BIOAKUMULASI LOGAM BERAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP GAMETOGENESIS KERANG HIJAU
PERNA
VIRIDIS
: STUDI KASUS DI TELUK JAKARTA, TELUK
BANTEN DAN TELUK LADA
J A L I U S
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
SURAT PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa segala pernyataan dalam disertasi saya berjudul : ”BIOAKUMULASI LOGAM BERAT DAN PENGARUHNYA TERHADAP GAMETOGENESIS KERANG HIJAU PERNA VIRIDIS: STUDI KASUS DI
TELUK JAKARTA, TELUK BANTEN DAN TELUK LADA”
merupakan gagasan dan hasil penelitian saya sendiri dengan bimbingan Komisi Pembimbing, kecuali dengan jelas ditunjuk rujukannya. Disertasi ini belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada program sejenis di perguruan lain.
Semua data dan informasi yang digunakan dalam penelitian ini telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.
Bogor, Maret 2008.
Jalius
NRP: P 062030041
ABSTRACT
JALIUS. The Bioaccumulation of Heavy Metals and Its Effects on The Gametogenesis of The Green Mussel Perna viridis: A Case Study at Jakarta Bay, Banten Bay and Lada Bay. (Under the Supervision of D.Djoko Setiyanto as the head, and Komar Sumantadinata, Etty Riani, Yunizar Ernawati as the members).
The objective of the research was to examine the bioaccumulation of heavy metals (Pb, Cd, Cr and Hg) in the gonad of green mussels and its effect on the gametogenesis (spermatogenesis and oogenesis). The research used the method of a survey in which the sample of green mussels were randomly selected from three locations of Jakarta Bay, but only one location from Banten Bay and Lada Bay. From each location, four male green mussels and four female green mussels were selected, thus there were 40 green mussels altogether. The parameters observed for the spermatogenesis were the number of spermatogonia, primary and secondary spermatocytes, and spermatozoa, as well as the diameter, size and volume of follicle lumen in the gonad of stadium IV. Meanwhile, the parameters for oogenesis were the number of oogonia, primary and secondary oocytes, as well as the diameter, size and volume of follicle lumen in the gonad of stadium IV. The research results showed that the green mussels at the Jakarta Bay contained heavy metals in the female gonad, namely Pb (600.33±544.83 ppb), Cd (32.273±28.091 ppb), Cr (527.36±461.00 ppb) and Hg (0.0161±0.0131 pbb). The heavy metals found in the green mussels from the Banten Bay were Cd (6.937 ppb) and Pb (0.021 ppm), but no Hg and Cr were detected. Similarly, at Lada Bay Hg (6.069 ppb) and Pb (0.018ppm) were found, but no Cd and Cr were detected. In the male gonad of green mussels from Jakarta Bay contained Pb (359.75±272.41ppb), Cd (36.559±21.90ppb), Cr (504.21±448.64 ppb) and Hg (0.0092± 0.0085 ppb). However, at Banten Bay the four heavy metals were not found. At Lada Bay only Pb (0.077 ppm) and Cd (13.13 ppb ) were found but no Cr and Hg. The results of the correlation analysis of oogonia cells of polluted green mussel showed a strong correlation, i.e. Cr affected the development of oogonia cells (r = 0.69), secondary oocytes (r = 0.57). Pb, Cd, Cr and Hg influenced the development of secondary oocytes (respectively r = 0.75; r = 0.57; r = 0.57; r = 0.74), and Cd affected the number of oogonia cells (r = 0.63). As for male green mussels, only Cd had effect on the number of spermatozoa, the total number of sexual cells and the diameter of follicle lumens (r = 0.64; r = 0.60; r = 0.57). Also, Cd and Cr affected the size and volume of follicle lumen in male gonad of green mussels (r=0.71; r=0.71 ;r=0.71;r=0.71). In conclusion, the bioaccumulation of heavy metals has affected the process of gametogenesis. Key words: bioaccumulation, plumbum, chromium, cadmium, mercury,
spermatogenesis and oogenesis, green mussel. .
ABSTRAK
JALIUS. Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya Terhadap Gametogenesis Kerang Hijau Perna viridis: Studi Kasus di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada. Dibimbing olehD. Djoko Setiyanto, Komar Sumantadinata, Etty Riani, dan Yunizar Ernawati.
Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi bioakumulasi logam berat Pb, Cd, Cr dan Hg dalam gonad kerang hijau dan melihat pengaruh bioakumulasi logam berat tersebut terhadap gametogenesis (spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau. Metode penelitian dilakukan secara survey, sampel kerang diambil secara acak di tiga stasiun di Teluk Jakarta, sedangkan Teluk Banten dan Teluk Lada satu stasiun, masing-masing stasiun diambil 4 kerang hijau jantan dan betina sehingga jumlahnya 40 kerang hijau. Parameter spermatogenesis adalah jumlah spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder, dan spermatozoa, serta diameter, luas dan volume lumen folikel dalam gonad pada stadium IV. Parameter oogenesis adalah jumlah oogonia, oosit primer dan oosit sekunder serta diameter, luas dan volume lumen folikel dalam gonad pada stadium IV. Hasil penelitian adalah kerang hijau di Teluk Jakarta telah mengalami akumulasi logam berat, dalam gonad betina yaitu Pb (600,33±544,83 ppb), Cd (32,273±28,091 ppb), Cr (527,36±461 ppb) dan Hg (0,0161±0,0131 pbb). Di teluk Banten ditemukan Cd (6,937 ppb) dan Pb (0,021 ppm) dan logam Hg dan Cr tidak terdeteksi. Demikian juga Teluk Lada ditemukan Hg (6,069 ppb), dan Pb (0,018ppm). Pada gonad jantan yaitu Pb(359,75±272,41 ppb); Cd (36,559±21,90 ppb); Cr(504,21±448,64 ppb) dan Hg (0,0092± 0,0085 ppb). Di Teluk Banten keempat logam tersebut tidak terdeteksi. Di Teluk Lada hanya ditemukan Pb (0,077 ppm) dan Cd (13,13 ppb), tetapi logam berat Hg dan Cr tidak terdeteksi dalam gonat kerang jantan. Hasil analisis korelasi sel-sel kelamin betina kerang hijau yang telah mengalami pencemaran menunjukan hubungan yang kuat adalah logam berat kromium (Cr) berpengaruh pada tahap perkembangan sel-sel oogonia (r = 0,69), dan se-sel oosit sekunder (r = 0,57). Logam Pb, Cd, Cr dan Hg berpengaruh terhadap perkembangan sel-sel oosit sekunder (r = 0,75; r = 0,57; r = 0,57; r = 0,74), dan logam berat Cd berpengaruh terhadap jumlah sel-sel kelamin betina (r = 0,63). Sedangkan kerang hijau jantan menunjukan bahwa jumlah spermatozoa, jumlah sel-sel kelamin dan diameter lumen folikel hanya logam Cd yang berpengaruh (r = 0,64; r = 0,60; r = 0,57). Selanjutnya Logam Cd dan Cr berpengaruh terhadap luas dan volume lumen folikel gonad jantan kerang hijau (r=0,71; r=0,71; r=0,71; r=0,71). Disimpulan, biokamulasi logam berat berpengaruh terhadap proses gametogenesis.
Kata kunci : bioakumulasi, timbal, kadmium, kromium, merkuri, oogenesis dan spermatogenesis, kerang hijau.
JALIUS. Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya terhadap Gametogenesis Kerang hijau Perna veridis di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada. Dibimbing oleh D. Djoko Setiyanto, Komar Sumantadinata, Etty Riani. M.S. Yunizar Ernawati.
Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada telah tercemar logam berat yaitu Pb, Cd, Cr dan Hg yang bersifat toksik terhadap pembudidayaan kerang hijau. Tujuan penelitian adalah mengidentifikasi akumulasi logam berat Pb, Cd, Cr dan Hg dalam gonad kerang hijau dan menganalisis dampak serta pengaruh bioakumulasi logam berat terhadap gametogenesis (Spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau.
