8 BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Pencemaran Air oleh Logam Berat Kadmium (Cd)
Menurut PP No 82 Tahun 2001 tentang pengendalian kualitas air dan pengendalian pencemaran air, pencemaran air adalah masuknya atau dimasukannya makhluk hidup, zat, energi atau benda lain ke dalam air oleh aktivitas manusia, dan berakibat pada turunnya kuaitas air ke tingkat tertentu, serta tidak berfungsinya air sesuai dengan peruntukannya. Pencemaran air oleh logam berat khususnya Kadmium pada umumya disebabkan oleh aktivitas industri, pertanian serta aktivitas manusia. Sumber logam Kadmium pada perairan dapat berasal dari pupuk fosfat, endapan sampah, campuran seng (Zn) serta dapat berasal dari industri tekstil (Emilia et al., 2013). Terkontaminasinya badan perairan oleh logam berat Kadmium kerap menyebabkan penurunan pada kualitas air serta biota air yang hidup di dalamnya (Rumahlatu, 2011).
Logam berat Kadmium yang masuk pada suatu badan perairan dapat mengalami tiga macam proses akumulasi, yaitu fisik, kimia dan biologis. Logam kadmium yang mengalami akumulasi secara fisik dan kimia akan membentuk endapan di sedimen perairan (Istarani & Pandebesie, 2014). Hal ini dapat terjadi karena Kadmium mampu berikatan dengan senyawa organik ataupun anorganik melalui proses pembentukan senyawa yang kompleks (Pratiwi et al., 2016) Menurut Wulandari et al.(2012) pencemaran logam berat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup ekosistem perairan. Apabila pada suatu perairan memiliki kandungan logam berat Kadmium yang melebihi ambang batas, maka hal tersebut akan bersifat toksik bagi ekosistem. Logam Kadmium berdampak langsung pada organisme karena sifatnya yang dapat terakumulasi dalam tubuh (Emilia et al., 2013) Namun, pada konsentrasi yang rendah, logam berat juga dibutuhkan oleh suatu organisme untuk pertumbuhan dan perkembangannya (Pratiwi et al., 2016).
2.2 Parameter Pencemaran Air oleh Logam Berat Kadmium (Cd)
Suatu pencemaran air dapat diukur melalui beberapa parameter seperti parameter fisika, kimia dan Biologi. Parameter fisika air meliputi suhu, suhu yang optimal bagi suatu perairan adalah 28o C- 32oC. Parameter fisika yang lain adalah kecerahan, kandungan fosfat pada suatu perairan mempengaruhi pada kecerahan dari air tersebut, hal ini dikarenakan kandungan fosfat dapat mengendalikan pertumbuhan plankton, alga serta mikroorganisme pada perairan tersebut.
Semakin tinggi fosfat pada perairan maka pertumbuhan plankton dan mikroorganisme yang lain akan semakin tinggi, hal ini biasanya disebut dengan eutrofikasi. Parameter biologi menurut Abadi et al. (2014) meliputi jumlah mikroorganisme yang ada di dalam perairan tersebut seperti plankton, ataupun mikroba, parameter ini dapat dilihat dengan menganalisis kadar BOD dalam air.
Parameter kimia air meliputi pH (6,8-8,5), DO, COD, Amoniak, Nitrat, Fosfat.
Kandungan logam berat juga menjadi parameter kimia bagi suatu perairan (Tatangindatu, Kalesaran, & Rompas, 2013). Apabila kandungan logam berat pada perairan tersebut menunjukkan nilai yang tinggi hingga diatas ambang batas, maka dapat diartikan bahwa perairan tersebut memiliki kualitas yang buruk. Nilai ambang batas untuk logam Kadmium pada suatu perairan menurut PP No 82 tahun 2001 tentang kualitas air adalah 0,01 mg/L.
2.3 Karakteristik Logam Berat Kadmium (Cd)
Menurut Hertika & Putra (2019), logam berat merupakan unsur yang secara alami memiliki berat atom dan kepadatan yang tinggi, lima kali lebih besar dari air. Logam berat Kadmium (Cd) merupakan jenis logam berat yang kerap dijumpai pada perairan. Menurut Istarani & Pandebesie (2014), logam Cd memiliki ciri fisik yang berwarna putih keperakan seperti alumunium, tahan panas dan tahan terhadap korosi. Logam berat Cd memiliki kontribusi toksisitas dalam air dan dapat ditemui dalam bentuk cair ataupun padat, namun lebih sering dijumpai dalam bentuk kontaminan cair. Logam berat Kadmium (Cd) merupakan logam yang terbentuk secara alami, logam berat ini biasanya ditemukan sebagai endapan Zn atau Pb. Di lingkungan tingkat tertinggi senyawa ini terakumulasi
dalam sedimen batuan, dan fosfat yang mengandung sekitar 0,1 mg/kg. Menurut Fahruddin (2018), di alam hanya dapat ditemukan satu jenis mineral Kadmium walaupun persebarannya dikatakan sangat luas, yaitu jenis greenockite (CdS) yang ditemukan bersamaan dengan mineral spalerite (ZnS).
