PROSES PENGAMBILAN KADMtUM DARt JALUR AIR LAUT …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · eurofikasi, operasi penangkapan ikan, perubahan musim global

PROSES PENGAMBILAN KADMtUM DARt JALUR AIR LAUTOLEH Anadara ;nequ;valv;s: STUDI PENGGUNAAN PERU NUT 109Cd

Heny SusenoPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif-BATAN, Serpong

ABSTRAKPROSES PENGAMBILAN KAOMIUM DARI JALUR AIR LAUT OLEH anadara inequlvalvis: STUDI

PENGGUNAAN PERUNUT 1OICd. Hampir seluruh invertebrata .laut dapat digunakan sebagai bioindikator, di antaranyaadalah: moluska, krustasea, dan ekinodermata. Kerang bulu (anadara inequivalvis) mempunyai kemampuanmengakumulasi logam berat dan hidup tersebar hampir di seluruh perairan pesisir Indonesia. Untuk menetapkan suatuorganisme laut sebagai bioindikjJtor harus dilakukan eksperimen yang komprehensif di antaranya menggunakanperunut radioaktif. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh data biokinetik proses pengambilan kadmium olehanadara inequivalvis menggunakan perunut 1D9Cd. Rangkaian eksperimen dimulai dengan mengumpulkan biota laut,aklimatisasi, dan pemberian perunut radioaktif. Pengamatan pengambilan kontaminan dilakukan dengan caramenganalisis kandungan perunut radioaktif dalam periode tertentu dan dikonversikan dalam parameter biokinetik.HasH percobaan menunjukkan bahwa faktor Konsentrasi dalam keadaan steady state dalam tubuh anodora ineqiuvatvisyang tertinggi adalah sebesar 34,33 dan 33,04, berturut-turut dalam suasana pH air laut 7 dan 6,5. Setiap peningkatanbabot anadara inequiva/vis sebesar 1 g menyebabkan penurunan nilai ku sebesar 0,21 dan 0,05 Bq/hari masing-masingpada pH 7 dan 6,5. Berdasarkan sudut pandang kemampuan pengambilan kadmium maka anadara inequivalvis dapatdigunakan sebagai bioindikator perairan pesisir.

ABSTRACTCADMIUM UPTAKE FROM SEA WATER PATHWAY BY Anadara inequlvalvis: A STUDY USING

RADIO TRACER .otCd. Most of marine invertebrate such as mollusk, crustaceans and echinodermates can be used asbioindicator. Ark shell (anadara inequivanvis) has the capability to accumulate heavy metals and live in most ofIndonesia's coastal areas. Selection of marine bioindicator needs comprehensive experimental series and radiotracertechniques can be implemented for this purpose. The aim of this research is to find out the data of uptake biokinetic byanadara inequivalvis using ID9Cd tracer. The experiment was performed in two steps, i.e. acclimatization andbioaccumulation. The experiment series started with the collection of marine organisms, acclimatization, radiotracercontamination, uptake and depuration. The observation of uptake and depuration of contaminant was performed bytracer analysis In some period of time followed by transforming the data into biokinetic parameters. The results of the61cperiment show that the highest steady state Concentration Factor are 34.33 and 33.04 respectively in pH 6,5 and 7.Every increment of 1 g of mollusk weight was found to decrease the uptake rate with about 0.21 and 0.05 Bqldayrespectively in pH 6,5 and 7. Based on the cadmium uptake capability, the anadara inequivalvis can be used asbioindicator for coastal area.

PENDAHULUANWilayah pesisir adalah suatu daerah

pertemuan antara darat dan laut, ke arahdarat wilayah peisisir meliputi bagiandaratan, baik kering maupun terendam airyang masih dipengaruhi sifat-sifat laut sepertipasang surut, angin laut, dan perembesan airasin; sedangkan ke arah laut wilayah pesisirmencakup bagian laut yang masihdipengaruhi oleh proses-proses alami yangterjadl dl darat scpertl sedlmentasi den aliranair tawar, maupun yang disebabkat1 olehkegiatan manusia di darat sepertipenggundulan hutan dan pencemaranl11.Wilayah pesisir merupakan pusat interaksiantara darat dengan laut, berperan sebagaipenyangga, pelindung dan penyaring diantara daratan dan lautan, serta merupakanpemusatan terbesar penduduk. Komponenhayati dan non hayati secara fungsionalberhubungan satu sama lain dan salingberinteraksi membentuk suatu sistem, yangdikenal dengan ekosistem. Apabila te~adiperubahan pada salah satu dari kedua

198

komponen tersebut, maka akan dapatmempengaruhi keseluruhan sistem yangada, baik dalam kesatuan struktur fungsionalmaupun dalam keseirribangannya.

