Vol. 6, No. 1, Desember 2009 Akreditasi: No 816/D/08/2009
Uji Potensi Tumbuhan Akumulator Merkuri untuk Fitoremediasi Lingkungan
Tercemar Akibat Kegiatan Penambangan Emas Tanpa Izin (PETI) di Kampung Leuwi Bolang, Desa Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Bogor
Titi Juhaeti, N. Hidayati, F. Syarif & S. Hidayat
1
Occurrence of Idiosepius (Mollusca: Cephalopoda) in Indonesian waters Janek von Byern & Ristiyanti M. Marwoto
13
Parameter Populasi Kerang Lumpur Tropis Anodontia edentula Di Ekosistem Mangrove
Yuliana Natan
25
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis) Dengan Aplikasi Perunut Radioaktif
Yusni Ikhwan Siregar
39
Pengaruh Suhu dan Salinitas Terhadap Respon Fisiologi Larva Tiram Mutiara Pinctada maxima (Jameson)
Tjahjo Winanto, Dedi Soedharma, Ridwan Affandi, & Harpasis S. Sanusi
51
Pengaruh Kedalaman Terhadap Proses Pelapisan Inti Bulat Pada Kerang Air Tawar (Anodonta woodiana)
Boedi Rachman, Tjahjo Winanto, Maskur, &Yade Sukmajaya
71
Analisis Vegetasi Hutan Pamah di Pulau Batanta, Raja Ampat, Papua Edi Mirmanto 79
JURNAL
BIOLOGI
INDONESIA
ISSN 0854-4425
J. Biol. Indon. Vol 6, No. 1 (2009)
Jurnal Biologi Indonesia diterbitkan oleh Perhimpunan Biologi Indonesia. Jurnal ini memuat hasil penelitian ataupun kajian yang berkaitan dengan masalah biologi yang diterbitkan secara berkala dua kali setahun (Juni dan Desember).
Editor Pengelola Dr. Ibnu Maryanto Dr. I Made Sudiana Dr. Anggoro Hadi Prasetyo
Dr. Izu Andry Fijridiyanto
Dewan Editor Ilmiah Dr. Abinawanto, F MIPA UI Dr. Achmad Farajalah, FMIPA IPB
Dr. Ambariyanto, F. Perikanan dan Kelautan UNDIP Dr. Aswin Usup F. Pertanian Universitas Palangkaraya Dr. Didik Widiyatmoko, PK Tumbuhan, Kebun Raya Cibodas-LIPI
Dr. Dwi Nugroho Wibowo, F. Biologi UNSOED Dr. Parikesit, F. MIPA UNPAD
Prof. Dr. Mohd.Tajuddin Abdullah, Universiti Malaysia Sarawak Malaysia Assoc. Prof. Monica Suleiman, Universiti Malaysia Sabah, Malaysia
Dr. Srihadi Agung priyono, F. Kedokteran Hewan IPB Y. Surjadi MSc, Pusat Penelitian ICABIOGRAD
Drs. Suharjono, Pusat Penelitian Biologi-LIPI Dr. Tri Widianto, Pusat Penelitian Limnologi-LIPI
Dr. Witjaksono Pusat Penelitian Biologi-LIPI Alamat Redaksi
Sekretariat
Oscar efendi SSi MSi
d/a Pusat Penelitian Biologi - LIPI
Jl. Ir. H. Juanda No. 18, Bogor 16002 , Telp. (021) 8765056 Fax. (021) 8765068
Email : jbi@bogor.net
Website : http://biologi.or.id
Jurnal ini telah diakreditasi ulang dengan nilai A berdasarkan SK Kepala LIPI 816/ D/2009 tanggal 28 Agustus 2009.
