PROSES PENGAMBILAN KADMtUM DARt JALUR AIR LAUT OLEH Anadara ;nequ;valv;s: STUDI PENGGUNAAN PERU NUT 109Cd
Heny Suseno
Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif-BATAN, Serpong
ABSTRAK
PROSES PENGAMBILAN KAOMIUM DARI JALUR AIR LAUT OLEH anadara inequlvalvis: STUDI PENGGUNAAN PERUNUT 1OICd. Hampir seluruh invertebrata .laut dapat digunakan sebagai bioindikator, di antaranya adalah: moluska, krustasea, dan ekinodermata. Kerang bulu (anadara inequivalvis) mempunyai kemampuan mengakumulasi logam berat dan hidup tersebar hampir di seluruh perairan pesisir Indonesia. Untuk menetapkan suatu organisme laut sebagai bioindikjJtor harus dilakukan eksperimen yang komprehensif di antaranya menggunakan perunut radioaktif. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh data biokinetik proses pengambilan kadmium oleh anadara inequivalvis menggunakan perunut 1D9Cd. Rangkaian eksperimen dimulai dengan mengumpulkan biota laut, aklimatisasi, dan pemberian perunut radioaktif. Pengamatan pengambilan kontaminan dilakukan dengan cara menganalisis kandungan perunut radioaktif dalam periode tertentu dan dikonversikan dalam parameter biokinetik. HasH percobaan menunjukkan bahwa faktor Konsentrasi dalam keadaan steady state dalam tubuh anodora ineqiuvatvis yang tertinggi adalah sebesar 34,33 dan 33,04, berturut-turut dalam suasana pH air laut 7 dan 6,5. Setiap peningkatan babot anadara inequiva/vis sebesar 1g menyebabkan penurunan nilai ku sebesar 0,21dan0,05Bq/hari masing-masing pada pH 7 dan 6,5. Berdasarkan sudut pandang kemampuan pengambilan kadmium maka anadara inequivalvis dapat digunakan sebagai bioindikator perairan pesisir.
ABSTRACT
CADMIUM UPTAKE FROM SEA WATER PATHWAY BY Anadara inequlvalvis: A STUDY USING RADIO TRACER .otCd. Most of marine invertebrate such as mollusk, crustaceans and echinodermates can be used as bioindicator. Ark shell (anadara inequivanvis) has the capability to accumulate heavy metals and live in most of Indonesia's coastal areas. Selection of marine bioindicator needs comprehensive experimental series and radiotracer techniques can be implemented for this purpose. The aim of this research istofind out the data of uptake biokinetic by anadara inequivalvis using ID9Cd tracer. The experiment was performed in two steps, i.e. acclimatization and bioaccumulation. The experiment series started with the collection of marine organisms, acclimatization, radiotracer contamination, uptake and depuration. The observation of uptake and depuration of contaminant was performed by tracer analysis In some period of time followed by transforming the data into biokinetic parameters. The results of the 61cperiment show that the highest steady state Concentration Factor are 34.33and 33.04 respectively in pH 6,5and 7. Every increment of 1g of mollusk weight was found to decrease the uptake rate with about 0.21 and 0.05 Bqlday respectively in pH 6,5 and 7. Based on the cadmium uptake capability, the anadara inequivalvis can be used as bioindicator for coastal area.
PENDAHULUAN
Wilayah pesisir adalah suatu daerah pertemuan antara darat dan laut, ke arah darat wilayah peisisir meliputi bagian daratan, baik kering maupun terendam air yang masih dipengaruhi sifat-sifat laut seperti pasang surut, angin laut, dan perembesan air asin; sedangkan ke arah laut wilayah pesisir mencakup bagian laut yang masih dipengaruhi oleh proses-proses alami yang terjadl dl darat scpertl sedlmentasi den aliran air tawar, maupun yang disebabkat1 oleh kegiatan manusia di darat seperti penggundulan hutan dan pencemaranl11. Wilayah pesisir merupakan pusat interaksi antara darat dengan laut, berperan sebagai penyangga, pelindung dan penyaring di antara daratan dan lautan, serta merupakan pemusatan terbesar penduduk. Komponen hayati dan non hayati secara fungsional berhubungan satu sama lain dan saling berinteraksi membentuk suatu sistem, yang dikenal dengan ekosistem. Apabila te~adi perubahan pada salah satu dari kedua
komponen tersebut, maka akan dapat mempengaruhi keseluruhan sistem yang ada, baik dalam kesatuan struktur fungsional maupun dalam keseirribangannya.