Metode penelitian dilakukan secara survey, sampel kerang diambil secara acak di tiga stasiun di Teluk Jakarta, sedangkan Teluk Banten dan Teluk Lada satu stasiun. Untuk pemeriksaan morfometrik diambil kerang hijau betina dan jantan sebanyak 317; 339 individu di Teluk Jakarta, di Teluk Banten 50; 60 individu dan Teluk Lada 85; 129 individu. Parameter morfometrik adalah berat tubuh, berat cangkang, berat daging, panjang, tinggi dan lebar tubuh. Untuk pemeriksaan histopatologisnya, masing-masing stasiun diambil 4 kerang hijau jantan dan betina sehingga jumlahnya 40 kerang hijau. Identifikasi logam berat Pb, Cd, Cr dan Hg dalam gonad jantan dan betina kerang hijau digunakan peralatan AAS. Parameter spermatogenesis adalah jumlah sel-sel spermatogonium, spermatosit primer, spermatosit sekunder, dan spermatozoa, serta diameter, luas dan volume lumen folikel dalam gonad pada stadium IV. Selanjutnya parameter oogenesis adalah jumlah sel-sel oogonia, oosit primer dan oosit sekunder serta diameter, luas dan volume lumen folikel dalam gonad pada stadium IV. Untuk menganalisis pengaruh logam berat terhadap morfometrik dan jumlah sel-sel kelamin digunakan program SPSS versi 13.
Hasil penelitian menunjukan bahwa ukuran morfometrik kerang hijau sebagai berikut; Teluk Jakarta rataan ukuran tubuh kerang hijau betina adalah berat tubuh 15,83 ± 5,99 g; berat cangkang 8,84 ± 4,12 g; berat daging 5,14 ± 1,96 g; panjang 6,81 ± 0,87 cm; lebar 2,12 ± 0,29 cm dan tinggi tubuh 2,84 ± 0,41 cm. Ukuran tubuh kerang jantan adalah berat tubuh 15,46 ± 7,02 g; berat cangkang 11,02 ± 5,66 g; berat daging 6,72 ± 3,55 g; panjang 6,63 ± 1,03 cm; lebar 2,17 ± 0,59 cm dan tinggi tubuh 2,87 ± 0,57 cm. Teluk Banten ukuran tubuh kerang hijau betina adalah berat tubuh 16,83 ± 4,76 g; berat cangkang10,37 ± 3,05 g; berat daging 6,46 ± 1,83 g; panjang 7,57 ± 0,81 cm; lebar 2,07 ± 0,29 cm dan tinggi tubuh 2,12 ± 0,29 cm. Ukuran tubuh kerang jantan adalah berat tubuh 15,55 ± 3,15 g; berat cangkang 9,70 ± 2,08 g; berat daging 5,85 ± 1,29 g; panjang 7,30 ± 0,63 cm; lebar 1,98 ± 0,19 cm dan tinggi tubuh 3,05 ± 0,29 cm. Teluk Lada ukuran tubuh kerang hijau betina adalah berat tubuh 12,46 ± 2,45 g; berat cangkang 6,74 ± 1,46 g; berat daging 5,71 ± 1,06 g; panjang 6,56 ± 0,59 cm; lebar 1,83 ± 0,15 cm dan tinggi tubuh 2,81 ± 0,21 cm. Ukuran tubuh kerang jantan adalah berat tubuh 12,98 ± 2,67 g; berat cangkang 6,87 ± 1,49 g; berat daging 6,11 ± 1,69 g; panjang 6,53 ± 0,53 cm; lebar 1,83 ± 0,19 cm dan tinggi tubuh 2,83 ± 0,50 cm.
Hasil analisis statistik ujit-t menunjukan bahwa ukuran berat tubuh dan cangkang kerang hijau jantan yang berasal dari daerah Teluk Jakarta dan Teluk Banten lebih berat dibandingkan daerah Teluk Lada (P<0,01), namun tidak berbeda ukuran tersebut antara Teluk Jakarta dan Teluk Banten (P> 0,05). Ukuran panjang dan tinggi kerang hijau jantan yang berasal dari Teluk Banten lebih besar dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Jakarta (P<0,01), namun ukuran tersebut antara Teluk Jakarta dan Teluk Lada adalah sama (P>0,01). Ukuran lebar kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta dan Teluk Banten berbeda (P<0,05) dan lebar kerang hijau yang berasal dari Teluk Lada lebih kecil dibandingkan dari Teluk Jakarta dan Teluk Banten (P>0,01).
Hasil penelitian adalah kerang hijau di Teluk Jakarta telah mengalami akumulasi logam berat, dalam gonad betina yaitu Pb (600,33±544,83 ppb), Cd (32,273±28,091 ppb), Cr (527,36±461 ppb) dan Hg (0,0161±0,0131 pbb). Di teluk Banten ditemukan Cd (6,937 ppb) dan Pb (0,021 ppm) dan logam Hg dan Cr tidak terdeteksi. Demikian juga Teluk Lada ditemukanHg (6,069 ppb), dan Pb (0,018ppm). Pada gonad jantan di Teluk Jakarta yaitu Pb(359,75±272,41 ppb); Cd (36,559±21,90 ppb); Cr(504,21±448,64 ppb) dan Hg (0,0092± 0,0085 ppb). Di Teluk Banten keempat logam tersebut tidak terdeteksi. Di Teluk Lada hanya ditemukan Pb (0,077 ppm) dan Cd (13,13 ppb), tetapi logam berat Hg dan Cr tidak terdeteksi dalam gonad kerang jantan. Dampak terhadap histologi menunjukan sebagian kecil oosit mengalami menyusut, mengecil dan hilang serta diameter lumen folikel mengecil. Pada jantan histolginya menunjukan sel-sel kelamin jantan kelihatan jarang-jarang dan diameter lumen mengecil.
Hasil analisa statistik menunjukan jumlah oogenia kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta tidak berbeda dengan Teluk Banten (P>0,05), akan tetapi sangat tinggi dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Lada (P<0,01). Jumlah sel-sel oogenia primer pada kerang yang berasal dari Teluk Jakarta sangat rendah dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada (P<0,01). Jumlah oosit sekunder yang berasal dari Teluk Jakarta tidak berbeda dibandingkan dengan Teluk Banten (P>0,05), namun sangat nyata sedikit jumlah oosit sekundernya dibandingkan dengan Teluk Lada (P<0,01). Hal yang sama juga terjadi pada jumlah sel-sel kelamin. Parameter diameter, luas dan volume lumen folikel dalam gonad kerang hijau betina yang berasal dari Teluk Jakarta menunjukan lebih kecil dibangdingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk lada (P<0,01).
Jumlah se-sel spermatogenia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa yang berasal dari gonad kerang hijau Teluk Jakarta lebih rendah dibandingkan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada (P<0,01). Hasil analisa menunjukan bahwa jumlah sel-sel kelamin, diameter lumen folikel, luas lumen folikel dan volume folikel dari gonad kerang hijau yang berasal dari Teluk Jakarta lebih kecil bila dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten dan Teluk Lada (P<0,01).
0,60; r = 0,57). Selanjutnya Logam Cd dan Cr berpengaruh terhadap luas dan volume lumen folikel gonad jantan kerang hijau.
Analisa regresi berganda menunjukan bahwa kombinasi berbagai logam berat tidak mempengaruhi sel-sel kelamin jantan dan betina. Namun dari hasil analisa korelasi hanya parameter luas dan volume lumen folikel gonad betina yang dipengaruhi oleh kombinasi logam-logam tersebut.
@ Hak Cipta milik IPB, tahun 2008
Hak cipta dilindungi Undang-undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan ataau menyebutkan sumber
a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
BIOAKUMULASI LOGAM BERAT DAN PENGARUHNYA
TERHADAP GAMETOGENESIS KERANG HIJAU
PERNA
VIRIDIS
: STUDI KASUS DI TELUK JAKARTA, TELUK
BANTEN DAN TELUK LADA
J A L I U S
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Disertasi : Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya terha- dap Gametogenesis Kerang Hijau Perna viridis: Studi Kasus di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
Nama Mahasiswa : J A L I U S Nomor Pokok : P.062030041
Menyetujui, Komisi Pembimbing
Dr. D. Djoko Setiyanto, DEA Prof. Dr. Komar Sumantadinata, MSc Ketua Anggota
Dr. Ir. Etty Riani. M.S Dr. Ir. Yunizar Ernawati. M.S. Anggota Anggota
Diketahui,
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Pengelolaan Sumberdaya Alam
Dan Lingkungan,
Prof. Dr. Ir. Surjono H. Sutjahjo, MS Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodipuro NIP. 131 471 836 NIP. 130 891 389
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karuniaNya sehingga disertasi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak Oktober 2006 adalah Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya terhadap Gametogenesis Kerang Hijau Perna viridis : Studi Kasus di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
Disertasi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. D. Djoko Setiyanto, DEA, Prof. Dr. Komar Sumantadinata, Dr. Ir. Etty Riani, M.S. dan Dr. Ir. Yunizar Ernawati, M.S. atas kesediaan membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan studi Doktor dengan baik.
