adalah 0,5; 0,05; 10 dan 100 mg/kg bobot basah (Darmono 1995).
Hasil penelitian Fang (2006) di Pantai Cina Selatan yang tercemar logam berat menunjukan kandungan logam dalam daging kerang hijau (Perna viridis) yaitu Cd 0,45-3,19; Cu 5,01-29,14; Zn 46,5-86,6; Pb 0,77-4,97; Ni 5,39-12,05; Cr8,2-86,4; Sb 0,09-0,76 and Sn 4,08-57,98 ug/g berat kering. Diperoleh hubungan yang sangat erat antara kosentrasi kadmium di sedimen dengan kadmium dalam daging kerang. Kontaminasi logam Cu, Zn, Cr dan Ni di daerah estuaria merupakan suatu pertimbangan bahwa daging kerang telah tercemar logam berat.