DAFTAR ISI
Uji Potensi Tumbuhan Akumulator Merkuri untuk Fitoremediasi Lingkungan Tercemar Akibat Kegiatan Penambangan Emas Tanpa Izin (PETI) di Kampung Leuwi Bolang, Desa Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Bogor
Titi Juhaeti, N. Hidayati, F. Syarif & S. Hidayat
1
Occurrence of Idiosepius (Mollusca: Cephalopoda) in Indonesian waters Janek von Byern & Ristiyanti M. Marwoto
13
Parameter Populasi Kerang Lumpur Tropis Anodontia edentula Di Ekosistem Mangrove Yuliana Natan
25
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis) Dengan Aplikasi Perunut Radioaktif
Yusni Ikhwan Siregar
39
Pengaruh Suhu dan Salinitas Terhadap Respon Fisiologi Larva Tiram Mutiara Pinctada maxima (Jameson)
Tjahjo Winanto, Dedi Soedharma, Ridwan Affandi, & Harpasis S. Sanusi
51
Pengaruh Kedalaman Terhadap Proses Pelapisan Inti Bulat Pada Kerang Air Tawar (Anodonta woodiana)
Boedi Rachman, Tjahjo Winanto, Maskur, &Yade Sukmajaya
71
Analisis Vegetasi Hutan Pamah di Pulau Batanta, Raja Ampat, Papua Edi Mirmanto
79
Toksisitas Isolat-Isolat Bacillus thuringiensis yang Mengandung Gen cry 1A Terhadap Hama Penggerek Batang Jagung, Ostrinia furnacalis Guenee
Bahagiawati, Habib Rizjaani, Agustina K. Sibuea
97
Pengaruh Inokulasi Bakteri Terhadap Pertumbuhan Awal Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Sri Widawati & Maman Rahmansyah
107
Karakteristik Tipe Pakan Kelelawar Pemakan Buah dan Nektar di Daerah Perkotaan: Studi Kasus di Kebun Raya Bogor
Sri Soegiharto & Agus P. Kartono
119
Identifikasi Papasan (Coccinia grandis (L.) Voigt) Di Tiga Populasi di Yogyakarta Ridesti Rindyastuti & Budi Setiadi Daryono
131
Biodegradasi Phenantrene oleh Mikroba Laut M5 (Alcanivorax Borkumensis) yang Diisolasi dari Teluk Jakarta
Dyah Supriyati
Jurnal Biologi Indonesia 6(1): 39-50 (2009)
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis)
Dengan Aplikasi Perunut Radioaktif
Yusni Ikhwan Siregar
Pasca Sarjana Ilmu Lingkungan Universitas Riau, Pekanbaru, Riau ABSTRACT
Bioacumulation of Cadmium on Green Mussel (Perna viridis) Using Radiotracer. A laboratory experiment on the accumulation of Cadmium (Cd) by green mussel (Perna viridis) has been conducted. Radiotracer 109Cd was applied in the study. The research aimed at evaluating the
effect of salinity, temperature and size on uptake of radiotracer 109Cd by green mussel (Perna
viridis) from dissolved phase. It was found that both salinity and temperature had significant effect ( P< 0.001) on accumulation rate of 109Cd. The highest concentration factor of Cd
(31,23-54,09) was appeared in water salinity of 29% and of water temperature 30oC. At the steady state
condition green mussel accumulated 72,21-107,80 Bq/gr Cd. It revealed that the small Perna viridis (5.2 cm in length) accumulated 109Cd about 107,80 Bq/gr, whereas the bigger size of
Perna viridis (6.6 cm in length) had an uptake of about 72,21 Bq/gr. Key words : Bioaccumulation, radiotracer Cd, Perna viridis
Kata kunci : Bioakumulasi, Perunut radioaktif, Cd, Perna viridis
PENDAHULUAN
Kadmium (Cd) adalah salah satu logam berat dengan penyebaran yang luas di ekosistem akuatik. Di alam Cd bersenyawa dengan Belerang (S) sebagai greennocckite (CdS) yang ditemui bersamaan dengan senyawa spalerite (ZnS). Kadmium merupakan logam lunak (ductile) berwarna putih perak dan mudah teroksidasi oleh udara bebas dan gas Amonia (NH3) (Saeni 1997). Cd akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam berbagai tingkatan organisme hidup. Dalam biota perairan jumlah logam berat yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan (biomagnifikasi) karena tidak dapat didegradasi oleh
mikroorga-nisme. Pada gilirannya pada rantai makanan, tertinggi termasuk manusia, Cd terakumulasi pada taraf yang tinggi yang bisa menimbulkan rasa sakit, panas pada bagian dada, penyakit paru-paru akut dan menimbulkan kematian.
Perubahan sifat fisika air laut seperti suhu dan salinitas akan mempengaruhi biota laut (kerang hijau) dalam menga-kumulasi kadmium dari lingkungannya. Dari berbagai penelitian (Morton 1987, Blackmore & Wang. 2002) dinyatakan bahwa kenaikan suhu, penurunan pH dan salinitas perairan dapat menyebabkan tingkat bioakumulasi logam berat semakin besar. Wright dalam Blackmore & Wang (2002) menambahkan bahwa banyak eksperimen menunjukkan pertambahan pengambilan radiotracer
oleh berbagai biota laut terjadi ketika menurunnya salinitas.
Pengukuran biokinetik dalam waktu panjang dengan menggunakan biota dalam jumlah terbatas serta mekanisme transfer kontaminan dalam berbagai kompartemen tubuh organisme sangat sulit dilakukan dengan teknik konvensio-nal. Aplikasi teknik nuklir untuk menentukan kemampuan akumulasi polutan pada biota laut telah mulai dikembangkan di Indonesia, bahkan di luar negeri sudah dikembangkan sejak dahulu (Suseno2004a). Menggunakan polutan yang berlabel radioisotop (misal 109Cd, 210Pb dan sebagainya), dapat dilakukan percobaan dengan biota dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan teknik konvensional.
Penelitian ini bertujuan mempelajari proses pengambilan perunut 109Cd dari fase terlarut oleh kerang hijau yang berbeda ukuran pada salinitas dan temperatur berbeda, sedangkan manfaat yang didapat yaitu informasi mengenai kemampuan akumulasi kerang hijau (Perna viridis) terhadap logam berat akibat fluktuasi salinitas dan suhu.
BAHAN DAN CARA KERJA
Hewan uji Perna viridis dikumpul-kan dari Perairan Teluk Jakarta dengan teknik penyelaman tradisional. Untuk menghilangkan stress, hewan uji diaklimi-tasikan selama seminggu di laboratorium. dan diberi pakan Chlorella sp. dua kali sehari.