2. Dekan Sekolah Pascasarjana, Wakil Dekan Sekolah Pascasarjana dan Sekretariat Program Doktor Sekolah Pascasarjana serta Ketua Program Studi PSL atas kesempatan yang diberikan untuk mengambil program Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor atas perkuliahan yang diberikan.
3. Staf Pengajar Sekolah Pascasarjana, Staf Pengajar Program Studi Pengelolaan Sumber daya alam dan Lingkungan (PSL), dan Staf Pengajar Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.
4. Staf administrasi Sekolah Pascasarjana, Staf administrasi Program studi Pengelolaan Sumber daya alam dan Lingkungan, dan Staf administrasi Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.
5. Direktoral Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) Pendidikan Nasional yang telah memberi bantuan beasiswa selama mengikuti pendidikan di IPB.
6. Ketua Yayasan Dana Mana Sejahtera Mandiri (Damandiri) Jakarta atas dukungan dan bantuannya dalam penyelesaian desertasi ini.
8. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Achmad Ansori Mattjik, MSc yang telah memberikan rekomendasi untuk melanjutkan pendidikan program doktor di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
9. Bapak Rektor Universitas Jambi dan Bapak Dekan Fakultas Peternakan Universitas Jambi yang telah memberikan izin tugas belajar di Program Studi Pengelolaan Sumberdaya alam dan Lingkungan, Pascasarjana Instidtut Pertanian Bogor.
10.Kepada istriku Kusningsih, anakku Erzia Yetri, Apres Rahmat, Halimah dan Mustaqim yang penuh sabar dan kurang mendapatkan perhatian penuh dari ku selama dalam pendidikan ini. Juga terimah kasih kepada Kakak Yurni, Bainar, Kak Armaini dan adik-adikku Nurhayati, Ermawati, Leni Nurlina dan Zulkifli serta Bapakku dan Ibuku, serta mertua dan iparku yang telah banyak memberikan perhatian penuh terhadap anak-anaku selama ini, sehingga pendidikan ini dapat diselesaikan.
11.Desertasi ini ku persembahkan kepada Almarhum Istriku Masyati dan anakku Pascal Arjnius yang telah banyak memberi dorongan dan dukungan untuk mengikuti pendidikan di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
12.Kepada pak Arman, Rachman, Rahmat Mulyana, Ibu Henny Pagoray dan seluruh teman-temanku, serta semua pihak yang tak dapat disebutkan namannya yang telah banyak memberikan dukungan dan bantuan baik moril maupun material dalam penyelesaian studi ini.
Dalam penyusunan disertasi ini, penulis tidak lepas dari berbagai kekurangan, sehingga masukan dan keritikan yang membangun dari berbagai pihak sangat diharapkan.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Padang pada tanggal 24 Juni 1960 dari ayah Baina dan Ibu Maimunah. Penulis merupakan anak kedua dari tujuh bersaudara.
Pendidikan sekolah dasar diselesaikan pada tahun 1974 di SD N 24/V Kecamatan Nipah Panjang Kabupaten Tanjung Jabung. Pendidikan menengah pertama diselesaikan tahun 1977 di SMP Filial SMP N 2 Jambi di Kecamatan Nipah Panjang. Pendidikan Sekolah menengah atas diselesaikan di SMA N 2 Jambi tahun 1980. Kemudian pada tahun 1980 melanjutkan studi pada program studi Produksi Ternak di Fakultas Peternakan Universitas Jambi dan lulus tahun 1985.
Pada tahun 1987 diangkat menjadi Staf pengajar di Fakultas Peternakan Universitas Jambi di Jambi dan sampai saat ini. Kemudian pada tahun 1990 melanjutkan pendidikan strata dua pada program studi Biologi Reproduksi Fakultas Pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan selesai pada tahun 1992. Pada tahu 2003 mendapatkan kesempatan untuk melanjutkan pendidikan Program Doktor bidang studi Pengelolaan Sumberdaya alam dan Lingkungan di IPB Bogor.
Bogor, Maret 2008
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL... xix
DAFTAR GAMBAR... xxii
DAFTAR LAMPIRAN... xxiv
I. PENDAHULUAN………... 1
1.1. Latar Belakang ………... 1
1.2. Kerangka Pemikiran... .………... 3
1.3. Perumusan Masalah.…………...………... 6
1.4. Tujuan Penelitian...………..………... 7
1.5. Manfaat Penelitian... 8
1.6. Hipotesis………...………... 8
1.7. Novelty (Kebaruan)... 9
II. TINJAUAN PUSTAKA………..………... 10
2.1. Sumber Logam Berat di Perairan... 10
2.2. Sifat Fisik Kimia Logam Berat....………..………... 11
2.2.1. Sifat Fisik dan Kimia Logam Mercuri... 11
2.2.2. Sifat Fisik dan Kimia Logam Kadmium... 13
2.2.3. Sifat Fisik dan Kimia Logam Kromium... 13
2.2.4. Sifat Fisik dan Kimia Logam Timbal... 14
2.3. Peran Logam Berat pada Hewan Air………....…... 15
2.4. Mekanisme Logam Berat Mempengaruhi Reproduksi Hewan Air... 18
2.4.1. Metabolisme Logam Berat... 28
2.4.2. Patologik Toksisitas Logam... 31
2.5. Biologi dan Ekologi Kerang Hijau... 32
2.6. Fisiologi Reproduksi Kerang Hijau…..………... 36
2.6.1. Struktur dan Fungsi Testis... 41
2.6.2. Ovotestis Kerang Hijau... 43
2.6.3. Gametogenesis... 43
2.6.3.1. Spermatogenesis... 44
2.6.3.2. Oogenesis... 46
2.6.4. Siklus Epitel Semeniferus... 50
2.6.5. Tingkat Kematangan Gonad... 51
2.6.6. Peran Hormon pada Spermatogenesis... 56
III.METODE PENELITIAN.………... 59
3.1. Waktu dan Tempat ...………... 59
3.2. Metode Penelitian...………... 59
3.2.1. Teknik Pengambilan Sampel... 59
3.2.2. Cara Kerja Pembuatan Preparat Histologi... 63
3.2.3. Penilaian Gametogenesis... 64
3.2.4. Prosedur Pemeriksaan Logam Berat... 65
3.3. Analisis Statistik... 66
3.3.1. Uji t-Student... 66
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... 68
4.1. Deskripsi Wilayah Penelitian... 68
4.1.1. Teluk Jakarta... ... 68
4.1.2. Teluk Banten... 70
4.1.3. Teluk Lada... 71
4.1.4. Kualitas Air... 72
4.1.5. Kandungan Logam Berat di Sedimen... 78
4.2. Morfometrik Kerang Hijau... 80
4.3. Gametogenesis Kerang Hijau (Perna viridis)... 89
4.3.1. Spermatogenesis... 89
4.3.2. Oogenesis... 92
4.4. Bioakumulasi Logam Berat pada Gonad... 95
4.5. Dampak Pencemaran Logam Berat terhadap Gametogenesis... 98
IV.KESIMPULAN DAN SARAN... 109
DAFTAR PUSTAKA………... 111
DAFTAR TABEL
Halaman
1. Kadar timbal pada beberapa nilai kesadahan... 15
2. Biomagnifikasi merkuri pada berbagai organisme anggota rantai makanan pada ekosistem perairan... 21
3. Kadar kadmium pada beberapa nilai kesadahan... 23
4. Target logam berat pada organ tubuh tertentu ... 25
5. Rekapitulasi penelitian akumulasi logam berat pada kerang... 27
6. Kosentrasi ion-ion logam berat (mg/l) yang mematikan bagi biota laut setelah pemaparan 96 jam... 28
7. Ikatan logam berat dengan protein... 29
8. Deskripsi tingkat kematangan gonad (TKG) kerang hijau secara morfologi dan histologi... 52
9. Stadium perkembangan gametogenesis pada gonad kerang (Kelas Bivalve)... 55
10. Pengambilan sampel air, sedimen dan kerang hijau Perna viridis... 60
11. Metode analisis laboratorium untuk masing-masing parameter... 61
12. Parameter yang diamati pada perairan dan kerang hijau... 62
13. Parameter fisika dan kimia kualitas air di lokasi penelitian (Kamal, Marunda, Gembong, Karangantu dan Panimbang)... 73
14. Kandungan logam berat di kolom air di perairan budidaya kerang hijau Kamal... 76
15. Kandungan logam berat di kolom air di perairan budidaya kerang hijau Kamal………... 76
16. Kandungan logam berat di dalam perairan sekitar lokasi budi- daya kerang hijau Kamal... 77
17. Kualitas air laut di Teluk Jakarta... 78
19. Kandungan logam berat dalam sedimen di Teluk Jakarta... 79 20. Kandungan logam berat di dalam sedimen di perairan sekitar Ancol... 79 21. Berat tubuh, cangkang dan daging kerang hijau betina
berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada…………... 80 22. Ukuran panjang, lebar dan tinggi tubuh kerang hijau betina
berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada…………... 81 23. Berat tubuh, cangkang dan daging kerang hijau jantan berasal dari
Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada………... 82 24. Ukuran panjang, lebar dan tinggi tubuh kerang hijau jantan
dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada………... 83 25. Hasil analisis regresi liner sederhana antara parameter panjang,
lebar tinggi dan berat tubuh serta daging kerang hijau betina
di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada... 85 26. Hasil analisis regresi liner sederhana antara parameter panjang,
lebar tinggi dan berat tubuh serta daging kerang hijau jantan
di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada... 86 27. Hasil analisis regresi berganda antara parameter panjang, lebar
tinggi dan berat tubuh serta daging kerang hijau betina di Teluk
Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada... 87 28. Hasil analisis regresi berganda antara parameter panjang, lebar
tinggi dan berat tubuh serta daging kerang hijau jantan di Teluk
Jakarta, Banten Teluk dan Teluk Lada... 88 29. Kandungan logam berat pada gonad betina kerang hijau
(Perna viridis L) berasal dari lokasi Kamal, Marunda Gembong,
Karangantu dan Panimbang………...…... 95 30. Kandungan logam berat pada gonad jantan kerang hijau Perna
viridis berasal dari lokasi Kamal, Marunda Gembong, Karangantu
dan Panimbang... 96 31. Rataan diameter inti sel-sel kelamin betina dan jantan kerang hijau…... 102 32. Rataan sel-sel kelamin betina kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta,
Banten Teluk dan Teluk Lada………...…... 103 33. Diameter, luas dan volume lumen pada gonad betina kerang hijau
berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada………. ... 104 34. Rataan sel-sel kelamin jantan kerang hijau berasal dari Teluk Jakarta,
35. Rataan jumlah sel-sel kelamin, diameter dan volume lumen pada kerang hijau jantan berasal dari Teluk Jakarta, Teluk Banten dan
DAFTAR GAMBAR
Halaman 1. Kerangka pemikiran tentang gangguan gametogenesis kerang hijau
akibat pencemaran logam berat (Dimodifikasi dari Viarengo (1989);
Sokolove et al. (1987): Takeda (1989)... 5 2 Morfologi kerang hijau Perna veridis (Vakily 1989)... 34 3. Anatomi bagian dalam kerang klam, Mercenaria mercenaria
(Pechenik 2000)... 35 4. Anatomi bagian dalam kerang klam, Mercenaria mercenaria
(Pechenik 2000)... 36 5. Jenis kelamin kerang hijau Perna veridis dan penampakan
gonad kerang hijau... 37 6. Ova dan spermatozoa, fertilisasi kerang hijau Perna veridis
(Setiobudiandi 2004)... 40 7. Sistem reproduksi pada bivalva (Mackie 1984)... 41 8. Proses spermatogenesis pada hewan (McDonald 1980)... 44 9. Proses oogenesis pada hewan mamalia (Salisbury dan
Van Demark 1961)... 47 10. Tahap oogenesis pada Monodonta lineata dan kontribusi sel-
sel folikel pada perkembangan oosit Lamellaria perpicua
(Webber 1977)... 48 11. Pada ovotetis terjadi spermatogenesis dan oogenesis
(Barker 2001)... 49 12. Stadium dalam proses spermatogenesis pada tikus (Perey et al.
1961; Clermont 1962)... 50 13. Stadium oogenesis pada kerang klam (skalop = Chlamys nobilis =
Reeve) pada gambar a s/d e. Kerang yang hermaphrodit gambar f. Sedangkan gambar g dan h stadium spermatogenesis 4 dan 5
(Nguyen Thi Xuan Thu dan Nguyen Chinh 1999)... 54 14. Mekanisme hormon kontrol aktivitas reproduksi pada gastro-
15. Peta lokasi stasiun pengambilan sampel di Teluk Jakarta,Teluk
Banten dan Teluk Lada ... 59 16. Variasi tahunan suhu dan salinitas permukaan di Laut Jawa... 74 17. Proporsi kandungan ammonia, nitrit dan nitrat di beberapa
lokasi di kawasan Teluk Jakarta (Damar 2004)... 75 18. Tingkat pencemaran bahan organik di kawasan perairan Teluk
Jakarta... 76 19. Stadium perkembangan spermatogenesis pada kerang hijau... 91 20. Stadium perkembangan oogenesis pada kerang hijau……... 93 21. Kelainan histologi pada sel kelamin kerang hijau betina
di daerah Kamal, Marunda dan Gembong, Teluk Jakarta,
Provinsi DKI Jakarta………... 98 22. Histologi normal pada sel kelamin kerang hijau betina di
daerah Teluk Banten dan Teluk Lada Propinsi Banten………... 100 23. Diameter lumen folikel gonad jantan kerang hijau daerah Kamal,
Marunda dan Gembong Teluk Jakarta, Karangantu Teluk Banten
dan Panimbang, Teluk Lada... 101 24. Sel-sel kelamin jantan kerang hijau. A, spermatogonia; B, spermatosit
primer; C, spermatosit sekunder dan D, spermatozoa………... 102 25. Sel-sel kelamin betina kerang hijau. A, oogonia; B, oosit primer
dan C, oosit sekunder………... 103
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman 1. Uji-t beda berat kerang jantan antara lokasi Teluk Jakarta, Teluk
Banten dan Teluk Lada………... 123 2. Uji-t beda panjang kerang jantan antara lokasi Teluk Jakarta, Teluk
Banten dan Teluk Lada………... 123 3. Uji-t beda lebar kerang jantan antara lokasi Teluk Jakarta, Teluk
Banten dan Teluk Lada... 124 4. Uji-t beda tinggi kerang jantan antara lokasi Teluk Jakarta, Teluk
Banten dan Teluk Lada………... 124 5. Uji-t beda berat cangkang kerang jantan antara lokasi Teluk
Jakarta, Bantan dan Lada... ... 125 6. Uji-t beda berat daging kerang jantan antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada... 125 7 . Uji-t beda berat tubuh kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada………... 126 8. Uji-t beda berat daging kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada... 126 9. Uji-t beda berat cangkang kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada... 127 10. Uji-t beda panjang tubuh kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada... 127 11. Uji-t beda lebar kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta, Bantan
dan Lada... 128 12. Uji-t beda tinggi kerang betina antara lokasi Teluk Jakarta,
Bantan dan Lada... 128 13. Analisis regresi sederhana hubungan antara bobot tubuh dan panjang,
lebar, tinggi kerang hijau betina di Teluk Jakarta... 129 14. Analisis regresi berganda hubungan antara bobot tubuh dan panjang,
lebar, tinggi kerang hijau betina di Teluk Jakarta... 132 15. Analisis regresi sederhana hubungan antara bobot tubuh dan panjang,
lebar, tinggi kerang hijau jantan di Teluk Jakarta... 135 16. Analisis regresi berganda hubungan antara bobot tubuh dan panjang,
17. Analisis regresi sederhana berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau betina Teluk Banten... 141 18. Analisis regresi berganda berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau betina Teluk Banten... 144 19. Analisis regresi sederhana berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau jantan Teluk Banten... .... 147 20. Analisis regresi berganda berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau jantan Teluk Banten... 150 21. Analisis regresi sederhana berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau betinaTeluk Lada... 153 22. Analisis regresi berganda berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau betina Teluk Lada... ... 156 23. Analisis regresi sederhana berat, tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau jantan Teluk Lada... 159 24. Analisis regresi berganda berat tubuh, panjang, lebar, tinggi, berat
cangkang dan berat daging kerang hijau jantan Teluk Lada... 162 25. Uji-t sel-sel kelamin betina, diameter, luas dan volume folikel gonad
