KERUSAKAN JARINGAN DAN PRODUKSI SEKUNDER LARVA TRICHOPTERA PADA PERAIRAN YANG TERCEMAR MERKURI
GUNAWAN PRATAMA YOGA
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Kerusakan Jaringan dan Produksi Sekunder Larva Trichoptera pada Perairan yang Tercemar Merkuri adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini.
Bogor, Agustus 2014
Gunawan Pratama Yoga
RINGKASAN
GUNAWAN PRATAMA YOGA. Kerusakan Jaringan dan Produksi Sekunder Larva Trichoptera pada Perairan yang Tercemar Merkuri. Dibimbing oleh DJAMAR TUMPAL FLORANTHUS LUMBANBATU, ETTY RIANI, dan YUSLI WARDIATNO
Penggunaan logam merkuri telah banyak diketahui digunakan oleh Penambang Emas Tanpa Ijin (PETI) dalam ekstraksi bijih emas di Sungai Cikaniki. Limbah ekstraksi bijih emas tersebut seringkali masih mengandung konsentrasi logam merkuri yang relatif tinggi, sehingga dapat mencemari sungai tersebut dan mengancam kehidupan biota akuatik yang ada di dalamnya serta dapat mengganggu kesehatan manusia. Pada biota air, di samping menyebabkan kematian, konsentrasi sub lethal merkuri menyebabkan berbagai gangguan fisiologis dan tingkah laku. Di samping itu, merkuri mempunyai kecenderungan untuk terakumulasi pada biota perairan yang pada akhirnya dapat menyebabkan biomagnifikasi pada rantai makanan di perairan.
Sejauh ini belum ada penelitian yang mengamati kerusakan-kerusakan pada tingkat jaringan dan morfologi trichoptera, yang disebabkan oleh adanya pencemaran merkuri di daerah tropis, terutama di Sungai Cikaniki. Memahami respon yang terjadi pada tingkat jaringan, fisiologi, sampai dengan populasi terhadap paparan merkuri sangat penting untuk membuktikan adanya hubungan sebab akibat (cause and effect) serta gangguan fungsional yang terjadi pada populasi insekta air tersebut.
Tujuan penelitian ini adalah (1) menganalisis dampak pencemaran merkuri terhadap kerusakan jaringan insang dan usus bagian tengah (midgut), dan (2) mengkuantifikasi pengaruh pencemaran merkuri terhadap produksi sekunder jenis insekta air tersebut. Penelitian ini bermanfaat untuk memprediksi dampak aktivitas penambangan emas tanpa ijin (PETI) di Daerah Aliran Sungai Cikaniki terhadap keberlanjutan sumberdaya perairan di sungai tersebut.
Penelitian ini terbagi atas dua bagian, bagian pertama, yaitu penelitian di lapangan yang terutama ditujukan untuk melihat pengaruh pencemaran merkuri terhadap produksi sekunder trichoptera. Sedangkan bagian kedua adalah uji toksisitas merkuri terhadap trichoptera yang dilakukan di laboratorium untuk mengetahui hubungan antara tingkat pemaparan merkuri dengan kerusakan jaringan yang dihasilkannya.
Penelitian ini dilaksanakan selama sepuluh bulan dari bulan Januari 2012 sampai dengan Oktober 2012. Pengambilan sampel di lokasi pengamatan dilakukan setiap bulan selama 10 bulan. Pengambilan sampel air dan biota untuk daerah yang tercemar dilakukan di daerah Cisarua, Curug Bitung dan Lukut yang terletak di bantaran S. Cikaniki – Sub DAS Cisadane kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor. Sedangkan untuk pengambilan sampel pada daerah yang belum tercemar dilakukan di daerah bagian hulu Sungai Cikuluwung, di kawasan Taman Nasional Gunung Salak Endah, Kabupaten Bogor.
Cisarua, Curug Bitung dan Lukut yang diakibatkan oleh ekstraksi emas pada penambangan emas tanpa ijin (PETI), sudah melebihi kriteria konsentrasi merkuri yang aman bagi lingkungan perairan. Toksisitas akut merkuri terhadap larva trichoptera pada 24 dan 48 jam berturut-turur adalah 0,391 dan 0, 318 mg/l. Berdasarkan nilai LC50 tersebut, nilai konsentrasi aman merkuri bagi larva trichoptera adalah 0,00032 mg/l atau 0,32 µg/l.
Konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat di daerah tersebut menyebabkan terjadinya bioakumulasi merkuri yang cukup tinggi pada biota trichoptera, serta menyebabkan terjadinya kecacatan berupa penghitaman pada insang trachea biota tersebut dan terjadinya perluasan lumen pada usus trichoptera.
Produksi sekunder Cheumatopsyche spp. di Sungai Cikaniki tergolong tinggi untuk perairan di daerah tropis. Produksi sekunder Cheumatopsyche spp, di Sungai Cikaniki terpengaruh oleh pencemaran merkuri yang berasal dari aktivitas amalgamasi emas dan peningkatan konsentrasi padatan terlarut
Dari hasil Penelitian Pencemaran ini maka dapat disarankan dua hal yaitu, merkuri di Sungai Cikaniki sudah sangat membahayakan bagi kehidupan biota air yang hidup di dalamnya. Oleh karena itu perlu adanya aturan yang mengatur kegiatan amalgamasi emas dengan menggunakan merkuri di bantaran sungai tersebut. Selanjutnya perlu dilakukan penelitian pengaruh pencemaran merkuri ini terhadap kelangsungan hidup trichoptera dewasa di bantaran Sungai tersebut. Kata kunci : Cikaniki, merkuri, Trichoptera, penghitaman insang, kerusakan
SUMMARY
GUNAWAN PRATAMA YOGA. Tissue Damage and Secondary Production of Trichoptera Larvae in Mercury-Contaminated River. Supervised by DJAMAR TUMPAL FLORANTHUS LUMBANBATU, ETTY RIANI, and YUSLI WARDIATNO
Utilisation of mercury for gold amalgamation has been widely known by illegal miners (PETI) in the extraction of gold ore in Cikaniki River. Waste of gold extraction is often still contain relatively high mercury concentrations, so it can pollute the river, threaten aquatic biota in it and can disrupt human health. For aquatic biota, mercury at sub lethal concentrations reported to cause a decrease in the ability to find food, avoid predators, decreased ability to proliferate, decreased growth and behavioral aberrations. In addition, mercury has a tendency to accumulate in aquatic biota, which in turn can lead to biomagnification in the food chain in the waters.
Tissue damage in gills and midgut that occurs due to the accumulation of mercury in the body of trichoptera can cause metabolic failures in the organism, which in turn will reduce the ability of the organisms to maintain its biomass production and finally threaten its survival. So far, there is no study has looked at the damage at the tissue level and morphology of Trichoptera, which is caused by the presence of mercury pollution in the tropics, especially in Cikaniki River. Understanding the responses that occur at the tissue level, physiology, and population is very important to prove cause and effect as well as functional disorders that occur in the aquatic insect populations.
The aims of this study were (1) to analyze the effects of mercury pollution on the gill and gut tissue damage central part (midgut), and (2) quantify the effects of mercury pollution on the production of secondary species of insect water. This research is useful to predict the impact of illegal gold mining (PETI) in Cikaniki Watershed to sustainability of aquatic resources in the river.
Method used in this research was descriptive analytic research. Basic of the research was systematic approach to correlate between mercury pollution in the waters with tissue damage, and secondary production of the aquatic insects in the Cikaniki River. This study is divided into two parts, the first part, was the field research which primarily intended to look at the effects of mercury pollution on secondary production Trichoptera. While the second part was the trichoptera mercury toxicity test conducted in the laboratory to determine the relationship between levels of mercury exposure with resulting tissue damage.
This study was conducted for ten months from January 2012 to October 2012. Samples were taken every month for 10 months. Water and biota from contaminated areas were taken in Cisarua, Curug Bitung and Lukut located on Cikaniki River. While for reference area, samples were taken from Cikuluwung, in the National Park area of Mount Salak Endah, Bogor Regency.
exceeding the criteria of safe concentrations of mercury to the aquatic environment. Acute toxicity of mercury to the trichoptera larvae at 24 and 48 hours respectively were 0.391 and 0, 318 mg /l. Based on the LC50, Mercuric safe concentration was 0,32 µg/l.
The concentration of particulates mercury in the area caused in bioaccumulation of mercury in Trichoptera, as well as cause of deformities in the form of blackening on the biota tracheal gills and the expansion of the lumen of the intestine Trichoptera.
Secondary production Cheumatopsyche spp. Cikaniki River was high for the tropical freshwater. Cheumatopsyche spp secondary production, in the Cikaniki River affected by mercury pollution from gold amalgamation activity and an increase in the concentration of dissolved solids
From the results of this study it, can be suggested two things, namely, the mercury in the Cikaniki River been very dangerous for aquatic life that live in it. Hence the need for the rules governing the activities of gold by using mercury amalgamation in the catchment area. Further research needs to be done was the effect of mercury on the survival of adult trichoptera on the river bank.
© Hak Cipta milik IPB, Tahun 2014 Hak Cipta dilindungi Undang-undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar bagi IPB.
