214 ISSN 0216 - 3128 Sahat MP dan Heny Suseno

PENGARUH pH AIR LAUT TERHADAPBIOAKUMULASI Cd PADA PERNA VIRIDIS

Sahat~.PanggabeanKedeputian Bidang Perkembangan Riset fptek - Kementerian Riset dan Teknologi, Jakarta.

Heny SusenoPusat Penelitian dan Pengolahan Limbah Radioaktiv - BATAN, Jakarta.

ABSTRAK

PROSES

PENGARUH pH AIR £AUT TERHADAP PROSES BIOAKUMULASI Cd PADA PERNA VIRIDIS.

Telah dilakukan penelitian Pengaruh pH Air Laut Terhadap Proses Bioakumulasi Cd pada Perna Viridis.fndikasi pencemaran di lingkungan perairan laut dapat ditentukan menggunakan bioindikator. Perna viridismerupakan jenis kerang yang banyak dijumpai di pesisir pantai utara dan dapat digunakan sebagaibioindikator Cd karena sifatnya yang mempunyai kemampuan mengakumulasi logam bera!. Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui kemampuan Perna viridis mengakumulasi logam Cd pada beberapa kandisipH. Penelilian dilakukan meliputi tahapan-tahapan: aklimitasi, bioakumulasi dan perhitungan kinetikaproses bioakumulasi. Hasil percobaan menunjukkan Perna viridis memiliki kemampuan untukmengakumulasi logam Cd sebesar ± 50 kali lipat dari konsentrasi logam Cd di dalam air laut, laju rerataakumulasi logam Cd oleh Perna viridis pada pH 6,0 dan 6,5 sebesar 0.87 ppm/hari sedangkan pada pH 7,0sebesar 0,90 ppm/hari. Laju absorpsi logam Cd ke dalam tubuh biota menunjukkan nilai yang berfluktuasidan tidak memiliki korelasi terhadap lamanya pajanan dan pH.

ABSTRACT

THE INFLUENCE OF pH VALUE OF SEA WATER FOR Cd BIOACCUMALATION PROCESS ATPerlla Viridis. The influence of pH value of sea water for Cd bioaccumulation process at perna viridis hadbeen studied. The pollution indication at coastal area can be determined by using of bioindicator. Pernaviridis is aile of killds of bivalve that has all abundallce at North Coastal Area of Java. It could be used asCd bioilldicator because of its behavior ill accumulating of heavy metal. The aim of this research was toinvestigate the ability of perna viridis in accumulating of Cd in variation of sea water pH value. The steps ofthis research covered aclimitation, bioaccumulation, and biokinetic calculation. This experiment showed

that perlla viridis could accumulate about 50 times of Cd from its ambient concentration at sea water. Theaccumulation rate was 0.87ppm/day at 6 and 6.5 pH value, and 0.90ppm/day at 7 pH value. Absorption rate

of Cd into perlla viridis was fluctuated and it also showed that absorption rate had no correlation with pHvalue and duration of exposure time.

PENDAHULUAN

Buangan limbah, baik y~ng mengandungsenyawa-senyawa beracun (toksik) maupunI .logam berat, merupakan faktor/lain yang jugamempengaruhi keberadaan makrozoobentos diperairan pesisir. Bahan-bahan ini berasal daridaerah aliran sungai maupun areal pemukiman dipinggiran pantai serta kawasan atau industri yangmembuang limbah ke laut.

Terdapat empat kategori limbah yang dapatmencemari wilayah pesisir, yaitu: pencemaranlimbah industri (industrial pollution) sepertiindustri pulp, kertas, pengolahan makanan danindustri farmasi-kimia, pencemaran sampah/limbahdomestik (sewage pollution) yang umumnyamengandung bahan organik, pencemaran karenasedimentasi (sedimentation pollution) akibatadanya erosi di daerah hulu sungai dan pencemaran

oleh aktifitas pertanian (agriculture pollution)yakni dengan adanya penggunaan pestisidallJ•

Dalam memonitor pencemaran logam berat,analisis biota air sangat penting artinya daripadaanalisis air itu sendiri. Hal ini disebabkan

kandungan logam dalam air dapat berubah-ubahdan sang at tergantung pada lingkungan dan iklim.Pada musim hujan kandungan logam akan lebihkecil karena proses pelarutan, sedangkan padamusim kemarau kandungan logam akan lebih tinggikarena logam menjadi terkonsentrasi. Kandunganlogam dalam biota air biasanya akan selalubertambah dari waktu ke waktu karena sifat logamyang bioakumulatif, sehingga biota air sangat baikdigunakan sebagai indikator pencemaran logamdalam lingkungan perairan. Kerang hijau (Pernaviridis) merupakan jenis kerang dari golonganPelecypoda. Perna viridis mendapatkan makanandengan cara menyaring mikro alga yang ada dalamperairan. Tidak semua partikel dapat masuk ke