kerang hijau Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada. ... 165 26. Uji-t sel-sel kelamin jantan, diameter, luas dan volume folikel gonad
kerang hijau Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada... ... 169 27. Hasil analisis multiple regresi antara variabel logam berat dengan
sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta... 173 28. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Pb dengan
sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta... 175 29. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Cd dengan
sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta... 177 30. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Cr dengan
sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta... 179 31. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Hg dengan
sel-sel kelamin betina kerang hijau di Teluk Jakarta... 181 32. Hasil analisis multiple regresi antara variabel logam berat dengan
sel-sel kelamin jantan kerang hijau di Teluk Jakarta... 183 33. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Pb dengan
sel-sel kelamin jantan kerang hijau di Teluk Jakarta... 187 35. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Cr dengan
sel-sel kelamin jantan kerang hijau di Teluk Jakarta ... 189 36. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Hg dengan
sel-sel kelamin jantan kerang hijau di Teluk Jakarta... 191
viii ix x xii xiii xiv xv xvi xvii xviii xix xx xxi xxii xxiii xxiv xxv
viii ix x xii xiii xiv xv xvi xvii xviii xix xx xxi xxii xxiii xxiv xxv
1.1.Latar Belakang
Kerang hijau Perna viridis memiliki kandungan gizi yang cukup baik untuk konsumsi masyarakat, karena mengandung nilai gizi yang tinggi yaitu protein 20,1%, karbohidrat 2,84%, lemak 1,18% dan air 75,7% (Anonim 1984). Selain hal tersebut kerang hijau juga mengandung mineral cukup tinggi dibandingkan dengan daging sapi seperti kalsium 133 mg dan fosfor 170 mg/gram daging. Kerang hijau juga mengandung besi, yodium dan tembaga serta sejumlah kecil thiamin, riboflavin dan niasin (Murdinah 1992). Oleh karena itu kerang hijau sangat penting dibudidayakan dan merupakan salah satu sumber bahan makanan untuk memenuhi kebutuhan gizi bagi masyarakat dan bernilai ekonomis dalam menunjang kehidupan bagi masyarakat Indonesia.
Kerang hijau hidup di perairan payau hingga asin dan hidup tersebar di Teluk Jakarta. Kerang ini memiliki sifat menempel pada benda-benda yang ada di perairan. Oleh karena itu kerang hijau banyak dijumpai melekat pada benda-benda keras seperti kayu, bambu, badan kapal, jaring dan tempat budidaya ikan. Kerang hijau mencari makan dengan cara menyaring makanan yang larut di dalam air sehingga Riani et al.
(2004) memberinya istilah sebagai vacum cleaner. Dengan demikian kerang hijau akan mengfiltrasi seluruh zat-zat yang dibawa oleh air terutama yang berasal dari limbah.
dalam limbah tersebut (Riani et al. 2004). Komposisi sampah yang mencemari Teluk Jakarta adalah domestik 62,27% bahan organik dan 37,73% anorganik, sampah yang berasal dari komersial bahan organik 9,84% dan 90,16% anorganik, sampah dari pasar mengandung bahan organik 83,69% dan 16,31% anorganik (Firmansyah 2007). Oleh karena itu kerang dapat menimbulkan bahaya bagi yang mengkonsumsinya. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Riani et al. (2004) bahwa kerang yang hidup di perairan tercemar dalam dagingnya terakumulasi sejumlah zat-zat beracun terutama logam berat. Di Teluk Lada perairan lautnya juga telah mengalami pencemaran logam berat seperti kandungan merkuri (Hg) 0,09 mg/L, timah (Pb) 0,015 mg/L dan tembaga (Cu) 0.0276 mg/L (Muawanah et al. 2005). Hal yang sama juga terjadi di Teluk Banten yakni perairan lautnya mengandung merkuri (Hg) 0,05 ug/L, kadmium (Cd) 0,064 mg/L dan timah (Pb) 0,153 mg/L (Setyobudiandi 2004).
Kerang hijau hidup sangat subur di Teluk Jakarta karena banyak bahan organik yang dapat digunakan sebagai pakannya, namun karena sifat kerang hijau sebagai vacum cleanner, jika kerang hijau tersebut dikonsumsi dapat menimbulkan bahaya bagi yang mengkonsumsinya. Menurut Hutagalung (2001) kerang hijau mempunyai kemampuan akumulasi yang baik terhadap logam berat pada lingkungan yang tercemar. Perairan Teluk Jakarta telah mengalami pencemaran oleh logam berat, bahkan pencemaran tersebut telah mencapai Kepulauan Onrust seperti logam merkuri telah mencapai 35 ppb dan kadmium mecapai 450 ppb. Selanjutnya Riani et al. (2004) mengatakan bahwa di perairan Teluk Jakarta ditemukan kadar merkuri (Hg) 0,121 ppb; timbal (Pb) 0,248 ppm, kromium (Cr) 0,0285 ppm dan kadmium (Cd) 0,023 ppm, sedangkan kandungan pada sedimennya tinggi yakni Hg 0,098 ppb; Pb 2,897 ppm dan Cd 0,135 ppm. Selanjutnya dijelaskan bahwa akumulasi logam berat paling tinggi terjadi pada daging kerang seperti merkuri dalam kerang ukuran sedang sekitar 190,235 ppm dan ukuran besar 170,868 ppm, kandungan timah hitam (Pb) dalam kerang ukuran sedang 36,36 ppm dan ukuran besar 43,894 ppm. Kandungan kadmium dalam kerang ukuran sedang 0,075-2,891 ppm dan kerang ukuran besar 0,097 – 0,223 ppm.
of Environment Fund tahun 2004 bahwa ekspor kerang hijau dari Indonesia mendapat ganjalan karena terdapat indikasi banyak mengandung logam berat Cd, Pb, dan Cu. Logam berat yang terakumulasi pada kerang selain berasal dari perairan, juga berasal dari sedimen, karena kerang hidup relatif tidak bergerak di dasar perairan.
Sebagaimana diketahui Teluk Jakarta merupakan tempat akumulasi aliran limbah yang berasal dari perkotaan dan pabrik, pada perairan tersebut juga terdapat budidaya kerang, sehingga kerang hijau mengalami kontaminasi logam berat seperti merkuri, aluminium, kadmium, timbal, kromium, seng dan lain-lain. Logam berat masuk ke dalam tubuh kerang melalui mulut (oral), insang dan kulit, selanjutnya masuk ke dalam sirkulasi darah, lalu diikat oleh protein atau asam-asam amino dan dibawa oleh darah sampai pada organ target. Dalam kurun waktu yang lama logam berat akan terakumulasi dalam jaringan daging dan selanjutnya akan berpengaruh terhadap aktivitas fisiologi dan biokimia di dalam tubuh kerang. Pencemaran logam berat mengakibatkan pertumbuhan kerang terganggu. Menurut Darmono (1995), tanaman air dan jenis binatang lunak (kerang, keong dan sebagainya) yang tidak bergerak atau mobilitasnya lamban tidak dapat meregulasi logam seperti hewan air lainnya.
Menurut Setyobudiandi (2004) kematangan gonad kerang hijau di Teluk Jakarta lebih lambat dibanding kerang hijau di Teluk Banten. Keadaan ini menunjukkan bahwa pencemaran di Teluk Jakarta diduga telah berpengaruh pada reproduksi kerang, namun studi mengenai hal ini di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada belum pernah dilakukan. Oleh karena itu muncul pertanyaan; apakah bioakumulasi logam berat seperti merkuri, timbal, kromium dan kadmium juga akan terakumulasi dalam gonad kerang hijau?, apakah logam berat tersebut berpengaruh terhadap gametogenesis (spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau?. Berdasarkan hal tersebut maka penelitian tentang: “Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya pada Gametogenesis Kerang hijau Perna viridis di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada”, perlu segera dilakukan.