KERUSAKAN JARINGAN DAN PRODUKSI SEKUNDER LARVA
TRICHOPTERA PADA PERAIRAN YANG TERCEMAR MERKURI
GUNAWAN PRATAMA YOGA
Disertasi
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Penguji pada Ujian Tertutup : Dr. Ir. Isdrajad Setyobudiandi. M.Sc. Dr. Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si.
Judul Penelitian : Kerusakan Jaringan dan Produksi Sekunder Larva Trichoptera pada Perairan yang Tercemar Merkuri
Nama : Gunawan Pratama Yoga
NIM : C261090051
Program Studi : Pengelolaan Sumberdaya Perairan (SDP)
Disetujui Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Djamar T. F. Lumbanbatu, M.Agr Ketua
Dr. Ir. Etty Riani, MS. Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc
Anggota Anggota
Diketahui
Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dr. Ir. Sigid Hariyadi, M.Sc Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc. Agr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Alloh SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayahnya, serta shalawat dan salam tetap tercurah pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW beserta para sahabatnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian disertasi yang berjudul “Kerusakan Jaringan dan Produksi Sekunder Larva Trichoptera pada Perairan yang Tercemar Merkuri”.
Pada kesempatan ini penulis juga menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya pada komisi pembimbing Bapak Prof. Dr. Ir Djamar T. F. Lumbanbatu, M.Agr., Ibu Dr. Ir Etty Riani, M.Si. dan Bapak Dr. Ir. Yusli Wardiatno, M.Sc. yang dengan penuh keikhlasan dan kesabaran telah meluangkan waktunya dalam memberikan arahan dan bimbingannya sehingga penulis bias menyusun disertasi ini dengan baik. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Penguji pada ujian Pra kualifikasi Doktor, Dr. Ir. Tri Prartono, M.Sc dan Dr. Ir. Isdrajat Setypbudiandi, M.Sc, penguji pada ujian tertutup, Dr. Ir. Isdrajat Setypbudiandi, M.Sc dan Dr. Majariana Krisanti, S.Pi, M.Si, serta penguji pada ujian terbuka, Dr. Tri Widiyanto, dan Dr. Ir. Sigid Harijadi, MSc atas pertanyaan dan saran yang diberikan pada saat ujian. Pertanyaan dan saran tersebut sangat berarti bagi penulis untuk perbaikan disertasi agar semakin baik. Semoga Allah SWT menjadikan bimbingan, arahan dan masukan untuk perbaikan penulisan ilmiah ini sebagai amal sholih.
Ungkapan rasa hormat dan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Dekan Sekolah Pascasarjana, Dekan FPIK, Ketua Program studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan dan dosen-dosen di Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan Institut Pertanian Bogor atas curahan ilmu dan kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan studi ini. Kepada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) atas beasiswa Karyasiswa yang telah diberikan sehingga penulis mendapatkan kesempatan untuk menempuh pendidikan S3. Selanjutnya kepada Kepala Pusat Penelitian Limnologi-LIPI, rekan-rekan peneliti dan staf administrasi yang telah membantu sarana, moral dan administrasi sampai dengan penulis menyelesaikan tugas belajar program doktor di Sekolah Pascasarjana IPB.
Ungkapan terimakasih yang sebesar-besarnya juga penulis sampaikan kepada Bapak H. Sutopo Martowardoyo, M.Sc dan Ibu Hj. Pudji Hastutiningsih, M.Sc, Istri tercinta Nina Hermayani Sadi, M.S. dan anak-anakku Ajeng Meiwita Nurrizky dan Vitaya Nur Khaleeda atas segala doa, dorongan semangat, kerelaan dan pengertian yang telah kalian berikan selama penulis menyelesaikan studi di IPB.
Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif demi perbaikan tulisan ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi para pembacanya dan bagi kemajuan IPTEK di Indonesia. Aamiin
Bogor, Agustus 2014
DAFTAR ISI
I. PENDAHULUAN 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Kerangka Pemikiran ... 3
1.3. Rumusan Masalah ... 5
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 5
1.5. Perumusan Hipotesa ... 5
1.6. Novelty ... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA 6 2.1. Merkuri di Perairan ... 6
2.2. Toksisitas Merkuri terhadap Biota Air ... 7
2.3. Bioakumulasi Merkuri ... 7
2.4. Larva Trichoptera sebagai Biota Model Ekotoksikologi ... 9
2.5. Histopatologi ... 11
3.2. Waktu dan Lokasi Penelitian ... 16
3.2.1. Waktu ... 16
3.2.2. Lokasi Penelitian ... 16
3.3. Penelitian Lapangan ... 17
3.3.1. Pengambilan Sampel Air ... 17
3.3.2. Pengambilan Sampel Biota ... 18
3.3.3. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia Air di Lapangan 18 3.4. Pengujian di Laboratorium ... 18
3.4.1. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia Air ... 18
3.4.2. Uji Toksisitas ... 19
3.4.3. Analisis Histologi ... 20
3.4.4. Pengukuran Produksi Sekunder ... 20
3.5. Analisa Data ... 21
3.5.1. Perhitungan Parameter Toksisitas Akut ... 21
3.5.2. Uji Beda Nyata pada Penghitaman Insang ... 21
3.5.3. Perhitungan Produksi Sekunder ... 21
3.5.4. Perhitungan Resiko Ekologis ... 22
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 23 4.1. Konsentrasi Merkuri di Air dan Biota ... 23
4.2. Toksisitas Merkuri terhadap Trichoptera ... 25
4.3. Perubahan Morfologi Insang ... 27
4.4. Luas Permukaan Lumen Usus ... 29
4.5. Telaah Kualitas Fisika Sungai Cikaniki ... 32
4.5.1 Suhu Air ... 32
4.5.3. Turbiditas ... 34
4.5.4. Padatan Tersuspensi Total ... 35
4.5.5. Konduktivitas ... 36
4.6 Telaah Kualitas Kimia Sungai Cikaniki ... 36
4.6.1 Nilai pH air ... 36
4.6.2 Kesadahan ... 37
4.6.3 Alkalinitas ... 38
4.6.4 Oksigen Terlarut (DO) ... 39
4.6.5 Bahan Organik Total (TOM) ... 40
4.7. Produksi Sekunder ... 41
4.8 Estimasi Resiko Ekologis ... 42
V. KESIMPULAN DAN SARAN 44 5.1 Kesimpulan ... 44
5.2 Saran ... 44
DAFTAR TABEL
Halaman 1 Nilai LC50 96 jam dua jenis trichoptera Cyrnus trimaculatus dan
Hydropsyche angutipennis 9
2 Deskripsi lokasi pengambilan sampel 17
3 Rata-rata kematian trichoptera pada konsentrasi uji toksisitas
pendahuluan 26
4 Rata-rata kematian trichoptera pada konsentrasi uji toksisitas akut
definitif saat 24 jam dan 48 jam 26
5 Ringkasan nilai LC50 beberapa logam berat terhadap trichoptera 27 6 Hasil analisis uji luas penampang usus trichoptera cacat dan normal 31 7 Jenis-jenis avertebrata dan jenis logam berat yang menyebabkan
perubahan luas area lumennya. 32
8 Ringkasan nilai rata-rata parameter produksi sekunder trichoptera di
Sungai Cikaniki 42
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1 Diagram alir penelitian 4
2 Siklus merkuri di lingkungan perairan. (diterjemahkan dari: USGS,
1995) 6
3 Toksisitas akut logam Cu terhadap beberapa taksa biota akuatik. Tanda panah menunjukkan posisi dua jenis Trichoptera, Cyrnus trimaculatus dan Hydropsyche angutipennis (Sumber: van der Geest
et al. 2000) 10
4 Toksisitas akut diazinon terhadap beberapa taksa biota akuatik. Tanda panah menunjukkan posisi dua jenis Trichoptera, Cyrnus trimaculatus dan Hydropsyche angutipennis (Sumber: van der Geest
et al. 2000) 10
5 Bagian-bagian saluran pencernaan serangga mulai dari bagian depan
sampai dengan bagian belakang (Snodgrass 1993). 12
6 Lokasi pengambilan sampel 17
7 Konsentrasi merkuri di air selama waktu penelitian.(a) Hg terlarut ;
(b) Hg partikulat 23
8 Bioakumulasi merkuri pada tubuh trichoptera selama waktu
penelitian 24
9 Korelasi antara bioakumulasi merkuri pada tubuh trichoptera dengan
konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat 24
10 Insang abdominal trichoptera normal (a) dan yang mengalami penghitaman (b) akibat pencemaran merkuri. Tanda panah
menunjukkan penghitaman pada lembaran insang 27
11 Persentase penghitaman insang trachea pada trichoptera di Sungai Cikaniki. Asterik menunjukkan beda nyata (p<0,05), Tanda bar
12 Kecenderungan hubungan persentase kecacatan dengan (a) konsentrasi merkuri partikulat, (b) akumulasi merkuri dalam tubuh
biota 29
13 Histologi potongan melintang usus trichoptera dengan pewarnaan hematoksilin-eosin. S = Sel tipe S, B = Sel tipe B, L = Lumen, P =
jaringan periotrofik.. 30
14 Penampang melintang permukaan usus trichoptera. (a) Penampang usus trichoptera normal, (b dan c) Penampang usus trichoptera yang
mengalami kecacatan. Pewarnaan Hematoksilin-Eosin, 31 15 Hasil pengukuran suhu air di setiap stasiun pengamatan. Tanda bar
menunjukkan standar deviasi. 33
16 Hasil pengukuran kecepatan arus di setiap stasiun pengamatan.
Tanda bar menunjukkan standar deviasi 34
17 Nilai turbiditas di masing-masing stasiun pengamatan. Tanda bar
menunjukkan standar deviasi. 35
18 Nilai total padatan tersuspensi (TSS) di masing-masing stasiun
pengamatan. Tanda bar menunjukkan standar deviasi. 35 19 Hasil pengukuran konduktivitas di masing-masing stasiun
pengamatan. Tanda bar menunjukkan standar deviasi. 36 20 Hasil pengukuran pH air di masing-masing stasiun pengamatan.
