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
BOGOR
2008
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 dengan menggunakan ujit-t menunjukan ukuran berat tubuh dan cangkang kerang hijau betina yang berasal dari daerah Teluk Jakarta, Teluk Banten lebih berat dibandingkan daerah Teluk Lada (P<0,01). Namun berat daging lebih berat Teluk Banten lebih berat dibandingkan Teluk Jakarta dan Teluk Lada (P<0,01). Ukuran tubuh kerang hijau betina yang berasal dari Teluk Banten panjang dan tinggi tubuhnya lebih besar dibandingkan yang berasal dari Teluk Jakarta dan Teluk Lada (P<0,01). Namun juga ukuran lebar kerang hijau dari Teluk Jakarta sama dibandingkan dengan yang berasal dari Teluk Banten (P>0,05) dan kerang dari Teluk Jakarta dan Teluk Banten lebih lebar dari yang berasal Teluk Lada (P<0,01).
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 ditemukan Hg (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).
Hasil analisis korelasi sel-sel kelamin betina kerang hijau menunjukan hubungan yang kuat adalah logam berat kromium (Cr) berpengaruh pada tahap perkembangan sel-sel oogonia (r = 0,69), se-sel oosit sekunder (r = 0,57). Logam Pb, Cd, Cr dan Hg berpengaruh terhadap perkembangan selsel oosit sekunder (r = 0,75; r = 0,57; r = 0,57; r = 0,74), dan logam berat Cd berpengaruh terhadap keseluruhan jumlah sel-sel kelamin betina (r = 0,63). Seluruh logam berat tersebut tidak berpengaruh terhadap diameter lumen folikel betina, namun bepengaruh semua logam terhadap luas dan volume lumen folikel pada gonad kerang betina. Pada kerang jantan, menunjukan bahwa logam-logam berat tersebut tidak berpengaruh terhadap perkembangan sel-sel spermatosit primer, namun logam Hg berpengaruh terhadap jumlah sel-sel spermatogonia. Pada parameter 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.
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.
Kesimpulan bahwa Teluk Jakarta terjadi bioakumulasi logam berat Pb, Cd, Cr dan Hg pada gonad kerang hijau jantan dan betina, sedangkan di Teluk Banten dan Teluk Lada logam berat yang terakumulasi pada gonad hanya Pb dan Cd. Logam berat tersebut mempengaruhi oogenesis dan spermatogenesis (gametogenesis).
@ 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
2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruhnya karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin 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
BOGOR
2008
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.
7. Bapak Dr. Ario Damar, Dr. Luky dan Staf Pusat Kajian Sumberdaya Perikanan dan Laut, Institut Pertanian Bogor (PKSPL-IPB) yang telah banyak membantu dalam penelitian 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.
Bogor, Maret 2008. Jalius
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
3.3.2. Analisis Rregresi dan Korelasi ... 67 xv
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
Teluk Lada……... 106 36. Korelasi antara sel-sel kelamin dengan logam pencemar…………... 107 37. Korelasi pengaruh gabungan logam pencemar………... 108
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... 185 34. Hasil analisis polinomial regresi antara variabel logam Cd 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
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