Organisme dipisahkan menurut kelompok ukuran (5,2; 5,5 dan 6,6 cm) dan kemudian dibersihkan dari organisme
lain yang menempel. Metoda yang digunakan yaitu metoda eksperimen dengan rancangan percobaan faktorial. Kombinasi taraf perlakuan eksperimen terdiri dari S1-T1 (salinitas 29o/
oo dengan suhu 28oC), S 1T2 (salinitas 29o/oo dengan suhu 30oC), S 2T1 (salinitas 31o/oo dengan suhu 28oC) dan S 2T2 (salinitas 31o/oo dengan suhu 30oC).
Pengamatan pengambilan 109Cd dari fase terlarut dilakukan dengan meletak-an Perna viridis ke dalam empat aquarium, sesuai kombinasi taraf perla-kuannya. Konsentrasi 109Cd yang dipakai adalah konsentrasi kecil (1,46 Bq/ml) yaitu dengan meneteskan 7,6 ml ke setiap aquarium. Media uji air laut diganti setiap hari. Hal ini bertujuan untuk memper-tahankan konsentrasi 109Cd dalam air laut. Pemberian kontaminan dihentikan ketika konsentrasi 109Cd masuk pada Perna viridis sama dengan konsentrasi 109Cd yang keluar (steady state).
Secara periodik (dua hari sekali), Perna viridis dicacah menggunakan MCA (Multi Channel Analyser) yang terintegrasi dalam sistem inspektor buatan Kanberra, dan terkoneksi dengan komputer dan dihubungkan dengan spektrometer gamma serta dilengkapi detektor NaT1 yang diameternya 10 cm dan tinggi 40 cm buatan Bicron Corp tipe HQ 490 seri 2M2/2. Pencacahan dilakukan untuk memperoleh data pengambilan 109Cd dari fase terlarut.
Pengambilan (uptake) kontaminan yang diamati dan dihitung adalah faktor konsentrasi (FK), konsentrasi tunak atau steady state (Css) dan faktor konsentrasi steady state (FKss), dihitung mengikuti Connell & Miller (1995). Data yang
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis)
diperoleh dianalisa dengan ANOVA menggunakan program SPSS v.12.0.
HASIL
Biokinetika pengambilan 109Cd dari
fase terlarut oleh Perna viridis pada salinitas 29o/ oo dan 31 o/ oo di suhu 28 oC dan 30oC
Hasil percobaan menunjukkan rata-rata faktor konsentrasi tertinggi di berbagai ukuran Perna viridis didapat pada salinitas 29o/
oo dengan suhu 30oC yaitu berkisar 31,23-54,09 dengan nilai konsentrasi dan faktor konsentrasi dalam steady state yaitu 72,21-107,80 Bq/gr dan 49,46-73,84 (Tabel 1a dan 1b).
Pengaruh lamanya waktu kontak terhadap faktor konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2 yang menunjukkan adanya hubungan positif diantara keduanya.
Gambar 1 dan 2 dapat dibuat gambar model proses pengambilan 109Cdoleh kerang hijau dari fase terlarut. Model tersebut merupakan permodelan saturasi, dimana permodelan mengasumsikan masuknya kontaminan ke dalam orga-nisme dan terakumulasi sampai pada kondisi tunak di dalam tubuhnya. Model proses pengambilan 109Cd yang dire-presentasikan dalam faktor konsentrasi pada salinitas 29o/
oo dan 31o/oo pada suhu 28oC (Gambar 3) sedangkan pada salinitas 29o/
oo dan 31o/oo di suhu 30oC (Gambar 4).
Pengaruh salinitas terhadap bioakumulasi 109Cd pada Perna viridis
Pengaruh salinitas dapat diketahui dengan membandingkan faktor kon-sentrasi rerata kedua salinitas (29 dan
Faktor Konsentrasi 109Cd (Bq/gr) Salinitas 29o/ oo Salinitas 31o/oo Durasi (hari) 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 2 30,52 24,29 17,20 27,33 13,61 11,23 4 40,77 28,64 19,50 28,54 15,74 12,27 6 44,62 29,36 21,19 36,25 22,33 14,08 8 47,60 32,65 23,99 37,24 30,87 19,50 10 51,45 35,94 30,35 41,65 36,65 20,93 12 59,98 49,90 34,72 45,73 39,14 21,75 14 70,62 52,48 39,51 52,12 47,41 25,42 16 70,60 59,07 47,31 53,00 51,77 28,70 18 70,61 59,08 47,33 53,44 51,78 28,83 Mean±S E 54,09 4,89 ± 41,27 ± 4,60 31,23 ± 3,89 41,70 ± 3,37 34,37 ± 4,91 20,30 ± 2,23 Css 107,80 90,16 72,21 80,90 79,02 43,81 FKss 73,84 61,75 49,46 55,41 54,12 30,01
Tabel 1a. Data biokinetika pengambilan 109Cd dari fase terlarut oleh Perna viridis pada salinitas
29o/
oo dengan 31o/oo di suhu 30oC.