Ekosistem pesisir dan laut merupakanekosistem alamiah yang produktif, unik danmempunyai nilai ekologis dan ekonomis yangtinggi. Selain menghasilkan bahan dasaruntuk pemenuhan kebutuhan pangan,keperluan rumah tangga dan industri yangdalam kontoks ekon()mi bemilal komeralaltinggi, ekosistem pesisir dan laut jugamemiliki fungsi-fungsi ekologis penting,antara lain sebagai penyedia nutrien, sebagaitempat pemijahan, tempat pengasuhan dantumbuh besar, serta tempat mencarimakanan bagi beragam biota taut. Disamping itu, ekosistem pesisir dan lautberperan pula sebagai pelindung pantai ataupenahan abrasi bagi wilayah daratan yangberada di belakang ekosistem inil21• Secaraumum ekosistem laut dan pesisir menerimadampak negatif yaitu: polusi zat kimia daneurofikasi, operasi penangkapan ikan,

perubahan musim global dan perubahanfisik habitat, invasi eksotik spesies(3J• Secarakhusus masalah-masalah lingkungan pesisirdan laut meliputi: degradasi habitat (antaralain kerusakan hutan mangrove, kerusakanterumbu karang dan sebagainya),pencemaran laut dan pesisir; ekspolitasiyang tidak optimal dan dampak ganda yangmerupakan interaksi ketiga masalahtersebutl41 •

Pencemaran perairan pesisir merupakanproblem besar, bersumber dari daratan (landbase souse of pollution) dan lautan (marinebase source of polfution) yang selalu terjadiberulang-ulang. Program pemantauanling kung an pesisir dapat dilakukanmenggunakan organisme laut yang disebutbioindikator. Objektif dalam programpemantauan adalah berorientasi untukmemperoleh informasi yang dapat dipercayadalam isu spesifrk dafam hal kesehatanmasyarakat, kompilasi terhadap standarregulasi atau kajian resiko (riskassessment pI . Pemilihan bioindikator untukprogram pemantauan tersebut harusdidasarkan pada penelitian laboratorium. Halini dilakukan untuk memperoleh mekanismeprilaku polutan atau biokinetika meliputi:pengambilan (uptake), retensi dan pelepasan(depuration) dari sumber-sumber polutanter/arut, dalam sedimen maupun melaluirantai makanan. Data yang diperoleh darieksperimen di laboratorium selanjutnya dapatdigunakan sebagai acuan untuk interpretasidata di lingkung an pesisir yangsesungguhnya.

Kontaminan organik dan anorganikmasuk ke dalam perairan pesisir dapatdipekatkan oleh organisme taut baik melaluiair, sedimen maupun makanan. Kadmiummerupakan salah satu jenis logam berat yangberbahaya karena elemen ini beresiko tinggiterhadap pembuluh darah. Kadmiumberpengaruh terhadap manusia dalam jangkawaktu panjang dan dapat terakumulasi padatubuh khususnya hati dan ginjal. Secaraprinsipil pad a konsentrasi rendah berefekterhadap gangguan pada paru-paru,emphysema dan renal turbular disease yangkronis. Pengetahuan transfer kontaminan(termasukkadmium) meJalui jaring-jaringmakanan adalah suatu yang sangat kritisuntuk dipelajari. Untuk menjawabkepentingan terse but, teknik nuklir adalahsolusi yang dapat digunakan untukmeningkatkan pemahaman proses yangterlibat melalui rantai makanan(7]. Hal ini

karena keunggulan analisis radioperunut

199

tersebut dalam hal sensitifitas pendeteksian.Disisi lain pengukuran biokinetik dalam waktupanjang menggunakan biota dalam jumlahterbatas serta mekanisme transferkontaminan dalam berbagai kompartementubuh organisme sang at sulit dilakukandengan metoda konvensional.