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Sahat MP dan Heny Suseno ISSN 0216 - 3120 215

dalam tubuh kerang tersebut karena akan terseleksioleh cilia yang ada di labial palp, hanya alga yangmempunyai, ukuran tertentu yang dapat masuk.Perna viridis dapat digunakan sebagai bioindikatorkarena beberapa alasan sebagai berikut: dapatmengakumulasi kontarninan tanpa menyebabkandampak yang berarti terhadap pertumbuhannya,menetap pada daerah tertentu (sedentary) dalamjumlah memadai (Abundant), dapat hidup lamadan mempunyai faktor bioakumulasi yang cukuptinggi[2].

Pada penelitian ini dilakukan pengamatankemampuan Perna viridis mengakumulasi logamCd. Kemampuan mengakumulasi logam berattersebut sangat mungkin dipengaruhi oleh kondisilingkungan perairan, antara lain pH air laut. Jikakemampuan mengakumulasi logam Cd, padaberbagai kondisi pH yang berbeda dapat diketahui,maka indikator pencemaran logam Cd di lautdalam berbagai kisaran pH dapat ditetapkan.

TAT A KERJA

Bahan yang digunakan

Media pembiakan Perna viridis, yaitu airlaut steril yang ditambahkan nutrisi Nitrogen danPhosphat yang berasal dari NPK dengankonsentrasi 1 g/L. Stater micro alga Chlorella spyang diperoleh dari Lembaga Oceanografi Nasional(LON). Air laut steril yang berasal dari KepulauanSeribu, Teluk Jakarta. Perna viridis yang diambildari Kepulauan Seribu, Teluk Jakarta. Larutaninduk Cd 1000 ppm, Merck.

Alat yang digllllakan

Bak akumulasi atau aquarium dengan

kapasitas 20 Liter dan 50 Liter, aerator, thermostat,pH meter dan A tomic Absorption Spectro­

photometer (AAS).

Cara Kerja

Penelitian ini dilakukan melalui beberapatahap yang meliputi : pengambilan Perna viridis

dan air laut di Kepulauan Seribu, Teluk Jakarta,

aklimitasi Perna viridis, percobaan bioakumulasidan penentuan kandungan logam Cd. Kandungan

logam Cd yang terakumulasi dapat ditentukandengan cara menganalisis kandungan logam Cdpada Perna viridis dalam percobaan akumulasi

Faktor bioakumulasi merupakan perbandingankonsentrasi logam Cd yang terakumulasi dalam

biota dan konsentrasi logam Cd dalam air laut. Data

bioakumulasi· dapat digunakan untuk memprediksiterjadinya kontarninasi dan dampak biologi.

Pembuatan feeder dilakukan dengan

menambahkan stater rnicroalga Chlorella sp ke

dalam I liter air laut steril yang berisi nutrisi dandilakukan aerasi di bawah sinar ultra violet yang

bersumber dari lampu TL selama I rninggu

sehingga diperoleh media dengan kerapatan sel10.000 sel/mL.

Dilakukan aklirnitasi perna viridis untuk

memperoleh kondisi di mana Perna viridis dapatberadaptasi di lingkungan bak akumulasi.Aklimitasi dilakukan dengan menempatkan 200ekor Perna viridis di dalam bak akumulasi atau

'aquarium berkapasitas 50 Liter selama 14 hari

dengan aerasi dan pemberian feeder sehingga

organisme tersebut nantinya mampu bertahan dalam

percobaan bioakumulasi.

Perna viridis yang telah melalui prosesaklimitasi dimasukkan ke dalam 3 bak akumulasi

masing-masing 60 ekor lalu ditambahkan larutan

induk Cd 1000 ppm sehingga konsentrasi Cd didalam air menjadi 0,25 ppm. Percobaan inidilakukan pada suhu 28°C, salinitas 32 %0 dan

pada variasi pH 6,0; pH 6,5; dan pH 7,0.