31o/
oo) di suhu dan ukuran yang sama (5,2 cm dan 30oC) pada Tabel 1b. Perbedaan salinitas memberikan pengaruh yang sangat signifikan terhadap proses bioakumulasi 109Cd oleh kerang hijau (P < 0,01). Hal tersebut berarti bahwa perbedaan salinitas terhadap proses bioakumulasi 109Cd memberikan pengaruh yang sangat berbeda nyata.
Keterangan: Css (konsentrasi steady statei), FKss (faktor konsentrasi steady state)
Faktor Konsentrasi 109Cd (Bq/gr) Salinitas 29o/ oo Salinitas 31o/oo Durasi (hari) 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 2 25,45 18,32 10,41 14,98 11,92 7,99 4 35,81 22,33 16,10 23,25 13,41 10,46 6 38,46 30,42 17,09 24,35 14,86 13,08 8 41,54 33,71 19,61 29,97 16,01 15,26 10 44,18 36,88 20,81 33,71 20,55 16,00 12 57,06 42,22 21,64 35,26 21,97 16,74 14 60,82 45,69 24,10 49,47 25,80 17,91 16 60,80 51,68 24,38 49,46 35,76 19,72 18 60,80 51,66 24,44 49,46 36,33 19,67 Mean±S E 47,21 4,37 ± 36,99 ± 3,99 19,84 ± 1,56 34,43 ± 4,26 21,85 ± 3,06 15,20 ± 1,34 Css 92,84 78,89 37,21 75,51 54,58 30,10 FKss 63,59 54,03 25,49 51,72 37,38 20,62
Tabel 1b. Data biokinetika pengambilan 109Cd dari fase terlarut oleh Perna viridis pada salinitas
29o/
oo dengan 31o/oo di suhu 28oC.
Gambar 1. Faktor konsentrasi perunut 109Cd dalam Perna viridis pada salinitas 29o/oo (A)
dan salinitas 31o/
oo (B) di suhu 28o C.
Pada saat salinitas 31o/
oo proses bioakumulasi logam berat oleh Perna viridis ukuran 5,2 cm terjadi tidak begitu besar dengan nilai faktor konsentrasi rata-rata 41,70 jika dibandingkan pada kondisi salinitas 29o/
oo yang nilai rata-rata faktor konsentrasinya 54,09 (Gambar 5). Pada Gambar 6, nilai koefisien determinasi untuk salinitas 29o/
oo (0,9951) ■= 5,5 cm ▲=6,6 cm ♦=5,2 cm y = 0.7137x + 8.0667 R2 = 0.9423 y = 1.6044x + 5.8014 R2 = 0.9176 y = 2.2673x + 11.761 R2 = 0.9462 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm Fa kt or k ons ent ra s i 10 9Cd
Waktu kontak (hari)
y = 0.7137x + 8.0667 R2 = 0.9423 y = 1.6044x + 5.8014 R2 = 0.9176 y = 2.2673x + 11.761 R2 = 0.9462 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm Fa kt or k ons ent ra s i 10 9Cd
Waktu kontak (hari)
y = 0.7137x + 8.0667 R2 = 0.9423 y = 1.6044x + 5.8014 R2 = 0.9176 y = 2.2673x + 11.761 R2 = 0.9462 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm Fa kt or k o n s e n tra si 10 9Cd
Waktu kontak (hari)
y = 0.7137x + 8.0667 R2 = 0.9423 y = 1.6044x + 5.8014 R2 = 0.9176 y = 2.2673x + 11.761 R2 = 0.9462 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm Fa kt or k o n s e n tra si 10 9Cd
Waktu kontak (hari)
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis)
sama (5,2 cm dan 29o/
oo) pada Tabel 1a dan 1b. Pengaruh suhu terhadap tingkat bioakumulasi Perna viridis memberikan pengaruh yang sangat signifikan (P < 0,01), terlihat pada Gambar 7.
Selanjutnya nilai koefisien determi-nasi untuk suhu 28oC (0,9791) lebih kecil jika dibandingkan dengan suhu 30oC yang nilainya sebesar 0,9951. Kedua koefisien determinasi tersebut berarti bahwa variasi yang terjadi terhadap besar-kecilnya nilai bioakumulasi disebabkan oleh suhu. (Gambar 8).
Gambar 2. Faktor konsentrasi perunut 109Cd dalam Perna viridis pada salinitas 29o/
oo (A) dan salinitas
31o/
oo (B) di suhu 30oC.
Gambar 3. Model proses pengambilan konsentrasi 109Cd oleh Perna viridis pada salinitas 29o/ oo (A) dan salinitas 31o/oo (B) di suhu 28oC.
lebih besar jika dibandingkan dengan salinitas 31o/
oo (0,968). Kedua koefisien determinasi tersebut berarti bahwa variasi yang terjadi terhadap besar kecilnya nilai bioakumulasi disebabkan oleh salinitas.
