1.1. Latar Belakang
Kerang hijau Perna viridis memiliki kandungan gizi yang cukup baik untuk konsumsi masyarakat, karena mengandung nilai gizi yang tinggi yaitu protein 20,1%, karbohidrat 2,84%, lemak 1,18% dan air 75,7% (Anonim 1984). Selain hal tersebut kerang hijau juga mengandung mineral cukup tinggi dibandingkan dengan daging sapi seperti kalsium 133 mg dan fosfor 170 mg/gram daging. Kerang hijau juga mengandung besi, yodium dan tembaga serta sejumlah kecil thiamin, riboflavin dan niasin (Murdinah 1992). Oleh karena itu kerang hijau sangat penting dibudidayakan dan merupakan salah satu sumber bahan makanan untuk memenuhi kebutuhan gizi bagi masyarakat dan bernilai ekonomis dalam menunjang kehidupan bagi masyarakat Indonesia.
Kerang hijau hidup di perairan payau hingga asin dan hidup tersebar di Teluk Jakarta. Kerang ini memiliki sifat menempel pada benda-benda yang ada di perairan. Oleh karena itu kerang hijau banyak dijumpai melekat pada benda-benda keras seperti kayu, bambu, badan kapal, jaring dan tempat budidaya ikan. Kerang hijau mencari makan dengan cara menyaring makanan yang larut di dalam air sehingga Riani et al. (2004) memberinya istilah sebagai vacum cleaner. Dengan demikian kerang hijau akan mengfiltrasi seluruh zat-zat yang dibawa oleh air terutama yang berasal dari limbah.
Limbah yang masuk ke dalam perairan Teluk Jakarta dibawa oleh 13 sungai yang bermuara ke dalamnya. Menurut laporan Kantor Pengkajian Perkotaan dan Lingkungan Hidup (KPPL), DKI Jakarta tahun 1997 diperkirakan limbah yang masuk ke perairan Teluk Jakarta adalah limbah dari kegiatan industri pengelola sekitar 97,82% yakni 1.632.896,47 m³/tahun, limbah domestik 2,17% yakni 36.229,90 m³/tahun, dan limbah industri pertanian 0.01% yakni 232,25 m³/tahun. Namun sebaliknya menurut hasil penelitian Firmansyah (2007) kontribusi sumber pencemaran di Teluk Jakarta berasal dari limbah domestik 27,09%, limbah industri 14,04% dan limbah pasar 46,70%. Limbah yang masuk ke dalam perairan Teluk Jakarta ini bukan saja limbah organik yang untuk menguraikannya memerlukan oksigen, tetapi juga limbah yang termasuk katagori B3 (bahan berbahaya dan beracun) yang tercampur
dalam limbah tersebut (Riani et al. 2004). Komposisi sampah yang mencemari Teluk Jakarta adalah domestik 62,27% bahan organik dan 37,73% anorganik, sampah yang berasal dari komersial bahan organik 9,84% dan 90,16% anorganik, sampah dari pasar mengandung bahan organik 83,69% dan 16,31% anorganik (Firmansyah 2007). Oleh karena itu kerang dapat menimbulkan bahaya bagi yang mengkonsumsinya. Hal ini sesuai dengan hasil penelitian Riani et al. (2004) bahwa kerang yang hidup di perairan tercemar dalam dagingnya terakumulasi sejumlah zat-zat beracun terutama logam berat. Di Teluk Lada perairan lautnya juga telah mengalami pencemaran logam berat seperti kandungan merkuri (Hg) 0,09 mg/L, timah (Pb) 0,015 mg/L dan tembaga (Cu) 0.0276 mg/L (Muawanah et al. 2005). Hal yang sama juga terjadi di Teluk Banten yakni perairan lautnya mengandung merkuri (Hg) 0,05 ug/L, kadmium (Cd) 0,064 mg/L dan timah (Pb) 0,153 mg/L (Setyobudiandi 2004).