Ekosistem pesisir dan laut merupakan ekosistem alamiah yang produktif, unik dan mempunyai nilai ekologis dan ekonomis yang tinggi. Selain menghasilkan bahan dasar untuk pemenuhan kebutuhan pangan, keperluan rumah tangga dan industri yang
dalam kontoks ekon()mi bemilal komeralal
tinggi, ekosistem pesisir dan laut juga memiliki fungsi-fungsi ekologis penting, antara lain sebagai penyedia nutrien, sebagai tempat pemijahan, tempat pengasuhan dan tumbuh besar, serta tempat mencari makanan bagi beragam biota taut. Di samping itu, ekosistem pesisir dan laut berperan pula sebagai pelindung pantai atau penahan abrasi bagi wilayah daratan yang berada di belakang ekosistem inil21• Secara umum ekosistem laut dan pesisir menerima dampak negatif yaitu: polusi zat kimia dan eurofikasi, operasi penangkapan ikan,
perubahan musim global dan perubahan fisik habitat, invasi eksotik spesies(3J• Secara khusus masalah-masalah lingkungan pesisir dan laut meliputi: degradasi habitat (antara lain kerusakan hutan mangrove, kerusakan terumbu karang dan sebagainya), pencemaran laut dan pesisir; ekspolitasi yang tidak optimal dan dampak ganda yang merupakan interaksi ketiga masalah tersebutl41•
Pencemaran perairan pesisir merupakan problem besar, bersumber dari daratan (land
base souse of pollution) dan lautan (marine
base source of polfution) yang selalu terjadi berulang-ulang. Program pemantauan ling kung an pesisir dapat dilakukan menggunakan organisme laut yang disebut bioindikator. Objektif dalam program pemantauan adalah berorientasi untuk memperoleh informasi yang dapat dipercaya dalam isu spesifrk dafam hal kesehatan masyarakat, kompilasi terhadap standar regulasi atau kajian resiko (risk assessment
pI .
Pemilihan bioindikator untuk program pemantauan tersebut harus didasarkan pada penelitian laboratorium. Hal ini dilakukan untuk memperoleh mekanisme prilaku polutan atau biokinetika meliputi: pengambilan (uptake), retensi dan pelepasan(depuration) dari sumber-sumber polutan ter/arut, dalam sedimen maupun melalui rantai makanan. Data yang diperoleh dari eksperimen di laboratorium selanjutnya dapat digunakan sebagai acuan untuk interpretasi data di ling kung an pesisir yang sesungguhnya.
Kontaminan organik dan anorganik masuk ke dalam perairan pesisir dapat dipekatkan oleh organisme taut baik melalui air, sedimen maupun makanan. Kadmium merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini beresiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Secara prinsipil pad a konsentrasi rendah berefek terhadap gangguan pada paru-paru, emphysema dan renal turbular disease yang kronis. Pengetahuan transfer kontaminan (termasukkadmium) meJalui jaring-jaring makanan adalah suatu yang sangat kritis untuk dipelajari. Untuk menjawab kepentingan terse but, teknik nuklir adalah solusi yang dapat digunakan untuk meningkatkan pemahaman proses yang
tersebut dalam hal sensitifitas pendeteksian. Disisi lain pengukuran biokinetik dalam waktu panjang menggunakan biota dalam jumlah terbatas serta mekanisme transfer kontaminan dalam berbagai kompartemen tubuh organisme sang at sulit dilakukan dengan metoda konvensional.
Pada makalah ini dibahas proses bioakumuJasi kadmium dari fase larutan (air laut) menggunakan perunut 109Cd. Luaran
dari penelitian ini diharapkan dapat diperoleh sebagian informasi mekanisme biokinetis kadmium dalam proses bioakumulasi pada
anadara inequivalvis.