Pengaruh suhu terhadap bioakumu-lasi 109Cd pada Perna viridis
Pengaruh suhu dapat diketahui dengan melakukan perbandingan rata-rata faktor konsentrasi kedua suhu (28 dan 30oC) pada salinitas dan ukuran yang
■= 5,5 cm ▲=6,6 cm ♦=5,2 cm ■= 5,5 cm ▲=6,6 cm ♦=5,2 cm y = 2.0943x + 10.29 R2 = 0.9685 y = 2.4495x + 16.773 R2 = 0.9433 y = 2.6186x + 27.9 R2 = 0.9539 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm y = 1.2052x + 8.2494 R2 = 0.9734 y = 2.66x + 7.7667 R2 = 0.9764 y = 1.8171x + 23.529 R2 = 0.9668 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm A B
Waktu Kontak (hari)
Fa k to r K o ns ent ra si 10 9Cd
Waktu Kontak (hari)
F a kt o r K o ns en tr a si 109 Cd y = 2.0943x + 10.29 R2 = 0.9685 y = 2.4495x + 16.773 R2 = 0.9433 y = 2.6186x + 27.9 R2 = 0.9539 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm y = 1.2052x + 8.2494 R2 = 0.9734 y = 2.66x + 7.7667 R2 = 0.9764 y = 1.8171x + 23.529 R2 = 0.9668 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm A B y = 2.0943x + 10.29 R2 = 0.9685 y = 2.4495x + 16.773 R2 = 0.9433 y = 2.6186x + 27.9 R2 = 0.9539 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm y = 1.2052x + 8.2494 R2 = 0.9734 y = 2.66x + 7.7667 R2 = 0.9764 y = 1.8171x + 23.529 R2 = 0.9668 0 10 20 30 40 50 60 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm A B
Waktu Kontak (hari)
Fa k to r K o ns ent ra si 10 9Cd
Waktu Kontak (hari)
F a kt o r K o ns en tr a si 109 Cd 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 20
Waktu Kontak (hari)
5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20
Waktu Kontak (hari)
44
Gambar 4. Konsentrasi Model proses pengambilan 109Cd oleh Perna viridis pada salinitas
29o/
oo (A) dan salinitas 31 o/ oo (B) di suhu 30 oC. y = -10,7x + 53,523 R2 = 0,968 y = -11,43x + 65,057 R2 = 0,9951 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4
U kuran K erang H ijau (cm )
Faktor Konsentrasi rata-rata
109
Cd A
B
Gambar 6. Hubungan pengaruh salinitas terhadap proses bioakumulasi perunut 109Cd oleh
Perna viridis salinitas 29o/
oo (A) dan salinitas 31 o/
oo (B).
Gambar 5. Faktor konsentrasi rata-rata bioakumulasi 109Cd pada Perna viridis di salinitas 29o/
oo (A) dan salinitas 31 o/ oo (B) pada suhu 30 oC. 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 A B S a l i n i t a s (o/o o) 5 , 2 c m 5 , 5 c m 6 , 6 c m 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 5 10 15 20
Waktu Kontak (hari)
5,2 cm 5,5 cm 6,6 cm 0 10 20 30 40 50 60 0 5 10 15 20
Waktu Kontak (hari)
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis)
Pengaruh ukuran perna viridis terhadap bioakumulasi 109Cd
Pengaruh perbedaan ukuran Perna viridis terhadap proses pengambilan 109Cd dari fase terlarut adalah sangat signifikan (P<0,01), dimana masing-masing ukuran memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap hasil akumulasi 109Cd.
Ukuran kerang hijau mempunyai hubungan yang negatif terhadap proses bioakumulasi perunut 109Cd (Y = 31,23
-10,35X) atau semakin kecil ukuran
kerang hijau maka tingkat akumulasi logam beratnya semakin besar (Gambar 9).
PEMBAHASAN
Rata-rata faktor konsentrasi terendahnya didapat pada salinitas 31o/ oo dengan suhu 28oC yang kisaran nilainya 15,20-34,43 dimana nilai konsentrasi steady statenya berkisar 30,10-75,51 Bq/gr (Tabel 1b). Hal tersebut berarti pada salinitas 29o/
oo dengan suhu 30oC merupakan kondisi
yang menyebabkan proses akumulasi 109Cd meningkat karena perubahan salinitas dan suhu dapat merubah laju metabolisme pada organisme laut (Wang, 2000). Pada kondisi tersebut, kerang hijau mampu mengakumulasi 109Cd 31,23 sampai dengan 54,09 kali dalam durasi kontak 14 sampai dengan 16 hari. Pengaruh lamanya waktu kontak terhadap faktor konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 1 dan 2 yang menunjukkan adanya hubungan positif diantara keduanya.
Pada salinitas 29o/
oo dengan suhu 28oC dan salinitas 31o/
oo dengan suhu 30oC didapat rata-rata faktor konsentrasi yang tidak ekstrim seperti di dua kondisi lainnya yaitu dengan kisaran 19,84-47,21 dan 20,30-41,70. konsentrasi steady state Faktor konsentrasi steady state di kondisi salinitas 29o/
oo dengan suhu 30oC 1,33 kali lebih besar dibandingkan dengan kondisi salinitas 31o/
oo. Sedangkan pada suhu 28oC, faktor konsentrasi steady state di salinitas 29o/
oo 1,23 kali lebih besar dibandingkan dengan di salinitas 31o/
oo.