Pada makalah ini dibahas prosesbioakumuJasi kadmium dari fase larutan (airlaut) menggunakan perunut 109Cd. Luarandari penelitian ini diharapkan dapat diperolehsebagian informasi mekanisme biokinetiskadmium dalam proses bioakumulasi padaanadara inequivalvis.

BAHAN DAN METODABahan

• Perunut 109Cdyang dibeli dari IsotopeProduct Inc, Jerman.

• Larutan HCI1: 100 sebagai pengatur pH,• Aquarium masing·masing berkapasitas

75 liter dan 20 liter.

• Air laut yang diambil dari KepulauanSeribu.

• Moruska laut yang diambil dariKepulauan Seribu adalah anadarainequivalvis

• Akuarium dan perlengkapannya.• Bahan gelas sperti: Erlenmeyer, gelas

piala dan sebagainya.

Alat

• Spektrometer gamma dilengkapi olehdetektor NaTI diameter 20cm tinggi 40cmbuatan Bicron terhubung dengan MCAyang terintegrasi dalam systeminspector buatan Canberra.

• pH meter

Tata Kerja(a) Aklimatisasi

Kerang darah (anadara inequivalvis)diambil socara langsung dari perairanKepuluan Seribu dengan teknik penyelamantradisional. Moluska selanjutnya dibersihkandari hewan lain yang menempel padC1cangkangnya dan ditempatkan masing ­masing sebanyak 20 buah dalam aquariumterpisah yang berkapasitas 75 liter. Prosesaklimatisasi dilakukan dengan memeliharamoluska tersebut selama 1 minggu tanpapemberian perunut 109Cd. Aklimatisasibertujuan untuk menghilangkan stresmoluska dalam kondisi aquarium sehinggadapat digunakan dalam percobaanbioakumulasi.

(b) Proses BioakumulasiSetelah menjalani proses aklimatisasi,

anadara inequivalvis ditempatkan dalamaquarium yang berbeda. Setiap aquariumberisi 8 moluska (rasio moluska terhadapvolume adalah: 1 moluska berbanding 1,Sliter media). Masing-masing aquarium berisiair laut pada pH 7 mengandung perunut109Cd 1,46 Bq/ml. Media air laut tersebutdiganti setiap hari untuk l')1empertahankankonsentrasinya. Secara periodik moluskatersebut dicacah menggunakan spectrometergamma untuk peroleh data pengambilankontaminan C09Cd dari fase terlarut).Percobaan serupa dilakukan secara parareldalam media air laut pH 6.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Studi Pengambilan CdKerang bulu(anadara inequivalvis)

termasuk dalam kelas bivalva. famili arcidae.genus anadara. Anadara inequivalvi hidupbebas atau berkelompok pada hampirseluruh perairan pantai Indonesia, di dasardengan substrat berlumpur pada kedalamansampai dengan 4 meter. Berdasarkan haltersebut maka jalur potensial pengambilankadmium adalah berasal darilumpurlsedimen. Namun demikian jalurpengambilan kadmium dari fase air juga tidakdapat diabaikan mengingat hewan inimerupakan filter feeder yang menyaringmakanan langsung dari air laut

Pengambilan· kadmium dari fase airyang direpresentasikan oleh perunut 109Cdtersaji pada Gambar 1.Mengacu pada Gambar S, diperolehinformasi proses pengambilan kadmiummelalaui jalur air laut oleh anadaraineqyivalvis sebagCli berikut: ukuran danbobot anadara inequivalvis mempengaruhiproses pengambilan kadmium dari air lautbaik pada pH 6,S maupun 7, setelah tercapaikondisi tunak, anadara inequivalvis yangberukuran lebih besar mengandung kadimumyang lebih rendah dibandingkan denganukurannya yang lebih kecil, kondisi tunakdicapai dalam waktu masing-masing antara11 sampai dengan 16 hari untuk pH 7,0 dan16 untuk pH 6,S.Untuk memperoleh data yang komprehensifberkaitan dengan biokinetik pengambilankadmium dari air laut, dilakukaninventarisasi harga Css, (konsentrasi dalamkondisi steady state) dan perhitungan FKss

(Faktor konsentrasi dalam keadaan steadystate) serta ku. (kecepatan pengambilankadmium dari aire laut). Harga Css, diperolehdari kondisi stagnant kurva hubunganantaralama pajanan dan konsentrasi. Sedangkannilai ku merupakan slope dari kondisi 0sampai dengan kondisi stagnant kurvahubungan antara lama pajanan dankonsentrasi. Hasil yang diperoleh ditunjukkanpada Gambar 2 dan 3.