BAHAN DAN METODA Bahan
• Perunut 109Cd yang dibeli dari Isotope Product Inc, Jerman.
• Larutan HCI1: 100 sebagai pengatur pH, • Aquarium masing·masing berkapasitas
75
liter dan 20 liter.• Air laut yang diambil dari Kepulauan Seribu.
• Moruska laut yang diambil dari Kepulauan Seribu adalah anadara
inequivalvis
• Akuarium dan perlengkapannya. • Bahan gelas sperti: Erlenmeyer, gelas
piala dan sebagainya. Alat
• Spektrometer gamma dilengkapi oleh detektor NaTI diameter 20cm tinggi 40cm buatan Bicron terhubung dengan MCA yang terintegrasi dalam system inspector buatan Canberra.
• pH meter Tata Kerja (a) Aklimatisasi
Kerang darah (anadara inequivalvis)
diambil socara langsung dari perairan Kepuluan Seribu dengan teknik penyelaman tradisional. Moluska selanjutnya dibersihkan dari hewan lain yang menempel padC1 cangkangnya dan ditempatkan masing -masing sebanyak 20 buah dalam aquarium terpisah yang berkapasitas
75
liter. Proses aklimatisasi dilakukan dengan memelihara moluska tersebut selama 1 minggu tanpa pemberian perunut 109Cd. Aklimatisasi bertujuan untuk menghilangkan stres moluska dalam kondisi aquarium sehingga(b) Proses Bioakumulasi
Setelah menjalani proses aklimatisasi,
anadara inequivalvis ditempatkan dalam aquarium yang berbeda. Setiap aquarium berisi 8 moluska (rasio moluska terhadap volume adalah:
1
moluska berbanding1,S
liter media). Masing-masing aquarium berisi air laut pada pH 7 mengandung perunut109Cd 1,46 Bq/ml. Media air laut tersebut diganti setiap hari untuk l')1empertahankan konsentrasinya. Secara periodik moluska tersebut dicacah menggunakan spectrometer gamma untuk peroleh data pengambilan kontaminan C09Cd dari fase terlarut). Percobaan serupa dilakukan secara pararel dalam media air laut pH 6.
HASIL DAN PEMBAHASAN Studi Pengambilan Cd
Kerang bulu(anadara inequivalvis)
termasuk dalam kelas bivalva. famili arcidae. genus anadara. Anadara inequivalvi hidup bebas atau berkelompok pada hampir seluruh perairan pantai Indonesia, di dasar dengan substrat berlumpur pada kedalaman sampai dengan 4 meter. Berdasarkan hal tersebut maka jalur potensial pengambilan
kadmium adalah berasal dari
lumpurlsedimen. Namun demikian jalur pengambilan kadmium dari fase air juga tidak dapat diabaikan mengingat hewan ini merupakan filter feeder yang menyaring makanan langsung dari air laut
Pengambilan· kadmium dari fase air yang direpresentasikan oleh perunut 109Cd tersaji pada Gambar
1.
Mengacu pada Gambar S, diperoleh informasi proses pengambilan kadmium melalaui jalur air laut oleh anadara ineqyivalvis sebagCli berikut: ukuran dan bobot anadara inequivalvis mempengaruhi proses pengambilan kadmium dari air laut baik pada pH
6,S
maupun 7, setelah tercapai kondisi tunak, anadara inequivalvis yang berukuran lebih besar mengandung kadimum yang lebih rendah dibandingkan dengan ukurannya yang lebih kecil, kondisi tunak dicapai dalam waktu masing-masing antara 11 sampai dengan 16 hari untuk pH 7,0 dan16
untuk pH6,S.
Untuk memperoleh data yang komprehensif berkaitan dengan biokinetik pengambilan kadmium dari air laut, dilakukan inventarisasi harga Css, (konsentrasi dalam kondisi steady state) dan perhitungan FKss (Faktor konsentrasi dalam keadaan steady
state) serta ku. (kecepatan pengambilan kadmium dari aire laut). Harga Css, diperoleh dari kondisi stagnant kurva hubunganantara lama pajanan dan konsentrasi. Sedangkan nilai ku merupakan slope dari kondisi
0
sampai dengan kondisi stagnant kurva hubungan antara lama pajanan dan konsentrasi. Hasil yang diperoleh ditunjukkan pada Gambar 2 dan 3.