Tanda bar menunjukkan standar deviasi. 37
21 Hasil analisis kesadahan (mg/l setara CaCO3) di masing-masing
stasiun pengamatan. Tanda bar menunjukkan standar deviasi 38 22 Hasil analisis alkalinitas di masing-masing stasiun pengamatan
Tanda bar menunjukkan standar deviasi 39
23 Konsentrasi DO di masing-masing stasiun pengamatan. Tanda bar
menunjukkan standar deviasi. 40
24 Konsentrasi TOM di air dan indeks kimia pada masing-masing
stasiun pengamatan. Tanda bar menunjukkan standar deviasi. 40 5 Nilai Hazard Qoutient di keempat lokasi pengamatan pada bulan
Januari – Oktober 2012. 43
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1 Lokasi pengambilan sampel 54
2 Konsentrasi merkuri partikulat, terlarut dan terakumulasi di tubuh
biota 55
3 Data toksisitas merkuri terhadap Trichoptrera 57
4 Hubungan lebar kepala dan berat tubuh larva Trichoptera 62 5 Perhitungan produktivitas sekunder larva trichoptera di masing
masing stasium 64
6 Data Nilai HQ pada Masing-masing Stasiun Pengamatan 68
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Masalah terbesar dalam penilaian dampak dan resiko lingkungan, sebagai bagian dari pengelolaan lingkungan terintegrasi (integrated environmental management, IEM), adalah menghubungkan dampak merugikan pencemaran pada organisme sentinel terhadap konsekuensi ekologisnya. Salah satu cara untuk memecahkan masalah tersebut adalah dengan menggunakan uji diagnostik klinis ekotoksikologis yaitu biomarker (Moore et al. 2004). Biomarker menurut van Gestel & van Brummelen (1996) adalah tanggapan biologis yang diukur pada tingkat organisme, atau bagian dari organism tersebut (biokimia, fisiologis, histologis dan morfologis, termasuk penampilan, pigmentasi, deformasi permukaan), terhadap bahan kimia di lingkungan atau produknya (urin, feses, rambut, bulu), yang menunjukkan penyimpangan dari kondisi normal, dan tidak dapat dideteksi pada organisme utuh. Cara-cara ekotoksikologi yang cepat dan murah ini dapat memberikan informasi mengenai status kesehatan individu dan populasi berdasarkan sampel individu yang relatif kecil. Dalam konteks status ekosistem atau kesehatan lingkungan, menurut Moore et al. (2004) biomarker juga digunakan untuk menghubungkan proses-proses kerusakan sel dan jaringan terhadap kondisi pada tingkat yang lebih tinggi (populasi dan komunitas).
Avertebrata air layak digunakan dalam pengukuran biomarker, terutama karena biota tersebut, pertama, populasinya besar, sehingga mudah diambil sampelnya tanpa mengganggu dinamika populasinya, kedua, pengukuran biomarker pada beberapa spesies memungkinkan adanya keterkaitan antara biomarker respon dan pengaruh buruk yang terjadi pada tingkat populasi dan komunitas (van der Oost et al. 2005). Salah satu avertebrata air yang memiliki potensi sebagai indikator biologi perairan adalah larva Trichoptera. Penggunaan hewan tersebut sebagai indikator biologi didasarkan pada beberapa pertimbangan yaitu: 1). Salah satu penyusun terbesar dari komunitas makrozoobentos pada ekosistem sungai (Wiggins 1996; Vuori & Kukkonen 1996). 2) Distribusinya yang luas (Mackay & Wiggins 1979), 3) Kelimpahannya relatif tinggi, 4). Respon terhadap kualitas lingkungan bervariasi yang ditunjukkan dengan perubahan morfologi, kemampuan akumulasi bahan polutan, maupun perilaku (Sola & Prat 2006), 5). Keanekaragaman spesies yang relatif tinggi hingga ± 13.000 spesies (Holzenthal 2009) dan 89 spesies hidup di Sulawesi Utara (Geraci & Morse 2008), 6). Siklus hidup relatif panjang dengan lima tahap instar (Wiggins 1996), 7). Peran penting dalam rantai makanan sebagai dekomposer dan mangsa bagi burung maupun ikan, 8). Ukurannya relatif besar yaitu 1-3 cm dengan berat mencapai 30-100 mg (Vuori & Kukkonen 1996; Berra et al. 2006), 9). Tubuh relatif keras sehingga memudahkan dalam melihat abnormalitas/kecacatan, dan 10). Waktu untuk identifikasi hewan relatif lebih singkat (Vuori & Kukkonen 1996).
Antam). Penggunaan logam merkuri telah banyak diketahui digunakan oleh Penambang Emas Tanpa Ijin (PETI) dalam ekstraksi bijih emas di lokasi tersebut. Limbah ekstraksi bijih emas tersebut seringkali masih mengandung konsentrasi logam merkuri yang relatif tinggi, sehingga dapat mencemari Sungai Cikaniki dan mengancam kehidupan biota akuatik pada sungai tersebut. Diperkirakan 4,8 ton larutan merkuri dibuang ke Sungai Cikaniki oleh penambang tanpa ijin setiap tahunnya, sehingga mengakibatkan kontaminasi logam merkuri di sedimen bantaran Sungai Cikaniki relatif tinggi dengan kisaran konsentrasi antara 3,80 – 9,01 ppm (Halimah 2002). Konsentrasi merkuri yang terlarut di badan air Sungai Cikaniki berkisar antara 1,1 – 11,4 ppb (Yoga et al. 2009). Adanya aktivitas di sekitar ruas Sungai Cikaniki tersebut, di samping dapat mengganggu keseimbangan ekologi biota akuatik yang ada di dalamnya juga dapat mengganggu kesehatan manusia.
Di dalam tubuh makhluk hidup, merkuri menyebabkan gangguan neuromotorik dan neuropati (Barbosa et al. 2003 ; Chen et al. 2009). Pada biota air, di samping menyebabkan kematian, merkuri pada konsentrasi sub lethal dilaporkan menyebabkan penurunan kemampuan mencari makan, ketidakmampuan menghindari pemangsa, penurunan kemampuan berkembang biak, penurunan pertumbuhan dan penyimpangan tingkah laku (Bank et al. 2007). Di samping itu, merkuri mempunyai kecenderungan untuk terakumulasi pada biota perairan yang pada akhirnya dapat menyebabkan biomagnifikasi pada rantai makanan di perairan (Bank et al. 2007; Chen et al. 2009; Santoro et al. 2008). Pada dasarnya merkuri dapat memasuki organisme bentik melalui dua jalur, pertama secara langsung, baik melalui aktivitas bernafas (respirasi), maupun dengan cara tertelan pada saat memakan sedimen atau perifiton serta pada saat proses penyaringan bahan-bahan partikulat. Jalur yang kedua adalah melalui rantai makanan (Zizek et al. 2007). Insang pada makroavertebrata akuatik merupakan organ target yang paling terkena dampak dari bahan pencemar terlarut yang masuk ke badan air. Hal tersebut dikarenakan oleh luasnya permukaan insang, dan karena kemampuan organ tersebut dalam mengakumulasi senyawa-senyawa terlarut dan gas-gas (Skinner & Bennett 2007).
Pada tingkat molekuler, penyebab kerusakan sel adalah karena ikatan yang kuat antara merkuri dengan grup thiol pada residu asam-asam amino protein-protein penting. Kuatnya afinitas merkuri terhadap grup sulfhidril ini juga menjadi penyebab ikatan yang kuat dengan albumin. Pada organ yang terdapat banyak senyawa non protein yang mengandung thiol, merkuri diikat dan dinonaktifkan oleh senyawa-senyawa tersebut. Sebagai contoh, glutathione (GSH) mengikat Hg2+ untuk membentuk diglutathionyl merkuri (GS-Hg-GS). Oleh karena itu pada organ-organ yang memiliki konsentrasi GSH tinggi, maka akan tampak terjadi pembentukan senyawa kompleks GS-Hg-GS, yang akan diikuti dengan pelepasan senyawa kompleks tersebut menuju empedu atau aliran darah (Bolsterli 2007).
3
2009), akumulasi logam tersebut pada ikan (Castilhos et al. 2006), makroinvertebrata air tawar (Yoga et al. 2009), avertebrata laut (Lasut et al.
2009), tingkat toksisitasnya pada biota air pada kondisi laboratorium (Yoga et al.
2005) serta pengaruh pencemaran merkuri terhadap struktur komunitas makroavertebrata (Sudarso et al. 2009). Sampai saat ini belum ada penelitian yang dapat menjelaskan bagaimana pengaruh pencemaran Hg pada tingkat sel pada individu dan bagaimana pengaruh tersebut menyebabkan perubahan pada tingkat populasi trichoptera pada daerah tropis.