Perna viridis dijaga agar tetap hidup selama

14 hari dengan pemberianfeeder 2 kali sehari dandilakukan aerasi. Agar konsentrasi Cd di dalam airpada bak akumulasi tetap maka setiap hari air

diganti dengan air yang baru dengan konsentrasi Cddi dalam air sebesar 0,25 ppm. Setiap selang waktu

2 hari dilakukan pengambilan sampel Perna viridis

sebanyak 6 ekor untuk dianalisis kandungan logam

Cd menggunakan Atomic Absorption Spectro­

photometer (AAS).

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemilihan ukuran Perna viridis sebagai

biota percobaan didasarkan pada kemampuanmengakumulasi logam Cd yang berkaitan dengan

umur biota tersebut. Pada percobaan ini digunakanukuran cangkang 2,8Cmx6,5Cm hingga

4,OCmx7,2Cm. Hasil anal isis kandungan Cd dalam

tubuh perna viridis setelah proses aklimitasi atausebelum dilakukan percobaan bioakumulasi

ditunjukkan pada Gambar 1.

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

216 " ISSN, 0216 - 3128 Sahat MP dan Heny Suseno

(tIJ

E~ 0.75

~

~ 0.5

!zWII)Z 0.25§!

2,5CmX6,5Cm 3.5CmX6.5Cm 4.OCmX7.2Cm

Kemampuan Perna viridis dalammengakurnulasi logam Cd dapat dipandang sebagailaju pemasukkan logam Cd ke dalam tubuh Pernaviridis persatuan waktu. Untuk mengetahui lajuakurnulasi Cd dilakukan perhitungan databerdasarkan persamaan Sebagai berikut :

de = CCd(I)_ CCd(I-2)

t - (t - 2)

UKURAN CANGKANG (Cm)

Gambar 1. Konsentrasi Logam Cd dalamBerbagai Ukuran Cangkang PernaViridis Pada Salinitas 32 %0

Dimana :dCdt

CCd(l)

CCd(t.2)

= Perubahan konsentrasi (ppm)= Perubahan Waktu (Hari)

= Konsentrasi Cd pada t Hari (ppm)= Konsentrasi Cd pada t-2 Hari (ppm)

Hasil amilisis kandungan Cd di dalam Pernaviridis yang diambil dari Teluk Jakarta setelahmelalui proses aklimitasi dalam berbagai kisaranukuran tersebut menunjukkan bahwa ukuran biotamempengaruhi kemampuan akurnulasi logam Cd.Semakin besar ukuran cangkang Perna viridis makasemakin besar pula konsentrasi Cd yangdikandungnya. Pada kondisi Perna viridis yangtelah dewasa dengan ukuran cangkang4,OCmx7,2Cm dapat digunakan sebagai hewandalam percobaan ini.

Peningkatan konsentrasi Cd dalam Pernaviridis ditunjukkan pada Gambar 2.

'E' 1.t 14

~12

r:~ 4~ 2" 0

10 12 14

DURASI (!Ian)

Gambar 2. Konsentrasi Cd dalam perna viridisselama percobaan.

Berdasarkan Gambar 2, maka konsentrasilogam Cd dalam biota meningkat dari 0,77 ppmmenjadi 12,90 ppm pada pH 6,0 dan 13,00 ppmpada pH 6,5. Sementara dengan kenaikan pHmenjadi 7,0 konsentrasi logam Cd pada Pernaviridis meningkat menjadi 13,39 ppm setelah 14hari. Analisis statistik korelasi bivariable

menggunakan metoda Pearson dengan piranti lunakSPSS menunjukkan terdapat korelasi antara durasipajanan dengan kandungan Cd yang diabsorpsi olehPerna viridis. Hal ini disebabkan karena adanyakesesuaian hidup biota pad a media percobaan dankemampuan Perna viridis untuk mengakumulasilogam Cd di dalam tubuhnya.

Hasil perhitungan biokinetik Perna viridisdalammengakurnulasi logam Cd ditunjukkan padaGambar 3.

o 2 4 • a 10 12 14

DURASI (Harl)