75 10 ~
•
~60gos
•
'0 A ~A..
. 'A A <.> " ~ 40.• A6
• ;; 35 .7,bUJif •
.".5i=!F
.'4.1.,3.,
!"
0~ I.
§ ••
I.V7.5 I.V4.69 (a) 2 4 6 8 10121416182022242628 Lama pajanan (hari)(b) o
o , • 6 8 10 12 W 18 ~ ~ n
Lama pajanan (hari)
201 16 28
Gambar 1. Pengambilan 109Cd oleh
anadara inequivalvis.
(a) (a) pH 7 pH 6,545 40 " 35 ~
Ii.
30 25 20 o 10 20 Sabot hewan '(g) 0.5 o o Y •• ,,().O.cfhr: +2.1700 R1·0.8082 10 15 BoIJot hewnn (g) 20 (b) (a)Gambar 2. Hubungan antara bobot anadara inequivalvis dengan (a) FKss (b) ku
dan relatif memiliki cukup tinggi yang tidak lengkapnya Gambar 2(a) menunjukkan nilai FKs.s
yang tertinggi sebesar 34,33 untuk bobot
anadara inequivalvis 7,5 9 dalam media air faut pH 6,5. Sedangkan pada pH 7 nilaiFKs.s
tertinggi adalah sebesar 33,04. Hal ini berarti bahwa anadara inequivalvis mempunyai kemampuan melipatgandakan konsentrasi kadmium dari air laut adafah sebesar 34,33 dan 33,04 kali. Perhitungan persamaan linier diperoleh bahwa setiap peningkatan 1 9 bobot anadara inequivalvis akan menurunkan nilai FK'$ sebesar 1,36 dan 1,18 berturut-turut untuk pH 7 dan 6,5.
Hubungan antara kecepatan pengambilan (kuJ dan bobot anadara inequivalvis dalam Gambar(2b) adalah: pad a pH 7 mengindikasikan bahwa setiap 1 9 peningkatan bobot anadara inequivalvis
menyebabkan penurunan nilai ku sebesar 0,21; pada pH 6,5 mengindikasikan bahwa setiap 1 9 peningkatan bobot anadara inequivalvis menyebabkan penurunan nilai ku sebesar 0,05.
Kemungkinan Anadara Inequivalvis
Sebagai Bioindikator Cd
Berbagai jenis kerang (bivalve) secara
umum memang dapat digunakan sebagai Indtkstor suetu efek dan Indlkator pMjtlM8n polutan, namun demikian jenis yang cocok untuk indicator perubahan lingkungan mutlak diperhatikan. Badan regulasi lingkungan hidup di USA dan Canada serta negara lainnya menggunakan bioindikator sebagai suatu paradigma kajian keselamatan yang meliputi dua elemen utama yaitu karakterisasi pajanan dan karakterisasi efek. Konsepnya adalah kelayakan untuk mengkaji keselamatan ekologi, salah satunya harus memahami berbagai jalur pajanan kimia yang
bioassay laboratorium ketidakpastian yang disebabkan oleh karakterisasi.
Konsep BMB (bivalve mollusc
biomonitoring) mereduksi beberapa
ketidakpastian melalui pengukuran langsung dan terintegrasi untuk mengkarakterisasi pajanan dan akibatnya [81, Konsep ini mengilustrasikan interaksi antara faktor alam dan pajanan kimia dalam pengaruh bioakumulasi, pertumbuhan sebagai dampak dari faktor-faktor buatan man usia. Model ini mendemonstrasikan factor penting pengukuran yang mempengaruhi perumbuhan dan bioakumulasi. Faktor-faktor ini berlaku dalam hal modifikasi pertumbuhan, bioakumulasi dan bertahan hidup. Kunci dari adaptasi metoda pemantauan ini adalah kalibrasi bioindikator kerang dipisahkan pengaruh alam dan pengaruh biologis dari pengaruh logam. Kalibrasi tersebut ddlpat dilakukan dengan melakukan rangkaian eksperimen seperti pengaruh ukuran dan jenis kerang, kondisi eksternal (pH air laut, salinitas, suhu dan sebagainya) terhadap proses bioakumulasi. Pengaruh jalur masuknya kontaminan dapat juga dilakukan melalui air, makanan maupun sedimen bergantung dari cara hidup kerang tersebut.