1.2. Kerangka Pemikiran
Beban pencemaran merkuri akibat adanya aktivitas penambangan emas tanpa ijin yang terjadi di Sungai Cikaniki dapat menyebabkan gangguan bagi kehidupan biota air pada umumnya, dan insekta air pada khususnya di perairan tersebut. Adanya proses hidrodinamika menyebabkan bahan pencemar merkuri yang masuk ke perairan mengalami transportasi, pelarutan, dan pengendapan, sehingga menyebabkan bahan pencemar tersebut tersedia bagi biota perairan terserap ke dalam tubuh biota tersebut, baik melalui aktivitas respirasi, konsumsi maupun difusi. Keberadaan logam merkuri di dalam tubuh insekta air dapat menyebabkan kematian maupun mengakibatkan toksisitas kronis seperti kerusakan pada tingkat sel. Kerusakan pada tingkat sel yang terjadi pada hewan tersebut dapat menyebabkan gangguan-gangguan pada metabolisme, fisiologi, dan reproduksi insekta air, sehingga pada akhirnya akan mempengaruhi pembentukan biomassa biota tersebut di perairan.
1.3. Rumusan Masalah
Sumber penyebab pencemaran merkuri yang terjadi di Sungai Cikaniki adalah adanya ekstraksi emas dengan menggunakan merkuri yang dilakukan oleh para penambang emas tanpa ijin. Air cucian dari proses ekstraksi bijih emas tersebut seringkali mengandung konsentrasi logam merkuri yang tinggi dan biasanya langsung dibuang ke alam tanpa proses pengolahan limbah terlebih dahulu. Limbah merkuri tersebut di perairan selanjutnya menyebabkan pencemaran merkuri baik dalam bentuk terlarut dan tersuspensi di badan perairan, maupun yang mengendap di sedimen. Setiap tahunnya larutan merkuri dibuang ke Sungai Cikaniki oleh penambang tanpa ijin ± 4,8 ton (Halimah 2002). Tingkat pencemaran logam merkuri di sedimen bantaran Sungai Cikaniki relatif tinggi dengan kisaran konsentrasi antara 3,80 – 9,01 ppm, sedangkan konsentrasi merkuri yang terlarut di badan air Sungai Cikaniki berkisar antara 1,1 – 11,4 ppb (Yoga et al. 2009).
Kerusakan jaringan pada insang dan/atau perut bagian tengah (midgut) yang terjadi karena adanya akumulasi merkuri di dalam tubuh insekta air trichoptera dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada insekta air tersebut yang pada akhirnya akan menurunkan kemampuan biota tersebut untuk mempertahankan produksi biomassanya dan akhirnya mengancam kelangsungan hidupnya. Sejauh ini belum ada penelitian yang mengamati kerusakan-kerusakan pada tingkat jaringan dan morfologi trichoptera, yang disebabkan oleh adanya pencemaran merkuri di daerah tropis, terutama di Sungai Cikaniki. Memahami respon yang terjadi pada tingkat jaringan, fisiologi, sampai dengan populasi terhadap paparan merkuri sangat penting untuk membuktikan adanya hubungan sebab akibat (cause and effect) serta gangguan fungsional yang terjadi pada populasi insekta air tersebut.
1.4. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah (1) menganalisis dampak pencemaran merkuri terhadap kerusakan jaringan insang dan usus bagian tengah (midgut), dan (2) mengkuantifikasi pengaruh pencemaran merkuri terhadap produksi sekunder jenis insekta air tersebut. Penelitian ini bermanfaat untuk memprediksi dampak aktivitas penambangan emas tanpa ijin (PETI) di Daerah Aliran Sungai Cikaniki terhadap keberlanjutan sumberdaya perairan di sungai tersebut.
1.5. Perumusan Hipotesa
Konsentrasi merkuri terlarut di Sungai Cikaniki yang tinggi, mencapai 1,1 – 11,4 ppb di air dan 3,80 – 9,01 ppm di sedimen, dapat menyebabkan bioakumulasi logam berat merkuri pada bagian-bagian tubuh larva trichoptera sehingga dapat menyebabkan kerusakan sel, perubahan morfologi, serta terganggunya produksi sekunder larva trichoptera.
1.6. Novelty
Informasi mengenai tingkat kerusakan jaringan insang dan midgut
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Merkuri di Perairan
Siklus merkuri di lingkungan perairan adalah proses yang kompleks yang melibatkan transformasi kimiawi, biologis dan fisika, termasuk metilasi secara biotik dan abiotik, demetilasi, volatilisasi, fotoreduksi, fotooksidasi dan adsorpsi, banyak jalur pemaparan dan reaksi yang akan sangat tergantung pada input merkuri yang memasuki perairan, komposisi fisika-kimia sistem perairan dan taraf metabolisme berbagai biota yang ada di perairan tersebut (Hines & Brezonik 2007). Garis besar siklus merkuri di lingkungan perairan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Siklus merkuri di lingkungan perairan. (diterjemahkan dari: USGS, 1995)
Sumber pencemaran mercuri di perairan antara lain adalah peleburan logam, pembakaran batubara pada pembangkit listrik tenaga batubara, tempat pembakaran sampah (termasuk limbah rumah sakit), pembakaran batubara dan bahan bakar fosil lainnya, serta pabrik semen (CCME, 2003; Chen et al. 2009), fungisida dalam pertanian (Schimtz, 1996), pembuatan dan pembuangan alat-alat listrik dan elektronik, seperti layar LCD, lampu, kabel, saklar listrik dan baterai (Wong et al. 2006)
7
2.2. Toksisitas Merkuri terhadap Biota Air
Merkuri dalam berbagai bentuknya menyebabkan pengaruh toksik yang selektif pada organ biota air. Merkuri anorganik cenderung menyebabkan
nephrotoxicity, toksisitas pada sistem ekskresi (ginjal), sedangkan merkuri organik, seperti metil merkuri, cenderung menyebabkan toksisitas pada sistem syaraf, neurotoxicity, terutama pada sistem syaraf pusat (Bolsterli 2007).
Pada tingkat molekuler, merkuri memiliki kemampuan untuk berikatan dengan gugus thiol (sulfhydryl, -SH) pada asam amino seperti metalothionein (Roesijadi 1992) maupun protein-protein pengikat logam (Luoma & Carter 1991) lainnya dan membentuk ikatan kompleks. Ikatan kompleks tersebut akan tersirkulasi ke dalam darah, sehingga dapat mencapai organ ginjal, maupun sistem syaraf pusat. Sesampainya di organ target, ikatan kompleks tersebut akan membentuk kompleks Hg-disistein (Cys-Hg-Cys) yang sangat menyerupai gugus asam amino endogenus, sistein (Cys-Cys). Kompleks Hg-disistein (Cys-Hg-Cys) selanjutnya akan masuk ke dalam sel melalui sistem transportasi selektif. Sesampainya di dalam sel, ikatan kompleks tersebut akan terurai, dan menimbulkan pengaruh toksik pada sel (Bolsterli 2007) seperti kerusakan pada lisosom, perubahan sel-sel epitel dan atropi pada sel (Luoma & Carter 1991).
Pengaruh toksisitas bahan pencemar terhadap biota perairan biasa dinyatakan sebagai lethal (akut), yaitu akibat-akibat yang timbul pada waktu kurang dari 96 jam atau sublethal (kronis), yaitu akibat-akibat yang timbul pada waktu lebih lama. Sifat toksik yang lethal dan sublethal dapat menimbulkan efek genetik maupun teratogenik terhadap biota yang bersangkutan.
Pada perairan tawar, konsentrasi toksisitas akut (LC50 selama 24-96 jam) merkuri anorganik terhadap biota avertebrata berkisar antara 5 sampai 5600 g Hg/L, sedangkan terhadap ikan berkisar antara 150 sampai 900 g Hg/L (CCME, 2002). Pada uji toksisitas kronik (berkisar antara 7 sampai 21 hari), biota avertebrata memiliki sensitivitas terhadap merkuri yang sama dengan ikan. Konsentrasi merkuri anorganik yang menimbulkan efek (Effect Concentration, EC50) pada avertebrata berkisar antara 1,28 sampai 12,0 g Hg/L. Pada ikan, nilai kronik untuk merkuri anorganik berkisar antara 0,26 sampai > 64 g Hg/L (Niimi & Kissoon 1994; Snarski & Olson 1982).
Penyebaran merkuri sebagian besar melalui bahan makanan. Pengaruh kronik/sublethal merkuri pada biota air dilaporkan menyebabkan penurunan kemampuan mencari makan, ketidakmampuan menghindari pemangsa, penurunan kemampuan berkembang biak, penurunan pertumbuhan dan penyimpangan tingkah laku (Desrosiers et al. 2006).