Logam berat Cd ini memiliki tingkat toksisitas yang mampu menyebabkan kerusakan sel melalui mekanisme stress oksidatif (ROS). Pada tingkatan tinggi atau level kronis, logam ini memiliki efek depresi pada tingkat norepinefrin, serotonin, dan asetilkolin. Proses inhalasi Kadmium pada tigkat tinggi juga dapat menyebabkan adenokarsinoma paru-paru dan poliferatif prostat (Hertika & Putra, 2019). Manusia hanya dapat merasakan suatu dampak dari kontaminasi logam berat dalam jangka waktu yang panjang. Suatu zat pada umummnya mempunyai waktu biologik yang panjang dan jangka waktu yang lama untuk diberikan secara kronis kepada organisme. Begitu pula pada logam berat Kadmium (Cd) yang mempunyai waktu paruh biologik pada manusia berkisar anatara 10-30 tahun (Dewi et al., 2014)
2.4 Tinjauan Umum Telaga Ngipik
Telaga Ngipik terletak di desa Ngipik Kebomas Gresik. Telaga Ngipik, merupakan bekas lahan pertambangan milik PT. Semen Gresik. Tanah seluas 20 hektar yang telah dieksploitasi pertambangan bahan kapur untuk bahan baku semen itu dikeruk dan menyisakan kubangan atau lubang yang berubah menjadi telaga atau danau. Melalui Program Bina Lingkungan PT. Semen Gresik, telaga ini menjadi tempat wisata bagi warga sekitar, selain itu juga diperuntukan sebagai tempat pemancingan ikan, area permainan anak dan tempat ski air. Perda No.10 Tahun 2010 tentang Penataan Ruang Terbuka Hijau telah mengatur Telaga Ngipik termasuk jalur hijau sempadan telaga (Aliyah et al., 2019).
Telaga Ngipik ini terletak di tengah-tengah Kawasan Industri Gresik (KIG), dan terletak berdekatan dengan PT. Petrokimia, Sebelah timur berbatasan dengan Stadion Petrokimia Gresik, sebelah selatan berbatasan dengan PT. Kelola Mina Laut dan PT. Madsumaya Indoseafood (Aminin et al., 2019). Telaga Ngipik juga terletak berdekatan dengan Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Ngipik.
Hasil observasi lapang menunjukkan sebelah timur banyak dipadati oleh tanaman air seperti enceng gondok.Telaga ini memilki kedalaman yang bervariasi dan tergantung musim. Pada musim hujan air telaga biasanya penuh sehingga bisa mencapai 3-6 meter, sedangkan pada musim kemarau tinggal 2-4 meter. Air di Telaga ini memiliki warana hijau dengan kandungan fosfat yang tinggi.Maka tidak heran jika di Telaga Ngipik ini banyak ditumbuhi tanaman air seperti eceng gondok.
2.5 Ikan Mujair (Oreochromis mossambicus)
Klasifikasi Oreochromis mossambicus menurut Suwasono (2020) adalah sebagai berikut:
Kingdom : Animalia Filum : Chordata Kelas : Pisces Ordo : Perciformes Family : Cichlidae Genus : Oreochromis
Spesies :Oreochromis mossambicus
Gambar 2.4 Telaga Ngipik (Dokumen Prinadi, 2021)
Ikan Mujair (Orechromis mossambicus) merupakan ikan yang habitatnya di air tawar dengan ciri fisik yang hampir sama dengan ikan nila. Ikan Mujair termasuk dalam jenis ikan yang banyak dikonsumsi masyarakat. Ikan Mujair dapat tumbuh maksimal hingga memiliki panjang badan mencapai 40 cm (Suwasono, 2020). Ikan Mujair memiliki ciri fisik bentuk badannya yang pipih dengan tipe sisik ctenoid. Warna tubuh ikan Mujair abu-abu, coklat ataupun hitam, tergantung pada keadaan lingkungannya. Ikan Mujair memiliki sirip dada dan sirip perut berwarna hitam kemerahan, namun sirip punggung dan sirip ekornya hanya berwarna kemerahan pada ujung-ujungnya saja (Said, 2010).