Gambar 7. Faktor konsentrasi rata-rata bioakumulasi 109Cd pada Perna viridis di suhu 28oC
(A) dan suhu 30oC (B) pada salinitas 29o/ oo. 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 A B S u h u (oC ) 5 , 2 c m 5 , 5 c m 6 , 6 c m
Dari Gambar 1 dan 2 dapat dibuat gambar model proses pengambilan 109Cd oleh kerang hijau dari fase terlarut. Model tersebut merupakan model satu-rasi, dimana permodelan mengasumsikan masuknya kontaminan ke dalam organisme dan terakumulasi sampai pada kondisi tunak di dalam tubuhnya. Model proses pengambilan 109Cd yang direpre-sentasikan dalam faktor konsentrasi pada salinitas 29o/
oo dan 31o/oo di suhu 28oC ditunjukkan pada Gambar 3, pada salinitas 29o/
oo dan 31o/oo di suhu 30oC ditunjukkan pada Gambar 4.
Perbedaan salinitas memberikan pengaruh yang sangat signifikan terhadap proses bioakumulasi 109Cd oleh kerang hijau (P<0,01). Hal tersebut berarti bahwa perbedaan salinitas terhadap proses bioakumulasi 109Cd memberikan pengaruh yang sangat berbeda nyata. Pada saat salinitas 31o/
oo proses bioakumulasi logam berat oleh Perna viridis ukuran 5,2 cm terjadi tidak begitu besar dengan nilai faktor konsentrasi rata-rata 41,70 jika dibandingkan pada
kondisi salinitas 29o/
oo yang nilai rata-rata faktor konsentrasinya 54,09 (Gambar 5). Perlakuan salinitas terhadap proses bioakumulasi yang direpresentasikan oleh faktor konsentrasi 109Cd dalam kerang hijau mempunyai hubungan yang negatif (Y = 31,23 - 5,24X) atau tingkat akumulasi perunut 109Cd oleh kerang hijau akan besar jika nilai salinitas rendah tetapi akumulasi logam berat akan semakin kecil apabila salinitas lebih besar. Hal ini disebabkan perubahan salinitas dapat mempengaruhi kelangsungan hidup, pertumbuhan dan metabolisme fisiologi dari organisme laut.
Hal tersebut diatas sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa pertam-bahan akumulasi logam berat dan toksisitas berhubungan dengan berku-rangnya salinitas menambahkan bahwa pengambilan logam berat dari fase terlarut oleh Perna viridis yang berasal dari perairan laut bersalinitas rendah dan bersalinitas tinggi, umumnya mengalami penambahan akumulasi logam berat ketika salinitas rendah.
y = 1 1 ,4 3 x + 1 9 ,3 3 7 R2 = 0 ,9 9 5 1 y = 1 3 ,6 8 5 x + 7 ,3 1 R2 = 0 ,9 7 9 1 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 0 1 2 3 4 U k u r a n K e r a n g H ija u (c m ) F akt o r Ko n sen tr a s i rat a -r at a 109 Cd A B
Gambar 8. Hubungan pengaruh suhu terhadap proses bioakumulasi perunut 109Cd oleh Perna viridis pada suhu 28oC (A) dan suhu 30oC (B).
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis) y = - 6 , 4 7 9 x + 6 0 , 5 3 R2 = 0 , 9 9 7 2 y = - 6 , 0 8 8 x + 4 8 , 8 4 R2 = 0 , 8 8 6 8 y = - 4 , 7 6 3 x + 3 3 , 5 5 R2 = 0 , 8 1 9 1 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 0 1 2 3 4 5 K o m b in a s i T a r a f P e r la k u a n Fakt or K o nsentr asi ra ta-r ata 10 9 Cd 5 ,2 c m 5 ,5 c m 6 ,6 c m
Gambar 9. Hubungan pengaruh ukuran terhadap proses bioakumulasi perunut 109Cd oleh
Perna viridis pada S1T2 (1), S1T1 (2), S2T2 (3) dan S2T1 (4). Mengacu pada Gambar 6, nilai
koefisien determinasi untuk salinitas 29o/ oo (0,9951) lebih besar jika dibandingkan
dengan salinitas 31o/
oo (0,968). Kedua
koefisien determinasi tersebut berarti bahwa variasi yang terjadi terhadap besar-kecilnya nilai bioakumulasi disebabkan oleh salinitas.
Fluktuasi suhu memberikan pengaruh yang berbeda terhadap nilai tingkat bioakumulasi oleh Perna viridis. Kenaikan nilai bioakumulasi terjadi pada saat kondisi suhu berada di 30oC tetapi
pada saat suhu media 28oC nilai
bioakumulasi logam perunut 109Cd oleh
kerang hijau menjadi turun (Gambar 7). Sehingga dapat disimpulkan bahwa perlakuan suhu mempunyai hubungan yang positif dengan proses bioakumulasi perunut 109Cd (Y = 31,23+ 3,96X). Hal
ini berarti bahwa semakin tinggi suhu media (air laut) maka akan menyebabkan nilai bioakumulasi semakin tinggi. Chatteraji et al (1984) menyatakan pertumbuhan yang signifikan pada kerang hijau dipengaruhi oleh suhu.