2.3. Bioakumulasi Merkuri
Proses masuknya merkuri dari lingkungan perairan pada biota air melalui dua jalur pemaparan, yaitu respirasi dan pencernaan/trofik (Boudou & Ribeyre 1997 ; Roesijadi 1992). Merkuri yang dapat diserap oleh insang adalah merkuri dalam bentuk terlarut (Roesijadi 1992). Di insang, merkuri memasuki tubuh biota air berbagai proses transport yang terjadi lamela insang. Menurut Bolsterli (2007), merkuri dapat masuk ke dalam sel melalui Ca2+ channel karena merkuri menyerupai ion Ca2+ sehingga berkompetisi dengan ion tersebut untuk memasuki
berikatan dengan sulfur akan berikatan dengan makromolekul (DNA, asam amino, protein) yang mengandung gugus thiol seperti misalnya gluthathione, cysteine, metallothionein, homocystein, N-acetylcystein, albumin dan protein-protein lainnya (Lushchak 2008). Bila konsentrasi merkuri yang terdapat di insang melebihi kapasitas insang dalam mengikat logam tersebut, maka merkuri dapat memasuki sirkulasi peredaran darah melalui pembuluh-pembuluh darah kapiler yang banyak terdapat pada insang. Merkuri akan dibawa dari insang oleh darah ke seluruh tubuh.
Jalur pemaparan kedua adalah melalui saluran pencernaan. Merkuri yang masuk ke dalam saluran pencernaan pada umumnya berupa merkuri yang berikatan dengan bahan organik seperti makanan dan bahan organik dari sedimen. Merkuri yang sampai pada saluran pencernaan akan diserap melalui mekanisme transport epitelial di usus. Merkuri yang ditelan bersama dengan makanan pertama kali akan berikatan dengan sel-sel kelenjar pencernaan, baru kemudian didistribusikan ke organ-organ yang lainnya. Plasma protein merupakan alat transportasi antar organ yang penting bagi merkuri (Roesijadi 1992). Darah atau hemolimf mempunyai peranan yang penting bagi transportasi logam berat antar organ/jaringan. Merkuri, dari saluran pencernaan, kemudian akan dibawa oleh darah/hemolimph menuju hati atau hepatopankreas. Hati atau hepatopankreas merupakan organ yang penting bagi proses akumulasi, detoksifikasi maupun depurasi karena organ tersebut berperan besar dalam metabolisme protein, asam lemak, karbohidrat, fagositosis partikel-partikel asing, akumulasi lemak, sekresi pigmen bilirubin dan ekskresi debris (Amaral et al. 2006).
Merkuri mudah sekali terakumulasi pada biota perairan, terutama ikan dan kerang-kerangan, sehingga pemerintah Amerika Serikat menerbitkan peraturan pembatasan konsumsi ikan bagi para ibu yang sedang berencana untuk hamil, para ibu yang sedang hamil, para ibu yang sedang menyusui dan anak-anak yang masih mengalami perkembangan system syaraf (USEPA 2004). Merkuri anorganik (tidak termasuk unsur merkuri) dan metil merkuri memiliki reaksi yang kuat terhadap ligan-ligan intraseluler sehingga menyebabkan daya akumulasi yang kuat dalam biota perairan. Penyerapan dan akumulasi merkuri pada biota perairan sangat dipengaruhi oleh jenis merkuri yang ada di perairan, di mana spesies merkuri yang netral (seperti HgCl20 and CH3HgCl0) terserap lebih efisien dibandingkan spesies merkuri yang bermuatan seperti HgCl3- CH3Hg+ (Mason et
al. 1996).
Lasut et al. (2009) melaporkan bahwa pencemaran merkuri di Teluk Buyat, Sulawesi Utara telah menyebabkan bioakumulasi merkuri pada biota-biota
9
2.4. Larva Trichoptera sebagai Biota Model Ekotoksikologi
Trichoptera adalah insekta dengan metamorfosis yang lengkap, di mana larvanya berkembang melalui lima tahap instar. Trichoptera secara ekologis berperan sebagai pengurai bahan-bahan organik dan sebagai sumber pakan bagi ikan dan burung-burung. Kegunaan trichoptera untuk memantau kondisi perairan didasarkan pada distribusinya yang luas di berbagai perairan, terutama perairan mengalir, dan kemudahannya dikultur pada kondisi laboratorium (Greve et al. 1998).
Pengamatan di lapangan mengindikasikan bahwa beberapa jenis avertebrata seperti larva Ephemeroptera, larva trichoptera dan larva Plecoptera memiliki sensitivitas yang lebih tinggi terhadap pencemaran di perairan bila dibandingkan dengan jenis avertebrata yang lainnya. Oleh karenanya ketiga jenis avertebrata tersebut secara luas digunakan untuk pemantauan kondisi biologis di perairan(Rosenberg & Resh 1993).
Uji toksisitas standar dengan menggunakan beberapa jenis larva trichoptera telah dikembangkan, dan telah terbukti sensitivitasnya terhadap tembaga (Cu) dan insektisida Diazinon (Greve et al. 1998; Van der Geest et al. 1999 ; van der Geest et al. 2000). Van der Geest menguji sensitivitas dua jenis larva trichoptera yaitu Hydropsyche angutipennis (Van der Geest et al. 1999)dan
Cyrnus trimaculatus (Van der Geest et al. 2000). Nilai LC50 kedua larva trichoptera tersebut terhadap diazinon dan tembaga (Cu) pada pemaparan 96 jam dapat dilihat pada Tabel 1. Kedua larva trichoptera tersebut lebih sensitif terhadap insektisida diazinon dibandingkan pada logam berat, seperti tembaga. Tabel 1 Nilai LC50 96 jam dua jenis larva trichoptera Cyrnus trimaculatus dan
Hydropsyche angutipennis
Toksikan Konsentrasi (µg/L) LC50 96 jam
Cyrnus trimaculatusa Hydropsyche angutipennisb
Tembaga (Cu) 759 (402 – 1433) 350 (257 – 478)
Diazinon 1,1 (0,7 – 1,7) 1,3 (1,2 – 1,5)
Sumber : a van der Geest et al. (2000) ; b van der Geest et al. (1999)
Lebih lanjut bila dibandingkan dengan biota-biota akuatik lainnya yang pernah diuji toksisitasnya maka kedua trichoptera tersebut cukup sensitif terhadap tembaga (Gambar 3) dan diazinon (Gambar 4). C. trimaculatus dan H. angutipennis cukup sensitif terhadap logam tembaga (Cu), hal tersebut ditunjukkan dengan nilai LC50 kedua trichoptera tersebut berada di pertengahan nilai-nilai LC50 biota akuatik lainnya.
Gambar 3 Toksisitas akut logam Cu terhadap beberapa taksa biota akuatik. Tanda panah menunjukkan posisi dua jenis Trichoptera, Cyrnus trimaculatus
dan Hydropsyche angutipennis (Sumber: van der Geest et al. 2000)
Gambar 4 Toksisitas akut diazinon terhadap beberapa taksa biota akuatik. Tanda panah menunjukkan posisi dua jenis Trichoptera, Cyrnus trimaculatus
11
2.5. Histopatologi
Histopatologi saat ini sudah menjadi alat standar pada penelitian-penelitian toksikologi akuatik. Toksisitas bahan pencemar pada tingkat selular, jaringan dan organ yang dianalisis dengan teknik histopatologi selama ini terfokus pada pengembangan teknik-teknik histopatologi, keunggulan teknik tersebut, dan pengembangan biomarker yang dapat digunakan untuk mendeteksi dampak pencemaran pada tingkat jaringan dan organ pada penelitian-penelitian di laboratorium serta relevansinya pada penelitian di lapangan (Hinton 1994).
Perubahan yang ditimbulkan akibat masuknya bahan pencemar pada tubuh ikan terutama pada organ pernafasan (insang) dan perut bagian tengah (midgut), dapat diamati secara histopatologi. Histologi adalah cabang ilmu biologi yang mempelajari tentang jaringan. Dengan menggunakan teknik histologi memungkinkan untuk mengamati pengaruh toksikan pada tingkatan sel dan jaringan secara visual (Peters et al. 2005).
2.5.1. Insang
Insang adalah organ pernapasan utama pada umumnya hewan air. Epithelium insang adalah lokasi utama terjadinya pertukaran gas, pengaturan keseimbangan asam basa, dan regulasi ion. Oleh karena itu, jika hewan air dipapar pada lingkungan yang tercemar, akan membahayakan fungsi utama dari organ pernafasan tersebut (Connel & Miller 1995).
Di antara larva serangga air, terdapat dua jenis struktur insang yang telah diketahui dengan cukup baik yaitu, insang trakea (tracheal gill) dan insang darah (blood gill). Istilah insang trakea diterapkan pada filamen dengan saluran trakea yang banyak dan rongga darah yang sangat kecil, struktur ini biasa ditemukan pada serangga seperti Ephemeroptera dan Trichoptera. Insang darah dibatasi hanya untuk organ yang memiliki lumen luas tetapi trakeanya kurang berkembang atau sama sekali tidak ada, insang ventral dan anal Chironomus (Thorpe 1933). Pertukaran gas dalam sistem trakea terutama dipengaruhi oleh difusi dan dimodifikasi oleh pembukaan dan penutupan spirakel, yang berfungsi mengontrol difusi (Wigglesworth 1931).
Pengaruh logam berat Pb terhadap kerusakan jaringan insang ikan bandeng (Chanos chanos Forskal) diteliti oleh Siahaan (2003). Kerusakan jaringan insang pada ikan tersebut meliputi nekrosis, hipertropi, fusi lamella dan degenerasi jaringan ikat. Kerusakan insang tidak teramati pada ikan petek (Leiognathus equulus) di perairan Ancol yang terkontaminasi merkuri, namun demikian nekrosis terjadi pada organ hati (Riani 2010).