1.2. Kerangka Pemikiran
Teluk Lada sehingga akan terakumulasi di perairan dan sedimen. Limbah tersebut bukan saja limbah organik, tetapi juga limbah yang termasuk kategori limbah B3 yang tercampur dalam limbah tersebut (Riani et al. 2004). Limbah B3 seperti logam berat merkuri, timah hitam, kromium, kadmium dan lain-lain di perairan tersebut akan menyebabkan terkontaminasinya budidaya kerang hijau. Seperti yang telah dilaporkan Hutagalung (2001) dan Riani et al. (2004) yang menyatakan bahwa perairan Teluk Jakarta telah tercemar logam berat. Di Teluk Lada perairan lautnya juga telah mengalami pencemaran logam berat yaitu Hg 0,09 mg/L, Pb 0,015 mg/L dan Cu 0,0276 mg/L (Muawanah et al. 2005). Demikian juga di Teluk Banten yang perairan lautnya mengandung Hg 0,05 ug/L, Cd 0,064 mg/L dan Pb 0,153 mg/L (Setyobudiandi 2004). Dilain pihak di perairan teluk tersebut juga terdapat pembudidayaan kerang hijau yang dilakukan oleh nelayan dan telah berlangsung lama. Karena Riani et al. (2004) mengatakan bahwa sifat kerang sebagai vacum cleanner
sehingga pada daging kerang terakumulasi logam berat.
Akumulasi logam berat di perairan dan dalam hewan air diduga akan mengakibatkan keracunan pada biota air, terutama kerang hijau yang hidup di dasar pantai dan laut. Menurut Viarengo (1989) bahwa logam berat yang masuk ke dalam tubuh melalui oral, insang dan kulit akan masuk ke dalam sistem peredaran darah dan langsung diikat oleh asam-asam amino (thiol), sehingga disebut metallothionine
MTN
(+)
MGF Glucagon synthesis Stimulating Factor
(-)
Oestrogen Androgen
Oogenesis ? Spermatogenesis ? -Oogonia? -Spermatogonia? -Oosit primer? -Spermatosit primer? -Oosit sekunder? -Spermatosit sekunder? -Spermatozoa?
Keterangan : = Pengaruh positif atau memproduksi hormon/sel-sel kelamin = Pengaruh negatif atau feed back/ menghambat
= Mekanisme masuknya logam berat ; = Batas tubuh kerang MTN = Metallothionin adalah ikatan asam amino dengan logam berat MGF = Maturation Gonadothropine Factor
Gambar 1. Kerangka pemikiran tentang gangguan gametogenesis kerang hijau akibat pencemaran logam berat (Dimodifikasi dari Viarengo (1989);
Sokolove et al. (1987); Takeda (1989)). LINGKUNGAN
Teluk Jakarta, Banten dan Lada
Pencemaran: Logam berat
Oral Insang Kulit
Sistem syaraf Cerebral Ganglion (CG)
Sirkulasi Darah
Sistem syaraf Dorsal Body (DB)
Gonad (Ovotestis)
Tempat terjadinya proses Gametogenesis Albumen Gland ?
Neurosecretory cells
kromium dan seng.
Selanjutnya hasil penelitian Setyobudiandi (2004) bahwa kerang hijau di Teluk Jakarta matang gonad lebih lambat dibandingkan kerang hijau di Teluk Banten, yang diduga karena adanya gangguan reproduksi. Namun sampai saat ini belum ada informasi apakah kadar logam berat meningkat di perairan muara, pantai dan laut di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada akan mengakibatkan terjadinya gangguan pada proses reproduksi dan produksi sel-sel kelamin kerang hijau, terutama dalam hal gangguan proses gametogenesis seperti spermatogenesis dan oogenesis. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang; ”Bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dan Pengaruhnya pada Gametogenesis Kerang Hijau Perna viridis di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada”.
1.3. Perumusan Masalah
Penurunan kualitas air laut di Teluk Jakarta telah lama diketahui begitu pula halnya dengan pencemaran Teluk Jakarta oleh logam berat. Musibah ini terjadi karena adanya kegiatan atau aktivitas pabrik sepanjang daerah aliran sungai dan pinggir pantai. Menurut Setyobudiandi (2004) bahwa kualitas air laut di Teluk Jakarta telah tercemar logam berat. Demikian juga hasil penelitian Hutagalung (2001) bahwa di Teluk Jakarta pencemaran oleh logam berat cenderung terus meningkat di dalam air dengan kandungan merkuri 35 ppb dan kadmium 450 ppb. Secara umum penyebab terjadinya pencemaran kualitas air laut diduga berasal dari buangan limbah domestik dan industri karena masih terdapat pengusaha yang tidak melakukan pengolahan limbah secara sempurna.
Kejadian yang senada juga terjadi di perairan laut Teluk Lada yakni telah mengalami pencemaran logam berat seperti yang dilaporkan Muawanah et al. (2005) yang mendapatkan hasil bahwa perairan Teluk Lada mengandung logam Hg 0,09 mg/L, Pb 0,015 mg/L dan Cu 0,0276 mg/L. Di Teluk Banten pun perairannya telah mengalami pencemaran logam berat, menurut Setyobudiandi (2004) perairan Teluk Banten mengandung Hg 0,05 ug/L, Cd 0,064 mg/L dan Pb 0,153 mg/L.
air dan jenis binatang lunak (kerang, keong dan sebagainya) yang tidak bergerak atau mobilitasnya lamban tidak dapat meregulasi logam seperti hewan air lainnya. Oleh karena itu kerang di Teluk Jakarta baik ukuran kecil, ukuran sedang dan ukuran besar mengakumulasi logam berat seperti merkuri, plumbum, kadmium, kromium dan seng sangat tinggi (Riani et al. 2004). Kerang hijau di Perairan Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada telah mengakumulasi logam-logam berat terutama merkuri, kadmium dan timbal. Sebagai indikasi terakumulasinya logam berat, hasil penelitian Setyobudiandi (2004) memperlihatkan bahwa kerang hijau yang hidup di perairan Teluk Jakarta mengalami kematangan gonad lebih lambat dibandingkan dengan kerang Teluk Banten. Keadaan ini diduga karena kondisi reproduksi kerang hijau telah dipengaruhi oleh pencemaran logam berat dan pada kasus yang berat akan terjadi mutasi gen. Diduga sel-sel kelamin kerang hijau pun tidak berkembang dengan baik, sehingga pencemaran yang mengandung logam berat diduga mempengaruhi proses gametogenesis.
Keterlambatan matang gonad kerang Teluk Jakarta (Setyobudiandi 2004) menunjukan indikasi bahwa pencemaran telah berpengaruh terhadap reproduksinya. Menurut Pipe (1987a, 1987b) kondisi lingkungan yang tercemar dapat menyebabkan gamet atresia dan gamet kembali diserap. Oleh karena itu maka masalah yang dihadapi pada pencemaran logam di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada adalah sebagai berikut:
1. Kondisi tercemar logam berat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada diduga terjadi karena bioakumulasi logam berat seperti Hg, Pb, Cd dan Cr dalam gonad kerang hijau.
2. Bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dalam kelenjar gonad akan berpengaruh terhadap proses gametogenesis (oogenesis dan spermatogenesis) pada Kerang hijau yang terdapat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
1.4. Tujuan Penelitian
a. Mengidentifikasi bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dalam gonad jantan dan betina kerang hijau yang tercemar di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
b. Menganalisis dampak bioakumulasi pencemaran logam berat di lingkungan perairan dan dalam organ kelamin terhadap gametogenesis (oogenesis dan
spermatogenesis) pada kerang hijau yang terdapat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
c. Menganalisis korelasi bioakumulasi logam berat dalam organ kelamin dengan jumlah sel-sel spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder, spermatozoa pada kerang hijau jantan dan oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina.
1.5. Manfaat Penelitian.
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
a. Memberikan informasi tentang bahaya dari bioakumulasi pencemaran logam berat di perairan dan dalam organ kelamin betina dan jantan serta pengaruhnya terhadap gametogenesis kerang hijau yang tercemar di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
b. Sebagai masukan kebijakan bagi para stakeholder dalam strategi managemen pengelolaan limbah di Propinsi DKI Jakarta, dan Propinsi Banten agar mengupayakan mutu limbah selalu baik dan dapat mempertahankan keanekaragaman sumber hayati laut yang mempunyai nilai ekonomis bagi masyarakat.
c. Sebagai masukan kebijakan bagi para stakeholder dalam strategi managemen pembudidayaan kerang hijau di Teluk Jakarta, Teluk banten dan Teluk Lada sehingga dapat mempertahankan keanekaragaman sumber hayati laut yang mempunyai nilai ekonomis bagi masyarakat.