7510~• ~60

gos• AA ~ ..'0. 'AA

<.> "~ 40.• A6

• ;; 35.7,bU

Jif • .".5

i=!F.'4.1 .,3.,!" I.V7.5§ •• I.V4.60 ~ I. 9

(a)2 4 6 8 10121416182022242628

Lama pajanan (hari)(b)

oo , • 6 8 10 12 W 18 ~ ~ n

Lama pajanan (hari)

201 16 28

Gambar 1. Pengambilan 109Cd oleh anadara inequivalvis. (a)(a) pH 7 pH 6,5

200

45

40

" 35~Ii. 30

25

20o 10 20

Sabot hewan '(g)

0.5

oo

Y •• ,,().O.cfhr: + 2.1700

R1·0.8082

10 15BoIJot hewnn (g)

20(b)

(a)

Gambar 2. Hubungan antara bobot anadara inequivalvis dengan (a) FKss (b) ku

dan relatif memiliki

cukup tinggi yangtidak lengkapnya

Gambar 2(a) menunjukkan nilai FKs.s

yang tertinggi sebesar 34,33 untuk bobotanadara inequivalvis 7,5 9 dalam media airfaut pH 6,5. Sedangkan pada pH 7 nilai FKs.s

tertinggi adalah sebesar 33,04. Hal ini berartibahwa anadara inequivalvis mempunyaikemampuan melipatgandakan konsentrasikadmium dari air laut adafah sebesar 34,33dan 33,04 kali. Perhitungan persamaan linierdiperoleh bahwa setiap peningkatan 1 9bobot anadara inequivalvis akan menurunkannilai FK'$ sebesar 1,36 dan 1,18 berturut­turut untuk pH 7 dan 6,5.

Hubungan antara kecepatanpengambilan (kuJ dan bobot anadarainequivalvis dalam Gambar(2b) adalah: pad apH 7 mengindikasikan bahwa setiap 1 9peningkatan bobot anadara inequivalvismenyebabkan penurunan nilai ku sebesar0,21; pada pH 6,5 mengindikasikan bahwasetiap 1 9 peningkatan bobot anadarainequivalvis menyebabkan penurunan nilai kusebesar 0,05.

Kemungkinan Anadara Inequivalvis

Sebagai Bioindikator CdBerbagai jenis kerang (bivalve) secara

umum memang dapat digunakan sebagaiIndtkstor suetu efek dan Indlkator pMjtlM8n

polutan, namun demikian jenis yang cocokuntuk indicator perubahan lingkungan mutlakdiperhatikan. Badan regulasi lingkunganhidup di USA dan Canada serta negaralainnya menggunakan bioindikator sebagaisuatu paradigma kajian keselamatan yangmeliputi dua elemen utama yaitukarakterisasi pajanan dan karakterisasi efek.Konsepnya adalah kelayakan untuk mengkajikeselamatan ekologi, salah satunya harusmemahami berbagai jalur pajanan kimia yangberhubungan dengan efek biologis.Pendekatan tradisional menggunakan

201

bioassay laboratoriumketidakpastian yangdisebabkan olehkarakterisasi.

Konsep BMB (bivalve molluscbiomonitoring) mereduksi beberapaketidakpastian melalui pengukuran langsungdan terintegrasi untuk mengkarakterisasipajanan dan akibatnya [81, Konsep inimengilustrasikan interaksi antara faktor alamdan pajanan kimia dalam pengaruhbioakumulasi, pertumbuhan sebagai dampakdari faktor-faktor buatan man usia. Model inimendemonstrasikan factor pentingpengukuran yang mempengaruhiperumbuhan dan bioakumulasi. Faktor-faktorini berlaku dalam hal modifikasipertumbuhan, bioakumulasi dan bertahanhidup. Kunci dari adaptasi metodapemantauan ini adalah kalibrasi bioindikatorkerang dipisahkan pengaruh alam danpengaruh biologis dari pengaruh logam.Kalibrasi tersebut ddlpat dilakukan denganmelakukan rangkaian eksperimen sepertipengaruh ukuran dan jenis kerang, kondisieksternal (pH air laut, salinitas, suhu dansebagainya) terhadap proses bioakumulasi.Pengaruh jalur masuknya kontaminan dapatjuga dilakukan melalui air, makanan maupunsedimen bergantung dari cara hidup kerangtersebut.