2.5.2. Saluran Pencernaan
Saluran pencernaan serangga pada umumnya berbentuk tabung. Normalnya berbentuk lurus atau melingkar-lingkar dan memanjang dari mulai mulut sampai dengan anus. Saluran pencernaan serangga terdiri tiga bagian utama yaitu perut depan (stomodaeum atau foregut), perut tengah (mesenteron atau midgut), dan perut belakang (proctodaeum atau hindgut) (Snodgrass 1993, Wanderley-Teixeira
et al. 2006). Gambar 5 mengilustrasikan ketiga bagian utama saluran pencernaan pada serangga.
Gambar 5 Bagian-bagian saluran pencernaan serangga mulai dari bagian depan sampai dengan bagian belakang (Snodgrass 1993).
Perut bagian tengah memanjang mulai dari gastric caeca, sampai dengan sebelum tubulus malphigi. Di antara keduanya adalah ventriculus, yang merupakan daerah yang paling aktif dalam pencernaan. Gastric caeca berfungsi untuk menambah luas permukaan usus bagian tengah, sehingga meningkat kemampuannya untuk mengeluarkan enzim pencernaan dan mengekstrak produk yang bermanfaat dari makanan yang sedang dicerna. Perut bagian tengah tersebut dilapisi oleh membran semipermeabel yang terdiri dari protein dan kitin, seperti kutikula, yang memungkinkan terjadinya aliran cairan dan larutnya zat-zat di dalam usus pertengahan (Snodgrass 1993). Perut bagian tengah serangga secara umum dibentuk oleh lapisan sel tunggal yang bagian apikal biasanya berorientasi pada lumen dan bagian basal dibentuk oleh lamina basal (Ferreira et al. 2008).
Epitel perut bagian tengah dari arthropoda air merupakan sistem organ penting dan relevan secara toksikologis untuk pemantauan pencemaran lingkungan. Matriks atau membran peritrofik pada arthropoda air, yang disekresikan oleh sel-sel epitel perut bagian tengah, terganggu fungsinya oleh logam berat seperti tembaga atau kadmium (Beaty et al. 2002). Fungsi membran peritrofik antara lain adalah sebagai pelindung bagi epitel perut bagian tengah terhadap proses pencernaan secara mekanik, dan pembentukan pembatas fisik untuk melawan infestasi oleh mikroorganisme (Malaspina & da Silva-Zacarin 2006).
Sel-13
sel kolumnar bertanggung jawab dalam produksi dan sekresi enzim pencernaan dan penyerapan zat yang dicerna serta air, sedangkan sel-sel regeneratif ditemukan di dasar epitel dan menggantikan sel-sel kolumnar yang hilang karena abrasi dan penuaan sel, yang mana pada penggantian ini melibatkan pembagian dan diferensiasi sel regeneratif (Malaspina & da Silva-Zacarin 2006).
2.6. Produktivitas Sekunder
Produksi sekunder secara umum didefinisikan sebagai pembentukan biomassa heterotrofik sejalan dengan pertambahan waktu. Produksi sekunder tahunan merupakan jumlah dari biomassa total yang diproduksi oleh sebuah populasi selama satu tahun. Kondisi ini termasuk produksi yang tersisa pada akhir tahun dan semua produksi yang hilang selama periode tersebut. Hilangnya produksi ini termasuk kematian (misalnya oleh penyakit, parasitisme, kanibalisme, predasi), hilangnya jaringan yang tersisa (misalnya oleh molting, kelaparan), dan emigrasi. Satuan dari produksi sekunder dapat berupa: Kcal.m -2
/tahun atau KJ/m2/tahun (satuan energi), berat kering/ berat kering bebas abu, atau unit karbon seperti pada studi produktivitas primer. Standar konversi dari masing-masing satuan pada umumnya adalah: 1 gr berat kering ≈ 6 gr berat basah ≈ 0,9 gr berat kering bebas abu ≈ 0,5 gr C ≈ 5 Kcal ≈21 KJ (Benke dan Huryn 2007). Produksi sekunder dapat menyediakan informasi gabungan pada pertumbuhan individu dan keberlangsungan hidup populasi dan dianggap mewakili jumlah energi yang tersedia untuk tingkatan trofik yang lebih tinggi (Jin dan Ward 2007). Oleh sebab itu produksi sekunder seringkali dikaitkan dengan teori bioenergetik. Pada teori tersebut biasanya dibahas transformasi energi di dalam dan di antara organisme, yang difokuskan pada aliran energi di antara spesies melalui konsumsi sepanjang rantai makanan (Benke 2010).
Teknik non kohort digunakan ketika sejarah kehidupan sebuah populasi bersifat lebih kompleks atau tidak mengikuti sebagai kohort dari data lapangan. Metode tersebut membutuhkan independensi dari waktu perkembangan atau laju pertumbuhan biomassa. Salah satu metode yang umum digunakan pada teknik non kohort adalah metode frekwensi-ukuran (size frequency method) yang sebelumnya dikenal sebagai metode Hynes & Coleman (1968). Metode tersebut mengasumsikan sebuah rerata distribusi frekuensi-ukuran yang ditentukan dari sampel yang dikumpulkan sepanjang tahun mengikuti suatu kurva mortalitas untuk sebuah rata-rata kohort. Benke (1979) telah melakukan koreksi dari metode Hynes & Coleman (1968) dengan cara mengalikan nilai produksi yang telah dihasilkan dengan sebuah faktor koreksi yaitu 365/CPI (cohort production interval) ketika hewan tersebut memiliki waktu generasi yang lebih dari sekali bereproduksi dalam jangka waktu satu tahun (multivoltine). CPI umumnya ditetapkan dari rerata waktu (dalam hari) yang dibutuhkan dari mulai menetas hingga mencapai ukuran akhir. Kadangkala faktor koreksi tersebut menggunakan bulan dibandingkan dengan menggunakan hari yang rumusnya adalah sebagai berikut: 12/CPI (Benke & Huryn 2007).
2.7 Penilaian Resiko Ekologis
Penilaian resiko ekologis adalah sebuah proses sistematik mengevaluasi yang menjelaskan dan mengkuantifikasi kemungkinan terjadinya dampak ekologis (bukan pada manusia) yang merugikan sebagai akibat dari terjadinya pemaparan sebuah stressor, atau lebih (USEPA 1992). Stressor di sini didefinisikan sebagai berbagai bentuk benda baik yang bersifat kimiawi, biologis maupun fisik yang dapat menimbulkan respon buruk terhadap komponen ekologi baik individu, populasi, komunitas, maupun ekosistem. Secara umum penilaian resiko ekologis terdiri dari empat komponen dasar, yaitu: identifikasi bahaya, penilaian pemaparan/pajanan, penilaian dampak ekologis, dan terakhir adalah karakterisasi resiko (NRC 1993).
Identifikasi bahaya (NRC 1993) dan formulasi masalah (USEPA 1998) adalah istilah yang digunakan untuk mendeskripsikan proses dalam mengidentifikasi dan mendefinisikan bahaya yang akan diuji. Sedangkan formulasi masalah adalah proses perencanaan dan pengumpulan informasi secara sistematik yang ditujukan untuk menentukan cakupan yang akan dilaksanakan pada penilaian resiko ekologis (Hill et al. 2000). Hasil akhir dari formulasi masalah adalah model konseptual yang mengidentifikasi dan mengkarakterisasi awal ekosistem, stressor yang dicurigai menjadi penyebab masalah, sumber-sumber daya ekologis yang akan dievaluasi, data-data yang diperlukan, serta metoda dan analisis yang diperlukan (Mount and Henry 2008).
Pada tahap penilaian pajanan dilakukan pengumpulan dan analisis data serta informasi untuk mengkuantifikasi konsentrasi pajanan yang relevan bagi sumberdaya-sumberdaya ekologi pada daerah yang tercemar.
Menurut Mount and Henry (2008), karakterisasi komponen pajanan terdiri dari :
15
dan komponen-komponennya pada titik-titik potensial yang memungkinkan terjadinya kontak dengan reseptor-reseptor.
Analisis pajanan – yaitu suatu suatu proses mengestimasi distribusi spasial dan temporal pajanan bahan-bahan pencemar.
Profil pajanan – yaitu sebuah ringkasan yang memuat hasil-hasil analisis pajanan.
Penilaian dampak ekologis adalah fase pengumpulan dan analisis data untuk menentukan konsentrasi pajanan atau laju pajanan yang tidak menimbulkan pengaruh yang menyebabkan kerusakan ekologis, atau mengkarakterisasi ada atau tidaknya dampak buruk yang ditimbulkan oleh bahan pencemar terhadap sumberdaya-sumberdaya ekologis di suatu tempat.
Karakterisasi komponen-komponen dampak ekologis menurut Mount & Henry (2008) terdiri atas :
Pengukuran dampak – Hasil dari pengukuran atau pengamatan yang dilakukan terhadap dampak yang terjadi akibat adanya pencemaran yang disebabkan bahan toksikan tertentu tersebut akan menentukan tindakan selanjutnya dalam menilai dampak pencemaran tersebut pada berbagai variasi pajanan.
Analisis respon ekologi – Yaitu merupakan suatu analisis kuantifikasi data-data dampak yang ditimbulkan oleh pencemaran bahan toksikan. Profil stressor-respon – Analisis respon komponen-komponen ekologis yang secara spesifik berkaitan dengan penjelasan hubungan antara besaran dan durasi pajanan dan dampak-dampak yang ditimbulkannya.