Gambar 3. Laju penyerapan Cd oleh perna viridis

B~rdasarkan Gambar 3, maka laju rata-rataakurnulasi logam Cd oleh Perna viridis pada pH6,0 dan 6,5 sebesar 0,87 ppmlhari, sedangkan padapH 7,0 sebesar 0,90 ppmlhari. Berdasarkan nilailaju rata-rata tersebut maka pada kondisilingkungan dengan pH netral Perna viridis mampumengakumulasi logam Cd. Di sisi lain kemampuanmengakumulasi logam Cd perhari tidak memilikikorelasi terhadap lamanya pajanan. Hal iniditunjukkan pada hasil analisis statistik denganmetoda Pearson Correlation. Laju penyerapanlogam Cd ke dalam tubuh biota menunjukkan nilaiyang fluktuatif. Laju penyerapan logam Cd olehPerna viridis pada pH 6,0 turon setelah hari ke-2sampai hari ke-l0 dan hari ke-14, sementara padapH 6,5 tetjadi penurunan pada hari ke-2 hingga harike-6, hari ke-l 0 dan hari ke-14 sedangkan pada pH7,0 penurunan terjadi mulai hari ke-2 sampai harike-4, hari ke-B hingga hari ke-l0 dan hari ke-14.Hal ini disebabkan pada hari ke-2 Perna viridisyang telah mengalami proses aklimitasimengkonsumsi feeder yang diikuti denganterserapnya logam Cd dari air namun pada hariberikutnya terjadi eksresi logam Cd dimana lajueksresi lebih besar dari pad a laju absorpsi logam

Proslding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

Saltat MP dall HellY Suseno ISSN 0216 - 3128 217

Cd oleh Perna viridis. Begitu pula sebaliknya padahari ke-12 dalam kondisi pH 6,0, hari ke-8 dan harike-12 pada pH 6,5 juga terjadi pada hari ke-6 danhari ke-12 dalam kondisi pH 7,0 proses absorpsilogam Cd oleh Perna viridis lebih besar dari padaproses eksresi.

Faktor bioakumulasi merupakanperbandingan konsentrasi Cd dalam biota dankonsentrasi Cd dalam air. Kernampuan Pernaviridis mengakumulasi Cd ditunjukkan dengan nilaifaktor bioakumulasi seperti ditunjukkan padaGambar 4.

- ..~.:::> ••

::E:::> ••

'"

~ ..jjj ~ •.c= ••.• -.:o ..n •••..,··!i< If -.«....

" U 14

DURASI(lion)

Gambar 4. Faktor Bioakumulasi Cd Pada

pern aviridis

fluktuatif seperti halnya laju akumulasi logam Cd

pada Perna viridis yang diakibatkan oleh proses

absorpsi logam Cd oleh Perna viridis dan diikutidengan proses eksresi dirnana jumlah logam Cd

yang terserap dan terakumulasi pada jaringan tubuhdan ditimbun dalam protein selalu lebih besar dari

pada logam Cd yang dieksresikan.

Pengaruh pH secara komprehensif terhadap

proses bioakumulasi logam Cd ke dalam jaringan

tubuh Perna viridis meliputi pengaruh pH terhadap

laju akumulasi logam Cd dan pengaruh pH terhadaplaju faktor bioakumulasi. Pengaruh pH terhadap

laju akumulasi logam Cd pada salinitas 32%0.

disajikan pada G",mbar 6, sedangkan pengaruh pHterhadap laju faktor bioakumulasi logam Cd padaPe·rna viridis dengan salinitas 32%0 ·disajikan padaGambar 7.

2 lion--,'._. & lion_10 lion-14 lion

°

Berdasarkan Gambar 6, rnaka secara umum

dapat dijelaskan bahwa pada interval pH 6,0

sampai 7,0 tidak terdapat pengaruh yang signifikan

terhadap konsentrasi logam Cd pada Perna viridis.

Perbedaan yang timbul terletak pad a kondisi pH 6,5di hari ke-6. Pada hari ke-6 konsentrasi logam Cdpada pH 6,5 sedikit lebih rendah dari pada

konsentrasi logam Cd pada pH 6,0 dan 7,0, hal inidimungkinkan karena eksresi logam Cd pada pH

6,5 lebih besar dari pada eksresi logam Cd pada pH6,0 dan 7,0. Berdasarkan anal isis statistik denganmet ode Pearson Correlation menunjukkan bahwa

pH tidak memeliki hubungan dengan laju akumulasi

logam Cd pada kurun waktu sampai 14 hari,Konstanta laju akumulasi logam Cd tidak dapat

ditentukan karena laju akumulasi logam Cd ke

dalam tubuh biota menunjukkan nilai yang fluktuasiseperti terlihat pada Gambar 7.

6 6.5

pH

Berdasarkan Gambar 4, rnaka Faktorbioakumulasi Cd yang terbesar pada Perna viridisadalah pada pH 7,0 setelah 14 hari, yaitu sebesar49,30. Berpijak pada hal tersebut rnaka Pernaviridis dapat mengakumulasi logam Cd sebesar ±50 kali lipat dari konsentrasi logam Cd di dalam airlaut.