Rangkaian percobaan di atas merupakanbagian dari upaya untuk memperoleh studiawat dalam menentukan bioindikatorkadmium. Mengacu pada hasil percobaan,maka anadara inequivalvis mempunyaikemampuan mengakumulasi logam kadmiumdari air laut. Jenis moluska ini dapatdigunakan sebagai bioindikator karenaterdapat melimpah di hampir seluruh perairanpesisir di Indonesia.

Investigasi pengambilan dan pelepasandalam organisme yang berhubungan dengan

pajanan logam eksternal merupakan langkahpertama dalam mengakses logam secarasignifikan daJam sistem aquatik. Keuntunganyang diperoleh dari percobaan laboratoriumsebagai basis untuk mengestimasi parameterkinetika model kompartemen dan hitotesisawal tentang bioakumulasi.

Percobaan di atas merupakan salah satusisi dari studi bioakumulasi, yaitu hanyadibatasi pada lingkup pengambilan kadimiumdari air taut. Berdasarkan percobaan di atas,kemampuan anadara ineqiuvalvis dalammengakumulasi kadmium dari air laut cukuptinggi sehingga dapat digunakan sebagaibioindikator kadmium pada perairan pesisir.

KESIMPULAN1. Faktor Konsentrasi dalam keadaan

steady state dalam tubuh anadaraineqiuvalvis tertinggi sebesar 34,33 dan33,04 berturut-turut dalam pH air laut 7dan 6,5

2. Setiap peningkatan bobot anadarainequivalvis sebesar1 9 menyebabkanpenurunan nilai ku sebesar 0,21 dan0,05 masing-masing pada pH 7 dan 6,5

3. Dipandang dari sisi kemampuanpengambilan kadmium maka anadarainequivalvis dapat digunakah sebagaibioindikator perairan pesisir.

SARAN

Perlu dilakukan rangkaian percobaanproses pelepasan (depuration) kadmium daridalam tubuh anadara inequivalvis sehinggadapat ditentukan waktu para biologinya.

DAFTAR PUSTAKA1. SOEGIARTO, A, ( 1976), ·Pedoman

Umum Pengelolaan Wi/ayah Pesisir",Lembaga Oseanologi Nasional, Jakarta

202

2. BENGEN, D.G.,( 2002), "Ekosistem danSumberdaya Alam Pesisir dan Laut sertaPrinsip Pengelolaannya". PK-SPL. IPB,Bogar

3. ANNOM (2003), "Jakarta MandateMarine and Coastal Biodiversity",http://www.biodiv.orq/praqrammes/areas/marine/

4. HUTOMO, M, (2003). "Kebijakan RisetKelautan': disampaikan dalam RapatKoordinasi POKJA PenyusunanKebijakan Riset Lingkungan, KementrianRiset dan Teknologi

5. FISHER, N (2002) "Executive Sum-mary"Ciesm Workshop Monographs 19, Metaland Radionuclide BioacGu-mulation in

Marine Organism': halaman 7-25Monaco,

6. FISHER, N (2003), "Advantage andProblems in The Application ofRadiotracers for Determining TheBi08ccumulation of Contaminant inAquatic Organism, RCM onBiomonitoring, IAEA, Monaco

7. FOWLER, S.W (2002), "Role of Planktonin Controlling Fluxes and ResidenceTime of Metal and Radio-nuclides in Sea"

Ciesm Workshop Monographs 19, Metaland Radionuclide Bioaccumulation inMarine Organis, halaman 23-70 Monaco,2002

8. SALAZAR, M,H. (1997), "CriticalEvaluation of Bivalve molluscs as aBiomonitoring Tool for The MiningIndustry in Canada", In: Stewart &Malley, 1997. Technical Evaluation ofMolluscs as a Biomonitoring Tool for theCanadian Mining. Industry. CANMET­Aquatic Effects Technolo-gy Evaluation(AETE) Program, Project 2.3.1, Part II,pp. 164-248.