Estimasi resiko – Yaitu sebuah proses yang memakai data-data yang dihasilkan dari analisis pajanan untuk membuat parameter dan menerapkankan model pajanan – respon (exposure – response model) dan mengestimasi resiko beserta analisis kemungkinan kejadiannya.
III. METODE PENELITIAN
3.1. Metode Penelitian
Metoda penelitian yang digunakan adalah penelitian deskripsi-analitik. Dasar pendekatan sistematik penelitian adalah keterkaitan/korelasi antara pencemaran logam berat merkuri yang ada di perairan dengan kerusakan jaringan, dan produksi sekunder insekta air tersebut di Sungai Cikaniki, Kabupaten Bogor Jawa Barat. Penelitian ini terbagi atas dua bagian, bagian pertama, yaitu penelitian di lapangan yang terutama ditujukan untuk melihat pengaruh pencemaran merkuri terhadap produksi sekunder trichoptera. Bagian kedua adalah uji toksisitas merkuri terhadap trichoptera yang dilakukan di laboratorium untuk mengetahui hubungan antara tingkat pemaparan merkuri dengan kerusakan jaringan yang dihasilkannya.
3.2. Waktu dan Lokasi Penelitian
3.2.1. Waktu
Penelitian ini dilaksanakan selama sepuluh bulan dari bulan Januari 2012 sampai dengan Oktober 2012. Pengambilan sampel di lokasi pengamatan dilakukan setiap bulan selama 10 bulan secara berkala (time series).
3.2.2. Lokasi Penelitian
17
Tabel 2 Deskripsi lokasi pengambilan sampel No.
Stasiun
Nama Lokasi
Koordinat Keterangan
1 Cikulu
wung
6° 41’ 43,9” LS 106° 40’ 25,4” BT
Daerah rujukan yang merupakan kawasan konservasi, dan tidak ada aktivitas pengolahan emas rakyat 2 Cisarua 6° 38’ 15,16” LS
106° 33’ 39,7” BT Merupakan daerah pengolahan emas rakyat yang berada di bantaran sungai
3 Curug
Bitung
6° 37’ 1,7” LS
106° 32’ 31,4” BT Merupakan daerah pengolahan emas rakyat yang berada pada di bantaran sungai dan di tengah sungai
4 Lukut 6° 34’ 47,85” LS
106° 32’ 51,56” BT Merupakan bagian paling hilir dan tidak terlihat adanya pengolahan emas.
Gambar 6 Lokasi pengambilan sampel 3.3. Penelitian Lapangan
3.3.1. Pengambilan Sampel Air
3.3.2. Pengambilan Sampel Biota
Pengambilan sampel larva trichoptera dilakukan dengan menggunakan alat surber dengan luas bukaan 30 x 30 cm2 dan lebar mata jaring 0,2 mm, dengan lima kali ulangan pada masing-masing lokasi pengambilan sampel. Sampel yang terkumpul kemudian dimasukkan ke dalam kantung plastik dan diberi pengawet formalin 10%. Di laboratorium, penyortiran sampel dilakukan di bawah mikroskop stereo dengan pembesaran 10-45 kali. Hewan yang telah disortir diawet dengan alkohol 70%. Pada analisis histologi, larva trichoptera dengan ukuran panjang 0,75 – 1,5 cm diawet dengan menggunakan alkohol 70%.
3.3.3. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia Air di Lapangan
Pengukuran oksigen terlarut, pH, padatan terlarut total, konduktivitas, suhu air, dan oksigen terlarut dilakukan secara langsung di lapangan dengan menggunakan alat water quality checker (WQC) yang telah dikalibrasi sebelumnya
3.4. Pengujian di Laboratorium
3.4.1. Pengukuran Parameter Fisika dan Kimia Air
Bahan organik total (TOM)
Analisis TOM menggunakan metode titrasi (APHA 1995). Sebanyak 100 ml sampel air ditambah dengan 5 ml larutan H2SO4 4 N dan dipanaskan hingga hampir mendidih. Larutan kemudian ditambah dengan 10 ml KMnO4 0,01 N dan dipanaskan selama 10 menit. Larutan ditambah dengan asam oksalat 0,01 N dan dititrasi dengan larutan KMnO4 0,01 N.
Total padatan tersuspensi (TSS)
Analisis padatan tersuspensi di air menggunakan metode gravimetri (APHA 1995). Sebanyak 100-200 ml sampel air disaring dengan menggunakan kertas saring GF/A. Kertas saring dikeringkan dalam oven yang bersuhu 105°C selama 2 jam. Kertas saring kemudian dipindah dalam desikator selama 24 jam dan dilakukan penimbangan.
Penetapan Konsentrasi Merkuri dalam sampel Air dan Biota Uji
Sampel air diambil sebanyak 1 liter dari setiap stasiun pengamatan. Analisis logam merkuri dalam sampel air dilakukan menurut Smoley (1992). Konsentrasi merkuri diukur dengan menggunakan alat Mercury Analyzer Hiranuma Hg-300. Alat ini pada dasarnya adalah spektrofotometer serapan atom uap dingin. Alat ini paling banyak digunakan untuk analisis kuantitatif merkuri dalam jumlah kecil dalam berbagai jenis sampel atau bahan (Silva 2006). Titik didih yang relatif rendah dan sifat yang mudah menguap menyebabkan raksa memungkinkan untuk diukur tanpa melibatkan penggunaan energi panas atau pemanasan elektrotermal (Chen 2008).
19
bebas, maka sebagian cahaya tersebut akan diserap dan intensitas penyerapan akan berbanding lurus dengan banyaknya atom bebas logam yang berada pada sel. Pada analisis merkuri, gas merkuri yang terbentuk dari reaksi reduksi didorong oleh gas argon masuk ke cell quartz yang akan disinari lampu katoda dengan panjang gelombang 253,7 nm untuk mengetahui absorbannya (Silva 2006)
Analisis logam merkuri pada sampel biota trichoptera dilakukan berdasarkan Akagi dan Nishimura (1991) dan dianalisis dengan mercury analyzer
HG-300.
Penetapan nilai alkalinitas
Penetapan nilai alkalinitas dilakukan dengan metoda titrimetri berdasarkan APHA (1995). Alkalinitas total dihitung sebagai berikut:
Alkalinitas Total (mg ekivalen/L) = x 1000 Penetapan nilai kesadahan
Penetapan nilai kesadahan dilakukan dengan metoda titrimetri berdasarkan APHA (1995). Kesadahan total dihitung sebagai berikut:
Kesadahan Total (mg CaCO3/L) =
3.4.2. Uji Toksisitas
Uji toksisitas dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi merkuri yang terlarut di perairan terhadap jaringan larva trichoptera pada tingkat jaringan. Larva trichoptera diambil dari lokasi yang tidak tercemar, kemudian diaklimatisasi pada kondisi laboratorium selama dua sampai minggu bulan. Uji toksisitas dilakukan berdasarkan metoda uji toksisitas larva trichoptera
Hydropsyche angustipennis (van der Geest et al. 1999). Uji toksisitas dilakukan dalam dua tahap. Uji pendahuluan lalu dilanjutkan uji toksisitas definitif.
Uji Pendahuluan
Uji Definitif
Uji definitif dilakukan untuk menentukan nilai LC50, yaitu konsentrasi yang menyebabkan kematian biota uji sebesar 50% dari yang diujikan. Uji definitif dilakukan terhadap lima konsentrasi uji yang berada di antara konsentrasi ambang atas dan ambang bawah, serta kontrol (USEPA 2002).
Jumlah hewan uji yang digunakan pada uji definitif adalah 10 ekor (USEPA 2002). Biota uji dipaparkan terhadap larutan merkuri di dalam gelas beaker berukuran 250 ml dengan volume larutan uji 100 ml tanpa diberi makan. Kematian hewan uji diamati pada periode 24 jam dan 48 jam (van der Geest et al. 1999). Pada akhir pengujian, jumlah dan proporsi kematian di setiap perlakuan dicatat untuk kemudian dihitung LC50 nya.
3.4.3. Analisis Histologi
Pengambilan insang trakea dan usus dari tubuh serangga air dilakukan dengan menggunakan pisau bedah dan pinset. Potongan tersebut dicuci sampai bersih dengan menggunakan larutan NaCl fisiologis dan selanjutnya diawetkan dalam larutan pengawet dan diisi ke dalam wadah bekas rol film.
Insang trakea trichoptera kemudian diletakkan pada gelas obyek, kemudian ditetesi oleh larutan CMCP 10 untuk menjernihkan (clearing) preparat dan tutup dengan cover glass. Preparat lalu dipanaskan pada suhu 50°C selama 30 menit sebelum diamati di bawah mikroskop dengan pembesaran 400x.
Kerusakan jaringan yang diakibatkan oleh merkuri diamati melalui preparat histologis terhadap organ usus. Metode yang digunakan adalah metode histoteknik, dengan tahapan kerja sebagai berikut: 1). fiksasi, yaitu Proses pengawetan dilakukan agar tidak terjadi perubahan post-mortem (pasca kematian) pada jaringan. 2). dehidrasi, untuk mencegah terjadinya pengerutan. 3). penjernihan, untuk menghasilkan preparat jaringan yang lebih transparan dan berwarna lebih gelap. 4). infiltrasi, yaitu perendaman dalam secara bertingkat pada suhu 60°C (parafin keras). 5).penanaman organ ke dalam parafin, 6). proses pemotongan, dengan menggunakan mikrotom. Ketebalan jaringan ditetapkan setebal 5 mikron. 7). penempelan sayatan pada gelas obyek, deparafinasi dan pewarnaan dengan menggunakan pewarnaan Hematoksilin-Eosin.