1.6. Hipotesis Penelitian
1. Pencemaran logam berat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada menyebabkan terjadinya akumulasi logam berat dalam gonad kerang hijau. 2. Bioakumulasi logam berat pada gonad kerang hijau dapat menyebabkan
gangguan aktifitas gametogenesis.
3. Terdapatnya korelasi antara jumlah akumulasi logam berat dalam organ kelamin dengan jumlah sel oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina dan spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa pada kerang hijau jantan.
1.7. Novelty (Kebaruan).
1. Logam berat ditemukan terakumulasi di dalam organ kelamin gonad dan akumulasi tersebut merupakan biomarker kegagalan gametogenesis (spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
2. Bioakumulasi logam berat dalam gonad sebagai biomarker penurunan jumlah oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina dan spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa pada kerang hijau jantan.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Kerang banyak dihasilkan di sekitar daerah Teluk Jakarta seperti Muara
Angke, dan Cilincing. Kerang hijau Perna viridis dan kerang darah Anadara granosa
merupakan jenis kerang yang banyak digemari oleh masyarakat. Menurut laporan
Swasono dalam Friends of the Environment Fund tahun 2004 bahwa ekspor kerang
hijau dari Indonesia mendapat ganjalan karena terdapat indikasi mengandung racun
logam berat seperti kadmium (Cd), timbal (Pb), dan tembaga (Cu). Selanjutnya Riani
et al. (2004) di perairan Teluk Jakarta ditemukan kadar merkuri (Hg) 0,121 ppb;
timbah (Pb) 0,248 ppm, kromium (Cr) 0,0285 ppm dan kadmium (Cd) 0,023 ppm
sedangkan sedimennya Hg 0,098 ppb; Pb 2,897 ppm dan Cd 0,135 ppm. Selanjutnya
dijelaskan bahwa akumulasi logam berat tinggi dalam daging kerang seperti merkuri
dalam kerang ukuran sedang 190,235 ppm dan ukuran berat 170,868 ppm, kandungan
timah hitam (Pb) dalam kerang ukuran sedang 36,36 ppm dan ukuran besar 43,894
ppm. Kandungan kadmium dalam kerang ukuran sedang 0,075-2,891 ppm dan kerang
ukuran besar 0,097 – 0,223 ppm.
Kualitas air di Perairan Teluk Jakarta telah mengalami pencemaran. Menurut
laporan Setyobudiandi (2004) bahwa kualitas air laut di Teluk Jakarta telah tercemar
logam berat dimana kadarnya telah melebihi batas baku mutu yaitu Hg 0,42 ug/L, Cu
0,2 mg/L, Cd 0,02 mg/L, Pb 0,15 mg/L dan seng (Zn) 0,12 mg/L. Selanjutnya
dijelaskan oleh Hutagalung (2001) bahwa di Teluk Jakarta telah tercemar oleh logam
berat, bahkan cenderung meningkat di permukaan air laut kandungan mercuri 35 ppb
dan kadmium 450 ppb.
Demikian juga Teluk Banten, Propinsi Banten perairan lautnya telah
mengalami pencemaran logam berat yaitu mengandung logam Hg 0,05 ug/L, Cd 0,064
mg/L dan Pb 0,153 mg/L (Setyobudiandi 2004). Perairan Teluk Lada lautnya juga
telah mengalami pencemaran logam berat seperti kandungan Hg 0,09 mg/L, Pb 0,015
mg/L dan Cu 0,0276 mg/L (Muawanah et al. 2005).
2.1. Sumber Logam Berat di Perairan
Sumber logam berat di perairan Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada
berasal dari limbah domestik dan industri. Menurut laporan Dinas Kebersihan DKI
pemukiman 1,21%, sampah komersial 3,65% dan sampah pasar 0,12%. Menurut
Firmansyah (2007) sumber limbah B3 di perairan Teluk Jakarta propinsi DKI Jakarta
berasal dari industri tekstil dan kulit, pabrik kertas dan percetakan, industri kimia
dasar, industri farmasi, industri logam dasar, industri perakitan kendaraan motor,
industri baterai dan aki, dan rumah sakit.
Sumber pencemaran logam berat di Teluk Banten Propinsi Banten berasal
limbah domestik dan industri. Menurut laporan Akbar dalam Tempo Interaktif,
Jawa-Madura tahun 2005 bahwa Sungai Ciujung, Cibanten dan Cidurian di Kabupaten
Serang diindikasikan telah tercemar akibat buangan limbah cair dari 44 industri.
Demikian Teluk Banten dan Teluk Lada telah mengalami pencemaran.
2.2. Sifat Fisik dan Kimia Logam Berat
Logam berat adalah unsur dengan bobot jenis lebih besar dari 5 g/cm3. Logam
berat mempunyai afinitas yang tinggi terhadap unsur S, terletak pada sudut bawah
daftar periodik pada priode 4 – 7 dengan nomor atom 22 – 92. Logam berat dapat
membentuk mineral atau senyawa logam bila bercampur dengan komponen tertentu
yang ada di bumi. Logam berat ada yang bersifat esensial bagi tubuh, tetapi bila tidak
terkontrol dapat berbahaya. Berdasarkan penelitian terhadap organisme air, urutan
toksisitas akut logam berat dari yang paling tinggi adalah Hg2+, Cd2+, Ag+, Ni2+, Pb2+,
As3+, Cr2+, Sn2+, dan Zn2+(Darmono, 1995). Meskipun Pb2+ relatif kurang toksik
dibandingkan Ag+ dan Ni2+, tetapi lebih mudah larut dibandingkan Ag+ yang
merupakan logam mulia.
Fardiaz (1992) menyatakan bahwa Pb dan dua logam berat sangat beracun
lainnya (Hg dan Cd) merupakan logam berat yang dapat terakumulasi dengan cepat
dalam tubuh organisme akibat interaksi atau jaringan tubuh organisme dengan logam
berat di lingkungan. Darmono (1995) menambahkan bahwa Hg, Cd, dan Pb
merupakan logam berat yang sangat berbahaya, dapat menyebabkan keracunan pada
mahluk hidup dan tidak mempunyai fungsi biologik sama sekali.
2.2.1. Sifat Fisika dan Kimia Logam Merkuri
Pencemaran yang ditimbulkan oleh kegiatan pertambangan emas tradisional
Menurut Reilly (1980) merkuri (Hg) merupakan unsur ketiga di dalam kelompok IIB
tabel priodik dengan nomor atom 80, bobot molekul 200.59, densitas 13,6 g/cm3,
berada dalam bentuk cair pada suhu 25°C, dan mendidih pada suhu 356,6°C. Logam
berat ini juga bersifat volatil, tidak larut dalam air dan lemak. APHA (1988), merkuri
mempunyai valensi 1 atau 2. Jumlah rata-rata merkuri pada kerak bumi adalah 0,09
ppm; pada tanah adalah 30 -160 ppm, di sungai adalah 0,07 ug/L dan pada air tanah
adalah 0,5-1 ug/L. Merkuri terdapat bebas di alam dengan sumber utama dari
batu-batuan cinnibar (HgS). Bahan merkuri sering digunakan dalam proses amalgam,
pelapisan kaca, uap lampu, cat, alat pengukur (termometer, barometer, manometer),
farmasi, pestisida dan fungisida. Bentuk species dari merkuri yang umum ditemukan
adalah Hg2+, Hg(OH)20, Hg0, dan senyawa komplek yang stabil dengan ligan organik.
Merkuri inorganik dapat ditransformasi menjadi methyl merkuri di dalam sedimen
yang merupakan senyawa yang sangat toksik dan dapat terkonsentrasi melalui proses
rantai makanan. Standar merkuri yang dikeluarkan oleh US EPA untuk air minum
adalah 2 ug/L.