Untuk mengetahui proses penyerapan Cd kedalam jaringan tubuh Perna viridis rnaka dilakukanperhitungan perubahan nilai faktor bioakumulasiperhari yang disajikan pada Gambar 5.

-+-pH &

pH &.5

_____ pH 7

10 12 14

DURASI (Harl)

Gambar 5. Lajll Faktor Bioakumlliasi Cd PadaSalinitas 32 0/00

Berdasarkan Gambar 5, maka laju faktorbioakumulasi Cd rata-rata pada pH 6,0 sebesar 3,38

sementara pad a pH 6,5 sebesar 3,41 sedangkan

pada pH 7,0 meningkat menjadi 3,52. Namundemikian laju faktor bioakumulasi Cd tidak

memiliki korelasi terhadap larnanya pajanan, sepertidapat dilihat pada hasil analisis statistik korelasiPearson. Laju faktor bioakumulasi ini cenderung

Gambar 6. Pengaruh pH Terhadap

Akllmlliasi Logam CdSalin itas 32 0/00

LajllPada

Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003

218 ISSN 0216 - 3128 Sahat MP dan Heny Suseno

10

__ 2HafI_6 HafI--,.-10Hafl_14 HafI

o6.5

pH

Gambar 7. Pengaruh pH Terhadap Laju FaktorBioakumulasi Cd Pada Salinitas32 %0

Laju akumulasi logam Cd dan Laju faktorbioakumulasi pada kisaran pH 6,0 sampai pH 7,0menunjukkan kesamaan pola. Hal inimengidentifikasikan bahwa kinetika akumulasilogam Cd sama dengan kinetika faktorbioakumulasL Pengaruh pH tidak dapat dijelaskanlebih dalam karena tidak terdapatnya informasiyang cukup untuk mekanisme eksresi Cd dari dalamjaringan tubuh Perna viridis.

KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan dapatditarik kesimpulan sebagai berikut :

a. Perna viridis memiliki kemampuan untukmengakumulasi logam Cd sebesar ± 50 kalilipat dari konsentrasi logam Cd di dalam airlaut sehingga dapat digunakan sebagaibioindikator. Analisis statistik korelasi

bivariable menggunakan metoda PearsonCorrelation dengan piranti lunak SPSSmenunjukkan terdapatnya hubungan antaradurasi pajanan dengan kandungan Cd yangdiabsorpsi oleh Perna viridis.

b. Laju rata-rata akumulasi logam Cd oleh Pernaviridis pada pH 6,0 dan 6,5 sebesar 0.87ppm/hari, sedangkan pada pH 7,0 sebesar 0,90ppm/hari. Laju absorpsi logam Cd ke dalamtubuh biota menunjukkan nilai yang fluktuatif

dan tidak memiliki korelasi terhadap lamanyapajanan dan pH.

c. Faktor bioakumulasi Cd memiliki korelasi

dengan lamanya pajanan, namun tidakdemikian hainya dengan laju faktorbioakumulasi Cd. Laju faktor bioakumulasitidak memiliki hubungan dengan pH dancenderung fluktuasi seperti halnya lajuakumulasi logam Cd yang diakibatkan olehproses absorpsi logam Cd oleh Perna viridisselalu lebih besar daripada proses ekskresi.

d. Kinetika akumulasi logam Cd sama dengankinetika faktor bioakumulasi.

DAFT AR PUST AKA

1. OEY, B. L., R. E. SOERIAATMADJA, W.PARJA TMO, Faktor lingkungan Penentudalam Ekosistem . Sungai. SeminarPengendalian Pencemaran Air DiIjen.Pengairan Dept. PV-RI. Bandung (1978).

2. YVSVF, MVH., Dampak Pencemaran PerairanPantai terhadap Struktur KomunitasMakrozoobentos dan Kualitas LingkunganPerairan di Laguna Pulau TirangcawangSemarang. Tesis S2 Program PascasaIjanaInstitut Pertanian Bogor (Tidakdipublikasikan). (1994).

3. ROSENBERG, D. M. AND V. H. RESH.Freshwater Biomonitoring and BenthicMacroinvertebrates. Chapman and Hall. NewYork. London. (1993).

4. LESCINSKY ET.AL, Mollusc ShellEncrustation and Bioerosion Rates in a Modem

Epeiric Sea: Taphonomy Experiments in theJava Sea, Indonesia, PALAIOS, 2002, V. 17,p. 171-191, (2002).

5. DARMONO. Logam Dalam Sistem BiologiMahluk Hidup. VI Press. Jakarta, (1995).

Prosiding Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NuklirP3TM-BATAN Vogyakarta, 8 Juli 2003