Luas penampang usus diamati di bawah mikroskop yang terhubung dengan kamera digital. Penampang usus kemudian diambil gambarnya pada pembesaran 400x. Gambar penampang usus tersebut kemudian diukur luasnya dengan menggunakan perangkat lunak ImageJ.
3.4.4. Pengukuran Produksi Sekunder
21
kepadatan instar larva pertama sampai dengan ketiga tidak mungkin lebih rendah dibandingkan kepadatan instar larva sesudahnya (Benke & Wallace1980).
Pengukuran produksi sekunder dilakukan dengan cara mengukur lebar kepala dan menimbang berat kering dari seluruh individu yang diperoleh setiap kali pengambilan sampel. Pengukuran lebar kepala dari larva trichoptera dengan menggunakan mikrometer okuler dalam sebuah mikroskop cahaya. Penentuan biomassa larva dilakukan berdasarkan metode Alexander & Smock (2005), yaitu larva trichoptera dikeringkan menggunakan oven pada suhu 60°C selama 24 jam. Larva kemudian ditimbang menggunakan timbangan analitik. Bila berat larva terlalu kecil yaitu kurang dari batas deteksi alat timbangan, maka dilakukan pendekatan dengan menggunakan statistik regresi power yang menghubungkan lebar kepala dengan berat dengan rumus dari Jin & Ward (2007) sebagai berikut:
DM = aHWb Keterangan :
DM = berat kering (mg), a = intercept, b = slope, dan HW = Lebar kepala (mm) 3.5. Analisa Data
3.5.1. Perhitungan Parameter Toksisitas Akut
Perhitungan toksisitas akut dilakukan untuk mendapatkan nilai LC50, yaitu nilai konsentrasi toksikan yang menyebabkan kematian 50% hewan uji. Nilai LC50 dihitung dengan menggunakan metoda probit (USEPA 2002), yaitu dengan cara mengkorelasikan proporsi kematian hewan uji di akhir pengujian terhadap nilai logaritma konsentrasi merkuri yang diujikan pada kertas semi log. Penentuan nilai LC50 dihitung dengan bantuan perangkat lunak EPA Probit analysis versi 1.5. Nilai konsentrasi yang aman bagi lingkungan dihitung dari nilai LC50 yang dikalikan dengan nilai faktor aplikasi 0,001 untuk bahan-bahan pencemar yang persisten seperti logam berat (Frias-Espericuetas et al. 2008).
3.5.2. Uji Beda Nyata pada Penghitaman Insang
Uji beda nyata Dunnet digunakan untuk mengetahui perbedaan persentase penghitaman insang antara lokasi rujukan (reference site), Cikuluwung, dengan lokasi pengamatan yang tercemar merkuri. Beda nyata ditentukan pada taraf nyata 0,05.
3.5.3. Perhitungan Produksi Sekunder
Analisis produksi sekunder dilakukan dengan menggunakan metode frekwensi-ukuran (size-frequency method) seperti yang dijelaskan dalam Benke & Huryn (2007). Produksi sekunder dari larva trichoptera dihitung dengan menggunakan rumus :
x ΔN x I
3.5.4. Perhitungan Resiko Ekologis
Perhitungan resiko ekologis dilakukan dengan menggunakan metoda
Hazard Quotient (HQ). HQ dihitung dengan cara membandingkan nilai konsentrasi bahan pencemar di lingkungan (Probable Effect Concentration, PEC) dengan nilai standar bahan pencemar tersebut yang tidak menimbulkan damapak negatif (Predicted No Effect Concentration, PNEC). Pada penelitian ini nilai PEC merupakan konsentrasi merkuri terlarut pada masing-masing stasiun yang didapat setiap bulan pengamatan. Nilai PNEC yang digunakan pada penelitian ini adalah nilai konsentrasi aman merkuri bagi larva trichoptera yang didapat dari uji toksisitas akut. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Konsentrasi Merkuri di Air dan Biota
Konsentrasi rata-rata merkuri terlarut, partikulat maupun yang terakumulasi pada trichoptera di Cikuluwung jauh lebih rendah apabila dibandingkan dengan konsentrasi merkuri di ketiga lokasi lainnya yang mengalami pencemaran merkuri yang berasal dari penambangan emas rakyat. Secara umum pola konsentrasi merkuri terlarut dan partikulat di Sungai Cikaniki mengalami peningkatan pada bulan Januari – Maret, kemudian menurun pada bulan Mei dan Juni, setelah itu meningkat lagi pada bulan Juli sampai dengan Oktober (Gambar 7). Konsentrasi merkuri terlarut tertinggi ditemukan di Cisarua pada bulan April (5,78 µg/l) dan di Curug Bitung pada bulan September (5,46 µg/l), sedangkan konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat tertinggi ditemukan di Curug Bitung pada bulan September, 57,24 µg/l.
Gambar 7 Konsentrasi merkuri di air selama waktu penelitian.(a) Hg terlarut ; (b) Hg partikulat
mengandung merkuri ke sungai, sehingga meningkatkan konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat, koloid maupun yang terlarut di badan air. Peningkatan konsentrasi merkuri di air tersebut menyebabkan terjadinya bioakumulasi merkuri di tubuh trichoptera yang hidup di lokasi tersebut. Bioakumulasi merkuri tertinggi terjadi pada bulan September di Curug Bitung yaitu, 376,09 mg/Kg (Gambar 8). Bioakumulasi merkuri tersebut terutama disebabkan oleh konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat. Dari hasil analisis regresi didapat nilai korelasi yang sangat kuat, 0,923 antara konsentrasi merkuri partikulat dengan bioakumulasinya pada tubuh trichoptera (Gambar 9).
Gambar 8 Bioakumulasi merkuri pada tubuh trichoptera selama waktu penelitian
Gambar 9 Korelasi antara bioakumulasi merkuri pada tubuh trichoptera dengan konsentrasi merkuri dalam bentuk partikulat
25
melindungi kehidupan hewan-hewan akuatik dari toksisitas akut maka konsentrasi merkuri di perairan tidak boleh melebihi 2,4 µg/l. Berdasarkan ketentuan tersebut, maka konsentrasi merkuri di Sungai Cikaniki sudah melewati nilai ambang batas hampir sepanjang tahun.
Larva trichoptera merupakan salah satu insekta air dominan di Sungai Cikaniki memiliki peranan yang sangat penting, selain sebagai perombak bahan organik, juga sebagai sumber makanan bagi hewan air lain (Greve et al. 1998) yang berada pada tingkat trofik predator yang pada umumnya berupa ikan maupun serangga air pada Ordo Odonata, Plecoptera, Coleoptera dan Hemiptera (Yoga et al. 2009). Di perairan, larva trichoptera termasuk pada kelompok kebiasaan makan fungsional collector filterer (Merritt & Cummins 2006). Bioakumulasi merkuri yang terjadi pada larva trichoptera dapat berpotensi menyebabkan terjadinya biomagnifikasi pada predator yang memangsa hewan tersebut. Bioakumulasi merkuri pada trichoptera di Sungai Cikuluwung, yang rata-rata per tahunnya 2,14 mg/kg, meskipun tidak mengalami pencemaran merkuri, namun nilainya jauh lebih tinggi dibandingkan dengan bioakumulasi merkuri pada trichoptera di Danau Washington, 6 µ g/kg (McIntyre & Beauchamp 2007), dan Danau Range serta Danau Mouse, konsentrasinya berturut-turut adalah 70,5 6 µg/kg dan 92,4 6 µg/kg (Wong et al. 1997).
Merkuri merupakan unsur yang sangat mudah menguap dan mengalami transportasi melalui udara (atmospheric transportation), sehingga dapat terbawa ke tempat yang tidak ada aktivitas yang menyebabkan pencemaran merkuri. (Boening 2000). Bioakumulasi merkuri pada trichoptera yang terjadi pada semua lokasi pengambilan sampel yang terdampak pencemaran merkuri di Sungai Cikaniki berkisar antara 90,20 – 376,09 mg/kg. Nilai tersebut jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan bioakumulasi merkuri pada jenis biota yang sama yang terjadi di Sungai Indrijca, Slovenia yang juga tercemar oleh merkuri karena penambangan emas selama 500 tahun. Meskipun tambang tersebut sudah ditutup sejak tahun 1994, konsentrasi merkuri di perairan tersebut masih cukup tinggi yaitu berkisar antara 0,004 – 0,02 µg/l yang kemudian menyebabkan bioakumulasi merkuri pada trichoptera yang hidup di sungai tersebut berkisar antara 0,4 – 50,5mg/kg (Zizek et al. 2007).
4.2. Toksisitas Merkuri terhadap Trichoptera
Uji toksisitas merkuri terhadap trichoptera dilakukan dengan dua tahap. Pertama, uji pendahuluan selama 24 jam untuk mencari konsentrasi ambang atas dan ambang bawah, kemudian dilanjutkan dengan uji definitif untuk menentukan nilai LC50 selama 48 jam. Pengamatan pada kedua uji toksisitas tersebut dilakukan setiap 24 jam.