Ikan Mujair memiliki tiga varian, yaitu Mujair biasa, Mujair merah, dan Mujair albino (Pratomo et al., 2020). Ikan Mujair merupakan ikan jenis pemakan segala (omnivore) yang melipui tubuhan-tumbuhan air, Diatomae, Dinophyceae, Chlorophyceae, Cyanophyceae, Crustaceae dan renik. Namun, ikan Mujair dengan ukuran badan yang kecil cenderung hanya memakan fitoplankton atau zooplankton saja. Ikan Mujair anakan memiliki laju pertumbuhan yang sangat cepat, akan tetapi laju pertumbuhan akan melambat seiring bertambahn dewasa (Said, 2010).
Ikan Mujair berasal dari perairan Afrika, namun daerah penyebarannya di Indonesia cukup luas mencakup Sumatera, Bali, Nusa Tenggara, Jawa, Kalimantan dan Sulawesi (Pratomo et al., 2020). Ikan Mujair memiliki toleransi yang besar terhadap kadar garam atau salinitas, ikan Mujair dapat hidup dengan
Gambar 2.5 Ikan Mujair (Oreochromis mossambicus)
(Sumber : Suwasono, 2020)
baik di perairan yang memiliki salinitas kurang dari 1 per mil maupun pada perairan dengan salinitas yang legih tinggi, yakni mencapai 6,9 per mil (Said, 2010).
Ikan Mujair kerap digunakan sebagai bioindikator pencemaran terhadap logam berat karena kemampuannya untuk mengakumulasi logam berat (Yulaipi &
Aunurohim, 2013). Tingginya tingkat pencemaran pada perairan akan mempengaruhi fisiologi ikan yang akan diikuti dengan kerusakan anatominya.
Organ yang menjadi target utama dalam akumulasi kadar polutan pada ikan adalah insang, hati dan daging (Kusumadewi, Suyasa, & Barata, 2015). Zat polutan seperti logam berat juga dapat menghambat laju pertumbuhan ikan serta akan merusak sistem metabolisme pada ikan (Yulaipi & Aunurohim, 2013).
2.6 Bioakumulasi Kadar Polutan Kadmium
Bioakumulasi adalah masuk dan terkonsentrasinya zat kimia dalam suatu organisme melalui beberapa cara, yaitu melalui kontak langsung, respirasi, ataupun konsumsi (Husamah & Rahardjanto, 2019). Bioakumulasi menggambarkan akumulasi suatu zat kontaminan yang terdapat di lingkungan oleh suatu organisme. Bioakumulasi merupakan hasil dari proses penyerapan yang didapatkan melalui proses seperti penyerapan, pernapasan, makanan, difusi pasif ataupun metabolisme. Proses bioakumulasi terdiri dari proses biokonsentrasi dan biomagnifiasi (Hertika & Putra, 2019). Biokonsentrasi merupakan akumulasi logam berat yang diperoleh secara langsung dari air oleh organisme perairan.
Sedagkan biomagnifikasi adalah peningkatan kandungan suatu zat dalam jaringan organisme seiring dengan meningkatnya level trofik melalui rantai makanan (Hidayah et al., 2014).
Terjadinya bioakumulasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, meliputi sifat spesifik zat kimia atau polutan dan karakteristik spesifik dari organisme. Setiap organisme memiliki kemampuan untuk melakukan bioakumulasi yang berbeda, hal ini dipengaruhi oleh kandungan lemak tubuh, habitat organisme, usia, serta julah energy yang digunakan oleh organisme tersebut (Hertika & Putra, 2019).
Akumulasi tertinggi pada organisme perairan khususnya pada ikan terdapat pada
organ insang, hati ataupun ginjal. Analisis nilai bioakumulasi zat polutan dinilai penting dalam penilaian kualitas lingkungan (Hidayah et al., 2014).
Menurut Puspitasari (2007), proses bioakumulasi meliputi tahap-tahap antara lain: 1) Uptake atau pengambilan, yaitu masuknya bahan kimia melalui mekanisme respirasi, atau absorpsi melalui kulit atau insang.; 2) Storage atau penyimpanan, yaitu proses penyimpanan sementara di jaringan tubuh atau organ.