Kerang hijau hidup sangat subur di Teluk Jakarta karena banyak bahan organik yang dapat digunakan sebagai pakannya, namun karena sifat kerang hijau sebagai vacum cleanner, jika kerang hijau tersebut dikonsumsi dapat menimbulkan bahaya bagi yang mengkonsumsinya. Menurut Hutagalung (2001) kerang hijau mempunyai kemampuan akumulasi yang baik terhadap logam berat pada lingkungan yang tercemar. Perairan Teluk Jakarta telah mengalami pencemaran oleh logam berat, bahkan pencemaran tersebut telah mencapai Kepulauan Onrust seperti logam merkuri telah mencapai 35 ppb dan kadmium mecapai 450 ppb. Selanjutnya Riani et al. (2004) mengatakan bahwa di perairan Teluk Jakarta ditemukan kadar merkuri (Hg) 0,121 ppb; timbal (Pb) 0,248 ppm, kromium (Cr) 0,0285 ppm dan kadmium (Cd) 0,023 ppm, sedangkan kandungan pada sedimennya tinggi yakni Hg 0,098 ppb; Pb 2,897 ppm dan Cd 0,135 ppm. Selanjutnya dijelaskan bahwa akumulasi logam berat paling tinggi terjadi pada daging kerang seperti merkuri dalam kerang ukuran sedang sekitar 190,235 ppm dan ukuran besar 170,868 ppm, kandungan timah hitam (Pb) dalam kerang ukuran sedang 36,36 ppm dan ukuran besar 43,894 ppm. Kandungan kadmium dalam kerang ukuran sedang 0,075-2,891 ppm dan kerang ukuran besar 0,097 – 0,223 ppm.
Kerang banyak dihasilkan di sekitar daerah Teluk Jakarta seperti Muara Angke dan Cilincing. Kerang hijau, dan kerang darah Anadara granosa merupakan jenis kerang yang banyak digemari oleh masyarakat. Namun menurut Swasono dari Freinds
of Environment Fund tahun 2004 bahwa ekspor kerang hijau dari Indonesia mendapat ganjalan karena terdapat indikasi banyak mengandung logam berat Cd, Pb, dan Cu. Logam berat yang terakumulasi pada kerang selain berasal dari perairan, juga berasal dari sedimen, karena kerang hidup relatif tidak bergerak di dasar perairan.
Sebagaimana diketahui Teluk Jakarta merupakan tempat akumulasi aliran limbah yang berasal dari perkotaan dan pabrik, pada perairan tersebut juga terdapat budidaya kerang, sehingga kerang hijau mengalami kontaminasi logam berat seperti merkuri, aluminium, kadmium, timbal, kromium, seng dan lain-lain. Logam berat masuk ke dalam tubuh kerang melalui mulut (oral), insang dan kulit, selanjutnya masuk ke dalam sirkulasi darah, lalu diikat oleh protein atau asam-asam amino dan dibawa oleh darah sampai pada organ target. Dalam kurun waktu yang lama logam berat akan terakumulasi dalam jaringan daging dan selanjutnya akan berpengaruh terhadap aktivitas fisiologi dan biokimia di dalam tubuh kerang. Pencemaran logam berat mengakibatkan pertumbuhan kerang terganggu. Menurut Darmono (1995), tanaman air dan jenis binatang lunak (kerang, keong dan sebagainya) yang tidak bergerak atau mobilitasnya lamban tidak dapat meregulasi logam seperti hewan air lainnya.
Menurut Setyobudiandi (2004) kematangan gonad kerang hijau di Teluk Jakarta lebih lambat dibanding kerang hijau di Teluk Banten. Keadaan ini menunjukkan bahwa pencemaran di Teluk Jakarta diduga telah berpengaruh pada reproduksi kerang, namun studi mengenai hal ini di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada belum pernah dilakukan. Oleh karena itu muncul pertanyaan; apakah bioakumulasi logam berat seperti merkuri, timbal, kromium dan kadmium juga akan terakumulasi dalam gonad kerang hijau?, apakah logam berat tersebut berpengaruh terhadap gametogenesis (spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau?. Berdasarkan hal tersebut maka penelitian tentang: “Bioakumulasi Logam Berat dan Pengaruhnya pada Gametogenesis Kerang hijau Perna viridis di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada”, perlu segera dilakukan.