Merkuri yang dibuang ke lingkungan baik melalui proses geologis maupun
antropogenik akan masuk ke dalam media cair dan udara, diikuti dengan proses
sedimentasi melalui air hujan ataupun lepasnya merkuri dari tanah dan sedimen. Uap
merkuri mempunyai waktu tinggal atmosfir (atmospheric residence time) antara 0,4
dan 3 tahun, sedangkan merkuri dalam bentuk terlarut memiliki waktu tinggal sekitar
3 minggu (WHO 1993). Merkuri yang dilepaskan akan diubah dari satu bentuk bahan
kimia ke bentuk yang lain secara fisika, kimia dan biologi. Proses transportasi di
dalam tanah dan air akan terbatas dan kemungkinan deposisi dari merkuri tersebut
akan terjadi dalam jarak dekat.
Merkuri adalah unsur yang berwujud cair, berwarna perak pada suhu kamar,
mudah bergerak, tidak berbau, tidak larut dalam air dan pelarut organik. Terdapatnya
merkuri di alam disebabkan oleh kegiatan alam seperti proses pelapukan buatan dari
letusan gunung berapi dan beberapa kegiatan manusia, terutama kegiatan yang
menggunakan senyawa merkuri sebagai katalis seperti pada pertambangan logam
mulia dan lain-lain. Bila dilihat dari sifat racunnya, merkuri termasuk dalam kelompok
sangat beracun, antara lain karena tekanan uap merkuri cukup tinggi sehingga pada
pada suhu 240C, udara yang jenuh uap merkuri akan mengandung 18 mg/m3 (360 kali
lebih besar dari nilai ambang batas yang dikeluarkan oleh The National Institutes of
Safety and Health, USA 0,05 mg/m3).
2.2.2. Sifat Fisik dan Kimia Logam Kadmium
Bersamaan dengan Hg (mercury), Pb (plumbum), dan V (vanadium), kadmium
(Cd) merupakan logam yang hingga saat ini belum diketahui dengan jelas peranannya
bagi tumbuhan dan mahluk hidup lain. Di dalam air, kadmium terdapat dalam jumlah
yang sangat sedikit (renik) dan bersifat tidak larut dalam air. Kadar kadmium pada
kerak bumi sekitar 0,2 mg/kg. Sumber alami kadmium adalah greenockite (CdS),
hawleyite, sphalerite, dan otavite (Moore 1991). Kadmium banyak digunakan dalam
industri metalurgi, pelapisan logam, pigmen, baterai, peralatan elektrolit, pelumas,
peralatan fotografi, gelas, keramik, tekstil, dan plastik (Eckenfelder 1989).
Kadmium karbonat dan kadmium hidroksida memiliki kelarutan yang terbatas.
Garam-garam kadmium (klorida, nitrat, dan sulfat) dapat berupa senyawa kompleks
organik dan anorganik, atau terserap ke dalam bahan-bahan tersuspensi dan sedimen
dasar. Pada pH yang tinggi kadmium mengalami presipitasi atau pengendapan
(Effendi 2003).
Kadar kadmium pada perairan air tawar alami sekitar 0,0001 – 0,01 mg/L,
sedangkan pada perairan laut sekitar 0,0001 mg/L (McNeely et al. 1979). Menurut
WHO, kadar kadmium maksimum pada air yang diperuntukkan bagi air minum adalah
0,005 mg/L. Pada perairan yang diperuntukan bagi kepentingan pertanian dan
peternakan, kadar kadmium sebaiknya tidak melebihi 0,05 mg/L. Dalam rangka
melindungi kehidupan pada ekosistem akuatik, perairan sebaiknya memiliki kadar
kadmium sekitar 0,0002 mg/L (Moore 1991).
2.2.3. Sifat Fisik dan Kimia Logam Kromium
Kromium (Cr) mempunyai nomor atom 24 dan berat atom 51,996. Logam Cr
murni tidak pernah ditemukan dialam, namun unsur ini ditemukan dalam
persenyawaan dengan senyawa lain yaitu berupa senyawa meneral seperti cromite
(FeOCr2O3). Kadang-kadang pada batuan mineral cromite juga ditemukan logam Mg,
Al dan senyawa SiO3. Kromium juga membentuk alloy yaitu ikatan kromium dengan
kasiumkromat. Sumber logam ini yang masuk kedalam lingkungan perairan berasal
dari kegiatan industri, rumah tangga dan pembakaran serta dari mobilisasi bahan bakar
(Palar 2004).
Kromium mempunyai berat jenis 6,8 dan titik cair 1615 ºC. Kromium
memberikan kekuatan dan kekerasan baja serta tahan karat dan tahan aus. Dengan
sifat-sifat itu membuat baja paduan ini baik untuk bahan poros, dan roda gigi.
Penambaahan unsur kromium biasanya diikuti dengan penambahan unsur nikel (Van
Vlack et al. 1991).
2.2.4. Sifat Fisik dan Kimia Logam Timbal
Menurut Reilly (1980) Pb termasuk golongan transisi IV A dalam sistem
periodik unsur, yang mempunyai nomor atom 82, bobot atom 207,21, densitas 11,34
g/cm3, mencair pada suhu 327,5 ºC, dan mendidih pada suhu 1725 ºC. Darmono
(1995) menambahkan bahwa Pb mempunyai sifat tahan karat, reaktif, mudah
dimurnikan, tekstur yang lunak, warna coklat kehitaman, dan dengan logam lain dapat
berbentuk campuran yang bagus dari pada logam murninya. Dalam kegiatan
pertambangan, Pb sering berada dalam bentuk sulfida logam (PbS) dan biasanya
disebut galena.
Timbal (lead = timah hitam = Pb) pada perairan ditemukan dalam bentuk
terlarut dan tersuspensi. Kelarutan timbal cukup rendah sehingga kadar timbal di
dalam air relatif sedikit. Kadar dan toksisitas timbal dipengaruhi oleh kesadahan, pH,
alkalinitas dan kadar oksigen. Timbal diserap dengan baik oleh tanah, sehingga
pengaruhnya terhadap tanaman relatif kecil. Kadar timbal pada kerak bumi sekitar 15
mg/kg. Sumber alami utama timbal adalah galena (PbS), gelesite (PbSO4), dan
Cerrusite (PbCO3) (Novotny dan Olem 1994). Bahan bakar yang mengandung timbal
(leaded gasoline) juga memberikan kontribusi yang berarti bagi keberadaan timbal di
dalam air. Di perairan tawar, timbal membentuk senyawa kompleks yang memiliki
sifat kelarutan rendah dengan beberapa anion misalnya hidroksida, karbonat, sulfida
dan sulfat. Timbal banyak digunakan dalam industri baterai (Eckenfelder 1989).
Pada perairan laut, kadar timbal sekitar 0,025 mg/L (Moore 1991). Kelarutan
timbal pada perairan lunak (soft water) adalah sekitar 0,5 mg/L, sedangkan pada
Environmental Ministers atau CCREM (1987) mengemukakan hubungan antara kadar
timbal di perairan (Tabel 1).
Tabel 1. Kadar timbal pada beberapa nilai kesadahan
No Kesadahan (mg/L CaCO3) Kadar timbal (mg/L)
1.
2.
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
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
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
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.
2.4. Mekanisme Logam Berat Mempengaruhi Reproduksi Hewan Air
Bahan pencemaran seperti logam berat atau logam masuk kedalam tubuh
melalui mulut, insang dan kulit. Logam diregulasi oleh organisme air ialah logam
yang pada kosentrasi tertentu dalam air tidak diakumulasi terus-menerus oleh
organisme tersebut dan dikeluarkan dari tubuh sehingga kandungannya dalam
jaringan tetap, biasanya terhadap logam esensial seperti Cu, Zn, dan Mn. Logam yang
tidak diregulasi oleh organisme air ialah logam yang terus-menerus terakumulasi oleh
jaringan organisme tersebut, sehingga kandungan dalam jaringan naik terus sesuai
dengan kenaikan kosentrasi logam dalam air, dan logam ini hanya diekskresikan
sedikit sekali, biasanya terhadap logam nonesensial seperti Hg, Pb, Cd (Darmono
1995).
Logam-logam berat yang bersifat racun, seperti Hg, Cd, dan Pb yang terdapat
dalam air kebanyakan juga berbentuk ion. Kadmium (Cd) dalam air laut berbentuk
senyawa klorida (CdCI2), sedangkan dalam air tawar berbentuk karbonat (CdCO3).
Pada air payau, yang biasanya terdapat di muara sungai, kedua senyawa tersebut
jumlahnya berimbang. Kadar garam juga mempengaruhi senyawa logam dalam air