Kemudian Sivalingam dalam Coreoli et al (1984) menambahkan bahwa kisaran suhu antara 10-35oC merupakan suhu
yang dapat ditoleransi sampai 50% oleh
Perna viridis.
Pengaruh ukuran Perna viridis
dapat digambarkan dengan memban-dingkan faktor konsentrasi rata-rata ketiga ukuran (5,2; 5,5 dan 6,6 cm) di salah satu taraf kombinasi perlakuan antara salinitas dan suhu (salinitas 29o/
oo
dengan suhu 30oC) pada Tabel 1a.
Pengaruh perbedaan ukuran Perna
viridis terhadap proses pengambilan
109Cd dari fase terlarut adalah sangat
signifikan (P < 0,01), dimana masing-masing ukuran memberikan pengaruh yang berbeda nyata terhadap hasil akumulasi 109Cd. Hal ini disebabkan
karena Perna viridis berukuran kecil lebih banyak membutuhkan nutrien (per satuan berat) untuk pertumbuhan dan kondisi dimana sistem metabolismenya menuju kesempurnaan (Rajagopal et al
Ukuran kerang hijau mempunyai hubungan yang negatif terhadap proses bioakumulasi perunut 109Cd (Y = 31,23
-10,35X) atau semakin kecil ukuran
kerang hijau tingkat akumulasi logam beratnya semakin besar (Gambar 9).
Hal ini sesuai dengan Suseno (2004b) yang menyatakan bahwa ada korelasi yang signifikan antara konsentrasi kontaminan di lingkungan dengan konsentrasi kontaminan dalam tubuh organisme. Kenaikan konsentrasi 109Cd pada setiap ukuran Perna viridis terjadi setiap hari selama proses pengamatan walaupun dalam durasi tertentu kenaikannya tidak sebesar pada waktu kontak lainnya. Perna viridis berukuran kecil lebih cepat mencapai kondisi tunak jika dibandingkan dengan yang berukuran besar. Walaupun ukuran tubuh lebih kecil tetapi luas permukaan dan rasio volume dengan konsentrasi enzim memainkan peranan yang sangat penting (Suseno 2004b). Ukuran merupakan faktor biologi yang penting dalam mengontrol akumulasi logam berat pada bivalva laut (Wang & Dei 1999).
Pengaruh interaksi antar faktor eksperimen terhadap proses bioakumu-lasi perunut 109Cd oleh Perna viridis dari fase terlarut tidak signifikan (P>0,01). Hal tersebut diatas dapat disimpulkan bahwa interaksi antar faktor eksperimen memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap tingkat akumulasi perunut 109Cd oleh Perna viridis dari fase terlarut. Kondisi tersebut disebabkan karena masing-masing faktor mempunyai pengaruh yang kuat dalam mempengaruhi proses bioakumulasi perunut 109Cd dari fase terlarut.
Berdasarkan nilai faktor konsentrasi tersebut di atas maka dapat disimpulkan bahwa faktor salinitas merupakan faktor yang paling dominan mempengaruhi tingkat akumulasi perunut 109Cd oleh kerang hijau dari fase terlarut. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan rata-rata tertinggi kerang hijau berhubungan dengan salinitas dan kelimpahan Fitoplankton (Chatterji et al. 1984). Kemudian Sivalingam dalam Coeroli et al. (1984), bahwa bivalva seperti kerang hijau dapat mentoleransi salinitas dengan kisaran antara 24-80 ppt.Kerang hijau memanfaatkan turunnya atau berkurang-nya salinitas untuk memperpanjang kelangsungan hidupnya sejak mulai berkurangnya salinitas (Morton 1987).
Mekanisme akumulasi 109Cd oleh Perna viridis melalui proses passive uptake dan active uptake. Passive uptake terjadi ketika ion logam berat mengikat dinding sel dengan dua cara yang berbeda, pertama pertukaran ion di mana ion monovalent dan divalent seperti Na, Mg, dan Ca pada dinding sel digantikan oleh ion-ion logam berat; dan kedua adalah formasi kompleks antara ion-ion logam berat dengan carbonyl, amino, thiol, hydroxy, phosphate, dan hydroxy-carboxyl yang berada pada dinding sel. Proses bioabsorpsi ini bersifat bolak baik dan cepat. Proses bolak balik ikatan ion logam berat di permukaan sel ini dapat terjadi pada sel mati dan sel hidup dari suatu biomass. Sedangkan active uptake terjadi sejalan dengan konsumsi ion logam untuk pertumbuhan organisme atau/dan akumulasi intraselular ion logam. Logam berat dapat juga diendapkan pada proses metabolisme dan
Bioakumulasi Kadmium Pada Kerang Hijau (Perna viridis)
ekresi pada tingkat ke dua. Proses ini tergantung dari energi yang terkandung dan sensitifitasnya terhadap parameter-parameter yang berbeda seperti pH, suhu, salinitas dan lain-lain (Nora et al. 1998).