1.2. Kerangka Pemikiran
Sebagai akibat dari kegiatan aktivitas antrophogenik di Propinsi DKI Jakarta dan Propinsi Banten limbah masuk ke dalam perairan Teluk Jakarta, Teluk Banten dan
Teluk Lada sehingga akan terakumulasi di perairan dan sedimen. Limbah tersebut bukan saja limbah organik, tetapi juga limbah yang termasuk kategori limbah B3 yang tercampur dalam limbah tersebut (Riani et al. 2004). Limbah B3 seperti logam berat merkuri, timah hitam, kromium, kadmium dan lain-lain di perairan tersebut akan menyebabkan terkontaminasinya budidaya kerang hijau. Seperti yang telah dilaporkan Hutagalung (2001) dan Riani et al. (2004) yang menyatakan bahwa perairan Teluk Jakarta telah tercemar logam berat. Di Teluk Lada perairan lautnya juga telah mengalami pencemaran logam berat yaitu Hg 0,09 mg/L, Pb 0,015 mg/L dan Cu 0,0276 mg/L (Muawanah et al. 2005). Demikian juga di Teluk Banten yang perairan lautnya mengandung Hg 0,05 ug/L, Cd 0,064 mg/L dan Pb 0,153 mg/L (Setyobudiandi 2004). Dilain pihak di perairan teluk tersebut juga terdapat pembudidayaan kerang hijau yang dilakukan oleh nelayan dan telah berlangsung lama. Karena Riani et al. (2004) mengatakan bahwa sifat kerang sebagai vacum cleanner sehingga pada daging kerang terakumulasi logam berat.
Akumulasi logam berat di perairan dan dalam hewan air diduga akan mengakibatkan keracunan pada biota air, terutama kerang hijau yang hidup di dasar pantai dan laut. Menurut Viarengo (1989) bahwa logam berat yang masuk ke dalam tubuh melalui oral, insang dan kulit akan masuk ke dalam sistem peredaran darah dan langsung diikat oleh asam-asam amino (thiol), sehingga disebut metallothionine (MTN). Senyawa ini selanjutnya akan dibawa oleh darah menuju organ-organ tubuh sehingga akan terakumulasi pada organ tersebut, seperti insang, kulit, dorsal body, otak (central nervous system), cerebral ganglion, dan organ kelamin yaitu kelenjar kelamin (gonad) dan organ accessories. Kerang hijau yang tetap bertahan hidup walaupun terjadi akumulasi logam berat dalam tubuhnya, akan mengalami perubahan fungsi fisiologi, biokimia tubuh dan bahkan terjadi mutasi gen. Menurut Gosling (1992) kerang biru yang tercemar logam berat, lisosomnya akan mengalami degenerasi, sehingga sel-selnya tidak berkembang dengan baik dan akhirnya mati. Pada kerang, logam berat juga akan terakumulasi pada organ reproduksi yakni pada organ-organ penunjang reproduksi dan gonad sehingga akan mempengaruhi proses gametogenesis pada kerang (Gambar 1). Menurut hasil penelitian Riani et al. (2004) di Teluk Jakarta kerang ukuran kecil, sedang dan besar telah mengandung logam berat yang tinggi melebihi baku mutu seperti logam merkuri, kadmium, plumbum, 4
MTN (+) MGF Glucagon synthesis Stimulating Factor (-) Oestrogen Androgen Oogenesis ? Spermatogenesis ? -Oogonia? -Spermatogonia? -Oosit primer? -Spermatosit primer? -Oosit sekunder? -Spermatosit sekunder? -Spermatozoa?