Rangkaian percobaan di atas merupakan bagian dari upaya untuk memperoleh studi awat dalam menentukan bioindikator kadmium. Mengacu pada hasil percobaan, maka anadara inequivalvis mempunyai kemampuan mengakumulasi logam kadmium dari air laut. Jenis moluska ini dapat digunakan sebagai bioindikator karena terdapat melimpah di hampir seluruh perairan pesisir di Indonesia.
pajanan logam eksternal merupakan langkah pertama dalam mengakses logam secara signifikan daJam sistem aquatik. Keuntungan yang diperoleh dari percobaan laboratorium sebagai basis untuk mengestimasi parameter kinetika model kompartemen dan hitotesis awal tentang bioakumulasi.
Percobaan di atas merupakan salah satu sisi dari studi bioakumulasi, yaitu hanya dibatasi pada lingkup pengambilan kadimium dari air taut. Berdasarkan percobaan di atas, kemampuan anadara ineqiuvalvis dalam mengakumulasi kadmium dari air laut cukup tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bioindikator kadmium pada perairan pesisir.
KESIMPULAN
1. Faktor Konsentrasi dalam keadaan
steady state dalam tubuh anadara ineqiuvalvis tertinggi sebesar 34,33 dan
33,04 berturut-turut dalam pH air laut 7 dan 6,5
2. Setiap peningkatan bobot anadara inequivalvis sebesar1 9 menyebabkan penurunan nilai ku sebesar 0,21 dan 0,05 masing-masing pada pH 7 dan 6,5 3. Dipandang dari sisi kemampuan
pengambilan kadmium maka anadara inequivalvis dapat digunakah sebagai bioindikator perairan pesisir.
SARAN
Perlu dilakukan rangkaian percobaan proses pelepasan (depuration) kadmium dari dalam tubuh anadara inequivalvis sehingga dapat ditentukan waktu para biologinya.
DAFTAR PUSTAKA
1. SOEGIARTO, A, ( 1976), ·Pedoman Umum Pengelolaan Wi/ayah Pesisir",
Lembaga Oseanologi Nasional, Jakarta
2. BENGEN, D.G.,( 2002), "Ekosistem dan
Sumberdaya Alam Pesisir dan Laut serta Prinsip Pengelolaannya". PK-SPL. IPB, Bogar
3. ANNOM (2003), "Jakarta Mandate Marine and Coastal Biodiversity",
http://www.biodiv.orq/praqrammes/areas/ marine/
4. HUTOMO, M, (2003). "Kebijakan Riset Kelautan': disampaikan dalam Rapat Koordinasi POKJA Penyusunan Kebijakan Riset Lingkungan, Kementrian Riset dan Teknologi
5. FISHER, N (2002) "Executive Sum-mary
"Ciesm Workshop Monographs 19, Metal and Radionuclide BioacGu-mulation in
Marine Organism': halaman 7-25
Monaco,
6. FISHER, N (2003), "Advantage and
Problems in The Application of
Radiotracers for Determining The Bi08ccumulation of Contaminant in
Aquatic Organism, RCM on
Biomonitoring, IAEA, Monaco
7. FOWLER, S.W (2002), "Role of Plankton
in Controlling Fluxes and Residence Time of Metal and Radio-nuclides in Sea"
Ciesm Workshop Monographs 19, Metal and Radionuclide Bioaccumulation in Marine Organis, halaman 23-70 Monaco, 2002
8. SALAZAR, M,H. (1997), "Critical Evaluation of Bivalve molluscs
as a
Biomonitoring Tool for The Mining Industry in Canada", In: Stewart & Malley, 1997. Technical Evaluation of Molluscs as a Biomonitoring Tool for the Canadian Mining. Industry. CANMET-Aquatic Effects Technolo-gy Evaluation (AETE) Program, Project 2.3.1, Part II, pp. 164-248.