Peristiwa bioakumlasi akan terjadi jika kadar zat kimia dalam tubuh organisme leih tinggi daripada kadar zat kimia yang ada di lingkungan; 3) Eliminasi, dapat berupa pemecahan molekul bahan kimia menjadi senyawa yang lebih sederhana yang dilakukan melalui proses biologik atau metabolisme. Terdapat faktor yang mempengaruhi laju eliminasi, yaitu jenis organisme dan karakteristik dari bahan kimia. Logam berat bersifat sulit untuk terdegradasi dan cenderung bersifat akumulatif. Proses metabolisme logam berat pada tubuh organisme perairan disajikan dalam Gambar 2.6
Kadmium di air
Insang Saluran Pencernaan
Sirkulasi
Hati dan Ginjal
Ekskresi
Ginjal, Hati, usus dan insang
Kerusakan pada hati dan ginjal Dikeluarkan kembali ke air Uptake
Storage
Eliminasi
Gambar 2.6 Metabolisme Logam Kadmium (Cd) pada Organisme Perairan (Sumber : Rahadian, 2018)
2.7 Tinjauan Umum Sumber Belajar Biologi
Menurut Prastowo (2018), sumber belajar pada hakikatnya adalah segala sesuatu yang bisa memunculkan suatu proses pembelajaran. Sumber belajar merupakan suatu sistem yang terdiri dari sekumpulan bahan atau situasi yang diciptakan dengan sengaja dan dibuat agar memungkinkan siswa belajar secara individual. Satrianawati (2018) menyatakan bahwa sumber belajar dapat diklasifikasian menjadi beberapa macam: 1) Berdasarkan jenis, sumber belajar dibagi menjadi sumber belajar alami dan bauatan. Contoh sumber belajar alami adalah lingkungan sekitar, contoh sumber belajar buatan adalah pengalaman ketika belajar dikelas; 2) Berdasarkan asalnya, sumber belajar dibagi menjadi dua yaitu primer dan sekunder. Sumber belajar primer merupakan sumber informasi pertama dan menjadi pelaku munculnya ilmu pengetahuan baru. Sedangkan sumber belajar primer berupa orang yang memiliki informasi tentang sebuah peristiwa atau kejadian dimana orang tersebut bertindak sebagai pelaku;
3)Berdasarkan isinya, sumber belajar dapar terbagi menjadi pesan langsung dan pesan tersirat. Pesan langsung merupakan inti, materi atau ilmu pengetahuan baru tentang kejadian yang langsung didapatkan olen pencari informasi. Sedangkan pesan tersirat adalah pengetahuan yang diperoleh bukan dari sumber utama atau primer, atau dapat dikatakan pula informasi dari orang kedua.
Fungsi Sumber Belajar adalah : 1) Memberikan pengalaman belajar secara langsung dan konkret kepada siswa; 2) Dapat menyajikan sesuatu yang tidak mungkin diadakan, dikunjungi atau dilihat secara langusng dankonkret; 3) Dapat nenambah dan memperluas cakrawala sajian yang ada di dalam kelas; 4) Dapat memberi informasi yang akurat dan terbaru; 5) Dapat membentu memecahkan masalah pendidikan baik dalam lingkup makro maupun mikro; 6) Dapat merangsang untuk berpikir, bersikap dan berkembang lebihlanjut. Selain itu, syarat-syarat sumber belajar perlu untuk dipertimbangkan agar sumber belajar dapat bermanfaat secara maksmimal. Adapun syarat sumber belajar menurut Sitomurang (2016) adalah : 1) Kejelasan potensi; 2) Kejelasan sasaran; 3) Kesesuaian dengan tujuan belajar; 4) Kejelasan informasi yang diungkapkan; 5) Kejelasan pedoman eksplorasi; 6) Kejelasan perolehan.
Limbah Industri pupuk
Terjadi penurunan kualitas air di Telaga Ngipik Gresik 2.8 Kerangka Konseptual
Kerangka konseptual dalam penelitian ini adalah:
Pencemaran Telaga Ngipik
Logam berat kadmium hasil aktivitas industri dan rembesan air lindi mencemari perairan Telaga Ngipik Gresik
Implementasi kajian belajar biologi
Identifikasi tingkat kontaminasi logam berat Kadmium dan BCF pada daging Ikan Mujair di Telaga Ngipik
Rembesan air lindi TPA Ngipik
Amonium Logam berat (Cd)
Fosfat
Senyawa Organik
Senyawa Anorganik Logam berat (Cd)
Akumulasi logam berat Kadmium (Cd) dalam tubuh Ikan Mujair (Oreochromis mossambicus)
Gambar 2.8 Kerangka Konseptual
2.9 Hipotesis Penelitian
Adapun Hipotesis dalam penelitian ini adalah terdapat akumulasi logam berat Kadmium pada daging ikan Mujair (Oreochromis mossambicus) di Telaga Ngipik Gresik.