Keterangan : = Pengaruh positif atau memproduksi hormon/sel-sel kelamin = Pengaruh negatif atau feed back/ menghambat
= Mekanisme masuknya logam berat ; = Batas tubuh kerang MTN = Metallothionin adalah ikatan asam amino dengan logam berat MGF = Maturation Gonadothropine Factor
Gambar 1. Kerangka pemikiran tentang gangguan gametogenesis kerang hijau akibat pencemaran logam berat (Dimodifikasi dari Viarengo (1989);
Sokolove et al. (1987); Takeda (1989)). LINGKUNGAN
Teluk Jakarta, Banten dan Lada
Pencemaran: Logam berat Oral Insang Kulit Sistem syaraf Cerebral Ganglion (CG) Sirkulasi Darah Sistem syaraf Dorsal Body (DB) Gonad (Ovotestis)
Tempat terjadinya proses Gametogenesis Albumen Gland ?
Neurosecretory cells
kromium dan seng.
Selanjutnya hasil penelitian Setyobudiandi (2004) bahwa kerang hijau di Teluk Jakarta matang gonad lebih lambat dibandingkan kerang hijau di Teluk Banten, yang diduga karena adanya gangguan reproduksi. Namun sampai saat ini belum ada informasi apakah kadar logam berat meningkat di perairan muara, pantai dan laut di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada akan mengakibatkan terjadinya gangguan pada proses reproduksi dan produksi sel-sel kelamin kerang hijau, terutama dalam hal gangguan proses gametogenesis seperti spermatogenesis dan oogenesis. Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian tentang; ”Bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dan Pengaruhnya pada Gametogenesis Kerang Hijau Perna
viridis di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada”. 1.3. Perumusan Masalah
Penurunan kualitas air laut di Teluk Jakarta telah lama diketahui begitu pula halnya dengan pencemaran Teluk Jakarta oleh logam berat. Musibah ini terjadi karena adanya kegiatan atau aktivitas pabrik sepanjang daerah aliran sungai dan pinggir pantai. Menurut Setyobudiandi (2004) bahwa kualitas air laut di Teluk Jakarta telah tercemar logam berat. Demikian juga hasil penelitian Hutagalung (2001) bahwa di Teluk Jakarta pencemaran oleh logam berat cenderung terus meningkat di dalam air dengan kandungan merkuri 35 ppb dan kadmium 450 ppb. Secara umum penyebab terjadinya pencemaran kualitas air laut diduga berasal dari buangan limbah domestik dan industri karena masih terdapat pengusaha yang tidak melakukan pengolahan limbah secara sempurna.
Kejadian yang senada juga terjadi di perairan laut Teluk Lada yakni telah mengalami pencemaran logam berat seperti yang dilaporkan Muawanah et al. (2005) yang mendapatkan hasil bahwa perairan Teluk Lada mengandung logam Hg 0,09 mg/L, Pb 0,015 mg/L dan Cu 0,0276 mg/L. Di Teluk Banten pun perairannya telah mengalami pencemaran logam berat, menurut Setyobudiandi (2004) perairan Teluk Banten mengandung Hg 0,05 ug/L, Cd 0,064 mg/L dan Pb 0,153 mg/L.
Keadaan perairan Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada yang tercemar akan berpengaruh terhadap kehidupan biota air. Menurut Darmono (1995) tanaman 6
air dan jenis binatang lunak (kerang, keong dan sebagainya) yang tidak bergerak atau mobilitasnya lamban tidak dapat meregulasi logam seperti hewan air lainnya. Oleh karena itu kerang di Teluk Jakarta baik ukuran kecil, ukuran sedang dan ukuran besar mengakumulasi logam berat seperti merkuri, plumbum, kadmium, kromium dan seng sangat tinggi (Riani et al. 2004). Kerang hijau di Perairan Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada telah mengakumulasi logam-logam berat terutama merkuri, kadmium dan timbal. Sebagai indikasi terakumulasinya logam berat, hasil penelitian Setyobudiandi (2004) memperlihatkan bahwa kerang hijau yang hidup di perairan Teluk Jakarta mengalami kematangan gonad lebih lambat dibandingkan dengan kerang Teluk Banten. Keadaan ini diduga karena kondisi reproduksi kerang hijau telah dipengaruhi oleh pencemaran logam berat dan pada kasus yang berat akan terjadi mutasi gen. Diduga sel-sel kelamin kerang hijau pun tidak berkembang dengan baik, sehingga pencemaran yang mengandung logam berat diduga mempengaruhi proses gametogenesis.