KESIMPULAN
Perbedaan ukuran kerang hijau dan salinitas memberikan pengaruh negatif yang sangat signifikan, sedangkan perbedaan suhu memberikan pengaruh positif yang sangat signifikan terhadap tingkat akumulasi 109Cd dari fase terlarut. Kerang hijau yang berukuran kecil lebih cepat mencapai kondisi tunak, steady state, dibandingkan dengan kerang hijau yang berukuran besar.
DAFTAR PUSTAKA
Blackmore, G, &WX. Wang. 2002. Inter-Population Differences in Cd, Cr, Se, and Zn Accumulation by the Green Mussel Perna viridis Acclimated at Different Salinities, The Hong Kong University of Science and Technology, Hong Kong. 13pp.
Chatterji, A., ZA. Ansari, BS. Ingole, & AH. Parulekar. 1984. Growth of the green mussel, Perna viridis L., in a sea water circulating system. Aquaculture 40:47-55.
Coeroli, M., D. Gaillande, JP. Landret. 1984. Recent innovations in cultivation of molluscs in French Polynesia. Aquaculture 39:45-67. Connel, DW, & GJ. Miller. 1995. “ Kimia dan Ekotoksikologi
Pencema-ran, UI press, Jakarta. 518 hal. Terjemahan Yanti Koestoer. Morton, B. 1987. The functional
mor-phology of the organs of the mantle cavity of Perna viridis (Linnaeus, 1758) (Bivalvia: Mytilacea). Amer. Malac. Bull. 5(2):159-164. Nora FY, YST Wong & CG.
Simp-son.1998. Removal of Copper by Free and Immobilized Microalgae, Chlorella vulgaris, in: in Yuk-Shan & Tam (eds.). Water Treat-ment with Algae Springer-Verlag and Landes Bioscience, p. 17 Rajagopal, S, VP. Venugopalan, KVK.
Nair, V. van der Velde, HA. Jenner, & C. den Harog. 1998. Reproduc-tion, growth rate and culture potential of the green mussel, Perna viridis (L.) in Edaiyur backwaters, east coast of India. Aquaculture 162:187-202. Saeni, MS. 1997. Penentuan Tingkat
Pencemaran Logam Berat dengan Analisis Rambut. Orasi Ilmiah, Guru Besar Tetap Ilmu Kimia Lingkungan, Fakultas Matematika dan IPA IPB. Bogor Suseno, H. 2004a, Pendekatan Teknik
Nuklir untuk Studi Biokinetik Akumulasi dan Depurasi Kadmium pada Gastropoda Laut Teluk Jakarta, Seminar Nasional Teknologi Limbah, Serpong September 2004, P2PLR BATAN. —— 2004b. Biokinetics of Cadmium in Indonesia’s Green Mussel, Perna viridis: Influences of Body Size. Proceeding of one day seminar Development Radioecology and
Marine Environment in Indonesia, Hotel Sahid Jaya Jakarta.
Wang, WX. 2000. Uptake and Depura-tion of Cesium in the Green Mussel Perna viridis. Mar. Ecol. Prog. Ser.137:567-575.
Wang, WX. & RCH. Dei . 1999. Factors Affecting Trace Element Uptake in the Black Mussel Septifer virgatus. Mar. Ecol. Prog. Ser. 186:161-172.
Memasukkan: Maret 2009 Diterima: Juli 2009
J. Biol. Indon. Vol 6, No.1 (2009)
UCAPAN TERIMA KASIH
Jurnal Biologi Indonesia mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada para pakar yang telah turut sebagai penelaah dalam Volume 6, No 1, Desember 2009:
Dr. Fredinan Yulianda Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan-IPB Dr. Hari Sutrisno, Puslit Biologi-LIPI
Ir. Heryanto MSc, Puslit Biologi-LIPI
Ir. Majariana Krisanti MSi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan-IPB Dr. Niken Tunjung Murti Pratiwi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan-IPB Dr. Rugayah, Puslit Biologi-LIPI
Toksisitas Isolat-Isolat Bacillus thuringiensis yang Mengandung Gen cry 1A Terhadap Hama Penggerek Batang Jagung, Ostrinia furnacalis Guenee
Bahagiawati, Habib Rizjaani, Agustina K. Sibuea
97
Pengaruh Inokulasi Bakteri Terhadap Pertumbuhan Awal Jarak Pagar (Jatropha curcas L.)
Sri Widawati & Maman Rahmansyah
107
Karakteristik Tipe Pakan Kelelawar Pemakan Buah dan Nektar di Daerah Perkotaan: Studi Kasus di Kebun Raya Bogor
Sri Soegiharto & Agus P. Kartono
119
Identifikasi Papasan (Coccinia grandis (L.) Voigt) Di Tiga Populasi di Yogyakarta Ridesti Rindyastuti & Budi Setiadi Daryono
131
Biodegradasi Phenantrene oleh Mikroba Laut M5 (Alcanivorax Borkumensis) yang Diisolasi dari Teluk Jakarta
Dyah Supriyati