Keterlambatan matang gonad kerang Teluk Jakarta (Setyobudiandi 2004) menunjukan indikasi bahwa pencemaran telah berpengaruh terhadap reproduksinya. Menurut Pipe (1987a, 1987b) kondisi lingkungan yang tercemar dapat menyebabkan gamet atresia dan gamet kembali diserap. Oleh karena itu maka masalah yang dihadapi pada pencemaran logam di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada adalah sebagai berikut:
1. Kondisi tercemar logam berat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada diduga terjadi karena bioakumulasi logam berat seperti Hg, Pb, Cd dan Cr dalam gonad kerang hijau.
2. Bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dalam kelenjar gonad akan berpengaruh terhadap proses gametogenesis (oogenesis dan spermatogenesis) pada Kerang hijau yang terdapat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
1.4. Tujuan Penelitian
a. Mengidentifikasi bioakumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dalam gonad jantan dan betina kerang hijau yang tercemar di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
b. Menganalisis dampak bioakumulasi pencemaran logam berat di lingkungan perairan dan dalam organ kelamin terhadap gametogenesis (oogenesis dan
spermatogenesis) pada kerang hijau yang terdapat di Teluk Jakarta, Teluk
Banten dan Teluk Lada.
c. Menganalisis korelasi bioakumulasi logam berat dalam organ kelamin dengan jumlah sel-sel spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder, spermatozoa pada kerang hijau jantan dan oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina.
1.5. Manfaat Penelitian.
Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :
a. Memberikan informasi tentang bahaya dari bioakumulasi pencemaran logam berat di perairan dan dalam organ kelamin betina dan jantan serta pengaruhnya terhadap gametogenesis kerang hijau yang tercemar di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
b. Sebagai masukan kebijakan bagi para stakeholder dalam strategi managemen pengelolaan limbah di Propinsi DKI Jakarta, dan Propinsi Banten agar mengupayakan mutu limbah selalu baik dan dapat mempertahankan keanekaragaman sumber hayati laut yang mempunyai nilai ekonomis bagi masyarakat.
c. Sebagai masukan kebijakan bagi para stakeholder dalam strategi managemen pembudidayaan kerang hijau di Teluk Jakarta, Teluk banten dan Teluk Lada sehingga dapat mempertahankan keanekaragaman sumber hayati laut yang mempunyai nilai ekonomis bagi masyarakat.
1.6. Hipotesis Penelitian
Hipotesis penelitian ini adalah:
1. Pencemaran logam berat di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada menyebabkan terjadinya akumulasi logam berat dalam gonad kerang hijau. 2. Bioakumulasi logam berat pada gonad kerang hijau dapat menyebabkan
gangguan aktifitas gametogenesis.
3. Terdapatnya korelasi antara jumlah akumulasi logam berat dalam organ kelamin dengan jumlah sel oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina dan spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa pada kerang hijau jantan.
1.7. Novelty (Kebaruan).
1. Logam berat ditemukan terakumulasi di dalam organ kelamin gonad dan akumulasi tersebut merupakan biomarker kegagalan gametogenesis (spermatogenesis dan oogenesis) kerang hijau di Teluk Jakarta, Teluk Banten dan Teluk Lada.
2. Bioakumulasi logam berat dalam gonad sebagai biomarker penurunan jumlah oogonia, oosit primer, oosit sekunder pada kerang hijau betina dan spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa pada kerang hijau jantan.
3. Akumulasi logam berat (Hg, Pb, Cd dan Cr) dalam gonad mempunyai korelasi terhadap jumlah oogonia, oosit primer dan oosit sekunder pada kerang betina dan jumlah spermatogonia, spermatosit primer, spermatosit sekunder dan spermatozoa pada kerang hijau jantan.
